(57)【要約】【課題】ホール素子等を用いた磁界センサの残留オフセットを低減させる。【解決手段】ホール素子と、ホール素子のホール起電力に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換するΔΣＡＤ変換部と、オフセット調整量を記憶する第１記憶部と、オフセット調整量に応じたパルス密度のオフセット調整信号を生成するオフセット調整信号生成部と、を備え、ΔΣＡＤ変換部は、オフセット調整信号に応じて、アナログ信号を調整してデジタル信号に変換する、ホールセンサ、当該ホールセンサを用いた回転角センサ、当該ホールセンサのオフセット調整方法を提供する。【選択図】図４
2016102659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホール素子と、
前記ホール素子のホール起電力に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換するΔΣＡＤ変換部と、
オフセット調整量を記憶する第１記憶部と、
前記オフセット調整量に応じたパルス密度のオフセット調整信号を生成するオフセット調整信号生成部と、
を備え、
前記ΔΣＡＤ変換部は、前記オフセット調整信号に応じて、前記アナログ信号を調整して前記デジタル信号に変換する、ホールセンサ。
【請求項２】
前記ホール素子の通電方向を切り替えて前記ホール素子を駆動する駆動回路と、
前記ホール素子からの出力信号を復調し、前記ホール素子のホール起電力に応じたアナログ信号を出力する復調回路と、
を備える
請求項１に記載のホールセンサ。
【請求項３】
前記ΔΣＡＤ変換部は、前記オフセット調整信号に応じて、前記アナログ信号にオフセット調整電圧を加算して調整してから、前記デジタル信号に変換する
請求項２に記載のホールセンサ。
【請求項４】
前記ΔΣＡＤ変換部は、
第１基準電圧と、第２基準電圧とを有し、
前記第１基準電圧および前記第２基準電圧に基づき、前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換し、
前記オフセット調整信号に応じて、前記第１基準電圧、前記第２基準電圧、および参照電圧のうち、いずれか１つに基づく電圧を前記アナログ信号に前記オフセット調整電圧として加算する
請求項３に記載のホールセンサ。
【請求項５】
回路オフセット調整量を記憶する第２記憶部を更に備え、
前記オフセット調整信号生成部は、前記オフセット調整量と前記回路オフセット調整量とに応じたパルス密度のオフセット調整信号を生成する
請求項２から４のいずれか一項に記載のホールセンサ。
【請求項６】
前記ΔΣＡＤ変換部は、前記アナログ信号の入力を遮断して、入力信号を参照電圧に切り換える切換部を有し、前記切換部の前記参照電圧への切り換えと同期して前記回路オフセット調整量を生成させる
請求項５に記載のホールセンサ。
【請求項７】
前記ΔΣＡＤ変換部は、前記駆動回路が前記通電方向を切り替える周期の半分の期間において、前記ホール起電力をサンプリングする第１期間と、前記ホール起電力をサンプリングしない第２期間とを有し、
前記切換部は、前記第２期間において、入力信号を前記参照電圧に切り換え、
前記ΔΣＡＤ変換部は、前記切換部が前記参照電圧へ切り換えたことに応じて、前記参照電圧をサンプリングする
請求項６に記載のホールセンサ。
【請求項８】
前記デジタル信号は、１ビットΔΣ変調信号である
請求項１から７のいずれか一項に記載のホールセンサ。
【請求項９】
請求項８に記載のホールセンサを複数備え、
当該複数のホールセンサが備える複数の前記ホール素子と回転磁石との間に設けられた磁気収束板と、
前記複数のホールセンサが出力する複数の前記１ビットΔΣ変調信号を入力し、前記回転磁石の回転角度に応じた角度信号を出力するサーボループ回路と、
を備える回転角センサ。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一項に記載のホールセンサのオフセットを調整するオフセット調整方法であって、
前記ホールセンサを無磁場空間に設置する設置段階と、
前記デジタル信号が予め定められた値の範囲内であるか否かを判定する判定段階と、
前記デジタル信号が予め定められた値の範囲内でない場合に、前記オフセット調整量を調整する調整段階と、
を備えるオフセット調整方法。
【請求項１１】
請求項７に記載のホールセンサのオフセットを調整するオフセット調整方法であって、
前記第２期間に前記参照電圧を前記ΔΣＡＤ変換部に供給する供給段階と、
前記参照電圧に応じて前記ΔΣＡＤ変換部が出力する前記デジタル信号が予め定められた値の範囲内であるか否かを判定する判定段階と、
前記デジタル信号が予め定められた値の範囲内でない場合に、前記回路オフセット調整量を調整する調整段階と、
を有するオフセット調整方法。
【請求項１２】
ホールセンサのオフセットを調整するオフセット調整方法であって、
請求項１１に記載のオフセット調整方法を実行した後に、
請求項１０に記載のオフセット調整方法を実行する
オフセット調整方法。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか一項に記載のオフセット調整方法により、前記ホールセンサのオフセットを調整するオフセット調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホールセンサ、回転角センサ、オフセット調整装置、およびオフセット調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホール素子等を用いた磁界センサは、例えばスピニングカレント（Ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｕｒｒｅｎｔ）法等の、センサからの出力信号に含まれるＤＣオフセットをチョッパー周波数と呼ばれる周波数に変調するオフセットキャンセル方法により、センサのＤＣオフセットを低減させていた（例えば、特許文献１〜４、非特許文献１〜５等参照）。
