(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体に回転する回転体と、当該回転体の回転角度を検出する検出部を設け、検出部の検出信号を調整し、誤差が影響しない信号を生成して回転角度を検出する判断調整手段を備え、前記判断調整手段は２相信号の位相調整を行う手段を備え、そして前記判断調整手段は差動信号を生成し、ゲイン調整を行って当該差動信号の基準点における出力比がゼロになる様に調整する機能を有することを特徴とする回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転規制がある各種機器における回転角度を検出する回転角度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転規制がある機器における回転角度を検出する従来技術に係る回転角度検出装置（回転角度検出センサー）としては、図１５〜図１８で示す様なものがある。当該検出装置は、例えば図１５で示す様に、回転角度を検出するべき機器にレバーＬを組み込み、レバーＬに固定された回転軸Ｓを設け、回転軸Ｓに磁石Ｍを固定して、磁石Ｍ近傍に磁気センサー１を配置して構成されている。そして図１６で示す様に、磁石Ｍは周縁部にＮ極とＳ極が交互に配置されており、Ｎ極からＳ極に向かう磁力線（図１６の符号ｆ）を磁気センサー１が検出する。
回転角度を検出するべき機器が回転して図１５の矢印Ｒで示す様にレバーＬが回動或いは揺動すると、回転軸ＳがレバーＬの回動量（揺動量）に相当する回転角度だけ回動し、磁石Ｍも当該回転角度だけ回動する。磁石が回動すると磁気センサー１に当たる磁力線ｆの角度が変化して（図１６参照）、磁気センサー１の感応部（図示せず）が検知する磁力線が変動して磁気センサー１の出力が変動する。通常、磁気センサー１の出力と磁石Ｍの回転角度（或いは回動量）との特性は、正弦曲線或いは余弦曲線となる。そして当該特性に基づいて、磁気センサー１の出力から、回転するべき機器の回転量（回転角度或いは回動量）を求めることが出来る。
ここで、図１５〜図１８で示すセンサーは回転規制がある機器における回転角度を検出するため、回転軸Ｓ、磁石Ｍは同一方向に多数回転するものではなく、基準となる位置に対して所定角度だけ時計方向及び反時計方向に回動している。
【０００３】
図１５、図１６を参照して上述した回転角度（回動量）の検出は、図１７（Ａ）で示す様に、磁石Ｍの磁力の中心ＭＣと磁気センサー１の検出の中心１Ｃとが一致していることが前提条件となる。磁石Ｍの磁力の中心ＭＣと磁気センサー１の検出の中心１Ｃとが一致していれば、図１７（Ｂ）で示す様に磁石Ｍが基準となる位置（図１７（Ａ）で示す位置）から回動して、磁石Ｍの磁力の中心ＭＣと磁気センサー１の検出の中心１Ｃとが一致しなくなった場合に、磁石Ｍの磁力の中心ＭＣと磁気センサー１の検出の中心１Ｃとの角度差に対応して磁気センサー１の出力が発生し、それに基づいて磁石Ｍの回動量が求められる。
しかし、図１８（Ａ）で示す様に、磁石Ｍの磁力の中心ＭＣと磁気センサー１の検出の中心１Ｃとが一致しておらず、磁石Ｍの磁力の中心ＭＣと磁気センサー１の検出の中心１Ｃが角度ｄθだけ偏奇していると、磁石Ｍが回動した場合に（図１８（Ｂ））、回動後の磁石Ｍの中心ＭＣと磁気センサー１の検出の中心１Ｃとの相対角度は当初の偏奇量（ズレ：角度ｄθ）を包含しているので、図１８（Ｂ）における磁気センサー１の出力は当初の偏奇量（角度ｄθ）を包含しており、磁石Ｍの回動量に対応しない。そのため、回転角度を検出するべき機器の回転角度（回動量）を正確に検出することが出来ない。
【０００４】
図１８（Ｂ）で示す偏奇量（角度ｄθ）を較正するため、図１５〜図１８を参照して説明したセンサーを組み立てる際に、磁気センサー１と磁石Ｍの位置を高精度で調整して、当該偏奇量を出来る限り小さくしなければならなかった。係る調整作業は、センサーに要求される精度が高くなるほど厳格で高精度であることが要求され、センサー組立作業の労力及びコストを過大なものにしている。
或いは、上記偏奇量（角度ｄθ）を包含した磁気センサー１の出力信号を演算補正して、当該偏奇量を消去することも提案されているが、従来技術における演算補正は複雑且つ高度な手順を必要としており、回転角度検出に必要な制御が膨大になってしまうという問題を有している。
【０００５】
その他の従来技術として、複数のブリッジ回路を包含する回路により三角波信号に波形を成型し、当該三角波信号を用いて回転角度を演算する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、磁気センサーの出力信号を三角波信号に波形成型する回路は複数のブリッジ回路を包含する複雑な構成を有しているため、製造コスト、労力が高騰化し、メンテナンスも複雑になってしまうという問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４８０５７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、回転規制のある機器の回転角度を検出する装置であって、組立時に磁石の取付け精度が不均一で、基準位置が偏奇しても正確な回転角度を検出することが出来て、個々の磁石の取付位置の微調整や組立時のバラつきによる偏奇量を別途演算補正する必要がない回転角度検出装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転角度検出装置は、回転軸（Ｓ）と一体に回転する回転体（Ｍ）と、
