KR101690382B1 - 각도 및 축방향 위치 센서 배열체 - Google Patents

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Abstract

각도 및 축방향 위치 센서 배열체 (10) 는 센서들에 대해 각도적으로 그리고 축방향으로 변위가능한 인코딩된 부재 (20) 의 축에 인접하게 배열된, 그리고 그에 평행하게 정렬된 여러 센서들 (S1, S2, S3, S4) 을 포함한다. 인코딩된 부재는 그들의 전체 원주를 따라서 값 A 를 가진 N-1 개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'') 을 포함하며, 자신의 전체 원주를 따라서, 값 A 와는 상이한 값 B 를 가진, 축방향으로 인접한 N번째 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 을 포함한다. 축방향 검출 인코딩된 링들의 값들은 일부 축방향 검출 인코딩된 링들과 중첩하는 센서들에 의해 식별된다. 인코딩된 부재는 N번째 축방향 검출 인코딩된 링과 축방향으로 인접한 여러 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 을 포함한다. 각도 검출 인코딩된 링들은 그들과 중첩하는 일부 센서들에 의해 각도 위치를 결정하기 위해 그들의 원주를 따라서 A 값 및 B 값으로 이루어지는 코딩 패턴을 포함한다.

Description

각도 및 축방향 위치 센서 배열체{ANGULAR AND AXIAL POSITION SENSOR ARRANGEMENT}
본 발명은 일련의 적어도 2개의 센서들에 대해 축방향으로 변위가능할 뿐만 아니라 회전가능한 인코딩된 부재의 축방향 위치뿐만 아니라 각도 위치를 검출하여 결정하도록 적응된 센서 배열체에 관한 것이다.
일반적으로, 증분적 또는 절대적 인코딩 방식들이 전자 시계의 용적-제어 노브 또는 크라운과 같은, 회전 디바이스의 각도 위치를 측정하는데 사용될 수 있다. 많은 애플리케이션들에서, 이러한 제어 엘리먼트들은 또한 디바이스의 여러 기능들을 트리거하거나 또는 활성화하기 위해서, 축방향으로 변위가능하다. 따라서, 동일한 노브 또는 크라운의 축방향 위치를 측정하는 것이 또한 필요하다. 시계 애플리케이션들에서, 크라운의 축방향 위치가 예를 들어, 시간 표시, 날짜 조정, 및 시간 조정과 같은, 시계의 모드들을 변경하는 데 사용된다. 날짜 조정 모드에 진입하기 위해 크라운이 하나의 구분된 축방향 위치로 당겨지면 (pulled out), 그 후, 어떤 날로부터 다음 날로 이동시키도록 크라운의 각도 회전이 이용된다. 크라운이 2개의 구분된 축방향 단들 (steps) 로 당겨지면, 시간을 설정하기 위해 크라운의 각도 회전이 이용될 것이다.
축방향 및 각도 위치들을 결정하거나 또는 측정하는 많은 선행 기술 솔루션들에 의하면, 한편으론 각도 위치를 측정하고 다른 한편으론 축방향 위치를 측정하는 데 적어도 2개의 별개의 센서 배열체들이 요구된다. 이들 측정 배열체들의 각각은 용적 및 전기 연결성의 관점에서 그 자신의 설계 요구사항들을 갖고 있다.
시계 애플리케이션들에서는, 용적이 매우 제한된다. 따라서, 다소 컴팩트한 각도 및 축방향 센서 배열체가 매우 바람직하다. 선행 기술 솔루션들에서는, 로드의 각도 위치를 측정하기 위해, 크라운에 의해 종단된 상기 로드 상에 배치된 인코딩된 링들에 대한 적어도 2개의 인접한 센서들이 사용된다. 더욱이, 상기 로드의 축방향 위치를 측정하기 위해 시계 케이스 내부의 로드 단부에서는 하나 또는 여러 센서들이 필요하다. 선행 기술의 이 센서 배열체는 시계 케이스 내부에 큰 공간을 점유하므로, 이것은 단점이다.
본 발명의 목적은 전자 제품들에서 강건한 방식으로 구현될 수 있고, 그리고 타당한 비용으로 제조될 수 있는, 최소의 공간 및 계산력 (computational power) 을 요하는, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체를 제공하는 것이다.
제 1 양태에서, 본 발명은 각도 및 축방향 위치들을 측정하는 센서 배열체를 제공한다. 상기 센서 배열체는 축방향으로 인접한 2개 이상의 센서들, 및 그 센서들에 대해 각도적으로 그리고 축방향으로 변위가능한 인코딩된 부재를 포함한다.
상기 인코딩된 부재는 인코더의 어떤 영역들의 물리적인 특성들이 센서로 하여금 논리적 상태 A 로 지칭되는 하나의 논리적 상태를 감지하도록 하는 방식으로 구성된다. 이 지점으로부터 앞으로는, 이 텍스트의 명료성을 향상시키기 위해, 인코더의 상기 영역들이 값 A 를 갖고, 그리고 상기 센서가 값 A 를 검출하거나 또는 감지한다고 말한다.
상기 인코딩된 부재는, 상기 센서로 하여금 논리적 상태 A 를 검출하게 하지 않는 인코더의 영역들의 물리적인 특성들이, 센서로 하여금, 논리적 상태 A 와는 상이한 논리적 상태 B 를 검출하도록 하는 방식으로 구성된다. 이 지점으로부터 앞으로는, 이 텍스트의 명료성을 향상시키기 위해, 우리는, 인코더의 상기 영역들이 값 B 를 갖고, 그리고 상기 센서가 값 B 를 검출하거나 또는 감지한다고 말한다.
센서에 의해 판독되는 값 A 는 2진수 1 과 같은 하이 로직 상태에 대응할 수 있다. 센서에 의해 판독되는 값 B 는 2진수 0 과 같은 로우 로직 상태에 대응할 수 있다. 그러나, 이들 2개의 값들이 구별되는 한, 값 A 에 대해 2진수 0 을, 그리고, 값 B 에 대해 2진수 1 을 가질 수도 있다.
상기 인코더 부재는 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들을 포함하며, 여기서, N-1 개의 인접한 축방향 검출 인코딩된 링들은 그들의 전체 원주를 따라서 값 A 를 가지며, 최종 N번째 인코딩된 링은 자신의 전체 원주를 따라서, A 와는 상이한, 값 B 를 갖는다. 센서들의 개수는 축방향 검출 인코딩된 링들의 개수 마이너스 1 보다 크거나 또는 같게 선택된다. 센서들은 인코딩된 부재의 N 개의 축방향 위치들을 구별가능하도록 상기 축방향 검출 인코딩된 링들과 중첩한다. 제 1 축방향 위치에서, 센서들의 그룹의 제 1 센서가 제 1 축방향 검출 인코딩된 링과 중첩하도록 배치되며, 반면 N번째 축방향 위치에서, 제 1 센서는 N번째 축방향 검출 인코딩된 링과 중첩한다. 여기서, 그리고 이하에서는, 중첩하는 것은, 센서가 주어진 인코딩된 링의 일부 영역의 물리적인 특성을 측정하는 방식으로 인코딩된 링이 배치된다는 것을 의미한다. 일반적으로, 이것은 센서 및 특정 인코딩된 링의 중심이 동일한 축방향 위치에 위치된다는 것을 의미한다. 따라서, 센서 및 인코딩된 링은 서로 대향하거나 또는 서로 정렬된다는 의미이며, 센서는 측정될 링의 영역의 연관되는 값 A 또는 B 를 각각의 각도 위치에 대해 결정할 수 있다.
유리하게는, 측정 유닛은, 제 1 센서로부터 시작하여, 제 1 의 B 값 이전에 센서들에 의해 검출된 A 값들의 개수를 카운트함으로써 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하기 위해, 센서들에 접속된다.
유리하게는, 인코딩된 부재는 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들의 N번째 축방향 검출 인코딩된 링에 축방향으로 인접한 하나 이상의 각도 검출 인코딩된 링들을 포함한다. 각도 검출 인코딩된 링들은, 일부 센서들이 각도 검출 인코딩된 링들과 중첩할 때의 각도 위치가 결정되도록 하기 위해서, 그들의 원주를 따라서 변하는 값들 A 및 B 로 구성된 코딩 패턴으로 구성된다.
센서 배열체는 인코딩된 부재의 회전 축에 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 센서들을 포함할 수 있으며, 그 인코딩된 부재는 제 1 및 제 2 센서들에 대해 각도적으로 그리고 축방향으로 변위할 수 있다. 인코딩된 부재의 2개의 축방향 위치들을 결정하기 위해 제 1 및 제 2 축방향 검출 인코딩된 링들이 제공될 수 있다. 하나의 각도 검출 인코딩된 링은, 센서들에 의해 각도 위치를 측정하기 위해, 자신의 원주를 따라서 값들 A 및 B 를 가진 특정의 코딩 패턴을 가지는 제 2 축방향 검출 인코딩된 링에 축방향으로 인접한다.
일반적으로, 제 1 및 제 2 센서들은 하우징에 대해 고정되지만, 인코딩된 부재는 상기 하우징에 대해 축방향으로 뿐만 아니라 각도적으로 변위가능하다. 이러한 방식으로, 인코딩된 부재는 또한 제 1 및 제 2 센서들에 대해 축방향으로 변위가능할 뿐만 아니라 회전가능하다.
유리하게는, 인코딩된 부재는 일반적으로 원통형 또는 관상 형태이며, 인코딩된 부재의 외부 원주를 따라서 연장하는 일련의 축방향 및 각도 검출 인코딩된 링들을 포함한다. 이들 링들은 물리적으로 서로 분리되어 있을 필요는 없지만, 일반적으로 각각의 링은 본원에서 설명되는 바와 같은 축방향 또는 각도 위치 측정을 위한 그 목적을 제공하도록 물리적인 특성들을 가질 것이다. 센서들은, 모든 예상된 각도 및 축방향 위치들에 대해 그 센서들이 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정가능하게 하고 또한 인코딩된 부재의 각도 위치에 관한 정보도 제공하는 검출 인코딩된 링들과 중첩하도록, 배열되어야 한다.
축방향 검출 인코딩된 링들은 간단한 코딩 패턴으로 제공된다. 제 1 의 N-1 개의 축방향 검출 인코딩된 링들은 전체적으로 값 A 로 이루어지며, 최종 N번째 축방향 검출 인코딩된 링은 전체적으로 값 B 로 이루어진다. 이 코딩 패턴은 센서들에 의한 인코딩된 부재의 축방향 위치의 측정을 가능하게 한다.