特許文献１  特開平９−１９６６９９号公報
特許文献２  特開２０１０−２１７１５１号公報
特許文献３  特開２０１０−１６４４４９号公報
特許文献４  米国特許出願公開第２０１２／０１９４１７９号明細書
非特許文献１  R.S. Popovic著、「Hall Effect Devices」、Inst of Physics Pub Inc、１９９１年５月
非特許文献２  Bilotti他著、「Monolithic Magnetic Hall Sensor Using Dynamic Quadrature Offset Cancellation」、IEEE Journal of Solid-State Circuits、Vol.32、 No.6、 1997年、 P. 829−836
非特許文献３  Udo Ausserlechner著、「Limits of offset cancellation by the principle of spinning current Hall probe」、Proceedings of IEEE Sensors 2004、Vol.3、P. 1117−1120
非特許文献４  Christian C. Enz、Garbor C. Temes著、「Circuit techniques for reducing the effects of op-amp imperfections: autozeroing, correlated double sampling, and chopper stabilization」、Proceedings of the IEEE、Vol.84、Issue 11、1996年、P. 1584−1614
非特許文献５  Gert van der Horn、Johan L.Huijsing著、「Integrated Smart Sensors, Design and Calibration」、Springer、１９９７年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、非特許文献２にも記載されているように、スピニングカレント法を用いても、一例として、入力磁界に換算して５０〜５００μＴ程度のオフセットが残留していた。このような残留オフセットが生じている場合、例えば、地磁気の検出、導体を流れる暗電流の検出、および回転磁石の回転角の検出等を、高精度かつ高分解能で実行することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、ホール素子と、ホール素子のホール起電力に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換するΔΣＡＤ変換部と、オフセット調整量を記憶する第１記憶部と、オフセット調整量に応じたパルス密度のオフセット調整信号を生成するオフセット調整信号生成部と、を備え、ΔΣＡＤ変換部は、オフセット調整信号に応じて、アナログ信号を調整してデジタル信号に変換する、ホールセンサを提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、第１の態様のホールセンサを複数備え、複数のホールセンサが備える複数のホール素子と回転磁石との間に設けられた磁気収束板と、複数のホールセンサが出力する複数の１ビットΔΣ変調信号を入力し、回転磁石の回転角度に応じた角度信号を出力するサーボループ回路と、を備える回転角センサを提供する。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、第１の態様のホールセンサのオフセットを調整するオフセット調整方法であって、ホールセンサを無磁場空間に設置する設置段階と、デジタル信号が予め定められた値の範囲内であるか否かを判定する判定段階と、デジタル信号が予め定められた値の範囲内でない場合に、オフセット調整量を調整する調整段階と、を備えるオフセット調整方法を提供する。
【０００７】
本発明の第４の態様においては、第３の態様のオフセット調整方法により、ホールセンサのオフセットを調整するオフセット調整装置を提供する。
【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る回転角センサモジュール４００の一例を示す。
【図２】本実施形態に係る第１ホール素子対１１０が第１方向の磁界を検出する場合の一例を示す。
【図３】本実施形態に係るサーボループ回路２０の構成例を複数のホールセンサ２００と共に示す。
【図４】本実施形態に係るホールセンサ２００の構成例を示す。
【図５】本実施形態に係る変換部２４２および調整電圧供給部２４８の構成例を示す。
【図６】本実施形態に係るホールセンサ２００の各部における信号波形の一例を示す。
【図７】本実施形態に係るΔΣＡＤ変換部２４０の入力信号Ｖｄｍｏｄの周波数特性の一例を示す。
【図８】本実施形態に係るホールセンサ２００の動作フローを示す。
【図９】本実施形態に係るホールセンサ２００の変形例を示す。
【図１０】図９に示すホールセンサ２００の変形例における、変換部２４２および調整電圧供給部２４８の構成例を示す。
【図１１】図９に示すホールセンサ２００の変形例における、各部の信号波形の一例を示す。
【図１２】本実施形態に係るホールセンサ２００の変形例の動作フローを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る回転角センサモジュール４００の構成例を示す。回転角センサモジュール４００は、回転磁石を回転軸を中心に回転させ、当該回転磁石の回転角を検出する。回転角センサモジュール４００は、回転角センサ１００と、回転磁石４１０と、回転軸４１２と、モーター４２０とを備える。
【００１２】
