CN111220185B - 旋转感测设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种旋转感测设备，所述旋转感测设备包括：检测部件，包括具有多个第一图案的第一图案部和具有多个第二图案的第二图案部；第一传感器，与第一图案部相对地设置；第二传感器，与第二图案部相对地设置；第三传感器，与第一传感器成角度地设置并且与第一图案部相对地设置；第四传感器，与第二传感器成角度地设置并且与第二图案部相对地设置；以及旋转信息计算电路，用于基于与第一传感器至第四传感器的输出相关联的第一振荡信号至第四振荡信号计算与旋转主体的旋转相关的旋转信息，并且用于补偿基于第一振荡信号至第四振荡信号产生的差分信号的非线性。

Description

旋转感测设备
本申请要求于2018年11月23日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0146633号韩国专利申请和于2019年4月15日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0043607号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
以下描述涉及一种旋转感测设备。
背景技术
旋转主体应用于诸如可穿戴装置的需要减小尺寸和纤薄化的轮式开关和电机的各种领域。根据这样的趋势，还需要用于感测旋转主体的位置的感测电路来检测旋转主体的微小位移。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍所选择的构思，并在下面的具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容无意明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也无意用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
本公开的一方面在于提供一种能够补偿旋转主体的工艺误差和旋转轴的倾斜的旋转感测设备。
在一个总体方面，一种旋转感测设备包括：检测部件，包括具有多个第一图案的第一图案部和具有多个第二图案的第二图案部；第一传感器，与所述第一图案部相对地设置；第二传感器，与所述第二图案部相对地设置；第三传感器，与所述第一传感器成角度地设置并且与所述第一图案部相对地设置；第四传感器，与所述第二传感器成角度地设置并且与所述第二图案部相对地设置；以及旋转信息计算电路。所述旋转信息计算电路被配置为：响应于基于所述第一传感器的输出产生的第一振荡信号、基于所述第二传感器的输出产生的第二振荡信号、基于所述第三传感器的输出产生的第三振荡信号以及基于所述第四传感器的输出产生的第四振荡信号，计算与旋转主体的旋转相关的旋转信息。所述旋转信息计算电路响应于所述第一振荡信号、所述第二振荡信号、所述第三振荡信号和所述第四振荡信号中的与最大频率和最小频率中的一个相对应的振荡信号补偿通过所述第一振荡信号与所述第二振荡信号之间的差而产生的差分信号的非线性。
在另一总体方面，一种旋转感测设备包括：第一传感器，与多个第一图案相对地设置；第二传感器，与多个第二图案相对地设置，所述多个第二图案与所述多个第一图案具有特定角度差；第三传感器，与所述多个第一图案相对地设置，并且与所述第一传感器具有特定角度差；第四传感器，与所述多个第二图案相对地设置，并且与所述第二传感器具有特定角度差；以及旋转信息计算电路。所述旋转信息计算电路响应于基于所述第一传感器的输出产生的第一感测信号、基于所述第二传感器的输出产生的第二感测信号、基于所述第三传感器的输出产生的第三感测信号以及基于所述第四传感器的输出产生的第四感测信号而计算与旋转主体的旋转相关的旋转信息。所述旋转信息计算电路响应于所述第一感测信号、所述第二感测信号、所述第三感测信号和所述第四感测信号中的与最大频率和最小频率中的一个相对应的感测信号补偿通过所述第一感测信号与所述第二感测信号之间的差而产生的差分信号的非线性。
在与所述最大频率和所述最小频率中的一个相对应的所述振荡信号/所述感测信号与所述第一振荡信号/所述第一感测信号和所述第二振荡信号/所述第二感测信号中的一个相对应的情况下，所述旋转信息计算电路可确定所述差分信号具有第一非线性。
在与所述最大频率和所述最小频率中的一个相对应的所述振荡信号/所述感测信号与所述第三振荡信号/所述第三感测信号和所述第四振荡信号/所述第四感测信号中的一个相对应的情况下，所述旋转信息计算电路可确定所述差分信号具有与所述第一非线性不同的第二非线性。
所述旋转信息计算电路可在所述差分信号被确定为具有所述第一非线性的情况下对所述差分信号应用用于补偿所述第一非线性的第一补偿算法，并且可在所述差分信号被确定为具有所述第二非线性的情况下对所述差分信号应用用于补偿所述第二非线性的第二补偿算法。
所述旋转信息计算电路可通过计算所述第一振荡信号/所述第一感测信号和所述第三振荡信号/所述第三感测信号的平均值来产生第一平均信号，并且可通过计算所述第二振荡信号/所述第二感测信号和所述第四振荡信号/所述第四感测信号的平均值来产生第二平均信号。
所述旋转信息计算电路可通过从所述第一振荡信号/所述第一感测信号中减去所述第一平均信号来产生第一减法信号，并且可通过从所述第二振荡信号/所述第二感测信号中减去所述第二平均信号来产生第二减法信号。
所述旋转信息计算电路可通过所述第一减法信号的频率与所述最大频率和所述第一平均信号的频率之间的差的比来产生第一调节信号，并且可通过所述第二减法信号的频率与所述最大频率和所述第二平均信号的频率之间的差的比来产生第二调节信号。
所述旋转信息计算电路可通过从所述第一调节信号中减去所述第二调节信号来产生所述差分信号。
所述第一振荡信号/所述第一感测信号和所述第三振荡信号/所述第三感测信号可具有180度的相位差，并且所述第二振荡信号/所述第二感测信号和所述第四振荡信号/所述第四感测信号可具有180度的相位差。
所述第一振荡信号/所述第一感测信号和所述第二振荡信号/所述第二感测信号可具有90度的相位差，并且所述第三振荡信号/所述第三感测信号和所述第四振荡信号/所述第四感测信号可具有90度的相位差。
通过下面的具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1A是根据示例的旋转感测设备的构造图。