当該回転体（Ｍ）の回転角度を検出する検出部（１）を設け、
検出部（１）の検出信号（ｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号：２相信号）を調整し、誤差（例えば組立の際に生じる偏奇量、ズレ）が影響しない信号（差動信号ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ、位相がずれたｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を加減算して得られたｃｏｓθ´及びｓｉｎθ´）を生成して回転角度を検出する判断調整手段（１０、２０、５０）を備え、前記判断調整手段（１０）は２相信号の位相調整を行う手段（１２、１６）を備え、そして前記判断調整手段（１０）は差動信号（ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ）を生成し、ゲイン調整（可変増幅回路１２に入力した信号ＳＡ（ｃｏｓ信号）のゲイン調整）を行って当該差動信号（ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ）の基準点（始点ＰＳ）における出力比がゼロになる様に調整する機能を有することを特徴としている。
【００１０】
さらに本発明において、判断調整手段（５０）は２相信号の振幅調整を行う手段（５２、５６、６０）を備えることが好ましい。
その場合、前記判断調整手段（５０）は、（加算増幅回路及び差動増幅回路５４、５８、６２、６４により）位相がずれたｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を加減算する機能を有し、（可変増幅回路５２、５６、６０により）加減算して得られた信号（ｃｏｓ信号ｃｏｓθ´、ｃｏｓθ´´、ｓｉｎ信号ｓｉｎθ´、ｓｉｎθ´´）のゲインを調整して当該信号（ｃｏｓ信号ｃｏｓθ´、ｃｏｓθ´´及び／又はｓｉｎ信号ｓｉｎθ´、ｓｉｎθ´´）の振幅を調整するが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上述の構成を具備する本発明によれば、判断調整手段（１０）がゲインを調整する機能を有する回路（１２）と加算回路（１６）を備えることにより、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」を生成する。そして、判断調整手段（１０）のゲインを調整する機能を有する回路（１２）に入力した信号（ＳＡ：ｃｏｓ信号）のゲイン調整を行って、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の始点ＰＳ（基準点）における出力比が０になる様に調整するという極めて簡単な操作により、判断調整手段（１０、２０）によって、組立当初の偏奇（ズレ）を解消して、回転角度を高精度で検出することが可能である。
また、下流側において複雑な演算を行うことが無いので、検出装置の構造を複雑にする必要がない。そのため、較正コストのみならず、製造コストも低く抑えることが可能である。
【００１２】
また、上述の構成を具備する本発明によれば、判断調整手段（５０）により、位相がずれたｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を加減算することが出来るので、回転角度検出で要求される「位相が９０°（π／２）だけずれた２つの波形」を容易且つ正確に決定することが出来る。そして、「位相が９０°（π／２）だけ異なる２つの波形」の振幅を、可変増幅回路（５２、５６、６０）によるゲイン調整で容易に揃えることが出来る。そのため、角度を計測するに際しては、波形の振幅を正確に求めることなく、「位相が９０°（π／２）だけ異なり且つ振幅が同一の２つの波形」を用いて、判断調整手段（５０，２０）により、容易且つ正確に求めることが出来る。
【００１３】
そして本発明によれば、アナログ回路を追加するのみで、複雑な制御装置、情報処理装置を追加することなく実現することが出来る。
それに加えて本発明によれば、「位相が９０°（π／２）だけ異なり且つ振幅が同一の２つの波形」を生成するに際して、ｓｉｎ信号とｃｏｓ信号の加減算を２回実行することにより、２つの波形の位相差を高精度で「π／２」にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図である。
【図２】ゲインを調整することにより位相を調整する態様を示す特性図である。
【図３】第１実施形態における回転角度検出の手順を説明するフローチャートである。
