专利名称：编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电磁运动编码器。具体地说，它涉及把运动信息转换成模拟输出表示。
背景技术：
无线电话通常包括屏幕和字母数字小键盘，其中用户可以利用字母数字小键盘向无线电话输入信息，同时在屏幕上显示该信息。无线电话的尺寸主要受屏幕和字母数字小键盘限制。希望无线电话小巧紧凑，以便用户可把无线电话放在口袋中。虽然屏幕和小键盘都可减小尺寸，但是屏幕必须足够大，以便显示于其上的字符大得能让用户阅读。字母数字小键盘必须大得足以使用户能够输入数据，而不会在无意中同时触动两个按键。
希望无线电话具备以下功能屏幕大得足以识别用户用字母数字小键盘输入的数据，并且允许用户在无线电话上使用其它应用，玩游戏就是其中的一种应用。因此，不希望减小屏幕尺寸。无线电话的尺寸受屏幕和小键盘限制，除非能够提供另一种用户输入形式来代替字母数字小键盘。
Nokia 7110包括UK专利EP0901262中所述的滚动键。利用机械传导开关来检测该键的旋转运动，这增加了对装置的尺寸要求。
发明内容
根据本发明，提供一种运动编码器，用于确定旋转部件的旋转运动，旋转部件包括提供分别具有不同的电磁辐射向前传播特性的区域的单元，这些区域经过安排，提供沿着旋转单元旋转时所扫描的路径的方向唯一的传播特性序列。
通过提供具有沿着旋转单元转动时扫描的路径的传播特性序列的区域，可以提供扫描该路径的电磁辐射源，并且在随着旋转部件转动、辐射通过与各个区域的交互作用已经改变之后，在为接收辐射而放置的检测器中检测辐射强度变化，从而可以确定旋转方向。通过适当选择沿所扫描的路径的区域的范围，还可以确定旋转的速度和/或角度。
运动编码器本身可包括电磁辐射源和适当的检测器。其中一种适当的源可以是红外光束，但是也可使用可见光谱内的光束或其它射束作为替代。
各个区域的特性可以是反射、吸收、偏振等。特性的具体情况可影响检测器的位置。
一种可安排各区域以提供随旋转单元的旋转方向而变化的序列的方法是提供分别具有三种不同特性的区域，并且沿着所扫描的路径以同样的重复模式依次放置三种区域中的第一种、第二种和第三种。各个区域可以在范围上相似。用于安排各区域的其它编码方案对于本领域的技术人员是显而易见的。
具有不同特性的区域可以是例如通过把不同比例或全部的发射信号反射回检测器、对电磁信号具有不同吸收度的反射面。发射器和接收器单元可以相对于旋转单元旋转所围绕的轴固定。反射面可以关于旋转轴对称。反射面可以垂直于旋转轴。
为了向处理器提供信息，电磁运动编码器把移动和方向信息转换成模拟输出表示。接收机单元或检测器可经配置，使得模拟输出表示为与反射信号量成比例的电压。
在最佳实施例中，旋转部件是电子装置、例如诸如无线电话或手持便携式电话之类的无线通信装置上的旋转式拨号盘，其上表面是用户可见的，单独出现或者作为小键盘设置的一部分，以便与无线电话的设计保持一致。旋转式拨号盘的旋转轴可以提供纵向移动或枢轴移动，以便为拨号盘提供备选功能。拨号盘的旋转可对应于无线电话的屏幕上光标等的移动。
本发明的优点在于，它允许字母数字小键盘完全或部分用电磁编码器来代替；电磁编码器和旋转式拨号盘的尺寸所需要的表面面积比字母数字小键盘要小。在最佳实施例中，旋转式拨号盘的使用让用户可以选择屏幕上显示的菜单选项并且通过滚动字母数字列表来输入数据。例如排成重复序列的三种或三种以上反射面的使用还使得能够确定旋转方向，允许用户通过向上或向下滚动菜单列表来选择菜单选项。三种或三种以上反射面的使用允许使用单个发射器和接收器模块来确定旋转方向。旋转式拨号盘与电磁编码器的使用还允许用户输入装置不引人注意，适合在无线电话内实现。
