(57)【要約】【課題】本発明は、小型で安価に回転機構の回転角度を検出する。【解決手段】回転角度検出装置１は、複数のホール素子が出力する回転体の回転角度に応じた差動信号に基づいて、ベクトル生成部５が、Ｘ軸信号ＸとＹ軸信号Ｙを生成する。回転演算部６が、Ｘ軸信号ＸとＹ軸信号Ｙにより表されるベクトルと基準正弦波データとを積和して回転ベクトルを生成し、大小判定部７が、回転ベクトルの位相と目標位相を比較して判定信号Ｓignを出力する。角度探索部８が、判定信号Ｓignに基づいて回転ベクトルを目標位相になるまで回転演算部６により回転させて、回転ベクトルとベクトルとの角度を回転体の回転角度として検出する。調整値生成部３３等が、ベクトル生成部５等の出力する信号を増減調整する調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を生成してベクトル生成部５等に供給し、誤差補正部９が、オフセット調整期間に調整値を判定信号Ｓignに基づいて補正する。【選択図】          図１
2014211403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転角度に応じて正弦波状に変化するとともに、それぞれ位相の異なる検出信号を出力する状態で配設されている複数の回転検出手段と、
複数の前記検出信号に基づいて、９０度位相差を有するＸ軸信号とＹ軸信号を生成するベクトル生成手段と、
前記Ｘ軸信号と前記Ｙ軸信号により表されるベクトルと、複数の位相を有する基準正弦波とを積和して該ベクトルを回転させた回転ベクトルを生成する回転演算手段と、
前記回転ベクトルの位相を所定の目標位相と比較して、比較結果を判定信号として出力する判定手段と、
前記判定信号に基づいて、前記回転ベクトルが前記目標位相になるまで前記回転演算手段により該回転ベクトルを回転させて、該回転ベクトルと前記ベクトルとの角度を、前記回転体の回転角度として検出して検出角度信号を出力する角度探索手段と、
前記ベクトル生成手段、前記回転演算手段、前記判定手段及び前記角度探索手段の出力する信号のうち少なくとも１つの信号を増減調整する調整値を生成して該手段に供給し、該手段に存在するオフセットを補正する調整値生成手段と、
所定の補正期間において、前記調整値生成手段の生成する前記調整値を前記判定信号に基づいて補正する補正手段と、
を備えていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記回転ベクトルの位相として、該回転ベクトルを表現する成分の１つである回転Ｙ軸信号を用い、前記目標位相として該目標位相を示す基準値信号を用いて、該回転Ｙ軸信号と該基準値信号を比較して前記判定信号を出力することを特徴とする請求項１記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記回転演算手段は、
前記Ｘ軸信号及び前記Ｙ軸信号に対して、それぞれ異なる位相の基準正弦波を乗算してそれぞれ位相の異なるＸ軸乗算信号とＹ軸乗算信号を出力する乗算手段と、
前記乗算手段の出力するＸ軸乗算信号とＹ軸乗算信号を減算して前記回転Ｙ軸信号として出力する減算手段と、
前記補正期間以外の期間において、前記減算手段に、前記Ｘ軸信号と前記基準正弦波との乗算結果及び前記Ｙ軸信号と該基準正弦波との乗算結果を入力し、該補正期間において、該減算手段の入力を短絡する切替手段と、
を備え、
前記補正手段は、
前記判定手段の出力する信号を増減調整する前記調整値生成手段への前記目標位相を増減調整して前記調整値を補正することを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
前記ベクトル生成手段は、
複数の前記検出信号を加減算して、前記Ｘ軸信号を生成するＸ軸生成手段と、
前記補正期間以外の期間においては、複数の前記検出信号を前記Ｘ軸生成手段に入力し、該補正期間においては、該Ｘ軸生成手段の入力を短絡するＸ軸切替手段と、
複数の前記検出信号を加減算して、前記Ｙ軸信号を生成するＹ軸生成手段と、
前記補正期間以外の期間においては、複数の前記検出信号を前記Ｙ軸生成手段に入力し、該補正期間においては、該Ｙ軸生成手段の入力を短絡するＹ軸切替手段と、
を備え、
前記調整値生成手段は、
前記誤差補正手段によって補正された前記調整値を加減算値として前記Ｘ軸生成手段に出力するＸ軸調整値生成手段と、
前記誤差補正手段によって補正された前記調整値を加減算値として前記Ｙ軸生成手段に出力するＹ軸調整値生成手段と、
を備え、
前記誤差補正手段は、
複数の位相をもつ前記基準正弦波の位相を、０度または９０度の自然数倍に順次切り替え、該基準正弦波の位相の切り替えに同期させて、前記調整値を順次決定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
前記回転角度検出装置は、
前記補正期間において、前記回転ベクトルの位相を、前記目標位相に切り替えて前記判定手段へ入力させる切替手段を備え、
前記補正手段は、
前記調整値生成手段への前記目標位相を増減調整させて前記調整値を補正することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転角度検出装置。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記目標位相を示す値に所定の不感帯幅を加算した上側基準信号に対して前記調整値を増減して調整上側基準信号を出力する上側調整値生成手段と、
前記回転Ｙ軸信号と前記調整上側基準信号を比較して、比較結果を上側判定信号として出力する上側比較手段と、
前記目標位相を示す値に所定の不感帯幅を減算した下側基準信号に対して前記調整値を増減して調整下側基準信号を出力する下側調整値生成手段と、
前記回転Ｙ軸信号と前記調整下側基準信号を比較して、比較結果を下側判定信号として出力する下側比較手段と、
を備え、
前記角度探索手段は、
前記上側判定信号と前記下側判定信号に基づいて、前記回転ベクトルが前記目標位相になるまで前記回転演算手段により該回転ベクトルを回転させて、該回転ベクトルと前記ベクトルとの角度を、前記回転体の回転角度として検出して検出角度信号を出力し、
前記補正手段は、
前記補正期間において、前記上側調整値生成手段の生成する前記上側基準信号を前記上側判定信号に基づいて増減調整させて前記調整値を補正するとともに、前記下側調整値生成手段の生成する前記下側基準信号を前記下側判定信号に基づいて増減調整させて前記調整値を補正することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の回転角度検出装置。
【請求項７】
前記判定手段は、
前記補正期間以外の期間において、前記上側比較手段に前記回転Ｙ軸信号を、前記上側調整値生成手段に前記上側基準値信号を、それぞれ入力し、該補正期間において、該上側比較手段に該上側基準値信号を入力する上側切替手段と、
前記補正期間以外の期間において、前記下側比較手段に前記回転Ｙ軸信号を、前記下側調整値生成手段に前記下側基準値信号を、それぞれ入力し、該補正期間において、該下側比較手段に該下側基準値信号を入力する下側切替手段と、
を備えていることを特徴とする請求項６記載の回転角度検出装置。
【請求項８】
前記回転角度検出装置は、
前記回転検出手段の出力する位相の異なる複数の前記検出信号のうち、２つの検出信号の差動信号が２つ入力され、前記補正期間以外の期間においては、入力される２つの該差動信号をそのまま出力し、該補正期間においては、出力を短絡する第１切替手段と、
前記回転検出手段の出力する位相の異なる複数の前記検出信号のうち、２つの検出信号の差動信号が２つ入力され、前記補正期間以外の期間においては、入力される２つの該差動信号をそのまま出力し、該補正期間においては、出力を短絡する第２切替手段と、
前記第１切替手段からの前記差動信号の差分をとって、シングルエンド化して前記ベクトル生成手段へ出力する第１差動手段と、
前記第２切替手段からの前記差動信号の差分をとって、シングルエンド化して前記ベクトル生成手段へ出力する第２差動手段と、
前記調整値生成手段は、
前記第１差動手段及び前記第２差動手段に対して、前記誤差補正手段により決定される調整値を生成して出力し、
前記誤差補正手段は、
前記第１切替手段及び前記第２切替手段の切り替えに同期して、前記第１差動手段及び前記第２差動手段に対する前記調整値を順次決定することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の回転角度検出装置。
【請求項９】
前記回転角度検出装置は、
前記補正期間において、前記角度探索手段による前記ベクトルの回転を停止することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の回転角度検出装置。
【請求項１０】
回転体の回転角度を回転角度検出部で検出して該回転体を回転制御し、該回転体の回転を利用して駆動機構を駆動させて各種画像処理を施す画像処理装置において、
前記回転角度検出部は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の回転角度検出装置であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
回転体の回転角度に応じて正弦波状に変化するとともに、それぞれ位相の異なる検出信号を出力する状態で配設されている複数の回転検出手段の出力する複数の該検出信号に基づいて、９０度位相差を有するＸ軸信号とＹ軸信号を生成するベクトル生成処理ステップと、
前記Ｘ軸信号と前記Ｙ軸信号により表されるベクトルと、複数の位相を有する基準正弦波とを積和して該ベクトルを回転させた回転ベクトルを生成する回転演算処理ステップと、
前記回転ベクトルの位相を所定の目標位相と比較して、比較結果を判定信号として出力する判定処理ステップと、
前記判定信号に基づいて、前記回転ベクトルが前記目標位相になるまで前記回転演算処理ステップにより該回転ベクトルを回転させて、該回転ベクトルと前記ベクトルとの角度を、前記回転体の回転角度として検出して検出角度信号を出力する角度探索処理ステップと、
