(57)【要約】【課題】位置検出の誤差を抑制することが可能な位置検出装置を提供する。【解決手段】位置検出装置は、第１の増幅信号、第２の増幅信号、第１の反転信号、および第２の反転信号が入力され、第１の増幅信号、第２の増幅信号、第１の反転信号、または第２の反転信号うち、選択信号に応じて選択した信号の値を連続的に読み取り、この読み取られた値に応じたデジタル信号を出力するＡＤコンバータを備える。位置検出装置は、ＡＤコンバータから出力されるデジタル信号の値と、予め設定された基準振幅に基づいた基準値とを、タイミングで比較し、この比較結果に応じた制御信号を出力する比較部を備える。位置検出装置は、ＡＤコンバータから出力されるデジタル信号の値が基準値に近づくように、第１のアンプおよび第２のアンプの増幅率を制御する振幅制御部を備える。【選択図】図１
2015017950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケールに対する相対的な移動に応じて、２相の同じ振幅および周期で変化する位置検出信号を出力するセンサと、
前記位置検出信号のうち第１相の第１の位置検出信号の振幅を増幅した第１の増幅信号と、前記第１の増幅信号を反転した第１の反転信号とを出力する第１のアンプと、
前記位置検出信号のうち第２相の第２の位置検出信号の振幅を増幅した第２の増幅信号と、前記第２の増幅信号を反転した第２の反転信号とを出力する第２のアンプと、
前記第１の増幅信号と前記第２の増幅信号とを比較し、この比較結果に応じた第１の比較信号を出力する第１のコンパレータと、
前記第１の増幅信号と前記第２の反転信号とを比較し、この比較結果に応じた第２の比較信号を出力する第２のコンパレータと、
前記位置検出信号における基準位置からの位相角を計測し、さらに、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号の何れか１つの選択を規定する選択信号を出力するとともに、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号の２つが交差した各タイミングを規定するタイミング信号を出力する位相角計測部と、
前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、および前記第２の反転信号が入力され、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号うち、前記選択信号に応じて選択した信号の値を連続的に読み取り、この読み取られた値に応じたデジタル信号を出力するＡＤコンバータと、
前記ＡＤコンバータから出力されるデジタル信号の値と、予め設定された基準振幅に基づいた基準値とを、前記タイミングで比較し、この比較結果に応じた制御信号を出力する比較部と、
前記比較部が出力する前記制御信号に応じて、前記ＡＤコンバータから出力されるデジタル信号の値が前記基準値に近づくように、前記第１のアンプおよび前記第２のアンプの増幅率を制御する振幅制御部と、を備える
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記第１の位置検出信号と前記第２の位置検出信号との間の位相差は、９０度であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記振幅制御部は、
前記デジタル信号の値が前記基準値以上の場合には、前記第１のアンプおよび前記第２のアンプの増幅率を減少させ、  
前記デジタル信号の値が前記基準値未満の場合には、前記第１のアンプおよび前記第２のアンプの増幅率を増加させる  
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記タイミング信号は、前記第１の増幅信号の電圧が前記第２の増幅信号の電圧以上になる第１のタイミング、前記第２の反転信号の電圧が前記第１の増幅信号の電圧以上になる第２のタイミング、前記第１の増幅信号の電圧が前記第２の増幅信号の電圧未満になる第３のタイミング、または、前記第２の反転信号の電圧が前記第１の増幅信号の電圧未満になる第４のタイミングを規定し、
前記比較部は、前記ＡＤコンバータから出力される前記デジタル信号の値と、前記基準値とを、前記タイミング信号により規定された前記第１ないし第４のタイミングで比較する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記位相角計測部は、
前記第１の増幅信号の電圧が前記第２の増幅信号の電圧以上且つ前記第２の反転信号の電圧が前記第１の増幅信号の電圧未満である場合には、前記第２の反転信号を選択することを規定する前記選択信号を出力し、  