现在参照附图更详细地说明本发明的实施例，其中图1表示具有旋转式拨号盘的无线电话；图2表示旋转式拨号盘的背面，说明具有三种反射面的实施例；图3表示在图2的实施例中的旋转式拨号盘的侧视图；以及图4表示一个实施例中的旋转式拨号盘的侧视图，其中沿旋转轴的纵向轴的移动是允许的。
具体实施例方式
参照图1，图中所示的无线电话1包括完全包含在无线电话1的外壳之内的无线接收和发射装置、LCD(液晶显示器)2以及多个按键3。多个按键3位于LCD 2下方。所述LCD 2和多个按键3位于无线电话1的正面。还配置了旋转式拨号盘4，它位于多个按键3下方。旋转式拨号盘4这样安装，使得它的旋转轴垂直于无线电话1的正面。旋转式拨号盘4构成电磁编码器解决方案的一部分，用于把运动转换成模拟输出表示。在一个实施例中，电磁编码器是光学编码器。
参照图2，盘10包括三种不同的反射面11；当然可以使用、组织更多的反射面，使得每个反射面构成盘10上的一个扇区。反射面11经过组织，使得这些反射面11形成重复序列。参照图2，反射面经过组织，使得强烈反射面12与部分反射面13相邻，而部分反射面13与无反射面14相邻，无反射面14与强烈反射面12相邻。这种模式环绕盘的整个表面重复。在此实施例中，盘10的反射面11经过构造，以便反射可变量的发射频率，例如入射到反射面上的红外光。发射频率可以采取指向盘的射束的形式；适当的发射频率是IR。在此实施例中，此表面构成旋转式拨号盘4的背面。当拨号盘旋转时，随着盘相对于射束移动，射束在各扇区之间扫描了一条路径。盘10的表面构成用于将运动转换成模拟输出表示的电磁编码器解决方案的一部分。
参照图3，在剖视图中，在无线电话1上表示出安装在其旋转轴20上的旋转式拨号盘。旋转式拨号盘4安装成垂直于其轴20。轴20这样安装，以便允许在旋转力施加到相连的旋转式拨号盘4时，在顺时针或逆时针方向上自由活动。轴20安装在无线电话1内的PCB 21上，并且垂直于PCB 21。红外发射器和接收器模块22安装在PCB 21上并且位于旋转式拨号盘4下方。红外模块22会在旋转式拨号盘4的方向上输出红外光束，使得任何反射的红外光束可被红外模块22的接收器部分23接收。红外模块构成用于将运动转换成模拟输出表示的电磁编码器解决方案的一部分。本领域的技术人员应当认识到，可以采用包括但不限于微波频率的其它频率的射束。
红外模块22包括在单个封装中的发射25和接收部分23。这种安排允许在使用反射面将红外光束引回到光源时采用单模块解决方案；如图1-3所示，不采用反射面的实施例，例如偏振面，发射器和接收器模块可以设置在PCB上不同的位置或者在同一轴上，以便允许视线接收。接收或发射模块还可以设置在旋转面上。
红外模块或检测器22可连接到处理电路24，它可以设置在无线电话1内的任何位置，用于把反射在红外模块22的接收部分23中的红外信号的量转换成与反射红外信号的量成比例的适当模拟信号。在从红外模块22的发射器部分25发出恒定信号的同时，随着旋转式拨号盘4转动，在红外模块22的接收部分23中的反射信号量随着经过红外模块22上方的不同反射面11而改变。处理电路24可以将此转换成模拟表示，最好是电压信号。在所述实施例中，在旋转式拨号盘4的背面使用三种不同的反射面11，这会在处理模块24的输出端产生三种不同的电压；其中，强烈反射面12产生高电压，无反射面产生低电压，部分反射面产生在所述高低电压之间的中等电压。盘上的反射面经过红外模块22上方的顺序会导致特定电压模式出现。例如，处理电路24输出的升序电压，即低电压、中等电压和高电压对应于旋转式拨号盘4沿顺时针方向旋转。处理电路24输出的降序电压，即高电压、中等电压和低电压对应于旋转式拨号盘4沿逆时针方向旋转。
