KR20160042941A - 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 장치 - Google Patents

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Abstract

이동 장치(20, 21, 22)의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 장치(10)는 이동 장치(20, 21, 22)에 의해 발생되는 신호를 검출하기 위한 검출 유닛(100)과 제1시간(t1)에서 이동 장치(20, 21, 22)의 위치를 특정하는 제1위치(α0(t1))를 결정하기 위한 평가 유닛(110)을 포함한다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 이동 장치(20, 21, 22)가 전파 지연 시간(Tpd)과 속도에 따라 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이에서 이동하는 거리를 특정하는 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3)와 이동 장치(20, 21, 22)의 이동 속도를 결정한다. 위치 정정 유닛(130)은 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3) 및 제1위치(α0(t1))에 따라 정정된 위치(αcorr)를 결정하도록 구성된다.

Description

이동 장치의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 장치{POSITION SENSOR DEVICE TO DETERMINE A POSITION OF A MOVING DEVICE}
본 발명은 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.
이동 장치, 예를 들어 회전 장치의 응용에서, 종종 이동 장치의 위치에 관한 정보를 얻는 것이 바람직하다. 이동 장치는 회전 장치로 구성될 수 있고 위치는 회전 장치의 회전 각도일 수 있다. 회전 장치는 자석을 포함할 수 있어, 회전 자기장이 회전 장치가 회전하는 동안 자석에 의해 발생된다. 회전 운동하는 동안 회전 장치의 현재 위치를 결정하기 위해, 자기 위치 센서 장치로 구성될 수 있는 위치 센서 장치가 사용될 수 있다. 자기 위치 센서 장치는 회전 장치의 위치에 관한 정보를 제공하기 위해 회전 자석에 의해 발생되는 회전 자기장 평가값을 검출할 수 있다.
자기 위치 센서 장치는 회전 장치의 축의 회전 이동하는 동안 회전 자기장을 검출하기 위해 회전 자석에 인접하여 배열될 수 있다. 자석은, 예를 들어, 회전 장치의 축에 장착될 수 있다. 회전 장치의 위치는 회전 장치의 회전 각도를 특정하여 나타낼 수 있다. 회전 장치의 기결정된 위치는 0°의 회전 각도를 갖도록 규정될 수 있다. 0° 내지 360° 사이 범위의 회전 각도는 0° 위치에 대한 회전 장치의 위치를 나타낸다.
위치 센서 장치는 이동 장치에 의해 발생된 신호를 검출하기 위한 검출 유닛과 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 평가 유닛을 포함할 수 있다. 자기 위치 센서 장치로 구성되는 위치 센서 장치는 자석의 자기장을 검출하기 위한 검출 유닛과 검출된 회전 자기장을 평가하여 회전 장치의 위치를 결정하기 위한 평가 유닛을 포함할 수 있다. 위치 센서 장치의 검출 유닛은 홀-센서와 같은 자기 센서나 광학 센서와, 프론트-엔드(front-end) 증폭기, 필터 소자 등을 포함하는 AFE(analogue front-end)를 포함할 수 있다. 평가 유닛은 AD(analogue-to-digital) 컨버터 및 디지털 백앤드 실행(digital backend executing), 예를 들어 데시메이션 필터링(decimation filtering) 및 CORDIC 알고리즘을 포함할 수 잇다. 아날로그 검출 유닛과 평가 유닛의 디지털 백앤드는 이동 장치의 위치를 계산하는 동안 지연을 유도한다. 이 지연 시간은 시스템 전파 지연으로 알려져 있다.
이동 장치, 예를 들어 자기장 백터에 의해 발생되는 신호의 측정 및 평가 사이의 대기 시간과, 이동 장치의 위치, 예를 들어 회전 장치의 회전 각도가 이용가능한 순간 때문에, 예를 들어, SPI 인터페이스를 통해, 위치 센서 장치는 위치 오차, 예를 들어 각도 오차를 도입할 수 있다. 위치 오차는 이동 장치의 속도에 비례한다. 자기 위치 센서 장치의 예에서, 각도 오차는 회전 장치의 회전 이동 속도에 비례한다. 고속 응용에서, 동작 위치 오차의 기여도는 실질적으로 클 수 있다. 위치 센서의 지연시간(latency)를 감소시키는 것은 출력 노이즈를 증가시키기 때문에, 시스템 전파 지연을 감소시키는 것은 일반적으로 가능하지 않다.
예를 들어, 10비트의 해상도를 갖는 중(medium) 해상도 자기 위치 센서 장치에서, 회전 각도를 계산하는 동안 발생되는 오차는 고속 회전에서 이미 약간의 LSB를 나타낸다. 또한, 최대 속도가 실질적으로 더 높은 여러 응용들도 있다. 이 오차 기여도는 일반적으로 이러한 센서를 채용하지 못하도록 한다. 더욱이, 예를 들어, 시그마 델타에 기반한, 고해상도 슬로우 코어(slow core)를 갖는 자기 위치 센서는 지연의 다른 소스를 도입하는 내장된 보간기(interpolator)가 필요하다.
위치 센서 장치의 전파 지연 시간 때문에 위치를 결정하는 동안 얻어지는 위치 오차를 보상할 수 있는 이동 장치의 위치를 결정하기 위해 위치 센서 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 더욱이, 위치 센서 장치의 전파 지연 시간 때문에 위치를 결정하는 동안 얻어지는 위치 오차를 보상할 수 있는 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 방법을 구체화하는 것이 필요하다.
이동 장치의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 장치가 청구항 1에 특정되어 있다. 위치 센서 장치의 일 실시형태에 따르면, 센서 장치는 이동 장치에 의해 발생되는 신호를 검출하기 위한 검출 유닛을 포함한다. 검출 유닛은 제1시간에 신호를 검출하도록 구성된다. 위치 센서 장치는 검출된 신호를 평가하여 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 평가 유닛을 더 포함한다. 평가 유닛은 제1시간에 이동 장치의 위치를 특정하는 제1위치를 검출하도록 구성된다. 위치 센서 장치는 적어도 하나의 오차 거리를 결정하기 위한 오차 거리 결정 유닛을 더 포함하고, 적어도 하나의 오차 거리는 이동 장치가 제1시간과 제2시간 사이에서 이동하는 거리를 특정하고, 제2시간은 제1시간 후이다. 위치 센서 장치는 정정된 위치를 출력하기 위한 위치 정정 유닛을 포함할 수 있고, 정정된 위치는 제2시간에서 이동 장치의 위치를 특정한다. 오차 거리 결정 유닛은 이동 장치의 이동 속도를 결정하고, 제1시간과 제2시간 사이의 지속 시간을 특정하는 지연 시간 및 이동 장치의 이동 속도에 따라 적어도 하나의 오차 거리를 결정하도록 구성된다. 위치 정정 유닛은 적어도 하나의 오차 거리 및 제1위치에 따라 정정된 위치를 결정하도록 구성된다.
