苹果公司(Apple)在2009年10月下旬发布了顶部覆盖触控传感器的新创意鼠标“Magic Mouse”。《日经电子》在技术人员的协助下对这款鼠标进行了拆解和分析。从今天起将分多次进行介绍。 Magic Mouse利用鼠标顶面内置的静电电容式触控传感器代替了以往的按键和滚轮。其实，这款鼠标只需按压表面即可完成点击操作。传感器会判断是左右哪根手指进行的操作，从而分别检测出左右键点击实现相应功能。 除此之外，Magic Mouse还支持使用单指或双指的“手势操作”。比方说，单指移动使画面上下左右滚动。按住键盘上的特定键，单指移动缩放画面。使用双指的快速横向滑动动作则可以应用于Web浏览器的页面前进和返回。 使用多点触控面板的手势操作是苹果公司在“iPhone”上首先采用的。因此，很多人会误认为Magic Mouse照搬了iPhone的手势操作功能，但事实并非如此。例如，iPhone中具有代表性的通过双指张开或合拢缩放图像的操作功能就未在Magic Mouse得到采用。 日本用户界面专业开发商softdevice的八田晃指出：“Magic Mouse的手势操作功能与iPhone差别较大，更接近MacBook等笔记本电脑采用的手势”。但MacBook除支持拉捏操作外，还加入了使用三四根手指的手势操作，而Magic Mouse仅限于双指操作。支持的手势种类也比较少。除了避免鼠标操作重复外，“这也可能是考虑到触控传感器分辨率和检测区域大小对手势进行取舍的结果。苹果公司自身估计也在对使用方法进行尝试。新手势有可能在今后逐渐增加”(八田)。
图2：Magic Mouse顶面覆盖有估计为聚碳酸酯的树脂。楔形的下半部分为铝合金制(点击放大)
图3：Magic Mouse设置画面。左右点击检测可以交替。而且，设置时在画面右侧会持续播放介绍手势操作的视频(点击放大)
由于是以手指进行手势操作为前提，Magic Mouse的形状比普通鼠标要“平”。尺寸为115×58×22mm3。而苹果公司此前上市的“Mighty Mouse”的尺寸为113×62×32mm3。长宽基本相同，高度方面，前者约为后者的2/3。
对于采用独特平板形状的Magic Mouse，试用的感觉有些怪异。抓握比较困难。关于这一点，用户界面开发商softdevice的八田晃解释说：“这是因为苹果公司作为设计前提的鼠标握法不同于普通握法。”
八田表示，普通鼠标在设计时，大多是以手掌包裹整个鼠标的握法为前提。采用这种握法时，移动鼠标需要依靠手肘前方部位的整体动作。
但Magic Mouse难以采用这种握法。由于鼠标高度不足，因此手掌会悬空。八田推测：“苹果公司原本以拇指、无名指抓牢鼠标侧面的握法为前提。Magic Mouse可能也是以此为前提设计的。”他说：“外壳侧面呈向下收缩的形状也适合这种握法。”
如果用拇指和无名指抓牢外壳，那么，鼠标仅靠手腕和指尖的运动就可以移动。而且，由于手掌悬空，握鼠标时食指和中指的活动范围也能有所扩大。八田认为这种操作方法“便于利用手指进行姿势操作”。
使用Magic Mouse过程中的另一个感觉是鼠标“沉重”。这一点与旧款式Mighty Mouse对比尤为明显。但其实Magic Mouse的重量连同2节7号电池为105g。甚至轻于Mighty Mouse的132g。
于是，我们通过简单的实验，对两款鼠标的“滑动性”进行了确认。实验在较大的树脂板上进行，两款鼠标并排在上面，树脂板缓慢倾斜。结果显示，Mighty Mouse先行滑动。为了精确，我们从Mighty Mouse中取出1节电池，在二者重量基本相等(106g)的条件下又进行了同样的实验，结果不变。Magic Mouse的滑动性略低。这大概是导致移动时感觉“沉重”的原因。
关于这一点，八田推测：“Magic Mouse也可以放开鼠标，像外置触摸板那样单纯用手指触摸操作。苹果大概是考虑到这种使用方法，略微加大了滑动阻力。”
