CN110716655B - 外围接口轮的电磁模式变化 - Google Patents

Abstract

本发明涉及外围接口轮的电磁模式变化和用户输入设备，该用户输入设备包括旋转输入控制器，该旋转输入控制器具有轮和电永磁体(EPM)组件，该EPM组件包括永磁体和磁化组件，该磁化组件被配置成控制永磁体的极化以使电永磁体组件从EPM组件向轮施加第一阻力分布的第一状态和EPM组件向轮施加第二阻力分布的第二状态转变。EPM组件包括位于电永磁体的相对端处的导磁构件，每个导磁构件包括朝向轮径向突出的相应多个齿，以及导磁构件中的每个导磁构件包括取决于EPM组件的极化状态的相应磁极。

Description

外围接口轮的电磁模式变化

相关申请的交叉引用

本申请是非临时申请并且要求于2018年6月27日提交的题为“ELECTROMAGNETICMODE CHANGE OF PERIPHERAL INTERFACE WHEEL”的美国临时申请第62/690,591号的权益和优先权，该美国临时申请的全部内容出于所有目的通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及外围接口轮的电磁模式变化，并且更具体地涉及能够实现外围接口轮的电磁模式变化的用户输入设备、方法和计算机鼠标。

背景技术

除非本文另有说明，否则这部分中描述的材料不是本申请权利要求的现有技术，并且不会由于被包括在这部分中而被认为是现有技术。

物理计算机外围接口设备可以包括键盘、鼠标、操纵杆、轮等，其可以是用户操纵以与计算机设备接口的物理设备。物理计算机外围接口设备可以包括用户可以操纵的轮输入元件。例如，计算机鼠标可以包括滚轮，该滚轮可以用于响应于使滚轮围绕轴旋转而在由计算机设备显示的图像或文档上平移观察窗口。接口轮可以跨多个摩擦力分布操作。例如，鼠标滚轮可以在自由轮转模式与棘轮模式之间选择性地进行操作，上述每个模式对应于相应的摩擦力分布。期望在一个或更多个摩擦力分布之间更有效地切换的机构。

发明内容

在一些实施方式中，一种用户输入设备包括具有轮和电永磁体(EPM)组件的旋转输入控制器，EPM组件包括永磁体和磁化组件，磁化组件被配置成控制永磁体的极化以使电永磁体从EPM组件向轮施加第一阻力分布的第一状态和EPM组件向轮施加第二阻力分布的第二状态转变。EPM组件可以包括位于电永磁体的相对端处的导磁构件，每个导磁构件包括朝向轮径向突出的相应多个齿，并且导磁构件中的每一个包括取决于EPM组件的极化状态的相应磁极。轮可以限定中心开口，在该中心开口内设置电永磁体组件，并且其中，轮包括从轮朝向EPM组件突出的第二多个齿。第一阻力分布可以是通过由永磁体发射的流过导磁构件的多个齿的磁通与从轮突出的第二多个齿中的相应齿相互作用而生成的棘轮阻力分布。永磁体可以是第一永磁体，并且电永磁体组件还可以包括第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体对准并且与导磁构件协作以形成磁路。

在某些实施方式中，用户输入设备可以包括将电永磁体组件耦接至轮以使得轮能够相对于电永磁体组件进行旋转的轴。第一阻力分布可以向轮施加自由轮转力，并且第二阻力分布向轮施加棘轮力。第一阻力分布可以是通过由电永磁体组件发射的磁场与轮的磁吸引性材料之间的相互作用来施加的。用户输入设备可以是计算机鼠标，并且轮可以是嵌入计算机鼠标内的滚轮，如例如图1所示。

在其他实施方式中，一种改变用户输入设备上的旋转输入控制器的旋转阻力分布的方法可以包括：接收指示针对包括第一操作状态和第二操作状态的旋转输入控制器的对多个旋转阻力分布中之一的选择的输入信号；响应于所接收到的与对第一操作状态的选择对应的输入信号，使磁化系统电磁地控制电永磁体(EPM)系统的永磁体的磁极化，以向旋转输入控制器施加第一阻力分布；以及响应于所接收到的与对第二操作状态的选择对应的输入信号，使磁化系统电磁地控制电永磁体(EPM)组件的永磁体的磁极化，以向旋转输入控制器施加第二阻力分布。在一些方面，电永磁体组件还可以包括位于电永磁体的相对端处的导磁构件，每个导磁构件包括朝向旋转输入控制器径向突出的相应多个齿。导磁构件中的每一个可以包括取决于EPM组件的极化状态的相应磁极。旋转输入控制器限定中心开口，在该中心开口内设置电永磁体组件，并且其中，旋转输入控制器包括从旋转输入控制器朝向EPM组件突出的第二多个齿，如例如图4A至图4C所示。

在一些实施方式中，第一阻力分布可以是通过由永磁体发射的流过导磁构件的多个齿的磁通与从旋转输入控制器突出的第二多个齿中的相应齿相互作用而生成的棘轮阻力分布。永磁体可以是第一永磁体，并且电永磁体组件还包括第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体对准并且与导磁构件协作以形成磁路。在一些情况下，用户输入设备还包括将电永磁体组件耦接至旋转输入控制器以使得旋转输入控制器能够相对于电永磁体组件旋转的轴。第一阻力分布可以向旋转输入控制器施加自由轮转力，并且第二阻力分布向旋转输入控制器施加棘轮力。在一些情况下，第一阻力分布是通过由电永磁体组件发射的磁场与旋转输入控制器的磁吸引性材料之间的相互作用来施加的。上面描述的方法的用户输入设备可以是计算机鼠标，并且旋转输入控制器可以是嵌入计算机鼠标内的滚轮。