回転角センサ１００は、当該センサの近傍において回転軸を中心に回転する回転磁石の回転角を非接触で検出する。回転角センサ１００は、基板１０と、第１ホール素子対１１０と、第２ホール素子対１２０と、磁気収束板１３０と、を備える。
【００１３】
基板１０は、シリコン等の半導体によって形成され、半導体回路および半導体素子等を含む。基板１０は、ＩＣチップであってよく、この場合、端子を備え、外部の基板、回路、および配線等と電気的に接続される。図１において、基板１０の一方の表面を、Ｘ軸およびＹ軸を有するＸＹ面とし、ＸＹ面に垂直な軸をＺ軸とした。即ち、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は互いに直交する座標系である。
【００１４】
第１ホール素子対１１０は、基板１０上に形成され、当該基板１０に形成された回路等と接続される。第１ホール素子対１１０は、一例として、第１方向に配置される。ここで、本実施形態における第１方向は、図１におけるＸ軸方向（第１の軸）である。第１ホール素子対１１０は、第１ホール素子１１２と第２ホール素子１１４とを有し、Ｘ軸に平行に（例えばＸ軸上に）当該２つのホール素子が配置される。
【００１５】
第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、一例として、Ｘ軸方向に電流を流すとＺ軸方向に入力する磁場に応じたＹ軸方向の起電力（ホール効果）を発生させる素子である。第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、半導体等で形成されてよい。
【００１６】
第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、一例として、基板１０上において、Ｙ軸に対して線対称に配置される。これに代えて、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、基板１０上において、原点に対して点対称に配置されてもよい。本実施例において、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４がＹ軸に対して線対称に配置される例を説明する。
【００１７】
第２ホール素子対１２０は、第１ホール素子対１１０と同様に、基板１０上に形成され、当該基板１０に形成された回路等と接続される。第２ホール素子対１２０は、一例として、第２方向に配置される。ここで、本実施形態における第２方向は、図１におけるＹ軸方向（第２の軸）である。また、第３方向は、図１におけるＺ軸方向（第３の軸）である。第２ホール素子対１２０は、第３ホール素子１２２と第４ホール素子１２４とを有し、Ｙ軸に平行に（例えばＹ軸上に）当該２つのホール素子が配置される。
【００１８】
第３ホール素子１２２および第４ホール素子１２４は、一例として、Ｙ軸方向に電流を流すとＺ軸方向に入力する磁場に応じたＸ軸方向の起電力（ホール効果）を生じさせる素子である。第３ホール素子１２２および第４ホール素子１２４は、一例として、基板１０上において、Ｘ軸に対して線対称に配置される。これに代えて、第３ホール素子１２２および第４ホール素子１２４は、基板１０上において、原点に対して点対称に配置されてもよい。本実施例において、第３ホール素子１２２および第４ホール素子１２４がＸ軸に対して線対称に配置される例を説明する。
【００１９】
以上の第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０は、オフセット出力をキャンセルすべく、Ｘ軸方向の通電およびＹ軸方向の通電をそれぞれ交互に実行されてもよい。このようなオフセットのキャンセル方法は、非特許文献５に記載されているように、スピニングカレント法として知られている。
【００２０】
磁気収束板１３０は、複数のホール素子と回転磁石との間に設けられる。即ち、磁気収束板１３０は、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０の上方に配置され、回転角センサ１００に入力する磁場を曲げる。磁気収束板１３０は、磁性材料等で形成され、例えば、Ｘ軸方向および／またはＹ軸方向の磁場を、Ｚ軸方向の成分が発生するように曲げ、Ｚ軸方向に感度を有する第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０に入力させる。磁気収束板１３０は、基板１０の上面に形成されてよく、これに代えて、基板１０の上方に、絶縁層等を介して形成されてもよい。
【００２１】
以上の回転角センサ１００は、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０からの出力信号（ホール起電力）を外部に出力する。ここで、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０からの出力信号は、回転磁石の回転角に応じて出力される。当該出力信号について、図２を用いて説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態に係る第１ホール素子対１１０が第１方向の磁界を検出する場合の一例を示す。図２において、水平方向（紙面の横方向）をＸ軸、垂直方向（紙面の縦方向）をＺ軸方向とする。
【００２３】
ここで、回転角センサ１００に入力する磁場ベクトルＨ（ＨＸ，ＨＹ，ＨＺ）が、磁気収束板１３０で曲げられ、第１ホール素子１１２に入力する磁束密度ベクトルＢ（Ｈａｌｌ，Ｘ１）は、第１ホール素子１１２の位置における透磁率Ｍｕ（Ｈａｌｌ，Ｘ１）を用いて、次式で示される。ここで、透磁率Ｍｕ（Ｈａｌｌ，Ｘ１）は、２階のテンソル（３行３列の行列）となる。
【数１】
2016102659.tif 000003
【００２４】
同様に、第２ホール素子１１４に入力する磁束密度ベクトルＢ（Ｈａｌｌ，Ｘ２）は、第２ホール素子１１４の位置における透磁率Ｍｕ（Ｈａｌｌ，Ｘ２）を用いて、次式で示される。
