时计表冠柄轴的光学位置检测制造技术

本发明专利技术涉及时计表冠柄轴的光学位置检测。提供了一种检测时计拨针柄轴(1)的移动的方法，所述时计拨针柄轴(1)被布置为沿着其纵轴轴向移动和/或围绕其纵轴旋转。所述方法包括：(a)由光源(5)照亮所述拨针柄轴(1)的一部分；(b)由光传感器(12)接收来自所述拨针柄轴(1)的反射或衍射光束(9)；(c)由处理器(13)形成表示在第一时刻的反射光图案的第一像素图案；(d)由所述处理器(13)形成表示在随后的第二时刻的所述反射光图案的第二像素图案；以及(e)如果所述第二像素图案相对于所述第一像素图案不同或移位，则确定所述拨针柄轴(1)已移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及时计表冠柄轴(stem)的移动或位置检测的领域。更具体地说，本专利技术涉及一种光学地检测时计拨针柄轴(setting stem)的移动的方法。本专利技术还涉及一种对应的传感器布置。
技术介绍
通常，可以使用增量或绝对编码方案来测量诸如音量控制旋钮或电子手表的表冠之类的旋转设备的角位置。在许多应用中，此类旋转控制元件还可轴向移置以便触发或激活设备的各种功能。因此，还可能需要测量同一旋钮或表冠的轴向位置。在手表应用中，使用拨针柄轴(拨针柄轴通常在其远端由表冠终止)的轴向位置来更改手表的模式，例如当前时间显示、日期设置和时间设置。如果将表冠拉出一个不连续的轴向位置以便进入日期设置模式，则表冠的角旋转用于从一天移动到下一天。如果将表冠拉出两个不连续的轴向步长，则表冠的角旋转将用于设置时间。为了确定或测量旋转设备的轴向和/或角移动和/或位置，通常需要传感器布置以便检测旋转设备上的编码模式。希望此类传感器布置提供高分辨率角和/或平移移动或位置检测，并且希望最小化传感器布置中的磨损。此外，希望获得组装简单并占据很小空间的位置或相对移动检测布置。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是提供一种满足以上条件的时计拨针柄轴的位置或相对移动检测布置。根据本专利技术的第一方面，提供一种如权利要求1中所述的检测时计拨针柄轴的移动的方法。所建议的新解决方案具有能够非常精确地检测相对移动的优点。例如，使用本解决方案，可以实现表冠的每个完整旋转的大约9600个位置的相对角位置检测分辨率，这远远多于目前使用其它种类的柄轴可以实现的分辨率。因为光学地检测至少某些移动，所以还最小化系统中的磨损，并且因此改善拨针柄轴的使用期限。此外，所建议的布置占用很小的空间，这在可用空间有限的手表中非常有利。根据本专利技术的第二方面，提供一种如权利要求14中所述的传感器布置。根据本专利技术的第三方面，提供一种包括所述传感器布置的时计。在本专利技术所附的从属权利要求中描述了本专利技术的其它方面。【附图说明】从以下参考附图的非限制性示例性实施例的描述中，本专利技术的其它特性和优点将变得显而易见，这些附图是:图1是示出根据本专利技术优选实施例的用于确定拨针柄轴的轴向位置并且测量拨针柄轴的旋转移动的布置的框图；以及图2是示出根据本专利技术优选实施例的传感器布置和拨针柄轴的实际结构的透视图。【具体实施方式】现在将参考附图详细描述本专利技术的一个实施例。在不同附图中出现的相同或对应的功能和结构元件被分配相同的参考标号。图1以简化方式示出用于检测旋转设备(例如电子手表的拨针柄轴I)的位置的布置的框图。图2示出可以应用于此类功能性布置的结构的透视图。图1和2中示出拨针柄轴的轴10。当应用于手表时，轴的直径通常在0.5到2mm(毫米)的范围内。该轴10的一端(在该实例中为左端)可以具有例如表冠或旋钮，用户可以使用该表冠或旋钮推、拉或旋转轴10。轴10在其表面上具有反射区域3。该反射区域可以简单地是具有缺陷的不完美的轴表面，这些缺陷例如包括稍有不同颜色的点或表面形状缺陷。反射区域还可以包括图像或图案。在该实例中，反射区域3围绕轴的整个圆周延伸，并且具有给定宽度。该宽度例如可以在lmm(毫米)与lcm(厘米)之间。如果反射区域3包括图像，则该图像不限于任何特定类型的图像。可以使用许多不同种类的图像。但是，优选地，它包含自身不重复的图案，或者不包含重复的图案以便避免混淆错误。图1和2还示出光源5，其被布置为将光束或光线定向到轴上，并且更具体地说定向到反射区域3上。光源可以例如是发光二极管(LED)。当在操作中时，光源朝向反射区域3发送询问光信号7。