전형적인 구현예들에서, 각도 및 축방향 위치 센서 배열체는 인코딩된 부재의 매우 많은 인코딩된 링들과 상호작용하는 매우 많은 센서들을 포함한다. 실제로, 각도 및 축방향 위치 검출을 제공하는 간단한 시스템은 2개의 센서들, 및 인코딩된 부재의 적어도 3개의 축방향으로 인접한 인코딩된 링들을 이용하여 이미 동작가능하며 구현가능하다. 이러한 센서의 각도 분해능은 다소 부족하지만, 특정의 애플리케이션 시나리오에 대해, 예컨대 시계의 날짜를 설정하려고 의도될 때는 충분할 수도 있다.
축방향 검출 인코딩된 링들은 인코딩된 부재의 회전 불변 축방향 패턴을 형성하므로, 상기 패턴은 인코딩된 부재에 평행하게 정렬된 센서들의 어레이에 의해 검출될 수도 있다. 이러한 방식으로, 각도 위치 결정을 위해 본래 구현되는 여러 센서들이 또한 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하도록 기능할 수도 있어, 인코딩된 부재의 각도 및 축방향 위치 양쪽을 결정하는데 동일한 센서들이 이용될 수 있기 때문에, 별개의 축방향 검출 배열체를 불필요하게 만든다. 그 결과, 각각의 각도 및 축방향 위치 센서 배열체는 공간- 및 비용-절감 방식으로 실현될 수 있다.
각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 일 실시형태에 따르면, 인코딩된 부재는 구분된 단들로, 적어도 2개의 센서들에 대해 별개의 하나의 축방향 단으로 축방향으로 변위가능하다. 구분된 단들에서의 축방향 변위는 인코딩된 부재의 명확하게-정의된 축방향 위치들로 일어난다. 이러한 방식으로, 인코딩된 부재의 축방향 위치는 제 1 의 N-1 개의 센서들 및 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들부터 항상 명백하게 결정될 수 있다.
추가 실시형태에 따르면, 인코딩된 부재의 축방향 변위 단 사이즈는 축방향 폭에, 또는 축방향 또는 각도 검출 인코딩된 링들의 축방향 분리간격에 대응한다. 더욱이, 인코딩된 부재의 축방향 단 사이즈는 사용된 센서들 사이의 각각의 축방향 거리 또는 분리간격에 또한 대응한다. 예를 들어, 초기 구성에서, 제 1 축방향 검출 인코딩된 링이 제 1 센서와 방사상으로 중첩하면, 인코딩된 부재의 단계적 축방향 변위는 제 1 축방향 검출 인코딩된 링을 제 1 센서에 인접한 또 다른 센서로 이송하도록 작용할 수도 있다. 그러므로, 축방향으로 인접한 센서들 사이의 축방향 치수들 및 축방향 거리는 인코딩된 부재의 여러 축방향으로 인접한 인코딩된 링들의 축방향 치수들 및 축방향 분리간격과 같다. 더욱이, 인코딩된 부재가 축방향으로 변위가능하게 되는 단 사이즈는, 각각, 인코딩된 부재의 여러 인코딩된 링들 또는 축방향으로 인접한 센서들의 축방향 치수들 및 분리간격과 정확하게 일치한다. 이러한 방식으로, 인코딩된 부재의 임의의 구분된 축방향 위치에서, 그 임의의 인코딩된 링은 오직 하나의 센서와 분명하게 상호작용하며, 반대의 경우도 마찬가지이다.
유리하게는, 크라운의 축방향 및 각도 위치의 신뢰성 있는 측정을 제공하기 위해, 각도 및 축방향 위치 센서 배열체가 전자 시계에 장착되는 것이 구상된다. 센서 배열체는 이러한 배열체에 고유한 임의의 기계적 활동 (play) 을 허용할 수 있다.
따라서, 다음 추가 실시형태에 따르면, 인코딩된 부재는 디폴트 위치로부터 적어도 제 1 후퇴 위치로 축방향으로 변위가능하다. 여기서, 후퇴 위치의 용어는 단지 예시적이다. 또한, 인코딩된 부재가 디폴트 또는 휴지 위치로부터 눌린 위치로 축방향으로 변위가능한 것도 구상가능하다. 더욱이, 또한, 인코딩된 부재가 휴지 또는 디폴트 위치로부터 반대의 축방향 위치들 양쪽으로 변위가능한 것도 구상가능하다. 그러므로, 제 1 축방향 위치까지 눌려질 수도 있으며, 또한 반대 축방향 위치까지 후퇴될 수도 있다. 이렇게 하여, 예를 들어, 인코딩된 부재는 3개 또는 4개의 상이한 축방향 위치들까지 변위될 수도 있으며, 그리고, 이들 위치들에 대해 인코딩된 부재의 각도 회전은 상이한 기능을 가질 수도 있다.
또 다른 실시형태에 따르면, 제 1 센서는, 인코딩된 부재가 눌린 위치 또는 디폴트 위치일 수 있는, 제 1 축방향 위치에 있을 때, 제 1 축방향 검출 인코딩된 링과 방사상으로 중첩한다. 이 구성에서, 제 2 또는 다른 센서들은 또한 다른 축방향 검출 인코딩된 링들과 방사상으로 중첩한다. 센서들에 접속된 측정 유닛은, 인코딩된 부재의 각도 위치와 무관하게, 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하기 위해, 제 1 의 B 값 이전에 상기 센서들에 의해 검출된 A 값들의 개수를 검출할 수도 있다.
축방향 위치들의 요구되는 개수 및 각도 분해능에 따라서, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체는 다수의 센서들을 포함할 수도 있다. 인코딩된 부재는 일반적으로 센서들보다 더 많은 개수의 축방향으로 인접한 인코딩된 링들을 포함한다.
일반적으로, 센서들의 개수는 인코딩된 부재의 축방향 위치들의 개수 마이너스 1 과 적어도 같아야 한다. 이렇게 하여, 축방향 검출 인코딩된 링들에 의해 제공되는 특유한 축방향 인코딩이 인코딩된 부재의 모든 축방향 위치들을 구별하기 위해 사용될 수 있다.
각도 위치에 관한 일부 정보를 획득하기 위해서는 적어도 하나의 각도 검출 인코딩된 링을 가질 필요가 있다. 그러나, 각도 검출 인코딩된 링들의 개수에 대한 어떤 상한도 없다.
상이한 코딩 패턴들이 각도 검출 인코딩 링들에 사용될 수 있다. 하나의 각도 검출 인코딩된 링을 갖는 일 실시형태는 180 도와 360 도 사이의 모든 인코딩된 부재 각도들에 대해 각도 검출 인코딩된 링 상에서 값 A 를, 그리고, 0 도와 180 도 사이의 모든 인코딩된 부재 각도들에 대해 각도 검출 인코딩된 링 상에서 값 B 를 가질 수 있다. 상기 각도 검출 인코딩된 링은, 각도 검출 인코딩된 링의 감지되는 영역에 관한 값의 인식이 사람으로 하여금 인코딩된 부재의 각도가 0 도와 180 도 사이, 또는 180 도와 360 도 사이인지 여부를 결정가능하게 할 것이기 때문에, 인코딩된 부재의 한 회전의 1/2 의 다소 낮은 각도 위치 분해능을 가능하게 할 것이다.
2개의 각도 검출 인코딩된 링들을 갖는 일 실시형태는, 180 도와 360 도 사이의 모든 인코딩된 부재 각도들에 대해 제 1 각도 검출 인코딩된 링 상에서 값 A 를, 0 도와 180 도 사이의 모든 인코딩된 부재 각도들에 대해 제 1 각도 검출 인코딩된 링 상에서 값 B 를, 90 도와 270 도 사이의 모든 인코딩된 부재 각도들에 대해 제 2 각도 검출 인코딩된 링 상에서 값 A 를, 그리고, 모든 다른 각도들에 대해 제 2 각도 검출 인코딩된 링 상에서 값 B 를 가질 수 있다. (2-비트 그레이 코드인) 이 코드를 이용한 각도 검출 인코딩된 링들은, 2개의 각도 검출 인코딩된 링들의 감지되는 영역에 관한 값의 인식이 사람으로 하여금, 인코딩된 부재의 각도가 0 도와 90 도 사이, 90 도와 180 도 사이, 180 도와 270 도 사이, 또는 270 도와 360 도 사이에 있는지 여부를 결정가능하게 할 것이기 때문에, 한 회전의 1/4 의 각도 위치 분해능을 가능하게 할 것이다.
3개의 각도 검출 인코딩된 링들을 가진 일 실시형태는 3-비트 그레이 코드를 이용하여 한 회전의 1/8 (45 도들) 의 각도 위치 분해능을 가능하게 할 수 있지만, 동일한 분해능을 획득하기 위해 다른 코드들이 또한 사용될 수 있다.
이와 유사하게, 4개의 각도 검출 인코딩된 링들을 이용하는 것은 22.5 도들의 각도 검출 분해능을 가능하게 한다.
유리하게는, 센서 배열체는 또한 인코딩된 부재의 축방향 및 각도 위치를 결정하기 위해 센서들에 커플링된 측정 유닛을 포함한다. 측정 유닛은 또한 센서들에 의해 발생된 신호들에서의 변화들이 존재할 때를 나타내도록 동작가능할 수도 있다. 이러한 방식으로, 측정 유닛은 또한 인코딩된 부재가 디폴트 위치로부터 후퇴된 또는 눌린 위치로 후퇴되거나 또는 눌러졌는지의 여부를 결정하기 위해 동작가능할 수도 있다. 그 외에도, 측정 유닛은 인코딩된 부재의 회전 및/또는 축방향 변위 동안 여러 센서들에 의해 발생할 수 있는 여러 신호들을 검출하고 프로세싱하도록 동작가능하다.
