(57)【要約】【課題】被駆動体の位置を高精度に検出する。【解決手段】位置検出装置は、変調した駆動信号を生成する変調部と、変調部によって生成された駆動信号と被駆動体の位置とに応じた検出信号を出力する検出素子を有し、変調された出力信号を検出信号に基づいて出力する検出部と、検出部から出力された出力信号を周波数逓倍した逓倍信号を生成する信号逓倍部と、信号逓倍部によって生成された逓倍信号に基づいて、被駆動体の位置を検出する位置検出部と、を備える。【選択図】図２
2013040810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調した駆動信号を生成する変調部と、
前記変調部によって生成された前記駆動信号と被駆動体の位置とに応じた検出信号を出力する検出素子を有し、変調された出力信号を前記検出信号に基づいて出力する検出部と、
前記検出部から出力された前記出力信号を周波数逓倍した逓倍信号を生成する信号逓倍部と、
前記信号逓倍部によって生成された前記逓倍信号に基づいて、前記被駆動体の位置を検出する位置検出部と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記変調部は、
前記検出部が出力する前記変調された出力信号の振幅に応じて、前記駆動信号の振幅を制御する駆動制御部
を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３】
前記検出部は、
互いに位相の異なる２つの前記出力信号を出力し、
前記信号逓倍部は、
前記互いに位相の異なる２つの前記出力信号を合成し、合成した合成信号を周波数逓倍した前記逓倍信号を生成する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記検出素子は、
前記駆動信号が供給される駆動端子と、前記検出信号を出力する出力端子とを有し、
前記検出部は、
前記駆動端子と前記出力端子とを切り替える切り替え部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記変調部は、
前記駆動信号を反転増幅した反転駆動信号を生成する反転信号生成部
を備え、
前記検出素子は、
前記駆動信号が供給される第１駆動端子と、前記反転駆動信号が供給される第２駆動端子と、前記駆動信号と前記被駆動体の位置とに応じた信号を出力する第１出力端子及び第２出力端子とを有し、
前記検出部は、
前記第１出力端子の出力信号と、前記第２出力端子の出力信号とを差動増幅して、前記検出信号を出力する差動増幅部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記被駆動体は、回転子であり、
前記検出部は、
複数の前記検出素子であって、前記複数の検出素子のうちの前記回転子の回転中心軸を中心として互いに対向している２つの前記検出素子を有する少なくとも２つの検出素子グループに分けられる前記複数の検出素子と、
前記検出素子グループごとに前記互いに対向している２つの前記検出素子から出力される前記検出信号を合成して、前記互いに位相の異なる２つの前記出力信号を生成する合成部と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記駆動信号には、前記少なくとも２つ検出素子グループうちの第１の検出素子グループに供給される第１駆動信号と、前記第１の検出素子グループとは異なる第２の検出素子グループに供給される第２駆動信号とが含まれ、
前記変調部は、
前記第１の検出素子グループの前記検出信号によって合成された前記出力信号の振幅と、前記第２の検出素子グループの前記検出信号によって合成された前記出力信号の振幅とが一致するように、前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号の駆動電圧を補正する駆動補正部
を備えることを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号の駆動電圧を補正する補正値を記憶している記憶部を備え、
前記駆動補正部は、
前記記憶部に記憶されている補正値に基づいて、前記第１駆動信号又は前記第２駆動信号の駆動電圧を補正する
ことを特徴とする請求項７に記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記駆動信号の変調成分を周波数逓倍した参照信号を生成する参照信号生成部を備え、
前記位置検出部は、
前記参照信号生成部によって生成された前記参照信号と、前記逓倍信号とに基づいて同期検波を行って前記被駆動体の位置を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
変調した駆動信号を生成する変調部と、
前記変調部によって生成された前記駆動信号と被駆動体の位置とに応じた検出信号を出力する検出素子を有し、変調された出力信号を前記検出信号に基づいて出力する検出部と、
前記検出部から出力された前記出力信号に基づいて、前記被駆動体の位置を検出する位置検出部と、
を備え、
前記変調部は、
前記検出部が出力する前記変調された出力信号の振幅に応じて、前記駆動信号の振幅を制御する駆動制御部を備える
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の位置検出装置と、
前記被駆動体を駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置、及び駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、変調信号を用いて被駆動体の位置（例えば、回転子の回転角度位置）を検出する変調方式の位置検出装置が広く使用されている（例えば、特許文献１を参照）。このような位置検出装置は、例えば、変調信号により変調された駆動信号としての交流電圧を、ホール素子などの検出素子に印加することにより出力される変調された出力信号に基づいて、回転子の回転角度位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１２５００５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、上述のような位置検出装置の周波数特性（又は周波数応答、もしくはダイナミック特性）は、変調信号の周波数に依存する。そのため、例えば、上述のような位置検出装置は、高い周波数帯域で使用された場合に、回転子の回転速度に対して回転角度位置の検出に遅延による影響が生じるため、被駆動体の回転角度位置を高精度に検出することが困難になる場合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、被駆動体の位置を高精度に検出することができる位置検出装置、及び駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、変調した駆動信号を生成する変調部と、前記変調部によって生成された前記駆動信号と被駆動体の位置とに応じた検出信号を出力する検出素子を有し、変調された出力信号を前記検出信号に基づいて出力する検出部と、前記検出部から出力された前記出力信号を周波数逓倍した逓倍信号を生成する信号逓倍部と、前記信号逓倍部によって生成された前記逓倍信号に基づいて、前記被駆動体の位置を検出する位置検出部と、を備えることを特徴とする位置検出装置である。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、変調した駆動信号を生成する変調部と、前記変調部によって生成された前記駆動信号と被駆動体の位置とに応じた検出信号を出力する検出素子を有し、変調された出力信号を前記検出信号に基づいて出力する検出部と、前記検出部から出力された前記出力信号に基づいて、前記被駆動体の位置を検出する位置検出部と、を備え、前記変調部は、前記検出部が出力する前記変調された出力信号の振幅に応じて、前記駆動信号の振幅を制御する駆動制御部を備えることを特徴とする位置検出装置である。
【０００８】
また、本発明の一実施形態は、上記に記載の位置検出装置と、前記被駆動体を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする駆動装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被駆動体の位置を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態による位置検出装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態における位置検出装置を示す概略ブロック図である。
【図３】第１の実施形態における位置検出装置の性能比較の一例を示す図である。
【図４】第２の実施形態における位置検出装置を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態におけるホール素子の出力信号強度の一例を示す図である。
【図６】第３の実施形態における位置検出装置を示す概略ブロック図である。
【図７】第４の実施形態における位置検出装置を示す概略ブロック図である。
【図８】本実施形態における駆動装置の概略図である。
【図９】本実施形態における減速機を備える駆動装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態による位置検出装置について図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１の実施形態］
本実施形態では、位置検出装置の一例として、回転角度位置を検出する回転角度検出装置１００について説明する。なお、回転角度検出装置には、エンコーダやレゾルバなどの装置が含まれる。
【００１３】
図１は、本実施形態による回転角度検出装置１００の構成の一例を示す概略構成図である。
この図１において、回転角度検出装置１００は、磁石７０を有する回転子８０と、この回転子８０の近傍に配置された複数の磁気検出素子１（ＭＳ１），２（ＭＳ２），３（ＭＳ３），４（ＭＳ４）と、その磁気検出素子１，２，３，４やその他の制御部品を搭載した基板組９とを備えている。ここで、回転子８０の近傍とは、例えば、この回転子８０の周囲、又は、回転子８０の円周上のことを含むものである。
【００１４】
磁石７０は、例えば、永久磁石である。磁気検出素子１〜４（検出素子）は、例えば、それぞれホール素子である。以降、磁気検出素子１〜４を、ホール素子１〜４と称して説明する。
【００１５】
この図１において、回転子８０（被駆動体）が紙面に対して垂直となる回転軸を中心として回転すると、回転子８０の回転に伴い磁石７０が回転し、ホール素子１，２，３，４で検出される磁石７０からの磁界が変化する。回転角度検出装置１００は、この磁界の変化を、ホール素子１，２，３，４の４個のホール素子によりそれぞれ検出し、この検出した磁界の変化量（変位）から回転子８０の回転角度位置を検出する。
