物理学毕业论文--光电鼠标的光学原理.docVIP

论文目录 1 引言 2 2 鼠标的发展史 3 3 发光二极管 4 3.1 LED的结构 4 3.2 LED的发光原理 4 3.3 LED的光学特性 5 4 光学透镜 7 4.1 光学透镜简介 6 4.2 透镜的主要公式 7 5 光电传感器 9 5.1 光电传感器的工作原理 9 5.2 二种光电效应简介 9 5.2.1 外光电效应 9 5.2.2 内光电效应 10 5.3 CMOS图像传感器 11 5.3.1 CMOS图像传感器工作原理 12 5.3.2 CMOS图像传感器阵列结构 12 6 总结 13 参考文献 14 光电鼠标的光学原理 数理学院 物理学专业物071本 陈冲 指导老师：费金喜 【摘要】 鼠标作为电脑的主要配件，随着电脑技术的发展，时下最流行的光电鼠标也应该更新换代。光电鼠标的定位原理应用的是光学的知识，其中包括发光二极管，光学透镜，光学传感器等主要的光学器件，因此对上述三者的光学原理进行剖析，有助于对光电鼠标的进一步改良。 关键词：光电鼠标；光学；发光二极管；光学透镜；光学传感器 Optic Principles of Optical Mouse Chen chong Supervisor:fei jinxi 【Abstract】As the development of computer technology, the mouse, as the main part of the computer, the most popular photoelectric mouse should also be upgraded. The positioning principle of photoelectric mouse applies the optical knowledge which contains the main optical devices such as LED, optical lens, optical sensor and the like. Therefore the analysis of the three Principles of Optics above is helpful for the further improvement of the optical mouse. Key：Optical mouse; optic; LED; optical lens; optical sensor 1 引言 随着电脑的出现，鼠标作为必不可少的器件随之出现，从最原始的一个木盒子鼠标到机械鼠标，再到当前应用最广泛的光电鼠标，鼠标的作用在人们的生活当中可以说相当重要。光电鼠标主要靠LED、光学透镜、光电传感器进行定位。LED的作用是给鼠标提供光源，光学透镜有两面透镜组成，LED射出的光线依次经过两面透镜会聚到光电传感器，传感器有CMOS感光器和数字信号处理器组成，光电传感器会将拍摄的光信号进行放大并投射到CMOS矩阵上而形成帧，然后再将成为帧的图像从光信号转换为电信号，最后传输到数字信号处理器。但是随着科技的发展，光电鼠标慢慢的跟不上人们的要求，因此，利用光学的原理对光电鼠标的三种定位器件进行研究，将有利于光电鼠标的进一步发展。 2 鼠标的发展史 鼠标是1964年道格拉斯·恩格巴特博士（Douglas Englebart）发明的，到现在已经有30多年的历史了。1968年12月9日，在美国秋季计算机会议上，恩格巴特向与会者展示了他的新发明：用一一个键盘、台显示器和一个粗糙的鼠标器，远程操作25公里以外的一台简陋的大型计算机，轰动了当时仍然采用穿孔卡输入的电脑领域。所以很多人都把这一天当作了鼠标的诞生日。在鼠标被发明之前计算机的输入方式大部份以键盘为主，使用者要移动光标须藉由X及Y轴依顺序移动，相当不方便。为了使计算机的操作更加简便，恩格巴特博士发明了鼠标，来代替键盘那繁琐的指令。第一只鼠标是一个小木头盒子。 上世纪70年代，美国施乐公司将鼠标进一步升级，并在1981年“施乐之星”电脑操作系统诞生之际推出第一只商业化鼠标。但直到苹果公司以4万美元从斯坦福研究所买下鼠标生产许可证后，鼠标技术才算1999年微软生产出世界上第一个光学鼠标产品，其中包括IntelliMouse Explorer。IntelliMouse Optical和wheel Mouse Optical。光学鼠标的诞生也成为19世纪60年代鼠标诞生以来，在鼠标技术上取得的最大进步。。LED的发光体芯片的面积为10.12mil（1mil=0.