注：为本人创新思维和创造里个人感悟，对技术不感兴趣者请绕行，转载请说明  

无线激光鼠标时代的到来

    自从个人PC出现以来，鼠标就作为必不可少的输入设备进入了家庭。人们亲切地将这个老外口中的”MOUSE”翻译为”鼠标”，意思是它能够想老鼠那样灵活，可以代替我们的手指去做很多工作。而事实上，自第一代机械鼠标以来，鼠标自身也经历了光机、光电、无线，激光等多个发展阶段，人们也欣喜地发展，鼠标正朝着定位极精确化、外形个性化等方面发展，以前作为配角的鼠标，正在逐渐成为桌面设备的主力。让我们简单回顾一下鼠标的发展历史。

鼠标的发展历史

鼠标的原型

    1968年12月9日Engilehbart 博士在IEEE会议上展示的世界上第一个鼠标，一个木质的小盒子，盒子下面有两个互相垂直的轮子，每个轮子带动一个机械变阻器获得X、Y轴上的位移，在盒子的上面则有一个按钮开关提供连通信号。这款鼠标的鼻祖与今天的鼠标结构大不相同，甚至还需要外置电源给他供电才能正常工作。

 

       当然，若以今天的眼光来看这个原始鼠标的确显得相当简陋，它使用全木质外壳，棱角分明，庞大且笨重，而且需要配备一个额外的电源才能够正常工作，用起来并不方便。加上使用了大量的机械组件，随着时间的积累，鼠标会出现非常严重的磨损问题。另外，原始鼠标使用的是模拟技术，反应灵敏度和定位精度都不理想。种种弊端加在一起，导致没有多少人愿意用它。但作为初生的新产品，我们不能对它苛求太多。原始鼠标的最大意义在于，它的诞生意味着计算机输入设备有了更多样的选择，并为操作系统采用图形界面技术奠定了基础，我们很难想象，如果只有键盘，用户们该如何操作Windows或者Mac OS。

走进商业应用

    1973年，Xerox公司将鼠标应用到改进的Alto计算机系统中，这可以说是鼠标第一次走出了实验室，进入到商业应用的领域。

    1979年，当时还不起眼的Apple公司的职员被邀请参观Alto计算机，也包括运行在该系统上的软件。苹果当时的负责人被这种新的计算机技术所震撼，他认为这就是计算机未来的发展潮流，这些技术中就包括用鼠标作为输入设备。1983年，具有战略眼光的Apple公司将这些灵感和功能加入自己的系统中，于1983年开发出了Lisa计算机，这可以说是Apple公司的第一台使用鼠标的系统。1年以后，Apple就研制Lisa的低成本后续产品–Macintosh，也就是今天大名鼎鼎的麦金塔。

    1984年问世的Apple Macintosh是世界上第一个成功的商用GUI系统，而GUI系统的推广直接导致了鼠标被广大消费者所接受。人们欣喜地发现，使用鼠标点击几个菜单，就可以代替那些烦琐的输入命令，大大简化了计算机操作的复杂程度，因此鼠标的普及程度快得惊人。

老式机械鼠标

    原始鼠标只是作为一种技术验证品而存在，并没有被真正量产制造。在鼠标开始被正式引入PC机之后，相应的技术也得到革新。依靠电阻不同来定位的原理被彻底抛弃，代之的是纯数字技术的”机械鼠标”。

    与原始鼠标不同，这种机械鼠标的底部没有相互垂直的片状圆轮，而是改用一个可四向滚动的胶质小球。这个小球在滚动时会带动一对转轴转动（分别为X转轴、Y转轴），在转轴的末端都有一个圆形的译码轮，译码轮上附有金属导电片与电刷直接接触。当转轴转动时，这些金属导电片与电刷就会依次接触，出现”接通”或”断开”两种形态，前者对应二进制数”1″、后者对应二进制数”0″。接下来，这些二进制信号被送交鼠标内部的专用芯片作解析处理并产生对应的坐标变化信号。只要鼠标在平面上移动，小球就会带动转轴转动，进而使译码轮的通断情况发生变化，产生一组组不同的坐标偏移量，反应到屏幕上，就是光标可随着鼠标的移动而移动。

与原始鼠标相比，这种机械鼠标在可用性方面大有改善，反应灵敏度和精度也有所提升，制造成本低廉，成为第一种大范围流行的鼠标产品。但由于它采用纯机械结构，定位精度难如人意，加上频频接触的电刷和译码轮磨损得较为厉害，直接影响了机械鼠标的使用寿命。在流行一段时间之后，它就被成本同样低廉的”光机鼠标”所取代，后者正是现在市场上还很常见的所谓”机械鼠标”。