图1B是示出根据图1A的示例的旋转感测设备的变型示例的构造图。
图2A是根据示例的图案部和传感器单元的示意图。
图2B是根据另一示例的图案部和传感器单元的示意图。
图3是用于示出根据示例的根据检测部件的旋转的检测部件与传感器单元之间的位置关系的示图。
图4提供了示出根据示例的根据检测部件的旋转的通过传感器单元测量的感测值的曲线图。
图5A是根据示例的旋转信息计算单元的框图。
图5B是根据另一示例的旋转信息计算单元的框图。
图6是根据示例的第一振荡信号、第二振荡信号、第三振荡信号和第四振荡信号的仿真曲线图。
图7是根据示例的频率调节单元的框图。
图8A是根据示例的在检测部件偏离中性位置时的振荡信号的仿真曲线图。
图8B是根据示例的平均信号的仿真曲线图。
图8C是根据示例的减法信号的仿真曲线图。
图8D是根据示例的调节信号的仿真曲线图。
图9是根据示例的差分信号的仿真曲线图。
图10A提供了根据示例的在旋转主体沿第一方向旋转时的第一振荡信号、第二振荡信号、第三振荡信号、第四振荡信号和差分信号的仿真曲线图。
图10B提供了根据示例的在旋转主体沿第二方向旋转时的第一振荡信号、第二振荡信号、第三振荡信号、第四振荡信号和差分信号的仿真曲线图。
图11A和图11B分别是根据示例的在应用补偿算法之后的差分信号的仿真曲线图和在应用补偿算法之前的差分信号的仿真曲线图。
图12是示出根据示例的角度计算单元的角度计算操作的示图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物对于本领域普通技术人员将是显而易见的。在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出对于本领域普通技术人员将显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域普通技术人员公知的功能和结构的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，使得本公开将是透彻的和完整的，并且将向本领域普通技术人员充分传达本公开的范围。
在此，注意的是，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而全部示例和实施例不限于此。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”所述另一元件“上”、直接“连接到”所述另一元件或直接“结合到”所述另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。
如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个或者任意两个或更多个的任意组合。
尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称作第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包括附图中描绘的方位之外还包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件将相对于所述另一元件在“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位而包括“上方”和“下方”两种方位。装置可以以其他方式被定位(例如，旋转90度或者处于其他方位)，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
在此使用的术语仅用于描述各个示例，并且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或增加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，附图中示出的形状可发生改变。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。
在此描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但在理解本申请的公开内容后将显而易见的其他构造也是可行的。
附图可不必按比例绘制，并且为了清楚、说明及便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
随后，参照附图进一步详细地描述示例。
此外，在整个说明书中，除非另外特别陈述，否则“包括”指的是可包括其他元件而不是排除其他元件。
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例，使得本领域技术人员可容易地实施本公开。
图1A是根据示例的旋转感测设备的构造图。图1B是示出根据图1A的示例的旋转感测设备的变型示例的构造图。图2A是根据示例的图案部和传感器单元的示意图。图2B是根据另一示例的图案部和传感器单元的示意图。
根据示例的旋转感测设备可包括检测部件20、传感器单元30和旋转信息计算单元40(例如，旋转信息计算电路)。
参照图1A，检测部件20可通过旋转轴11连接到轮10。轮10可以是在电子装置中被采用并且被用户沿顺时针方向或逆时针方向旋转的旋转主体。检测部件20可以与轮10一起顺时针旋转或逆时针旋转。
检测部件20可包括第一图案部21和第二图案部22。第一图案部21和第二图案部22形成为具有相同形状并且在旋转轴11的延伸方向上彼此间隔开预定距离，并且第一图案部21和第二图案部22结合到旋转轴11。当旋转主体旋转时，结合到旋转轴11的第一图案部21和第二图案部22可沿相同方向并且以相同速度旋转。
第一图案部21和第二图案部22中的每者可包括具有相同形状的多个图案。第一图案部21包括多个第一图案，并且第二图案部22包括多个第二图案。
在图1A中，第一图案部21和第二图案部22的突出区域对应于图案。例如，可通过对盘形金属或磁性材料进行加工而形成齿来制造第一图案部21的多个第一图案和第二图案部22的多个第二图案。因此，第一图案部21的多个第一图案和第二图案部22的多个第二图案可利用金属和磁性材料中的一种形成。
第一图案部21的多个第一图案在旋转方向上延伸，并且第二图案部22的多个第二图案在旋转方向上延伸。第一图案在旋转方向上的延伸长度可被定义为第一图案的尺寸，并且第二图案在旋转方向上的延伸长度可被定义为第二图案的尺寸。
