(57)【要約】【課題】センサからの出力の全般的な変化に応じて閾値を適応的に調整する。【解決手段】比較装置１００が、信号Ｖinを出力する磁気センサ１０と、３つの閾値Ｖref1、Ｖref2、Ｖrefrのうちいずれか一つを選択し選択閾値Ｖrefとして出力する閾値選択部２０と、信号Ｖinと選択閾値Ｖrefとを比較して、２値化された比較結果ＣＯＭＰを出力する比較部３０と、所定期間内に、信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であることを示す比較結果ＣＯＭＰを比較部３０が所定回数以上出力した場合には、３つの閾値Ｖref1、Ｖref2、Ｖrefrを連動して増加させ、所定期間内に、信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であることを示す比較結果ＣＯＭＰを比較部３０が所定回数以上出力しなかった場合には、３つの閾値Ｖref1、Ｖref2、Ｖrefrを連動して減少させる制御部４０とを備える。【選択図】図１
2012141182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知した磁気の強度に応じて信号を出力する磁気センサと、
第１判別用閾値と、前記第１判別用閾値を下回る第２判別用閾値と、前記第１判別用閾値と前記第２判別用閾値とを上回る調整用閾値とのうちいずれか一つを選択し選択閾値として出力する閾値選択部と、
前記信号と前記選択閾値とを比較して、２値化された比較結果を出力する比較部と、
所定期間内に、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果を前記比較部が所定回数以上出力した場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して増加させ、前記所定期間内に、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果を前記比較部が所定回数以上出力しなかった場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して減少させる制御部と
を備えることを特徴とする比較装置。
【請求項２】
検知した磁気の強度に応じて信号を出力する磁気センサと、
第１判別用閾値と、前記第１判別用閾値を下回る第２判別用閾値と、前記第１判別用閾値と前記第２判別用閾値とを上回る調整用閾値とのうちいずれか一つを選択し選択閾値として出力する閾値選択部と、
前記信号と前記選択閾値とを比較して、２値化された比較結果を出力する比較部と、
前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果を前記比較部が出力した場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して増加させ、前記信号が前記調整用閾値未満であることを示す前記比較結果を前記比較部が出力した場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して減少させる制御部と
を備えることを特徴とする比較装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記比較結果が、前記信号が前記第１判別用閾値以上であることを示す場合には、第１論理値を示す判定結果を出力し、
前記比較結果が、前記信号が前記第２判別用閾値未満であることを示す場合には、第２論理値を示す判定結果を出力し、
前記比較結果が、前記信号が前記第１判別用閾値未満であって前記第２判別用閾値以上であることを示す場合には、前回の判定結果と同じ判定結果を出力する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の比較装置。
【請求項４】
前記閾値選択部は、前記判別用閾値および前記調整用閾値を記憶するメモリと、前記判別用閾値および前記調整用閾値のうち選択されたものを前記比較部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４のいずれかに記載の比較装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の比較装置を備える携帯装置。
【請求項６】
検知した磁気の強度に応じて信号を出力するステップと、
第１判別用閾値と、前記第１判別用閾値を下回る第２判別用閾値と、前記第１判別用閾値と前記第２判別用閾値とを上回る調整用閾値とのうちいずれか一つを選択し選択閾値として出力するステップと、
前記信号と前記選択閾値とを比較して、２値化された比較結果を出力するステップと、
所定期間内に、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果が所定回数以上出力された場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して増加させるステップと、
前記所定期間内に、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果が所定回数以上出力されなかった場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して減少させるステップと
を備えることを特徴とする比較方法。
【請求項７】
検知した磁気の強度に応じて信号を出力するステップと、
第１判別用閾値と、前記第１判別用閾値を下回る第２判別用閾値と、前記第１判別用閾値と前記第２判別用閾値とを上回る調整用閾値とのうちいずれか一つを選択し選択閾値として出力するステップと、
前記信号と前記選択閾値とを比較して、２値化された比較結果を出力するステップと、
前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果が出力された場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して増加させるステップと、
