(57)【要約】  磁場を発生する回転体の回転角度、回転角速度、および回転角加速度のうち少なくともいずれかの回転情報を検出する回転情報検出装置であって、回転体の磁場を検出する磁電変換部と、磁電変換部における検出結果に基づいて、回転体の回転情報を示す第１情報および第２情報を算出する算出部と、第１情報の周波数帯域を制限するフィルタ部と、第２情報、およびフィルタ部を通過した第１情報に基づいて、回転体の回転情報を決定する決定部と、を備える回転情報検出装置、回転情報検出方法、および回転情報検出プログラムを提供する。
2017099000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を発生する回転体の回転角度、回転角速度、および回転角加速度のうち少なくともいずれかの回転情報を検出する回転情報検出装置であって
前記回転体の磁場を検出する磁電変換部と、
前記磁電変換部における検出結果に基づいて、前記回転体の回転情報を示す第１情報および第２情報を算出する算出部と、
前記第１情報の周波数帯域を制限するフィルタ部と、
前記第２情報、および前記フィルタ部を通過した前記第１情報に基づいて、前記回転体の回転情報を決定する決定部と
を備える回転情報検出装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記回転体の回転角速度または回転角加速度を示す前記第１情報と、前記回転体の回転角度を示す前記第２情報とを算出する
請求項１に記載の回転情報検出装置。
【請求項３】
前記フィルタ部は、前記算出部の周波数帯域内における予め定められた高周波帯域の成分を除去する
請求項１または２に記載の回転情報検出装置。
【請求項４】
前記決定部は、前記第１情報および前記第２情報の少なくとも一方に基づいて、前記回転体が等速回転状態か非等速回転状態かを判定する判定部を有し、
前記判定部における判定結果に基づいて、前記回転体の回転角度を決定する
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転情報検出装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記決定部によって決定された回転角度と前記算出部によって前記第２情報として算出された回転角度とに基づいて、前記回転体が等速回転状態か非等速回転状態かを判定する請求項４に記載の回転情報検出装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記決定部によって決定された回転角度と前記算出部によって前記第２情報として算出された回転角度との差が、予め定められた範囲内であれば、前記回転体が等速回転状態であると判定する請求項５に記載の回転情報検出装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記算出部によって算出された回転角加速度と、前記算出部によって前記第２情報として算出された回転角度と、前記決定部によって決定された回転角度とに基づいて、前記回転体が等速回転状態か非等速回転状態かを判定する請求項４に記載の回転情報検出装置。
【請求項８】
前記判定部は、前記決定部によって決定された回転角度と前記算出部によって前記第２情報として算出された回転角度との差が、予め定められた範囲内であり、かつ前記回転角加速度の絶対値が閾値以下であれば、前記回転体が等速回転状態であると判定する請求項７に記載の回転情報検出装置。
【請求項９】
前記第１情報は、前記回転体の回転角速度または回転角加速度を示し、
前記決定部は、前記回転体が等速回転状態と判定された場合には、前記フィルタ部を通過した前記回転体の回転角速度を積分して得られる回転角度、または前記フィルタ部を通過した前記回転角加速度を二回積分して得られる回転角度を、前記回転体の回転角度として決定する請求項４から８のいずれか一項に記載の回転情報検出装置。
【請求項１０】
前記決定部は、前記回転体が非等速回転状態と判定された場合には、決定される前記回転体の回転角度が、前記算出部によって前記第２情報として算出された回転角度に近づくように制御する請求項９に記載の回転情報検出装置。
【請求項１１】
前記算出部は、前記検出結果の三角関数値が入力され、予測三角関数値と外積演算することによって、前記回転体の回転角加速度を出力する外積演算部と、
前記回転角加速度を積分して前記回転体の回転角速度を出力する第１積分器と、
前記回転角速度をさらに積分して前記第２情報としての前記回転角度を出力する第２積分器と、
前記第２情報としての前記回転角度を前記予測三角関数値に変換する変換部と、を有する請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転情報検出装置。
【請求項１２】
前記磁電変換部は、ホール素子を有する請求項１から１１のいずれか一項に記載の回転情報検出装置。
【請求項１３】
検出角度の三角関数値が入力され、予測三角関数値と外積演算する外積演算部と、外積演算結果を積分する第１積分器と、前記第１積分器の積分結果をさらに積分する第２積分器と、前記第２積分器の積分結果を前記予測三角関数値に変換する変換部と、を有するトラッキングループ回路と、
前記トラッキングループ回路外で、前記第１積分器の積分結果の周波数帯域を制限するフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過したフィルタ処理結果と前記第２積分器の積分結果とに基づいて、角度を決定する決定部と、
を備える角度検出回路。
【請求項１４】
磁場を発生する回転体の回転角度、回転角速度、および回転角加速度のうち少なくともいずれかの回転情報を検出する回転情報検出方法であって
前記回転体の磁場を検出する磁場検出段階と、
前記磁場検出段階における検出結果に基づいて、前記回転体の回転情報を示す第１情報および第２情報を算出する算出段階と、
前記第１情報の周波数帯域を制限するフィルタ段階と、
前記第２情報、および前記フィルタ段階を経た前記第１情報に基づいて、前記回転体の回転情報を決定する決定段階と
を備える回転情報検出方法。
【請求項１５】
コンピュータに請求項１４に記載の回転情報検出方法を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転情報検出装置、角度検出回路、回転情報検出方法、および回転情報検出プログラムに関する。【０００２】
従来、回転体の回転角度検出を目的として、磁気式の回転角度センサまたは磁気式エンコーダが利用されている。回転角度検出装置として特許文献１および２の装置が知られていた。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開２０１０−２１７１５１号公報
［特許文献２］  米国特許出願公開第２０１１／０３０４４８８号明細書
【解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の回転角度検出装置では、精度良く回転角度を検出することが困難であった。本発明の課題は、精度良く、回転体の回転角度、回転角速度、および回転角加速度のうち少なくともいずれかの回転情報を検出する回転情報検出装置を提供することである。
【一般的開示】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、磁場を発生する回転体の回転角度、回転角速度、および回転角加速度のうち少なくともいずれかの回転情報を検出する回転情報検出装置であって、回転体の磁場を検出する磁電変換部と、磁電変換部における検出結果に基づいて、回転体の回転状態を示す第１情報および第２情報を算出する算出部と、第１情報の周波数帯域を制限するフィルタ部と、第２情報、およびフィルタ部を通過した第１情報に基づいて、回転体の回転情報を決定する決定部と、を備える回転情報検出装置を提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、検出角度の三角関数値が入力され、予測三角関数値と外積演算する外積演算部と、外積演算結果を積分する第１積分器と、第１積分器の積分結果をさらに積分する第２積分器と、第２積分器の積分結果を予測三角関数値に変換する変換部と、を有するトラッキングループ回路と、トラッキングループ回路外で、第１積分器の積分結果の周波数帯域を制限するフィルタ部と、フィルタ部を通過したフィルタ処理結果と第２積分器の積分結果とに基づいて、角度を決定する決定部と、を備える角度検出回路を提供する。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、磁場を発生する回転体の回転角度、回転角速度、および回転角加速度のうち少なくともいずれかの回転情報を検出する回転情報検出方法であって、回転体の磁場を検出する磁場検出段階と、磁場検出段階における検出結果に基づいて、回転体の回転情報を示す第１情報および第２情報を算出する算出段階と、第１情報の周波数帯域を制限するフィルタ段階と、第２情報、およびフィルタ段階を経た第１情報に基づいて、回転体の回転情報を決定する決定段階とを備える回転情報検出方法、および回転情報検出方法をコンピュータに実現させるための回転情報検出プログラムを提供する。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】回転体１０の構成例を示す図である。
【図２】第１実施形態における検出装置１００の概要を示す図である。
【図３】第１実施形態における信号処理部２００の概要を示す図である。
【図４】第１実施形態における信号処理部２００の構成例を示す図である。
【図５】第１実施形態における検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】算出部２１０によって算出された理想的な回転角度信号θ１の算出例を示す図である。
【図８】図８は、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１が雑音成分を含む場合の一例を示す図である。
【図９】算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１と、A相B相パルスを示す図である。
【図１０】決定部２３０によって決定された出力回転角度信号θｏｕｔと、A相B相パルスを示す図である。
【図１１】第２実施形態における信号処理部２００の概要を示す図である。
【図１２】第２実施形態における信号処理部２００の構成を示す図である。
