平日日常使用的鼠標(biāo)是如何工作的呢，可能這個問題很多人都沒有仔細(xì)想過吧？為什么它能夠在屏幕上自如滑動“指哪點(diǎn)哪”，鼠標(biāo)點(diǎn)擊又是如何轉(zhuǎn)化成執(zhí)行的操作？還有，為什么鼠標(biāo)有的時(shí)候會出現(xiàn)連擊現(xiàn)象，這是哪里出現(xiàn)了問題？如果你也有這些一文，我們可以深入其中，一探究竟。

鼠標(biāo)誕生記

1968年12月9日，全世界第一個鼠標(biāo)誕生，發(fā)明者設(shè)計(jì)鼠標(biāo)的初衷就是為了使計(jì)算機(jī)的操作更加簡便，來代替鍵盤那繁瑣的指令。最初的鼠標(biāo)是一只小木頭盒子，工作原理是由它底部的小球帶動樞軸轉(zhuǎn)動，并帶動變阻器改變阻值來產(chǎn)生位移信號，信號經(jīng)由電腦處理屏幕上的光標(biāo)就可以跟隨移動。

鼠標(biāo)真正開始普及，是在蘋果公司以四萬美元買下鼠標(biāo)生產(chǎn)許可后才發(fā)生的。當(dāng)年著名的Lisa電腦是第一個標(biāo)配鼠標(biāo)的產(chǎn)品，配套的鼠標(biāo)與眾不同的一點(diǎn)是它使用了一個鋼球，而不是之后出現(xiàn)的現(xiàn)代鼠標(biāo)里的橡膠球。

1982年羅技公司發(fā)明世界第一款光電機(jī)械鼠標(biāo)，也就是這個時(shí)候鼠標(biāo)基本結(jié)構(gòu)成熟，至今我們使用的鼠標(biāo)都沒有擺脫當(dāng)初的設(shè)計(jì)思路。

1999年光學(xué)鼠標(biāo)橫空出世，安捷倫推出了世界上第一款基于LED的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)品。這種鼠標(biāo)不需要工作在鼠標(biāo)墊上，在光學(xué)定位技術(shù)上取得了決定性的突破。

鼠標(biāo)如何工作？

操作鼠標(biāo)時(shí)光標(biāo)的準(zhǔn)確度，主要取決于感應(yīng)器（滾輪或光電感應(yīng)）與握持部位之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)不佳的鼠標(biāo)，無法引導(dǎo)用戶以較舒適的方式使用鼠標(biāo)，也能導(dǎo)致指針的準(zhǔn)確性不佳。以我們?nèi)粘Ｊ褂米疃嗟墓鈱W(xué)鼠標(biāo)為例，一個鼠標(biāo)的內(nèi)部構(gòu)造主要以PCB電路板（包括發(fā)光二極管、光學(xué)引擎?zhèn)鞲衅?、主控芯片、光學(xué)透鏡、）為核心，配以光柵滾輪或機(jī)械式滾輪（非光柵滾輪）、ABS材質(zhì)的外殼、按鍵、線材（或無線收發(fā)器）、微動開關(guān)組成、光學(xué)透鏡幾個部分組成。

那么鼠標(biāo)如何工作的呢？光學(xué)鼠標(biāo)首先通過底部的LED燈以30度角射向平面、如桌面，通過照射出粗糙的表面所產(chǎn)生的陰影（無論看起來多么光滑，實(shí)際上都是坑坑洼洼的），經(jīng)由平面的折射透過透鏡反饋到傳感器上。當(dāng)你移動鼠標(biāo)的時(shí)候，光學(xué)引擎?zhèn)鞲衅鲿坝涗洝鲍@得一個連續(xù)的圖像，然后通過內(nèi)部的數(shù)字信號處理器（DSP）對每張圖片的前后對比分析處理，從而判斷鼠標(biāo)的移動方向及位置，從而獲得X、Y軸的坐標(biāo)。