前記信号が前記調整用閾値未満であることを示す前記比較結果が出力された場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して減少させるステップと
を備えることを特徴とする比較方法。
【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】
センサからの入力信号と閾値とを比較し２値化された比較信号を出力する比較器を用いて、機器の状態（例えば携帯電話の開閉状態）を検出する比較装置が知られている。このような比較装置では、検出されるべき複数の状態を判別できるように閾値を適切に設定する必要がある。
特許文献１の磁気センサは、窓等がわずかに開いた状態（半締まり状態）である場合に、窓等が閉鎖していると判定してしまうことを防止する観点から、窓等が完全に閉鎖しているときの磁界の強さＨmaxに応じて閾値（閉鎖強度ＴH1）を実験的に設定し、測定された磁界の強さＨ0が閾値（閉鎖強度ＴH1）を超えているときに窓等が閉鎖していると判定する。この磁界の強さＨ0に基づいて、窓等の開閉を判定するための閾値ＴH2および閾値ＴH3が設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３６８３１３号
【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、センサの経時劣化や周辺温度等の変化によってセンサからの出力が全般的に変化すると、当初に設定された閾値が機器状態を判別するのに不適当となる場合がある。例えば、磁気センサからの出力の強弱によって携帯電話の開閉を判別する比較装置において、磁気センサの経時劣化により出力が全般的に低下した場合に、当初の閾値をそのまま用いて判別すると、閉鎖状態でも磁気センサからの出力が閾値を超えないために開閉状態を正しく検知できないという可能性がある。また、磁気センサは周辺温度の変化に伴って抵抗値が変化するために、周辺温度が変化した場合に当初の閾値をそのまま用いて判別すると、開閉動作を正しく検知できなくなる可能性がある。
特許文献１の磁気センサは、窓等の開閉を判定するための閾値ＴH2および閾値ＴH3については閉鎖時の磁界の強さＨ0に基づいて動的に設定されるものの、窓等の閉鎖を判定するための閾値ＴH1は予め実験的に設定されており、センサ出力の全般的な変化に応じて各閾値を適応的に調整するものではない。
【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、センサの経時劣化や周辺温度等の変化により生じるセンサからの出力の全般的な変化に応じて閾値を適応的に調整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、本発明に係る比較装置は、検知した磁気の強度に応じて信号を出力する磁気センサと、第１判別用閾値と、前記第１判別用閾値を下回る第２判別用閾値と、前記第１判別用閾値と前記第２判別用閾値とを上回る調整用閾値とのうちいずれか一つを選択し選択閾値として出力する閾値選択部と、前記信号と前記選択閾値とを比較して、２値化された比較結果を出力する比較部と、所定期間内に、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果を前記比較部が所定回数以上出力した場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して増加させ、前記所定期間内に、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果を前記比較部が所定回数以上出力しなかった場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して減少させる制御部とを備える。
【０００７】
以上の構成によれば、センサから出力される信号と、第１判別用閾値および第２判別用閾値を上回る調整用閾値とを比較して、その比較結果に応じて各閾値（調整用閾値、第１判別用閾値、および第２判別用閾値）を連動して変化させるので、センサの出力の全般的な変化に応じて各閾値を変化させることができる。したがって、センサからの出力が変化しても閾値が一定に維持される構成と比較して、判別精度を向上させることが可能である。
また、所定期間内に、センサからの信号が調整用閾値以上であることを示す比較結果が所定回数以上出力されたか否かによって各閾値を変化させるか否かを判断する（すなわち、回数フィルタを掛けて判断する）ので、１回の比較結果によって各閾値を変化させる構成と比較して、センサからの出力の統計的な揺らぎや偶発的な上昇による誤判断を防止して、各閾値の変化を安定化することができる。したがって、判別精度をより向上させることが可能である。
ここで、「連動」とは、調整用閾値の変化に応じて第１判別用閾値と第２判別用閾値とを一定の関係で変化させることを意味する。例えば、変化後の第１判別用閾値と第２判別用閾値とが、変化前の調整用閾値と変化後の調整用閾値との差分を第１判別用閾値および第２判別用閾値の各々から減じることによって定められたり、調整用閾値を基準とする比を変化の前後で一定に保つことによって定められたり、調整用閾値を変数とするその他の関数で定められたりしてもよい。
【０００８】
本発明に係る別の比較装置は、検知した磁気の強度に応じて信号を出力する磁気センサと、第１判別用閾値と、前記第１判別用閾値を下回る第２判別用閾値と、前記第１判別用閾値と前記第２判別用閾値とを上回る調整用閾値とのうちいずれか一つを選択し選択閾値として出力する閾値選択部と、前記信号と前記選択閾値とを比較して、２値化された比較結果を出力する比較部と、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果を前記比較部が出力した場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して増加させ、前記信号が前記調整用閾値未満であることを示す前記比較結果を前記比較部が出力した場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して減少させる制御部とを備える。
