CN116414227A - 输入装置上的输入元件的基于电永磁体的力分布 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输入装置上的输入元件的基于电永磁体的力分布。一种输入装置，包括：处理器；输入元件；电永磁体(EPM)组件，其包括：永磁体，其能够操作以生成磁场；以及磁化组件，其被配置成设置由永磁体生成的磁场；第一铁磁元件；以及第二铁磁元件。第一铁磁元件被配置成在输入元件被下压时与第二铁磁元件分开并移动远离第二铁磁元件。当EPM组件将永磁体磁化为第一极性时，第一铁磁元件与第二铁磁元件彼此磁力吸引，并且提供磁力阻止第一铁磁元件与第二铁磁元件分开的吸引力，以及当EPM组件将永磁体磁化为第二极性时，第一铁磁元件和第二铁磁元件不彼此磁力吸引，并且不磁力阻止第一铁磁元件与第二铁磁元件分开。

Description

输入装置上的输入元件的基于电永磁体的力分布

技术领域

本公开内容涉及输入装置上的输入元件的基于电永磁体的力分布。

背景技术

输入装置在现代社会中是常见的，并且通常用于将结合输入装置进行的人为模拟输入(例如，触摸、点击、运动、触摸手势、按钮按压、滚轮旋转等)转换为用于计算机处理的数字信号。输入装置可以包括可以向计算系统提供数据和控制信号的任何装置。输入装置的一些非限制性示例包括计算机鼠标、键盘、虚拟现实和/或增强现实控制器、触摸板、遥控器、游戏控制器、操纵杆、轨迹球等。计算系统的一些非限制性示例包括台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、游戏控制台、平板电脑和“平板手机”计算机、智能电话、个人数字助理、可穿戴装置(例如，智能手表、眼镜)、虚拟现实(VR)和/或增强现实(AR)耳机和系统、物联网(IOT)装置等。

在过去的几十年中，输入装置经历了许多显著的改进。例如，许多普遍存在的输入装置(例如，键盘、计算机鼠标)的输入元件(例如，按钮、键)在人体工程学、性能和用户体验(UX)方面都有改进。性能的一个方面包括机械力反馈分布，该机械力反馈分布对应于在运动范围内下压键时键对用户的感觉如何。一些常见的力反馈分布类型包括触觉、点击型(clicky)和线性等。存在许多机械方法和系统来实现键盘和相关输入装置中的各种期望的力反馈分布。

类似地，在计算机鼠标中，许多进步改进了性能、人体工程学和UX，其中在输入元件操作和一致性方面具有特定的机械改进。例如，

已经开发了高度调谐的、基于优质键板的输入元件，其经由它们的授予专利权的独特键板设计(美国专利#9,939,927)提供平衡的、一致的、高性能的致动。

尽管各种基于机械的输入元件中有许多改进，但是机械实现方式固有地在长期使用和制造公差内经受磨损，这可能不利地影响相同型号之间的性能特性，特别是对于较低质量的输入装置。此外，虽然一些当代的输入装置允许对输入元件的某些性能特性的机械调整，例如，更换键盘装置中的键开关(例如，

MX键)或者调整计算机鼠标中的弹簧或其他偏置机构，这样的机械调整可以改变这些装置的力反馈分布(例如，当输入元件被下压时输入元件对用户的感觉的方式)，但是这些类型的调整通常在范围上受限，并且还经受磨损、有限的准确度以及其他有害的性能折衷。通常需要用于定制计算机外围装置和输入装置中的输入元件的更好的解决方案。

除非本文另外指出，否则该部分中描述的材料不是针对本申请的权利要求的现有技术，并且不会因为包括在本部分中而被认为是现有技术。

发明内容

在某些实施方式中，一种输入装置包括：一个或更多个处理器；可机械下压的输入元件；以及电永磁体(EPM)组件，该电永磁体(EPM)组件包括：永磁体，该永磁体能够操作以生成磁场；以及磁化组件，该磁化组件由一个或更多个处理器控制并且被配置成设置由永磁体生成的磁场的强度和极性；第一铁磁元件，该第一铁磁元件耦接至可下压输入元件；以及第二铁磁元件，该第二铁磁元件耦接至EPM组件。在一些情况下，第一铁磁元件和第二铁磁元件被配置成在可下压输入元件处于中性、非下压状态时彼此至少部分地轴向对准并接触；第一铁磁元件被配置成在可下压输入元件被下压时与第二铁磁元件分开并移动远离第二铁磁元件；当EPM组件将永磁体磁化为第一极性时，第一铁磁元件与第二铁磁元件彼此磁力吸引并且提供与磁场的强度成比例的吸引力，该吸引力磁力阻止第一铁磁元件与第二铁磁元件分开；并且其中，当EPM组件将永磁体磁化为第二极性时，第一铁磁元件与第二铁磁元件不彼此磁力吸引，并且不磁力阻止第一铁磁元件与第二铁磁元件分开。

在一些实施方式中，输入元件能够弯曲并且提供对弯曲的阻力，并且当EPM组件将永磁体磁化为第一极性并且磁场的强度大于输入元件的对弯曲的阻力时，施加在输入元件上的、使第一铁磁元件与第二铁磁元件分开的力包括比对弯曲的阻力以及第一铁磁元件与第二铁磁元件的吸引力大的力大小。在一些实施方式中，输入元件能够弯曲直至阈值偏转距离，并且输入元件能够下压直至阈值下压距离，阈值偏转距离小于阈值下压距离，并且当EPM组件将永磁体磁化为第一极性并且磁场的强度大于输入元件的对弯曲的阻力时，输入元件能够下压直至阈值偏转，并且输入元件停止，直到施加在输入元件上的力大于吸引力，从而使第一铁磁元件与第二铁磁元件分开，并且使输入元件继续下压，直至阈值下压距离。在一些情况下，第一板和第二板被配置成移动分开达0.2mm至0.5mm。输入元件的阈值下压距离为0.5mm至0.7mm，但是其他范围也是可能的。在一些实施方式中，输入元件是键板，该键板包括：具有顶表面和底表面的用户可达前部；枢轴支承部；包括底表面的后部；以及设置在枢轴支承部中的轴，其中，键板相对于轴旋转。

在某些实施方式中，EPM组件、第一铁磁元件和第二铁磁元件被配置在键板的后部上或者被配置在键板的用户可达前部上。一些实施方式可以采用霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器被配置成检测EPM组件的磁场的磁通量的变化，其中，一个或更多个处理器还被配置成在磁通量变化阈值量时，生成与输入元件的阈值距离下压相对应的控制信号。在某些实现方式中，输入装置是计算机鼠标或键盘装置。在一些情况下，磁化组件包括磁芯和极化线圈。在一些情况下，当EPM组件将永磁体磁化为第一极性时，形成第一磁路，该第一磁路至少穿过第一铁磁元件或第二铁磁元件，并且当EPM组件将永磁体磁化为第二极性时，在EPM组件内形成第二磁路，该第二磁路不穿过第一铁磁元件和第二铁磁元件。在某些实施方式中，当EPM组件将永磁体磁化为第一极性时，磁化组件和永磁体具有匹配的磁极，并且当EPM组件将永磁体磁化为第二极性时，磁化组件和永磁体具有相反的磁极，相反的磁极在EPM组件内形成闭合磁路。

在一些实施方式中，一种计算机实现的方法包括：由一个或更多个处理器接收输入数据，该输入数据指示对输入装置的多个操作模式中的一个操作模式的选择，其中，输入装置包括：输入元件；EPM组件，该EPM组件包括：永磁体，该永磁体能够操作以生成磁场；磁化组件，该磁化组件被配置成设置由永磁体生成的磁场的强度和极性；第一铁磁元件，该第一铁磁元件耦接至输入元件；以及第二铁磁元件，该第二铁磁元件耦接至EPM组件，其中，第一铁磁元件和第二铁磁元件被配置成在输入元件处于中性、非下压状态时彼此至少部分地轴向对准并接触，并且其中，第一铁磁元件被配置成在输入元件被下压时与第二铁磁元件分开并移动远离第二铁磁元件。计算机实现的方法还可以包括：响应于所接收到的与对多个操作模式中的第一操作模式的选择相对应的输入数据：将永磁体磁化为第一极性，使得第一铁磁元件与第二铁磁元件彼此磁力吸引，并且提供与磁场的强度成比例的吸引力，该吸引力磁力阻止第一铁磁元件与第二铁磁元件分开；并且响应于所接收到的与对多个操作模式中的第二操作模式的选择相对应的输入数据：将永磁体磁化为第二极性，使得第一铁磁元件与第二铁磁元件不彼此磁力吸引，并且不磁力阻止第一铁磁元件与第二铁磁元件分开。

在一些实施方式中，输入元件能够弯曲并且提供对弯曲的阻力，并且当EPM组件将永磁体磁化为第一极性并且磁场的强度大于可下压元件的对弯曲的阻力时，施加在输入元件上的、使第一铁磁元件与第二铁磁元件分开的力包括比对弯曲的阻力以及第一铁磁元件与第二铁磁元件的吸引力大的力大小。在一些方面，输入元件能够弯曲直至阈值偏转距离，其中，输入元件能够下压直至阈值下压距离，阈值偏转距离小于阈值下压距离，并且其中，当EPM组件将永磁体磁化为第一极性并且磁场的强度大于可下压元件的对弯曲的阻力时，输入元件能够下压直至阈值偏转，并且输入元件停止，直到施加在输入元件上的力大于吸引力，从而使第一铁磁元件与第二铁磁元件分开，并且使可下压元件继续下压，直至阈值下压距离。在一些情况下，输入元件是键板，该键板包括：具有顶表面和底表面的用户可达前部；枢轴支承部；包括底表面的后部；以及设置在枢轴支承部中的轴，其中，键板相对于轴旋转。在某些实施方式中，EPM组件、第一铁磁元件和第二铁磁元件被配置在键板的后部上或者被配置在键板的用户可达前部上。在一些实施方式中，输入装置是计算机鼠标或键盘键。

已经采用的术语和表达被用作描述而非限制性的术语，并且在使用这样的术语和表达时无意排除所示和描述的特征或其部分的任何等同内容。然而，认识到，在所要求保护的系统和方法的范围内各种修改是可能的。因此，应当理解，尽管已经通过示例和可选特征具体公开了本系统和方法，但是本领域技术人员应当认识到本文公开的构思的修改和变型，并且这样的修改和变型被认为是在由所附权利要求书限定的系统和方法的范围内。

本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。应当通过参照本公开内容的整个说明书的适当部分、任何附图或所有附图以及每项权利要求来理解主题。

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内容以及其他特征和示例。

附图说明

根据结合附图进行的以下详细描述，本发明的上述各种实施方式的特征以及某些实施方式的其他特征和优点将更加明显，在附图中：

图1示出了计算机系统的示例，该计算机系统可以包括各种主计算装5置和计算机外围装置中的任何一个，计算机外围装置包括可以被配置成执行本文中描述的各种发明构思的各方面的外围装置(例如，计算机鼠标、键盘等)；

图2示出了根据某些实施方式的用于操作计算机外围装置的系统；

图3是根据某些实施方式的主计算装置的简化框图；

图4是示出根据某些实施方式的基于机械的输入元件的典型反馈分布的曲线图；

图5示出了根据某些实施方式的在第一操作模式下操作的电永磁体系统的示例；

图6示出了根据某些实施方式的在第二操作模式下操作的电永磁体5系统的示例；

图7示出了根据某些实施方式的具有被配置成相对彼此移动的铁磁元件的EPM组件；

图8是示出根据某些实施方式的EPM组件的极性如何影响移动的铁磁元件的简化图；

图9示出了根据某些实施方式的EPM组件在开启时的磁场；

图10示出了根据某些实施方式的EPM组件在关闭时的磁场；

图11示出了根据某些实施方式的用于输入装置的EPM系统的控制系统的简化框图；

图12示出了根据某些实施方式的配置在键板组件的后端上的EPM系统；

图13A示出了根据某些实施方式的配置在键板组件的前端上的EPM系统；

图13B示出了根据某些实施方式的基于前端的系统中的EPM组件与键板之间的关系的特写；

图14示出了根据某些实施方式的许多铁磁元件类型及其配置；以及

图15是根据某些实施方式的用于控制输入装置的EPM系统的磁场的方法的流程图。

在整个附图中，应当注意的是，相似的附图标记通常用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

根据某些实施方式，本公开内容的各方面总体上涉及计算机外围装置，并且更具体地涉及计算机鼠标上的输入元件。然而，本文中描述的概念可以容易地应用于其他输入装置，包括键盘、远程控制装置、游戏控制器、以及更多的装置，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。