오차 거리 결정 유닛은 적어도 하나의 오차 거리 중 제1오차 거리를 결정하도록 구성될 수 있다. 오차 거리 결정 유닛은 제1시간과 이전 시간 사이에 이동 장치의 이동 속도에 따라 제1오차 거리를 결정하도록 구성될 수 있다.
평가 유닛은 제1시간과 이전 시간에서 검출된 신호를 평가하도록 구성될 수 있다. 평가 유닛은 이전 시간에서 이동 장치의 위치를 특정하는 이동 장치의 이전 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 오차 거리 결정 유닛은 제1위치와 이전 위치 사이의 차이 및 제1시간 및 이전 시간 사이의 차이에 따라 이동 장치의 이동 속도를 결정하도록 구성될 수 있다. 위치 정정 유닛은 제1위치와 제1오차 거리의 합에 따라 정정된 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
오차 거리 결정 유닛은 이동 장치의 이동 가속도를 결정하고, 이동 장치의 이동 가속도 및 지연 시간에 따라 적어도 하나의 오차 거리 중 제2오차 거리를 결정하도록 구성될 수 있다. 위치 정정 유닛은 제2오차 거리에 따라 정정된 위치를 결정하도록 구성된다. 위치 정정 유닛은 제1위치, 제1오차 거리 및 제2오차 거리의 합에 따라 정정된 위치를 결정하도록 구성된다.
오차 거리 결정 유닛은 이동 장치의 이동 가속도의 변화를 결정하고, 지연 시간과 이동 장치의 이동 가속도의 변화에 따라 적어도 하나의 오차 거리 중 제3오차 거리를 결정하도록 구성될 수 있다. 위치 정정 유닛은 제3오차 거리에 제1위치, 제1오차 거리 및 제2오차 거리의 합을 추가하여 정정된 위치를 결정하도록 구성된다.
이동 장치의 위치를 결정하기 위한 방법의 일 실시형태가 청구항 12에 규정된다. 상기 방법은 제1시간에서 이동 장치에 의해 발생되는 신호를 검출하는 단계를 포함한다. 이동 장치의 제1위치는 제1시간에서 검출된 신호를 평가하여 결정될 수 있고, 제1위치는 제1시간에서 이동 장치의 위치를 특정한다. 이동 장치의 이동 속도가 결정된다. 적어도 하나의 오차 거리는 지연 시간 및 이동 장치의 이동 속도에 따라 결정되고, 적어도 하나의 오차 거리는 이동 장치가 제1시간 및 제2시간 사이에서 이동하는 거리를 특정하고, 제2시간은 제1시간 후이며, 지연 시간은 제1시간과 제2시간 사이의 지속 시간을 특정한다. 정정된 위치는 적어도 하나의 오차 거리와 제1위치에 따라 결정되고, 정정된 위치는 제2시간에서 이동 장치의 위치를 특정한다.
상기 방법에 따르면, 적어도 하나의 오차 거리 중 제1오차 거리가 결정될 수 있다. 제1오차 거리는 제1시간과 이전 시간 사이의 이동 장치의 이동 속도에 따라 결정될 수 있다. 정정된 위치는 제1위치와 제1오차 거리에 따라 결정될 수 있다.
상기 방법의 다른 실시형태에 따르면, 이동 장치의 이동 가속도가 결정될 수 있다. 적어도 하나의 오차 거리 중 제2오차 거리는 지연 시간과 이동 장치의 이동 가속도에 따라 결정될 수 있다. 정정된 위치는 제2오차 거리에 따라 결정될 수 있다. 정정된 위치는 제1위치, 제1오차 거리 및 제2오차 거리의 합에 따라 결정될 수 있다.
상기 방법의 다른 실시형태에 따르면, 이동 장치의 이동 가속도의 변화가 결정될 수 있다. 지연 시간 및 이동 장치의 이동 가속도 변화에 따라 적어도 하나의 오차 거리 중 제3오차 거리가 결정될 수 있다. 정정된 위치는 제3오차 거리에 제1위치, 제1오차 거리 및 제2오차 거리의 합을 더하여 결정될 수 있다.
위치 센서 장치는 회전 자석을 포함하는 회전 장치의 위치를 결정하기 위해 자기 위치 센서 장치로서 구성될 수 있다. 이 실시형태에 따르면, 검출 유닛은 제1시간에서 자석에 의해 발생되는 회전 자기장을 검출하도록 구성된다. 평가 유닛은 검출된 회전 자기장을 평가하여 회전 자석의 회전 각도를 결정하도록 구성된다. 평가 유닛은 제1시간에서 회전 자석의 위치를 특정하는 제1회전 각도를 검출하도록 구성된다. 오차 거리 결정 유닛은 적어도 하나의 오차 각도를 결정하도록 구성되고, 적어도 하나의 오차 각도는 제1시간과 제2시간 사이에서 회전 자석이 회전하여(turn) 각도를 특정하고, 제2시간은 제1시간 후이다. 위치 정정 유닛은 정정된 회전 각도를 출력하도록 구성되고, 정정된 회전 각도는 제2시간에서 회전 자석의 위치를 특정한다. 오차 거리 결정 유닛은 회전 자석의 회전 속도를 결정하고, 제1시간과 제2시간 사이의 지속 시간을 특정하는 지연 시간 및 회전 자석의 회전 속도에 따라 적어도 하나의 오차 각도를 결정하도록 구성된다. 위치 정정 유닛은 적어도 하나의 오차 각도와 제1회전 각도에 따라 정정된 위치를 결정하도록 구성된다.
청구항 12에 규정된 이동 장치의 위치를 결정하는 방법은 회전 자석을 포함하는 회전 장치의 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 회전 자석의 회전 자기장이 제1시간에서 검출된다. 회전 자석의 제1회전 각도는 제1시간에서 검출된 회전 자기장을 평가하여 결정될 수 있고, 제1회전 각도는 제1시간에서 회전 자석의 위치를 특정한다. 회전 자석의 회전 속도가 결정된다. 적어도 하나의 오차 각도는 지연 시간 및 회전 자석의 회전 속도에 따라 결정되고, 적어도 하나의 오차 각도는 회전 자석이 제1시간과 제2시간 사이에서 회전하여 각도를 특정한다. 정정된 회전 각도는 적어도 하나의 오차 각도와 제1회전 각도에 따라 결정되고, 정정된 회전 각도는 제2시간에서 회전 자석의 위치를 특정한다.