在某些实施方式中，一种计算机鼠标包括具有轮和电永磁体(EPM)组件的旋转输入控制器，其中，EPM组件包括：两个或更多个永磁体；以及磁化组件，其被配置成经由电流控制两个或更多个永磁体中的每个永磁体的极化以使电永磁体组件在多个操作状态之间转变，在所述多个操作状态中EPM组件能够操作以基于两个或更多个永磁体中的每个永磁体如何被磁化组件极化来向轮施加多个阻力分布中的任何阻力分布，其中，磁化组件能够操作以将两个或更多个永磁体中的每个永磁体极化成使得两个或更多个永磁体中的每个永磁体发射磁场或不发射所述磁场。在一些方面，电永磁体组件还包括位于电永磁体组件的相对端处的导磁构件，每个导磁构件包括朝向轮径向突出的相应多个齿，其中，导磁构件中的每一个包括具有取决于EPM组件的极化状态的特定大小的相应磁极。

本发明内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在单独使用以确定所要求保护的主题的范围。通过参考本公开内容的整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每项权利要求，应该理解主题。

下面将在以下说明书、权利要求和附图中更详细地描述前述特征和示例以及其他特征和示例。

附图说明

通过参照附图描述示例，各种实施方式的方面和特征将更加明显，在附图中：

图1示出了适用于所描述的实施方式的采用无线鼠标形式的示例性用户输入设备。

图2A示出了根据某些实施方式的示例性永磁体，其中，虚线描绘了由永磁体发射的磁通，其示出了如何在第一永磁体和第二永磁体都朝向相同方向的情况下从电永磁体释放磁通以产生良好限定的北极和南极。

图2B示出了根据某些实施方式的在第一永磁体的极性与第二永磁体的极性相反的情况下，由两个永磁体产生的磁通如何保持基本上包含在铁磁极、第一永磁体和第二永磁体内并且通过铁磁极、第一永磁体和第二永磁体循环。

图3A示出了根据某些实施方式的其中电永磁体被配置成改变与图1中所描绘的设备兼容的旋转输入控制器的阻力分布的示例性实现的透视图。

图3B示出了根据某些实施方式的通过支承结构被抬高到支承表面上方的旋转输入控制器的侧视图。

图3C示出了根据某些实施方式的旋转输入控制器和支承结构的分解图。

图4A示出了根据某些实施方式的由永磁体发射的磁场的极性朝向相同的方向并且当它们偏移(未对准)时从EPM组件径向突出的齿发射的磁通如何与构成轮上的齿的铁磁材料相互作用的旋转输入控制器的截面图。

图4B示出了根据某些实施方式的当径向突出的齿与轮上的相应一个齿对准时由永磁体发射的磁场的极性朝向相同方向的旋转输入控制器的截面图。

图4C示出了根据某些实施方式的其中永磁体的极性已被反转的旋转输入控制器的另一截面图。

图5A示出了根据某些实施方式的用于改变旋转输入控制器的阻力分布的永磁体组件的侧视图。

图5B示出了根据某些实施方式的当电永磁体处于第二状态时从电永磁体发射的磁场如何延伸穿过壳体的一个或更多个壁。

图6示出了根据某些实施方式的可用于移动球以选择性地改变滚轮的旋转模式的机构。

图7是示出根据某些实施方式的用于改变用户输入设备上的旋转输入控制器的旋转阻力分布的方法的各方面的简化流程图。

图8示出了用于实现本文公开的外围设备的某些特征的系统。

图9示出了根据某些实施方式的用于操作外围设备(例如，诸如计算机鼠标的用户输入设备)的系统的另一表示。

具体实施方式

虽然描述了某些实施方式，但是这些实施方式仅作为示例来呈现，而并不旨在限制保护范围。本文中所描述的装置和系统可以以各种其他形式实施。此外，在不脱离保护范围的情况下，可以对本文中描述的示例方法和系统的形式做出各种省略、替换和改变。

用作用户与计算机设备之间的接口的外围输入设备可以包括作为物理元件的旋转输入控制器。用户可以旋转该输入控制器以使相应的命令被发送至计算机设备。这种输入控制器的示例是可以位于外围输入设备顶部的左右按钮之间的滚轮。滚轮可用于平移计算机显示的视野。例如，用户可以使用滚轮滚动通过显示在计算机屏幕上的文档的视图。其他可能的控制器与所描述的实施方式兼容，所述其他可能的控制器可以包括例如旋转拨盘或旋转编码器。然而，为了简单起见，将使用滚轮的示例，但是这不应该限制所描述的实施方式的预期范围。

滚轮可以具有不同的操作模式。例如，一种操作模式可以是自由轮转模式，其中滚轮可以围绕具有相对恒定的低摩擦系数(可以称为第一摩擦力分布)的轴旋转。使用这样的模式，用户可以通过单个手指移动以旋转轮来快速地在文档上平移他们的视图。另一种模式可以是棘轮模式，其中滚轮遇到其间具有较低摩擦力的段的相对高的摩擦力的周期性区段(其可被称为不同于第一摩擦力分布的摩擦力分布)。这样的模式可以使得用户能够在平移文档时具有更大的控制，这是因为单个手指移动以使轮旋转会导致视图的定量平移。