在以下描述中，描述了基于电永磁体(EPM)的力分布控制系统及其使用方法的各种示例。出于说明的目的，阐述了特定的配置和细节以提供对实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将明显的是，可以在不公开每个细节的情况下实践或实现某些实施方式。此外，为了防止本文所述的新颖特征的任何模糊，可以省略或简化公知的特征。

以下高级概述旨在提供对附图中描绘的并且在下面提供的对应描述中呈现的新颖创新中的一些的基本理解。本发明的各方面涉及通过采用能够向用户提供可适应的和可定制的反馈的磁机电系统(本文中称为“EPM系统”)的使用，生成关于计算机外围装置(本文中称为“输入装置”)上的输入元件的反馈分布，该计算机外围装置可以包括计算机鼠标、键盘、虚拟/增强/混合现实控制器、媒体和游戏控制器、以及其他人机接口机器(HMI)输入装置。本文中描述的新颖的EPM系统可以被集成至输入装置的机械架构中，其中可移动的鼠标键板、键盘键、按钮或滑块等允许用户下压装置以实现期望的交互(例如，期望的力反馈分布)。EPM系统允许通过经由瞬时放电改变其磁场强度来调制力反馈分布，同时在机械部件中保持稳定。该磁调制在所提供的反馈提示(例如力反馈分布)中产生显著的移位，并且允许其系统的一部分中的磁场完全反转，从而导致该子架构部件的零贡献——其中只有机械贡献对用户保持显著。换言之，力反馈分布(本文中也称为“反馈”、“力反馈”、“摩擦分布”和“反馈分布”)可以包括第一偏置贡献者(例如，输入元件的机械部分)和第二偏置贡献者(例如，输入元件的EPM控制部分)，并且第二偏置贡献者可以瞬时地(例如，大约1ms或更少)打开或关闭，这可以立即(从用户的角度)动态地显著改变力反馈分布，并且实时地用于反馈分布定时、复杂性、校准和可变性中的空前控制，而没有实质上影响其他当代输入装置的寿命的可比较的有害影响(例如，磨损)。

在实践中，本发明的实施方式可以在力反馈分布中产生从准线性行为到可以被认为是强“点击型”确认反馈的行为的近乎瞬时移位，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。在所提供的反馈的该宽范围内，可以经由放电的参数来确定许多离散水平，从而允许有效地并且近乎即时地移位至总体反馈强度的许多水平。由于该调制可以以电子方式执行，因此其也可以经由固件和/或软件进行控制。该能力的应用可以被认为是输入元件的可完全定制的点击事件，其中反馈强度水平可以由制造过程、用户以及由软件应用来设置。

对于制造过程，监测自动化质量控制过程可以控制EPM系统调节输入元件的反馈分布，以更好地符合工程规定的用户体验(UX)目标，因此减轻了部件和组件公差偏差的影响以及物理地影响反馈分布的其他常见因素的影响。

在某些实施方式中，用户可以经由前端/后端UI软件来调整EPM系统的操作，该前端/后端UI软件可以允许用户确定在任何给定时刻提供哪个水平的“点击”(反馈分布)，从非点击型“隐身”模式到线性模式、触觉模式、点击型模式，以及直到强烈抵抗输入元件的移动的高抵抗非操作模式以及其间的任何设置，包括其组合，其中反馈分布在实时点击中改变，其中，分布改变，使得在输入元件被下压时将第一反馈分布应用于输入元件，以及在输入元件被释放时应用第二反馈分布，或者任何合适的反馈分布方案。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。在一些方面，根据某些实施方式，用户可以通过类似于DPI+/-按钮或DPI移位的第三控制器或输入装置(例如，按钮、旋转拨盘)来调整EPM系统的操作，这可以是不涉及软件的HW/FW设置。

在一些实施方式中，包括外部软件应用(例如，游戏、生产力软件等)的应用可以与EPM系统一起使用，以在任何给定时刻根据功能和/或上下文来调节反馈分布的点击强度，从而改善用户的可用性和沉浸性。

在一些方面，EPM系统通常处于非电力消耗(无源)操作模式。电力仅在改变反馈分布的调制时刻期间被EPM系统消耗。在已经设置反馈分布并且用户执行例如点击和键入的典型操作的正常用户操作期间，反馈分布仅由处于其稳定配置中的磁机系统驱动而没有任何电贡献。换言之，EPM系统可以用于“编程”EPM系统的磁场，该磁场影响反馈分布。该编程可以在毫秒或更少的数量级进行。一旦被编程，磁场就保持稳定，并且不消耗或不需要额外的电流来维持磁场。在该阶段，反馈分布不再消耗电力来维持。因此，可以使用EPM编程的磁场以及在一些实施方式中的附加的机械偏置机构二者来生成任何合适的反馈分布，所述附加的机械偏置机构可以被实时调制以产生任何期望的反馈分布，一旦设置了反馈分布，该反馈分布就有效地不消耗电力，并且在系统的EPM控制的元件上经受很少磨损或不经受磨损。

应当理解，提出该高级概述是为了向读者提供对本公开内容的新颖方面中的一些的基本理解以及随后细节的路线图。该高级概述决不限制在整个详细描述中描述的各种实施方式的范围，并且上面引用的附图中的每个附图在下面更详细地并且在其合适范围内被进一步描述。

图1示出了计算机系统100的示例，该计算机系统100可以包括各种主计算装置和计算机外围装置中的任何一个，计算机外围装置包括可以被配置成执行本文中描述的各种发明构思的各方面的外围装置(例如，计算机鼠标、键盘等)。计算机系统100示出了主计算装置(示出为台式计算机)110和与主计算装置通信地耦接并集成的多个计算机外围装置，包括显示装置120、计算机鼠标130，以及键盘140。每个计算机外围装置120至140可以通信地耦接至主计算装置110。

尽管主计算装置被示出为台式计算机，但是可以使用其他类型的主计算装置，包括游戏系统、膝上型计算机、机顶盒、娱乐系统、平板或“平板手机”计算机、独立头戴式显示器(“HMD”)或任何其他合适的主计算装置(例如，智能电话、智能可穿戴装置等)。在一些情况下，可以使用多个主计算装置，并且计算机外围装置中的一个或更多个可以通信地耦接至主计算装置中的一个或两个(例如，计算机鼠标可以耦接至多个主计算装置)。主计算装置在本文中也可以被称为“主计算机”、“主装置”、“计算装置”、“计算机”等，并且可以包括机器可读介质(未示出)，该机器可读介质被配置成存储计算机代码例如驱动器软件、固件等，其中，计算机代码可以由(一个或多个)主计算装置的一个或更多个处理器执行以例如经由一个或更多个计算机外围装置来控制主计算装置的各方面，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的。

典型的计算机外围装置可以包括任何合适的输入装置、输出装置或输入/输出装置，包括示出的装置(例如，计算机鼠标130、键盘140)和未示出的装置(例如，遥控器、可穿戴装置(例如，手套、手表、头戴式显示器)、AR/VR控制器、CAD控制器、操纵杆、模拟移位器、触控笔装置或可以例如用于将模拟输入转换为用于计算机处理的数字信号的其他合适的装置)。通过示例的方式，计算机外围装置(例如，计算机鼠标130)可以被配置成提供用于移动跟踪(例如，平面表面上的x-y移动、三维“空中”移动等)、触摸和/或手势检测、提升检测、取向检测(例如，在3自由度(DOF)系统、6DOF系统等中)、电力管理能力、在一个或更多个输入元件(例如，按钮、滚轮、按键，或其他输入元件)上的输入检测、输出功能(例如，LED控制、触觉反馈、音频反馈等)或者本领域普通技术人员将理解的可以由计算机外围装置提供的无数其他特征中的任何特征的控制信号。例如，计算机鼠标130可以包括外壳和输入元件，例如按钮和旋转控制器(“滚轮”)。计算机鼠标130的按钮和/或滚轮机构和/或键盘140的按键可以包括EPM致动器，用于改变与按钮、按键的按压或滚轮的旋转相关联的反馈分布，如以下某些实施方式中进一步描述的。

计算机外围装置可以被称为“输入装置”、“外围输入装置”或“外围装置”等。本文中描述的大多数实施方式通常涉及计算机外围装置130，然而，应当理解，计算机外围装置可以是任何合适的输入/输出(I/O)装置(例如，用户接口装置、控制装置、输入单元等)，其可以适于利用本文中描述和设想的新颖实施方式。

用于操作计算机外围装置的系统

图2示出了根据某些实施方式的用于操作计算机外围装置130的系统200。系统200可以被配置成操作本文中具体示出或未示出但在本公开内容的广泛范围内的任何计算机外围装置。系统200可以包括(一个或多个)处理器210、存储器块220、电力管理块230、通信块240、输入检测块250和输出控制块260。系统块220至260中的每一个可以与处理器210电通信(例如，经由总线系统)。系统200还可以包括附加功能块，没有示出或讨论附加功能块以防止模糊本文中描述的新颖特征。系统块220至260(也被称为“模块”)可以被实现为单独的块，或者替选地，可以在单个模块中实现多于一个的系统块。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，在本文中描述的上下文中，系统200可以被包含在本文中描述的任何输入装置内，并且可以被配置成包含各种EPM系统中的任何一个，或者以下面至少参照图6至图15描述的方式执行利用EPM系统的各种方法中的任何一个。

在某些实施方式中，处理器210可以包括一个或更多个微处理器，并且可以被配置成控制系统200的操作。可替选地或附加地，处理器210可以包括具有支持硬件和/或固件(例如，存储器、可编程I/O等)和/或软件的一个或更多个微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)等，如本领域普通技术人员将理解的。处理器210可以控制计算机外围装置130、140(例如，系统块220至260)的操作的一些或所有方面。可替选地或附加地，系统块220至260中的一些可以包括可以结合处理器210工作的附加的专用处理器。例如，MCU、μC、DSP等可以被配置在系统200的其他系统块中。通信块240可以包括本地处理器，例如，用于控制与主计算机110进行的通信的各方面(例如，经由蓝牙、蓝牙LE、RF、IR、硬线、ZigBee、Z-Wave、罗技优联(Logitech Unifying)或其他通信协议)。处理器210可以对于外围装置而言为本地的(例如，容纳在其中)，可以在外围装置的外部(例如，由例如对应的主计算装置进行的板外处理)，或者是其组合。处理器210可以结合系统200中的任何其他系统块来执行由本公开内容描述和/或涵盖的各种功能和方法(例如，方法1500)中的任何一个。在一些实现方式中，图3的处理器302可以结合处理器210进行工作以执行贯穿本公开内容描述的各种方法中的一些或全部。在一些实施方式中，多个处理器可以使得系统200中的性能特性(例如，速度和带宽)提高，但是不需要多个处理器，多个处理器也不一定与本文中描述的实施方式的新颖性密切相关。本领域普通技术人员将理解可能的许多变化、修改和替选实施方式。

存储器块(“存储器”或“存储器阵列”)220可以存储要由处理器(例如，在处理器210中)执行的一个或更多个软件程序。应当理解，“软件”可以指代下述指令序列，所述指令序列在通过处理单元(例如，处理器、处理装置等)执行时使系统200执行软件程序的某些操作。所述指令可以被存储为在只读存储器(ROM)中驻留的固件和/或在介质存储装置中存储的应用，所述应用可以被读入存储器中以供处理装置(处理器210)执行。软件可以实现为单个程序或不同程序的集合，并且可以被存储在非易失性存储装置中，并在程序执行期间被全部或部分地复制到易失性工作存储器。在一些实施方式中，存储器220可以存储与外围装置上的一个或更多个输入元件上的输入对应的数据，例如外围装置的、经由传感器(例如，光学传感器、加速度计等)的检测到的移动、一个或更多个输入元件(例如，按钮、滑块、触敏区域等)的激活等。存储的数据可以被聚合并经由报告(例如，人机接口装置(HID)报告)发送至主计算装置。

