TW202331206A - 旋轉位置感測器總成以及包含旋轉位置感測器總成之瞄準裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於偵測一可旋轉選擇器之選定旋轉位置之旋轉位置感測器總成，其包含：參考構件，圍繞一軸線定位；近接感測器，設置於參考構件上；可旋轉選擇器，界定一內表面，圍繞參考構件安裝，且能夠圍繞軸線旋轉，內表面與近接感測器之間界定間隙，間隙相對於可旋轉選擇器之旋轉位置而變化，近接感測器產生與間隙之大小成比例之訊號；及處理器及非暫態電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行以進行以下操作之指令：自所述一或多個近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；及將訊號與可旋轉選擇器之一旋轉位置相關聯。

Description

旋轉位置感測器總成以及包含旋轉位置感測器總成之瞄準裝置

本揭露之領域係關於用於偵測一選擇器之旋轉位置並提供與所偵測到的位置相關之一輸出訊號之感測器。

許多機電裝置包含由一輸入裝置（例如：一可旋轉選擇器（例如：一旋鈕或一環））提供之使用者選定設置，例如：放大率、焦距、光圈開口、音量、功率位準等。此類使用者選定設置常常需要用於裝置操作中之其他目的，例如：使用者介面或其他使用者輔助特徵。通常，一旦做出使用者選擇，使用者便可檢視由選擇器做出之選擇，並手動將該選擇輸入使用者介面以供進一步使用。最佳地，該選擇由設備自動偵測，而無需進一步的使用者輸入。

美國專利第6,253,630號闡述一種用於偵測一轉向輪之旋轉位置之系統。此系統依賴於設置於轉向柱上之片電阻（resistance sheet）以及與轉向軸接觸之刮刷器。視轉向輪之旋轉位置而定義電壓之位準，類似於標準商用電位計之操作。基於該等電壓可確定轉向輪之旋轉位置。此種技術要求移動組件與非移動組件始終保持實體接觸。

美國專利第8,196,835號提供一種確定一物體之位置之方法。利用相機觀察以辨別碼進行編碼之位置標記，捕獲影像且對影像進行處理，並計算物體之位置及旋轉方向。此種技術需要使用大量的位置標記，各該位置標記的資訊皆預先儲存。

因此，需要一種準確地偵測一選擇器裝置之位置且不需要使用大量硬體或資料之感測器。

在所揭露標的之一個態樣中，提供一種用於偵測一可旋轉選擇器之選定旋轉位置之旋轉位置感測器總成，該旋轉位置感測器總成包含：一參考構件，圍繞一軸線定位；一或複數個近接感測器，設置於參考構件上；一可旋轉選擇器，界定一內表面，該可旋轉選擇器圍繞被固定的該參考構件安裝並能夠圍繞軸線旋轉，內表面與近接感測器之間界定一間隙，其中間隙相對於可旋轉選擇器之旋轉位置而變化，近接感測器產生與間隙之大小成比例之一訊號；以及一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行以進行以下操作之指令：自該近接感測器或該等近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；以及將訊號與可旋轉選擇器之一旋轉位置相關聯。

實施例單獨地或以任意組合形式包含以下內容。

在旋轉位置感測器中，處理器更被配置成將可旋轉選擇器之旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。

在旋轉位置感測器總成中，處理器更被配置成產生對應於使用者選定設置之一輸出訊號。

在旋轉位置感測器總成中，使用者選定設置為一放大率設置。

在旋轉位置感測器總成中，參考構件為界定一中心開口之一環。

在旋轉位置感測器總成中，該近接感測器或該等近接感測器為光學近接感測器。

在旋轉位置感測器中，間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。

在旋轉位置感測器總成中，可旋轉選擇器為一環。

在旋轉位置感測器總成中，該近接感測器或該等近接感測器以複數個功率位準運作。

旋轉位置感測器總成包含該等近接感測器。

另一態樣提供一種用於偵測一可旋轉選擇器之選定旋轉位置之旋轉位置感測器總成，該旋轉位置感測器總成包含：一固定的參考構件，圍繞一軸線定位並界定一第一表面；一可旋轉選擇器，圍繞固定的參考構件安裝並能夠圍繞軸線旋轉，可旋轉選擇器界定與第一表面相對之一第二表面；一或複數個近接感測器，設置於固定的參考構件及可旋轉選擇器其中之一上，其中當該近接感測器或該等近接感測器設置於固定的參考構件上時，該近接感測器或該等近接感測器與第二表面之間界定一間隙，而當該近接感測器或該等近接感測器設置於可旋轉選擇器上時，近接感測器與第一表面之間界定間隙，其中間隙隨著可旋轉選擇器相對於固定的參考構件圍繞軸線之旋轉位置而變化，該近接感測器或該等近接感測器產生與間隙之大小成比例之訊號；以及一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行以進行以下操作之指令：自該近接感測器或該等近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；以及將訊號與可旋轉選擇器之一旋轉位置相關聯。

實施例單獨地或以任意組合形式包含以下內容。

在旋轉位置感測器總成中，處理器更被配置成將可旋轉選擇器之旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。

