CN117811225A - 用于输入装置的无线充电 - Google Patents
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Abstract
一种方法包括:确定外部无线电力(EWP)源是否耦合至接口,所述接口被配置成将电力从EWP源传送至电力管理(PM)系统;当该EWP源电耦合至所述接口并且向所述接口提供电力时,选择该EWP为计算机鼠标供电;确定固定式内部电力源(PS)是否耦合至PM系统;当该固定式内部PS耦合至PM系统并且该EWP源耦合至所述接口但没有向所述接口提供足够电力时,选择该固定式内部PS为计算机鼠标供电;确定能够移除的内部PS是否电耦合至计算机鼠标中的PM系统;以及当能够移除的内部PS电耦合至PM系统并且该EPS没有耦合至所述接口时,选择该能够移除的内部PS为计算机鼠标供电。
Description
相关申请的交叉引用
以下常规美国专利申请(包括本申请)同时提交,并且其他申请的全部公开内容出于所有目的通过引用并入本申请:
·于2022年9月30日提交的题为“WIRELESS CHARGING FOR ANINPUT DEVICE”的申请第_____号(代理人案卷号086947-1315607-151800US);以及
·于2022年9月30日提交的题为“WIRELESS CHARGING FOR ANINPUT DEVICE”的申请第_____号(代理人案卷号
086947-1316298-151810US)。
背景技术
无线外围装置(例如,计算机鼠标、键盘、扬声器、耳塞、智能可穿戴装置等)被广泛使用,并且可以提供便携性和便利性,但是可能经受差的电池寿命。尽管电池技术不断改进,但大多数当代外围装置需要充电线缆以对内部可再充电电池进行周期性地再充电,这可能是麻烦的、有限的,并且可能需要使用硬连线线缆来与无线技术一起使用,这通常可能破坏无线技术的目的。此外,可再充电电池(例如,锂离子电池)及相关充电基础设施(例如,输入/输出端口)可能会增加对装置的相当大的制造成本和重量,这在高端游戏外围装置中通常不是优选的。我们需要更好的解决方案。
发明内容
在某些实施方式中,一种计算机鼠标包括:壳体,其被配置成容纳能够移除的第一电荷存储装置;接口,其被配置成从外部电力源无线地接收电力;第二电荷存储装置;以及多路复用器(MUX),包括:耦合至一个或更多个处理器的输出;以及耦合至所述第一电荷存储装置、所述接口和所述第二电荷存储装置的一组输入。MUX可以被配置成基于有关外部电力源电耦合至所述接口并且向所述接口提供电力的确定而将所述接口电耦合至一个或更多个处理器;MUX可以被配置成基于有关外部电力源电耦合至所述接口但当前没有向所述接口提供电力的确定而将第二电荷存储装置电耦合至一个或更多个处理器;以及MUX可以被配置成基于有关第一电荷存储装置电耦合至该MUX并且外部电力源没有耦合至所述接口或者没有向所述接口提供电力的确定而将第一电荷存储装置电耦合至一个或更多个处理器。在一些方面,能够移除的第一电荷存储装置可以是能够移除的电池,并且当第一电荷存储装置具有高于阈值的电压供应水平时(或者当被检测为简单地耦合至其时),第一电荷存储装置可以被确定为电耦合至该MUX。所述接口可以被配置成接纳能够移除的模块化插入件,当该能够移除的模模块化插入件被插入所述接口时使得计算机鼠标能够从外部电力源无线地接收电力。外部电力源可以是充电鼠标垫,该充电鼠标垫被配置成当计算机鼠标被放置在该充电鼠标垫上或附近时经由电磁感应向所述接口无线地提供电力。第二电荷存储装置(例如,超级电容器)可以被配置成由外部电力源经由充电电路进行充电。在一些实施方式中,充电电路包括电流限制器,该电流限制器包括:第一低压差电压(LDO)调节器电路,其在浮动输出配置中被偏置;第二LDO调节器电路,其被配置成将第二LDO调节器电路的输出电压调节到在第二电荷存储装置的正常操作范围内的水平,其中,第一LDO调节其跨输出电阻器的输出电压,从而生成恒定电流,所述恒定电流通过第二LDO并且对第二电荷存储装置充电直到第二LDO达到并调节到预定电压,从而使所述第一LDO停止调节直到所述第二LDO的输出下降低于预定电压。在某些实施方式中,由外部电力源供应的总允许电流在40mA与60mA之间,其中,该外部电力源被配置成同时向一个或更多个处理器提供电力并且在不超过所述总允许电流的情况下对第二电荷存储装置充电。
在一些实施方式中,一种操作计算机鼠标的方法包括:确定外部无线电力源是否耦合至接口,所述接口被配置成将电力从该外部无线电力源传送至电力管理系统;基于有关该外部无线电力源电耦合至所述接口并且向所述接口提供电力的确定而选择该外部无线电力源为计算机鼠标供电;确定固定式内部电力源是否耦合至电力管理系统;基于有关该固定式内部电力源耦合至电力管理系统并且外部无线电力源耦合至所述接口但没有向所述接口提供足够电力的确定而选择固定式内部电力源为计算机鼠标供电;确定能够移除的内部电力源是否电耦合至计算机鼠标中的电力管理系统;以及基于有关该能够移除的内部电力源电耦合至电力管理系统并且外部电力源没有耦合至所述接口的确定而选择该能够移除的内部电力源为计算机鼠标供电。在一些方面,能够移除的内部电力源是能够移除的电荷存储装置,并且其中,当该能够移除的内部电力源具有高于阈值的电压供应水平时,该能够移除的内部电力源被确定为电耦合至电力管理系统。在一些实施方式中,外部电力源是充电鼠标垫,该充电鼠标垫被配置成当计算机鼠标被放置在该充电鼠标垫上或附近时经由电磁感应向电力管理系统无线地提供电力。固定式内部电力源是电荷存储装置(例如,超级电容器),该电荷存储装置被配置成由外部电力源经由充电电路进行充电。在一些实施方式中,该充电电路包括电流限制器,该电流限制器包括:第一低压差电压(LDO)调节器电路,其在浮动输出配置中被偏置;第二LDO调节器电路,其被配置成将第二LDO调节器电路的输出电压调节到固定式内部电力源的正常操作范围内的水平,其中,第一LDO调节其跨输出电阻器的输出电压,从而生成恒定电流,所述恒定电流通过第二LDO并且对第二内部电力源充电直到第二LDO达到并调节到预定电压,从而使第一LDO停止调节直到第二LDO的输出下降低于预定电压。在一些方面,由外部电力源供应的总允许电流在40mA与60mA之间,其中,该外部电力源被配置成同时向电力管理系统提供电力并且在不超过所述总允许电流的情况下对固定式内部电力源充电。
在另外的实施方式中,一种系统包括:一个或更多个处理器;一个或更多个机器可读、非暂态存储介质,其包括被配置成使所述一个或更多个处理器执行操作的指令,所述操作包括:确定外部无线电力源是否耦合至接口,所述接口被配置成将电力从该外部无线电力源传送至电力管理系统;基于有关该外部无线电力源电耦合至所述接口并且向所述接口提供电力的确定而选择该外部无线电力源为计算机鼠标供电;确定固定式内部电力源是否耦合至电力管理系统;基于有关该固定式内部电力源耦合至电力管理系统并且外部无线电力源耦合至所述接口但没有向所述接口提供足够电力的确定而选择固定式内部电力源为计算机鼠标供电;确定能够移除的内部电力源是否电耦合至计算机鼠标中的电力管理系统;以及基于有关该能够移除的内部电力源电耦合至电力管理系统并且外部电力源没有耦合至所述接口的确定而选择该能够移除的内部电力源为计算机鼠标供电。能够移除的内部电力源可以是能够移除的电荷存储装置,并且当该能够移除的内部电力源具有高于阈值的电压供应水平时,该能够移除的内部电力源可以被确定为电耦合至电力管理系统。在一些实现方式中,外部电力源是充电鼠标垫,该充电鼠标垫被配置成当计算机鼠标被放置在该充电鼠标垫上或附近时经由电磁感应向电力管理系统无线地提供电力。在一些方面,固定式内部电力源是超级电容器,该超级电容器被配置成由外部电力源经由充电电路进行充电。在某些实施方式中,该充电电路包括电流限制器,该电流限制器包括:第一低压差电压(LDO)调节器电路,其在浮动输出配置中被偏置;第二LDO调节器电路,其被配置成将第二LDO调节器电路的输出电压调节到固定式内部电力源的正常操作范围内的水平,其中,第一LDO调节其跨输出电阻器的输出电压,从而生成恒定电流,所述恒定电流通过第二LDO并且对第二内部电力源充电直到第二LDO达到并调节到预定电压,从而使第一LDO停止调节直到第二LDO的输出下降低于预定电压。
在一些实施方式中,输入装置(例如,计算机鼠标)可以包括一个或更多个处理器;电力接口电路,其电耦合和通信耦合至所述一个或更多个处理器,所述电力接口电路能够操作成电耦合至多个不同类型的外部电力源并且从所述外部电力源接收电力,所述多个不同类型的外部电力源至少包括:第一类型的外部无线电力源,其能够操作成以一定的电压和第一电流向计算机鼠标无线地提供电力;以及第二类型的外部无线电力源,其能够操作成以所述电压和第二电流向计算机鼠标无线地提供电力,第二电流是第一电流的大小的至少两倍。电力接口电路可以能够操作成生成类型数据并且将类型数据发送至一个或更多个处理器,以指示第一类型的外部电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路。在一些方面,一个或更多个处理器将计算机鼠标配置成基于第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来改变电力消耗特性。该计算机鼠标还可以包括配置在计算机鼠标中的壳体,该壳体电耦合和通信耦合至一个或更多个处理器。电力接口电路包括能够移除的模块化插入件,该模块化插入件被配置成以互补的配合关系物理耦合和电耦合至计算机鼠标的壳体。能够移除的模块化插入件被配置成非破坏性地耦合至壳体以及从壳体中移除,并且能够操作成生成类型数据并且将类型数据发送至一个或更多个处理器。能够移除的模块化插入件可以包括一个或更多个磁体,所述一个或更多个磁体能够操作成机械地帮助将能够移除的模块化插入件与壳体和第二类型的外部电力源进行耦合和对准。
电力接口电路可以能够操作成在计算机鼠标正在沿底层表面移动时从第一类型的外部无线电力源接收电力,该底层表面是第一类型的外部电力源的至少一部分并且该电力接口电路被配置成使得当计算机鼠标基本上静止时该电力接口电路仅从第二类型的外部无线电力源接收电力。来自电力接口电路的类型数据可以是对应于外部电力源的类型的二进制序列(例如,数字或模拟序列)。在一些实施方式中,来自电力接口电路的类型数据是在2kHz与10kHz之间操作的5V二进制序列。
在某些实施方式中,电力接口电路包括负载开关,该负载开关能够操作成将接收到的电压(例如,DC、经整流的DC、AC等)转换为二进制序列,该二进制序列作为指示第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路的类型数据来操作。在一些方面,负载开关包括一个或更多个场效应晶体管(FET),所述场效应晶体管被配置成作为下述开关来操作,该开关从外部电力源接收5V输入电压并且使处于形成二进制序列的一系列接通/关断状态的负载开关的输出循环,该二进制序列作为类型数据来操作并且通常在2kHz与10kHz之间操作,但是其他二进制序列频率也是可能的。
在某些实施方式中,电力接口电路还能够操作成机械耦合和电耦合至一个或更多个有线电力源并且从所述一个或更多个有线电力源接收电力,所述一个或更多个有线电力源至少包括第三类型的外部电力源,该第三类型的外部电力源能够操作成向计算机鼠标提供电压和第三电流,第三电流是第一电流的大小的至少两倍。在一些情况下,第一类型的外部无线电力源是无线充电垫,第二类型的外部无线电力源是无线充电底座或支架,或者第三类型的外部电力源是有线通用串行总线协议。在一些实现方式中,第一类型的外部无线电力源提供最大40mA至60mA下的5VDC和/或第二类型的外部无线电力源提供最大100mA至500mA下的5VDC。一个或更多个处理器可以基于第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来控制充电特性,所述充电特性包括充电速率,其中,计算机鼠标能够操作成:当第一类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时以第一充电速率对一个或更多个内部电力存储装置进行充电;以及当第二类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时以第二充电速率对一个或更多个内部电力存储装置进行充电,第二充电速率是第一充电速率的至少两倍。
在一些实施方式中,计算机鼠标可以包括一个或更多个视觉输出元件,其中,一个或更多个处理器被配置成当第一类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时以第一操作输出配置操作一个或更多个视觉输出元件,并且所述一个或更多个处理器被配置成当第二类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时以第二操作输出配置操作一个或更多个视觉输出元件,第一操作输出配置和第二操作输出配置彼此不同。在一些情况下,计算机鼠标可以包括由一个或更多个处理器控制的光学传感器,该光学传感器被配置成检测计算机鼠标相对于底层表面的移动并且生成相应的移动数据。该计算机鼠标能够操作成通信耦合至主机计算装置并且周期性地生成操作报告并将该操作报告发送至主机计算装置。操作报告可以包括移动数据。在一些方面,当第二类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时,一个或更多个处理器被配置成防止移动数据被包括在操作报告中。
在某些实施方式中,操作计算机鼠标的方法可以包括:由一个或更多个处理器建立与电力接口电路的电耦合和通信耦合,该电力接口电路能够操作成无线耦合和电耦合至多个不同类型的外部电力源并且从多个不同类型的外部电力源接收电力,并且将接收到的电力提供给计算机鼠标;由所述一个或更多个处理器从电力接口电路接收类型数据,所述类型数据指示第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路;由所述一个或更多个处理器基于所述类型数据来确定耦合至该电力接口电路的外部无线电力源的类型;以及将计算机鼠标配置成基于第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来改变电力消耗特性。计算机鼠标可以包括配置在计算机鼠标中的壳体,该壳体电耦合和通信耦合至一个或更多个处理器,其中,该电力接口电路包括:能够移除的模块化插入件,其被配置成以互补的配合关系物理耦合和电耦合至计算机鼠标的壳体,其中,能够移除的模块化插入件被配置成非破坏性地耦合至壳体以及从壳体中移除,并且其中,能够移除的模块化插入件被配置成将类型数据发送至一个或更多个处理器。将计算机鼠标配置成基于第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来改变电力消耗特性还可以包括:当第一类型的外部无线电力源被确定为耦合至电力接口电路时,以第一充电速率对一个或更多个内部电力存储装置进行充电;以及当第二类型的外部无线电力源被确定为耦合至电力接口电路时,以第二充电速率对一个或更多个内部电力存储装置进行充电,第二充电速率是第一充电速率的至少两倍。在一些实施方式中,第一类型的外部电力源是无线充电垫并且/或者第二类型的外部电力源是无线充电底座或支架。