在某些实施方式中，存储器220可以存储贯穿本公开内容描述的各种数据。例如，存储器220可以存储和/或包括光学数据、动态可调节的存储器页，并且与本公开内容更密切相关，存储器阵列可以存储用于EPM磁化组件的各种设置，以便以极性和/或任意数量的强度水平磁化一个或更多个磁体，从而控制例如输入装置上的输入元件的反馈分布。在一些情况下，强度可以被称为磁场强度，通常以安培每米(A/m)的SI基本单位测量。存储器220可以用于存储任何合适的数据以执行本文中描述并且如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的任何功能。存储器220可以被称为存储系统或存储子系统，并且可以存储要由处理器(例如，在处理器210中)执行的一个或更多个软件程序。应当理解，“软件”可以指代下述指令序列，所述指令序列在通过处理单元(例如，处理器、处理装置等)执行时使系统200执行软件程序的某些操作。可以将指令存储为驻留在只读存储器(ROM)中的固件和/或存储在介质存储装置中的可以被读入存储器以由处理装置处理的应用。软件可以实现为单个程序或不同程序的集合，并且可以被存储在非易失性存储装置中，并在程序执行期间被全部或部分地复制到易失性工作存储器。处理装置可以从存储子系统检索要执行的程序指令，以执行如本文中所描述的各种操作(例如，软件控制反馈分布设置选择等)。

电力管理块230可以被配置成管理电力分配、再充电、电力效率、触觉马达电力控制等。在一些实施方式中，电力管理块230(也被称为电力管理230或电力管理系统230)可以包括电池(未示出)、用于电池的基于通用串行总线(USB)的再充电系统(未示出)、电力管理装置(例如，电压调节器——未示出)以及系统200内的用于向每个子系统(例如，通信块240等)提供电力的电力网。在某些实施方式中，可以将由电力管理系统230提供的功能合并到处理器210中。可替选地，一些实施方式可以不包括专用电力管理块。例如，电力管理块230的功能方面可以由另一个块(例如，处理器210)包含，或者与其组合。电源可以是可更换电池、可再充电能量存储装置(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线缆(专用于再充电目的)，或者其可以使用USB连接为电池再充电。

在一些实施方式中，电力管理块230可以控制EPM组件的磁化组件的各方面，该磁化组件设置一个或更多个磁体的磁场的极性和强度。例如，电力管理系统230可以设置驱动线圈的电流脉冲幅度、持续时间和/或频率，该线圈可操作以生成使一个或更多个磁体磁化的磁化场。通常，单个脉冲用于改变磁体的磁化和/或极化。在一些情况下，AC电流可以用于完全地去除磁体的磁化。在某些实施方式中，当输入元件被按压和/或释放时，为了触觉效果等，可以使用多个脉冲来快速地改变以动态地改变输入元件的力分布。可以存储可以影响一个或更多个输入元件的反馈分布的任意数量的驱动设置(例如，电流脉冲幅度、持续时间和/或频率的不同组合)，如下面进一步描述的。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

根据某些实施方式，通信块240(也被称为“通信系统240”)可以被配置成实现与对应的主计算装置(例如，110)或其他装置和/或计算机外围装置的无线通信。通信块240可以被配置成提供射频(RF)、

罗技专有通信协议(例如，优联(Unifying)、Logi

游戏光速(Gaming Light Speed)或其他)、红外(IR)、/>

Z-Wave或用于与其他计算装置和/或外围装置进行通信的其他合适的通信技术。系统200可以可选地包括到对应的主计算装置的硬连线连接。例如，计算机外围装置130可以被配置成接收USB、

或其他通用类型的线缆，以实现与对应主计算装置或其他外部装置的双向电子通信。一些实施方式可以利用不同类型的线缆或连接协议标准来与其他实体建立硬连线通信。在一些方面，通信端口(例如，USB)、电力端口等可以被视为本文中描述的其他块(例如，输入检测块250、输出控制块260等)的一部分。在一些方面，通信系统240可以向主计算装置发送由处理器210生成的报告(例如，HID数据、流或聚合数据等)。在一些情况下，报告可以仅由处理器生成、结合处理器或系统200中的其他实体生成。通信系统240可以包含一个或更多个天线、振荡器等，并且可以以任何合适的频带(例如，2.4GHz)进行操作。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

输入检测块250可以控制对与输入装置上的输入元件(也被称为“元件”)的用户交互的检测。例如，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，输入检测块250(也被称为输入检测模块250)可以检测来自以下的用户输入：运动传感器、按键、按钮、滚轴轮、滚轮、轨迹球、触摸板(例如，一维和/或二维触敏触摸板)、点击轮、拨号盘、键盘、麦克风、GUI、触敏GUI、接近传感器(例如，红外线、热等)、例如手势检测的基于图像传感器的检测(例如，经由网络摄像机)、例如语音输入的基于音频的检测(例如，经由麦克风)等。可替选地，输入检测模块250的功能可以由处理器210包含，或者与其组合。

在一些实施方式中，输入检测块250可以检测输入装置130上的一个或更多个触敏表面上的触摸或触摸手势。输入检测块250可以包括一个或更多个触敏表面或触摸传感器。触摸传感器通常包括适合于检测例如直接接触、电磁或静电场、或者电磁辐射束的信号的感测元件。触摸传感器通常可以检测接收到的信号的变化、信号的存在或信号的不存在。触摸传感器可以包括用于发射检测到的信号的源，或者信号可以由辅助源生成。触摸传感器可以被配置成检测距参考区域或点一定距离处(例如，<5mm)、与参考区域或点接触或其组合的对象的存在。计算机外围装置130、140的某些实施方式可以利用或可以不利用触摸检测或触摸感测能力。

输入检测块250可以包括触摸和/或接近度感测能力。触摸/接近度传感器的类型的一些示例可以包括但不限于电阻传感器(例如，基于标准气隙4线、基于取决于压力(FSR)、插值FSR、应变计等具有不同电特性的碳载塑料)、电容传感器(例如，表面电容、自电容、互电容等)、光学传感器(例如，红外光屏障矩阵、与可以测量光路的飞行时间的光电检测器耦接的基于激光的二极管等)、声传感器(例如，与麦克风耦接以检测与触摸点相关的波传播模式的修改的压电蜂鸣器等)、电感传感器、磁传感器(例如，霍尔效应)、低电阻或导电材料之间的直接电接触或电流极接触等。

输入检测块250可以包括移动跟踪子块，其可以被配置成检测计算机外围装置130的相对位移(移动跟踪)。例如，输入检测块250例如IR LED和光电二极管成像阵列的光学传感器，其用于检测计算机外围装置130相对于下面的表面的移动。计算机外围装置130可以可选地包括利用相干(激光)光的移动跟踪硬件。移动跟踪可以提供位置数据(例如，来自最后的采样的ΔX和ΔY数据)或提升检测数据。例如，光学传感器可以检测用户何时将计算机外围装置130抬离下面的表面(也被称为“工作表面”)并且可以将该数据发送至处理器210以进行进一步处理。在一些实施方式中，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，处理器210、移动跟踪块(其可以包括附加的专用处理器)或其组合可以执行输入检测的各方面。

在某些实施方式中，加速度计可以用于移动检测。加速度计可以是被配置成测量加速力(例如，静态力和动态力)的机电装置(例如，微机电系统(MEMS)装置)。一个或更多个加速度计可以用于检测三维(3D)定位。例如，3D跟踪可以利用三轴加速度计或两个两轴加速度计(例如，在“3D空中鼠标”、HMD或其他装置中)。加速度计还可以确定输入装置130是否已经被抬离下面的表面并且可以提供可以包括计算机外围装置130的速度、物理取向和加速度的移动数据。在一些实施方式中，陀螺仪可以替代加速度计使用或与加速度计结合使用，以确定移动或输入装置取向。

在一些实施方式中，输出控制块260(也被称为“输出控制模块260”)可以控制对应计算机外围装置的各种输出。例如，输出控制模块260可以控制若干视觉输出元件(例如，LED、LCD屏幕)、显示器、音频输出(例如，扬声器)、触觉输出系统等。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

如本领域普通技术人员将理解的，尽管可能没有明确地讨论某些系统，但是它们应该被视为系统200的一部分。例如，系统200可以包括总线系统，以向系统200中的不同系统传输电力和/或数据以及从系统200中的不同系统传输电力和/或数据。应当理解，系统200是说明性的，并且变型和修改是可能的。系统200可以具有在本文中未具体描述的其他能力。此外，虽然参考特定块描述了系统200，但是应当理解的是，这些块是为了便于描述而定义的，并不意味着暗示部件部分的特定物理布置。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者提供适当的控制电路系统来执行各种操作，并且根据如何获得初始配置，各种块可能是或可能不是可重新配置的。

可以在包括使用电路和软件的任何组合实现的电子装置(例如，计算机外围装置)的各种设备中实现本发明的实施方式。此外，系统200的各方面和/或部分可以根据设计的要求与其他子系统组合或由其他子系统操作。例如，输入检测块250和/或存储器220可以在处理器210内操作，而不是用作单独的实体。另外，本文中描述的发明构思也可以应用于任何电子装置。此外，系统200可以应用于在本文中的实施方式中描述的计算机外围装置中的任何一个，无论是明确地、参考地还是默认地描述的外围装置(例如，本领域普通技术人员已知可以应用于特定计算机外围装置)。前述实施方式并非旨在进行限制，并且受益于本公开内容的本领域普通技术人员将领会无数的应用和可能性。

用于操作主计算装置的系统

图3是根据某些实施方式的主计算装置300的简化框图。主计算装置300可以实现将使用电子存储或处理的上述一些或全部功能、行为和/或能力，以及未明确描述的其他功能、行为或能力。主计算装置300可以包括处理子系统(处理器)302、存储子系统306、用户接口314、用户接口316和通信接口312。计算装置300还可以包括能够操作成提供各种增强的能力的其他部件(未明确示出)，例如，电池、电力控制器和其他部件。在各种实施方式中，主计算装置300可以在任何合适的计算装置中实现，例如在台式或膝上型计算机(例如台式计算机110)、移动装置(例如，平板计算机、智能电话、移动电话)、可穿戴装置、媒体装置等中实现，或在某些实现方式中在外围装置(例如，键盘等)中实现。

处理器302可以包括被设计成执行贯穿本公开内容描述的功能或方法、功能等的组合的MCU、微处理器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或电子单元。

可以使用本地存储和/或可移除存储介质例如使用盘、闪速存储器(例如，安全数字卡、通用串行总线闪存驱动器)或任何其他非暂态存储介质或介质的组合来实现存储子系统306，并且存储子系统306可以包括易失性和/或非易失性存储介质。本地存储装置可以包括存储器子系统308，该存储器子系统308包括诸如动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步动态RAM(例如，DDR)或备用电池RAM的随机存取存储器(RAM)318或只读存储器(ROM)320，或者本地存储装置可以包括文件存储子系统310，该文件存储子系统310可以包括一个或更多个代码模块。在一些实施方式中，存储子系统306可以存储要由处理子系统302执行的一个或更多个应用和/或操作系统程序，包括用于实现上述一些或所有操作的将使用计算机执行的程序。例如，存储子系统306可以存储用于实现本文中描述的一个或更多个方法步骤的一个或更多个代码模块。

固件和/或软件实现方式可以利用模块(例如，过程、功能等)来实现。有形地实施指令的机器可读介质可以在实现本文描述的方法时使用。代码模块(例如，存储在存储器中的指令)可以在处理器内或在处理器外部实现。如本文所使用的，术语“存储器”是指长期、短期、易失性、非易失性或其他存储介质的类型，并且不限于任何特定类型的存储器、任何数量的存储器或存储存储器的任何特定类型的介质。

此外，术语“存储介质”或“存储装置”可以表示用于存储数据的一个或更多个存储器，包括只读存储器(ROM)、RAM、磁RAM、磁芯存储器、磁盘存储介质、光学存储介质、闪速存储器装置和/或用于存储信息的其他机器可读介质。术语“机器可读介质”包括但不限于便携式或固定存储装置、光学存储装置、无线信道以及/或者能够存储指令和/或数据的各种其他存储介质。