以上の構成によれば、センサから出力される信号と、第１判別用閾値および第２判別用閾値を上回る調整用閾値とを比較して、その比較結果に応じて各閾値（調整用閾値、第１判別用閾値、および第２判別用閾値）調整用閾値と判別用閾値とを連動して変化させるので、センサの出力の全般的な変化に応じて調整用閾値と判別用閾値と各閾値を変化させることができる。したがって、センサからの出力が変化しても閾値が一定に維持される構成と比較して、判別精度を向上させることが可能である。
【０００９】
本発明の好適な態様においては、前記制御部は、前記比較結果が、前記信号が前記第１判別用閾値以上であることを示す場合には、第１論理値を示す判定結果を出力し、前記比較結果が、前記信号が前記第２判別用閾値未満であることを示す場合には、第２論理値を示す判定結果を出力し、前記比較結果が、前記信号が前記第１判別用閾値未満であって前記第２判別用閾値以上であることを示す場合には、前回の判定結果と同じ判定結果を出力する。
以上の構成によれば、前回の判定結果と今回の比較結果とに基づいて、ヒシテリシス特性が付与された今回の判定結果を得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。
【００１０】
本発明の好適な態様においては、前記閾値選択部は、前記判別用閾値および前記調整用閾値を記憶するメモリと、前記判別用閾値および前記調整用閾値のうち選択されたものを前記比較部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。
【００１１】
以上の本発明の比較装置は、携帯装置に備えられて好適である。この場合には、閾値を適応的に調整することが可能な比較装置を備えた携帯装置が提供される。
【００１２】
本発明に係る比較方法は、検知した磁気の強度に応じて信号を出力するステップと、第１判別用閾値と、前記第１判別用閾値を下回る第２判別用閾値と、前記第１判別用閾値と前記第２判別用閾値とを上回る調整用閾値とのうちいずれか一つを選択し選択閾値として出力するステップと、前記信号と前記選択閾値とを比較して、２値化された比較結果を出力するステップと、所定期間内に、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果が所定回数以上出力された場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して増加させるステップと、前記所定期間内に、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果が所定回数以上出力されなかった場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して減少させるステップとを備える。
【００１３】
本発明に係る別の比較方法は、検知した磁気の強度に応じて信号を出力するステップと、第１判別用閾値と、前記第１判別用閾値を下回る第２判別用閾値と、前記第１判別用閾値と前記第２判別用閾値とを上回る調整用閾値とのうちいずれか一つを選択し選択閾値として出力するステップと、前記信号と前記選択閾値とを比較して、２値化された比較結果を出力するステップと、前記信号が前記調整用閾値以上であることを示す前記比較結果が出力された場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して増加させるステップと、前記信号が前記調整用閾値未満であることを示す前記比較結果が出力された場合には、前記調整用閾値、前記第１判別用閾値、および前記第２判別用閾値を連動して減少させるステップとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】比較装置を搭載した開閉式機器の構成例を示す図である。
【図３】磁気センサ−磁石間の距離と、磁気センサ表面における磁束密度との関係を示すグラフである。
【図４】磁気センサが検知する磁束密度の検知頻度を示すグラフである。
【図５】比較装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】磁気センサの出力が上昇した場合の閾値の調整の様子を示すグラフである。
【図７】磁気センサの出力が低下した場合の閾値の調整の様子を示すグラフである。
【図８】ヒシテリシス特性を示すグラフである。
【図９】判定部が判定信号を出力するための真理値表である。
【図１０】開閉判定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】
【００１５】
＜Ａ．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ＤＥＴを出力する比較装置である。比較装置１００は、磁気センサ１０、閾値選択部２０、コンパレータ３０、および制御部４０を備える。
【００１６】
磁気センサ１０は、磁気の強度（磁束密度）を検知し、検知結果に応じて入力信号Ｖinを生成してコンパレータ３０へ供給する磁気センサ（例えばＧＭＲ素子）である。磁気センサ１０は、磁束密度を検知するが磁場の向きは検出しない磁気センサであってもよく、磁束密度と磁場の向きとを検出する磁気センサであってもよい。
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。
【００１７】
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、閾値Ｖrefを選択するための制御信号ＣＴＬおよびメモリ２１の閾値データＤを書き換えるための書換信号ＷＲＴ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。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判定信号ＤＥＴを出力する。
