(57)【要約】【課題】簡易な構成で複数の閾値を動的に選択することを可能にする。【解決手段】比較装置１００が、検知結果に応じて信号を出力するセンサ１２、１４と、複数の閾値Ｖrefを選択して出力する閾値選択部２０と、センサ１２、１４が出力する信号と閾値選択部２０が出力する閾値Ｖrefとを比較して、２値化された比較信号ＣＯＭＰを出力するコンパレータ３０と、動作モードに応じた閾値Ｖrefを出力するように閾値選択部２０を制御する制御部４０と、制御部４０の動作モードを切り替える動作モード切替部５０とを備える。【選択図】図１
2012112667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知結果に応じて信号を出力する一または複数のセンサと、
複数の閾値を選択して出力する閾値選択部と、
前記センサが出力する信号と前記閾値選択部が出力する閾値とを比較して、２値化された比較信号を出力するコンパレータと、
動作モードに応じた閾値を出力するように前記閾値選択部を制御する制御部と、
前記制御部の前記動作モードを切り替える動作モード切替部とを備える、
ことを特徴とする比較装置。
【請求項２】
前記センサは複数あり、
前記閾値選択部は、前記複数のセンサの各々に対応する閾値を選択可能であり、
前記複数のセンサが出力する信号を選択して前記コンパレータに出力する信号選択部とを備え、
前記制御部は、
前記動作モード切替部が、前記複数のセンサを動作させる動作モードを指定した場合、
前記複数のセンサが出力する信号を順次選択するように前記信号選択部を制御して、時分割多重された信号を前記コンパレータに供給し、
前記信号選択部が選択する前記センサに対応した閾値を出力するように前記閾値選択部を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の比較装置。
【請求項３】
前記複数のセンサの各々に対応して閾値群が設けられており、前記閾値群は複数の閾値からなり、
前記閾値選択部は、前記複数のセンサの各々に対応する閾値として、前記閾値群に属する複数の閾値から一つを選択することが可能であり、
前記制御部は、
前記信号選択部が選択する前記センサに対応した前記閾値群の属する複数の閾値を切り替えるように前記閾値選択部を制御するとともに、前記複数の閾値の切替えごとに前記比較信号を取得し、前記複数の閾値に対応する比較信号と前回の判定信号とに基づいて今回の判定信号を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の比較装置。
【請求項４】
前記複数のセンサは、第１方向の動きを検知して前記第１信号を出力する第１センサと、
前記第１方向とは異なる第２方向の動きを検知して前記第２信号を出力する第２センサとを含む、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の比較装置。
【請求項５】
周辺環境を検知する環境センサをさらに備え、
前記動作モード切替部は、前記環境センサからの出力に応じて前記制御部の動作モードを切り替える
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比較装置。
【請求項６】
ユーザの操作に供される操作部をさらに備え、
前記動作モード切替部は、前記操作部からの出力に応じて前記制御部の動作モードを切り替える
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比較装置。
【請求項７】
前記閾値選択部は、前記閾値を記憶するメモリと、前記閾値を前記コンパレータへ出力するデジタル−アナログ変換器とを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の比較装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力信号を閾値と比較して２値化した出力信号を出力するコンパレータでは、入力信号のレベルが閾値の付近で変動すると、出力信号のレベルが短時間で変動するチャタリングが発生する。このチャタリングを防止するためのヒシテリシス回路が知られている。ヒシテリシス回路では、例えば、２つの閾値を用いる。第１閾値をＶrefA、第２閾値をＶrefB、ＶrefA＜ＶrefBとしたとき、出力信号がローレベルからハイレベルに遷移する時には第２閾値ＶrefBを用い、出力信号がハイレベルからローレべルへ遷移する時には第1閾値ＶrefAを用いる。
特許文献１には、チャタリングを防止する観点から、ブリッジ回路からの出力信号をヒシテリシス回路の一種であるシュミットトリガ回路に供給する磁気検出装置が開示されている。また、シュミットトリガ回路は、一般に、オペアンプを用いて正帰還を掛けた増幅器で構成され、安定性を考慮してツェナーダイオードを出力段に付加することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０９９６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数のセンサからの入力信号の各々とセンサごとに相異なる閾値とを比較して出力信号を出力する場合、それぞれのセンサの閾値に対応するシュミットトリガ回路を設ける必要があり、構成が複雑になっていた。