【数２】
2016102659.tif 000004
【００２５】
第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、Ｚ軸方向の磁場を検出する。したがって、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、次式で示すように、磁気収束板１３０で曲げられたＺ軸方向の磁束密度ＢＺを検出することになる。
【数３】
2016102659.tif 000005
【００２６】
ここで、図２に示すように、回転角センサ１００の上方に＋Ｘ軸方向の磁場ベクトルＨｉｎ（ＨＸ，０，０）が入力する例を説明する。磁気収束板１３０は、一例として、図中の磁束密度ベクトルＢのように、入力した磁場を曲げ、第１ホール素子１１２に＋Ｚ軸方向の磁束を入力させる。
【００２７】
また、磁性材料等で形成された磁気収束板１３０の透磁率は、空気の透磁率と比較して値が高くなるので、空気中の磁束密度と比較して、当該磁気収束板１３０内の磁束密度は高くなる。例えば、第１ホール素子１１２の位置におけるＺ軸方向の磁束密度は、次式で示すように、入力磁場ＨＺに空気の透磁率μを乗じて得られる磁束密度に比較して、略１．４倍程度高くなる。
【数４】
2016102659.tif 000006
【００２８】
同様に、磁気収束板１３０は、一例として、第２ホール素子１１４に−Ｚ軸方向の磁束を発生させ、第２ホール素子１１４の位置におけるＺ軸方向の磁束密度は、次式で示される。
【数５】
2016102659.tif 000007
【００２９】
第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、このようにＺ軸方向に入力する磁束密度に応じて、ホール起電力を発生させる。ここで、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４が略同一形状、略同一材料で形成される場合、それぞれの磁気感度は略等しくなる。また、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４に入力する磁束密度は互いに逆向きとなるので、発生するそれぞれのホール起電力は正負の符号が異なる。
【００３０】
そこで、当該磁気感度をＳとすると、第１ホール素子対１１０のホール起電力信号ＶＸを、第１ホール素子１１２のホール起電力Ｖｓｉｇ（Ｈａｌｌ，Ｘ１）および第２ホール素子１１４のホール起電力Ｖｓｉｇ（Ｈａｌｌ，Ｘ２）の差分である次式のように定めることができる。
【数６】
2016102659.tif 000008
【００３１】
このように、回転角センサ１００は、ホール起電力信号ＶＸを算出することで、Ｘ軸方向に入力される磁場ベクトルＨｉｎ（ＨＸ，０，０）に応じたホール起電力を出力することができる。また、ホール起電力信号ＶＸを、各ホール素子のホール起電力の差分としたので、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４に同一方向（＋Ｚ軸方向または−Ｚ軸方向）で、かつ、絶対値が略同一の磁場によって生じるホール起電力は、相殺されて略零となる。
【００３２】
即ち、回転角センサ１００は、ホール起電力信号ＶＸを算出することで、ＸＺ面に平行な方向の磁場ベクトルＨＸＺ（ＨＸ，０，ＨＺ）が入力しても、Ｘ軸方向の磁場ベクトルの成分ＨＸ（ＨＸ，０，０）に応じたホール起電力を算出することができる。また、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、Ｙ軸方向の磁場には感度がなく、また、磁気収束板１３０は、理想的にはＹ軸方向の磁場をＺ軸方向には変換しない。したがって、回転角センサ１００は、ホール起電力信号ＶＸを算出することで、直交する３つの各成分が零ではない（任意の方向の）磁場ベクトルＨＸＹＺ（ＨＸ，ＨＹ，ＨＺ）が入力しても、Ｘ軸方向の磁場ベクトルの成分ＨＸ（ＨＸ，０，０）に応じたホール起電力を検出することができる。
【００３３】
同様に、Ｙ軸方向に配列した第２ホール素子対１２０は、Ｙ軸方向の磁場を算出することができる。即ち、回転角センサ１００は、第２ホール素子対１２０を用いて、次式のホール起電力信号ＶＹを算出することで、磁場ベクトルＨＸＹＺ（ＨＸ，ＨＹ，ＨＺ）が入力しても、Ｙ軸方向の磁場ベクトルの成分ＨＹ（０，ＨＹ，０）に応じたホール起電力を算出することができる。
【数７】
2016102659.tif 000009
【００３４】
また、同様に、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４は、Ｚ軸方向に入力する磁束密度に応じて、ホール起電力が発生する。そして、第１ホール素子対１１０のホール起電力信号ＶＺを、第１ホール素子１１２のホール起電力Ｖｓｉｇ（Ｈａｌｌ，Ｘ１）および第２ホール素子１１４のホール起電力Ｖｓｉｇ（Ｈａｌｌ，Ｘ２）の和として算出してもよい。本実施形態の回転角センサ１００は、ホール起電力信号ＶＸおよびＶＹを出力する例を説明し、ホール起電力信号ＶＺについては省略するが、回転角センサ１００は、当該ホール起電力信号ＶＺについても、ホール起電力信号ＶＸおよびＶＹと同様に出力してもよい。
【００３５】
以上のように、回転角センサ１００は、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０の出力信号に基づき、入力する磁場ベクトルＨＸＹＺ（ＨＸ，ＨＹ，ＨＺ）のＸ軸成分ＨＸ（ＨＸ，０，０）およびＹ軸成分ＨＹ（０，ＨＹ，０）に対応するホール起電力信号ＶＸおよびＶＹを出力する。即ち、回転角センサ１００は、ＸＹ面と水平な方向の磁場に対応するホール起電力を、Ｘ軸成分およびＹ軸成分に分解して算出することができる。
【００３６】
