感应式位置检测的制作方法
【专利说明】感应式位置检测
[0001]优先权声明
[0002]本专利申请案主张2014年9月8日在美国专利商标局申请的标题为“用于以对机械公差的降低敏感度检测2D平面中的位置的方法及设备(METHOD AND APPARATUS FORDETECT1N OF POSIT1N IN A 2D PLANE WITH REDUCED SENSITIVITY TO MECHANICALTOLERANCES) ”的第62/047，227号美国临时申请案的优先权，其中上文列出的申请案是针对全部目的以引用方式全部并入本文中。
技术领域
[0003]本申请案涉及感应式位置检测。
【背景技术】
[0004]计算机系统包含可操作以从传感器(例如近接检测器)取回并处理信号的处理器。此类传感器响应于传导对象接近一或多个此类传感器产生信号。例如，传导对象通过由线圈产生的磁场的移动使由传感器检测的磁场发生变化。然而，当传导对象通过磁场的移动跨三维空间中的维度中的每一者发生时，磁场的变动并未充分局限在此移动。
【发明内容】
[0005]上文提及的问题可以用于检测并响应于目标通过平面的感测域区域的移动的位置检测系统来解决。所述移动使铺置在第一传感器的第一感测域区域内的目标的量发生变化。第二传感器检测从所述平面到传感器的高度以增强来自第一传感器的测量精确度。
[0006]应理解此
【发明内容】
并非用于解释或限制权利要求书的范围或含义。此外，
【发明内容】
不旨在识别所述主题的关键特征或本质特征，也不旨在用作辅助理解所述主题的范围。
【附图说明】
[0007]图1示出了根据本发明的实例实施例的说明性电子装置。
[0008]图2是根据本发明的实施例的线性感应式位置检测器的示意图。
[0009]图3是根据本发明的实施例的角度感应式位置检测器的示意图。
[0010]图4是根据本发明的实施例的比例-指标线性感应式位置检测器的示意图。
[0011]图5是根据本发明的实施例的比例-指标角度感应式位置检测器的示意图。
[0012]图6是根据本发明的实施例的感应式-比例角度位置检测器的示意图。
[0013]图7是说明由根据本发明的实施例的感应式位置检测器进行的电感线圈特性测量的示意图。
[0014]图8是说明由根据本发明的实施例的感应式位置检测器进行的Q因子线圈特性测量的示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下讨论是针对本发明的各个实施例。虽然此类实施例中的一或多者可为优选的，但是所揭示实施例不应被解译或以其它方式用作限制本发明的范围，包含权利要求。此夕卜，所属领域技术人员将了解，以下描述具有广泛应用且任何实施例的讨论只是意指所述实施例的实例且不旨在暗示本发明的范围（包含权利要求）被限于所述实施例。
[0016]某些术语在以下描述及权利要求内使用以指代特定系统组件。如所属领域技术人员将明白，各种名称可用来指代组件或系统。因此，名称不同但是功能相同的组件之间在本文中不一定有所区别。此外，系统可为又一系统的子系统。在以下讨论及权利要求中，术语“包含”及“包括”是以开放式方式使用，且因此被解译为意指“包含，但不限于……”。此外，术语“耦合到”或“与……耦合”（等等）旨在描述间接或直接电气连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么可通过直接电气连接或通过经由其它装置及连接进行的间接电气连接来进行所述连接。术语“部分”可意指整个部分或小于整个部分的一部分。术语“模式”可意指用于完成目的的特定架构、配置、布置、应用等等。
[0017]图1示出了根据本发明的某些实施例的说明性计算系统100。例如，计算系统100是电子系统129或并入到电子系统129中，所述电子系统129例如计算机、电子控制“箱”或显示器、通信设备（包含发射器）或经布置以产生射频信号的任何其它类型的电子系统。
[0018]在一些实施例中，计算系统100包括巨型单元或芯片上系统（SoC)，其包含逻辑控制，例如CPU 112(中央处理单元）、存储装置114(例如，随机存取存储器（RAM))及电力供应器110。CPU 112可为例如CISC类型(复杂指令集计算机）CPU、RISC类型的CPU(精简指令集计算机）、MCU类型（微控制单元）或数字信号处理器（DSP)。存储装置114 (其可为存储器，例如处理器内高速缓冲存储器、处理器外高速缓冲存储器、RAM、闪存存储器或磁盘存储装置）存储一或多个软件应用程序130 (例如，嵌入式应用程序），其在由CPU 112执行时执行与计算系统100相关联的任何适当功能。