当询问光束击中轴表面(其至少具有某种程度的反射性)时，于是向光传感器12反射回反射光束9，光传感器12也被称为光检测器，其被布置为检测反射光束9。根据未示出的一个备选实施例，反射区域3可以由衍射区域取代，该衍射区域也具有缺陷，以便也将光束重定向到光传感器12上。注意，轴上接收询问光信号7的不同点以不同方式将光反射到传感器，尤其是缺陷所在的位置。然后光传感器12或信号处理单元13可以从反射光束9形成像素阵列，条件是缺陷的尺寸足够大以覆盖整个像素以便被实质化，实际上始终是这种情况。根据一个优选实施例，光传感器12将配备有30*30像素直到100*100像素的阵列。形成的像素阵列包含不同强度的像素。某些像素可能非常暗，而某些像素可能非常亮。像素阵列然后由信号处理器13进一步处理，如以下解释的那样。当照亮时，光源5不断地发出询问信号。它还优选地被布置为断续地(例如每毫秒一次)发光以便节省能量，而不是连续地发光。上述传感器布置被布置为以与包括在100与10000次/秒之间的频率对应的给定时间间隔，从反射信号(即光束9)提取像素图案。信号处理器13被布置为比较形成的两个连续像素图案。为了简化采样过程，信号处理器13使用的采样频率可以与用作光源5的LED的闪烁频率一致，并且信号处理器还控制该LED以实现同步目的。因此，每次接通LED时进行采样。为了节省处理能力，可以有利的是，在每个像素图案中仅集中在像素的子集上，例如集中在某些黑暗像素上。通过比较来自从两个连续反射光束9产生的两个连续像素图案的这些像素，可确定轴10的角移动或相对角位置以及轴10的旋转方向。实际上，光学位置确定遵循的原理与传统光学鼠标采用的原理相同。可以在信号处理器中实现递增移动计数器14，或者计数器14可以连接到信号处理器13。每次当检测到最新像素图案相对于前一个像素图案沿着第一方向移位例如一个像素时，向该计数器加上值I。另一方面，如果检测到最新像素图案沿着第二方向移位一个像素，而第一方向与第二方向相反，则从计数器减去值I。因此，在任何给定时刻的计数器值间接地表示当产生第一像素图案时，轴10相对于轴10的原始位置的旋转程度。可以在计数器值与轴10的旋转角度之间创建映射。角位置检测分辨率可以被定义为多达轴10的每个完整旋转(360度)的大约9600个角位置，其在数量级上至少是布置在当前电子手表中的常规拨针柄轴的常见最大分辨率的100倍，常规拨针柄轴的分辨率通常设置在100个可能的不连续角位置以下。因此，相对角位置检测布置作为递增位置检测器操作。但是要注意，可以定义仅当移位量是任何其它给定数值时才发生递增和/或递减，而不是每次当第二图案移位一个像素时将计数器值递增和/或递减I。旨在仅偶发地执行相对移动测量的上述光学检测布置通常能够在大部分时间内处于休眠模式以便节省尽可能多的能量。它可以例如通过激活信号唤醒，以便当检测到表冠的轴向移动时执行测量。可以通过如下所述的轴向移动检测布置来检测轴向移动。备选地，可以具有特定移动检测器以检测表冠11的轴向和/或角移动，以便负责触发移动测量的激活。还可以在给定时刻将光学检测布置置于休眠模式。这可以例如在以下时刻完成:在表冠11移动之后，检测到表冠11在给定时间段内未移动。在图1和2中，进一步示出轴向位置闩锁弹簧15，其充当轴向移动闭锁装置并且被布置为轴向地锁住轴以使轴就位。为此，在表冠轴上提供凹槽17以便一个凹槽17对应于一个不连续的轴向位置。在其中闩锁弹簧15位于一个凹槽的轴向位置中(如图1和2中所示)，轴10的任何轴向移动都被阻止。闩锁弹簧15还可以具有另一个用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测时计拨针柄轴(1)的移动的方法，所述时计拨针柄轴(1)被布置为沿着其纵轴轴向移动和/或围绕其纵轴旋转，所述方法包括：‑由光源(5)照亮所述拨针柄轴(1)的一部分；‑由光传感器(12)接收来自所述拨针柄轴(1)的反射或衍射光束(9)；‑由处理器(13)形成表示在第一时刻的所述反射光束(9)的第一像素图案；‑由所述处理器(13)形成表示在随后的第二时刻的所述反射光束的第二像素图案；以及‑如果所述第二像素图案相对于所述第一像素图案移位，则确定表冠已移动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：Y·费里，R·巴尔默，D·施穆茨，P·拉戈热特，
申请(专利权)人：斯沃奇集团研究和开发有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH