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二代光學「針光」技術 如何超越現今光電、雷射、藍光技術

雙飛燕官方 | 人氣 14312 | | 2011-04-20

1968年Douglas Englebart博士發明第一隻滑鼠至今半個世紀,由最初的機械技術發展到目前光電、雷射、藍光三種技術並存發展,仍無法解決過界問題, 必須要選用鼠墊方能應對。因此,我們不禁感嘆,何時才能出現完美的滑鼠技術,如何解決困擾滑鼠迷們的過界問題?

 

讓我們先看看目前舊一代滑鼠引擎原理和常有的缺失

 

 

 

舊一代傳統光學滑鼠核心是一部迷你攝像機,稱光學感應器,利用漫反射原理拍攝取像。發光LED小角度斜射粗糙面產生漫反射陰影,感應器連續拍攝並運算比較各幅影像的差異特徵值,最後得知游標的移動方向和移動量。

 

 

 

簡單點說,就是滑鼠如果在太光滑或者太粗糙都可能造成滑鼠移動不暢。例如,光學滑鼠在光滑的桌面會無法移動,在花紋墊上則會拖拉不順,而在凹凸面上又會不停抖動。

 

舊一代光學鼠過界問題分析

在玻璃光滑表面上,舊一代光學鼠斜射光束在光滑表面呈鏡面反射,無法形成漫反射光學陰影,感應器讀取不到表面影像特徵,如下圖所示,游標如同置於盲區無法移動。

 


工作表面特性為鏡面反射時,傳感面上沒有任何光線進入進行成像

 

 

舊一代光學鼠遇到花紋或格狀表面時,影像特徵值隨表面顏色無秩序改變,游標移動不順或抖動。 凹凸面則易生成散射光,使游標抖動。一代光學鼠對挑選鼠墊或工作平面的依賴程度非常高。

 

 

 

鐳射鼠光路徑及過界問題




雷射滑鼠其實也是光電滑鼠,只不過是用雷射源代替了LED光源.因為雷射,幾乎單一的波長,即使經過長距離的傳播較能保持其強點。

雷射滑鼠感測器獲得影像的過程是根據,雷射照射在物體表面所產生的干涉條紋而形成的光斑點反射到感測器上獲得的,而傳統的光學滑鼠是通過照射粗糙的表面所產生的陰影來獲得。因此雷射能對表面的圖像產生更大的反差,從而使得成像感應器得到的圖像更容易辨別。

但是雷射技術,遇上光滑表面或玻璃面卻無法獲取表面上的干涉條紋也就完全無法使用。另雷射發射頭有成本較高之缺點, 防靜電能力低也是造成故障率高的原因。

 

藍影滑鼠光路徑及過界問題

藍影滑鼠是微軟 Blue Track技術,滑鼠自身使用的是藍色LED光源,與傳統光學紅色LED光源比較除了光波長較短之外並無太大的不同, 藍影滑鼠只是利用雷射引擎的鏡面反射點成像原理,LED光源發射出的藍色光線通過鏡片彙集,照射在物體表面上,再通過物體表面反射到光學感測器成像。此斜射LED光路設計,如於軟質三維凹凸皮草上就無法正常工作。

 

 

從上面可以看出,無論是光學、雷射或是藍影滑鼠,皆因為光路斜射而嚴重挑剔工作表面, 導致對滑鼠墊的高度依賴,實際分析原理與實際使用後, 印證了以上三種滑鼠的過界能力仍明顯不足。

 

二代光學「針光」技術 如何能克服種種過界問題?



二代光學針光技術,雖然是採用紅色LED光源,但其摒棄傳統光束斜射方式, 反改進為垂直的正射光路徑, 射入表面後即垂直反射進入光感應器,其光路短而光場強,能輕易捕捉微界特徵讓成像更加清晰,提高數倍影像特徵值,游標控制更加靈敏而精準,徹底解決統光學鼠在高光亮面、微塵玻璃面、凹凸面、花色面等不動、遲滯、跳禎、顫抖等等過界問題,不可思議的是其強勁的過界力還可直達三維空間, 圖中皮草衣服上是明顯的三維立體凹凸不平, 但正射針光依然不畏而仍然暢行無阻,締造光學滑鼠的完美過界, 無礙免墊暢行的傳奇!

 

 

下圖分別為二代光學針光技術與傳統式滑鼠光學技術的技術對比分析狀況:

 

 
圖A為採用二代光學針光技術得到的技術資料(Sensor成像面上的光斑形狀及照度分佈)

 

 
B為傳統式滑鼠光學技術的技術資料(Sensor成像面上的光斑形狀及照度分佈)

 

結論:

AB兩組圖中分析,其二代光學針光技術的光斑形狀有如針尖般聚焦非常集中,最大照度為13745Lux;

而這傳統式滑鼠光學技術的光斑形狀相對模糊而稀散不清,且最大照度只有999.29Lux;

兩者相差約13.75,從技術資料分析可以得出此二代光學針光技術有非常高的技術優越性.

 

光路改變後,又如何能妥善控制更加靈敏的游標呢? 

