[發明專利]使用不均勻變化的磁場的多位置檢測

有效

• 申請號: 202110213418.0
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN113310391B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: R·海因茨
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 黃倩

本公開的各實施例涉及使用不均勻變化的磁場的多位置檢測。一種磁傳感器設備，包括三維(3D)磁傳感器和產生磁場的磁體。3D磁傳感器被布置在磁場內并且被配置成測量磁場的三個不同的磁場分量，并且響應于所測量的三個不同的磁場分量而生成傳感器信號。在沒有任何空間力被施加的情況下，磁體被布置在默認空間位置中，其中磁體被配置成基于所施加的旋轉力而圍繞旋轉軸線旋轉。在磁體圍繞旋轉軸線旋轉時，磁場相對于三個磁場分量中的至少一個磁場分量不均勻地變化。

技術領域

本公開總體上涉及與磁體組合的三維(3D)磁傳感器。

背景技術

諸如旋鈕的輸入設備可以用于控制許多不同的功能，并且因此帶來復雜的運動檢測問題。特定示例是交通工具多媒體系統的音量控制旋鈕。這種旋鈕可以具有以下高級功能：旋轉以進行音量控制(無終點止動)；推動以靜音或打開/關閉電源；以及向上或向下傾斜以改變當前的模式、廣播電臺或播放的歌曲。因此，旋鈕可以在給定位置的任何組合中運動，但是需要對運動進行明確的檢測以用于進行適當的控制。

當前的實施方式通常要求幾個感測元件的組合，其可以包括：用于推動檢測的機械開關；用于傾斜檢測的兩個機械開關；以及用于旋轉檢測的磁性、光學、機械或電阻性感測元件。用于明確檢測旋鈕的不同運動的若干感測元件帶來了更高的成本和設計復雜性。因此，可能期望更簡單、最成本高效的解決方案。

發明內容

實施例針對使用單個三維(3D)磁傳感器來進行多向旋轉物體的位置檢測，該多向旋轉物體被配置成在不同的三維位置之間運動以及旋轉地運動。

根據一個或多個實施例，磁傳感器設備包括被布置在磁場內的3D磁傳感器，3D磁傳感器被配置成：測量磁場的三個不同的磁場分量，并且響應于所測量的三個不同的磁場分量而生成傳感器信號；并且包括產生磁場的磁體。在沒有任何被施加的空間力的情況下，磁體被布置在默認空間位置中，并且磁體被配置成：基于所施加的旋轉力，而圍繞旋轉軸線旋轉。當磁體圍繞旋轉軸線旋轉時，磁場相對于三個磁場分量中的至少一個磁場分量不均勻地變化。

根據一個或多個實施例，一種旋鈕傳感器裝置包括：旋鈕，包括被配置成圍繞旋轉軸線旋轉的軸；被布置在磁場內的3D磁傳感器，3D磁傳感器被配置成：測量磁場的三個不同的磁場分量，并且響應于所測量的三個不同的磁場分量而生成傳感器信號；以及耦接到軸并且被配置成產生磁場的磁體。在沒有任何被施加到旋鈕的空間力的情況下，磁體被布置在默認空間位置中。磁體被配置成：基于被施加到旋鈕的旋轉力，而圍繞旋轉軸線旋轉。當磁體圍繞旋轉軸線旋轉時，磁場在3D磁傳感器處相對于三個磁場分量中的至少一個磁場分量不均勻地變化。

附圖說明

本文參考附圖描述實施例。

圖1A是根據一個或多個實施例的旋鈕傳感器裝置的截面圖；

圖1B是根據一個或多個實施例的圖1A的旋鈕傳感器裝置的透視圖；

圖2示出了根據一個或多個實施例的在磁體根據默認位移角圍繞旋轉軸線的完整旋轉期間，由3D磁傳感器獲得的傳感器測量結果；

圖3是根據一個或多個實施例的另一種旋鈕傳感器裝置的透視圖；

圖4是根據一個或多個實施例的另一種旋鈕傳感器裝置的透視圖；以及

圖5是根據一個或多個實施例的另一種旋鈕傳感器裝置的透視圖。

具體實施方式

在下文中，闡述了細節以提供對示例性實施例的更透徹的解釋。然而，對于本領域的技術人員而言將明顯的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐實施例。在其它實例中，以框圖的形式或者以示意圖示出了眾所周知的結構和設備，而不是詳細地示出，以避免模糊實施例。另外，在下文中描述的不同實施例的特征可以被彼此組合，除非另外特別說明。