第一图案部21的多个第一图案在旋转方向上彼此间隔开预定距离，并且
第二图案部22的多个第二图案在旋转方向上彼此间隔开预定距离。例如，第一图案部21的多个第一图案之间的间隔距离可以与第一图案的尺寸相同，并且第二图案部22的多个第二图案之间的间隔距离可以与第二图案的尺寸相同。
作为示例，参照图2A，第一图案部21的多个第一图案可具有与90度的旋转角度相对应的尺寸，并且多个第一图案之间的间隔距离与90度的旋转角度相对应。因此，第一图案部21可具有两个具有与90度的旋转角度相对应的尺寸的第一图案。类似地，第二图案部22的多个第二图案可具有与90度的旋转角度相对应的尺寸，并且多个第二图案之间的间隔距离可以与90度的旋转角度相对应。因此，第二图案部22可具有两个具有与90度的旋转角度相对应的尺寸的第二图案。
根据示例，第一图案的尺寸和数量以及第二图案的尺寸和数量可改变。例如，参照图2B，第一图案部21可具有三个具有与60度的旋转角度相对应的尺寸的第一图案，并且第二图案部22可具有三个具有与60度的旋转角度相对应的尺寸的第二图案。
在下文中，为了便于解释，将描述第一图案部21具有两个具有与90度的旋转角度相对应的尺寸的第一图案并且第二图案部22具有两个具有与90度的旋转角度相对应的尺寸的第二图案。以下描述也可应用于具有各种角度尺寸和各种数量的图案的图案部。
第一图案部21的多个第一图案和第二图案部22的多个第二图案可被设置为具有预定角度差。例如，第一图案部21的多个第一图案和第二图案部22的多个第二图案可被设置为具有与第一图案的尺寸的二分之一或第二图案的尺寸的二分之一相对应的角度差。
假设第一图案部21具有两个具有与90度的旋转角度相对应的尺寸的第一图案并且第二图案部22具有两个具有与90度的旋转角度相对应的尺寸的第二图案，则第一图案部21的多个第一图案和第二图案部22的多个第二图案可被设置为具有45度的角度差。因此，第一图案部21的多个第一图案和第二图案部22的多个第二图案可在旋转轴11延伸的方向上彼此部分地重叠。
通过第一图案部21与第二图案部22之间的角度差，从第一传感器31输出的感测值和从第二传感器32输出的感测值可具有90度的相位差。此外，从第三传感器33输出的感测值和从第四传感器34输出的感测值可具有90度的相位差。
传感器单元30可包括多个传感器。例如，传感器单元30可包括第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33和第四传感器34。第一传感器31和第二传感器32沿旋转轴11的延伸方向设置在第一平面上。第一传感器31被设置为与第一图案部21相对，并且第二传感器32被设置为与第二图案部22相对。此外，第三传感器33和第四传感器34沿旋转轴11的延伸方向设置在第二平面上。第三传感器33被设置为与第一图案部21相对，并且第四传感器34被设置为与第二图案部22相对。第一平面和第二平面可被设置为在它们之间具有预定角度。
通过第一图案部21的旋转和第二图案部22的旋转，第一传感器31的与第一图案部21的第一图案重叠的面积以及第三传感器33的与第一图案部21的第一图案重叠的面积改变，并且第二传感器32的与第二图案部22的第二图案重叠的面积以及第四传感器34的与第二图案部22的第二图案重叠的面积改变。第一传感器31和第三传感器33感测与第一图案部21重叠的面积的变化，第二传感器32和第四传感器34感测与第二图案部22重叠的面积的变化。
第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33和第四传感器34可具有预定尺寸。在这种情况下，第一传感器31的尺寸、第二传感器32的尺寸、第三传感器33的尺寸和第四传感器34的尺寸可被理解为与旋转主体旋转的方向相对应的长度。作为示例，第一传感器31的尺寸和第三传感器33的尺寸可与第一图案部21的第一图案的尺寸的二分之一相对应，第二传感器32的尺寸和第四传感器34的尺寸可与第二图案部22的第二图案的尺寸的二分之一相对应。
第一传感器31和第三传感器33被设置为具有与第一图案的尺寸相对应的角度差，并且第二传感器32和第四传感器34被设置为具有与第二图案的尺寸相对应的角度差。第一传感器31和第三传感器33被设置为具有与第一图案的尺寸相对应的角度差，使得从第一传感器31输出的感测值和从第三传感器33输出的感测值可具有180度的相位差。第二传感器32和第四传感器34被设置为具有与第二图案的尺寸相对应的角度差，使得从第二传感器32输出的感测值和从第四传感器34输出的感测值可具有180度的相位差。
如图2A中所示，作为示例，在第一图案部21具有两个具有与90度相对应的尺寸以及与90度相对应的间隔距离的第一图案并且第二图案部22具有两个具有与90度相对应的尺寸以及与90度相对应的间隔距离的第二图案的情况下，第三传感器33可被设置为与第一传感器31具有90度的角度差，并且第四传感器34可被设置为与第二传感器32具有90度的角度差。
如图2B中所示，作为另一示例，在第一图案部21具有三个具有与60度相对应的尺寸以及与60度相对应的间隔距离的第一图案并且第二图案部22具有三个具有与60度相对应的尺寸以及与60度相对应的间隔距离的第二图案的情况下，第三传感器33可被设置为与第一传感器31具有60度的角度差，并且第四传感器34可被设置为与第二传感器32具有60度的角度差。
第一传感器31可包括感测线圈L1，第二传感器32可包括感测线圈L2，第三传感器33可包括感测线圈L3，第四传感器34可包括感测线圈L4。感测线圈L1、L2、L3和L4可通过在基板上形成电路图案来设置。根据示例，感测线圈L1、L2、L3和L4可利用绕组型电感器线圈和螺线管线圈中的一种形成。包括感测线圈L1的第一传感器31、包括感测线圈L2的第二传感器32、包括感测线圈L3的第三传感器33和包括感测线圈L4的第四传感器34可通过根据与第一图案部21和第二图案部22重叠的面积而变化的电感来感测旋转主体的旋转角度和旋转方向。
旋转信息计算单元40可实现为集成电路，并且可电连接到第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33和第四传感器34。旋转信息计算单元40可根据第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33和第四传感器34的电感的变化来计算包括旋转主体的旋转方向和旋转主体的旋转角度的旋转信息。
