JPH08509809A

JPH08509809A - 角度位置エンコーダ

Info

Publication number: JPH08509809A
Application number: JP6524064A
Authority: JP
Inventors: ニコラスデイムズ，アンドリュー
Original assignee: サイエンティフィックジェネリックスリミテッド
Priority date: 1993-05-01
Filing date: 1994-05-03
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: GR3026760T3; AU673429B2; CA2161961C; DE69408534D1; DE69408534T2; EP0696349B1; ATE163227T1; EP0696349A1; AU6579194A; US5796250A; GB9309073D0; WO1994025829A1; ES2112538T3; DK0696349T3; CA2161961A1; BR9406492A; JP3472578B2

Abstract

(57)【要約】回動可能部材の角度位置を指示するための装置において、駆動コイル（５１）はその軸が回転可能部材の回転軸に対応するように提供される。コイル（６５）は回転可能部材の回りに巻かれ、そしてコンデンサー（６６）はコイル（６５）内に提供されて、ＬＣ共振回路を形成する。回転可能部材上のコイル（６５）は、駆動コイル（５１）への交流磁界の適用が回転可能部材の全角度位置に対して一定である共振をＬＣ回路内に誘導することが出来るように巻かれる。ピックアップコイル（５３、５５）は、これらのコイルと駆動コイル（５１）の面が直角をなすように提供される。ＬＣ回路の共振は回転可能部材の角度位置に依存する出力コイル（５３、５５）内に信号を生成する。その信号はその角度位置を決定するために処理される、そしてその処理はその中で生成された信号が直交信号であるので出力コイルのこの配置で単純化される。

Description

【発明の詳細な説明】角度位置エンコーダ技術分野本発明は、可動計器、例えばダイヤル、ホイールあるいはシャフトの位置を指示するための方法と装置に関する。例えば、本発明は、水道、ガス、あるいは電気メーターなどの計器内のダイアルの位置の決定、あるいは一般にロータリーエンコーダに適用される。背景技術計器のダイアルのための既知ロータリ符号化システムでは、各ダイアルは、そのダイアルが回転したときにその上を移動して、関連プリント回路基盤上のトラックと接触する一対のスプリングワイパーを有する。トラックの一方は連続的であり、他方はダイアル（例えば０−９）により運ばれる数字の数に等しい多数の接触パッドを定義するために断続的になっている。各々のダイヤルが回転すると、ワイパーは後続のパッドと接触し、ダイヤル位置の表示を与えるための各場合毎に回路をなし、中央モニターステーションに伝達できるようになる。動作の信頼性を保証するために、各ダイヤルはインデックスステップで回転することが要求されるので、その接触は常にパッドの一つであり、そしてダイアルをインデックスステップで一方の位置から他方にスナップさせる「スナッパー」により各ダイアルが制御されるようにする。しかしながら、スナッパーを使用すると、水道メーターなどの間接計器の場合、その動作をかなり妨げる機構を作動させるため、必要とされるトルクが増す。更に、このシステムは、監視されるべきダイアルの各セットがそれ自体の回路基盤と関連論理回路とを備えていることが必要になるが、それは、特にトラックやワイパーが接触の信頼性を保証するために通常金メッキされるのでコスト高となる。以前の非接触位置感知機構は、二つの部材の相対的位置を指示するための磁気的バイアスフィールドを供給する磁歪共鳴体とバイアス要素とを用いる。このようなシステムでは、部材の位置を読みとることが必要とされるときに、問い合わせ交番磁界を当てる。そしてその位置は検出された信号を基にして決定される。ここで、その信号はバイアス要素と磁歪共鳴体それら自体の相対的位置に依存するような方法で磁歪共鳴体により修正されている。しかしながら、これらのシステムは、磁歪共鳴体内に結合される問い合わせ交番磁界の量が、バイアス要素により適用される磁気バイアスに比例する、つまり、システムが外部磁界に影響されやすいことを意味する問題を克服しなければならない。これらの従来の装置と技術とは、複数の磁歪共鳴体とバイアス要素、或いはそのいずれかが要求されて、構成を複雑で高価にするという更なる不都合をかかえている。発明の開示この発明が関連する問題は、各ロータリー部材との直接的な電気接触を必要としなくて、単純な構成のものである一つ以上のロータリー部材の角度位置感知システムの位置である。本発明の第一の態様によれば、可動部材の角度位置を指示（表示）するための装置が提供される。ここで磁界は中間装置を介して入力手段から出力手段に結合され、その結合は出力手段内の磁界が可動部材の角度位置の機能（function）となるようになされる。本発明によれば、中間装置にエネルギーを供給する入力手段と、それに応じて前記中間装置からエネルギーを受け取る出力手段とから構成される可動部材の角度位置を指示するための装置が提供される、中間装置は出力手段により受け取られたエネルギーが前記角度位置の関数として変化できるように変化する軸を有する。本発明によれば、そのようの装置の入力手段にエネルギーを供給し、それに応じて生成された出力手段内のエネルギーを検出し、それから前記角度位置を得ることからなる可動部材の角度位置を決定する方法もまた提供される。本発明の更なる局面によれば、複数のダイアルから構成される計器であるそのような装置の入力手段にエネルギーを供給し、それに応じて生成された出力手段内のエネルギーを検出し、そしてそれから計器の読み取りを得ることからなる計器を読み取る方法が提供される。図面の簡単な説明種々の形態が添付の図を参考にして実例で説明される：図１は、ある形態による６ダイアルから構成される、水道メーターなどの遠隔読み取り可能間接計器を概略的に例示する；図２はダイヤル、図１の計器の部分を形成するダイアル、駆動コイル、そしてピックアップコイルの拡大した概略的等角図である；図３ａは図２で示されたアッセンブリーの１つのダイヤルの１側面から斜めに見た概略図である；図３ｂは共振体の面とダイアルの面との間の角度の好適範囲を概略的に例示する；図４ａは図３ａのダイアルが回転すると駆動コイルとホイールハブコイル内を流れる電流により生成される磁束密度の方向を例示する図である；図４ｂはホイールハブコイル回路の電気的等価回路を例示する；図５は、異なるダイアル位置でホイールハブコイル内を流れる電流により生成される、磁束密度の方向と、その成分を概略的に例示する；図６は、図２のアッセンブリーに対して、ダイアルの一つが回転されるとピックアップコイル上の直交信号を例示するグラフである；図７は第一形態による計器システムの電気的等価回路である；図８はピックアップコイル内で誘導されたＥＭＦの実効値Ｅがいかに周波数と共に変化するかを示す；図９は、有効帯域幅が大きい時、使用されるダイアルの共振周波数の広がりを示す；図１０は、有効帯域幅が限定される時、ダイアルに使用される共振周波数の広がりを示す；図１１は第二形態による計器システムの電気的等価回路である；図１２は第三形態による計器システムの電気的等価回路である；図１３は第四形態におけるホイールとコイルの部分を示す概略図である；図１４ａは第五形態におけるダイアル配置の拡大した概略等角図である；図１４ｂは図１５ａに示されるアッセンブリーの一つのダイアルの一側面から斜めに見た概略図である；図１４ｃは第五形態によるダイアルシステムの電気的等価回路である；図１５は、第四形態に関して、全周波数が同時に適用される時に信号を復調する方法を実証する電気的等価回路である；図１６ａは他の形態におけるホイールの構成を概略的に例示する；図１６ｂは図１６ａで示された形式で使用されたプレーナー型食刻ＬＣ共振体の一形式を例示する；図１７ａは各ダイアル上の結合装置の交代的構成の電気的等価回路である；図１７ｂは図１７ａの回路を製作するのに必要な構成要素を搭載する一方法を示す；図１８はフェライトコアーが共振回路内に使用される時のホイールを搭載する他の方法を概略的に例示する；図１９は更なる選択肢で可調インダクタンスコアーのホイール内での使用を概略的に示す；図２０は交代的形態における内部フェライトコアー共振体を有するホイールを概略的に示す；図２１は、適切な順序で組み立てられるようにマークが付けられたダイアルのセットを示す。