前記ベクトル生成処理ステップ、前記回転演算処理ステップ、前記判定処理ステップ及び前記角度探索処理ステップで出力される信号のうち少なくとも１つの信号を増減調整する調整値を生成して該処理ステップに供給し、該処理ステップに存在するオフセットを補正する調整値生成処理ステップと、
所定の補正期間において、前記調整値生成処理ステップで生成される前記調整値を前記判定信号に基づいて補正する補正処理ステップと、
を有していることを特徴とする回転角度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法に関し、詳細には、小型で安価に回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ装置、ファクシミリ装置、複写装置、スキャナ装置、複合装置等の画像処理装置においては、駆動モータによって駆動機構を駆動することで、画像読取動作や画像形成動作等の画像処理を行うのに必要な各部を所定速度で駆動させている。
【０００３】
そして、駆動モータ等の回転体を意図する速度で回転駆動するために、従来、回転体の回転角度に応じて正弦波状に変化する信号を出力するセンサを回転体の周囲に配置して、回転角度検出装置で、該センサの出力信号に基づいて回転体の回転角度の検出を行なっている。具体的には、センサとして、ホール素子等の磁気センサが用いられ、回転角度検出装置は、該磁気センサの出力信号から逐次探索アルゴリズムを用いて回転体の回転角度の検出を行っている。
【０００４】
ところが、センサの出力信号から逐次探索アルゴリズムを用いて回転体の回転角度を検出しても、回転角度検出装置内のオフセットの影響を受けて、検出角度に誤差が生じる。すなわち、センサの不平衡電圧のような正弦波信号の信号オフセットや、逐次探索アルゴリズムを実行するためのオペアンプやコンパレータの入力オフセットのような処理回路には、オフセットが存在するため、検出角度に誤差が生じる。
【０００５】
そこで、従来、印加される磁界に応じた電圧を出力するホール素子と、前記ホール素子から出力された電圧を、第１のタイミングと第２のタイミングとで逆極性になるように切り替えて出力するスイッチ回路と、前記スイッチ回路から入力された電圧を増幅して出力する増幅器と、一端が前記増幅器の一方の出力端子に接続され、前記増幅器から出力された電圧を保持する記憶素子と、前記増幅器の他方の出力端子と、前記記憶素子の他端と
の間に接続されたスイッチとを備え、前記第１のタイミングで、前記スイッチが閉じて、前記増幅器から出力された電圧を前記記憶素子に保持させる一方、前記第２のタイミングで、前記スイッチが開いて、前記増幅器の前記他方の出力端子と、前記記憶素子の前記他端との間の電圧が出力されるように構成されるとともに、前記スイッチ回路は、第１の入力用記憶素子と第２の入力用記憶素子とを備え、前記第１のタイミングで、前記ホール素子から出力された電圧を前記第１の入力用記憶素子に保持させるとともに、前記第２の入力用記憶素子に保持された電圧を前記増幅器に出力する一方、前記第２のタイミングで、前記ホール素子から出力された電圧を前記第２の入力用記憶素子に保持させるとともに、前記第１の入力用記憶素子に保持された電圧を前記増幅器に出力するように構成された磁界センサが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
すなわち、この従来技術は、時分割にスイッチを切り替えることで、正弦波信号の信号成分に対して、オフセットが交互に反転する信号を利用してオフセットをキャンセルしようとしている。そして、具体的には、出力端子として、キャパシタの端子を用い、リークによるホールド値の低下を低減するために、該出力端子に、オペアンプを用いたボルテージフォロワ等を付加して用いている。
【０００７】
また、従来、少なくとも２つの磁気センサを用い、該各磁気センサから回転体の回転角度に対応して出力されるセンサ出力信号を信号処理部に入力して所定の信号処理を行うことにより、該回転体の回転角度を検出する回転角度センサであって、前記信号処理部は、前記回転体の回転角度に対応して出力される正弦波又は余弦波状のセンサ出力信号の最大値と最小値とをセンサ毎に加算することにより、オフセット値を算出するオフセット算出処理と、該算出されたオフセット値がデジタル値に換算された換算オフセット値を、前記センサ出力信号からセンサ毎に減算することにより、感度誤差を算出する感度誤差算出処理と、前記換算オフセット値を用いて、前記センサ出力信号に含まれるオフセット値を補正するオフセット補正処理と、前記算出された感度誤差がデジタル値に換算された換算感度誤差を用いて、前記オフセット補正されたセンサ出力信号に対して感度補正を行う感度補正処理とを、所定の演算回路に基づいて実行する較正手段と、前記回転体の回転角度と、前記センサ出力信号と、前記オフセット値と、該オフセット値がデジタル値に換算された換算オフセット値と、前記感度誤差と、該感度誤差がデジタル値に換算された換算感度誤差とを、それぞれ一時的に記憶する記憶手段と、前記所定の演算回路によって前記感度補正された後の較正されたセンサ出力信号を用いて、所定の線形補間処理を実行することにより、前記回転体の回転角度を算出する回転角度算出手段とを具えた回転角度センサが提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
すなわち、この従来技術は、デジタル変換手段及びデジタル演算手段を備え、デジタル値に換算された換算オフセット値を用いて、センサ出力信号に含まれるオフセット値を補正するとともに、センサ出力信号からセンサ毎に換算オフセット値を減算して感度誤差を算出する。そして、該感度誤差を用いて演算回路によってセンサ出力信号を補正して、補正後のセンサ出力信号を用いて、線形補完処理して回転体の回転角度を算出することで、オフセットをキャンセルしようとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、オフセットを適切にかつ安価に除去する上で、改良の必要があった。
【００１０】
すなわち、特許文献１記載の従来技術にあっては、実際には、出力端子として、キャパシタの端子を用い、リークによるホールド値の低下を低減するために、該出力端子に、オペアンプを用いたボルテージフォロワ等を付加して用いている。したがって、オペアンプやコンパレータの入力オフセットは、除去（以下、適宜、キャンセルともいう。）することができず、補正することのできない回路オフセットが存在し、オフセットをキャンセルすることができない。その結果、回転体の回転角度を正確に検出することができないという問題があった。
【００１１】
また、特許文献２記載の従来技術にあっては、デジタル変換手段及びデジタル演算手段を必要とし、製造工程において、回路規模の増大によるコストの増加、また、調整して調整値を記憶手段に保持する場合には、さらに製造コストの増加によって、コストが高くなるという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、オフセットを安価かつ正確に除去して、回転体の回転角度を安価かつ正確に検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１記載の回転角度検出装置は、  回転体の回転角度に応じて正弦波状に変化するとともに、それぞれ位相の異なる検出信号を出力する状態で配設されている複数の回転検出手段と、複数の前記検出信号に基づいて、９０度位相差を有するＸ軸信号とＹ軸信号を生成するベクトル生成手段と、前記Ｘ軸信号と前記Ｙ軸信号により表されるベクトルと、複数の位相を有する基準正弦波とを積和して該ベクトルを回転させた回転ベクトルを生成する回転演算手段と、前記回転ベクトルの位相を所定の目標位相と比較して、比較結果を判定信号として出力する判定手段と、前記判定信号に基づいて、前記回転ベクトルが前記目標位相になるまで前記回転演算手段により該回転ベクトルを回転させて、該回転ベクトルと前記ベクトルとの角度を、前記回転体の回転角度として検出して検出角度信号を出力する角度探索手段と、前記ベクトル生成手段、前記回転演算手段、前記判定手段及び前記角度探索手段の出力する信号のうち少なくとも１つの信号を増減調整する調整値を生成して該手段に供給し、該手段に存在するオフセットを補正する調整値生成手段と、所定の補正期間において、前記調整値生成手段の生成する前記信号の増減調整値を前記判定信号に基づいて補正する補正手段と、を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、オフセットを安価かつ正確に除去して、回転体の回転角度を安価かつ正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例を適用した回転角度検出装置の回路構成図。
【図２】正弦波信号Ｖｕ、Ｖｖの波形図。
【図３】ベクトル生成部におけるベクトル生成処理の説明図。
【図４】Ｘ軸信号とＹ軸信号の一例を示す図。
【図５】メモリに格納されている正弦データ及び余弦データの一例を示す図。
【図６】角度探索部による角度探索処理の説明図。
【図７】調整値生成部の動作説明図。
【図８】Ｘ軸信号Ｘ、Ｙ軸信号Ｙと回転Ｘ軸信号Ｘ’、回転Ｙ軸信号Ｙ’の関係を示す図。
【図９】オフセット調整処理を示すフローチャート。
【図１０】調整値決定処理の説明図。
【図１１】第２実施例の回転角度検出装置における大小判定部の回路構成図。
【図１２】第３実施例の回転角度検出装置における大小判定部の回路構成図。
【図１３】第３実施例の角度探索部によける角度探索処理の説明図。
【図１４】不感帯を設けたバイアス値の説明図。
【図１５】第３実施例における調整値決定処理の説明図。