また、オペアンプを用いたシュミットトリガ回路の閾値を動的に変動させるには、オペアンプに接続される抵抗を動的に変動可能にする必要があり、仮にこれを実現しようとすると構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で複数の閾値を動的に選択することが可能な比較装置を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明にかかる比較装置は、検知結果に応じて信号を出力する一または複数のセンサと、複数の閾値を選択して出力する閾値選択部と、前記センサが出力する信号と前記閾値選択部が出力する閾値とを比較して、２値化された比較信号を出力するコンパレータと、動作モードに応じた閾値を出力するように前記閾値選択部を制御する制御部と、前記制御部の前記動作モードを切り替える動作モード切替部とを備える。
以上の構成によれば、動作モード応じた閾値をコンパレータに供給するので、センサが出力した信号と動作モードごとに相異なる閾値とを単一のコンパレータで比較できる。したがって、複数の閾値の各々に対応した複数のコンパレータを設ける場合と比較して、構成を簡易にすることが可能である。
【０００７】
本発明の好適な態様においては、前記センサは複数あり、前記閾値選択部は、前記複数のセンサの各々に対応する閾値を選択可能であり、前記複数のセンサが出力する信号を選択して前記コンパレータに出力する信号選択部とを備え、前記制御部は、前記動作モード切替部が、前記複数のセンサを動作させる動作モードを指定した場合、前記複数のセンサが出力する信号を順次選択するように前記信号選択部を制御して、時分割多重された信号を前記コンパレータに供給し、前記信号選択部が選択する前記センサに対応した閾値を出力するように前記閾値選択部を制御する。
以上の構成によれば、複数のセンサからの出力を時分割で選択し、かつ、選択したセンサに応じた閾値を時分割でコンパレータに供給するので、複数のセンサからの出力とセンサの種別ごとに相異なる閾値とを単一のコンパレータで比較できる。したがって、複数のセンサの各々に対応した複数のコンパレータを設ける場合と比較して、構成を簡易にすることが可能である。
【０００８】
本発明の好適な態様においては、前記複数のセンサの各々に対応して閾値群が設けられており、前記閾値群は複数の閾値からなり、前記閾値選択部は、前記複数のセンサの各々に対応する閾値として、前記閾値群に属する複数の閾値から一つを選択することが可能であり、前記制御部は、前記信号選択部が選択する前記センサに対応した前記閾値群の属する複数の閾値を切り替えるように前記閾値選択部を制御するとともに、前記複数の閾値の切替えごとに前記比較信号を取得し、前記複数の閾値に対応する比較信号と前回の判定信号とに基づいて今回の判定信号を生成する。
以上の構成によれば、複数の閾値で変化するヒシテリシス特性によって入力信号の大きさを判定するのに、一回の計測で判定するのではなく、入力信号を閾値で区分けした複数の範囲のうちどの範囲に属するかを複数回の判定で特定し、その判定結果と前回の出力信号とに基づいて、ヒシテリシス特性が付与された今回の出力信号を得る。また、ヒシテリシス特性が単一のコンパレータを用いた構成によって実現されるので、ヒシテリシス特性を付与するための複数のコンパレータやシュミットトリガ回路を設ける場合と比較して、構成を簡易にすることが可能である。
【０００９】
本発明の好適な態様においては、前記複数のセンサは、第１方向の動きを検知して前記第１信号を出力する第１センサと、前記第１方向とは異なる第２方向の動きを検知して前記第２信号を出力する第２センサとを含む。以上の構成によれば、複数の相異なる方向の動きを検知することが可能である。
以上の態様では、第１方向に対応する第１センサおよび第２方向に対応する第２センサにのみ言及したが、比較装置に設けられるセンサの数は任意である。すなわち、３つ以上の方向に各々が対応する３つ以上のセンサが比較装置に設けられた構成でも、３つ以上の方向のうち２つを第１方向および第２方向として把握した場合に前述の要件を充足する構成は、当然に本発明の範囲に包含される。
【００１０】
本発明の好適な態様においては、周辺環境を検知する環境センサをさらに備え、前記動作モード切替部は、前記環境センサからの出力に応じて前記制御部の動作モードを切り替える。以上の構成によれば、環境センサが検知した周辺環境に応じて動作モード切替部が制御部の動作モードを変更し、閾値選択部から供給される閾値を変動させるので、周辺環境によらず閾値を一定とする構成と比較して、周辺環境の変化に応じた適切な閾値を選択することができる。したがって、比較装置の周辺環境が変化しても検知精度を高く維持することが可能である。さらに、単一のコンパレータによって比較装置が構成されるので、周辺環境に応じて閾値を変動させるために複数のコンパレータを設ける場合と比較して、構成を簡易にすることが可能である。
【００１１】
本発明の好適な態様においては、ユーザの操作に供される操作部をさらに備え、前記動作モード切替部は、前記操作部からの出力に応じて前記制御部の動作モードを切り替える。以上の構成によれば、ユーザが自ら制御部の動作モードを切り替えることができるので、閾値を適切に設定することが可能である。
【００１２】
本発明の好適な態様においては、前記閾値選択部は、前記閾値を記憶するメモリと、前記閾値を前記コンパレータへ出力するデジタル−アナログ変換器とを備える。以上の構成によれば、閾値をデジタルデータとしてメモリに記憶するので、多数の閾値を安定的に記憶することが可能である。また、デジタルデータを変換して閾値である電位を出力するので、安定した閾値を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の比較装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態のメモリに記憶されている閾値データを示す図である。