接著，通過SPI傳給傳給鼠標(biāo)的微型控制單元，即主控芯片。主控芯片經(jīng)過計(jì)算，將獲得的結(jié)果數(shù)據(jù)或是通過線纜或是通過無線信號傳輸給電腦。這里，所謂的“記錄”獲得一個連續(xù)的圖像，實(shí)際上就是鼠標(biāo)的采樣率。它的單位是Frames/sec（幀/秒），表示在一秒內(nèi)鼠標(biāo)可以采集和處理的圖像究竟是什么樣的水平，自然，這個數(shù)值越高越好。

鼠標(biāo)無論是傳統(tǒng)LED光學(xué)鼠標(biāo)，還是使用激光為光源的鼠標(biāo)，本質(zhì)上都屬于光學(xué)鼠標(biāo)范疇，區(qū)別在于，激光光源屬于相干光（Coherent Light），它的波長非常單一，即便經(jīng)過長距離傳輸依然能保持其強(qiáng)度和波形，表現(xiàn)穩(wěn)定，而LED光源則屬于非相干光（Incoherent Light）。

激光光源獲得影像的過程是根據(jù)激光照射在物體表面，其所產(chǎn)生的干涉條紋而形成的光斑點(diǎn)，再反射到傳感器上獲得，傳統(tǒng)的LED光源則通過照射粗糙的表面所產(chǎn)生的陰影來獲得。因此激光光源能對表面的圖像產(chǎn)生更大的反差，從而光學(xué)引擎?zhèn)鞲衅鞯玫降膱D像更容易辨別，從而提高鼠標(biāo)的定位精準(zhǔn)性。

微動是什么？

除了鼠標(biāo)指針的移動，那么鼠標(biāo)的點(diǎn)擊又是如何產(chǎn)生的呢？本質(zhì)上，絕大多數(shù)鼠標(biāo)是通過微動開關(guān)的觸發(fā)來實(shí)現(xiàn)的。

微動開關(guān)是具有微小接點(diǎn)間隔和快動機(jī)構(gòu)，用規(guī)定的行程和規(guī)定的力進(jìn)行開關(guān)動作的接點(diǎn)機(jī)構(gòu)，用外殼覆蓋，其外部有驅(qū)動桿的一種開關(guān)，因?yàn)槠溟_關(guān)的觸點(diǎn)間距比較小，故名微動開關(guān)，又叫靈敏開關(guān)。微動開關(guān)具有微小接點(diǎn)間隔和速動機(jī)構(gòu)，用規(guī)定的行程和力進(jìn)行開關(guān)動作的接點(diǎn)機(jī)構(gòu)，被外殼覆蓋，其外部有傳動器，且外形較小。微動開關(guān)由5個大類的構(gòu)成要素組成。其觸點(diǎn)間距較小，力矩較大，一般外部有驅(qū)動桿。

外機(jī)械力通過傳動元件（按銷、按鈕、杠桿、滾輪等）將力作用于動作簧片上，當(dāng)動作簧片位移到臨界點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)動作，使動作簧片末端的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)快速接通或斷開。當(dāng)傳動元件上的作用力移去后，動作簧片產(chǎn)生反向動作力，當(dāng)傳動元件反向行程達(dá)到簧片的動作臨界點(diǎn)后，瞬時(shí)完成反向動作。微動開關(guān)的觸點(diǎn)間距小、動作行程短、按動力小、通斷迅速。傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)微動開關(guān)，長時(shí)間閑置或是長期使用，或多或少存在著物理磨損以及氧化問題，會導(dǎo)致接觸不良，或者觸點(diǎn)位置偏移造成無法觸發(fā)、雙擊等問題。目前廠商都會通過不同方法來增加彈簧片耐磨損能力來提高壽命，或采用合金材質(zhì)來增強(qiáng)觸點(diǎn)部分的電氣性能。

也就是說，微動開關(guān)是一種機(jī)械式開關(guān)，除了筆記本使用的觸摸板，蘋果的Magic Mouse鼠標(biāo)采用電容感應(yīng)原理之外，絕大多數(shù)鼠標(biāo)產(chǎn)品都是依靠這種機(jī)械式觸發(fā)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊操作的。