【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には複数の閾値データＤが記憶されている。シーケンサ４２から書換信号ＷＲＴが供給されると、閾値選択部２０は書換信号ＷＲＴに従ってメモリ２１の閾値データＤを書き換える。閾値データＤには、調整用閾値Ｖrefrに対応する閾値データＤrと、第１判別用閾値Ｖref1に対応する閾値データＤ1と、第２判別用閾値Ｖref2に対応する閾値データＤ2とが含まれる。閾値データＤr、Ｄ1、およびＤ2をアナログ信号に変換することによって、調整用閾値Ｖrefr、第１判別用閾値Ｖref1、および第２判別用閾値Ｖref2が得られる。
【００１９】
調整用閾値Ｖrefrは、磁気センサ１０からの出力の全般的な変化を検出するための閾値である。第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2は、開閉式機器２００の開閉を判別するための閾値であり、ヒシテリシス特性をもって入力信号Ｖinを判別するのに用いられる。調整用閾値Ｖrefrは第１判別用閾値Ｖref1を上回り、第１判別用閾値Ｖref1は第２判別用閾値Ｖref2を上回る。すなわち、Ｖref2＜Ｖref1＜Ｖrefrという関係が成立する。
【００２０】
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Ｄ（Ｄr、Ｄ1、Ｄ2）の一つを選択し、ＤＡＣ２２を介して調整用閾値Ｖrefr、第１判別用閾値Ｖref1、および第２判別用閾値Ｖref2のうちいずれか一つをコンパレータ３０に出力する。
【００２１】
制御部４０が備える判定部４３は、入力信号Ｖinが第１判別用閾値Ｖref1以上である場合には、ハイレベルの判定信号ＤＥＴを出力する。入力信号Ｖinが第２判別用閾値Ｖref2未満である場合には、ローレベルの判定信号ＤＥＴを出力する。入力信号Ｖinが第１判別用閾値Ｖref1未満であって第２判別用閾値Ｖref2以上である場合には、前回の判定信号ＤＥＴと同じ判定信号ＤＥＴを出力する。すなわち、判定部４３から出力される判定信号ＤＥＴにはヒシテリシス特性が付与されている。
【００２２】
図２に、比較装置１００を搭載した開閉式機器２００の構成例を示す。開閉式機器２００は、ユーザーが開閉することが可能であるようにヒンジ２０３で接合された本体部２０１と蓋部２０２とを備える。本体部２０１の先端には比較装置１００が備える磁気センサ１０が配置され、蓋部２０２の先端には磁石１２が配置される。開状態（図２の（Ａ）の状態）のときに磁気センサ１０と磁石１２とが最も離間し、閉状態（図２の（Ｂ）の状態）のときに磁気センサ１０と磁石１２とが最も近接する。以下、磁気センサ１０と磁石１２の磁極面との距離を距離ｄと称し、特に、開状態における磁気センサ１０と磁石１２の磁極面との距離を距離ｄmaxと、閉状態における磁気センサ１０と磁石１２の磁極面との距離を距離ｄminと称する。
【００２３】
図３は、磁気センサ１０と磁石１２の磁極面との距離ｄと、磁気センサ１０の表面における磁石１２の磁束密度Ｂとの関係を示すグラフである。距離ｄが小さいほど磁束密度Ｂが大きく、距離ｄが大きいほど磁束密度Ｂが小さい。また、距離ｄの増加に伴う磁束密度Ｂの減少の程度は、距離ｄが小さいほど大きい。すなわち、距離ｄが大きい場合（例えば距離ｄmaxの付近）よりも、距離ｄが小さい場合（例えば距離ｄminの付近）の方が、距離ｄの増加に伴う磁束密度Ｂの減少の程度が大きい。また、距離ｄx以降では、磁束密度Ｂが自然界に存在する背景磁場を下回り、磁石１２の磁束密度Ｂと背景磁場との判別が困難になる。
以上の距離ｄと磁束密度Ｂとの関係に基づくと、開閉式機器２００の開閉を判別するための第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2は、距離ｄminにおける磁束密度Ｂに対応する入力信号Ｖinの近くに設定されると好ましい。この場合には、背景磁場が磁束密度Ｂに与える影響が少なく、かつ、距離ｄのわずかな変動によって磁束密度Ｂが大きく変動し、入力信号Ｖinも第１判別用閾値Ｖref1付近および第２判別用閾値Ｖref2付近で大きく変動するから、誤判別の可能性が低減されて判別精度を高めることができる。
【００２４】
図４は、磁気センサ１０が検知する磁束密度Ｂの検知頻度を示すグラフである。開閉式機器２００は、閉状態にある期間（閉期間）と開状態にある期間（開期間）とが動作期間全体における長い期間を占めるので、閉期間および開期間と比して開閉動作中の期間は短い。例えば、開閉式機器２００が携帯電話である場合、通話等の機能を使用しない閉期間と、通話等を行っている開期間とが長い期間を占めるので、これらの期間と比して開閉動作中の期間は短い。したがって、長期間（例えば数日間）にわたって、磁気センサ１０が検知する磁束密度Ｂを示す入力信号Ｖinの頻度分布を取得すると、図４のように、開閉動作中における磁束密度Ｂの範囲Ｗ2においては入力信号Ｖinの分布が小となり、開状態における磁束密度Ｂの範囲Ｗ1と閉状態における磁束密度Ｂの範囲Ｗ3とにおいては入力信号Ｖinの分布が大となる。なお、開閉式機器２００（携帯電話）を使用していない閉期間は開期間と比較しても顕著に長いため、閉状態における磁束密度Ｂの範囲Ｗ3において頻度分布の顕著なピークｐが観察される。ピークｐにおける入力信号Ｖinの電位をピーク電位Ｖpとする。
以上の頻度分布に基づくと、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2は、範囲Ｗ2内に設定されると好ましい。この場合には、検知頻度が低い磁束密度Ｂに対応する電位（範囲Ｗ2内の電位）に第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2が設定されるので、閉状態および開状態において第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2と入力信号Ｖinとの差異が大きくなるから、誤判別の可能性が低減されて判別精度を高めることができる。
【００２５】
したがって、距離ｄと磁束密度Ｂとの関係（図３）および磁束密度Ｂの検知頻度（図４）を併せて考慮すると、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2は、範囲Ｗ2内において、距離ｄmin（閉状態）における磁束密度Ｂに対応する入力信号Ｖinの近くに設定されると好ましいことが理解される。