在旋轉位置感測器總成中，使用者選定設置為一放大率設置。

在旋轉位置感測器總成中，固定的參考構件為界定一中心開口之一環。

在旋轉位置感測器總成中，該近接感測器或該等近接感測器為光學近接感測器。

在旋轉位置感測器總成中，間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。

在旋轉位置感測器總成中，處理器更被配置成產生對應於使用者選定設置之一輸出訊號。

在旋轉位置感測器總成中，可旋轉選擇器為一環。

在旋轉位置感測器總成中，該近接感測器或該等近接感測器以複數個功率位準運作。

旋轉位置感測器總成包含該等近接感測器。

提供一種用於偵測一可旋轉選擇器之選定旋轉位置之旋轉位置感測器總成，該旋轉位置感測器總成包含：一固定的參考構件，圍繞一軸線定位並界定一第一表面；一可旋轉選擇器，圍繞固定的參考構件安裝並能夠圍繞軸線旋轉，可旋轉選擇器界定與第一表面相對之一第二表面；一近接感測器，設置於固定的參考構件及可旋轉選擇器其中之一上，其中當近接感測器設置於固定的參考構件上時，近接感測器與第二表面之間界定一間隙，而當近接感測器設置於可旋轉選擇器上時，近接感測器與第一表面之間界定間隙，其中間隙隨著可旋轉選擇器相對於固定的參考構件圍繞軸線之旋轉位置而變化，近接感測器產生與間隙之大小成比例之一訊號；以及一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行以進行以下操作之指令：自近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；以及將訊號與可旋轉選擇器之一旋轉位置相關聯。

在一些實施例中，處理器被配置成將可旋轉選擇器之旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。在一些實施例中，處理器被配置成產生對應於使用者選定設置之一輸出訊號。

在一些實施例中，使用者選定設置為一放大率設置。在一些實施例中，固定的參考構件為界定一中心開口之一環。在一些實施例中，近接感測器為一光學近接感測器。在一些實施例中，間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。在一些實施例中，可旋轉選擇器為一環。

在一些實施例中，旋轉位置感測器總成包含設置於固定的參考構件或可旋轉選擇器上之複數個近接感測器，其中各該近接感測器產生一訊號，該訊號與固定的參考構件和可旋轉選擇器之間的間隙之大小成比例，且處理器自各該近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；並將訊號與可旋轉選擇器之旋轉位置相關聯。在一些實施例中，該等近接感測器圍繞軸線設置於不同角位置處。在一些實施例中，該等近接感測器設置在固定的參考構件之周邊上之第一表面上之不同角位置處。在一些實施例中，該等近接感測器設置在可旋轉選擇器之第二表面上之不同角位置處。

在一些實施例中，處理器被配置成以複數個感測器功率位準操作該近接感測器或該等近接感測器。

提供一種用於偵測一可旋轉選擇器之選定旋轉位置之旋轉位置感測器總成，該旋轉位置感測器總成包含：一參考構件，圍繞一軸線定位；一近接感測器，設置於參考構件上；一可旋轉選擇器，界定一內表面，該可旋轉選擇器圍繞參考構件安裝並能夠圍繞軸線旋轉，內表面與近接感測器之間界定一間隙，其中間隙相對於可旋轉選擇器之旋轉位置而變化，近接感測器產生與間隙之大小成比例之一訊號；以及一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行以進行以下操作之指令：自近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；以及將訊號與可旋轉選擇器之一旋轉位置相關聯。

在一些實施例中，處理器被配置成將可旋轉選擇器之旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。在一些實施例中，處理器被配置成產生對應於使用者選定設置之一輸出訊號。

在一些實施例中，使用者選定設置為一放大率設置。在一些實施例中，固定的參考構件為界定一中心開口之一環。在一些實施例中，近接感測器為一光學近接感測器。在一些實施例中，間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。在一些實施例中，可旋轉選擇器為一環。

在一些實施例中，旋轉位置感測器總成包含設置於固定的參考構件上之複數個近接感測器，其中各該近接感測器產生與該近接感測器和可旋轉選擇器之內表面之間的間隙之大小成比例之一訊號，且處理器自各該近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；並將訊號與可旋轉選擇器之旋轉位置相關聯。在一些實施例中，該等近接感測器在固定的參考構件之一周邊上圍繞一外表面設置於不同的角位置處。

在一些實施例中，處理器被配置成以複數個感測器功率位準來操作該近接感測器或該等近接感測器。

在所揭露的標的之又一態樣中，提供一種用於顯示一射程影像（down-range image）及一瞄標（reticle）顯示區之瞄準裝置，該瞄準裝置包含：一外殼，界定一軸線；一物鏡，設置於外殼中，用於產生射程影像之影像；一目鏡，設置於外殼中，用於顯示一射程影像及一瞄標顯示區；一透鏡元件，設置於外殼中且具有可調光學放大率；一旋轉位置感測器總成，包含：一固定的參考構件，圍繞軸線定位；一或複數個近接感測器，設置於固定的參考構件上；一可旋轉選擇器，用於調節射程影像之影像之一光學放大率，可旋轉選擇器界定一內表面，可旋轉選擇器圍繞固定的參考構件安裝且能夠圍繞軸線旋轉，內表面與近接感測器之間界定一間隙，其中間隙相對於可旋轉選擇器圍繞軸線之旋轉位置而變化，該近接感測器或該等近接感測器產生與間隙之大小成比例之訊號；以及一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行以進行以下操作之指令：自該近接感測器或該等近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；以及將訊號與可旋轉選擇器之一旋轉位置相關聯。

實施例單獨地或以任意組合形式包含以下內容。

在瞄準裝置中，處理器更被配置成將可旋轉選擇器之旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。

在瞄準裝置中，使用者選定設置為一放大率設置。

在瞄準裝置中，該近接感測器或該等近接感測器為光學近接感測器。

在瞄準裝置中，間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。

在瞄準裝置中，該近接感測器或該等近接感測器以複數個功率位準運作。

瞄準裝置包含該等近接感測器。

提供一種用於顯示一射程影像及一瞄標顯示區之瞄準裝置，該瞄準裝置包含：一外殼，界定一軸線；一物鏡，設置於外殼中，用於產生射程影像之影像；一目鏡，設置於外殼中，用於顯示一射程影像及一瞄標顯示區；一透鏡元件，設置於外殼中且具有可調光學放大率；一旋轉位置感測器總成，包含：一固定的參考構件，圍繞軸線定位；一近接感測器，設置於固定的參考構件上；一可旋轉選擇器，用於調節射程影像之影像之一光學放大率，可旋轉選擇器界定一內表面，可旋轉選擇器圍繞固定的參考構件安裝且能夠圍繞軸線旋轉，內表面與近接感測器之間界定一間隙，其中間隙相對於可旋轉選擇器圍繞軸線之旋轉位置而變化，近接感測器產生與間隙之大小成比例之一訊號；以及一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行以進行以下操作之指令：自近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；以及將訊號與可旋轉選擇器之一旋轉位置相關聯。