回転角センサ１００は、例えば、回転軸をＺ軸と平行にした回転磁石の、ＸＹ面と平行な面における回転による磁場を検出して、回転角に応じたホール起電力信号を出力することができる。ここで、回転角センサ１００は、一例として、次式で示されるホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）を出力する。ここで、ＡｘおよびＡｙは各信号の振幅値、θは回転磁石の回転角である。なお、次式のホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）は、誤差およびオフセット等が略零の理想的な場合の信号を示す。
（数８）
ＶＸ（θ）＝Ａｘ・ｃｏｓ（θ）
ＶＹ（θ）＝Ａｙ・ｓｉｎ（θ）
【００３７】
以上のホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）を用いて、回転磁石の回転角θに対応する角度信号φ（θ）は、一例として、次式により算出することができる。
（数９）
φ（θ）＝ｔａｎ−１｛ＶＹ（θ）／ＶＸ（θ）｝
【００３８】
ここで、回転角センサ１００は、ＸＹ面と平行な面における磁場を検出することを説明したが、他の面における磁場の変化を検出してもよい。回転角センサ１００は、Ｚ軸方向の磁場を検出することもできるので、例えば、回転軸をＹ軸と平行にした回転磁石の、ＸＺ面と平行な面における回転による磁場を検出して、回転角θに応じたホール起電力信号を出力することができる。回転角センサ１００は、同様に、回転軸をＸ軸と平行にした回転磁石の、ＹＺ面と平行な面における回転による磁場を検出して、回転角θに応じたホール起電力信号を出力することもできる。
【００３９】
また、回転角センサ１００は、ＸＹＺ軸の三次元の磁場を検出することができるので、ＸＹＺ軸で表現できる面における回転による磁場を検出して、回転角θに応じたホール起電力信号を出力することができる。本実施形態の回転角センサ１００は、（数８）式で示されるホール起電力信号を出力する例を説明する。
【００４０】
図３は、本実施形態に係るサーボループ回路２０の構成例を複数のホールセンサ２００と共に示す。サーボループ回路２０は、角度誤差信号ε（＝φ（θ）−θ）を低減させるように閉ループ処理を実行して、回転角センサ１００の角度信号φ（θ）を検出する。即ち、サーボループ回路２０は、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０からホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）を受け取り、ホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）に応じた角度信号φ（θ）を出力する。また、サーボループ回路２０は、ホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）に応じた振幅信号Ａ（φ）を出力する。
【００４１】
ここで、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０からのホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）は、ＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される。本実施形態において、ホール素子対とＡＤ変換器の組み合わせを含む回路構成をホールセンサ２００とする。例えば、第１ホール素子対１１０とΔΣＡＤ変換部２４０の組み合わせを含む回路構成が１つのホールセンサ２００であり、第２ホール素子対１２０とΔΣＡＤ変換部２４０の組み合わせを含む回路構成も１つのホールセンサ２００である。即ち、サーボループ回路２０は、複数のホールセンサ２００に接続され、それぞれのホールセンサ２００が出力するデジタル信号を取得する。
【００４２】
また、複数のホールセンサ２００およびサーボループ回路２０は、基板１０に形成されてよい。これに代えて、回路の少なくとも一部は、基板１０とは異なる基板に形成されてもよく、この場合、基板１０および異なる基板とは電気的に接続され、回転角センサ１００を構成する。即ち、本実施形態の回転角センサ１００は、複数のホールセンサ２００と、サーボループ回路２０とを備えることになる。
【００４３】
サーボループ回路２０は、複数のホールセンサ２００が出力する複数の１ビットΔΣ変調信号を入力し、回転磁石の回転角度に応じた角度信号を出力する。ホールセンサ２００の動作については、後述する。サーボループ回路２０は、乗算部３０、積算部４０、積算部４２、位相補償部５０、および記憶部６０を備える。
【００４４】
乗算部３０は、複数のホールセンサ２００に接続され、ホールセンサ２００からそれぞれ受けとった信号と周期信号とを乗算して乗算結果を出力する。乗算部３０は、例えば、デジタル信号ＶＸに正弦波信号ｓｉｎ（φ）を乗算する。また、乗算部３０は、デジタル信号ＶＹに余弦波信号ｃｏｓ（φ）を乗算する。乗算部３０は、次式で示すように、２つの乗算結果の差分を角度誤差信号εとして出力する。ここで、ホールセンサ２００内部の増幅度を１とした。
（数１０）
ε＝−ｓｉｎ（φ）・ＶＸ＋ｃｏｓ（φ）・ＶＹ
【００４５】
ホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）が理想的な信号の場合、角度誤差信号εは次のように表される。ここで、振幅信号Ａ＝Ａｘ＝Ａｙとした。
（数１１）
ε＝−Ａ・ｓｉｎ（φ）・ｃｏｓ（θ）＋Ａ・ｃｏｓ（φ）・ｓｉｎ（θ）
＝Ａ・ｓｉｎ（θ−φ）
【００４６】
乗算部３０は、算出した角度誤差信号εを積算部４０に供給する。積算部４０は、乗算部３０に接続され、受け取った角度誤差信号εを積算し、積算した角度誤差信号εを位相補償部５０に供給する。
【００４７】