【００２６】
一方で、磁気センサ１０からの出力は、磁気センサ１０の表面における磁束密度Ｂが一定であっても変化し得る。例えば、磁気センサ１０が経時劣化したり、磁気センサ１０の周辺温度が上昇したりすると、同じ磁束密度Ｂを検知した場合でも出力が全般的に低下する場合がある。また、磁気センサ１０の周辺温度が低下すると、同じ磁束密度Ｂを検知した場合でも出力が全般的に上昇する場合がある。
そして、磁気センサ１０からの出力（入力信号Ｖin）が全般的に変化すると、図４の検知頻度分布（入力信号Ｖinの頻度分布）が変化して範囲Ｗ1ないし範囲Ｗ3も変化する。したがって、第１判別用閾値Ｖref1と第２判別用閾値Ｖref2とを適切な値に維持するには、磁気センサ１０からの出力の全般的な変化に応じてこれらの閾値を調整すると好ましいことが理解される。
【００２７】
そこで、調整用閾値Ｖrefrを用いて磁気センサ１０からの出力の全般的な変化を検知し、検知結果に基づいて第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2を調整することを考える。以下、磁気センサ１０の出力頻度分布が最も高い範囲Ｗ3内の入力信号Ｖinに基づいて磁気センサ１０からの出力の全般的な変化を検知する場合を説明する。
【００２８】
図４を参照して、各閾値の特徴を改めて説明する。調整用閾値Ｖrefrは、磁気センサ１０からの出力の全般的な変化を検知するために、距離ｄmin（閉状態）における磁束密度Ｂに対応する入力信号Ｖin（ピーク電位Ｖp）の高位側近傍に設定されている。すなわち、調整用閾値Ｖrefrは、磁気センサ１０からの出力の全般的な変化が無い場合には、常に（閉状態であっても）入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefrを下回る値に設定されている。また、調整用閾値Ｖrefrと第１判別用閾値Ｖref1との差Ｉnt1、および第１判別用閾値Ｖref1と第２判別用閾値Ｖref2との差Ｉnt2は、予め、実験によりあるいは統計的に最適な値に定めておくことができる。調整用閾値Ｖrefrが定まれば、調整用閾値Ｖrefrから差Ｉnt1および差Ｉnt2を減じることで第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2がそれぞれ一意に定まる。
【００２９】
前述の通り、開閉式機器２００の動作期間全体においては、閉状態にある期間が長い期間を占めるため、入力信号Ｖinは範囲Ｗ3内の電位（閉状態の電位）を取る場合が多い。そのため、入力信号Ｖinと調整用閾値Ｖrefrとを比較した結果のうち、その多くは、現在の磁気センサ１０における範囲Ｗ3内の電位（閉状態の電位）と調整用閾値Ｖrefrとを比較した結果を示している。したがって、入力信号Ｖinと調整用閾値Ｖrefrとの比較結果を統計的に処理することにより、すなわち、数多く出力されると予測される比較結果（閉状態における比較結果）に基づいて判定することにより、現在の磁気センサ１０から出力された範囲Ｗ3内の入力信号Ｖinに基づいて、磁気センサ１０の全般的な出力変化を検知することが可能となる。
【００３０】
図５は、磁気センサ１０の全般的な出力変化を検知して調整用閾値Ｖrefr、第１判別用閾値Ｖref1、および第２判別用閾値Ｖref2を調整する動作のフローチャートである。
まず、制御部４０は、Ｎ回の開閉判別動作を行う（Ｓ101〜Ｓ103）。具体的には、ステップＳ101で、シーケンサ４２が、開閉判別動作の回数ｎに１を加える。ステップＳ102で、判定部４３が、入力信号Ｖinが第１判別用閾値Ｖref1以上である場合には、ハイレベルの判定信号ＤＥＴを出力する。入力信号Ｖinが第２判別用閾値Ｖref2未満である場合には、ローレベルの判定信号ＤＥＴを出力する。入力信号Ｖinが第１判別用閾値Ｖref1未満であって第２判別用閾値Ｖref2以上である場合には、前回の判定信号ＤＥＴと同じ判定信号ＤＥＴを出力する。ステップＳ103で、開閉判別動作の回数を判定する。開閉判別動作の行われた回数がＮ回未満であれば、開閉判別動作を繰り返す（Ｓ103：ＮＯ）。
なお、シーケンサ４２が各回の開閉判別動作を所定時間毎に行うように構成してもよい。例えば、開閉式機器２００が携帯電話である場合、その開閉動作は速くても１Hz程度であるから、１秒間に１００回程度の開閉判別動作を行えば開閉状態を判別し得る。したがって、シーケンサ４２が開閉判別動作を０．０１秒に１回行うように構成してもよい。
【００３１】
Ｎ回の開閉判別動作が終了すると（Ｓ103：ＹＥＳ）、制御部４０は、入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であるか否かを判定する動作（以下、調整判定動作と称する）を１回行う。具体的には、シーケンサ４２が、開閉判別動作の回数ｎを０に初期化すると共に、調整判定動作の回数ｍに１を加える（Ｓ104）。シーケンサ４２は、閾値選択部２０に調整用閾値Ｖrefrの供給を指示する制御信号ＣＴＬを供給する。コンパレータ３０は、入力信号Ｖinと調整用閾値Ｖrefrとを比較する（Ｓ105）。入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であった場合には（Ｓ105：ＹＥＳ）、回数ｑに１を加算し（Ｓ106）、入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr未満であった場合には（Ｓ105：ＮＯ）、回数ｑは変化させない。調整判定動作の行われた回数がＭ回未満であれば（Ｓ107：ＮＯ）、開閉判別動作（Ｓ101〜Ｓ103）および調整判定動作（Ｓ104〜Ｓ107）を繰り返す。１回の調整判定動作ごとにＮ回の開閉判別動作が行われるから、Ｍ回の調整判定動作においては（Ｎ×Ｍ）回の開閉判別動作が行われることになる。
