JP2009050709A - 位置の検出 - Google Patents

Abstract

【課題】投薬量設定のためロータのステータに対する位置を検出するようになされた注射装置において、別の要素に対する１つの要素の位置を検出する装置及び方法を提供する。
【解決手段】ロータにおける少なくとも１つの電極３ａと、ステータにおける少なくとも１つの電極４ａとを備え、電極３ａ、４ａがステータ２に対するロータ１の少なくとも１つの回転位置において、少なくとも部分的に重なり合うように配置された、ステータ２に対するロータ１の位置を検出する。また、少なくとも１つの電極４ａを有するステータ２に対する少なくとも１つの電極３ａを有するロータ１の回転位置を測定し、これにより、ステータ電極４ａに対するロータ電極３ａの静電結合の結果として回転が検出される方法及び偏位可能な要素の位置を検出することのできる測定装置により偏位可能な要素の軸方向への偏位を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、別の要素に対する１つの要素の位置を検出し、特に、ステータに対するロータの位置を検出する装置及び方法に関し、本発明は、特に、投与分の液体を分与し、特に、医薬分野にて使用される装置、例えば、注入又は注射装置に関し、ここで、分与した液体又は分与すべき液体の設定した投与量を例えば、ケージング又はいわゆる「ペン」のようなステータに対する、例えば、ねじ付きロッドのようなロータの位置によって確認することができる。一般に、ペンによって分与すべき投与量は、例えば、投与量ボタンを回すことで設定され、次に、投与ボタンを押すことによって分与される。

「ペン」と称されることも多い、医療器具から分与すべき流体−例えば、インシュリン、ホルモン調整剤等−をできるだけ正確に投与するためには、例えば、不正確な投与量のとき、警報信号を発生し又は投与量の分与を防止するため、投与量を設定する過程を監視し得ることが必要である。通常、ペンのケージング内に配置されたロータを回すことにより、投与量は設定されるから、上記ロータには、一般に、ねじが設けられており、ロータの前進は、投与量を設定するために為される回転によって確認することができ、このため、分与すべき投与量又は分与した投与量が決定される。

この回転動作を測定する既知の装置は、機械的原理に基づくものであり、従って、具体化にはコストが掛り且つ比較的不正確である。
本発明の１つの目的は、例えば、ステータのような第二の要素に対する、例えば、ロータのような第一の要素の位置を検出する装置及び方法であって、比較的容易に具体化でき且つ、位置を極めて正確に探知することを可能にするものを提供することである。この目的は、独立請求項の主題によって解決される。有利な実施の形態は従属請求項に記載されている。

本発明の意味において、ロータとは、ステータに対するその回転位置及び（又は）軸方向位置にて動き又は変位することのできる回転要素として理解される。本発明の意味において、ロータ及びステータという用語は、これら２つの要素がロータのみ又はステータのみが動くか、又は双方の要素が同時に動くかどうかに関係なく、互いに対して動くことのできることを意味することを理解すべきである。説明を簡略化するため、ロータは、以下の説明において、ステータ内に位置するものと想定するが、ロータは、ステータによって完全に取り巻かれる必要はなく、ステータの外側に位置し、また、可能であれば、該ステータを取り巻くようにすることができる。

ステータに対するロータの位置を検出する、本発明による装置は、ロータ上に配置された少なくとも１つの電極を備えている。該電極は、ロータの外側に位置し、又はロータ内に植込むことができ、ここで、例えば、誘導体を電極に設けることができる。更に、少なくとも１つの電極がステータに設けられ、ここにおいて、上記電極は、同様に、自由にアクセス可能であり又は適宜な層にて被覆される。このように、本発明に従ってロータ及びステータ上に電極を配置することは、次のようにされる、すなわち、ロータ及びステータが互いに対して動くとき、特に、ロータがステータに対して回転するとき、それぞれの電極は、ロータ及びステータの特定の相対的位置が与えられて、少なくとも部分的に重なり合い、このため、電極が静電結合されるようにする。例えば、それぞれの電極と静電結合部との間の重なり合い程度から、及びこれに応じて変化する静電結合から、ロータ及びステータが互いにどの位置にあるかを確認することによって、ステータに対するロータの位置を確認することができる。電極は、ロータ及びステータに固定状態に接続されることが好ましい。

