【100均ガジェット分解】(23)ダイソーの「ゲーミング・マウス」

※本記事は月刊I/Oに掲載された記事にページの都合で省略した部分等を追加したものです

前回に引き続きUSBマウスです。今回はダイソーで500円(税別)で販売されている「ゲーミング・マウス」を分解します。

パッケージの外観

​ ■パッケージと製品の外観

 パッケージの表示

「ゲーミング・マウス」はダイソーの「500円パソコンシリーズ No.5」として販売されています。

インターフェースは「USB」、通常のマウスのホイール付き3ボタンに加えて「カウント(DPI)切替」と「進む/戻る」の計6個のボタンがあります。

分解能は「800/1200/1600/2400dpi」が切替可能、光学センサ用LEDは赤色(波長情報は記載なし)です。

製品パッケージの仕様表示

同梱物と本体の外観

パッケージの内容は「本体」のみです。黒と半透明のABS樹脂の組み合わせで構成されています。

半透明の部分からは、内部のLEDの発光が外部に見えるようになっていて、角ばった外装と組み合わされていかにもゲーミングマウスという外観です。

本体の外観

■本体の分解

本体の開封

本体は底面のソールを剥がして、下のビスを１か所外せば開封できます。
内部はメインボード、ホイール、センサーLED導光用の透明樹脂で構成されています。

USBケーブルはメインボードに直接ハンダ付けされています。また、ゲーミング・マウスということで重量調整用金属プレートが底面にビスで固定されています

本体を開封した状態

■回路構成と主要部品の仕様

メインボード

メインボードは紙フェノールの片面基板です。実装されている部品はすべてリードタイプで、主要部品は「光学マウスセンサ」とセンサーLED、マウスボタン用の6個のスイッチとホイール用のロータリーエンコーダです。本体を光らせるためのイルミネーションLEDも3個あります。

「光学マウスセンサ」の下の基板には穴が開いていてパッケージ裏面のイメージセンサでマウスの移動を検出するようになっています。

表面には基板の型番(XCX-23-A611/A603x)と製造日(2016.09.14) と思われるシルク表示があります。

メインボード(表面)

裏面にはマウスの移動検出のためのイメージセンサ開口部が見えています。

メインボード(裏面)

回路構成

基板パターンからメインボードの回路図を作成しました。「NM」はパターンはあるが実装されていない部品です。

回路図

前回(キャンドゥのマウス)と同様にマウスとしての機能は「光学マウスセンサ」(U1)がワンチップで実現しています。

光学マウスセンサのピン数は12ピン(キャンドゥは8pin)、使用されている6個のボタンはS1とR0～R2の4ピンのマトリックス構成で検出しています。ホイールの回転検出は独立したピン(ZA,ZB)となっています。

USBケーブルはセンサに直接接続されています。

イルミネーションLED(D1～D3)はマイコン内蔵のフルカラーLEDでマウスの動作とは関係なく内部パターンで色を変えています。

主要部品の仕様

本製品の主要部品である「光学マウスセンサ」について調べていきます。

●光学マウスセンサ A601BS

光学マウスセンサ

光学マウスセンサは表面のマーキングから中国の无锡英斯特微电子有限公司(Instant Microelectronics Inc., http://www.instant-sys.com/)製のUSBインターフェース用Optical mouse sensor「A601BS」であることがわかりました。
データシートはメーカーのサイトより入手できます。

https://bit.ly/3mAVTc6

「A601BS」は中国のECサイトである淘宝网(https://world.taobao.com/)ではRMB 2.00(日本円で約32円)で販売されています

A601BSのブロック図は以下です。USBマウスとしての全ての機能が1チップで実現できる構成となっています。

ブロック図(A601BSデータシートより)

ボタンは3x3のマトリックス構成で最大9個まで実装可能です(本製品では6個を使用)。データシートには9ボタン版の参考回路図が掲載されています。

9ボタン版の参考回路図(A601BSデータシートより)

本製品には実装されていない3個のボタン(K7～K9)は「Multifunction Key」でいずれも特殊機能用となっています。
「R2」ピンをPull Upすることで、K6・K8のキーの機能の切替えができます。

Multifunction Key(A601BSデータシートより)

■USB接続情報の確認

今回も「USBView(https://bit.ly/3kT4170)」を使ってUSB接続情報を確認しました。

USBViewの確認結果

USBバージョン(bcdUSB)は「1.1」、接続速度(Device Bus Speed)は「LowSpeed」(1.5Mbps)です。

「List of USB ID's」(http://www.linux-usb.org/usb.id)によると、idVender(0x18F8)は「Maxxter」(https://www.maxxter.biz/)、idProduct(0x0F97)は「Optical Gaming Mouse [Xtrem]」となっており、OEM(相手先ブランド名製造)を受けていると推定されます。

■イメージセンサを観察してみる

センサを開封する

今回も光学マウスセンサの裏面のイメージセンサ部分のカバーを外して、内部のイメージセンサのチップを観察してみます。

イメージセンサーのカバーを外す

顕微鏡は前回同様USB接続の以下のものを使用しました。

https://amzn.to/3pQHc7A

ワイヤボンディングの確認

センサのチップはパッケージのピンに接続するための基板(インターポーザー)に実装され、基板の電極とチップの電極(PAD)は細いワイヤで接続(ワイヤボンディング)されています。

接続しているワイヤが観察できる程度まで拡大してパッケージの各端子とチップの接続を確認したものが以下になります。チップの各電極にワイヤーが繋がっているのがわかります。GNDの接続は2本となっています。

ワイヤボンディング

チップの観察

倍率を上げて、チップ部分を拡大したものが以下になります。
チップサイズは実測で2.0mmx1.4mmです。

チップの拡大

チップ上側で正方形に並んでいるのがイメージセンサです。画素数は縦18x横18=324画素、画素ピッチは写真からの実測で37.6umです。
(キャンドゥマウスは256画素、33umピッチ)

ピン配置から判断すると、左下のDPとS2に挟まれた部分がブロック図の「USB Mouse Contoller」、イメージセンサのすぐ下、VDD５の高さあたりが「Voltage Regurator and Power Control」、その下が「Digital Signal Processor」を含むその他のロジック回路だと推定されます。

​ まとめ

500円(税別)のマウスということで、キャンドゥの100円(税別)マウスと比較しながら分解してみたのですが、「光学マウスセンサ」は画素数及び機能・性能共にワンランク上のものが使用されていました。

外装の構造もシンプルですので、ゲーミング・マウスとして、好みの重量となるように金属プレートを調整したり、改造して「Multifunction Key」を追加してみて使ってみるのも面白いと思います。