磁性多媒体控制元件制造技术

技术编号:19741264 阅读:18 留言:0更新日期:2018-12-12 04:04
本公开一般地涉及磁性多媒体控制元件,具体地,涉及一种磁性传感器,该磁性传感器可包括一组元件来检测由磁体所生成的磁场的一组磁场强度,并且基于该组磁场强度确定对象相对于对象移动的多个自由度的状态。磁体可以连接至对象,使得磁体的中心与对象的旋转轴偏移,并且使得当对象处于非倾斜位置时,磁体相对于基本上垂直于旋转轴的方向成角度。当对象处于非倾斜位置时,磁性传感器可以基本以对象的旋转轴为中心。

【技术实现步骤摘要】
磁性多媒体控制元件
本公开一般地涉及控制元件,具体地,涉及磁性传感器,以及包括磁性传感器的装置和系统。
技术介绍
磁性传感器能够感测施加给磁性传感器的磁场的多个(例如,垂直)分量,诸如x分量、y分量和z分量。例如,在诸如汽车应用、工业应用或消费者应用的多种应用中,磁性传感器可用于检测连接至对象的磁体的移动、位置、旋转角度等。
技术实现思路
根据一些可能的实施方式,磁性传感器可包括一组元件,用以:检测由磁体所生成的磁场的一组磁场强度;以及基于一组磁场强度确定对象相对于对象移动的多个自由度的状态,其中,磁体连接至对象,使得当对象处于非倾斜位置时,磁体的中心从对象的旋转轴偏移,并且使得磁体相对于基本上垂直于旋转轴的方向成角度,并且其中,当对象处于非倾斜位置时,磁性传感器基本上以对象的旋转轴为中心。根据一些可能的实施方式,一种装置可以包括:磁体,连接至能够相对于多个自由度定位的对象,其中,磁体连接至对象,使得磁体的中心从对象的旋转轴偏移,并且使得磁体相对于垂直于旋转轴的方向成角度;以及磁性传感器,基于由磁体所生成的磁场的一组磁场强度相对于多个自由度确定对象的状态,其中当对象处于非倾斜位置时,磁性传感器基本上以旋转轴为中心。根据一些可能的实施方式,一种系统可以包括:对象,能够相对于多个自由度定位;磁体,不对称地连接至对象,使得磁体的中心从对象的旋转轴偏移,并且使得磁体相对于基本上垂直于旋转轴的方向成角度;以及磁性传感器,基于由磁体施加于磁性传感器的磁场相对于多个自由度确定对象的状态,当对象处于非倾斜位置时,磁性传感器基本上以旋转轴为中心。附图说明图1是本文中所描述示例性实施方式的概述的示图;图2A和图2B是可实施本文中所描述系统和/或方法的示例性环境的示图;图3是包括在图2的示例性环境中的磁性传感器的示例性元件的示图;图4A至图4E是与本文中所描述的磁性传感器系统的示例性实施方式相关联的示图;以及图5是用于使用本文中所描述磁性传感器系统确定对象的状态的示例性处理的流程图。具体实施方式参照附图进行示例性实施方式的以下详细描述。不同附图中的相同参考标号可以标识相同或类似的元件。对象的倾斜位置、线性位置和旋转位置(本文中统称为对象的“状态“)可以在给定应用中是感兴趣的。例如,包括在车辆中的控制元件可以允许用户(例如,汽车的驾驶员)通过操纵控制元件的状态来控制车辆的一个或多个系统(例如,多媒体系统、导航系统、音频系统、电话系统等)。在一些情况下,对象可以相对于四个自由度来定位:相对于第一方向(例如,x方向)的倾斜位置、相对于第二方向(例如,y方向)的倾斜位置、沿着第三方向的线性位置(例如,沿着z方向的“按钮”位置)以及旋转位置(例如,当相对于第一方向或第二方向不倾斜时、当相对于第一方向和/或第二方向倾斜时、当沿着第三方向处于按钮位置时、当沿着第三方向不处于按钮位置时等)。在这种情况下,可以实施多个传感器系统(有时使用不同的感测原理),以便检测对象的状态。例如,光学传感器系统(例如,包括光电二极管、光波导、发光二极管等的一对光学传感器系统)可用于检测对象相对于第一方向和第二方向的倾斜,包括一组触觉开关的传感器系统可用于检测沿着第三方向的位置(即,控制元件是处于按钮位置还是不处于按钮位置),以及增量式光学编码传感器系统可用于检测对象的旋转位置。然而,实施这些多个传感器系统会伴随巨大的成本和/或复杂度。本文中所描述的实施方式提供了一种磁性传感器系统,包括单个磁性传感器和单个磁体,该磁性传感器系统能够检测对象相对于四个自由度的状态:相对于第一方向的倾斜、相对于第二方向的倾斜、沿着第三方向的位置以及旋转位置(例如,在与第一方向和第二方向相关联的平面上)。这里,由于需要单个磁性传感器和单个磁体,所以磁性传感器系统降低了复杂度和/或降低了成本(例如,与使用多个传感器系统来检测对象状态的实施方式相比)。此外,磁性传感器系统提供了对象状态的绝对编码,从而降低了复杂度和/或增加了检测对象状态的可靠性。此外,归因于使用了磁性感测原理,本文中所描述的磁性传感器系统增加了寿命(例如,归因于无接触,并且因此为无磨损操作),增加了用于小型化的潜力,并且增加了例如相对于温度变化和灰尘的鲁棒性。图1是本文中所描述的示例性实施方式100的概述的示图。如图1所示,对象可被定位于通过四个自由度所描述的状态,包括(1)相对于x方向的倾斜位置、(2)相对于y方向的倾斜位置、(3)相对于z方向的线性(或推动)位置以及(4)相对于(近似)xy平面的旋转位置。如上文所描述,对象的状态可以在给定应用中是感兴趣的,诸如当对象是控制元件的一部分时,该控制元件允许用户例如控制汽车中的系统。进一步如图1所示,磁体可以不对称地连接至对象。例如,如图1的左部所示,磁体的中心可以从对象的旋转轴偏移特定距离。此外,如图1的右部所示,磁体可以被布置为使得磁体绕着磁体的中心旋转特定的磁体角度(即,使得分离磁体的极点的平面不垂直于x方向或y方向)。进一步如图所示,磁性传感器可以相对于对象和磁体布置。例如,如图1的左部所示,磁性传感器可被布置为使得磁性传感器以旋转轴为中心(例如,当对象不倾斜时)。如进一步所示,磁性传感器可以被布置为使得磁性传感器与磁体分离特定距离的气隙(例如,当对象不倾斜时)。在操作期间,磁性传感器可以感测由磁体所生成的磁场的分量(例如,x分量、y分量和z分量)。注意,在图1中,磁性传感器可以基于磁场的感测分量确定对象相对于四个自由度的状态。例如,磁性传感器可以基于映射信息来确定对象的状态,该映射信息将对象的可能状态与三维磁性空间内的磁场强度的对应集合相关联。这里,作为磁体相对于对象和磁性传感器的不对称安装的结果,可以唯一地在三维磁性空间中表示对象的每个可能状态。下文描述关于磁性传感器系统的布置和操作的附加细节。以这种方式,包括单个磁性传感器和单个磁体的磁性传感器系统可以确定对象相对于多个自由度的状态。例如,多个自由度可以包括相对于第一方向的倾斜、相对于第二方向的倾斜、沿着第三方向的位置以及旋转位置(例如,在与第一方向和第二方向相关联的平面上)。如文上所指示,图1仅仅被提供作为一个示例。其他示例也是可能的,并且可以不同于图1所描述的。图2A和图2B是其中可实施本文所描述装置的示例性环境200的示图。如图2A所示,环境200可以包括可相对于倾斜中心210和旋转轴212(如下文所描述)定位(例如,经由倾斜、线性移动和/或旋转)的对象205、连接至(例如,机械连接)对象205的磁体215、磁性传感器220和控制器225。对象205包括其状态(例如,倾斜位置、线性位置、旋转位置等)针对给定应用是感兴趣的对象。例如,对象205可以包括例如包括在车辆中的用于控制系统(诸如多媒体系统、导航系统、音频系统、电话系统等)的控制元件(例如,操纵杆、旋钮、刻度盘、方向盘、按钮或它们的任何组合)。在一些实施方式中,如下文所描述,对象205连接至(例如,附接至、耦合、固定、嵌入等)磁体215。在一些实施方式中,对象205能够相对于第一方向(例如,x方向)和第二方向(例如,基本垂直于第一方向的方向,诸如y方向)倾斜,使得对象205可以处于多个位置。例如,如图2A所示,如果对象205不相对于x方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性传感器,包括:一组元件,用以:检测由磁体所生成的磁场的一组磁场强度;并且基于所述一组磁场强度确定对象相对于对象移动的多个自由度的状态,其中,所述磁体连接至所述对象,使得所述磁体的中心与所述对象的旋转轴偏移,并且使得当所述对象处于非倾斜位置时,所述磁体相对于基本上垂直于所述旋转轴的方向成角度,并且其中,当所述对象处于所述非倾斜位置时,所述磁性传感器基本上以所述对象的所述旋转轴为中心。

