(57)【要約】【課題】極数を増やすことなく分解能を向上させることができる回転角判定装置及び回転角判定方法を提供する。【解決手段】回転角判定装置１は、磁石２が生成する回転磁場２０を検出する少なくとも１つの磁気センサから出力された複数の出力信号に二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６を生成する信号生成部５と、生成した第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負の組み合わせに基づいて磁石２の回転角θを判定する判定部６と、を備えて概略構成されている。【選択図】図３
2018100835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場生成部が生成する回転磁場を検出する少なくとも１つの磁気センサから出力された複数の出力信号に二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号及び第２の信号を生成する信号生成部と、
生成した前記第１の信号及び前記第２の信号の正負の組み合わせに基づいて前記磁場生成部の回転角を判定する判定部と、
を備えた回転角判定装置。
【請求項２】
回転磁場を生成する磁場生成部と、
前記回転磁場を検出して第１の正弦波信号及び第１の余弦波信号を出力する第１の磁気センサと、
前記回転磁場を検出して前記第１の正弦波信号及び前記第１の余弦波信号と位相が異なる第２の正弦波信号及び第２の余弦波信号を出力する第２の磁気センサと、
二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して前記第１の正弦波信号と前記第１の余弦波信号、前記第２の正弦波信号と前記第２の余弦波信号から周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号及び第２の信号を生成する信号生成部と、
前記第１の信号及び前記第２の信号の正負の組み合わせに応じて前記回転磁場の回転角を判定する判定部と、
を備えた回転角判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記磁場生成部の着磁数の増加に応じて前記回転磁場の回転角の分解能が増加する、
請求項１又は２に記載の回転角判定装置。
【請求項４】
磁場生成部が生成する回転磁場を検出する少なくとも１つの磁気センサから出力された複数の出力信号に二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号及び第２の信号を生成し、
生成した前記第１の信号及び前記第２の信号の正負の組み合わせに基づいて前記磁場生成部の回転角を判定する回転角判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角判定装置及び回転角判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、磁界を作るリング磁石と、この磁界の中で相対回転する磁束密度検出部と、を備えた回転角度センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この回転角度センサは、磁束密度検出部をリング磁石の回転経路の外側に配置したホール素子によって構成し、このホール素子の出力に基づいてリング磁石に対する磁束密度検出部の回転角度を検出する。そして回転角度センサは、リング磁石の極数を増やすことにより高い分解能を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４９０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来の回転角度センサは、分解能を上げるためにリング磁石の極数を増やすと磁束密度が小さくなるので体積を増やしたり、着磁の難度が上がったりする問題がある。
【０００６】