회전 장치의 속도/속력 및 이에 따른 회전 자석의 속도/속력은 검출 유닛 및 평가 유닛에 의해 회전 각도 측정에 기초하여 오차 거리 결정 유닛에 의해 계산될 수 있다. 위치 센서 장치의 일 실시형태에 따르면, 오차 거리 결정 유닛은 적어도 하나의 오차 각도 중 제1오차 각도를 결정하도록 구성될 수 있다. 오차 거리 결정 유닛은 시스템 전파 지연 시간 및 회전 자석의 회전 속도에 따라 제1오차 각도를 결정하도록 구성될 수 있다.
평가 유닛은 회전 자석의 속도를 결정하기 위해 제1시간 및 제1시간 전의 이전 시간에서 검출된 회전 자기장을 평가하도록 구성될 수 있다. 평가 유닛은 제1시간에서 회전 자석의 회전 각도를 결정하고, 이전 시간에서 회전 자석의 위치를 특정하는 자석의 이전 회전 각도를 결정하도록 구성된다. 오차 거리 결정 유닛은 제1시간에 따른 회전 각도와 이전 시간에 따른 이전 회전 각도 사이의 제1차이 및 제1시간과 이전 시간 사이의 제2차이에 따른 회전 자석의 속도를 결정하도록 구성될 수 있다. 속도는 제1차이와 제2차이의 몫(quotient)을 계산하여 얻어질 수 있다.
위치 센서의 (전파) 지연 시간이 공지되었다고 가정하면, 오차 거리 결정 유닛은 전파 지연 시간과 결정된 속도의 곱을 계산하여 제1오차 각도를 결정하도록 구성될 수 있다. 위치 정정 유닛은 제1시간에 따른 회전 각도와 제1오차 각도의 합을 계산하여 정정된 회전 각도를 결정하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 위치 센서 장치의 실시형태에 따른 위치 오차의 보상이 정확하게 수행되고, 이동 장치가 일정한 속력으로 이동하면, 예를 들어, 회전 장치가 일정한 속력으로 회전하면, 이는 선형 보상 방법을 나타낸다. 보상 방법은 일정한 가속도 또는 일정하게 증가하는 가속도로 야기되는 위치 오차를 보상할 수 있도록 보다 고차원의 보상으로 확대될 수 있다.
회전 장치의 일정한 가속도로 야기되는 오차를 보상할 수 있는 위치 센서 장치의 다른 실시형태에 따르면, 오차 거리 결정 유닛은 회전 자석의 회전 가속도를 결정하고 결정된 가속도를 고려하여 제2오차 각도를 결정하도록 구성될 수 있다. 일정한 가속도로 야기되는 각도 오차를 보상하기 위해, 위치 정정 유닛은 제2오차 각도에 제1시간에 따른 회전 각도와 제1오차 각도의 합을 더하여 정정된 회전 각도를 결정하도록 구성될 수 있다.
회전 장치의 일정하게 증가하는 가속도로 야기된 오차를 보상할 수 있는 위치 센서 장치의 다른 실시형태에 따르면, 오차 거리 결정 유닛은 회전 자석의 회전 가속도 변화를 결정하고, 회전 자석의 가속도의 결정된 변화를 고려하여 제3오차 각도를 결정하도록 구성될 수 있다. 가속도의 변화에 의해 야기되는 각도 오차를 보상하기 위해서, 위치 정정 유닛은 제3오차 각도에 제1시간에 따른 회전 각도와 제1 및 제2오차 각도의 합을 더하여 정정된 회전 각도를 결정하도록 구성될 수 있다.
이동 장치의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 장치 및 방법은 동적 위치 오차를 과감하게 감소시키고 노이즈와 시스템 전파 지연 사이의 트레이드-오프(trade-off)를 완화시킬 수 있다. 상기 방법 및 그 내부에서 구현되는 방법을 갖는 위치 센서 장치를 사용하는 것에 의해, 동작 위치 오차를 증가시키지 않고 이동 장치의 속력을 증가시킬 수 있다. 시스템 전파 지연이 드리프트(drift)되더라도 보상은 작용한다. 내부적 보상은 오실레이터 회로에 의해 발생되는 클럭 신호에 의해 야기되는 시스템 전파 지연의 드리프트를 상쇄하도록 하고, 클럭 신호는 속도 계산용 오차 거리 결정 유닛 및 평가 유닛에 의해 사용된다.
정정된 위치를 결정하기 위한 모든 구성요소는 위치 센서 장치의 칩 내에 구현되기 때문에, 보상을 수행하기 위한 외부 유닛은 필요하지 않다. 고해상도 인코더는 여전히 시그마 델타(Sigma Delta) ADC 및 데시메이션 필터링을 사용하여 구현될 수 있다. 위치 센서 장치의 일 실시형태에 따르면, 위치 센서의 일부 구성요소는 동일한 회로 기판 상에 배열된다. 이러한 실시형태를 위해, 인터페이스의 지연에 의해 추가적으로 도입되는 동적 각도 오차를 보상하기 위해, 인터페이스, 예를 들어 SPI, UART 등에 의해 도입되는 지연을 포함할 수 있다.
이상의 일반적인 설명 및 이하의 본 실시형태의 상세한 설명은 본 발명의 특성 및 특징을 이해하기 위한 개관 또는 체계를 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서의 일부를 구성하고 그 내에 포함된다. 도면은 개시된 개념의 동작 및 원칙을 설명하기 위해, 상세한 설명과 함께, 다양한 실시형태를 도시한다.
도 1은 위치 센서 장치 및 회전 장치의 배열의 일 실시형태를 도시한다.
도 2는 위치 센서 장치의 제1실시형태를 도시한다.
도 3은 위치 센서 장치의 보간기, 오차 거리 결정 유닛 및 위치 정정 유닛의 일 실시형태를 도시한다.
도 4는 위치 센서 장치의 제2실시형태를 도시한다.
도 5는 위치 센서 장치의 제3실시형태를 도시한다.