【図１３】第２実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】第３実施形態における信号処理部２００の概要を示す図である。
【図１５】第３実施形態における信号処理部２００の構成を示す図である。
【図１６】第３実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】第４実施形態における信号処理部２００の構成を示す図である。
【図１８】第４実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】第５実施形態における信号処理部２００の構成を示す図である。
【図２０】第５実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２１】第６実施形態における信号処理部２００の構成を示す図である。
【図２２】第６実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２３】第７実施形態における信号処理部２００の構成を示す図である。
【図２４】第７実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５】レゾルバを用いた場合の変形例をの概略を示す図である。
【図２６】本実施形態に係る検出装置１００として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、回転体１０の構成例を示す図である。回転体１０は、モータ等の駆動装置に接続され、回転軸を中心に回転する。回転体１０は、磁場を発生させつつ回転し、回転磁場を第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０に印加する。第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、例えば、磁気センサである。第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０については後に述べる。
【００１１】
回転体１０は、回転磁石１２と、回転軸１４とを備える。回転磁石１２は、回転軸１４回りに回転する。回転磁石１２は、一例として、円盤状の形状を有し、予め定められた第１平面内で回転する。回転磁石１２は、第１平面と略平行な面がそれぞれ半円形状となる２つの領域に分割されてよい。回転磁石１２は、分割された２つの領域のうち、一方の領域がＳ極であり、他方の領域がＮ極である磁石で形成されてよい。
【００１２】
これに代えて、回転磁石１２は、分割された２つの領域のうち、一方の領域の一部がＳ極であり、他方の領域の一部がＮ極となるように形成されてもよい。あるいは、回転磁石１２は、４以上の複数の領域に分割されてよい。回転磁石１２は、複数の領域の半数の領域のうち、少なくとも一部の領域がＳ極であり、残り半数の領域のうち、少なくとも一部の領域がＮ極となるように形成されてもよい。
【００１３】
回転磁石１２は、第１平面と略平行な面内で回転することにより、理想的には、例えば、次式で示されるように、正弦波状または余弦波状に変化する磁場を外部の第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０に印加する。なお、第１平面と平行な面をＸＹ平面としたときに、ＨＸは磁場の強さのＸ方向成分を意味し、Ｈｙは磁場の強さのＹ方向成分を意味し、θは回転体１０の回転角度を意味する。
【数１】
2017099000.tif 000003
【数２】
2017099000.tif 000004
【００１４】
回転軸１４は、第１平面と略垂直な方向に形成される。回転軸１４は、一端が回転磁石１２の中心に接続される。また、回転軸１４は、他端がモータ等の駆動装置に接続される。駆動装置は、回転軸１４および回転軸１４に接続された回転磁石１２を回転させる。
【００１５】
第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、回転体１０が発生させる回転磁場を検出する。第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、例えば、第１平面における平面視で、回転磁石１２の円周と交わるように配置される。即ち、第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０のそれぞれは、回転磁石１２の円周から回転軸１４に平行に延伸させた円筒と交わるように配置される。
【００１６】
第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、回転磁石１２の駆動装置側とは反対側に配置されてよく、これに代えて、駆動装置側に配置されてもよい。また、第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、回転磁石１２を挟むように互いに回転磁石１２の異なる側に配置されてもよい。
【００１７】
図１は、第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０が、回転磁石１２の円周付近、より正確には円周の直下に配置された例を示す。例えば、第１磁電変換部２０は、正弦波状に変動する磁場が印加され、第２磁電変換部３０は、余弦波状に変動する磁場が印加される。即ち、図１は、第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０が、互いに位相差が９０°となる正弦波あるいは余弦波状に変動する磁場が印加されるように配置される例を示す。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る検出装置１００の概要を示す図である。検出装置１００は、図１に示したような回転体１０が発生する回転磁場を検出して、回転体１０の回転角度、回転角速度、および回転角加速度のうちの少なくともいずれかの回転情報を検出する回転情報検出装置である。検出装置１００は、第１磁電変換部２０、第２磁電変換部３０、入力部４０、および信号処理部２００を備える。入力部４０は、第１増幅部４２、第２増幅部４４、AD変換部４６、およびAD変換部４８を備える。信号処理部２００は、角度検出回路であってよい。信号処理部２００は、算出部２１０、フィルタ部２２０、および決定部２３０を備える。
【００１９】
第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、回転体１０の磁場を検出する磁気変換部である。本例の第１磁電変換部２０は、印加された磁場の強度に略比例した強度の電気信号を磁場の検知信号として出力する。第１磁電変換部２０には、回転体１０の回転磁場によって周期的に変化する磁場が印加される。第１磁電変換部２０は、回転磁場の周期で変化する周期的な検知信号を出力する。第１磁電変換部２０は、正弦波状に変化する回転体１０の磁場を検出してよい。本例の第１磁電変換部２０は、正弦波状の磁場が印加され、正弦波状の検知信号を出力する。
【００２０】
第１磁電変換部２０は、一例として、磁場を検出するホール素子を有する。ただし、第１磁電変換部２０が有する磁気センサは、印加される周期的に変化する磁場を検出できる磁気センサであれば、ホール素子に限定されるものではない。第１磁電変換部２０は、検知信号を入力部４０の第１増幅部４２に供給する。
【００２１】
第２磁電変換部３０は、回転周期で変化する回転体１０の磁場を第１磁電変換部２０とは異なる位相で検出する。第２磁電変換部３０が検出する位相は、第１磁電変換部２０が検出する位相と比較して予め定められた位相差を有する。第２磁電変換部３０は、一例として、回転体１０の回転の周期で変化する磁場を第１磁電変換部２０とは略９０度異なる位相で検出する。
【００２２】
本例の第２磁電変換部３０は、位相が略９０度異なる余弦波状の磁場が印加され、余弦波状の検知信号を出力する。第２磁電変換部３０は、検知信号を入力部４０の第２増幅部４４に供給する。以上の点を除いて、第２磁電変換部３０は、第１磁電変換部２０と同様であるので、繰り返しの説明を省略する。
【００２３】
第１増幅部４２は、第１磁電変換部２０から検知信号を受け取り、検知信号を増幅する。第１増幅部４２は、第１磁電変換部２０に接続されてよく、受けとった検知信号を予め定められた増幅率で増幅してよい。第１増幅部４２は、増幅した検知信号をＡＤ変換部４６に供給する。
【００２４】
第２増幅部４４は、第２磁電変換部３０から検知信号を受け取り、検知信号を増幅する。第２増幅部４４は、第２磁電変換部３０に接続されてよく、受けとった検知信号を予め定められた増幅率で増幅してよい。第２増幅部４４は、増幅した検知信号をＡＤ変換部４８に供給する。
【００２５】
ＡＤ変換部４６は、増幅された検知信号を受け取り、検知信号をデジタル値に変換する。ＡＤ変換部４６は、第１増幅部４２に接続されてよく、受けとった検知信号を予め定められたクロック周期等でデジタル値に変換してよい。ＡＤ変換部４６は、変換したデジタル信号を算出部２１０に供給する。
【００２６】
ＡＤ変換部４８は、増幅された検知信号を受け取り、検知信号をデジタル値に変換する。ＡＤ変換部４８は、第２増幅部４４に接続されてよく、受けとった検知信号を予め定められたクロック周期等でデジタル値に変換してよい。ＡＤ変換部４８は、変換したデジタル信号を算出部２１０に供給する。
【００２７】
算出部２１０は、第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０の検出結果に基づき、回転体１０の回転情報を示す第１情報と第２情報とを算出する。算出部２１０は、ＡＤ変換部４６およびＡＤ変換部４８に接続されてよい。算出部２１０は、ＡＤ変換部４６およびＡＤ変換部４８から受け取った検知信号に基づいて、回転体１０の回転状態に応じた第１情報と第２情報とを算出してよい。
【００２８】
本明細書において、「第１情報」および「第２情報」は、回転体１０の回転情報を示す情報である。回転体１０の回転情報は、回転体１０の回転角度、回転角速度、および回転角加速度の少なくともいずれかの情報である。第１情報は、回転体１０の回転角速度または回転角加速度を示す情報であってよい。第２情報は、回転体１０の回転角度を示す情報であってよい。本例では、第１情報は、回転体１０の回転角速度を示す回転角速度信号ω１であり、第２情報は、回転体１０の回転体角度を示す回転体角度信号θ１である。
【００２９】