従って本発明の目的は、極数を増やすことなく分解能を向上させることができる回転角判定装置及び回転角判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、磁場生成部が生成する回転磁場を検出する少なくとも１つの磁気センサから出力された複数の出力信号に二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号及び第２の信号を生成する信号生成部と、生成した第１の信号及び第２の信号の正負の組み合わせに基づいて磁場生成部の回転角を判定する判定部と、を備えた回転角判定装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、極数を増やすことなく分解能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る回転角判定装置の一例を示す正面図であり、図１（ｂ）は、側面図であり、図１（ｃ）は、第１の磁気センサの一例を示した概略図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る回転角判定装置の一例を示す等価回路図である。
【図３】図３（ａ）は、比較例に係る回転角判定装置の回転角と出力信号の関係の一例を示すグラフであり、図３（ｂ）は、実施の形態に係る回転角判定装置の回転角と出力信号の関係の一例を示すグラフである。
【図４】図４は、実施の形態に係る回転角判定装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る回転角判定装置は、磁場生成部が生成する回転磁場を検出する少なくとも１つの磁気センサから出力された複数の出力信号に二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号及び第２の信号を生成する信号生成部と、生成した第１の信号及び第２の信号の正負の組み合わせに基づいて磁場生成部の回転角を判定する判定部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
この回転角判定装置は、周期が元の周期の二分の一、又は三分の一となるように生成された第１の信号及び第２の信号の正負の組み合わせに基づいて磁場生成部の回転角を判定するので、この構成を採用しない場合と比べて、同じ極数で分解能が二倍又は三倍となる。従って回転角判定装置は、極数を増やすことなく分解能を向上させることができる。
【００１２】
[実施の形態]
（回転角判定装置１の概要）
図１（ａ）は、実施の形態に係る回転角判定装置の一例を示す正面図であり、図１（ｂ）は、側面図であり、図１（ｃ）は、第１の磁気センサの一例を示した概略図である。図２は、実施の形態に係る回転角判定装置の一例を示す等価回路図である。図３（ａ）は、比較例に係る回転角判定装置の回転角と出力信号の関係の一例を示すグラフであり、図３（ｂ）は、実施の形態に係る回転角判定装置の回転角と出力信号の関係の一例を示すグラフである。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図２では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。さらに数値範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下の意味で用いるものとする。
【００１３】
回転角判定装置１は、磁場生成部が生成する回転磁場を検出する少なくとも１つの磁気センサから出力された複数の出力信号に二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６を生成する信号生成部５と、生成した第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負の組み合わせに基づいて磁場生成部の回転角θを判定する判定部６と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
本実施の形態の磁場生成部は、一例として、永久磁石である磁石２であるがこれに限定されず電磁磁石であっても良い。また本実施の形態の回転角判定装置１は、一例として、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４を備えている。
【００１５】
具体的には、回転角判定装置１は、例えば、図１（ａ）〜図２に示すように、回転磁場２０を生成する磁石２と、回転磁場２０を検出して第１の正弦波信号Ｓ１及び第１の余弦波信号Ｓ２を出力する第１の磁気センサ３と、回転磁場２０を検出して第１の正弦波信号Ｓ１及び第１の余弦波信号Ｓ２と位相が異なる第２の正弦波信号Ｓ３及び第２の余弦波信号Ｓ４を出力する第２の磁気センサ４と、二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して第１の正弦波信号Ｓ１と第１の余弦波信号Ｓ２、第２の正弦波信号Ｓ３と第２の余弦波信号Ｓ４から周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６を生成する信号生成部５と、第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負の組み合わせに応じて回転磁場２０の回転角θを判定する判定部６と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