一些外围输入设备使得用户能够根据例如相应的计算机应用、预期用途或用户偏好选择性地实现不同的摩擦力分布以施加于滚轮来改变滚轮的行为。公开了可用于改变施加于外围输入设备的轮的摩擦力分布的不同机构。每个机构提供不同的功率使用、噪声、用户感觉和致动时间特性。在一些实施方式中，可以根据由活动应用提供的参数来改变摩擦力分布。例如，摩擦力分布可以急剧增加以表示滚动的短暂停顿/停止以强调特定特征。所施加的用于克服增加的摩擦力分布的附加力可以使得能够继续滚动并且在某些情况下可以启动回到初始摩擦力分布的变化。

以下参照图2至图9讨论这些实施方式和其他实施方式，然而，本领域技术人员将容易理解，本文关于这些附图给出的详细描述仅用于说明目的而不应被解释为限制。

图1示出了适用于所描述的实施方式并采用无线鼠标形式的示例性用户输入设备100。无线鼠标100包括壳体102和输入按钮104和106。位于输入按钮104与106之间的是采用滚轮(也称为“轮”)形式的旋转输入控制器150。旋转输入控制器150可以包括可用于实现用于旋转输入控制器150的旋转的棘轮摩擦力分布的机构。如下面的实施方式中进一步描述的，该机构可以包括用于改变与旋转输入控制器150的旋转相关的摩擦力分布的电永磁体(“EPM”)致动器。

图2A至图2B示出了示例性永磁体200。具体地，电永磁体200包括第一永磁体202和第二永磁体204。第一永磁体202可以具有比第二永磁体204高的内矫顽力(intrinsiccoercivity)。在一些实施方式中，永磁体202可以采用稀土(例如，钕铁硼或钐钴)磁体的形式，并且第二永磁体204可以采用铁磁(例如，铝镍钴或铁氧体)磁体的形式。第二永磁体204的较低的内矫顽力使得磁化线圈206能够发射足够强度的磁场以在不影响第一永磁体202的磁化的情况下使由第二永磁体204发射的磁场的极性反转。例如，在一些实施方式中，第一永磁体202的内矫顽力可以比第二永磁体204的内矫顽力大十倍以上。第二永磁体204的较低的内矫顽力还减少了用于使第二永磁体204的极性翻转所消耗的电能的量，从而使得电永磁体200能够更高效操作。第一永磁体202和第二永磁体204各自定位在铁磁极208之间并且与铁磁极208直接接触或至少紧密接触。铁磁极208可以由诸如低碳钢的铁素体材料形成，具有比第二永磁体204甚至更低的内矫顽力。铁磁极208有助于引导由第一永磁体202和第二永磁体204发射的磁场。在一些实施方式中，可以调节铁磁极208的尺寸和形状以产生具有所需尺寸和形状的磁场。

图2A示出了描绘由电永磁体200发射的磁通的虚线208，其示出了如何在第一永磁体202和第二永磁体204都朝向相同方向的情况下从电永磁体200释放磁通以产生良好限定的北部和南极。如图所示，当两个永磁体发射的磁场强度大致相同时，该磁场是对称的。

图2B示出了当第一永磁体202的极性与第二永磁体204的极性相反时，由两个永磁体产生的磁通如何保持基本上包含在铁磁极208、第一永磁体202和第二永磁体204内并且在铁磁极208、第一永磁体202和第二永磁体204中循环。这导致电永磁体200几乎不发射磁场。这些原理可以应用于随后的图3A至图7中的实施方式。

图3A示出了其中电永磁体被配置成改变与图1中所描绘的设备兼容的旋转输入控制器的阻力分布的示例性实现的透视图。电永磁体300设置在由铁磁轮302限定的中心开口内。铁磁轮302包括突出至中心开口中并朝向电永磁体300的多个齿304。电永磁体300包括第一永磁体306和第二永磁体308。磁化线圈310和312被配置成使由第二永磁体308发射的磁场的极性反转，以便改变旋转输入控制器150的阻力分布。铁磁极314每个都包括径向突出的齿316，齿316以与铁磁轮302的齿304相同的间隔隔开。径向突出的齿316汇聚由电永磁体300发射的磁场，使得铁磁轮302的旋转生成阻力分布，该阻力分布向用户提供变化的阻力量，其中，阻力的变化以与铁磁轮302正在旋转的速度对应的速率发生。阻力的变化是由永磁体300发射的磁场与铁磁轮302的齿内的铁磁材料之间的相互作用引起的。注意，贯穿本公开内容中提及了“极”，其可以包括磁体的两个端部或者可以在耦接至磁极的端部的导磁结构的端部处，其有效地将磁极放置在端部导磁结构处。例如，在图4A中，存在铁磁极314，铁磁极314是耦接至磁体自身的导磁构件。如下面进一步描述的以及本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的，在操作中，磁通线从所述导磁构件发出而不是从磁体的端部(当它们传导磁场时)发出并且与轮302的齿304磁性地相互作用。