【図４】第１実施形態における回転角度と磁気センサー出力との特性曲線の説明図である。
【図５】可変増幅回路によりゲインを調整して、合成波形の基準点における出力を調整する態様を示す説明図である。
【図６】可変差動増幅回路によりゲインを調整して、合成波形の終端点における出力を調整する態様を示す説明図である。
【図７】決定した特性曲線に基づいて、磁気センサー出力から回転角度を求める態様を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示す回路図である。
【図９】第２実施形態における回転角度検出の手順を説明するフローチャートである。
【図１０】ｓｉｎ信号とｃｏｓ信号の振幅を揃える態様を示す説明図である。
【図１１】図１０において振幅を揃えたｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を加算した信号と、減算した信号を示す説明図である。
【図１２】図１１における加算した信号と減算した信号の振幅を揃える態様を示す説明図である。
【図１３】図１２において振幅を揃えた信号を加算した信号と、減算した信号を示す説明図である。
【図１４】図１３における加算した信号と減算した信号を用いて、磁気センサーの出力から回転角度を検出する態様を説明する説明図である。
【図１５】回転角度検出装置の概要を示す説明図である。
【図１６】図１５で示す装置の検出原理を示す説明図である。
【図１７】図１５、図１６で示す検出装置の磁石Ｍと磁気センサー１が偏奇していない状態を示す説明図である。
【図１８】図１５、図１６で示す検出装置の磁石Ｍと磁気センサー１が偏奇した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図示の実施形態では、磁気センサー１（図１５参照：図１〜図１４では図示せず）としては位相が９０°ずれた２相信号（ｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号）を検出するタイプを使用し、当該２相信号を後方或いは下流側の回路で演算して補正する。ここで２相信号を用いるのは、単相信号では信号が進行する方向が分かり難いからである。
最初に図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
【００１６】
第１実施形態の要部の構成を示す図１において、磁気センサー１（図１５参照）から、ｃｏｓθである信号ＳＡとｓｉｎθである信号ＳＢが図１の回路１０へ出力される。
図１において、全体を符号１０で示す回路は、ゲインが調整可能な可変増幅回路１２と、ゲインが固定されている固定増幅回路１４と、可変増幅回路１２の出力と固定増幅回路１４の出力が送られる可変差動増幅回路１６を有しており、可変差動回路１６はその出力を演算装置２０へ出力する様に構成されている。そして可変差動増幅回路１６もゲインが調整可能であり、固定増幅回路１４の出力から可変増幅回路１２の出力を減算する機能を有している。
【００１７】
磁気センサー１の信号ＳＡ（ｃｏｓθ）は信号伝達ラインＬＡ１を介して可変増幅回路１２に入力され、可変増幅回路１２で所定のゲインに調整された信号ＳＡ（ｃｏｓθ×ｂ：ｂはゲイン）は信号伝達ラインＬＡ２を介して可変差動回路１６に入力される。
一方、磁気センサー１の信号ＳＢ（ｓｉｎθ）は信号伝達ラインＬＢ１を介して固定増幅回路１４に入力される。固定増幅回路１４ではゲインは固定されており、固定増幅回路１４の出力信号（ｓｉｎθ）は信号伝達ラインＬＢ２を介して可変差動回路１６に入力される。
可変差動回路１６は、信号伝達ラインＬＢ２経由で入力された信号（ｓｉｎθ）から、信号伝達ラインＬＡ２経由で入力された信号（ｃｏｓθ×ｂ）を減算し、出力（ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ）を信号伝達ラインＬＯを介して演算装置２０へ出力する。
【００１８】
図１で示す様な回路１０により、磁気センサー１の２相信号である信号ＳＡ（ｃｏｓθ）と信号ＳＢ（ｓｉｎθ）より差動信号「ｓｉｎθ−ｂ×ｃｏｓθ」を生成する。上述した通り、符号ｂはゲイン（利得）である。
以下で述べる様に、差動信号「ｓｉｎθ−ｂ×ｃｏｓθ」のゲインｂを調整することによって、当該差動信号の位相を変動することが出来る。そのため第１実施形態では、差動信号「ｓｉｎθ−ｂ×ｃｏｓθ」を用いている。
次に、信号ＳＡのゲインを調整することにより、差動信号「ｓｉｎθ−ｂ×ｃｏｓθ」の位相を変動する原理を説明する。
【００１９】
当該原理は三角関数を使用して説明できる。
三角関数の加法定理によれば、
ｓｉｎ（α−β）＝ｓｉｎα・ｃｏｓβ−ｃｏｓα・ｓｉｎβ・・・式（１）
式（１）において、符号αを図１５の磁石Ｍの回転軸Ｌが回転（回動）することによる変化する変数（或いは角度）として、符号βを可変増幅回路でバランスを調整した定数とする。そして、右辺と左辺の両辺をｃｏｓβで割ると、
（１／ｃｏｓβ）・｛ｓｉｎ（α−β）｝
＝ｓｉｎα−ｃｏｓα・（ｓｉｎβ／ｃｏｓβ）
∴（１／ｃｏｓβ）・｛ｓｉｎ（α−β）｝＝ｓｉｎα−ｃｏｓα・ｔａｎβ・・・式（２）
