Nykyaikaiset pinnasta riippumattomat optiset hiiret toimivat käyttämällä optoelektronista sensoria (pohjimmiltaan pientä matalaresoluutioista videokameraa) ottaakseen peräkkäisiä kuvia pinnasta, jolla hiiri toimii. Kun laskentateho halpeni, hiireen voitiin upottaa tehokkaampia erikoiskuvankäsittelysiruja. Tämä edistysaskel mahdollisti sen, että hiiri pystyi havaitsemaan suhteellisen liikkeen monilla erilaisilla pinnoilla, muuntamaan hiiren liikkeen kursorin liikkeeksi ja poistamaan tarpeen erityiselle hiirimassalle. Stephen B. Jackson Xeroxilla patentoi pintariippumattoman koherentin valon optisen hiiren vuonna 1988.
Ensimmäiset kaupallisesti saatavilla olevat nykyaikaiset optiset tietokonehiiret olivat Microsoft IntelliMouse IntelliEye- ja IntelliMouse Explorer -hiiret, jotka esiteltiin vuonna 1999 Hewlett-Packardin kehittämällä tekniikalla. Se toimi lähes millä tahansa pinnalla ja oli tervetullut parannus verrattuna mekaanisiin hiiriin, jotka keräsivät likaa, olivat oikukkaita, houkuttelivat karkeaan käsittelyyn ja jotka piti usein purkaa ja puhdistaa. Muut valmistajat seurasivat pian Microsoftin esimerkkiä käyttämällä HP:n spin-off-yrityksen Agilent Technologiesin valmistamia komponentteja, ja seuraavien vuosien aikana mekaaniset hiiret kävivät tarpeettomiksi.
Nykyaikaisen optisen hiiren perustana oleva teknologia tunnetaan nimellä digitaalinen kuvakorrelaatio (digitaalinen kuvakorrelaatio)
Tekniikka, joka on puolustusteollisuuden kehittämä teknologia, jota käytettiin sotilaallisten kohteiden jäljittämiseen. Vuoden 1980 Lyonin optisessa hiiressä käytettiin yksinkertaista binäärikuvaversiota digitaalisesta kuvakorrelaatiosta. Optiset hiiret käyttävät kuva-antureita kuvaamaan materiaalien, kuten puun, kankaan, hiirimattojen ja Formican, luonnossa esiintyvää tekstuuria. Kun nämä pinnat valaistaan laidunkulmasta valodiodilla, ne heittävät selviä varjoja, jotka muistuttavat auringonlaskun aikaan valaistua mäkistä maastoa. Kuvia näistä pinnoista otetaan jatkuvasti peräkkäin ja niitä verrataan toisiinsa, jotta voidaan määrittää, kuinka pitkälle hiiri on liikkunut.
Ymmärtääksesi, miten optista virtausta käytetään optisissa hiirissä, kuvittele kaksi valokuvaa samasta kohteesta, paitsi että ne ovat hieman etäällä toisistaan. Aseta molemmat valokuvat valopöydälle niin, että ne ovat läpinäkyviä, ja liu’uta toista toisen päälle, kunnes niiden kuvat ovat samassa linjassa. Se, kuinka paljon toisen valokuvan reunat ylittävät toisen valokuvan, edustaa kuvien välistä siirtymää, ja optisen tietokonehiiren tapauksessa etäisyyttä, jonka se on liikkunut.
Optiset hiiret ottavat tuhat peräkkäistä kuvaa tai enemmän sekunnissa. Riippuen siitä, kuinka nopeasti hiiri liikkuu, jokainen kuva poikkeaa edellisestä pikselin murto-osalla tai jopa useilla pikseleillä. Optiset hiiret käsittelevät näitä kuvia matemaattisesti käyttämällä ristikorrelaatiota laskeakseen, kuinka paljon kukin peräkkäinen kuva poikkeaa edellisestä.