도 1은 이동 장치(20)의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 장치(10)의 일 실시형태를 도시한다. 위치 센서는 회전 장치의 위치를 결정하기 위한 자기 위치 센서 장치로 구성될 수 있다. 회전 장치는 모터로 구성될 수 있다. 회전 장치(20)는 자석(21) 및 자석(21)이 장착되는 회전 축(22)을 포함할 수 있다. 자석(21)은 회전 장치(20)의 축(22)의 회전 운동을 중심으로 회전하는 자기장을 발생시킨다. 위치 센서 장치(10)는 회전 자기장을 검출하고, 회전 자기장의 평가값에 따라 회전 자석의 위치를 결정하도록 구성된다.
회전 장치(20)의 위치에 상응하는 회전 자석(21)의 위치는 회전 각도로 위치 센서 장치(10)에 의해 출력될 수 있고, 0° 위치는 회전 자석의 기결정된 기본 위치를 규정하고 0°와 360° 위치 사이의 다른 회전 각도는 기본 위치에 대한 자석의 다른 회전 위치를 특정한다.
도 2, 3, 4 및 5는 위치 센서 장치(10)의 실시형태들을 도시한다. 위치 센서 장치의 모든 실시형태에 공통적인 특징 및 구성요소를 먼저 설명하고, 각 실시형태에 대해서 각 도면의 도시사항을 참조하여 상세히 설명한다.
회전 자석(21)의 위치, 예를 들어 회전 각도를 결정하기 위해, 위치 센서 장치는 자석(21)의 자기장 강도를 검출한다. 이를 위해, 위치 센서 장치(10)는, 자석(21)의 자기장을 검출하기 위해, 홀 센서(Hall sensors)와 같은 센서(101)를 포함하는 검출 유닛(100), 및 센서(101)에 의해 출력되는 신호를 처리하기 위한 구성요소를 포함하는 AFE(analogue front-end, 102)를 포함할 수 있다. AFE(102)는 프론트-엔드(front-end) 증폭기 및 필터를 포함할 수 있다. AFE(102)는 센서(101)의 신호를 수신하고 처리하기 위해 센서(101)에 연결된다. 검출 유닛(100)은 제1시간(t1)에서 회전 자기장을 검출하도록 구성될 수 있다.
검출 유닛(100)은 시간 t에서 검출되는 회전 자기장을 평가하여 시간 t에서의 회전 각도 α0(t)를 결정하기 위해 평가 유닛(110)에 연결된다. 검출 유닛(110)은 AD 컨버터(analogue-to-digital converter, 111) 및 디지털 백앤드(digital back-end, 112)를 포함할 수 있다. 디지털 백앤드는 데시메이션 필터(decimation filter)를 포함할 수 있고, CORDIC 알고리즘과 같이, 구현된 알고리즘에 의해 회전 각도 α0(t)를 결정할 수 있다. 평가 유닛(110)은 제1시간(t1)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정하는 회전 각도 α0(t1)를 검출하도록 구성된다.
위치 센서 장치(10)는 도 2, 4 및 5에 도시된 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하기 위한 오차 거리 결정 유닛(120)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)는 회전 자석(21)이 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이에서 회전하는 각도를 특정하고, 제2시간(t2)은 제1시간(t1) 후이다. 위치 센서 장치(10)는 정정된 회전 각도(αcorr)를 출력하기 위해 위치 정정 유닛(130)을 더 포함한다. 정정된 회전 각도(αcorr)는 제2시간(t2)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정한다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석(21)의 회전 속도를 결정하도록 구성될 수 있다. 오차 거리 결정 유닛은 회전 자석(21)의 회전 속도에 따라 또한 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이의 지속 시간을 특정하는 지연 시간(Tpd)에 따라 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하도록 더욱 구성될 수 있다. 위치 정정 유닛(130)은 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3) 및 회전 각도(α0(t1))에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성된다.
도 2, 3, 4 및 5에 도시된 위치 센서 장치의 실시형태들은 자석(21)을 포함할 수 있는 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 방법을 제공하도록 구성된다. 상기 방법의 제1단계에서, 회전 자석(21)의 회전 자기장은 제1시간(t1)에서 검출 유닛(100)에 의해 검출된다. 회전 자석(21)의 회전 각도(α0(t1))는 다음 단계에서 평가 유닛(110)에 의해 결정된다. 이를 위해, 평가 유닛(110)은 제1시간(t1)에서 검출 유닛(100)에 의해 검출되는 검출된 회전 자기장을 평가하고, 회전 각도(α0(t1))는 제1시간(t1)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정한다. 회전 자석(21)의 회전 속도는 오차 거리 결정 유닛에 의해 결정된다. 결정된 후, 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)에서 회전 이동 속도는 회전 자석(21)의 회전 속도 및 지연 시간(Tpd)에 따라 결정된다. 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)는 회전 자석(21)이 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이에서 회전되는 각도를 특정하고, 제2시간(t2)는 제1시간(t1) 후이다. 정정된 회전 각도(αcorr)는 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3) 및 회전 각도(α0(t0))에 따라 각도 정정 유닛(130)에 의해 결정된다. 정정된 회전 각도(αcorr)는 제2시간(t2)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정한다.
위치 센서 장치는 상이한 시간에서 검출된 회전 자기장의 검출된 상태를 평가할 수 있다. 평가 유닛은 연속하는 시간 간격들에서 회전 각도를 결정할 수 있다. 평가 유닛은, 예를 들어, 제1시간(t1)에서 회전 각도(α0(t1))를 결정하고 제1시간(t1) 다음의 시간(t3)에서 제2회전 각도(α0(t3))를 결정할 수 있다. 오차 거리 결정 유닛은 회전 각도(α0(t1))에 의한 오차 각도와 제2회전 각도(α0(t3))에 의한 다음 오차 각도를 결정할 수 있다. 위치 센서 장치는 평가 유닛(110) 및 오차 거리 결정 유닛(120)을 동작하기 위한 클럭 신호(clk)를 발생시키는 오실레이터 회로(140)를 포함할 수 있어, 다음 회전 각도 및 그에 따라 정정된 회전 각도가 클럭 신호(clk)에 따른 시간 간격(Ts) 또는 샘플링 레이트(Ts)로 평가 유닛(110) 및 오차 거리 결정 유닛에 의해 발생된다.