位相補償部５０は、積算部４０に接続され、閉ループ回路の位相安定性を確保する様に位相補償を行う。図３に示すサーボループ回路２０は、一例として、閉ループ回路のなかに２つの積算部（時間積分）を備えたことを特徴とする、所謂、２型サーボ回路であることから、位相補償部５０の出力は角度φの時間微分である角速度信号となる。位相補償部５０は、角速度信号を積算部４２に供給する。
【００４８】
積算部４２は、位相補償部５０に接続され、受け取った角速度信号を積算して角度信号φを生成する。積算部４２は、一例として、ＤＣＯ（Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路とＤＣＯの出力信号に対してアップカウント／ダウンカウント動作を行うアップダウンカウンターから構成される回路であってもよい。
【００４９】
記憶部６０は、複数の角度信号φに対応する正弦波信号ｓｉｎ（φ）および余弦波信号ｃｏｓ（φ）を予めそれぞれ記憶する。記憶部６０は、積算部４２に接続され、受け取った角度信号φに対応する正弦波信号ｓｉｎ（φ）および余弦波信号ｃｏｓ（φ）を、乗算部３０に供給する。即ち、記憶部６０は、取得した角度信号φに応じて、対応する正弦波信号ｓｉｎ（φ）および余弦波信号ｃｏｓ（φ）を乗算部３０にフィードバックする。
【００５０】
以上の本実施形態のサーボループ回路２０は、乗算部３０から位相補償部５０および記憶部６０を経たフィードバックループにより、θにより近づけた角度信号φを積算部４２から出力させる。
【００５１】
以上のように、本実施形態のサーボループ回路２０は、ホールセンサ２００から供給されるホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）のデジタル信号に応じて、角度信号φ（θ）を出力する。そして、サーボループ回路２０は、ホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）が理想的な信号の場合、回転磁石の回転角θと略同一な角度信号φ（θ）を出力することができる。また、サーボループ回路２０は、ホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）が理想からずれている場合は、回転角θとは異なる角度信号φ（θ）を出力する（即ち、角度非線形性誤差（φ（θ）−θ）が非零となる）。
【００５２】
このような角度非線形性誤差は、ホールセンサ２００のオフセットに起因する。ホールセンサ２００のオフセットは、回転角センサ１００の製造段階および出荷段階で計測することができるので、システム等に搭載する前に予め計測し、校正および補正等を実行することが好ましい。
【００５３】
また、当該オフセットは、温度依存性および経時変化を有するので、当該角度非線形性誤差も周囲温度および時間に応じて変動する。回転角センサ１００の劣化、および経時変化等は、製造段階および出荷段階においては予測することが困難なので、当該回転角センサ１００がシステム等に搭載された状態であっても、オフセットの変動を検出して校正および補正等を実行できることが望ましい。
【００５４】
そこで、本実施形態のホールセンサ２００は、システム等に搭載された状態においても、オフセットを低減させる。なお、本実施形態において、ホール素子に起因するオフセットを素子オフセットとし、電子回路に起因するオフセットを回路オフセットとする。また、特に断り無く単にオフセットとした場合は、両者が合成されたオフセットを示す。
【００５５】
図４は、本実施形態に係るホールセンサ２００の構成例を示す。ホールセンサ２００は、既知のチョッパー方式のオフセットキャンセル方法により、センサのオフセットを低減させつつ、当該オフセットキャンセル方法で低減しきれない残留オフセットを更に低減させる。ホールセンサ２００は、ホール素子と、駆動回路２１０と、増幅部２２０と、復調回路２３０と、ΔΣＡＤ変換部２４０と、フィルタ部２５０と、第１記憶部２６０と、オフセット調整信号生成部２７０と、第１クロック発生部２８０と、第２クロック発生部２９０と、を備える。
【００５６】
本実施形態において、ホールセンサ２００は、ホール素子として第１ホール素子対１１０を備える例を説明する。第１ホール素子対１１０は、駆動回路２１０に接続される。
【００５７】
駆動回路２１０は、第１ホール素子対１１０が有するホール素子をそれぞれ駆動する。また、駆動回路２１０は、ホール素子の通電方向を切り替えて駆動する。即ち、駆動回路２１０は、第１ホール素子対１１０が有する第１ホール素子１１２と第２ホール素子１１４に流れる電流の向きを互いに略９０°異なる方向に駆動してそれぞれ駆動する。駆動回路２１０は、駆動電流源と複数のスイッチ回路を有してよい。
【００５８】
駆動回路２１０は、例えば、クロック周期の一方の半周期（Ｐｈｉ１）において、＋Ｘ軸方向と略平行な方向の電流を第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４にそれぞれ流し、クロック周期の他方の半周期（Ｐｈｉ２）において、＋Ｙ軸方向と略平行な方向（略９０°異なる方向）の電流を第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４にそれぞれ流すように駆動する。
【００５９】
図４は、位相Ｐｈｉ１およびＰｈｉ２にしたがって、駆動回路２１０が駆動電流を０°および９０°を切り換える例を示す。駆動回路２１０は、第１ホール素子１１２および第２ホール素子１１４がそれぞれ有する４つの端子のうちの２つの端子のそれぞれの電圧を差動信号Ｖｈａｌｌ＋およびＶｈａｌｌ−として出力する。ここで、差動電圧を表記するために記号Ｖｈａｌｌを用いることにし、差動電圧を構成する２つの信号をＶｈａｌｌ＋、Ｖｈａｌｌ−で表すことにする。
【００６０】
差動信号Ｖｈａｌｌ＋、Ｖｈａｌｌ−の符号の取り方としては、例えば、増幅部２２０を構成するオペアンプの非反転入力端子に入力される信号をＶｈａｌｌ＋とし、反転入力端子に入力される信号をＶｈａｌｌ−としてもよい。