Optinen hiiri saattaa käyttää kuva-anturia, jossa on 18 × 18 pikselin monokromaattinen pikseliryhmä. Sen anturissa on yleensä sama ASIC kuin kuvien tallentamiseen ja käsittelyyn käytettävässä ASIC:ssä. Yksi hienosäätö olisi korrelaatioprosessin nopeuttaminen käyttämällä aiemmista liikkeistä saatua tietoa, ja toinen hienosäätö olisi kuolleiden kaistojen estäminen hitaassa liikkeessä lisäämällä interpolointia tai frame-skippingiä.
Nykyaikaisen optisen hiiren kehittämistä Hewlett-Packard Co:lla tuettiin 1990-luvulla HP Laboratoriesissa toteutetuilla peräkkäisillä asiaan liittyvillä projekteilla. Vuonna 1992 William Hollandille myönnettiin Yhdysvaltain patentti 5,089,712 ja John Ertelille, William Hollandille, Kent Vincentille, Rueiming Jampille ja Richard Baldwinille myönnettiin Yhdysvaltain patentti 5,149,980 paperin lineaarisen etenemisen mittaamiseen tulostimessa korreloimalla paperikuitujen kuvia. Ross R. Allenille, David Beardille, Mark T. Smithille ja Barclay J. Tullisille myönnettiin Yhdysvaltain patentit 5,578,813 (1996) ja 5,644,139 (1997), jotka koskevat kaksiulotteisen optisen navigoinnin (eli sijainninmittauksen) periaatteita, jotka perustuvat sen pinnan mikroskooppisten ominaispiirteiden havaitsemiseen ja korrelaatioon, jonka yli navigointisensori liikkuu, ja lineaarisen (asiakirjan) kuva-anturin molempien päiden sijaintimittausten käyttämiseen asiakirjan kuvan rekonstruoimiseksi. Tätä vapaalla kädellä tapahtuvan skannauksen konseptia käytetään HP CapShare 920 -käsiskannerissa. Optista hiirtä ennakoitiin kuvaamalla optinen keino, jolla voitettiin nykyisissä tietokonehiirissä käytettävien pyörien, pallojen ja rullien rajoitukset. Nämä patentit muodostivat perustan Travis N. Blalockille, Richard A. Baumgartnerille, Thomas Hornakille, Mark T. Smithille ja Barclay J. Tullisille myönnetylle Yhdysvaltain patentille 5,729,008 (1998), jossa integroidun piirin avulla toteutettiin pinnan ominaisuuksien kuvantunnistus, kuvankäsittely ja kuvakorrelaatio sijainnin mittaamiseksi. Optisen 2D-navigoinnin parempaa tarkkuutta, jota tarvittiin optisen navigoinnin soveltamiseksi HP DesignJet -suurkuvatulostimissa käytettävän materiaalin (paperin) tarkkaan 2D-mittaukseen, kehitettiin edelleen Yhdysvaltain patentissa 6,195,475, joka myönnettiin vuonna 2001 Raymond G. Beausoleil Jr:lle, ja Ross R. Allenille.
Kun kuvan rekonstruointi asiakirjojen skannaussovelluksessa (Allen et al.) vaati optisilta navigaattoreilta 1/600 tuuman luokan resoluutiota, optisen sijainnin mittauksen toteuttaminen tietokonehiirissä hyötyy pienemmällä resoluutiolla tapahtuvasta navigoinnista aiheutuvien kustannusten alentamisesta ja lisäksi siitä, että käyttäjä saa visuaalisen palautteen kursorin sijainnista tietokoneen näytöllä. Vuonna 2002 Gary Gordon, Derek Knee, Rajeev Badyal ja Jason Hartlove saivat Yhdysvaltain patentin 6,433,780 optisesta tietokonehiirestä, joka mittaa sijaintia kuvakorrelaation avulla. Jotkin pienet ohjauslevyt toimivat optisen hiiren tavoin.