此外，可以通过硬件、软件、脚本语言、固件、中间件、微代码、硬件描述语言和/或其任何组合来实现实施方式。当以软件、固件、中间件、脚本语言和/或微代码实现时，用于执行任务的程序代码或代码段可以被存储在诸如存储介质的机器可读介质中。代码段(例如，代码模块)或机器可执行指令可以表示过程、功能、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、脚本、类或者指令、数据结构和/或程序语句的组合。通过传递和/或接收信息、数据、引数、参数和/或存储器内容，代码段可以被耦合至另一代码段或硬件电路。信息、引数、参数、数据等可以通过适当的手段——包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等——被传递、转发或发送。对软件、固件、存储介质等的这些描述适用于系统200和系统300以及本公开内容的广泛范围内的任何其他实现方式。在一些实施方式中，本发明的各方面(例如，表面分类)可以由存储在存储子系统306中、存储在计算机外围装置的存储器220中或二者中的软件来执行。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

贯穿本公开内容描述的技术、块、步骤和手段的实现方式可以以各种方式来完成。例如，这些技术、块、步骤和手段可以以硬件、软件或其组合来实现。对于硬件实现方式，可以在一个或更多个ASIC、DSP、DSPD、PLD、FPGA、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计成执行上述功能的其他电子单元和/或其组合中实现处理单元。

每个代码模块可以包括在计算机可读介质上实施的指令(代码)集，其引导主计算装置110的处理器执行对应的动作。指令可以被配置成按相继顺序、并行地(例如在不同的处理线程下)或按其组合来运行。在将代码模块加载到通用计算机系统上之后，通用计算机被转换成专用计算机系统。

结合本文中描述的各种特征(例如，在一个或更多个代码模块中)的计算机程序可以被编码并且存储在各种计算机可读存储介质上。可以将编码有程序代码的计算机可读介质与兼容的电子装置封装在一起，或者可以将程序代码与电子装置分开提供(例如，经由因特网下载或作为单独封装的计算机可读存储介质)。存储子系统306还可以存储对于使用通信接口312建立网络连接有用的信息。

计算机系统300可以包括用户接口输入装置314元件(例如，触摸板、触摸屏、滚轮、点击轮、拨号盘、按钮、开关、键盘、麦克风等)，以及用户接口输出装置316(例如，视频屏幕、指示器灯、扬声器、耳机插孔、虚拟或增强现实显示器等)，以及支持电子装置(例如，数模或模数转换器、信号处理器等)。用户可以操作用户接口314的输入装置以调用计算装置300的功能，并且可以经由用户接口316的输出装置查看和/或听到来自计算装置300的输出。

处理子系统302可以被实现为一个或更多个处理器(例如，集成电路、一个或更多个单核或多核微处理器、微控制器、中央处理单元、图形处理单元等)。在操作中，处理子系统302可以控制计算装置300的操作。在一些实施方式中，处理子系统302可以响应于程序代码来执行各种程序，并且可以保持多个同时执行的程序或处理。在给定时间处，要执行的程序代码中的一些或所有可以驻留在处理子系统302和/或存储介质(例如存储子系统304)中。通过编程，处理子系统302可以为计算装置300提供各种功能。处理子系统302还可以执行用于控制计算装置300的其他功能的其他程序，包括可以存储在存储子系统304中的程序。

通信接口(也被称为网络接口)312可以为计算装置300提供语音和/或数据通信能力。在一些实施方式中，通信接口312可以包括用于访问无线数据网络(例如，Wi-Fi网络、3G、4G/LTE等)的射频(RF)收发器部件、移动通信技术、用于短程无线通信(例如，使用蓝牙通信标准、NFC等)的部件、其他部件或技术的组合。在一些实施方式中，除了无线接口之外或代替无线接口，通信接口312还可以提供有线连接(例如，通用串行总线(USB)、以太网、通用异步接收器/发送器等)。可以使用硬件(例如，驱动器电路、天线、调制器/解调器、编码器/解码器以及其他模拟和/或数字信号处理电路)与软件部件的组合来实现通信接口312。在一些实施方式中，通信接口312可以同时支持多个通信信道。

如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的，用户接口输入装置314可以包括任何合适的计算机外围装置(例如，计算机鼠标、键盘、游戏控制器、遥控器、触控笔装置等)。用户接口输出装置316可以包括显示装置(例如，监测器、电视、投影装置等)、音频装置(例如，扬声器、麦克风)、触觉装置等。注意，用户接口输入和输出装置被示出是作为集成系统的系统300的一部分。在一些情况下，例如在膝上型计算机中，这可以是键盘和输入元件以及显示和输出元件集成在同一主计算装置上的情况。在一些情况下，输入和输出装置可以与系统300分离，如图1所示。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

将理解的是，计算装置300是说明性的，并且变化和修改是可能的。主计算装置可以具有未具体描述的各种功能(例如，经由蜂窝电话网络进行的语音通信)，并且可以包括适合于这样的功能的部件。尽管参考特定块描述了计算装置300，但是应当理解，这些块是为了便于描述而限定的，并且不旨在暗示部件部分的特定物理布置。例如，处理子系统302、存储子系统306、用户接口314、用户接口316和通信接口312可以在一个装置中或分布在多个装置中。此外，这些块无需对应于物理上不同的部件。可以例如通过对处理器进行编程或提供适当的控制电路来将块配置成执行各种操作，并且取决于如何获得初始配置，各种块可以是可重新配置的或者可以不是可重新配置的。可以在各种装置中实现本发明的实施方式，各种装置包括使用电路系统和软件的组合实现的电子装置。可以使用系统300来实现本文中描述的主计算装置或甚至外围装置。

机械系统操作原理

在纯机械驱动的输入元件中，机械系统通常允许输入元件(例如，键板)通过使结构围绕旋转轴枢转(例如，按钮动作)和/或通过弯曲(例如，输入元件本身的弯曲)来移动。也就是说，输入元件的移动可以是铰链上的轴向旋转和基于输入元件的结构刚度的输入元件本身的弯曲和/或横向/纵向旋转的组合。输入元件的可允许行程通常在用户按压的区域处可测量。机械系统可以提供逐渐增加的反馈，该反馈可以包括多阶段的刚度变化，例如：(1)为键板移动提供初始阻力，防止不期望的键板自由行动，以及抵抗用户将其手指搁置在键板上的预加载阶段；(2)随着键板位移逐渐增加力的线性、准线性或非线性阶段；(3)与行程末端和/或止动器功能对应的较高刚度或指数行为的快速力累积；以及(4)上述步骤之间的任何配置。在键盘型按钮输入元件中，通常允许线性/竖直移动。

这种纯机械反馈是通过输入元件自身的结构刚度的涉及部件以及通过使用附加机械部件而实现的。例如，如果偏置构件包括线性、扭转、扁平型等以及金属和非金属偏置构件，则机械反馈可以通过采用偏置机构，例如弹簧或多个弹簧、并联和/或串联布置的弹簧组合、压缩和/或延伸下的弹簧和弹簧组合、单独使用或任何类型的组合而受到影响。在一些情况下，可以包括延伸或压缩下的弹性体和其他非线性材料。一些实施方式可以采用机械止动器来限定静止(自由)位置和行程末端，以及在操作行程的末端处采用冲击阻尼器，该冲击阻尼器可以削弱输入元件触底的冲击并且抑制声音发射。一些实现方式可以采用传动和阶梯式机构、铰接和柔性机构和/或嵌入式或独立的柔性和弯曲机构。在一些情况下，可以使用非机械止动器，例如使用排斥磁体，或EPM芯本身上嵌入的集成磁机械止动器，例如其中第二级为强排斥止动器的双级点击(click)。

图4是示出根据某些实施方式的基于机械的输入元件(其中去除了点击部分)的反馈分布的曲线图400。曲线图400示出了力与位移的曲线，该曲线包括预加载阶段410、斜坡上升阶段420、准线性区域430、行程末端区域440和超出操作行程的区域450。通常，可用行程包括预加载和准线性区域，并且停止于行程末端区域。准线性区域430可以取决于反馈分布的预期设计而广泛变化。示出了线性类型的反馈分布，然而，如下面进一步描述和如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，其他分布可以包括触觉的、点击型的或其他类型的。注意，本文中描述的基于EPM的磁性解决方案可以添加反馈曲线的点击部分。在一些方面，由EPM系统提供的磁驱动点击被叠加在机械系统的贡献上，并且通常在斜坡上升区域或准线性区域中，尽管可以在反馈分布上具有任何合适特性(例如，力度)的任何位置添加一个或更多个基于EPM的点击分布。

返回参照图4，初始预加载段可以是短的，并且在一些情况下大约达到0.05mm的行程。斜坡上升与准线性区域之间的过渡可以大约在0.15mm至0.3mm之间，并且行程末端通常在大约0.6mm至0.8mm。触觉或点击的感觉通常发生在斜坡上升区域的后半段，其中力在30gf至80gf之间。注意，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，图4可以应用于鼠标按钮、机械按钮或按键或其他机械类型的可按压输入元件。

机械输入元件的总可用行程通常在从小于一毫米(如在计算机鼠标中)至几毫米(如在机械键盘中)至更大的位移(如在按钮、安全开关等的工业应用中)的范围。在计算机鼠标的情况下，在键板上的典型点击区域，通常使用小于1mm的总可用行程以供发生完整的交互。通常认为为计算机鼠标提供良好用户体验(UX)的范围是对应输入元件的在0.30mm至0.70mm之间的总行程。机械键盘通常具有在1.5mm至3.0mm之间的行程范围，而笔记本电脑键盘可以具有更短的按键移动。

通常，由力的突然和可察觉的变化限定的点击的发生，沿着反馈的力累积发生在准线性区域中。这种点击通常预期发生在总可用行程的30％至80％之间。在点击瞬间之后，剩余的可获得的可用行程可以被指定为超程。超程通常被视为与UX和功能二者相关，由于点击瞬间通常不应当发生在总可用行程的最末端。在可用行程范围之外，输入装置然后可以在其机械结构的变形下行进。这可以通过显著的力累积(例如，指数的)来表征，并且通常不再被视为有意提供给用户的系统反馈的一部分。在一些方面，预行程是在输入反馈之前给定的没有或非常低的力反馈的情况下装置的自由移动或自由行动。注意，以上给出的范围用于一些示例性实施方式，并且不限制本文中提供的新颖构思的应用。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，其他范围、行程定义(例如，除了预行程、准线性等之外的)和应用是可能的。

通常，诸如按钮的输入装置在操作力范围下操作以感测来自用户的交互，对于本文中考虑的输入装置中的一些输入装置，该范围从数十克至数百克。对于计算机鼠标，对于初级输入(左/右主按钮)的力范围通常在30gf至100gf(1N)之间，而次级和三级输入可以高达300gf(3N)或更大。键盘具有与初级鼠标按钮类似的操作力范围。通常，用户施加的力比实际完成交互所需的力多两倍至五倍。然而，通过完成剩余可用行程(例如，超程)并且超出系统总可获得的行程，该力可以由系统承受。对于在感测瞬间提供的触觉提示的感知，点击可能是机械型按键中突然的力下降的结果，并且考虑到诸如平均“最小可觉差”和平均韦伯分数(韦伯定律)的人为因素，该点击的感知通常是力的至少10％的瞬间转移，以由用户良好地感知交互。通常认为，较高的值对UX更加积极，同时也考虑到触觉敏锐度低于平均水平的用户。预加载值，即装置中移动的初始阻力，通常低于完成交互所需的操作力的20％。对于刚度，准线性区域的斜率变化，并且可以通过操作力与操作行程之间的比率或总力相对于总可用行程的比率来近似。对于计算机鼠标，值通常在1N/mm与3N/mm之间。电永磁体 (EPM)和操作的各方面

电永磁体与输入装置中利用永磁体和/或电磁体的更常规的系统相比呈现若干优点。永磁体可以是由被磁化的材料制成的物体，并且产生其自身持久磁场。可以被磁化的材料(其也是被磁体强烈吸引的相同材料)被称为铁磁材料，并且通常包括元素铁、镍和钴中的至少一种及其合金、稀土金属的一些合金以及诸如天然磁石的一些天然存在的矿物。铁磁材料可以包括可以被磁化但不倾向于保持磁化的磁性“软”材料(如退火的铁)以及倾向于保持磁化的磁性“硬”材料。永磁体由“硬”铁磁材料——例如铝镍钴合金(例如，通常包括铝、镍和钴以及铜和/钛的铁合金)和铁氧体(例如，包括与钡、锰、镍和/或锌混合的铁(III)氧化物(例如，Fe₂O₃、铁锈)的陶瓷材料)——制成，“硬”铁磁材料在制造期间在强磁场中受到处理以使其内部微晶结构对准，从而使它们非常难以消磁。为了使饱和磁体消磁，必须施加一定的磁场，并且该阈值取决于相应材料的矫顽磁性。“硬”材料通常具有高矫顽磁性，而“软”材料通常具有低矫顽磁性。磁体的总强度由其磁矩或替选地其产生的总磁通量来测量。出于本公开内容的目的，这可以被称为磁场强度。使用永磁体的显著缺点是，它们的应用可能受到限制，因为一个磁场强度通常不能被实际地增加或减少以控制例如滚轮上的不同水平的旋转摩擦或者按钮或按键上的不同反馈响应分布。

