具有熱控制的用戶接口裝置的製作方法

2023-10-08 20:11:34

專利名稱：具有熱控制的用戶接口裝置的製作方法
具有熱控制的用戶接口裝置
背景技術：
長時間玩遊戲或工作的遊戲玩家或其他計算機用戶會出汗。這些汗液有些出現在 手上，引起不適並且影響最大能力或效率地玩遊戲或工作的能力。特別地，降低了準確而可 靠地選擇按下按鈕的時間的能力。在遊戲環境下，降低的能力導致贏得遊戲所必需的射擊、 移動、或操縱的能力喪失。在工作環境下，降低的能力造成資源浪費。另外，在高壓力工作 領域中，諸如醫學和投資銀行領域中，錯誤的按鈕按壓會產生嚴重的後果。


為了更完全地理解本公開，現在來參考附圖和具體描述，其中相同的標號代表相 同的部件圖1示出了根據至少一個示例性實施例的耦接到計算機輸入裝置的熱電致冷器 (「TEC」)；圖2示出了根據至少一個示例性實施例的包括計算機、計算機輸入裝置和TEC的 系統；圖2A示出了根據至少一個示例性實施例的計算機輸入裝置的分解圖；以及圖3示出了根據至少一個示例性實施例的框圖格式的計算機輸入裝置。標註和術語在以下的權利要求以及描述中通篇使用某些術語來指代特定元件。本文檔並非意 在區分名稱不同而非功能不同的元件。在以下描述和權利要求中，以開放式形式使用術語 「包括」和「包含」，並且因此術語「包括」和「包含」應當被解釋為表示「包括但並不限於」。 此外，術語「耦接」意在表示間接或直接的電氣或光學連接。因此，如果第一裝置耦接到第 二裝置，該連接可以通過直接電氣連接，或者經由其他裝置和連接的間接電氣連接。
具體實施例方式以下描述涉及本發明的多個實施例。儘管這些實施例中的一個或多個可能是優選 的，但是所公開的實施例不應當被解釋為、或以其他方式被用作為限定本公開的範圍(包 括權利要求)，除非特別指出。對任何實施例的描述僅僅代表該實施例的示意，而並非意在 表明本公開的範圍(包括權利要求)受限到該實施例。為了克服上述問題，公開了一種系統和一種設備。圖1示出了根據至少一個實施 例的包括耦接到計算機輸入裝置102的熱電致冷器(「TEC」)104的系統100。如圖所示， 計算機輸入裝置102為計算機滑鼠，為了例證說明的目的，切掉了外殼的一部分。然而，在 各種實施例中，計算機輸入裝置包括鍵盤、遊戲杆、或本領域技術人員已知的其他計算機輸 入裝置。TEC 104優選地適於經由傳導來調控計算機輸入裝置102的溫度。在至少一個實 施例中，TEC 104位於在計算機輸入裝置102內。對TEC的描述將是有用的。TEC是根據珀爾帖(Peltier)效應、經由流過作為TEC部件的兩個導體的電流引起 的加熱或冷卻效果工作的固態熱泵。具體地說，施加到耦接在一起的兩個不同導體的自由
4端的電壓產生溫度差。由於溫度差的原因，熱量從耦接的導體的一端傳送到另一端。因此， TEC的一面將被冷卻，而相反面同時被加熱。因此，通過使用一面用於加熱而另一面用於冷 卻或者通過在TEC內將極性反轉，這引起所施加的電流的方向變化，並因此引起熱傳遞方 向的變化，可以使用TEC用於加熱和冷卻。TEC包括ρ型和η型半導體器件(例如碲化鉍)陣列作為兩個導體。該器件陣列 被電氣串聯、並且熱並聯地焊接在兩個陶瓷板之間。由於直流電(「DC」)從η型到ρ型地 流過半導體器件，所以在與η型器件耦接的陶瓷板(「涼表面」)處溫度降低，導致熱吸收。 由於P型器件，隨著電子從高能態移動到低能態，熱量通過電子轉移被傳送通過耦接的導 體並且以熱量形式在相反的陶瓷板(「熱表面」)上被釋放。熱量被消散到散射片或者經由 風扇釋放到周圍環境中或者實現這兩個動作。TEC的熱泵能力與電流幅度以及η型和ρ型 元件的數量成比例。TEC藉助DC電源輸入來工作。與TEC兼容的DC電源可以是從簡單的電池到複雜 的閉環溫度控制/電源電路。線性電源和開關電源都可以用來使TEC工作。優選地，TEC 104包括耦接到計算機輸入裝置102的導熱部分106。