触控笔电池充电系统的制作方法

触敏显示设备、触控板、书写板、图形板/数字化仪和其他电子设备可接受来自诸如触控笔之类的输入设备的输入。触控笔可以比手指或其他迟钝的输入机构更适合于精准任务，例如绘图、书写、选择图标等。触控笔可包括发送/接收设备和/或以其他方式能够执行活动功能来与计算设备交互。这种活动功能可由位于触控笔内的可充电电池供电。

概述

触控笔可采用对接器(dock)来为内部电池充电和/或可容纳在对接器内以便在不被使用时进行安全存储。公开了针对触控笔的实施例，其包括用于为触控笔的活动功能供电的能量存储设备，以及电耦合到该能量存储设备并且被配置成提供充电电流以对能量存储设备充电的充电电路。触控笔还包括磁吸式元件，该磁吸式元件包括置于触控笔的外表面上的环形结构中的铁磁材料，该磁吸式元件电耦合到充电电路以形成充电电路的端子，并且该磁吸式元件被配置成经由对接器的永磁体的磁吸而被接收在对接器上，以将触控笔带入对接位置，在对接位置中磁吸式元件接触对接器的充电触点，从而使充电电路从对接器接收充电电流。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本

技术实现要素：
并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。而且，所要求保护的主题不限于解决该公开的任一部分中所注的任何或全部缺点的实现方式。

附图简述

图1示意地示出了示例触控笔充电系统。

图2示出了图1所示的触控笔充电系统的示例对接器。

图3示出了示例显示设备和集成对接器配置。

图4示出了示例对接器的横截面。

图5示出了图1所示的触控笔充电系统的示例触控笔。

图6示出了示例触控笔的横截面。

图7示出了示例触控笔充电系统的触控笔和对接器之间的示例电子和磁性关系。

图8示出了在触控笔充电系统的对接器内的触控笔的示例对接位置。

详细描述

如上所述，触控笔可提供由可充电电池供电的活动功能。触控笔内的充电电路可提供充电电流以经由被配置成接触相关联的触控笔充电器的充电触点的一个或多个端子对电池充电。由于触控笔可能由于触控笔的典型尺寸和形状(例如，具有至少一个渐缩端的薄的杆状形状)而容易错位，触控笔充电器可采用在充电期间和/或在触控笔未被使用时将触控笔保持在特定位置的对接器的形式。在下面描述的示例中，触控笔包括充电电路的至少一个端子，所述端子由在触控笔主体的外部上的铁磁材料的沉积物形成。包括同样用作充电端子的磁吸式元件使得端子能够对齐对接器的充电触点，并且经由对接器的永磁体的磁吸引抵抗万有引力和其它力从而固定到对接器。

图1示意地示出了示例触控笔充电系统100。触控笔充电系统100可包括被配置成接触和/或被支撑在对接器104中的触控笔102。触控笔102可包括电池106或被配置成为触控笔的活动功能供电的其他能量存储设备。电池106可向触控笔的处理器或其它逻辑设备、触控笔的存储设备、触控笔的传感器设备、触控笔的发射器/接收器、发光设备(例如激光指向机构)和/或可用于执行活动功能的触控笔的任何合适的(多个)电子设备的电部件供电。例如，触控笔102可被配置成向接受来自触控笔的输入的计算设备发送位置信息、触控笔的用户的生物特征数据和/或其他合适的信息。触控笔102可附加地或替代地包括振动电机、(多个)指示灯和/或可由电池106供电的其它反馈机构。应当理解，电池106可以是任何合适类型的可充电电池，并且可使用任何合适的化学成分，包括但不限于锂离子(例如锂钴)、铅酸、镍镉(NiCd)、镍－金属氢化物(NiMH)等。

充电电路108可电耦合到电池106并且被配置成向电池106提供充电电流。充电电路108可被配置成调节从一个或多个端子110到电池106的电流。例如，充电电路108可确保向电池提供稳定的电流流动、可控制充电时间和/或可提供对电池106的充电的任何合适的调节、改变和/或控制。充电电路108还可监控诸如电压、温度等的参数，以便提供对电池106的充电的智能控制。

充电电路108可包括任何合适数量的端子。例如，在图1的触控笔102中示出了两个端子110。端子110可由置于触控笔的表面上的导电材料形成。以此方式，导电材料可与对接器104的一个或多个充电触点112面对面共享接触并从而形成电路，通过该电路可提供充电电流以在触控笔处于对接位置时对触控笔充电。一个或多个端子110可以是磁吸式的，包括铁磁材料和/或由铁磁材料组成。例如，一个或多个端子110可包括电镀或固体钢、铁、镍、钴和/或任何合适的铁磁性金属或金属合金。如下面更详细描述的，在一些示例中，一个或多个附加的端子110可以是非磁吸式的，包括非铁磁材料和/或由非铁磁材料组成。例如，一个或多个端子110可包括电镀或固体黄铜、青铜、铜、金、银和/或任何合适的非铁磁材料。