将由两种以上不同反射面11产生的电压模式的改变让处理电路24可以确定旋转式拨号盘4的旋转方向。
在另一实施例中，盘10的表面可以不用反射面构成，而是可以由不同高度的扇区构成，其中，这些面所反射的信号量取决于其高于电磁模块22的高度。
在另一实施例中，盘10的表面可以由偏振面构成，其中，所反射的信号量取决于发射信号的偏振以及发射信号照射的表面的偏振。采用偏振面时，红外模块的发射器和接收器部分可以放置在沿着同一轴的分开的位置，因为该表面可以部分透过红外光。
假设盘10包括两种以上表面，并且根据所述方法会产生取决于旋转方向的不同电压模式，则处理电路24可能能够确定旋转式拨号盘4上的旋转方向。这种信息可以通过无线电话1内适当的其它处理电路来转换，以便将此运动转换成LCD 2上的光标移动或者用于浏览LCD 2上的菜单选项。
参照图4，旋转式拨号盘4还可以在轴向上移动，例如下压，以便在通过旋转旋转式拨号盘将菜单选项突出显示之后激活菜单功能。用户向旋转式拨号盘施加力可以导致拨号盘下压30，激活适当的传感器31，这可对应于LCD 2上菜单选项的激活或选择。
本领域的技术人员应当理解，在本发明的范围之内可以进行其它修改。例如，盘可以允许电磁辐射穿过，结果，不同的扇区可以具有不同的吸收特性。例如，对于光束，扇区可以具有各自不同的不透明性。
本发明包括本文明确地公开的或者任何广义形式的任何新颖特征或特征的组合，不论它是否与所要求的发明有关或者减轻任何或全部所提出的问题。
权利要求
1.一种用于确定旋转部件的旋转运动的运动编码器，它包括提供分别具有不同的电磁辐射向前传播特性的区域的单元，所述区域经过安排，提供沿着所述旋转单元旋转时所扫描的路径的方向唯一的传播特性序列。
2.如权利要求1所述的运动编码器，其特征在于还包括电磁辐射源和用于检测所述电磁辐射的向前传播的检测器。
3.如任一上述权利要求所述的运动编码器，其特征在于，设置所述检测器以便与所述旋转部件一起旋转。
4.如任一上述权利要求所述的运动编码器，其特征在于，设置所述源以便与所述旋转部件一起旋转。
5.如任一上述权利要求所述的运动编码器，其特征在于，所述特性是反射特性。
6.如任一上述权利要求所述的运动编码器，其特征在于，存在具有三种不同特性的区域，它们按同样的次序沿所述扫描的路径在所述表面上重复。
7.如任一上述权利要求所述的运动编码器，其特征在于，所述旋转部件允许沿垂直于所述旋转部件的平面的轴移动。
8.如上文所述并且参照图1到4的运动编码器。
全文摘要
一种与旋转键配合使用的运动编码器。所述运动编码器使旋转方向能够通过提供具有不同红外光束传播特性的单元来确定。这些单元排列成一种模式，使照射在各单元上的红外光束随旋转键转动而扫描一条路径。在反射或透射光束变化之后检测的光束指明了光束旋转的方向。
文档编号G01D5/36GK1508750SQ20031012395
公开日2004年6月30日 申请日期2003年12月19日 优先权日2002年12月19日
发明者M·费尔马维, G·温格特, A·比克, M 费尔马维, 裉 申请人:诺基亚有限公司