ここで、「回転角度位置」とは、回転角度θ、回転位置を示す位置情報、又は回転角度などを示す角度情報のことである。本実施形態では、一例として、回転角度位置を回転角度θとして説明する。
【００１６】
なお、図１を用いて説明した４個のホール素子１〜４は、例えば、それぞれが同様の検出感度を有しており、それぞれが同様の出力レベルを有している。また、４個のホール素子１〜４は、例えば、それぞれ基板組９の平面上であって、回転子８０の回転軸と法線ベクトルの方向を同一とする平面上に配置されており、回転子８０の回転軸から等距離となる円周上に配置されている。また、各ホール素子１〜４は、等間隔（この場合は、回転子８０の回転軸を中心として９０度の等角度）で配置されている。
【００１７】
また、組とされるホール素子１及びホール素子３（第１の検出素子グループＧ１）と、ホール素子２及びホール素子４（第２の検出素子グループＧ２）とは、回転子８０の回転軸を中心として、互いに対向して配置されており、回転子８０の回転軸を中心として１８０度の角度になるように配置されている。
【００１８】
図２は、第１の実施形態における回転角度検出装置１００を示す概略ブロック図である。
図２において、回転角度検出装置１００は、検出部１０、信号逓倍部２０、変調部３０、位置検出部５０、正弦波発生部５３、余弦波発生部５４、位相シフタ６１、減算器６２、及び入出力切り替え信号生成部６３を備えている。
【００１９】
変調部３０は、変調した駆動信号を生成し、生成した駆動信号を検出部１０のホール素子１〜４に供給する。また、変調部３０は、変調信号発生部３１、ゲイン制御部３２、及びＤ／Ａ（デジタル／アナログ）部３３を備えている。
【００２０】
変調信号発生部３１は、例えば、シンセサイザなどの信号発生器であり、ホール素子１〜４に供給する駆動信号を時間的に変調する変調信号を生成する。例えば、変調信号発生部３１は、ホール素子１〜４に供給される電圧値（又は電流値）を、一定にするのではなく時間的に変調する。変調信号発生部３１は、生成した変調信号（ｓｉｎωｔ）をゲイン制御部３２に供給する。また、変調信号発生部３１は、変調信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ）を生成し、生成した変調信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ）を乗算器（２５、２６）に供給する。この変調信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ）は、検出部１０から出力された出力信号を周波数逓倍した逓倍信号を生成するために用いられる。ここで、定数ωは角周波数を示し、変数ｔは時間を示す。
【００２１】
なお、本実施形態における変調信号発生部３１は、参照信号生成部４０に対応する。変調信号発生部３１（参照信号生成部４０）は、ホール素子１〜４に供給する駆動信号の変調成分を周波数逓倍した参照信号を生成する。本実施形態における変調信号発生部３１は、ホール素子１〜４に供給する駆動信号の変調成分を所定の整数倍（ｎ倍）逓倍した参照信号を生成することができる。本実施形態では、この参照信号は、変調信号（ｓｉｎωｔ）を４逓倍した信号（ｓｉｎ４ωｔ）になる。変調信号発生部３１（参照信号生成部４０）は、生成した参照信号（ｓｉｎ４ωｔ）を位置検出部５０の同期検波回路部５１に供給する。
【００２２】
ゲイン制御部３２（駆動制御部）は、変調信号発生部３１から供給された変調信号（ｓｉｎωｔ）と、後述する減算器６２が出力する信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））とに基づいて、ホール素子１〜４に供給する駆動信号（ｓｉｎωｔ）の振幅を制御する。又は、ゲイン制御部３２は、信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））の振幅に応じて、駆動信号（ｓｉｎωｔ）の振幅を制御する。ここで、変数θは、回転角度位置である。
検出部１０のホール素子１〜４及び差動増幅部１１〜１７は、温度変動や外部からの力による機械的変形などにより振幅が変動することがある。そこで、ゲイン制御部３２は、例えば、ＡＣ（エーシー）ディテクションにより信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））の振幅情報を評価し、温度変動や外部からの力による機械的変形などによる振幅の変動を打ち消すように、駆動信号（ｓｉｎωｔ）の振幅を制御する。ここでＡＣディテクションは、例えば、全波整流してピーク値を求めることにより振幅情報を取得してもよいし、ピークホールド回路を使用して振幅情報を取得してもよい。
【００２３】
なお、上記の信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））は、検出部１０が出力する変調された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ、ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）から生成される信号である。よって、ゲイン制御部３２は、検出部１０が出力する変調された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）の振幅に応じて、駆動信号（ｓｉｎωｔ）の振幅を制御する。
ゲイン制御部３２は、振幅を制御（調整）した駆動信号（ｓｉｎωｔ）をＤ／Ａ部３３に供給する。
【００２４】
Ｄ／Ａ部３３は、例えば、デジタル／アナログ変換器であり、ゲイン制御部３２から供給されたデジタル信号の駆動信号（ｓｉｎωｔ）をアナログ信号の駆動信号（ｓｉｎωｔ）に変換し、変換した駆動信号（ｓｉｎωｔ）を検出部１０のアナログＳＷ５〜８に供給する。
【００２５】
検出部１０は、変調部３０によって生成された駆動信号（ｓｉｎωｔ）と回転子８０の回転角度位置とに応じた検出信号を出力するホール素子１〜４を有し、変調された出力信号を検出信号に基づいて出力する。検出部１０は、ホール素子１〜４によって出力された検出信号に基づいて、２つの出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ、ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を出力する。すなわち、検出部１０は、互いに位相の異なる２つの出力信号を出力する。
また、検出部１０は、ホール素子１〜４と、アナログＳＷ（アナログスイッチ）５〜８、差動増幅部１１〜１４、及び合成部１７を備えている。
【００２６】
ホール素子１〜４（検出素子）は、上述した図１に示すように、複数のホール素子１〜４であって、少なくとも２つの検出素子グループ（Ｇ１、Ｇ２）に分けられる。この２つの検出素子グループ（Ｇ１、Ｇ２）は、複数のホール素子１〜４のうちの回転子８０の回転中心軸を中心として互いに対向している２つのホール素子（１及び３、又は２及び４）を有する。
【００２７】
また、ホール素子１〜４（検出素子）は、変調部３０によって生成された駆動信号が供給される駆動端子（例えば入力端子（ｉｎ＋）及び（ｉｎ−））と、検出信号を出力する出力端子（例えば出力端子（ｏｕｔ＋）及び（ｏｕｔ−））とをそれぞれ有している。すなわち、ホール素子１〜４には、４つの端子があり、それぞれ、入力端子（ｉｎ＋）及び（ｉｎ−）、出力端子（ｏｕｔ＋）及び（ｏｕｔ−）がある。なお、ホール素子１〜４は、後述するように、入力端子（ｉｎ＋）及び（ｉｎ−）と、出力端子（ｏｕｔ＋）及び（ｏｕｔ−）とを逆にして使用することが可能である。
ホール素子１の各端子は、アナログＳＷ５に接続され、ホール素子２の各端子は、アナログＳＷ６に接続されている。また、ホール素子３の各端子は、アナログＳＷ７に接続され、ホール素子２の各端子は、アナログＳＷ８に接続されている。ホール素子１〜４は、変調部３０によって生成された駆動信号（ｓｉｎωｔ）と回転子８０の回転角度位置とに応じた検出信号を出力する。
【００２８】
アナログＳＷ５〜８（切り替え部）は、入出力切り替え信号生成部６３から供給される切り替え信号に基づいて、ホール素子１〜４の駆動端子と出力端子とを切り替える。すなわち、アナログＳＷ５〜８は、切り替え信号に基づいて、次の２つの接続状態を切り替える。
アナログＳＷ５〜８は、第１の接続状態として、ホール素子１〜４の入力端子（ｉｎ＋）に変調部３０から供給された駆動信号を供給し、入力端子（ｉｎ−）にＧＮＤ（グランド）又は仮想ＧＮＤを接続する。また、アナログＳＷ５〜８は、第１の接続状態として、出力端子（ｏｕｔ＋）及び（ｏｕｔ−）を差動増幅部１１〜１４の入力端子に接続する。
また、アナログＳＷ５〜８は、第２の接続状態として、ホール素子１〜４の出力端子（ｏｕｔ−）に変調部３０から供給された駆動信号を供給し、出力端子（ｏｕｔ＋）にＧＮＤ又は仮想ＧＮＤに接続する。また、アナログＳＷ５〜８は、第１の接続状態として、入力端子（ｉｎ＋）及び（ｉｎ−）を差動増幅部１１〜１４の入力端子に接続する。
【００２９】
アナログＳＷ５は、ホール素子１と、変調部３０及び差動増幅部１１との間に接続され、ホール素子１の駆動端子と出力端子とを切り替えて、変調部３０が生成した駆動信号を供給する。また、アナログＳＷ５は、ホール素子１の駆動端子と出力端子とを切り替えて、ホール素子１の出力信号を差動増幅部１１に出力する。また、アナログＳＷ６は、ホール素子２と、変調部３０及び差動増幅部１２との間に接続され、ホール素子２の駆動端子と出力端子とを切り替えて、変調部３０が生成した駆動信号を供給する。また、アナログＳＷ６は、ホール素子２の駆動端子と出力端子とを切り替えて、ホール素子２の出力信号を差動増幅部１２に出力する。
【００３０】
また、アナログＳＷ７は、ホール素子３と、変調部３０及び差動増幅部１３との間に接続され、ホール素子３の駆動端子と出力端子とを切り替えて、変調部３０が生成した駆動信号を供給する。また、アナログＳＷ７は、ホール素子３の駆動端子と出力端子とを切り替えて、ホール素子３の出力信号を差動増幅部１３に出力する。また、アナログＳＷ８は、ホール素子４と、変調部３０及び差動増幅部１４との間に接続され、ホール素子４の駆動端子と出力端子とを切り替えて、変調部３０が生成した駆動信号を供給する。また、アナログＳＷ８は、ホール素子４の駆動端子と出力端子とを切り替えて、ホール素子４の出力信号を差動増幅部１４に出力する。
【００３１】
差動増幅部１１〜１４は、例えば、差動増幅回路であり、アナログＳＷ５〜８を介してホール素子１〜４のそれぞれから出力された２つの出力信号を差動増幅して、検出信号を出力する。すなわち、差動増幅部１１は、ホール素子１から出力された２つの出力信号を差動増幅して、検出信号を出力し、差動増幅部１２は、ホール素子２から出力された２つの出力信号を差動増幅して、検出信号を出力する。また、差動増幅部１３は、ホール素子３から出力された２つの出力信号を差動増幅して、検出信号を出力し、差動増幅部１４は、ホール素子４から出力された２つの出力信号を差動増幅して、検出信号を出力する。