目前的微動開關(guān)種類可以分為傳統(tǒng)微動、靜音微動、光學(xué)微動等幾大種類，微動品牌主要是歐姆龍、松下、櫻桃、IC、ZIPPY、TTC、凱華、雙飛燕、富勒、華諾等。

從觸發(fā)壽命看，從500萬次級別至6000萬次級別都有，當(dāng)然入門級、中端鼠標(biāo)產(chǎn)品多采用500萬次至1000萬次產(chǎn)品，2000萬次乃至6000萬次的產(chǎn)品，或是高端鼠標(biāo)標(biāo)配、DIY用戶自行購買更換為主了。其實(shí)，絕大部分鼠標(biāo)的損壞不過是微動開關(guān)出現(xiàn)故障，光學(xué)引擎、主控芯片都是好好的。

滾輪是怎么工作的？

除了按鍵，鼠標(biāo)另一個重要的組成部分就是滾輪了，它的出現(xiàn)其實(shí)要比鼠標(biāo)晚了許多。1995年，鼠標(biāo)滾輪出現(xiàn)Genius公司發(fā)明了“多維混合鼠標(biāo)器裝置”，其目的是為了更加方便的控制鼠標(biāo)的移動。它在兩個標(biāo)準(zhǔn)鼠標(biāo)按鍵間加了一個膠化塑料滾輪，這個滾輪也可以當(dāng)做按鍵。另外，滾動它就能夠輕易地滾動窗口頁面。

鼠標(biāo)的滾輪設(shè)計(jì)一般包括兩種，一個是光柵式滾輪，另一個是機(jī)械式滾輪。目前，機(jī)械式滾輪占有統(tǒng)治級地位。機(jī)械式滾輪與光柵結(jié)構(gòu)滾輪相比，機(jī)械編碼器滾輪具有安裝容易，結(jié)構(gòu)簡單，主控編程容易等優(yōu)點(diǎn)，目前絕大部分鼠標(biāo)都使用機(jī)械編碼器結(jié)構(gòu)制作鼠標(biāo)滾輪。與光柵式滾輪不同，機(jī)械式滾輪核心元件僅包括一個機(jī)械編碼器即可完成工作。鼠標(biāo)滾輪滾動帶動編碼器內(nèi)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤上的觸點(diǎn)與編碼器內(nèi)部固定觸點(diǎn)相接觸而產(chǎn)生通斷信號。

兩相對比，光柵式滾輪之于機(jī)械式滾輪的優(yōu)點(diǎn)就是滾動比較精準(zhǔn)，但是它的機(jī)械結(jié)構(gòu)決定了壽命不及光柵式滾輪耐用。光柵式滾輪是一個對稱的設(shè)計(jì)，軸的支點(diǎn)在滾輪正中。而機(jī)械式滾輪的輪軸支點(diǎn)實(shí)際上是偏向一側(cè)，長期使用時(shí)受力并不均勻，壽命自然要來得差一些。另外，機(jī)械滾輪的滾動感受和耐用品質(zhì)非常依賴于滾輪生產(chǎn)商的用料、設(shè)計(jì)，一些低價(jià)產(chǎn)品就是因?yàn)橛昧喜患褜?dǎo)致耐用性較差。

有趣的是，光柵式滾輪的成本其實(shí)是要高于機(jī)械式滾輪的，這恐怕是很多人沒有想到的，同等級別的鼠標(biāo)產(chǎn)品，如果是采用光柵式滾輪，其售價(jià)必然要高出采用機(jī)械式滾輪的。除了精度問題、成本問題，光柵式滾輪競爭不過機(jī)械式滾輪另一個重要愿意在于耗電問題——當(dāng)下越來越多的鼠標(biāo)采用無線設(shè)計(jì)，無論是2.4GHz產(chǎn)品還是藍(lán)牙產(chǎn)品，為了盡可能延長電池使用續(xù)航時(shí)間，都會想盡辦法優(yōu)化，光柵式滾輪本質(zhì)上是依靠電信號判斷的，耗電問題始終不可逾越——機(jī)械式滾輪只有導(dǎo)通、斷開的問題，不消耗任何電能，因此，光柵式滾輪已經(jīng)被鼠標(biāo)廠商拋棄了。