Optomaus

Bildsensor auf der Unterseite einer optischen Maus

Maussensor-Chip: Die Öffnung für das Bild befindet sich auf der Unterseite

Eine optische Maus ist ein Zeigegerät, das Bewegung optisch erfasst, im Gegensatz zur mechanischen Erfassung per Rollkugel. Die Funktionsweise basiert auf moderner Bildverarbeitung. Es ist ein Maussensor-Chip eingebaut, der im wesentlichen nichts anderes ist als eine kleine Kamera mit einer Recheneinheit. Dieser Sensor nimmt ständig Bilder auf. Die Bild-Wiederholrate ist größer als 1500 Bilder pro Sekunde. Die Bildgröße reicht dabei von 16 x 16 bis 30 x 30 Pixel.

Funktionsweise

Die Mausunterlage wird von einer Leuchtdiode (LED) oder einer Laserdiode (bei der Lasermaus) beleuchtet. Das von der Unterlage reflektierte Licht wird mit einer Linse gebündelt und gelangt in die Minikamera des Maussensor-Chips. Die Bildinformation kommt als Graustufenbild in den DSP (Digitaler Signal-Prozessor) des Maussensor-Chips und wird dort zunächst in Geschwindigkeiten umgerechnet. Dann werden aus den Geschwindigkeiten schließlich die Bewegungsdaten (Δx- und Δy-Werte) berechnet.

Algorithmus

Als Algorithmus für die Geschwindigkeitsberechnung wird nicht etwa Korrelation verwendet, sondern optischer Fluss, der mit wesentlich weniger Rechenoperationen auskommt.

Belichtungseinheit: LED oder Laser

Zunächst gab es nur optische Mäuse, die als Lichtquelle eine LED verwendeten. Bei moderneren Mäusen wird dafür Laserlicht verwendet. Bei der Lasermaus werden die Strukturen der Mausunterlage deutlicher aufgelöst. Dadurch kann die Lasermaus noch bei Oberflächen verwendet werden, die für die LED-Mäuse ungeeignet sind. Das betrifft vor allem einfarbige, glatte und glänzende Oberflächen.

Historisches

Ursprünglich entwickelt wurde die Technik von Hewlett Packard für die Navigation von Flugzeugen. Probleme mit unstabilen Lichtverhältnissen und sinkende Kosten der satellitenbasierten Navigation haben jedoch eine erfolgreiche Vermarktung verhindert. Der Einsatz als Maussensor hat die Technik letztlich zu einem großen Erfolg gemacht; wahrscheinlich werden die optischen Mäuse in wenigen Jahren die mechanisch-optischen vollständig verdrängt haben.

Schon in den 1980ern hatte Siemens eine optische Maus für den industriellen Einsatz im Portfolio gehabt. Allerdings brauchte sie eine spezielle reflektierende Unterlage mit einem aufgedruckten Quadratgitter.

Bei der späteren Aufsplittung von Hewlett Packard wurden die Maussensoren zunächst von Agilent weitergeführt, nach der jüngsten Reorganisation des HP-Konzernes sind die Sensoren nun bei Avago Technologies gelandet.

Aktuell gibt es nur einen Lizenznehmer für die Technologie der optischen Maus, ST Microelectronics. Allerdings ist Avagotech ständig damit beschäftigt, Plagiate dieser Technik zu verfolgen.

Weblinks

• Technische Daten zu den Maussensoren von Avagotech
• Tom's Hardware: MX-Mäuse