또 다른 실시형태에 따르면, 센서들 및 대응하는 인코딩된 링들의 쌍들은 전기적으로, 자기적으로, 용량적으로 또는 광학적으로 상호작용한다. 전기적으로 구현될 때, 제 1 및 제 2 센서들은 인코딩된 부재의 인코딩된 링들과 기계 접촉하는 전도 브러시들을 포함할 수도 있다. 여기서, 인코딩된 링들은 절연 및 전도 섹션들을 포함한다. 인코딩된 링의 절연 또는 전도 섹션이 특정의 센서와 접촉하는지의 여부에 따라서, 상기 센서는 각각의 인코딩된 링의 특정의 인코딩된 섹션을 나타내는 대응하는 신호를 발생하도록 동작가능하다. 자기적으로 구현될 때, 인코딩된 링들은 미리 정의된 패턴에 따라서 영구적으로 자화될 수도 있다. 또한 용량적으로 구현될 때 동일한 것이 구상가능할 수도 있다. 광학적 구현예에서, 센서들은 광 감지뿐만 아니라 광 발생 엘리먼트를 포함할 수도 있지만, 특정의 인코딩된 링들 상의 각각의 섹션들은 상이한 반사율을 특징으로 한다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 또한 위에서 설명한 바와 같이 각도 및 축방향 위치 센서 배열체를 특징으로 하는 디바이스에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시계, 특히 위에서 설명한 바와 같이 적어도 하나의 각도 및 축방향 위치 센서 배열체를 갖는 조정 유닛을 포함하는 손목시계에 관한 것이다.
또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 또한 위에서 설명한 바와 같이 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체에 의해, 인코딩된 부재의 각도 및 축방향 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 적어도 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하기 위해 L 개의 센서들로부터 L 개의 신호들을 수신하여 L 개의 신호들을 비교하는 단들을 포함하며, 여기서, 센서들에 커플링된 측정 유닛은, 제 1 의 B 값 이전에 센서들에 의해 검출된 A 값들의 개수를, 제 1 센서로부터 시작하여, 카운트함으로써, 축방향 위치를 결정한다.
명백히, 상기 방법은 위에서 설명된 각도 및 축방향 위치 센서의 구성과 밀접하게 연관된다. 실제 센서 구현예에 따라서, 특히 인코딩된 부재 상의 센서들 및 인코딩된 링들의 개수에 따라서, 본 방법은 축방향 위치뿐만 아니라, 절대 각도 위치 또는 인코딩된 부재의 각도 위치에서의 증분적 변화들을 결정하도록 동일하게 동작가능하다.
또한, 또 다른 양태에서, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품과 같은 컴퓨터-판독가능 매체 상에 저장된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 상기 컴퓨터 프로그램은 적어도 제 1 센서로부터의 제 1 신호를 프로세싱하는 프로그램 수단을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 적어도 제 2 센서로부터의 제 2 신호를 프로세싱하는 프로그램 수단을 더 포함한다. 게다가, 컴퓨터 프로그램 제품은 적어도 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하기 위해 제 1 및 제 2 신호들을 비교하는 프로그램 수단을 포함한다. 일반적으로, 프로그램 수단은 또한 축방향 위치뿐만 아니라, 각도 위치 또는 인코딩된 부재의 각도 위치에서의 증분적 변화들을 결정하기 위해, 제 1 및 제 2 신호들을 비교하고 프로세싱하도록 적응된다.
이와 관련하여, 각도 및 축방향 위치 센서 배열체와 관련하여 설명되는 바와 같은 모든 특징들, 이점들 및 단계들이 컴퓨터 프로그램 제품에 대해서 뿐만 아니라, 인코딩된 부재의 각도 및 축방향 위치를 결정하는 방법에 대해 동일하게 유효하다는 점에 유의해야 하며; 반대의 경우도 마찬가지이다.
각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 목적들, 이점들 및 특징들은, 도면들에 의해 예시된 비한정적인 실시형태들에 기초하여 주어진, 다음 설명에서 좀더 명확하게 나타날 것이다:
도 1의 (a) 는 인코딩된 부재가 2개의 센서들에 대한 디폴트 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 1 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 1의 (b) 는 도 1의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전 (revolution) 을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 2의 (a) 는 인코딩된 부재가 후퇴 위치 (retracted position) 에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 1 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 2의 (b) 는 도 2의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 3 은 기구의 크라운에 의해 종단된 로드인 제 1 실시형태의 인코딩된 부재의 3차원 뷰를 나타낸다.
도 4의 (a) 는 인코딩된 부재가 3개의 센서들에 대해 눌린 위치 (depressed position) 에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 2 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 4의 (b) 는 도 4의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 5의 (a) 는 인코딩된 부재가 디폴트 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 2 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 5의 (b) 는 도 5의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 6의 (a) 는 인코딩된 부재가 후퇴 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 2 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 6의 (b) 는 도 6의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 7의 (a) 는 인코딩된 부재가 4개의 센서들에 대해 눌린 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 3 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 7의 (b) 는 도 7의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 8의 (a) 는 인코딩된 부재가 디폴트 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 3 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 8의 (b) 는 도 8의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 9의 (a) 는 인코딩된 부재가 제 1 후퇴 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 3 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 9의 (b) 는 도 9의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 10의 (a) 는 인코딩된 부재가 제 2 후퇴 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 3 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 10의 (b) 는 도 10의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 11의 (a) 는 인코딩된 부재가 5개의 센서들에 대해 눌린 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 4 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 11의 (b) 는 도 11의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 12의 (a) 는 인코딩된 부재가 디폴트 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 4 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 12의 (b) 는 도 12의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 13의 (a) 는 인코딩된 부재가 제 1 후퇴 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 4 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 13의 (b) 도 13의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 14의 (a) 는 인코딩된 부재가 제 2 후퇴 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 4 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 14의 (b) 는 도 14의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 15의 (a) 는 인코딩된 부재가 3개의 센서들에 대해 눌린 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 5 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 15의 (b) 는 도 15의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 16의 (a) 는 인코딩된 부재가 디폴트 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 5 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 16의 (b) 는 도 16의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
도 17의 (a) 는 인코딩된 부재가 후퇴 위치에 있는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 제 5 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 17의 (b) 는 도 17의 (a) 에 따른, 인코딩된 부재의 완전한 1회전을 통한 센서들의 신호들을 나타낸다.
다음의 설명에서, 이 기술 분야에서의 숙련자에게 널리 공지된 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 모든 구성요소들이 단순한 방식으로 단지 설명될 것이다.
아래에서 설명되는 상이한 실시형태들에서, 각도 및 축방향 위치 센서 배열체가 L 개의 센서들, 및 축 둘레로 회전되고 센서들에 대해 축방향으로 변위될 수 있는 인코딩된 부재를 포함한다는 점에 유의해야 할 것이며, 여기서, L 은 2 보다 크거나 같은 정수이다.
인코딩된 부재는 각도적으로 그리고 축방향으로 변위가능한 기구의 엘리먼트 상에 배열될 수 있다. 손목시계와 같은 기구의 크라운에 의해 종단되는 로드일 수 있는 상기 인코딩된 부재는, 축방향으로 인접한 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들, 및 축방향으로 인접한 M 개의 각도 검출 인코딩된 링들을 포함하며, 여기서, N 은 2 보다 크거나 또는 같은 정수이고, M 은 1 보다 크거나 또는 같은 정수이다. 제 1 의 N-1 개의 축방향 검출 인코딩된 링들은 그들의 전체 원주를 따라 값 A 로 정의되며, N번째 축방향 검출 인코딩된 링은 자신의 전체 원주를 따라, 값 A 와는 상이한, 값 B 로 정의된다. M 개의 각도 검출 인코딩된 링들은 N번째 축방향 검출 인코딩된 링에 축방향으로 인접하며, 각각은 자신의 원주를 따라 값들 A 및 B 로 이루어진 코딩 패턴을 포함하여, 하나 또는 여러 각도 검출 인코딩된 링들과 중첩하는 일부 센서들에 의해 각도 위치의 결정을 가능하게 한다.
인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하기 위해, 적어도 축방향 검출 인코딩된 링들의 개수 N 마이너스 1 과 같은 센서들의 개수 L, 즉 적어도 L = N-1 을 가질 필요가 있으며, 여기서, 개수 N 은 적어도 2 이다. 일반적으로 센서들의 개수 L 은 인코딩된 부재의 각도 위치를 결정하는데 특정의 로케이션에서의 일부 센서들을 이용하기 위해, 축방향 검출 인코딩된 링들의 개수 N 보다 크거나 또는 같을 수 있다. 일련의 센서들 중 제 1 센서는 상기 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하기 위해 제 1 축방향 검출 인코딩된 링으로부터 N번째 축방향 검출 인코딩된 링까지 변위가능할 수도 있다. 상기 축방향 위치는, 제 1 센서로부터 시작하여 제 1 의 B 값 이전에 센서들에 의해 검출된 A 값들의 개수를 카운트함으로써, 상기 센서들에 접속된 측정 유닛에 의해 결정될 수 있다.
이후에 설명되는 상이한 실시형태들에 있어, L 및 N 은 적어도 2 와 같고 M 은 적어도 1 과 같거나, 또는 L 및 N 은 3 또는 4 와 같을 수 있으며 M 은 2 또는 3 과 같을 수 있거나, 또는 L 은 5 와 같고 N 은 4 와 같고 M 은 4 와 같도록 제공될 수 있지만, 다른 값들이 고려될 수 있다. 다른 실시형태들이 각도 및 축방향 위치 센서 배열체에 대해 제공될 수 있다. 각도 측정의 더 나은 정확도를 위해, 각도 검출 인코딩된 링들의 개수 M 은 2 와 같거나 또는 2 보다 클 수 있으며, M-비트들의 M 개의 각도 검출 인코딩된 링들 상의 특정의 코드는 센서들에 의해 모두 중첩된다.
도 1의 (a) 및 도 2의 (a) 에서, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 의 제 1 및 다소 간단한 실시형태가 예시된다. 이 센서 배열체 (10) 는, 예컨대 시계 또는 일부 다른 유형의 디바이스의 하우징에 또는 그 상에서 서로 고정하여 배열된 제 1 센서 (S1) 및 제 2 센서 (S2) 를 포함한다. 센서 배열체 (10) 는 축방향으로, 즉, 좌측으로부터 우측으로 또는 그 반대로 변위가능하고 중앙 회전축을 따라서 회전가능한 인코딩된 부재 (20) 를 더 포함한다. 상기 인코딩된 부재 (20) 는 원통형 또는 관상의 형태를 갖는다. 바람직하게는, 2개의 센서들 (S1 및 S2) 은 인코딩된 부재에 평행하게 정렬된다. 시계의 경우, 상기 인코딩된 부재 (20) 는 일부 기능들을 제어하거나 또는 상기 시계의 시간 및 날짜를 설정하기 위해 시계 하우징의 외부에서 동작되는 크라운 (1) 에 의해 종단되는 로드의 부분이다.