如上所述，当触控笔处于对接位置时，每个端子110可与对接器104的相应充电触点112接触。另外，包括铁磁材料(本文中也称为铁磁端子)的任何磁吸式端子被吸引到置于对接器104之中或之上的一个或多个永磁体114。在所示示例中，示出了两个永磁体，然而，任何合适数量的永磁体可包括在对接器104中。永磁体114可被完全地封闭在对接器的外壳内和/或被对接器的外壳覆盖，或者可完全地或部分地外露在对接器的表面。例如，在一些示例中，一个或多个永磁体114可部分地封闭在对接器壳体内并且通过对接器壳体中的(多个)开口朝向对接器104的外表面和/或上方突出。在其他示例中，一个或多个永磁体114可被完全地置于对接器主体的外表面上。将永磁体外露在对接器的外部区域可增加由永磁体吸引铁磁端子所提供的磁吸力的强度，然而将永磁体的表面覆盖和/或将永磁体封闭在对接器壳体中可减少永磁体的磨损。

充电触点112可直接和/或经由充电电路118电耦合到电源116。电源116可以是任何合适的电源，并且可被配置成向充电触点112提供充电电流或通过充电触点112提供充电电流。对于采用充电电路118的示例，充电电路118可向充电电路108提供类似的功能以调节提供给充电触点112的来自电源116的输出。

图2示出了图1的对接器104的示例外观和结构配置。对接器104可具有基本上为矩形的壳体202，该壳体202具有对应于触控笔的形状或外形因子的凹陷区域204。例如，凹陷区域204(本文中也称为阱)可相对于对接器壳体202的前表面206向内凹陷(例如，朝向对接器的内部组件)，并且可以在一端(例如，最靠近充电触点112a和可选充电触点112b的端部)比另一端(例如，最靠近可选充电触点112c的端部)更渐缩。以此方式，当触控笔处于对接位置时，触控笔的至少一部分可容纳在阱的内部。前表面206可包括指示灯208和/或其它反馈或感测机构。例如，指示灯208可指示触控笔的充电状态(例如未连接、充电中、完成充电等)。

一个或多个充电触点112和永磁体114可被置于对接器104的凹陷区域204中。例如，充电触点112和永磁体114的至少一部分可被配置成通过在对接器壳体202的位于凹陷区域204内的部分中的开口突出。充电触头112可以是弹簧承载的，使得触头被偏置以从开口突出，并且当向下的力施加到触点时(例如，当触控笔被带入对接位置，其中触控笔的端子接触充电触点时)，充电触点112可被向内推向对接器的内部部件。如图所示，一对永磁体114a和114b可被置于充电触点112a之一的相对侧上，使得充电触点被置于两个永磁体之间。以此方式，如参考图7更详细描述的，触控笔的铁磁端子可经由永磁体114a和114b的磁吸力被引导来与充电触点对齐。永磁体可以与充电触头112a接近但是电隔离和/或在空间上与充电触点112a分离，以便减少永磁体上的磨损和/或使得能够为磁体和触点选择最适合于每个功能(例如磁吸力和导电性)的材料。换句话说，充电触点可由比用于形成强永磁体的材料更导电的材料制成。

附加的永磁体(诸如可选磁体114c和114d)和/或附加的可选充电触点112c可被放置于对接器104的相对端，以便与触控笔的另一个铁磁元件相互作用以提供触控笔到对接器的进一步对齐和安全性。例如，一对永磁体114c和114d可被配置成吸引触控笔的附加的铁磁端子和/或触控笔的电池。当用于吸引触控笔的铁磁端子时，可以存在可选充电触点112c，而可选充电触点112b可从对接器中省略。或者，如果用于吸引不是充电电路的端子的触控笔的电池或其他铁磁元件，则可省略可选充电触点112c，而可选充电触点112b可被包括在对接器中。作为补充或替换，永磁体210可被包括在上述示例的一个或多个示例中的对接器104中。永磁体210可被配置和放置成吸引触控笔102的电池106。

虽然示出为在凹陷区域的相对侧上的磁体对，但是应当理解，永磁体114可布置成用于朝向对接位置对准和吸引触控笔的任何合适的配置。例如，单个永磁体可被置于充电触点的任一侧上，多个永磁体可被置于多个充电触点的任一侧上，一个或多个永磁体可被置于凹陷区域204外部的前表面206上等等。另外，永磁体114可具有任何合适的尺寸例如，一个或多个永磁体可围绕凹陷区域的一部分形成部分环，和/或可具有合适的规则或不规则形状。