在另外的实施方式中,一种操作用于计算机鼠标的模块化插入件的方法包括:通过模块化插入件从外部电力源接收电力,其中,该模块化插入件是被配置成物理耦合和电耦合至计算机鼠标的壳体的电力接口电路,其中,该模块化插入件被配置成非破坏性地耦合至壳体以及从壳体中移除;操作该模块化插入件上的负载开关,以将接收到的电力的电压转换为二进制序列,该二进制序列表征外部无线电力源的类型,包括:第一类型的外部无线电力源;和第二类型的外部无线电力源;以及将该二进制序列发送至计算机鼠标,该二进制序列被配置成基于二进制序列指示第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来使计算机鼠标改变电力消耗特性。在一些方面,负载开关包括一个或更多个场效应晶体管(FET),所述场效应晶体管被配置成作为开关来操作,其中,操作负载开关还包括使生成形成二进制序列的一系列接通/关断状态的负载开关的输出循环。二进制序列可以在2kHz与10kHz之间操作,但是其他二进制序列频率也是可能的。
本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或基本特征,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。
将在说明书、权利要求书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,本方面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示出了根据某些实施方式的可以包括各种主机计算装置和计算机外围装置中的任一个的计算机系统的示例;
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计算装置的简化框图;
图4示出了根据某些实施方式的用于具有多电力源的输入装置的电力管理系统的简化框图;
图5示出了根据某些实施方式的电力管理系统的电路框图;
图6A是示出根据某些实施方式的用于操作电力管理系统的方法的各方面的简化流程图;
图6B是示出根据某些实施方式的用于操作电力管理系统的另一方法的各方面的简化流程图;
图7示出了具有能够操作成执行本文所描述的某些实施方式的各方面的各种系统的计算机鼠标的简化图;
图8示出了根据某些实施方式的具有被配置成接纳可移除模块化插入件的壳体的计算机鼠标;
图9是示出根据某些实施方式的可以被配置成电耦合至可移除模块化插入件的多个外部电力源的简化图;
图10是示出根据某些实施方式的被配置成基于耦合至可移除模块化插入件的外部电力源的类型而控制计算机鼠标的充电速率的系统的简化电路图;
图11是示出根据某些实施方式的控制计算机鼠标的充电速率的方法的流程图;以及
图12是示出根据某些实施方式的操作用于计算机鼠标的模块化插入件的方法的流程图。
遍及附图,应当注意的是,相同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,并且更特别地涉及用于计算机鼠标的电力管理系统。
在以下描述中,描述了用于管理用于计算机输入装置的多个电力源的电力管理系统的各种示例。出于说明的目的,阐述了具体配置和细节以提供对实施方式的全面理解。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,公知的特征可以被省略或简化,以防止本文中所描述的新颖特征的任何混淆。
以下的高度概括旨在提供对在附图中描绘的以及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管理用于输入装置的多个电力源。更具体地,新的计算机鼠标(或其他合适的计算机外围装置)可以被配置成由可移除电池(例如,(一个或更多个)AA电池单元)或无线感应电力源(例如,供电式充电鼠标垫)供电。当充电鼠标垫不可用时,用户可以使用具有可移除电池作为电力源的计算机鼠标,并且当在充电鼠标垫上操作计算机鼠标时,可以移除可移除电池。通常,通常在无线计算机鼠标中发现的固定式可再充电电池是笨重、昂贵、不可移除的,并且有时需要大量的基础设施(例如,I/O端口和对应的线缆线束、PCB等)来支持它们的使用,这可能增加对计算机鼠标的成本、内部基板面和相当大的重量,这对于竞技电子竞技游戏玩家来说可能是问题。因此,当替选电力源可用时,给予用户移除电池的选项可以给予用户有竞争力的重量优势,并且在用户不想携带用于其全部移动使用的充电板的情况下向用户提供选项。在一些情况下,多个电力源可以被配置在模块化插入件上或者耦合至模块化插入件,该模块化插入件可以电耦合和机械耦合至计算机鼠标以及与该计算机鼠标解耦。在一些方面,模块化插入件可以以互补配合关系接纳到计算机鼠标的壳体中,该互补配合关系将模块化插入件保持在适当位置、建立与该模块化插入件的电耦合和机械耦合、并且与计算机鼠标(例如,如下所述的(一个或更多个)处理器210)通信。模块化插入件可以为鼠标增加功能,例如无线感应充电能力,或者用于在感应充电系统断电期间(例如,供电式鼠标垫上的死点、定期提起鼠标以对其重新定位(例如,“滑动”)、计算机鼠标的倾斜等)提供电力的附加电荷存储装置(例如,超级电容器)。替选地或附加地,电荷存储装置(例如,超级电容器)可以被配置在计算机鼠标而不是模块化插入件中。在一些方面,模块化插入件可以包括充电电路,该充电电路可以能够操作成保持超级电容器(“超级电容”)令人满意地充电,同时接收并管理有限的无线电力源,从而确保计算机鼠标电路系统被充分供电以进行正常操作。
多路复用器(“MUX”)可以用于在可用电力源(例如,电池、外部感应充电源、超级电容器等)之间切换,从而确保电力不间断地流向计算机鼠标以保持该计算机鼠标以足够的电力进行操作。MUX可以具有任何合适层级的电力选择。在一些实施方式中,当(一个或更多个)电池可用时,MUX可以默认地选择(一个或更多个)可移除电池优于无线电力源。在一些实施方式中,当可移除电池电压下降低于阈值(或被移除)时,MUX可以选择无线地接收到的电力。在一些实施方式中,不管是否在系统中检测到可移除电池,都优先考虑并利用无线电力源,这可以在可移除电池存在的情况下延长其充电寿命。在一些实现方式中,MUX可以是“自供电的”,使其可以汲取来自所选电力源(例如,有线或无线电力源)中的任一个的电力,并且不需要单独或专用电力供应来操作。MUX选择层级的任何配置都是可能的,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。用以管理用于计算机输入装置的多个电力源的系统的一些实施方式可以被配置为具有如图4和图6所示的类似架构,如例如在本说明书随后的各个段落中进一步描述的。
作为示例,某些装置、系统和方法可以被配置成执行包括操作,该操作包括:确定第一内部电力源(例如,可移除电荷存储装置)是否电耦合至计算机鼠标中的电力管理系统;基于有关第一内部电力源电耦合至电力管理系统(例如,电压供应处于或高于阈值)的确定而选择第一内部电力源以向计算机鼠标供电;确定外部无线电力源(例如,当鼠标在充电鼠标垫上或在充电鼠标垫附近时经由电磁感应而提供无线电力的充电鼠标垫)是否耦合至电力管理系统;基于有关外部无线电力源电耦合至电力管理系统并且第一内部电力源未耦合至电力管理系统的确定而选择外部无线电力源以向计算机鼠标供电;确定第二内部电力源(例如,经由充电电路进行充电的诸如超级电容器的电荷存储装置)是否耦合至电力管理系统;以及基于有关第一内部电力源和外部无线电力源未耦合至电力管理系统的确定而选择第二内部电力源以向计算机鼠标供电。一些实现方式使用由低压差调节器(LDO)组成的充电电路,该低压差调节器被配置为具有新颖的电路设计以包括对接收到的无线电力进行电流限制,从而确保超级电容器被充电并且计算机鼠标内部电子器件被连续且充分地供电。在一些实现方式中,系统可以依赖每个电力源的优先级来进行选择,并且可以使用其他输入状态例如电压阈值来确定是否任何输入提供了有效电压,并且如果提供了有效电压,则系统选择电力源,即使电力源具有较低的优先级。充电电路的示例可以在图6和图7中看到,如例如在本说明书随后的各个段落中进一步描述的。
下面描述的实施方式的其他方面涉及用于从包括外部电力源(例如,无线地接收到的电力)和内部电力源(例如,内部电池)的多种类型的电力源中获取电力的系统和方法。在一些常规设计中,接入无线电力是可能的,但通常只有一个协议。例如,一些设计具有允许用户将其输入装置悬挂在充电托架上或者将其输入装置放置在充电板或平台上以在输入装置在充电装置上静止时能够对输入装置进行无线充电的接口。其他设计具有允许用户在沿诸如无线充电垫的供电表面移动时对输入装置进行充电的接口。本发明的各方面允许由任何类型的无线电力源(无线充电垫(例如,以6.78MHz操作)、充电托架、充电板等)通过允许从任何合适类型的无线电力传递协议中获取电力的电力接口电路(参见,例如,图7至图8)对同一输入装置进行充电,以使得柔性输入装置被配置成由各种不同类型的无线电力源和有线电力源进行供电。至此,这是不可能的,因为所采用的许多技术都具有针对单个无线充电协议配置的专用技术。
在一些实施方式中,电力接口电路可以能够操作成耦合电力或者控制来自外部电力源(例如,使用感应电力耦合的电力源)的电力与输入装置(例如,计算机鼠标)的耦合。在一些实施方式中,电力接口电路可以是可以被配置成与一个或更多个不同的无线电力传递协议一起操作的非破坏性可移除模块化插入件(例如,它可以以模块化方式重复安装和移除)。例如,一些实施方式可以被配置成通过若干不同的无线充电协议进行操作,所述无线充电协议包括:当输入装置处于移动中时(例如,充电鼠标垫)以相对低的充电速率(例如,50mA)在接收输入装置处进行充电的无线充电协议,或者仅当输入装置在充电实现方式(例如,托架、垫)上静止时以通常较高的充电速率(例如,<500mA)进行充电的那些无线充电协议。一些模块化插入件可以被配置成适应多个无线充电协议。在一些实施方式中,可以使用多个不同的模块化插入件,其中,每个模块化插入件被配置成根据不同的无线充电协议进行操作。例如,第一模块化插入件可以插入至输入装置中,以根据允许当使用输入装置(例如,沿供电式鼠标垫移动)时进行充电的第一无线充电协议而操作,并且第二模块化插入件可以插入至输入装置中,以根据允许当输入装置不使用(例如,输入装置静止)时进行充电的第二无线充电协议而操作。因此,用户可以可互换地换出不同的模块化插入件以适应不同的无线充电协议。可移除模块化插入件可以被配置成以互补配合关系物理耦合和电耦合至输入装置的壳体,例如如图8所示,该可移除模块化插入件用作从外部无线电力源接收电力(例如,由模块化插入件上的接收线圈接收到的感应电力)并将接收到的电力输送至输入装置的接口。模块化插入件可以通信耦合至外部无线电力源和/或输入装置(例如,系统200的各方面)。可移除模块化插入件可以是硬币形状的,如本文展示的各种附图中所示的,或者是任何合适的形状包括圆形、多边形、平面、非平面或具有任何合适覆盖区域的其他合适形状。电力接口电路(例如,模块化插入件)可以由系统200的各方面(例如,处理器210)、由主机计算装置的各方面(例如,(一个或更多个)处理器302)控制,并且/或者可以具有用于控制电力接收和电力传递特性的板上处理,如本文所述。本文中明确地和默认地描述的各种实施方式示出了配置为模块化插入件的电力接口电路的硬币型实现方式可以如何通过不同的无线充电协议实现对输入装置的无线充电。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修改、变型和替选实施方式。应当注意的是,可移除模块化插入件是一种类型的电力接口电路,并且可以使用除了可移除模块化插入件之外的实现方式例如固定式电力接口电路,或者本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的其他实现方式。
图1示出了计算机系统100的示例,该计算机系统100可以包括各种主机计算装置和计算机外围装置中的任一个,所述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计算机外围装置(例如,计算机鼠标等)。计算机系统100包括主机计算装置110(示出为台式计算机)以及通信耦合至主机计算装置的多个计算机外围装置,所述计算机外围装置包括显示装置120、计算机鼠标130、供电/充电鼠标垫140、键盘150、扬声器160,并且可以包括任何其他合适的外围装置(例如,打印机、耳机、Wi-Fi集线器等),如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
主机计算装置110被示出为台式计算机,但是可以使用其他类型的主机计算装置,包括膝上型计算机、游戏系统、机顶盒、娱乐系统、平板或“平板电话”计算机、独立头戴式显示器(“HMD”)或任何其他合适的主机计算装置(例如,智能电话、智能可穿戴装置等)。在一些情况下,可以使用多个主机计算装置,并且计算机外围装置中的一个或更多个可以通信耦合至主机计算装置中的一个、一些或全部(例如,计算机鼠标可以耦合至多个主机计算装置并且可以使用来自的FlowTM技术在所述多个主机计算装置之间切换)。主机计算装置在本文中也可以被称为“主机计算机”、“主机装置”、“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,该计算机代码可以由(一个或更多个)主机计算装置中的一个或更多个处理器执行以控制主机计算装置和/或计算机外围装置的各方面(例如,控制显示装置120上的视频、控制计算机鼠标130、键盘150的操作的各方面等)。