오실레이터 회로(140)는 평가 유닛(110) 및 오차 거리 결정 유닛(120)을 동작하기 위한 클럭 신호(clk)를 제공할 수 있다. 평가 유닛(110)은 다음 회전 각도를 결정하기 위해 샘플링 레이트(Ts)로 검출된 회전 자기장을 평가하도록 구성된다. 클럭 신호(clk)가 회전 각도에 따른 각 오차 각도를 결정하기 위해 오차 거리 결정 유닛(120)에 인가된다. 각 경우에 검출된 회전 각도(α0)에 따른 각 정정된 회전 각도(αcorr)는 위치 정정 유닛(130)의 출력 단자(A130)에서 출력될 수 있다.
지연 시간(Tpd)은 자기장이 검출되는 시간(t1)과 정정된 회전 각도(αcorr)가 각도 정정 유닛의 출력 단자(A130)에서 출력되는 시간(t2) 사이의 지속 시간을 특정하는 전파 지연 시간이다. 지연 시간(Tpd)은 평가 유닛(110)과 오차 거리 결정 유닛(120)의 전파 지연 시간을 주로 포함한다.
지연 시간(Tpd)은 아날로그 구성요소들, 즉 회전 자기장을 검출하기 위한 검출 유닛(110)의 지연 시간을 포함할 수 있다. 이는 전체 전파 지연의 작은 부분일 뿐인 일반적인 아날로그 지연으로 여겨질 수 있고, 온도 변이 및 프로세스에 의한 일반적인 아날로그 지연의 드리프트만 보상되지 않은 상태를 유지한다. 아날로그 지연의 온도 변이 및 프로세스의 부분은 매우 작고 오직 약 1μs 단위이며, 별개로 측정될 수 있고 일반적인 아날로그 지연에 더해질 수 있다.
정정된 회전 각도(αcorr)는 HSB(high significant bits)와 LSB(low significant bits)의 시퀀스에 의해 출력 단자에서 출력될 수 있다. 샘플링 주파수는 너무 느려서 회전 자석의 최대(full) 회전 속도에서 모든 LSB를 따라갈 수 없다. 도 2, 3, 4 및 5에도 도시된 위치 센서의 다른 실시형태에 따르면, 동적 각도 오차의 정정이 보간기 회로(150)를 사용하여 선택적으로 수행될 수 있다.
보간기 회로는 회전 각도의 결정 해상도를 증가시킬 수 있다. 보간기 회로(150)는 샘플링 주파수 또는 샘플링 레이트(Ts)에 의해 기결정된 연속하는 시간 간격에서 오차 각도 결정 유닛(120)에 의해 결정된 연속하는 정정된 회전 각도들 사이의 보간된 회전 각도(αint)를 출력할 수 있다. 보간기 회로(150)의 전형적인 실시형태가 도 3을 참조하여 이하에 설명된다. 지연 시간(Tpd)은 보간기 회로의 지연 시간을 선택적으로 포함할 수 있다.
도 2는 일정한 회전 속도를 갖는 회전 시스템에서 동작 각도 오차에 의해 야기되는 오차를 보상할 수 있는 위치 센서 장치의 일 실시형태를 도시한다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석의 속도 계산을 위해 구성되는 구성요소(121)를 포함한다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석의 회전 속도에 의해 야기되는 오차 각도(αerr1)를 계산하기 위해 마련되는 구성요소(122)를 더욱 포함할 수 있다. 오차 각도(αerr1)는 위치 센서 장치의 전파 지연 시간(Tpd) 및 회전 자석의 회전 속도(ω)의 곱이고 이하의 공식으로 표현될 수 있다:
Figure pct00001
구성요소(122)는 회전 자석의 회전 속도와 위치 센서의 전파 지연을 곱하는 계산에 의해 오차 각도(αerr1)를 결정하도록 구성된다. 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하기 위해, 위치 정정 유닛은 시간(t1)에서 검출 유닛(100)에 의해 검출되는 회전 자기장으로부터 평가 유닛(110)에 의해 결정되는 회전 각도(α0(t1))와 오차 각도(αerr1)를 더하는 가산기(131)로 구성된다.
도 3은 위치 센서 장치(10)의 오차 거리 결정 유닛(120), 위치 정정 유닛(130) 및 보간기 회로(150)의 일 실시형태를 도시한다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 제1시간(t1)과 이전 시간(t0) 사이에 회전 자석(21)의 회전 속도에 따라 오차 각도(αerr1)를 결정하도록 구성된다. 이전 시간(t0)은 제1시간(t1) 이전의 시간이다. 평가 유닛(110)은 제1시간(t1)과 이전 시간(t0)에서 검출된 회전 자기장을 평가하도록 구성된다. 평가 유닛(110)이 구성되어 제1시간(t1)과 이전 시간(t0) 사이의 지속 시간은 클럭 신호(clk)에 따른 시간 간격(Ts)의 정수값의 배수이다.
평가 유닛(110)은 이전 시간(t0)에서 회전 자석의 위치를 특정하는 회전 자석의 이전 회전 각도(α0(t0))를 결정하고 제1시간(t1)에서 회전 자석의 위치를 특정하는 회전 자석의 회전 각도(α0(t1))를 결정하도록 구성된다. 회전 자석의 속도는 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00002
또는, t = t1 및 Δtspeed = t1 - t0인 이하의 일반적인 수식으로 계산된다:
Figure pct00003
평가 유닛(110)이 샘플링 레이트(Ts)로 연속하는 오차 각도들을 발생한다고 가정하면, Δtspeed는 샘플링 레이트(Ts)의 배수로 선택된다. 회전 각도(α0)의 매 새로운 샘플에 대한 새로운 속도값(ω)을 얻기 위해, Δtspeed는 디지탈 지연 체인(1210)으로 구현된다. 디지탈 지연 체인은 t0 = t - Δtspeed를 갖는 이전 회전 각도 α0(t - Δtspeed) 또는 α0(t0)를 얻기 위해 검출된 회전 각도를 지연하는 지연 요소(1211)를 포함한다.
오차 거리 결정 유닛(120)은 현재 회전 각도(α0(t1))와 이전 회전 각도(α0(t0)) 사이의 차를 결정하기 위한 감산기(1220)를 더 포함한다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 각도(α0(t1))와 이전 회전 각도(α0(t0)) 사이의 차 및 제1시간(t1)과 이전 시간(t0) 사이의 차에 따라 회전 자석(21)의 회전 속도를 결정하도록 구성된다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 각도(α0(t1))와 이전 회전 각도(α0(t0)) 사이의 차와 제1시간(t1)과 이전 시간(t0) 사이의 차의 몫을 계산하여 회전 자석의 속도를 결정하기 위한 곱셈 유닛으로 구성될 수 있는 계산 유닛(1230)을 포함한다. 계산 유닛(1230)은 회전 자석의 계산된 속도(ω)에 지연 시간(Tpd)을 곱하여 오차 각도(αerr1)를 결정하도록 더욱 구성될 수 있다.