原理上、ロータ及びステータ電極の幾何学的形態に対し多数の実施の形態が考えられるが、ステータに対するロータの回転角度を絶対的に表現することを可能にする実施の形態とすることが好ましい。この目的のため、ロータ及び（又は）ステータ電極は、例えば、周方向における位置に依存して異なる幅を呈するように形成することができる。ロータ電極は、例えば、三角形の底辺がロータの長手方向軸線に対し平行に伸び且つ、ロータの周縁を取り囲む三角形の先端が再度、三角形の底辺に当接するように、円筒状ロータの外側部の周りに位置する二等辺三角形の形態とすることができる。かかる電極は、ロータの周縁の周りで常に変化する幅を呈する。ステータの一部分のみの上方を伸びるステータ電極がかかるロータ電極と対向する位置にあるならば、相対的な回転位置に依存して直線状に変化する静電結合となり、このため、ステータに対するロータの角度位置は、上記電極の測定した静電結合に基づいて確認することができる。

しかし、例えば、電極をロータ及び（又は）ステータ上に周縁の周りで等距離に配置することにより、より簡単な電極の幾何学的形態にてロータの位置を検出することができる。

位置をより正確に又はより容易に検出し得るように、ロータ及び（又は）ステータ上に２つ以上の電極を使用するその他の実施の形態とすることも考えられる。特に、ロータにおける少なくとも１つの電極と結合することのできる少なくとも２つの電極をステータ上に提供することが有利であり、それは、この場合、ロータ電極は、回転位置に依存して、１つ又は双方のステータ電極に静電結合されるからであり、このため、例えば、摺動接点により、回転可能に取り付けたロータ電極をステータ電極に接続せずに、測定することができる。このように、直接に電気的に接触させずに、ロータを回転可能に取り付けることができ、ここにおいて、少なくとも１つのロータ電極と少なくとも２つのステータ電極との間の静電結合に基づいてのみ位置を検出することが可能である。

このため、ロータ電極及びステータ電極は、コンデンサブリッジ構造体が実現し得るように配置されることが好ましい。コンデンサブリッジについては、図１に関して一般的な語にて説明する。

図１には、直列に接続された２つのコンデンサＣ１、Ｃ２が示されており、ここにおいて、双方のコンデンサを渡る全電圧は、Ｖ全＝Ｖ₁＋Ｖ₂である。Ｖ₁及びＶ₂は、それぞれのコンデンサＣ１及びＣ２における低減電圧である。電圧Ｖ₁対全電圧Ｖ全の比に関して、次式となる。

Ｖ₁／Ｖ全＝Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２） 等式（１）
本発明による装置は、コンデンサブリッジのコンデンサの１つが静電結合されたロータ及びステータによって形成され、更に、基準コンデンサが提供されるように設計されることが好ましい。基準コンデンサは、例えば、ステ−タ上におけるように外部に設けるか、又はその他のロータ及びステータ電極によって形成することができる。基準コンデンサの一側部をステータ電極に接続し、回転するロータに対しできる限り少ない数の電気的接続部を取り付け得るようにすることが特に好ましい。

上記の等式から、直列に接続された１つ又は２つのコンデンサの容量を変化させることは、該コンデンサの電圧を変化させることが分かる。基準コンデンサを使用することにより、既知の方法で電圧を測定することで、容量又は容量の変化の測定を簡単化することができる。ロータ及びステータ電極が適宜に配置され且つ形成されたならば、位置を決定するためには、電極又はコンデンサの電圧の絶対値を測定することさえも不要である。例えば、比較器によって電極又はコンデンサの電圧を基準値と比較し、これにより、コンデンサの電圧又はコンデンサ電極の電位が基準値以上か又は基準値以下であるかどうかに関する表示を得れば十分である。医療器具にて使用される要素は比較的小型であり、従って、ロータ及びステータ電極が互いに対して動くときに生ずる容量の変化もまた比較的小さく、ピコファラッド範囲であるため、このことは特に有益である。例えば、変化する電圧を基準値と比較し且つ、電圧が基準値以上か又は以下であるかを示す二進信号を出力することにより、容量の変化が測定され、この場合、容量の変化の絶対値を決定する必要はない。このことは、測定を簡略化することができる。ロータ電極及びステータ電極が適宜に配置され且つ形成されるならば、このようにして発生された二進信号から回転位置又は回転方向の表示を得ることができる。