フィルタ部２２０は、算出部２１０から第１情報を受け取り、第１情報の周波数帯域を制限する。決定部２３０は、フィルタ部２２０を通過した第１情報と、フィルタ部２２０を通過しない第２情報とに基づいて、回転体１０の回転角度である出力回転角度信号θｏｕｔを決定する。
【００３０】
次に、算出部２１０、フィルタ部２２０、および決定部２３０を含む信号処理部２００を説明する。図３は、第１実施形態における信号処理部２００の概要を示す図である。算出部２１０は、ＡＤ変換部４６およびＡＤ変換部４８から検知信号として正弦波信号A・ｓｉｎθｉｎおよび余弦波信号A・ｃｏｓθｉｎを受け取る。A・ｓｉｎθｉｎおよび余弦波信号A・ｃｏｓθｉｎは、検出結果θｉｎの三角関数値である。
【００３１】
算出部２１０が受け取る検知信号が正弦波信号および余弦波信号であること、また、２つの信号の位相差が判明していることにより、算出部２１０は、第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０に印加された磁場の第１平面上の方向、即ち、回転体１０の回転角度について示す回転角度信号θ１を算出することができる。算出部２１０は、回転角度信号θ１の算出過程において、回転体１０の回転角速度について示す回転角速度信号ω１についても算出する。回転角速度信号ω１および回転角度信号θ１の算出処理については、後に述べる。
【００３２】
フィルタ部２２０は、算出部２１０から回転角速度信号ω１を受け取り、回転角速度信号ω１の周波数帯域を制限した回転角速度信号ω２を生成する。決定部２３０は、積分部２３２、判定部２３４、および補正部２３６を備える。決定部２３０は、フィルタ部２２０を通過した回転角速度信号ω２と、算出部２１０によって算出されてフィルタ部２２０を通過しない回転角度信号θ１とに基づいて、回転体１０の回転角度である出力回転角度信号θｏｕｔを決定する。
【００３３】
図４は、第１実施形態における信号処理部２００の構成例を示す図である。算出部２１０は、外積演算部２１２、第１積分部２１４、位相補償部２１６、第２積分部２１７、および変換部２１８を有する。算出部２１０は、トラッキングループ回路であってよい。本例の算出部２１０は２型トラッキングループ回路である。ここで、２型とは、ループ中に２つの積分要素を有するという意味である。
【００３４】
外積演算部２１２には、検出角度θｉｎの三角関数値A・ｓｉｎθｉｎおよびA・ｃｏｓθｉｎが入力される。外積演算部２１２は、検出角度θｉｎの三角関数値と、予測三角関数値ｓｉｎθ１およびｃｏｓθ１とを外積演算する。ここで、予測三角関数値は、トラッキングループ回路である算出部２１０によって算出されたθ１を三角関数値ｓｉｎθ１およびｃｏｓθ１に変換したものである。
【数３】
2017099000.tif 000005
外積演算結果は、追従誤差εを意味する。追従誤差εを二回積分することで予測角度である回転角度信号θ１が算出されるので、追従誤差εは、回転角加速度を示す回転角加速度信号α１に相当する。このように、外積演算部２１２は、外積演算することによって回転体１０の回転角加速度である回転角加速度信号α１を出力する。
【００３５】
第１積分部２１４は、積分器であって、外積演算部２１２によって算出された回転角加速度を積分して、回転体１０の回転角速度を示す回転角速度信号ω１を出力する。位相補償部２１６は、第１積分部２１４の出力を受け取り、位相補償済みの回転角速度信号ω１を出力する。第２積分部２１７は、積分器であって、回転角速度信号ω１をさらに積分して回転角度信号θ１を算出する。
【００３６】
変換部２１８は、回転角度信号θ１を予測三角関数値ｓｉｎθ１およびｃｏｓθ１に変換する。変換部２１８は、回転角度信号θ１を三角関数値ｓｉｎθ１およびｃｏｓθ１に変換するための変換テーブルを記憶した記憶部であってよい。変換部２１８によって変換された予測三角関数値ｓｉｎθ１およびｃｏｓθ１は、外積演算部２１２へ供給され、上述した外積演算に用いられる。
【００３７】
算出部２１０は、算出した回転角度信号θ１を決定部２３０に供給する。算出部２１０は、回転角度信号θ１の算出過程で得られる回転角速度信号ω１をフィルタ部２２０へ供給する。これに代えて、フィルタ部２２０へ供給する回転角速度信号ω１として、第１積分部２１４の出力を用いてもよい。
【００３８】
フィルタ部２２０は、算出部２１０より供給された回転角速度信号ω１をフィルタ処理し、信号対雑音特性を改善させる。フィルタ処理された回転角速度信号ω２は決定部２３０へ供給される。フィルタ部２２０は、低域通過特性を有してよく、算出部２１０の周波数帯域内における予め定められた高周波帯域の成分を除去してよい。フィルタ部２２０は、算出部２１０自身がもつ周波数特性より狭帯域なローパスフィルタ２２２を有してよい。
【００３９】
ただし、フィルタ部２２０が有するフィルタは、帯域制限を施すフィルタであれば、ローパスフィルタ２２２に限定されるものではない。なお、本明細書において、フィルタ部２２０は、トラッキングループ回路外で周波数帯域を制限するフィルタを意味し、トラッキングループで生じる帯域制限を含まない。
【００４０】
決定部２３０は、第１情報および第２情報の少なくとも一方に基づいて、回転体１０が等速回転状態か非等速回転状態かを判定する判定部２３４を備える。決定部２３０は、判定部２３４の判定結果に基づいて、回転体１０の回転角度を決定する。補正部２３６は、フィルタ部２２０より供給された回転角速度信号ω２と、判定部２３４より供給された判定結果に基づいて、回転角速度信号ω３を算出し、積分部２３２に供給する。
【００４１】
積分部２３２は、補正部２３６より供給された回転角速度信号ω３を積分する。積分部２３２は、回転角速度信号ω３の積分結果を検出装置１００の出力回転角度信号θｏｕｔとして外部に供給する。出力回転角度信号θｏｕｔが決定部２３０によって決定された回転角度となる。決定部２３０は、決定された出力回転角度信号θｏｕｔを外部に出力するための外部とのインターフェイスであってよい。この場合、決定部２３０は、出力するデータのフォーマット等を、供給すべき外部の装置等の入力データのフォーマット等に変換してもよい。
【００４２】
さらに、積分部２３２は、出力回転角度信号θｏｕｔを判定部２３４にも供給する。判定部２３４は、積分部２３２より供給された出力回転角度信号θｏｕｔと算出部２１０より供給された回転角度信号θ１とを比較し、大小関係などの判定結果を補正部２３６に供給する。換言すれば、判定部２３４は、決定部２３０によって決定された出力回転角度信号θｏｕｔと算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１とに基づいて、回転体１０が等速回転状態か非等速回転状態かを判定する。本例では、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が、予め定められた閾値＋θｔから−θｔの範囲内にあれば、判定部２３４は、回転体１０が等速回転状態であると判定し、判定結果０を出力する。
【００４３】
出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値＋θｔより大きければ、判定部２３４は、判定結果１を出力する。出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値−θｔより小さければ、判定部２３４は、判定結果２を出力する。
【００４４】
判定結果は補正部２３６へ供給される。判定部２３４より供給された判定結果に基づいて、補正部２３６は、フィルタ部２２０より供給された回転角速度信号ω２、または予め定められた角度補正用信号の＋ωｃ、−ωｃのいずれかを回転角速度信号ω３として積分部２３２に供給する。具体的には、判定結果が０の場合ω２、判定結果が１の場合−ωｃ、判定結果が２の場合＋ωｃを回転角速度信号ω３として積分部２３２に供給する。
【００４５】
このように構成される検出装置１００の動作について、説明する。図５は、第１実施形態における検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。まず、回転体１０は、回転して、回転磁場を発生させる（Ｓ１００）。第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、回転体１０が発生させた回転磁場を検出する（Ｓ２００）。ＡＤ変換部４６は、第１増幅部４２が増幅した第１磁電変換部２０の検知信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部４８は、第２増幅部４４が増幅した第２磁電変換部３０の検知信号をデジタル信号に変換する。
【００４６】
次に、算出部２１０は、第１情報および第２情報を算出する（Ｓ３００）。本例の算出部２１０は、回転角速度信号ω１を第１情報として算出し、回転角度信号θ１を第２情報として算出する。フィルタ部２２０は、算出部２１０から第１情報を受け取り、第１情報の周波数帯域を制御するフィルタ処理を施す（Ｓ４００）。
【００４７】
決定部２３０は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経た第１情報、およびフィルタ処理段階を経ない第２情報に基づいて回転体１０の回転角度、即ち出力回転角度信号θｏｕｔを決定する（Ｓ５００）。検出装置１００は、回転体１０の回転磁場の検出（Ｓ２００）から出力回転角度信号θｏｕｔの決定（Ｓ５００）の動作を、検出動作の終了まで繰り返し（Ｓ６００：Ｎｏ）、回転角度を順次決定していく。
【００４８】
図６は、第１実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。図６は、図５のステップＳ５００の処理内容の一例を示す。
【００４９】
決定部２３０は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経た第１情報としてω２を取得し、フィルタ処理段階を経ない第２情報としてθ１を取得する。また、決定部２３０によって決定される出力回転角度信号θｏｕｔを取得する（ステップＳ５１０）。
【００５０】
判定部２３４が、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が、予め定められた閾値＋θｔから−θｔの範囲内にあると判定すれば（ステップＳ５１１：Ｙｅｓ）、回転体１０は、等速回転状態にある。補正部２３６は、フィルタ処理段階を経たω２をω３として積分部２３２に出力する（ステップＳ５１２）。したがって、本例における等速回転状態には、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が一定の範囲内にあれば、厳密に等速回転状態ではない場合も含まれてよい。