参照图1B，根据图1B的示例的旋转感测设备还可包括连接到旋转轴11的支撑构件23。根据图1B的示例的旋转感测设备与根据图1A的示例的旋转感测设备类似，因此，将省略重复的描述并且将主要描述不同之处。支撑构件23连接到旋转轴11，以通过轮10的旋转而围绕旋转轴11顺时针旋转或逆时针旋转。例如，支撑构件23可形成为具有圆柱形形状。检测部件20可设置在具有圆柱形形状的支撑构件23上。检测部件20可包括设置在具有圆柱形形状的支撑构件23的侧表面上的第一图案部21和第二图案部22。
第一图案部21可包括在形成为具有圆柱形形状的支撑构件23的第一高度区域中沿旋转方向延伸的多个第一图案，并且第二图案部22可包括在形成为具有圆柱形形状的支撑构件23的第二高度区域中沿旋转方向延伸的多个
第二图案。第一图案部21的多个第一图案和第二图案部22的多个第二图案可利用金属和磁性材料中的一种形成。
根据示例的支撑构件23可利用非金属材料(诸如，塑料)形成，并且第一图案部21和第二图案部22可利用金属形成。支撑构件23可使用塑料通过注塑成型工艺形成，并且第一图案部21和第二图案部22可通过镀覆工艺形成。
第一图案部21和第二图案部22可设置在支撑构件23的侧表面上。例如，当第一图案部21和第二图案部22设置在支撑构件23上时，其中将设置第一图案部21和第二图案部22的凹槽形成在具有圆柱形形状的支撑构件23的侧表面中。例如，支撑构件23可设置有通过在旋转方向上延伸的凹槽形成的台阶。第一图案部21和第二图案部22可设置在凹槽中以暴露到外部，其中，所述凹槽设置在支撑构件23的侧表面中。作为示例，第一图案部21的厚度和第二图案部22的厚度可分别与凹槽的厚度相同。
在根据图1B的示例的旋转感测设备的情况下，通过诸如注塑成型工艺和镀覆工艺的优异的批量生产方法来制造薄图案，这可有利于批量生产和降低成本。
图3是示出根据示例的基于检测部件的旋转的检测部件与传感器单元之间的位置关系的示图。图4是示出根据检测部件的旋转的通过传感器单元测量的感测值的曲线图。在图3中，第一传感器31和第二传感器32以作为第一传感器31和第二传感器32的示例而提供的感测线圈的形式被示出。
参照图3和图4，检测部件20与传感器单元30的重叠面积可通过轮10的旋转而改变。详细地，第一图案部21与第一传感器31之间的重叠面积和第一图案部21与第三传感器33之间的重叠面积以及第二图案部22与第二传感器32之间的重叠面积和第二图案部22与第四传感器34之间的重叠面积可改变。第一传感器31的感测值S1根据第一图案部21与第一传感器31的重叠面积的改变而改变。第三传感器33的感测值S3根据第一图案部21与第三传感器33的重叠面积的改变而改变。第二传感器32的感测值S2根据第二图案部22与第二传感器32的重叠面积的改变而改变。第四传感器34的感测值S4根据第二图案部22与第四传感器34的重叠面积的改变而改变。第一传感器至第四传感器的感测值可对应于电感。
在下文中，为了方便起见，将主要描述根据第一图案部21与第一传感器31的重叠面积的改变的第一传感器31的感测值S1的改变。然而，以下描述可应用于其余传感器的感测值的改变。
在图3中，将第一图案部21和第二图案部22沿从下侧到上侧的方向旋转的情况作为示例来描述。在状态1下，第一传感器31与第一图案部21重叠。例如，当利用金属材料形成的第一图案部21与由感测线圈构成的第一传感器31相邻时，通过在感测线圈中产生的磁通而将电流施加到第一图案部21，并且通过施加到第一图案部21的电流在第一图案部21中产生磁通。此时，在第一图案部21中产生的磁通抵消了第一传感器31的感测线圈的磁通，并且第一传感器31的感测线圈的电感降低。因此，参照图4中的与状态1相对应的0度，第一传感器31的感测值S1对应于低水平。
在状态1之后，第一图案部21沿从下部到上部的方向旋转，并且在状态2下，第一传感器31仍保持在与第一图案部21重叠的状态。因此，参照图4中的与状态2相对应的45度，第一传感器31的感测值S1保持在低水平。
在状态2之后，第一图案部21沿从下侧到上侧的方向旋转，并且在状态3下，第一传感器31不与第一图案部21重叠。因此，参照图4的与状态3相对应的90度，第一传感器31的感测值S1变为高水平。
在状态3之后，第一图案部21从下侧向上旋转，并且在状态4下，第一传感器31仍不与第一图案部21重叠。因此，参照图4的与状态4相对应的135度，第一传感器31的感测值S1保持在高水平。
图5A是根据示例的旋转信息计算单元的框图。图5B是根据另一示例的旋转信息计算单元的框图。
参照图5A，将详细地描述根据示例的旋转感测设备的检测旋转主体的方法。
根据示例的旋转信息计算单元40可包括振荡单元410、频率计算单元420、最大/最小频率确定单元430、频率调节单元440、差值计算单元450、方向感测单元460、非线性补偿单元470和角度计算单元480。
振荡单元410可包括多个振荡信号发生器。多个振荡信号发生器可包括第一振荡信号发生器411、第二振荡信号发生器412、第三振荡信号发生器413和第四振荡信号发生器414。
第一振荡信号发生器411包括形成第一振荡电路的第一电容器C1和第一传感器31的第一感测线圈L1，第二振荡信号发生器412包括形成第二振荡电路的第二电容器C2和第二传感器32的第二感测线圈L2。此外，第三振荡信号发生器413包括形成第三振荡电路的第三电容器C3和第三传感器33的第三感测线圈L3，第四振荡信号发生器414包括形成第四振荡电路的第四电容器C4和第四传感器34的第四感测线圈L4。