この回転角判定装置１は、例えば、回転可能な操作部に磁石２を取り付けることにより、判定した回転角θに基づいて接続された電子機器を操作することを可能とするものである。
【００１７】
（磁石２の構成）
磁石２は、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石などの永久磁石、又はフェライト系、ネオジム系、サマコバ系、サマリウム鉄窒素系などの磁性体材料と、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）などの合成樹脂材料と、を混合して所望の形状に成形したプラスチックマグネットである。本実施の形態の磁石２は、一例として、円筒形に形成されたプラスチックマグネットである。
【００１８】
この磁石２は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、円筒形の半分の一方がＮ極、他方がＳ極となるように着磁されている。この磁石２は、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４が配置された基板９の方向に回転磁場２０を発生させている。この回転磁場２０は、磁石２の回転によって第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４への作用が変化する磁場である。
【００１９】
この磁石２は、一例として、図１（ａ）に示すように、基準位置１０から時計回りに３６０°回転するように構成されている。
【００２０】
（第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４）
第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、基板９上に並んで配置されている。そして第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４は、磁石２の側面２１に対向し、磁石２の回転磁場２０が作用している。
【００２１】
第１の磁気センサ３は、例えば、図２に示すように、第１のＭＲセンサ（Magneto Resistive Sensor）３０及び第２のＭＲセンサ３１を備えて概略構成されている。また第２の磁気センサ４は、例えば、第３のＭＲセンサ４０及び第４のＭＲセンサ４１を備えて概略構成されている。
【００２２】
第１のＭＲセンサ３０は、例えば、図１（ｃ）及び図２に示すように、第１のＭＲ素子３０１〜第４のＭＲ素子３０４、及びオペアンプＯＰ１を備えている。また第１のＭＲセンサ３０は、第１のＭＲ素子３０１〜第４のＭＲ素子３０４によって第１のブリッジ回路３００が形成されている。この第１のＭＲ素子３０１〜第４のＭＲ素子３０４は、例えば、図１（ｃ）に示すように、９０°ずつ回転した形状を有している。
【００２３】
第１のＭＲ素子３０１と第３のＭＲ素子３０３の接続点は、電源電圧ＶＣＣに電気的に接続される。第２のＭＲ素子３０２と第４のＭＲ素子３０４の接続点は、ＧＮＤと電気的に接続される。
【００２４】
第１のＭＲ素子３０１と第２のＭＲ素子３０２は、ハーフブリッジ回路を形成する。このハーフブリッジ回路は、第１のＭＲ素子３０１と第２のＭＲ素子３０２の中点電位Ｖ１を出力する。この中点電位Ｖ１は、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子（＋側）に入力する。
【００２５】
また第３のＭＲ素子３０３と第４のＭＲ素子３０４は、ハーフブリッジ回路を形成する。このハーフブリッジ回路は、第３のＭＲ素子３０３と第４のＭＲ素子３０４の中点電位Ｖ２を出力する。この中点電位Ｖ２は、オペアンプＯＰ１の反転入力端子（−側）に入力する。このオペアンプＯＰ１は、非反転入力端子に入力した中点電位Ｖ１と、反転入力端子に入力した中点電位Ｖ２と、を差動増幅した第１の正弦波信号Ｓ１を信号生成部５に出力する。