电磁体包括电线线圈，当电流穿过该电线线圈时其作为磁体而操作，但是当电流停止时停止像磁体那样操作。通常，线圈围绕“软”铁磁材料例如低碳钢的磁芯缠绕，这可以大幅度地增加由线圈产生的磁场。如上所述，尽管电磁体可以生成一定范围的磁场强度，但是电磁体需要连续的电力来维持磁场，这可能抑制电磁体在大多数电池供电的输入装置中的实际使用，原因是所需的高功耗和可能相应显著降低的电池寿命。

在EPM电路(本文中也被称为“EPM芯”、“EPM系统”或“EPM组件”)中，一旦磁体经由线圈被EPM系统磁化(例如，极性和磁强度二者)，通过线圈的电力可以被切断，并且磁体维持其新建立的磁场强度，而无需维持该磁场强度所需要的任何附加电力。由此，可以实现任何期望的反馈分布，从而允许某些零件例如线性可调整输入元件(例如，按钮、按键、触发器、支承结构等)、旋转可调整输入元件(例如，滚轮、旋钮、游戏轮和/或踏板、铰链等)等的多种设置。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，通过改变电流脉冲和幅度，EPM组件中的磁场可以以类似方式以及不同水平的磁强度被切断。

图5至图6示出了简化的电永磁体系统500的示例，该电永磁体系统500利用两个磁体，而非如在本文中描述的实施方式中的许多实施方式中所使用的那样利用一个磁体，然而，操作原理与受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的操作原理一样。在图5和图6的特定简化实施方式中，电永磁体500包括第一永磁体502和第二永磁体504。第一永磁体502可以具有比第二永磁体504的固有矫顽磁性更高的固有矫顽磁性。在一些实施方式中，如上所述，永磁体502可以采取稀土(例如，钕铁硼或钐钴)磁体的形式，而第二永磁体504可以采取铁磁(例如，铝镍钴或铁氧体)磁体的形式。第二永磁体504的较低的固有矫顽磁性允许磁化线圈506发射足够强度的磁场，以使由第二永磁体504发射的磁场的极性逆转，而不影响第一永磁体502的磁化。例如，在一些实施方式中，第一永磁体502的固有矫顽磁性可以是比第二永磁体504的固有矫顽磁性大十倍以上。第二永磁体504的较低的固有矫顽磁性还减少了用于使第二永磁体504的极性翻转所需的电能的量，从而允许电永磁体500的更有效的操作。第一永磁体502和第二永磁体504均定位在铁磁磁极508之间并与铁磁磁极508直接接触或至少紧密接触。铁磁磁极508可以由诸如低碳钢的铁氧体材料形成，具有甚至比第二永磁体504的固有矫顽磁性更低的固有矫顽磁性。铁磁磁极508有助于引导由第一永磁体502和第二永磁体504发射的磁场。在一些实施方式中，可以调整铁磁磁极508的大小和形状以产生具有期望大小和形状的磁场。应当注意的是，此处没有明确表示的其他材料可以用于EPM芯，前提是所述材料提供贯穿本公开内容所描述的相同或相似的操作特性。在一些方面，EPM芯可以包括NdFeB和CoCrC，后者是可以使其磁场通过EPM芯的线圈调节的材料。

图5示出了描绘由电永磁体500发射的磁通量的虚线508，该虚线示出了在第一永磁体502和第二永磁体504都定向在相同方向上的情况下，磁通量如何从电永磁体500释放以产生良好限定的北极和南极。如所描绘的，当由两个永磁体发射的磁场的强度大致相同时，该磁场是对称的。

图6示出了当第一永磁体502的极性与第二永磁体504的极性相反时，由两个永磁体生成的磁通量如何保持基本上包含在铁磁磁极508、第一永磁体502和第二永磁铁504内并循环通过铁磁磁极508、第一永磁体502和第二永磁铁504。这导致电永磁体500几乎不发射磁场。这些原理可以应用于以下在EPM系统中利用单个磁体或多个磁体的实施方式。应用 于输入元件的EPM系统的实施方式

在某些实施方式中，EPM系统可以包括对准的永磁体和特别设计的铁磁元件。如上所述，永磁体可以具有或不具有相同的组成。铁磁元件通常包括铁磁材料。如上所述，EPM系统的磁体中的一个或更多个磁体可以由电线圈围绕，该电线圈操作以诱导磁体的极化和对准，包括磁体周围的磁场的强度。铁磁元件的一个目的是在这些铁磁元件之间发生相对移动(例如，金属板的分离，如下面进一步描述的)的特定区域中集中磁通量并改变由磁体产生的磁场。在一些实现方式中，EPM系统的磁芯可以被耦接至移动的键板或者固定的控制器机架，其中，相对的吸引部分被组装至另一个。在两个铁磁元件之间发生磁力吸引和这种磁性吸引的变化。在这样的实施方式中，第一铁磁元件(例如，第一金属板)可以固定至EPM芯，而第二铁磁元件(例如，第二金属板)可以固定至另一系统部件。铁磁元件之间的这种相对移动(例如，它们的分离)改变了感应到的磁力，因此产生了可变的吸引力，该吸引力可以作为输入元件上的反馈分布的磁性分量而被用户感知。出于参考目的，磁体、线圈和控制EPM电路系统(例如，直接有助于磁体720、730中磁场的生成和控制的元件)的组合可以被称为EPM芯或EPM组件；以及出于区分的目的，铁磁元件(例如金属板)在本文中通常被称为在EPM组件的外部或者不是EPM组件的一部分，然而，一些实施方式可以以可被认为是EPM组件的一部分的这种方式将铁磁元件并入至EPM组件中(例如，一个金属板与磁体、线圈或EPM芯的其他方面集成)。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。在一些实现方式中，磁场也可以通过附加的铁氧体部分(在附图上未示出)闭合，以具有更高的磁场的集中，从而允许整个模块的尺寸减小，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。

在采用分离型设备的某些实施方式中，EPM组件和一个金属板可以被附接至系统的可移动部分，例如可移动、可按压的输入元件(例如，键板)。EPM组件可以组装在输入装置上的相对于输入元件的多个不同位置处，如以下进一步描述的。第二板可以被附接至输入装置的机架，并且可以保持静止。尽管许多实施方式描述了金属板，但也可以使用其他材料例如带有具有铁磁特性的金属片的高密度塑料，尽管所述高密度塑料是大部分由塑料构成的。

在一些实施方式中，关于分离型设备的组装可以逆转，使得EPM组件可以被耦接至静态位置(例如，输入装置的机架)，以及单个磁性板可以被耦接至系统的移动部件(例如，键板)。在任一类型的设备中，磁性吸引来自于沿着磁场移动板。在一些方面，磁性材料(例如，棒)移动通过磁性EPM组件。也就是说，磁性环或环面类型的组件具有相对于磁性EPM组件的相对移动，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。

图7示出了根据某些实施方式的具有被配置成相对于彼此移动的铁磁元件的EPM组件700。EPM组件700包括线圈710、磁体720、磁体730、第一板740和第二板750。磁体730可以包括具有比磁体720的矫顽磁性更高的矫顽磁性的材料，使得由线圈710生成的磁场(例如，强度和极性)可以改变磁体720的磁强度和极性，而不影响磁体730的磁强度和极性。例如，磁体720可以包括CoCrC，以及磁体730可以包括NdFeB，NdFeB具有比CoCrC的矫顽磁性更高的矫顽磁性。如上所述，在EPM系统中的具有稳定和固定磁场的磁体应该具有高的矫顽磁性。具有高的矫顽磁性的一些典型材料包括钕铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)。另一方面，在本文中描述的基于EPM的系统中的被设计成经常改变其磁场的磁体应该具有低的矫顽磁性。可以使用的一些合适的低矫顽磁性材料可以包括铁铬钴(FeCrCo)或AlNiCo。矫顽磁性是一种特性，它定义了使磁体的磁场由于外部磁场而改变的磁体弹性。通常，相对高的矫顽磁性是对于永磁体的好选择，而低的矫顽磁性对于根据由EPM系统线圈提供的磁场而变化的“可编程”电磁体是好的，如上所述。

在一些实施方式中，线圈710可以包括单个线圈集、两个线圈(如图所示)或者被配置围绕磁体720的任何合适数目的线圈或线圈结构。在一些情况下，线圈可以包括有铁磁材料，以进一步增强由线圈720生成的磁场。如上所述，电流可以通过线圈710，这使得线圈生成磁场。所述磁场可以“编程”或改变磁体720的磁场，当电流被关断时，磁体720的磁场将保持不变。使用如本文中所描述的EPM组件的优点在于，可以在非常短的时间段(例如，小于1ms)中施加编程磁场来设置磁体720的磁场，因此在短暂的编程时间段期间消耗非常低的电力，并且此后EPM组件不消耗电力以使磁体720维持新编程的磁场。在一些实现方式中，电荷可以由一个或更多个充电电容器提供，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。

如上所述，铁磁元件740和750被配置为分离型设备。在某些实施方式中，输入元件被配置为使得当输入元件被按压时，铁磁元件中的一个分开并移动远离另一个铁磁元件。铁磁元件中的一个或更多个通常被配置在EPM组件的磁场范围内，使得当由EPM组件生成磁场时，铁磁元件可以被磁化，使得它们与磁场的强度(strength)成比例地彼此磁性吸引。在应用中，当用户按压输入元件时，铁磁元件之间的磁性吸引提供了相反的力，该力阻挡铁磁元件在由用户在输入元件上提供的按压力下分开。相反的力产生了力反馈分布，该力反馈分布可以类似于仅由机械输入元件结构提供的反馈分布的各个方面，但是具有完全可定制的优点，因为磁场和由铁磁元件提供的相应反馈分布可以被设置成范围内的任何值并且可以从用户的角度几乎瞬时(例如小于1ms)改变以进行实时修改，从而呈现先前不可能的许多反馈分布配置(例如用于按压分布和释放分布的不同反馈分布)。在一些实施方式中，可以用于主钥匙开关的典型力为约60gf。一些开关可以高达300gf或更高。可以使用任何合适类型的开关。注意，对于总体力反馈，在机械贡献与磁性贡献之间存在区别。对于力范围中的大部分，主要贡献通常来自机械系统(例如，非点击型反馈)，而磁性系统用于通过由分离板导致的力下降来叠加点击反馈。在标准开关中，在鼠标点击时的力下降对于计算机鼠标通常为约10gf至20gf，然而，对于计算机鼠标或者对于其他输入装置，该范围可以延伸远远超过20gf(例如，100gf)，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。此外，基于EPM的实施方式不经受与仅机械实施方式所经受的磨损问题相同的磨损问题，并且对于针对输入装置的典型电荷存储装置(例如，电池)，用于实现所述基于EPM反馈分布的电力要求通常是可忽略不计的(例如，0.1J至0.2J)。

在某些实施方式中，铁磁元件可以包括通常称为“软磁性材料”的诸如金属、合金等的任何铁磁材料，这些材料可以表现出相对容易消除和控制的残余磁化并且在电磁装置(例如，Fe、FeSi、FeCo、铁氧体、FeNi)中非常常用。例如，在EPM系统的两个磁体具有相同方向上的磁性极化的情况下，附接至该磁体的金属板可以充当集中器，使得电磁体、永磁体和板的全部组件作为大的磁体一起操作。第二板(例如，通常是软磁性材料)被吸引至它。