特に好ましくは、位置を決定するための基礎となる、ステータに対するロータの位置に依存して、色々な静電結合を可能にし得るように半径方向及び（又は）軸方向に互いに偏位して配置することのできる２つ、３つ、４つ又はより多くの電極がロータ及び（又は）ステータに設けられるようにする。このようにして、例えば、特定の一定の電圧を結合するため、ロータ及びステータの相対位置に関係なく実質的に一定の結合を常に維持することができるように個別の電極を形成することができる。次に、個別の電極は、その機能に依存して異なる幾何学的形態を呈することが好ましく、ここにおいて、例えば、周方向に向けて画定された長さに亙って長さが相違する軸方向伸長部又は幅を有する電極をロータ及び（又は）ステータ上に設けることができる。また、一定の又は変化する幅にて、ロータ及び（又は）ステータの全周の周りを伸びるように電極を形成することもできる。

本発明の１つの好ましい実施の形態において、ロータ電極は、比較的簡単に、例えば、相互に対向する２つの部分環状又は半環状の要素として形成することができ、これらの要素は、互いに電気的に分離させ且つ、実質的に円筒状のロータの周縁に配置される。ロータの外周に対向し且つ、ロータの外面から実質的に一定の距離を有することが好ましいステ−タの内面には、２つ、３つ、４つ又はより多くの電極が設けられ、これらの電極は、ステータの周方向に向けて分配され、好ましくは、ロータの回転軸線の周りで等しく又は、ロータの回転軸線に対して対称に分配されるようにする。ステータ電極もまた、それぞれ互いに対して又は対にて異なる面を有し、これによりステータ電極に対するロータ電極の位置に依存して色々な静電結合を可能にすることができる。このようにして、ロータは比較的簡単に形成することができ、ここにおいて、ステータ又はステータ電極は、比較的より複雑に形成される。かかる１つの実施の形態において、ステータに対するロータの回転位置を１つの値にて示すことができるように注意すべきである。

本発明の別の実施の形態によれば、反対の方策がとられる、すなわち、ステータ電極は比較的簡単な設計とされる一方、ロータ電極はより複雑な構造を示す。このようにして、例えば、相対位置又は回転位置に依存して、ロータ上の複雑な電極に静電結合することのできる２つの電極をステータに設けることが可能である。