【００３２】
合成部１７は、上述した検出素子グループ（Ｇ１、Ｇ２）ごとに互いに対向している２つのホール素子（１及び３、又は２及び４）から出力される検出信号を合成する。合成部１７は、合成した互いに位相の異なる２つの出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ、ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を生成する。すなわち、合成部１７は、差動増幅部１１から出力された検出信号と、差動増幅部１３から出力された検出信号とを合成して出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）を生成し、生成した出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）を信号逓倍部２０に供給する。また、合成部１７は、差動増幅部１２から出力された検出信号と、差動増幅部１４から出力された検出信号とを合成して出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を生成し、生成した出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を信号逓倍部２０に供給する。
合成部１７は、差動増幅部（１５、１６）を備えている。
【００３３】
差動増幅部１５は、例えば、差動増幅回路であり、差動増幅部１１及び差動増幅部１３から出力された２つの検出信号を合成して出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）を信号逓倍部２０に供給する。
差動増幅部１６は、例えば、差動増幅回路であり、差動増幅部１２及び差動増幅部１４から出力された２つの検出信号を合成して出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を信号逓倍部２０に供給する。
【００３４】
信号逓倍部２０は、検出部１０から出力された出力信号を周波数逓倍した逓倍信号を生成する。例えば、信号逓倍部２０は、検出部１０から出力された互いに位相の異なる２つの出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ、ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を合成し、合成した合成信号を周波数逓倍した逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））を生成する。信号逓倍部２０は、生成した逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））を位置検出部５０に供給する。また、信号逓倍部２０は、変調信号発生部３１から供給される変調信号に応じて検出部１０から出力された出力信号を周波数逓倍した逓倍信号を生成することができる。
また、信号逓倍部２０は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）部（２１、２２）、乗算器２３〜２６、及び減算器２７を備えている。
【００３５】
Ａ／Ｄ部（２１、２２）は、例えば、アナログデジタル変換器であり、検出部１０から出力された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ、ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）をアナログ信号からデジタル信号に変換する。すなわち、Ａ／Ｄ部２１は、差動増幅部１５から出力された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換した信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）を乗算器２３及び減算器６２に供給する。また、Ａ／Ｄ部２２は、差動増幅部１６から出力された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換した信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を乗算器２４及び位相シフタ６１に供給する。
【００３６】
乗算器２５は、後述する正弦波発生部５３から供給される信号（ｓｉｎφ）と、変調信号発生部３１から供給される変調信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ）とを乗算し、乗算した信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ・ｓｉｎφ）を乗算器２３に供給する。
乗算器２３は、Ａ／Ｄ部２１から供給される出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）と、乗算器２５から供給される信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ・ｓｉｎφ）とを乗算し、４逓倍された信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｃｏｓθ・ｓｉｎφ）を生成する。乗算器２３は、生成した４逓倍された信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｃｏｓθ・ｓｉｎφ）を減算器２７に供給する。
【００３７】
乗算器２６は、後述する余弦波発生部５４から供給される信号（ｃｏｓφ）と、変調信号発生部３１から供給される変調信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ）とを乗算し、乗算した信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ・ｃｏｓφ）を乗算器２４に供給する。
乗算器２４は、Ａ／Ｄ部２２から供給される出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）と、乗算器２６から供給される信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ・ｃｏｓφ）とを乗算し、４逓倍された信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎθ・ｃｏｓφ）を生成する。乗算器２４は、生成した４逓倍された信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎθ・ｃｏｓφ）を減算器２７に供給する。
【００３８】
減算器２７は、乗算器２４から供給された信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎθ・ｃｏｓφ）を乗算器２３から供給された信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｃｏｓθ・ｓｉｎφ）により減算して、４逓倍した逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））を生成する。減算器２７は、生成した４逓倍した逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））を位置検出部５０に供給する。
【００３９】
位置検出部５０は、信号逓倍部２０によって生成された逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出する。位置検出部５０は、例えば、参照信号生成部４０によって生成された参照信号（ｓｉｎ４ωｔ）と、逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））とに基づいて同期検波を行って回転子８０の回転角度位置を検出する。すなわち、位置検出部５０は、４次の高調波成分（ｓｉｎ４ωｔ）をリファレンスとして入力することで、（ｓｉｎ（θ−φ））情報を取り出す。位置検出部５０は、この値が“０”になるように制御を行うこと（零位法構成）で（θ＝φ）として、回転子８０の回転角度位置情報である回転角度検出装置１００の出力φを外部に出力する。
位置検出部５０は、同期検波回路部５１と、積分回路部５２とを備えている。
【００４０】
同期検波回路部５１は、参照信号（ｓｉｎ４ωｔ）をリファレンスとして、信号逓倍部２０の減算器２７から供給された４逓倍された逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））に同期検波を行って、（ｓｉｎ（θ−φ））情報を取り出す。同期検波回路部５１は、取り出した（ｓｉｎ（θ−φ））情報を積分回路部５２に供給する。
積分回路部５２は、同期検波回路部５１から供給された（ｓｉｎ（θ−φ））情報に含まれる高周波成分を除去し、（ｓｉｎ（θ−φ））情報の値が“０”になるように制御を行うこと（零位法構成）で出力φを得る。積分回路部５２の出力φは、正弦波発生部５３及び乗算器２５と、余弦波発生部５４及び乗算器２６とを介してフィードバックされ、位相同期ループを形成しており、積分回路部５２は、ループフィルタとして機能する。
ここで、位相同期ループは、正弦波発生部５３、乗算器（２５、２３）、余弦波発生部５４、乗算器（２６、２４）、減算器２７、及び位置検出部５０におけるループが対応する。
【００４１】
正弦波発生部５３は、積分回路部５２の出力φを正弦波に変換した信号（ｓｉｎφ）を生成し、乗算器２５に供給する。
余弦波発生部５４は、積分回路部５２の出力φを正弦波に変換した信号（ｃｏｓφ）を生成し、乗算器２６に供給する。
【００４２】
位相シフタ６１は、Ａ／Ｄ部２２から供給された変調された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）の位相を９０度シフトさせた信号（ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）を生成する。位相シフタ６１は、生成した信号（ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）を減算器６２に供給する。
減算器６２は、Ａ／Ｄ部２１から供給された変調された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）を、位相シフタ６１から供給された信号（ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）により減算して、信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））を生成する。減算器６２は、生成した信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））をゲイン制御部３２に供給する。なお。この信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））は、ゲイン制御部３２において、駆動信号（ｓｉｎωｔ）の振幅を制御するために用いられる。