【図１６】第３実施例の回転角度検出装置における大小判定部の他の回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図１０は、本発明の回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法の第１実施例を示す図であり、図１は、本発明の回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法の第１実施例を適用した回転角度検出装置１の回路構成図である。
【００１８】
図１において、回転角度検出装置１は、スイッチ部２、差動部３、スイッチ部４、ベクトル生成部５、回転演算部６、大小判定部７、角度探索部８、誤差補正部９及びクロック発生部１０等を備えている。
【００１９】
スイッチ部２は、スイッチ２１とスイッチ２２を備えており、例えば、ＤＣブラシレスモータの回転軸等の回転体に取り付けられている図示しないホール素子（回転検出手段）からＵ相とＶ相の差動信号（検出信号）ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−が入力される。
【００２０】
すなわち、回転駆動検出装置１は、ＤＣブラシレスモータ等の回転軸である回転体を検出対象として、該回転体の回転角度を検出する。
【００２１】
通常、ＤＣブラシレスモータは、相互に１２０度の位相差を有し、Ｙ字結線されているＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のコイルと、該コイルと対向するとともにＳ極とＮ極が交互に並ぶ状態で位置に配置されている永久磁石である回転体とを備えている。ＤＣブラシレスモータは、端子からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動電流が、回転体の角度に応じて適切に転流されることで、回転駆動される。なお、ＤＣブラシレスモータは、回転体を駆動するためには、磁気センサであるホール素子の検出する差動信号の出力方向及び磁束の方向に対して、垂直に電圧を印加する必要がある。
【００２２】
この回転角度検出装置１及びＤＣブラシレスモータは、複合装置等の画像処理装置に適用され、回転体の回転軸（図示略）には、画像処理装置の駆動機構が連結される。
【００２３】
そして、上記ホール素子は、回転体の近傍の所定位置に固定配置されており、回転体の磁界に応じて変化するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−をそれぞれ出力する。ホール素子は、通常、差動信号ＨＵ＋、／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−をシングルエンド化して、アナログ変換したアナログホール信号が、相互に１２０度の位相差を持つ正弦波となる位置に固定配置されている。
【００２４】
スイッチ（第１切替手段）２１には、差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−がホール素子から入力される。スイッチ２１は、通常動作時には、Ｕ相差動正弦波信号ＨＵ＋、ＨＵ−を、差動部３の後述するＵ相差動アンプ３１の入力端子ＩＮ３１ｕａ、ＩＮ３１ｕｂに接続し、オフセットの調整時には、前記入力端子ＩＮ３１ｕａ、ＩＮ３１ｕｂを短絡する。オフセット調整時の動作については後述する。
【００２５】
スイッチ（第２切替手段）２２は、差動信号ＨＶ＋／ＨＶ−がホール素子から入力される。スイッチ２２は、通常動作時には、回転体の回転角度θに応じて正弦波状に変化する差動信号ＨＶ＋、ＨＶ−を、差動部３の後述するＶ相差動アンプ３２の入力端子ＩＮ３２ｖａ、ＩＮ３２ｖｂに接続し、オフセットの調整時には、前記入力端子ＩＮ３２ｖａ、ＩＮ３２ｖｂを短絡する。オフセット調整時の動作については後述する。
【００２６】
差動部３は、Ｕ相差動アンプ３１とＶ相差動アンプ３２及び調整値生成部３３、３４を備えている。Ｕ相差動アンプ３１には、入力端子ＩＮ３１ｕａ、ＩＮ３１ｕｂからＵ相差動信号ＨＵ＋、ＨＵ−が、Ｖ相差動アンプ３２には、入力端子ＩＮ３２ｖａ、ＩＮ３２ｖｂからＶ相差動信号ＨＶ＋、ＨＶ−が、それぞれ入力される。また、各差動アンプ３１、３２には、調整値生成部３３、３４からオフセット調整済みの調整値である調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）が入力される。
【００２７】
調整値生成部（調整値生成手段）３３、３４は、外部から入力されるバイアス（基準信号）Ｖbiasに調整値Ｖadjを加算して、調整値として、調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）を、対応する差動アンプ３１、３２に出力する。なお、調整値生成部３３、３４については、後で詳細に説明する。
【００２８】
なお、本実施例では、差動部３は、２つの差動アンプ３１、３２を備えているが、差動アンプの数は、２つに限るものではなく、適切に正弦波信号を生成することのできる数であれば、２つ以上であってもよい。
【００２９】
差動アンプ（第１差動手段）３１は、理想的には、入力端子ＩＮ３１ｕａ、ＩＮ３１ｕｂから入力されるＵ相差動信号ＨＵ＋、ＨＵ−の差分をとり、所定の倍率αを乗じて、さらに、仮想的にゼロとみなすバイアスＶbiasを加算して、Ｕ相正弦波信号Ｖｕを出力する。ところが、Ｕ相差動アンプ３１は、オペアンプで構成され、入力オフセットＶofsが存在するため、後述する検出角度θｄの回転角度θに対する誤差が生じる要因となる。そこで、入力オフセットＶofsを調整値Ｖadjにより補正する。なお、調整値の決定については、後述するオフセット調整の説明において、詳細に説明する。
【００３０】
差動アンプ３１は、次式（１）に示すアナログ信号演算を行ない、Ｕ相正弦波信号Ｖｕを出力する。
【００３１】
【数１】
2014211403.tif 000003
【００３２】
Ｖ相差動アンプ（第２差動手段）３２は、Ｕ相差動アンプ３１と同様に、理想的には、２つの入力端子ＩＮ３２ｖａ、ＩＮ３２ｖｂから入力されるＶ相差動信号ＨＶ＋、ＨＶ−の差分を取り、所定の倍率αを乗じて、さらに、仮想的にゼロとみなすバイアスＶbiasを加算して、Ｕ相正弦波信号Ｖｕを出力する。ところが、Ｖ相差動アンプ３２は、Ｕ相差動アンプ３１と同様に、オペアンプで構成され、入力オフセットＶofsが存在するため、後述する検出角度θｄの回転角度θに対する誤差が生じる要因となる。そこで、Ｖ相差動アンプ３２は、入力オフセットＶofsを調整値Ｖadjにより補正する。なお、調整値の決定については、後述するオフセット調整の説明において、詳細に説明する。
【００３３】
差動アンプ３２は、次式（２）に示すアナログ信号演算を行ない、Ｖ相正弦波信号Ｖｖを出力する。
【００３４】
【数２】
2014211403.tif 000004
【００３５】
そして、差動部３は、上記Ｕ相正弦波信号Ｖｕ、Ｖ相正弦波信号Ｖｖを生成して、出力するが、このＵ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖは、互いに１２０度の位相差を有し、回転角度θに対して、図２に示すような波形となっている。また、Ｕ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖは、次式（３）で示される。
【００３６】
【数３】
2014211403.tif 000005
【００３７】
スイッチ部（切替手段）４は、Ｕ相用のスイッチ４１とＶ相用のスイッチ４２を備えており、スイッチ４１には、Ｕ相正弦波信号Ｖｕが、スイッチ４２には、Ｖ相正弦波信号Ｖｖがそれぞれ入力される。
【００３８】
スイッチ４１は、通常動作時には、Ｕ相正弦波信号Ｖｕを、後述するベクトル生成部５へ出力し、オフセット調整時には、信号を遮断する。
【００３９】
スイッチ４２は、通常動作時には、Ｖ相正弦波信号Ｖｖを、ベクトル生成部５へ出力、オフセット調整時には、信号を遮断する。
【００４０】
ベクトル生成部（ベクトル生成手段）５は、スイッチ５１、５２、Ｘ軸生成アンプ５３、Ｙ軸生成アンプ５４、調整値生成部５５、５６等を備えている。
【００４１】
スイッチ５１、５２には、スイッチ４１及びスイッチ４２から、それぞれＵ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖが入力される。スイッチ（Ｘ軸切替手段）５１は、通常動作時には、スイッチ４１、４２それぞれから出力される２つの正弦波信号Ｖｕ、Ｖｖを、Ｘ軸生成アンプ５３の入力端子ＩＮ５３ａ、ＩＮ５３ｂに出力させ、オフセット調整時には、入力端子ＩＮ５３ａ、ＩＮ５３ｂを短絡する。オフセット調整時の動作については後述する。スイッチ（Ｙ軸切替手段）５２は、通常動作時には、スイッチ４１、４２それぞれから出力される２つの正弦波信号Ｖｕ、Ｖｖを、Ｙ軸生成アンプ５４の入力端子ＩＮ５４ａ、ＩＮ５４ｂに接続し、オフセット調整時には、入力端子ＩＮ５４ａ、ＩＮ５４ｂを短絡する。オフセット調整時の動作については後述する。
【００４２】
Ｘ軸生成アンプ（Ｘ軸生成手段）５３は、２つの入力端子ＩＮ５３ａ、ＩＮ５３ｂを備えており、また、バイアスＶbiasと調整値Ｖadjの加算値（Ｖbias＋Ｖadj）が、調整値生成部（Ｘ軸調整値生成手段）５５から入力される。Ｘ軸生成アンプ５３は、入力端子ＩＮ５３ａ、ＩＮ５３ｂから入力されるＵ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖを、次式（４）で示すアナログ信号演算を行って、Ｘ軸信号Ｘを生成して、回転演算部６へ出力する。
【００４３】
【数４】
2014211403.tif 000006
【００４４】
すなわち、Ｘ軸生成アンプ５３は、理想的には、入力端子ＩＮ５３ａ、ＩＮ５３ｂから入力される信号の差分をとり、所定の倍率を乗じて、仮想的にゼロとみなすバイアスＶbiasを加算して、Ｘ軸信号Ｘを出力する。ところが、Ｘ軸生成アンプ５３は、オペアンプが用いられており、入力オフセットＶofsが存在するため、検出角度θｄの回転角度θに対する誤差が生じる要因となる。そこで、Ｘ軸生成アンプ５３は、調整値生成部５５により、入力オフセットＶofsを調整値Ｖadjにより補正する。なお、この場合の調整値Ｖadjの値の決定は、オフセット調整において説明する。