前記第１の増幅信号の電圧が前記第２の増幅信号の電圧以上且つ前記第２の反転信号の電圧が前記第１の増幅信号の電圧以上である場合には、前記第１の反転信号を選択することを規定する前記選択信号を出力し、  
前記第１の増幅信号の電圧が前記第２の増幅信号の電圧未満且つ前記第２の反転信号の電圧が前記第１の増幅信号の電圧以上である場合には、前記第２の増幅信号を選択することを規定する前記選択信号を出力し、  
前記第１の増幅信号の電圧が前記第２の増幅信号の電圧未満且つ前記第２の反転信号の電圧が前記第１の増幅信号の電圧未満である場合には、前記第１の増幅信号を選択することを規定する前記選択信号を出力する  
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記第１のコンパレータは、
非反転入力端子に前記第１の増幅信号が入力され、反転入力端子に前記第２の増幅信号が入力され、出力から前記第１の比較信号を出力し、
前記第２のコンパレータは、
非反転入力端子に前記第２の反転信号が入力され、反転入力端子に前記第１の増幅信号が入力され、出力から前記第２の比較信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記振幅制御部による前記第１のアンプおよび前記第２のアンプの増幅率の制御の前に、  前記第１のアンプおよび前記第２のアンプのオフセット電圧を制御するオフセット制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記振幅制御部は、前記第１のアンプの増幅率と前記第２のアンプの増幅率とを等しくなるように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項９】
移動体と、
前記移動体を移動させる駆動モータと、
前記駆動モータを駆動させるドライバと、
前記移動体の位置に応じた信号を出力する位置検出装置と、
前記位置検出装置が出力する信号に基づいて、前記移動体の位置を取得する位置計測装置と、
前記位置計測装置により取得された位置に基づいて、前記ドライバを制御する位置制御装置と、を備え、
前記位置検出装置は、
スケールと、
前記スケールに対する相対的な移動に応じて、２相の同じ振幅および周期で変化する位置検出信号を出力するセンサと、
前記位置検出信号のうち第１相の第１の位置検出信号の振幅を増幅した第１の増幅信号と、前記第１の増幅信号を反転した第１の反転信号とを出力する第１のアンプと、
前記位置検出信号のうち第２相の第２の位置検出信号の振幅を増幅した第２の増幅信号と、前記第２の増幅信号を反転した第２の反転信号とを出力する第２のアンプと、
前記第１の増幅信号と前記第２の増幅信号とを比較し、この比較結果に応じた第１の比較信号を出力する第１のコンパレータと、
前記第１の増幅信号と前記第２の反転信号とを比較し、この比較結果に応じた第２の比較信号を出力する第２のコンパレータと、
前記位置検出信号における基準位置からの位相角を計測し、さらに、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号の何れか１つの選択を規定する選択信号を出力するとともに、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号の２つが交差した各タイミングを規定するタイミング信号を出力する位相角計測部と、
前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、および前記第２の反転信号が入力され、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号うち、前記選択信号に応じて選択した信号の値を連続的に読み取り、この読み取られた値に応じたデジタル信号を出力するＡＤコンバータと、
前記ＡＤコンバータから出力されるデジタル信号の値と、予め設定された基準振幅に基づいた基準値とを、前記タイミングで比較し、この比較結果に応じた制御信号を出力する比較部と、
前記比較部が出力する前記制御信号に応じて、前記ＡＤコンバータから出力されるデジタル信号の値が前記基準値に近づくように、前記第１のアンプおよび前記第２のアンプの増幅率を制御する振幅制御部と、を備える
ことを特徴とする駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータ等の位置検出方法として、磁気スケールとＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）などを２相で用いた構成が使用されている。このような位置検出方法の場合、磁気スケールの分解能を向上させるために、ＭＲセンサのアナログ信号レベルと、ＭＲの信号波数をカウントする手段の２つを使用している検出器が用いられている。しかし、この構成においては、アナログ信号の振幅レベルのずれと、直流オフセットとが位置検出精度の悪化の原因となっている。