【００４３】
入出力切り替え信号生成部６３は、アナログＳＷ５〜８を上述した第１の接続状態と第２の接続状態とに切り替える切り替え信号を生成する。入出力切り替え信号生成部６３は、例えば、スイッチングに伴うノイズやレベル変化がシステムに影響しないように、変調周波数（ω/２π）の整数倍の周波数によって、切り替え信号を切り替える。
【００４４】
次に、本実施形態における回転角度検出装置１００の動作について説明する。
なお、図２において、以下のように、ノードＡ１、ノードＡ２、ノードＢ１、ノードＢ２、ノードＣ１、ノードＣ２、及びノードＤ１を設定し、回転角度検出装置１００の動作を説明する。ここで、Ａ／Ｄ部２１の出力信号線をノードＡ１とし、Ａ／Ｄ部２２の出力信号線をノードＡ２とする。また、乗算器２５の出力信号線をノードＢ１とし、乗算器２６の出力信号線をノードＢ２とする。また、乗算器２３の出力信号線をノードＣ１とし、乗算器２４の出力信号線をノードＣ２とし、減算器２７の出力信号線をノードＤ１とする。
【００４５】
まず、回転角度検出装置１００における回転子８０の回転角度位置の検出処理について説明する。
回転角度検出装置１００において、変調部３０は、変調信号生成部３１が変調信号（ｓｉｎωｔ）を生成し、ゲイン制御部３２が、変調信号（ｓｉｎωｔ）に基づいて、振幅を制御した駆動信号（ｓｉｎωｔ）をＤ／Ａ部３３に供給する。Ｄ／Ａ部３３は、ゲイン制御部３２から供給されたデジタル信号の駆動信号（ｓｉｎωｔ）をアナログ信号の駆動信号（ｓｉｎωｔ）に変換し、変換した駆動信号（ｓｉｎωｔ）を検出部１０のアナログＳＷ５〜８に供給する。
【００４６】
各アナログＳＷ５〜８は、ホール素子１〜４にそれぞれ変調された駆動信号を供給する。各ホール素子１〜４は、各アナログＳＷ５〜８から供給された駆動信号と、磁石７０により磁界とに基づいて、回転子８０の回転角度位置θに応じた２つの出力信号をそれぞれ出力する。各ホール素子１〜４は、この２つの出力信号を各アナログＳＷ５〜８を介して各差動増幅部１１〜１４にそれぞれ出力する。
【００４７】
差動増幅部（１１、１３）は、ホール素子（１、３）（第１の検出素子グループＧ１）が出力した２つの出力信号に基づいて差動増幅を行い生成した検出信号を合成部１７の差動増幅部１５に供給する。差動増幅部１５は、差動増幅部（１１、１３）から供給された２つの検出信号を合成し、合成した出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）を信号逓倍部２０のＡ／Ｄ部２１に供給する。
また、差動増幅部（１２、１４）は、ホール素子（２、４）（第２の検出素子グループＧ２）が出力した２つの出力信号に基づいて差動増幅を行い生成した検出信号を合成部１７の差動増幅部１６に供給する。差動増幅部１６は、差動増幅部（１２、１４）から供給された２つの検出信号を合成し、合成した出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を信号逓倍部２０のＡ／Ｄ部２２に供給する。
ここで、出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）と出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）とは、回転角度位置θに対して、互いに位相の異なる信号である。
【００４８】
Ａ／Ｄ部（２１、２２）は、検出部１０から出力された出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（符号化）する。ここで、ノードＡ１及びノードＡ２における信号は、式（１）及び式（２）によって示される。
【００４９】
ノードＡ１における信号＝ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ  ・・・（１）
ノードＡ２における信号＝ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ  ・・・（２）
【００５０】
ここで、定数ωは、角周波数を、変数ｔは時間を、変数θは回転角度位置をそれぞれ示している。
また、Ａ／Ｄ部（２１、２２）は、式（１）及び式（２）に示される出力信号を位相同期ループに出力する。すなわち、Ａ／Ｄ部（２１、２２）は、この２つの出力信号を乗算器（２３、２４）に供給する。
【００５１】
なお、位相同期ループでは、入力位相θと出力位相φの位相検波信号（θ−φ）を変調周波数の４逓倍の周波数に変換するため、乗算器（２５、２６）が、出力位相φと、変調周波数の基本波及び高調波成分とをミキシングした信号を生成する。すなわち、乗算器（２５、２６）が出力するノードＢ１及びノードＢ２における信号は、式（３）及び式（４）によって示される。
【００５２】
ノードＢ１における信号＝ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ・ｓｉｎφ  ・・・（３）
ノードＢ２における信号＝ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ・ｃｏｓφ  ・・・（４）
【００５３】
また、乗算器（２３、２４）は、Ａ／Ｄ部（２１、２２）の出力信号と、乗算器（２５、２６）の出力信号とをそれぞれ掛け合わせる。乗算器（２３、２４）が出力するノードＣ１及びノードＣ２における信号は、式（５）及び式（６）によって示される。
【００５４】
ノードＣ１における信号＝ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ×ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωｔ・ｓｉｎφ
＝１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｃｏｓθ・ｓｉｎφ  ・・・（５）
ノードＣ２における信号＝ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ×ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓωt・ｃｏｓφ
＝１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎθ・ｃｏｓφ  ・・・（６）
【００５５】
次に、減算器２７は、乗算器（２３、２４）から供給された２つの信号の差動をとることにより、ノードＤ１に式（７）に示される信号を出力する。これにより、信号逓倍部２０は、位相検波信号（θ−φ）を変調周波数の４逓倍の周波数に変換した逓倍信号を生成し、位置検出部５０に供給する。
【００５６】
ノードＤ１における信号＝１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎθ・ｃｏｓφ
−１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｃｏｓθ・ｓｉｎφ
＝１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ）・・・（７）
【００５７】
位置検出部５０は、信号逓倍部２０によって生成された逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出する。位置検出部５０は、例えば、参照信号生成部４０によって生成された参照信号（ｓｉｎ４ωｔ）と、逓倍信号（１／４・ｓｉｎ４ωｔ・ｓｉｎ（θ−φ））とに基づいて同期検波を行って回転子８０の回転角度位置を検出する。すなわち、位置検出部５０は、４次の高調波成分（ｓｉｎ４ωｔ）をリファレンスとして入力することで、（ｓｉｎ（θ−φ））情報を取り出し、この値が“０”になるように制御を行うこと（零位法構成）で（θ＝φ）として、回転子８０の回転角度位置情報である回転角度検出装置１００の出力φを外部に出力する。
【００５８】
次に、ゲイン制御部３２によるホール素子１〜４に供給する駆動信号の振幅制御処理について説明する。
位相シフタ６１は、Ａ／Ｄ部２２から供給された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）の位相をシフトさせた信号（ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）を生成し、減算器６２に供給する。減算器６２は、Ａ／Ｄ部２１から供給された変調された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）を、位相シフタ６１から供給された信号（ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）により減算して、信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））を生成する。減算器６２は、生成した信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））をゲイン制御部３２に供給する。
【００５９】
ゲイン制御部３２は、例えば、ＡＣディテクションにより信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））の振幅情報を評価し、温度変動や外部からの力による機械的変形などによる振幅の変動を打ち消すように、駆動信号（ｓｉｎωｔ）の振幅を制御する。すなわち、ゲイン制御部３２は、信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））の振幅をモニタすることでその値が予め定められた閾値から外れた場合に、Ｄ／Ａ部３３の出力である（ｓｉｎωｔ）の振幅を変化させて入力信号振幅補償を実行する。この結果、回転角度検出装置１００は、検出部１０に温度変動などの外乱が生じた場合であっても。安定した位置検出を行うことが可能になる。
【００６０】
次に、アナログＳＷ５〜８によるホール素子１〜４の不平衡電圧の低減処理について説明する。
ホール素子１〜４は、出力端子の非対称性により不平衡電圧（オフセット電圧）が存在し、この不平衡電圧が温度に変動に伴って変動を起こす場合がある。そこで、本実施形態における回転角度検出装置１００は、入出力切り替え信号生成部６３が、アナログＳＷ５〜８を上述した第１の接続状態と第２の接続状態とに切り替える切り替え信号を生成する。一例として、アナログＳＷ５〜８は、入出力切り替え信号生成部６３から供給される切り替え信号に基づいて、ホール素子１〜４の駆動端子（入力端子）と出力端子とを切り替える。つまり、アナログＳＷ５〜８は、ホール素子１〜４の駆動端子（入力端子）と出力端子とを交互に入れ替えて不平衡電圧を補償する。
