鼠标的发明与发展，鼠标的发展及工作原理

随着时代的进步和科技的发展，电脑成为办公的主要工具之一，一直以来，鼠标作为我们最频繁接触的电脑输入设备之一，似乎并没有受到人们过多的关注。虽然我们每天都在使用鼠标，但是你真的了解鼠标的工作原理吗？今天我们就一起来详细地聊聊鼠标，了解鼠标的种类和工作原理。

1、世界上第一款鼠标

1968年12月9日，全世界第一个鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，它的发明者是Douglas Englebart博士。鼠标的英文原名是“Mouse”，Englebart博士设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。他制作的鼠标是一只小木头盒子，工作原理是由它底部的小球带动枢轴转动，并带动变阻器改变阻值来产生位移信号，信号经计算机处理，屏幕上的光标就可以移动。

它的基本工作原理是：当移动鼠标器时，它把移动距离及方向的信息转换成脉冲送到计算机，计算机再把脉冲转换成鼠标器光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。

世界第一款鼠标

世界上第一款鼠标的问世，证明了电脑输入设备进入了一个新的时代，以至鼠标成为现如今不可或缺的电脑外设产品。

应用的进步让人们对鼠标开始提出更多的要求，包括舒适的操作手感、灵活的移动和准确定位、可靠性高、不需经常清洁，鼠标的美学设计和制作工艺也逐渐为人所重视。现如今的鼠标已经呈多元化发展趋势，从机械鼠标、光电鼠标、激光鼠标到前不久最新推出的触控式鼠标等，都拥有各自的用户群体。

根据工作原理和内部结构，鼠标可分为三大类：机械鼠标、光机式鼠标、光电鼠标。

2、机械鼠标

机械鼠标内部构造

机械鼠标工作原理

机械鼠标又名滚球鼠标，主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。通过ps/2口或串口与主机相连。接口使用四根线，分别为电源、地、时钟和数据。正常工作时，鼠标的移动转换为水平和垂直栅轮不同方向和转速的转动。栅轮转动时，栅轮的轮齿周期性遮挡红外发光管发出的红外线照射到接收组件中的甲管和乙管,从而甲和乙输出端输出电脉冲至鼠标内控制芯片。由于红外接收组件中甲乙两管垂直排列，栅轮轮齿夹在红外发射与接收中间的部分的移动方向为上下方向，而甲乙接收管与红外发射管的夹角不为零，于是甲乙管输出的电脉冲有一个相位差。鼠标内控制芯片通过此脉冲相位差判知水平或垂直栅轮的转动方向，通过此脉冲的频率判知栅轮的转动速度，并不断通过数据线向主机传送鼠标移动信息，主机通过处理使屏幕上的光标同鼠标同步移动。

显而易见，这种机械鼠标的精度受到了桌面光洁度、采样精度等多方面因素的制约，因此并不适合在高速移动或者大型游戏中使用。不过，由于这种第一代机械鼠标出现的时候，大部分PC的系统软件和操作软件都只是刚刚开始使用GUI，因此这个矛盾并不突出。

鉴别机械鼠标的方法很简单，把鼠标翻转过来，如果下面有小圆球，就是机械鼠标。

机械鼠标内部结构

随着新产品的更新换代，机械鼠标被淘汰后，市面上已经很难找得出机械鼠标了。

3、光机鼠标

光机鼠标及内部结构图

为了克服机械鼠标精度不高、结构容易磨损的弊端，罗技公司在1983年设计出了第一款光学机械式鼠标，简称光机鼠标。

光机鼠标是在纯机械式鼠标上进行改良，通过引入光学技术来提高鼠标的定位精度，和机械鼠标一样拥有一个胶质圆形小球，并连接着x、y转轴，不同的是光机鼠标增加了发光二极管和感光芯片。