在一些實施例中，處理器被配置成將可旋轉選擇器之旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。在一些實施例中，處理器被配置成產生對應於使用者選定設置之一輸出訊號。

在一些實施例中，使用者選定設置為一放大率設置。在一些實施例中，固定的參考構件為界定一中心開口之一環。在一些實施例中，近接感測器為一光學近接感測器。在一些實施例中，間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。在一些實施例中，可旋轉選擇器為一環。

在一些實施例中，旋轉位置感測器總成包含在固定的參考構件上間隔開設置之複數個近接感測器，其中各該近接感測器產生與該近接感測器和可旋轉選擇器之內表面之間的間隙之大小成比例之一訊號，且處理器自各該近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；並將訊號與可旋轉選擇器之旋轉位置相關聯。在一些實施例中，該等近接感測器圍繞軸線設置於不同的角位置處。

在一些實施例中，處理器被配置成以複數個感測器功率位準操作該近接感測器或該等近接感測器。

另一態樣提供一種用於顯示一射程影像及一瞄標顯示區之瞄準裝置，該瞄準裝置包含：一外殼，界定一軸線；一物鏡，設置於外殼中，用於產生射程影像之影像；一目鏡，設置於外殼中，用於顯示一射程影像及一瞄標顯示區；一透鏡元件，設置於外殼中並具有可調光學放大率；一旋轉位置感測器總成，包含：一固定的參考構件，圍繞軸線定位；複數個近接感測器，設置於固定的參考構件上；一可旋轉選擇器，用於調節射程影像之影像之一光學放大率，可旋轉選擇器界定一內表面，可旋轉選擇器圍繞固定的參考構件安裝且能夠圍繞軸線旋轉，內表面與近接感測器之間界定一間隙，其中間隙相對於可旋轉選擇器圍繞軸線之旋轉位置而變化，該等近接感測器產生與間隙之大小成比例之訊號；以及一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行以進行以下操作之指令：以複數個感測器功率位準來操作該等近接感測器；自該等近接感測器接收與間隙之大小成比例之訊號；以及將訊號與可旋轉選擇器之一旋轉位置相關聯。

以下參照圖式更全面地闡述在本文中所揭露之設備及方法之各種態樣。然而，本揭露可以諸多不同的形式實施，且不應被解釋為限於在本揭露全文中呈現之任何特定結構或功能。

如在本文通篇中所作的說明，一可旋轉選擇器或控制裝置被旋轉（例如：由一使用者旋轉）以便選擇機械及電子裝置上之任意數目之設置。在一些實施例中，選擇器為一選擇器環或一選擇器旋鈕。

如第1圖所示，選擇器環10通常包含代表複數個等級（放大率設置、音量等級、功率位準等）之多個可視標記12a、12b、12c。選擇器環10相對於一靜止參考14為可旋轉的（在方向R上）。使用者可旋轉選擇器環10，使得所需等級的標記12a、12b、12c與靜止參考14對齊。在一些情形中，如第2圖所示，選擇器環10’包含參考14’，而各種標記12a’、12b’及12c’為固定的。在此種情形中，使用者能夠旋轉選擇器環10’，使得選擇器環10’上之參考14’與所需的靜止的標記12a’、12b’及12c’對齊。

如第3圖所示，選擇器旋鈕20在功能上與選擇器環10相同。選擇器旋鈕20包含代表複數個等級（放大率設置、音量等級、功率位準等）的多個可視標記22a、22b、22c。選擇器旋鈕20相對於靜止參考24為可旋轉的（在方向R上）。使用者可旋轉選擇器旋鈕20，使得所需等級的標記22a、22b、22c與靜止參考24對齊。在一些情形中，如第4圖所示，選擇器旋鈕20包含參考24’，而各種標記22a’、22b’及22c’為固定的。在此種情形中，使用者能夠旋轉選擇器旋鈕20’，使得選擇器旋鈕20’上之參考24’與所需的靜止的標記22a’、22b’及22c’對齊。

使用者選定設置可包含一放大率設置、一音量設置、一功率設置等。另一方面，可能需要對使用者選定設置進行偵測，例如：依賴於使用者設置之一系統輸入。舉例而言，選擇器環或旋鈕可用於以機械方式調節一觀察望遠鏡（viewing scope）之一透鏡之放大率設置。同時，需要放大率設置來根據放大率設置改變一瞄標顯示（reticle display）。因此，需要自動偵測由選擇器環選擇之放大率設置，並將其提供至瞄標顯示系統，進而提供合適的瞄標的縮放比例。

在本文中結合所揭露標的之一示例性實施例之一槍支瞄準器（firearm scope）100或其他直視光學瞄準裝置（direct view optical aiming device）而闡述一種旋轉位置感測器總成。應理解，旋轉位置感測器總成可與用於對一可旋轉選擇器環或旋鈕或控制裝置之使用者選定旋轉位置進行偵測之其他設備結合使用。