前述の通り、図４に示すような頻度分布に対応する検知結果が蓄積されるには長期間を要する。例えば、開閉式機器２００が携帯電話である場合、その開閉動作は１日に数回〜数十回程度しか行われないことが多い（全く行われない可能性もある）し、磁気センサ１０からの出力には統計的な誤差が含まれるから、秒単位や分単位の検知結果の蓄積では図４のような頻度分布は形成されない場合が多い。したがって、Ｍ回の調整判定動作が、長期の所定期間（例えば１０日間）にわたって行われるように構成すると好ましい。
【００３２】
Ｍ回の調整判定動作が終了すると（Ｓ107：ＹＥＳ）、制御部４０は、閾値調整動作（Ｓ108〜Ｓ111）を行う。具体的には、Ｍ回の調整判定動作において入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であった回数ｑが所定回数Ｑ以上であるか否かが判定される（Ｓ108）。
入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であった回数ｑが所定回数Ｑ以上であれば（Ｓ108：ＹＥＳ）、現在の磁気センサ１０からの出力が以前より全般的に上昇している可能性があると判断されるので、調整用閾値Ｖrefrに電位ΔＶを加えた値を新たな調整用閾値Ｖrefrとする（Ｓ109、図６）。すなわち、センサ出力の上昇に適応して、調整用閾値Ｖrefrが増加する。
他方、入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であった回数ｑが所定回数Ｑ未満であれば（Ｓ108：ＮＯ）、現在の磁気センサ１０からの出力が以前より全般的に低下している可能性があると判断されるので、調整用閾値Ｖrefrから電位ΔＶを減じた値を新たな調整用閾値Ｖrefrとする（Ｓ110、図７）。すなわち、センサ出力の低下に適応して、調整用閾値Ｖrefrが減少する。
【００３３】
ステップＳ109またはＳ110で新たに設定された調整用閾値Ｖrefrに基づいて、制御部４０が、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2を新たに設定する（Ｓ111）。新たな調整用閾値Ｖrefrから所定の差Ｉnt1を減じた値（Ｖrefr−Ｉnt1）が新たな第１判別用閾値Ｖref1となる。新たな調整用閾値Ｖrefrから所定の差Ｉnt1およびＩnt2を減じた値（Ｖrefr−（Ｉnt1＋Ｉnt2））が新たな第２判別用閾値Ｖref2となる。前述の通り、所定の差Ｉnt1および差Ｉnt2は予め定められた最適値であって変化しないから、つまるところ、以前の第１判別用閾値Ｖref1と新たな第１判別用閾値Ｖref1との差は電位ΔＶであり（図６）、以前の第２判別用閾値Ｖref2と新たな第２判別用閾値Ｖref2との差も電位ΔＶである（図７）。
したがって、調整用閾値Ｖrefrが電位ΔＶだけ増加すると、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2も連動して電位ΔＶだけ増加し、調整用閾値Ｖrefrが電位ΔＶだけ減少すると、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2も連動して電位ΔＶだけ減少する。
【００３４】
なお、上述のステップＳ109〜Ｓ111においては、説明の簡単のために各閾値（調整用閾値Ｖrefr、第１判別用閾値Ｖref1、および第２判別用閾値Ｖref2）自体を変化させるように記載したが、これらは、調整前の各閾値に対応する閾値データＤ（Ｄr、Ｄ1、Ｄ2）を調整後の新たな各閾値に対応する閾値データＤに書き換える書換信号ＷＲＴを、シーケンサ４２が閾値選択部２０のメモリ２１に供給し、閾値選択部２０がメモリ２１内の閾値データＤを書き換えることによって実現される。
【００３５】
閾値調整動作（Ｓ108〜Ｓ111）が終了すると、調整判定動作の回数ｍが０に初期化され（Ｓ112）、ステップＳ101に戻って上述のフローチャートの動作が繰り返される。
【００３６】
以上の構成によれば、磁気センサ１０の出力の全般的な変化に適応した開閉式機器２００の開閉判別が可能となる。すなわち、例えば、図６に示すように、周辺温度が低下して磁気センサ１０からの出力が全般的に上昇した場合には、調整用閾値Ｖrefr、第１判別用閾値Ｖref1、および第２判別用閾値Ｖref2を連動して増加させるので、磁気センサ１０の出力の全般的な上昇に適応した開閉式機器２００の開閉判別が可能となる。また、例えば、図７に示すように、磁気センサ１０が経時劣化して磁気センサ１０からの出力が全般的に低下した場合には、調整用閾値Ｖrefr、第１判別用閾値Ｖref1、および第２判別用閾値Ｖref2を連動して減少させるので、磁気センサ１０の出力の全般的な低下に適応した開閉式機器２００の開閉判別が可能となる。したがって、磁気センサ１０からの全般的な出力が変化しても各閾値が一定に維持される構成と比較して、精度よく開閉状態を判別することができる。
【００３７】
＜Ｂ．実施例＞
上述した実施形態における開閉判別動作（図５のステップＳ102）の具体的な実施例を以下に説明する。以下に説明する構成により、単一のコンパレータ３０によって判定信号ＤＥＴにヒシテリシス特性を付与することが可能となる。
【００３８】
図８に、入力信号Ｖinが変化した場合の判定信号ＤＥＴの変化の様子を示す。なお、本実施例においては磁場の向き（極性）は考慮せず、磁気の絶対的な強度のみを考慮する。なお、磁気センサ１０が磁場の向きをも検知する場合には、磁気センサ１０とコンパレータ３０との間に、磁気の絶対的な強度を示す信号を入力信号Ｖinとして出力する回路を設けることによりこの実施例の構成を適用できる。
判定信号ＤＥＴ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１判別用閾値Ｖref1を上回ると判定信号ＤＥＴがハイレベルに変化する。一方、判定信号ＤＥＴ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２判別用閾値Ｖref2を下回ると判定信号ＤＥＴがローレベルに変化する。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ＤＥＴが判定部４３から出力される。
【００３９】