【００４５】
Ｙ軸生成アンプ（Ｙ軸生成手段）５４は、２つの入力端子ＩＮ５４ａ、ＩＮ５４ｂを備えており、また、バイアスＶbiasと調整値Ｖadjの加算値（Ｖbias＋Ｖadj）が、調整値生成部（Ｙ軸調整値生成手段）５６から入力される。Ｙ軸生成アンプ５４は、入力端子ＩＮ５４ａ、ＩＮ５４ｂから入力されるＵ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖを、次式（５）で示すアナログ信号演算を行って、Ｙ軸信号Ｙを生成して、回転演算部６へ出力する。
【００４６】
【数５】
2014211403.tif 000007
【００４７】
すなわち、Ｙ軸生成アンプ５４は、Ｘ軸生成アンプ５３の場合と同様に、理想的には、入力端子ＩＮ５４ａ、ＩＮ５４ｂから入力される信号の差分をとり、所定の倍率を乗じて、仮想的にゼロとみなすバイアスＶbiasを加算して、Ｙ軸信号Ｙを出力する。ところが、Ｙ軸生成アンプ５４は、オペアンプが用いられており、入力オフセットＶofsが存在するため、検出角度θｄの回転角度θに対する誤差が生じる要因となる。そこで、Ｙ軸生成アンプ５４は、調整値生成部５６により、入力オフセットＶofsを調整値Ｖadjにより補正する。なお、この場合の調整値Ｖadjの値の決定は、オフセット調整において説明する。
【００４８】
すなわち、ベクトル生成部５は、図３に示すような演算処理を行う。すなわち、図３に示すように、直交するＸＹ平面上に、Ｘ軸に対して、＋４５度の方向に、Ｕ軸を、Ｙ軸に対して＋４５度の方向に、Ｖ軸をとる。そして、Ｕ軸、Ｖ軸の長さ１を、単位ベクトルＵ、Ｖとしたとき、ベクトルＵ＋Ｖは、Ｙ軸上のベクトルとなり、ベクトルＵ−Ｖは、Ｘ軸上のベクトルとなる。そして、ベクトル生成部５は、次式（６）に示す演算を行うこととなり、図４に示すような直交した波形のＸ軸信号Ｘ、Ｙ軸信号Ｙを生成して、回転演算部６へ出力する。
【００４９】
【数６】
2014211403.tif 000008
【００５０】
なお、本実施例においては、ベクトル生成部５において、２つの正弦波信号から直交するＸ軸信号ＸとＹ軸信号Ｙを生成しているが、直交した２つの信号Ｘ、Ｙを生成することができる場合には、２つ以上の正弦波信号を加減算処理を行ってＸ軸信号ＸとＹ軸信号Ｙを生成してもよい。また、正弦波信号Ｖｕ、Ｖｖが、元々直交する信号であれば、回転角度検出装置１としては、正弦波信号Ｕ、ＶをそのままＸ軸信号Ｘ、Ｙ軸信号Ｙとして用い、ベクトル生成部５を省いた構成であってもよい。
【００５１】
次に、回転演算部（回転演算手段）６は、乗算器６１、加算アンプ６２、スイッチ６３、減算アンプ６４及びメモリ６５等を備えており、Ｘ軸信号Ｘ及びＹ軸信号Ｙにより表現されるベクトルを、検出角度θｄの値に従って回転変換して、回転Ｘ軸信号Ｘ’、回転Ｙ軸信号Ｙ’として出力する。
【００５２】
乗算器（乗算手段）６１は、乗算型ＤＡＣ（digital analog convertor：デジタルアナログコンバータ）であり、次式（７）に示すように、Ｘ軸信号ＸまたはＹ軸信号Ｙと、基準正弦波である正弦データdsinまたは余弦データdcosを組み合わせて乗算した４つの乗算結果信号（乗算信号）Ｘcos、Ｙsin、Ｘsin、Ｙcosを出力する。
【００５３】
【数７】
2014211403.tif 000009
【００５４】
加算アンプ６２は、次式（８）に示すように、乗算器６１の出力する２つの乗算結果信号Ｘｃｏｓ、Ｙｓｉｎの和に、仮想的にゼロとみなすバイアスＶbiasを加算し、回転Ｘ軸信号Ｘ’を算出して、出力する。なお、加算アンプ６２は、オペアンプが用いられていて入力オフセットが存在するが、この入力オフセットは、検出角度θｄの誤差に直接的な影響は与えないため、本実施例の加算アンプ６２については、入力オフセットの調整を行わない。
【００５５】
【数８】
2014211403.tif 000010
【００５６】
スイッチ（切替手段）６３は、通常動作時には、乗算器６１の出力する２つの乗算結果信号Ｘｓｉｎ、Ｙｃｏｓを、減算アンプ６４の入力端子ＩＮ６４ａ、６４ｂに出力し、オフセット調整時には、入力端子ＩＮ６４ａ、６４ｂを短絡する。なお、オフセット調整時の動作については後述する。
【００５７】
減算アンプ（減算手段）６４は、次式（９）に示すように、２つの入力端子ＩＮ６４ａ、６４ｂに入力される乗算結果信号Ｘｓｉｎ、Ｙｃｏｓ（Ｘ軸乗算信号、Ｙ軸乗算信号）の差分をとるとともに、仮想的にゼロとみなすバイアスＶbiasを加算し、回転Ｙ軸信号Ｙ’を算出して、大小判定部７へ出力する。なお、減算アンプ６４は、オペアンプが用いられていて入力オフセットが存在するが、本実施例では、この入力オフセットは、後述する大小判定部７で調整されるため、減算アンプ６４については、調整値Ｖadjを入力しない、すなわち、入力オフセットの調整を行わない。
【００５８】
【数９】
2014211403.tif 000011
【００５９】
メモリ６５は、不揮発メモリであり、それぞれ１周期を６４分割して、振幅を１２７［ＬＳＢ］で表す基準正弦波である正弦データsindat及び余弦データcosdatを格納している。メモリ６５は、後述する角度探索部８の出力する６ビットの語長をもつ検出角度θｄが入力され、該検出角度θｄの値に従って、図５に示すように、それぞれ対応するデータ値（正弦データｄsin、余弦データｄcosを、乗算器６１へ出力する。
【００６０】
大小判定部（判定手段）７は、比較部７１及び調整値生成部７２等を備えている。調整値生成部７２は、外部から入力されるバイアスＶbiasに調整値Ｖadjを加算して、調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）を調整値として、比較部７１の入力端子ＩＮ７１ｂへ出力する。なお、調整値生成部７２については、後で詳細に説明する。
【００６１】
比較部７１は、入力端子ＩＮ７１ａに、回転演算部６から回転Ｙ軸信号Ｙ’が入力され、入力端子７１ｂに、上記調整値生成部７２から調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）が入力される。比較部７１は、次式（１０）に示すように、回転Ｙ軸信号Ｙ’と調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）の大小を比較して、判定信号Ｓignを角度探索部８及び誤差補正部９へ出力する。
【００６２】
【数１０】
2014211403.tif 000012
【００６３】
すなわち、大小判定部７は、回転Ｘ軸信号Ｘ’及び回転Ｙ軸信号Ｙ’により表現され、回転されたベクトル（以下、回転ベクトルという。）が、回転の目標（目標位相）であるＸ軸に（Ｙ’＝０）対して、大きいか小さいかを判定して、判定結果を判定信号Ｓignとして出力する。そして、大小判定部７は、検出角度θｄが、回転体の実際の回転角度θに対して、大きいとき（θｄ＞θ）には、Ｓign＝Ｌｏを出力し、小さいとき（θｄ＜θ）には、Ｓign＝Ｈｉを出力する。
【００６４】
角度探索部（角度探索手段）８は、図６に示すように、トリガｆｓが入力される毎に、判定信号Ｓignの論理がＨｉであるか、Ｌｏであるかチェックして、検出角度θｄのカウントアップとカウントダウンを行って、角度探索する。すなわち、角度探索部８は、トリガｆｓが入力されたときに、判定信号Ｓignの論理がＨｉであると、検出角度θｄを１カウント増加させ、判定信号Ｓignの論理がＬｏであると、 検出角度θｄを１カウント減少させて、検出角度θｄを出力する。すなわち、角度探索部８は、判定信号Ｓignに基づいて、回転ベクトルが目標位相であるＸ軸になるまで回転演算部６により該回転ベクトルを回転させて、該回転ベクトルと前記ベクトルとの角度を、回転体の回転角度として検出して検出角度θｄを出力する。
【００６５】
検出角度θｄは、角度検出装置１の検出値であり、本実施例の角度検出装置１においては、語調６ビットの繰り返しカウントとなっている。
【００６６】
誤差補正部（補正手段）９は、判定信号Ｓignを監視して、判定信号ＳignがＨｉへ変化すると、各調整値生成部３３、３４、５５、５６、７２に、調整制御信号Ａdjctlを出力し続ける。各調整値生成部３３、３４、５５、５６、７２は、調整制御信号Ａdjctlが入力されている間は、後述するスイープを停止して値を保持する。
【００６７】
そして、調整値生成部（調整値生成手段）３３、３４、５５、５６、７２は、例えば、複数の抵抗とスイッチからなるデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）で構成されている。調整値生成部３３、３４、５５、５６、７２は、図７に示すように、外部から入力されるバイアスＶbiasに、調整値Ｖadjを加算調整して調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）をオフセットを除去するための調整値として出力する。調整値生成部３３、３４、５５、５６、７２は、入力されるバイアスＶbiasと所定の調整幅Ｖthに対して、上限（Ｖbias＋Ｖth）から下限（Ｖbias−Ｖth）の範囲において、調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）を生成して出力する。
【００６８】
クロック発生部１０は、発振器１１と分周器１２等を備えている。クロック発生部１０は、発振器１１が、所定周波数のクロック信号ｃｌｋを発振出力して、分周器１２が、このクロック信号ｃｌｋを分周してトリガｆｓを、角度探索部８等の必要な各部に出力する。
【００６９】
次に、本実施例の作用について説明する。本実施例の回転角度検出装置１は、装置内の回路において存在するオフセットを、安価かつ正確に除去（キャンセル）して、回転体の回転角度を安価かつ正確に検出する。
【００７０】
すなわち、上述のように、回転角度検出装置１は、差動部３のＵ相差動アンプ３１とＶ相差動アンプ３２、ベクトル生成部５のＸ軸生成アンプ５３とＹ軸生成アンプ５４、回転演算部６の減算アンプ６４及び大小判定部７の比較部７１等に、それぞれ入力オフセットが誤差として存在し、検出角度θｄの誤差要因となる。