一对感测线圈和电容器可构成预定的LC振荡器。包括在振荡单元410中的多个振荡电路被示意性地示出，并且第一振荡电路至第四振荡电路可以以本领域中已知的各种振荡器形式来构造。第一振荡信号发生器411输出第一振荡信号OSC1，第二振荡信号发生器412输出第二振荡信号OSC2，第三振荡信号发生器413输出第三振荡信号OSC3，并且第四振荡信号发生器414输出第四振荡信号OSC4。例如，当检测部件20与第一感测线圈L1、第二感测线圈L2、第三感测线圈L3和第四感测线圈L4的重叠面积通过轮10的旋转而改变时，从第一振荡信号发生器411、第二振荡信号发生器412、第三振荡信号发生器413和第四振荡信号发生器414输出的振荡信号的频率改变。在以上描述中，尽管第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33和第四传感器34分别和电容器形成振荡电路以输出振荡信号，但振荡信号可对应于从第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33和第四传感器34输出的感测信号的示例。因此，第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33和第四传感器34可以与各种装置组合，以产生各种感测信号。为便于解释，将把第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33和第四传感器34分别和电容器形成振荡电路以输出振荡信号的情况作为示例来描述。
频率计算单元420计算从振荡单元410提供的第一振荡信号OSC1、第二振荡信号OSC2、第三振荡信号OSC3和第四振荡信号OSC4的频率。频率计算单元420对第一振荡信号OSC1的频率、第二振荡信号OSC2的频率、第三振荡信号OSC3的频率和第四振荡信号OSC4的频率进行计数，以计算第一振荡信号OSC1的频率f_OSC1、第二振荡信号OSC2的频率f_OSC2、第三振荡信号OSC3的频率f_OSC3和第四振荡信号OSC4的频率f_OSC4。
频率计算单元420可将第一振荡信号OSC1的频率f_OSC1、第二振荡信号OSC2的频率f_OSC2、第三振荡信号OSC3的频率f_OSC3和第四振荡信号OSC4的频率f_OSC4与第一振荡信号OSC1、第二振荡信号OSC2、第三振荡信号OSC3和第四振荡信号OSC4一起提供给相应配置以及最大/最小频率确定单元430和频率调节单元440。
最大/最小频率确定单元430接收从频率计算单元420提供的第一振荡信号OSC1的频率f_OSC1、第二振荡信号OSC2的频率f_OSC2、第三振荡信号OSC3的频率f_OSC3和第四振荡信号OSC4的频率f_OSC4，以确定每个时间段内的最大频率fmax和最小频率fmin中的一个。最大/最小频率确定单元430可确定与最大频率fmax相对应的振荡信号fmax:OSC。
最大/最小频率确定单元430接收实时产生的第一振荡信号OSC1、第二振荡信号OSC2、第三振荡信号OSC3和第四振荡信号OSC4以及与它们的频率相关的信息。最大/最小频率确定单元430可使用接收到的振荡信号及其频率信息来确定每个时序或每个时间段内的最大频率fmax和最小频率fmin。
在下文中，为了便于解释，将主要利用最大频率fmax来描述旋转信息计算单元的操作。以下描述也可应用于最小频率fmin。
图6是根据示例的第一振荡信号、第二振荡信号、第三振荡信号和第四振荡信号的仿真曲线图。
当具有图6中所示的频率的第一振荡信号OSC1、第二振荡信号OSC2、第三振荡信号OSC3和第四振荡信号OSC4被提供时，最大/最小频率确定单元430计算每个时间段内的最大频率fmax。
此外，最大/最小频率确定单元430可确定与计算的最大频率相对应的振荡信号。作为示例，最大/最小频率确定单元430将第一振荡信号OSC1确定为与第一间隔T1中的最大频率相对应的振荡信号fmax:OSC1，将第二振荡信号OSC2确定为与第二间隔T2中的最大频率相对应的振荡信号fmax:OSC2，将第三振荡信号OSC3确定为与第三间隔T3中的最大频率相对应的振荡信号fmax:OSC3，并且将第四振荡信号OSC4确定为与第四间隔T4中的最大频率相对应的振荡信号fmax:OSC4。
图7是根据示例的频率调节单元的框图。图8A是根据示例的在检测部件偏离中性位置时的振荡信号的仿真曲线图，图8B是根据示例的平均信号的仿真曲线图，图8C是根据示例的减法信号的仿真曲线图，图8D是根据示例的调节信号的仿真曲线图。
例如，在用户操作轮的情况下，通过与旋转方向上的力不同的非预期方向上的力，检测部件可能偏离水平中性位置或竖直中性位置。参照图8A，在检测部件偏离水平中性位置或竖直中性位置的情况下，第一振荡信号OSC1、第二振荡信号OSC2、第三振荡信号OSC3和第四振荡信号OSC4的频率可能不均衡地改变，并且旋转感测设备的感测灵敏度可能劣化。因此，在检测部件偏离水平中性位置或竖直中性位置的情况下，有必要补偿旋转感测设备的降低的感测灵敏度。
根据示例的频率调节单元440可响应于第一振荡信号OSC1、第二振荡信号OSC2、第三振荡信号OSC3和第四振荡信号OSC4而产生第一调节信号OSC1_cal和第二调节信号OSC2_cal，并且可响应于产生的第一调节信号OSC1_cal和第二调节信号OSC2_cal而计算旋转信息，从而改善感测灵敏度。
根据示例的频率调节单元440可包括平均信号发生器441、减法器442和归一化信号发生器443。
平均信号发生器441可包括第一平均频率计算单元441a和第二平均频率计算单元441b。参照图8B，第一平均频率计算单元441a可根据第一振荡信号OSC1的频率f_OSC1和第三振荡信号OSC3的频率f_OSC3来计算第一振荡信号OSC1和第三振荡信号OSC3的平均值，以产生第一平均信号AVG1。第二平均频率计算单元441b可根据第二振荡信号OSC2的频率f_OSC2和第四振荡信号OSC4的频率f_OSC4来计算第二振荡信号OSC2和第四振荡信号OSC4的平均值，以产生第二平均信号AVG2。图8B中示出的第一平均信号AVG1和第二平均信号AVG2可由平均信号发生器441产生。
减法器442可包括第一减法器442a和第二减法器442b。
第一减法器442a从第一振荡信号OSC1中减去第一平均信号AVG1，以产生第一减法信号SUB1。作为示例，第一减法信号SUB1可通过从第一振荡信号OSC1的频率f_OSC1中减去第一平均信号AVG1的频率f_AVG1来产生。
第二减法器442b从第二振荡信号OSC2中减去第二平均信号AVG2，以产生第二减法信号SUB2。例如，第二减法信号SUB2可通过从第二振荡信号OSC2的频率f_OSC2中减去第二平均信号AVG2的频率f_AVG2来产生。减法器442可产生图8C中所示的第一减法信号SUB1和第二减法信号SUB2。
根据示例，第一减法器442a从第三振荡信号OSC3中减去第一平均信号AVG1，并且第二减法器442b从第四振荡信号OSC4中减去第二平均信号AVG2。为了便于解释，作为示例，将描述第一减法器442a从第一振荡信号OSC1中减去第一平均信号AVG1并且第二减法器442b从第二振荡信号OSC2中减去第二平均值AVG2的情况。