在一些示例中，一个或多个侧表面(诸如侧表面212)可被配置成与显示设备集成和/或以其它方式附接到显示设备。现转至图3，相对于显示设备302示出了对接器104。在所示示例中，对接器104被垂直地安装到显示设备302的一侧(例如，阱的更渐缩的端部被放置于阱的锥度较小的端部上方)。应当理解，对接器104可附接到显示设备302的边框304和/或集成进显示设备302的边框304中。例如，对接器104可在后表面(在图2中示出的相对的前表面206)附接到显示器的侧面，使得对接器从边框304延伸和/或集成进显示器中，使得前表面206与边框304的外表面306齐平。由于在对接器104的永磁体114与触控笔102的铁磁端子110(如图1所示)之间提供的铁磁吸力，这种对接器的朝向是可能的，该铁磁吸力比在对接位置中的触控笔上的重力更强，并且该铁磁吸力足够强大以便不仅将触控笔稳固地保持在原处，并且当触控笔靠近对接器时还能提供可感知的拉力。以此方式，用户可能以非常接近用于将触控笔放置在对接器中的运动但仍实现触控笔的对接。应当理解，对接器104可相对于显示设备以任何合适的朝向和/或位置集成和/或附接到显示设备302。

图4示出了沿图3的线A-A截取的对接器104的横截面。对接器104的横截面还示出了相对于壳体202的前表面206的凹陷区域204的凹度。对接器104的横截面还示出永磁体114a和114b的示例性突出部以及穿过凹陷区域204的壳体的充电触点112。充电触点112可被安装在诸如印刷电路板402之类的基板上，该基板包括导电轨道和其它合适的连接器以将充电触点112连接到对接器104的充电电路和/或电源。应当理解，图4中所示的元件(诸如永磁体和充电触点)的尺寸和形状是代表性的，并且可以使用这种元件的任何合适的配置。例如，对接器104的永磁体可以是薄的圆盘，其厚度刚好被部分地容纳在对接器壳体中并且部分地通过对接器壳体中的开口突出。

图5示出了图1的触控笔102的示例外观和结构。如图所示，端子110a和110b可围绕触控笔壳体502的圆周形成完整或部分的环。在触控笔的整个圆周周围形成完整环的端子可被用来使触控笔更容易对接，因为触控笔可围绕触控笔的纵轴504旋转到任何位置并且仍然与对接器的充电触点接触。虽然示出了环形端子，但是应当理解，可以在触控笔上采用任何合适的端子配置。例如，可增加触控笔的铁磁端子与对接器的永磁体之间的磁力，以便即使触控笔被定向成使得触控笔在靠近对接器时端子背离永磁体，也允许仅置于触控笔壳体的圆周的一部分的端子被拉向永磁体。

如上所述，触控笔102的端子110中的至少一个端子可以是铁磁的，以便被吸引到对接器104的永磁体。在一个示例中，端子110a可以是铁磁的，而端子110b可以是非磁吸式的(例如，非铁磁的)。如参照图7更详细描述的，这种布置可使得端子能够适当地对齐对接器104的充电触点112。该布置还可使得端子能够彼此相对紧密地隔开而不影响触控笔的对齐，因为端子110b不会被对接器104的永磁体吸引。通过采用至少一个铁磁端子，磁对齐/安全和充电功能可由单个环提供，从而导致在触控笔的表面上包括更少的环的总数。这种特征可降低成本并且为触控笔提供美学益处。

在其它示例中，可采用多个铁磁端子。在这种示例中，铁磁端子可彼此隔开以便确保正确的对准。例如，端子110a和可选端子110c可以是铁磁的。由于端子110a和110c在触控笔的相对端部上隔开，当触控笔靠近对接位置时，每个端子可仅被吸引到对接器的永磁体中的一个永磁体(或对接器的一个区域中的永磁体)。例如，端子110a可被吸引到图2的永磁体114a和114b，而端子110c可被吸引到图2的永磁体114c和114d。铁磁端子可被对称地布置(例如，端子110a可与擦除器端506隔开与端子110c距书写端508的空间相同的量)，以便允许将触控笔以任何朝向置于对接器中。换句话说，触控笔的端子和相关联的磁体以及对接器的充电触点的对称布置可用来使得端子能够接触在对接器的任一端上的磁体和/或充电触点。当使用多个铁磁端子(诸如端子110a和110c)时，非铁磁端子(例如端子110b)可从触控笔中省略。应当理解，图5中所示的铁磁端子和非铁磁端子的布置和位置是示例性的，并且可以采用任何合适的朝向。