【００７１】
そこで、本実施例の回転角度検出装置１は、これらオフセットの存在する各部に対して、調整値生成部３３、３４、５５、５６、７２から基準のバイアスＶbiasを入力したり、必要に応じて、さらに、調整値Ｖadjを加算した調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）を入力することで、オフセットをキャンセルしている。
【００７２】
すなわち、回転角度検出装置１は、通常動作時には、各スイッチ２１、２２、４１、４２、５１、５２、６３は、それぞれ前段から入力される入力を、そのまま次段へ出力する。
【００７３】
回転角度検出装置１は、この通常動作においては、差動部３が、その差動アンプ３１、３２で、回転体の回転を検出するホール素子からの差動信号ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−からＵ相正弦波信号Ｖｕ、Ｖ相正弦波信号Ｖｖを生成して出力する。このとき、差動アンプ３１、３２は、式（１）、（２）に示したように、調整値生成部３３、３４から入力される調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）を加算して、オフセット調整したＵ相正弦波信号Ｖｕ、Ｖ相正弦波信号Ｖｖを生成してスイッチ４を介してベクトル生成部５へ出力する。
【００７４】
ベクトル生成部５は、そのアンプ５３、５４が、スイッチ５１、５２を介して入力されるＵ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖに対して、式（４）〜（６）に示したように演算処理して、Ｘ軸信号Ｘ及びＹ軸信号Ｙを生成して、回転演算部６へ出力する。ベクトル生成部５は、式（４）〜（６）に示したように、信号Ｖｕ、Ｖｖに対して上記アナログ信号処理を行うとともに、調整値生成部５５、５６から入力される調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）を加算して、オフセット調整したＸ軸信号Ｘ及びＹ軸信号Ｙを生成する。
【００７５】
回転演算部６は、ベクトル生成部５の生成したＸ軸信号Ｘ及びＹ軸信号Ｙにより表現されるベクトルを、検出角度θｄの値に従って回転変換して、回転Ｘ軸信号Ｘ’、回転Ｙ軸信号Ｙ’として出力する。なお、ベクトル生成部５は、その加算アンプ６２及び減算アンプ６４に入力オフセットが存在するが、この入力オフセットは、大小判定部７で調整されるため、調整値Ｖadjによるオフセット調整を行わない。
【００７６】
大小判定部７は、式（１０）に示したように、回転Ｘ軸信号Ｘ’及び回転Ｙ軸信号Ｙ’により表現され回転する回転ベクトルが、回転の目標であるＸ軸に（Ｙ’＝０）対して、大きいか小さいかを判定して、判定結果を判定信号Ｓignとして出力する。大小判定部７は、検出角度θｄが、回転体の実際の回転角度θに対して、大きいときには、Ｓign＝Ｌｏを出力し、小さいときには、Ｓign＝Ｈｉを出力する。
【００７７】
角度探索部８は、トリガｆｓが入力される毎に、判定信号Ｓignの論理がＨｉであると、検出角度θｄを１カウント増加させ、判定信号Ｓignの論理がＬｏであると、 検出角度θｄを１カウント減少させて、検出角度θｄを出力する。
【００７８】
このように、本実施例の回転角度検出装置１は、通常動作においては、回転Ｘ軸信号Ｘ’及び回転Ｙ軸信号Ｙ’により表現される回転ベクトルが、図８及び次式（１１）で示されるように、目標であるＸ軸へ１ステップずつ回転し、Ｘ軸近傍まで回転した後は、常にＸ軸に追従させる。この元のＸ軸信号Ｘ及びＹ軸信号Ｙで表されるベクトルから回転Ｘ軸信号Ｘ’及び回転Ｙ軸信号Ｙ’により表される回転ベクトルへの回転量が検出角度θｄであり、回転角度θの検出値である。
【００７９】
【数１１】
2014211403.tif 000013
【００８０】
すなわち、差動部３のＵ相差動アンプ３１とＶ相差動アンプ３２、ベクトル生成部５のＸ軸生成アンプ５３とＹ軸生成アンプ５４、回転演算部６の減算アンプ６４及び大小判定部７の比較部７１に対して、基準のバイアスＶbiasに調整値Ｖadjを加算調整した調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）をオフセットを調整する調整値として入力して、バイアス調整している。
【００８１】
ところが、上述のように、回転角度検出装置１は、その内部回路に、検出角度θｄの検出に影響するオフセットが存在するため、適宜のタイミングで、図９に示すように、オフセット調整処理を行う。
【００８２】
すなわち、回転角度検出装置１は、適宜のオフセット調整タイミングになると、オフセット調整動作開始のシーケンスを開始して、まず、角度探索部８によるベクトル回転処理を停止する（ステップＳ１０１）。すなわち、角度探索部８は、ステップＳ１０４以降の調整動作を適切に行うために、判定部７から入力される判定信号Ｓignに関わらず、検出角度θｄを変更しないようにする。
【００８３】
次に、回転角度検出装置１は、回転演算部６のスイッチ６３に減算アンプ６４の入力端子ＩＮ６４ａと入力端子ＩＮ６４ｂを短絡させるスイッチ動作を行わせる（ステップＳ１０２）。回転演算部６のスイッチ６３に減算アンプ６４の入力端子ＩＮ６４ａと入力端子ＩＮ６４ｂを短絡すると、減算アンプ６４は、回転Ｙ軸信号Ｙ’として、バイアスＶbiasに減算アンプ６４の入力オフセットを加算した値を出力する。
【００８４】
この状態で、回転角度検出装置１は、大小判定部７の調整値生成部７２の調整値Ｖadjを決定することで、比較部７１のオフセット調整を行う調整値決定処理を行う（ステップＳ１０３）。回転角度検出装置１は、この調整値決定処理を行うことで、大小判定部７の比較部７１と回転演算部６の減算アンプ６４の入力オフセットを同時に補正する。
【００８５】
調整値生成部７２は、このオフセットの調整値Ｖadjを決定する調整値決定処理を、以下のように行う。すなわち、調整値生成部７２は、調整値決定処理を開始すると、図１０に示すように、下限（Ｖbias−Ｖth）から出力（Ｖbias＋Ｖadj）をスイープ、すなわち、図１０に示すように、下限（Ｖbias−Ｖth）から出力（Ｖbias＋Ｖadj）を調整幅Ｖthずつ変化させて判定信号Ｓignを監視する処理を開始する。回転角度検出装置１は、誤差補正部９に、判定信号Ｓignを監視させて、判定信号ＳignがＬｏからＨｉに変化すると、調整値生成部７２によるスイープを停止させて、そのときの調整値Ｖadjを保持させる。なお、調整幅Ｖthは、調整値Ｖadjを変化させていく変化幅であり、予め設定されている。この調整幅Ｖthは、予想される入力オフセットの範囲内において、確実に最適な調整値Ｖadjを決定することのできる値が設定されている。
【００８６】
なお、上記説明においては、調整値生成部７２における調整値Ｖadjを決定する調整値決定処理について説明したが、以下の説明で調整値Ｖadjを決定する調整値生成部３３、３４、５５、５６においても、同様の調整値決定処理を行う。したがって、以下の説明では、その詳細な説明を省略する。また、各調整値生成部３３、３４、５５、５６、７２の調整値Ｖadjは、上記式（１）、式（２）、式（４）、式（５）及び式（１０）の入力オフセットＶofsを、補正対称の値に、それぞれ独立に決定されている。
【００８７】
次に、回転角度検出装置１は、角度探索部８の出力する検出角度θｄを「４８」（θｄ＝４８）にセットする（ステップＳ１０４）。すなわち、回転角度検出装置１は、検出角度θｄ＝４８とすることで、回転演算部６の乗算器６１の乗算結果信号Ｙｃｏｓを「０」（Ｙｃｏｓ＝０）として、ベクトル生成部５のＸ軸生成アンプ５３からの信号を遮断するためと、回転演算部６の減算アンプ６４で反転する乗算結果信号Ｘｓｉｎの符号を合わせる。
【００８８】
次に、回転角度検出装置１は、スイッチ６３を通常時の接続に戻し、スイッチ５１を、Ｘ軸生成アンプ５３の入力端子ＩＮ５３ａと入力端子ＩＮ５３ｂを短絡させる状態にする（ステップＳ１０５）。この状態においては、Ｘ軸生成アンプ５３は、バイアスＶbiasにＸ軸生成アンプ５３の入力オフセットが加算された値を、Ｘ軸信号Ｘとして出力する。
【００８９】
この状態で、回転角度検出装置１は、調整値生成部５５の調整値決定処理を行って、Ｘ軸生成アンプ５３の入力オフセットを補正する（ステップＳ１０６）。この調整値生成部５５の調整値決定処理は、上記調整値生成部７２の場合と同様であり、説明を省略する。
【００９０】
次に、回転角度検出装置１は、角度探索部８の出力する検出角度θｄを「０」（θｄ＝０）にセットする（ステップＳ１０７）。すなわち、回転角度検出装置１は、検出角度θｄ＝０とすることで、回転演算部６の乗算器６１の乗算結果Ｘｓｉｎを「０」（Ｘｓｉｎ＝０）として、Ｘ軸生成アンプ５３からの信号を遮断する。
【００９１】
この状態で、回転角度検出装置１は、スイッチ５１を通常時の接続に戻し、スイッチ５２を、Ｙ軸生成アンプ５４の入力端子ＩＮ５４ａと入力端子ＩＮ５４ｂを短絡させる状態にする（ステップＳ１０８）。この状態においては、Ｙ軸生成アンプ５４は、バイアスＶbiasにＹ軸生成アンプ５４の入力オフセットが加算された値を、Ｙ軸信号Ｙとして出力する。
【００９２】
この状態で、回転角度検出装置１は、調整値生成部５６の調整値決定処理を行って、Ｙ軸生成アンプ５４の入力オフセットを補正する（ステップＳ１０９）。この調整値生成部５６の調整値決定処理は、上記調整値生成部７２の場合と同様であり、説明を省略する。
【００９３】
次に、回転角度検出装置１は、スイッチ５２を通常時の接続に戻し、スイッチ４２を、差動部３へのＶ相正弦波信号Ｖｖを遮断する状態、スイッチ２１をＵ相差動アンプ３１の入力端子ＩＮ３１ｕａと入力端子ＩＮ３１ｕｂを短絡させる状態にする（ステップＳ１１０）。この状態においては、Ｕ相差動アンプ３１は、調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）にＵ相差動アンプ３１の入力オフセットが加算された値を、Ｕ相正弦波信号Ｖｕとして出力する。