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)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)。作为示例,键盘可以被配置成提供包括按钮点击事件(例如,对应于键盘上的一个或更多个键的按压)的控制信号、音频信号(例如,音频提示、集成扬声器)、视觉输出信号(例如,控制键盘150上的一个或更多个LED——由键盘、与键盘藕盒的主机计算装置或其组合控制)等。在另一示例中,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、输入检测(例如,按钮、滚轮等)、输出功能(例如,LED控制、触觉反馈等)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。
计算机鼠标130可以包括本文中描述的新的充电实现方式,包括至少在图4至图12中以及本公开内容其他地方所描述的构思。例如,计算机鼠标130可以包括呈固定的(例如,硬连线至计算机鼠标)或可移除的构架布置(例如,可移除模块化插入件)的图6和图7的充电电路或其元件,如例如在本说明书随后的各个段落中进一步描述的。
输入装置可以是计算机外围装置,并且在本文中也可以被称为“外围输入装置”、“外围装置”等。在一些情况下,输入装置可以被称为人机接口装置(HID),并且它们对应的控制信号可以被称为HID命令。如上所述,本文中描述的大多数实施方式通常涉及计算机鼠标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的实施方式。
用于操作输入装置的典型系统实施方式
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(例如,计算机鼠标130、键盘150等)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适用输入装置的广泛范围内的计算机外围装置中的任一个。系统200可以包括(一个或更多个)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(一个或更多个)处理器210电通信(例如,经由总线系统)。系统200可以包括附加功能块,没有示出或讨论附加功能块以防止混淆本文中描述的新的特征。系统块220至260(也被称为“模块”、“系统”、或“子系统”)可以被实现为单独的块,或者替选地,可以在单个块中实现多个系统块。在本文中描述的上下文中,系统200可以被并入本文中描述或提及的任何输入装置中,并且还可以使用如下文(例如,图4至图12)描述的任何新的实施方式来配置,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
在某些实施方式中,(一个或更多个)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。替选地或附加地,(一个或更多个)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。(一个或更多个)处理器210可以控制计算机外围装置140(例如,系统块220至260)的操作的一些或所有方面。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(一个或更多个)处理器210进行工作的附加专用处理器。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,用于控制与主机计算机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、Logitech Unifying或其他通信协议)。(一个或更多个)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,由例如对应的主机计算装置进行的板外处理),或者是其组合。(一个或更多个)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中的任一个。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;但是不要求多个处理器,多个处理器也不一定与在本文中描述的实施方式的创新性密切相关。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”)220可以存储要由处理器(例如,在(一个或更多个)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,所述指令序列在由(一个或更多个)处理单元(例如,处理器、处理装置等)执行时使得系统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(例如,(一个或更多个)处理器210)执行。软件可以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中。在一些实施方式中,存储器220可以存储与外围装置上的输入对应的数据,例如由传感器(例如,光学传感器、加速度计等)检测到的外围装置的移动、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发送至主机计算装置(例如,HID数据)。
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/或包括被配置成控制管理用于计算机输入装置的多个电力源的指令,如本文至少参照图4至图12所描述的。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(一个或更多个)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,所述指令序列在由(一个或更多个)处理单元(例如,处理器、处理装置等)执行时使得系统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进行处理。软件可以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中。处理装置可以从存储子系统中检索待执行的程序指令,以执行如本文中描述的各种操作(例如,LED照明特性、功能等)。
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,以及与贯穿本说明书所展示的新颖构思更密切相关的管理用于计算机输入装置的多个电力源。在一些实施方式中,由电力管理块230提供的功能可以并入(一个或更多个)处理器210中。一些实施方式可以不包括专用电力管理块。替选地或附加地,一些实施方式可以并入可移除模块化插入件上的电力管理基础设施的各方面,如下文进一步描述的。在一些实施方式中,电力管理块230的功能方面可以由另一块(例如,(一个或更多个)处理器210)包含,或者与其组合。在一些实现方式中,电力管理块230可以包括下面参照图4至图12进一步描述的电力管理系统的各方面。
根据某些实施方式,通信块240可以被配置成实现与对应的主机计算装置(例如,110)或其他装置和/或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)、GamingLightspeed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适合的通信技术。系统200可以可选地包括到对应的主机计算装置的硬连线连接。例如,输入装置130可以被配置成接收USB、/>或其他通用类型的线缆,以实现与对应主机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建立与其他实体的硬连线通信。在一些情况下,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,输入检测模块250、输出控制模块260等)的一部分。在一些方面,通信系统240可以向主机计算装置发送由(一个或更多个)处理器210生成的报告(例如,HID数据、流或聚合数据等)。在一些实施方式中,报告可以仅由(一个或更多个)处理器生成、结合(一个或更多个)处理器来生成、或者由系统200中的其他实体生成。通信块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)等进行操作。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修改、变型和替选实施方式。
输入检测模块250可以控制对与输入装置上的输入元件(也被称为“元件”)进行用户交互的检测。例如,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、按键或按钮(例如,可下压元件)、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、接近度传感器(例如,IR、热、霍尔效应、电感感测等)、诸如手势检测的基于图像传感器的检测(例如,经由网络摄像装置)、诸如语音输入的基于音频的检测(例如,经由麦克风)等,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。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,输入检测模块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。输入检测模块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诸如直接接触、电磁场或静电场、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,或者该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。
输入检测模块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,光栅型(默认断开或闭合)、红外光栅矩阵、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,霍尔效应等)等。
输入检测模块250可以包括移动跟踪子块,该移动跟踪子块可以被配置成检测计算机外围装置150的相对位移(移动跟踪)。例如,输入检测模块250的(一个或更多个)光学传感器例如IR LED和光电二极管成像阵列可以用于检测计算机外围装置150相对于底层表面的移动。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,来自上一次采样的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抬离底层表面(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,如通过本公开内容的益处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)或其组合可以执行移动跟踪功能。
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150是否已经被抬离底层表面,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,(一个或更多个)陀螺仪可以替代(一个或更多个)加速度计使用或者与(一个或更多个)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,输出控制模块260可以控制对应的计算机外围装置的各种输出。例如,输出控制模块260可以控制多个视觉输出元件(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。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修改、变型和替选实施方式。
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,如本领域普通技术人员将理解的。例如,系统200可以包括总线系统,以向系统200中的不同系统传递电力和/或数据以及从系统200中的不同系统传递电力和/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系统和软件的任何组合而实现的电子装置(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,输入检测模块250和/或存储器220可以在(一个或更多个)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,并且本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解无数的应用和可能性。
用于操作主机计算装置的系统
图3是根据某些实施方式的计算装置300的简化框图。计算装置300可以实现将使用电子存储或处理的上述功能、行为和/或能力中的一些或全部功能、行为和/或能力,以及未明确描述的其他功能、行为或能力。计算装置300包括:处理子系统((一个或更多个)处理器)302;存储子系统306;用户接口314、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,计算装置300可以在主机计算装置中实现,例如在台式计算机110或膝上型计算机、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,在某些实现方式中在外围装置(例如,键盘等)中实现。在整个本公开内容中,计算装置300也可以称为“计算系统300”或“系统300”。
(一个或更多个)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(一个或更多个)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。
可以使用本地存储装置和/或可移除存储介质来实现存储子系统306,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、或任何数量的存储器或存储存储器的任何特定类型的介质。