一般而言，一個直視光學觀察裝置包含進行運作以改善人眼之一或多個透鏡、稜鏡或其他光學組件，且可包含手槍瞄準器（pistol scopes）、觀測鏡（spotting scopes）、測距儀（rangefinders）、瞄準器（bow sights）或不同於在本文中所具體論述的瞄準器之其他步槍瞄準器（riflescopes）。第5圖至第6圖例示根據本揭露之與一槍支瞄準器100一起使用之一旋轉位置感測器總成之示例性實施例。參照第6圖，槍支瞄準器100包含一通常為細長管狀之外殼102，外殼102支撐與外殼102之一面向目標端鄰近之一物鏡108，一目鏡109鄰近於外殼102之一觀察端。

與槍支瞄準器100結合使用之旋轉位置感測器總成偵測由可旋轉選擇器環110或放大率設置環選擇之一使用者選定放大率設置。可旋轉選擇器環110包含帶滾花或帶紋理之一使用者可接合（user-engageable）部分104以及刻有放大率設置112之一環部分106。使用者可藉由相對於固定的外殼102旋轉可旋轉選擇器環110來選擇一放大率設置，並將所需的放大率設置112與固定的外殼102上之一刻寫參考114對準。參見例如第9圖。

如第7A圖至第7B圖所示，可旋轉選擇器環110之旋轉使得設置於外殼中並具有可調光學放大率之一透鏡元件（例如：安裝於一相關聯支架150上之放大透鏡或透鏡組）沿著如第5圖的線4-4所示的縱向軸線L移動，以在光學上放大影像，進而改變使用者在目鏡109處可見之影像之大小。如第7A圖所示，當可旋轉選擇器環110旋轉至一第一位置時，放大透鏡的支架150位於沿縱向軸線L的一第一位置處。如第7B圖所示，當可旋轉選擇器環110旋轉至一第二位置時，放大透鏡的支架150位於沿縱向軸線L的一第二位置處。

瞄準器可包含產生一瞄標之一影像顯示之一電子顯示器。瞄標可顯示於後焦平面上，或者作為另外一種選擇顯示於前焦平面上。旋轉位置感測器總成之輸出與一電子控制器通訊，以接收一訊號，該訊號指出由可旋轉選擇器環110對放大率所作之調節。電子控制器可例如因應於指出對步槍瞄準器之光學放大率進行一連續調節之訊號來連續地調節瞄標之大小。在一些實施例中，旋轉位置感測器總成用於在槍支瞄準器100中或在一連接的計算裝置（例如：無線連接至槍支瞄準器100之一行動裝置）之應用中，在一給定彈道下降補償瞄標（given ballistic drop compensated reticle）上顯示正確的碼數。在一些實施例中，使用者可設置較佳的放大點。當較佳的放大點被選擇時，瞄準器提醒使用者選擇器旋鈕或環已被旋轉至此種較佳的放大率設置。在一些實施例中，當一旋轉位置被選擇時，旋轉位置感測器總成可被用作一輸入控制。在一些實施例中，旋轉位置感測器總成可用於透過一選單系統而向上／向下或向左／向右移動。在一些實施例中，旋轉位置感測器總成可用於對一電子步槍瞄準器中之照明或其他設置進行調節。應理解，選擇器環或旋鈕可用於利用旋轉位置來向一相關聯的系統提供任意數目之輸入。

第5圖至第9圖例示旋轉位置感測器總成。在一些實施例中，感測器總成包含設置於一印刷電路板（printed circuit board，PCB）142上之一固定的參考構件130、一可旋轉選擇器環110、一近接感測器140以及處理器及記憶體。一示例性的處理器為由意法半導體公司（STMicroelectronics）製造之一STM32 32位元微控制器，但應理解，任何具有一類比數位轉換器（analog digital converter，ADC）之微控制器皆適用於此。固定的參考構件130圍繞縱向軸線L定位，並界定一外表面132（參見第9圖）。固定的參考構件130可相對於外殼102固定。一近接感測器140設置於固定的參考構件130上，且定位於固定的參考構件130上使得感測組件自縱向軸線L徑向向外設置。如第7B圖所示，近接感測器140藉由定位於外殼102之內部部分且部分以虛線示出之導體（例如：銅或其他金屬帶152）而電性耦合至PCB 142。

可旋轉選擇器環110圍繞固定的參考構件130圍繞縱向軸線L可旋轉地安裝，且具有實質上圓柱形形狀。在一些實施例中，環形凹槽128設置於可旋轉選擇器環110之內部部分中。凹槽128界定一內表面122。如第12圖所示，內表面122可實質上為圓形，其具有偏離縱向軸線L之一中心C。在一些實施例中，內表面122為卵形或橢圓形或其他形狀。如第9圖所示，可旋轉選擇器環110之內表面122與近接感測器140之間界定一間隙距離D。如第12A圖及第13A圖所示，間隙距離D1、D2隨著可旋轉選擇器環110圍繞縱向軸線L旋轉而變化。因此，內表面122之形狀界定隨著可旋轉選擇器環110之旋轉位置而改變間隙距離之一「斜面（ramp）」。在一些實施例中，內表面122為圓形的，進而界定距縱向軸線L之一實質上恆定的距離，且外表面132界定隨著可旋轉選擇器環110之旋轉位置而改變間隙距離之斜面。