【００９４】
この状態で、回転角度検出装置１は、調整値生成部３３の調整値決定処理を行って、Ｕ相差動アンプ３１の入力オフセットを補正する（ステップＳ１１１）。この調整値生成部３３の調整値決定処理は、上記調整値生成部７２の場合と同様であり、説明を省略する。
【００９５】
次に、回転角度検出装置１は、スイッチ２１及びスイッチ４２を、通常時の接続に戻し、スイッチ４１を、ベクトル生成部５へのＵ相正弦波信号Ｖｕの入力を遮断する状態、スイッチ２２を、Ｖ相差動アンプ３２の入力端子ＩＮ３２ａとＩＮ３２ｂを短絡する状態にする。この状態においては、Ｖ相差動アンプ３２は、調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）にＶ相差動アンプ３２の入力オフセットが加算された値を、Ｖ相正弦波信号Ｖｖとして出力する。
【００９６】
この状態で、回転角度検出装置１は、調整値生成部３４の調整値決定処理を行って、Ｖ相差動アンプ３２の入力オフセットを補正する（ステップＳ１１３）。この調整値生成部３４の調整値決定処理は、上記調整値生成部７２の場合と同様であり、説明を省略する。
【００９７】
次に、回転角度検出装置１は、スイッチ４１及びスイッチ２２を、通常時の接続に戻して、全ての信号接続を通常時に戻す（ステップＳ１１４）。
【００９８】
回転角度検出装置１は、最後に角度探索部８の動作を再開させ、検出角度θｄを、正しい検出角度へ収束させる処理を開始して、オフセット調整処理を終了する（ステップＳ１１５）。
【００９９】
なお、回転角度検出装置１は、誤差補正部９の出力する調整制御信号により、各部の動作を制御することで、上記オフセット調整処理動作を行う。
【０１００】
そして、回転角度検出装置１は、上記差動部３から角度探索部８は、その基本的な構成が従来の回転角度検出装置の構成と同様であり、その判定部７の判定結果に基づいて、誤差補正部９が、オフセットを除去するための調整値Ｖadjを決定している。したがって、回転角度検出装置１ないのオフセットを、安価にかつ正確に除去することができる。
【０１０１】
このように、本実施例の回転角度検出装置１は、回転体の回転角度に応じて正弦波状に変化するとともに、それぞれ位相の異なる差動信号（検出信号）を出力する状態で配設されている複数のホール素子（回転検出手段）と、複数の前記差動信号に基づいて、９０度位相差を有するＸ軸信号ＸとＹ軸信号Ｙを生成するベクトル生成部（ベクトル生成手段）５と、前記Ｘ軸信号Ｘと前記Ｙ軸信号Ｙにより表されるベクトルと、複数の位相を有する基準正弦波である正弦データdsinまたは余弦データdcosとを積和して該ベクトルを回転させた回転ベクトルを生成する回転演算部（回転演算手段）６と、前記回転ベクトルの位相を所定の目標位相と比較して、比較結果を判定信号Ｓignとして出力する大小判定部（判定手段）７と、前記判定信号Ｓignに基づいて、前記回転ベクトルが前記目標位相になるまで前記回転演算部６により該回転ベクトルを回転させて、該回転ベクトルと前記ベクトルとの角度を、前記回転体の回転角度として検出して検出角度（検出角度信号）θｄを出力する角度探索部（角度探索手段）８と、前記ベクトル生成部５、前記回転演算部６、前記大小判定部７及び前記角度探索部８の出力する信号のうち少なくとも１つの信号を増減調整する調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を生成して該各部５、６、７、８に供給し、該各部５、６、７、８に存在するオフセットを補正する調整値生成部（調整値生成手段）３３、３４、５５、５６、７２と、所定のオフセット調整期間（補正期間）において、前記調整値生成部３３、３４、５５、５６、７２の生成する前記調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を前記判定信号Ｓignに基づいて補正する誤差補正部（補正手段）９と、を備えている。
【０１０２】
したがって、回転角度検出装置１の内部に存在するオフセットを安価かつ正確に除去することができ、回転体の回転角度を安価かつ正確に検出することができる。
【０１０３】
また、本実施例の回転角度検出装置１は、ＤＣモータの回転軸等の回転体の回転角度を回転角度検出部で検出して該回転体を回転制御し、該回転体の回転を利用して駆動機構を駆動させて各種画像処理を施すプリンタ装置、複合装置等の画像処理装置において、前記回転角度検出部として、適用されている。
【０１０４】
したがって、ＤＣモータの回転軸等の回転角度を安価かつ正確に検出することができ、画像処理装置を安価なものとすることができるとともに、適切な画像処理を行うことができる。
【０１０５】
さらに、本発明の回転角度検出装置１は、回転体の回転角度に応じて正弦波状に変化するとともに、それぞれ位相の異なる差動信号（検出信号）を出力する状態で配設されている複数のホール素子（回転検出手段）の出力する複数の該差動信号に基づいて、９０度位相差を有するＸ軸信号ＸとＹ軸信号Ｙを生成するベクトル生成処理ステップと、前記Ｘ軸信号Ｘと前記Ｙ軸信号Ｙにより表されるベクトルと、複数の位相を有する基準正弦波である正弦データdsinまたは余弦データdcosとを積和して該ベクトルを回転させた回転ベクトルを生成する回転演算処理ステップと、前記回転ベクトルの位相を所定の目標位相と比較して、比較結果を判定信号Ｓignとして出力する判定処理ステップと、前記判定信号Ｓignに基づいて、前記回転ベクトルが前記目標位相になるまで前記回転演算処理ステップにより該回転ベクトルを回転させて、該回転ベクトルと前記ベクトルとの角度を、前記回転体の回転角度として検出して検出角度（検出角度信号）θｄを出力する角度探索処理ステップと、前記ベクトル生成処理ステップ、前記回転演算処理ステップ、前記判定処理ステップ及び前記角度探索処理ステップで出力される信号のうち少なくとも１つの信号を増減調整する調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を生成して該処理ステップに供給し、該処理ステップに存在するオフセットを補正する調整値生成処理ステップと、所定のオフセット調整期間（補正期間）において、前記調整値生成処理ステップで生成される前記調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を前記判定信号Ｓignに基づいて補正する補正処理ステップと、を有する回転角度検出方法を実行している。
【０１０６】
したがって、回転角度検出装置１の内部に存在するオフセットを安価かつ正確に除去することができ、回転体の回転角度を安価かつ正確に検出することができる。
【０１０７】
また、本実施例の回転角度検出装置１は、前記大小判定部７が、前記回転ベクトルの位相として、該回転ベクトルを表現する成分の１つである回転Ｙ軸信号Ｙ’を用い、前記目標位相として該目標位相を示すＸ軸に（Ｙ’＝０）を基準値信号として用いて、該回転Ｙ軸信号と該Ｘ軸を比較して前記判定信号Ｓignを出力する。
【０１０８】
したがって、簡単な回路構成で、回転角度検出装置１の内部に存在するオフセットをより一層安価かつ正確に除去することができ、回転体の回転角度をより一層安価かつ正確に検出することができる。
【０１０９】
さらに、本実施例の回転角度検出装置１は、回転演算部６が、Ｘ軸信号Ｘ及びＹ軸信号Ｙに対して、それぞれ異なる位相の基準正弦波基準正弦波である正弦データdsinまたは余弦データdcosを組み合わせて乗算してそれぞれ位相の異なる乗算結果信号としてＸ軸乗算信号Ｘcos、ＸsinとＹ軸乗算信号Ｙsin、Ｙcosを出力する乗算器（乗算手段）６１と、乗算器６１の出力するＸ軸乗算信号ＸsinとＹ軸乗算信号Ｙcosを減算して回転Ｙ軸信号Ｙ’として出力する減算アンプ（減算手段）６４と、前オフセット調整期間以外の期間において、該減算アンプ６４に、前記Ｘ軸信号と前記基準正弦波との乗算結果及び前記Ｙ軸信号と該基準正弦波との乗算結果であるＸ軸乗算信号ＸsinとＹ軸乗算信号Ｙcosを入力し、該オフセット調整期間において、該減算アンプ６４の入力を短絡するスイッチ（切替手段）６３と、を備え、誤差補正部９が、大小判定部７の出力する信号を増減調整する調整値生成部７２への前記目標位相を増減調整して前記調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を補正する。
【０１１０】
したがって、回転演算部６及び判定部７のオフセットを安価かつ正確に除去することができ、回転体の回転角度を安価かつ正確に検出することができる。
【０１１１】
また、本実施例の回転角度検出装置１は、前記ベクトル生成部５が、複数の前記検出信号であるＵ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖを加減算して、前記Ｘ軸信号Ｘを生成するＸ軸生成アンプ（Ｘ軸生成手段）５３と、前記オフセット調整期間以外の期間においては、Ｕ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖを前記Ｘ軸生成アンプ５３に入力し、該オフセット調整期間においては、該Ｘ軸生成アンプ５３の入力を短絡するスイッチ（Ｘ軸切替手段）５１と、Ｕ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号Ｖｖを加減算して、前記Ｙ軸信号Ｙを生成するＹ軸生成アンプ（Ｙ軸生成手段）５４と、前記オフセット調整期間以外の期間においては、Ｕ相正弦波信号ＶｕとＶ相正弦波信号ＶｖをＹ軸生成アンプ５４に入力し、該オフセット調整期間においては、該Ｙ軸生成アンプ５４の入力を短絡するスイッチ（Ｙ軸切替手段）５２と、を備え、前記調整値生成手段は、前記誤差補正部９によって補正された前記調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を加減算値として前記Ｘ軸生成アンプ５３に出力する調整値生成部（Ｘ軸調整値生成手段）５５と、誤差補正部９によって補正された前記調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を加減算値としてＹ軸生成アンプ５４に出力する調整値生成部（Ｙ軸調整値生成手段）５６と、誤差補正部９が、複数の位相をもつ前記基準正弦波の位相を、０度または９０度の自然数倍に順次切り替え、該基準正弦波の位相の切り替えに同期させて、前記調整値（Ｖvias＋Ｖadj）を順次決定する。