도 1의 (a) 및 도 2의 (a) 에 예시된 바와 같은 초기 구성에서, 인코딩된 부재 (20) 는 최우측 수직 스트라이프로서 예시된, 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 을 포함한다. 인코딩된 부재 (20) 는 도 1의 (a) 및 도 2의 (a) 에 중앙 수직 스트라이프에 의해 표시된 바와 같은 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 을 더 포함한다. 더욱이, 인코딩된 부재는 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 에 축방향으로 인접한 각도 검출 인코딩된 링 (23) 을 포함한다. 이 제 1 실시형태에서, 축방향 검출 인코딩된 링들의 개수 N 은 2개이고, 각도 검출 인코딩된 링의 개수 M 은 하나이다.
도 1의 (a) 및 도 2의 (a) 에 예시된 바와 같이, 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 은 원주의 180° 상에 각각 분포된 2개의 섹션들을 포함한다. 이들 섹션들의 각각은 상기 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하는 적어도 하나의 센서에 의해 검출될, 이들 섹션들을 블랙으로 예시하는 것에 의해 표시된 바와 같은 값 A 로 코딩된다. 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 원주의 180° 상에 각각 분포되고 백색 섹션들로 나타낸 값 B 를 가지는 2개의 섹션들을 포함한다. 제 1 및 제 2 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 22) 이 그들의 전체 원주를 따라서 값 A 만을 또는 그들의 전체 원주를 따라서 값 B 만을 갖는다고 가정하면, 제 1 및 제 2 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 22) 은 회전 불변이다. 상기 제 1 실시형태에서 단지 2개의 축방향 검출 각도 인코딩된 링들 (21, 22) 이 제공된다는 점을 가정하면, 적어도 제 1 센서 (S1) 에 의해 상기 인코딩된 부재의 2개의 축방향 위치들을 검출하는 것이 원칙적으로 가능하다.
도 3 은 도 1의 (a) 및 도 2의 (a) 상에서 2차원으로 표현된 크라운 (1) 에 의해 종단된 로드 상의 인코딩된 부재 (20) 의 3차원의 뷰를 나타낸다. 실린더의 3차원의 뷰 상에서, 실린더의 표면의 일부는 후면 측 상에 있기 때문에 볼 수 없다. 따라서, 2차원 뷰 상에 실린더의 전체 표면을 명확히 표현하기 위해서는, 마치 사람이 실린더의 전체 원주 둘레에 감겨진 종이의 시트를 펼치고 있는 것처럼, 사람이 실린더의 표면을 펼칠 수 있다고 상상하는 것이 이치에 맞다. 도 1의 (a) 및 도 2의 (a) 를 도 3 에 비교함으로써, 사람들은 도 1의 (a) 및 도 2의 (a) 가 실린더의 단면도 또는 정면도가 아니라, 3차원의 도면 상에 전체적으로 도시될 수 없는 실린더의 표면의 풀어진 (unwrapped) 또는 펼쳐진 표현임을 인식한다. 실린더의 축은 수평 파선으로 표현되며, 둘레에 원통형 표면이 2차원 표현을 위해 펴지거나 또는 펼쳐져 있는 축이다.
도 1의 (a) 에 예시된 바와 같은, 디폴트 위치 (P1) 인, 축방향 위치에서, 제 1 센서 (S1) 는 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 상에서 값 A 를 항상 검출할 것이며, 반면 제 2 센서 (S2) 는 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 상에서 값 B 를 항상 검출할 것이다. 제 1 센서 (S1) 로부터의 정보 단독으로는 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하기에 충분하다. 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전을 통한 센서들 (S1 및 S2) 로부터의 신호들이 도 1의 (b) 에 도시된다. 제 1 센서 (S1) 는 값 A 를 항상 검출하며, 반면 제 2 센서 (S2) 는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전을 통해서 값 B 를 항상 검출한다.
이 특정의 구성 또는 축방향 위치에서, 인코딩된 부재 (20) 의 각도 검출 인코딩된 링 (23) 의 코딩 패턴이 측정되지 않는다. 그러나, 센서 배열체 (10) 가, 도 1의 (a)에 따른 축방향 위치에서도, 제 2 센서 (S2) 에 축방향으로 인접하고 따라서 각도 검출 인코딩된 링 (23) 과 상호작용하도록 동작가능한 제 3 센서를 또한 포함할 수 있다는 점이 구상가능하다.
동종의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 22) 은 인코딩된 부재 (20) 의 특정의 축방향 코딩 패턴을 형성하며, 그에 따라서, 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 의 위치에 대한, 인코딩된 부재 (20) 의 실제 축방향 위치를 나타낸다. 상기 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 에 접속된 측정 유닛 (50) 은 제 1 센서 (S1) 로부터 시작하여, 제 1 의 B 값 이전에, 센서들에 의해 검출된 A 값들의 개수를 카운트함으로써, 인코딩된 부재 (20) 의 축방향 위치를 결정할 수 있다. 이 경우, 센서 (S1) 이 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 으로부터 값 A 를 측정하고 센서 (S2) 가 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 으로부터 값 B 를 측정한다고 가정하면, 오직 하나의 A 값이 검출된다.
도 2의 (a) 에서, 제 1 후퇴 위치 (P0) 또는 축방향으로 변위된 구성이 예시된다. 도 1의 (a) 의 구성과 비교하면, 완전한 인코딩된 부재 (20) 가 하나의 구분된 단만큼 축방향에서 우측으로 변위되었다는 점은 명백하다. 도 2의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 이제는 제 1 센서 (S1) 와 방사상으로 중첩하는 동시에, 각도 검출 인코딩된 링 (23) 은 제 2 센서 (S2) 와 방사상으로 중첩한다. 인코딩된 부재 (20) 의 축방향 변위로 인해, 제 1 센서 (S1) 는 상이한 신호를 검출하고 이에 따라서 도 1의 (a) 의 초기 구성과 비교하여 인코딩된 부재 (20) 의 변위된 축방향 위치를 나타낸다. 이 경우, 측정 유닛 (50) 은, 제 1 센서 (S1) 가 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 으로부터 B 값을 측정한다고 가정하면, 제 1 의 B 값 이전에 임의의 A 값들을 카운트할 수 없다. 도 1의 (a) 의 첫번째 경우, 측정 유닛 (50) 은 제 1 센서 (S1) 로부터 하나의 A 값을 카운트하였으며, 반면 도 2의 (a) 의 두번째 경우에는, 어떤 A 값도 제 1 센서 (S1) 로부터 시작하여, 제 1 의 B 값 이전에 카운트되지 않는다.
도 2의 (a) 의 크라운 축 둘레의 인코딩된 부재 (20) 의 회전 동안, 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 이 자신의 외부 원주 상에서 값 B 만을 특징으로 하기 때문에, 제 1 센서 (S1) 는 어떠한 변화들도 검출할 수 없다. 그러나, 각도 검출 인코딩된 링 (23) 은 가변 신호가 제 2 센서 (S2) 상에서 측정되게 한다. 여기서, 링 (23) 상의 코딩 패턴은 값들 A 및 B 를 제 2 센서에 교대로 제공하도록 동작가능하다. 이러한 방식으로, 180°의 분해능을 가진 각도 위치 검출이 제공된다. 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전을 통한 센서들 (S1 및 S2) 로부터의 신호들이 도 2의 (b) 에 도시된다. 인코딩된 부재 (20) 를 회전시키는 동안, 제 1 센서 (S1) 는 값 B 를 항상 검출하며, 반면 제 2 센서 (S2) 는 0° 와 180° 사이에서 값 B 를, 그리고, 180° 와 360° 사이에서 값 A 를 검출한다.
이러한 간단한 센서 배열체에 의해, 완전한 회전 동안 오직 하나의 신호가 2개의 교번하는 값들로 검출된다고 가정하면, 인코딩된 부재 (20) 의 회전 속도가 검출될 수도 있지만, 회전 방향은 아니다. 상기 컴팩트한 센서 배열체는 사람으로 하여금 구성들 중 하나에서 인코딩된 부재 (20) 의 각도 위치뿐만 아니라 인코딩된 부재 (20) 의 축방향 위치를 측정가능하게 한다.
도 4의 (a) 내지 도 6의 (a) 에서, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 의 제 2 실시형태가 도시되며, 여기서, 3개의 센서들 (S1, S2, S3) 이 센서들의 로우에 인접하게 배열된다. 상기 센서들 (S1, S2, S3) 의 로우는 인코딩된 부재의 축에 평행하게 정렬된다. 인코딩된 부재 (20) 는 축방향으로 배열된 3개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 22), 및 축방향으로 배열된 2개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 을 포함한다. 제 1 및 제 2 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21') 은 그들의 전체 원주를 따라 값 A 를 가지며, 반면 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 자신의 전체 원주를 따라 값 B 를 갖는다. 이들 3개의 축방향 검출 인코딩된 링들에 의해, 3개의 센서들에 접속된 측정 유닛 (50) 은, 제 1 센서 (S1) 가 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하는 제 1 축방향 위치로부터, 제 1 센서 (S1) 이 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩하는 제 3 축방향 위치까지, 인코딩된 부재의 3개의 축방향 위치들을 결정할 수 있다.
이 경우 3개의 가능한 축방향 위치들을 결정하기 위해 단지 2개의 센서들이 필요하다는 점에 유의해야 한다. 제 1 축방향 위치에서, 제 1 센서 (S1) 는 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하며, 제 3 축방향 위치에서, 제 1 센서 (S1) 는 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다.
각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 은 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 에 인접하게 축방향으로 배열된다. 상기 2개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 은 그들의 원주를 따라 A 값 및 B 값으로 이루어지는 상이한 코딩 패턴을 포함한다. 유리하게는, 2개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 은 2-비트 그레이 코드를 형성한다. 2 비트에 대한 각도 측정이 이하 설명되는 바와 같이 센서들 (S1, S2, S3) 의 제 3 축방향 위치에서 수행된다.
도 4의 (a) 에 예시된 바와 같이, 인코딩된 부재 (20) 는 눌린 위치 (P2) 에 있다. 시계의 경우, 상기 인코딩된 부재는 일부 기능들을 제어하거나 또는 상기 시계의 시간 및 날짜를 설정하기 위해서 시계 하우징 외부에서 동작되는 크라운 (1) 에 의해 종단되는 로드의 일부이다. 로드는 일반적으로 시계 하우징을 통과하며 통상의 방식으로 밀폐된다. 상기 시계의 배열체에 따르면, 크라운 (1) 을 디폴트 위치 (P1) 를 지나서 1단만큼 누름으로써 상기 눌린 위치 (P2) 를 제공하는 것이 가능할 수도 있다. 이 단은 각각의 축방향 검출 인코딩된 링 (21, 21', 22) 의 폭에 대응한다.