在一些實施例中，近接感測器140為一反射光學感測器，例如：由威旭半導體公司（Vishay Semiconductors）製造之VCNT2020。應理解，本發明所屬技術領域中已知的用於量測幾毫米量級之物體接近度之任何近接感測器皆為適用的。近接感測器的佈置如第14圖所示。在近接感測器140與相對表面之間界定有間隙距離D或工作距離。在示例性實施例中，近接感測器140設置於固定的參考構件130上，而相對表面為可旋轉選擇器環110之內表面122。在一些實施例中，近接感測器140設置於可旋轉選擇器環110上，而相對表面設置於固定的參考構件130上。在一些實施例中，近接感測器140包含一發光二極體（light emitting diode，LED）發射器144及一偵測器146。發光二極體發射器144發射沿一正向路徑F傳播至內表面122之光，例如：950奈米之紅外光（IR light）。光沿返回路徑RP被反射回至偵測器146。當可旋轉選擇器環110旋轉時，間隙距離D改變。因此，由內表面122反射回至偵測器146之光亦發生改變。近接感測器140之輸出為一電流，且該電流與自內表面122反射回近接感測器140之光成比例。如第15圖所示，間隙距離自1毫米改變為3毫米會使輸出電流改變約50%。可使用本發明所屬技術領域中已知之其他近接感測器（例如：電感式近接感測器或磁性近接感測器）來確定間隙距離D。

第12A圖繪示在一示例性實施例中可旋轉選擇器環110相對於近接感測器140之一第一位置P1。位置P1可相對於一參考114被任意定義為 。舉例而言（但並非僅限於此），位置P1與一16x放大率相關聯。在此第一位置中，在內表面122與近接感測器140之間界定一3毫米之間隙距離D1。間隙距離D1與可旋轉選擇器環110之位置P1相關聯。

第13A圖繪示在一示例性實施例中可旋轉選擇器環110相對於近接感測器140之一第二位置P2。位置P2可相對於參考114被任意定義為 。舉例而言（但並非僅限於此），位置P2與一4x放大率相關聯。在此第二位置中，在內表面122與近接感測器140之間界定一1毫米之間隙距離D2。間隙距離D2與可旋轉選擇器環110之位置P2相關聯。

近接感測器140產生與間隙之大小成比例之一訊號。舉例而言，近接感測器產生與間隙距離D1相關聯之一訊號S1及與間隙距離D2相關聯之一訊號S2。儲存一資料結構（例如：將訊號強度與間隙距離D1、D2等以及可旋轉選擇器環110之位置P1、P2等相關聯之表）以供槍支瞄準器100上之一處理器存取。示例性的表1闡明訊號強度、間隙距離與可旋轉選擇器環110之位置之間的相關性。如以下將更詳細地闡述，感測器總成可被校準，使得在一第一範圍（例如：位置P1）處之輸出訊號被設置為0%，而在第二範圍（例如：位置P2）處之輸出訊號被設置為100%。 表1

訊號強度	間隙距離	可旋轉選擇器環之位置
0%	3 mm
50%	2 mm
100%	1 mm

在一些實施例中，另一表會被儲存，其係將可旋轉選擇器環110之偵測位置與使用者調節（例如：放大率設置、功率設置、音量設置等）相關聯。示例性的表2闡明使用者設置（例如：放大率）與可旋轉選擇器環110之位置之間的相關性。 表2

放大率	可旋轉選擇器環的位置
4x
7.6x
16x

在一些實施例中，使用單一的表來提供間隙距離、選擇器環位置與使用者設置之間的相關性。

在一些實施例中，可使用複數個近接感測器140，如第12B圖及第13B圖所示。第12B圖示出四個感測器，但此並非為限制性的。舉例而言，可使用1、2、3、4、5或大於5個近接感測器。每一近接感測器輸出與自己和選擇器之內表面122之間的間隙成比例之一訊號。較佳地，該等感測器沿由內表面122及外表面132界定之斜面佈置，使得感測器具有相較於間隙距離D1A不同的間隙距離D1B、D1C、D1D。此種作法使至少一個近接感測器相對於間隙距離D定位於其高靈敏度區域中。在所示實施例中，選擇器環旋轉小於一整圈，因此該等近接感測器140沿參考構件之周邊之一部分定位。在其他實施例中，選擇器環可旋轉一整圈，因此該等近接感測器可沿參考構件之整個周邊佈置。

基於旋轉位置變化，一近接感測器具有一高靈敏度區域及一低靈敏度區域，其中高靈敏度被定義為針對小的旋轉位置變化具有大的輸出變化。如第16A圖所示，訊號輸出（y軸）與旋轉位置變化（x軸）的關係可近似為正弦曲線。一感測器在高靈敏度區域中可達到最佳精確度。第16B圖示出位於不同角位置處之複數個近接感測器之訊號輸出。於不同角位置設置多個感測器確保一或多個感測器相對於參考構件與選擇器環之間的間隙總是處於其高靈敏度區域中。

如第13B圖所示，當可旋轉選擇器環110旋轉時，每一近接感測器之間隙距離分別自間隙距離D1A、D1B、D1C及D1D改變為間隙距離D2A、D2B、D2C及D2D，且其輸出訊號相應地改變。處理器接收輸出訊號並對其進行處理以確定選擇器環之旋轉位置。在一些實施例中，來自該等近接感測器之輸出訊號可聚集成單一個值以與資料結構（表）進行比較，進而如上所述確定選擇器環之旋轉位置。在其他實施例中，來自每一近接感測器之訊號可分開存放，且處理器可藉由將每一訊號與表中之一參考值進行比較而使用分離的訊號來提高其用於偵測選擇器設置之可信度（confidence level）。在另一些其他實施例中，處理器可判斷哪些近接感測器處於其各自的高靈敏度區域中，且可確定賦予來自該等感測器之訊號之一權重。在實施例中，可使用該等方法之一組合來處理來自多個感測器之訊號。

在一些實施例中，近接感測器可被佈置成使得處理器可確定一「主要」感測器及一或多個「次要」感測器，此可使得處理器能夠對在選擇器之移動期間選擇器最接近主要感測器之次數進行計數。此可容許處理器判斷選擇器是否已經繞參考構件旋轉了超過一整圈，在此種情形中，處理器可輸出與選擇器之多於一圈旋轉成比例之一訊號。其亦可容許處理器判斷選擇器是順時針旋轉還是逆時針旋轉。