発明を実施するための形態図１は第一形態による間接水道メーターを示す。図１において、導水管３と排水管５とを有し、水流を感知するためのタービン１がある。導水管はタービン１の外部チャンバーと導通しており、排水管５はタービン１の内部チャンバーと導通している。外部チャンバー７は内部チャンバー９の側壁１３内の角度付けられた開口部１１により内部チャンバー９と導通する。内部チャンバー９内には、スピンドル１７に接続された翼付きローター１５があり、そのスピンドルはタービン１の最上部を貫通し、そしてダイアルハウジング２９内に保持された、典型的には１０００：１程度のものである２７で概略的に示された減速ギアに接続される。減速ギア２７の他端に接続されるのは出力スピンドル３１であり、それはダイアル３７−４７のセットに接続される。ダイヤル３７−４７の位置は、ハウジング２９の上部表面上か、或いは他の好都合な場所にあるウインドウ３５を通して見ることが出来るようなところにある。動作時、水は導水管３を経てタービン機構の外部チャンバーに入り、そして角度付き開口部１１を経て内部チャンバー９内に流れ込む。これらの開口部は水２１の噴射が回転翼２３上に向けられるように角度が付けられているので、管３から管５を通過する水が回転翼を移動させる。これで、回転翼の回転がタービンを通過する水の容積を測定する。ダイヤル３７−４７はスピンドル３１上での回転のために搭載されおり、各々の周辺部に０から９の数字でマークを付けられるが、その周辺部にマークされるどんな数字でも明瞭であることが要求される。ダイヤルは、スピンドル３１によって駆動されて、そして従来の方法（図示されない）で、スナッパー無しで、相互接続されて、６桁カウンターを形成している。その６個のダイアルは、各々従来の方法で６桁の数字を表す。各ダイヤルの現在の回転位置を表す値はウインドウ３５を通して視覚的に点検できる。図２は、本発明による、ダイアル３７−４７の位置を遠隔的に感知するのに必要な要素をより詳細に示している。図２においてダイアルの回りには、それらの面が互いに実質的に直角をなす３つのコイル５１、５３、５５が設けられている。本実施形態においては、このコイル５１は駆動コイルとして用いられ、単一のリッツワイヤー（Ｌｉｔｚｗｉｒｅ）から成りれるが、どのようなワイヤーでも良い。それは多数のコイル領域、この場合は７つの領域に形成される。リッツワイヤーはInderhuvttenwiese D-52 26 Reichshof-Eckenhagen，Germanyの Elektrisola Dr．Gerd Schildbach GmbH & Co.社から入手可能であり、低ＡＣ抵抗を有する多重撚線であるので好適である。図２から分かるように、コイル領域はアッセンブリーの両端に提供され、そしてその領域はダイアルの各ペアー間にも提供される。コイル領域の全ては見ての通りスピンドルの回りに提供される。コイル５３はピックアップとして用いられる多巻コイルであって、例えば、ｙ− ｚ面でダイアルの回りに包まれる、単一のリッツワイヤーから作られる。コイル５５は他のピックアップコイルとして用いられ、そして数回ｘ−ｚ面でダイアルの回りに包まれている。これは、リッツワイヤーであっても良い。これらのコイルの各々の一端は接地のためであり、他端は点検ポイント（inspection point）への外部的接続のためである。そして、遠隔的に計器を読み取りたい時には、簡単に駆動コイルに問い合わせ信号を供給することで出来る。これは、以下で説明されるように、各ダイアルのオリエンテーションについての情報を運ぶピックアップコイルで受け取られる信号となる。信号により運ばれたその情報は、例えばマイクロプロセッサにより検索されて、主コンピューターへの次のダウンロードのためのメモリ内に記憶される。図３ａは本実施形態における各ダイアルの典型的構成を示している。特に、ダイアル３７の外部ケース６１を示している。ホイールハブ６３がそれに接続されて、そして第四コイル６５、望ましくはリッツワイヤーのコイルが、その周辺の回りに包まれいる。コイル６５はダイアルそれ自体の面と角度ｙに設定された面に設置される。更に、この本実施形態によれば、共振回路を形成することが出来るように、コイル６５の両端部間に接続されたコンデンサー６６を設ける。遠隔感知のメカニズムを図４〜１０を参考にして説明する。図４ａは電流Ｉｄが流れる駆動コイル５１の範囲を示しており、それでもってコイル５１の軸の方向のＩｄに正比例する磁束を起こす様を示している。電磁力（electromotive force=ＥＭＦ）が、コイルを介して磁束密度が変化すると磁束密度内に配置されたコイル内に誘導されることは既知技術である。事実、コイル内に誘導されたＥＭＦの実効値は磁束リンクの変化速度に正比例する。ここで磁束リンクは、コイル内の巻き数と、磁束がそれを通じて結合できるコイルの面積とを乗じた、コイルの軸に沿って存在する磁束密度の成分により与えられる。それ故に、図２において、駆動コイル５１内の電流Ｉｄにより生成された磁束密度は、ピックアップコイル５３と５５が駆動コイル５１に対して直角であるので、それらのいずれにおいてもＥＭＦを誘導せず、故に何の磁束リンクも存在しない。しかしながら、図４ａにおいて、ＥＭＦは、このコイルでの磁束リンクがゼロでないのでホイールハブコイル６５内に誘導される。これら次式により与えられる。磁束リンク＝Ｎ_rＡＢ_dｃｏｓψ （１）ここでＡは、それを通じて磁束が結合できるホイールハブコイル６５の面積であり、Ｎ_rはホイールハブコイル６５の巻き数、そしてψはダイアルの軸とホイールハブコイルの軸との間の角度である。故に、もし駆動コイル内に流れる電流が次式により与えられるならば：それで、等式１の変化速度に比例しているホイールハブコイル６５内で誘導されるＥＭＦは次の形となる：ＥＭＦ_r＝Ｅ_rｓｉｎ２πｆｔ（３）即ち、駆動コイル５１内の正弦波的に変化する電流が同周波数ではあるが、位相が９０度ずれたホイールハブコイル６５内に正弦波的に変化するＥＭＦを誘導する。尚、誘導されたＥＭＦの実効値は、ホイールハブコイル６５が駆動コイル５１の軸に対して一定角度ψをなすので、ダイアルの位置に依存しない。図４ｂに示されるホイールハブコイル６５の電気的等価回路において、ホイールハブコイル６５内を流れる電流は回路のインピーダンスで除算されたＥＭＦにより与えられるる。即ち、ホイールハブコイル内の電流（Ｉ_r）は次の等式により与えられる：ここでＲ_Lは抵抗、Ｌはホイールハブコイル６５のインダクタンス、Ｃはコンデンサー６６、そしてαはＲ−Ｌ−Ｃ回路により導かれた位相である。尚、駆動コイル内の電流がホイールハブコイル回路の共振周波数に等しい時には、Ｉ_rは最大となり、そのような状況下で、αはゼロとなる。これの重要性は後述する。駆動コイルに対して同様に、ホイールハブコイル内を流れる電流（Ｉ_r）はその軸方向に比例した磁束密度を生成する。故に、図４ａに示されるように、ホイールハブコイル６５の軸方向の磁束密度Ｂ_rは生成され、そして次の等式により表される：ブコイル６５の物理的性質、即ち、巻き数、半径等に依存する比例定数である。以下で示されるように、ホイールハブコイル内の電流により生成される磁束密度（Ｂ_r）に対してピックアップコイル５３と５５の両方でＥＭＦを誘導することが可能である。その実効値（magnitude）はダイアル３７−４７の位置に依存する。図４ａは、ホイールハブ６３が回転すると、磁束密度Ｂ_rの方向が変化する様を示していおり、実際は円錐体の外側を辿る。磁束密度Ｂ_rでの磁束リンクの変化の結果としてピックアップコイル５３と５５内に誘導されるＥＭＦは、ピックアップコイル５３と５５の軸に沿う磁束密度Ｂ_rの成分に依存する。