となる。
【００２０】
上述した通り、符号βを可変増幅回路でバランスを調整した定数なので、ｃｏｓβとｔａｎβも定数である。（１／ｃｏｓβ）を符号ａ、ｔａｎβを符号ｂで置換すると、上式（２）は
ａ×ｓｉｎ（α−β）＝ｓｉｎα−ｃｏｓα×ｂ
∴ｓｉｎα−ｃｏｓα×ｂ＝ａ×ｓｉｎ（α−β）・・・式（３）
となる。
ここで、ｂを増幅率（ゲイン比率）と考えれば、上式（３）から、ｓｉｎαに対してｃｏｓαの増幅率を変えて減算すれば、位相のずれた正弦波（ｓｉｎカーブ）を得られることが分かる。
【００２１】
ゲインｂが１．０であれば、  ｔａｎ-1β＝１．０  となり、β＝４５°である。
β＝４５°であれば、  ａ＝1／ｃｏｓβ＝1／０．７０７＝１．４１４
式（３）より、合成される波形は
ｓｉｎα−ｃｏｓα＝１．４１４×ｓｉｎ（α−４５°）となる。
係る波形が、図２における符号「ｓｉｎ−ｃｏｓ」で示されている。
【００２２】
ゲインｂが０．８の場合には、  ｔａｎ-1＝０．８  なのでβ＝３８．６６°
∴１／ｃｏｓβ＝１／０．７８１＝１．２８１
係る数値を式（３）に代入すれば、合成される波形は
ｓｉｎα−０．８×ｃｏｓα＝１．２８１×ｓｉｎ（α−３８．６６°）
となり、ゲインｂが１．０の場合に比較して、位相は６．３４°進み位相となる。
【００２３】
ゲインｂを１．２５にすると、  ｔａｎ−１＝１．２５  
従って、  β＝５１．３４°  である。
１／ｃｏｓβ＝１／０．６２５＝１．６０１
係る数値を式（３）に代入すれば、合成される波形は
ｓｉｎα−１．２５×ｃｏｓα＝１．６０１×ｓｉｎ（α−５１．３４°）
となり、ゲインｂが１．０の場合に比較して、位相は６．３４°遅れ位相となる。
【００２４】
ゲインｂが１．０、０．８、１．２５の場合における「ｃｏｓ」曲線と、差動信号「ｓｉｎ−ｃｏｓ」曲線が図２で示されている。
上述したゲインｂが１．０、０．８、１．２５の場合と、図２の「ｓｉｎ−ｃｏｓ」曲線を参照すれば、信号ＳＡ（ｃｏｓθ）のゲイン（ゲイン比率ｂ）を調整することにより、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の位相を調整出来ることが明らかである。
【００２５】
次に、図１で示す回路を用いて、回転角度を検出する態様を、図３〜図７を参照して説明する。具体的には、図３で示す手順を、図４〜図７を参照しつつ説明する。
図３において、ステップＳ１〜Ｓ３は、磁気センサー１（図１５）の出力から回転角度を検出するために必要な特性を決定する手順に関し、ステップＳ４は決定した特性を用いて磁気センサー１（図１５）の出力から回転角度を検出する手順に関する。
第１実施形態では、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」により、上記特性を構成する。そして差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」は図２で示す様に、正弦曲線と同様の特性となっている。ただし、第１実施形態は回転規制のある機器の回転角度を検出する装置であるため、上述した特性は何回転も連続して回転する場合の正弦曲線ではなく、その様な正弦曲線における一部である。
【００２６】
図４において、前記特性は差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」（図４では符号ＳＣで示す）の一部から構成されており、符号ＤＣで示されている。特性ＤＣは差動信号が描く曲線ＳＣの角度範囲ＡＡの範囲であり、角度範囲ＡＡは回転規制に相当する角度範囲に対応する。
図４〜図７において、横軸は角度、縦軸は磁気センサー１の出力に関連するパラメータを示している。図示の実施形態において、当該出力に関連するパラメータは、ｓｉｎ信号の出力値をｃｏｓ信号の出力値で除した出力比であり、当該出力比は無次元量である。
特性ＤＣは曲線ＳＣ（差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」）が急峻に立ち上る領域で構成されている。その様な領域では角度変化に対する出力比の変化が大きく、回転角度検出装置の精度が高くなるからである。
図４において、特性ＤＳは角度ＰＳ（始点）から角度ＰＧ（終点）までの範囲（角度範囲ＡＡ）で構成されている。
特性ＤＳの終点ＰＧにおける出力比ＯＧについては、図３のステップＳ２及び図６を参照して後述する。
【００２７】
図３のステップＳ１では、先ず、信号伝達ラインＬＡ１を経由して可変増幅回路１２に入力した信号ＳＡ（ｃｏｓθ）のゲイン調整を行う。このゲイン調整を行う理由について、主として図５を参照して説明する。
図１５〜図１８を参照して上述した通り、例えば回転規制がある機器における回転角度を検出する装置を組み立てる際には偏奇（ズレ）が生じてしまうので、磁気センサー１の出力は必ず偏奇量（角度ｄθ）を包含している。