特に好ましくは、図６Ａの実施の形態にて示すように、３つのロータ電極が設けられ、第一のロータ電極は、ロータを取り巻く環状部分と、ロータに接続された部分環状又は半環状部分とを備えている。部分環状部分は、第二及び第三のロータ電極の方を指し、第三のロータ電極は、−丁度、第一のロータの電極と同様に−、環状部分と、該ロータ電極に接続された部分環状又は半環状部分とを備えており、該部分環状又は半環状部分は、第一の電極の部分環状部分に対して１８０°偏位され且つ、第一の電極を指している。第二の電極が第一の電極と第三の電極との間に配置され且つ、同様に該電極に接続された２つの部分環状又は半環状部分を有する周方向環状部分を備えており、第一の環状部分は、第一の電極に向けて伸び、第二の部分環状部分は、第二の電極に向けて伸びており、これら２つの部分環状部分は、１８０°だけ互いに偏位して配置されることが好ましい。第一、第二及び第三のロータ電極は、次のように形成されることが特に好ましい、すなわち、これら３つの電極は、その表面をほぼ覆うようにステータの部分領域上に配置される、すなわち、電極が互いに係合し、比較的小さい、好ましくは一定の断面部分がそれぞれの電極の間に位置するようにする。しかし、個別の電極は電気的に互いに隔離されることを保証しなければならない。任意の回転位置に対して画定された仕方にて静電結合を常に可能にし得るように、例えば、環状又は半環状とすることができる電極は、ロータ電極のそれぞれの周方向の環状領域と対向してステータ上に配置されるようにすることができる。このように、例えば、第一及び第三の電極は、第一の電位を装荷できる一方、第二の中間電極は、第二の電位が装荷される。第一の電位は、例えば、接地とし、第二の電位は、例えば、５Ｖの供給電圧とすることができる。好ましくは、軸方向に偏位させた２つの電極対がステータ上に配置されて、上記電極対がロータ電極の相互に係合する部分環状領域に対向するようにする。好ましくは、第二のロータ電極の第一及び第二の部分環状領域は、第一及び第三のロータ電極の１８０°偏位させた、それぞれ対向する部分環状領域に従って異なる長さを示すようにし、該長さは、それぞれの割当てられたステータ電極対のそれぞれの長さにほぼ相応するものとする。ステータ電極の個別の要素は、互いに対して約９０°だけ偏位して配置されることが特に好ましく、１つのステータ電極の要素は、他方の電極対の要素に対して軸方向に伸びた状態で配置されることが好ましい。図６Ａに示した配置は、ロータ電極とステータ電極との間でできるだけ大きい静電結合が得られるように、色々な回転位置に対しそれぞれの電極面が比較的大きく重なり合うことを可能にする。

好ましくは、ステータに対するロータの少なくとも１つの停止位置が提供され、この位置において、ロータは、例えば、取り付け工程後、画定された位置にある。好ましくは、特に、一定の距離にて多数の停止位置が提供され、これらの停止位置は、ロータを適宜に係止し、隣接する停止位置に移行する部分にて少なくとも１つのロータ及び（又は）ステ−タ電極がステ−タ又はロータの別の電極に対向する。

上述した実施の形態と独立的に使用することもできる本発明の別の側面によれば、長手方向に向けてステータに対する偏位要素、例えば、ロータの偏位又は位置が検出される。この場合、回転動作は行う必要はない。

特に、投与ボタンを押し、これによりロータ又はねじ付きロッドが軸方向に偏位するようにすることでペンによって液体を投与するとき、かかる相対的動きが生じる。ロータ又はねじ付きロッドの軸方向への動きが必要とされ及び（又は）設定された量を投与するのに十分であるかどうかを検出し得るよう、ロータ又はねじ付きロッドの軸方向への動きを検出することが本発明に従って提案される。

第一の実施の形態によれば、この位置は、圧力及び（又は）力センサによって検出することができ、該圧力及び力センサは、例えば、投与ボタン、又はねじ付きロッドのような偏位要素に結合されたロッド又はばねのような要素が押す。軸方向への動きが少な過ぎるならば、例えば、圧電要素のような圧力又は力センサによって出力された電圧信号に基づいて、軸方向への動きは所望の投与量を分与するのにまだ十分ではないことを確認することができる。次に、例えば、警報信号を出力し又は投与量の分与を防止することができる。

別の実施の形態によれば、軸方向に偏位可能である投与ボタン、ねじ付きロッド又は別の要素に結合された電極を提供することができる。この電極を使用すれば、例えば、特定の位置における軸方向偏位に依存して電圧を非偏位型電気抵抗器にて得ることができ、該電圧は、この電圧から位置を確認し得るように投与ボタン又はねじ付きロッドの特定の位置の特徴である。

本発明の別の実施の形態によれば、軸方向偏位要素及び該偏位要素に固定された要素を静電結合し、その位置は容量の変化に基づいて検出することができる。
本発明による装置は、次のような設計とされることが好ましい、すなわち、該装置が係止され又はユーザーが感知可能である信号が少なくとも１つの位置、すなわち、投与ボタンが完全に押それた位置すなわちその最初の位置にて出力されて、所望の投与量が分配されつつあることを示すような設計とする。

少なくとも１つの電極が設けられたステータに対する少なくとも１つの電極が設けられたロータの回転位置を測定する本発明の方法において、ロータ電極とステータ電極との間の静電結合から回転位置が確認される。特に、この場合、充電又は放電電流を測定し且つ（又は）電圧を測定することにより、容量を測定することが可能である。