光机鼠标

    为了克服纯机械式鼠标精度不高，机械结构容易磨损的弊端，罗技公司在1983年成功设计出第一款光学机械式鼠标，一般简称为”光机鼠标”。光机鼠标是在纯机械式鼠标基础上进行改良，通过引入光学技术来提高鼠标的定位精度。与纯机械式鼠标一样，光机鼠标同样拥有一个胶质的小滚球，并连接着X、Y转轴，所不同的是光机鼠标不再有圆形的译码轮，代之的是两个带有栅缝的光栅码盘，并且增加了发光二极管和感光芯片。当鼠标在桌面上移动时，滚球会带动X、Y转轴的两只光栅码盘转动，而X、Y发光二极管发出的光便会照射在光栅码盘上，由于光栅码盘存在栅缝，在恰当时机二极管发射出的光便可透过栅缝直接照射在两颗感光芯片组成的检测头上。如果接收到光信号，感光芯片便会产生”1″信号，若无接收到光信号，则将之定为信号”0″。接下来，这些信号被送入专门的控制芯片内运算生成对应的坐标偏移量，确定光标在屏幕上的位置。

    借助这种原理，光机鼠标在精度、可靠性、反应灵敏度方面都大大超过原有的纯机械鼠标，并且保持成本低廉的优点，在推出之后迅速风靡市场，纯机械式鼠标被迅速取代。完全可以说，真正的鼠标时代是从光机鼠标开始的，它一直持续到今天仍未完结，目前市场上的低档鼠标大多为该种类型。不过，光机鼠标也有其先天缺陷：底部的小球并不耐脏，在使用一段时间后，两个转轴就会因粘满污垢而影响光线通过，出现诸如移动不灵敏、光标阻滞之类的问题，因此为了维持良好的使用性能，光机鼠标要求每隔一段时间必须将滚球和转轴作一次彻底的清洁。在灰尘多的使用环境下，甚至要求每隔两三天就清洁一次。另外，随着使用时间的延长，光机鼠标无法保持原有的良好工作状态，反应灵敏度和定位精度都会有所下降，耐用性不如人意。

评论：这种鼠标我自己也用过，相信大部分在95年左右都使用的是这样的鼠标，实心的小球非常容易脏，有时候不得不拧开底部的盖子，将小球去除，将粘附在上面的污垢去除，还要将里面滚轴清洁赶紧，再次使用，一般来说那个时候的鼠标属于易耗品，基本上一年的使用时期，相当浪费。

光电鼠标

    与光机鼠标发展的同一时代，出现一种完全没有机械结构的数字化光电鼠标。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，使之可充分满足专业应用的需求。这种光电鼠标没有传统的滚球、转轴等设计，其主要部件为两个发光二极管、感光芯片、控制芯片和一个带有网格的反射板（相当于专用途的鼠标垫）。工作时光电鼠标必须在反射板上移动，X发光二极管和Y发光二极管会分别发射出光线照射在反射板上，接着光线会被反射板反射回去，经过镜头组件传递后照射在感光芯片上。感光芯片将光信号转变为对应的数字信号后将之送到定位芯片中专门处理，进而产生X-Y坐标偏移数据。

    此种光电鼠标在精度指标上的确有所进步，但它在后来的应用中暴露出大量的缺陷。首先，光电鼠标必须依赖反射板，它的位置数据完全依据反射板中的网格信息来生成，倘若反射板有些弄脏或者磨损，光电鼠标便无法判断光标的位置所在。倘若反射板不慎被严重损坏或遗失，那么整个鼠标便就此报废；其次，光电鼠标使用非常不人性化，它的移动方向必须与反射板上的网格纹理相垂直，用户不可能快速地将光标直接从屏幕的左上角移动到右下角；第三，光电鼠标的造价颇为高昂，数百元的价格在今天来看并没有什么了不起，但在那个年代人们只愿意为鼠标付出20元左右资金，光电鼠标的高价位显得不近情理。由于存在大量的弊端，这种光电鼠标并未得到流行，充其量也只是在少数专业作图场合中得到一定程度的应用，但随着光机鼠标的全面流行，这种光电鼠标很快就被市场所淘汰。

评论：这种鼠标我也用过，当初记忆很深的是鼠标下面有一个银灰色的反射板，而且有纵横的纹理，鼠标很大，需要在这个反射板上来回移动，准确度也不是很高，有时候移动的过快就会丢帧，不得不调整后再次定位。正如上述的一样，很快就被市场淘汰了。