図５において、始点ＰＳは基準点であるため、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の出力比は０である。しかし、較正されていない磁気センサー１の出力特性は偏奇（ズレ）を包含しているため、符号ＤＳ−１で示す様に、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の始点ＰＳ（基準点）における出力比が０にならない。
【００２８】
図２を参照して上述した様に、ゲインｂを適宜調整すれば差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の位相を変動して、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」を上下に移動することが出来る。
図３のステップＳ１では、先ず、信号伝達ラインＬＡ１を経由して可変増幅回路１２に入力した信号ＳＡ（ｃｏｓθ）のゲイン調整を行うことにより、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」が図５の左右方向に適宜移動する様にせしめ、始点ＰＳ（基準点）における出力比が０となる様に調整する。
図５では、可変増幅回路１２に入力した信号ＳＡ（ｃｏｓθ）のゲイン調整を行って、組立当初の特性ＤＳ−１を矢印Ａ５方向へ移動して符号ＤＳ−２で示す様にすることで、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の始点ＰＳ（基準点）における出力比が０になる。
始点ＰＳ（基準点）における出力比が０ということは、偏奇（ズレ）が存在しないことと同義であり、これにより組立時における偏奇（ズレ）が解消される。
【００２９】
可変増幅回路１２に入力した信号ＳＡ（ｃｏｓθ）のゲイン調整により、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の始点ＰＳ（基準点）における出力比を０に調整したならば、図３のステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、可変差動増幅回１６でゲインを調整して、図６で示す様に、特性ＤＳ−２で示す差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の振幅を調整し、始点ＰＢにおける出力比ＯＧを目標とする出力比ＯＣＧに調整する。すなわち、決定するべき特性の終点ＰＧにおける出力比を目標値に調整する。ここで終点ＰＧにおける出力比の目標値は、その後の処理が容易となる様に適宜調節される。
図６では、週点ＰＧにおける出力比をＯＧからＯＣＧに調整することにより、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」から成る特性は、符号ＤＳ−２で示す特性から符号ＤＳ−３で示す特性に調整される。そして符号ＤＳ−３で示す特性が、決定するべき特性である（図３のステップＳ３）。
【００３０】
図３のステップＳ４では、符号ＤＳ−３で示す特性に基づいて、磁気センサー１の出力から回転角度を検出する。図７を参照して、ステップＳ４の具体的な態様を説明する。
図７において、回転角を検出したい時点における磁気センサー１の２つの出力信号、すなわち信号ＳＡ（ｃｏｓθ）と信号ＳＢ（ｓｉｎθ）から出力比ＯＰ（ｓｉｎ信号の出力値／ｃｏｓ信号の出力値）を決定する。
出力比ＯＰが決定したら、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」から求めた特性ＤＳ−３に基づいて、出力比ＯＰに対応する角度ＡＰを決定する。この角度ＡＰと始点ＰＳ（基準点）との角度差Ａδが求める回転角度である。
【００３１】
この様にして回転角度（角度ＡＰと基準点ＰＳとの角度差Ａδ）を求めたならば、回転角度検出が完了する（図３のステップＳ５）。
図７を参照して説明した手順は、例えば図１の下流側のユニットである演算装置２０で実行される。
【００３２】
図１〜図７で説明した第１実施形態によれば、図１の全体を符号１０で示す回路により差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」を生成し、可変増幅回路１２に入力した信号ＳＡ（ｃｏｓθ）のゲインｂを調整して、差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」の始点ＰＳ（基準点）における出力比が０になる様に調整するという極めて簡単な操作により、組立当初の偏奇（ズレ）を解消して、回転角度を高精度で検出することが可能である。
また、下流側において複雑な演算を行うことが無いので、検出装置の構造を複雑にする必要がない。そのため、較正コストのみならず、製造コストも低く抑えることが可能である。
【００３３】
次に図８〜図１４を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
第１実施形態では差動信号「ｓｉｎθ−ｃｏｓθ×ｂ」から回転角度を検出しているが、第２実施形態では誤差（偏奇、ズレ）成分を含まない２相信号を生成し、当該２相信号により回転角度を検出している。