好ましくは、測定すべき可変値としてロータ／ステータ電極対の電圧が測定され、その可変値は、例えば、比較器により基準電圧と比較されることが好ましい。このように、最高値を検出することができ、この場合、可変値が特定の限界値を超え又はそれ以下に低下したとき、信号が変化し、このように二進信号を発生させることができる。電極によって形成されたコンデンサの充電又は放電電流を測定するときにもこの最高値を検出することができる。

特に、好ましくは、例えば、測定した実際の状態から開始して、一方向又は別の方向へのロータの偏位又は回転を示す２つの可能な隣接する状態を画成することにより、エラーを認識し、且つ補正することができるように相応する測定アレイを備える電極の形態となるようにする。無効又は利用不能な状態に相応する信号が確認されたならば、その位置を検出するときのエラーを示すエラー信号を出力することができる。エラーは、使用した許容可能な測定信号に依存して適用可能であるように補正することができる。

好ましくは、使用した１つ又はより多数の電極は金属又は導電性或いは磁化可能なプラスチックで出来たものとすることができる。適宜なプラスチックは、例えば、炭素（煤）、金属元素、鉄粉末等を加えることにより製造される。導電性プラスチックは、例えば、ｚ−ｋ射出成形法にて付着させることができる。

次に、好ましい一例としての実施の形態に基づいて本発明を説明する。
図２Ａには、本発明の構成において、ロータとして機能し且つペン又はステータ２以内に回転可能に取り付けられたねじ付きロッド１が概略図的に図示されており、ここで、４つのロータ電極が各々、周方向に９０°だけ偏位させてロータ１に配置されており、そのうち３つのロータ電極３ａ、３ｂ、３ｃを図２Ａにて見ることができる。ロータ電極は、周方向にほぼ等しい幅を示し、また、軸方向に４つの異なる長さを有している。２つのステータ電極４ａ、４ｂはその寸法に関して実質的に同一に形成され且つ軸方向に偏位させてステータ２の内側部に配置されている。図２Ａに示した位置において、ロータ電極３ｃは、ステータ電極４ａ、４ｂに対向し且つ左側ステータ電極４ａのほぼ外端縁から軸方向にその軸方向全長に沿って第二のステータ電極４ｂのほぼ右側外側端縁まで伸びており、このことは、ロータ電極３ｃとステータ電極４ａ、４ｂとの間に比較的十分な静電結合を提供する。ロータ電極３ａがステータ電極４ａ、４ｂに対向するようにロータ１が回転するならば、ロータ電極３ａはロータ電極３ｃよりも軸方向への長さが短いため、静電結合は損なわれる。

図２Ｂには、図２Ａに図示した装置の電気的等価回路図が概略図的に図示されており、ここで、ステータ電極４ａとロータ電極３ｃとの間の静電結合は、静電結合された電極３ｃ、４ｂにより形成された第二のコンデンサＣ₃₄に直列に接続された第一のコンデンサＣ₄₃として理解することができる。ロータ電極とステータ電極との間の重なり合い面が減少するならば、このことは、コンデンサＣ₄₃、Ｃ₃₄によって形成された全容量が減少することを表し、このことは、より短いロータ電極３ａがステータ電極に対向する場合である。コンデンサＣ₄₃、Ｃ₃₄により形成されたこの全容量Ｃ１が基準コンデンサＣ２と直列に接続されるならば、上記の等式（１）に従い、図１に示した回路の結果、測定アレイが得られ、この測定アレイを使用して、ロータ１がステータ２内で回転するとき、コンデンサ間の点Ｐに取り付けられた電圧計により、ロータ電極３がステータ電極４に対向する４つの回転位置に対する、図２Ｃに示した電圧のプログレッションが定量的に得られ、この場合、それぞれの異なる４つの電圧値は、異なる長さにて形成された４つのロータ電極３によって得られる。