【００５１】
積分部２３２は、補正部２３６より供給された回転角速度信号ω３を積分して、出力回転角度信号θｏｕｔを得る。出力回転角度信号θｏｕｔが決定部２３０によって決定された回転角度として、外部へ出力される（ステップＳ５１３）。
【００５２】
ただし、フィルタ部２２０においてフィルタ処理された回転角速度信号ω２は群遅延をもつ。したがって回転体１０の始動時およびステップ応答時など、非等速回転状態の場合、回転角速度信号ω１は交流信号となる。フィルタ部２２０にてフィルタ処理された回転角速度信号ω２は、フィルタ処理されていない回転角速度信号ω１に対して遅延を生じる。同時刻において、フィルタ処理された回転角速度信号ω２は、フィルタ処理されていない回転角速度信号ω１に対して遅延に起因した差異を有する。この結果、回転角速度信号ω２を積分した出力回転角度信号θｏｕｔも、フィルタ処理を経ていない回転角度信号θ１に対して遅延に起因した差異を有する。
【００５３】
回転体１０の速度が安定し回転速度が一定になると、回転角速度信号ω１は直流信号となる。フィルタ部２２０にてフィルタ処理された回転角速度信号ω２は回転角速度信号ω１に対して遅延を生じる。しかし、回転体１０が等速回転状態であるので、遅延時間Δｔｄとすると、時刻ｔ１における回転角速度信号ω２（ｔ１）と、時刻（ｔ１−Δｔｄ）における回転角速度信号ω２（ｔ１−Δｔｄ）とが同じである。
【００５４】
したがって、同時刻において、フィルタ処理された回転角速度信号ω２は、フィルタ処理されていない回転角速度信号ω１に対して遅延に起因した差異を生じない。この結果、回転角速度信号ω２を積分した出力回転角度信号θｏｕｔも、フィルタ処理を経ていない回転角度信号θ１に対して遅延に起因した差異を生じない。
【００５５】
本例の検出装置１００によれば、上述のように、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が、予め定められた閾値＋θｔから−θｔの範囲内にあれば（ステップＳ５１１：Ｙｅｓ）、フィルタ処理による遅延が無いか無視しうると考えられるので、回転体１０は等速回転状態であると判定する。
【００５６】
回転体１０が等速回転状態であれば、遅延の影響を無視できるので、フィルタ部２２０を通過して雑音が除去された回転角速度信号ω２を用いることができる。したがって、決定部は、回転体１０が等速回転状態と判定された場合には、フィルタ部２２０を通過した回転体１０の回転角速度信号ω２を積分して得られる回転角度信号を出力回転角度信号θｏｕｔとして決定する。
【００５７】
一方、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値＋θｔより大きければ（ステップＳ５１４：Ｙｅｓ）、回転体１０が非等速回転状態にあると判定される。この場合、補正部２３６は、負値の角度補正用信号−ωｃをω３として積分部２３２に提供する（ステップＳ５１５）。
【００５８】
即ち、回転体１０が非等速回転状態の場合、フィルタ処理による遅延の影響があると考えられるので、決定部２３０は、決定される回転体１０の出力回転角度信号θｏｕｔが、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１に近づくように制御する。具体的には、出力回転角度信号θｏｕｔが回転角度信号θ１に比べて大きいので、補正部２３６は、出力回転角度信号θｏｕｔを小さくするように補正する。
【００５９】
補正部２３６が、負値の角度補正用信号−ωｃをω３として積分部２３２に提供することによって（ステップＳ５１５）、−ωｃを時間積分して得られる負値の角度補正分−θｃが従前の出力回転角度信号θｏｕｔに足し加えられるため、出力回転角度信号θｏｕｔの値が徐々に小さくなるように制御することができる。角度補正用信号−ωｃの値は、特に限定されず、あまりに大きすぎない負値となるように事前に定めておけばよい。
【００６０】
同様に、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値−θｔより小さければ（ステップＳ５１４：Ｎｏ）、回転体１０が非等速回転状態にあると判定される。この場合、決定部２３０は、出力回転角度信号θｏｕｔが、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１に近づくように制御する。具体的には、補正部２３６が、正値の角度補正用信号＋ωｃをω３として積分部２３２に提供することによって、出力回転角度信号θｏｕｔの値が大きくなるように制御する。
【００６１】
なお、回転角速度信号ω２と角度補正用信号の＋ωｃおよび−ωｃの加減算信号、即ち（ω２＋ωｃ）および（ω２−ωｃ）を回転速度信号ω３として積分部２３２に供給してもよい。また、判定結果と角度補正用信号に一定の関係性が保たれていれば、閾値θｔおよび角度補正用信号ωｃは複数の組み合わせを有してもよい。なお、ωｃは定数だけでなく、ω２やω１を演算したもの、ω２やω１の関数であってもよい。
【００６２】
以上のように、本件の検出装置１００は、トラッキングループを有する算出部２１０によって算出した回転角度信号θ１と、決定部２３０によって決定された出力回転角度信号θｏｕｔとの差から、回転体１０が等速回転状態にあるか判定している。回転体１０が等速回転状態にあれば、群遅延の影響を無視できることを考慮して、フィルタ部２２０を通過して雑音が除去された回転角速度信号ω２を積分した出力回転角θｏｕｔを出力している。以下、この点に説明する。
【００６３】
図７は、算出部２１０によって算出された理想的な回転角度信号θ１の算出例を示す図である。図７は、回転体１０が等速回転している状態であって、検出装置１００内の算出部２１０がデジタル演算器である場合の動作を示す。回転角度θｉｎは、回転角速度ωｉｎで等速回転する回転体１０の回転角度を示す。回転角度θｉｎは、一定の傾きωｉｎをもって時間ｔにしたがって増加する直線で表される。一方、算出部２１０では、回転角速度信号ω１を一定の角度演算周期ＴＳの間隔で積分し、小数部を切り捨て量子化することで次式のように、回転角度を示す回転角度信号θ１を出力する。角度演算周期ＴＳは、サンプリング周期を示す。ｍは整数を示す。
【数４】
2017099000.tif 000006
【００６４】
理想的な場合、ω１はωｉｎに等しく、かつ一定である。参考のために、ω１が時間によって変わらないことを図７の鎖線で示す。ω１がωｉｎに等しいので、回転体１０の回転角度θｉｎに対して、回転角度信号θ１の誤差は、量子化誤差程度である。また、理想的な場合、算出される出力回転角度がインクリメントされる角度更新周期Tは、次式で示される。なお、角度更新周期Tは、図７の右軸に示される回転角度を示す回転角度信号θ１が＋１、又は−１される時間間隔を意味する。次式からわかるように、角度更新周期Tは、一定である。ここで、ｍは整数を示す。Ｔは角度更新周期を示す。ωｉｎは、回転体１０の回転角速度であり、Ｔｓは角度演算周期であり、ω１は、トラッキングループを有する算出部２１０によって算出される回転角速度である。
【数５】
2017099000.tif 000007
【数６】
2017099000.tif 000008
【００６５】
しかしながら、現実的には、検出装置１００は、雑音成分を生じさせる。具体的には、検出装置１００内の雑音成分には、第１磁電変換部２０、第２磁電変換部３０、第１増幅部４２、第２増幅部４４、ＡＤ変換部４６、ＡＤ変換部４８、および算出部２１０自身の雑音成分が含まれる。
【００６６】
図８は、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１が雑音成分を含む場合の一例を示す図である。検出装置１００内の雑音成分により、算出部２１０の演算過程で得られる回転角速度信号ω１も雑音成分を持つ。したがって、一定のサンプリング周期、即ち、一定の角度演算周期TＳの間隔で積分される回転角速度信号ω１は一定でない。参考のために、ω１がサンプリング周期ごとに一定ではないことを図８の鎖線で示す。
【００６７】
ω１が雑音成分によって変動するので、上記の数式４で得られる回転角度信号θ１も雑音成分による変動の影響を受ける。この結果、回転体１０の回転角度θｉｎに対する回転角度信号θ１の誤差は、量子化誤差以上の誤差を持ってしまう。また、算出された回転角度を示す回転角度信号θ１がインクリメントされる角度更新周期Ｔも時間軸に対して一定とはならず、非等間隔になる。
【００６８】
算出部２１０による算出結果である回転角度信号θ１をｎビットのデータの下位２ビットを使って、Ａ相パルスとＢ相パルスを生成する場合を説明する。Ａ相パルスおよびＢ相パルスは、ロータリーエンコーダなどでよく用いられるAB相インクリメンタル方式として出力されるものである。図９は、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１と、A相B相パルスを示す図である。Ａ相パルスは、回転角度信号θ１のビット１のデータとして与えられ、Ｂ相パルスは、回転角度信号θ１のビット１のデータとビット０のデータの排他的論理和として与えられる。
【００６９】
参考のために、図９には、算出部２１０によって算出された角速度信号ω１の積分波形を模式的に示している。角速度信号ω１の積分波形が雑音成分を含むため、角速度信号ω１の積分波形を量子化したθ１も雑音の影響を受け、その結果、角度更新周期Ｔが時間軸に対して一定とならない。したがって、角度更新周期Ｔに依拠するＡ相パルスおよびＢ相パルスも影響を受ける。具体的には、次式からわかるように、検出装置１００内の雑音成分による影響は、周期ジッタΔＴとして現れる。なお、Δωが回転角速度信号ω１の雑音成分である。
【数７】
2017099000.tif 000009
【数８】
2017099000.tif 000010
【００７０】
本例の検出装置１００では、図８および図９に示したようなθ１を出力する場合とは異なり、フィルタ部２２０を通過させて雑音成分を軽減した回転角速度信号ω２を用いて算出された出力回転角度信号θｏｕｔを用いることができる。
【００７１】
図１０は、決定部２３０によって決定された出力回転角度信号θｏｕｔと、A相B相パルスを示す図である。図１０には、参考のために、フィルタ部２２０を通過した角速度信号ω２の積分波形、即ち出力回転角度信号θｏｕｔを模式的に示している。
【００７２】
