[心得]光學滑鼠相關心得分享

最近看到許多網友對增進光學滑鼠效能的小道具相當有興趣. 但這些配件實際上能夠產生良好的功效嗎? 且讓小弟分享一點小小的心得. 若以下敘述有謬誤之處, 請各位業界先進逕行出手教訓即是....

鼠貼

鼠貼的功用主要在於增進滑鼠的機械操控性, 提高手感即可增進大腦-手-滑鼠間的feedback效率. 以傳統滾輪鼠來說, 這個道理相當成立. 但在光學鼠方面適用嗎? 且讓我們從光學鼠的核心零件 - optical sensor 開始談起.

optical sensor 其實就是一個黑白CMOS image sensor 加上一些週邊線路, 可以把它想像為一個畫素很低的攝影機. 有多低呢? 以我接下來舉例說明的Agilent ADNS-2051來說, 是16x16, "256"(沒有萬...)像素啦. 當滑鼠在移動間, 這個小攝影機以每秒1500 frame的速度不斷對著桌面拍照, 藉由分辨每個frame間影像的變化關係, 即可解出目前滑鼠的移動向量及速率. 因此, 滑鼠resolution良宥即與sensor得到的影像品質有絕對的關係. 那一張小小的鼠貼與成像品質有關係嗎? 當然有, 那可是大大的有關啊....且讓我們先從光學滑鼠的機構開始看起. 下面是optical sensor附近機構示意圖 :



這一張是上圖機構的剖面圖



接下來我們再看實際成像時的光學路徑:



由上圖可以很清楚看出, LED發出的光源經由light pipe的折射, 打在surface上, 這裡的surface即是您的桌面(或鼠墊). light pipe的功用是將光源角度變為斜斜的, 用意是讓surface表面細微的紋理產生陰影. 如果沒有陰影, sensor是啥也看不出來的啦.....所以surface的材質甚至顏色與滑鼠解析度亦是息息相關, 這部分下次再細談. 光源在surface上反射後由l鏡頭(就是滑鼠反過來看得到的透明部份)聚焦, 最後打在CMOS image sensor上. 而聚焦(焦距)就是這次要說的重點啦~~

由上圖中, 我們看到影響焦距的組件包括了:

1. PCB: 電路板的厚度, 這部份比較好掌握, 再爛的PCB廠也還不至於差到多少.

2. lens/light pipe: 這是透明塑膠射出組件, 它的厚度影響焦距, 鏡頭精密度影響成像品質. 理論上這是一個精度要求很高的零件, Agilent有機構專利並且也販賣這項組件(由第一張圖可以看到零件編號ADNS-2100). 但在光學鼠成為電腦不可或缺的周邊後, 免不了這項零件也由大陸烏鴉鴉的射出廠製造. 至於品質.....大家用的200元光學滑鼠還不是都會動嗎? 會動就好.....

3. Base Plate: 這裡指的是滑鼠的外殼. 但還包含一個上圖沒有畫到的部份-滑鼠的腳墊, 也就是幾顆由鐵氟龍材質製成的貼紙. 一個名牌的高檔滑鼠, 當然會連腳墊的厚度及形狀都經過整體計算, 才能符合焦距需要的精密度.

所以由以上關係來看, 不難了解到在滑鼠腳墊上貼"鼠貼"這類小配件, 即使增加機械操控性(使大腦認為解析度提高), 但也可能使sensor失焦. 那究竟sensor對於失焦的容忍度有多低呢?



上圖中的"Z" - 鏡頭組件與桌面的距離 - 即是接下來參考數據的基礎. 原廠的spec.如下:



中間是建議值, 左右為上限及下限, 可以看到容許誤差僅0.2mm而已. 若鼠貼加上背膠的厚度超過0.2mm, 即會影響滑鼠的解析度. 影響多少? 請參考下圖:



上圖以幾種常見的surface材質測試, 標示出焦距與解析度間的對應關係. 以"manila folder"(卷宗夾, 真的有人拿來當鼠墊嗎?!...)為例, 在Z=3.1mm時解析度僅剩一半 - 200dpi. 也就是說, 連爛爛的滾球滑鼠都不如啦........

經過以上粗淺的整理, 希望大家能夠大略了解小小一片鼠貼對光學滑鼠解晰度可能產生的影響. 若有機會再對surface部份分享相關的心得.

以上圖面由安捷倫網站之ADNS-2051規格書擷取
http://literature.agilent.com/litweb/pdf/5988-4289EN.pdf

如需轉載, 請先取得小弟同意, 謝謝!

- Luzofan (Jimmy Su)

這原本是小弟去年放在PIL, 關於滑鼠特性一些簡單的介紹. 最近大家對滑鼠周邊的玩意兒也有些討論, 因此小弟把這篇雜文轉回到01, 希望能拋磚引玉大家交流一下.