图3B至图3C示出了用于旋转输入控制器150的支承结构。图3B示出了通过支承结构316被抬高到支承表面315上方的旋转输入控制器150的侧视图。铁磁轮302的中心开口由非磁性轴承组件318覆盖，该非磁性轴承组件318包括自润滑轴320，该自润滑轴320可以被配置成在使用期间通过接合壳体102的轴承(未示出)来稳定铁磁轮302。在一些实施方式中，支承表面315可以采用输入设备壳体的壁的形式，例如图1中所示的壳体102。在一些实施方式中，支承结构316可以集成或结合至输入设备壳体的壁中。

图3C示出了旋转输入控制器150和支承结构316的分解图。特别地，齿304并非轴向延伸穿过由铁磁轮302限定的中心开口，而是为轴承组件318的一部分留出空间以通过过盈配合接合铁磁轮302。过盈配合为轴承组件318提供了与铁磁轮302轴向对准的简单方式。可替选地，铁磁轮302也可以黏附地耦接至铁磁轮302的一侧。图3C还示出了电永磁体300如何能够耦接至支承结构316以及轴322如何延伸穿过电永磁体300的中心区域。特别地，轴322可以在第一永磁体306与第二永磁体308之间延伸。轴322接合由自润滑轴320限定的开口，以将铁磁轮302耦接至支承结构316。应当注意，在一些实施方式中，轴承组件318和支承结构316两者都可以由聚合物材料构成，以避免对永磁体300的任何不希望的干扰。

图4A至图4B示出了旋转输入控制器150的截面图，其中由永磁体306和308发射的磁场的极性朝向相同方向。图4A示出了从径向突出的齿316发射的磁通如何与构成齿304的铁磁材料相互作用。在所描绘的位置中，每个齿304定位在两个相邻的径向突出的齿304之间，这导致铁磁轮302沿任一方向旋转的阻力较低。即，图4A示出了被构造在相对于齿304的最远位置处的突出的齿316，从而形成较弱的磁耦合并且因此对旋转输入控制器150的旋转提供较少的阻力。然而，当径向突出的齿316与齿304中的相应一个齿对准时，如图4B所示，由于移动齿304沿任一方向的旋转更加远离径向突出的齿316中的相应一个，因此铁磁轮302的旋转变得更加困难。即，图4B示出了被构造在相对于齿304的最接近位置处的突出齿316，从而形成更强的磁耦合并且因此对旋转输入控制器150的旋转提供更多的阻力。以这种方式，阻力分布可以在不需要电永磁体300的任何移动的情况下向用户提供棘轮反馈。在一些实施方式中，铁磁轮可以包括改善用户手指在旋转输入控制器150上的抓握的触觉肋状层。

图4C示出了其中永磁体308的极性已被反转的旋转输入控制器150的另一截面图。这使得磁通402包含在铁磁极314内，因为永磁体的极性使得磁通402能够在由永磁体306/308和铁磁极314限定的磁路内循环。这使得在电永磁体300和铁磁轮302之间几乎不存在相互作用，这使得用户能够在旋转输入控制150的旋转期间不经历触觉反馈。在实践中，这可能就像恒定的低摩擦阻力分布(例如，“自由轮转”操作模式)。

在一些实施方式中，多个线圈可以用于结合两种以上的操作模式，所述操作模式通常是如图4A至图4B所示的其中存在磁体引起的旋转摩擦力的“开”状态以及如图4C所示的其中几乎不存在磁体引起的旋转摩擦力的“关”状态。例如，两个或更多个EPM每个都可以以多种不同的组合被分别地“开启”(完全通电；电流流动)或“关闭”(完全断电；无电流流动)，以实现突出的齿316与齿304之间的变化的磁耦合量。两个或更多个EPMS可以是同位的、串联配置的、并联配置的、串并联配置的或其他合适配置的。

图5A示出了用于改变旋转输入控制器的阻力分布的永磁体组件500的侧视图。特别地，电永磁体组件500包括设置在由诸如聚合物或陶瓷基材料的磁中性材料形成的壳体502内的电永磁体200。电永磁体200可以与图2A至图2B中描述的先前描述的电永磁体200类似或相同，并且被描绘成处于几乎不从电永磁体200发射磁场的第一状态。壳体502可以定位在支承表面上并且通过偏置机构506偏离轮504。偏置机构506可以被配置成在电永磁体200处于电永磁体200不发射磁场的第一状态时阻止壳体502接触轮504。

图5B示出了在电永磁体200处于第二状态的情况下，从电永磁体200发射的磁场如何延伸穿过壳体502的一个或更多个壁。然后，磁场能够与结合在与偏置机构506相关联的轮504和/或支承结构508内的磁吸引性材料相互作用，并且产生克服由偏置机构506施加的力以推动壳体502的角部至少周期性地与轮504接触的力。轮504包括与壳体502的角部相互作用以在轮504的旋转期间向用户提供棘轮反馈的不规则或刚性外表面。应当理解，通过增加或减小由电永磁体200发射的场的强度，可以微调或改变与轮504相关的阻力分布以适应给定的环境。例如，对于一些实施方式，配置电永磁体200以将壳体502的角部压入轮504中使得完全阻止轮504的移动可能是有益的。

图6示出了可用于移动球606以选择性地改变轮150的旋转模式的机构600。通过选择性地改变旋转模式，可以将不同的摩擦力分布施加于轮150。机构600包括线性致动器602。线性致动器602可用于在两个或更多个位置之间移动球606。注意，未示出轮150，但是切口604被标记在轴可以位于的位置处。如果线性致动器602是双稳态的，则线性致动器602可以在不施加电信号的情况下将其位置基本上保持在两个位置之间。可以将电信号施加至线性致动器602以改变球606的位置。线性致动器602可以是电磁装置，其中，施加的电信号被转换成磁场以改变球606的位置。线性致动器602可以包括或不包括用以限制球606的运动范围的机械限位器。例如，没有机械限位器而是依靠磁性限位器，可以减少在位置之间致动时的噪声。在一些实施方式中，磁性限位器可以结合如以上各种实施方式中描述的EPM实现方式。