本例の検出装置１００では、帯域制限を生じさせるトラッキングループを構成する算出部２１０自身が持つ周波数特性より狭帯域なローパスフィルタ２２２を用いる場合、回転角速度信号ω１の雑音成分、つまり、上記の数式７および数式８のΔω成分がより一層抑制される。これにより、決定部２３０において、低雑音化された回転角速度信号ω２を積分して角度演算することで周期ジッタΔＴを低減することができる。
【００７３】
以上の本例の検出装置１００によれば、回転体１０が回転始動時など非等速回転状態の場合、出力回転角度信号θｏｕｔは遅延のない回転角度信号θ1に追従するように出力することができる。速度が安定して等速回転状態になると、遅延がなく、かつ雑音が除去された回転角度信号θｏｕｔを出力することができる。したがって、回転体１０の回転情報検出精度が検出装置１００内の雑音成分によって劣化することを抑制することができる。
【００７４】
本例の検出装置１００によれば、アナログ・フロントエンド回路などを追加する場合に比べてチップサイズや消費電流の増加を招かない。また、単にトラッキングループフィルタである算出部２１０の帯域を狭域化する場合には、２型トラッキングループの性質上、ステップ応答時間が増加し、角加速度入力時の角度誤差が増加するが、本例の検出装置１００によれば、ステップ応答時や角加速度入力時には、出力回転角度信号θｏｕｔを回転角度信号θ1に近づけるように制御できるので、ステップ応答時間の増加および角度誤差の増加を抑制できる。
【００７５】
また、単にトラッキングループフィルタである算出部２１０による減衰率を高める場合には、トラッキングループフィルタの帯域内でのノイズが支配的な場合には効果が少なく、また、位相余裕などの安定性が劣化するおそれがある。しかし、本例の検出装置１００では、オープンループのフィルタ部２２０が追加されるので、安定性に影響がない。また、フィルタ部２２０の仕様次第で帯域制限および高減衰特性が可能となる。さらに、本例の検出装置１００によれば、回転体１０の回転状態によらず継続的にフィルタ部２２０を用いる場合と異なり、群遅延の増加による即応性の劣化を防止できる。
【００７６】
図１１は、第２実施形態における信号処理部２００の概要を示す図である。本例では、第１情報は、回転体１０の回転体角加速度を示すα１であり、第２情報は、回転体１０の回転体角度を示す回転体角度信号θ１である。また、決定部２４０の構成が第１実施形態の場合と異なる。これらの点を除いて、第２実施形態の検出装置１００は、第１実施形態の場合と同様なので、繰り返しの説明を省略する。また、同様の構成には、同じ符号を用いる。なお、第１磁電変換部２０、第２磁電変換部３０、および入力部４０は、第１実施形態と同様であるので図示していない。
【００７７】
算出部２１０によるθ１の算出過程は第１実施形態の場合と同様である。ただし、本例の算出部２１０は、算出過程で得られる回転角加速度を示す回転角加速度信号α１を第１情報としてフィルタ部２２０へ供給する。
【００７８】
フィルタ部２２０は、算出部２１０から第１情報として回転角加速度信号α１を受け取り、回転角加速度信号α１の周波数帯域を制限した回転角加速度信号α２を生成する。決定部２４０は、二回積分部２４２、判定部２４４、および補正部２４６を備える。決定部２４０は、フィルタ部２２０を通過した回転角加速度信号α２と、算出部２１０によって算出されてフィルタ部２２０を通過しない回転角度信号θ１とに基づいて、回転体１０の回転角度信号θｏｕｔを決定する。
【００７９】
図１２は、第２実施形態における信号処理部２００の構成例を示す図である。算出部２１０は、トラッキングループ回路であってよく、外積演算部２１２、第１積分部２１４、位相補償部２１６、第２積分部２１７、および変換部２１８を有してよい。算出部２１０は、回転角度信号θ１の算出過程で得られる回転角加速度信号α１をフィルタ部２２０へ供給する。フィルタ部２２０は、算出部２１０より供給された回転角加速度信号α１をフィルタ処理し、信号対雑音特性を改善させる。
【００８０】
決定部２４０は、判定部２４４の判定結果に基づいて、回転体１０の回転角度を決定する。補正部２４６は、フィルタ部２２０より供給された回転角加速度信号α２と、判定部２４４より供給された判定結果に基づいて、回転角加速度信号α３を算出し、二回積分部２４２に供給する。
【００８１】
二回積分部２４２は、二次（二回）の積分器から構成されている。二回積分部２４２は、補正部２４６より供給された回転角加速度信号α３を二回積分する。二回積分部２４２は、回転角加速度信号α３の二回積分結果を検出装置１００の出力回転角度信号θｏｕｔとして外部に供給する。さらに、二回積分部２４２は、出力回転角度信号θｏｕｔを判定部２４４にも供給する。判定部２４４の構成は、第１実施形態における判定部２３４と同じであってよい。
【００８２】
判定部２４４は、判定結果を補正部２４６へ供給する。判定部２４４より供給された判定結果に基づいて、補正部２４６は、フィルタ部２２０より供給された回転角加速度信号α２、または予め定められた角度補正用信号の＋αｃ、−αｃのいずれかを回転角加速度信号α３として二回積分部２４２に供給する。具体的には、判定結果が０の場合α２、判定結果が１の場合−αｃ、判定結果が２の場合＋αｃを回転角加速度信号α３として二回積分部２４２に供給する。なお、判定結果０、１、２の意味は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８３】
このように構成される検出装置１００の動作について説明する。本例の検出装置１００の動作は、図５に示される第１実施形態におけるフローチャートにおいて、第１情報が回転角速度信号ω１ではなく回転角加速度信号α１であることを除いて、ステップＳ１００からステップＳ４００、およびステップＳ６００に示される動作については同様である。したがって、これらの動作の説明は省略する。
【００８４】
図１３は、第２実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。図１３は、図５のステップＳ５００の処理内容の一例を示す。
【００８５】
決定部２４０は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経た第１情報としてα２を取得し、フィルタ処理段階を経ない第２情報としてθ１を取得する。また、決定部２４０によって決定される出力回転角度信号θｏｕｔを取得する（ステップＳ５２０）。
【００８６】
判定部２４４が、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が、予め定められた閾値＋θｔから−θｔの範囲内にあると判定すれば（ステップＳ５２１：Ｙｅｓ）、補正部２４６は、フィルタ処理段階を経たα２をα３として二回積分部２４２に出力する（ステップＳ５２２）。二回積分部２４２は、補正部２４６より供給された回転角加速度信号α３を二回積分して、出力回転角度信号θｏｕｔを得る。出力回転角度信号θｏｕｔが決定部２４０によって決定された回転角度として、外部へ出力される（ステップＳ５２３）。
【００８７】
フィルタ部２２０においてフィルタ処理された回転角加速度信号α２は群遅延をもつ。したがって回転体１０の始動時およびステップ応答時など、回転角加速度が一定ではないとき、回転角加速度信号α１は交流信号となる。フィルタ部２２０にてフィルタ処理された回転角加速度信号α２は、フィルタ処理されていない回転角加速度信号α１に対して遅延を生じる。
【００８８】
同時刻において、フィルタ処理された回転角加速度信号α２は、フィルタ処理されていない回転角加速度信号α１に対して遅延に起因した差異が生じる。この結果、回転角加速度信号α２を二回積分した出力回転角度信号θｏｕｔも、フィルタ処理を経ていない回転角度信号θ１に対して遅延に起因した差異を有する。
【００８９】
回転体１０の速度が安定し回転速度が一定になると、回転角加速度信号α１は直流信号（ゼロ）となる。フィルタ部２２０にてフィルタ処理された回転角加速度信号α２は回転角加速度信号α１に対して遅延を生じるが、同時刻において、フィルタ処理された回転角加速度信号α２は、フィルタ処理されていない回転角加速度信号α１に対して遅延に起因した差異を生じない。この結果、回転角加速度信号α２を二回積分した出力回転角度信号θｏｕｔも、フィルタ処理を経ていない回転角度信号θ１に対して遅延に起因した差異を生じない。
【００９０】
本例の検出装置１００によれば、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が、予め定められた閾値＋θｔから−θｔの範囲内にあれば（ステップＳ５２１：Ｙｅｓ）、回転体１０の速度が安定し回転速度が一定になったと判断する。この場合、フィルタ処理による遅延が無いか無視しうると考えられるので、フィルタ部２２０を通過して雑音が除去された回転角加速度信号α２を用いることができる。したがって、決定部は、回転体１０が等速回転状態と判定された場合には、フィルタ部２２０を通過した回転体１０の回転角加速度信号α２を二回積分して得られる回転角度信号を出力回転角度信号θｏｕｔとして決定する。
【００９１】
一方、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値＋θｔより大きければ（ステップＳ５２４：Ｙｅｓ）、回転体１０の速度が安定し回転速度が一定になっていないと判定される。正確には、回転体１０は、非等加速度回転状態にあると判断される。回転体１０が非等加速度回転状態であれば、もちろん、回転体１０は非等速回転状態である。この場合、補正部２４６は、負値の角度補正用信号−αｃをα３として二回積分部２４２に提供する（ステップＳ５２５）。
【００９２】
即ち、回転体１０が非等加速度回転状態の場合、フィルタ処理による遅延の影響があると考えられるので、決定部２４０は、決定される回転体１０の出力回転角度信号θｏｕｔが、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１に近づくように制御する。具体的には、出力回転角度信号θｏｕｔが回転角度信号θ１に比べて大きいので、補正部２３６は、出力回転角度信号θｏｕｔを小さくするように補正する。
【００９３】
補正部２３６が、負値の角度補正用信号−αｃをα３として二回積分部２４２に提供することによって（ステップＳ５２５）、−αｃを二回時間積分して得られる負値の角度補正分−θｃが従前の出力回転角度信号θｏｕｔに足し加えられるため、出力回転角度信号θｏｕｔの値が徐々に小さくなるように制御することができる。