归一化信号发生器443可包括第一归一化单元443a和第二归一化单元443b。
第一归一化单元443a对第一减法信号SUB1进行归一化，以产生第一调节信号OSC1_cal。第一归一化单元443a可通过第一平均信号AVG1和最大频率fmax对第一减法信号SUB1进行归一化。作为示例，第一归一化单元443a可基于下式1通过第一减法信号SUB1的频率f_SUB1相对于最大频率fmax与第一平均信号AVG1的频率f_AVG1之间的差的比来计算第一调节信号OSC1_cal的频率f_OSC1_cal，以产生第一调节信号OSC1_cal。
式1
第二归一化单元443b对第二减法信号SUB2进行归一化，以产生第二调节信号OSC2_cal。第二归一化单元443b可根据第二平均信号AVG2和最大频率fmax对第二减法信号SUB2进行归一化。例如，第二归一化单元443b基于下式2通过第二减法信号SUB2的频率f_SUB2相对于最大频率fmax与第二平均信号AVG2的频率f_AVG2之间的差的比来计算第二调节信号OSC2_cal的频率f_OSC2_cal，以产生第二调节信号OSC2_cal。
式2
图8D中所示的第一调节信号OSC1_cal和第二调节信号OSC2_cal可由归一化信号发生器443产生。
比较图8A和图8D，第一振荡信号OSC1和第二振荡信号OSC2由于检测部件偏离中性位置而具有不一致的频率，而第一调节信号OSC1_cal和第二调节信号OSC2_cal具有一致的频率范围。因此，即使在检测部件偏离中性位置的情况下，根据示例的旋转感测设备也可准确地计算旋转主体的旋转信息。
再次参照图5A，差值计算单元450可通过计算第一调节信号OSC1_cal与第二调节信号OSC2_cal之间的差来计算差分信号Diff。
图9是根据示例的差分信号的仿真曲线图。
参照图9，差值计算单元450可通过将第一调节信号OSC1_cal和第二调节信号OSC2_cal相减来产生根据时间段增大或减小的差分信号Diff。
另一方面，参照图5B，可省略根据图5A的示例的旋转信息计算单元40的频率调节单元440。在省略频率调节单元440的情况下，第一振荡信号OSC1和第二振荡信号OSC2被提供给差值计算单元450，而不是第一调节信号OSC1_cal和第二调节信号OSC2_cal被提供给差值计算单元450，因此，差分信号Diff可通过第一振荡信号OSC1与第二振荡信号OSC2之间的差来产生。
图10A是示出根据示例的在旋转主体沿第一方向旋转时的第一振荡信号OSC1、第二振荡信号OSC2、第三振荡信号OSC3、第四振荡信号OSC4和差分信号Diff的仿真曲线图。图10B是示出根据示例的在旋转主体沿第二方向旋转时的第一振荡信号OSC1、第二振荡信号OSC2、第三振荡信号OSC3、第四振荡信号OSC4和差分信号Diff的仿真曲线图。
方向感测单元460可根据与最大频率相对应的振荡信号的间隔以及差分信号Diff的增大或减小来感测旋转主体的旋转方向。
参照图10A，当旋转主体沿第一方向旋转时，并且在第一振荡信号OSC1或第二振荡信号OSC2具有最大频率的情况下，差分信号Diff增大。此外，当旋转主体沿第一方向旋转并且第三振荡信号OSC3或第四振荡信号OSC4具有最大频率时，差分信号Diff减小。
参照图10B，当旋转主体沿与第一方向不同的第二方向旋转并且第一振荡信号OSC1或第二振荡信号OSC2具有最大频率时，差分信号Diff减小。此外，当旋转主体沿第二方向旋转并且第三振荡信号OSC3或第四振荡信号OSC4具有最大频率时，差分信号Diff增大。
因此，例如，当第一振荡信号OSC1或第二振荡信号OSC2与最大频率相对应并且差分信号Diff增大时，方向感测单元460确定旋转主体沿第一方向旋转。当第三振荡信号OSC3或第四振荡信号OSC4与最大频率相对应并且差分信号Diff减小时，方向感测单元460确定旋转主体沿第一方向旋转。
可选地，当第一振荡信号OSC1或第二振荡信号OSC2与最大频率相对应并且差分信号Diff减小时，方向感测单元460确定旋转主体沿与第一方向不同的第二方向旋转。当第三振荡信号OSC3或第四振荡信号OSC4与最大频率相对应并且差分信号Diff增大时，方向感测单元460确定旋转主体沿第二方向旋转。
非线性补偿单元470可响应于具有最大频率的振荡信号来补偿差分信号Diff的非线性。
当第一振荡信号OSC1或第二振荡信号OSC2具有最大频率时，差分信号Diff具有第一非线性。参照图10A，当第一振荡信号OSC1或第二振荡信号OSC2具有最大频率时，差分信号Diff具有基本上以阶梯方式增大的第一非线性。参照图10B，当第一振荡信号OSC1或第二振荡信号OSC2具有最大频率时，差分信号Diff具有基本上以阶梯方式减小的第一非线性。
另一方面，当第三振荡信号OSC3或第四振荡信号OSC4具有最大频率时，差分信号Diff具有第二非线性。参照图10A，当第三振荡信号OSC3或第四振荡信号OSC4具有最大频率时，差分信号Diff具有基本上以指数方式减小的第二非线性。参照图10B，当第三振荡信号OSC3或第四振荡信号OSC4具有最大频率时，差分信号Diff具有基本上以指数方式增大的第二非线性。第一非线性和第二非线性是由设置在传感器单元30中的传感器和设置在检测部件20中的图案部的角度、位置和尺寸的工艺误差以及由于旋转轴的倾斜导致的工艺误差引起的。在这种情况下，工艺误差可被理解为设计值与实际测量值之间的差。即使在通过预先掌握差分信号Diff的第一非线性和第二非线性来获得用于补偿第一非线性和第二非线性的补偿算法和补偿参数的情况下，也需要确定差分信号在增大间隔和减小间隔中是否具有第一非线性和第二非线性中的任何非线性，以应用补偿算法和补偿参数。
根据示例的非线性补偿单元470可通过具有最大频率的振荡信号来确定差分信号Diff的非线性。
在第一振荡信号OSC1或第二振荡信号OSC2具有最大频率的情况下，非线性补偿单元470确定差分信号Diff具有第一非线性，并且可对差分信号Diff应用用于补偿第一非线性的第一补偿算法以获得补偿后的差分信号Diff_Cal。
当第三振荡信号OSC3或第四振荡信号OSC4具有最大频率时，非线性补偿单元470确定差分信号Diff具有第二非线性，并且可对差分信号Diff应用用于补偿第二非线性的第二补偿算法以获得补偿后的差分信号Diff_Cal。
