[发明专利]用于确定钟表设定柄轴的位置的位置传感器和方法

说明书

描述了一种用于确定钟表的设定柄轴(3)的轴向位置和/或角位置的位置传感器和方法。在设定柄轴(3)上设置有磁体(2)，并且设置有至少一个磁场传感器(5)以在可旋转元件(3)旋转时至少沿第一轴线和第二轴线检测磁场(7)的强度变化，所述第二轴线不平行第一轴线。由磁性传感器(5)感测的变化的磁场(7)被转化成特征信号路径，该特征信号路径然后被映射为二维的圆形信号路径，以得出设定柄轴(3)的角位置。

技术领域

本发明涉及感测钟表的可旋转轴的位置和/或运动的领域。更具体地，但是非排除性地，本发明涉及一种适于感测钟表设定柄轴的运动和/或位置的非接触式传感器装置和方法。

背景技术

在结合有机械移动部件和电子控制回路的装置例如机电式钟表中，需要精确的传感器以感测旋转机械部件的位置和/或运动。例如，对于具有可旋转设定柄轴的腕表，需要精确且敏感的传感器以检测设定柄轴的瞬时角位置和/或旋转，从而使得手表佩戴者的预设可以迅速且精确地转化成电子信息，该电子信息可被手表的电子控制系统使用。特别地在可佩戴钟表领域，重要的是使该传感器的精度和速度最大化，而同时使能量消耗最小化。另外，例如腕表的设定柄轴的构件的小尺寸特性意味着旋转/运动传感器必须能够检测微小物体的微小运动，例如具有数十毫米直径的柄轴的旋转。由于空间限制，传感器构件自身必须较小。该传感器优选地为非接触式的，使得减少磨损和因此延长钟表的使用寿命。传感器构件也应易于制造。

在美国专利US 6252825中提出了一种非接触式传感器，该专利描述了用于检测钟表的设定柄轴的位置和/或运动的传感器的使用。该设定柄轴设置有转子电极，该转子电极被成形成使得调节两个定子电极之间的电容。US 6252825中的装置要求特殊成形的柄轴和电容式电极的精确制造。这些占据了珍贵的空间并且需要另外的制造步骤。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于确定钟表的可旋转元件的轴向位置和/或角位置的位置传感器和方法，其中，永磁体被设置成与可旋转元件一起围绕可旋转元件的旋转轴线旋转，并且相对于钟表静止的磁场传感器被布置成在可旋转元件旋转时至少沿着第一轴线和第二轴线检测因永磁体的磁场线的转动而引起的磁场的强度变化，所述第二轴线与第一轴线平行。

根据本发明的位置传感器或方法的另一变型，永磁体布置在可旋转元件的远端轴向区域中。

根据本发明的位置传感器或方法的另一变型，永磁体布置在可旋转元件的周向区域中。

根据本发明的位置传感器或方法的另一变型，所述磁场传感器包括至少三个互相不平行的测量轴线。

根据本发明的位置传感器的另一变型，所述位置传感器包括变换单元，所述变换单元用于执行从第一参考系到第二参考系的映射变换。

根据本发明的方法的另一变型，所述方法包括执行从第一参考系到第二参考系的映射变换。

根据本发明的位置传感器或方法的另一变型，第二参考系包括二维的圆形信号路径。

根据本发明的位置传感器或方法的另一变型，第一参考系包括三维的椭圆形信号路径。

根据本发明的位置传感器或方法的另一变型，永磁体布置成在可旋转元件的轴向移动期间与所述可旋转元件一起轴向地移动。

根据本发明的位置传感器或方法的另一变型，可旋转元件包括至少一个第一和第二预定轴向位置，其中可旋转元件在第一预定轴向位置处的旋转与第一钟表功能相关，并且可旋转元件在第二预定轴向位置处的旋转与第二钟表功能相关或者不与钟表功能相关。

根据本发明的位置传感器或方法的另一变型，所述磁性传感器包括第一感测模式和第二模式，在所述第一感测模式下，磁性传感器配置成检测可旋转元件的轴向移动，在所述第二模式下，磁性传感器配置成检测可旋转元件的转动。