【００２６】
第２のＭＲセンサ３１は、例えば、第５のＭＲ素子３１１〜第８のＭＲ素子３１４、及びオペアンプＯＰ２を備えている。また第２のＭＲセンサ３１は、第５のＭＲ素子３１１〜第８のＭＲ素子３１４によって第２のブリッジ回路３１０が形成されている。この第５のＭＲ素子３１１〜第８のＭＲ素子３１４は、例えば、図１（ｃ）に示すように、第１のＭＲ素子３０１〜第４のＭＲ素子３０４と同様に、９０°ずつ回転した形状を有すると共に、第１のＭＲ素子３０１〜第４のＭＲ素子３０４の間に配置されている。言い換えるなら、第１のＭＲセンサ３０及び第２のＭＲセンサは、同じ領域に配置されている。
【００２７】
ここで第１の磁気センサ３のＭＲ素子は、図１（ｃ）に示すように、円を八等分した扇形状の領域に配置されている。第２の磁気センサ４は、第１の磁気センサ３と同様に構成され、配置の際に出力信号の位相がずれる、つまり位相が進む又は遅れるように、ずらしたい角度分、第１の磁気センサ３に対して回転して配置される。本実施の形態の第２の磁気センサ４は、第１の磁気センサ３よりも出力信号の位相が４５°遅れる、つまり第１の磁気センサ３に対して４５°分、時計回りに回転させて配置されている。言い換えるなら第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４は、位相が四分の一ずれた出力信号が得られるように配置される。
【００２８】
この第１の磁気センサ３には、例えば、図１（ｃ）に矢印で示すように回転磁場２０が作用する。また図１（ｃ）の紙面において垂直の矢印は、基準位置１０における回転磁場２０の一例を示している。そして図１（ｃ）に示す回転磁場２０は、磁石２の回転に連動して回転する。
【００２９】
ＭＲ素子は、例えば、図１（ｃ）に示すように、磁気抵抗値が回転磁場２０によって変わる複数の感磁部３５と、隣り合う感磁部３５を接続する複数の接続部３６と、を備えている。
【００３０】
この感磁部３５は、例えば、Ｎｉ、Ｆｅなどの強磁性金属を主成分とする合金の薄膜として形成されている。また接続部３６は、銅などの回転磁場２０の作用によって抵抗値が変わらない材料によって形成される。そして感磁部３５は、扇状の領域の径方向に交差するように等間隔で並べられている。また接続部３６は、感磁部３５の端部を交互に接続している。
【００３１】
第２のＭＲセンサ３１の第５のＭＲ素子３１１と第７のＭＲ素子３１３の接続点は、電源電圧ＶＣＣに電気的に接続される。第６のＭＲ素子３１２と第８のＭＲ素子３１４の接続点は、ＧＮＤと電気的に接続される。
【００３２】
第５のＭＲ素子３１１と第６のＭＲ素子３１２は、ハーフブリッジ回路を形成する。このハーフブリッジ回路は、第５のＭＲ素子３１１と第６のＭＲ素子３１２の中点電位Ｖ３を出力する。この中点電位Ｖ３は、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子（＋側）に入力する。
【００３３】
また第７のＭＲ素子３１３と第８のＭＲ素子３１４は、ハーフブリッジ回路を形成する。このハーフブリッジ回路は、第７のＭＲ素子３１３と第８のＭＲ素子３１４の中点電位Ｖ４を出力する。この中点電位Ｖ４は、オペアンプＯＰ２の反転入力端子（−側）に入力する。このオペアンプＯＰ２は、非反転入力端子に入力した中点電位Ｖ３と、反転入力端子に入力した中点電位Ｖ４と、を差動増幅した第１の余弦波信号Ｓ２を信号生成部５に出力する。
【００３４】
続いて第２の磁気センサ４について説明する。この第２の磁気センサ４は、上述のように、第１の磁気センサ３を回転させて配置したものである。つまり第１の磁気センサ３と第２の磁気センサ４は、並んでいるが同方向の回転磁場２０に対して位相の異なる信号を出力する。
【００３５】
第３のＭＲセンサ４０は、例えば、第９のＭＲ素子４０１〜第１２のＭＲ素子４０４、及びオペアンプＯＰ３を備えている。また第３のＭＲセンサ４０は、第９のＭＲ素子４０１〜第１２のＭＲ素子４０４によって第３のブリッジ回路４００が形成されている。
【００３６】
第９のＭＲ素子４０１と第１１のＭＲ素子４０３の接続点は、電源電圧ＶＣＣに電気的に接続される。第１０のＭＲ素子４０２と第１２のＭＲ素子４０４の接続点は、ＧＮＤと電気的に接続される。
【００３７】
第９のＭＲ素子４０１と第１０のＭＲ素子４０２は、ハーフブリッジ回路を形成する。このハーフブリッジ回路は、第９のＭＲ素子４０１と第１０のＭＲ素子４０２の中点電位Ｖ５を出力する。この中点電位Ｖ５は、オペアンプＯＰ３の非反転入力端子（＋側）に入力する。