図８において、第２実施形態を実行する回路は、全体を符号５０で表示されている。図１〜図７の第１実施形態と同様に、回路５０に対して、磁気センサー１（図１５参照）から、２相信号（ｃｏｓθである信号ＳＡとｓｉｎθである信号ＳＢ）が出力される。
【００３４】
回路５０は、図８の上方の領域（符号ＣＯＳで総括的に表示する領域）と、下方の領域（符号ＳＩＮで総括的に表示する領域）に、大まかに分けられている。そして回路５０の上方の領域ＣＯＳには磁気センサー１からｃｏｓθである信号ＳＡが入力し、
下方の領域ＳＩＮにはｓｉｎθである信号ＳＢが入力する。
領域ＣＯＳにおいて、磁気センサー１からの２相信号の内、信号ＳＡ（ｃｏｓθ）は信号伝達ラインＬ１０を介して第１可変増幅回路５２に入力される。第１可変増幅回路５２でゲインを調整されたｃｏｓ信号は信号伝達ラインＬ１２から出力され、信号伝達ラインＬ１２は分岐点ＰＢ１で信号伝達ラインＬ１２−１、Ｌ１２−２に分岐する。
分岐した一方の信号伝達ラインＬ１２−１は第１加算増幅回路５４に連通しており、他方の信号伝達ラインＬ１２−２は第１差動増幅回路５８の減算側に連通している。
【００３５】
領域ＳＩＮにおいて、磁気センサー１からの２相信号の内、信号ＳＢ（ｓｉｎθ）は信号伝達ラインＬ１４を介して第２可変増幅回路５６に入力される。第２可変増幅回路５６でゲインを調整されたｓｉｎ信号は信号伝達ラインＬ１６から出力され、信号伝達ラインＬ１６は分岐点ＰＢ２で信号伝達ラインＬ１６−１、Ｌ１６−２に分岐する。
分岐した一方の信号伝達ラインＬ１６−１は第１差動増幅回路５８の加算側に連通し、他方の信号伝達ラインＬ１６−２は第１加算増幅回路５４に連通している。
【００３６】
第１加算増幅回路５４では、第１可変増幅回路５２から出力されたｃｏｓ信号と第２可変増幅回路５６から出力されたｓｉｎ信号を加算し、信号ｃｏｓθ´（＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）として信号伝達ラインＬ１８を介して第３可変増幅回路６０に出力する。
一方、第１差動増幅回路５８では、第２可変増幅回路５６より出力されたｓｉｎ信号から第１可変増幅回路５２から出力されたｃｏｓ信号を減算し、信号ｓｉｎθ´（＝ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）として信号伝達ラインＬ２０に出力する。
【００３７】
第３可変増幅回路６０では、信号ｃｏｓθ´（＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）のゲインを調整して信号伝達ラインＬ２４から出力する。信号伝達ラインＬ２４は、分岐点ＰＢ３で信号伝達ラインＬ２４−１、Ｌ２４−２に分岐する。そして分岐した一方の信号伝達ラインＬ２４−１は第２加算増幅回路６２に連通し、他方の信号伝達ラインＬ２４−２は第２差動増幅回路６４の減算側に連通している。
第１可変増幅回路５２の出力信号ｓｉｎθ（＝ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）´が発信される信号伝達ラインＬ２０は、分岐点ＰＢ４で信号伝達ラインＬ２０−１、Ｌ２０−２に分岐し、分岐した一方の信号伝達ラインＬ２０−１は第２差動増幅回路６４に連通し、他方の信号伝達ラインＬ２０−２は第２加算増幅回路６２に連通している。
【００３８】
第２加算増幅回路６２では、第３可変増幅回路６０から出力されたｃｏｓ´信号と第１差動増幅回路５８から出力されたｓｉｎ´信号を加算し、信号ｃｏｓθ´´（＝ｃｏｓθ´＋ｓｉｎθ´）として信号伝達ラインＬ２６を介して演算装置２０へ出力する。
一方、第２差動増幅回路６４では、第１差動増幅回路５８より出力されたｓｉｎ´信号から第３可変増幅回路６０から出力されたｃｏｓ´信号を減算し、信号ｓｉｎθ´´（＝ｃｏｓθ´−ｓｉｎθ´）として信号伝達ラインＬ２８を介して演算装置２０へ出力する。
なお図８において、第３可変増幅回路は上方の領域ＣＯＳにのみ設けているが、下方の領域ＳＩＮのみに設けること（信号伝達ラインＬ２０に介装すること）も可能であるし、上方の領域ＣＯＳと下方の領域ＳＩＮの双方に設けることも可能である。
【００３９】
図８において、第１加算増幅回路５４において、第１可変増幅回路５２から出力されたｃｏｓ信号と第２可変増幅回路５６から出力されたｓｉｎ信号を加算し、第１差動増幅回路５８において、第２可変増幅回路５６より出力されたｓｉｎ信号から第１可変増幅回路５２から出力されたｃｏｓ信号を減算するのは、位相が異なるｃｏｓ信号とｓｉｎ信号から、位相がπ／２だけ異なる２相信号を生成するためである。
ゲインを調整したｃｏｓ信号とｓｉｎ信号を加減算することにより、位相がπ／２だけ異なる２相信号が生成する理由は、三角関数の和積公式から説明可能である。
【００４０】
三角関数の和積公式では、次の式が定義されている。
ｓｉｎθ−ｓｉｎφ＝２×ｓｉｎ｛（θ−φ）／２｝×ｃｏｓ｛（θ＋φ）／２｝
ｃｏｓθ＋ｃｏｓφ＝２×ｃｏｓ｛（θ＋φ）／２｝×ｃｏｓ｛（θ−φ）／２｝
位相のずれた２つの信号ｓｉｎθとｃｏｓ（θ＋α）を加算すると、