【０００３】
それらの問題を改善するため、振幅、オフセットの温度変化の補正を行なっているものの、初期学習や係数による補正などのオープンループ制御しか行っておらず、信号の振幅が正確であるか保証されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２６１２４号公報
【特許文献２】特開２００４−３７１２１号公報
【特許文献３】特開２０００−３５６７３３号公報
【特許文献４】特許第４４５３７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
位置検出の誤差を抑制することが可能な位置検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施例に従った位置検出装置は、スケールに対する相対的な移動に応じて、２相の同じ振幅および周期で変化する位置検出信号を出力するセンサを備える。位置検出装置は、前記位置検出信号のうち第１相の第１の位置検出信号の振幅を増幅した第１の増幅信号と、前記第１の増幅信号を反転した第１の反転信号とを出力する第１のアンプを備える。位置検出装置は、前記位置検出信号のうち第２相の第２の位置検出信号の振幅を増幅した第２の増幅信号と、前記第２の増幅信号を反転した第２の反転信号とを出力する第２のアンプを備える。位置検出装置は、前記第１の増幅信号と前記第２の増幅信号とを比較し、この比較結果に応じた第１の比較信号を出力する第１のコンパレータを備える。位置検出装置は、前記第１の増幅信号と前記第２の反転信号とを比較し、この比較結果に応じた第２の比較信号を出力する第２のコンパレータを備える。位置検出装置は、前記位置検出信号における基準位置からの位相角を計測し、さらに、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号の何れか１つの選択を規定する選択信号を出力するとともに、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号の２つが交差した各タイミングを規定するタイミング信号を出力する位相角計測部を備える。位置検出装置は、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、および前記第２の反転信号が入力され、前記第１の増幅信号、前記第２の増幅信号、前記第１の反転信号、または前記第２の反転信号うち、前記選択信号に応じて選択した信号の値を連続的に読み取り、この読み取られた値に応じたデジタル信号を出力するＡＤコンバータを備える。位置検出装置は、前記ＡＤコンバータから出力されるデジタル信号の値と、予め設定された基準振幅に基づいた基準値とを、前記タイミングで比較し、この比較結果に応じた制御信号を出力する比較部を備える。位置検出装置は、前記ＡＤコンバータから出力されるデジタル信号の値が前記基準値に近づくように、前記第１のアンプおよび前記第２のアンプの増幅率を制御する振幅制御部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施例１に係る位置検出装置１００が適用される駆動システム１０００の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す位置検出装置１００の各信号の一例を示す波形図である。
【図３】図３は、図１に示す第１、第２のアンプＡＭＰ１、ＡＭＰ２が出力する信号の振幅（電圧）と位相との関係を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施例について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、実施例１に係る位置検出装置１００が適用される駆動システム１０００の構成の一例を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、駆動システム１０００は、移動体ＬＥと、駆動モータＭと、位置計測装置ＰＤと、位置制御装置ＰＣと、ドライバＤと、位置検出装置１００と、を備える。
【００１１】
移動体ＬＥは、本実施例では、例えば、レンズである。
【００１２】
駆動モータＭは、駆動することにより、移動体ＬＥを移動させる。この駆動モータＭは、例えば、リニアモータである。
【００１３】
ドライバＤは、駆動モータＭを駆動させる。
【００１４】
位置検出装置１００は、移動体ＬＥの位置に応じた信号（後述の位相角計測結果とデジタル値）を出力する。
【００１５】
