齿轮位置检测装置、腕表及其运作方法制造方法及图纸

一种用于检测包含多个轮齿的齿轮的齿轮位置检测装置，包含基板、控制芯片、以及形成在基板上的驱动线路、检测线路、第一驱动电极、第二驱动电极、第一检测电极及第二检测电极。第一驱动电极及第二驱动电极连接驱动线路以接收驱动信号。第一检测电极及第二检测电极分别与第一驱动电极及第二驱动电极形成感应电场，并通过检测线路分别输出第一检测信号及第二检测信号。控制芯片通过驱动线路输出驱动信号并通过检测线路接收第一检测信号及第二检测信号，计算第一检测信号及第二检测信号的差分信号，以及计数差分信号的高准位数以计数轮齿数目。

Gear position detection device, wrist watch and its operation method

A gear position detection device for detecting gears with multiple teeth includes a base plate, a control chip, a drive circuit formed on the base plate, a detection circuit, a first drive electrode, a second drive electrode, a first detection electrode and a second detection electrode. The first driving electrode and the second driving electrode are connected to the driving circuit to receive the driving signal. The first detection electrode and the second detection electrode form an inductive electric field with the first driving electrode and the second driving electrode respectively, and output the first detection signal and the second detection signal through the detection circuit respectively. The control chip outputs the driving signal through the driving line and receives the first detection signal and the second detection signal through the detection line. The differential signal of the first detection signal and the second detection signal is calculated, and the high-order digits of the differential signal are counted to count the number of gear teeth.