光学鼠标

    虽然光电鼠标惨遭失败，但全数字的工作方式、无机械结构以及高精度的优点让业界为之瞩目，倘若能够克服其先天缺陷必可将其优点发扬光大，制造出集高精度、高可靠性和耐用性的产品在技术上完全可行。而最先在这个领域取得成果的是微软公司和安捷伦科技。在1999年，微软推出一款名为”IntelliMouse Explorer”的第二代光电鼠标，这款鼠标所采用的是微软与安捷伦合作开发的IntelliEye光学引擎，由于它更多借助光学技术，故也被外界称为”光学鼠标”。

光学鼠标的各项指标完全达到了设计初衷。它既保留了光电鼠标的高精度、无机械结构等优点，又具有高可靠性和耐用性，并且使用过程中勿须清洁亦可保持良好的工作状态，在诞生之后迅速引起业界瞩目。2000年，罗技公司也与安捷伦合作推出相关产品，而微软在后来则进行独立的研发工作并在2001年末推出第二代IntelliEye光学引擎。这样，光学鼠标就形成以微软和罗技为代表的两大阵营，安捷伦科技虽然也掌握光学引擎的核心技术，但它并未涉及鼠标产品的制造，而是向第三方鼠标制造商提供光学引擎产品，目前市面上非微软、罗技品牌的鼠标几乎都是使用它的技术。

　　光学鼠标的结构与上述所有产品都有很大的差异，它的底部没有滚轮，也不需要借助反射板来实现定位，其核心部件是发光二极管、微型摄像头、光学引擎和控制芯片。工作时发光二极管发射光线照亮鼠标底部的表面，同时微型摄像头以一定的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，最后再由光学引擎中的定位DSP芯片对所产生的图像数字矩阵进行分析。由于相邻的两幅图像总会存在相同的特征，通过对比这些特征点的位置变化信息，便可以判断出鼠标的移动方向与距离，这个分析结果最终被转换为坐标偏移量实现光标的定位。

    毫无疑问，集各项完美指标于一身的光学鼠标诞生起就注定它将具有光明的前途，尽管在最初几年光学鼠标价格昂贵，消费市场鲜有人问津，但在2001年之后情况逐渐有了转变，各鼠标厂商纷纷推出光学鼠标产品，消费者也认识到其优点所在。此后，在厂商的大力推动下，消费者的观念也逐渐发生转变，花费较多的资金购买一款光学鼠标的用户不断增加。同时，光学鼠标的技术也不断向前发展，分辨率提高到800dpi精度、刷新频率高达每秒6000次，在激烈的竞技游戏中也可灵活自如，而困扰光学鼠标的色盲症也得到良好的解决。加上顺利的量产工作让其成本不断下滑，百元左右便可买到一款相当不错的光学鼠标（廉价型产品可能只要30到40元），光学鼠标在近两年进入爆发式的成长期，绝大多数装机用户都将它作为首选产品。而与此形成鲜明对照的是，光机鼠标日薄西山，市场份额不断缩小，虽然在低阶领域还有一定的需求，但被光学鼠标所取代，最终退出市场的趋向表现得非常明显。

   

评论：

    写到这里，正是我们大部分人目前所使用的鼠标，价格和性能方面能够让大部分消费者承担的起和觉得满意的。有一些光电鼠标的精度率已经提高到800dpi以上，移动速度提高到了惊人的1米/秒，也就是说，只要显示器的分辨率够大，显示器本身也足够大，我们能够拿着这款光电鼠标快速移动一米，显示器上鼠标指针可以正常表现这样的行动。这在以前的鼠标技术上来说是不可能的。看上去鼠标的发展已经到了一个极致，但是真的这样吗？下面介绍一下我自己刚刚买的鼠标的技术创新。

激光鼠标

    激光鼠标属于光学鼠标的再次发展，光学鼠标按上述的原理说起来比较复杂，光学鼠标的核心是一个低分辨率迷你摄像机，称为传感器。从下图来看，原理就是利用发光二极管照射移动表面，并被反射回鼠标的光学感应器，用以记录移动动作，以此来捕捉移动位置的不同画面.当鼠标移动时，传感器会连续拍摄物体表面，并利用数字信号处理来比较各个影像，以决定移动的距离和方向。产生的结果会传回计算机，而屏幕上的光标会根据这些结果来移动。