图8是示出根据某些实施方式的EPM组件的极性如何影响移动的铁磁元件的简化图。在场景1中，磁体720、730的磁极逆转，其中，它们的相应的南极和北极分别在顶侧上，以及它们的北极和南极分别在底侧上并被耦接至铁磁元件740。在该“关断”配置中，由磁体720和730生成的磁场彼此磁性吸引(例如，磁体730的北极被磁性吸引至磁体720的南极)，使得来自一个磁体的相应磁场“流入”至另一个，并且相对少量的磁场离开EPM组件，并因此基本上不会对周围系统产生磁性影响(例如，板720、730之间的磁性吸引足够低，用户无法察觉)。在一些实施方式中，顶板160可以被并入至EPM组件中，该EPM组件可以进行操作以帮助在关断配置中将磁场从一个磁体传导至下一个磁体。这样，铁磁元件740和750(例如，分别为第一金属板和第二金属板)不会彼此磁性吸引(或者磁性吸引不足以被用户察觉)，并且当输入元件被按压时可以从位置1自由地移动至位置2，而没有对于移动的任何附加的磁性阻力。也就是说，铁磁元件不会彼此磁性吸引，并且不会磁性地对抗铁磁元件的分开，如以下相对于图10进一步描述的。

在场景2中，磁体720、730的磁极对准，其中，它们的相应的北极在顶侧上，以及它们的南极在底侧上。在该“接通”配置中，由磁体720和730生成的磁场在相同的方向上行进和离开EPM组件，就像单个较大的磁体一样一起操作，其中，磁场回路通过空气闭合，磁性回路中还包括铁磁元件740和750(在位置1中)，从而磁化铁磁元件740、750，使得它们彼此磁性吸引。当用户在相应的输入元件上施加按压力时，铁磁元件740、750之间的磁性吸引磁性地对抗铁磁元件740、750的分开。如上所述，由于铁磁元件750移出磁场的范围，因此用于分开铁磁元件的阻力随着铁磁元件移动间隔开更远而改变，并因此铁磁元件740、750之间的磁性吸引的强度按比例改变，使得反馈分布基于铁磁元件相对于彼此的距离而改变，如以下进一步描述的。也就是说，在磁极对准的情况下，如在“接通”配置中，磁体会相互排斥(例如，向两侧推开)。在EPM组件中，磁体经由硬件被固定就位，而排斥磁场缠绕通过空气到相反的磁极(以及通过铁磁元件(例如，金属板))以完成回路。尽管它们彼此排斥，但是在EPM系统中它们一起所产生的磁场类似于较大的单个磁体，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。

图9示出了根据某些实施方式的EPM组件在接通时的磁场。在“接通”配置中，磁体720和730的磁场向外发散并围绕磁体720、730，包括当在位置1中在磁性回路中的铁磁元件740和750(例如，铁磁元件740、750接触——通常在相应的输入元件处于中性、非按压状态的情况下)。这使铁磁元件740、750磁化，使得它们彼此磁性吸引，从而产生基于它们之间的距离而改变的反馈分布。例如，在铁磁元件接触的情况下，它们之间的吸引力最高。随着铁磁元件移动间隔开，它们的磁性吸引降低。基于距离的磁性吸引的减小速率可以是成比例的、指数的或其他关系，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。图像910示出了根据某些实施方式的关于具有对准磁极的EPM组件的磁场的简化表示。图像920示出了相应的磁场的模拟，其示出了磁场如何穿过铁磁元件740、750并使铁磁元件740、750磁化。曲线图930描绘了力与位移的关系，其中，力对应于按压相应的输入元件所需的力的量(N)(例如，力分布)，并且位移对应于铁磁元件分开的距离的量(mm)。随着铁磁元件彼此移动间隔开更远时，力的量以减小的速率减小。例如，在位置1中，分开铁磁元件所需的力为约0.95N，而当铁磁元件间隔开0.2mm时分开铁磁元件所需的力大概为0.43N，在间隔开0.4mm时该力为0.28N，在间隔开0.6mm时该力为0.2N，并且随着铁磁元件接近位置2而以减小的速率继续减小。虽然不一定在曲线图中呈现，但对于力曲线的一些其他贡献者可以包括机械部件(例如，偏置弹簧)、输入元件的物理特性(例如，键变形/弯曲)、预加载系统等。

图10示出了根据某些实施方式的EPM组件在关断时的磁场。在“关断”配置中，磁体720和730的磁场彼此磁性吸引，使得相应的磁场大部分包含在磁体本身内，并且不会明显地使铁磁元件740、750磁化。这样，铁磁元件740和750(例如，分别为第一金属板和第二金属板)不会强烈地彼此磁性吸引，并且当输入元件被按压时可以更容易地从位置1移动至位置2，而没有对于移动的任何附加的显著的磁性阻力。也就是说，铁磁元件不会彼此磁性吸引(没有大量的剩余磁性吸引)，并且不会大幅地磁性对抗铁磁元件的分开。根据某些实施方式，图像1010示出了关于具有相反(逆转)磁极的EPM组件的磁场的简化表示。图像1020示出了相应的磁场的模拟，其示出了磁场如何不穿过铁磁元件740、750以及不使铁磁元件740、750磁化，至少不到作为对于按压相应的输入装置的阻力而由用户可检测到的程度。这在曲线图1030中被描绘，该曲线图标记出力(N)与位移(mm)的关系，类似于图9的曲线图930。与曲线图930相比，用于分开铁磁元件所需的力的量非常小——在位置1处大概为0.45N，以及此后力分布急剧下降成在0.2mm处约为0.0057N、在0.4mm处为0.004N、和在0.6mm处为0.003等。在一些情况下，如曲线图1030所示，由于磁场没有彼此恰好抵消，因此可能保留小的磁性吸引力(例如，在一些情况下小于1gf)，尽管吸引力的下降仍然是巨大的，大约为20倍的系数，如图所示。在最大极化时，磁性吸引可能为80gf或更大。具有不同大小/形状/配置的铁磁元件可以用于使点击UX“成形”，以改变点击的“锐度”或其他点击特征，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的。

图11示出了根据某些实施方式的用于输入装置的EPM系统的控制系统1100的简化框图。控制系统1100可以用于控制由EPM组件生成的磁场。控制系统1100可以包括可移动结构1112(例如，键、按钮、输入元件)、不可移动结构1113(例如，输入装置机架或子机架)、机械反馈元件1114、阻尼和/或止动元件1115、磁芯和极化线圈1116(例如，EPM组件)、顶部铁磁元件1117、底部铁磁元件1118、电力电子块1120、控制器块1130、固件1140和软件1150。控制系统1100可以并入比图11中所示的部件更多或更少的部件。例如，一些实施方式可以不包括软件，一些实施方式可以不并入机械反馈元件等。本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

在某些实施方式中，可移动结构1112可以对应于输入元件，该输入元件可以是计算机鼠标上的按钮、键盘上的键或者可以并入本文中所描述的EPM组件构思的其他合适的可下压输入元件，如本领域普通技术人员受益于本公开内容所理解的。可移动结构112可以包括输入元件的用户可达部分(例如，由用户按压的键板的部分)，以及不可达部分例如被耦接至铰链或枢轴结构的部分(例如，参见图12)、其他偏置元件(例如，弹簧)等。在一些实施方式中，可移动结构可以被耦接至铁磁元件1117中的一个，使得随着可移动结构被移动(例如，键被下压)，相应的铁磁元件也被移动。通常，当可移动结构处于静止时，铁磁元件彼此接触或处于相对于彼此最接近的位置中，而当可移动元件以最大偏转下压时，铁磁元件彼此间隔开最远。在一些实施方式中，铁磁元件可以与可移动结构的偏转成比例地移动。在一些情况下，铁磁元件的移动可能与偏转不成比例。例如，铁磁元件可以仅在可移动元件的总偏转范围的一部分上移动间隔开，并且一旦可移动元件继续移动超过总范围的一部分，则铁磁元件就停止移动间隔开。在一些方面，该配置可以被翻转，使得可移动结构可以被耦接至另一个铁磁元件1118。一些实施方式可以被配置为使得板在静止时被分开而在运动期间闭合。

注意，可移动元件不一定必须垂直于固定元件移动。如图14所示，在其中T形(平对平)和凹槽型板与互补形状(U形)板混合的情况下，有可能具有切向运动。本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

在一些实施方式中，不可移动结构1113可以是未被设计成可接合的任何合适结构，例如机架、子机架、印刷电路板等。机械反馈元件1114可以包括偏置元件(例如，弹簧)，该偏置元件可以进一步限定输入元件的反馈分布。在一些方面，阻尼元件可以在输入元件的运动范围的开始(例如，铁磁元件耦接的地方)或结束(例如，铁磁元件相对于彼此完全移位的地方)处减少振动或减轻冲击。止动元件1115可以为输入元件的运动范围建立终点。如本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解的，磁芯和极化线圈1116(例如，EPM组件)可以被配置为单个芯、多个芯、具有多个线圈等。电力电子块1120可以是电力管理块230的一部分，或者可以是独立的系统。控制器块可以是处理器210和/或302的一部分，或者是独立的实体。固件1140和软件1150可以被并入至存储器220、存储器子系统306、它们的组合中，或者作为独立的实体。一些元件没有被示出以防止混淆本文描述的一些新颖构思，但是在适用的情况下，所述一些元件应当被认为是EPM控制系统1100的一部分。例如，可以包括感测模块1119来检测铁磁元件的闭合和/或打开。传感器可以由控制器1130、固件1140、软件1150、对应输入装置的板上或板外的另一元件或它们的组合来控制。在这样的实施方式中，感测模块1119可以由通信地耦接在控制器1130、感测模块1119与软件1150之间的固件控制。本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

EPM组件在计算机鼠标键板上的实现方式

本文所描述的EPM组件的各种实施方式可以在任何合适的输入装置中实现，其中非限制性实施方式在本文给出的示例中示出和描述。具有传统机电开关的一些类型的输入元件包括铰链键和枢轴键。在计算机鼠标中，铰链键通常在背面固定至鼠标结构。它在指尖下的前面运动通常通过集成的可弯曲特征——铰链的弹性变形来实现。铰链通常被设计成向输入元件引入足够的刚度来支撑键板重量和额外的刚度。虽然基于铰链的设计通常具有很小的横向运动，但是它们仍然易于扭转弯曲。作为弹性元件，铰接键板也易于产生可能影响点击的振动和共振。基于铰链的输入元件可以进一步在前面预装。左和右输入元件(例如，计算机鼠标上的主左/右按钮)可以是独立的塑料元件，也可以是具有将它们分隔的划分槽的单个元件。在铰链实现方式中，EPM组件可以被配置在鼠标的前面，如图13A所示。

例如，使用枢轴键结构的输入元件通常用于高端游戏鼠标，并且包括受在背面上具有预装弹簧的周围输入装置结构(例如，计算机鼠标内的其他部件)约束的绕枢轴旋转的单个自由度。枢轴键结构包括提供结构刚性的枢轴——低摩擦元件，并且减少横向(滑动)和扭转键运动。枢轴可以充当轴承而不是弹性元件。在一些常规设计中，回位弹簧可能在结构上引入共振。在一些实施方式中，未并入被配置成利用恢复力将键板向上推回的微型开关，偏置机构可以被配置在后面或前面，或者扭转弹簧可以被包括在枢轴机构本身中。如本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解的，可以使用任何合适的机构来提供机械恢复力。

EPM组件700可以在任何合适的点处耦接至枢轴键结构。图12示出了根据某些实施方式的被配置在键板组件的后端上的EPM系统。键板1210在具有预装偏压机构1215的枢轴上旋转。EPM系统700包括铁磁元件740、750，其中，当键板1210被下压时，铁磁元件740耦接至EPM组件并与铁磁元件750分开。铁磁元件750可以耦接至固定位置，例如机架1220、子机架、PCB等。

图13A示出了根据某些实施方式的被配置在键板组件的前端上的EPM系统。在该示例中，EPM组件和顶部铁磁元件740耦接至固定位置，例如机架1320、子机架、PCB等。底部铁磁元件750耦接至键板1310(可移动元件)，并且随着键板1310被下压而移动远离顶部铁磁元件740。图13B示出了EPM组件、铁磁元件740、750与键板1310之间的关系的特写。在一些方面，元件1330可以用于转动整体反馈分布。它的刚性或硬度可以调节，以在对板进行分离之前在键板处引入更多或更少的行程，并且因此可以影响操作行程。元件1330可以作为扁平弹簧进行操作，并且可以是刚性的。如本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解的，其他设计配置也是可能的。

在一些键板实现方式中，键板开关可以包括用于垂直位移的具有单个自由度的按钮。如本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解的，输入元件结构的这些示例中的每一个示例以及在本申请的宽广范围内的那些示例都可以并入本文描述的新颖的EPM系统。