【図３】比較装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】第２実施形態のメモリに記憶されている閾値データを示す図である。
【図５】ヒシテリシス特性を示すグラフである。
【図６】第２実施形態の判定部が出力信号を生成するための真理値表である。
【図７】第２実施形態の判定部の動作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】
【００１４】
＜Ａ．第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る比較装置１００のブロック図である。比較装置１００は、入力信号Ｖinと閾値Ｖrefとを比較した結果に基づいて判定信号ＤＥＴ1および判定信号ＤＥＴ2を出力する比較装置である。比較装置１００は、センサ部１０、閾値選択部２０、コンパレータ３０、制御部４０、動作モード切替部５０、および温度センサ６０を備える。
【００１５】
センサ部１０は、Ｘ軸センサ１２とＹ軸センサ１４と信号選択部１６とを備える。Ｘ軸センサ１２は、Ｘ軸方向の動きを検知し、検知結果に応じて第１信号Ｓout1を出力する磁気センサである。Ｙ軸センサ１４は、Ｙ軸方向の動きを検知し、検知結果に応じて第２信号Ｓout2を出力する磁気センサである。信号選択部１６は、選択信号ＳＥＬに従ってＸ軸センサ１２からの第１信号Ｓout1およびＹ軸センサ１４からの第２信号Ｓout2のいずれか一方を選択し入力信号Ｖinとしてコンパレータ３０に出力する。選択信号ＳＥＬは、ローレベルの場合に第１信号Ｓout1の選択を指示し、ハイレベルの場合に第２信号Ｓout2の選択を指示する。コンパレータ３０は入力信号Ｖinと閾値Ｖrefとを比較し、２値化された比較信号ＣＯＭＰを制御部４０に出力する。具体的には、コンパレータ３０は、入力信号Ｖinが閾値Ｖref以上であれば（Ｖin≧Ｖref）、ハイレベルの比較信号ＣＯＭＰを出力し、入力信号Ｖinが閾値Ｖref未満であれば（Ｖin＜Ｖref）、ローレベルの比較信号ＣＯＭＰを出力する。
【００１６】
制御部４０は、発振器４１とシーケンサ４２と判定部４３とを備える。発振器４１は、シーケンサ４２にクロック信号を供給する。シーケンサ４２は、選択信号ＳＥＬを生成してセンサ部１０の信号選択部１６に供給する。また、シーケンサ４２は、閾値Ｖrefを選択するための制御信号ＣＴＬを生成して閾値選択部２０に供給する。さらに、シーケンサ４２はタイミング信号を判定部４３に供給して、判定部４３の判定動作がシーケンサ４２の動作と同期して行われるように制御する。タイミング信号は、例えば選択信号ＳＥＬと同じ信号であってもよい。判定部４３は、コンパレータ３０から供給された比較信号ＣＯＭＰとシーケンサ４２から供給されたタイミング信号とに基づいて、Ｘ軸センサ１２に対応する判定信号ＤＥＴ1およびＹ軸センサ１４に対応する判定信号ＤＥＴ2を出力する。
【００１７】
動作モード切替部５０は、比較装置１００の動作モードを切り替える機能を有する。動作モードとは、予め定められた比較装置１００の動作状態の意味である。例えば、本実施形態の動作モードには、常温で動作する常温動作モードＲＴと低温で動作する低温動作モードＬＴがある。温度センサ６０は、比較装置１００の雰囲気温度を検知して温度信号ＴＭＰを動作モード切替部５０に出力する。動作モード切替部５０は、温度信号ＴＭＰが温度閾値Ｔref以上である場合には比較装置が常温状態にあると判断して、常温動作モードＲＴを指定する動作モード信号ＭＯＤＥを制御部４０に供給する。また、温度信号ＴＭＰが温度閾値Ｔref未満である場合には比較装置が低温状態にあると判断して、低温動作モードＬＴを指定する動作モード信号ＭＯＤＥを制御部４０に供給する。すなわち、動作モード切替部５０は、動作モード信号ＭＯＤＥを供給して制御部４０の動作モードを切り替える。
【００１８】
閾値選択部２０は、メモリ２１とデジタル−アナログ変換器（Digital-Analog Converter、ＤＡＣ）２２とを備える。メモリ２１には、センサ（Ｘ軸センサ１２またはＹ軸センサ１４）の種別と制御部４０の動作モードとに対応づけて複数の閾値データＤｒが記憶されている。具体的には、図２に示すように、低温動作モードＬＴにおけるＸ軸センサ１２の閾値データＤ１０、常温動作モードＲＴにおけるＸ軸センサ１２の閾値データＤ１１、低温動作モードＬＴにおけるＹ軸センサ１４の閾値データＤ２０、および常温動作モードＲＴにおけるＹ軸センサ１４の閾値データＤ２１がそれぞれ記憶されている。これらの閾値データＤ１０、Ｄ１１、Ｄ２０、およびＤ２１をアナログ信号に変換することによって、閾値Ｖref1、Ｖref3、Ｖref2、およびＶref4が得られる。
【００１９】
閾値選択部２０は、シーケンサ４２から供給された制御信号ＣＴＬに基づいて、メモリ２１内に記憶された複数の閾値データＤｒ（Ｄ１０〜Ｄ２１）の一つを選択し、ＤＡＣ２２を介してコンパレータ３０に出力する。例えば、制御信号ＣＴＬが低温動作モードＬＴにおけるＸ軸センサ１２の閾値の出力を指示する場合には、この制御信号ＣＴＬに対応する閾値データＤ１０がメモリ２１から読み出され、ＤＡＣ２２により閾値Ｖref1に変換されコンパレータ３０に供給される。すなわち、制御部４０のシーケンサ４２は、制御部４０の動作モードおよび選択中のセンサに応じた閾値Ｖrefを出力するように閾値選択部２０を制御する。
【００２０】