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| 图2：Magic Mouse(左)与Mighty Mouse的侧面对比。Magic Mouse明显较平。Mighty Mouse可能考虑到了手掌包裹的握法，采用了鼠标后侧增高的形状(点击放大) |
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| 图3：Magic Mouse(前)呈向下收缩的形状。八田称这种形状“描绘出了与握法一致的绝妙曲线”(点击放大) |
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| 图4：Magic Mouse(右)与Mighty Mouse并排进行了简单的“滑动性”实验。两款鼠标被放在笔者长年代替鼠标垫使用的内田洋行切割垫“Kirikko”上，然后使用规尺均匀增大斜度。无论在上述状态下，还是Mighty Mouse拿出一节电池，二者重量相当的状态下，Mighty Mouse均先行滑动(点击放大) |
Magic Mouse的拆解终于开始了。第一步是打开底盖取出电池。但全然不见螺丝状部件。由此可推测，固定组装工序大量使用了嵌合，于是拆解组首先卸下了底面上的两排黑色树脂部件。该树脂部件相当于鼠标的“脚”，使用的材料易于滑动，由于质地比较柔软，因此在拆卸时出现了相当程度的变形。这时可知，拆解后复原的可能性几近为零。
第二步是把Al合金下壳与树脂外壳的下框分离。二者的固定使用强力双面胶。拆解组只得将螺丝刀插入缝隙，强行将其撬开。这道操作完全是力气活儿。
至此，Magic Mouse的机械结构终于一目了然。兼具电池仓作用、安装在电路底板上的树脂下框与触控传感器嵌入的上框各自独立，通过铰链相连。拆解组透过极小的缝隙，用螺丝刀卸下铰链部分，分离了上下框。
柔性底板制成的电极板上形成有触控传感器，将其从连接电路底板的接口上拔除后，上下框分离成功。由此可见，柔性底板只是插在接口中，没有锁定结构。与电路底板间仅为双面胶粘贴固定。
对此，技术人员表示：“一般来说，接口会嵌入锁定结构。但因为用双面胶容易组装，而且有助于减少错误，才采用了现在这种结构。鉴于接口本身为普通产品，这样可能是为了避免接口的成本上升”。而且，该部分与柔性底板的连接处偏小，牢固组装需要相当高的技能才行。“这种设计会给生产员工带来负担。看来苹果公司的合作工厂大概都汇集了大量优秀的员工”(前述技术人员)。
从Magic Mouse的上侧部件来看，类似于聚碳酸酯质地的白色树脂上壳上贴有黑色树脂框，触控传感器的电极板位于其间。此处的固定同样为双面胶。为了不伤及传感器电极，拆解组小心插入工具，慢慢对黑色树脂框进行了剥离。
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| 打开电池盖，取出电池，取下树脂“脚”(点击放大) |
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| 剥离Al合金下壳后。黒色树脂框粘贴在上壳上(点击放大) |
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| 从缝隙中可以看到组成铰链机构的轴承(红圈中)(点击放大) |
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| 把形成有触控传感器电极的柔性底板从电路底板的接口上取下。接口未设锁定结构，只是用双面胶粘贴在电路底板上(点击放大) |
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| Magic Mouse的上侧。类似于聚碳酸酯质地的白色树脂上壳上用双面胶粘贴着黑色树脂框(点击放大) |