磁束密度Ｂ_rは、ダイアルの軸上と、そしてそれとの垂直線上にあるその成分、即ち図４ａに示されるＢ_cとＢ_sとに分解しても良い。軸方向成分Ｂ_cはピックアップコイル５３、５５の面に対して垂直をなし、そして上述のように、故にそれはいずれのピックアップコイルにおいてもＥＭＦを誘導できない。半径方向成分Ｂ_sは、故にピックアップコイルにおいてＥＭＦを誘導できる磁束密度Ｂ_r の唯一の成分である。しかしながら、ダイヤルが回転すると、Ｂ_sも回転して、各ピックアップコイル内で誘導されたＥＭＦの量が変化する。この点を例示するために、図５は異なる位置におけるコイルの４つの状態（representation）を示す。各表現の下にあるのは、ピックアップコイル５３と５５、そして成分Ｂ_sのベクトル経路のみを示すダイヤルの断面図である。最初の状態において、ダイヤルは「０」の位置にあり、図１に示されるウインドウ３５を通して見ることができる。この状態において、Ｂ_sはピックアップコイル５３に垂直で、且つピックアップコイル５５に平行な面内にある。故に、コイル５３で誘導されたＥＭＦは最大となり、そしてピックアップコイル５５で誘導されたＥＭＦはゼロとなる。第二の状態はダイアルが「１」まで回転しているものである。故にＢ_sは現在水平線に対して３６度の角度をなす。ピックアップコイル５３と５５の両方で誘導されるＥＭＳの量を決定するために、Ｂ_sを二つのピックアップコイル５３と５５の軸に沿ったその成分、即ち成分７５と７７の各々に分解することが必要である。成分７５はＢ_sｃｏｓ３６度で与えられ、そして成分７７はＢ_sｓｉｎ３６度で与えられる。第三の状態では、ダイアルが、Ｂ_sがピックアップコイル５３に垂直で、且つコイル５３に平行な面内に存在する点に達している。故に、ピックアップコイル５３では何のＥＭＳも誘導されないが、ピックアップコイル５５において誘導される最大ＥＭＳが在る。図５の最後の状態では、Ｂｓは一般的な角度θをなす。従って、ピックアップコイル５３内で誘導されるＥＭＦはまさしく成分７５であり、それはＢ_sｃｏｓ θで与えられ、そしてピックアップコイル５５内で誘導されるＥＭＦはまさしく成分７７であり、それはＢ_sｓｉｎθで与えられる。故に、ホイールハブコイル６５内で誘導されたＥＭＦを決定するために用いられたのと同じ分析方法を用いることにより、二つのピックアップコイル５３と５５内で誘導されるＥＭＦは成分７５、７７の各々の変化速度に依存し、そして以下のように表される：これは、各々の磁束がそれらを通じて結合できるピックアップコイル５３と５５の面積と、各ピックアップコイルの巻き数とは同じであり、そしてダイアルが変化する速度が駆動コイルに適用される電流が変化する速度と比較して無視できるほどであると仮定する。図６は、θの値の変化によって、ピックアップコイル５３と５５で誘導されたＥＭＳのピーク実効値が以下に変化するか、即ちダイアルが回転にともなっていかに変化するかを示している。ここで、二つのコイルの出力は、それらのピーク実効値がダイアルの角度位置と共に正弦波的に変化し、そしてそれらのピーク実効値が矩象にある振幅変調された信号であり、それによりダイアル角度位置についての特有の情報を運ぶことが出来る。上記式は、ピックアップコイル内に誘導されたＥＭＦに対して、単一ダイアルに関して計算されている。しかしながら、現在の形態の水道メーターにおいては、そのようなダイヤルが６つある。１つを含むいかなる数のダイアルであっても良いが、本発明はこれに限定されない。従って、重ね合わせにより、誘導された総ＥＭＦは６つのこれらの信号の合計により与えられる、即ち：等式８と９は振幅変調された信号の典型的形式を有する。即ちピックアップにより振幅変調される搬送信号［ｃｏｓ（２πｆｔ−α_i）］がある。故に、各ダイアルのオリエンテーションを決定するために、これらの信号は復調されなければならない。振幅変調された信号を復調するのに有効な多数の既知技術がある。本実施形態において、変調された信号は、駆動コイルに適用された電圧の位相されたものを乗じ、次にローパスフィルタを施す。図において、簡単にするために、９０度の移相であるとして例を示す。しかしながら、当業者が理解するように、必要とされた位相の量は駆動とピックアップの回路により導かれた位相に依存し、それは使用される構成要素に依存する。以下で説明されるように、フィルタ処理された信号はアナログ／デジタルコンバーター（図示せず）を介してマイクロプロセッサに送られ、ここでθ_iの値が確認される。図７は本実施形態におけるダイアルのオリエンテーションを遠隔的で感知するためのシステムの電気的等価回路を示している。同図を用いて、上記分析を要約し、システムの残りの要素を更に説明する。図７において、問い合わせ電圧源８１は駆動コイル５１上に適用（apply）される。これにより、電流を駆動コイル内に流し、各々のダイアル３７−４７と関連した共振回路８７−９７内に流れる電流を誘導する。これらの電流は、ピックアップコイル５３と５５の各々の電流を順に誘導する。その実効値（magnitude ）は各ダイアルの位置に依存する。ピックアップコイルの各々からの信号は問い合わせ電圧源８１の９０度移相されたものを有する混合器９９内で混合され、次にローパスフィルタ（１０３）で濾波され、等式により与えられる復調信号Ｓ₅₃ ，Ｓ₅₅を生成する：これらの復調された信号における問題は、各ダイアルの位置についての情報が同時に受け取られるということである。しかしながら、もし一方のダイヤルものから識別することが可能となる。共振周波数において誘導されたＥＭＦ内に鋭いピークがある。故に、駆動コイル内の電流の周波数がダイアルの共振周波数に等しいと、そのダイアルからの結合効果が際立って増加する。従って、各共振回路８７−９７の共振周波数を異ならせることによって、異なる周波数の電流を駆動コイル５１に適用することにより６つのダイアルからの信号を識別することが可能である。図９は各ダイアルによりピックアップコイル５３、５５内で誘導されるＥＭＦのピーク実効値がいかに周波数と共に変化するかを示している。横座標に沿って各ダイアルの共振周波数ｆ₁−ｆ₆がマークされる、ここで下付き数字はダイアルの番号を表す。この形態において、一つの共振周波数から次へと約２０％の、即ちｆ₂＝ｆ₁＋２０％ｆ₁、ｆ₃＝ｆ₂＋２０％ｆ₂等の周波数の増加がある。本実施形態において、感知システムは１−１０ＭＨｚ間で動作する。再び、しかしながら、本発明はこれに制限されない、そしてシステムはほとんどの実用的な周波数で動作すべきである。この例においては、有効帯域幅は、隣接するコイルからの信号が妨害しないほど十分に大きい。残念ながら、そのように大きな帯域幅では、電子構成が複雑となり、故に、より高価となる。図９は各ダ定であることを示す。これは不可欠ではないが、それがマイクロプロセッサ１０５で必要とされる計算を単純にする。図１０は、有効帯域幅がより小さい例を示している。共振周波数が互いにより接近しているので、各ダイアルの特性が隣接する共振周波数ダイアルの特性とオーバーラップし始める。これは隣接した共振周波数を有するダイアルが互いに結合することを意味する。この効果を低減する一つの方法は、隣接する共振周波数でダイアルを物理的に分離することによる。図１０は、ダイアル１が最下位共振周波数ｆ₁を有し、ダイアル４が第二下位周波数ｆ₄を有し、そしてダイアル２が次下位周波数ｆ₂を有する等、この例を示す。図１０は隣接する共振周波数を物理的に分離する一つの方法を示すが、これを達成する多数の異なる方法があることはこれら当業者には明白であろう。故に、ダイヤルの１つの共振周波数と同じ周波数を有する信号を適用することにより、ローパスフィルタ１０３の出力における信号Ｓ₅₃，Ｓ₅₅は本質的にまさしくそのダイアルからの結合効果となろう。故に、駆動コイルに順に各ダイアルの共振周波数を有する信号を適用することにより、各ダイアルのオリエンテーションは従来の方法でマイクロプロセッサ１０５内で正規逆正接関数を、即ちθ＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）を用いることによって計算できる、それは範囲０≦θ＜２π上に同形写像を提供する。