图7是示出根据某些实施方式的用于改变用户输入设备上的旋转输入控制器的旋转阻力分布的方法700的各方面的简化流程图。方法700可以由处理逻辑执行，该处理逻辑可以包括硬件(电路、专用逻辑等)、在适当的硬件(诸如通用计算系统或专用机器)上操作的软件、固件(嵌入式软件)或它们的任何组合。在某些实施方式中，方法700可以由处理器802、910中的任一个的方面或它们的系统的组合来执行。

在操作710处，根据某些实施方式，方法700可以包括：接收指示针对包括第一操作状态和第二操作状态的旋转输入控制器的对多个旋转阻力分布中之一的选择的输入信号。

在操作720处，响应于所接收到的与对第一操作状态的选择对应的输入信号，方法700可以包括：使磁化系统电磁地控制电永磁体(EPM)系统的永磁体的磁极化，以向旋转输入控制器施加第一阻力分布(操作730)。

可替选地，在操作720处，响应于所接收到的与对第二操作状态的选择对应的输入信号，方法700可以包括：使磁化系统电磁地控制电永磁体(EPM)组件的永磁体的磁极化，以向旋转输入控制器施加第二阻力分布(操作740)。在一些方面，电永磁体组件还包括位于电永磁体的相对端处的导磁构件，每个导磁构件包括朝向旋转输入控制器径向突出的相应多个齿，并且导磁构件中的每一个包括取决于EPM组件的极化状态的相应磁极。在一些情况下，旋转输入控制器可以限定中心开口，在该中心开口内设置电永磁体组件，并且其中，旋转输入控制器包括从旋转输入控制器朝向EPM组件突出的第二多个齿，例如，如图3A和图4A至图4C中所示但不限于图3A和图4A至图4C所示。

在一些实施方式中，第一阻力分布可以是通过由永磁体发射的流过导磁构件的多个齿的磁通与从旋转输入控制器突出的第二多个齿中的相应齿相互作用而产生的棘轮阻力分布。永磁体可以是第一永磁体，并且电永磁体组件还包括第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体对准并且与导磁构件协作以形成磁路。在一些情况下，EPM组件还可以包括将电永磁体组件耦接至旋转输入控制器以使得旋转输入控制器能够相对于EPM组件旋转的轴。第一阻力分布可以向轮施加自由轮转力，并且第二阻力分布向轮施加棘轮力。在某些实施方式中，可以通过由电永磁体组件发射的磁场与轮的磁吸引性材料之间的相互作用来施加第一阻力分布。在一些方面，用户输入设备可以是计算机鼠标，并且轮可以是嵌入计算机鼠标内的滚轮。

应当理解，根据某些实施方式，图7中所示的特定步骤提供了用于改变用户输入设备上的旋转输入控制器的旋转阻力分布的特定方法700。还可以根据可替选的实施方式来执行其他步骤序列。此外，可以根据特定应用来添加或去除附加步骤。在一些方面，可以使用更多或更少的EPM，如以上面的方式所描述的。可以使用任何改变的组合，并且本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解其许多变型、修改以及替选实施方式。

图8示出了根据某些实施方式的用于操作主计算设备(例如，主计算设备810)的系统800。系统800可用于实现本文所讨论的任何主计算设备或外围接口设备以及在本文中定义的或在本公开内容的范围内但未必明确描述的无数实施方式。系统800可以包括可以经由总线子系统804与多个外围设备(例如，输入设备)通信的一个或更多个处理器802。这些外围设备可以包括存储器子系统806(包括内存子系统808和文件存储子系统810)、用户接口输入设备814、用户接口输出设备816和网络接口子系统812。用户输入设备814可以是本文描述的任何输入设备类型(例如，键盘、计算机鼠标、远程控制器等)。用户输出设备816可以是任何类型的显示器，包括计算机监视器、手持设备(例如，智能电话、游戏系统)上的显示器等，如本领域普通技术人员将理解的。可替选地或另外地，显示器可以包括虚拟现实(VR)显示器、增强现实显示器、全息显示器等，如本领域普通技术人员将理解的。

在一些示例中，内部总线子系统804可以提供用于使计算机系统800的各种部件和子系统按预期彼此通信的机制。尽管内部总线子系统804被示意性地示为单个总线，但总线子系统的替选实施方式可以使用多个总线。另外，网络接口子系统812可以用作用于在计算机系统800和其他计算机系统或网络之间传递数据的接口。网络接口子系统812的实施方式可以包括有线接口(例如，以太网、CAN、RS232、RS485等)或无线接口(例如，

BLE、/>

Z-/>

Wi-Fi、蜂窝协议等)。

在一些情况下，用户接口输入设备814可以包括键盘、演示器、指示设备(例如，鼠标、轨迹球、触摸板等)、结合至显示器中的触摸屏、音频输入设备(例如，语音识别系统、麦克风等)、人机接口(HMI)以及其他类型的输入设备。通常，术语“输入设备”的使用旨在包括用于将信息输入至计算机系统800的所有可能类型的设备和机构。另外，用户接口输出设备816可以包括显示子系统、打印机或诸如音频输出设备的非视觉显示器等。显示子系统可以是任何已知类型的显示设备。通常，术语“输出设备”的使用旨在包括用于从计算机系统800输出信息的所有可能类型的设备和机构。