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式存储装置、光学存储装置、无线信道以及/或者能够存储(一个或更多个)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、存储在输入装置140的存储器220中或两者中的软件来执行。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,该指令(代码)集引导计算装置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运行、并行地(例如在不同的处理线程下)运行或者按其组合运行。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),以及支持电子器件(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的输入装置314以调用计算装置300的功能,并且可以经由用户接口的输出装置316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可以控制计算机装置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,待执行的程序代码中的一些或全部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。
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130、键盘、游戏控制器、遥控器、触控笔装置等),如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。用户接口输出装置316可以包括显示装置(例如,监测器、电视机、投影装置等)、音频装置(例如,扬声器、麦克风)、触觉装置等。注意,用户接口输入装置和输出装置被示出是作为集成系统的计算装置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器和输出元件集成在同一主机计算装置上的情况。在一些情况下,输入装置和输出装置可以与计算装置300分离,如图1所示。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修改、变型和替选实施方式。
将理解的是,计算机装置300是说明性的,并且变化和修改是可能的。主机计算机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机装置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当中。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系统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。可以在各种设备中实现本发明的实施方式,所述设备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机计算装置或甚至外围装置。
用于管理多个电力源的电力管理系统
在一些实施方式中,诸如计算机鼠标的计算机外围装置可以被配置成由多个不同的电力源供电。例如,多个电力源可以包括可移除电池(例如,(一个或更多个)AA电池单元)或无线感应电力源(例如,供电式充电鼠标垫)。作为非限制性示例,当充电鼠标垫不可用时,用户可以使用具有可移除电池作为电力源的计算机鼠标,并且当在充电鼠标垫上操作计算机鼠标时,可以移除可移除电池。通常,一般在无线计算机鼠标中发现的固定式可再充电电池可能是昂贵、不可移除的,并且有时需要大量的基础设施(例如,I/O端口和对应的线缆线束、PCB等)来支持它们的使用,这可能增加对计算机鼠标的成本、内部基板面和相当大的重量,这对于竞技电子竞技游戏玩家来说可能是问题。因此,当替选电力源可用时,给予用户移除电池的选项可以给予用户有竞争力的重量优势,并且如果用户不想携带用于其全部移动使用的充电板,则向用户提供选项。
在一些情况下,多个电力源可以被配置在模块化插入件上或者耦合至模块化插入件,该模块化插入件可以电耦合和机械耦合至计算机鼠标以及与该计算机鼠标解耦。在一些方面,模块化插入件可以以互补配合关系接纳到计算机鼠标的壳体中,该互补配合关系将模块化插入件保持在适当位置、建立与该模块化插入件的电耦合和机械耦合、并且与计算机鼠标(例如,如下所述的(一个或更多个)处理器210)通信。模块化插入件可以为鼠标增加功能,例如无线感应充电能力,或者用于在感应充电系统断电期间(例如,供电式鼠标垫上的死点、定期提起鼠标以对其重新定位(例如,“滑动”)、计算机鼠标的倾斜等)提供电力的附加电荷存储装置(例如,超级电容器)。模块化插入件的示例可以在美国专利#10,622,824中找到,该申请出于所有目的通过引用全部并入本文。虽然本文中描述的实施方式不同于美国专利#10,622,824中描述的实施方式,但是应当理解的是,所述实施方式(例如,参见,图4至图12)可以被配置在类似的模块化插入件或其变体上,并且机械/电耦合至对应的输入装置,如其中所描述的。可以与输入装置和外部电力源结合进行工作的可移除模块化插入件及其实施方式的其他示例至少包括图7至图12的实施方式。
模块化插入件(也被称为“硬币”)可以包括充电电路,该充电电路可以能够操作成保持诸如超级电容器(“超级电容”)的电荷存储元件(也被称为“能量缓冲器”)令人满意地充电,同时接收并管理有限的无线电力源,从而确保计算机鼠标电路系统被充分供电以进行正常操作。电荷存储元件可以被配置在计算机鼠标中,或者在某些情况下可以在模块化插入件上。在一些实现方式中,模块化插入件可以与无线电力源接口并且在安装时向计算机鼠标输送无线电力(例如,5V、50mA),并且电流控制充电电路和电荷存储元件(例如,超级电容器)可以在计算机鼠标中而不是在模块化插入件上。这些装置可以被配置在模块化插入件、计算机鼠标或其组合上。多路复用器(“MUX”)可以用于在可用电力源(例如,电池、外部感应充电源、超级电容器等)之间切换,从而确保电力不间断地流向计算机鼠标(例如,支持电路系统)以保持该计算机鼠标以足够的电力进行操作。MUX可以具有任何合适层级的电力选择。在一些实施方式中,MUX可以默认地选择(一个或更多个)无线电力源优于可移除电池。在一些方面,当(一个或更多个)电池可用时,MUX可以默认地选择(一个或更多个)可移除电池优于无线电力源。在一些实施方式中,当可移除电池电压下降低于阈值(或被移除)时,MUX可以选择无线地接收到的电力。在一些方面,MUX可以被配置成优先考虑旁路(下面进一步描述的),随后考虑来自用于无线电力源的电荷存储元件(例如,超级电容器)的电力,接着考虑有线电力源(例如,可移除电池)。MUX选择层级的任何配置都是可能的,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。用以管理用于计算机输入装置的多个电力源的系统的一些实施方式可以被配置为具有如图4和图6所示的类似架构,如例如在本说明书随后的各个段落中进一步描述的。
因此,某些优选实施方式包括输入装置(例如,计算机鼠标),该输入装置可以在具有可移除电池(例如,碱型)和没有可移除电池的情况下操作;可以在足够快的时间范围(例如,<100μs或更快以避免任何MCU重置)内为支持电子器件供电(例如,当在电力供应之间切换时)——通常使用如下面描述的旁路架构;支持电子器件可以被配置成不超过50mA(例如,旁路支路和超级电容器支路上的总电流消耗),并且当对超级电容器充电时支持电子器件可以消耗>30mA(例如旁路支路和超级电容器支路上的总电流消耗),以及当低于30mA(或其他合适的阈值)时系统可以切换成其中超级电容器444被充电到阈值(例如,90%至100%或其他值/范围)的充电结束(EoC)模式。
图4示出了根据某些实施方式的用于具有多电力源的输入装置的电力管理系统400的简化框图。电力管理系统(“PM系统”)400可以包括多路复用器(MUX)410以及电耦合至其输入的三个支路,所述支路包括电池支路420、旁路支路430和超级电容器支路440。MUX410可以在每个支路之间切换,以将所选支路电耦合至用于输入装置的支持电子器件450。支持电子器件450可以包括系统200或其部分,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。MUX 410可以包括更少或更多的输入。在一些方面,附加支路可以耦合至MUX410。系统400中的一些或全部可以由系统200包含。例如,系统400可以是电力管理块230的一部分。
根据某些实施方式,电池支路420可以包括电池422和电压升压电路424。电池422可以包括一个或更多个碱型电池单元,但是也可以使用其他电池/电池单元类型(例如,Li-FeS2、Li-ion、NiCd等)。针对电池422的形状因子通常是AA或AAA电池单元类型,但是其他形状因子也是可能的。本发明的一个有用方面在于,它可以在没有专用可再充电电池的情况下操作,该专用可再充电电池需要附加的支持电路系统(例如,充电端口、附加充电总线等),这增加了相当大的重量并利用了计算机鼠标内部的更多空间。可更换电池单元通常更轻,具有更小的形状因子,并且就本发明而言,由于由其他支路430、440提供的电力,所述可更换电池单元可以从输入装置中移除,而输入装置仍然能够操作,这可以在游戏场景中提供竞争优势。电压升压电路(“电压升压”)424通常串联耦合在电池422的下游和MUX 410的上游(如图4所示),尽管该电压升压电路424可以配置在MUX 410之前或之后。在一些方面,电压升压424可以是可以增加电池422输出电压的DC到DC电压升压装置。在一些实施方式中,电池422的一个或更多个电池单元通常在0.9V至1.65V的范围内。电压升压424可以被配置成将电池422的电压提升至2V,尽管可以使用其他电压设置,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。在某些实施方式中,电池支路可以使用单个PMOS晶体管来被MUX断开(取消选择)。这可以对每个支路的工作电压施加一些限制,例如,来自电池支路的电压通常是最低电压,以防止单个PMOS由于残余电压降而导通。一些实现方式可以利用双PMOS拓扑结构以避免这种情况,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。回到图4,当电池422被移除时,电池支路420上的电压可以下降至0V,这可以被系统400检测到以提示MUX 410切换至另一电力源。电池在本文中可以被称为“可移除的”或“第一”内部电力源。
旁路支路430可以被配置成接收来自外部电力源460的电力。例如,旁路支路430可以接收来自无线感应电力耦合装置的电力。在一些实施方式中,无线电力耦合装置可以是可以用作鼠标垫和无线电力源两者的充电垫(例如,Power />装置),该无线电力源可以将来自鼠标垫的能量电感耦合至鼠标垫上或鼠标垫附近的装置(例如,鼠标),该装置然后可以将电感耦合的能量转换成电能以向输入装置供电。当输入装置在无线电力耦合装置的表面上静止或运动或沿其表面静止或运动时,无线电力可以从无线电力耦合装置电感耦合至输入装置。在一些情况下,当输入装置距离无线电力耦合装置很小的距离(例如,计算机鼠标距离鼠标垫<2cm)时,无线电力可以耦合至输入装置。
旁路支路430可以包括电压降压装置432,该电压降压装置432可以被配置成将来自外部电力源的输入电压降低至3.3V或其他合适的值,该电压可以经由MUX 410提供给支持电子器件450,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。在一些方面,电压降压装置432可以是低压差调节器(“LDO”)。
在某些实施方式中,旁路支路430优先于其他电力源(例如,电池支路420和超级电容器支路440),并且可以能够操作成确保支持电子器件450具有用于正常操作的可靠电力源。在一些情况下,旁路支路430可以提供比电池支路420更高的电压,以确保MUX 410的正常操作。在一些实施方式中,流经旁路支路430的电流可以不被控制并且当该电流能够操作成向支持电子器件450(例如,MCU、传感器、系统200或其部分)馈送电流时可以是可变的,该支持电子器件450可以根据计算机鼠标的当前使用(例如,睡眠模式、活动模式等)而改变。LDO或降压装置432可以具有钳位特征或者可以不具有钳位特征,并且尽管在图4中示出,但对于系统400的操作不是必需的。在一些方面,LDO的功能是降低馈送MUX的电压,使该电压不超过系统(200)中其他电子器件的工作电压。因此,利用LDO或降压电路,电压通常降低至3.6V或更少。如上所述,超级电容器可以是任何合适的能量存储元件(能量缓冲器),其还可以包括可再充电电池等。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修改、变型和替选实施方式。
超级电容器支路440可以耦合至外部电力源。在一些方面,该外部电力源可以是耦合至旁路支路430的同一外部电力源460,如图4所示,例如无线感应电力耦合装置。超级电容器支路440可以包括电流限制器442和电荷存储装置444。在下面的示例中,电荷存储装置被描述为一个或更多个超级电容器(“超级电容”),尽管本领域普通技术人员将理解可以替选地或附加地使用其他电荷存储装置。在一些方面,超级电容器444可以是0.2F至0.4F,这可以取决于是否使用电压升压。可以使用更小或更大的超级电容器(例如,1F至2F)或其组合,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。超级电容器更通常被称为“固定式”内部电力源、电荷存储装置和/或能量缓冲器。
电流限制器442可以包括多个级,所述级包括具有包含电阻性负载的浮动LDO的第一级、具有能够操作成保护电荷存储装置免受过电压条件的LDO的第二级、以及能够操作成防止电荷存储装置泄漏到第二级中的第三级。在第一级中,具有电阻性负载的浮动LDO可以包括低电压降(例如,1V)以增加有效输入电压范围和表面覆盖(例如,具有EM发射的供电式鼠标垫的面积相对于垫的总面积)。为了提供更多的上下文,供电式鼠标垫可以在其表面上发射电磁(EM)场,其中电力由接收器(例如,模块化插入件)捕获。EM场在整个鼠标垫表面上通常是不均匀的并且存在具有较少可用电力的一些位置,并且在一些情况下,EM场太低使得接收器不能正常操作,这可以被称为电力传输空穴。在一些方面,通过降低接收器的工作电压,可以减少电力传输空穴。因此,减少针对当前限制的操作余量(例如,1V、0.7V或其他合适的电压)可以有所帮助,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。回到图4,在某些实现方式中,施加至负载电阻器的1V可以限制整个超级电容器支路440中的电流,并且通常具有高精度(例如,1%电压调节,1%电阻器),这可以通过减少设计余量来帮助系统400保持30mA/50mA的规格,如下面进一步描述的。LDO可以具有任何钳位特征或者可以不具有任何钳位特征。