雙飛燕研發團隊,為求讓使用時能更加穩定地操控游標,另外還特殊設計一套游標移動性分析軟體,於設計階段時, 研發工程師可進行反覆偵測分析光學感應器內各種成像特徵值的資料,據此修正補償,直到能讓光學與電子之間的各種優異特性完美融合, 達到最佳化匹配為止。

 

 

 

數據說明:

 

 

IQImage Quality)影像差異特徵值, 又稱微界觀查能力值, 是分析軟體中最重要光電配合資料,它顯示光學感應器內每幅影像256個圖元與與另外影像之間的影像差異特徵的平均值,數值越大,影像特徵差異值越高, DSP運算器就能越準確的算出遊標移動向量。我們在一灰黑色鼠墊上實測得出使用傳統光學技術的IQ值是68,而使用 「針光技術」 的IQ值則高達195,是舊一代光學鼠的2.8倍。 微界觀查能力資料顯示二代光學「針光」的影像差異特徵更高,過界率自然更高,游標操控當然也就更加精準靈活, 至今我們收集市場上各類型滑鼠比較其平均過界能力後發現無一隻能夠勝過針光技術鼠,至此雙飛燕歷經多年的自主研髮針光引擎總算是大功告成, 一舉改變光學引擎被外國技術所主宰的局面, 重新引領創製了滑鼠的過界新標準, 不論是對國人或對雙飛燕忠實客戶, 我們很欣慰的感受是鬆了一口氣, 二代光學「針光」技術--他總算可以交差了。

 

全新資料化生產檢驗方式

 

舊一代光學鼠因斜射光路原理, 光學物距誤差容許度極低, 必須嚴謹控制, 生產不良率較高, 生產檢驗一般是使用數種色差較大表面, 但顧慮到生產速度而無法顧全測試各類型表面,造成使用時過界障礙。

 

 

二代光學」針光」技術 摒棄傳統光束斜射方式後,超高的IQ影像特徵值已可保證其過界能力, 因此雙飛燕對針光系列設計了全新資料化生產檢驗方式, IQ影像特徵值低於標準值的檢驗出來, 而更加有效把關杜絕任何不良。

  

光孔表徵與光路徑關係
斜射光的角度愈大其須要的光孔就愈大, 如下圖顯示傳統普通光學、藍影和雷射皆是斜射光路設計, 光孔皆比正射的針光大上許多。

 

 

斜射紅/藍光學鼠於三維凹凸面的缺陷原因分析

 

 
               (上圖) 藍影光學物距易受影響                             (下圖) 普通光學物距最受影響

 

由於普通光學和藍影皆是斜射光,當透鏡因物距高度改變時感應器便無法正確捕獲成像,是導致游標延遲、顫抖、飄移等現象。這正也是傳統斜射光路滑鼠於三維凹凸面無法正常工作的原因,例如:皮草、地毯上等。

反之由於針光技術是正射光設計,不會因透鏡物距高度的改變而影響感應器正確捕獲成像,這也是針光滑鼠置於皮草、地毯三維凹凸面上依然可以順利暢行。

 


                                                           正射針光物距不受影響

 

二代光學針光鼠拋棄鼠墊 隨處可用

 

 

 二代光學「針光」技術,突破傳統,幾乎能夠在任何地方實現精準追蹤。無論您身在何處,無論您在什麼表面上使用滑鼠,整個世界就是您的滑鼠墊。

 

過界能力綜合比較表

 

 

上表是實際測試各類型引擎後統計得出的過界能力比較表,打勾代表可以使用, 如在非常乾淨的玻璃上使用各類引擎皆無法很順利使用, 您可以用手掌拍拍玻璃面即為微塵玻璃, 便可使用, 但是傳統光學與雷射引擎則完全無法於微塵玻璃與亮面大理石上使用, 表現較好的微軟藍影與羅技Darkfield亦皆無法在毛皮上使用且售價昂貴並皆共同有高耗電的缺點, 羅技Darkfield的耗電量更是高達驚人的60mA, 縱觀上錶針光技術已經徹底改善傳統光學的過界力缺失, 進而還可以通過許多高難介面的測試其綜合過界能力絕對是穩座第一無疑。所以針光技術是改進後的二代光學, 完全達到免墊暢行的級別, 我們用針光鼠旅行再也不須攜帶一片可能髒汙的鼠墊了。

 

二代光學「針光」技術的防塵性及節能性上的突破和創新。

 

 

防塵性: 舊一代光學鼠的光孔面積很大,容易導致灰塵侵入鏡頭裡面,使滑鼠性能下降或無法正常使用,另也因許多先天設計缺失而降低滑鼠的移動流暢度。二代光學「針光」鼠光孔面積比舊一代光學鼠光孔面積小15倍多,從而最大限度的避免了灰塵侵入光孔。

節能性:實測資料顯示:

 

 

因為二代光學「針光「技術, 正射光路短, 光效能提高, IQ值也提高了,所以LED限流電阻可以從33歐姆提高至82歐姆,當然耗電量也跟隨降低,特別是在暗色面上,節能高達31%

 

舊一代光學技術與二代光學「針光」技術的對比分析

二代光學 - 針光技術

舊一代光學技術

1. 光徑短,功耗低
2.
光場強,游標精準
3.
徹底解決過界難題
4.
軟質毛皺面輕鬆用
5.
具備三維過界能力
6.
光孔小易防塵

1. 光路長,耗電大
2.
亮面游標不動
3.
凹凸或花紋面,游標抖動
4.
過界率低,丟幀率高
5.
不具備三維過界能力
6.
光孔大易進塵

如今,隨著雙飛燕二代光學「針光」技術的成功研發。二十四年的風雨歷程,雙飛燕始終以弘揚民族品牌為己任,堅持自主研發,過程雖然艱辛,但是始終堅信唯有掌握核心技術才能帶給國人最優質的產品,雙飛燕成功的站在了世界滑鼠引擎技術的尖端,一舉解決了舊一代傳統光學、雷射、藍影鼠的過界問題,灰塵問題與功耗問題, 開啟了一個嶄新的技術革新時代。