図３には、図２Ａに示した実施の形態と相違して、ロータ１の周りで環状に形成され且つ、２つのステータ電極４ｃ、４ｄが対向する別の電極３ｄが設けられており、これら２つのステータ電極４ｃ、４ｄは、互いに対し周方向に偏位された、本発明の第二の実施の形態が図示されている。これら追加的な電極３ｄ、４ｃ、４ｄを使用すれば、コンデンサ４ｃ、３ｄと、コンデンサ３ｄ、４ｄとの間の直列回路として基準コンデンサＣ２を形成することができ、該基準コンデンサは、図１に示すように、ステータ電極４ａ、４ｂとロータ電極３ａ乃至３ｃとによって図２Ａ実施例と同様に形成された全容量Ｃ１と直列に接続されている。図３に示した実施の形態は、点Ｐ（図１）にて測定した電圧がステータ２に対するその共軸方向位置に対してロータ１が偏位する程度に依存することが小さいため、安定的な測定を可能にする、すなわち、例えば、不規則性のため、ロータ１がステータ電極４ａ、４ｂに接近するならば、これらの電極により形成された全容量Ｃ１のみならず、ステータ電極４ｃ、４ｄを介して形成されたコンデンサＣ２の容量も増大し、測定の変動を減少させることができる。

図４Ａから図４Ｄには、互いに対し９０°だけ回転させた４つの異なる位置における、本発明の第三の実施の形態による電極の配置が概略図的に図示されている。
それぞれの回転位置の下方には、電極により形成された相応するコンデンサの相応する電気回路が図示されている。ロータにて互いに対向するほぼ半環状の電極は、０及びＶとして示してあり、電極０は、接地電位を有し、電極Ｖは、供給電圧を有している。図４Ａから、ステータ上に配置された電極Ａ、Ｂは、互いに９０°偏位されており、その双方は、第一の回転位置にて電極０に対向し、このため、その双方は、接地電位と静電結合されている。その結果、概略図的なロータ−ステータの図の下方に示した電気的等価回路となり、これにより、ステータ電極Ａ、Ｂにより形成されたコンデンサは共に、一側部にて接地電位となる。例えば、電極Ａ、Ｂにおける電位は電極Ｖの電位の半分の大きさであることが好ましい基準コンデンサと比較器によって比較するならば、二進値０が双方のステータ電極Ａ、Ｂに与えられる。ロータが図４Ｂに示すように、右方向に９０°回転するならば、ステータ電極Ｂは、依然として、０電位を有する一方、ステータ電極Ａは、ロータ電極Ｖに対向し且つ該ロータ電極Ｖと静電結合され、電極Ａは、電気的等価回路図で概略図的に示すように、より高電位を有する。比較器を使用して、ステータ電極Ａに対する二進値１を得ることができる。ロータが更に９０°回転するならば、図４Ｃに示した配置となり、ここで、ステータ電極Ａ、Ｂは、共に二進値１まで動いている。図４Ｄには、ロータが更に９０°回転し、ステータ電極Ａが再度、０電位となる一方、ステータ電極Ｂは、ロータ電極Ｖの電位に結合される状態が示されている。その結果、ステータ電極Ａ、Ｂによって確認された二進値から、４つの回転位置の各々に対し２文字二進コード＝ＡＢを形成することができる。ある状態、例えば、図４Ａに示した回転位置の場合、２つの有効な隣接状態、すなわち、図４Ｂ及び図４Ｄに示した状態となる。図４Ａ乃至４Ｄに示した４つの位置に対する状態遷移図が図７に図示されている。矢印は、状態の許容可能な遷移を示しており、このため、例えば、状態００から状態１１への遷移は明確にエラーであり、これは、検出可能である。ロータが、例えば、９０°回転する毎に係止するような機械的形態とされるならば、図４Ａから図４Ｄに示した安定的な状態が得られる。