導熱部分106 將TEC 104耦接到計算機輸入裝置102，並在TEC 104與計算機輸入裝置102之間傳遞熱 能。在至少一個實施例中，單個導熱部分106提供選擇性的加熱或冷卻。導熱部分耦接到 TEC 104的任一面101或103，TEC 104中的電流被反向以便在加熱和冷卻之間進行切換。在至少一個實施例中，在導熱部分106將TEC 104的涼表面103與計算機輸入裝 置102耦接時，TEC 104冷卻計算機輸入裝置102。因此，TEC 104適於通過傳導將計算機 輸入裝置102冷卻到環境溫度以下。同樣地，熱量通過導熱部分106從計算機輸入裝置102 流出，並且被TEC104消散。同樣地，導熱部分106優選包括對熱能傳導良好的材料。為了在無需將極性反轉的情況下同時加熱計算機輸入裝置102，第二導熱部分 111被耦接在TEC 104的熱表面101和計算機輸入裝置102之間。第二導熱部分111也在 計算機輸入裝置102和TEC 104之間傳遞熱能。因此，TEC 104還適於經由傳導將計算機 輸入裝置102加熱到環境溫度以上。在至少一個實施例中，TEC 104適於通過傳導把計算機輸入裝置的第一部分加熱 到環境溫度以上並且同時通過傳導把計算機輸入裝置的第二部分冷卻到環境溫度以下。如 圖1所示，TEC 104適於冷卻滑鼠按鈕114和加熱掌託112。在至少一個實施例中，即使使用兩個導熱部分106、111，電流方向也被反轉。同樣 地，計算機輸入裝置102的曾經被加熱的部分現在被冷卻，反之亦然。正如本領域技術人員 理解的那樣，一個或多個導熱部分106、111可以從TEC 104耦接到計算機輸入裝置102，從 而以多種組合提供對計算機輸入裝置102的熱調控。在至少一個實施例中，導熱部分106 從TEC 104的兩個表面103、101耦接到掌託112、按鈕114和滾動輪116。如上所述，對計算機輸入裝置102的溫度調控基於TEC 104中的電流方向和電流 幅度。電流方向確定TEC的哪一面熱，哪一面冷。較大的電流幅度導致更冷的涼表面和更 熱的熱表面，因為更多的熱能從TEC 104的一側傳遞到另一側。因此，通過調節TEC 104中 電流的方向和幅度來調節計算機輸入裝置102的溫度。在至少一個實施例中，TEC 104從 電池109接收電力。導線108使得TEC 104能夠耦接到電池109。優選地，TEC 104包括風扇110來消散TEC 104產生的多餘熱量。如上所述，在至少一個實施例中，代替風扇110地或者與風扇110相結合地使用散熱片。圖2示出了根據至少一個示例性實施例的包括計算機206、計算機輸入裝置102和 TEC 104的系統200。圖2A示出了根據至少一個示例性實施例的計算機輸入裝置102的反 面的分解圖。圖3示出了根據至少一個示例性實施例的框圖形式的計算機輸入裝置102。 計算機輸入裝置102的熱調控通過對TEC 104的電氣調控來實現，S卩，調節TEC 104中的電 壓和電流。軟體或硬體實現的邏輯優選地用於根據預定規則的TEC 104的電氣調控。例如， 在計算機輸入裝置102連續使用超過一個小時之後，軟體邏輯指示TEC 104將計算機輸入 裝置102的手掌部分冷卻5度。優選地，計算機206包括軟體邏輯310，其中可以定義規則 並且可以通過圖形用戶界面208來調節電壓和電流。繼續該示例，在感測到TEC 104自動啟動時，用戶通過硬體邏輯302使TEC 104無 效。優選地，硬體邏輯302被實現為計算機輸入裝置102內的電路。此外，用戶優選地可以 經由控制器210容易地操控該電路。例如，通過輕按位於計算機輸入裝置102下方的開關 212，用戶可以切斷提供給硬體邏輯302的電源，從而停止任何加熱或冷卻。作為另一示例， 用戶可以調節滑塊214來調控TEC 104內的電流和電壓，並由此調控計算機輸入裝置102 的溫度。在至少一個實施例中，TEC 104從計算機206接收電力。在這樣的實施例中，TEC 104使用電池109作為備用電源或者根本不耦接到電池109。在至少一個實施例中，執行對 TEC 104供電的這兩個方法，其中一個方法用作為另一方法的備用方法。上述公開意味著例示本發明的原理和多個實施例。一旦全面理解上述公開，各種 變型和修改對於本領域技術人員來說是明顯的。所附權利要求意在被解釋為包含所有的變 型和修改。