触控笔102可具有任何合适的活动功能以向计算系统提供多种类型的输入和/或向用户提供反馈。例如，触控笔可包括检测指示触控笔的朝向和/或接触点来确定擦除器端506或书写端508是否提供输入(例如，触碰表面)的传感器。使用触控笔的不同端提供输入可允许以相同的笔划执行不同的功能。例如，经由擦除器端506提供输入可使得图形用户界面的区域中的显示特征被移除，而经由书写端508提供输入可引起附加的可显示特征被添加到图形用户界面。对擦除器端506执行诸如敲击或按压的特定类型的输入(或在触敏输入表面敲击/按压擦除器端)可引起要执行的命令(诸如撤消)。对书写端508执行这样的输入或与书写端508执行这样的输入可引起要执行的不同的命令(诸如选择命令)。在一些示例中，擦除器端506和/或书写端508可包括按钮机构。书写端508可比擦除器端506更渐缩，以便提供具有增加的精度(例如，能够接触触敏输入表面的较小区域)的输入机构。触控笔102还可包括按钮510以提供附加的功能。例如，按钮510可被致动以改变触控笔的输入状态、打开/关闭触控笔、提供选择/确认输入等。类似于图2中的对接器104的指示灯208，触控笔102的指示灯512可提供关于触控笔的状态(例如，电池的剩余电量状态/充电状态、电源状态等)的反馈。

图6示出了触控笔102通过端子110b并且沿垂直于图5的纵轴504的轴线的横截面。如图所示，两个端子110a和110b分别与针脚602a和602b电连接(例如，经由物理接触)。以此方式，充电电流可经由导电轨道和/或置于基板(诸如印刷电路板604)上的其他合适的连接器流过相应的针脚602a和602b到达触控笔的充电电路。针脚602a和602b可被放置于印刷电路板604的相对侧上，以便在充电电流流向充电电路的同时最小化干扰。

图7示出了示例触控笔充电系统100的触控笔和对接器之间的示例电子和磁性关系。例如，触控笔102的端子110a可以是被配置成分别经由磁力702a和702b磁吸至永磁体114a和114b的铁磁端子。端子110a与永磁体114a及114b之间的磁力用于在触控笔102靠近对接器104时促使触控笔进入对接位置。由于永磁体在充电触点的任一侧上的定位，在被拉动成与磁体接触时，铁磁端子110a也将接触充电触点112a以提供由虚线704a示出的电连接。由于充电触点可以是弹簧承载的并且被偏置以在永磁体上方延伸，所以铁磁端子110a将在接触永磁体之前接触充电触点。铁磁端子110a与永磁体114a及114b之间的磁力足够强，以便克服弹簧承载的充电触点的偏置并致使铁磁端子按压充电触点来与永磁体面对面地接触。弹簧承载的充电触点的偏置在对接期间促使触点朝向触控笔的端子，由此确保在触控笔对接时的安全的不间断的电接触。

如上文参考图2所描述的，可使用对接器104上的一个或多个附加的永磁体和触控笔上的其他铁磁端子(例如，图5的端子110c、电池106和/或触笔102的另一个铁磁元件)提供附加的吸引力。这种附加的磁吸可用于进一步对齐和/或作为整体增强对接器和触控笔之间的磁力，并且在处于对接位置时进一步将触控笔固定到对接器。

继续图7，第二充电触点112b可与永磁体及充电触点112a(其被置于永磁体之间)隔开与端子110a及110b之间的距离相等的距离。以此方式，使端子110a与永磁体114a和114b接触的磁力也将端子110b与充电触点112b对齐。因此，如虚线704b所示，可进行端子110b和充电触点112b之间的电连接。

图8示出了触控笔102在触控笔充电系统100的对接器104内的示例对接位置。如图所示，触控笔102位于对接器104的凹陷区域内(上文参考图2更详细地描述)。以此方式，触控笔102的端子110以上文参考图1所述的方式与对接器104的相应的充电触点电接触。

如上所述的将铁磁充电端子结合在触控笔上的触控笔充电系统使得系统能够提供将触控笔对准/固定在对接位置，以及在触控笔的铁磁充电端子与对接器的充电触点之间提供电连接的双重功能。这种铁磁吸引甚至可以使得触控笔在垂直方向上保持固定在对接器中。此外，通过在对接器上提供在对接器的充电触点附近但是与之电绝缘的永磁体，减少了永磁体的磨损并且允许为每个永磁体和充电触点使用更合适的材料。

在一些实施例中，在此描述的方法和过程可以与一个或多个计算设备的计算系统绑定。尤其地，这样的方法和过程可被实现为计算机应用程序或服务、应用编程接口(API)、库和/或其他计算机程序产品。

将会理解，此处描述的配置和/或方法本质是示例性的，这些具体实施例或示例不应被视为限制性的，因为许多变体是可能的。此处描述的具体例程或方法可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个。如此，所示和/或所述的各种动作可以以所示和/或所述顺序、以其它顺序、并行地执行，或者被省略。同样，上述过程的次序可以改变。

本公开的主题包括各种过程、系统和配置以及此处公开的其他特征、功能、动作和/或属性、以及它们的任一和全部等价物的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。