存储子系统806可以包括内存子系统808和文件存储子系统810。内存子系统808和文件存储子系统810表示可以存储提供本公开内容的实施方式的功能的程序代码和/或数据的非暂态计算机可读存储介质。在一些实施方式中，内存子系统808可以包括多个存储器，所述存储器包括用于在程序执行期间存储指令和数据的主随机存取存储器(RAM)818和可以存储固定指令的只读存储器(ROM)820。文件存储子系统810可以为程序和数据文件提供永久(即，非易失性)存储，并且可以包括磁性或固态硬盘驱动器、光学驱动器以及相关联的可移动介质(例如，CD-ROM、DVD、Blu-Ray等)、基于可移动闪存的驱动器或卡和/或本领域中已知的其他类型的存储介质。

应当理解，计算机系统800是说明性的而并非旨在限制本公开内容的实施方式。具有比系统800更多或更少部件的许多其他配置是可能的。各种实施方式还可以在多种操作环境中实现，其在一些情况下可以包括可以用于操作多个应用中的任何应用的一个或更多个用户计算机、计算设备或处理设备。用户或客户端设备可以包括多个通用个人计算机中的任何通用个人计算机，例如运行标准操作系统或非标准操作系统的台式计算机或膝上型计算机，以及运行移动软件并且能够支持多个网络和消息传递协议的蜂窝设备、无线设备和手持设备。这样的系统还可以包括运行任何各种商用操作系统和用于诸如开发和数据库管理的目的的其他已知应用的多个工作站。这些设备还可以包括其他电子设备，例如虚拟终端、瘦客户端、游戏系统和能够经由网络进行通信的其他设备。

大多数实施方式利用本领域技术人员熟悉的至少一个网络来支持使用各种商用协议中的任何一种协议的通信，所述协议例如是TCP/IP、UDP、OSI、FTP，UPnP、NFS、CIFS等。网络可以是例如局域网、广域网、虚拟专用网、因特网、内联网、外联网、公共交换电话网、红外网络、无线网络以及其任何组合。

在利用网络服务器的实施方式中，网络服务器可以运行包括HTTP服务器、FTP服务器、CGI服务器、数据服务器、Java服务器和业务应用服务器的各种服务器或中间层应用中的任何一种。服务器还能够响应于来自用户设备的请求而执行程序或脚本，例如通过执行可以被实现为以任何编程语言编写的一个或更多个脚本或程序的一个或多个应用来执行程序或脚本，该编程语言包括但不仅限于

C、C#或C++或诸如Perl、Python或TCL以及它们的组合的任何脚本语言。服务器还可以包括数据库服务器，所述数据库服务器包括但不限于可从/>

和/>

商业获得的数据库服务器。

这样的设备还可以包括计算机可读存储介质读取器、通信设备(例如，调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备等)以及如上所描述的工作存储器。计算机可读存储介质读取器可以被连接至或被配置成接收非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质表示远程的、本地的、固定的和/或可移动存储设备以及用于临时地和/或更永久地包含、存储、传输和检索计算机可读信息的存储介质。系统和各种设备通常还将包括位于至少一个工作存储器设备内的多个软件应用、模块、服务或其他元件，包括操作系统和应用例如客户端应用或浏览器。应当理解，替选实施方式可以具有从上述实施方式的许多变型。例如，也可以使用定制硬件并且/或者可以以硬件、软件(包括便携式软件，例如小应用)或这两者来实现特定元件。此外，可以使用与诸如网络输入/输出设备的其他计算设备的连接。

图9示出了根据某些实施方式的用于操作外围设备(例如，用户输入设备100)的系统900。系统900包括处理器910、存储器阵列920、电力管理系统930、通信系统940以及输入检测模块950。系统块920至950中的每一个可以与处理器910电通信(例如，经由总线系统)。系统900还可以包括未被示出或未被讨论以避免模糊本文描述的新颖特征的其他系统。系统块920至950可以实现为单独的模块，或者可替选地，可以在单个模块中实现多于一个的系统块。注意，如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的，系统800和系统900提供可用于实现这里描述的各种实施方式的一些典型系统的示例，并且可以使用任何修改、变型和替选实现方式。

在某些实施方式中，处理器910包括一个或更多个微处理器(μCs)并且可以被配置成控制系统900的操作。可替选地，如本领域普通技术人员将理解的，处理器910可以包括具有支持的硬件和/或固件(例如，存储器、可编程I/O等)的一个或更多个微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)等。处理器910可以控制用户输入设备100的操作的一些方面或所有方面(例如，系统块920至950)。可替选地或另外地，系统块920至950中的一些可以包括可以与处理器910一起工作的附加的专用处理器。本领域普通技术人员将理解其许多变型、修改以及替选实施方式。

存储器阵列920可以被配置成存储与用户输入设备100的一个或更多个操作配置有关的信息。如下面进一步讨论的，用户输入设备100的一个或更多个操作配置可以包括设置用户输入设备100的性能特征，所述性能特征包括但不限于计算机鼠标滚动速度、计算机鼠标移动传感器的灵敏度、键盘热键的映射、麦克风音量等。如下面进一步讨论的，存储器阵列920还可以存储用于与用户输入设备100通信的其他配置信息。