【技术实现步骤摘要】
齿轮位置检测装置、腕表及其运作方法
本专利技术有关一种齿轮位置检测，更特别有关一种电容式齿轮位置检测装置及使用该检测装置的腕表，其通过检测电容检测器输出的检测信号的高准位数及相位，以确定齿轮位置及齿轮转动方向。
技术介绍
应用于腕表内部的齿轮通常具有动作精度高以及体积小等要求。为了检测齿轮位置或旋转角度，检测装置具有体积小的要求，才能够设置于腕表内。同时检测时的耗能也应该越低越好。已知可使用光学式检测装置来检测齿轮位置或旋转角度。然而，使用光学式检测装置的问题在于光线在表内空间中会不断地被反射而产生干扰。如果欲达到高精度的检测，则必须消除反射光造成的干扰，如此则会增加制造成本。此外，光源发光时还会消耗较多的能量。一般而言，使用者能够利用手动的方式调整指针位置，以改变显示时间。然而，在某些特定应用中，例如卫星表或GPS定位表，其时针和分针位置例如于每天特定时间根据来自外部的标准时刻自动调整，以维持显示时间的正确性，如此用户则无需自行调整。然而，当腕表因某些原因，例如腕表受到损坏或为瑕疵品，而造成腕表内部的齿轮发生移位时，可能使得自动调整后的显示时间与标准时间之间产生时间差。虽然使用者能够利用手动的方式调整成正确时间，然而由于腕表会自动调整成错误时间，而导致使用者在每次自动调整后需要再通过手动调整才能回复正确时间。有鉴于此，本专利技术提出一种电容式齿轮位置检测装置，其具有体积小以及低耗能的优点，并且能够检测误差轮齿的数目并据以协助调整回正确显示时间。
技术实现思路
本专利技术提供一种电容式齿轮位置检测装置，其仅须设置于齿轮的单一侧，因而占用较小的空间。本专利技术还提供一种电容式齿轮位置检测装置及腕表，其具有索引位置用以确认齿轮的旋转角度。本专利技术还提供一种电容式齿轮位置检测装置及腕表，其设置有多组电容检测器用于确认齿轮的旋转方向及增加辨识分辨率。本专利技术还提供一种腕表的运作方法，其可确认自动校准时间的正确性，且当所述自动校准时间被检测为不正确时，所述自动校准时间再被调整至正确时间。本专利技术提供一种腕表，包含齿轮、基板、控制芯片、以及形成在所述基板上的驱动线路、检测线路、第一驱动电极、第二驱动电极、第一检测电极及第二检测电极。所述齿轮包含多个轮齿。所述控制芯片用于通过所述驱动线路输出驱动信号，并通过所述检测线路接收检测信号。所述第一驱动电极及所述第二驱动电极连接所述驱动线路以接收所述驱动信号。所述第一检测电极及所述第二检测电极分别用于与所述第一驱动电极及所述第二驱动电极形成感应电场，并通过所述检测线路分别输出第一检测信号及第二检测信号。所述第一驱动电极及所述第一检测电极形成第一电极组而所述第二驱动电极及所述第二检测电极形成第二电极组。所述第一电极组及所述第二电极组配置成当其中一个电极组完全面对所述多个轮齿其中一者时，另一个电极组位于所述多个轮齿的两个相邻轮齿之间。本专利技术还提供一种用于检测包含多个轮齿的齿轮的齿轮位置检测装置。该齿轮位置检测装置包含基板、控制芯片、以及形成在所述基板上的驱动线路、检测线路、第一驱动电极、第二驱动电极、第一检测电极及第二检测电极。所述第一驱动电极及所述第二驱动电极连接所述驱动线路以接收驱动信号。所述第一检测电极及所述第二检测电极分别用于与所述第一驱动电极及所述第二驱动电极形成感应电场，并通过所述检测线路分别输出第一检测信号及第二检测信号。所述控制芯片用于通过所述驱动线路输出所述驱动信号，并通过所述检测线路接收所述第一检测信号及所述第二检测信号，计算所述第一检测信号及所述第二检测信号的第一差分信号，并计数所述第一差分信号的高准位数以计数所述轮齿的数目。本专利技术还提供一种腕表的运作方法，包含步骤：储存齿轮的目前位置的信息；转动所述齿轮；以控制芯片计数差分信号的高准位数以计数轮齿的数目；当所述控制芯片检测到索引检测信号时，比对计数的所述轮齿的数目与储存的所述齿轮的所述目前位置的信息；以及当计数的所述轮齿的数目与储存的所述目前位置的信息不符合时，调整所述齿轮的位置。本专利技术实施例的齿轮位置检测装置可相对腕表内多个齿轮的其中任意一个齿轮而设置，其他与所述被检测齿轮相啮合的齿轮位置可同时求得。本专利技术实施例的齿轮位置检测装置中，检测电极组的形状及尺寸可相对被检测轮齿的形状及尺寸来配置。优选地，每一组检测电极的大小略小于轮齿的尺寸及相邻轮齿之间的空间，以有效利用轮齿屏蔽电容感应而产生容易区别的检测信号。为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，于本专利技术的说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先述明。附图说明图1是本专利技术实施例的腕表的示意图；图2是本专利技术实施例的齿轮位置检测装置的方框图；图3是本专利技术实施例的齿轮位置检测装置的运作示意图；图4是本专利技术实施例的齿轮位置检测装置的示意图；图5是本专利技术实施例的齿轮位置检测装置的检测信号的示意图；图6是本专利技术实施例的齿轮位置检测装置的检测信号的另一示意图；及图7是本专利技术实施例的腕表的运作方法的流程图。附图标记说明9腕表10齿轮101轮齿3齿轮位置检测装置31基板33控制芯片331驱动电路333模拟数字转换器335数字处理器337存储具体实施方式请参照图1所示，其显示本专利技术实施例的腕表9的示意图。腕表9包含齿轮10及齿轮位置检测装置3。所述齿轮10包含多个轮齿101相间隔地形成在齿轮10的边缘。可以了解的是，图1中轮齿101的数目、形状及尺寸仅为例示，并非用以限定本专利技术。必须说明的是，虽然图1显示齿轮10中央具有轴孔，但本专利技术并不限于此。其他实施例中，齿轮10可不具有轴孔。本专利技术中，齿轮10优选为金属所制成。齿轮位置检测装置3包含基板31、控制芯片33以及形成在所述基板31上的检测电路，包含线路和电极。可以了解的是，虽然图1仅显示单一齿轮10，其仅为腕表9包含的多个齿轮中的一个。更详言之，本专利技术实施例的齿轮位置检测装置3仅相对腕表9中多个齿轮中的一个齿轮(通常选择容易检测的齿轮)的单一侧设置即可，以有效节省设置空间。由于多个齿轮彼此相互啮合，因此若能确定被检测的单一齿轮的正确位置(或转动角度)，即能够同时确保其他多个齿轮的位置(或转动角度)。请参照图2所示，其显示本专利技术实施例的齿轮位置检测装置3的方框图。所述齿轮10除了包含多个轮齿101，还包含单一索引贯孔IH用作为参考位置(举例说明于后)。必须说明的是，虽然图1及图2中，所述索引贯孔IH显示为在所述齿轮10的径向方向上对位于多个轮齿101的其中一者，但本专利技术并不限于此。其他实施例中，所述索引贯孔IH还可配置成在所述齿轮10的径向方向上对位于多个轮齿101的两个相邻轮齿之间。齿轮位置检测装置3包含形成在所述基板上31的驱动线路TX及多个检测线路RX，其中所述基板31可以是印刷电路板(PCB)或软性基板(FCB)。控制芯片33则用于通过所述驱动线路TX输出驱动信号SD，并通过所述检测线路RX接收检测信号SR1、SR2，例如参照图4。可以了解的是，图1至图4中驱动线路TX及检测线路RX的走线配置仅为例示，并非用以限定本专利技术。齿轮位置检测装置3包含形成在所述基板31上的第一驱动电极DE1、第二驱动电极DE2、第一检测电极RE1及第二检测电极RE2。所述第一驱动电极DE1及所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腕表，该腕表包含：齿轮，包含多个轮齿；基板；驱动线路及检测线路，形成在所述基板上；控制芯片，用于通过所述驱动线路输出驱动信号，并通过所述检测线路接收检测信号；第一驱动电极及第二驱动电极，形成在所述基板上，所述第一驱动电极及所述第二驱动电极连接所述驱动线路以接收所述驱动信号；以及第一检测电极及第二检测电极，形成在所述基板上，所述第一检测电极及所述第二检测电极分别用于与所述第一驱动电极及所述第二驱动电极形成感应电场，并通过所述检测线路分别输出第一检测信号及第二检测信号，其中，所述第一驱动电极及所述第一检测电极形成第一电极组而所述第二驱动电极及所述第二检测电极形成第二电极组，所述第一电极组及所述第二电极组配置成当其中一个电极组完全面对所述多个轮齿其中一者时，另一个电极组位于所述多个轮齿的两个轮齿之间。