第二级可以包括LDO,该LDO被配置成保护电荷存储装置444免受过电压条件。在第二级,LDO通常不具有任何钳位。在电荷存储装置444是超级电容器的实施方式中,典型的LDO在2.7V或3V下操作,尽管其他电压也是可能的,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。更高的电压可以增加超级电容器的可利用电压范围,这可以延长超级电容器的操作时间。例如,在一些实施方式中,为了提供有效电压,超级电容器支路应该提供至少2V,因此如果超级电容器技术将支路限制到2.7V,则2.0V至2.7V的范围可以用于针对给定操作时间(能量量)的特定电容。如果使用3V的超级电容器,则操作范围可以增加到2.0V至3.0V,因此针对给定电容,可利用的能量大约增加40%,从而产生更长的操作时间。另一方面,降低超级电容器电容可能没有那么长的操作时间,但是超级电容器将通常具有更小的覆盖区域,这可能是紧凑设计中的因素。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修改、变型和替选实施方式。
第三级可以被配置成防止超级电容器444泄漏到第二级中,然而,一些实施方式可以在没有第三级的情况下操作,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
在一些实施方式中,系统400的典型操作的示例可以包括以下条件:启动时,超级电容器电压接近0V;一旦在超级电容器级440的输入处接收到(例如,从诸如充电鼠标垫的无线感应电压源接收到)5V,则电流限制器442可以是活动的(例如,35mA消耗)并且保护LDO(例如,第二级)可能通常经历电压不足(第二LDO可能没有足够的Vin来调节)。此时,超级电容器444的电压可以缓慢地增加,直到保护LDO(例如,从第二阶段开始)达到其输出电压(例如,2.7V)为止。此时,电流随后可以降低,直到被系统400检测为EoC条件为止,在这种情况下,电流限制器442可以不进行调节。
回到第一级,某些实施方式被配置成使得浮动LDO调节跨输出电阻器的1V以实现已知的恒定电流,而第二“保护”LDO通过防止跨超级电容器的电压超过2.7V来保护超级电容器。因此,浮动LDO和保护LDO两者的操作方式与通常只是对电压进行上限限制和调节的常规操作配置根本不同。例如,当超级电容器444上的电荷较低(例如,<1V)时,在R2上具有1V压降的5V输入可以通过下述操作致使保护LDO以非常规的方式进行操作:不调节电压,并且允许电流通过直到超级电容器444达到足够的电荷(例如,2.7V)为止,其中,保护LDO然后调节超级电容器444上的电压,电流停止流过保护LDO,使得R2上的电流下降并且第一LDO不再调节。注意,浮动LDO通过在作为非典型架构配置的浮动配置中作为电流限制器操作而进行非常规地操作。同样独特的是保护LDO作为电流通过装置进行操作,直到它开始调节超级电容器444上的输出电压以防止过电压状况为止。浮动LDO和保护LDO的组合被配置成使得当电流不通过时,电阻器R2处的电压增加,直到两个LDO之间达到平衡为止,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
图5示出了根据某些实施方式的电力管理系统的电路框图(“系统”)500。在一些实现方式中,系统500可以是系统400或其部分的更详细的电路图级表示。以下操作细节旨在提供关于在某些情况下系统400/500的功能操作的见解,但不应被解释为系统400/500的唯一操作方法,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
在一些情况下,尽管在所有实施方式中不是必需的,但是电池支路420可以提供最低电压,这可以有助于增加电池寿命,并且可以在大约2V下操作,尽管可以使用其他操作电压。当检测到外部电力时(例如,无线电力由系统500接收,例如由被配置成从供电式鼠标垫接收感应电力的模块化插入件接收),旁路支路430由MUX 410选择并向支持电子器件450提供电力。在一些实施方式中,旁路支路430可以提供高达3.6V的电力源,尽管替选实施方式可以具有更高或更低的最大电压来为支持电子器件450供电。更高的电压可以操作以减少电流消耗。在一些方面,具有推挽输出的2.5V检测器(U6)可以促进MUX切换之间更平滑的转变(例如,不那么突然)(例如,MOS阈值)。在一些实施方式中,更高的电压可以有助于确保PMOS晶体管被更可靠地控制。在一些方面,一旦来自旁路支路的电压足够高(例如,2V加上二极管偏置电压),就可以选择旁路,并且超级电容器可以开始充电。
在某些实施方式中,当旁路支路430经由MUX 410向支持电子器件450提供电压时,MUX 410可以强制(例如,通过电压检测器U6)Q2和Q3A关断,从而禁用电池支路420和超级电容器支路440。考虑到旁路支路430通常提供比电池支路420更高的电压,即使当电池422被移除时,通常也不存在泄漏。
当系统400/500进入超级电容器444被完全充电(例如,2.7V)的EoC状态并且2V推挽电压表示逻辑高(1)时,逻辑高将导致Q3A关断,Q2导通,并且电力将由MUX 410切换为源自超级电容器444。当跨超级电容器444的电压(“Vsupercap”)下降至低于2V(或其他合适的阈值)时,可以使用电阻器R11和R6来将电力切换回旁路支路430(例如,电力源从超级电容器444切换至外部电压源460)。在计算机鼠标从外部电力源(例如,供电式鼠标垫)移除的情况下,支持电子器件450可以继续由超级电容器444供电,直到Vsupercap下降至低于其阈值电压(例如,2V)。在这种情况下,电压检测器可以明确确定逻辑低(例如,0V),Q3可以导通,使得电池支路420经由MUX 410向支持电子器件450供电,并且Q2可以关断以防止电池对超级电容器444持续充电。电压升压电路可以用于增加Vsupercap,然而系统400/500的一些实施方式可以不在超级电容器支路440中使用电压升压电路。
为了概括超级电容器支路440的各方面,电流限制器442限制来自无线电力输入(例如,供电式鼠标垫460)的电流对超级电容器充电,并且可以防止超级电容器向无线电力输入放电(例如,反向电流)(例如,通过模块化插入件中的线圈)。超级电容器444可以被配置成例如在鼠标被放置在供电式鼠标垫上之后供电式鼠标垫导通的时间期间或者当供电式鼠标垫处于充电结束模式时从外部电力源460(供电式鼠标垫)充电,并且当鼠标从充电式鼠标垫抬起时提供电力持续有限的时间。旁路支路430允许源自外部的电力绕过电流限制器和超级电容器(超级电容器支路440),从而使得电力立即可用于支持电路系统450,而不必等待超级电容器440充电,这可以确保正确的输入装置(例如,计算机鼠标)操作,而不论超级电容器440或电池422的充电状态如何。超级电容器升压电路可以操作以将可用的Vsupercap电压的范围从2V扩展到1V,虽然不是必需的。因此,可以选择较低的电容,并且从到达供电式鼠标垫到超级电容器操作的时间可以更快。如上所述,系统400/500被配置成在没有AA电池单元的情况下仅通过超级电容器和无线电力运行。当对超级电容器444进行充电时,供电式鼠标垫可以进入充电结束(EoC)模式。为了重新启动电力发射,需要运行电流检查,该电流检查可以安排在任何合适的间隔(例如,每120s)。在任何情况下,计算机鼠标当放置在供电式鼠标垫上时应该快速开始工作(少于几秒),使得用户不必等待超级电容器充电,这是通过旁路支路430实现的。
在一些实施方式中,电力源的优先级可以是(1)旁路支路430,(2)超级电容器支路440以及(3)电池支路420。这种优先级可以允许使用从大约2.7V至3V到大约2V(例如,可以是系统电子器件的任何合适的电压范围,通常为2.0V至3.6V,尽管其他范围也是可能的)的超级电容器444。为了帮助减小超级电容器444的尺寸,可以在超级电容器444的下游使用3.3V的升压,这可以将操作范围向下扩展到1V,从而提高操作动态性。当Vsupercap足够低(例如,接近0V)时,电压检测器U5的输出可以跟随Vsupercap并使Q3B接通,这可能导致从电池支路420到超级电容器支路440的泄漏,并且D3可以确保在Q3B可以被激活之前U5处于其操作电压范围内。通常,为了延长可移除电池的电池寿命,可以将电压设置得相对较低,但足以为系统电子器件(例如,系统200)供电。为了提供典型系统400/500的操作参数的非限制性和具体示例,升压电压可以为1.9V+/-0.1V,旁路LDO可以在2.82V下操作,并且超级电容器支路440电流对于0V至2.776V的Vsupercap可以为31.1mA,对于高达2.781V的Vsupercap为22.5mA,对于高达2.786V的Vsupercap为13mA,对于高达2.792V的Vsupercap为6mA,并且对于高达2.802V的Vsupercap为0.1mA。应当理解,这些是针对特定系统的测量结果,并且测量结果可以改变5%至10%或更多,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
在某些情况下,经由电感耦合的无线充电可能相对低效。供电式鼠标垫或其他外部无线电力源的典型无线电力发射可以为大约500mA,这可能受到无线发射标准的限制。电荷传递可以是10%至15%的效率,这可以导致大约50mA的总电力传递。因此,在一些实施方式中,系统400/500应当操作以协调最佳情况电力预算:即至少15mA用于旁路支路430并且30mA至35mA用于对超级电容器支路440中的超级电容器444充电。在一些示例性实施方式中,系统400/500应当被配置成始终汲取至少30mA,这可以用于通知外部电力源需要充电以使其继续发射电力。作为示例,15mA或更低的电流汲取通常向外部电力源发信号通知不需要电力;高于25mA(为了更加确定,为30mA)的电流汲取指示需要电力,并且两者之间的电流汲取可以以任意方式解释并且可能导致不连续电力或全部关闭。因此,30mA最小恒定汲取(用于旁路支路和超级电容器支路的组合)可以确保外部电力源连续地提供电力。在超级电容器440未满(例如,其正在充电)并且计算机鼠标处于移动状态的情况下,可以汲取30mA至40mA来对超级电容器440充电,并且可以将10mA至20mA分配给旁路支路430,以确保支持电子器件450被充分且连续地供电。当计算机鼠标未处于移动状态时,汲取30mA来对超级电容器440充电,这足以确保外部电力源继续持续地提供无线电力。在一些实施方式中,当超级电容器440被充分充电(例如,90%充电、100%充电等)时,外部电力源可以不再提供无线电力,直到超级电容器444需要充电为止。替选地,一些实施方式可以在即使超级电容器440被完全充电时仍然请求来自外部电力源的电力。
图6A是示出根据某些实施方式的用于操作电力管理系统的方法600的各方面的简化流程图。方法600可以由可以包括硬件(电路系统、专用逻辑等)、在适当硬件(例如,通用计算系统或专用机器)上操作的软件、固件(嵌入式软件)或其任意组合的处理逻辑来执行。在某些实施方式中,方法600可以由系统400、系统500、系统200(其可以包括系统400/500)或其组合的各方面来执行。
在操作610处,根据某些实施方式,方法600可以包括确定第一内部电力源是否电耦合至计算机鼠标中的电力管理系统。第一内部电力源可以是可移除电荷存储装置(例如,碱性或可再充电电池单元)。在一些方面,当第一内部电力源具有高于阈值的电压供应水平时,可以确定第一内部电力源电耦合至电力管理系统。例如,系统400/500可以将在1V下操作的1.5V电池单元解释为“未电耦合”至MUX 410,以确保耗尽的电池不被用作为支持电子器件450供电的电力源。
在操作620处,根据某些实施方式,方法600可以包括基于有关第一内部电力源电耦合至电力管理系统的确定而选择第一内部电力源为计算机鼠标供电。
在操作630处,根据某些实施方式,方法600可以包括确定外部无线电力源是否耦合至电力管理系统。
在操作640处,根据某些实施方式,方法600可以包括基于有关外部无线电力源电耦合至电力管理系统并且第一内部电力源没有耦合至电力管理系统的确定而选择外部无线电力源为计算机鼠标供电。在一些方面,外部电力源可以是充电鼠标垫,该充电鼠标垫被配置成当计算机鼠标被放置在充电鼠标垫上或附近时经由电磁感应向电力管理系统无线地提供电力。用于在计算机鼠标中接收无线电力的线圈和支持电子器件可以固定地集成在计算机鼠标中,或者可以容纳在模块化插入件(例如,如上所述的“硬币”)上,该模块化插入件可以机械耦合和电耦合至计算机鼠标和从计算机鼠标移除。
在操作650处,根据某些实施方式,方法600可以包括确定第二内部电力源是否耦合至电力管理系统。
在操作660处,根据某些实施方式,方法600可以包括基于有关第一内部电力源和外部无线电力源没有耦合至电力管理系统的确定而选择第二内部电力源为计算机鼠标供电。在一些实现方式中,第二内部电力源是电荷存储装置(例如,(一个或更多个)超级电容器),该电荷存储装置被配置成由外部电力源经由充电电路充电。充电电路可以包括电流限制器,该电流限制器包括在浮动输出配置中偏置的第一低压差电压(LDO)调节器电路和被配置成将其输出电压调节到在第二内部电力源的正常操作范围内的水平的第二LDO调节器电路。第一LDO可以能够操作成调节其跨输出电阻器的输出电压,从而生成恒定电流,该恒定电流通过第二LDO并且对第二内部电力源充电直到第二LDO达到并调节到预定电压,从而使第一LDO停止调节直到第二LDO的输出下降低于预定电压。在一些实施方式中,由外部电力源供应的总允许电流在40mA与60mA之间,其中外部电力源被配置成同时向电力管理系统提供电力并且在不超过总允许电流的情况下对第二内部电力源充电。