【００９４】
同様に、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値−θｔより小さければ（ステップＳ５２４：Ｎｏ）、回転体１０が非等加速度回転状態にあると判定される。この場合、決定部２４０は、出力回転角度信号θｏｕｔが、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１に近づくように制御する。具体的には、補正部２３６が、正値の角度補正用信号＋αｃをα３として二回積分部２４２に提供することによって、出力回転角度信号θｏｕｔの値が大きくなるように制御する。
【００９５】
本例によれば、回転体１０が非等加速回転状態の場合、出力回転角度信号θｏｕｔは回転角度信号θ1に追従するように出力される。速度が安定して等速回転状態になると、遅延がなく、かつ雑音が除去された回転角度信号θｏｕｔを出力することができる。
【００９６】
図１４は、第３実施形態における信号処理部２００の概要を示す図である。本例では、第１情報は、回転体１０の回転体角速度を示すω１であり、第２情報は、回転体１０の回転体角度を示す回転体角度信号θ１と回転体角加速度を示す回転体角加速度信号α１である。また、決定部２５０が有する判定部２５４の構成が第１実施形態の場合と異なる。これらの点を除いて、第３実施形態の検出装置１００は、第１実施形態の場合と同様なので、繰り返しの説明を省略する。また、同様の構成には、同じ符号を用いる。なお、第１磁電変換部２０、第２磁電変換部３０、および入力部４０は、第１実施形態と同様であるので図示していない。
【００９７】
算出部２１０によるθ１の算出過程は第１実施形態の場合と同様である。本例の算出部２１０は、算出過程で得られる回転角速度を示す回転角速度信号ω１を第１情報としてフィルタ部２２０へ供給する。また、算出部２１０における算出過程で得られる回転角加速度信号α1は決定部２５０へ供給される。
【００９８】
フィルタ部２２０は、算出部２１０から第１情報として回転角速度信号ω１を受け取る。フィルタ部２２０は、回転角速度信号ω１の周波数帯域を制限した回転角速度信号ω２を生成する。決定部２５０は、積分部２５２、判定部２５４、および補正部２５６を備える。決定部２５０は、フィルタ部２２０を通過した回転角速度信号ω２と、算出部２１０によって算出されてフィルタ部２２０を通過しない回転角度信号θ１および回転角加速度信号α１とに基づいて、回転体１０の回転角度である出力角度信号θｏｕｔを決定する。
【００９９】
図１５は、第３実施形態における信号処理部２００の構成例を示す図である。判定部２５４は、算出部２１０によって算出された回転角加速度信号α１と、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１と、決定部２５０によって決定された出力回転角度信号θｏｕｔとに基づいて、回転体１０が等速回転状態か非等速回転状態かを判定する。判定部２５４は、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１との差が、予め定められた範囲内であり、かつ回転角加速度信号α１の絶対値が所定の閾値以下であれば、回転体１０が等速回転状態であると判定する。
【０１００】
判定部２５４は、判定結果を補正部２５６へ供給する。判定部２５４より供給された判定結果に基づいて、補正部２５６は、フィルタ部２２０より供給された回転角速度信号ω２、または予め定められた角度補正用信号の＋ωｃ、−ωｃのいずれかを回転角速度信号ω３として積分部２５２に供給する。
【０１０１】
このように構成される検出装置１００の動作について説明する。本例の検出装置１００の動作は、図５に示される第１実施形態におけるフローチャートにおいて、第２情報が回転体角度信号θ１のみならず回転体角加速度信号α１を含むことを除いて、ステップＳ１００からステップＳ４００、およびステップＳ６００に示される動作については同様である。したがって、これらの動作の説明は省略する。
【０１０２】
図１６は、第３実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。図１６は、図５のステップＳ５００の処理内容の一例を示す。
【０１０３】
決定部２５０は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経た第１情報としてω２を取得し、フィルタ処理段階を経ない第２情報としてα１およびθ１を取得する。また、決定部２５０によって決定される出力回転角度信号θｏｕｔを取得する（ステップＳ５３０）。
【０１０４】
出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が、予め定められた閾値＋θｔから−θｔの範囲内にあり（ステップＳ５３１：Ｙｅｓ）、かつα１の絶対値があらかじめ定められた閾値αt以内であれば（ステップＳ５３２：Ｙｅｓ）、判定部２５４は判定結果０を出力する。この結果を受けて、補正部２５６は、フィルタ処理段階を経たω２をω３として積分部２５２に出力する（ステップＳ５３３）。
【０１０５】
一方、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値＋θｔより大きい場合（ステップＳ５３５：Ｙｅｓ）、または、α１の絶対値が予め定められた閾値αtより大きく（ステップＳ５３２：Ｎｏ）かつ出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が正である場合（ステップＳ５３６：Ｙｅｓ）には、判定部２５４は判定結果１を出力する。この結果を受けて補正部２５６は、負値の角度補正用信号−ωｃをω３として積分部２５２に提供する（ステップＳ５３７）。
【０１０６】
同様に、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値−θｔより小さい場合（ステップＳ５３５：Ｎｏ）、または、α１の絶対値が予め定められた閾値αtより大きく（ステップＳ５３２：Ｎｏ）かつ出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が負である場合（ステップＳ５３６：Ｎｏ）には、判定部２５４は判定結果２を出力する。この結果を受けて補正部２５６は、正値の角度補正用信号＋ωｃをω３として積分部２５２に提供する（ステップＳ５３８）。
【０１０７】
積分部２５２は、補正部２５６より供給された回転角速度信号ω３を積分して、出力回転角度信号θｏｕｔを得る。出力回転角度信号θｏｕｔが決定部２５０によって決定された回転角度として、外部へ出力される（ステップＳ５３４）。
【０１０８】
本例の検出装置１００によれば、回転角加速度信号α１の絶対値が閾値より大きくて回転体１０が非等速回転状態と推定される場合、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が一定の閾値θｔ以内であるか否かにかかわらず、回転体１０が非等速回転状態と判定される。その結果、決定部２５０は、決定される回転体１０の出力回転角度信号θｏｕｔが、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１に近づくように制御する。したがって、第１および第２実施形態に比べて非等速回転状態でのθ１への追従性をさらに改善することができる。
【０１０９】
図１７は、第４実施形態における信号処理部２００の構成例を示す図である。本例の検出装置１００では、フィルタ部２２０へ提供される第１情報は、図１２に示す第２実施形態と同様に算出部２１０で算出された回転角加速度信号α１である一方、判定部２６４での処理は、図１４および図１５に示す第３実施形態の場合と同様である。即ち、第２情報は、回転体１０の回転体角度を示す回転体角度信号θ１と回転体角加速度を示す回転体角加速度信号α１である。したがって、回転体角加速度信号α１は、第１情報と第２情報とを兼ねる。その他の構成は、第１から第３実施形態の場合と同様であるので、繰り返しの説明を省略する。
【０１１０】
図１８は、第４実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。図１８は、図５のステップＳ５００の処理内容の一例を示す。なお、図５におけるステップＳ１００からステップＳ４００、およびステップＳ６００に示される動作についての説明は省略する。
【０１１１】
決定部２６０は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経た第１情報としてα２を取得し、フィルタ処理段階を経ない第２情報としてα１およびθ１を取得する。また、決定部２６０によって決定される出力回転角度信号θｏｕｔを取得する（ステップＳ５４０）。
【０１１２】
出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が、予め定められた閾値＋θｔから−θｔの範囲内にあり（ステップＳ５４１：Ｙｅｓ）、かつα１の絶対値があらかじめ定められた閾値αt以内であれば（ステップＳ５４２：Ｙｅｓ）、判定部２６４は判定結果０を出力する。この結果を受けて、補正部２６６は、フィルタ処理段階を経たα２をα３として二回積分部２６２に出力する（ステップＳ５４３）。
【０１１３】
一方、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値＋θｔより大きい場合（ステップＳ５４５：Ｙｅｓ）、または、α１の絶対値が予め定められた閾値αtより大きく（ステップＳ５４２：Ｎｏ）かつ出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が正である場合（ステップＳ５４６：Ｙｅｓ）には、判定部２６４は判定結果１を出力する。この結果を受けて補正部２６６は、負値の角度補正用信号−αｃをα３として二回積分部２６２に提供する（ステップＳ５４７）。
【０１１４】
同様に、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値−θｔより小さい場合（ステップＳ５４５：Ｎｏ）、または、α１の絶対値が予め定められた閾値αtより大きく（ステップＳ５４２：Ｎｏ）かつ出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が負である場合（ステップＳ５４６：Ｎｏ）には、判定部２６４は判定結果２を出力する。この結果を受けて補正部２６６は、正値の角度補正用信号＋αｃをα３として二回積分部２６２に提供する（ステップＳ５４８）。