在替代實施例中，該等近接感測器可設置於選擇器之內表面上，且每一感測器量測其與參考構件之外表面之間的間隙。在該等實施例中，處理器能夠如上所述般地處理近接感測器之輸出訊號。

在一些實施例中，近接感測器以多於一個功率位準運作，例如：可使用2個或較佳地3個或大於3個功率位準。使用多個感測器功率位準可用於如第12A圖中之單個感測器或如第12B圖中之多個感測器。在多個感測器功率位準下量測感測器輸出可提高雜訊抗擾性（noise immunity）及整體精確度。在多個功率位準上獲取資料點（即，感測器輸出與間隙距離之關係）會產生對感測器及反射表面之特性。若曲線發生改變，則其可表示感測器發生改變（例如：老化、損壞等）或反射表面發生改變（例如：碎片、劃痕等）。使用感測器之特性曲線來量測至反射表面之距離可克服在單一功率位準下可能存在的非理想情況。在以下闡述之校準模式期間，可使用複數個功率位準。在近接感測器之操作模式期間，複數個功率位準亦可用於提高一近接感測器在參考構件與選擇器環之間的不同間隙處之靈敏度。

功率位準之間的掃描可由處理器所控制的電子裝置自動執行。舉例而言，可為每一近接感測器硬編碼至少三個離散的功率位準。作為另外一種選擇，可在功率位準的一範圍（例如：0.5x與2x功率位準之間）內動態地調節功率位準。針對多個感測器，可同時或依序改變多個感測器之功率位準。

槍支瞄準器100包含一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，其可設置於PCB 142上。電腦可讀取儲存媒體包含能夠由處理器執行之指令（例如：軟體或韌體）以接收與近接感測器140產生之間隙之大小成比例之訊號。藉由參照儲存於裝置上之一或多個表，處理器將近接感測器產生之訊號與可旋轉選擇器環之一旋轉位置相關聯。舉例而言，由近接感測器140產生之為0%之訊號強度（例如：間隙距離D1）與可旋轉選擇器環110之位置0°（例如：位置P1）相關聯。隨後，藉由參照儲存於裝置上之一或多個表，可旋轉選擇器環110之旋轉位置可與一使用者選定設置（例如：放大率設置（例如：16x）、功率設置、音量設置等）相關聯。所偵測到的使用者選定設置被提供作為一輸出，以供槍支瞄準器100或其他裝置使用。在一些實施例中，所偵測到的使用者選定設置可與離散設置（例如：一選定的放大率設置）相關聯。在其他實施例中，來自處理器之輸出訊號被用來以連續方式界定可旋轉選擇器環之旋轉位置，例如：用於瞄標照明設置。在一些實施例中，偵測到的放大率設置被用來改變由瞄準器顯示之一瞄標。舉例而言，瞄標可藉由將對應於選定放大率設置之一圖標照亮來顯示該選定放大率設置。舉例而言，在一第二焦平面瞄標上，放大率決定了在瞄標上任何子彈下降補償標記（bullet-drop compensation marking）之距離。通常使用者僅知道一個放大率設置之值。

在使用中，旋轉位置感測器總成可能需要被校準以提供精確的位置讀數。取決於LED驅動電流、LED光學效率、可旋轉選擇器環110之內表面122之反射率、間隙距離D之實際大小、感測器之靈敏度等，感測器輸出可能改變。校準會將上述變數中的一或多者考量在內。校準之第一步發生在瞄準器100之最終組裝之後。處理器包含一校準模式。作為第二步，將可旋轉選擇器環110旋轉至最小位置（例如：位置P1（ ）），並將感測器值設置為0%。作為第三步，將可旋轉選擇器環110旋轉至最大位置（例如：位置P2（ ）），並將感測器值設置為100%。然後校準模式完成。針對具有多個感測器的情況，亦可對中間位置設置進行校準，以使處理器確定如何對來自各種感測器之訊號進行加權，進而確定來自感測器之訊號與選擇器環之位置之間的最佳匹配。可週期性地或根據需要重新校準，以確保使用期間位置確定之精確度。

在實施例中，旋轉位置感測器可與一瞄標進行操作連接，可用於光學裝置中，在該等光學裝置中，一使用者在一光路中觀察一瞄標，該等光學裝置包含步槍瞄準器、雙筒望遠鏡、測距儀（包含雷射測距儀）、顯微鏡、照相機或其他裝置。在雙筒望遠鏡中，如在本文中所述的與一第一瞄標操作連接之一第一旋轉位置感測器可設置於在一第一目鏡中所觀察到之一第一光路中，且視需要，如在本文中所述的與一第二瞄標操作連接之一第二旋轉位置感測器可設置於在一第二目鏡中所觀察到之一第二光路中。

在實施例中，如在本文中所述之複數個旋轉位置選擇器可與一電子控制器通訊，以接收指出該等選擇器之旋轉位置之訊號，其中該控制器更被配置成與一瞄標操作連接，使得瞄標可顯示與由該等旋轉位置感測器確定之旋轉位置相關並由其確定之複數個影像。舉例而言（但並非僅限於此），一第一顯示器可指示由一第一旋轉位置選擇器確定之一放大率設置，而一第二顯示器可包含由一第二旋轉位置選擇器確定之一照明等級。

儘管已經在圖式及上述說明中詳細例示並闡述本揭露，但此種例示及說明應被視為說明性的或示例性的而非限制性的。本揭露不限於所揭露的實施例。藉由仔細閱讀圖式、揭露內容及所附申請專利範圍，本發明所屬技術領域中具有通常知識者在實踐所請求保護之揭露內容時可理解並實現對所揭露實施例或／及實施方式之改變。舉例而言，一選擇器旋鈕可代替選擇器環，以提供與以上在本文中所述相同之功能。