位置計測装置ＰＤは、位置検出装置１００が出力する信号に基づいて、移動体ＬＥの位置（後述の位置検出信号における基準位置からの位置）を取得する。
【００１６】
位置制御装置ＰＣは、位置計測装置ＰＤにより取得された位置に基づいて、ドライバＤを制御する。
【００１７】
ここで、位置検出装置１００は、例えば、図１に示すように、磁気スケール（スケール）ＳＫと、ＭＲセンサ（センサ）ＳＥと、第１のアンプＡＭＰ１と、第２のアンプＡＭＰ２と、第１のコンパレータＣＭＰ１と、第２のコンパレータＣＭＰ２と、位相角計測部Ｔと、ＡＤコンバータＡＤＣと、比較部ＩＷと、振幅制御部ＡＭＣと、オフセット制御部ＯＦＣと、を備える。
【００１８】
磁気スケールＳＫは、所定パターンに着磁されている。
【００１９】
ＭＲセンサＳＥは、磁気スケールＳＫに対する相対的な移動に応じて、２相（Ａ相、Ｂ相）の同じ振幅および周期で正弦波状に変化する位置検出信号ＳＡＰ、ＳＢＰを出力する。
【００２０】
なお、本実施例では、位置検出信号ＳＡＰ、ＳＢＰのうち第１相（Ａ相）の正弦波状に変化する第１の位置検出信号ＳＡＰと、第２相（Ｂ相）の正弦波状に変化する第２の位置検出信号ＳＢＰとの間の位相差は、例えば、９０度である。
【００２１】
第１のアンプＡＭＰ１は、第１相（Ａ相）の正弦波状に変化する第１の位置検出信号ＳＡＰの振幅を増幅した第１の増幅信号ＳＡと、第１の増幅信号ＳＡを反転した第１の反転信号／ＳＡとを出力する。
【００２２】
第２のアンプＡＭＰ２は、第２相（Ｂ相）の正弦波状に変化する第２の位置検出信号ＳＢＰの振幅を増幅した第２の増幅信号ＳＢと、第２の増幅信号ＳＢを反転した第２の反転信号／ＳＢとを出力する。
【００２３】
第１のコンパレータＣＭＰ１は、図１に示すように、非反転入力端子に第１の増幅信号ＳＡが入力され、反転入力端子に第２の増幅信号ＳＢが入力され、出力から第１の比較信号Ｓ１を出力する。この第１のコンパレータＣＭＰ１は、第１の増幅信号ＳＡと第２の増幅信号ＳＢとを比較し、この比較結果に応じた第１の比較信号Ｓ１を出力する。
【００２４】
例えば、第１のコンパレータＣＭＰ１は、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧以上である場合には、第１の比較信号Ｓ１を“Ｈｉｇｈ”レベルにする。
【００２５】
一方、第１のコンパレータＣＭＰ１は、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧未満である場合には、第１の比較信号Ｓ１を“Ｌｏｗ”レベルにする。
【００２６】
また、第２のコンパレータＣＭＰ２は、図１に示すように、非反転入力端子に第２の反転信号／ＳＢが入力され、反転入力端子に第１の増幅信号ＳＡが入力され、出力から第２の比較信号Ｓ２を出力する。この第２のコンパレータＣＭＰ２は、第１の増幅信号ＳＡと第２の反転信号／ＳＢとを比較し、この比較結果に応じた第２の比較信号Ｓ２を出力する。
【００２７】
例えば、第２のコンパレータＣＭＰ２は、第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧以上である場合には、第２の比較信号Ｓ２を“Ｈｉｇｈ”レベルにする。
【００２８】
一方、第２のコンパレータＣＭＰ２は、第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧未満である場合には、第２の比較信号Ｓ２を“Ｌｏｗ”レベルにする。
【００２９】
位相角計測部Ｔは、位置検出信号ＳＡＰ、ＳＢＰにおける基準位置からの位相角を計測する。そして、位相角計測部Ｔは、位置検出信号ＳＡＰ、ＳＢＰにおける予め設定された基準位置から計測した位相角である既述の位相角計測結果を出力する。
【００３０】
さらに、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、または第２の反転信号／ＳＢの何れか１つの選択を規定する選択信号ＳＳを出力する。
【００３１】
すなわち、例えば、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧以上且つ第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧未満である場合には、第２の反転信号／ＳＢを選択することを規定する選択信号ＳＳを出力する。  
また、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧以上且つ第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧以上である場合には、第１の反転信号／ＳＡを選択することを規定する選択信号ＳＳを出力する。  