【０１１５】
二回積分部２６２は、補正部２６６より供給された回転角加速度信号α３を二回積分して、出力回転角度信号θｏｕｔを得る。出力回転角度信号θｏｕｔが決定部２６０によって決定された回転角度として、外部へ出力される（ステップＳ５６４）。以上のような本例の検出装置１００によれば、第３実施形態と同様に、第１および第２実施形態に比べて非等速回転状態でのθ１への追従性をさらに改善することができる。
【０１１６】
図１９は、第５実施形態における信号処理部２００の構成例を示す図である。本例の検出装置１００では、フィルタ部２２０へ提供される第１情報は、算出部２１０で算出された回転角加速度信号α１である。一方、決定部２７０へ提供される第２情報も、回転角加速度信号α１である。したがって、回転体角加速度信号α１は、第１情報と第２情報とを兼ねる。
【０１１７】
本例の判定部２７４が、図１５に示される第４実施形態の判定部２６４に比べて簡略化されている点を除いて、本例の検出装置１００の他の構成は第４実施形態の場合と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。本例の判定部２６４は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経ていない回転角加速度信号α１に基づいて、回転体１０が等速回転状態にあるか否かを判定する。回転体１０が等速回転状態にある場合の制御、および回転体１０が非等速回転状態にある場合の制御は、第１から第３実施形態の場合と同様である。
【０１１８】
図２０は、第５実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである図２０は、図５のステップＳ５００の処理内容の一例を示す。なお、図５におけるステップＳ１００からステップＳ４００、およびステップＳ６００に示される動作についての説明は省略する。
【０１１９】
決定部２７０は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経た第１情報としてα２を取得し、フィルタ処理段階を経ない第２情報としてα１を取得する（ステップＳ５５０）。回転角加速度信号α１が予め定められた閾値＋αｔから−αｔの範囲内にあれば（ステップＳ５５１：Ｙｅｓ）、判定部２７４は、判定結果０を出力する。この結果を受けて、補正部２７６は、フィルタ処理段階を経たα２をα３として二回積分部２７２に出力する（ステップＳ５５２）。
【０１２０】
一方、回転角加速度信号α１が予め定められた閾値−αｔより小さい場合には（ステップＳ５５４：Ｙｅｓ）、判定部２７４は判定結果１を出力する。この結果を受けて補正部２７６は、負値の角度補正用信号−αｃをα３として二回積分部２７２に提供する（ステップＳ５５５）。同様に、回転角加速度信号α１が予め定められた閾値＋αｔより大きい場合には（ステップＳ５５４：Ｎｏ）、判定部２７４は判定結果２を出力する。この結果を受けて補正部２７６は、正値の角度補正用信号＋αｃをα３として二回積分部２７２に提供する（ステップＳ５５６）。
【０１２１】
二回積分部２７２は、補正部２７６より供給された回転角加速度信号α３を二回積分して、出力回転角度信号θｏｕｔを得る。出力回転角度信号θｏｕｔが決定部２７０によって決定された回転角度として、外部へ出力される（ステップＳ５５３）。
【０１２２】
本例の検出装置１００によっても、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１を直接監視する場合と比べて追従性は劣るものの、回転体１０が等加速度回転状態および等速回転状態にあると判定された場合には、フィルタ処理によって雑音が低減することができる。なお、本例では、第１情報として回転角加速度信号α１を用いる場合を説明したが、この場合に限られず、第１実施形態のように第１情報として回転角速度信号ω１用いる場合であっても、本例の判定部２７４による処理を適用することもできる。
【０１２３】
図２１は、第６実施形態における信号処理部２００の構成例を示す図である。本例の検出装置１００では、フィルタ部２２０へ提供される第１情報は、算出部２１０で算出された回転角速度信号ω１である。一方、決定部２８０へ提供される第２情報は、算出部２１０で算出された回転角度信号θ１である。本例の検出装置１００の構成は、決定部２８０を除き、図４に示される第１実施形態の場合と同様である。したがって、詳しい説明を省略する。
【０１２４】
本例の決定部２８０は、積分部２８２、判定部２８４、および補正部２８６を備える。積分部２８２は、フィルタ部２２０に接続されている。積分部２８２は、フィルタ部２２０より供給された回転角速度信号ω２を積分して回転角度信号θ２を得る。積分部２８２は、積分結果である回転角度信号θ２を補正部２８６に出力する。
【０１２５】
補正部２８６は、積分部２８２より供給された回転角度信号θ２と、判定部２８４より供給された判定結果に基づいて、出力回転角度信号θｏｕｔを算出する。出力回転角度信号θｏｕｔが決定部２８０によって決定された回転角度として外部に出力される。上述した第１から第５実施形態では、回転角速度信号ω３または回転角加速度信号α３が補正されていたのに対し、本例の検出装置１００の補正部２８６は、回転角度である出力回転角度信号θｏｕｔを補正する。
【０１２６】
さらに、補正部２８６は、出力回転角度信号θｏｕｔを判定部２８４にも供給する。判定部２８４は、補正部２８６より供給された出力回転角度信号θｏｕｔと算出部２１０より供給された回転角度信号θ１とを比較し、大小関係などの判定結果を補正部２８６に供給する。判定部２８４から補正部２８６へ供給される判定結果の内容については、第１実施形態の場合と同様である。
【０１２７】
判定部２８４より供給された判定結果に基づいて、補正部２８６は、積分部２８２より供給された回転角度信号θ２、または予め定められた角度補正用信号θｃを回転角度信号θｏｕｔに加算または減算した「θｏｕｔ＋θｃ」または「θｏｕｔ−θｃ」のいずれかを出力回転角度信号θｏｕｔとして外部に出力する。
【０１２８】
図２２は、第６実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。図２２は、図５のステップＳ５００の処理内容の一例を示す。なお、図５におけるステップＳ１００からステップＳ４００、およびステップＳ６００に示される動作についての説明は省略する。
【０１２９】
決定部２８０は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経た第１情報としてω２を取得し、フィルタ処理段階を経ない第２情報としてθ１を取得する。また、決定部２８０によって決定される出力回転角度信号θｏｕｔを取得する（ステップＳ５６０）。
【０１３０】
積分部２８２は、フィルタ処理段階を経たω２を積分して回転角度信号θ２を算出し、補正部２８６に提供する（ステップＳ５６１）。判定部２８４が、出力回転角度信号θｏｕｔと回転角度信号θ１の差が、予め定められた閾値＋θｔから−θｔの範囲内にあると判定すれば（ステップＳ５６２：Ｙｅｓ）、回転体１０は、等速回転状態にある。補正部２８６は、フィルタ処理段階を経たω２を積分して得られたθ２を出力回転角度信号θｏｕｔとして決定する（ステップＳ５６３）。
【０１３１】
一方、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値＋θｔより大きければ（ステップＳ５６４：Ｙｅｓ）、回転体１０が非等速回転状態にあると判定される。この場合、補正部２８６は、θｏｕｔ−θｃを出力回転角度信号θｏｕｔとして決定する（ステップＳ５６５）。即ち、回転体１０が非等速回転状態の場合、フィルタ処理による遅延の影響があると考えられるので、決定部２８０は、決定される回転体１０の出力回転角度信号θｏｕｔが、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１に近づくように制御する。
【０１３２】
同様に、出力回転角度信号θｏｕｔから回転角度信号θ１を差し引いた値が、予め定められた閾値−θｔより小さければ（ステップＳ５６４：Ｎｏ）、回転体１０が非等速回転状態にあると判定される。この場合、決定部２８０は、出力回転角度信号θｏｕｔが、算出部２１０によって算出された回転角度信号θ１に近づくように制御する。具体的には、補正部２８６が、θｏｕｔ＋θｃを出力回転角度信号θｏｕｔとして決定する（ステップＳ５６６）。
【０１３３】
以上の本例の検出装置１００によれば、回転体１０が回転始動時など非等速回転状態の場合、遅延のない回転角度信号θ1に追従するように出力回転角度信号θｏｕｔを決定できる。一方で、速度が安定して等速回転状態になると、遅延がなく、かつ雑音が除去された回転角度信号θｏｕｔを出力することができる。したがって、回転体１０の回転情報検出精度が検出装置１００内の雑音成分によって劣化することを抑制することができる。
【０１３４】
図２３は、第７実施形態における信号処理部２００の構成例を示す図である。本例の検出装置１００では、フィルタ部２２０へ提供される第１情報は、算出部２１０で算出された回転角加速度信号α１である。一方、決定部２９０へ提供される第２情報は、算出部２１０で算出された回転角度信号θ１である。本例の検出装置１００の構成は、決定部２９０を除き、図１２に示される第２実施形態の場合と同様である。したがって、詳しい説明を省略する。
【０１３５】
本例の決定部２９０は、二回積分部２９２、判定部２９４、および補正部２９６を備える。二回積分部２９２は、フィルタ部２２０に接続されている。二回積分部２９２は、フィルタ部２２０より供給された回転角加速度信号α２を二回積分して回転角度信号θ２を得る。二回積分部２９２は、積分結果である回転角度信号θ２を補正部２９６に出力する。
【０１３６】
補正部２９６は、二回積分部２９２より供給された回転角度信号θ２と、判定部２９４より供給された判定結果に基づいて、出力回転角度信号θｏｕｔを算出する。出力回転角度信号θｏｕｔが決定部２９０によって決定された回転角度として外部に出力される。補正部２９６および判定部２９４の具体的な構成は、第６実施形態の場合と同様である。
【０１３７】
図２４は、第７実施形態における回転角決定処理の一例を示すフローチャートである。図２４は、図５のステップＳ５００の処理内容の一例を示す。なお、図５におけるステップＳ１００からステップＳ４００、およびステップＳ６００に示される動作についての説明は省略する。
【０１３８】