위치 정정 유닛(130)은 회전 각도(α0(t1))와 오차 각도(αerr1)의 합에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성될 수 있다. 위치 정정 유닛(130)은 제1시간(t1)에 대해 결정된 현재 회전 각도(α0(t1))와 오차 각도(αerr1)를 더하기 위한 가산기(131)를 포함할 수 있다. 위치 정정 유닛(130)은 정정된 회전 각도(αcorr)를 출력하기 위한 출력 단자(A130)를 포함할 수 있다. 지연 시간(Tpd)은 제1시간(t1)에서 검출 유닛(100)에 의한 자기장의 검출과 제2시간(t2)에서 출력 단자(A130)에서의 결정된 정정 회전 각도(αcorr)의 출력 사이의 전파 지연 시간일 수 있다.
위치 센서는 복수의 보간된 회전 각도(αink[k])와 정정된 회전 각도(αcorr)를 출력하기 위한 출력 단자(A150)를 갖는 보간기 회로(150)를 선택적으로 포함할 수 있다. 보간된 회전 각도는 위치 정정 유닛(130)이 연속하는 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하는 연속적인 시간 간격(Ts) 사이에서 회전 자석(21)의 위치를 특정한다. 각도 보간기 유닛(151)은 그 입력 측에 인가되는 α1[k](k = 1, …, n)의 값으로 각도 출력을 증가/감소할 것이다. 이는 정확히 시간 Ts = 1 / Fs(Fs는 샘플링 주파수)의 시간이 걸린다. α1[k]의 값은 αink[k]의 실제 값과 시간 t + Ts에서 기대된 새로운 정정된 회전 각도의 차이이다.
위치 정정 유닛이, 예를 들어 제1시간(t1)에 대한 제1정정 회전 각도(α0(t1))와 제3시간(t3 = t1 + Ts)에서의 이어지는 제2회전 각도(α0(t3))을 결정하고, 제3시간(t3)이 제1시간(t1) 후인 경우, 보간기 유닛(151)은 회전 각도(α0(t1)) 와 제2회전 각도(α0(t3)) 사이의 복수의 보간된 회전 각도 αink[k](k = 1, …, n)를 결정한다.
위치 센서 장치가 보간기 회로(150)를 포함하는 경우, 지연 시간(Tpd)은 제2시간(t2)에서 보간기 회로(150)의 출력 단자(A150)에서 보간된 회전 각도 αink[k]의 출력과 회전 각도(α0)의 계산 사이의 지속 시간을 특정하는 전파 지연 시간을 포함할 수도 있다.
지연 시간(Tpd)은 아날로그 구성요소, 즉 회전 자기장을 검출하기 위한 검출 유닛(100)의 지연 시간도 포함할 수 있다. 이는 오직 전체 전파 지연의 작은 부분이고 온도 변이 및 프로세스에 의한 일반적인 아날로그 지연의 드리프트만을 보상되지 않은 상태로 유지하는 일반적인 아날로그 지연을 고려할 수 있도록 한다. 아날로그 지연의 온도 변이 및 프로세스의 부분은 매우 작고 약 1μs의 단위일 뿐이며, 별개로 측정될 수 있고 일반적인 아날로그 지연에 더해질 수 있다.
지연 시간(Tpd)은 클럭 신호(clk)에 따른 샘플링 레이트(Ts)의 주기의 배수일 수 있다. 지연 시간(Tpd)은 일반적으로 결과물에서 변하고 오실레이터 회로(140)의 주파수 드리프트를 갖는 온도에 걸쳐서 변한다. 수식
Figure pct00004
에서의 용어
Figure pct00005
는 오실레이터 주파수로부터 독립적이기 때문에, 오실레이터 회로(140)의 드리프트에 의해 야기되는 지연 시간(Tpd)의 임의의 변이는 보상될 수 있다. 클럭 신호(clk)에 의해 주어진 동일한 시간 기반을 사용함에 따라, 제안된 내장된 구현은 시스템 전파 지연의 드리프트를 상쇄할 수 있다.
도 4는 회전 자석(21)의 일정한 가속도가 추가적으로 고려될 수 있는 위치 센서 장치(10)의 일 실시형태를 도시한다. 도 4의 실시형태에 따르면, 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석(21)의 회전 가속도를 결정하고 지연 시간(Tpd)과 회전 자석(21)의 회전 가속도에 따른 오차 각도(αerr2)를 결정하도록 구성된다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석의 속도 평가에 기초한 회전 자석의 가속도를 결정하기 위한 구성요소(123)와 오차 각도(αerr2)를 결정하기 위한 구성요소(124)를 포함할 수 있다. 구성요소(123)는 회전 자석의 속도(ω)의 미분을 계산하여 회전 자석의 가속도(a)를 결정하도록 구성될 수 있다. 구성요소(123)는 두 개의 상이한 시간들 사이의 차로 나뉜 상이한 시간들에서 속도(ω)의 두 개의 값들 사이의 차의 계산에 기초하는 가속도를 결정하도록 구성될 수 있다.
오차 각도(αerr2)는 수식
Figure pct00006
으로 계산된다. 구성요소(124)는 회전 자석의 계산된 가속도(a)에 지연 시간(Tpd)의 제곱값 및 상수를 곱하여 오차 각도(αerr2)를 결정하도록 구성될 수 있다.
위치 정정 유닛(130)은 제2오차 각도(αerr2)에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성된다. 위치 정정 유닛(130)은 회전 각도(α0(t1))와 오차 각도(αerr1)와 제2오차 각도(αerr2)의 합에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 위치 정정 유닛(130)은 가산기(132)를 추가적으로 포함할 수 있다. 회전 자석(21)의 회전 이동이 일정한 가속도일 뿐인 경우, 오차 각도(αerr1)는 영(zero)이고, 정정된 회전 각도는 회전 각도(α0(t1))와 오차 각도(αerr2)의 합에만 의존한다.