另外，存储器阵列920可以存储要由处理器(例如，在处理器910中)执行的一个或更多个软件程序。应当理解，“软件”可以指代指令序列，所述指令序列当由处理单元(例如，处理器、处理设备等)执行时使得系统900执行软件程序的某些操作。所述指令可以被存储为驻留在只读存储器(ROM)中的固件和/或存储在介质存储器中的可以被读入存储器以供处理设备处理的应用。软件可以被实现为单个程序或单独程序的集合，并且可以被存储在非易失性存储器中并且在程序执行期间被全部地或部分地复制到易失性工作存储器中。与本公开内容更密切相关地，存储器阵列920(以及处理器910)可以包括被配置成实现本文描述的各种电永磁体控制方案的指令(经由软件、固件、硬件及其任何组合实现)。例如，处理器910和存储器阵列920(以及可能的输入检测950)可以彼此协同工作以检测指示阻力分布的期望变化的用户输入(例如，按钮按压)，该用户输入然后可以控制流过EPM磁体的电流以相应地设定所述阻力分布，如上面进一步详细描述的并且如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处所理解的。

电力管理系统930可以被配置成管理用户输入设备100的电力分配、再充电、电力效率等。在一些实施方式中，电力管理系统930可以包括电池(未示出)、用于电池(未示出)的基于USB的再充电系统以及电力管理装置(例如，低压差电压调节器——未示出)。在某些实施方式中，电力管理系统930提供的功能可以合并到处理器910中。电源可以是可更换电池、可再充电储能装置(例如，超级电容器、锂聚合物电池、NiMH、NiCd)或有线电源。再充电系统可以是附加电缆(专用于再充电目的)或者再充电系统可以使用USB连接以对电池进行再充电。

根据一些示例，通信系统940可以被配置成在处理器910与一个或更多个用户输入设备100之间提供无线和/或有线通信。通信系统940可以被配置成提供射频(RF)、

BLE、WiFi、红外线(IR)、/>

Logitech/>

或其他合适的通信技术，以与其他计算设备和/或外围设备进行通信。通信系统940还可以提供与处理器910的硬连线连接。硬连线连接可以包括串行互连，例如，通用串行总线(USB)、/>

等。

通信系统940的一个示例可以是软件狗，其可以提供处理器910与一个或更多个用户输入设备100之间的无线和有线通信的组合。例如，软件狗可以包括可以插入硬线接口端口(例如，USB端口)的有线连接器接口(例如，USB连接器)。硬线接口端口又经由硬连线互连(例如，USB总线)连接至处理器910。此外，软件狗还可以包括无线接口(例如，

无线接口)以执行与用户输入设备100的无线数据传输。软件狗可以经由无线接口从用户输入设备100接收传感器数据，并且经由硬连线互连将传感器数据发送至处理器910。

输入检测模块950可以控制与用户输入设备100上的输入元件的用户交互的检测。例如，输入检测模块950可以基于来自计算机鼠标130的传感器数据检测用户输入。在一些实施方式中，输入检测模块950可以与存储器阵列920一起工作，以基于从通信系统940接收的传感器数据生成到处理器910的输入数据。例如，基于存储在存储器阵列920中的滚动速度信息以及来自计算机鼠标130的传感器数据，输入检测模块950可以计算鼠标指针在显示器120上所经过的距离，并且将距离信息提供至处理器910(或渲染器)以渲染鼠标在显示器120上的移动。

如本领域普通技术人员将理解的，尽管某些系统可能未被明确地讨论，但是它们应被视为系统900的一部分。例如，系统900可以包括用于向其中的不同系统传输电力和/或数据以及从其中的不同系统传输电力和/或数据的总线系统。

应当理解，系统900是示例性的并且变型和修改是可行的。系统900可以具有在本文中未具体描述的其他功能。此外，虽然参照特定块描述了系统900，但是应当理解，这些块是为了方便描述而定义的，并且不旨在暗示部件的特定物理布置。此外，这些块无需对应于物理上不同的部件。块可以被配置成例如通过对处理器进行编程或提供适当的控制电路系统来执行各种操作，并且取决于如何获得初始配置，各种块可能是可重新配置的或者可能不是可重新配置的。

本发明的实施方式可以在包括使用电路和软件的任何组合实现的电子装置的各种设备中实现。此外，系统900的各方面和/或各部分可以根据设计需要与其他子系统组合或由其他子系统操作。例如，输入检测模块950和/或存储器阵列920可以在处理器910内操作，而不是作为单独实体工作。另外，本文中描述的发明构思还可以应用于各种外围设备，并且不限于计算机鼠标、键盘或麦克风。系统900可以应用于本文中的实施方式中描述的任何外围设备，无论是明确地、参考地还是默认地描述(例如，本领域普通技术人员已经知道其适用于特定外围设备)。前述实施方式并非旨在是限制性的，并且本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解无数应用和可能性。

示出且描述的各种实施方式仅作为示例提供，以说明权利要求的各种特征。然而，关于任何给定实施方式示出和描述的特征不必限于相关联的实施方式，并且可以与示出且描述的其他实施方式一起使用或者与示出且描述的其他实施方式组合。此外，权利要求并非旨在受任何一个示例实施方式的限制。