【００６１】
以上のように、本実施形態における回転角度検出装置１００（位置検出装置）では、変調部３０が変調した駆動信号を生成する。また、検出部１０は、変調部３０によって生成された駆動信号と回転子８０の回転角度位置（被駆動体の位置）とに応じた検出信号を出力するホール素子１〜４を有し、変調された出力信号を検出信号に基づいて出力する。信号逓倍部２０は、検出部１０から出力された出力信号を周波数逓倍（４逓倍）した逓倍信号を生成する。位置検出部５０は、信号逓倍部２０によって生成された逓倍信号に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出する。
これにより、検出部１０から出力された出力信号を周波数逓倍した逓倍信号に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出するため、本実施形態における回転角度検出装置１００は、処理帯域を高く取ることが可能である。そのため、本実施形態における回転角度検出装置１００は、周波数逓倍した逓倍信号を用いない場合に比べて、高い周波数特性（ダイナミック特性）を得ることができる。
【００６２】
図３は、本実施形態における回転角度検出装置１００の性能比較の一例を示す図である。
図３において、表は、回転角度検出装置１００のシミュレーション結果と、比較装置（１）との分解能、ダイナミック特性、及びトラッキングレート（回転追従性）を一例として示している。
図３に示すように、本実施形態における回転角度検出装置１００は、比較装置（１）に比べて、約十倍のダイナミック特性（周波数特性）、及びトラッキングレート（回転追従性）を得ることができる。
【００６３】
また、回転子８０の回転速度に対して回転角度位置の検出の遅延が低減されるため、本実施形態における回転角度検出装置１００は、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、変調部３０は、検出部１０が出力する変調された出力信号の振幅に応じて、ホール素子１〜４に供給する駆動信号の振幅を制御するゲイン制御部３２を備えている。
これにより、検出部１０が出力する変調された出力信号の振幅を一定に制御するので、本実施形態における回転角度検出装置１００は、温度変動や機械的外乱が入力された場合であっても、回転子８０の回転角度位置を正確に検出することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、検出部１０は、互いに位相の異なる２つの出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ、ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）を出力する。信号逓倍部２０は、互いに位相の異なる２つの出力信号を合成し、合成した合成信号を周波数逓倍した逓倍信号を生成する。
これにより、互いに位相の異なる２つの出力信号を用いて回転子８０の回転角度位置を検出するので、本実施形態における回転角度検出装置１００は、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、ホール素子１〜４は、駆動信号が供給される駆動端子と、検出信号を出力する出力端子とを有している。検出部１０は、駆動端子と出力端子とを切り替えるアナログＳＷ５〜８を備えている。
これにより、ホール素子１〜４の入出力スイッチングを行うことにより、本実施形態における回転角度検出装置１００は、ホール素子１〜４の不平衡電圧（オフセット電圧）を低減することが可能である。つまり、本実施形態における回転角度検出装置１００は、ホール素子１〜４の不平衡電圧（オフセット電圧）による検出誤差を低減することができる。よって、本実施形態における回転角度検出装置１００は、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、検出部１０は、少なくとも２つの検出素子グループ（Ｇ１、Ｇ２）に分けられる複数のホール素子１〜４と、検出素子グループ（Ｇ１、Ｇ２）ごとに互いに対向している２つのホール素子（１及び３、２及び４）から出力される検出信号を合成して、互いに位相の異なる２つの出力信号を生成する合成部１７と、を備える。複数のホール素子１〜４は、複数のホール素子１〜４のうちの回転子８０の回転中心軸を中心として互いに対向している２つのホール素子（１及び３、２及び４）を有する少なくとも２つの検出素子グループ（Ｇ１、Ｇ２）に分けられる。
対向する２つのホール素子（１及び３、２及び４）から出力される検出信号を合成するので、検出信号の信号強度を強めることができる。そのため、本実施形態における回転角度検出装置１００は、Ｓ／Ｎ比（エスエヌ比）を向上させて、高い分解能を得ることができる。
【００６８】
また、本実施形態における回転角度検出装置１００は、駆動信号の変調成分を周波数逓倍した参照信号を生成する参照信号生成部４０を備えている。位置検出部５０は、参照信号生成部４０によって生成された参照信号と、逓倍信号とに基づいて同期検波を行って回転子８０の回転角度位置を検出する。
これにより、本実施形態における回転角度検出装置１００は、簡易な構成により、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【００６９】
また、本実施形態における回転角度検出装置１００は、変調信号を利用して回転子８０の回転角度位置を検出する。すなわち、本実施形態における回転角度検出装置１００は、変調方式の工夫や変調周波数帯域をノイズの小さい帯域とすることにより、検出信号のＳ／Ｎ比を大きくとることができる。このＳ／Ｎ比が処理回路のダイナミックレンジを決定するので、本実施形態における回転角度検出装置１００は、Ｓ／Ｎ比を向上させて、高い分解能を得ることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、信号逓倍部２０は、位置検出部５０が出力する位相情報（φ）と変調周波数の基本波及び高調波成分とを合成した信号を合成し、合成した信号と互いに位相の異なる２つの出力信号とに基づいて、周波数を逓倍した逓倍信号を生成する。
これにより、本実施形態における回転角度検出装置１００は、簡易な構成により逓倍信号を生成することができる。
【００７１】
なお、本実施形態によれば、回転角度検出装置１００は、変調部３０が変調した駆動信号を生成する。また、検出部１０は、変調部３０によって生成された駆動信号と回転子８０の回転角度位置（被駆動体の位置）とに応じた検出信号を出力するホール素子１〜４を有し、変調された出力信号を検出信号に基づいて出力する。位置検出部５０は、検出部１０から出力された出力信号に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出する。変調部３０は、検出部１０が出力する変調された出力信号の振幅に応じて、駆動信号の振幅を制御するゲイン制御部を備える。
これにより、検出部１０が出力する変調された出力信号の振幅を一定に制御するので、本実施形態における回転角度検出装置１００は、温度変動や機械的外乱が入力された場合であっても、回転子８０の回転角度位置を正確に検出することができる。よって、本実施形態における回転角度検出装置１００は、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【００７２】
［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態による回転角度検出装置１００の構成を示す概略ブロック図である。図４において、図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態による回転角度検出装置１００のホール素子１〜４の配置に関する構成は、図１と同様である。
図４において、回転角度検出装置１００は、検出部１０、信号逓倍部２０、変調部３０ａ、位置検出部５０、正弦波発生部５３、余弦波発生部５４、位相シフタ６１、減算器６２、及び入出力切り替え信号生成部６３を備えている。また、変調部３０ａは、変調信号発生部３１、ゲイン制御部３２、Ｄ／Ａ部３３、及び反転アンプ３４を備えている。
本実施形態では、反転アンプ３４を備える点が、第１の実施形態における回転角度検出装置１００と異なり、その他は同様である。反転アンプ３４について説明する。
【００７３】
反転アンプ３４（反転信号生成部）は、例えば、反転増幅回路であり、ホール素子１〜４に供給する駆動信号を反転増幅した反転駆動信号を生成する。すなわち、反転アンプ３４は、Ｄ／Ａ部３３が供給する駆動信号の反転信号を生成し、生成した反転信号をアナログＳＷ５〜８に供給する。
本実施形態では、アナログＳＷ５〜８は、ＧＮＤ又は仮想ＧＮＤの代わりに反転アンプ３４が生成した反転駆動信号の信号線が接続され、反転駆動信号がアナログＳＷ５〜８に供給される。
【００７４】
なお、ホール素子１〜４は、駆動信号が供給される第１駆動端子（例えば（ｉｎ＋）又は（ｏｕｔ−））と、反転駆動信号が供給される第２駆動端子（例えば（ｉｎ−）又は（ｏｕｔ＋））とを有している。また、ホール素子１〜４は、駆動信号と回転子８０の回転角度位置とに応じた信号を出力する第１出力端子（（ｏｕｔ＋）又は（ｉｎ＋））及び第２出力端子（（ｏｕｔ−）又は（ｉｎ−））とを有している。
また、検出部１０は、第１出力端子の出力信号と、第２出力端子の出力信号とを差動増幅して、検出信号を出力する差動増幅部１１〜１４を備えている。
【００７５】
次に、本実施形態における回転角度検出装置１００の動作について説明する。
本実施形態において、回転角度位置の検出処理、駆動信号の振幅制御処理、及びホール素子１〜４の不平衡電圧の低減処理は、第１の実施形態における回転角度検出装置１００と同様である。ここでは、反転アンプ３４による検出信号のＳ／Ｎ比向上処理について説明する。
【００７６】
図５は、本実施形態におけるホール素子１の出力信号強度の一例を示す図である。
図５において、グラフの横軸は時間ｔを示し、縦軸は信号レベル（電圧）を示している。
図５（ａ）において、波形Ｗ１は、第１の実施形態におけるホール素子１の駆動信号（入力信号）を示している。すなわち、ホール素子１における駆動信号の電圧幅Ｖ１は、駆動信号と仮想ＧＮＤレベルとの差分である。この場合、ホール素子１は、電圧幅Ｖ１に対応した振幅の出力信号を出力し、差動増幅部１１は、ホール素子１の出力信号を差動増幅して、図５（ｂ）に示すような波形Ｗ２の出力信号を出力する。
【００７７】
一方、図５（ｃ）において、波形Ｗ３及び波形Ｗ４は、本実施形態におけるホール素子１の駆動信号及び反転駆動信号を示している。波形Ｗ３は駆動信号に対応し、波形Ｗ４は反転アンプ３４が生成した反転駆動信号に対応する。すなわち、ホール素子１における駆動信号の電圧幅Ｖ２は、駆動信号と反転駆動信号との差分である。この場合、ホール素子１は、電圧幅Ｖ２に対応した振幅の出力信号を出力し、差動増幅部１１は、ホール素子１の出力信号を差動増幅して、図５（ｄ）に示すような波形Ｗ５の出力信号を出力する。