【００３８】
また第１１のＭＲ素子４０３と第１２のＭＲ素子４０４は、ハーフブリッジ回路を形成する。このハーフブリッジ回路は、第１１のＭＲ素子４０３と第１２のＭＲ素子４０４の中点電位Ｖ６を出力する。この中点電位Ｖ６は、オペアンプＯＰ３の反転入力端子（−側）に入力する。このオペアンプＯＰ３は、非反転入力端子に入力した中点電位Ｖ５と、反転入力端子に入力した中点電位Ｖ６と、を差動増幅した第２の正弦波信号Ｓ３を信号生成部５に出力する。この第２の正弦波信号Ｓ３は、第１の正弦波信号Ｓ１とは位相が異なる信号である。
【００３９】
第４のＭＲセンサ４１は、例えば、第１３のＭＲ素子４１１〜第１６のＭＲ素子４１４、及びオペアンプＯＰ４を備えている。また第４のＭＲセンサ４１は、第１３のＭＲ素子４１１〜第１６のＭＲ素子４１４によって第４のブリッジ回路４１０が形成されている。
【００４０】
第１３のＭＲ素子４１１と第１５のＭＲ素子４１３の接続点は、電源電圧ＶＣＣに電気的に接続される。第１４のＭＲ素子４１２と第１６のＭＲ素子４１４の接続点は、ＧＮＤと電気的に接続される。
【００４１】
第１３のＭＲ素子４１１と第１４のＭＲ素子４１２は、ハーフブリッジ回路を形成する。このハーフブリッジ回路は、第１３のＭＲ素子４１１と第１４のＭＲ素子４１２の中点電位Ｖ７を出力する。この中点電位Ｖ７は、オペアンプＯＰ４の非反転入力端子（＋側）に入力する。
【００４２】
また第１５のＭＲ素子４１３と第１６のＭＲ素子４１４は、ハーフブリッジ回路を形成する。このハーフブリッジ回路は、第１５のＭＲ素子４１３と第１６のＭＲ素子４１４の中点電位Ｖ８を出力する。この中点電位Ｖ８は、オペアンプＯＰ４の反転入力端子（−側）に入力する。このオペアンプＯＰ４は、非反転入力端子に入力した中点電位Ｖ７と、反転入力端子に入力した中点電位Ｖ８と、を差動増幅した第２の余弦波信号Ｓ４を信号生成部５に出力する。この第２の余弦波信号Ｓ４は、第１の余弦波信号Ｓ２とは位相が異なる信号である。
【００４３】
（信号生成部５の構成）
信号生成部５は、入力した信号に対して二倍角の公式又は三倍角の公式を利用して入力した信号の周期の二分の一又は三分の一となる周期の信号を生成するように構成されている。
【００４４】
この二倍角の公式及び三倍角の公式は、一例として、以下の式によって表される。
ｓｉｎ２θ＝２ｓｉｎθｃｏｓθ・・・（１）
ｃｏｓ２θ＝ｃｏｓ２θ−ｓｉｎ２θ・・・（２）
＝２ｃｏｓ２θ−１・・・（３）
＝１−２ｓｉｎ２θ・・・（４）
ｓｉｎ３θ＝３ｃｏｓ２θｓｉｎθ−ｓｉｎ３θ・・・（５）
＝３ｓｉｎθ−４ｓｉｎ３θ・・・（６）
ｃｏｓ３θ＝ｃｏｓ３θ−３ｓｉｎ２θｃｏｓθ・・・（７）
＝４ｃｏｓ３θ−３ｃｏｓθ・・・（８）
【００４５】
式（１）、式（２）、式（５）及び式（７）は、周期が二分の一又は三分の一の信号を生成するため、ｓｉｎ波及びｃｏｓ波となる信号が必要である。本実施の形態の判定部６は、位相が異なる２つの信号の正負の組み合わせで回転角θを判定するので、ｓｉｎ波及びｃｏｓ波を生成する磁気センサが２つ必要となる。
【００４６】
一方、式（３）、式（４）、式（６）及び式（８）は、周期が二分の一又は三分の一の信号を生成するため、ｓｉｎ波又はｃｏｓ波となる信号が２つあれば良い。従って変形例として回転角判定装置１は、２つのブリッジ回路を有する磁気センサによって構成されても良い。また他の変形例として回転角判定装置１は、差分増幅を行わない場合、２つのハーフブリッジ回路を有するＭＲセンサによって構成されても良い。
【００４７】
本実施の形態の信号生成部５は、一例として、式（１）を用いて新たに信号を生成する。具体的には、信号生成部５は、第１の磁気センサ３から出力される第１の正弦波信号Ｓ１及び第１の余弦波信号Ｓ２に対して式（１）を適用し、周期が二分の一となる第１の信号Ｓ５を生成する。
【００４８】
また信号生成部５は、第２の磁気センサ４から出力される第２の正弦波信号Ｓ３及び第２の余弦波信号Ｓ４に対して式（１）を適用し、周期が二分の一となる第２の信号Ｓ６を生成する。そして信号生成部５は、生成した第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６を判定部６に出力する。
【００４９】
（判定部６の構成）