Magic Mouse大致由五个部件组成：上壳、上框、电路底板、下框、下壳。上壳的质地为类似于聚碳酸酯的白色树脂，厚2.45mm。内侧粘贴有柔性底板制成的触控传感器电极。其面积约占整体的80%。 支撑上壳的框架兼具铰链机构的部分作用，能够使外壳整体作为点击开关使用。上壳与上框使用双面胶固定，触控传感器电极夹于二者之间。铰链机构的另一半为兼具电池仓作用的下框。下框与下壳同样由双面胶固定。 用螺丝固定在下框上的电路底板呈 “凹”字形，电池仓的电极也与底板焊接为一体。但作为点击开关的欧姆龙微开关位于另一底板。其目的似乎是使点击施加的应力不损坏电路底板。 点击开关用底板上安装有弹簧式端子，与Al合金下壳接触。我们一名精通触控板的技术人员认为“其目的可能是使手掌接地，从而防止触控传感器的灵敏度下降”。由于使用鼠标时Al合金下壳刚好位于拇指和无名指抓握的部位，因此，采用Al合金材料也许不仅是出于设计方面的要求。 下面来详细观察电路底板。底板前方为跟踪用激光传感器相关部件和点击开关用底板所占据。Magic Mouse的电源开关为滑动式，原理是通过滑动钣金部件，带动底板背面安装的电源用微开关按下。 电路底板的后半部分安装了与触控传感器电极相连的连接器和多个IC。底板背面最大的IC(8.0×9.1mm2)是美国博通 (Broadcom)制造的鼠标/键盘用蓝牙 LSI“BCM2042”。相邻的8端子IC是台湾超捷(SST)的2Mbit串行闪存。而且，仔细观察底板可以发现，底板顶端嵌有蓝牙用天线辐射图。 底板表侧的连接器为28端子。“厚度和端子间隔为普通配置，估计是中国厂商制造的廉价产品”(精通连接器的技术人员)。关于与其相邻的4.5mm见方IC，根据配置和部分图案判断，“毫无疑问是触控板控制器”(精通触控板的技术人员)。 但单纯依据IC的型号“343S0487”无法断定制造厂商。其型号与同样采用手势操作的“iPhone 3GS”和“MacBook”触控板控制器的“BCM5974”(博通制造)并不一致。苹果公司有可能为Magic Mouse开发了不同于BCM5974的全新专用芯片。
上壳的质地为类似于聚碳酸酯的白色树脂，厚2.45mm。内侧粘贴有柔性底板制成的触控传感器电极。其面积约占整体的80%(点击放大)
支撑上壳的框架嵌入了铰链机构的轴承(红圈)。右侧为前，为了上下移动，小孔呈椭圆形。后方轴承上有圆孔。在多次拆解过程中导致一个轴承断裂(点击放大)
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| 铰链机构的轴嵌在兼具电池仓作用的下框中(点击放大) |
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| 点击开关与底板。中央L形钣金部件的作用是抬起鼠标整体的弹簧(点击放大) |
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| 点击开关位于另一底板，由螺丝牢固固定(点击放大) |
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| 点击开关底板的背面安装有附带弹簧的端子，其作用是使手掌透过Al合金下壳接地(点击放大) |
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| 底板前方配置有跟踪用激光传感器、电源开关用微开关、LED等。电路底板后方有美国博通制造的鼠标/键盘用蓝牙LSI“BCM2042”和台湾超捷的串行闪存。底板顶端嵌有蓝牙用天线辐射图(点击放大) |
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| 连接位于底板外侧的触控传感器电极的连接器为28端子。与其相邻的4.5mm见方IC估计为触控板控制器(点击放大) |