在一些示例性实施方式中，输入装置可以包括一个或更多个处理器；可机械下压的输入元件；电永磁体(EPM)组件，其包括：能够操作以生成磁场的永磁体和磁化组件，该磁化组件由一个或更多个处理器控制并被配置成设置由永磁体生成的磁场的强度和极性；耦接至可下压输入元件的第一金属板(第一铁磁元件)；耦接至EPM组件的第二金属板(第二铁磁元件)，其中，第一金属板和第二金属板被配置成当可下压输入元件处于中性、非下压状态时至少部分地轴向对准并且彼此接触，并且其中，第一金属板被配置成随着可下压输入元件被下压而与第二金属板分开并移动远离第二金属板。当EPM组件将永磁体磁化为第一极性时，第一金属板与第二金属板可以彼此磁力吸引，并且提供与磁场的强度成比例的吸引力，该吸引力磁性地阻止第一金属板与第二金属板分开。当EPM组件将永磁体磁化为第二极性时，第一金属板与第二金属板不彼此磁力吸引，并且不磁力阻止第一金属板与第二金属板分开。在一些方面，输入元件是可弯曲的并且提供对弯曲的阻力，并且当EPM组件将永磁体磁化为第一极性并且磁场的强度大于输入元件的对弯曲的阻力时，施加在输入元件上的、使第一金属板与第二金属板分开的力包括比对弯曲的阻力以及第一金属板与第二金属板的吸引力大的力大小。

在某些情况下，输入元件能够弯曲直至阈值偏转距离，其中，输入元件能够下压直至阈值下压距离，阈值偏转距离小于阈值下压距离，以及当EPM组件将永磁体磁化为第一极性并且磁场的强度大于输入元件的对弯曲的阻力时，输入元件能够下压直至阈值偏转，并且输入元件停止，直到施加在输入元件上的力大于吸引力，从而使第一金属板与第二金属板分开并使输入元件继续下压直至阈值下压距离。在一些方面，第一板和第二板被配置成移动分开高达0.2mm至0.5mm，尽管其他范围也是可能的。输入元件的阈值下压距离可以是0.5mm至0.7mm，尽管其他范围也是可能的。注意，可弯曲性可能是重要的，因为它在“点击”感发生之前提供了一些键板行程。这是为了让用户对实际的点击何时发生有一个好的感觉。注意，点击本身的锐度——即力在行程中下降的突然程度(这对于用户体验很重要)可能与板需要移动多远直到它们不再受磁场的影响有关。在一些实施方式中，磁性点击发生在小于0.1mm的范围内(例如，非常锐利的点击)，并且在一些情况下小于0.05mm，尽管可以使用其他距离。

在某些实施方式中，输入元件是键板，该键板包括具有顶表面和底表面的用户可达前部、枢轴支承部、包括底表面的后部和设置在枢轴支承部中的轴，其中，键板相对于轴旋转。在一些方面，EPM组件、第一金属板和第二金属板被配置在键板的后部上。在一些情况下，EPM组件、第一金属板和第二金属板被配置在键板的用户可达前部上。

在其他实施方式中，如下文所进一步描述的，输入装置还可以包括霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器被配置成检测EPM组件的磁场的磁通量的变化，其中，一个或更多个处理器还被配置成在磁通量改变阈值量时，生成与输入元件的阈值距离下压相对应的控制信号。输入装置可以是计算机鼠标、键盘等。例如如图7所示，磁化组件可以包括磁芯和极化线圈。

在其他实施方式中，当EPM组件将永磁体磁化为第一极性时，形成穿过第一金属板和第二金属板(铁磁元件)的第一磁路，以及当EPM组件将永磁体磁化为第二极性时，在EPM组件内形成仅穿过第一金属板的第二磁路。在一些实施方式中，当EPM组件将永磁体磁化为第一极性时，磁化组件和永磁体具有匹配的磁极，并且当EPM组件将永磁体磁化为第二极性时，磁化组件和永磁体具有相反的磁极，相反的磁极在EPM组件内形成闭合磁路。

本文给出的铁磁元件的各种实施方式将它们描绘为在它们之间具有平坦界面的大致t形。然而，铁磁元件的其他设计也是可能的，并且可以用于随着铁磁元件相对于彼此移动而生成不同的反馈分布特征。一些可能影响它们在暴露于磁场时如何表现的设计考虑包括但不限于：磁体成分和等级；磁体几何形状；磁体个体尺寸；磁体相互之间以及相对于EPM组件的相对位置以及对应的磁场、定子材料(磁性)；定子尺寸、总体几何形状和特定形状；铁磁元件的尺寸、总体几何形状和特定形状；在一些情况下，移动板也可以由铁氧体构成，使得它们传导磁场，但不一定保持被磁化。铁磁元件可以假定任何形状，如正方形、矩形、椭圆形、轮廓等，并且相同、对称、相似或不同形状的元件可以配对。图14示出了根据某些实施方式的多个铁磁元件类型及其配置。

其他设计特征可包括铁磁元件的初始静止位置(例如，接触、初始分离、气隙)；铁磁元件总行程距离和最终位置；元件可以相对于彼此移动(例如，从接触/静止位置分离)或者可以彼此靠近或穿过(例如，对准类型中的环+点)；阻尼和隔离材料可以被配置在铁磁元件之间；可逆磁体周围的线圈尺寸；磁极化(例如，极性和极化力度)；极化电流调制(例如，电压、电流、持续时间、攻击/衰减等)。

图15是示出了根据某些实施方式的用于控制输入装置的EPM系统的磁场的方法1500的各方面的简化流程图。方法1500可以由可以包括硬件(电路、专用逻辑等)、在适当硬件(例如通用计算系统或专用机器)上运行的软件、固件(嵌入式软件)或它们的任何组合的处理逻辑来执行。在某些实施方式中，方法1500可以由系统200(例如，处理器210)、系统300(处理器302)、控制系统1100(例如，控制器块1130)或它们的组合的方面来执行。

在操作1510处，根据某些实施方式，方法1500可以包括由一个或更多个处理器接收输入数据，所述输入数据指示对输入装置的多个操作模式中的一个操作模式的选择。输入装置可以包括输入元件(例如，计算机鼠标上的键板、键盘上的键等)和EPM组件，该EPM组件具有：永磁体，其能够操作以生成磁场；以及磁化组件，其被配置成设置由永磁体生成的磁场的强度和极性。输入装置还可以包括耦接至输入元件的第一铁磁元件(例如，金属板、铁磁材料)和耦接至EPM组件的第二铁磁元件(例如，金属板、铁磁材料)。在一些方面，第一铁磁元件和第二铁磁元件被配置成在输入元件处于中性、非下压状态时至少部分地轴向对准并且彼此接触。如以上至少关于图7至图13B所示和所述的，第一铁磁元件可以被配置成随着输入元件被下压与第二铁磁元件分开并移动远离第二铁磁元件。

在操作1530处，响应于接收到的与对多个操作模式中的第一操作模式的选择(操作1520)相对应的输入数据，方法1500可以包括将永磁体磁化为第一极性，使得第一铁磁元件与第二铁磁元件彼此磁力吸引，并且提供与磁场的强度成比例的吸引力，该吸引力磁力阻止第一铁磁元件与第二铁磁元件分开。

在操作1540处，响应于接收到的与对多个操作模式中的第二操作模式的选择(操作1520)相对应的输入数据，方法1500可以包括将永磁体磁化为第二极性，使得第一铁磁元件与第二铁磁元件不彼此磁力吸引，并且不磁力阻止第一铁磁元件与第二铁磁元件分开。在一些情况下，在第二操作模式下可以存在可忽略的磁吸引，从用户的角度来看，该磁吸引不会实质上影响反馈分布。作为背景，用户通常不会检测到低于5gf的磁吸引。在一些情况下，人的指尖处的最小力阈值可以是大约0.8mN。

在一些实施方式中，可下压输入元件可以是能够弯曲的，并且可以提供对弯曲的阻力。在这样的情况下，当EPM组件将永磁体磁化为第一极性并且磁场的强度大于可下压输入元件的对弯曲的阻力时，施加在输入元件上的、使第一铁磁元件与第二铁磁元件分开的力包括比对弯曲的阻力以及第一铁磁元件与第二铁磁元件的吸引力大的力大小。

在某些实施方式中，输入元件可以能够弯曲直至阈值偏转距离，输入元件可以能够下压直至阈值下压距离。在一些典型的计算机鼠标设计中，在点击之前可以存在约0.3mm的行程。这可以包括在点击发生之前设计的弯曲量。因此，示例性的行程范围可以是0.2mm至0.4mm，尽管其他范围也是可能的，如本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解的。典型地，阈值偏转距离小于阈值下压距离。在这样的情况下，当EPM组件将永磁体磁化为第一极性并且磁场的强度大于可下压元件的对弯曲的阻力时，输入元件能够下压直至阈值偏转，并且输入元件停止，直到施加在输入元件上的力大于吸引力，从而使第一铁磁元件与第二铁磁元件分开，并且使可下压元件继续下压直至阈值下压距离。

在一些实施方式中，输入元件可以是键板，该键板包括具有顶表面和底表面的用户可达前部、枢轴支承部、包括底表面的后部、设置在枢轴支承部中的轴，其中，键板相对于轴旋转。EPM组件、第一金属板和第二金属板可以被配置在键板的后部上(例如，参见图12)，或者在键板的用户可达前部上(例如，参见图13A至图13B)。如上面进一步描述的，输入元件可以被配置在计算机鼠标、键盘或其他输入装置上。

应当理解，根据某些实施方式，图15中所示出的具体步骤提供了用于控制输入装置的EPM系统的磁场的特定方法1500。还可以根据替选实施方式执行其他步骤序列。此外，可以根据特定应用来添加或去除附加步骤。可以使用任何改变的组合，并且本领域普通技术人员受益于本公开内容将理解其许多变型、修改以及替选实施方式。

从用户体验来看，在使用如本文所述的EPM系统的实施方式中提供的力分布可以接近地模拟仅机械系统的力分布。例如，由EPM组件生成并且施加至铁磁元件的磁场可以被实时调制以产生任何期望的反馈分布，这是可能的，因为典型的按键需要约20ms或更长时间，而EPM系统可以经由电流脉冲在0.5ms或更短时间内改变磁场，如上所述。

在一些实施方式中(例如，输入装置1200)，当铁磁元件被磁化并且彼此吸引时，用户可以在相应的键板上施加小的逐渐增加的力。键板可能不会移动，直到力克服了铁磁元件之间的吸引力，从而引起键板突然下落，这对于用户而言可能感觉像是“卡扣”或传统的“点击”。如上所述，随着板之间的距离增加，铁磁元件之间的吸引力可能减小。随着键板开始返回至中性、未按压状态(例如，经由偏置机构)，铁磁元件可以由于它们之间的磁吸引的增加而“卡扣”回一起(例如，“释放点击”)。在该示例中，不存在键行程，直至施加在键板上的力克服了铁磁元件之间的吸引力。

在一些实施方式中，当向键板施加下压力时，键板经受弯曲。这样，即使铁磁元件由于键板的弯曲而仍然彼此接触，键板也可以具有小的位移。一旦铁磁元件之间的磁吸引被克服，则键板就进一步位移，如上所述。

应当注意，由如本文所述的基于EPM组件的实施方式提供的摩擦分布与仅基于机械的实现方式的不同之处不仅在于功能能力(例如，基于机械的实现方式通常具有单一的力分布，而基于EPM的实施方式可以将力分布模块化，如上所述)，而且还在于经受平移运动的系统元件。例如，在具有提供对运动的阻力的偏置机构如弹簧或圆顶结构的常规机械系统中，这些结构在逐渐增加的力的作用下仍然经历一些平移运动，直到达到阈值力，偏置机构屈曲，并且按键发生。因此，在这样的实施方式中，由于输入元件弯曲、预装元件(例如，弹簧等)和主阻力结构(例如，弹簧、圆顶、剪刀等)而发生平移运动。相比之下，在使用本文描述的新颖的EPM系统的实施方式中，不存在由EPM组件和铁磁元件引起的平移运动，直到铁磁元件之间的吸引力被克服。由于键板弯曲或预行程硬件，可能存在一些平移运动，但不是由于EPM组件和铁磁元件造成的。该特性提供了对反馈分布的更大控制，这是因为在设计并动态控制和调谐输入元件的反馈响应时没有EPM系统的固有预行程要考虑。该特性还提供了制造上的优势。例如，在下面的开关上可能存在操作公差，这可以通过增加或减少EPM组件和铁磁元件的反馈分布的各方面来适应，从而减轻这些公差。