權利要求
一種系統，包括熱電致冷器(TEC)；以及與所述TEC耦接的計算機輸入裝置；其中所述TEC適於通過傳導來調控所述計算機輸入裝置的溫度。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述TEC適於通過傳導把所述計算機輸入裝置冷卻 到環境溫度以下。
3.如權利要求2所述的系統，其中所述TEC適於通過傳導把所述計算機輸入裝置加熱 到環境溫度以上。
4.如權利要求1所述的系統，其中所述TEC適於通過傳導把所述計算機輸入裝置的第 一部分加熱到環境溫度以上並且同時通過傳導把所述計算機輸入裝置的第二部分冷卻到 環境溫度以下。
5.如權利要求1所述的系統，還包括導熱部分，所述導熱部分把所述TEC耦接到所述計 算機輸入裝置。
6.如權利要求1所述的系統，其中對所述計算機輸入裝置的溫度調控基於所述TEC中 的電流方向和電流幅度。
7.如權利要求1所述的系統，其中所述TEC適於在提供給所述TEC的電流方向反向時 從冷卻所述計算機輸入裝置切換為加熱所述計算機輸入裝置。
8.如權利要求1所述的系統，其中所述TEC適於位於在所述計算機輸入裝置內。
9.如權利要求1所述的系統，其中所述計算機輸入裝置適於通過位於所述計算機輸 入裝置上的硬體來調節所述計算機輸入裝置的溫度，所述硬體調節所述TEC中的電壓和電 流。
10.如權利要求1所述的系統，還包括耦接到計算機輸入裝置的計算機。
11.如權利要求10所述的系統，其中所述計算機包括適於調節所述計算機輸入裝置的 溫度的軟體，所述軟體調節所述TEC中的電壓和電流。
12.如權利要求1所述的系統，其中經由耦接到所述計算機輸入裝置的計算機來為所 述TEC提供電力。
13.如權利要求1所述的系統，其中經由耦接到所述TEC的電池為所述TEC提供電力。
14.一種系統，包括計算機輸入裝置，用於將數據輸入到計算機中；以及溫度調控裝置，用於調控所述計算機輸入裝置的溫度；其中所述溫度調控裝置適於通過傳導來調控所述計算機輸入裝置的溫度。
15.如權利要求14所述的系統，其中所述溫度調控裝置適於通過傳導把所述計算機輸 入裝置冷卻到環境溫度以下。
16.如權利要求15所述的系統，其中所述溫度調控裝置適於通過傳導把所述計算機輸 入裝置加熱到環境溫度以上。
17.如權利要求14所述的系統，還包括導熱裝置，用於在所述溫度調控裝置與所述計 算機輸入裝置之間傳導熱能。
18.如權利要求14所述的系統，還包括調節裝置，用於調節所述溫度調控裝置中的電 壓和電流，其中對所述計算機輸入裝置的溫度調控基於所述溫度調控裝置中的電流方向和電流幅度。
19.如權利要求14所述的系統，還包括供電裝置，用於對所述溫度調控裝置供電。
20.一種設備，包括耦接到計算機輸入裝置的TEC，所述TEC適於選擇性地通過傳導把所述計算機輸入裝 置冷卻到環境溫度以下以及通過傳導把所述計算機輸入裝置加熱到環境溫度以上；以及 導熱部分，把所述TEC耦接到所述計算機輸入裝置。
全文摘要
一種系統包括熱電致冷器(TEC)以及與TEC耦接的計算機輸入裝置。TEC適於通過傳導來調控計算機輸入裝置的溫度。
文檔編號G06F1/20GK101910969SQ200880122719
公開日2010年12月8日 申請日期2008年1月24日 優先權日2008年1月24日
發明者特倫坦·泰伊, 特洛伊·泰伊 申請人:惠普發展有限合夥公司