    激光鼠标原理跟光电鼠标差不多，只是把发光二极管换成了激光二极管来照射鼠标所移动的表面，图上我们也能清楚的看出它们之间一些细微的差别，激光光线具有一致的特性，当光线从表面反射时可产生高反差图形，出现在传感器上的图形会显示物体表面上的细节，即使是光滑表面;反之，若以不一致的LED作为光源，则这类表面看起来会完全一样。难怪罗技推出MX1000号称MX激光引擎的精确度要比传统光学鼠标平均高20倍。激光鼠标的优势主要是表面分析能力上的提升，借助激光引擎的高解析能力，能够非常有效的避免传感器接受到错误或者是模糊不清的位移数据，更为准确的移动表面数据回馈将会非常有利于鼠标的定位，这样我们就可以在很多光电鼠标无法使用的表面进行操作。

无线技术

    鼠标中的无线技术是鼠标将蓝牙和射频技术结合而发展起来的，目的就是脱离鼠标线的困扰，让你可以在相当长的距离外控制鼠标，现在基本运用在鼠标上的无线技术有27Mhz Radio Frequency、2.4G和蓝牙无线，而且这样的技术也用于无线键盘。

       全球首个采用27 MHz RF无线技术的鼠标于1991年由罗技发布，而这位业界巨人于1998年发布了首款无线键鼠套装。至此，采用27 MHz RF无线技术的键鼠产品拉开了进军市场的序幕。

27 MHz RF

       27 MHz RF指的是使用27 MHz ISM（工业、科学、医学）无线频率带的一项技术，输出功率<54dBuV/m。在这个频率带中有四个全球范围的频道：其中两个用于无线键盘，另外两个用于无线鼠标；因为27Mhz最远有效传输距离仅为6英尺（182.88cm），为了防止出现频率干扰和传输不畅的情况，部分较新型的无线键鼠产品采用了双频道的方案。例如：双频道的无线键盘同时使用了频率为27.095Mhz（频道1）和27.195Mhz（频道2）的频段，而早期的单频道无线键盘则仅使用了频率为27.095Mhz或27.195Mhz的频段；同理，鼠标方面，双频道无线鼠标采用了同时使用的频率为27.045Mhz（频道1）和27.145Mhz（频道2）的方案，而单频道无线鼠标则仅使用27.045Mhz或27.145Mhz的频率。在这样的情况下，无线键盘和鼠标不但不容易出现互相干扰的情况，而且还因为双频道信号的使用而不容易出现信号”撞车”的情况。由于其他无线网络设备很少使用27Mhz频率，因此该类键鼠产品受到来自其他无线设备的干扰的可能性并不大。虽然占据了技术成熟、成本低和受干扰风险较低的优势，但27Mhz频段的劣势也是比较明显的。首先，该类键鼠产品仅支持单向传输，也就是说仅支持鼠标的发射端向信号接收器发送信号而不能”逆行”。另外，27MHz技术由于传输速率的原因，必须连续工作，因此功耗也比较大。此外无线安全级别较低、有效传输距离较短等均是27Mhz频率键鼠产品不可回避的劣势。

评论：

    我的上一款无线鼠标就是27Mhz的无线鼠标，用两节7号电池，采用发光二极管的光学引擎，和上述的一样。一开始感觉非常的方便，电脑后面可能不用连着那么多线了，而且运动自如，想把鼠标放在什么位置都可以。但是用了一段时间后，发现了它的劣势，相当耗电，看了上述的文章后，才知道原来时时刻刻鼠标的无线发射器都会向电脑主机发送信号，因为不能逆行，大大消耗了电池的能量，加上是发光二极管管理，更加加剧了电池的性能，基本上3-4天就要换电池。后来虽然改用了充电电池，还是觉得很麻烦。我想这就是技术进步的的代价。

蓝牙

       确切地说”蓝牙”技术是由一家成立于1998年9月的私营非牟利组织Special Interest Group（简称SIG）制定的一个标准。SIG组织本身并不制造、生产或销售任何蓝牙设备。为什么说”蓝牙”本身是一个标准，而不是频率（RF）呢？因为蓝牙使用的频段和2.4G RF一致，均为在大多数国家免费、无授权的2.4-2.485GHz ISM（工业、科学、医学）之间，但蓝牙技术在普通2.4G无线技术上增加了自适应调频技术（adaptive frequency hopping，AFM ），实现全双工传输模式，并实现1600次/秒的自动调频。此外，该技术能够使蓝牙设备的接收方和传输方两者以1Mhz为间隔，在其划分的79个子频段上互相配对。因为蓝牙技术由2.4-2.485GHz ISM（工业、科学、医学）频段增加特定协议而来，因此它能够使任何蓝牙设备在一定范围内互相配对并连接、传输数据。这个技术的好处不但使减低了甚至杜绝了无线设备互相干扰的现象，甚至使蓝牙设备适应性更广，成本更低廉。此外，蓝牙技术传输速率最高为每秒1Mbps，虽然和2.4Ghz非联网解决方案的2Mbps还有一定差距，但还是要高于27MHz无线技术，而且蓝牙更加省电。