更に、各ダイアルがその中にある限定された数の実用的位置しかないので、受け取られた信号をルックアップテーブルと比較して、そしてそのように各ダイアルの位置を発生することもまた可能である。このような処理は既知技術であるので、これ以上の説明は不要であろう。図３ａは一方の側面端から反対の側面端までホイールハブの周りに巻き付けられたコイルを示すが、端面図におけるホイールハブコイル６５の搭載はこれによって制限されない。実際は、駆動コイル５１からピックアップコイルまでの合理的な結合は、ホイールハブコイル６５の面とダイアルの面との間の角度、即ち角度ψが２０°から８０°の範囲内にあるときに達成できる。しかしながら、上記分析は駆動コイル５１に適用された信号のピックアップコイル５３と５５への結合の極端に単純化した考察である。そしてダイアルの共振回路間に存在するクロスカップリングを考慮に入れていない。共振回路８７−９７間の結合はホイールハブコイル６５の面とホイールハブそれ自体の面との間の角度、即ち角度ψに依存することは当業者であれば明白であろう。最小クロスカップリングのために、この角度は、出来るだけ９０度に近くあるべきである。しかしながら、このような状況の下で、駆動コイルからピックアップコイルへの結合もまた最小限となる。故に、図３ｂに示されるように、もしψが６５度から７５度の範囲内にあるならばより好ましい。図１１は第二実施形態の電気的等価回路を示している。ダイヤルとコイルの物理的配置が第一形態におけるものと同様であるので、更なる説明はしない。図１１において、問い合わせ電圧源８１は、スイッチ８５を介して二つのコイル５３と５５に交互に適用される。励起されると、コイル５３と５５は共振回路８７ −９７の各々にＥＭＦを誘導する。各共振回路内で誘導されたＥＭＦの実効値は、各々のダイアルとＥＭＦを誘導するコイルとの相対的位置に依存する。事実、誘導されたＥＭＦは、コイル５３が励起される時はｃｏｓθ_i、そしてコイル５５が励起される時はｓｉｎθ_iにより振幅変調される。ここでθ_iは第一実施形態におけるのと同じである。共振回路８７−９７内の誘導されたＥＭＦは、その実効値が共振回路のインピーダンス、適用された電圧の周波数に依存して電流を起こす。次に、共振回路８７−９７内を流れる電流に比例するＥＭＦがコイル５１内に誘導される。本実施形態において、コイル５３と５５は駆動コイルとして使用され、そしてコイル５１はピックアップコイルとして使用される。「ピックアップされた」信号は、第一の実施形態と同じように、次に混合器９９とローパスフィルタ１０３とを介して復調されて、マイクロプロセッサ１０５に適用される。しかしながら、本実施形態においては、マイクロプロセッサに導かれた信号はコイル５３と５５からの信号の時分割多重化されたものとなる。故に、マイクロプロセッサはスイッチ８５の切り換えタイミングを制御する、つまり、それについての知識を有する必要がある。それはいつそれがコイル５３からの信号を受け取るか、そしてコイル５５からの信号をいつ受け取るのかである。ダイヤル情報を抽出する方法と各ダイアルについての情報を得るために異なる周波数で駆動コイルを励起する方法は本発明の第二の実施形態においては同じであるので、更には説明しない。この方法は、適用された問い合わせ信号が変化する速度と比べてずっと遅い速度でダイアルが回転するので可能である。故に、切り換えの結果として生じる逆効果は何も無い。図１２は第三の実施形態の電気的等価回路を示している。ダイアルとコイルの物理的配置は第一の実施形態におけるのと同じであるので、更なる説明はしない。本実施形態において、問い合わせ電圧源８１はコイル５３に直接的に適用され、そして９０度位相したものがコイル５５に適用される。これらの二つのコイル内の電流は、その実効値が各々のダイアルの位置に依存する共振回路８７ −９７内でＥＭＦを誘導する。第二の実施形態におけるように、誘導されたＥＭＦは電流を各共振回路内に流し、それは順にコイル５１内のＥＭＦを誘導する。しかしながら、本実施形態においては、コイル５１により「ピックアップされた」信号は直交信号である。従って、信号を復調して、正弦と余弦情報を得るためには、コイル５１上の信号が混合器９９に適用され、スイッチ１０７の位置により、コイル５３に適用された信号のものと、或いはコイル５５に適用された信号のものと混合される。従って、スイッチ１０７を切り換えることにより、ローパスフィルタ１０３の出力にある信号はｓｉｎθ_iとｃｏｓθ_iとについての情報を含む時分割多重化信号となる。この信号は次にマイクロプロセッサ１０５に送られる、そこで第二の実施形態におけるのと同様の方法で各ダイアルの位置が計算される。図１３は第四の実施形態で使用された一つのダイアルと、駆動とピックアップのコイルの部分との構成を概略的に示している。図１３において、駆動コイル５１、ピックアップコイル５５、そして各回路の共振周波数が異なるようにコイルとコンデンサーから構成される二つの共振回路１１と１１３とがある。本実施形態において、駆動コイル５１はホイールハブ６３と同じ軸を有し、そしてピックアップコイル５５はそれと垂直な面にある、そして単純化するために、共振回路１１１と１１３のコイルは互いに垂直をなし、それらの間に何の結合もない。これは不可欠ではなく、二つのコイル１１１と１１３とは非直角であっても良いが、そのようのシステムにおいては、共振体コイルの相対的方向（orie ntation）は既知でなければならない。動作時、駆動コイル５１は二つの共振回路１１１と１１３内でＥＭＦを誘導する。これらのＥＭＦにより生成された電流は駆動コイル内の電流の周波数に依存する。もし駆動コイル電流が回路１１１の共振周波数と同じであるならば、その中に流れる電流は非常に大きいが、回路１１３内の電流はごくわずか（nominal ）である。同様に、もし駆動回路内の電流の周波数が回路１１３の共振周波数に等しければ、その中を流れる電流は非常に大きく、回路１１１内を流れる電流はごくわずかになる。共振回路内に流れる電流はピックアップコイル５５内にＥＭＦを誘導する、その実効値は他の実施形態におけるのと同じように、角度θの正弦に依存する。しかしながら、回路１１１、それから１１３を順に励起することにより、ｓｉｎθ についての情報とｓｉｎ（９０＋θ）（＝ｃｏｓθ、二つのコイルは９０度だけずれているので）についての情報がコイル５５上でピックアップされる。ピックアップコイル５５上の信号からこの情報を抽出するために必要とされる残りの信号処理は、先の実施形態におけるのと同じであるので、更に説明されない。上記の第四の実施形態においては、回路１１１と１１３とが順に励起されたが、それらの両方が同時に励起されても良いことは当業者には明白であろう。更に、コイル５１はピックアップコイルとして使用されても良く、そしてコイル５５は駆動コイルとして使用されても良い。上述のように、第一の実施形態において、各ダイアルと関連した誘導的に結合された共振回路は他のダイアルのこれらからのクロスカップリングの支配を受ける。クロスカップリングを低減する一つの方法は、共振回路を容量的に駆動することによる。図１４ａは第五の実施形態を示している。この形式では、第１の形式のように、コイル５３と５５は、コイルの一端が接地され、そして他端が点検ポイント（図示されない）に接続されるピックアップコイルとして働く。しかしながら、この形態においては何の駆動コイル５１もない。その代わりに駆動電圧がワイヤー１５０を通じてスピンドル３１に直接的に供給される、そしてこの回路の効果的なリターン経路はダイアルの外側から接地に、例えばダイアルハウジング２９への静電容量を通じてである。図１４ｂはこの第五の実施形態で使用するダイアルの一つの構成を示している。ダイアルの中に、スピンドル３１に近接して搭載された導電性（conductive）プレート１５１を設け、それによりコンデンサーを形成している。導電性プレートに取り付けられるのは、コンデンサー６６と誘導性コイル６５とから構成される共振回路である。その共振回路は、図示のように、誘導コイルの磁気の軸Ｂｒがスピンドルの軸と垂直をなすように配置される。