【技术特征摘要】
2017.05.30 US 15/608,5181.一种磁性传感器,包括:一组元件,用以:检测由磁体所生成的磁场的一组磁场强度;并且基于所述一组磁场强度确定对象相对于对象移动的多个自由度的状态,其中,所述磁体连接至所述对象,使得所述磁体的中心与所述对象的旋转轴偏移,并且使得当所述对象处于非倾斜位置时,所述磁体相对于基本上垂直于所述旋转轴的方向成角度,并且其中,当所述对象处于所述非倾斜位置时,所述磁性传感器基本上以所述对象的所述旋转轴为中心。2.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,所述对象移动的多个自由度包括以下中的至少两个:相对于x方向的倾斜位置;相对于y方向的倾斜位置;相对于z方向的线性位置;以及绕着所述对象的所述旋转轴的旋转位置,所述x方向基本上垂直于所述y方向,所述z方向基本上垂直于所述x方向和所述y方向,并且当所述对象处于非倾斜位置时,所述对象的所述旋转轴与所述z方向对齐。3.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,所述对象的所述状态基于所述一组磁场强度来被映射到三维磁性空间中的点,所述一组磁场强度包括x方向上的磁场强度、y方向上的磁场强度以及z方向上的磁场强度。4.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,所述磁体的中心与所述磁体的旋转轴偏移的距离在近似0.2毫米到近似5.0毫米的范围内。5.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,所述磁体相对于所述方向所成角度的角度在近似10度到近似80度的范围内。6.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,与所述对象相关联的倾斜的中心到所述磁体的表面的距离在近似5毫米到近似30毫米的范围内。7.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,所述磁体具有近似150毫特斯拉到近似1400毫特斯拉的范围内的剩余电感。8.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,所述磁体具有近似1毫米至近似15毫米的范围内的尺寸。9.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,所述磁性传感器能够感测近似150毫特斯拉的磁场强度。10.根据权利要求1所述的磁性传感器,其中,所述对...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·奥特纳
申请(专利权)人:英飞凌科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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