また、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧未満且つ第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧以上である場合には、第２の増幅信号ＳＢを選択することを規定する選択信号ＳＳを出力する。
【００３２】
また、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧未満且つ第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧未満である場合には、第１の増幅信号ＳＡを選択することを規定する選択信号ＳＳを出力する。
【００３３】
さらに、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、または第２の反転信号／ＳＢの２つが交差した各タイミングを規定するタイミング信号ＳＴを出力する。
【００３４】
すなわち、例えば、タイミング信号ＳＴは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧以上になる第１のタイミング、第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧以上になる第２のタイミング、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧未満になる第３のタイミング、または、第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧未満になる第４のタイミングを規定する。
【００３５】
ＡＤコンバータＡＤＣは、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、および第２の反転信号／ＳＢが入力される。
【００３６】
そして、ＡＤコンバータＡＤＣは、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、または第２の反転信号／ＳＢうち、選択信号ＳＳに応じて選択した信号の値を連続的に読み取り、この読み取られた値に応じたデジタル信号ＳＤを出力する。
【００３７】
比較部ＩＷは、ＡＤコンバータＡＤＣから出力されるデジタル信号ＳＤの値と、予め設定された基準振幅に基づいた基準値とを、タイミング信号ＳＴで規定されたタイミングで比較し、この比較結果に応じた制御信号を出力する。
【００３８】
例えば、比較部ＩＷは、ＡＤコンバータＡＤＣから出力されるデジタル信号ＳＤの値と、基準値とを、タイミング信号ＳＴにより規定された第１ないし第４のタイミングで比較する。
【００３９】
振幅制御部ＡＭＣは、比較部ＩＷが出力する制御信号に応じて、ＡＤコンバータＡＤＣから出力されるデジタル信号ＳＤの値が既述の基準値に近づくように、第１のアンプＡＭＰ１および前記第２のアンプＡＭＰ２の増幅率を制御する。
【００４０】
すなわち、例えば、振幅制御部ＡＭＣは、デジタル信号ＳＤの値が基準値以上の場合には、第１のアンプＡＭＰ１および第２のアンプＡＭＰ２の増幅率を減少させる。
【００４１】
一方、振幅制御部ＡＭＣは、デジタル信号ＳＤの値が基準値未満の場合には、第１のアンプＡＭＰ１および第２のアンプＡＭＰ２の増幅率を増加させる。
【００４２】
上記動作により、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、および第２の反転信号／ＳＢの振幅が、所定レベルに制御される。  
なお、振幅制御部ＡＭＣは、第１のアンプＡＭＰ１の増幅率と第２のアンプＡＭＰ２の増幅率とを等しくなるように制御する。これにより、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、および第２の反転信号／ＳＢの振幅が等しくなるように制御される。  
また、オフセット制御部ＯＦＣは、振幅制御部ＡＭＣによる第１のアンプＡＭＰ１および第２のアンプＡＭＰ２の増幅率の制御の前に、第１のアンプＡＭＰ１および第２のアンプＡＭＰ２のオフセット電圧を制御する。
【００４３】
これにより、第１のアンプＡＭＰ１および第２のアンプＡＭＰ２のオフセット電圧が所定レベルに設定された状態で、第１のアンプＡＭＰ１および第２のアンプＡＭＰ２の増幅率を制御することができる。
【００４４】
次に、以上のような構成を有する位置検出装置１００の動作の一例について説明する。ここで、図２は、図１に示す位置検出装置１００の各信号の一例を示す波形図である。また、図３は、図１に示す第１、第２のアンプＡＭＰ１、ＡＭＰ２が出力する信号の振幅（電圧）と位相との関係を示す波形図である。
【００４５】