図５Ａ及び図５Ｂには、図４に示した第三の実施の形態以外にて、各々が約９０°偏位して配置された４つのステータ電極Ａ、Ｂ、Ａ´、Ｂ´が設けられた、本発明の第四の実施の形態が図示されている。電極Ａ、Ａ´及び電極Ｂ、Ｂ´が隣接する電気的等価回路図に示したように、互いに電気的に接続されるならば、コンデンサのブリッジ回路を形成することができる。電極Ａ、Ｂの表面が電極Ａ´、Ｂ´の表面と相違するならば、ロータの異なる回転位置を明確に検出することができる。ロータが図５Ａに示し且つ点Ｐで示した位置１から位置２まで右方向に９０°回転したならば、電気回路は電極Ａ、Ａ´に対して何ら変化しない結果となる。しかし、電極Ｂ、Ｂ´に関して、静電結合関係は逆となっており、これは、比較器によって測定し且つ（又は）二進信号に変換することができる。

二進コード化の色々な実施の形態について一例として説明したが、例えば、多数文字コードを使用し、ロータ及び（又は）ステータ電極の数及び位置が変更可能である、本発明のその他の多数の実施の形態が考えられる。

図６Ａには、３つのロータ電極３ａ、３ｂ、３ｃが設けられ、電極の各々がステータ電極４ｅ、４ｆ、４ｇに対向する１つの環状要素を備え、電極３ａ、３ｃの各々にてロータにおける相応する半環状電極要素と対向する半環状電極要素が設けられ、電極３ａ、３ｃの半環状電極要素は、電極３ｂの半環状電極要素に相応して異なる長さを有するようにした、本発明の第五の実施の形態が図示されている。上記異なる長さに従って、ステータには対の電極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられており、これらの電極は、軸方向に向けて互いに偏位され、それぞれ、互いに約９０°回転させてある。電極４ｅ、４ｆ、４ｇによって、電圧をロータ１の任意の回転位置に対してロータ電極３ａ、３ｂ、３ｃに常に結合することができる。ステータ電極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは確認してロータ１の回転位置を測定することができ、それは、それぞれのロータ電極の好ましくは異なる極性の半環状要素がそれぞれ回転位置に依存して上記電極に対向するからである。図６Ａに示した装置は、電極の重なり合う面が大きいため有益であり、それは、このことは、強力な静電結合を可能にし、その結果、信号強度が大きくなるからである。図６Ｂに示した概略図的な配置から理解し得るように、外側ロータ電極３ａ、３ｃは、ステータ電極４ｅ、４ｇによって接地電位に結合される一方、ロータ電極３ｂは、ステータ電極４ｆを介して供給電圧に結合される。図６Ａに示した配置において、電極４ａ、４ｃ、４ｂ、４ｄは、簡略のためＡ、Ａ´、Ｂ、Ｂ´で示してある。一方にてステータ電極Ａ、Ａ´、また他方にてＢ、Ｂ´が各々反対極性のロータ電極と対向するようにロータ電極３ａ、３ｂ、３ｃが配置されている。一方、ロータの回転は、ステータ電極Ａ、Ａ´、Ｂ、Ｂ´の電位を測定し又は変換することにより認識することができる。

図８には、例えば、ロータ、又はねじ付きロッドのような偏位要素の長手方向への動きを検出する本発明の別の側面による第一の実施の形態が図示されている。通常、ペンの場合、最初に分与すべき投与量を上述したように検出可能である回転動作によって設定し、そのとき、設定した投与量は投与ボタンＤを押すことによって軸方向又は長手方向動きによって分与される。本発明によれば、投与ボタンＤは、力センサＫを押すら旋ばねＳに接続されている。力センサＫによって測定された力から、矢印に示した移動方向への投与ボタンの移動経路を推定することができ、その力は、ボタンを更に押せば押すほど、増大する。この点に関して、例えば、力センサＫによって測定された力Ｆは、比較器によって基準値と比較可能な電圧Ｕに変換することができる。力センサＫによって測定した力Ｆが特定の限界値を上廻らないことが確認されたならば、警報信号を出力し、設定した投与量が分与されず又は完全に分与されないことを表示する警報信号を出力することができる。