应当理解,根据某些实施方式,图6A中示出的具体步骤提供了用于操作电力管理系统的特定方法600。也可以根据替选实施方式执行其他步骤序列。例如,本文所述的一些实施方式在检测到时默认为内部电力源(例如,电池),外部电力源作为次要替选方案。一些实施方式可以替选地使外部电力源优先于内部电力源。例如,无线电力供应装置和旁路支路可以具有第一优先级,第二内部电力供应装置(例如,超级电容器)可以具有第二优先级,并且第一内部电力供应装置(如,可移除电池)可以具有第三优先级。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修改、变型和替选实施方式。此外,可以根据特定应用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6B是示出根据某些实施方式的用于操作电力管理系统的方法670的各方面的简化流程图。方法670可以由可以包括硬件(电路系统、专用逻辑等)、在适当硬件(例如,通用计算系统或专用机器)上操作的软件、固件(嵌入式软件)或其任意组合的处理逻辑来执行。在某些实施方式中,方法670可以由系统400、系统500、系统200(其可以包括系统400/500)或其组合的各方面来执行。
在操作671处,根据某些实施方式,方法670可以包括确定外部无线电力源是否耦合至接口(例如,模块化插入件),该接口被配置成将电力从外部无线电力源传递至电力管理系统。
在操作672处,根据某些实施方式,方法600可以包括基于有关外部无线电力源电耦合至电力管理系统并且向该电力管理系统提供电力的确定而选择外部无线电力源为计算机鼠标供电。在一些方面,外部电力源可以是充电鼠标垫,该充电鼠标垫被配置成当计算机鼠标被放置在充电鼠标垫上或附近时经由电磁感应向电力管理系统无线地提供电力。用于在计算机鼠标中接收无线电力的线圈和支持电子器件可以固定地集成在计算机鼠标中,或者可以容纳在模块化插入件(例如,如上所述的“硬币”)上,该模块化插入件可以机械耦合和电耦合至计算机鼠标和从计算机鼠标移除。
在操作673处,根据某些实施方式,方法670可以包括确定固定式内部电力源(例如,超级电容器)是否耦合至电力管理系统。
在操作674处,根据某些实施方式,方法670可以包括基于有关固定式内部电力源耦合至电力管理系统并且外部无线电力源耦合至接口但没有向该接口提供足够电力(例如,当用户正在滑动时,或者在供电式鼠标垫上存在较低电力孔或区域时)的确定而选择固定式内部电力源为计算机鼠标供电,该接口耦合至电力管理系统。在一些实现方式中,固定式内部电力源是电荷存储装置(例如,(一个或更多个)超级电容器),该电荷存储装置被配置成由外部电力源经由充电电路充电。充电电路可以包括电流限制器,该电流限制器包括在浮动输出配置中偏置的第一低压差电压(LDO)调节器电路和被配置成将其输出电压调节至固定式内部电力源的正常操作范围内的水平的第二LDO调节器电路。第一LDO可以能够操作成调节其跨输出电阻器的输出电压,从而生成恒定电流,该恒定电流通过第二LDO并且对固定式内部电力源充电直到第二LDO达到并调节到预定电压,从而使第一LDO停止调节直到第二LDO的输出下降低于预定电压。在一些实施方式中,由外部电力源供应的总允许电流在40mA与60mA之间,其中外部电力源被配置成同时向电力管理系统提供电力并且在不超过总允许电流的情况下对固定式内部电力源充电。
在操作675处,根据一些实施方式,方法670可以包括确定可移除内部电力源是否电耦合至计算机鼠标中的电力管理系统。可移除内部电力源可以是可移除电荷存储装置(例如,碱性或可再充电电池单元)。在一些方面,当第一内部电力源具有高于阈值的电压供应水平时,可以确定可移除内部电力源电耦合至电力管理系统。例如,系统400/500可以将在1V下操作的1.5V电池单元解释为“未电耦合”至MUX 410,以确保耗尽的电池不被用作为支持电子器件450供电的电力源。
在操作676处,根据某些实施方式,方法670可以包括基于有关可移除内部电力源电耦合至电力管理系统、外部无线电力源没有耦合至电力管理系统、和/或固定式内部电力源没有耦合至电力管理系统的确定而选择第一内部电力源为计算机鼠标供电,没有耦合可以包括没有物理耦合或者没有足够的电荷为系统(200)供电。因此,系统的层次结构优先考虑外部电力源(旁路支路),然后是固定式内部电力源(例如,超级电容器),并且最后是可移除内部电力源(例如,可再充电电池)。这种优先顺序可以延长可再充电电池的充电寿命。可以使用任何合适的层次结构,并且可以按任何顺序对这些输入进行优先排序,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
应当理解,根据某些实施方式,图6B中示出的具体步骤提供了用于操作电力管理系统的特定方法670。也可以根据替选实施方式执行其他步骤序列。例如,本文所述的一些实施方式在检测到时默认为内部电力源(例如,电池),外部电力源作为次要替选方案。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修改、变型和替选实施方式。此外,可以根据特定应用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。
用于为输入装置提供多种类型的外部无线电力的电力接口
上述实施方式的各方面涉及用于从包括外部电力源(例如,无线地接收的电力)和内部电力源(例如,内部电池)的多种不同类型的电力源收集电力的系统和方法。在一些常规的设计中,接入无线电力是可能的,但通常只有一个协议。例如,一些设计具有允许用户将其输入装置悬挂在充电托架上或者将其输入装置放置在充电板或平台上以在输入装置在充电装置上静止时能够对输入装置进行无线充电的接口。其他设计具有允许用户在沿诸如无线充电垫的供电表面移动时对输入装置进行充电的接口。本发明的各方面允许通过允许从任何合适类型的无线电力传递协议中获取电力的电力接口电路(参见,例如,图7至图8)由任何类型的无线电力源(无线充电垫(例如,以6.78MHz操作)、充电托架、充电板等)对同一输入装置进行充电,以使得柔性输入装置被配置成由各种不同类型的无线电力源和有线电力源进行供电。至此,这是不可能的,因为所采用的许多技术都具有针对单个无线充电协议配置的专用技术。
在一些实施方式中,电力接口电路可以能够操作成耦合电力或者控制来自外部电力源(例如,使用感应电力耦合的电力源)的电力与输入装置(例如,计算机鼠标)的耦合。在一些实施方式中,电力接口电路可以是可以被配置成与一个或更多个不同的无线电力传递协议一起操作的非破坏性可移除模块化插入件(例如,它可以以模块化方式重复安装和移除)。例如,一些实施方式可以被配置成通过若干不同的无线充电协议操作,所述无线充电协议包括:当输入装置处于移动中时(例如,充电鼠标垫)以相对低的充电速率(例如,~50mA)在接收输入装置处进行充电的无线充电协议,或者仅当输入装置在充电实现方式(例如,托架、垫)上静止时以通常较高的充电速率(例如,~500mA)进行充电的那些无线充电协议。一些模块化插入件可以被配置成适应多个无线充电协议。在一些实施方式中,可以使用多个不同的模块化插入件,其中,每个模块化插入件被配置成根据不同的无线充电协议进行操作。例如,第一模块化插入件可以插入至输入装置中,以根据允许当使用输入装置(例如,沿供电式鼠标垫移动)时进行充电的第一无线充电协议来操作,并且第二模块化插入件可以插入至输入装置中,以根据允许当输入装置不使用(例如,输入装置静止)时进行充电的第二无线充电协议来操作。因此,用户可以可互换地换出不同的模块化插入件以适应不同的无线充电协议。可移除模块化插入件可以被配置成以互补的配合关系物理耦合和电耦合至输入装置的壳体,例如如图8所示,该壳体用作从外部无线电力源接收电力(例如,由模块化插入件上的接收线圈接收到的感应电力)并将接收到的电力输送至输入装置的接口。模块化插入件可以通信耦合至外部无线电力源和/或输入装置(例如,系统200的各方面)。可移除模块化插入件可以是硬币形状,如本文所展示的各种附图中所示的,或者是任何合适的形状包括圆形、多边形、平面、非平面或具有任何合适覆盖区域的其他合适形状。电力接口电路(例如,模块化插入件)可以由系统200的各方面(例如,处理器210)、由主机计算装置的各方面(例如,(一个或更多个)处理器302)控制,并且/或者可以具有用于控制电力接收和电力传递特性的板上处理,如本文所述。本文中明确地和默认地描述的各种实施方式示出了配置为模块化插入件的电力接口电路的硬币型实现方式可以如何实现通过不同的无线充电协议对输入装置进行无线充电。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修改、变型和替选实施方式。应当注意的是,可移除模块化插入件是电力接口电路的一种类型,并且可以使用除可移除模块化插入件之外的实现方式,例如固定式电力接口电路,或者本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的其他实现方式。
因此,简单地说,出于非限制性概念说明的目的,一些实施方式可以包括具有插座(例如,槽、腔等)的计算机鼠标,该插座被配置成接受在可移除模块化插入件(例如,形状像硬币)上实施的电力接口电路,该可移除模块化插入件可以在无线耦合至外部电力源(例如,供电式鼠标垫)时跨其端子(例如,磁体822)输出电压。在一些情况下,默认地,计算机鼠标充电电路系统(参见,例如,图5)可以将其将接受的电流限制为50mA。这将提供非常慢的充电速率,足以在计算机鼠标在供电式鼠标垫上使用时为计算机鼠标充电更长的时段,该供电式鼠标垫不断地为计算机鼠标供电,但不是以常规充电解决方案(例如,静止充电托架)的速率。当电力接口电路通过用脉冲表示(pulsing)特定ID模式(例如,类型数据)来宣布自己时,计算机鼠标可以接受实质上大于50mA的电流(例如,>250mA),如下面至少关于图10所描述的。因此,不同的类型数据可以使鼠标基于外部电力源的类型以不同的速率充电。可以基于类型数据来改变其他操作特性,该类型数据包括输出元素(例如,LED、音频提示等),以提醒用户计算机鼠标正在充电以及处于什么速率(例如,当计算机鼠标在使用时缓慢充电,当计算机鼠标静止时快速充电)。
图7示出了具有能够操作成执行本文所述的某些实施方式的各方面的各种系统的计算机鼠标700的简化图。计算机鼠标700可以包括系统200,该系统200用于执行本文所述的外部无线电力源接口连接(例如,电力管理块230)的各个方面,例如与专用(例如,固定式)基础设施的接口连接。在一些方面,诸如可移除模块化插入件的电力接口电路710可以用于与外部无线电力源接口连接(参见,例如,图8至图9)。在一些方面,系统200、系统710和/或系统300可以组合工作以执行本文所述的无线电力传递的各个方面(参见,例如,图11至图12)。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修改、变型和替选实施方式。
图8示出了根据某些实施方式的具有被配置成容纳可移除模块化插入件820(例如,电力接口电路)的壳体810的计算机鼠标800。可移除模块化插入件820可以以互补的配合关系或以将可移除模块化插入件820机械耦合和电耦合至计算机鼠标800的任何方式非破坏性地插入壳体810以及从该壳体810移除。
可移除模块化插入件820可以经由摩擦配合、硬件(例如,螺钉、凸片、夹子等)、(一个或更多个)磁体或将可移除模块化插入件820物理耦合和固定至计算机鼠标800的壳体810的其他方法耦合至壳体810。壳体810可以是任何合适的容纳器,该容纳器被配置成耦合至可移除模块化插入件820并固定该可移除模块化插入件820。在一些实施方式中,磁体822被配置在可移除模块化插入件820上,并且可以操作以将可移除模块化插入件820物理地固定至壳体810。壳体810还可以包括(一个或更多个)磁体812以磁耦合至可移除模块化插入件820上的磁体822。两组磁体之间的磁吸引力也可以被配置成帮助可移除模块化插入件820与壳体810定向和适当对准。磁体812、822可以由导电金属构成,使得磁体822可以能够操作成导电。例如,磁体822可以促进将由可移除模块化插入件820接收的无线电力传递至计算机鼠标800,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。应当注意的是,尽管本文描述了许多不同的实施方式,但是各种输入装置(计算机鼠标130、700、800等)中的任一者都可以被配置成应用本文所述的任何新的实施方式(例如,参见,图4至图12),如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
图9是示出根据某些实施方式的可以被配置成电耦合至可移除模块化插入件820的多个各种外部电力源的简化图900。一些外部无线电力源可以包括供电式鼠标垫140、充电托架、垫或底座910等。在一些实施方式中,硬连线实现方式(例如,USB 920)可以电耦合至可移除模块化插入件820或直接电耦合至壳体810(例如,经由电力或I/O端口)以提供源自外部的电力。当计算机鼠标800沿着供电式鼠标垫140的表面移动时,供电式鼠标垫140可以经由可移除模块化插入件820将电力无线耦合至计算机鼠标800。当计算机鼠标800在底座910上静止(例如,固定在其上)时,底座910可以经由可移除模块化插入件820将电力无线耦合至计算机鼠标800或者直接耦合至壳体810。例如,可移除模块化插入件820上的磁体822可以机械耦合和电耦合至底座910上的磁体912,以促进从底座910到计算机鼠标800的电力传递。可移除模块化插入件820的一些实现方式可以促进来自硬连线外部电力源(例如,USB协议)的电力的耦合,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
在一些实施方式中,可移除模块化插入件820可以并入负载开关或可以生成对应于外部无线电力源的类型的类型数据的其他系统。类型数据可以被发送到计算机鼠标800(例如,处理器910),该类型数据可以使计算机鼠标800基于无线耦合和电耦合至可移除模块化插入件820的外部无线电力源的类型来改变电力消耗特性和/或改变能量缓冲充电速度。类型数据可以是提供信息的代码,该信息包括来自无线外部电力源的可用电力量(例如,来自供电式鼠标垫140的50mA、来自底座910的>500mA等)、识别数据、电力能力等,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。尽管外部无线电力供应装置通常被描述为用于感应电力耦合的系统,但是一些实施方式(例如,图7至图10)可以从任何合适的外部无线电力源获取电力,而不限于感应传递电力方案(例如,超声波、光等),如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