이 눌린 위치 (P2) 에서, 제 1 센서 (S1) 는 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하며, 반면 제 2 및 제 3 센서들 (S2, S3) 은 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21', 22) 과 중첩한다. 어떤 각도 위치도 이 눌린 위치에서 측정될 수 없으며, 그러나 3개의 센서들에 접속된 측정 유닛 (50) 은 제 1 및 제 2 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21') 상에서, 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 의 B 값 이전에, 2개의 A 값들을 카운트할 수 있다. 이러한 방식으로, 눌린 위치 (P2) 가 제 1, 제 2, 및 제 3 센서들 (S1, S2, S3) 으로부터의 값들을 측정함으로써 식별될 수 있다.
이 도 4의 (a) 의 구성에서, 인코딩된 부재 (20) 의 임의의 회전 이동이 센서들 (S1, S2 또는 S3) 중 임의의 하나에 의해 발생되는 신호들에 영향을 미치지 않을 것이기 때문에, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 가 순수 축방향 위치 센서로서 작용한다는 점에 유의해야 한다. 도 4의 (b)에서, 센서들 (S1, S2 및 S3) 로부터의 신호들이 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 걸쳐서 도시된다. 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 로부터의 신호는 항상 값 A 에 대한 것이며, 반면 제 3 센서 (S3) 로부터의 신호는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 걸쳐서 항상 값 B 에 대한 것이다.
도 5의 (a) 의 구성으로 상황이 변한다. 도 4의 (a) 의 구성에 비해, 인코딩된 부재 (20) 가 구분된 1단만큼 우측으로 변위되어 디폴트 위치 (P1) 에 있다. 제 3 센서 (S3) 는 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 과 중첩하며 제 2 센서 (S2) 는 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다. 이 디폴트 위치 (P1) 에서, 제 2 축방향 검출 링 (21') 과 중첩하는 제 1 센서 (S1) 로부터 오직 하나의 A 값이, 센서 (S2) 의 B 값을 검출하기 전에 측정 유닛 (50) 에 의해 카운트된다. 여러 센서들 (S1, S2, S3) 에 접속된 상기 측정 유닛 (50) 은 이러한 축방향 변위를 검출하도록 동작가능하며, 인코딩된 부재 (20) 가 지금 위치 P1에 있다고 결정하는 것이 가능하다.
도 5의 (a) 에서, 제 3 센서 (S3) 는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 응답하여 도 5의 (b) 에 나타낸 신호 (S3) 를 발생하도록 동작가능하다. 상기 신호 (S3) 의 상부 부분에서, 값 B 가 측정 유닛에 의해 감지되며, 반면 상기 신호 (S3) 의 하부 부분에서, 값 A 가 감지된다. 도 5의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 제 2 센서 (S2) 는 값 B 를 항상 검출하며, 반면 제 1 센서 (S1) 는 값 A 를 항상 검출한다.
도 1의 (a) 및 도 2의 (a) 의 구성과 관련하여 이미 설명한 바와 같이, 회전의 방향이 결정될 수 없더라도, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 는 각도 위치에서의 증분적 변화들을 검출하도록 기능할 수도 있다.
도 6의 (a) 에서, 인코딩된 부재 (20) 는 후퇴 위치 (P0) 까지 1단 더 우측으로 변위된다. 제 1 센서 (S1) 는 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다. 또, 제 1 센서가 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 으로부터 B 값을 검출한다고 가정하면, 어떤 A 값들도 제 1 의 B 값 이전에 카운트되지 않기 때문에, 인코딩된 부재의 축방향 위치 (P0) 가 위에서 설명한 바와 같이 대응하는 방식으로 측정 유닛 (50) 에 의해 검출될 수 있다. 분명하게 제 1 및 제 2 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 의 코딩 패턴들은 이제 제 2 및 제 3 센서들 (S2 및 S3) 과 중첩한다.
그 결과, 도 6의 (b) 에 예시된 바와 같이, 2개의 교번하는 신호들 (S2, S3) 이 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전 동안 상기 센서들 (S2, S3) 에 의해 발생된다. 제 1 및 제 2 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 의 코딩 패턴들이 원주방향으로 오프셋되므로, 측정 유닛 (50) 은 센서들 (S1, S2, S3) 의 로우에 대한 인코딩된 부재 (20) 의 회전의 감지를 결정하도록 동작가능하다. 이 구성에서, 이들 신호들 (S2, S3) 은 신호 (S2) 가 신호 (S3) 에 대해 90° 만큼 위상 시프트된다고 가정하면 표준 증분적 인코더로부터 유래하는 신호들과 동일하다. 제 1 센서 (S1) 는 도 6의 (b) 에 나타낸 바와 같이 값 B 를 항상 검출한다.
도 7의 (a) 내지 도 10의 (a) 에서, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 의 제 3 실시형태가 도시되며, 여기서는, 4개의 센서들 (S1, S2, S3 및 S4) 이 센서들의 로우에 인접하게 배열된다. 상기 센서들 (S1, S2, S3, S4) 의 로우는 인코딩된 부재 (20) 의 축에 평행하게 정렬된다. 인코딩된 부재는 축방향으로 배열된 4개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'', 22), 그리고 또한 축방향으로 배열된 3개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 을 포함한다. 먼저, 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'') 은 그들의 전체 원주를 따라서 값 A 를 가지며, 반면 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 자신의 전체 원주를 따라서 값 B 를 갖는다. 이들 4개의 축방향 검출 인코딩된 링들에 의해, 센서들에 접속된 측정 유닛 (50) 은, 제 1 센서 (S1) 가 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하는 제 1 축방향 위치로부터 제 1 센서 (S1) 가 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩하는 제 4 축방향 위치까지, 인코딩된 부재의 4개의 축방향 위치들을 결정할 수 있다.
각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 은 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 에 인접하게 축방향으로 배열된다. 상기 3개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 은 그들의 원주를 따라서 A 값 및 B 값으로 이루어지는 상이한 코딩 패턴을 포함한다. 유리하게는, 3개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 은 3-비트 그레이 코드를 형성한다. 3 비트들에 대한 각도 측정은 이후에 설명되는 바와 같이 센서들 (S1, S2, S3, S4) 의 제 4 축방향 위치에서 수행된다.
도 7의 (a) 에 예시된 바와 같이, 인코딩된 부재 (20) 는 눌린 위치 (P3) 에 있다. 시계의 경우, 상기 인코딩된 부재는 일부 기능들을 제어하거나 또는 상기 시계의 시간 및 날짜를 설정하기 위해 시계 하우징 외부에서 동작되는 크라운 (1) 에 의해 종단되는 로드의 부분이다. 로드는 일반적으로 시계 하우징을 통과하며 종래의 방식으로 밀폐된다. 상기 시계의 배열체에 따르면, 크라운 (1) 을 디폴트 위치 (P2) 를 지나서 1단 이동시킴으로써 상기 눌린 위치 (P3) 를 제공하는 것이 가능할 수도 있다. 이 단은 각각의 축방향 검출 인코딩된 링 (21, 21', 21'', 22) 의 폭에 대응한다.
이 눌린 위치 (P3) 에서, 제 1 센서 (S1) 는 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하며, 반면 제 2, 제 3 및 제 4 센서들 (S2, S3, S4) 은 제 2, 제 3 및 제 4 축방향 검출 인코딩된 링들 (21', 21'', 22) 과 중첩한다. 각도 위치는 이 눌린 위치에서 측정될 수 없지만, 그러나 4개의 센서들에 접속된 측정 유닛 (50) 은 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 의 B 값 이전에, 제 1, 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'') 상에서, 3개의 A 값들을 카운트함으로써 축방향 위치 (P2) 를 식별할 수 있다.
이 도 7의 (a) 의 구성에서는, 인코딩된 부재 (20) 의 임의의 회전 이동이 센서들 (S1, S2, S3 또는 S4) 중 임의의 하나에 의해 발생되는 신호들에 영향을 미치지 않을 것이므로, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 가 순수 축방향 위치 센서로서 작용한다는 점에 유의해야 한다. 도 7의 (b) 에서, 센서들 (S1, S2, S3 및 S4) 로부터의 신호들이 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 걸쳐 도시된다. 제 1, 제 2 및 제 3 센서들 (S1, S2, S3) 은 값 A 를 항상 검출하며, 반면 제 4 센서 (S4) 는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전을 통해서 값 B 를 항상 검출한다.
도 8의 (a) 의 구성으로 상황이 변한다. 도 7의 (a) 의 구성에 비해, 인코딩된 부재 (20) 가 우측으로 1단만큼 디폴트 위치 (P2) 까지 변위되었다. 센서 (S4) 는 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 과 중첩하며 제 3 센서 (S3) 는 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다. 이 위치에서, 제 2 및 제 3 축방향 검출 링들 (21' 및 21'') 과 중첩하는, 제 1 및 제 2 센서들 (S1 및 S2) 로부터 단지 2개의 A 값들이 센서 (S3) 의 B 값을 검출하기 전에 측정 유닛 (50) 에 의해 카운트될 수 있다. 여러 센서들 (S1, S2, S3, S4) 에 접속된 상기 측정 유닛 (50) 은 이러한 축방향 변위를 검출하도록 동작가능하며, 인코딩된 부재 (20) 가 지금 위치 P2 에 있다고 결정하는 것이 가능하다.
도 8의 (a) 의 구성에서, 제 4 센서 (S4) 는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 응답하여 도 8의 (b) 에 나타낸 신호 (S4) 를 발생하도록 동작가능하다. 상기 신호 (S4) 의 상부 부분에서, 값 B 가 측정 유닛에 의해 감지되며, 반면 상기 신호 (S4) 의 하부 부분에서, 값 A 가 감지된다. 도 8의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 제 3 센서 (S3) 는 값 B 를 항상 검출하며, 반면 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 은 값 A 를 항상 검출한다. 제 1 및 제 2 실시형태들에 대해 위에서 설명한 바와 같이, 회전의 방향이 결정될 수 없더라도, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 는 각도 위치에서의 변화들을 검출하도록 기능할 수도 있다.
도 9의 (a) 에서, 인코딩된 부재 (20) 는 제 1 후퇴 위치 (P1) 까지 우측으로 1단 더 변위된다. 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 은 제 3 및 제 4 축방향 검출 인코딩된 링들 (21'', 22) 과 각각 중첩한다. 또, 인코딩된 부재의 축방향 위치 (P1) 는 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 으로부터의 제 1 의 B 값 이전에 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (21'') 으로부터의 오직 하나의 A 값을 카운트함으로써 위에서 설명한 바와 같이 대응하는 방식으로 측정 유닛 (50) 에 의해 검출될 수 있다. 명백히 제 1 및 제 2 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 의 코딩 패턴들은 이제 제 3 및 제 4 센서들 (S3 및 S4) 과 중첩한다.