【００７８】
なお、図５（ｂ）における電圧幅Ｖ２は、図５（ａ）における電圧幅Ｖ１の約２倍の値になる。そのため、図５（ｄ）の波形Ｗ５の信号振幅Ｌ２は、図５（ｂ）の波形Ｗ２の信号振幅Ｌ１に比べ、振幅が約２倍大きく、ホール素子１の出力信号強度が強い。ホール素子２〜４についても同様である。
このように、本実施形態では、駆動信号と反転駆動信号とをホール素子１〜４に供給することにより、ホール素子１〜４の出力信号強度を強めることができる。これにより、検出信号のＳ／Ｎ比を大きくとることができる。
【００７９】
以上のように、本実施形態における回転角度検出装置１００は、変調部３０ａが変調した駆動信号を生成する。また、検出部１０は、変調部３０ａによって生成された駆動信号と回転子８０の回転角度位置とに応じた検出信号を出力するホール素子１〜４を有し、変調された出力信号を検出信号に基づいて出力する。信号逓倍部２０は、検出部１０から出力された出力信号を周波数逓倍（４逓倍）した逓倍信号を生成する。位置検出部５０は、信号逓倍部２０によって生成された逓倍信号に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出する。
これにより、本実施形態における回転角度検出装置１００は、第１の実施形態と同様に、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、変調部３０ａは、駆動信号を反転増幅した反転駆動信号を生成する反転アンプ３４を備えている。また、ホール素子１〜４は、駆動信号が供給される第１駆動端子と、反転駆動信号が供給される第２駆動端子と、駆動信号と回転子８０の回転角度位置とに応じた信号を出力する第１出力端子及び第２出力端子とを有している。検出部１０は、第１出力端子の出力信号と、第２出力端子の出力信号とを差動増幅して、検出信号を出力する差動増幅部１１〜１４を備えている。
これにより、本実施形態における回転角度検出装置１００は、検出部１０が出力する検出信号のＳ／Ｎ比を大きくすることができるので、第１の実施形態に比べて、高い分解能を得ることができる。
【００８１】
［第３の実施形態］
図６は、第３の実施形態による回転角度検出装置１００の構成を示す概略ブロック図である。図６において、図４と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態による回転角度検出装置１００のホール素子１〜４の配置に関する構成は、図１と同様である。
図６において、回転角度検出装置１００は、検出部１０、信号逓倍部２０ａ、変調部３０ｂ、参照信号生成部４０ａ、位置検出部５０、正弦波発生部５３ａ、余弦波発生部５４ａ、及び入出力切り替え信号生成部６３を備えている。
第１及び第２の実施形態では、周波数を４逓倍した逓倍信号を用いる形態であったが、本実施形態では、周波数を２逓倍した逓倍信号を用いる形態の一例について説明する。
【００８２】
変調部３０ｂは、変調した駆動信号を生成し、生成した駆動信号を検出部１０のホール素子１〜４に供給する。また、変調部３０ｂは、変調信号発生部３１ａ、ゲイン制御部３２ａ、Ｄ／Ａ部（３３Ａ、３３Ｂ）、及び反転アンプ（３４Ａ、３４Ｂ）を備えている。
【００８３】
変調信号発生部３１ａは、例えば、シンセサイザなどの信号発生器であり、ホール素子１〜４に供給する駆動信号を変調する変調信号を生成する。変調信号発生部３１ａは、生成した変調信号（ｓｉｎωｔ）をゲイン制御部３２ａに供給する。また、変調信号発生部３１ａは、変調信号（ｓｉｎ２ωｔ）を生成し、生成した変調信号（ｓｉｎ２ωｔ）を乗算器２５に供給する。また、変調信号発生部３１ａは、変調信号（ｃｏｓ２ωｔ）を生成し、生成した変調信号（ｃｏｓ２ωｔ）を乗算器２６に供給する。この変調信号（ｓｉｎ２ωｔ、ｃｏｓ２ωｔ）は、位置検出部５０に供給される参照信号を生成するために用いられる。ここで、定数ωは角周波数を示し、変数ｔは時間を示す。
【００８４】
なお、本実施形態では、変調信号発生部３１ａは、参照信号生成部４０ａの一部に対応する。参照信号生成部４０ａの構成については、後述する。
【００８５】
ゲイン制御部３２ａ（駆動制御部）は、変調信号発生部３１ａから供給された変調信号（ｓｉｎωｔ）と、後述するＡ／Ｄ部２２が出力する信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））とに基づいて、ホール素子１〜４に供給する駆動信号（ｓｉｎωｔ、ｃｏｓωｔ）の振幅を制御する。ゲイン制御部３２ａは、信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））の振幅に応じて、駆動信号（ｓｉｎωｔ、ｃｏｓωｔ）の振幅を制御する。ここで、変数θは、回転角度位置である。
ゲイン制御部３２ａは、駆動信号として２つの信号（ｓｉｎωｔ、ｃｏｓωｔ）を出力する点が異なる点を除き、第１及び第２の実施形態におけるゲイン制御部３２と同様である。ゲイン制御部３２ａは、振幅を制御（調整）した駆動信号（ｓｉｎωｔ）をＤ／Ａ部３３Ａに供給し、振幅を制御（調整）した駆動信号（ｃｏｓωｔ）をＤ／Ａ部３３Ｂに供給する。
【００８６】
Ｄ／Ａ部（３３Ａ、３３Ｂ）は、例えば、デジタル／アナログ変換器であり、第１及び第２の実施形態におけるＤ／Ａ部３３と基本的に同様である。Ｄ／Ａ部３３Ａは、ゲイン制御部３２ａから供給されたデジタル信号の駆動信号（ｓｉｎωｔ）をアナログ信号の駆動信号（ｓｉｎωｔ）に変換し、変換した駆動信号（ｓｉｎωｔ）を反転アンプ３４Ａ及び検出部１０のアナログＳＷ（５、７）に供給する。また、Ｄ／Ａ部３３Ｂは、ゲイン制御部３２ａから供給されたデジタル信号の駆動信号（ｃｏｓωｔ）をアナログ信号の駆動信号（ｃｏｓωｔ）に変換し、変換した駆動信号（ｃｏｓωｔ）を反転アンプ３４Ｂ及び検出部１０のアナログＳＷ（６、８）に供給する。
【００８７】
反転アンプ（３４Ａ、３４Ｂ）（反転信号生成部）は、例えば、反転増幅回路であり、第２の実施形態におけるＤ／Ａ部３３と基本的に同様である。反転アンプ（３４Ａ、３４Ｂ）は、ホール素子１〜４に供給する駆動信号を反転増幅した反転駆動信号を生成する。すなわち、反転アンプ３４Ａは、Ｄ／Ａ部３３Ａが供給する駆動信号の反転信号を生成し、生成した反転信号をアナログＳＷ（５、７）に供給する。また、反転アンプ３４Ｂは、Ｄ／Ａ部３３Ｂが供給する駆動信号の反転信号を生成し、生成した反転信号をアナログＳＷ（６、８）に供給する。
【００８８】
参照信号生成部４０ａは、ホール素子１〜４に供給する駆動信号の変調成分を周波数逓倍した参照信号を生成する。本実施形態では、この参照信号は、信号（−ｃｏｓ２（ωｔ−φ））になる。参照信号生成部４０ａは、生成した参照信号（−ｃｏｓ２（ωｔ−φ））を位置検出部５０の同期検波回路部５１に供給する。
また、参照信号生成部４０ａは、変調信号発生部３１ａ、乗算器（２５、２６）、及び反転加算器４１を備えている。
【００８９】
乗算器２５は、正弦波発生部５３ａから供給される信号（ｓｉｎ２φ）と、変調信号発生部３１ａから供給される変調信号（ｃｏｓ２ωｔ）とを乗算し、乗算した信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｓｉｎ２φ）を反転加算器４１に供給する。
【００９０】
乗算器２６は、余弦波発生部５４ａから供給される信号（ｃｏｓ２φ）と、変調信号発生部３１ａから供給される変調信号（ｃｏｓ２ωｔ）とを乗算し、乗算した信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓ２φ）を反転加算器４１に供給する。
【００９１】
反転加算器４１は、乗算器２５から供給された信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｓｉｎ２φ）と、乗算器２３から供給された信号（ｃｏｓ２ωｔ・ｃｏｓ２φ）とを反転加算して、周波数逓倍した参照信号（−ｃｏｓ２（ωｔ−φ））を生成する。反転加算器４１は、参照信号（−ｃｏｓ２（ωｔ−φ））を位置検出部５０に供給する。
【００９２】
信号逓倍部２０ａは、検出部１０から出力された出力信号を周波数逓倍した逓倍信号を生成する。例えば、信号逓倍部２０ａは、検出部１０から出力された互いに位相の異なる２つの出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ、ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）を合成し、合成した合成信号を周波数逓倍した逓倍信号（１／２・ｓｉｎ２（θ−φ））を生成する。信号逓倍部２０ａは、生成した逓倍信号（１／２・ｓｉｎ２（θ−φ））を位置検出部５０に供給する。
また、信号逓倍部２０ａは、Ａ／Ｄ部２２、乗算器２４、差動増幅部２８、及び位相シフタ２９を備えている。
【００９３】
差動増幅部２８は、例えば、差動増幅回路であり、差動増幅部１５及び差動増幅部１５から出力された２つの検出信号を合成して、合成信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））を生成する。差動増幅部２８は、合成した合成信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））をＡ／Ｄ部２２に供給する。
Ａ／Ｄ部２２は、第１及び第２の実施形態におけるＡ／Ｄ部２２と同様の機能を有している。Ａ／Ｄ部２２は、差動増幅部２８から供給された合成信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換した合成信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））を乗算器２４及び位相シフタ２９に供給する。また、本実施形態では、Ａ／Ｄ部２２は、変換した合成信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））をゲイン制御部３２ａに供給する。
【００９４】
位相シフタ２９は、Ａ／Ｄ部２２から供給された変調された出力信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））の位相を９０度シフトさせた信号（ｃｏｓ（ωｔ−θ））を生成する。位相シフタ２９は、生成した信号（ｃｏｓ（ωｔ−θ））を乗算器２４に供給する。
乗算器２４は、第１及び第２の実施形態における乗算器２４と同様の機能を有している。乗算器２４は、Ａ／Ｄ部２２から供給される合成信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））と、位相シフタ２９から供給される信号（ｃｏｓ（ωｔ−θ））とを乗算し、２逓倍された信号（１／２・ｓｉｎ２（ωｔ−θ））を生成する。乗算器２４は、生成した２逓倍された信号（１／２・ｓｉｎ２（ωｔ−θ））を位置検出部５０に供給する。
【００９５】