ｓｉｎθ＝ｃｏｓ(π／２−θ)  であるから、
ｓｉｎθ＋ｃｏｓ（θ＋α）＝ｃｏｓ（π／２−θ）＋ｃｏｓ（θ＋α）
和積公式を用いると、
ｃｏｓ（π／２−θ）＋ｃｏｓ（θ＋α）
＝２×ｃｏｓ［｛（π／２−θ）＋（θ＋α）｝／２］×ｃｏｓ［｛（π／２−θ）−（θ＋α）｝／２］
＝２×ｃｏｓ｛（π／２＋α）｝／２｝×ｃｏｓ｛（−２θ＋π／２−α）／２｝
ｃｏｓφ＝ｃｏｓ（−φ）より
２×ｃｏｓ｛（π／２＋α）｝／２｝×ｃｏｓ｛（−２θ＋π／２−α）／２｝
＝２×ｃｏｓ（π／４＋α／２）×ｃｏｓ（θ−π／４＋α／２）・・・式（４）
【００４１】
次に位相のずれた２つの信号ｓｉｎθとｃｏｓ（θ＋α）を減算すると、
ｃｏｓ（θ＋α）＝ｓｉｎ{π／２−（θ＋α）}  より、
ｓｉｎθ−ｃｏｓ（θ＋α）
＝ｓｉｎθ−ｓｉｎ｛π／２−（θ＋α）｝
＝ｓｉｎθ−ｓｉｎ（−θ＋π／２−α）
和積公式を用いると、
ｓｉｎθ−ｓｉｎ（−θ＋π／２−α）
＝２×ｓｉｎ｛θ−（−θ＋π／２−α）／２｝×ｃｏｓ｛θ＋（−θ＋π／２−α）／２｝
＝２×ｓｉｎ｛（２θ−π／２＋α）／２｝×ｃｏｓ｛（π／２−α）／２｝
＝２×ｃｏｓ（π／４−α／２）×ｓｉｎ（θ−π／４＋α／２）・・・式（５）
【００４２】
式（４）、（５）において、「α」初期の組立誤差等に起因する偏奇（ズレ）等に相当する固定値であるので、式（４）の「ｃｏｓ（π／４＋α／２）」と式（５）の「ｃｏｓ（π／４−α／２）」は定数となる。
従って、位相のずれた２つの信号ｓｉｎθとｃｏｓ（θ＋α）を加算した信号（式（４）で示す信号）と減算した信号（式（５）で示す信号）の位相差は、式（４）における「ｃｏｓ（θ−π／４＋α／２）」と式（５）における「ｓｉｎ（θ−π／４＋α／２）」の位相差「π／２」となる。
すなわち、位相のずれた２つの信号ｓｉｎθとｃｏｓ（θ＋α）であっても、それを加算した信号と減算した信号の位相差は「π／２」に固定される。
【００４３】
次に、図９〜図１４を参照して、図８で示す回路により角度を検出する態様について説明する。
図１０〜図１４においても、図４〜図７と同様に、横軸は角度、縦軸は磁気センサー１の出力に関連する無次元量のパラメータである出力比（ｓｉｎ信号の出力値をｃｏｓ信号の出力値で除した出力比）である。
【００４４】
図９において、先ずステップＳ１１でｃｏｓ信号（信号ＳＡ）の振幅をｓｉｎ信号（信号ＳＢ）の振幅に揃える。これは、第１可変増幅回路５２と第２可変増幅回路５６により実行される。この処理が図１０で示されている。
図１０の例では、第１可変増幅回路５２によりｃｏｓ信号（信号ＳＡ）の振幅を符号ｗδで示す分だけ増加（調整）して（符号ＩＣ）、調整したｃｏｓ信号（図１０で点線で示す信号）の振幅をｓｉｎ信号（信号ＳＢ）の振幅に一致させている。
図１０では示されていないが、第２可変増幅回路５６によりｓｉｎ信号（信号ＳＢ）の振幅を調整してｃｏｓ信号（信号ＳＡ）の振幅に合わせることも可能であるし、ｃｏｓ信号（信号ＳＡ）とｓｉｎ信号（信号ＳＢ）の双方の振幅を調整して揃えることも可能である。
【００４５】
図９のステップＳ１１の処理を実行した段階で、図１０の例では、調整したｃｏｓ信号（図１０で点線で示す信号）とｓｉｎ信号の振幅はそろっているが、位相差ｄｐｈはπ／２よりも大きい。
図９のステップＳ１２において、第１加算増幅回路５４によりゲインを調整して振幅を調整した信号ｃｏｓθと信号ｓｉｎθを加算して、図１１の信号ｃｏｓθ´（＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）を生成する。
それと共に第１差動増幅回路５８により、信号ｓｉｎθから第１可変増幅回路５２から調整した信号ｃｏｓθを減算し、図１１の信号ｓｉｎθ´（＝ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）を生成する。
上述した様に、位相のずれた２つの信号を加算した信号と減算した信号の位相差は「π／２」となり、図１１における信号ｃｏｓθ´（＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）と信号ｓｉｎθ´（＝ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）の位相差ｄｐｈも「π／２」である。
【００４６】
次に、図９のステップＳ１３において、第３可変増幅回路６０により、信号ｃｏｓθ´（＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）のゲインを調整して振幅を調整し、信号ｃｏｓθ´（＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）の振幅をｓｉｎθ´（＝ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）の振幅と一致させる。図１２の例では、信号ｃｏｓθ´の振幅を矢印Ａ１２で示す様に増加して図１１の点線で示す様に調整して、ｓｉｎθ´の振幅に揃えている。