図９に、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2と入力信号Ｖinとに基づく比較信号ＣＯＭＰ、前回の判定信号ＤＥＴ’、ならびに今回の判定信号ＤＥＴとの関係を示す。第１判別用閾値Ｖref1と入力信号Ｖinとに基づく比較信号ＣＯＭＰがローレベル（Ｖin＜Ｖref1）であり、第２判別用閾値Ｖref2と入力信号Ｖinとに基づく比較信号ＣＯＭＰがハイレベル（Ｖref2≦Ｖin）である場合、入力信号Ｖinは第２領域Ａ2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ＤＥＴ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ＤＥＴ’がローレベルであれば今回の判定信号ＤＥＴはローレベルであり、前回の判定信号ＤＥＴ’がハイレベルであれば今回の判定信号ＤＥＴはハイレベルである。判定部４３は、図９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ＤＥＴを生成する。
【００４０】
図１０に、ヒシテリシス特性を実現する開閉判別動作のフローを示す。
まず、判定部４３は、入力信号Ｖinが第２判別用閾値Ｖref2以上であるか否かを判定する（Ｓ1）。具体的には、第２判別用閾値Ｖref2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Ｄ2を閾値選択部２０がメモリ２１から読み出し、ＤＡＣ２２により第２判別用閾値Ｖref2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２判別用閾値Ｖref2とを比較して比較信号ＣＯＭＰを出力する。
【００４１】
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２判別用閾値Ｖref2未満であると判定し（Ｓ1：ＮＯ）、今回の判定信号ＤＥＴをローレベルとする（Ｓ2）。この場合、入力信号Ｖinは図８に示す第１領域Ａ1（第２判別用閾値Ｖref2未満の範囲）に属する。
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２判別用閾値Ｖref2以上であると判定し（Ｓ1：ＹＥＳ）、続いて入力信号Ｖinが第１判別用閾値Ｖref1以上であるか否かを判定する（Ｓ4）。具体的には、ステップＳ1と同様、第１判別用閾値Ｖref1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１判別用閾値Ｖref1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１判別用閾値Ｖref1とを比較して比較信号ＣＯＭＰを出力する。
【００４２】
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１判別用閾値Ｖref1未満であると判定し（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８に示す第２領域Ａ2（第２判別用閾値Ｖref2以上第１判別用閾値Ｖref1未満の範囲）に属する。ステップＳ5において、判定部４３は、内部記憶領域に記憶されている前回の判定信号ＤＥＴ’を読み出してその論理値を今回の判定信号ＤＥＴの論理値とする。すなわち、前回の判定信号ＤＥＴ’がハイレベルであれば今回の判定信号ＤＥＴはハイレベルとなり、前回の判定信号ＤＥＴ’がローレベルであれば今回の判定信号ＤＥＴはローレベルとなる。
他方、ステップＳ5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判別用閾値Ｖref1以上であると判定し（Ｓ4：ＹＥＳ）、今回の判定信号ＤＥＴをハイレベルとする（Ｓ6）。この場合、入力信号Ｖinは図８に示す第３領域Ａ3（第１判別用閾値Ｖref1以上の範囲）に属する。
【００４３】
ステップＳ2、ステップＳ5またはステップＳ6の処理が終了すると、判定部４３は今回の判定信号ＤＥＴを内部記憶領域に記憶し（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ＤＥＴ’と今回の判定信号ＤＥＴ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。
【００４４】
図１０のフローチャートに基づいた開閉判別動作のシーケンスによれば、判定部４３は、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2に対応する比較信号ＣＯＭＰに基づいて、入力信号Ｖinが第１領域Ａ1、第２領域Ａ2、および第３領域Ａ3のいずれに属するかを高々２回の判定動作のシーケンスで判定する（ステップＳ1、Ｓ4）。
入力信号Ｖinが第１領域Ａ1に属する場合は、今回の判定信号ＤＥＴをローレベルにする（Ｓ2）。入力信号Ｖinが第２領域Ａ2に属する場合は、今回の判定信号ＤＥＴを前回の判定信号ＤＥＴ’と一致させる（Ｓ5）。入力信号Ｖinが第３領域Ａ3に属する場合は、今回の判定信号ＤＥＴをハイレベルにする（Ｓ6）。以上の動作により、図８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ＤＥＴが生成される。
【００４５】
例えば、入力信号Ｖinが第１領域Ａ1にある場合には、ステップＳ1およびステップＳ2により、ローレベルの判定信号ＤＥＴが出力され内部記憶領域に記憶される。入力信号Ｖinが次第に大きくなり第２領域Ａ2に属すると、前回の判定信号ＤＥＴ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ＤＥＴ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が大きくなり第３領域Ａ3に属すると、ステップＳ6によりハイレベルの判定信号ＤＥＴが出力され内部記憶領域に記憶される。
【００４６】