図３のタイミングチャートを参照して、比較装置１００の動作を時系列に従ってより詳細に説明する。図３においては、シーケンサ４２は、Ｘ軸センサ１２からの第１出力Ｓout1を選択するローレベルの選択信号ＳＥＬと、Ｙ軸センサ１４からの第２出力Ｓout2を選択するハイレベルの選択信号ＳＥＬとを交互に信号選択部１６に供給する。したがって、第１信号Ｓout1と第２信号Ｓout2とが時分割で順次に選択され、これらの信号が時分割多重されて入力信号Ｖinとしてコンパレータ３０に供給される。また、シーケンサ４２は、制御信号ＣＴＬを選択信号ＳＥＬと同期して生成し閾値選択部２０に供給する。閾値選択部２０は供給された制御信号ＣＴＬに従って閾値データＤｒをメモリ２１から読み出し、ＤＡＣ２２により閾値Ｖrefに変換してコンパレータ３０に供給する。すなわち、センサ（Ｘ軸センサ１２またはＹ軸センサ１４）が時分割で順次に選択され、選択されたセンサの種別に応じた閾値Ｖrefがコンパレータ３０に供給される。
【００２１】
時刻ｔ0から時刻ｔ1までの期間Ｔ0においては、シーケンサ４２から供給されるローレベルの選択信号ＳＥＬによって信号選択部１６がＸ軸センサ１２を選択するので、コンパレータ３０にはＸ軸センサ１２からの第１信号Ｓout1が入力される。また、期間Ｔ0では温度信号ＴＭＰが温度閾値Ｔrefを下回っているから、動作モード切替部５０は低温動作モードＬＴを指定する動作モード信号ＭＯＤＥを制御部４０に供給し、制御部４０は低温動作モードＬＴで動作する。シーケンサ４２は、低温動作モードＬＴにおけるＸ軸センサ１２の閾値の供給を指示する制御信号ＣＴＬを閾値選択部２０に供給する。閾値選択部２０は、この制御信号ＣＴＬに対応する閾値データＤ１０をメモリ２１から読み出し、ＤＡＣ２２により閾値Ｖref1に変換してコンパレータ３０に供給する。
期間Ｔ0においては第１出力Ｓout1（入力信号Ｖin）が閾値Ｖref1未満であるから、コンパレータ３０からローレベルの比較信号ＣＯＭＰが出力されて判定部４３に供給される。判定部４３は、シーケンサ４２から供給されるタイミング信号（ローレベルの選択信号ＳＥＬ）により現在選択されているのがＸ軸センサ１２であると判断し、Ｘ軸センサ１２に対応する判定信号ＤＥＴ1については、ローレベルの比較信号ＣＯＭＰに基づいてローレベルの判定信号ＤＥＴ1を出力する。また、判定部４３は、Ｙ軸センサ１４が現在選択されていないと判断し、Ｙ軸センサ１４に対応する判定信号ＤＥＴ2については期間Ｔ0開始時の信号（ハイレベル）を維持する。
【００２２】
時刻ｔ1から時刻ｔ2までの期間Ｔ1においては、シーケンサ４２から供給されるハイレベルの選択信号ＳＥＬによって信号選択部１６がＹ軸センサ１４を選択するので、コンパレータ３０にはＹ軸センサ１４からの第２信号Ｓout2が入力される。期間Ｔ1では温度信号ＴＭＰが温度閾値Ｔrefを下回っているから、期間Ｔ0と同様に制御部４０は低温動作モードＬＴで動作する。シーケンサ４２は、低温動作モードＬＴにおけるＹ軸センサ１４の閾値の供給を指示する制御信号ＣＴＬを閾値選択部２０に供給する。閾値選択部２０は、この制御信号ＣＴＬに対応する閾値データＤ２０をメモリ２１から読み出し、ＤＡＣ２２により閾値Ｖref2に変換してコンパレータ３０に供給する。
期間Ｔ1においては第２出力Ｓout2（入力信号Ｖin）が閾値Ｖref2以上であるから、コンパレータ３０からハイレベルの比較信号ＣＯＭＰが出力されて判定部４３に供給される。判定部４３は、シーケンサ４２から供給されるタイミング信号（ハイレベルの選択信号ＳＥＬ）により現在選択されているのがＹ軸センサ１４であると判断し、Ｙ軸センサ１４に対応する判定信号ＤＥＴ2については、ハイレベルの比較信号ＣＯＭＰに基づいてハイレベルの判定信号ＤＥＴ2を出力する。また、判定部４３は、Ｘ軸センサ１２が現在選択されていないと判断し、Ｘ軸センサ１２に対応する判定信号ＤＥＴ1については期間Ｔ1開始時の信号（ローレベル）を維持する。
【００２３】
時刻ｔ2から時刻ｔ3までの期間Ｔ2では、ローレベルの選択信号ＳＥＬにより再びＸ軸センサ１２が選択される。期間Ｔ0と同様に、第１出力Ｓout1が閾値Ｖref1未満であるから、コンパレータ３０からローレベルの比較信号ＣＯＭＰが出力されて判定部４３に供給される。したがって、判定部４３はローレベルの比較信号ＣＯＭＰに基づいてローレベルの判定信号ＤＥＴ1を出力する。
他方、時刻ｔ3において第１出力Ｓout1が閾値Ｖref1と等しくなり、時刻ｔ3から時刻ｔ4までの期間Ｔ3では第１出力Ｓout1が閾値Ｖref1を上回るから、コンパレータ３０から出力される比較信号ＣＯＭＰがローレベルからハイレベルに切り替わる。したがって、期間Ｔ3において、判定部４３はハイレベルの比較信号ＣＯＭＰに基づいてハイレベルの判定信号ＤＥＴ1を出力する。
期間Ｔ2および期間Ｔ3において、選択されていないＹ軸センサ１４に対応する判定信号ＤＥＴ2については、期間開始時のハイレベルの信号が維持される。
【００２４】
時刻ｔ4から時刻ｔ5までの期間Ｔ4では、ハイレベルの選択信号ＳＥＬにより再びＹ軸センサ１４が選択される。期間Ｔ4におけるＹ軸センサ１４の第２出力Ｓout2は、コンパレータ３０に供給される閾値Ｖref2を下回るから、コンパレータ３０からローレベルの比較信号ＣＯＭＰが出力されて判定部４３に供給される。判定部４３は、Ｙ軸センサ１４に対応する判定信号ＤＥＴ2については、ローレベルの比較信号ＣＯＭＰに基づいてローレベルの判定信号ＤＥＴ2を出力する。