图10是示出根据某些实施方式的被配置成基于耦合至电力接口电路(例如,可移除模块化插入件)的外部电力源的类型(例如,无线或硬连线)来控制计算机鼠标的充电特性(例如,充电速率)的系统1000的简化电路图。在一些方面,外部电力源可以包括模块化插入件(例如,硬币)中的线圈、整流电路系统和电力管理电子器件,该外部电力源可以是来自托架或其他装置的5V。在一些方面,温度控件(例如,NTC)可以被配置成静止充电器,而不一定用于在鼠标垫上使用期间进行充电,因此在某些实施方式中可以省略该温度控件,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1000可以包括外部电力源1010,例如供电式鼠标垫,该外部电力源可以被配置成经由电力接口电路向计算机鼠标(例如,在MCU 1040处)提供电力。感测块1020可以被配置成从外部电力源接收耦合的无线电力并确定提供的电力的量。在一些实现方式中,比较器电路测量跨负载电阻器的电压,以确定其电流和可从外部源获得的对应电力,该电流和对应电力可以被传送至计算机鼠标的MCU 1040((一个或更多个)处理器210)。
提供的5V可以穿过负载开关1030,该负载开关1030可以被配置成通过以一定的频率(例如,2kHz至10kHz或(一个或更多个)其他合适的频率)在0V与5V之间循环来将外部电力源提供的电压(例如,5V)“斩波”为二进制编码信号,该二进制编码信号可以向计算机鼠标通知模块化插入件的身份。二进制编码信号可以是同步的、异步的、对称的、非对称的等等,并且可以以任何合适的格式编码,包括非二进制代码,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。二进制编码信号或“类型数据”可以对应于无线耦合和电耦合至电力接口电路的外部电力源的类型。因此,供电式鼠标垫可以具有第一二进制编码信号(第一类型数据),并且充电托架可以具有第二二进制编码信号(第二类型数据)。类型数据可以被发送至MCU 1040并由该MCU 1040使用,以识别外部电力供应装置的类型并相应地改变其充电特性。例如,如上所述,第一类型数据可以对应于供电式鼠标垫,从而使计算机鼠标(例如,系统200、系统500或其组合)从外部电力源汲取最大50mA,而第二类型数据可以对应于充电托架,从而使计算机鼠标(例如,系统200、系统500或其组合)汲取明显更高的最大电流(例如,>100mA、>500mA、<1A或其他合适的充电速率)。负载开关1030可以由任何合适的电路架构元件来实现,所述电路架构元件包括如图所示的场效应晶体管(FET)、双极结型晶体管(BJT)或被配置成生成如本文所述的类型数据的有源和/或无源元件的其他合适的网络,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。
使用电力接口电路的系统的示例性实施方式
在一些实施方式中,输入装置(例如,计算机鼠标)可以包括一个或更多个处理器;电力接口电路,其电耦合和通信耦合至一个或更多个处理器,该电力接口电路能够操作成电耦合至多个不同类型的外部电力源并且从所述外部电力源接收电力,所述多个不同类型的外部电力源至少包括:第一类型的外部无线电力源,其能够操作成以一定的电压和第一电流向计算机鼠标无线地提供电力;以及第二类型的外部无线电力源,其能够操作成以该电压和第二电流向计算机鼠标无线地提供电力,第二电流是第一电流的大小的至少两倍。电力接口电路可以能够操作成生成类型数据并且将该类型数据发送至一个或更多个处理器,以指示第一类型的外部电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路。在一些方面,一个或更多个处理器将计算机鼠标配置成基于第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来改变电力消耗特性。计算机鼠标还可以包括配置在计算机鼠标中的壳体,该壳体电耦合和通信耦合至一个或更多个处理器。电力接口电路包括可移除模块化插入件,该可移除模块化插入件被配置成以互补的配合关系物理耦合和电耦合至计算机鼠标的壳体。可移除模块化插入件被配置成非破坏性地耦合至壳体以及从该壳体中移除,并且能够操作成生成类型数据并且将该类型数据发送至一个或更多个处理器。可移除模块化插入件可以包括一个或更多个磁体,所述一个或更多个磁体能够操作成机械地帮助将可移除模块化插入件与壳体和第二类型的外部电力源进行耦合和对准。
电力接口电路可以能够操作成在计算机鼠标正在沿底层表面移动时从第一类型的外部无线电力源接收电力,该底层表面是第一类型的外部电力源的至少一部分并且该电力接口电路被配置成使得当计算机鼠标基本上静止时该电力接口电路仅从第二类型的外部无线电力源接收电力。来自电力接口电路的类型数据可以是对应于外部电力源的类型的二进制序列(例如,数字或模拟序列)。在一些实施方式中,来自电力接口电路的类型数据是在2kHz与10kHz之间操作的5V二进制序列。
在某些实施方式中,电力接口电路包括负载开关,该负载开关能够操作成将接收到的电压(例如,DC、经整流的DC、AC等)转换为二进制序列,该二进制序列作为指示第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路的类型数据来操作。在一些方面,负载开关包括一个或更多个场效应晶体管(FET),所述场效应晶体管被配置成作为下述开关来操作,该开关从外部电力源接收5V输入电压并且使处于形成二进制序列的一系列接通/关断状态下的负载开关的输出循环,该二进制序列作为类型数据操作并且通常在2kHz与10kHz之间操作,但是其他二进制序列频率也是可能的。
在某些实施方式中,电力接口电路还能够操作成机械耦合和电耦合至一个或更多个有线电力源并且从一个或更多个有线电力源接收电力,所述一个或更多个有线电力源至少包括第三类型的外部电力源,该第三类型的外部电力源能够操作成向计算机鼠标提供电压和第三电流,第三电流是第一电流的大小的至少两倍。在一些情况下,第一类型的外部无线电力源是无线充电垫,第二类型的外部无线电力源是无线充电底座或支架,或者第三类型的外部电力源是有线通用串行总线协议。在一些实现方式中,第一类型的外部无线电力源提供最大40mA至60mA下的5VDC,和/或第二类型的外部无线电力源提供最大100mA至500mA下的5VDC。一个或更多个处理器可以基于第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来控制充电特性,所述充电特性包括充电速率,其中,计算机鼠标能够操作成:当第一类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时以第一充电速率对一个或更多个内部电力存储装置进行充电;以及当第二类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时以第二充电速率对一个或更多个内部电力存储装置进行充电,第二充电速率是该第一充电速率的至少两倍。
在一些实施方式中,计算机鼠标可以包括一个或更多个视觉输出元件,其中,一个或更多个处理器被配置成当第一类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时以第一操作输出配置操作一个或更多个视觉输出元件,并且所述一个或更多个处理器被配置成当第二类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时以第二操作输出配置操作一个或更多个视觉输出元件,第一操作输出配置和第二操作输出配置彼此不同。在一些情况下,计算机鼠标可以包括由一个或更多个处理器控制的光学传感器,该光学传感器被配置成检测计算机鼠标相对于底层表面的移动并且生成相应的移动数据。该计算机鼠标能够操作成通信耦合至主机计算装置,并且周期性地生成操作报告并将报告发送至主机计算装置。操作报告可以包括移动数据。在一些方面,当第二类型的外部无线电力源耦合至电力接口电路时,一个或更多个处理器被配置成防止移动数据被包括在操作报告中。
图11是示出根据某些实施方式的用于控制计算机鼠标的充电速率的方法1100的各方面的简化流程图。方法1100可以由可以包括硬件(电路系统、专用逻辑等)、在适当硬件(例如,通用计算系统或专用机器)上操作的软件、固件(嵌入式软件)或其任意组合的处理逻辑来执行。在某些实施方式中,方法1100可以由系统200、710、300或其任意组合的各方面来执行。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修改、变型和替选实施方式。
在操作1110处,根据某些实施方式,方法1100可以包括由一个或更多个处理器建立与电力接口电路的电和通信耦合,该电力接口电路能够操作成无线耦合和电耦合至多个不同类型的外部电力源并且从多个不同类型的外部电力源接收电力,并且将接收到的电力提供给计算机鼠标。
在操作1120处,根据某些实施方式,方法1100可以包括由一个或更多个处理器从电力接口电路接收类型数据,该类型数据指示第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路。
在操作1130处,根据某些实施方式,方法1100可以包括由一个或更多个处理器基于类型数据来确定耦合至电力接口电路的外部无线电力源的类型。
在操作1140处,方法1100可以包括将计算机鼠标配置成基于第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来改变电力消耗特性。在一些方面,计算机鼠标包括配置在计算机鼠标中的壳体,该壳体电耦合和通信耦合至一个或更多个处理器。电力接口电路还可以包括可移除模块化插入件(例如,参见图8),该可移除模块化插入件被配置成以互补的配合关系物理耦合和电耦合至计算机鼠标的壳体,并且可移除模块化插入件可以被配置成非破坏性地耦合至壳体以及从壳体中移除。在一些情况下,可移除模块化插入件被配置成将类型数据发送至一个或更多个处理器。将计算机鼠标配置成基于第一类型的外部无线电力源还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路来改变电力消耗特性可以包括:当第一类型的外部无线电力源被确定为耦合至电力接口电路时,以第一充电速率对一个或更多个内部电力存储装置进行充电;以及当第二类型的外部无线电力源被确定为耦合至电力接口电路时,以第二充电速率对一个或更多个内部电力存储装置进行充电,第二充电速率是第一充电速率的至少两倍。在一些实现方式中,第一类型的外部电力源可以是无线充电垫,并且第二类型的外部电力源可以是无线充电底座或支架,如图9所示。
应当理解,根据某些实施方式,图11中示出的具体步骤提供了用于控制计算机鼠标的充电速率的特定方法1100。也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12是示出根据某些实施方式的用于操作用于计算机鼠标的模块化插入件的方法1200的流程图。方法1200可以由可以包括硬件(电路系统、专用逻辑等)、在适当硬件(例如,通用计算系统或专用机器)上操作的软件、固件(嵌入式软件)或其任意组合的处理逻辑来执行。在某些实施方式中,方法1100可以由系统200、710、300或其任意组合的各方面来执行。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修改、变型和替选实施方式。
在操作1210处,根据某些实施方式,方法1200可以包括通过模块化插入件从外部电力源接收电力,其中,模块化插入件是被配置成物理耦合和电耦合至计算机鼠标的壳体的电力接口电路,其中,该模块化插入件被配置成非破坏性地耦合至壳体以及从壳体中移除。
在操作1220处,根据某些实施方式,方法1200可以包括操作模块化插入件上的负载开关,以将接收到的电力的电压转换为二进制序列,该二进制序列表征外部无线电力源类型,包括:第一类型的外部无线电力源;和第二类型的外部无线电力源。在一些方面,负载开关可以包括:一个或更多个场效应晶体管(FET),其被配置成作为开关来操作,其中,操作负载开关还包括使生成形成二进制序列的一系列接通/关断状态的负载开关的输出循环。
在操作1230处,根据某些实施方式,方法1200可以包括向计算机鼠标发送二进制序列,该二进制序列被配置成使计算机鼠标基于二进制序列指示第一类型还是第二类型的外部无线电力源无线耦合和电耦合至电力接口电路而改变电力消耗特性。在一些实施方式中,二进制序列在2kHz与10kHz之间操作。
应当理解,根据某些实施方式,图12中示出的具体步骤提供了用于操作计算机鼠标的模块化插入件的特定方法1200。也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。
在一些实施方式中,可以采用热保护。例如,可以以任何合适的方式减少、停止或修改电力传递,以适应良好输入装置性能特性的热考虑,如本领域普通技术人员通过本公开内容的益处将理解的。在一些实施方式中,每个充电实现方式(例如,50mA供电式鼠标垫、500mA充电托架等)可以具有不同的二进制模式(类型数据)。在一些情况下,充电实现方式之一可以是默认模式(50mA充电速率),其不需要类型数据来实例化默认充电速率,并且仅当类型数据对应于除默认类型之外的外部电力源时才改变充电速率(例如,电力消耗特性)。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修改、变型和替选实施方式。
在一些实现方式中,可以基于检测到的外部电力源的类型来改变一定的计算机鼠标功能。例如,不允许计算机鼠标移动的充电方案(例如,充电垫、充电托架)、某些人机接口装置(HID)报告可以被抑制或取消(例如,XY移动数据),以帮助避免可能的有害信号(例如,光标抖动)。在一些方面,LED可以用于提供当前正在使用的充电类型的视觉指示。例如,经由供电式鼠标垫的相对较慢的充电可以使LED以第一照明模式操作,而经由充电托架的相对较快的充电可以使LED以不同于第一照明模式的第二照明模式操作。在一些实施方式中,充电速率可以基于内部电荷存储装置(例如,超级电容器)的当前电荷来修改,或者在一些情况下,当不再需要电力时,外部电力源可以电解耦。
大多数实施方式利用本领域技术人员所熟悉的至少一种网络来支持使用诸如TCP/IP、UDP、OSI、FTP、UPnP、NFS、CIFS等的各种可商购获得的协议中的任何协议进行的通信。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、无线网络及其任何组合。
在利用网络服务器作为操作服务器或安全服务器的实施方式中,网络服务器可以运行各种服务器或中间层应用中的任一种,所述各种服务器或中间层应用包括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。(一个或更多个)服务器还可以能够响应于来自用户装置的请求例如通过执行一个或更多个应用来执行程序或脚本,所述一个或更多个应用可以被实现为以任何编程语言或任何脚本语言以及它们的组合编写的一个或更多个脚本或程序,编程语言包括但不限于C、C#或C++,脚本语言例如Perl、Python或TCL。(一个或更多个)服务器还可以包括数据库服务器,包括但不限于可从/> 和/>商购获得的数据库服务器。