可以看出，Magic Mouse的触摸传感器电极采用的是相互容量检测方式，在纵横方向上电极呈格状配置，在矩阵中检测容量分布随手指的靠近而变化的位置。Magic Mouse目前只能同时检测出2点，但技术人员认为技术上来讲“还能同时检测出3点以上”。 苹果以前在iPhone等支持手势操作的触摸面板中也采用了相互容量检测方式。不过，Magic Mouse触摸传感器所采用的在柔性底板(FPC)上形成的电极形状与以往不大相似。其采用的是以约4.5mm的间隔纵向排列15个、横向排列10个约 4.0mm见方电极元件的结构。技术人员称：“包括其他公司的触摸面板在内，从未见过这种结构。看上去触摸开关的电极元件呈纵横排列状。与iPhone等的电极构造也完全不同。” 从检测面(鼠标的顶部)方向来看Magic Mouse触摸传感器的FPC，一个电极元件是“工”字形电极与两个“E”字形电极组合而成的形状。用手头的测量仪进行测量，结果发现电极上加载的电压只有约1.65V。技术人员由此推测说：“手指宽度约为15mm，因此以4.5mm的间隔排列元件，总能在3～4个元件上检出手指的位置。应该是通过将增大电极面积后的方格以一定间隔配置，以此来同时确保检测精度和提高灵敏度。”Magic Mouse顶部保护层的厚度约为2.45mm，技术人员认为“对触摸传感器而言这是非常苛刻的条件”，这也是做出上述推测的原因之一。 苹果在Magic Mouse的前款机型“Wireless Mighty Mouse”中也采用了触摸传感器，用于区分检测左右点击。该鼠标配套使用锯状电极，在鼠标前端左右各安装一组。由于只用来检测手指在右边还是左边，因此电极面积较大。而Magic Mouse需要检测手指的精确位置和动作，每个元件的电极面积相对较小，条件更加苛刻。 仔细观察电极，发现 “工”字形电极在检测面侧通过布线纵向相连，在接口电极附近有10根捆扎在一起，通过贯通布线导向FPC的内侧。 “E”字形电极设有贯通布线，通过FPC内侧与相邻的元件连接，横向相连。该布线经由纵向通过FPC内侧的布线捆扎成15根，通向接口电极。也就是说，信号线的根数纵向为10根，横向为15根，合计为25根。接口的电极数为28根，其余3根用于在两侧和中央通接地线。 FPC内侧也进一步做了调整，在各电极元件的内侧形成了“二”字形电极。其与接地线连接。技术人员称：“选用这种形状的意图和效果还不清楚，不过估计目的在于防止噪声。也可能是为了改善SN比，确保灵敏度。” 还有一些细节被认为是防噪声措施。比如，在通向接口电极的布线部分，在10根纵向信号线的布线内侧特意分别通过1根接地线。技术人员称：“虽然认为这是防噪声措施，但只对纵向信号线如此处理的理由还不清楚。” 此外，还发现了很多技术人员煞费苦心的地方，比如在接口电极的近旁呈格状嵌入接地布线，以及在连接电极元件的布线中有多处不联通任何地方的分支等。技术人员表示：“细微之处的努力随处可见，可谓是苹果风格的考究设计，令人非常感兴趣。”(全文完)
剥开机壳顶端保护层上张贴的触摸传感器FPC，从检测面(表面)观察。电极的一个元件呈 “工”字形电极与两个“E”字形电极组合而成的。“工”字形电极在检测面侧通过布线纵向相连。“E”字形电极在中间电极设置贯通布线，通过FPC内侧与相邻元件相连，横向连接。(点击放大)
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| Wireless Mighty Mouse的触摸传感器电极。与锯状电极组合，在鼠标前端左右各安装一组。(点击放大) |
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| 从背面看触摸传感器FPC。“二”字形电极与接地线连接。其中间有两个小四方形相连的布线，其与“E”字形电极的贯通布线相连。照片中央的纵向布线是将横向信号线连到接口电极的布线。(点击放大) |
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| 从检测面侧看导向接口电极的布线部分。只在通向内侧的10根纵向信号线上特意分别通了一根接地线(前面右侧)。接地线也未在其他位置全面铺设，而是中途组成格状，意图不是很清楚。(点击放大) |
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| 从内侧看通向接口电极的布线部分(点击放大) |
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