在一些实现方式中，EPM组件和铁磁元件被调谐并配置成使得一旦移动铁磁元件超过0.1mm至0.2mm，磁场的强度就显著下降，并且不会明显影响反馈分布。铁磁元件的不同形状和配置(如图14所示)可以对铁磁元件相对于彼此可以移动的可操作范围产生影响。

在另外的实施方式中，当来自铁磁元件的卡扣或反向卡扣(本文也称为“点击”)发生时，通过EPM组件的磁通量可能发生变化，这可以经由霍尔效应传感器或耦接至EPM组件的线圈来检测。检测到的变化可以用作触发器，以指示输入装置的按钮按压。检测按钮按压的其他方法可以包括光学传感器或簧片继电器，其可以基于按钮系统的某些元件(例如，键板或其部分)的物理位移来检测按钮按压。在一些情况下，可以在金属板之间可用的电接触之间采用感测。

本文阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他实例中，没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法、装置或系统以免模糊所要求保护的主题。示出和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所示出和所描述的特征不必限于相关联的实施方式，并且可以与所示出和所描述的其他实施方式一起使用或组合。此外，权利要求旨在不受任何一个示例实施方式的限制。

尽管已经关于本发明的具体实施方式详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在获得对前述内容的理解之后可以容易地产生这样的实施方式的变更、变型和等效方案。因此，应当理解，如对于本领域普通技术人员将容易明显的，本公开内容是出于示例而非限制的目的而呈现的，并且不排除包括对本主题的这样的修改、变型和/或添加。实际上，本文中描述的方法和系统可以以各种其他形式来体现；此外，在不脱离本公开内容的精神的情况下，可以对本文中描述的方法和系统的形式进行各种省略、替代和改变。所附权利要求书及其等效方案旨在覆盖落入本公开内容的范围和精神内的这样的形式或修改。

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，包括未提供本文阐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照所附权利要求书来限定。

除非另有明确说明，否则应当理解，在整个说明书中，利用例如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”和“识别”等术语的讨论指的是计算装置例如一个或更多个计算机或类似的一个或多个电子计算装置的动作或处理，所述计算装置操纵或转换在计算平台的存储器、寄存器或其他信息存储装置、传输装置或显示装置内被表示为物理电子量或磁量的数据。

本文所讨论的一个或多个系统不限于任何特定的硬件架构或配置。计算装置可以包括提供以一个或更多个输入为条件的结果的任何适当的部件布置。合适的计算装置包括访问存储的软件的基于多功能微处理器的计算机系统，该存储的软件将计算系统从通用计算装置编程或配置成实现本主题的一个或更多个实施方式的专用计算装置。可以使用任何合适的编程、脚本或其他类型的语言或语言组合来在用于编程或配置计算装置的软件中实现本文中包含的教导。

可以在这样的计算装置的操作中执行本文所公开的方法的实施方式。上面示例中呈现的块的顺序可以变化——例如，可以将块重新排序、组合和/或分成子块。某些块或处理可以并行地执行。

除非另有明确说明，否则本文使用的条件语言例如“能够(can)”、“能(could)”、“可能(might)”、“可以(may)”、“例如(e.g.)”等或者在上下文中以其他方式被理解为所使用的，通常旨在表达某些示例包括某些特征、元素和/或步骤而其他示例不包括某些特征、元素和/或步骤。因此，这样的条件语言通常不旨在暗示：对于一个或更多个示例以任何方式需要特征、元素和/或步骤，或者一个或更多个示例必须包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、元素和/或步骤是否被包括在任何特定示例中或者要在任何特定示例中被执行的逻辑。

术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的并且以开放式的方式包含地被使用，并且不排除另外的元件、特征、动作、操作等。此外，术语“或”在其包含性意义上被使用(而不是在其排他意义上被使用)，使得当被使用时，例如为了连接元素的列表，术语“或”意味着列表中的元素中的一个、一些或全部。本文中“适于”或“被配置成”的使用意味着开放和包含性的语言，其不排除适于或被配置成执行附加任务或步骤的装置。另外，“基于”的使用意味着开放和包含性，原因是“基于”一个或更多个列举条件或值的处理、步骤、计算或其他动作可能实际上基于除了列举的这些以外的附加条件或值。类似地，“至少部分地基于”的使用意味着开放和包含性，原因是“至少部分地基于”一个或更多个列举条件或值的处理、步骤、计算或其他动作可能实际上基于除了列举的这些之外的附加条件或值。本文包括的标题、列表和标记仅是为了便于说明而不意味着受到限制。

上述各种特征和处理可以彼此独立地使用，或者可以以各种方式组合使用。所有可能的组合和子组合都旨在落入本公开内容的范围内。另外，在一些实施方式中，可以省略某些方法或处理块。本文描述的方法和处理也不限于任何特定顺序，并且与其相关的块或状态可以以适当的其他顺序执行。例如，所描述的块或状态可以以除了具体公开的顺序之外的顺序执行，或者多个块或状态可以以单个块或状态被组合。示例块或状态可以串行、并行或以一些其他方式执行。可以将块或状态添加至所公开的示例或者从所公开的示例中移除块或状态。类似地，本文描述的示例系统和部件可以与所描述的不同地配置。例如，与所公开的示例相比，可以添加、移除或重新布置元件。

Claims (20)

1.一种输入装置，包括：

一个或更多个处理器；

可机械下压的输入元件；以及

电永磁体(EPM)组件，所述电永磁体组件包括：

永磁体，所述永磁体能够操作以生成磁场；以及

磁化组件，所述磁化组件由所述一个或更多个处理器控制并且被配置成设置由所述永磁体生成的所述磁场的强度和极性；

第一铁磁元件，所述第一铁磁元件耦接至所述可下压输入元件；

第二铁磁元件，所述第二铁磁元件耦接至所述电永磁体组件，

其中，所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件被配置成在所述可下压输入元件处于中性、非下压状态时彼此至少部分地轴向对准并接触，

其中，所述第一铁磁元件被配置成在所述可下压输入元件被下压时与所述第二铁磁元件分开并移动远离所述第二铁磁元件，

其中，当所述电永磁体组件将所述永磁体磁化为第一极性时，所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件彼此磁力吸引并且提供与所述磁场的强度成比例的吸引力，所述吸引力磁力阻止所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件分开，并且

其中，当所述电永磁体组件将所述永磁体磁化为第二极性时，所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件不彼此磁力吸引，并且不磁力阻止所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件分开。

2.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述输入元件能够弯曲，并且提供了对弯曲的阻力，并且

其中，当所述电永磁体组件将所述永磁体磁化为所述第一极性并且所述磁场的强度大于所述输入元件的对弯曲的阻力时，施加在所述输入元件上的、使所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件分开的力包括比所述对弯曲的阻力以及所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件的吸引力大的力大小。

3.根据权利要求2所述的输入装置，其中，所述输入元件能够弯曲，直至阈值偏转距离，

其中，所述输入元件能够下压，直至阈值下压距离，所述阈值偏转距离小于所述阈值下压距离，

其中，当所述电永磁体组件将所述永磁体磁化为所述第一极性并且所述磁场的强度大于所述输入元件的对弯曲的阻力时，所述输入元件能够下压直至阈值偏转，并且所述输入元件停止，直到施加在所述输入元件上的力大于所述吸引力，从而使所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件分开，并且使所述输入元件继续下压，直至所述阈值下压距离。

4.根据权利要求2所述的输入装置，其中，第一板和第二板被配置成移动分开达0.2mm至0.5mm。

5.根据权利要求2所述的输入装置，其中，所述输入元件的阈值下压距离为0.5mm至0.7mm。

6.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述输入元件是键板，所述键板包括：

具有顶表面和底表面的用户可达前部；

枢轴支承部；

包括底表面的后部；以及

设置在所述枢轴支承部中的轴，其中，所述键板相对于所述轴旋转。

7.根据权利要求6所述的输入装置，其中，所述电永磁体组件、所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件被配置在所述键板的后部上。

8.根据权利要求6所述的输入装置，其中，所述电永磁体组件、所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件被配置在所述键板的用户可达前部上。

9.根据权利要求1所述的输入装置，还包括：

霍尔效应传感器，所述霍尔效应传感器被配置成检测所述电永磁体组件的磁场的磁通量的变化，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成在所述磁通量改变阈值量时，生成与所述输入元件的阈值距离下压相对应的控制信号。

10.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述输入装置是计算机鼠标。

11.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述输入装置是键盘。

12.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述磁化组件包括磁芯和极化线圈。

13.根据权利要求1所述的输入装置，其中，当所述电永磁体组件将所述永磁体磁化为所述第一极性时，形成第一磁路，所述第一磁路至少穿过所述第一铁磁元件或所述第二铁磁元件，并且

其中，当所述电永磁体组件将所述永磁体磁化为所述第二极性时，在所述电永磁体组件内形成第二磁路，所述第二磁路不穿过所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件。

14.根据权利要求13所述的输入装置，其中，当所述电永磁体组件将所述永磁体磁化为所述第一极性时，所述磁化组件和所述永磁体具有匹配的磁极，并且

其中，当所述电永磁体组件将所述永磁体磁化为所述第二极性时，所述磁化组件和所述永磁体具有相反的磁极，所述相反的磁极在所述电永磁体组件内形成闭合磁路。

15.一种计算机实现的方法，包括：

由一个或更多个处理器接收输入数据，所述输入数据指示对输入装置的多个操作模式中的一个操作模式的选择，

其中，所述输入装置包括：

输入元件；

EPM组件，所述EPM组件包括：

永磁体，所述永磁体能够操作以生成磁场；

磁化组件，所述磁化组件被配置成设置由所述永磁体生成的磁场的强度和极性；

第一铁磁元件，所述第一铁磁元件耦接至所述输入元件；以及

第二铁磁元件，所述第二铁磁元件耦接至所述EPM组件，

其中，所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件被配置成在所述输入元件处于中性、非下压状态时彼此至少部分地轴向对准并接触，并且

其中，所述第一铁磁元件被配置成在所述输入元件被下压时与所述第二铁磁元件分开并移动远离所述第二铁磁元件；

响应于所接收到的与对所述多个操作模式中的第一操作模式的选择相对应的输入数据：将所述永磁体磁化为第一极性，使得所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件彼此磁力吸引，并且提供与所述磁场的强度成比例的吸引力，所述吸引力磁力阻止所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件分开；并且

响应于所接收到的与对所述多个操作模式中的第二操作模式的选择相对应的输入数据：将所述永磁体磁化为第二极性，使得所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件不彼此磁力吸引，并且不磁力阻止所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件分开。

16.根据权利要求15所述的计算机实现的方法，其中，所述输入元件能够弯曲，并且提供对弯曲的阻力，并且

其中，当所述EPM组件将所述永磁体磁化为所述第一极性并且所述磁场的强度大于所述可下压元件的对弯曲的阻力时，施加在所述输入元件上的、使所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件分开的力包括比所述对弯曲的阻力以及所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件的吸引力大的力大小。

17.根据权利要求16所述的计算机实现的方法，其中，所述输入元件能够弯曲，直至阈值偏转距离，

其中，所述输入元件能够下压，直至阈值下压距离，所述阈值偏转距离小于所述阈值下压距离，并且

其中，当所述EPM组件将所述永磁体磁化为所述第一极性并且所述磁场的强度大于所述可下压元件的对弯曲的阻力时，所述输入元件能够下压直至阈值偏转，并且所述输入元件停止，直到施加在所述输入元件上的力大于所述吸引力，从而使所述第一铁磁元件与所述第二铁磁元件分开，并且使所述可下压元件继续下压，直至所述阈值下压距离。

18.权利要求15所述的计算机实现的方法，其中，所述输入元件是键板，所述键板包括：

具有顶表面和底表面的用户可达前部；

枢轴支承部；

包括底表面的后部；以及

设置在所述枢轴支承部中的轴，其中，所述键板相对于所述轴旋转。

19.根据权利要求15所述的计算机实现的方法，其中，所述EPM组件、所述第一铁磁元件和所述第二铁磁元件：

被配置在所述键板的后部上；或者

被配置在所述键板的用户可达前部上。

20.根据权利要求15所述的计算机实现的方法，其中，所述输入装置是计算机鼠标或键盘键。

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