[0019]CPU 112包括存储通常从存储装置114存取的信息的存储器及逻辑。计算系统100通常是由用户使用UI (用户接口）116而控制，UI 116在软件应用程序130的执行期间提供输出到用户且从用户接收输入。输出是使用显示器118、指示灯、扬声器、振动等等提供。输入是使用音频及/或视频输入（使用，例如，语音或图像识别）及电及/或机械装置(例如小键盘、开关、近接检测器、陀螺仪、加速度计等等）而接收。CPU 112耦合到1/0(输入-输出）端口 128，其提供经配置以从联网装置131接收输入（及/或提供输出给联网装置131)的接口。联网装置131可包含能够与计算系统100进行点对点及/或联网通信的任何装置。计算系统100还可耦合到外围及/或计算装置，包含有形、非暂时性媒体（例如闪存存储器）及/或有线或无线媒体。此类及其它输入及输出装置是由外部装置使用无线或有线连接选择性地耦合到计算系统100。存储装置114可由例如联网装置131存取。
[0020]CPU 112耦合到1/0(输入-输出)端口 128，其提供经配置以从外围及/或计算装置131接收输入（及/或提供输出给外围及/或计算装置131)的接口，包含有形（例如，“非暂时性”）媒体（例如，闪存存储器）及/或有线或无线媒体（例如，联合测试行动小组（JTAG)接口）。此类及其它输入及输出装置是由外部装置使用无线或有线连接选择性地耦合到计算系统100。CPU 112、存储装置114及电力供应器110可耦合到外部电力供应器（未示出）或耦合到本地电源（例如，电池、太阳能电池、交流发电机、感应场、燃料电池、电容器，等等）。
[0021]计算系统100包含位置处理器138。位置处理器138是适用于处理响应于移动产生的传感器数量的处理器(例如，CPU 112及/或控制电路)。例如，用户可操控控制装置，其包含用于产生用于传达传感器数量的信号的一或多个传感器140。位置处理器138可操作以确定目标对象相对于传感器140且任选地相对于其它传感器(例如传感器142)的位置(例如，高度)。
[0022]传感器140及142通常是产生电磁场的感应式传感器(例如，线圈)，所述电磁场是例如通过传导对象移动通过所产生的(电磁)场而分布。传感器中的一或多者检测所述一或多个场干扰，其中每一此传感器(例如，传感器140及142中的每一者)产生用于传达传感器数量的信号。例如，传感器数量传达关于如本文揭示的传导对象的位置的实质上连续信息(例如，在感兴趣的周期内)。
[0023]传感器(例如，可操作以感应式地感测目标中的涡电流的传感器)不但响应于目标的横向位置(χ-y平面)的变化，而且响应于线圈与目标之间的z方向(响应于x-y平面的定向“垂直”)距离的变化。高度变化通常是由机械公差变动、衬底振动/屈曲、热膨胀/收缩等等而引起。所揭示方法及设备例如实质上缓和了起因于传感器高度变化的错误，使得获得更稳定且精确的位置感测设置。
[0024]位置处理器138可操作以从传感器140接收线圈特性，且响应于线圈特性确定目标(例如，控制)对象相对于传感器140的位置的位置。线圈特性的变化实质上可由位置处理器138根据以下两个准则而检测:1)特性变化对于系统中的噪声(包含来自线圈210的噪声、由线圈210接收自环境的噪声及来自位置处理器138的噪声)是显著的；及2)特性变化对于系统的分辨率是显著的(例如，对应于对用户及/或系统具有有意义的影响-例如安全性增加-的目标定位的变化的线圈特性的变化)。
[0025]传感器数量可用于例如从控制接口传达信息，所述信息编码由用户进行的旋转(例如，涉及绕轴的移动)及/或平移(例如，涉及沿线的移动)移动。例如，旋转及/或平移传感器数量可在需要较高程度的精确度及安全性的应用中使用。此类应用包含自动“线驱动(drive by wire) ”机构，其并有控制装置，例如方向盘、杀lj车踏板、油门踏板、仪表盘/面板及开关等等。因此，传感器140及/或142相对抵抗磨损、电间断(例如，发生在控制轴旋转期间的“电位器-噪声”)、机械公差变动(例如，归因于温度浮动)、电阻