他方、時刻ｔ5において温度信号ＴＭＰが温度閾値Ｔrefと等しくなり、時刻ｔ5から時刻ｔ6までの期間Ｔ5では温度信号ＴＭＰが温度閾値Ｔrefを上回る。したがって、動作モード切替部５０は、時刻ｔ5を境に、常温動作モードＲＴを指定する動作モード信号ＭＯＤＥを制御部４０に供給するようになるので、制御部４０は低温動作モードＬＴから常温動作モードＲＴに切り替わる。期間Ｔ5において、シーケンサ４２は、常温動作モードＲＴにおけるＹ軸センサ１４の閾値Ｖref4の供給を指示する制御信号ＣＴＬを閾値選択部２０に供給する。閾値選択部２０は、この制御信号ＣＴＬに対応する閾値データＤ２１をメモリ２１から読み出し、ＤＡＣ２２により閾値Ｖref4に変換してコンパレータ３０に供給する。すなわち、温度変化に基づいて動作モードが切り替わるのに応じて、コンパレータ３０に供給される閾値Ｖrefが切り替わる。
期間Ｔ5におけるＹ軸センサ１４の第２出力Ｓout2は、コンパレータ３０に供給される閾値Ｖref4を依然として下回るから、期間Ｔ4と同様、コンパレータ３０からローレベルの比較信号ＣＯＭＰが出力され、この比較信号ＣＯＭＰに基づいてローレベルの判定信号ＤＥＴ2が判定部４３から出力される。
【００２５】
以下、同様にして、シーケンサ４２が、選択信号ＳＥＬを信号選択部１６に供給してＸ軸センサ１２とＹ軸センサ１４とを時分割で交互に選択し、動作モードと選択中のセンサの種別とに応じて制御信号ＣＴＬを閾値選択部２０に供給する。閾値選択部２０は供給された制御信号ＣＴＬに対応する閾値データＤｒをメモリから読み出し、ＤＡＣ２２により閾値Ｖrefに変換してコンパレータ３０に供給する。コンパレータ３０は選択中のセンサからの出力（入力信号Ｖin）と閾値Ｖrefとを比較し比較信号ＣＯＭＰを判定部４３に供給する。判定部４３は、比較信号ＣＯＭＰおよびタイミング信号（選択信号ＳＥＬ）に基づいて、選択されているセンサに対応する判定信号ＤＥＴを生成し出力する。選択されていないセンサに対応する判定信号ＤＥＴについては、その期間の開始時の信号レベルを維持する。
【００２６】
以上に説明した第１実施形態では、Ｘ軸センサ１２からの第１出力Ｓout1とＹ軸センサ１４からの第２出力Ｓout2とを時分割で選択し、かつ、選択したセンサに応じた閾値Ｖrefを時分割でコンパレータ３０に供給するので、複数のセンサからの出力とセンサの種別ごとに相異なる閾値とを単一のコンパレータ３０で比較できる。したがって、複数のセンサの各々に対応した複数のコンパレータを設ける場合と比較して、構成を簡易にすることが可能である。
【００２７】
また、温度センサ６０が検知した雰囲気温度に応じて動作モード切替部５０が制御部４０の動作モードを変更し、閾値選択部２０から供給される閾値Ｖrefを変動させるので、雰囲気温度によらず閾値Ｖrefを一定とする構成と比較して、センサの温度特性に応じた適切な閾値を選択することができる。したがって、比較装置１００の雰囲気温度が変化しても検知精度を高く維持することが可能である。さらに、単一のコンパレータ３０によって比較装置１００が構成されるので、雰囲気温度に応じて閾値を変動させるために複数のコンパレータを設ける場合と比較して、構成を簡易にすることが可能である。
【００２８】
＜Ｂ．第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。第１実施形態においては、センサの種別と動作モードとの組合せ（例えば、Ｘ軸センサ１２と低温動作モードＬＴとの組合せ）ごとに閾値Ｖrefを切り替えてコンパレータに供給することにより、組合せごとに異なる閾値Ｖrefで判定信号を生成することを可能とした。センサの種別と動作モードとの組合せに対応する閾値Ｖrefは１つの固定値であり、ヒシテリシスは考慮されていなかった。
しかし、一般的な比較回路は、チャタリングを防止するために、ヒシテリシス特性を付与するための閾値の組を設けて構成される。本発明においては、センサの種別と動作モードとの組合せごとに入力信号Ｖinの判定を実行するので、センサの種別と動作モードとの組合せごとにヒシテリシス特性を実現するには、組合せに応じて、相異なる閾値を有する複数のコンパレータを設ける必要があり構成が複雑になるという問題が生じる。
そこで、第２実施形態では、第１実施形態における閾値の切替えをさらに応用して、センサの種別と動作モードとの組合せに対応する閾値群を導入した。各閾値群に属する複数の閾値を切り替えてコンパレータに供給して入力信号と順次に比較することにより、単一のコンパレータによる構成であるにも関わらず、判定信号にヒシテリシス特性を付与することを可能にしている。
なお、以下に例示する各態様において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００２９】
第２実施形態の閾値選択部２０のメモリ２１が記憶する複数の閾値データＤｒを図４に示す。第１実施形態では、センサの種別と動作モードとの組合せに対応する閾値Ｖrefは１種類であった。例えば、Ｘ軸センサ１２と低温動作モードＬＴとの組合せに対応するのは閾値Ｖref1のみであった。第２実施形態では、センサの種別と動作モードとの組合せに対し、複数の閾値を含む閾値群Ｇrefが対応する。Ｘ軸センサ１２と低温動作モードＬＴとに対応する閾値群Ｇref1を例として説明すると、閾値群Ｇref1は第１閾値−Ｖref1a、第２閾値−Ｖref1b、第３閾値＋Ｖref1a、および第４閾値＋Ｖref1bを含む。メモリ２１中の閾値データＤ１０１は第１閾値−Ｖref1aに、閾値データＤ１０２は第２閾値−Ｖref1bに、閾値データＤ１０３は第３閾値＋Ｖref1aに、閾値データＤ１０４は第４閾値＋Ｖref1bにそれぞれ対応している。これらの閾値データＤ１０１ないしＤ１０４をＤＡＣ２２でアナログ信号に変換することによって、第１閾値−Ｖref1aないし第４閾値＋Ｖref1bが得られる。他の閾値群Ｇref2〜閾値群Ｇref4についても同様である。