図３（ａ）は、比較例に係る２つの磁気センサが出力する出力信号のグラフの一例であり、図３（ｂ）は、実施の形態に係る回転角判定装置の信号生成部が生成した第１の信号及び第２の信号の一例を示すグラフであり、図３（ｃ）は、回転角の判定に用いられるテーブルの一例を示す概略図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、横軸が回転角θ（ｄｅｇ）、縦軸が電圧Ｖ（ｖ）である。また図３（ｃ）は、正負の組み合わせが繰り返しになるため、テーブル６０の一部を図示している。
【００５０】
判定部６は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、判定部６が動作するためのプログラムと、テーブル６０と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。
【００５１】
この判定部６は、第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負の組み合わせに応じて回転磁場２０の回転角θを判定するように構成されている。テーブル６０は、例えば、図３（ｃ）に示すように、第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負と回転角θを関連付けたものである。
【００５２】
ここで比較例について説明する。
【００５３】
この比較例は、磁気センサから出力された出力信号を二倍角又は三倍角に変換せずに回転角θを検出する場合を示している。また図３（ａ）に示す信号Ｓａ及び信号Ｓｂは、２つのＭＲセンサから出力された信号を示している。
【００５４】
着磁がＮ極とＳ極のみである場合、信号Ｓａ及び信号Ｓｂの周期は、例えば、図３（ａ）に示すように、１８０°周期となる。この周期の場合、信号の正負の組み合わせによる回転角θの判定は、４５°単位、つまり分解能が４５°となる。
【００５５】
一方、本実施の形態の第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の信号Ｓ５が比較例の信号Ｓａの周期の二分の一の周期、第２の信号Ｓ６が比較例の信号Ｓｂの周期の二分の一の周期を有しているので、第１の信号Ｓ５と第２の信号Ｓ６の正負が２２．５°で変化している。つまり本実施の形態の分解能は、２２．５°となり、着磁数が比較例と変わらないものの分解能が比較例の二倍となっている。
【００５６】
さらに回転角判定装置１は、磁石２の着磁数を増やすと、分解能が向上する。例えば、着磁数が２倍である場合（Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極）、分解能が２２．５°の半分の１１．２５°となる。従って回転角判定装置１は、二倍角の公式を用いる場合、着磁数が基準数（Ｎ極及びＳ極のみ）のｎ倍になると、分解能が２２．５°／ｎとなる。
【００５７】
また回転角判定装置１は、三倍角の公式を採用し、着磁がＮ極とＳ極の基準数である場合、第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の周期が６０°となるので、分解能が１５°となる。この回転角判定装置１は、着磁数が同じ比較例と比べて、三倍の分解能を有する。
【００５８】
判定部６は、信号生成部５から第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６を取得すると、第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負とテーブル６０に基づいて回転角θを判定する。
【００５９】
なお回転角θは、例えば、図３（ｂ）に示すように、第１の信号Ｓ５が正（＋）、第２の信号Ｓ６が負（−）の場合、０°〜２２．５°の間の値となる。本実施の形態では、一例として、正負の組み合わせに対応する回転角θの範囲のうち、高い方の角度を当該組み合わせの回転角θとする。従って判定部６は、第１の信号Ｓ５が正（＋）、第２の信号Ｓ６が負（−）の場合、回転角θを２２．５°と判定する。
【００６０】
また判定部６は、例えば、第１の信号Ｓ５が負（−）、第２の信号Ｓ６が正（＋）では、０°≦θ≦９０°の場合は６７．５°と判定し、９０°＜θ≦１８０°の場合は１５７．５°と判定し、１８０°＜θ≦２７０°の場合は２４７．５°と判定し、２７０＜θ≦３６０°の場合は３３７．５°と判定する。
【００６１】