図２に示すように、第１のコンパレータＣＭＰ１は、第１の増幅信号（Ａ相波形）ＳＡの電圧が第２の増幅信号（Ｂ相波形）ＳＢの電圧以上になると、第１の比較信号Ｓ１を“Ｈｉｇｈ”レベルにする（時刻ｔ１）。
【００４６】
そして、第２のコンパレータＣＭＰ２は、第２の反転信号（Ｂ相反転波形）／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧以上になると、第２の比較信号Ｓ２を“Ｈｉｇｈ”レベルにする（時刻ｔ２）。
【００４７】
そして、第１のコンパレータＣＭＰ１は、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧未満になると、第１の比較信号Ｓ１を“Ｌｏｗ”レベルにする（時刻ｔ３）。
【００４８】
そして、第２のコンパレータＣＭＰ２は、第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧未満になると、第２の比較信号Ｓ２を“Ｌｏｗ”レベルにする（時刻ｔ４）。
【００４９】
そして、第１のコンパレータＣＭＰ１は、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧以上になると、第１の比較信号Ｓ１を“Ｈｉｇｈ”レベルにする（時刻ｔ５）。
【００５０】
ここで、既述のように、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、または第２の反転信号／ＳＢの何れか１つの選択を規定する選択信号ＳＳを出力する。
【００５１】
位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧以上且つ第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧未満である時刻ｔ１〜ｔ２において、第２の反転信号／ＳＢを選択することを規定する選択信号ＳＳを出力する。  
また、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧以上且つ第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧以上である時刻ｔ２〜ｔ３において、第１の反転信号／ＳＡを選択することを規定する選択信号ＳＳを出力する。  
また、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧未満且つ第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧以上である時刻ｔ３〜ｔ４において、第２の増幅信号ＳＢを選択することを規定する選択信号ＳＳを出力する。
【００５２】
また、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧未満且つ第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧未満である時刻ｔ４〜ｔ５において、第１の増幅信号ＳＡを選択することを規定する選択信号ＳＳを出力する。
【００５３】
さらに、位相角計測部Ｔは、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、または第２の反転信号／ＳＢの２つが交差した各タイミングを規定するタイミング信号ＳＴを出力する。
【００５４】
このタイミング信号ＳＴは、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧以上になる第１のタイミング（時刻ｔ１、ｔ５）、第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧以上になる第２のタイミング（時刻ｔ２）、第１の増幅信号ＳＡの電圧が第２の増幅信号ＳＢの電圧未満になる第３のタイミング（時刻ｔ３）、または、第２の反転信号／ＳＢの電圧が第１の増幅信号ＳＡの電圧未満になる第４のタイミング（時刻ｔ４）を規定する。
【００５５】
そして、ＡＤコンバータＡＤＣは、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、または第２の反転信号／ＳＢうち、選択信号ＳＳに応じて選択した信号の値を連続的に読み取り、この読み取られた値に応じたデジタル信号ＳＤを出力する。
【００５６】
そして、比較部ＩＷは、ＡＤコンバータＡＤＣから出力されるデジタル信号ＳＤの値と、基準値とを、タイミング信号ＳＴにより規定された第１ないし第４のタイミング（時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）で比較し、この比較結果に応じた制御信号を出力する。
【００５７】