本申請案主張於2021年12月6日提出申請之序號為17/543,685之美國專利申請案之優先權，該美國專利申請案之全部內容併入本文中以供參考。

參照圖式，本節闡述特定的實施例及其詳細的構造及操作。在本文中闡述之實施例僅以例示方式而非限制方式進行陳述。所闡述的特徵、結構、特性及操作方法可在一或多個實施例中以任何合適的方式進行組合。鑒於本文中的揭露內容，本發明所屬技術領域中具有通常知識者將認識到，可在無一或多個具體細節之情況下或者利用其他方法、組件、材料等來實踐各種實施例。在其他情況下，眾所習知的結構、材料或操作方法未被示出或未被詳細闡述，以避免使實施例之更多相關態樣模糊不清。

10、10’:選擇器環 11-11、12-12、13-13、4-4:線 12a、12b、12c、12a’、12b’、12c’:標記 22a、22b、22c、22a’、22b’、22c’:標記 14、14’:參考 24:靜止參考 24’:參考 20、20’:選擇器旋鈕 100:槍支瞄準器 102:外殼 104:使用者可接合部分 106:環部分 108:物鏡 109:目鏡 110:可旋轉選擇器環 112:放大率設置 114:參考 122:內表面 128:凹槽 130:固定的參考構件 132:外表面 140:近接感測器 142:印刷電路板 144:發光二極體發射器 146:偵測器 150:支架 152:金屬帶 C:中心 D:間隙距離 D1、D2:間隙距離 D1A、D1B、D1C、D1D、D2A、D2B、D2C、D2D:間隙距離 F:正向路徑 L:縱向軸線 P1:位置 P2:位置 R:方向 RP:返回路徑

下文將結合圖式闡述所揭露之態樣。所提供之該等圖式係用於說明而非限制所揭露之態樣，而圖式中雷同的符號係代表雷同的元件。

第1圖及第2圖描繪處於第一位置及第二位置之一可旋轉選擇器。

第3圖及第4圖描繪處於第一位置及第二位置之另一可旋轉選擇器。

第5圖為根據所揭露標的之一示例性實施例之用於一槍支瞄準器中之一感測器總成之立體圖。

第6圖為沿第5圖之線6-6截取之旋轉位置感測器總成之縱向剖視圖。

第7A圖為第6圖之縱向截面之放大圖，其中一透鏡支架位於一第一位置中。

第7B圖為第6圖之縱向截面之放大圖，其中一透鏡支架位於一第二位置中。

第8圖為在選擇器環處截取之第6圖之縱向截面之放大圖。

第9圖為自第8圖之位置旋轉之第5圖之瞄準器之放大縱向剖視圖。

第10圖為根據所揭露標的之一示例性實施例之瞄準器之選擇器環之側視圖。

第11圖為根據所揭露標的之一示例性實施例中，沿第10圖之線11-11截取之選擇器環之立體剖視圖。

第12A圖為沿第5圖之線12-12截取之位於一第一位置之旋轉位置感測器總成之軸向剖視圖。

第12B圖為沿第5圖之線12-12截取之位於一第一位置之具有多個感測器之旋轉位置感測器總成之軸向剖視圖。

第13A圖為沿第5圖之線13-13截取之位於一第二位置之旋轉位置感測器總成之軸向剖視圖。

第13B圖為沿第5圖之線13-13截取之位於一第二位置之具有多個感測器之旋轉位置感測器總成之軸向剖視圖。

第14圖為第12A圖至第13B圖所示之旋轉位置感測器之放大圖。

第15圖描繪間隙距離與感測器輸出之間的關係之曲線圖。

第16A圖描繪單一感測器在不同靈敏度水準下之感測器輸出之曲線圖。

第16B圖描繪多個感測器在不同靈敏度水準下之感測器輸出之曲線圖。

無

110:可旋轉選擇器環

122:內表面

130:固定的參考構件

140:近接感測器

142:印刷電路板

150:支架

152:金屬帶

Claims (28)