【００６１】
これに代えて、駆動回路２１０は、第１ホール素子１１２のＹ軸方向と平行な２つの端子の間の電圧差と、第２ホール素子１１４のＹ軸方向と平行な２つの端子の間の電圧差との差分（即ち、位相Ｐｈｉ１における（数６）式のホール起電力信号ＶＸ）を、差動信号Ｖｈａｌｌ＋−Ｖｈａｌｌ−として出力してもよい。また、駆動回路２１０は、第１ホール素子１１２のＸ軸方向と平行な２つの端子の間の電圧差と、第２ホール素子１１４のＸ軸方向と平行な２つの端子の間の電圧差との差分（即ち、位相Ｐｈｉ２における（数６）式のホール起電力信号ＶＸ）を、差動信号Ｖｈａｌｌ＋−Ｖｈａｌｌ−として出力してよい。駆動回路２１０は、差動信号Ｖｈａｌｌ＋およびＶｈａｌｌ−を増幅部２２０に供給する。
【００６２】
増幅部２２０は、駆動回路２１０に接続され、受けとった差動信号Ｖｈａｌｌを増幅する。増幅部２２０は、増幅した信号Ｖｍｏｄを、復調回路２３０に供給する。
【００６３】
復調回路２３０は、増幅部２２０に接続され、受けとった信号Ｖｍｏｄをクロック位相Ｐｈｉ１およびＰｈｉ２にしたがって、符号反転（極性反転）した信号Ｖｄｍｏｄを生成する。復調回路２３０は、複数のスイッチ回路を有してよい。復調回路２３０は、生成した信号ＶｄｍｏｄをΔΣＡＤ変換部２４０に供給する。
【００６４】
ΔΣＡＤ変換部２４０は、ホール素子のホール起電力に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換する。ΔΣＡＤ変換部２４０は、ΔΣ型のＡＤ変換回路でよく、復調回路２３０に接続され、受けとった信号Ｖｄｍｏｄを、デジタル信号に変換する。ΔΣＡＤ変換部２４０は、一例として、１ビットΔΣ変調信号をデジタル信号として出力する。ΔΣＡＤ変換部２４０は、変換部２４２と、第１基準電圧源２４４と、第２基準電圧源２４６と、調整電圧供給部２４８とを有する。
【００６５】
変換部２４２は、信号Ｖｄｍｏｄを１ビットデジタル信号ΔΣ（Ｖｄｍｏｄ）に変換する。変換部２４２は、１ビットデジタル信号ΔΣ（Ｖｄｍｏｄ）を、ΔΣＡＤ変換部２４０の外部に出力する。変換部２４２については、後述する。
【００６６】
第１基準電圧源２４４は、予め定められた第１基準電圧を出力する。第２基準電圧源２４６は、予め定められた第２基準電圧を出力する。一例として、第１基準電圧は、プラス側の電圧の基準電圧Ｖｒｅｆ＋であり、第２基準電圧は、マイナス側の基準電圧Ｖｒｅｆ−である。第１基準電圧源２４４および第２基準電圧源２４６は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋および第２基準電圧Ｖｒｅｆ−をそれぞれ、変換部２４２および調整電圧供給部２４８に供給する。
【００６７】
調整電圧供給部２４８は、変換部２４２に接続され、変換部２４２に入力するアナログ信号を調整する調整電圧を変換部２４２に供給する。調整電圧供給部２４８は、第１基準電圧源２４４、第２基準電圧源２４６、および参照電圧に接続され、第１基準電圧、第２基準電圧、および参照電圧のうち、いずれか１つに基づく電圧を調整電圧として変換部２４２に供給する。ここで、参照電圧は、グラウンド電圧でよく、一例として、０Ｖである。調整電圧供給部２４８については、変換部２４２と共に後述する。
【００６８】
以上のΔΣＡＤ変換部２４０は、第１基準電圧、第２基準電圧、および調整電圧に基づき、アナログ信号をデジタル信号に変換する。図４において、ΔΣＡＤ変換部２４０は、第１基準電圧源２４４および第２基準電圧源２４６を有する例を説明したが、これに代えて、ΔΣＡＤ変換部２４０は、外部から第１基準電圧および第２基準電圧が供給されてもよい。ΔΣＡＤ変換部２４０は、外部から供給されるサンプリングクロックに応じて動作する。
【００６９】
フィルタ部２５０は、ΔΣＡＤ変換部２４０に接続され、１ビットデジタル信号ΔΣ（Ｖｄｍｏｄ）をダウンサンプリングして平均化し、高速１ビット信号を低速多ビット信号に変換する。フィルタ部２５０は、一例として、２．０４８ＭＨｚの１ビットデジタル信号ΔΣ（Ｖｄｍｏｄ）を、１ｋＨｚの１２ビットデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）に変換する（この場合、デシメーション周期は２０４８に相当する）。即ち、この場合、アナログ信号Ｖｄｍｏｄは、基準電圧Ｖｒｅｆ１を基準としてデジタル化され、次式で示すように、−２０４８から＋２０４７の範囲の値をとる符号付きデジタル信号（２の補数）となる。
【数１２】
2016102659.tif 000010
【００７０】
フィルタ部２５０は、デジタルフィルタでよく、一例として、デジメーションフィルタである。フィルタ部２５０は、変換したデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）をホールセンサ２００の外部に出力する。また、フィルタ部２５０は、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）を第１記憶部２６０に供給する。
【００７１】
第１記憶部２６０は、ホールセンサ２００のオフセットを調整するオフセット調整量を記憶する。第１記憶部２６０は、フィルタ部２５０に接続され、受けとったデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）をオフセット調整量として記憶する。第１記憶部２６０は、ホールセンサ２００内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してよい。第１記憶部２６０は、不揮発性メモリを有してよい。
【００７２】