评论：

       蓝牙我使用过，我的手机支持蓝牙，所以可以很方便地在笔记本和手机之间通过蓝牙无线协议来进行数据传输，也可以使用蓝牙耳机来接听电话。但蓝牙的鼠标没有使用过，因为昂贵，不可回避的是，因为蓝牙要交纳专利费的原因，采用蓝牙技术的产品其成本都额外增加3-5美元，目前市场的蓝牙鼠标很少，价格均在千元以上甚至更高，所以很难销售，算是中间的一个过度产品，但是任何技术的商业化运作都是以成本计算的。

2.4Ghz 非联网解决方案

       “2.4Ghz 非联网解决方案”也就是我们俗称的2.4G无线网络技术。它的优点是解决了27Mhz功率大、传输距离短、同类产品容易出现互相干扰等缺点而提出的。2.4G无线技术之所以是”2.4G”而不是”2.5G”是因为该技术使用的频率是2.4-2.485GHz ISM无线频段，该频段在全球大多数国家均属于免授权免费使用，这为产品的普及扫清了最大障碍。相比于27Mhz的低传输效率，2.4G传输效率达到了2Mbps，接收端和发射端之间并不需要连续性工作，从而大大降低了功耗、延长电池续航时间。同时为了避免27Mhz无线频段容易出现互相干扰的现象，2.4G还采用了自动调频技术，接收端和传输端能够找到可用频段。此外，更重要的是2.4G RF无线技术为双向传输模式，避免27Mhz单向传输容易出现信号断续的情况。2.4Ghz非联网解决方案因为并不需要向任何组织或者个人交纳专利费等原因，其成本相对其他无线网络技术（如：WiFi/蓝牙等）要低廉不少。但采用2.4Ghz非联网解决方案的产品接收端和发送端在生长时便内置配对ID码，形成一对一模式，因此不同品牌、不同产品之间的接收端和发送端不能混用，这就大大限制了该技术在其他领域的使用和普及。

评论：

       我目前用的鼠标就是当今世界上采用了最先进的光学引擎-激光技术和2.4Ghz的无线技术相结合的无线激光鼠标，罗技V450，售价400元人民币左右。

靠在鼠标旁别的是就是2.4Ghz的射频接收器，几个优点如下：

• 1、 在产品设计上，罗技的这块鼠标非常独具匠心，将鼠标底部的做成了一个槽，在鼠标不用的时候，可以将接收器输入这个槽内。一旦插入到槽内，鼠标的电源就会自动切断，不仅保持电池的持久性，更便于携带。
• 2、 在使用的时候，鼠标会自动根据使用情况节电。
• 3、 更出色的是，2.4Ghz的传输速率大大提升，提高了灵敏度和精确性。我在使用的过程中，感觉到了和以前那个鼠标在灵敏度上的显著差别，非常顺手。
• 4、 传输距离增大，我曾经试过，在5-7米远的地方控制鼠标，都可以操作，可以实现某些发烧友用户将自己的背投电视机当成显示器和电脑连接，坐在沙发上操作电脑。
• 5、 省电，从买来到现在，我没有换过电池，已经有2个月左右的时间，按照罗技官方说法，两节AA电池可以用一年以上，比起27Mhz的无线技术来说，可以是很大的一个进步。

总结和联想：

       小小一个鼠标，从机械式，光机式，光电式，一直发展到目前的光学，激光和无线，麻雀虽小，五脏俱全，里面蕴含的技术真是让人叹为观止。目前鼠标的技术还在不断发展，罗技公司已经开发出了一款，不依赖桌面操作，可以在空中自由操作的，罗技 MX Air的鼠标，里面居然还有水平定位仪的技术，整个鼠标将涉及到人体工学，无线技术，光学技术，陀螺仪，可编程智能芯片，触摸滚轮技术，实在是太让人惊讶，售价在1200元左右。如果有兴趣，可以看看这里的图片，http://detail.zol.com.cn/112/111933/pic.shtml

       那么以后的鼠标还会如何发展呢？我曾经试想过。可能20年，30年以后，鼠标可能都没有人听说过了，可能那个时候没有人用鼠标了，采用了其他更加智能化的输入工具，例如在人身上安装一个什么装置，可以检测出人眼目前的位置，自动将光标定位到看到的位置，眨左眼代表左键单击，眨右眼代表右键点击，眨两下代表双击，还可能根本就不需要眨眨眼睛，只要心灵感应即可。未来技术的进步可能会结合到生理学，遗传学和基因学，我们将永远期待充满技术创新的未来！