尽管本公开内容提供了某些示例实施方式和应用，但是对于本领域普通技术人员明显的其他实施方式，包括不提供本文所述的所有特征和优点的实施方式，也在本公开内容的范围内。因此，本公开内容的范围旨在仅通过参考所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种用户输入设备，包括：

旋转输入控制器，包括：

轮；以及

电永磁体组件，包括：

永磁体；以及

磁化组件，其被配置成控制所述永磁体的极化以使所述电永磁体组件从所述电永磁体组件向所述轮施加第一阻力分布的第一状态和所述电永磁体组件向所述轮施加第二阻力分布的第二状态转变；以及

位于电永磁体的相对端处的导磁构件，每个导磁构件包括朝向所述轮径向突出的相应多个齿，以及

其中，所述导磁构件中的每一个包括取决于所述电永磁体组件的极化状态的相应磁极。

2.根据权利要求1所述的用户输入设备，其中，所述轮限定中心开口，在所述中心开口内设置所述电永磁体组件，并且其中，所述轮包括从所述轮朝向所述电永磁体组件突出的第二多个齿。

3.根据权利要求2所述的用户输入设备，其中，所述第一阻力分布是通过由所述永磁体发射的流过所述导磁构件的多个齿的磁通与从所述轮突出的第二多个齿中的相应齿相互作用而生成的棘轮阻力分布。

4.根据权利要求2所述的用户输入设备，其中，所述永磁体是第一永磁体，并且所述电永磁体组件还包括第二永磁体，所述第一永磁体和所述第二永磁体对准并且与所述导磁构件协作以形成磁路。

5.根据权利要求4所述的用户输入设备，还包括将所述电永磁体组件耦接至所述轮以使得所述轮能够相对于所述电永磁体组件旋转的轴。

6.根据权利要求1所述的用户输入设备，其中，所述第一阻力分布向所述轮施加自由轮转力，并且所述第二阻力分布向所述轮施加棘轮力。

7.根据权利要求1所述的用户输入设备，其中，所述第一阻力分布是通过由所述电永磁体组件发射的磁场与所述轮的磁吸引性材料之间的相互作用来施加的。

8.根据权利要求1所述的用户输入设备，其中，所述用户输入设备是计算机鼠标，并且所述轮是嵌入所述计算机鼠标内的滚轮。

9.一种改变用户输入设备上的旋转输入控制器的旋转阻力分布的方法，所述方法包括：

接收指示针对包括第一操作状态和第二操作状态的旋转输入控制器的对多个旋转阻力分布中之一的选择的输入信号；

响应于所接收到的与对所述第一操作状态的选择对应的输入信号，使磁化系统电磁地控制电永磁体系统的永磁体的磁极化，以向所述旋转输入控制器施加第一阻力分布；以及

响应于所接收到的与对所述第二操作状态的选择对应的输入信号，使所述磁化系统电磁地控制电永磁体组件的永磁体的磁极化，以向所述旋转输入控制器施加第二阻力分布，

其中，所述电永磁体系统还包括位于电永磁体的相对端处的导磁构件，每个导磁构件包括朝向所述旋转输入控制器径向突出的相应多个齿，以及

其中，所述导磁构件中的每一个包括取决于所述电永磁体组件的极化状态的相应磁极。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述旋转输入控制器限定中心开口，在所述中心开口内设置所述电永磁体组件，并且其中，所述旋转输入控制器包括从所述旋转输入控制器朝向所述电永磁体组件突出的第二多个齿。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一阻力分布是通过由所述永磁体发射的流过所述导磁构件的多个齿的磁通与从所述旋转输入控制器突出的第二多个齿中的相应齿相互作用而生成的棘轮阻力分布。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述永磁体是第一永磁体，并且所述电永磁体组件还包括第二永磁体，所述第一永磁体和所述第二永磁体对准并且与所述导磁构件协作以形成磁路。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述用户输入设备还包括将所述电永磁体组件耦接至所述旋转输入控制器以使得所述旋转输入控制器能够相对于所述电永磁体组件旋转的轴。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一阻力分布向所述旋转输入控制器施加自由轮转力，并且所述第二阻力分布向所述旋转输入控制器施加棘轮力。

15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一阻力分布是通过由所述电永磁体组件发射的磁场与所述旋转输入控制器的磁吸引性材料之间的相互作用来施加的。

16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述用户输入设备是计算机鼠标，并且所述旋转输入控制器是嵌入所述计算机鼠标内的滚轮。

17.一种计算机鼠标，包括：

旋转输入控制器，包括：

轮；以及

电永磁体组件，包括：

两个或更多个永磁体；以及

磁化组件，其被配置成经由电流控制所述两个或更多个永磁体中的每个永磁体的极化以使所述电永磁体组件在多个操作状态之间转变，在所述多个操作状态中所述电永磁体组件能够操作以基于所述两个或更多个永磁体中的每个永磁体如何被所述磁化组件极化来向所述轮施加多个阻力分布中的任何阻力分布，

其中，所述磁化组件能够操作以将所述两个或更多个永磁体中的每个永磁体极化成使得所述两个或更多个永磁体中的每个永磁体发射磁场或不发射磁场；以及

位于所述电永磁体组件的相对端处的导磁构件，每个导磁构件包括朝向所述轮径向突出的相应多个齿，以及

其中，所述导磁构件中的每一个包括具有取决于所述电永磁体组件的极化状态的特定大小的相应磁极。

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