24 Лекция 15

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ДВУХМЕРНЫЕ ДАТЧИКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Принцип измерения лазерного двухмерного кодировщика MICSYS

Когда объект с неровной поверхностью подвергается облучению лазерным лучом, отражённый когерентный свет, рассеивающийся с поверхности, создаёт видимую интерференцию в виде пятнистой структуры. По мере того, как объект движется в плоскости XY, под влиянием этого пятнистая структура также перемещается. Перемещение объекта можно рассчитать путём сравнения, через корреляцию изображений, изображений с пятнистой структуры, полученных до и после движения, и этот принцип используется в высокоточной системе MICSYS (см. рисунок 1).

Подобного рода датчики находят применение при измерении смещений под воздействием изменения температуры, влажности, колебаний напряжения и других факторов при оценке платформ, используемых в производственном оборудовании и системах контроля (см. рисунок 2).

На рисунке 3 приведён пример использования лазерного двухмерного кодировщика MICSYS при высокоточном позиционировании деталей, например, при измерении их размеров при помощи видеомикроскопов. На рисунке 4 представлен вариант использования этого кодировщика при измерении малых смещений (микрометры или доли микрометров) разного рода конструкций, в том числе нагрузок на конструкции в промышленном оборудовании, строительстве, судостроении и т.п.

Однако, одной из самых распространённых областей применения оптоэлектронных двухмерных датчиков изображений являются компьютерные оптические и лазерные манипуляторы (мыши).

История развития компьютерных манипуляторов «мышек»

Первую компьютерную мышь создал сотрудник лаборатории Xerox, расположенной в Пало-Альто (шт. Калифорния) Дуглас Энджелбарт (Duglas Engelbart) в 1963 году.

Большинство фирм, производящих подобные устройства, обеспечивают совместимость по системе команд либо с Microsoft Mouse (две управляющие клавиши), либо с Mouse Systems Mouse (три управляющие клавиши).

Подавляющее число компьютерных мышек используют оптико-механический принцип кодирования перемещения. С поверхностью стола соприкасается тяжелый, покрытый резиной шарик сравнительно большого диаметра. Ролики, прижатые к поверхности шарика, установлены на перпендикулярных друг другу осях с двумя датчиками. Датчики, представляющие собой оптопары (светодиод-фотодиод), располагаются по разные стороны дисков с прорезями. Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы, определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих от них импульсов — скорость. Хороший механический контакт с поверхностью обеспечивает специальный коврик.

Более точного позиционирования курсора позволяет добиться оптическая мышь. Для нее используется специальный коврик, на поверхности которого нанесена мельчайшая сетка из перпендикулярных друг другу темных и светлых полос. Расположенные в нижней части мыши две оптопары освещают коврик и по числу пересеченных при движении линий определяют величину и скорость перемещения. Оптические мыши не имеют движущихся частей и лишены такого присущего оптико-механическим мышам недостатка, как перемещение курсора мыши рывками из-за загрязнения шарика. Разрешающая способность применяемого в мыши устройста считывания координат составляет 400 dpi (Dot per Inch — точек на дюйм) и выше, превосходя аналогичные значения для механических устройств.

Привычные для нас сегодня оптические мыши ведут свою родословную с 1999 года, когда в массовой продаже появились первые экземпляры таких манипуляторов от Microsoft, а через некоторое время и от других производителей. «Вид» знакомых нам нынче массовых оптических мышек, базирующихся на общих принципах работы, был «выведен» в исследовательских лабораториях всемирно известной корпорации Hewlett-Packard. Точнее, в ее подразделении Agilent Technologies, которое только сравнительно недавно полностью выделилось в структуре корпорации НР в отдельную компанию.

На сегодняшний день Agilent Technologies, Inc. — монополист на рынке оптических сенсоров для мышей, никакие другие компании такие сенсоры не разрабатывают, кто бы и что не говорил вам об эксклюзивных технологиях IntelliEye или MX Optical Engine.