这样的装置还可以包括计算机可读存储介质读取器、通信装置(例如,调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信装置等)以及如上所述的工作存储器。计算机可读存储介质读取器可以与代表远程、本地、固定和/或可移除存储装置的非暂态计算机可读存储介质以及用于临时和/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连接或者被配置成接收代表远程、本地、固定和/或可移除存储装置的非暂态计算机可读存储介质以及用于临时和/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。系统和各种装置通常还将包括位于至少一个工作存储器装置内的多个软件应用、模块、服务或其他元件,包括操作系统和应用程序,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与上述不同的许多变型。例如,也可以使用定制硬件和/或可以在硬件、软件(包括可移植软件,例如小程序)或上述二者中实现特定元件。此外,可以采用到其他计算装置例如网络输入/输出装置的连接。
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,所属领域的技术人员将理解,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。在其他情况下,没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法、设备或系统,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被提供,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一定限于相关联的实施方式,并且可以与示出和描述的其他实施方式一起使用或组合。此外,权利要求不旨在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,但是将理解,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针对这样的实施方式的变更、变型和等同物。因此,应当理解,如本领域普通技术人员将容易显而易见的,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种修改、变型和/或添加。实际上,本文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,可以对本文描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在覆盖如将落入本公开内容的范围和精神内的这种形式或修改。
已经采用的术语和表达被用作描述而不是限制性的术语,并且并不旨在使用这样的术语和表达来排除所示出和描述的特征或其一部分的任何等同形式。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。
虽然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,包括不提供本文中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考所附权利要求来限定。
除非另有明确说明,否则应理解,在整个说明书中,利用诸如“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更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。
本文中讨论的一个或更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设备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设备。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中公开的方法的实施方式。以上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。某些块或过程可以并行执行。
除非另外特别说明,否则本文中使用的条件语言例如除了其他以外“能够”、“可能”、“可以(might)”、“可以(may)”、“例如”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、元件和/或步骤而其他示例不包括某些特征、元件和/或步骤。因此,这样的条件语言通常不旨在暗示:一个或更多个示例以任何方式需要特征、元件和/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、元件和/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”等是同义词,以开放方式包括性地被使用,并且不排除附加元素、特征、动作、操作等。此外,术语“或”在其包括性意义中(而非排他性意义中)使用,使得例如当用于连接元素的列表时,术语“或”意指列表中的一个、一些或所有元素。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。附加地,“基于”的使用意味着开放和包含性,原因是“基于”一个或更多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作可能实际上基于除了所述的这些之外的附加条件或值。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”一个或更多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作可能实际上基于除了所述的这些之外的附加条件或值。本文中包括的标题、列表和编号仅是为了便于说明而并不意味着进行限制。
上述各种特征和过程可以彼此独立地被使用,或者可以以各种方式组合被使用。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。此外,在一些实施方式中,可以省略某些方法或过程框。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、并行或以某种其他方式执行。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)
1.一种计算机鼠标,包括:
壳体,其被配置成容纳能够移除的第一电荷存储装置;
接口,其被配置成从外部电力源无线地接收电力;
第二电荷存储装置;以及
多路复用器(MUX),包括:
耦合至一个或更多个处理器的输出;以及
耦合至所述第一电荷存储装置、所述接口和所述第二电荷存储装置的一组输入,
其中,所述MUX被配置成基于有关所述外部电力源电耦合至所述接口并且向所述接口提供电力的确定而将所述接口电耦合至所述一个或更多个处理器,
其中,所述MUX被配置成基于有关所述外部电力源电耦合至所述接口但当前没有向所述接口提供电力的确定而将所述第二电荷存储装置电耦合至所述一个或更多个处理器,以及
其中,所述MUX被配置成基于有关所述第一电荷存储装置电耦合至所述MUX并且所述外部电力源没有耦合至所述接口或者没有向所述接口提供电力的确定而将所述第一电荷存储装置电耦合至所述一个或更多个处理器。
2.根据权利要求1所述的计算机鼠标,其中,所述能够移除的第一电荷存储装置是能够移除的电池,并且其中,当所述第一电荷存储装置具有高于阈值的电压供应水平时,所述第一电荷存储装置被确定为电耦合至所述MUX。
3.根据权利要求1所述的计算机鼠标,其中,所述接口被配置成接纳能够移除的模块化插入件,当所述能够移除的模块化插入件被插入所述接口时使得所述计算机鼠标能够从所述外部电力源无线地接收电力。
4.根据权利要求3所述的计算机鼠标,其中,所述外部电力源是充电鼠标垫,所述充电鼠标垫被配置成当所述计算机鼠标被放置在所述充电鼠标垫上或附近时经由电磁感应向所述接口无线地提供电力。
5.根据权利要求1所述的计算机鼠标,其中,所述第二电荷存储装置被配置成由所述外部电力源经由充电电路进行充电。
6.根据权利要求5所述的计算机鼠标,其中,所述第二电荷存储装置是超级电容器。
7.根据权利要求5所述的计算机鼠标,其中,所述充电电路包括电流限制器,所述电流限制器包括:
第一低压差电压(LDO)调节器电路,其在浮动输出配置中被偏置;
第二LDO调节器电路,其被配置成将所述第二LDO调节器电路的输出电压调节到在所述第二电荷存储装置的正常操作范围内的水平,
其中,所述第一LDO调节其跨输出电阻器的输出电压,从而生成恒定电流,所述恒定电流通过所述第二LDO并且对所述第二电荷存储装置充电直到所述第二LDO达到并调节到预定电压,从而使所述第一LDO停止调节直到所述第二LDO的输出下降低于所述预定电压。
8.根据权利要求1所述的计算机鼠标,其中,由所述外部电力源供应的总允许电流在40mA与60mA之间,其中,所述外部电力源被配置成同时向所述一个或更多个处理器提供电力并且在不超过所述总允许电流的情况下对所述第二电荷存储装置充电。
9.一种操作计算机鼠标的方法,包括:
确定外部无线电力源是否耦合至接口,所述接口被配置成将电力从所述外部无线电力源传送至电力管理系统;
基于有关所述外部无线电力源电耦合至所述接口并且向所述接口提供电力的确定而选择所述外部无线电力源为所述计算机鼠标供电;
确定固定式内部电力源是否耦合至所述电力管理系统;
基于有关所述固定式内部电力源耦合至所述电力管理系统并且所述外部无线电力源耦合至所述接口但没有向所述接口提供足够电力的确定而选择所述固定式内部电力源为所述计算机鼠标供电;
确定能够移除的内部电力源是否电耦合至所述计算机鼠标中的电力管理系统;以及
基于有关所述能够移除的内部电力源电耦合至所述电力管理系统并且所述外部电力源没有耦合至所述接口的确定而选择所述能够移除的内部电力源为所述计算机鼠标供电。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述能够移除的内部电力源是能够移除的电荷存储装置,并且其中,当所述能够移除的内部电力源具有高于阈值的电压供应水平时,所述能够移除的内部电力源被确定为电耦合至所述电力管理系统。
11.根据权利要求9所述的方法,其中,所述外部电力源是充电鼠标垫,所述充电鼠标垫被配置成当所述计算机鼠标被放置在所述充电鼠标垫上或附近时经由电磁感应向所述电力管理系统无线地提供电力。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,所述固定式内部电力源是电荷存储装置,所述电荷存储装置被配置成由所述外部电力源经由充电电路进行充电。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述固定式内部电力源是超级电容器。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,所述充电电路包括电流限制器,所述电流限制器包括:
第一低压差电压(LDO)调节器电路,其在浮动输出配置中被偏置;
第二LDO调节器电路,其被配置成将所述第二LDO调节器电路的输出电压调节到所述固定式内部电力源的正常操作范围内的水平,
其中,所述第一LDO调节其跨输出电阻器的输出电压,从而生成恒定电流,所述恒定电流通过所述第二LDO并且对第二内部电力源充电直到所述第二LDO达到并调节到预定电压,从而使所述第一LDO停止调节直到所述第二LDO的输出下降低于所述预定电压。
15.根据权利要求9所述的方法,其中,由所述外部电力源供应的总允许电流在40mA与60mA之间,其中,所述外部电力源被配置成同时向所述电力管理系统提供电力并且在不超过所述总允许电流的情况下对所述固定式内部电力源充电。
16.一种系统,包括:
一个或更多个处理器;
一个或更多个机器可读、非暂态存储介质,其包括被配置成使所述一个或更多个处理器执行操作的指令,所述操作包括:
确定外部无线电力源是否耦合至接口,所述接口被配置成将电力从所述外部无线电力源传送至电力管理系统;
基于有关所述外部无线电力源电耦合至所述接口并且向所述接口提供电力的确定而选择所述外部无线电力源为所述计算机鼠标供电;
确定固定式内部电力源是否耦合至所述电力管理系统;
基于有关所述固定式内部电力源耦合至所述电力管理系统并且所述外部无线电力源耦合至所述接口但没有向所述接口提供足够电力的确定而选择所述固定式内部电力源为所述计算机鼠标供电;
确定能够移除的内部电力源是否电耦合至所述计算机鼠标中的电力管理系统;以及
基于有关所述能够移除的内部电力源电耦合至所述电力管理系统并且所述外部电力源没有耦合至所述接口的确定而选择所述能够移除的内部电力源为所述计算机鼠标供电。
17.根据权利要求16所述的系统,其中,所述能够移除的内部电力源是能够移除的电荷存储装置,并且其中,当所述能够移除的内部电力源具有高于阈值的电压供应水平时,所述能够移除的内部电力源被确定为电耦合至所述电力管理系统。
18.根据权利要求16所述的系统,其中,所述外部电力源是充电鼠标垫,所述充电鼠标垫被配置成当所述计算机鼠标被放置在所述充电鼠标垫上或附近时经由电磁感应向所述电力管理系统无线地提供电力。
19.根据权利要求16所述的系统,其中,所述固定式内部电力源是超级电容器,所述超级电容器被配置成由所述外部电力源经由充电电路进行充电。
20.根据权利要求19所述的系统,其中,所述充电电路包括电流限制器,所述电流限制器包括:
第一低压差电压(LDO)调节器电路,其在浮动输出配置中被偏置;
第二LDO调节器电路,其被配置成将所述第二LDO调节器电路的输出电压调节到所述固定式内部电力源的正常操作范围内的水平,
其中,所述第一LDO调节其跨输出电阻器的输出电压,从而生成恒定电流,所述恒定电流通过所述第二LDO并且对第二内部电力源充电直到所述第二LDO达到并调节到预定电压,从而使所述第一LDO停止调节直到所述第二LDO的输出下降低于所述预定电压。
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