動作時、問い合わせ電圧がスピンドルに印加されると、対応する電流が共振回路内に容量的に結合され、その実効値は適用された問い合わせ電圧の周波数に依存する。そしてこの周波数は共振回路の共振周波数と同じである時に最大となる。他の実施形態と同様に、共振回路のコイル６５内を流れる電流は、その軸の方向に磁束密度を生成する。この形態においては、これはそのダイアルの軸と垂直をなす。故に、ダイアルが回転すると、磁束がピックアップコイル５３と５５の各々にＥＭＦを誘導する。誘導されたＥＭＦの実効値はダイアルの方向（orient ation）に依存する。そして、コイル５３、５５は本実施形態においては直角であるので、これらのコイルに誘導されたＥＭＦの実効値は直角位相になる。図１４ｃはこの形態における各ダイアルの駆動と共振回路の電気的等価回路を示している。共振回路８７−９７への入力は、シャフト３１と各々のプレートにあって、シャフトとプレートはよってダイアル角度位置に依存しない値を持つコンデンサーを形成する。各ダイアルの共振周波数を異なるようにすることにより、他の実施形態と同様、異なる周波数の電圧をスピンドル３１に印加することにより各ダイアルからの信号を識別することが可能である。このメカニズムと、ピックアップコイルから受け取った信号から各ダイアルのオリエンテーションを計算する方法は先の実施形態においても、すでに完全に説明されているので、更に説明されない。他の実施形態において、図１４ａで示されたものと同様であるが、プレート１５１はその横断形状が円形であり、スピンドル３１を包囲する配置を提供することも可能である。第２プレートは、ホイールハブの周辺回りに配置して、共振回路が二つのプレート間に接続されるようにする。このような形態において、内部プレートは、コイルにより生成された磁界を通過させないようにすることが望まれる。これにより、このプレートはＬＣ回路の共振に影響を与えなくなりる。また、共振磁界がピックアップコイルと結合するプレートを通すように、外部プレートは共振磁界に対して透明であることが望ましい。その透明プレートは、低導電性型のプレートを利用するか、或いはその代わりにその回りに放射状溝を持たせることにより提供されても良い。共振回路とピックアップ手段間の結合もまた容量的に行われても良く、例えばピックアップ手段をコイルから平行プレートに変更することにより、ダイアルのセットがプレート間に搭載されるように配置されることは当業者には明白であろう。第二、第三、そして第四の実施形態において、第一形態に行われた修正が上記第五の実施形態にも等しく適用できることは当業者には明白であろう。例えばコイル５３と５５は駆動コイルとして使用されても良い、それで復調と処理のための出力信号はワイヤー１５０上で利用可能である。読者が理解する上記形態のいずれにも適用可能な多数の修正が説明される。しかしながら、第一の実施形態においては、ピックアップコイル５３と５５から生成された信号は異なる混合器とローパスフィルタに供給されるが、それらを単一混合器と単一ローパスフィルタに交互に供給しても良い。この場合には、その中への入力はピックアップコイル５３とピクアップコイル５５間で切り換えられる。本実施形態において、マイクロプロセッサに送られた信号は第二の実施形態におけるのと同じ時分割多重化特性を有し、そしてダイアル位置も同じ方法で決定される。図１５は、駆動コイルに印加された電圧が全ての共振周波数を同時に含む場合における、ダイヤルの位置を検出する方法を示している。例示目的のために、これは第四の実施形態に関連して説明されるが、他の形式にも等しく適用可能である。図１５において、コイル５５によりピックアップされた信号は異なる周波数成分上に広がった各ダイアルについての情報の全てを含む。その情報を抽出するために、信号は、スイッチ１１５を用いて各共振周波数と順に混合される。この場合、各ダイアルに二つづつ、１２の共振周波数がある。濾波後、結果として生じる信号は、各ダイアルに対して正弦と余弦の条件の時分割多重化信号となる。故に、マイクロプロセッサが各ダイヤル共振回路とスイッチ１１５の位置とについての知識を有する限り、それは各ダイアルの方向を決定することが出来る。更に、適用された電圧は所望の範囲の周波数を通じて段階的に切り換えられるか、または掃引されても良いし、或いは周波数の全ては同時に適用されても、他の選択肢もまた可能である。例えば、提供された電圧は同時に発生された所望の周波数のバーストを含む、或いはある状況においては、共振を引き起こすために必要とされるこれらに加えて多数の周波数を含む、ホワイトノイズなどのバーストノイズの形もあり得る。上記実施形態において、駆動コイルとピックアップコイルの配置は、これらのコイルの面が直角となるようにしており、そして誘導的実施形態においては、コイルの一方がダイアルの回転軸と同じである軸を有する。処理に都合の良い形式で出力信号を提供するが、このような構成は不可欠ではない。例えば、コイルの面間の角度は９０度である必要はなく、そして／またはコイルはどれもダイアルの回転軸と同じであるか、または平行である軸を持たないように配置できる。当業者であれば理解できるように、追加的処理が、そのようなコイル配置により導かれる出力信号の追加的成分を排除するために必要である。上記誘導的実施形態において、コイル５１はダイアル３７から４７の間の領域で巻かれているように示される。しかしながら、修正として、コイルがダイヤルの周囲の外に、或いはコイル５３、５５を越えるほど十分に大きな径を有するコイル５１を順に巻くことも可能であり、そしてダイアルのセットに渡って１０ターンほど有しても良い。更に、上記形態の全てにおいて、ダイアルあたり二つの出力、即ち二つの別の出力、或いは時分割多重化出力が使用される。但し、二つ以上のものが、二つ以上の非平行検出手段、或いは二つ以上の非平行共振体を用いることにより得ることが出来る。しかしながら、このようなシステムでは、非平行検出器手段、或いは共振体の相対的方向は予め知られていなければならないし、そしてその配置は不必要に複雑にする。更なる修正として、３つの独立して軸回りの回転を指示する信号を提供するために追加的駆動、ピックアップ、そして結合手段とを提供することが可能であろう。本発明が複数のダイアルに適用されるところでは、各ダイルを識別するためのシステムの選択性は各ダイアルの図８で示された共振特性に依存する。理想的には、これは、もし選択性が高くするのであれば、高い最大値、低い最小値、そして狭いピーク幅とを持つべきである。この曲線の特性を改善する一つの方法は、フィライトコアー回りのダイアルと関連して、コイル６５を巻くことである。これはより小さなコイルをも使用できるようにし、それは各ダイアルのコイル間のクロスカップリングをも低減する。この特性を改善する他の方法は、より細いリッツワイヤーを使用すること、或いはコイル巻きの径を増すことである。しかしながら、コイル巻きの径が増加できる量は、他の共振体とのクロスカップリングの量により制限される、それは出力の実効値よりも重要である。図１７ａに示された共振体の共振特性を鋭敏にする他の方法は、ホイールハブコイル６５とコンデンサー６６とに直列にしたセラミック型共振体１６１を採用することである。このような実施形態においては、コイル６５のインダクタンスの値とコンデンサー６６の静電容量の値とは、それらのインピーダンスがセラミック共振体の共振周波数で取り消すことが出来るように選ばれるのが望ましい。セラミック共振体を使用すると、図９、或いは図１０に示されるピークの幅がより狭いのでマルチダイアル装置に必要とされる帯域幅を狭くすることができる。故に、一つの共振周波数から次への周波数の増加は約５％、即ちｆ₂＝ｆ₁＋５％ｆ₁等になる。セラミック共振体１６１はプリント回路基盤上への表面実装に最適である。適当なセラミック共振体は、ＡＶＸ京セラ（Kyocera）、Stafford House、Station Road、Aldershot、Hants、United Kingdom）、或いはMurataにより供給され、Cirkit、Mercury House、Calleza Park、Aldermaston、Reading ，Berkshire，United Kingdomにより販売される、そして図１７ｂに示されるように搭載されても良い。