図９には、電気抵抗器Ｒが投与ボタンＤ又はねじ付きロッドＧに対し平行に伸びる状態で配置され且つ、例えば、ケーシング殻体の内側部に配置することのできる、図８に示した実施の形態の１つの代替例が図示されている。ねじ付きロッドＧ又は投与ボタンＤに接続されたタップ付き電極Ｅは、長手方向への動きによって抵抗器Ｒに沿って偏位する。抵抗器Ｒの端部点の１つに対するタップ付き電極Ｅの電位が測定されたならば、この電位から投与ボタン又はねじ付きロッドの絶対値を確認することができ、このことは、分与した薬剤の量を推定することを可能にする。

一般的な表現にて、実際に分与された量は図８及び図９に示した実施の形態を使用して表示することができる。その場合、設定した投与量が完全に分与されないときに警報信号を出力し且つ（又は）実際に分与した投与量を確認して、不足する投与量を別の投与過程にて分与することができる。

コンデンサブリッジ回路の図である。 ２Ａは本発明の第一の実施の形態による電極を備えるロータ−ステータの配置の図である。 ２Ｂは図２Ａに図示した配置に対する等価回路図である。 ２Ｃは４つの回転位置に対して図２Ａに示した装置を使用して電圧を測定する場合の出力信号の図である。 本発明の第二の実施の形態によるロータ−ステータの配置の図である。 ４Ａは１つの回転位置における本発明の第三の実施の形態を示す概略図である。 ４Ｂは異なる回転位置における本発明の第三の実施の形態を示す概略図である。 ４Ｃは更に異なる回転位置における本発明の第三の実施の形態を示す概略図である。 ４Ｄは更に異なる回転位置における本発明の第三の実施の形態を示す概略図である。 ５Ａは本発明の第四の実施の形態を示す概略図である。 ５Ｂは本発明の第四の実施の形態を示す概略図である。 ６Ａは本発明の第五の実施の形態による装置の図である。 ６Ｂは図６Ａに図示した装置の概略図である。 本発明によってエラーを認識する状態を示す、状態遷移図である。 長手方向動きを検出する装置の第一の実施の形態の図である。 長手方向動きを検出する装置の第二の実施の形態の図である。

Claims (9)

1. 投薬量設定のためロータのステータに対する位置を検出するようになされた注射装置において、前記ロータは、注射装置内部のロッドに連結され、前記ステータは、注射装置の内部表面に連結され、前記ロータは投薬量設定を行うため前記ステータに対し回転可能であり、少なくとも１つのロータ電極が前記ロータに、又少なくとも１つのステータ電極が前記ステータに配置され、前記ロータ電極と前記ステータ電極とは、前記ロータの前記ステータに対する少なくとも１つの位置において、少なくとも部分的に重なり、前記少なくとも１つのロータ電極は前記ロータの外面に配置され、かつ、前記ステータの内部に対面するロータ電極外面を有し、前記少なくとも１つのステータ電極は前記ステータの内部に配置され、かつ前記ロータの外面に対面するステータ電極外面を有し、前記ロータの前記ステータに対する位置が投薬量を表示し、投薬設定量の表示が前記ロータの前記ステータに対する位置を検出することにより提供される、注射装置。
2. 少なくとも２つのステータ電極が前記ステータに配置される、請求項１の注射装置。
3. 前記ロータの前記少なくとも１つのロータ電極と、前記ステータの前記少なくとも１つのステータ電極が、前記ロータおよび前記ステータのそれぞれの部分環状領域である、請求項１の注射装置。
4. 前記ロータの前記少なくとも１つのロータ電極と前記ステータの前記少なくとも１つのステータ電極は、前記ロータが所定の角度だけ前記ステータに対し回転したとき前記両電極の極性が逆転するように配置されている、請求項１の注射装置。
5. 前記ロータは前記ロッドのまわりに回転可能である、請求項１の注射装置。
6. 前記ロータと前記ロッドは一体的に連結され注射装置内で一緒に回転する、請求項１の注射装置。
7. 前記ロータは複数の回転位置を有し、その各回転位置は、前記ステータの複数のステータ電極のうちの１つのステータ電極に少なくとも部分的に重なるロータ電極に対応している、請求項１の注射装置。
8. 前記複数の回転位置の各々は、１つの電圧と組合わされている、請求項７の注射装置。
9. 前記複数の回転位置の各々の電圧は、互に相違する、請求項８の注射装置。

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