图11A和图11B分别是根据示例的在应用补偿算法之后的差分信号的仿真曲线图和在应用补偿算法之前的差分信号的仿真曲线图。
图11A是在应用补偿算法之后的差分信号的仿真曲线图，并且图11B是在应用补偿算法之前的差分信号的仿真曲线图。
参照图11A和图11B，与图11B的具有基本上阶梯式地减小的第一非线性和基本上指数地增大的第二非线性的差分信号相比，图11A的差分信号示出了非线性被减轻并且随时间线性地增大或减小。
图12是被提供以示出根据示例的角度计算单元的角度计算操作的示图。
参照图5A和图12，角度计算单元480根据第一图案的尺寸和第二图案的尺寸计算目标感测角度和多个比较值，并且可通过将计算的多个比较值与差分信号进行比较来计算旋转角度。
根据示例，即使当目标感测角度改变或者感测线圈/图案的尺寸改变时，也根据确定的目标感测角度和感测线圈/图案的尺寸计算多个比较值，并且可通过将差分信号与计算的比较值进行比较来精确地检测目标感测角度。
可在差分信号Diff的最大值Max和最小值Min之间的范围内提供多个比较值。另一方面，多个比较值中的相邻比较值之间的差全部彼此相同；多个比较值中的最大的比较值与差分信号Diff的最大值Max之间的差可以与多个比较值中的相邻比较值之间的差的两倍相对应；并且多个比较值中的最小比较值与差分信号Diff的最小值Min之间的差可以与多个比较值中的相邻比较值之间的差的两倍相对应。
参照图12，尽管提供了两个比较值，但是两个比较值是示意性的，并且可根据目标感测角度和图案的尺寸来确定比较值的数量。
多个比较值可根据目标感测角度以及第一图案的尺寸和第二图案的尺寸来确定。多个比较值的数量可通过与第一图案的尺寸和第二图案的尺寸相对应的角度与目标感测角度的比来确定，并且多个比较值的水平可被确定以通过目标感测角度对与第一图案的尺寸和第二图案的尺寸相对应的角度进行划分。
当图案的尺寸与90度相对应并且目标感测角度是7.5度时，可计算12(＝90/7.5)个比较值。通过十二个比较值，与图案尺寸相对应的90度可通过与目标感测角度相对应的7.5度均等地划分。
此外，当图案尺寸与45度相对应并且目标感测角度是7.5度时，可计算6(＝45/7.5)个比较值。通过六个比较值，与图案尺寸相对应的45度可通过与目标感测角度相对应的7.5度均等地划分。
此外，当图案尺寸与15度相对应并且目标感测角度是7.5度时，可计算2(＝15/7.5)个比较值。通过两个比较值，与图案尺寸相对应的15度可通过与目标感测角度相对应的7.5度均等地划分。
角度计算单元480可通过将差分信号Diff和多个比较值进行比较来产生输出值OUTPUT。角度计算单元480可通过在差分信号Diff的水平等于第一比较值和第二比较值中的每个的水平时切换输出值OUTPUT的状态来计算输出值OUTPUT。
在从角度计算单元480提供两个比较值(第一比较值和第二比较值)并且输出值OUTPUT在与第一比较值比较之前具有低水平的情况下，角度计算单元480将等于或大于第一比较值的差分信号Diff确定为高水平，将小于第二比较值的差分信号Diff确定为高水平，并且将小于第一比较值且等于或大于第二比较值的差分信号Diff确定为低水平，从而计算输出值OUTPUT。
角度计算单元480可从输出值OUTPUT的高水平间隔和低水平间隔中的每个间隔计算检测部件的旋转角度。例如，角度计算单元480可根据输出值OUTPUT的高水平与低水平之间的间隔来计算旋转角度。
如以上所阐述的，根据各个示例，可通过补偿旋转主体的工艺误差和旋转轴的倾斜来精确地检测旋转主体的旋转。
尽管本公开包括具体示例，但是对本领域普通技术人员将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，在这些示例中可在形式和细节方面做出各种改变。在此描述的示例仅被视为描述性意义，并非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果执行所描述的技术以具有不同的顺序，和/或如果按照不同的方式来组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，和/或由其他组件或其等同物来替换或补充所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的全部变型将被解释为被包括在本公开中。

Claims (20)

1.一种旋转感测设备，包括：
检测部件，包括具有多个第一图案的第一图案部和具有多个第二图案的第二图案部；
第一传感器，与所述第一图案部相对地设置；
第二传感器，与所述第二图案部相对地设置；
第三传感器，与所述第一传感器成角度地设置并且与所述第一图案部相对地设置；
第四传感器，与所述第二传感器成角度地设置并且与所述第二图案部相对地设置；以及
旋转信息计算电路，被配置为：
响应于基于所述第一传感器的输出产生的第一振荡信号、基于所述第二传感器的输出产生的第二振荡信号、基于所述第三传感器的输出产生的第三振荡信号以及基于所述第四传感器的输出产生的第四振荡信号，计算与旋转主体的旋转相关的旋转信息；并且
响应于所述第一振荡信号、所述第二振荡信号、所述第三振荡信号和所述第四振荡信号中的与最大频率和最小频率中的一个相对应的振荡信号，补偿通过所述第一振荡信号与所述第二振荡信号之间的差而产生的差分信号的非线性。
2.根据权利要求1所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：在与所述最大频率和所述最小频率中的一个相对应的所述振荡信号与所述第一振荡信号和所述第二振荡信号中的一个相对应的情况下，确定所述差分信号具有第一非线性。
3.根据权利要求2所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：在与所述最大频率和所述最小频率中的一个相对应的所述振荡信号与所述第三振荡信号和所述第四振荡信号中的一个相对应的情况下，确定所述差分信号具有与所述第一非线性不同的第二非线性。
4.根据权利要求3所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：在所述差分信号被确定为具有所述第一非线性的情况下，对所述差分信号应用用于补偿所述第一非线性的第一补偿算法；并且在所述差分信号被确定为具有所述第二非线性的情况下，对所述差分信号应用用于补偿所述第二非线性的第二补偿算法。