在鼠标移动时，滚轮带动光栅和感光芯片一起运作，从而产生脉冲信号，通过鼠标内部的芯片处理之后被CPU接收，信号的数量和频率对应着屏幕上的距离和速度。

借助这种原理，鼠标的精度和灵敏度都有了大幅度提升，大大超过了原本的机械鼠标，并且成本低廉，迅速风靡市场，纯机械式鼠标时代被取代。

4、光电鼠标

光电鼠标内部结构图

光电鼠标通常由光学感应器、光学透镜、发光二极管等结构组成。在光电鼠标内部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底部表面（这就是为什么鼠标底部总会发光的原因）。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件（微成像器）内成像。这样，当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像

设计这种光电鼠标的初衷是将鼠标的精度提高到一个全新的水平，达到满足专业应用的需求。

这种光电鼠标在精度上确实有很大进步，但是在使用中也有很大的缺陷。反射板稍有磨损或损伤，就会影响鼠标使用，甚至报废，并且使用过程中移动方向必须和反射板中的网格垂直，造价也较为昂贵，所以很快就被市场淘汰了。

5、光学鼠标

虽然光电鼠标惨遭失败，但是全数字化的工作方式、无机械结构和高于机械鼠标的精准度引起了业内的注意。

不久后，克服了光电鼠标缺陷的光学鼠标出现了，既保留了光电鼠标的高精度、无机械结构的特点，又具有高可靠性和耐用性，并且在使用过程中无需清洁液可保持良好的工作状态，光学鼠标和上述所有鼠标都有明显的差别，底部没有滚轮，也不需要借助反射板来实现定位，核心部件是发光二极管、微型摄像头、光学引擎和控制芯片。

光学鼠标结构图

工作时发光二极管照亮鼠标底部表面，微型摄像头以一定时间间隔不断进行图像拍摄。鼠标在移动过程中产生的不同图像传送给光学引擎进行数字化处理，由定位芯片判断出鼠标的移动方向和距离，分析出来的结果转换成坐标偏移量从而实现光标定位。

6、激光鼠标

2004年，世界第一款激光鼠标同时诞生了，它便是罗技推出的MX1000激光无线鼠标，至此，激光鼠标的风潮开始兴起，光学鼠标的地位开始岌岌可危，并流失部分用户。由于罗技MX1000同时也是一款无线鼠标，因此，无线鼠标在04年后开始频繁进入市场。

激光鼠标其实也是光电鼠标，只不过是用激光代替了普通的LED光．好处是可以通过更多的表面，因为激光是Coherent Light（相干光），几乎单一的波长，即使经过长距离的传播依然能保持其强度和波形；而LED 光则是Incoherent Light（非相干光）。

激光鼠标传感器获得影像的过程是根据激光照射在物体表面所产生的干涉条纹而形成的光斑点反射到传感器上获得的，而传统的光学鼠标是通过照射粗糙的表面所产生的阴影来获得。因此激光能对表面的图像产生更大的反差，从而使得“CMOS成像传感器”得到的图像更容易辨别，提高鼠标的定位精准性。

7、多点触控鼠标

多点触控 (又称多重触控、多点感应、多重感应，英译为Multitouch或Multi-Touch)是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没有传统输入设备下进行计算机的人机交互操作。多点触摸技术，能构成一个触摸屏（屏幕，桌面，墙壁等）或触控板，都能够同时接受来自屏幕上多个点进行计算机的人机交互操作。

首先，我们从已经深入大家生活的MP3、手机的触摸屏讲起。包括比较高端的多点触控屏，大部分IT产品采用的是电容式触摸屏，和更早期的电阻式触摸屏相比，电容式触摸屏的市场前景更加广阔。

电容式触摸屏是一块四层的复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO（纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性）。

多点触控鼠标

2009年苹果公司推出了全球首款多点触控鼠标，然而进入2010年国内外设厂商雷柏推了国内第一款多点触控式鼠标-雷柏T1鼠标，这也预示着多点触控鼠标将会成为未来的主流。

多点触控技术是一项新的鼠标技术，触控技术的发展势头近几年可以说是非常的迅猛，但由于存在操作延迟、工作效率低等根本问题，短期内还不能够起到替代键鼠产品的作用。但是已经有键鼠外设厂商行动起来，开发出了结合触控技术的新产品。

,