그 결과, 그리고 도 9의 (b) 에 예시된 바와 같이, 2개의 교번하는 신호들 (S3, S4) 이 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전 동안 상기 센서들 (S3, S4) 에 의해 발생된다. 제 1 및 제 2 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 의 코딩 패턴들이 원주방향으로 오프셋되므로, 측정 유닛 (50) 이 각도 위치에서의 변화들을 검출하고 센서들 (S1, S2, S3, S4) 의 로우에 대한, 인코딩된 부재 (20) 의 회전의 감지를 결정하는 것이 가능하다. 3개의 각도 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 이 3-비트 그레이 코드로 코딩될 뿐만 아니라, 2개의 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 이 2-비트 그레이 코드로 코딩된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 9의 (a) 에 예시된 바와 같은 구성에서, 인코딩된 부재의 각도 위치의 절대 측정치가 90°의 분해능으로 획득될 수 있다. 신호 (S3) 가 신호 (S4) 에 대해 90° 만큼 위상 시프트된다고 가정하면, 이들 신호들 (S3, S4) 은 또한 표준 증분적 인코더로부터 유래하는 신호들과 동일하다. 도 9의 (b) 에 예시된 바와 같이, 제 2 센서 (S2) 는 값 B 를 항상 검출하며, 반면 제 1 센서 (S1) 는 값 A 를 항상 검출한다.
도 10의 (a) 에 예시된 바와 같은 구성에서, 인코딩된 부재 (20) 가 제 2 후퇴 위치 (P0) 로 이동되었다. 이 위치 P0 에서, 제 1 센서 (S1) 는 값 B 를 갖는 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩하며, 반면 제 2, 제 3 및 제 4 센서들 (S2, S3, S4) 은 제 1, 제 2 및 제 3 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 과 각각 중첩한다. 측정 유닛 (50) 은 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 의 제 1 의 B 값 이전에 어떤 A 값들도 카운트하지 않으며, 따라서 위치 P0 를 식별한다.
도 10의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 3개의 변하는 신호들 (S2, S3, S4) 이 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 회전 동안 제 2, 제 3 및 제 4 센서들 (S2, S3, S4) 에 의해 각각 발생된다. 제 1 센서 (S1) 로부터의 신호는 값 B 로 일정하게 유지된다. 상기 각각의 센서 신호들 (S2, S3, S4) 은 3-비트 수를 나타낼 수 있으며 따라서 인코딩된 부재의 각도 위치가 8개의 별개의 각도 섹션들로 분할될 수 있게 하며, 각각의 섹션은 45°의 각도 범위를 나타낸다. 유리하게는, 회전의 각각의 단에서 오직 하나의 신호가 상태를 변화시킨다고 가정하면, 그레이 코드가 사용된다. 더욱이, 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 원주 상에서 제 1, 제 2 및 제 3 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 과 함께 3비트로 사용되는 그레이 코드에 의해, 우리는 회전 당 8개의 균등한 위치들을 가진 절대 각도의 측정치를 획득한다.
도 11의 (a) 내지 도 14의 (a) 에서, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 의 제 4 실시형태가 도시되며, 여기서 5개의 센서들 (S1, S2, S3, S4 및 S5) 이 센서들의 로우에서 인접하게 배열된다. 센서들 (S1, S2, S3, S4, S5) 의 상기 로우는 인코딩된 부재 (20) 의 축에 평행하게 정렬된다. 인코딩된 부재는 인코딩된 부재의 4개의 축방향 위치들을 결정하기 위해 축방향으로 배열된 4개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'', 22), 및 축방향으로 배열된 4개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'', 23''') 을 포함한다. 먼저, 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'') 은 그들의 전체 원주를 따라서 값 A 를 가지며, 반면 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 자신의 전체 원주를 따라서 값 B 를 갖는다.
앞에서 설명한 바와 같이, 4개의 축방향 위치들 (P3, P2, P1 및 P0) 을 결정하기 위해, 4개의 센서들 (S1, S2, S3, S4) 중 제 1 센서 (S1) 는 축방향 위치 P3 에서 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하며, 반면 제 1 센서 (S1) 는 축방향 위치 P0 에서 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다.
도 11의 (a) 에서, 인코딩된 부재 (20) 는 눌린 위치 (P3) 에 있다. 이 눌린 위치 (P3) 에서, 제 1 센서 (S1) 는 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하며, 반면 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 센서들 (S2, S3, S4, S5) 은 제 2, 제 3 및 제 4 축방향 검출 인코딩된 링들 (21', 21'', 22), 및 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 과 중첩한다. 제 3 실시형태와 달리, 눌린 위치 (P3) 에서, 제 5 센서 (S5) 는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 응답하여 도 11의 (b) 에 나타낸 신호 (S5) 를 발생하도록 동작가능하다. 더욱이, 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 걸친 센서들 (S1, S2, S3 및 S4) 로부터의 신호들이 또한 도시된다. 제 1, 제 2 및 제 3 센서들 (S1, S2, S3) 는 값 A 를 항상 검출하며, 반면 제 4 센서 (S4) 는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전을 통해서 값 B 를 항상 검출한다. 제 1, 제 2 및 제 3 실시형태들에서 이미 설명한 바와 같이, 회전의 방향이 결정될 수 없더라도, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 는 각도 위치에서의 변화들을 검출하도록 기능할 수도 있다.
5개의 센서들 (S1, S2, S3, S4, S5) 에 접속된 측정 유닛 (50) 은 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 상에서 B 값을 검출하기 전에 제 1, 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'') 상에서, 3개의 A 값들을 카운트할 수 있다. 이러한 방식으로, 눌린 위치 (P3) 가 상기 값들에 의해 식별될 수 있다.
도 12의 (a) 에서, 인코딩된 부재 (20) 는 디폴트 위치 (P2) 까지 우측으로 1단 더 변위된다. 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 은 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21', 21'') 과 각각 중첩하며, 반면 제 3 센서 (S3) 는 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다. 또, 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 으로부터의 B 값 이전에 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21' 및 21'') 로부터의 2개의 A 값들을 카운트함으로써, 인코딩된 부재의 축방향 위치 P2 가 위에서 설명한 바와 같이 측정 유닛 (50) 에 의해 검출될 수 있다. 분명히, 제 1 및 제 2 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 의 코딩 패턴들은 이제 제 4 및 제 5 센서들 (S4 및 S5) 과 중첩한다.
그 결과, 그리고, 도 12의 (b) 에 예시된 바와 같이, 2개의 교번하는 신호들 (S4, S5) 은 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전 동안 상기 센서들 (S4, S5) 에 의해 발생되며, 반면 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 로부터의 신호들은 값 A 를 가지며 제 3 센서 (S2) 로부터의 신호는 값 B 를 갖는다. 4개의 각도 인코딩된 링들 (23, 23', 23'', 23''') 이 4-비트 그레이 코드로 코딩될 뿐만 아니라, 2개의 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 이 2-비트 그레이 코드로 코딩된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 9의 (a) 에 예시된 바와 같은 구성에서, 인코딩된 부재의 각도 위치의 절대 측정치가 90°의 분해능으로 획득될 수 있다. 신호 (S4) 가 신호 (S5) 에 대해 90° 만큼 위상 시프트된다고 가정하면, 이들 신호들 (S4, S5) 은 또한 표준 증분적 인코더로부터 유래하는 신호들과 동일하다.
도 13의 (a) 에 예시된 바와 같은 구성에서, 인코딩된 부재 (20) 는 제 1 후퇴 위치 (P1) 에 위치된다. 이 제 1 후퇴 위치 (P1) 에서, 제 1 센서 (S1) 는 값 A 를 갖는 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (21'') 과 중첩하며, 반면 제 2 센서 (S2) 는 값 B 를 갖는 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다. 제 3, 제 4 및 제 5 센서들 (S3, S4, S5) 은 제 1, 제 2 및 제 3 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 과 각각 중첩한다. 측정 유닛 (50) 은 제 1 의 B 값 이전에 오직 하나의 A 값을 카운트하며, 따라서 상기 제 1 후퇴 위치 (P1) 를 식별한다.
도 13의 (a) 에 예시된 바와 같은 구성에서, 3개의 각도 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 이 3-비트 그레이 코드로 코딩된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 인코딩된 부재의 각도 위치의 절대 측정치가 3개의 신호들 (S3, S4, 및 S5) 을 측정함으로써 90°의 분해능으로 획득될 수 있다. 그 애플리케이션에 따라서, 또는 제조 기술에서의 한계들에 따라서, 표준 증분적 인코더의 더 간단한 코드와 같은 상이한 코드가 사용될 수 있다.
도 14의 (a) 에 예시된 바와 같은 구성에서, 인코딩된 부재 (20) 가 제 2 후퇴 위치 (P0) 로 후퇴되었다. 이 제 2 후퇴 위치 (P0) 에서, 제 1 센서 (S1) 는 값 B 를 갖는 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩하며, 반면 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 센서들 (S2, S3, S4, S5) 은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'', 23''') 과 각각 중첩한다. 측정 유닛 (50) 은, 센서 (S1) 가 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 의 B 값을 검출하기 전에 어떤 A 값들도 카운트하지 않으며, 따라서 제 2 후퇴 위치 (P0) 를 식별한다.
도 14의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 4개의 신호들 (S2, S3, S4, S5) 은 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 회전 동안 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 센서들 (S2, S3, S4, S5) 에 의해 각각 발생되며, 반면 제 1 센서 (S1) 로부터의 신호는 값 B 를 갖는다. 상기 각각의 센서 신호들 (S2, S3, S4, S5) 은 4-비트 수를 나타내며, 따라서 인코딩된 부재의 각도 위치를 16개의 별개의 각도 섹션들로 분할하는 것이 가능하며, 각각의 각도 섹션들은 22.5°의 각도 범위를 나타낸다. 바람직하게는, 그레이 코드가 회전 당 16개의 균등한 위치들을 가진, 인코딩된 부재의 각도 위치의 절대 측정치를 획득하는데 사용될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 상이한 코드가 또한 가능하지만, 이 그레이 코드의 성질로 인해, 측정 분해능은, 위치들 (P1 및 P0) 을 통과하여, 위치 P3 으로부터 (P0) 로의 인코딩된 부재의 각각의 시프트에 따라서 더 좋아진다.