決定部２９０は、フィルタ部２２０によるフィルタ処理段階を経た第１情報としてα２を取得し、フィルタ処理段階を経ない第２情報としてθ１を取得する。また、決定部２９０によって決定される出力回転角度信号θｏｕｔを取得する（ステップＳ５７０）。
【０１３９】
二回積分部２９２は、フィルタ処理段階を経たα２を二回積分して回転角度信号θ２を算出し、補正部２９６に提供する（ステップＳ５７１）。ステップＳ５７２からステップＳ５７６の処理は、第６実施形態の場合と同様である。
【０１４０】
以上の本例の検出装置１００によれば、回転体１０が回転始動時など非等速回転状態の場合、出力回転角度信号θｏｕｔは遅延のない回転角度信号θ1に追従するように出力することができる。一方で、速度が安定して等速回転状態になると、遅延がなく、かつ雑音が除去された回転角度信号θｏｕｔを出力することができる。
【０１４１】
以上のように第１から第７実施形態について説明したが、種々の変更が可能である。たとえば、回転角度を測定する手段として、レゾルバおよびレゾルバデジタル変換部を用いてもよい。
【０１４２】
図２５は、レゾルバ３００を用いた場合の変形例における検出装置の概略を示す図である。検出装置１５０は、レゾルバ３００、レゾルバデジタル変換部３５０、および信号処理部４００を備える。レゾルバ３００は、ローターコイル３１０とステーターコイル３２０を有する。信号処理部４００は、算出部４１０、フィルタ部４２０、決定部４３０を備える。信号処理部４００の処理は、上記の第１から第７実施形態で説明した信号処理部２００と同様である。
【０１４３】
ローターコイル３１０に励磁電流を流した時に、ローターコイル３１０とステーターコイル３２０との間の相対的な回転角度に応じてステーターコイル３２０に誘起する電圧をレゾルバデジタル変換部３５０で信号変換することによって回転角度のデジタル信号を得てよい。この場合、励磁電流が流されて磁場を発生しつつ、ステーターコイル３２０に対して相対的に角度を変化させるローターコイル３１０は、本明細書における回転体の一例といえる。また、ステーターコイル３２０は、磁電変換部の一例といえる。複数のステーターコイル３２０が、互いに位相の異なる波形を検出するように設けられてよい。
【０１４４】
逆に、ステーターコイル３２０に励磁電流を流した時に、ローターコイル３１０とステーターコイル３２０との間の相対的な回転角度に応じてローターコイル３１０に誘起する電圧をレゾルバデジタル変換部３５０で信号変換することによって回転角度のデジタル信号を得てもよい。この場合、励磁電流が流されて磁場を発生しつつ、ローターコイル３１０に対して相対的に角度を変化させるステーターコイル３２０は、本明細書における回転体の一例といえる。また、ローターコイル３１０は、磁電変換部の一例といえる。複数のローターコイル３１０が、互いに位相の異なる波形を検出するように設けられてよい。
【０１４５】
第１から第７実施形態において説明した算出部２１０は、算出過程において回転角速度値、または回転角加速度値を得る演算器であればよく、２型トラッキングループに代えて３型トラッキングループを用いてもよく、また、これに代えて２重位相同期ループを用いてもよい。
【０１４６】
また、第１から第７実施形態に係る第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、正弦波状および余弦波状に変動する磁場が印加されるように、平面視において回転体１０の円周に重なるように配置される例を説明した。これに代えて、第１磁電変換部２０および第２磁電変換部３０は、特開２００２−７１３８１号公報に記載のように、磁場コンセントレータとして既知の配置であってもよい。第１から第７実施形態においては、決定部２３０等が回転体１０の回転角度を決定する場合を説明したが、検出装置１００は、この場合に限られず、決定部２３０等が、回転体１０の回転角度、回転角速度、および回転角加速度のうち少なくともいずれかの回転情報を決定してよい。
【０１４７】
図２６は、本実施形態に係る検出装置１００として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、および表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、およびＤＶＤドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部と、を備える。
【０１４８】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００およびグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０およびＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【０１４９】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＤＶＤドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤドライブ２０６０は、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
【０１５０】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、および／または、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。
【０１５１】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【０１５２】
プログラムは、コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を算出部２１０、フィルタ部２２０、決定部２３０、決定部２４０、決定部２５０、決定部２６０、決定部２７０、決定部２８０、および決定部２９０として機能させる。
【０１５３】
プログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である算出部２１０、フィルタ部２２０、決定部２３０、決定部２４０、決定部２５０、決定部２６０、決定部２７０、決定部２８０、および決定部２９０として機能する。そして、この具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算または加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の検出装置１００が構築される。
【０１５４】
一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、またはＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置または通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０または記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
【０１５５】
また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＤＶＤドライブ２０６０（ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、および／または記憶装置に含まれるものとする。
【０１５６】
また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（または不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
【０１５７】
また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。
【０１５８】
以上に示したプログラムまたはモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、またはＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
【０１５９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【０１６０】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１６１】
１０  回転体、１２  回転磁石、１４  回転軸、２０  第１磁電変換部、３０  第２磁電変換部、４０  入力部、４２  第１増幅部、４４  第２増幅部、４６  ＡＤ変換部、４８  ＡＤ変換部、１００  検出装置、１５０  検出装置、２００  信号処理部、２１０  算出部  ２１２  外積演算部、２１４  第１積分部、２１６  位相補償部、２１７  第２積分部、２１８  変換部、２２０  フィルタ部、２２２  ローパスフィルタ、２３０  決定部、２３２  積分部、２３４  判定部、２３６  補正部、２４０  決定部、２４２  二回積分部、２４４  判定部、２４６  補正部、２５０  決定部、２５２  積分部、２５４  判定部、２５６  補正部、２６０  決定部、２６２  二回積分部、２６４  判定部、２６６  補正部、２７０  決定部、２７２  二回積分部、２７４  判定部、２７６  補正部、２８０  決定部、２８２  積分部、２８４  判定部、２８６  補正部、２９０  決定部、２９２  二回積分部、２９４  判定部、２９６  補正部、３００  レゾルバ、３１０  ローターコイル、３２０  ステーターコイル、３５０  レゾルバデジタル変換部、４００  信号処理部、４１０  算出部、４２０  フィルタ部、４３０  決定部、１９００  コンピュータ、２０００  ＣＰＵ、２０１０  ＲＯＭ、２０２０  ＲＡＭ、２０３０  通信インターフェイス、２０４０  ハードディスクドライブ、２０５０  フレキシブルディスク・ドライブ、２０６０  ＤＶＤドライブ、２０７０  入出力チップ、２０７５  グラフィック・コントローラ、２０８０  表示装置、２０８２  ホスト・コントローラ、２０８４  入出力コントローラ、２０９０  フレキシブルディスク、２０９５  ＤＶＤ−ＲＯＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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