そして、振幅制御部ＡＭＣは、比較部ＩＷが出力する制御信号に応じて、ＡＤコンバータＡＤＣから出力されるデジタル信号ＳＤの値が既述の基準値に近づくように、第１のアンプＡＭＰ１および第２のアンプＡＭＰ２の増幅率を制御する。
【００５８】
これにより、第１の増幅信号ＳＡ、第２の増幅信号ＳＢ、第１の反転信号／ＳＡ、および第２の反転信号／ＳＢの４つの振幅が所定レベルに制御される。
【００５９】
これにより、リアルタイムに振幅を監視し、温度変動などの外的要因に対して、リアルタイムにフィードバック応答をかけることができる。
【００６０】
ここで、例えば、タイミング信号ＳＴで規定されるタイミングにおけるADC変換結果を、時刻ｔ１のタイミングのB相の反転波形レベルVB1、時刻ｔ２のタイミングのB相の反転波形レベルVB2のようにすると、振幅値Ｘは下記のとおりとなる。なお、正弦波のオフセット調整後の温度変動などは、無視できるとし、かつ、A相、B相振幅の振幅調整後の相対振幅比が１であると仮定する。  
振幅値Ｘ＝(VB2-VB1) / (2*sin45°)
【００６１】
このようにして、時刻ｔ１、ｔ２のタイミングで、第２の反転信号／ＳＢ（B相の反転）の振幅を算出する。
【００６２】
さらに、同様にして、時刻ｔ２、ｔ３のタイミングで、第１の反転信号／ＳＡ（A相の反転）の振幅を算出する。さらに、時刻ｔ３、ｔ４のタイミングで、第２の増幅信号ＳＢ（B相の正相）の振幅を算出する。さらに、時刻ｔ４、ｔ５のタイミングで、第１の増幅信号ＳＡ（A相の正相）の振幅を算出する。
【００６３】
ここで、A相の第１の増幅信号ＳＡの波形ＹＡは、以下の式（１）のように表される。
ＹＡ＝ＫＡ*sin(θ)    （１）
また、B相の第２の増幅信号ＳＢの波形ＹＢは、以下の式（２）のように表される。
ＹＢ＝ＫＢ*cos(θ)    （２）
また、A相の第１の反転信号／ＳＡの反転の波形Ｙ／Ａは、以下の式（３）のように表される。  
Ｙ／Ａ＝−(ＫＡ*sin(θ))    （３）
また、Ｂ相の第２の反転信号／ＳＢの反転の波形Ｙ／Ｂは、以下の式（４）のように表される。  
Ｙ／Ｂ＝−(ＫＢ*cos(θ))    （４）
上記式（１）から（４）で表される関係の2相信号において、振幅ＫＡ、ＫＢのずれが生じた場合において、図２の時刻ｔ１〜ｔ５において下記の式（５）〜（８）に表される関係が成り立つ。なお、オフセット電圧は、調整後において、温度ドリフトが十分小さいことを前提とする。ここで、振幅ＫＡと振幅ＫＢの相対振幅は、物性の温度係数そのものなので、同じ比率で 変動するものとして、ＫＡ＝ＫＢ＝Kとする。  
例えば、時刻ｔ１において、A相とB相のクロスポイントは、上記式（１）、（２）より、下記の式（５）、（６）の関係となる。  
K*sin(θ) ＝ K*cos(θ)    （５）
Tan(θ) ＝ 1    （６）
また、時刻ｔ３において、A相とB相のクロスポイントは、上記式（１）、（４）より、下記の式（７）、（８）の関係となる。  
K*sin(θ) ＝ −K*cos(θ)   （７）
Tan(θ) ＝ −1    （８）
【００６４】
よって、この場合、位相θは、−45度、45度、135度、225度となる（図３）。よって、振幅ＫＡ、ＫＢは、下記の式（９）のように表される。なお、式（９）において、ＳＸ＝ＳＡ２−ＳＡ１、ＳＢ２−ＳＢ１、／ＳＡ２−／ＳＡ１、または、／ＳＢ２−／ＳＢ１である。  
すなわち、ＫＡ＝ＫＢ＝K＝ＳＸ/(2*sin 45°)    （９）
【００６５】
このように、クロスポイントでのタイミングでデジタル信号ＳＤの値を取り込むことにより、各位置（位相）の第１、第２の増幅信号ＳＡ、ＳＢの電圧（振幅）を、温度検出などせずに、動的に検出し、補正することができる。
【００６６】
以上のように、本実施例１に係る位置検出装置によれば、位置検出の誤差を抑制することができる。ひいては、位置検出の精度を維持若しくは高めつつ、位置検出の分解能の向上を図ることが可能である。
【００６７】
特に、振幅の動的な変化をクローズドループで補正することにより、位置検出の分解能の向上と温度センサなどの部品削減が見込まれる。
【００６８】
なお、実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。
【符号の説明】
【００６９】
１００  位置検出装置
ＳＫ  磁気スケール
ＳＥ  ＭＲセンサ
ＡＭＰ１  第１のアンプ
ＡＭＰ２  第２のアンプ
ＣＭＰ１  第１のコンパレータ
ＣＭＰ２  第２のコンパレータ
Ｔ  位相角計測部
ＡＤＣ  ＡＤコンバータ
ＩＷ  比較部
ＡＭＣ  振幅制御部
ＯＦＣ  オフセット制御部
【図１】
2015017950.tif 000003
【図２】
2015017950.tif 000004
【図３】
2015017950.tif 000005