フィライトコアーが共振体の特性を改善するために使用されると、シャフト回りにそれをいかに据え付けるかが問題になる。図１８はこの問題への１つの解決策を示している。図１８において、コイル１２２はフライトコアー１２３の回りに巻き付けられる、そしてコンデンサー（図示されない）はコイルの端部に接続され、それにより共振回路を形成する。本実施形態において、共振回路はダイアルの中心に搭載され、コイルの軸はダイアルの軸に対して斜めに向けられる。このタイプのダイヤルにおいては、スピンドルを中心に通すのが困難であるので、各ダイアル１２５と１２７の端部はホイール支持１２８により支持されても良い。遠隔感知システムの精度は各ダイアルと関連した結合回路の製造に依存する。従って、これらの回路が、製造後に調整されるならば、これはシステムの性能を改善する。図１９はこれを達成する一つの方法を示す。図１９において、可変インダクタンスコアー１３１はコイルのネジを内外に動かすことにより調整される。この形態においては、ダイヤルは、小さなネジ回しによる調整を可能にする開口部を有する穴１３５を通して可変インダクタンスコアーを挿入できるように製造される。他の方法は、トリミングコンデンサーを使うことである、或いは交互に、もし共振体が５％の範囲内まで製造できるならば、電圧源は±５％周波数スパンを通じて掃引するようにプログラムできる。上記実施形態の性能に影響を及ぼす他の要因は駆動とピックアップのコイルの自己共振である。これは、それらの共振周波数がホイール共振周波数の最高値より上であることを保証することにより緩和出来る。全ての上記の形態において、コイルをコンデンサーを含む共振回路は、駆動手段内を流れる電流をピックアップ手段に結合するために使用された。これはそのような結合を達成する唯一の方法ではない。例えば、図１６ａに示されるように、電子部品機密保護ラベル用に使用されるもののようなプレーナー型エッチングによるＬＣ共振体が使用されても良く、そして示されるようにダイアルの面に対して斜めに傾けられる。このようなプレーナ型ＬＣ共振体は従来の形状と構造のものであっても良い。例えば図１６ｂに示されるように、ポリプロピレン、または約６ミクロン厚の他の適当な絶縁材料１４１のフィルムは一方の面に約５ミクロン厚の薄いアルミニウム層を有し、そして他方の面にはより厚い、例えば２５ミクロン厚のアルミニウムがある。その厚いアルミニウム層はコンデンサー１４３の１つのプレートを形成して、そしてそれがポイントＰに達するまで示される方法でコンデンサー１４３の一つのプレート回りに巻くコイル１４５としてそれから継続し、そこにはポリプロピレンフィルム内に道があり、それを通じて示されるようにそれはコンデンサー１４３の第二プレートを形成する薄いアルミニウム層を運ぶ反対面に進む。それによってポリプロピレンフィルム１４１は、コンデンサー１４３の静電容量を増やす誘電体として働く。アルミニウムの２つの層は、ポイントＰにおける道を介して共に接続される、それによりＬＣ共振回路を作る、その共振周波数はコンデンサーのプレートを形成するアルミニウムの面積に依存する。図１６ａに示されるように、プレーナー型ＬＣ共振体１１７は、ホイールハブの一つ、或いは望ましくは二つの部分１１９と１２１との間で挟み込まれる。磁歪共鳴体要素の使用もまた可能である。このような場合、各ダイヤルは、ダイアルの相対的方向に依存して駆動からピックアップ手段に信号を結合できる特定の周波数に応答的な磁歪共鳴体要素と関連付けた。各磁歪共鳴体要素に必要とされるバイアス磁界は、一定ＤＣ信号を駆動に適用することにより、或いは望ましくは所望のバイアスを提供できるように各ダイアル上に配置された小磁石を搭載することにより提供されても良い。このような形態においては、共振体間結合の問題は、より低い電機的結合のため大きく低減される。しかしながら、システムはバイアスに影響を及ぼす外部磁界の影響を受けやすくなる。図２０はＬＣ共振回路の代わりを示す、そこではフェライト材料１２１の長さがダイアルの範囲内に位置するので、それはダイアルの軸に対して斜めにおかれて、そしてその中心を貫通することが出来る。本実施形態においては、異なるダイアル内でフェライト材料の長さを異なるようにすることによりダイアルを識別することが可能である、それにより各ダイアルに異なる機械的共振周波数を与えることが出来る。全ての上記形態において、各ホイールはその結合要素の特性により識別されるので、組み立てられた時のダイアルのセットは正しい順序になっていることが重要である。図２１は一つの方法を示す。各ホイールにはマークが付けられているので、一直線上に整列されたゼロで組み立てられるとき、そのマークは螺旋パターンを形成する。つまり、正しくないホイール順序付けはその螺旋パターンを形成しない。ホイール位置決めに関する他の問題は、軸ブレ運動（震え）により導かれるエラーである。これはより長いホイール軸受けと、より密な軸受け許容値を用いこと、そして共振コイルとホイール間の角度を十分に大きく選択することにより低減させても良い。問い合わせ信号は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）、或いは水晶とプログラム可能周波数分割器と用いることにより発生されても良い。採用される基本的信号処理装置は、ホイール位置計算機と出力データフォーマッターを伴う２チャンネル（または切り換えチャンネル）アナログ／デジタルコンバーターである。ホイール位置計算は逆正接関数を含むが、少しの値しか必要とされないので、チップ、または他のメモリ装置内に記憶されたルックアップテーブルを用いるほうがより良い。すべての上記機能は、マイクロプロセッサか、またはカスタムＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）のいずれかである単一集積回路チップにより提供できる。更に、同一チップはまた、駆動コイルに段階的、掃引、或いはバースト周波数励振を与える。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年６月１４日【補正内容】請求の範囲１．それぞれが回動するように装着された電磁中間デバイス（ＥＩＤ）を有する、複数の回動部材の角度位置を指示するための装置であって、各ＥＩＤを電磁的に付勢する入力手段と、各ＥＩＤに電磁的に結合される出力手段とを備え、各ＥＩＤは電気的な共振回路であって、他のＥＩＤとは異なる共振周波数を有しており、前記入力手段で付勢されたときに、前記入力手段と前記ＥＩＤ間を結合する量に比例する電磁場を生成し、この電磁場は回動部材に対応する角度位置に依存した特性で前記出力手段に出力信号を生成させ、各ＥＩＤ及び、前記入力手段と出力手段の一方との間の電磁的結合の度合は、回動部材に対応する角度位置の関数として変化し、前記角度位置に依存して変化する出力信号を発生させることを特徴とする装置。２．各ＥＩＤ及び、前記入力手段と出力手段の一方の間の電磁的な結合の度合は回動部材に対応する角度位置に実質的に依存しないことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。３．前記入力手段と出力手段の一方に対する他方は、第１、第２の実質的に平面コイルを備えることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。４．前記第１、第２の実質的に平面コイルは互いに所定角度だけ傾いて設けられていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の装置。５．前記角度は実質的に９０度であることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。６．前記入力手段と出力手段の一方に対する他方は、前記出力手段であり、各ＥＩＤは前記入力手段の付勢に応じて、第１、第２の出力コイルを付勢して、第１の出力コイルに第１の出力信号を、第２の出力コイルに第２の出力信号を生成させることを特徴とする請求の範囲第３乃至５項のいずれかに記載の装置。