【０１１２】
したがって、ベクトル生成部５のオフセットを安価かつ正確に除去することができ、回転体の回転角度を安価かつ正確に検出することができる。
【０１１３】
さらに、本実施例の回転角度検出装置１は、ホール素子（回転検出手段）の出力する位相の異なる複数の前記検出信号のうち、２つの検出信号の差動信号が２つ入力され、前記オフセット調整期間以外の期間においては、入力される２つの該差動信号をそのまま出力し、該オフセット調整期間においては、出力を短絡するスイッチ（第１切替手段）２１と、ホール素子の出力する位相の異なる複数の前記検出信号のうち、２つの検出信号の差動信号が２つ入力され、オフセット調整期間以外の期間においては、入力される２つの該差動信号をそのまま出力し、該オフセット調整期間においては、出力を短絡するスイッチ（第２切替手段）２２と、スイッチ２１からの前記差動信号の差分をとって、シングルエンド化してベクトル生成部５へ出力する差動アンプ（第１差動手段）３１と、スイッチ２２からの前記差動信号の差分をとって、シングルエンド化してベクトル生成部５へ出力する差動アンプ（第２差動手段）３２と、調整値生成部（前記調整値生成手段）３３、３４が、差動アンプ３１及び差動アンプ３２に対して、誤差補正部９により決定される調整値（Ｖbias＋Ｖadj）を生成して出力し、誤差補正部９が、スイッチ２１及びスイッチ２２の切り替えに同期して、差動アンプ３１及び差動アンプ３２に対する調整値（Ｖbias＋Ｖadj）を順次決定している。
【０１１４】
したがって、ホール素子等の出力信号から適切にベクトルを生成して、回転角度検出装置１の内部に存在するオフセットを安価かつより一層正確に除去することができ、回転体の回転角度を安価かつより一層正確に検出することができる。
【実施例２】
【０１１５】
図１１は、本発明の回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法の第２実施例を適用した回転角度検出装置１００の大小判定部１０１の回路構成図である。
【０１１６】
なお、本実施例は、上記第１実施例の回転角度検出装置１と同様の回転角度検出装置１００に適用したものである。本実施例の説明においては、第１実施例の回転角度検出装置１と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化し、また、図示しない部分についても、必要に応じて第１実施例で用いた符号をそのまま用いて説明する。
【０１１７】
図１１において、回転角度検出装置１００は、大小判定部１０１を備えている。本実施例の回転角度検出装置１００は、図示しないが、第１実施例の回転角度検出装置１と同様のスイッチ部２、差動部３、スイッチ部４、ベクトル生成部５、回転演算部６、角度探索部８、誤差補正部９及びクロック発生部１０を備えている。
【０１１８】
大小判定部（判定手段）１０１は、第１実施例の大小判定部７と同様の比較部７１及び調整値生成部７２等を備えているとともに、スイッチ１０２を備えている。
【０１１９】
スイッチ（切替手段）１０２には、回転Ｙ軸信号Ｙ’が回転演算部６から入力されるとともに、外部からバイアスＶbiasが入力される。スイッチ１０２は、通常動作時には、回転Ｙ軸信号Ｙ’を比較部７１の入力端子ＩＮ７１ａに出力し、バイアスＶbiasを調整値生成部７２へ出力する。
【０１２０】
そして、調整値生成部７２は、通常動作時には、第１実施例の場合と同様に、スイッチ１０２から入力されるバイアスＶbiasに調整値Ｖadjを加算して、調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）として、比較部７１の入力端子ＩＮ７１ｂへ出力する。
【０１２１】
比較部７１は、通常動作時には、第１実施例の場合と同様に、スイッチ１０２から入力される回転Ｙ軸信号Ｙ’と調整値生成部７２からの調整バイアス値（Vbias＋Ｖadj）の大小を、式（１０）で示したように比較して、判定信号Ｓignを角度探索部８及び誤差補正部９へ出力する。
【０１２２】
すなわち、大小判定部１０１は、回転Ｘ軸信号Ｘ’及び回転Ｙ軸信号Ｙ’により表現され、回転されたベクトル（以下、回転ベクトルという。）が、回転の目標であるＸ軸に（Ｙ’＝０）対して、大きいか小さいかを判定して、判定結果を判定信号Ｓignとして出力する。そして、大小判定部１０１は、検出角度θｄが、回転体の実際の回転角度θに対して、大きいときには、Ｓign＝Ｌｏを出力し、小さいときには、Ｓign＝Ｈｉを出力する。
【０１２３】
そして、大小判定部１０１は、オフセット調整時には、スイッチ１０２が、入力端子ＩＮ７１ａをバイアスＶbiasに接続し、調整値生成部７２が、上記同様に、比較部７１のオフセット調整を行う。
【０１２４】
すなわち、オフセット調整を開始すると、調整値生成部７２は、下限（Ｖbias−Ｖth）から出力（Ｖbias＋Ｖadj）をスイープさせ、比較部７１の出力する判定信号Ｓignを監視して、判定信号がＨｉへ変化すると、調整値生成部７２は、スイープを停止して値を保持する。
【０１２５】
大小判定部１０は、オフセット調整が完了すると、スイッチ１０２を通常動作時の状態に戻して、通常動作を開始する。
【０１２６】
このように、本実施例の回転角度検出装置１００は、前記オフセット調整期間（補正期間）において、前記回転ベクトルの位相を、前記目標位相に切り替えて大小判定部（判定手段）１０１へ入力させる切替手段１０２を備え、誤差補正部９が、調整値生成部７２への前記目標位相を増減調整させて前記調整値（Vbias＋Ｖadj）を補正している。
【０１２７】
したがって、簡単な回路構成で、回転角度検出装置１の内部に存在するオフセットをより一層安価かつ正確に除去することができ、回転体の回転角度をより一層安価かつ正確に検出することができる。
【実施例３】
【０１２８】
図１２〜図１４は、本発明の回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法の第３実施例を適用した回転角度検出装置１１０を示す図であり、図１２は、本発明の回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法の第３実施例を適用した回転角度検出装置１１０の大小判定部１１１の回路構成図である。
【０１２９】
なお、本実施例は、上記第１実施例の回転角度検出装置１と同様の回転角度検出装置１００に適用したものである。本実施例の説明においては、第１実施例の回転角度検出装置１と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化し、また、図示しない部分についても、必要に応じて第１実施例で用いた符号をそのまま用いて説明する。
【０１３０】
図１２において、回転角度検出装置１１０は、大小判定部１１１を備えている。本実施例の回転角度検出装置１１０は、図示しないが、第１実施例の回転角度検出装置１と同様のスイッチ部２、差動部３、スイッチ部４、ベクトル生成部５、回転演算部６、角度探索部８、誤差補正部９及びクロック発生部１０を備えている。
【０１３１】
大小判定部（判定手段）１１１は、比較部１１２及び調整値生成部１１３等を備えているとともに、スイッチ１１４、比較部１１５、調整値生成部１１６及びスイッチ１１７を備えている。
【０１３２】
スイッチ（上側切替手段）１１４には、回転Ｙ軸信号Ｙ’が回転演算部６から入力されるとともに、外部から上側バイアス値（上側基準信号）Ｖbias＿uが入力される。スイッチ１１４は、通常動作時には、回転Ｙ軸信号Ｙ’を比較部１１２の入力端子ＩＮ１１２ａに出力し、上側バイアス値バイアスＶbias＿uを調整値生成部１１３へ出力する。なお、上側基準値Ｖbias＿ｕは、検出角度のチャタリング防止の不感帯を設けるために、バイアス（目標位置を示す信号）Ｖbiasに不感帯幅を加算した値である。
【０１３３】
そして、調整値生成部（上側調整値生成手段）１１３は、通常動作時には、第１実施例の場合と同様に、スイッチ１１４から入力される上側バイアスＶbias＿uに調整値Ｖadjを加算して、上側調整バイアス値（調整上側基準信号）（Vbias＿u＋Ｖadj）として、比較部１１２の入力端子ＩＮ１１２ｂへ出力する。
【０１３４】
比較部（上側比較手段）１１２は、通常動作時には、第１実施例の場合と同様に、スイッチ１１４から入力される回転Ｙ軸信号Ｙ’と調整値生成部１１３からの上側調整バイアス値（Vbias＿u＋Ｖadj）の大小を、次式（１２）で示すように比較して、上側判定信号ＵＰを角度探索部８及び誤差補正部９へ出力する。
【０１３５】
【数１２】
2014211403.tif 000014
【０１３６】
スイッチ（下側切替手段）１１７は、回転演算部６の出力する回転Ｙ軸信号Ｙ’と、外部から下側バイアス値（下側基準信号）Ｖbias＿nが入力される。スイッチ１１７は、通常動作時には、回転Ｙ軸信号Ｙ’を比較部１１５の入力端子ＩＮ１１５ｂに出力し、下側バイアス値Ｖbias＿nを、調整値生成部１１６へ出力する。
【０１３７】
調整値生成部（下側調整値生成手段）１１６は、通常動作時には、第１実施例の場合と同様に、スイッチ１１７から入力される下側バイアスＶbias＿nに調整値Ｖadjを加算して、下側調整バイアス値（調整下側基準信号）（Ｖbias＿n＋Ｖadj）として、比較部１１５の入力端子ＩＮ１１５ａへ出力する。なお、下側基準値Ｖbias＿nは、検出角度θｄのチャタリング防止の不感帯を設けるために、バイアスＶbiasから不感帯幅を減算した値である。
【０１３８】