【技术特征摘要】
2017.11.07 US 15/805,6881.一种腕表，该腕表包含：齿轮，包含多个轮齿；基板；驱动线路及检测线路，形成在所述基板上；控制芯片，用于通过所述驱动线路输出驱动信号，并通过所述检测线路接收检测信号；第一驱动电极及第二驱动电极，形成在所述基板上，所述第一驱动电极及所述第二驱动电极连接所述驱动线路以接收所述驱动信号；以及第一检测电极及第二检测电极，形成在所述基板上，所述第一检测电极及所述第二检测电极分别用于与所述第一驱动电极及所述第二驱动电极形成感应电场，并通过所述检测线路分别输出第一检测信号及第二检测信号，其中，所述第一驱动电极及所述第一检测电极形成第一电极组而所述第二驱动电极及所述第二检测电极形成第二电极组，所述第一电极组及所述第二电极组配置成当其中一个电极组完全面对所述多个轮齿其中一者时，另一个电极组位于所述多个轮齿的两个轮齿之间。2.根据权利要求1所述的腕表，其中所述基板是印刷电路板或软性基板。3.根据权利要求1所述的腕表，其中所述基板设置于所述齿轮的单一侧。4.根据权利要求1所述的腕表，其中所述齿轮还包含索引贯孔，该索引贯孔在所述齿轮的径向方向上对位于所述多个轮齿其中一者或对位于所述多个轮齿的两个轮齿之间。5.根据权利要求4所述的腕表，还包含用于接收所述驱动信号的索引驱动电极及用于输出索引检测信号的索引检测电极，其中所述索引驱动电极及所述索引检测电极在所述齿轮的径向方向上对位于所述第一电极组或对位于所述第二电极组。6.根据权利要求5所述的腕表，其中所述控制芯片还用于计算所述第一检测信号及所述第二检测信号的第一差分信号；以及计数所述第一差分信号的高准位数。7.根据权利要求6所述的腕表，还包含：第三驱动电极及第四驱动电极，形成在所述基板上，所述第三驱动电极及所述第四驱动电极连接所述驱动线路以接收所述驱动信号；以及第三检测电极及第四检测电极，形成在所述基板上，所述第三检测电极及所述第四检测电极分别用于与所述第三驱动电极及所述第四驱动电极形成感应电场，并通过所述检测线路分别输出第三检测信号及第四检测信号，其中，所述第三驱动电极及所述第三检测电极形成第三电极组而所述第四驱动电极及所述第四检测电极形成第四电极组，所述第三电极组及所述第四电极组配置成当所述第一电极组或所述第二电极组完全面对所述多个轮齿其中一者时，所述第三电极组及所述第四电极组不完全面对所述多个轮齿的其中一者也不完全位于所述多个轮齿的两个轮齿之间。8.根据权利要求7所述的腕表，其中所述控制芯片还用于计算所述第三检测信号及所述第四检测信号的第二差分信号；以及根据所述第一差分信号及所述第二差分信号的相位，判断所述齿轮的旋转方向。9.根据权利要求1所述的腕表，其中所述驱动信号为方波。10.一种齿轮位置检测装置，用于检测包含多个轮齿的齿轮，所述检测装置包含：基板；驱动线路及检测线路...

【专利技术属性】
技术研发人员：山井正敏，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71