도 5는 회전 자석(21)의 가속도의 변화와 특히 일정하게 증가하는 가속도를 추가적으로 고려할 수 있는 위치 센서 장치(10)의 일 실시형태를 도시한다. 도 5의 실시형태에 따르면, 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석(21)의 회전 가속도 변화를 결정하고 지연 시간(Tpd)과 회전 자석(21)의 회전 가속도 변화에 따라 오차 각도(αerr3)를 결정하도록 구성된다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석의 가속도 평가에 기초하여 회전 자석의 가속도 변화를 결정하기 위한 구성요소(125)를 포함할 수도 있다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 오차 각도(αerr3)를 결정하기 위한 구성요소(126)를 더 포함할 수도 있다. 각도 정정 유닛(130)은 가산기(133)를 포함할 수도 있다. 각도 정정 유닛(130)은 가산기(133)에 의해 회전 각도(α0(t1))와 오차 각도(αerr1)와 오차 각도(αerr2)의 합을 오차 각도(αerr3)에 더하여 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성된다. 구성요소들(125 및 126) 사이에 파선으로 도시된 화살표로 나타난 바와 같이, 오차 거리 결정 유닛(120)은 고차(higher orders)의 오차 각도를 결정하기 위한 단계들을 더 포함할 수 있다.
위치 센서의 구성 및 기능은 자기 위치 센서 장치로 구성되는 위치 센서 장치로 설명된다. 그러나, 위치 센서 장치 및 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 방법은 자기 위치 센서에 의한 회전 측정으로 제한되지 않으며, 예를 들어 선형 위치 측정에도 사용될 수 있다. 검출 유닛은, 예를 들어, 이동 장치에 의해 발생되는 광학 신호를 검출하기 위한 광학 센서 또는 이동 장치에 의해 발생되는 전기 신호를 검출하기 위한 커패시터 센서를 포함할 수 있다. 평가 유닛은 회전 각도 대신에 위치를 검출할 수도 있다. 오차 거리 결정 유닛은 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정할 수 있고, 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3)는 제1시간(t1)과 제1시간(t1) 후의 제2시간(t2) 사이에서 이동 장치가 이동하는 거리를 특정한다. 위치 정정 유닛(130)은 정정된 위치(αcorr)를 출력하도록 구성되고, 정정된 위치(αcorr)는 제2시간(t2)에서 이동 장치의 위치를 특정한다. 오차 거리 결정 유닛(120)은 이동 장치의 이동 속도를 결정하고, 이동 장치의 이동 속도 및 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이의 지속 시간을 특정하는 지연 시간(Tpd))에 따라 적어도 하나의 오차 위치(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하도록 구성된다. 위치 정정 유닛(130)은 적어도 하나의 오차 위치(αerr1, αerr2, αerr3) 및 제1위치(α0(t1))에 따라 정정된 위치(αcorr)를 결정하도록 구성된다.
여기에 개진된 많은 변형예 및 다른 실시형태들은 실시형태들이 이전의 설명 및 관련된 도면들에 제시된 시사점의 이득을 갖는다는 것을 당업자가 이해할 것이다. 따라서, 상세한 설명 및 특허청구범위는 개시된 특정 실시형태에 제한되지 않고 변형예 및 다른 실시형태들이 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 포함될 수 있음이 이해될 것이다. 실시형태들은 첨부된 특허청구범위의 범위 및 그 균등범위 내에 해당하는 실시형태의 변형예 및 변이를 포함하는 것이다. 특정 용어가 여기에 채용되었으나, 일반적이고 설명적인 이해를 이해서만 사용되었고 제한을 의도한 것은 아니다.
10: 위치 센서 장치
20: 이동 장치
21: 자석
100: 검출 유닛
101: 센서
102: 아날로그 프론트-엔드
110: 평가 유닛
111: AD 컨버터
120: 오차 거리 결정 유닛
130: 위치 정정 유닛
140: 오실레이터 회로
150: 보간기 회로

Claims (17)

  1. 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 장치로,
    이동 장치(20, 21, 22)에 의해 발생되는 신호를 검출하기 위한 검출 유닛(100)으로, 제1시간(t1)에서 신호를 검출하도록 구성되는 검출 유닛(100);
    검출된 신호를 평가하여 시간(t)에서 이동 장치(20, 21, 22)의 위치를 특정하는 위동 장치(20, 21, 22)의 위치(α0(t))를 결정하기 위한 평가 유닛(110)으로, 제1시간(t1)에서 이동 장치(20, 21, 22)의 위치를 특정하는 제1위치(α0(t1))를 결정하도록 구성되는 평가 유닛(110);
    적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하기 위한 오차 거리 결정 유닛(120)으로, 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3)는 이동 장치(20, 21, 22)가 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이에서 이동하는 거리를 특정하고, 제2시간(t2)은 제1시간(t1) 후인 것인, 결정 유닛(120); 및
    정정된 위치(αcorr)를 출력하기 위한 위치 정정 유닛(130)으로, 정정된 위치(αcorr)는 제2시간(t2)에서 이동 장치(20, 21, 22)의 위치를 특정하는 것인, 위치 정정 유닛(130)을 포함하고,
    오차 거리 결정 유닛(120)은 이동 장치(20, 21, 22)의 이동 속도를 결정하고, 이동 장치(20, 21, 22)의 이동 속도 및 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이의 지속 시간을 특정하는 지연 시간(Tpd)에 따라 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하도록 구성되고,
    위치 정정 유닛(130)은 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3) 및 제1위치(α0(t1))에 따라 정정된 위치(αcorr)를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    검출 유닛(100)은 회전 자석(21)의 회전 자기장을 검출하도록 구성되고, 검출 유닛(100)은 제1시간(t1)에서 회전 자기장을 검출하도록 구성되며,
    평가 유닛(110)은 검출된 회전 자기장을 평가하여 시간(t)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정하는 회전 자석(21)의 회전 각도(α0(t))를 결정하도록 구성되고, 평가 유닛(110)은 제1시간(t1)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정하는 제1회전 각도(α0(t1))를 결정하도록 구성되며,
    오차 거리 결정 유닛(120)은 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하도록 구성되고, 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)는 회전 자석(21)이 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이에서 회전하는 각도를 특정하고,
    위치 정정 유닛(130)은 정정된 회전 각도(αcorr)를 출력하도록 구성되고, 정정된 회전 각도(αcorr)는 제2시간(t2)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정하고,
    오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석(21)의 회전 속도를 결정하고 회전 자석(21)의 회전 속도 및 지연 시간(Tpd)에 따라 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하도록 구성되고,