比較部（下側比較手段）１１５は、２つの入力端子ＩＮ１１５ａ、ＩＮ１１５ｂを備えている。比較部１１５は、通常動作時には、入力端子ＩＮ１１５ａへ調整値生成部１１６から入力される下側調整バイアス値（Ｖbias＿n＋Ｖadj）と、入力端子１１５ｂへスイッチ１１７から入力される回転Ｙ軸信号Ｙ’を、次式（１３）に示すように比較して、判定信号ＤＮを角度探索部８及び誤差補正部９へ出力する。
【０１３９】
【数１３】
2014211403.tif 000015
【０１４０】
そして、角度探索部８は、通常動作時には、図１３に示すように、角度探索処理を行う。すなわち、角度探索部８は、トリガｆｓが到来する毎に、上側判定信号ＵＰの論理がＨｉであると、検出角度θｄを１カウント増加させ、下側判定信号ＤＮの論理がＨｉであると、検出角度θｄを１カウント減少させて、検出角度θｄを出力する。２つの判定信号ＵＰ、ＤＮは、上側調整バイアス値（Vbias＿u＋Ｖadj）及び下側バイアス値Ｖbias＿nの設定により、同時にＨｉとなることはない。なお、図１４は、バイアス値Ｖbiasが、仮想的にゼロ（「０」）とした場合が示されている。
【０１４１】
すなわち、本実施例の回転角度検出装置１１０は、図１４に示すように、Ｘ軸に対して不感帯を設けた上側バイアス値Ｖbias-uと下側調整バイアス値（Ｖbias＿n＋Ｖadj）を設けているので、検出角度θｄが頻繁にアップ、ダウンを繰り返すチャタリングを防止することができる。
【０１４２】
そして、本実施例の回転角度検出装置１１０においては、以下のように、オフセット調整する。
【０１４３】
スイッチ１１４は、オフセット調整時には、入力端子ＩＮ１１２ａを上側基準値Ｖbias＿uへ接続し、スイッチ１１７は、オフセット調整時には、入力端子ＩＮ１１５ｂを下側基準値Ｖbias＿nへ接続する。
【０１４４】
そして、上側の調整値生成部１１３は、図１５（ａ）に示すように、スイッチ１１４が調整時の接続に切り替わった後、下限（Ｖbias＿u−Ｖth）から出力（Ｖbias＿u＋Ｖadj）をスイープさせる。誤差補正部９が、上側判定信号ＵＰを監視して、上側判定信号ＵＰが、ＬｏからＨｉへ変化すると、調整値生成部１１３は、スイープを停止して値を保持する。最後に、スイッチ１１４は、通常時の接続に切り替わる。
【０１４５】
また、下側の調整値生成部１１６は、図１５（ｂ）に示すように、スイッチ１１７が調整時の接続に切り替わった後、下限（Ｖbias＿u−Ｖth）から出力（Ｖbias＿n＋Ｖadj）をスイープさせる。誤差補正部９が、下側判定信号ＤＮを監視して、下側判定信号ＤＮがＨｉからＬｏへ変化すると、調整値生成部１１６は、スイープを停止して値を保持する。最後に、スイッチ１１７は、通常時の接続に切り替わる。
【０１４６】
なお、上記２つの調整値生成部１１３、１１６は、調整値決定動作を、相互に独立して、また、並行して実行可能であり、調整値Ｖadjが２つになることで、調整時間が上記第１実施例や第２実施例よりも長くなることはない。
【０１４７】
このように、本実施例の回転角度検出装置１１０は、大小判定部１１１が、前記目標位相を示す値に所定の不感帯幅を加算した上側バイアス値（上側基準信号）Ｖbias＿uに対して前記調整値Ｖadjを増減して上側調整バイアス値（調整上側基準信号）（Vbias＿u＋Ｖadj）を出力する調整値生成部（上側調整値生成手段）１１３と、前記回転Ｙ軸信号Ｙ’と上側調整バイアス値（Vbias＿u＋Ｖadj）を比較して、比較結果を上側判定信号ＵＰとして出力する比較部（上側比較手段）１１２と、前記目標位相を示す値に所定の不感帯幅を減算した下側基準値（下側基準信号）Ｖbias＿nに対して前記調整値Ｖadjを増減して下側調整バイアス値（調整下側基準信号）（Ｖbias＿n＋Ｖadj）を出力する調整値生成部（下側調整値生成手段）１１６と、前記回転Ｙ軸信号Ｙ’と下側調整バイアス値（Ｖbias＿n＋Ｖadj）比較して、比較結果を下側判定信号ＤＮとして出力する比較部（下側比較手段）１１５と、を備え、前記角度探索部８が、前記上側判定信号ＵＰと前記下側判定信号ＤＮに基づいて、前記回転ベクトルが前記目標位相になるまで前記回転演算部６により該回転ベクトルを回転させて、該回転ベクトルと前記ベクトルとの角度を、前記回転体の回転角度として検出して検出角度（検出角度信号）θｄを出力し、誤差補正部９が、オフセット調整期間（補正期間）において、比較部１１２の生成する上側バイアス値（上側基準信号）Ｖbias＿uを上側判定信号ＵＰに基づいて増減調整させて前記調整値Ｖadjを補正するとともに、調整値生成部１１６の生成する下側基準値Ｖbias＿nを下側判定信号ＤＮに基づいて増減調整させて前記調整値Ｖadjを補正する。
【０１４８】
したがって、回転ベクトルがＸ軸近傍に設けられている不感帯によって、頻繁にアップとダウンを繰り返すチャタリングが発生することを防止することができる。その結果、回転角度検出装置１の内部に存在するオフセットを安価かつより一層正確に除去することができ、回転体の回転角度を安価かつより一層正確に検出することができる。
【０１４９】
また、本実施例の回転角度検出装置１１０は、大小判定部１１１が、前記オフセット調整期間以外の期間において、前記上側比較手段である比較部１１２に回転Ｙ軸信号Ｙ’を、前記上側調整値生成手段である調整値生成部１１３に上側バイアス値Ｖｂｉａｓ＿ｕを、それぞれ入力し、該オフセット調整期間において、該比較部１１２に該上側バイアス値Ｖｂｉａｓ＿ｕを入力するスイッチ（上側切替手段）１１４と、オフセット調整期間以外の期間において、比較部１１５に回転Ｙ軸信号Ｙ’を、調整値生成部１１６に下側基準値Ｖbias＿nを、それぞれ入力し、該オフセット調整期間において、該比較部１１５に該下側基準値Ｖbias＿nを入力するスイッチ（下側切替手段）１１７と、を備えている。
【０１５０】
したがって、回転ベクトルがＸ軸近傍に設けられている不感帯によって、頻繁にアップとダウンを繰り返すチャタリングが発生することを防止することができる。その結果、回転角度検出装置１の内部に存在するオフセットを安価かつより一層正確に除去することができ、回転体の回転角度を安価かつより一層正確に検出することができる。
【０１５１】
また、上記各実施例において、回転角度検出装置１、１００、１１０は、前記オフセット調整期間において、角度探索部８による前記ベクトルの回転を停止している。
【０１５２】
したがって、回転角度検出装置１、１００、１１０内のオフセットをより一層正確に除去することができ、安価かつより一層正確に回転体の回転角度を検出することができる。
【０１５３】
なお、第３実施例の大小判定部１１１は、比較部１１２、１１３に対してそれぞれ前段に、スイッチ１１４、１１５を備えて、通常動作時とオフセット調整時とで、スイッチ１１４、１１５をそれぞれ切り替えて、通常動作とオフセット調整処理とを切り替えている。
【０１５４】
大小判定部１１１としては、上記構成に限るものではなく、例えば、図１６に示すように、スイッチ１１４、１１５を省いた構成であってもよい。
【０１５５】
すなわち、この場合、大小判定部１１１は、誤差補正部９により、監視を行いながらオフセット調整を行うが、調整値生成部１１３と調整値生成部１１６を同時に並行して実行する。
【０１５６】
このようにオフセット調整を行うと、比較部１１２と比較部１１５及び回転演算部６の減算アンプ６４の入力オフセットを同時に調整することができる。
【０１５７】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１５８】
１  回転角度検出装置
２  スイッチ部
３  差動部
４  スイッチ部
５  ベクトル生成部
６  回転演算部
７  大小判定部
８  角度探索部
９  誤差補正部
１０  クロック発生部
１１  発振器
１２  分周器
ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−  差動信号
ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ４１、ＳＷ４２  スイッチ
３１  Ｕ相差動アンプ
３２  Ｖ相差動アンプ
３３、３４  調整値生成部
ＩＮ３１ｕａ、ＩＮ３１ｕｂ、ＩＮ３２ｖａ、ＩＮ３２ｖｂ  入力端子
４１  Ｕ相用のスイッチ
４２  Ｖ相用のスイッチ
５１、５２  スイッチ
５３  Ｘ軸生成アンプ
ＩＮ５３ａ、ＩＮ５３ｂ  入力端子
５４  Ｙ軸生成アンプ
ＩＮ５４ａ、ＩＮ５４ｂ  入力端子
５５、５６  調整値生成部
６１  乗算器
６２  加算アンプ
６３  スイッチ
６４  減算アンプ
ＩＮ６４ａ、６４ｂ  入力端子
６５  メモリ
７１  比較部
ＩＮ７１ａ、ＩＮ７１ｂ  入力端子
７２  調整値生成部
１００  回転角度検出装置
１０１  大小判定部
１０２  スイッチ
１１０  回転角度検出装置
１１１  大小判定部
１１２、１１５  比較部
ＩＮ１１２ａ、ＩＮ１１２ｂ、ＩＮ１１５ａ、ＩＮ１１５ｂ  入力端子
１１３、１１７  スイッチ
１１３、１１６  調整値生成部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５９】
【特許文献１】特開２００４−１９１１０１号公報
【図１】
2014211403.tif 000016
【図２】
2014211403.tif 000017
【図３】
2014211403.tif 000018
【図４】
2014211403.tif 000019
【図５】
2014211403.tif 000020
【図６】
2014211403.tif 000021
【図７】
2014211403.tif 000022
【図８】
2014211403.tif 000023
【図９】
2014211403.tif 000024
【図１０】
2014211403.tif 000025
【図１１】
2014211403.tif 000026
【図１２】
2014211403.tif 000027
【図１３】
2014211403.tif 000028
【図１４】
2014211403.tif 000029
【図１５】
2014211403.tif 000030
【図１６】
2014211403.tif 000031