도 1의 (a) 내지 도 14의 (b) 에 예시된 바와 같은 모든 실시형태들이 기계적으로 간단한 및 컴팩트한 솔루션을 제공하며, 여기서, 일련의 센서들 (S1, S2, S3, S4, S5) 에 대한, 인코딩된 부재 (20) 의 최대 4개의 절대 축방향 위치들이 결정될 수 있다는 점에 유의한다. 각도 측정치의 분해능은 인코딩된 부재 (20) 의 축방향 위치에 따라서 변할 수도 있다. 그레이 코드가 도 1의 (a) 내지 도 14의 (b) 에서와 같이 사용되면, 인코딩된 부재의 순시 각도 위치는 적어도 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 상에서의 코드의 측정에 의해 명확히 결정된다. 그럼에도 불구하고, 어떤 다른 신호들도 측정되지 않으면, 분해능이 아주 부족하고, 각도가 0 도와 180° 사이 또는 180° 와 360° 사이인지의 여부만을 나타낸다. 분해능은 추가적인 코드들이 측정됨에 따라 증가하며, 완전히 후퇴되는 구성에 대해 분해능은 아주 높을지도 모른다. 그러나, 모든 코드들이, 명백한 각도 위치의 측정치를 제공하는 것은 아니다. 표준 증분적 인코더의 코드가 사용되면, 측정된 신호들은 인코딩된 부재의 여러 상이한 각도들에 대해 동일할지도 모른다. 이러한 경우, 각도 위치 정보가 측정 유닛의 샘플링 주파수가 너무 높지 않으면, 손실될 수 있다. 그레이 코드가 사용될 때, 측정 유닛 (50) 에 대한 합당한 계산 수요들이 각도 및 축방향 위치 검출 양쪽을 제공하기에 충분하다.
도 15의 (a) 내지 도 17의 (a) 에서, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 의 제 5 실시형태가 도시되며, 여기서는, 3개의 센서들 (S1, S2, S3) 이 제 2 실시형태에서 설명된 바와 같이 센서들의 로우에 인접하게 배열된다. 상기 3개의 센서들 (S1, S2, S3) 은 인코딩된 부재에 평행하게 정렬된다. 인코딩된 부재 (20) 는 축방향으로 배열된 3개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 22), 및 축방향으로 배열된 2개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 을 포함한다. 제 1 및 제 2 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21') 은 그들의 전체 원주를 따라서 값 A 를 가지며, 반면 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 자신의 전체 원주를 따라서 값 B 를 갖는다. 이들 3개의 축방향 검출 인코딩된 링들에 의해, 3개의 센서들에 접속된 측정 유닛 (50) 은, 제 1 센서 (S1) 가 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하는 제 1 축방향 위치로부터 제 1 센서 (S1) 가 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩하는 제 3 축방향 위치까지, 인코딩된 부재의 3개의 축방향 위치들을 결정할 수 있다.
각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 은 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 에 인접하게 축방향으로 배열된다. 상기 2개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 은 그들의 원주를 따라서 A 값 및 B 값으로 이루어지는 상이한 코딩 패턴을 포함한다.
이 제 5 실시형태에서, 사용되는 코드는 도 4의 (a) 내지 도 6의 (a) 에 나타낸 제 2 실시형태의 코드와 유사하다. 후자의 실시형태와는 달리, 각도 검출 인코딩된 링들 상에 정의된 특정의 코드가 인코딩된 부재 (20) 의 실린더 둘레에서 2번, 즉 0° 및 180° 상에서 첫번째, 그리고 180° 및 360° 상에서 두번째 반복되었다. 일반적으로, 임의의 코드가 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 걸쳐 R 번 반복될 수 있으며, 여기서 R 은 1 보다 크다. 코드를 여러 번 반복하는 것에 대한 이점은 센서들의 개수를 증가시키지 않고 측정 분해능을 증가시킨다는 점이다. 단점은 여러 별개의 각도 간격들에 걸쳐서, 센서들에 의해 측정된 신호들이 동일하고 따라서 크라운이 초 당 여러 풀 회전들을 행할 때 측정 유닛 (50) 이 어떤 손실되지 않은 각도 위치 정보의 조건을 실행하기 위해 각도 위치를 1회전 당 적어도 2·R 번 측정해야 한다는 점이다. 절대 각도의 직접 측정이 더 이상 가능하지 않다.
도 15의 (a) 에 예시된 바와 같이, 인코딩된 부재 (20) 는 눌린 위치 (P2) 에 있다. 이 눌린 위치 (P2) 에서, 제 1 센서 (S1) 는 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 중첩하며, 반면 제 2 및 제 3 센서들 (S2, S3) 은 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21', 22) 과 중첩한다. 어떤 각도 위치도 이 눌린 위치에서 제공될 수 없지만, 그러나 4개의 센서들에 접속된 측정 유닛 (50) 은 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 의 B 값 이전에, 제 1 및 제 2 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21') 상에서, 2개의 A 값들을 카운트할 수 있다. 이러한 방식으로, 눌린 위치 (P2) 가 제 1, 제 2, 및 제 3 센서들 (S1, S2, S3) 으로부터의 값들을 측정함으로써 식별될 수 있다.
도 15의 (b) 에서, 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 걸친 센서들 (S1, S2 및 S3) 로부터의 신호들이 도시된다. 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 은 값 A 를 항상 검출하며, 반면 제 3 센서 (S3) 는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전을 통해서 값 B 를 항상 검출한다.
도 16의 (a) 의 구성으로 상황이 변한다. 도 15의 (a) 의 구성에 비해, 인코딩된 부재 (20) 가 1단 더 우측으로 변위되어 디폴트 위치 (P1) 에 있다. 제 3 센서 (S3) 는 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 과 중첩하며 제 2 센서 (S2) 는 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다. 이 디폴트 위치 (P1) 에서, 제 2 축방향 검출 링들 (21') 과 중첩하는 제 1 센서 (S1) 로부터의 오직 하나의 A 값이, 센서 (S2) 의 B 값을 검출하기 전에 측정 유닛 (50) 에 의해 카운트된다. 여러 센서들 (S1, S2, S3) 에 접속된 상기 측정 유닛 (50) 은 이러한 축방향 변위를 검출하도록 동작가능하며, 인코딩된 부재 (20) 가 지금 위치 P1 에 있다고 결정하는 것이 가능하다.
도 16의 (a) 에서, 제 3 센서 (S3) 는 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전에 응답하여 도 16의 (b) 에 나타낸 신호 (S3) 를 발생하도록 동작가능하다. 특정의 코드가 인코딩된 부재 둘레에서 상부 부분으로부터 하부 부분으로, 값들 B, A, B, 그 후 A 의 연속으로 2번 반복된다고 가정하면, 상기 신호 (S3) 는 1회전 당 4 번 변한다. 도 16의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 제 2 센서 (S2) 는 값 B 를 항상 검출하며, 반면 제 1 센서 (S1) 는 값 A 를 항상 검출한다. 이 경우, 회전의 방향이 결정될 수 없더라도, 결합된 각도와 축방향 위치 센서 배열체 (10) 는 각도 위치에서의 증분적 변화들을 검출하도록 기능할 수도 있다.
도 17의 (a) 에서, 인코딩된 부재 (20) 가 후퇴 위치 (P0) 까지 우측으로 1단 더 변위된다. 제 1 센서 (S1) 는 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 중첩한다. 또, 어떤 A 값들도 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 으로부터의 B 값 이전에 카운트되지 않으므로, 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 에 의해 제공되는 축방향 패턴의 이 축방향 변위가 위에서 설명한 바와 같이 측정 유닛 (50) 에 의해 검출될 수 있다. 제 1 및 제 2 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 의 코딩 패턴들은 제 2 및 제 3 센서들 (S2 및 S3) 과 중첩한다.
도 17의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 2개의 교번하는 신호들 (S2, S3) 은 인코딩된 부재 (20) 의 완전한 1회전 동안 상기 센서들 (S2, S3) 에 의해 발생된다. 제 1 및 제 2 각도 인코딩된 링들 (23, 23') 의 코딩 패턴들이 원주방향으로 오프셋되므로, 측정 유닛 (50) 은 센서들 (S1, S2, S3) 의 로우에 대한 인코딩된 부재 (20) 의 회전의 방향을 결정하도록 동작가능하다. 이 구성에서, 이들 신호들 (S2, S3) 은 신호 (S2) 가 신호 (S3) 에 대해 90° 만큼 위상 시프트된다고 가정하면, 표준 증분적 인코더로부터 유래하는 신호들과 동일하다. 제 1 센서 (S1) 는 도 17의 (b) 에 나타낸 바와 같이 값 B 를 항상 검출한다.
모든 실시형태들에 대해, 센서들 및 대응하는 인코딩된 링들이 전기적 방식, 자기적 방식, 용량적 방식 또는 광학적 방식으로 상호작용할 수 있다는 점에 유의한다. 전기적으로 구현될 때, L 개의 센서들은 인코딩된 부재의 축방향 및 각도 검출 인코딩된 링들과 기계적으로 접촉시키는 전도 브러시들 (conducting brushes) 을 포함할 수도 있다. 여기서, 인코딩된 링들은 값 A 를 정의하는 전도 섹션들 및 값 B 를 정의하는 절연 섹션들을 포함한다. 인코딩된 링의 절연 또는 전도 섹션이 특정의 센서와 접촉하는지의 여부에 따라서, 상기 센서는 각각의 인코딩된 링의 특정의 인코딩된 섹션을 나타내는 대응하는 신호를 발생하도록 동작가능하다. 전기 접촉을 갖는 경우에 대해, 어떤 전기 전압을 갖도록 전도 섹션들의 값 A 를 정의하기 위해, 브러시를 통해서 전기 접촉하도록 제 1 축방향 검출 인코딩된 링에 인접하게 추가적인 축방향 링이 제공될 수 있다.
자기적으로 구현될 때, 인코딩된 링들은 미리 정의된 패턴에 따라서 영구적으로 자화될 수도 있다. 유사한 접근법이 용량적으로 구현될 때 구상가능하다. 광학적 구현예에 있어서, 센서들은 발광 엘리먼트 및 광 감지 엘리먼트를 포함할 수도 있으며, 반면 특정의 인코딩된 링들 상의 별개의 섹션들은 상이한 반사율을 특징으로 한다.
방금 주어진 설명으로부터, 결합된 각도 및 축방향 위치 센서 배열체의 여러 변형들이 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이, 당업자들에 의해 발명될 수 있다. 각도 검출 인코딩된 링들에 사용되는 특정의 코드는 측정 분해능을 증가시키기 위해서 인코딩된 부재의 원주 상에서 여러 번 반복될 수 있다.