判定部６は、例えば、取得した第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６に基づいて回転角θを判定し、時系列的にＲＡＭに記憶する。判定部６は、例えば、記憶された回転角θの範囲に基づいて新たに回転角θを判定するように構成されている。判定部６は、一例として、０°≦θ≦１８０°の範囲の回転角θを記憶している場合、新たに第１の信号Ｓ５が正、第２の信号Ｓ６が負であった場合、テーブル６０に基づいて回転角θを当該範囲外の２０２．５°であると判定する。
【００６２】
判定部６は、判定した回転角θを回転角情報Ｓ７として接続されている電子機器に出力するように構成されている。
【００６３】
以下に本実施の形態の回転角判定装置１の動作の一例について図４のフローチャートに従って説明する。
【００６４】
（動作）
回転角判定装置１の信号生成部５は、第１の磁気センサ３及び第２の磁気センサ４から出力信号として第１の正弦波信号Ｓ１、第１の余弦波信号Ｓ２、第２の正弦波信号Ｓ３及び第２の余弦波信号Ｓ４を取得する（Ｓｔｅｐ１）。
【００６５】
信号生成部５は、第１の正弦波信号Ｓ１と第１の余弦波信号Ｓ２に基づいて第１の信号Ｓ５を生成すると共に、第２の正弦波信号Ｓ３及び第２の余弦波信号Ｓ４に基づいて第２の信号Ｓ６を生成する（Ｓｔｅｐ２）。信号生成部５は、生成した第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６を判定部６に出力する。
【００６６】
判定部６は、取得した第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負の組み合わせに対応する回転角θをテーブル６０に基づいて判定する（Ｓｔｅｐ３）。そして判定部６は、判定した回転角θを回転角情報Ｓ７として接続されている電子機器に出力する（Ｓｔｅｐ４）。
【００６７】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る回転角判定装置１は、極数を増やすことなく分解能を向上させることができる。具体的には回転角判定装置１は、周期が元の周期の二分の一、又は三分の一となるように生成された第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負の組み合わせに基づいて回転角θを判定するので、この構成を採用しない場合と比べて、同じ極数で分解能が二倍又は三倍となる。従って回転角判定装置１は、極数を増やすことなく分解能を向上させることができる。
【００６８】
回転角判定装置１は、極数を増やさなくても分解能が高いので、極数を増やすことに伴う磁束密度の低下や体積の増加、着磁の難化を抑制し、製造コストを抑制することができる。
【００６９】
なお他の実施の形態としての回転角判定装置１は、磁場生成部が生成する回転磁場２０を検出する少なくとも１つの磁気センサから出力された複数の出力信号に二倍角の公式又は三倍角の公式を適用して周期が元の周期の二分の一又は三分の一となると共に位相が異なる第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６を生成し、生成した第１の信号Ｓ５及び第２の信号Ｓ６の正負の組み合わせに基づいて磁場生成部の回転角θを判定する回転角判定方法により回転角θを判定するように概略構成される。
【００７０】
上述の実施の形態及び変形例に係る回転角判定装置１は、例えば、用途に応じて、その一部が、コンピュータが実行するプログラム、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などによって実現されても良い。
【００７１】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１…回転角判定装置、２…磁石、３…第１の磁気センサ、４…第２の磁気センサ、５…信号生成部、６…判定部、９…基板、１０…基準位置、２０…回転磁場、２１…側面、３０…第１のＭＲセンサ、３１…第２のＭＲセンサ、３５…感磁部、３６…接続部、４０…第３のＭＲセンサ、４１…第４のＭＲセンサ、６０…テーブル、３００…第１のブリッジ回路、３０１〜３０４…第１のＭＲ素子〜第４のＭＲ素子、３１０…第２のブリッジ回路、３１１〜３１４…第５のＭＲ素子〜第８のＭＲ素子、４００…第３のブリッジ回路、４０１〜４０４…第９のＭＲ素子〜第１２のＭＲ素子、４１０…第４のブリッジ回路、４１１〜４１４…第１３のＭＲ素子〜第１６のＭＲ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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