２相信号ｃｏｓθ´（＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）、ｓｉｎθ´（＝ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）の振幅を揃えるのは、図９のステップＳ１３以降における各種処理（図９〜図１４で示す以外の処理も含む）を容易且つ高精度に実行するためである。
【００４７】
ここで、図示の実施形態では図９の領域ＣＯＳに設けられた第３可変増幅回路６０により信号ｃｏｓθ´（＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）のゲインを調整して振幅を調整しているが、第３可変振幅回路を図９の領域ＳＩＮにのみ設け、信号ｓｉｎθ´（＝ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）のゲインを調整して信号ｃｏｓθ´の振幅に揃えることも可能である。
或いは、図９の領域ＣＯＳに第３可変増幅回路６０を設けると共に図９の領域ＳＩＮにも第４の可変増幅回路（図示せず）を設け、２つの信号ｃｏｓθ´と信号ｓｉｎθ´のゲインを同時に調整して、信号ｃｏｓθ´と信号ｓｉｎθ´の振幅を揃えても良い。
【００４８】
図９のステップＳ１４においては、振幅が揃った信号ｃｏｓθ´と信号ｓｉｎθ´を加減算する。
すなわち、振幅が調整されたｃｏｓ´信号とｓｉｎ´信号を第２加算増幅回路６２で加算して、信号ｃｏｓθ´´（＝ｃｏｓθ´＋ｓｉｎθ´）を生成する。それと共に第２差動増幅回路６４で、振幅が調整されたｃｏｓ´信号をｓｉｎ´信号から減算して、信号ｓｉｎθ´´（＝ｃｏｓθ´−ｓｉｎθ´）を生成する。
この様に、再度２相信号を加減算することにより、より正確に振幅が合致し、位相差ｄｐｈを正確に「π／２」にすることが出来る。
図９のステップＳ１４で生成された信号ｃｏｓθ´´（＝ｃｏｓθ´＋ｓｉｎθ´）と信号ｓｉｎθ´´（＝ｃｏｓθ´−ｓｉｎθ´）が、図１３で示されている。図１３で示す信号ｃｏｓθ´´と信号ｓｉｎθ´´により、図１４を参照して後述する態様により、回転角度を検出する。
【００４９】
図９のステップＳ１５では、図１３で示す信号ｃｏｓθ´´と信号ｓｉｎθ´´により、回転角度を検出する。
図１４において、回転角度を検出したい時点（横軸の符号ＤＡｇで示す時点）において、信号ｃｏｓθ´´における出力比ＯＰＣと、信号ｓｉｎθ´´おける出力比ＯＰＣを検出する。
出力比ＯＰＣと出力比ＯＰＳより、回転角度を検出したい時点ＤＡｇにおける角度ＳＡは、式  ＳＡ＝ｔａｎ−１（ＯＰＳ／ＯＰＣ）  から求めることが出来る。より詳細には、基準時における角度と、上式により求められた角度ＳＡとの差が、検出するべき回転角度である。
【００５０】
図８〜図１４で示す第２実施形態では、位相がずれたｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を加減算するという簡単な手法で、回転角度検出で要求される「位相が９０°（π／２）だけずれた２つの波形」を容易且つ正確に求めることが出来る。そして、「位相が９０°（π／２）だけ異なる２つの波形」の振幅を、可変増幅回路５２、５６、６０によるゲイン調整で容易に揃えることにより、波形の振幅を正確に求めることなく、「位相が９０°（π／２）だけ異なり且つ振幅が同一の２つの波形」を生成することが出来る。そして波形の振幅、位相を正確に特定することなく、「位相が９０°（π／２）だけ異なり且つ振幅が同一の２つの波形」を生成し、図１４を参照して説明した態様で、検出するべき回転角度を容易且つ正確に求めることが出来る。
しかもアナログ回路を追加するのみで、複雑な制御装置、情報処理装置を追加することなく実現することが出来る。
さらに、位相のずれたｓｉｎ信号とｃｏｓ信号の加減算を２回実行することにより、２つの波形の位相差を高精度で「π／２」にすることが出来る。
【００５１】
そして第２実施形態では、２つの信号の振幅が同一となるので、それ以降の各種演算、処理が容易且つ確実に実行される。
さらに演算処理においては温度較正を行わなくても温度によるドリフトも吸収することが出来るので、極めて安定したデータをとることができる。
【００５２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【符号の説明】
【００５３】
１２・・・可変増幅回路
１４・・・固定増幅回路
１６・・・可変差動増幅回路
２０・・・演算装置
５２・・・第１可変増幅回路
５４・・・第１加算増幅回路
５６・・・第２可変増幅回路
５８・・・第１差動増幅回路
６０・・・第３可変増幅回路
６２・・・第２加算増幅回路
６４・・・第２差動増幅回路
ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＢ１、ＬＢ２、ＬＯ、Ｌ１０〜Ｌ２８・・・信号伝達ライン
【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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