Claims (25)

  1. 각도 및 축방향 위치 센서 배열체 (sensor arrangement; 10) 로서,
    L 개의 축방향으로 인접한 센서들 (S1, S2) 로서, 상기 L 은 2 이상의 정수인, 상기 센서들; 및
    상기 센서들에 대해 각도적으로 그리고 축방향으로 변위가능한 인코딩된 부재 (20) 를 포함하며,
    상기 인코딩된 부재 (20) 는 축방향으로 인접한 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 22) 을 포함하며, N 은 2 이상의 정수이고, N-1 개의 인접한 축방향 검출 인코딩된 링들은 그들의 전체 원주를 따라서 논리 값 A 를 가지며 N번째 인코딩된 링은 자신의 전체 원주를 따라서 상기 논리 값 A 와는 상이한 논리 값 B 를 가지며, 상기 논리 값들 A 및 B 는 상기 인코딩된 부재의 축방향 위치를 결정하기 위해 L 개의 센서들 중 하나 또는 여러 개의 센서들에 의해 식별되며, 제 1 축방향 위치에서 제 1 센서 (S1) 는 제 1 축방향 검출 인코딩된 링과 중첩하고, N번째 축방향 위치에서 상기 제 1 센서 (S1) 는 N번째 축방향 검출 인코딩된 링과 중첩하고,
    상기 인코딩된 부재 (20) 는 M 개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23) 을 포함하며, 그 중 제 1 각도 검출 인코딩된 링은 상기 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 22) 중 상기 N번째 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 에 축방향으로 인접하며, M 은 1 이상의 정수이고, 그리고,
    상기 M 개의 인코딩된 링들 (23) 은, 상기 센서들에 의해 각도 위치를 결정하기 위해, 그들의 원주를 따라서 논리 값들 A 및 B 로 이루어지는 코딩 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩된 부재 (20) 는, 상기 L 개의 센서들에 대해 구분된 단들 (steps) 에서 축방향으로 변위가능한 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인코딩된 부재 (20) 의 축방향 변위 단 사이즈는, 임의의 축방향 검출 인코딩된 링 (21, 22) 및 임의의 각도 검출 인코딩된 링 (23) 의 축방향 폭에 대응하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    임의의 2개의 센서들 사이의 거리는, 상기 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 22) 또는 각도 검출 인코딩된 링들 (23) 중 하나의 축방향 폭에 대응하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 2 센서 (S2) 에 축방향으로 인접한 제 1 센서 (S1), 및
    제 2 축방향 검출 링 (22) 에 인접한 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21), 및
    상기 제 2 축방향 검출 링 (22) 에 인접한 각도 검출 인코딩된 링 (23)
    을 가진 상기 인코딩된 부재 (20) 를 포함하고, 그리고,
    상기 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 은 자신의 전체 원주를 따라서 논리 값 A 를 가지며, 반면 상기 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 자신의 전체 원주를 따라서 상기 논리 값 A 와는 상이한 논리 값 B 를 갖는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인코딩된 부재 (20) 는, 디폴트 위치로부터 적어도 후퇴 위치 (retracted position) 로 축방향으로 변위가능한 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 디폴트 위치에서, 상기 제 1 센서 (S1) 는 상기 제 1 축방향 검출 인코딩된 링 (21) 과 방사상으로 중첩하고 상기 제 2 센서 (S2) 는 상기 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 방사상으로 중첩하고, 그리고
    상기 후퇴 위치에서, 상기 제 1 센서 (S1) 는 상기 제 2 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 방사상으로 중첩하고 상기 제 2 센서 (S2) 는 상기 각도 검출 인코딩된 링 (23) 과 방사상으로 중첩하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    축방향으로 인접한 적어도 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2), 및 축방향으로 인접한 제 1, 제 2, 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 22), 및 축방향으로 인접한 하나 이상의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 을 가진 상기 인코딩된 부재 (20) 을 포함하며, 상기 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 은 상기 제 3 축방향 검출 링 (22) 에 인접하고, 그리고
    상기 제 1 및 제 2 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21') 은 그들의 전체 원주를 따라서 논리 값 A 를 가지며, 반면 상기 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 자신의 전체 원주를 따라서 상기 논리 값 A 와는 상이한 논리 값 B 를 갖는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 각도 검출 인코딩된 링들 (23) 의 개수 M 은, L-1 개 이하이고, L 은 상기 센서들 (S1, S2) 의 개수인 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 로부터의 상기 코딩 패턴들은, 2진 코드 또는 그레이 코드를 형성하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코드는 상기 인코딩된 부재 (20) 둘레에서 2번 이상 반복되는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    축방향으로 인접한 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 센서들 (S1, S2, S3), 및
    축방향으로 인접한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'', 22), 및
    축방향으로 인접한 적어도 2개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23')
    을 가진 상기 인코딩된 부재 (20) 를 포함하며, 상기 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 은 상기 제 4 축방향 검출 링 (22) 에 인접하고, 그리고,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'') 은 그들의 전체 원주를 따라서 논리 값 A 를 가지며, 반면 상기 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 자신의 전체 원주를 따라서 상기 논리 값 A 와는 상이한 논리 값 B 를 가지는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 로부터의 상기 코딩 패턴들은, 2진 코드 또는 그레이 코드를 형성하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 코드는 상기 인코딩된 부재 (20) 둘레에서 2번 이상 반복되는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    축방향으로 인접한 적어도 L = N-1 개의 센서들 (S1, S2), 및
    축방향으로 인접한 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 22), 및
    축방향으로 인접한 적어도 M = N-2 개의 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23')
    을 가진 상기 인코딩된 부재 (20) 를 포함하며, 상기 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 은 상기 N번째 축방향 검출 링 (22) 과 인접하고, 그리고
    상기 제 1 의 N-1 개의 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21') 은, 그들의 전체 원주를 따라서 논리 값 A 를 가지며, 반면 상기 N번째 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 은 자신의 전체 원주를 따라서 논리 값 A 와는 상이한 논리 값 B 를 가지는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 로부터의 상기 코딩 패턴들은, 2진 코드 또는 그레이 코드를 형성하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 코드는, 상기 인코딩된 부재 (20) 둘레에서 2번 이상 반복되는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 인코딩된 부재 (20) 는, 눌린 위치로부터 디폴트 위치로, 제 1 후퇴 위치로, 그리고 제 2 후퇴 위치로, 1단씩 축방향으로 변위가능한 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 눌린 위치에서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 센서들 (S1, S2, S3) 은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21, 21', 21'') 과 방사상으로 중첩하며, 제 4 센서 (S4) 는 상기 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 방사상으로 중첩하고,
    상기 디폴트 위치에서, 상기 제 1 및 제 2 센서들 (S1, S2) 은 상기 제 2 및 제 3 축방향 검출 인코딩된 링들 (21', 21'') 과 방사상으로 중첩하고, 상기 제 3 센서 (S3) 는 상기 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 방사상으로 중첩하며, 상기 제 4 센서 (S4) 는 상기 제 1 각도 검출 인코딩된 링 (23) 과 방사상으로 중첩하고,
    상기 제 1 후퇴 위치에서, 상기 제 1 센서 (S1) 는 상기 제 3 축방향 검출 인코딩된 링 (21'') 과 방사상으로 중첩하고, 상기 제 2 센서 (S2) 는 상기 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 방사상으로 중첩하며, 상기 제 3 및 제 4 센서들 (S3, S4) 은 상기 제 1 및 제 2 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23') 과 방사상으로 중첩하며, 그리고
    상기 제 2 후퇴 위치에서, 상기 제 1 센서 (S1) 는 상기 제 4 축방향 검출 인코딩된 링 (22) 과 방사상으로 중첩하고, 상기 제 2, 제 3 및 제 4 센서들 (S2, S3, S4) 은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 각도 검출 인코딩된 링들 (23, 23', 23'') 과 방사상으로 중첩하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩된 부재 (20) 의 상기 축방향 위치 및 각도 위치를 결정하기 위해 상기 L 개의 센서들에 커플링된 측정 유닛 (50) 을 더 포함하는, 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 L 개의 센서들은, 대응하는 상기 인코딩된 링들 (21, 22, 23) 과 전기적으로, 자기적으로, 용량적으로 또는 광학적으로 상호작용하는 것을 특징으로 하는 각도 및 축방향 위치 센서 배열체.
  22. 제 1 항에 기재된 적어도 하나의 센서 배열체 (10) 를 갖는 조정 유닛을 포함하는 전자 기구로서,
    인코딩된 부재 (20) 는 각도적으로 그리고 축방향으로 변위가능한 엘리먼트 상에 배열되는, 전자 기구.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 전자 기구는 전자 시계이고,
    상기 인코딩된 부재 (20) 는 일 단부 상에 크라운 (1) 을 가진 로드의 한 부분인, 전자 기구.
  24. 제 1 항에 기재된 센서 배열체 (10) 에 의해 인코딩된 부재 (20) 의 각도 위치 및 축방향 위치를 결정하는 방법으로서,
    L 개의 센서들로부터 L 개의 신호들을 수신하는 단계, 및
    상기 인코딩된 부재 (20) 의 상기 축방향 위치를 적어도 결정하기 위해 상기 L 개의 신호들을 분석하는 단계를 포함하며,
    상기 L 개의 센서들에 커플링된 측정 유닛 (50) 은, 상기 센서들에 의해 검출된 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들로부터 제 1 의 논리 값 B 이전에 측정되는 논리 값 A 들의 개수를 카운트함으로써 상기 축방향 위치를 결정하는, 각도 위치 및 축방향 위치를 결정하는 방법.
  25. 컴퓨터 판독가능 명령들을 저장한 컴퓨터-판독가능 저장 매체로서,
    상기 명령들은, 컴퓨터에 의해 실행될 경우, 상기 컴퓨터로 하여금,
    L 개의 센서들로부터의 L 개의 신호들을 프로세싱하게 하고,
    인코딩된 부재 (20) 의 축방향 위치를 적어도 결정하기 위해 상기 L 개의 신호들을 분석하게 하되, 상기 L 개의 센서들에 커플링된 측정 유닛 (50) 은, 상기 센서들에 의해 검출된 N 개의 축방향 검출 인코딩된 링들로부터 측정된 제 1 의 논리 값 B 이전의 논리 값 A 들의 개수를 카운트함으로써 상기 축방향 위치를 결정하는, 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
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