1. 一種用於偵測一可旋轉選擇器之選定旋轉位置之旋轉位置感測器總成，包含： 一固定的參考構件，圍繞一軸線定位； 一或複數個近接感測器，設置於該固定的參考構件上； 一可旋轉選擇器，界定一內表面，該可旋轉選擇器圍繞該固定的參考構件安裝，且能夠圍繞該軸線旋轉，該內表面與該近接感測器或該等近接感測器之間界定一間隙，其中該間隙相對於該可旋轉選擇器之一旋轉位置而變化，該近接感測器或該等近接感測器產生與該間隙之大小成比例之一訊號；以及 一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，該非暫態電腦可讀取儲存媒體包含能夠由該處理器執行以進行以下操作之指令： 自該近接感測器或該等近接感測器接收與該間隙的該大小成比例之複數個訊號；以及 將該等訊號與該可旋轉選擇器之該旋轉位置相關聯。
2. 如請求項1所述之旋轉位置感測器總成，其中該處理器更被配置成將該可旋轉選擇器之該旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。
3. 如請求項2所述之旋轉位置感測器總成，其中該處理器更被配置成產生對應於該使用者選定設置之一輸出訊號。
4. 如請求項2所述之旋轉位置感測器總成，其中該使用者選定設置為一放大率設置。
5. 如請求項1所述之旋轉位置感測器總成，其中該固定的參考構件為界定一中心開口之一環。
6. 如請求項1所述之旋轉位置感測器總成，其中該近接感測器或該等近接感測器為光學近接感測器。
7. 如請求項1所述之旋轉位置感測器總成，其中該間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。
8. 如請求項1所述之旋轉位置感測器總成，其中該可旋轉選擇器為一環。
9. 如請求項1所述之旋轉位置感測器總成，其中該近接感測器或該等近接感測器以複數個功率位準運作。
10. 如請求項1所述之旋轉位置感測器總成，包含該等近接感測器。
11. 一種用於偵測一可旋轉選擇器之選定旋轉位置之旋轉位置感測器總成，包含： 一固定的參考構件，圍繞一軸線定位並界定一第一表面； 一可旋轉選擇器，圍繞該固定的參考構件安裝並能夠圍繞該軸線旋轉，該可旋轉選擇器界定與該第一表面相對之一第二表面； 一或複數個近接感測器，設置於該固定的參考構件及該可旋轉選擇器其中之一上，其中當該近接感測器或該等近接感測器設置於該固定的參考構件上時，該近接感測器或該等近接感測器與該第二表面之間界定一間隙，且當該近接感測器或該等近接感測器設置於該可旋轉選擇器上時，該近接感測器或該等近接感測器與該第一表面之間界定該間隙，其中該間隙隨著該可旋轉選擇器相對於該固定的參考構件圍繞該軸線之一旋轉位置而變化，該近接感測器或該等近接感測器產生與該間隙之一大小成比例之複數個訊號；以及 一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，該非暫態電腦可讀取儲存媒體包含能夠由該處理器執行以進行以下操作之指令： 自該近接感測器或該等近接感測器接收與該間隙之該大小成比例之該等訊號；以及 將該等訊號與該可旋轉選擇器之該旋轉位置相關聯。
12. 如請求項11所述之旋轉位置感測器總成，其中該處理器更被配置成將該可旋轉選擇器之該旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。
13. 如請求項12所述之旋轉位置感測器總成，其中該使用者選定設置為一放大率設置。
14. 如請求項11所述之旋轉位置感測器總成，其中該固定的參考構件為界定一中心開口之一環。
15. 如請求項11所述之旋轉位置感測器總成，其中該近接感測器或該等近接感測器為光學近接感測器。
16. 如請求項11所述之旋轉位置感測器總成，其中該間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。
17. 如請求項11所述之旋轉位置感測器總成，其中該處理器更被配置成產生對應於該使用者選定設置之一輸出訊號。
18. 如請求項11所述之旋轉位置感測器總成，其中該可旋轉選擇器為一環。
19. 如請求項11所述之旋轉位置感測器總成，其中該近接感測器或該等近接感測器以複數個功率位準運作。
20. 如請求項11所述之旋轉位置感測器總成，包含該等近接感測器。
21. 一種用於顯示一射程影像（down-range）及一瞄標（reticle）顯示區之瞄準裝置，包含： 一外殼，界定一軸線； 一物鏡，設置於該外殼中，用於產生該射程影像之影像； 一目鏡，設置於該外殼中，用於顯示該射程影像及該瞄標顯示區； 一透鏡元件，設置於該外殼中並具有可調光學放大率； 一旋轉位置感測器總成，包含： 一固定的參考構件，圍繞該軸線定位； 一或複數個近接感測器，設置於該固定的參考構件上； 一可旋轉選擇器，用於調節該射程影像之該影像之一光學放大率，該可旋轉選擇器界定一內表面，該可旋轉選擇器圍繞該固定的參考構件安裝並能夠圍繞該軸線旋轉，該內表面與該近接感測器或該等近接感測器之間界定一間隙，其中該間隙相對於該可旋轉選擇器圍繞該軸線之一旋轉位置而變化，該近接感測器或該等近接感測器產生與該間隙之一大小成比例之複數個訊號；以及 一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，該非暫態電腦可讀取儲存媒體包含能夠由該處理器執行以進行以下操作之指令： 自該近接感測器或該等近接感測器接收與該間隙之該大小成比例之該等訊號；以及 將該等訊號與該可旋轉選擇器之該旋轉位置相關聯。
22. 如請求項21所述之瞄準裝置，其中該處理器更被配置成將該可旋轉選擇器之該旋轉位置與一使用者選定設置相關聯。
23. 如請求項22所述之瞄準裝置，其中該使用者選定設置為一放大率設置。
24. 如請求項21所述之瞄準裝置，其中該近接感測器或該等近接感測器為光學近接感測器。
25. 如請求項21所述之瞄準裝置，其中該間隙包含1毫米至5毫米之一範圍。
26. 如請求項21所述之瞄準裝置，其中該近接感測器或該等近接感測器以複數個功率位準運作。
27. 如請求項21所述之瞄準裝置，包含該等近接感測器。
28. 一種用於顯示一射程影像及一瞄標顯示區之瞄準裝置，包含： 一外殼，界定一軸線； 一物鏡，設置於該外殼中，用於產生該射程影像之影像； 一目鏡，設置於該外殼中，用於顯示該射程影像及該瞄標顯示區； 一透鏡元件，設置於該外殼中並具有可調光學放大率； 一旋轉位置感測器總成，包含： 一固定的參考構件，圍繞該軸線定位； 複數個近接感測器，設置於該固定的參考構件上； 一可旋轉選擇器，用於調節該射程影像之該影像之一光學放大率，該可旋轉選擇器界定一內表面，該可旋轉選擇器圍繞該固定的參考構件安裝並能夠圍繞該軸線旋轉，該內表面與該等近接感測器之間界定一間隙，其中該間隙相對於該可旋轉選擇器圍繞該軸線之一旋轉位置而變化，該等近接感測器產生與該間隙之大小成比例之複數個訊號；以及 一處理器及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，該非暫態電腦可讀取儲存媒體包含能夠由該處理器執行以進行以下操作之指令： 以複數個感測器功率位準操作該等近接感測器； 自該等近接感測器接收與該間隙之該大小成比例之該等訊號；以及 將該等訊號與該可旋轉選擇器之該旋轉位置相關聯。