【００３０】
第２実施形態においては、入力信号Ｖinに対して、ヒシテリシス特性が付与された判定信号ＤＥＴを比較装置１００が出力する。以下、低温動作モードＬＴにおいてＸ軸センサ１２が選択されている場合を例として説明する。この場合、閾値群Ｇref1に属する第１閾値−Ｖref1a、第２閾値−Ｖref1b、第３閾値＋Ｖref1a、および第４閾値＋Ｖref1bにおいて判定信号ＤＥＴ1が変化する。
【００３１】
図５に、入力信号Ｖinが変化した場合の判定信号ＤＥＴ1の変化の様子を示す。なお、第２実施形態におけるＸ軸センサ１２およびＹ軸センサ１４の各々は極性を有する磁気センサである。したがって、入力信号Ｖinは正負両側の値を取り得る。値の正負に関わらず、入力信号Ｖinの絶対値が大きい場合に、検知された磁気が大きいと言える。
判定信号ＤＥＴ1がローレベルである状態において、入力信号Ｖinが次第に小さくなり、第１閾値−Ｖref1aを下回ると判定信号ＤＥＴ1がハイレベルに変化する。一方、判定信号ＤＥＴ1がハイレベルである状態において、入力信号Ｖinが次第に大きくなり、第２閾値−Ｖref1bを上回ると判定信号ＤＥＴ1がローレベルに変化する。他方、判定信号ＤＥＴ1がハイレベルである状態において、入力信号Ｖinが次第に小さくなり、第３閾値＋Ｖref1aを下回ると判定信号ＤＥＴ1がローレベルに変化する。一方、判定信号ＤＥＴ1がローレベルである状態において、入力信号Ｖinが次第に大きくなり、第４閾値＋Ｖref1bを上回ると判定信号ＤＥＴ1がハイレベルに変化する。すなわち、入力信号Ｖinの変化に応じて、ヒシテリシス特性が付与された判定信号ＤＥＴ1が出力される。
【００３２】
図６に、閾値群Ｇref1に属する各閾値と入力信号Ｖinとに基づく比較信号ＣＯＭＰ、前回の判定信号ＤＥＴ1’、および今回の判定信号ＤＥＴ1との関係を示す。
図６において、例えば、第１閾値−Ｖref1aと入力信号Ｖinとに基づく比較信号ＣＯＭＰがハイレベル（−Ｖref1a≦Ｖin）であり、第２閾値−Ｖref1bと入力信号Ｖinとに基づく比較信号ＣＯＭＰがローレベル（Ｖin＜−Ｖref1b）である場合、入力信号Ｖinは第２範囲Ｗ２にある。この場合には、過去の入力信号Ｖinの状態に応じて、今回の判定信号ＤＥＴ1がローレベルとなることもあればハイレベルとなることもある。すなわち、前回の判定信号ＤＥＴ1’がローレベルであれば今回の判定信号ＤＥＴ1はローレベルであり、前回の判定信号ＤＥＴ1’がハイレベルであれば今回の判定信号ＤＥＴ1はハイレベルである。判定部４３は、図６に示す真理値表に従った論理演算を実行して、今回の判定信号ＤＥＴ1を生成する。
【００３３】
図７に、ヒシテリシス特性を実現する具体的な動作フローを示す。
まず、判定部４３は、入力信号Ｖinが第１閾値−Ｖref1a以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、低温動作モードＬＴにおけるＸ軸センサ１２の第１閾値の出力を指示する制御信号ＣＴＬをシーケンサ４２が閾値選択部２０に供給する。この制御信号ＣＴＬに対応する閾値データＤ１０１を閾値選択部２０がメモリ２１から読み出し、ＤＡＣ２２により第１閾値−Ｖref1aに変換してコンパレータ３０に供給する。コンパレータ３０が入力信号Ｖinと第１閾値−Ｖref1aとを比較して比較信号ＣＯＭＰを出力する。
【００３４】
ステップＳ１における比較信号ＣＯＭＰがローレベルであれば、判定部４３は、入力信号Ｖinが第１閾値−Ｖref1a未満であると判定し（ステップＳ１：ＮＯ）、今回の判定信号ＤＥＴ1をハイレベルとする（ステップＳ２）。
なお、入力信号Ｖinが第１閾値−Ｖref1a未満である場合（すなわち、入力信号Ｖinの絶対値が第１閾値−Ｖref1aの絶対値よりも大きい場合）、入力信号Ｖinは図５に示す第１範囲Ｗ１に属する。
【００３５】
他方、ステップＳ１における比較信号ＣＯＭＰがハイレベルであれば、判定部４３は、入力信号Ｖinが第１閾値−Ｖref1a以上であると判定し（ステップＳ１：ＹＥＳ）、続いて入力信号Ｖinが第２閾値−Ｖref1b未満であるか否かを判定する（ステップＳ４）。具体的には、ステップＳ１と同様、低温動作モードＬＴにおけるＸ軸センサ１２の第２閾値の出力を指示する制御信号ＣＴＬがシーケンサ４２により閾値選択部２０に供給され、第２閾値−Ｖref1bがコンパレータ３０に供給される。コンパレータ３０が入力信号Ｖinと第２閾値−Ｖref1bとを比較して比較信号ＣＯＭＰを出力する。
【００３６】
ステップＳ４における比較信号ＣＯＭＰがローレベルであれば、判定部４３は、入力信号Ｖinが第２閾値−Ｖref1b未満であると判定し（ステップＳ４：ＮＯ）、処理をステップＳ５に進める。この場合、入力信号Ｖinは図５に示す第２範囲Ｗ２（第１閾値−Ｖref1a以上第２閾値−Ｖref1b未満の範囲）に属する。ステップＳ５において、判定部４３は、内部記憶領域から前回の判定信号ＤＥＴ1’を読み出してその論理値を今回の判定信号ＤＥＴ1の論理値とする。すなわち、前回の判定信号ＤＥＴ1’がハイレベルであれば今回の判定信号ＤＥＴ1はハイレベルとなり、前回の判定信号ＤＥＴ1’がローレベルであれば今回の判定信号ＤＥＴ1はローレベルとなる。
【００３７】