位置検出部５０は、第１及び第２の実施形態における位置検出部５０と同等の処理を有するが、同期検波に用いる信号が異なる。位置検出部５０は、信号逓倍部２０ａによって生成された逓倍信号（１／２・ｓｉｎ２（ωｔ−θ））に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出する。位置検出部５０は、例えば、参照信号生成部４０ａによって生成された参照信号（−ｃｏｓ２（ωｔ−φ））と、逓倍信号（１／２・ｓｉｎ２（ωｔ−θ））とに基づいて同期検波を行って回転子８０の回転角度位置を検出する。すなわち、位置検出部５０は、参照信号（−ｃｏｓ２（ωｔ−φ））をリファレンスとして入力することで、（ｓｉｎ（θ−φ））情報を取り出す。位置検出部５０は、この値が“０”になるように制御を行うこと（零位法構成）で（θ＝φ）として、回転子８０の回転角度位置情報である回転角度検出装置１００の出力φを外部に出力する。
位置検出部５０は、同期検波回路部５１ａと、積分回路部５２とを備えている。
【００９６】
同期検波回路部５１ａは、参照信号（−ｃｏｓ２（ωｔ−φ））をリファレンスとして、信号逓倍部２０ａの減算器２７から供給された２逓倍された逓倍信号（１／２・ｓｉｎ２（ωｔ−θ））に同期検波を行って、（ｓｉｎ（θ−φ））情報を取り出す。同期検波回路部５１ａは、取り出した（ｓｉｎ（θ−φ））情報を積分回路部５２に供給する。
ここで、位相同期ループは、正弦波発生部５３ａ、乗算器２５、余弦波発生部５４ａ、乗算器２６、反転加算器４１、及び位置検出部５０ａにおけるループが対応する。
【００９７】
正弦波発生部５３ａは、積分回路部５２の出力φを正弦波に変換した信号（ｓｉｎ２φ）を生成し、乗算器２５に供給する。
余弦波発生部５４ａは、積分回路部５２の出力φを正弦波に変換した信号（ｃｏｓ２φ）を生成し、乗算器２６に供給する。
【００９８】
次に、本実施形態における回転角度検出装置１００の動作について説明する。
なお、図６において、以下のように、ノードＡ３、ノードＡ４、ノードＢ３、ノードＣ３、及びノードＤ３を設定し、回転角度検出装置１００の動作を説明する。ここで、差動増幅部１５の出力信号線をノードＡ３とし、差動増幅部１６の出力信号線をノードＡ４とする。また、反転加算器４１の出力信号線をノードＢ３とし、差動増幅部２８の出力信号線をノードＣ３とし、乗算器２４の出力信号線をノードＤ３とする。
【００９９】
まず、回転角度検出装置１００における回転子８０の回転角度位置の検出処理について説明する。
本実施形態では、信号逓倍部２０ａは、検出部１０から出力された互いに位相の異なる２つの出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ、ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）をアナログ信号で合成し、合成した合成信号から２逓倍に周波数逓倍した逓倍信号を生成する。位置検出部５０は、２逓倍の逓倍信号に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出する。この点が、第１及び第２の実施形態と異なる。
【０１００】
以下、信号逓倍部２０ａの処理を中心に、回転角度位置の検出処理について説明する。
検出部１０から出力されるノードＡ３及びノードＡ４における信号は、式（８）及び式（９）によって示される。
【０１０１】
ノードＡ３における信号＝ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ  ・・・（８）
ノードＡ４における信号＝ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ  ・・・（９）
【０１０２】
ここで、定数ωは、角周波数を、変数ｔは時間を、変数θは回転角度位置をそれぞれ示している。
信号逓倍部２０ａの差動増幅部２８は、式（８）及び式（９）に示される２つの検出信号を合成して、式（１０）に示される合成信号を生成する。差動増幅部２８は、合成した合成信号をＡ／Ｄ部２２に供給する（ノードＣ３）。
【０１０３】
ノードＣ３における信号＝ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ−ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ
＝ｓｉｎ（ωｔ−θ）  ・・・（１０）
【０１０４】
Ａ／Ｄ部２２は、式（１０）に示される出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（符号化）する。Ａ／Ｄ部２２は、式（１０）を符号化した信号を状残部２４及び位相シフタ２９に供給する。位相シフタ２９は、Ａ／Ｄ部２２から供給された変調された出力信号の位相を９０度シフトさせた信号（ｃｏｓ（ωｔ−θ））を生成する。位相シフタ２９は、生成した信号（ｃｏｓ（ωｔ−θ））を乗算器２４に供給する。
これにより、乗算器２４は、ノードＤ３において式（１１）に示される２逓倍に周波数逓倍した逓倍信号を出力する。
【０１０５】
ノードＤ３における信号＝ｓｉｎ（ωｔ−θ）×ｃｏｓ（ωｔ−θ）
＝１／２・ｓｉｎ２（ωｔ−θ）  ・・・（１１）
【０１０６】
このように、本実施形態では、変調された検出信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））を位相シフトさせた位相シフト信号（ｃｏｓ（ωｔ−θ））と、変調された検出信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））とを乗算して、周波数逓倍した逓倍信号を生成する。
【０１０７】
また、位相同期ループの参照信号生成部４０ａでは、出力位相φと変調周波数の高調波成分とをミキシングした信号を生成し、式（１１）に示される逓倍信号と位相が９０度異なる参照信号を生成する。この参照信号生成部４０ａが出力するノードＢ３における参照信号は、式（１２）によって示される。
【０１０８】
ノードＢ３における信号＝−ｃｏｓ２ωｔ・ｓｉｎ２φ×−ｓｉｎ２ωｔ・ｃｏｓ２φ
＝−ｃｏｓ２（ωｔ−φ）  ・・・（１２）
【０１０９】
位置検出部５０の同期検波回路部５１ａは、式（１１）に示される逓倍信号と、式（１２）に示される参照信号とを掛け算することで（ｓｉｎ（θ−φ））情報を取り出す。すなわち、位置検出部５０は、この値が０になるように制御を行うこと（零位法構成）で（θ＝φ）として、回転子８０の回転角度位置情報である回転角度検出装置１００の出力φを外部に出力する。
【０１１０】
ゲイン制御部３２ａによるホール素子１〜４に供給する駆動信号の振幅制御処理については、２種類の駆動信号（ｓｉｎωｔ、ｃｏｓωｔ）の振幅を制御する点を除いて、第１及び第２の実施形態と同様である。
また、アナログＳＷ５〜８によるホール素子１〜４の不平衡電圧の低減処理については、２つのＤ／Ａ部（３３Ａ、３３Ｂ）を用いる点を除いて、第１及び第２の実施形態と同様である。
また、反転アンプ３４による検出信号のＳ／Ｎ比向上処理については、２つのＤ／Ａ部（３３Ａ、３３Ｂ）及び２つの反転アンプ（３４Ａ、３４Ｂ）を用いる点を除いて、第１及び第２の実施形態と同様である。
【０１１１】
以上のように、本実施形態における回転角度検出装置１００（位置検出装置）は、変調部３０ａが変調した駆動信号を生成する。また、検出部１０は、変調部３０ａによって生成された駆動信号と回転子８０の回転角度位置（被駆動体の位置）とに応じた検出信号を出力するホール素子１〜４を有し、変調された出力信号を検出信号に基づいて出力する。信号逓倍部２０ａは、検出部１０から出力された出力信号を周波数逓倍（２逓倍）した逓倍信号を生成する。位置検出部５０は、信号逓倍部２０によって生成された逓倍信号に基づいて、回転子８０の回転角度位置を検出する。
これにより、本実施形態における回転角度検出装置１００は、処理帯域を高く取ることが可能であるため、第１及び第２の実施形態と同様に、周波数逓倍した逓倍信号を用いない場合に比べて、高い周波数特性（ダイナミック特性）及びトラッキングレート（回転追従性）を得ることができる。よって、本実施形態における回転角度検出装置１００は、第１及び第２の実施形態と同様に、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【０１１２】
また、本実施形態における回転角度検出装置１００は、ゲイン制御部３２ａにより、第１及び第２の実施形態と同様に、温度変動や機械的外乱が入力された場合であっても、回転子８０の回転角度位置を正確に検出することができる。
また、本実施形態における回転角度検出装置１００は、切り替えるアナログＳＷ５〜８により、第１及び第２の実施形態と同様に、ホール素子１〜４の不平衡電圧（オフセット電圧）による検出誤差を低減することができる。
また、本実施形態における回転角度検出装置１００は、２つのＤ／Ａ部（３３Ａ、３３Ｂ）及び２つの反転アンプ（３４Ａ、３４Ｂ）により、検出部１０が出力する検出信号のＳ／Ｎ比を大きくすることができるので、第２の実施形態と同様に、高い分解能を得ることができる。
【０１１３】
また、本実施形態では、信号逓倍部２０ａは、アナログ回路である差動増幅部２８により合成信号（位相変調信号）を生成して、Ａ／Ｄ部２２によりデジタル信号に変換する。これにより、回転角度検出装置１００の分解能は、Ａ／Ｄ部２２の分解能とこの合成信号における横軸分解能との積でほぼ決定される。このため、本実施形態における回転角度検出装置１００は、Ａ／Ｄ部２２の分解能が低い場合であっても、高い分解能を得ることができる。
また、差動増幅部２８により合成信号（位相変調信号）を生成した後に、Ａ／Ｄ部２２によりデジタル信号に変換するので、Ａ／Ｄ部２２を１つにすることが可能である。そのため、本実施形態における回転角度検出装置１００は、簡易な構成によって、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【０１１４】
また、本実施形態では、信号逓倍部２０ａは、変調された検出信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））を位相シフトさせた位相シフト信号（ｃｏｓ（ωｔ−θ））と、変調された検出信号（ｓｉｎ（ωｔ−θ））とを乗算して、周波数逓倍した逓倍信号を生成する。
これにより、信号逓倍部２０ａは、簡易な構成により、逓倍信号を生成することができる。
【０１１５】
また、本実施形態では、参照信号生成部４０ａは、位置検出部５０が出力する位相情報（φ）と、変調周波数の高調波成分とに基づいて、周波数を逓倍した逓倍信号と９０度位相の異なる参照信号を生成する。
これにより、本実施形態における回転角度検出装置１００は、簡易な構成により参照信号を生成することができる。
【０１１６】
［第４の実施形態］
図７は、第４の実施形態による回転角度検出装置１００の構成を示す概略ブロック図である。図７において、図６と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態による回転角度検出装置１００のホール素子１〜４の配置に関する構成は、図１と同様である。