以上の実施例に係る構成によれば、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2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、磁気センサ１０からの出力が短時間で変動すること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。
また、以上の実施例に係る構成の比較装置１００（すなわち、磁気スイッチシステム）を搭載した、ユーザーにより開閉可能な開閉式装置２００（すなわち、携帯装置）は、所定期間の開閉動作に伴う判定動作によって、調整用閾値Ｖrefr、第１判別用閾値Ｖref1、及び第２判別用閾値Ｖref2を変化させることができる。したがって、磁気スイッチを構成する磁気センサ又はその他の構成が搭載された後であっても、使用状況に応じて適応的に閾値を変更することができる。
【００４７】
＜Ｃ．変形例＞
以上の実施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。
【００４８】
以上の実施形態では、所定期間（Ｍ回の調整判定動作）において、入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であった回数ｑが所定回数Ｑ以上であるか否かによって調整用閾値Ｖrefr、第１判別用閾値Ｖref1、および第２判別用閾値Ｖref2を変化させたが、１回の入力信号Ｖinと調整用閾値Ｖrefrとの比較の結果に基づいてこれらの閾値を変化させてもよい。この場合には、より簡易な構成で各閾値を変化させるか否かを判定できる。
【００４９】
３つ以上の判別用閾値が設けられてもよい。すなわち、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2の他に、第３判別用閾値Ｖref3、第４判別用閾値Ｖref4等が設けられてもよい。この場合には、２つより多い状態を取り得る装置（例えば、閉状態、回転して開いた状態、スライドして開いた状態の３つの状態を取り得る携帯電話）の状態を判別することが可能になる。この場合にも、３つ以上の判別用閾値が調整用閾値と連動して変化する。
【００５０】
他方、判別用閾値は１つであってもよい。すなわち、閾値として調整用閾値Ｖrefrと第１判別用閾値Ｖref1のみを設けてもよい。この場合には、より簡易な構成で開閉式機器２００の開閉状態を判別できる。また、この場合、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。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。
【００５１】
調整用閾値Ｖrefrの変化幅である電位ΔＶを、Ｍ回の調整判定動作の結果等に応じて変化させてもよい。例えば、入力信号Ｖinが調整用閾値Ｖrefr以上であった回数ｑと所定回数Ｑとの差が大きい程、電位ΔＶを大きくしてもよい。この場合には、磁気センサ１０からの出力変化により適応した各閾値の調整を実現することが可能となる。
【００５２】
以上の実施形態では、新たな調整用閾値Ｖrefrから差Ｉnt1および差Ｉnt2を減じて新たな第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2を算出したが、例えば、新たな第１判別用閾値Ｖref1に比Ｒ1および比Ｒ2を乗じて新たな第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2を算出してもよく、また、新たな調整用閾値Ｖrefrを変数とする他の関数により第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2を算出してもよい。つまり、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2が調整用閾値Ｖrefrと連動して変化すればよく、その手法は限定されない。
【００５３】
以上の実施形態では、第１判別用閾値Ｖref1および第２判別用閾値Ｖref2よりも高位側に調整用閾値Ｖrefrを設けたが、低位側に調整用閾値Ｖrefrが設けられてもよい。すなわち、各閾値がＶrefr＜Ｖref2＜Ｖref1という関係にあってもよい。この場合には、低位側に入力信号Ｖinが存在する頻度が高い装置（例えば、図４の頻度分布が左右反転した頻度分布を取るような装置）において、より適切にセンサの出力変化を検知して各閾値を調整することが可能である。
【００５４】
＜Ｄ．応用例＞
以上の比較装置１００が採用される開閉式機器２００としては、上述した携帯電話の他に、携帯電話以外の携帯装置（携帯用ＰＣ等）、冷蔵庫、サッシ窓、ドア等が例示される。もっとも、本発明の比較装置の用途は機器の開閉判別に限定されない。例えば、回転検出センサを搭載した機器の回転判別に本比較装置が採用され得る。すなわち、本発明の比較装置は、経時劣化や周辺環境の変化等により出力が変化するセンサを備えた任意の機器に採用され得る。      
【符号の説明】
【００５５】
１００…比較装置、２００…開閉式機器、１０…磁気センサ、１２…磁石、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、Ｂ…磁束密度、ＣＯＭＰ…比較信号、ＣＴＬ…制御信号、Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄr）…閾値データ、ＤＥＴ…判定信号、Ｖin…入力信号、Ｖref…閾値、Ｖref1…第１判別用閾値、Ｖref2…第２判別用閾値、Ｖrefr…調整用閾値、ＷＲＴ…書換信号。  
【図１】
2012141182.tif 000003
【図２】
2012141182.tif 000004
【図３】
2012141182.tif 000005
【図４】
2012141182.tif 000006
【図５】
2012141182.tif 000007
【図６】
2012141182.tif 000008
【図７】
2012141182.tif 000009
【図８】
2012141182.tif 000010
【図９】
2012141182.tif 000011
【図１０】
2012141182.tif 000012