他方、ステップＳ４における比較信号ＣＯＭＰがハイレベルであれば、判定部４３は、入力信号Ｖinが第２閾値−Ｖref1b以上であると判定し（ステップＳ４：ＹＥＳ）、続いて入力信号Ｖinが第３閾値＋Ｖref1a未満であるか否かを判定する（ステップＳ６）。具体的には、ステップＳ１と同様、低温動作モードＬＴにおけるＸ軸センサ１２の第３閾値の出力を指示する制御信号ＣＴＬがシーケンサ４２により閾値選択部２０に供給され、第３閾値＋Ｖref1aがコンパレータ３０に供給される。コンパレータ３０が入力信号Ｖinと第３閾値＋Ｖref1aとを比較して比較信号ＣＯＭＰを出力する。
【００３８】
ステップＳ６における比較信号ＣＯＭＰがローレベルであれば、判定部４３は、入力信号Ｖinが第３閾値＋Ｖref1a未満であると判定し（ステップＳ６：ＮＯ）、今回の判定信号ＤＥＴ1をローレベルとする（ステップＳ７）。
なお、入力信号Ｖinが第２閾値−Ｖref1b以上第３閾値＋Ｖref1a未満である場合（すなわち、入力信号Ｖinの絶対値が第２閾値−Ｖref1bおよび第３閾値＋Ｖref1aの絶対値を下回る場合）、入力信号Ｖinは図５に示す第３範囲Ｗ３に属する。
【００３９】
他方、ステップＳ６における比較信号ＣＯＭＰがハイレベルであれば、判定部４３は、入力信号Ｖinが第３閾値＋Ｖref1a以上であると判定し（ステップＳ６：ＹＥＳ）、続いて入力信号Ｖinが第４閾値＋Ｖref1b未満であるか否かを判定する（ステップＳ８）。具体的には、ステップＳ１と同様、低温動作モードＬＴにおけるＸ軸センサ１２の第４閾値の出力を指示する制御信号ＣＴＬがシーケンサ４２により閾値選択部２０に供給され、第４閾値＋Ｖref1bがコンパレータ３０に供給される。コンパレータ３０が入力信号Ｖinと第４閾値＋Ｖref1bとを比較して比較信号ＣＯＭＰを出力する。
【００４０】
ステップＳ８における比較信号ＣＯＭＰがローレベルであれば、判定部４３は、入力信号Ｖinが第４閾値＋Ｖref1b未満であると判定し（ステップＳ８：ＮＯ）、処理をステップＳ５に進める。この場合、入力信号Ｖinは図５に示す第４範囲Ｗ４（第３閾値＋Ｖref1a以上第４閾値＋Ｖref1b未満の範囲）に属する。ステップＳ５において、判定部４３は、内部記憶領域から前回の判定信号ＤＥＴ1’を読み出してその論理値を今回の判定信号ＤＥＴ1の論理値とする。
【００４１】
他方、ステップＳ８における比較信号ＣＯＭＰがハイレベルであれば、判定部４３は、入力信号Ｖinが第４閾値＋Ｖref1b以上であると判定し（ステップＳ８：ＹＥＳ）、今回の判定信号ＤＥＴ1をハイレベルとする（ステップＳ２）。
なお、入力信号Ｖinが第４閾値＋Ｖref1b以上である場合（すなわち、入力信号Ｖinの絶対値が第４閾値＋Ｖref1bの絶対値を上回る場合）、入力信号Ｖinは図５に示す第５範囲Ｗ１に属する。
【００４２】
ステップＳ２、ステップＳ５またはステップＳ７の処理が終了すると、判定部４３は今回の判定信号ＤＥＴ1を内部記憶領域に記憶し（ステップＳ３）、処理を終了する。なお、ステップＳ５が終了した場合は、前回の判定信号ＤＥＴ1’と今回の判定信号ＤＥＴ1とが一致するので、ステップＳ３の内部記憶領域への書込みを省略してもよい。
【００４３】
図７のフローチャートに基づいた判定動作のシーケンスによれば、入力信号Ｖinの大きさが、第１閾値〜第４閾値で区分された第１範囲Ｗ１〜第５範囲Ｗ５のいずれに属するかが判定される。第１範囲Ｗ１〜第５範囲Ｗ５のうち、判定信号ＤＥＴ1が常にローレベルとなる範囲を第１論理値範囲、判定信号ＤＥＴ1が常にハイレベルとなる範囲を第２論理値範囲、判定信号ＤＥＴ1がローレベルおよびハイレベルのいずれをも取り得る範囲を共通範囲とすると、図５に示す第３範囲Ｗ３が第１論理値範囲、第１範囲Ｗ１および第５範囲Ｗ５が第２論理値範囲、第２範囲Ｗ２および第４範囲Ｗ４が共通範囲となる。
【００４４】
すなわち、判定部４３は、第１閾値−Ｖref1aないし第４閾値＋Ｖref1bに対応する比較信号ＣＯＭＰに基づいて、入力信号Ｖinが第１論理値範囲、第２論理値範囲、および共通範囲のいずれに属するかを高々４回の判定動作のシーケンスで判定する（ステップＳ１、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８）。
入力信号Ｖinが第１論理値範囲（第３範囲Ｗ３）に属する場合は、今回の判定信号ＤＥＴ1をローレベルにする（ステップＳ７）。入力信号Ｖinが第２論理値範囲（第１範囲Ｗ１または第５範囲Ｗ５）に属する場合は、今回の判定信号ＤＥＴ1をハイレベルにする（ステップＳ２）。入力信号Ｖinが共通範囲（第２範囲Ｗ２または第４範囲Ｗ４）に属する場合は、今回の判定信号ＤＥＴ1を前回の判定信号ＤＥＴ1’と一致させる（ステップＳ５）。以上の動作により、図５において説明したように、ヒシテリシス特性が付与された判定信号ＤＥＴ1が生成される。
【００４５】
例えば、入力信号Ｖinが第１範囲論理値範囲にある場合には、ステップＳ６およびステップＳ７により、ローレベルの判定信号ＤＥＴ1が出力され内部記憶領域に記憶される。入力信号Ｖinが次第に小さくなり第１閾値−Ｖref1a以上第２閾値−Ｖref1b未満になると（入力信号Ｖinが共通範囲に属すると）、前回の判定信号ＤＥＴ1’はローレベルなので、ステップＳ４およびステップＳ５により、再度ローレベルの判定信号ＤＥＴ1が出力され内部記憶領域に記憶される。さらに入力信号Ｖinが小さくなり第１閾値−Ｖref1a未満になると（入力信号Ｖinが第２論理値範囲に属すると）、ステップＳ１およびステップＳ２により、ハイレベルの判定信号ＤＥＴ1が出力され内部記憶領域に記憶される。
【００４６】