７．前記各ＥＩＤは前記入力手段に誘導的に結合されることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。８．前記入力手段はコイルであって、その軸は前記回動部材の方向軸と実質的に同じであることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。９．前記入力コイルの軸は、前記第１の出力コイルの軸に実質的に直角であって、前記第２の出力コイルの軸にも実質的に直角であることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。１０．各ＥＩＤは前記入力手段に容量的に結合されていることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。１１．前記入力手段は前記回動部材が回動する軸に導電性スピンドルであることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。１２．前記入力スピンドルの軸は、第１の出力コイルに対して実質的に直角であり、前記第２の出力コイルに対しても実質的に直角であることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の装置。１３．前記入力手段と出力手段の一方に対する他方は前記入力手段であり、各ＥＩＤは前記第１及び第２の入力コイルの付勢に応じて前記出力手段を付勢し、第１、第２の出力信号をそれぞれ生成させることを特徴とする請求の範囲第３乃至５項のいずれかに記載の装置。１４．前記各ＥＩＤは前記出力手段に誘導的に結合されることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。１５．前記出力手段はコイルであって、その軸は前記回動部材の回転軸と実質的に同じであることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の装置。１６．前記出力コイルの軸は前記第１の入力コイルの軸に実質的に直角であって、前記第２の入力コイルの属に実質的に直角であることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。１７．各ＥＩＤは前記出力手段に容量的に結合されていることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。１８．前記出力手段は前記回動部材が回動する導電性スピンドルであることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。１９．前記出力スピンドルの軸は、第１の入力コイルの軸に対して実質的に直角であり、前記第２の入力コイルの軸に実質的に直角であることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の装置。２０．各ＥＩＤは前記第１、第２のコイルのそれぞれに誘導的に結合されていることを特徴とする請求の範囲第３乃至１９項のいずれかに記載の装置。２１．各回動部材はそこに装着された第２のＥＩＤを有し、そのＥＩＤは前記入力手段及び出力手段に電磁的に結合することで、第２のＥＩＤが前記第１の入力手段で付勢されたときに、入力手段と第２のＥＩＤ間の結合の度合に比例する電磁場を発生させる、そして、電磁場は回動部材に応じた角度位置に依存した特性で、出力手段内の第２の出力信号を誘導する、そして、前記第１のＥＩＤに対応して発生した電磁場の軸とは異なる軸を持った第２のＥＩＤにより生成された電磁場は、対応する第１のＥＩＤによって誘導された出力信号とは異なるように、対応する第２のＥＩＤによって誘導された出力信号を発生させることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。２２．各第１のＥＩＤによって発生した電磁場の軸は、対応する各第２のＥＩＤによって発生した電磁場の軸に対して実質的に直角であることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の装置。２３．各ＥＩＤは前記入力手段と第２の出力手段の一方と誘導的に結合されることを特徴とする請求の範囲第２１項或いは第２２項のいずれかに記載の装置。２４．前記入力手段と第２の出力手段の一方はコイルであって、その軸は前記回動部材の回転軸に実質的に同じであることを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の装置。２５．前記入力手段と第２の出力手段の一方は入力手段であって、前記出力手段は、入力コイルの軸に対して所定角度だけ傾いた軸を有する実質的に平面なコイルであることを特徴とする請求の範囲第２４項に記載の装置。２６．前記角度は実質的に９０度であることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の装置。２７．各ＥＩＤは、前記入力手段と出力手段の一方と容量的に結合されていることを特徴とする請求の範囲第２１項又は第２２項に記載の装置。２８．記前記入力手段と第２の出力手段の一方は、回動部材が回動する導電性スピンドルであることを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の装置。２９．前記入力手段と第２の出力手段の一方は入力手段であって、前記出力手段は入力スピンドルの軸に対して所定角度だけ傾いた軸を有する実質的に平面名コイルを備えることを特徴とする請求の範囲第２８項に記載の装置。３０．前記所定角度は実質的に９０度であることを特徴とする請求の範囲第２９項に記載の装置。３１．各ＥＩＤは前記入力手段及び前記出力手段の容量的に結合されることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。３２．各中間デバイスはインダクターキャパシタ共振回路もしくはインダクターセラミック共振回路であることを特徴とする請求の範囲における従前のいずれかの項に記載の装置。３３．前記回動部材は計器のダイヤルであることを特徴とする請求の範囲における従前のいずれかの項に記載の装置。３４．複数の回動部材の角度位置を判断する方法であって、前記入力手段に、各回動部材のＥＩＤを付勢するに適した周波数で交流電流を供給することで、前記請求の範囲のいずれかの項に記載の装置の入力手段を付勢し、それに応じて前記出力コイル内で生成された出力信号を検出して、前記複数の回動部材の角度位置を得るステップから構成されることを特徴とする方法。３５．前記交流電流の周波数は１から１０ＭＨｚの範囲内にあることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。３６．前記入力手段は、順次周波数を変化させる技術、或いは、周波数バースト技術、段階的に周波数を変化させる技術のいっずれかを使用して付勢することを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．回動可能部材の角度位置を指示するための装置において：入力コイル、出力コイル、そして前記コイルの各々に誘導的に結合された中間磁気デバイスを備え、それで前記入力コイルの付勢が中間デバイスを付勢し、そして中間デバイスの付勢が出力コイルを付勢し、前記中間デバイスは、前記角度位置の機能としての前記コイルの少なくとも一方の相対的な方向の磁気軸を有することで、前記出力信号が前記角度位置に応じて変化することを特徴とする装置。２．前記中間磁気デバイスは前記回動可能部材と共に回転するために搭載され、そして前記入力コイルの付勢時に、前記回転可能部材の全角度位置に対して実質的に前記コイルの一つとの一定の結合を提供するように配置されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。３．前記コイルの一つは実質的に平面であり、その軸は前記回動可能部材の回転軸と同じとなるように配置されることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。