    위치 정정 유닛(130)은 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3) 및 제1회전 각도(α0(t1))에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    오차 거리 결정 유닛(120)은 적어도 하나의 오차 각도 중 제1오차 각도(αerr1)를 결정하도록 구성되고,
    오차 거리 결정 유닛(120)은 제1시간(t1)과 이전 시간(t0) 사이의 회전 자석(21)의 회전 속도에 따라 제1오차 각도(αerr1)를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    평가 유닛(110)은 제1시간(t1)과 이전 시간(t0)에서 검출된 회전 자기장을 평가하도록 구성되고,
    평가 유닛은 이전 시간(t0)에서 회전 자석의 위치를 특정하는 회전 자석의 이전 회전 각도(α0(t0))를 결정하도록 구성되고,
    오차 거리 결정 유닛(120)은 제1회전 각도(α0(t1))와 이전 회전 각도(α0(t0)) 사이의 차 및 제1시간(t1)과 이전 시간(t0) 사이의 차에 따라 회전 자석(21)의 회전 속도를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    위치 정정 유닛(130)은 제1회전 각도(α0(t1))와 제1오차 각도(αerr1)의 합에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    평가 유닛(110) 및 오차 거리 결정 유닛(120)을 동작하기 위한 클럭 신호(clk)를 제공하기 위한 오실레이터 회로(140)를 더 포함하고,
    평가 유닛(110)은 제1회전 각도(α0(t1))와 이전 회전 각도(α0(t0))를 결정하기 위한 클럭 신호(clk)에 따라 시간 간격(Ts)에서 검출된 회전 자기장을 평가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    평가 유닛(110)은 제1시간(t1)과 이전 시간(t0) 사이의 지속 시간이 시간 간격(Ts)의 정수값의 배수로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    오차 거리 결정 유닛(120)은 회전 자석(21)의 회전 가속도를 결정하고, 지연 시간(Tpd) 및 회전 자석의 회전 가속도에 따라 적어도 하나의 오차 각도의 제2오차 각도(αerr2)를 결정하도록 구성되고,
    위치 정정 유닛(130)은 제2오차 각도(αerr2)에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    위치 정정 유닛(130)은 제1회전 각도(α0(t1))와 제1오차 각도(αerr1)와 제2오차 각도(αerr2)의 합에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    오차 거리 정정 유닛(120)은 회전 자석(21)의 회전 가속도의 변화를 결정하고, 지연 시간(Tpd) 및 회전 자석(21)의 회전 가속도의 변화에 따라 적어도 하나의 오차 각도 중 제3오차 각도(αerr3)를 결정하도록 구성되고,
    위치 정정 유닛(130)은 제3오차 각도(αerr3)에 제1회전 각도(α0(t1))와 제1오차 각도(αerr1)와 제2오차 각도(αerr2)의 합을 더하여 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    정정된 회전 각도(αcorr)를 출력하기 위해 위치 정정 유닛(130)에 연결되는 출력 단자(A130, A150)를 더 포함하고,
    지연 시간(Tpd)은 출력 단자(A130, A150)에서 정정된 회전 각도(αcorr)의 출력과 제1시간(t1)에서 회전 자기장의 검출 사이의 지속 시간을 특정하는 전파 지연 시간인 것을 특징으로 하는 위치 센서 장치.
  12. 이동 장치의 위치를 결정하기 위한 방법으로,
    제1시간(t1)에서 이동 장치(20, 21, 22)에 의해 발생되는 신호를 검출하는 단계;
    제1시간(t1)에서 검출된 검출 위치를 평가하여 이동 장치(20, 21, 22)의 제1위치(α0(t1))를 결정하는 단계로, 제1위치(α0(t1))는 제1시간(t1)에서 이동 장치(20, 21, 22)의 위치를 특정하는 것인, 단계;
    이동 장치(20, 21, 22)의 이동 속도를 결정하는 단계;
    지연 시간(Tpd) 및 이동 장치(20, 21, 22)의 이동 속도에 따라 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하는 단계로, 적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3)는 이동 장치(20, 21, 22)가 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이에서 이동하는 거리를 특정하고, 제2시간(t2)은 제1시간(t1) 후이고, 지연 시간(Tpd)은 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이의 지속 시간을 특정하는 것인, 단계; 및
    적어도 하나의 오차 거리(αerr1, αerr2, αerr3) 및 제1위치(α0(t0))에 따라 정정된 위치(αcorr)를 결정하는 단계로, 상기 정정된 위치(αcorr)는 제2시간(t2)에서 이동 장치(20, 21, 22)의 위치를 특정하는 것인, 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    제1시간(t1)에서 회전 자석(21)의 회전 자기장을 검출하는 단계;
    제1시간(t1)에서 검출된 회전 자기장을 평가하여 회전 자석(21)의 제1회전 각도(α0(t1))를 결정하는 단계로, 제1회전 각도(α0(t1))는 제1시간(t1)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정하는 것인, 단계;
    회전 자석(21)의 회전 속도를 결정하는 단계;
    지연 시간(Tpd) 및 회전 자석(21)의 회전 속도에 따라 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)를 결정하는 단계로, 적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)는 회전 자석(21)이 제1시간(t1)과 제2시간(t2) 사이에서 회전하는 각도를 특정하는 것인, 단계; 및
    적어도 하나의 오차 각도(αerr1, αerr2, αerr3)와 제1회전 각도(α0(t0))에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하는 단계로, 정정된 회전 각도(αcorr)는 제2시간(t2)에서 회전 자석(21)의 위치를 특정하는 것인, 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 오차 각도 중 제1오차 각도(αerr1)를 결정하는 단계;
    제1시간(t1)과 이전 시간(t0) 사이의 회전 자석(21)의 회전 속도에 따른 제1오차 각도(αerr1)를 결정하는 단계; 및
    제1회전 각도(α0(t1))와 제1오차 각도(αerr1)에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    회전 자석(21)의 회전 가속도를 결정하는 단계;
    지연 시간(Tpd) 및 회전 자석(21)의 회전 가속도에 따라 적어도 하나의 오차 각도 중 제2오차 각도(αerr2)를 결정하는 단계; 및
    제2오차 각도(αerr2)에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    제1회전 각도(α0(t1))와 제1오차 각도(αerr1)와 제2오차 각도(αerr2)의 합에 따라 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    회전 자석(21)의 회전 가속도의 변화를 결정하는 단계;
    지연 시간(Tpd) 및 회전 자석(21)의 회전 가속도의 변화에 따라 적어도 하나의 오차 각도 중 제3오차 각도(αerr3)를 결정하는 단계; 및
    제3오차 각도(αerr3)에 제1회전 각도(α0(t1))와 제1오차 각도(αerr1)와 제2오차 각도(αerr2)의 합을 더하여 정정된 회전 각도(αcorr)를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.

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