図７において、回転角度検出装置１００は、検出部１０、信号逓倍部２０ａ、変調部３０ｃ、参照信号生成部４０ａ、位置検出部５０、正弦波発生部５３ａ、余弦波発生部５４ａ、入出力切り替え信号生成部６３、及び補正記憶部６４を備えている。
【０１１７】
本実施形態の回転角度検出装置１００は、変調部３０ｂの代わりに変調部３０ｃと、補正記憶部６４とを備えている点を除いて第３の実施形態と同様である。以下、変調部３０ｃ及び補正記憶部６４について説明する。
【０１１８】
変調部３０ｃは、変調した駆動信号を生成し、生成した駆動信号を検出部１０のホール素子１〜４に供給する。ここで、駆動信号には、第１の検出素子グループＧ１に供給される第１駆動信号と、異なる第２の検出素子グループＧ２に供給される第２駆動信号とが含まれる。
変調部３０ｃは、変調信号発生部３１ａ、ゲイン制御部３２ａ、Ｄ／Ａ部（３５Ａ、３５Ｂ）、及び反転アンプ（３４Ａ、３４Ｂ）を備えている。
【０１１９】
Ｄ／Ａ部（３５Ａ、３５Ｂ）は、例えば、デジタル／アナログ変換器であり、第３の実施形態におけるＤ／Ａ部（３３Ａ、３３Ｂ）と異なり、後述する補正記憶部６３に記憶されている補正値に基づいて、駆動電圧（駆動信号の電圧）を補正（変更）する機能を有している。その他の機能は、Ｄ／Ａ部（３３Ａ、３３Ｂ）と基本的に同様である。
本実施形態では、Ｄ／Ａ部３５Ａが第１駆動信号を出力し、Ｄ／Ａ部３５Ｂが第２駆動信号を出力する。
なお、本実施形態において、Ｄ／Ａ部（３５Ａ、３５Ｂ）は、駆動補正部６０に対応する。
【０１２０】
駆動補正部６０は、第１の検出素子グループＧ１の検出信号によって合成された出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）の振幅と、第２の検出素子グループＧ２の検出信号によって合成された出力信号（ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）の振幅とが一致するように、第１駆動信号又は第２駆動信号の駆動電圧を補正する。
補正記憶部６４（記憶部）は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの不揮発性メモリであり、第１駆動信号又は第２駆動信号の駆動電圧を補正する補正値を記憶している。なお、本実施形態では、補正記憶部６４は、第１駆動信号及び第２駆動信号の両方の駆動電圧を補正する補正値を記憶している。
【０１２１】
次に、本実施形態における回転角度検出装置１００の動作について説明する。
本実施形態における回転角度検出装置１００は、駆動補正部６０及び補正記憶部６４による補正処理を除く動作は、第３の実施形態と同様である。以下、駆動補正部６０及び補正記憶部６４による補正処理について説明する。
【０１２２】
駆動補正部６０のＤ／Ａ部（３５Ａ、３５Ｂ）は、ゲイン制御部３２ａから供給される駆動信号をアナログ信号に変換する際に、補正記憶部６４から読み出した補正値に基づいて、駆動信号の電圧を補正する。例えば、補正記憶部６４から読み出したＤ／Ａ部３５Ａ用の補正値が“１．１”である場合、Ｄ／Ａ部３５Ａは、１．１倍の係数をかけて、アナログ信号に変換した第１駆動信号を出力する。また、Ｄ／Ａ部３５Ｂ用の補正値が“１．０”である場合、Ｄ／Ａ部３５Ｂは、１．０倍の係数をかけて、アナログ信号に変換した第２駆動信号を出力する。この場合、第１駆動信号の駆動電圧と第２駆動信号の駆動電圧とに差を付けることにより、出力信号（ｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）の振幅と、出力信号（ｃｏｓωｔ・ｓｉｎθ）の振幅とが一致するように補正する。
【０１２３】
なお、補正記憶部６４に記憶されている補正値は、以下のように、校正装置２００によって記憶される。
校正装置１００は、回転角度検出装置１００の出荷検査、又は校正作業が行われる際に回転角度検出装置１００に接続される。校正装置２００は、検出部１０の出力信号である、ノードＡ３及びノードＡ４の信号を検出し、この２つの信号の振幅が一致するように、Ｄ／Ａ部（３５Ａ、３５Ｂ）の補正値を算出する。校正装置２００は、算出した補正値を補正記憶部６４に記憶させる。
このように、校正装置２００は、第１の検出素子グループＧ１の検出信号によって合成された出力信号の振幅と、第２の検出素子グループＧ２の検出信号によって合成された出力信号の振幅とが一致するように補正値を算出し、算出した補正値を補正記憶部６４に記憶させる。
【０１２４】
以上のように、本実施形態による回転角度検出装置１００は、第３の実施形態と同様に、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
さらに、本実施形態では、駆動信号には、少なくとも２つ検出素子グループうちの第１の検出素子グループＧ１に供給される第１駆動信号と、第１の検出素子グループＧ１とは異なる第２の検出素子グループＧ２に供給される第２駆動信号とが含まれる。変調部３０ｃは、第１駆動信号又は第２駆動信号の駆動電圧を補正する駆動補正部６０を備えている。駆動補正部６０は、第１の検出素子グループＧ１の検出信号によって合成された出力信号の振幅と、第２の検出素子グループＧ２の検出信号によって合成された出力信号の振幅とが一致するように、第１駆動信号又は第２駆動信号の駆動電圧を補正する。
これにより、本実施形態による回転角度検出装置１００は、駆動信号の出力側を補正するので、簡易な校正方法により、校正することができる。このため、本実施形態による回転角度検出装置１００は、回転子８０の回転角度位置を高精度に検出することができる。
【０１２５】
また、本実施形態による回転角度検出装置１００は、第１駆動信号又は第２駆動信号の駆動電圧を補正する補正値を記憶している補正記憶部６４を備えている。駆動補正部６０は、補正記憶部６４に記憶されている補正値に基づいて、第１駆動信号又は第２駆動信号の駆動電圧を補正する。
これにより、本実施形態による回転角度検出装置１００は、経時変化や部品交換により、検出部１０の検出特性が変化した場合に、補正記憶部６４に記憶されている補正値を変更することにより、容易に対応することができる。
【０１２６】
［第５の実施形態］
次に、上述の実施形態における回転角度検出装置１００（位置検出装置）を備える駆動装置（モータ装置、アクチュエータ）について説明する。
図８は、本実施形態における駆動装置ＤＲの概略図である。本実施形態における駆動装置ＤＲは、入力軸ＩＡＸを回転させるモータＭＴＲと、入力軸ＩＡＸ（回転子８０）に設けられた回転角度検出装置１００と、を備える。すなわち、駆動装置ＤＲは、回転角度検出装置１００と、入力軸ＩＡＸ（被駆動体）を駆動するモータＭＴＲ（駆動部）と、を備えている。
【０１２７】
回転角度検出装置１００は、入力軸ＩＡＸ（被駆動体）の回転位置（角度位置）を検出し、駆動装置ＤＲを制御する上位のコントローラに対して回転位置を含む情報をエンコーダ信号として出力する。上位のコントローラは、回転角度検出装置１００から受信したエンコーダ信号をもとに、駆動装置ＤＲを制御する。本実施形態における回転角度検出装置１００は回転位置を高精度に検出することができるため、本実施形態における駆動装置ＤＲはモータＭＴＲの入力軸ＩＡＸを高精度に位置制御することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態における駆動装置ＤＲは、図９に示すように、モータＭＴＲの入力軸ＩＡＸに減速機ＲＧ（例、遊星歯車式機構）を設ける構成としてもよい。この場合、本実施形態における回転角度検出装置１００は、その減速機ＲＧの出力軸ＯＡＸに配置するようにしてもよいし、モータＭＴＲの入力軸ＩＡＸと減速機ＲＧの出力軸ＯＡＸとの両方に配置するようにしてもよい。
【０１２９】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記の各実施形態において、位置検出装置の一例として、回転角度検出装置１００に適用する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転角度検出装置１００は、エンコーダ装置でもよいし、レゾルバ装置でもよい。また、エンコーダ装置は、ロータリ式のエンコーダ装置に限定されず、リニア式のエンコーダ装置に適用する形態でもよい。
【０１３０】
また、上記の実施形態において、回転角度検出装置１００は、２逓倍と４逓倍の逓倍信号を用いる形態について説明したが、これに限定されるものではない。３逓倍、８逓倍などの他の逓倍数の逓倍信号を用いる形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、信号逓倍部２０（２０ａ）は、所定の逓倍数の逓倍信号が生成できる構成であれば他の形態でもよい。
【０１３１】
また、上記の各実施形態において、回転角度検出装置１００は、検出素子としてホール素子を有する形態を説明したが、他の検出素子を有する形態でもよい。また、回転角度検出装置１００は、ホール素子を４個備える形態を説明したが、２個や４個以上の個数を備える形態でもよい。回転角度検出装置１００は、磁気式に限定されるものではなく、光学式のセンサーを備える光検出式や、磁気式と光検出式との両方を備える形態でもよい。
【０１３２】
また、上記の各実施形態において、変調信号の変調周波数（ω/２π）は、任意の値を取ることができるが、Ｓ／Ｎ比の劣化を防ぐため、回転角度検出装置１００が処理回路の（１／ｆ）ノイズの影響を受けないような周波数（例えば２ｋＨｚ以上）を用いる形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、回転角度検出装置１００の各部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えて、プログラムによって実現されてもよい。
【０１３３】
上述の回転角度検出装置１００は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した回転角度検出装置１００の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１，２，３，４…ホール素子、５，６，７，８…アナログＳＷ、１０…検出部、１１，１２，１３，１４，２８…差動増幅部、１７…合成部、２０，２０ａ…信号逓倍部、３０，３０ａ，３０ｂ…変調部、３２，３２ａ…ゲイン制御部、３４，３４Ａ，３４Ｂ…反転アンプ、４０，４０ａ…参照信号生成部、５０…位置検出部、６０…駆動補正部、６４…補正記憶部、８０…回転子、１００…回転角度検出装置、ＤＲ…駆動装置
【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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