４．前記コイルの一つは前記入力コイルであり、前記中間デバイスは前記出力コイルに関するその方向が前記角度位置の関数として変化する軸を有することを特徴とする請求の範囲第２、３項のいずれかに記載の装置。５．第１、第２の出力コイルを有し、それらは、前記入力コイルの付勢が中間デバイスを付勢し、中間デバイスの付勢が前記角度位置に依存して第１、第２の出力コイルを付勢することで、前記第１出力コイル内に第１出力信号、そして前記第２出力コイル内に第２の異なる出力信号を生成するように、に配置されたことを特徴とする前記請求の範囲のいずれかの項に記載の装置。６．前記第１と第２出力コイルは実質的に平面であり、それらの面は非平行で、且つそれらの間に角度を有することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。７．前記角度は実質的に９０度であることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。８．前記入力コイルは実質的に平面であり、前記第１と第２出力コイル、そして前記入力コイルは、それらの面が実質的に直角をなすように配置されることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。９．前記コイルの一つは前記出力コイルであり、それにより前記中間デバイスｙは前記角度位置の関数として変化する入力コイルに対して相対的な方向の属を有することを特徴とする請求の範囲第２、３項のいずれかに記載の装置。１０．第１、第２の入力コイルを有し、それらは、前記第１の入力コイルの付勢が前記中間デバイス内に第１励付勢を生成し、そして前記第２入力コイルの付勢が前記中間デバイス内の第２の異なる付勢を生成するように配置されたことを特徴とする請求の範囲第１、２、３と９項のいずれかに記載の装置。１１．前記第１と第２入力コイルは実質的に平面であり、それらの面は非平行で、且つそれらの間に角度を有することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。１２．前記角度は実質的に９０度であることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の装置。１３．前記出力コイルは実質的に平面であり、、前記第１と第２入力コイル、そして前記出力コイルとはそれらの面が実質的に直角をなすように配置されることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の装置。１４．第１、第２の中間磁気デバイスを備え、それらは、前記入力コイルの付勢が第１と第２中間デバイスを付勢し、第１の中間デバイスの付勢は出力コイルを付勢して第１の出力信号を生成させ、第２の中間デバイスの付勢は出力コイルを付勢して出力信号と異なる第２の出力信号を生成させるように配置されたことを特徴とする請求の範囲第１、２、３、４と９項のいずれかに記載の装置。１５．前記第１と第２中間デバイスは実質的に平面であり、それらの面は非平行で、且つそれらの間に角度を有することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の装置。１６．前記角度は実質的に９０度であることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の装置。１７．前記中間磁気装置はインダクター／コンデンサー共振回路、インダクター／セラミック共振体共振回路、バイアス手段を有する磁気共鳴共振体、そしてフェライト要素の一つを含むことを特徴とする前記請求の範囲のいずれかの項に記載の装置。１８．前記可動部材は計器のダイアルであることを特徴とする前記請求の範囲のいずれかの項に記載の装置。１９．複数のダイヤルを備え、中間磁気デバイスは各ダイアルに提供され、各中間デバイスは、前記入力コイルの付勢に応じて前記出力コイルを付勢することで、中間デバイスが関連付けられるダイアルに依存する周波数で出力信号を生成させることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の装置。２０．前記の複数のダイアルに共通の出力コイルが提供されることを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の装置。２１．前記の複数のダイアルに共通の入力コイルが提供されることを特徴とする請求の範囲第１９、２０項のいずれかに記載の装置。２２．回動可能部材の角度位置を決定する方法であって、交流電流を前記入力コイルに適用することにより前記請求の範囲のいずれかの項に記載の装置の入力コイルを付勢し、それに応じて前記出力コイル内で生成された出力信号を検出して、前記角度位置を得るステップから構成されることを特徴とする方法。２３．前記交流電流の周波数は１から１０ＭＨｚの範囲内にあることを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の方法。２４．計器を読み取る方法であって、各ダイアルに提供される中間磁気デバイスを付勢するのに適切な周波数の交流電流を前記入力コイルに供給することにより、請求の範囲第１９項に記載の装置の入力コイルを付勢し、それに応じて前記出力コイル内で生成された出力信号を検出し、計器読み取りを得るステップを備えることを特徴とする方法。２５．前記交流電流の周波数は１から１０ＭＨｚの範囲内であることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の方法。２６．回動可能部材の角度位置を判断する方法であって、第１と第２の実質的に平面コイルを備え、それらの面は実質的に垂直をなす；前記部材に接続された結合手段に前記コイルのの一方を介して交番磁界を供給し、ここで、前記結合手段が前記コイルと前記部材に相対的に配置させることで、前記第２のコイル内で信号が生成されるようにし、その信号は前記供給された磁界と前記角度位置に応じた振幅を有する、前記信号を検出し、前記角度位置を得るステップを備えることを特徴とする方法。２７．回動可能部材の角度位置を判断する方法であって、前記部材上に実質的な平面結合手段を備え、前記結合手段を第１と第２の実質的な平面コイルに相対的に移動させ、ここで、それらの面は実質的に垂直をなし、前記結合手段の面の角度は前記角度位置の関数として前記コイルの一つの面に関して変化する、前記コイルの一つを介して前記結合手段に交番磁界を供給し、これにより、結合手段は前記角度位置に依存する振幅で前記磁界を他のコイルに結合する、前記の他のコイル内の磁界を検出して、前記角度位置を得る、ステップから構成されることを特徴とする方法。２８．回動可能部材の角度位置を指示するための装置であって、入力手段、出力手段、そして前記入力手段と前記出力手段とに結合された中間デバイスとを備え、前記入力手段の付勢が前記中間デバイスを付勢し、前記中間デバイスの付勢が前記出力手段を付勢し、前記中間デバイスは、前記中間デバイスと前記入力手段の間と、前記中間デバイスと前記出力デバイスの間の結合範囲を規定する方向の軸を有し、その方向は少なくとも前記入力手段、前記出力手段の１つが前記角度位置の関数として変化するようにし、前記出力信号が前記角度位置の関数として変化することを特徴とする装置。２９．前記中間デバイスは電磁デバイスであることを特徴とする請求の範囲第２８項に記載の装置。３０．前記中間デバイスは前記入力手段と前記出力手段の一つに容量的に結合されることを特徴とする請求の範囲第２８、２９項のいずれかに記載の装置。３１．前記中間デバイスは前記入力手段と前記出力手段に容量的に結合されることを特徴とする請求の範囲第２８、２９項のいずれかに記載の装置。３２．前記中間デバイスは磁気デバイスであり、前記軸は前記中間デバイスの磁気軸であることを特徴とする請求の範囲第２９項に記載の装置。３３．前記入力手段はコイルを含み、前記出力手段はコイルを含む、そして前記中間デバイスは前記コイルの各々に誘導的に結合されることを特徴とする請求の範囲第３２項に記載の装置。