5.根据权利要求1所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：通过计算所述第一振荡信号和所述第三振荡信号的平均值来产生第一平均信号，并且通过计算所述第二振荡信号和所述第四振荡信号的平均值来产生第二平均信号。
6.根据权利要求5所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：通过从所述第一振荡信号中减去所述第一平均信号来产生第一减法信号，并且通过从所述第二振荡信号中减去所述第二平均信号来产生第二减法信号。
7.根据权利要求6所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：通过所述第一减法信号的频率与所述最大频率和所述第一平均信号的频率之间的差的比来产生第一调节信号，并且通过所述第二减法信号的频率与所述最大频率和所述第二平均信号的频率之间的差的比来产生第二调节信号。
8.根据权利要求7所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：通过从所述第一调节信号中减去所述第二调节信号来产生所述差分信号。
9.根据权利要求1所述的旋转感测设备，其中，所述第一振荡信号和所述第三振荡信号具有180度的相位差，并且所述第二振荡信号和所述第四振荡信号具有180度的相位差。
10.根据权利要求9所述的旋转感测设备，其中，所述第一振荡信号和所述第二振荡信号具有90度的相位差，并且所述第三振荡信号和所述第四振荡信号具有90度的相位差。
11.一种旋转感测设备，包括：
第一传感器，与多个第一图案相对地设置；
第二传感器，与多个第二图案相对地设置，所述多个第二图案与所述多个第一图案具有特定角度差；
第三传感器，与所述多个第一图案相对地设置，并且与所述第一传感器具有特定角度差；
第四传感器，与所述多个第二图案相对地设置，并且与所述第二传感器具有特定角度差；以及
旋转信息计算电路，被配置为：
响应于基于所述第一传感器的输出产生的第一感测信号、基于所述第二传感器的输出产生的第二感测信号、基于所述第三传感器的输出产生的第三感测信号以及基于所述第四传感器的输出产生的第四感测信号，计算与旋转主体的旋转相关的旋转信息；并且
响应于所述第一感测信号、所述第二感测信号、所述第三感测信号和所述第四感测信号中的与最大频率和最小频率中的一个相对应的感测信号，补偿通过所述第一感测信号与所述第二感测信号之间的差而产生的差分信号的非线性。
12.根据权利要求11所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：在与所述最大频率和所述最小频率中的一个相对应的所述感测信号与所述第一感测信号和所述第二感测信号中的一个相对应的情况下，确定所述差分信号具有第一非线性。
13.根据权利要求12所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：在与所述最大频率和所述最小频率中的一个相对应的所述感测信号与所述第三感测信号和所述第四感测信号中的一个相对应的情况下，确定所述差分信号具有与所述第一非线性不同的第二非线性。
14.根据权利要求13所述的旋转感测设备，其中，所述旋转信息计算电路被配置为：在所述差分信号被确定为具有所述第一非线性的情况下，对所述差分信号应用用于补偿所述第一非线性的第一补偿算法；并且在所述差分信号被确定为具有所述第二非线性的情况下，对所述差分信号应用用于补偿所述第二非线性的第二补偿算法。
15.根据权利要求11所述的旋转感测设备，其中，所述第一感测信号和所述第三感测信号具有180度的相位差，并且所述第二感测信号和所述第四感测信号具有180度的相位差。
16.根据权利要求15所述的旋转感测设备，其中，所述第一感测信号和所述第二感测信号具有90度的相位差，并且所述第三感测信号和所述第四感测信号具有90度的相位差。
17.一种旋转感测设备，包括：
旋转轴；
第一图案，被构造为与所述旋转轴一起旋转；
第二图案，被构造为与所述旋转轴一起旋转，所述第二图案与所述第一图案在所述旋转轴的延伸方向上间隔开，并且所述第二图案沿着所述旋转轴的旋转方向从所述第一图案偏移；
第一传感器，被构造为与所述第一图案相互作用以输出第一信号；
第二传感器，被构造为与所述第二图案相互作用以输出第二信号；
第三传感器，相对于所述第一传感器成第一角度设置，并且被构造为与所述第一图案相互作用以输出第三信号；
第四传感器，相对于所述第二传感器成第二角度设置，并且被构造为与所述第二图案相互作用以输出第四信号；以及
旋转信息计算电路，被配置为基于所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号和所述第四信号来确定所述旋转轴的旋转方向和所述旋转轴的旋转角度，并且响应于所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号和所述第四信号中的与最大频率和最小频率中的一个相对应的信号，补偿通过所述第一信号与所述第二信号之间的差而产生的差分信号的非线性。
18.根据权利要求17所述的旋转感测设备，其中，所述第一传感器包括第一感测线圈，所述第二传感器包括第二感测线圈，所述第三传感器包括第三感测线圈，并且所述第四传感器包括第四感测线圈，并且
所述第一信号基于与所述第一感测线圈和所述第一图案之间的重叠面积相关的电感变化而产生，所述第二信号基于与所述第二感测线圈和所述第二图案之间的重叠面积相关的电感变化而产生，所述第三信号基于与所述第三感测线圈和所述第一图案之间的重叠面积相关的电感变化而产生，所述第四信号基于与所述第四感测线圈和所述第二图案之间的重叠面积相关的电感变化而产生。
19.根据权利要求17所述的旋转感测设备，其中，所述第一图案设置在结合到所述旋转轴的第一图案部上，所述第二图案设置在结合到所述旋转轴的第二图案部上，并且所述第一图案部与所述第二图案部在所述旋转轴的所述延伸方向上间隔开。
20.根据权利要求17所述的旋转感测设备，其中，所述第一图案和所述第二图案设置在共同的支撑构件上，所述支撑构件结合到所述旋转轴并且被构造为与所述旋转轴一起旋转。
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