以上、低温動作モードＬＴにおいて、Ｘ軸センサ１２が選択されている場合を例として説明したが、他の動作モードおよびセンサが選択されている場合も同様に判定動作のシーケンスが実行される。すなわち、常温動作モードＲＴにおいてＸ軸センサ１２が選択されている場合には、判定信号ＤＥＴ1について、閾値群Ｇref2に属する４つの閾値を用いて上述の動作が実行される。低温動作モードＬＴにおいてＹ軸センサ１４が選択されている場合には、判定信号ＤＥＴ2について、閾値群Ｇref3に属する４つの閾値を用いて上述の動作が実行される。常温動作モードＲＴにおいてＹ軸センサ１４が選択されている場合には、判定信号ＤＥＴ2について、閾値群Ｇref4に属する４つの閾値を用いて上述の動作が実行される。したがって、センサの種別と動作モードとの組合せごとに、ヒシテリシス特性が付与された判定信号ＤＥＴが出力される。
【００４７】
上述した判定動作シーケンスは、センサが選択されてからその選択が終了するまでの期間（以下、選択期間と称する。例えば、図３の時刻ｔ0から時刻ｔ1までの期間Ｔ0がこれに該当する）において少なくとも１回実行される。すなわち、各選択期間において少なくとも１回、判定部４３が判定信号ＤＥＴを出力する。したがって、判定動作シーケンスが１つの選択期間内にて終了するため、入力信号Ｖinがいずれの範囲に属するかを迅速に判定できる。
【００４８】
以上に説明した第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果が奏される。さらに、複数のセンサの各々に対応して複数の閾値からなる閾値群Ｇrefが設けられ、シーケンサ４２が閾値群Ｇrefの複数の閾値を順次に切り替えてコンパレータ３０に供給するように閾値選択部２０を制御する。複数の閾値が切り替えられるごとに、判定部４３がコンパレータ３０からの比較信号ＣＯＭＰを取得し、取得した比較信号ＣＯＭＰと前回の判定信号ＤＥＴ’とに基づいて今回の判定信号ＤＥＴを生成することにより、判定信号ＤＥＴにヒシテリシス特性が付与される。したがって、各センサからの出力の変動によるチャタリングを防止することが可能である。また、ヒシテリシス特性が単一のコンパレータを用いた構成によって実現されるので、ヒシテリシス特性を付与するための複数のコンパレータやシュミットトリガ回路を設ける場合と比較して、構成を簡易にすることが可能である。
【００４９】
＜Ｃ．変形例＞
以上の各形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
【００５０】
以上の各形態では、センサ部１０にＸ軸センサ１２とＹ軸センサ１４とが設けたが、例えば、直線運動を検出するセンサと、回転運動を検出するセンサとを設けてもよい。また、センサ部１０が１つのセンサ（例えば、加速度センサ）のみを備えてもよく、また、３つ以上のセンサ（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に対応する３つのセンサ）を設けてもよい。
【００５１】
以上の各形態では、比較装置１００の周辺環境として温度を検知する温度センサ６０を環境センサとして設けたが、他の周辺環境、例えば湿度を検知する湿度センサを設けてもよい。また、温度センサではなく、ユーザの操作に供される操作部を設けて、ユーザの指示によって動作モードを切り替えてもよい。すなわち、動作モード切替部５０が、操作部からの出力に応じて制御部４０の動作モードを切り替えてもよい。さらに、温度センサ６０と操作部との両方を用いて制御部４０の動作モードを切り替えてもよい。
【００５２】
動作モードは、低温動作モードＬＴ、常温動作モードＲＴの２種に限られない。例えば高温動作ＨＴモードをさらに含む３種のモードのいずれかで比較装置１００が動作してもよい。この場合には、センサの温度特性に応じたより適切な閾値を選択することができる。
【００５３】
複数のセンサの全てが常に同時に動作しなくてもよい。例えば、動作モード切替部５０が、複数のセンサを動作させるモードと、単一のセンサのみを動作させるモードを選択してもよい。必要な検知精度や検知内容に応じて選択されるセンサ数を動的に変化させることで、適切な検知が可能となる。この場合、動作モードとセンサとの組合せに応じた閾値（または閾値群）に対応する閾値データＤｒがメモリ２１に記憶される。
【００５４】
動作モード切替部５０は設けられなくてもよい。すなわち、シーケンサ４２がセンサを時分割で選択し、センサに対応する閾値Ｖrefを時分割で供給するが、動作モードに応じた閾値Ｖrefの切替えは実行しない構成も採用し得る。この場合には、より簡易な構成で複数のセンサからの出力を単一のコンパレータ３０で比較することが可能である。
【００５５】
以上の各形態では、判定部４３は比較信号ＣＯＭＰに基づいて判定信号ＤＥＴを生成して出力したが、比較信号ＣＯＭＰをそのまま判定信号ＤＥＴとして出力する構成も採用可能である。この場合には、判定動作が不要なので判定部４３の構成を簡易にでき、消費電力も削減される。
【符号の説明】
【００５６】
１００…比較装置、１０…センサ部、１２…Ｘ軸センサ、１４…Ｙ軸センサ、１６…信号選択部、２０…閾値選択部、２１…メモリ、２２…ＤＡＣ、３０…コンパレータ、４０…制御部、４１…発振器、４２…シーケンサ、４３…判定部、５０…動作モード切替部、６０…温度センサ、ＣＯＭＰ…比較信号、ＣＴＬ…制御信号、ＤＥＴ（ＤＥＴ1、ＤＥＴ2）…判定信号、Ｄｒ…閾値データ、Ｇref…閾値群、ＬＴ…低温動作モード、ＭＯＤＥ…動作モード信号、ＲＴ…常温動作モード、ＳＥＬ…選択信号、ＴＭＰ…温度信号、Ｖin…入力信号、Ｖref…閾値。
【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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