オフセット調整信号生成部２７０は、オフセット調整量に応じたパルス密度のオフセット調整信号を生成する。オフセット調整信号生成部２７０は、第１記憶部２６０に接続され、記憶されたオフセット調整量を取得する。また、オフセット調整信号生成部２７０は、ΔΣＡＤ変換部２４０に接続され、取得したオフセット調整量に基づくオフセット調整信号を、ΔΣＡＤ変換部２４０に供給する。オフセット調整信号生成部２７０は、一例として、オフセット調整量に応じたパルス幅（即ち、デューティ）のオフセット調整信号を、ΔΣＡＤ変換部２４０に供給する。
【００７３】
第１クロック発生部２８０は、予め定められた第１クロック信号を発生させ、駆動回路２１０から復調回路２３０に供給する。第１クロック発生部２８０は、一例として、数十ｋＨｚの周波数のクロック信号を第１クロック信号として発生させる。ここで、第１クロック信号は、クロック位相Ｐｈｉ１およびＰｈｉ２を有し、当該クロック位相Ｐｈｉ１およびＰｈｉ２がハイ電圧またはロー電圧となる期間を交互に繰り返す。第１クロック発生部２８０は、第１クロック信号をスピニングカレントクロックとして発生させ、駆動回路２１０から復調回路２３０に供給する。
【００７４】
第２クロック発生部２９０は、予め定められた第２クロック信号を発生させ、ΔΣＡＤ変換部２４０にサンプリングクロックとして供給する。第２クロック発生部２９０は、第１クロック信号よりも高い周波数の第２クロック信号を発生させる。第２クロック発生部２９０は、一例として、２．０４８ＭＨｚの周波数の第２クロック信号を発生させる。ここで、第２クロック信号は、クロック位相φ１およびφ２を有し、当該クロック位相φ１およびφ２がハイ電圧またはロー電圧となる期間を交互に繰り返す。また、第２クロック発生部２９０は、フィルタ部２５０、第１記憶部２６０、オフセット調整信号生成部２７０等の他のデジタル回路に第２クロック信号を供給してよい。
【００７５】
以上の本実施形態に係るホールセンサ２００は、オフセット調整信号生成部２７０が供給するオフセット調整信号に応じて、アナログ信号を調整してデジタル信号に変換する。ΔΣＡＤ変換部２４０のアナログ信号の調整について、図５を用いて説明する。
【００７６】
図５は、本実施形態に係る変換部２４２および調整電圧供給部２４８の構成例を示す。ΔΣＡＤ変換部２４０は、変換部２４２を用いて、第１基準電圧および第２基準電圧に基づき、入力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。また、ΔΣＡＤ変換部２４０は、変換部２４２および調整電圧供給部２４８を用い、オフセット調整信号に応じて、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋、第２基準電圧Ｖｒｅｆ−、および参照電圧Ｖｃｏｍのうち、いずれか１つに基づく電圧をアナログ信号にオフセット調整電圧として加算する。
【００７７】
図５において、復調回路２３０から供給されるアナログ信号をＶｄｍｏｄと示す。また、図５において、変換部２４２は、１次のΔΣ変調回路を構成する例を説明するが、これに限定されるものではなく、高次のΔΣ変調回路を構成してよい。
【００７８】
調整電圧供給部２４８は、オフセット調整信号生成部２７０からのオフセット調整信号に応じて、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋、第２基準電圧Ｖｒｅｆ−、および参照電圧Ｖｃｏｍのうち、いずれか１つの電圧を調整電圧として変換部２４２に供給する。即ち、調整電圧供給部２４８は、３入力１出力のスイッチ回路を有してよい。この場合、オフセット調整信号生成部２７０は当該スイッチ回路を切り換えるスイッチ切換用のオフセット調整信号を供給する。調整電圧供給部２４８は、一例として、オフセット調整信号がハイ電圧（またはロー電圧）となる期間において、オフセット調整信号に応じた電圧を変換部２４２に供給する。図５は、調整電圧供給部２４８が第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋を変換部２４２に供給する例を示す。
【００７９】
なお、図５において、調整電圧供給部２４８は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋、第２基準電圧Ｖｒｅｆ−、および参照電圧Ｖｃｏｍのうち、いずれか１つの電圧を変換部２４２に供給する例を説明した。これに代えて、調整電圧供給部２４８は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋、第２基準電圧Ｖｒｅｆ−、および参照電圧Ｖｃｏｍのうち、いずれか１つの電圧を定数倍した電圧を変換部２４２に供給してもよい。この場合、調整電圧供給部２４８は、分圧回路および／または増幅回路等を有してよい。
【００８０】
変換部２４２は、オフセット調整信号に応じて調整電圧供給部２４８から供給されるオフセット調整電圧を、復調回路２３０から供給されるアナログ信号Ｖｄｍｏｄに加算して調整してから、デジタル信号に変換する。変換部２４２は、第１積分部３１０と、第２積分部３２０と、第３積分部３３０と、比較部３４０と、選択部３５０と、第１スイッチ３５２と、第２スイッチ３５４と、第３スイッチ３５６と、第４スイッチ３５８とを含む。
【００８１】
第１積分部３１０は、復調回路２３０および第３積分部３３０の間に設けられ、第２クロック信号に応じて、復調回路２３０からのアナログ信号Ｖｄｍｏｄの受け取りと、第３積分部３３０へのアナログ信号Ｖｄｍｏｄの供給とを繰り返す。第１積分部３１０は、容量回路３１２およびスイッチ回路３１４を含むスイッチトキャパシタ回路である。ここで、スイッチ回路３１４は、第２クロック信号に応じて、容量回路３１２の一端を参照電圧Ｖｃｏｍに接続するか否かを切り換える。
【００８２】
第２積分部３２０は、調整電圧供給部２４８および第３積分部３３０の間に設けられ、第２クロック信号に応じて、調整電圧供給部２４８からのオフセット調整電圧の受け取りと、第３積分部３３０へのオフセット調整電圧の供給とを繰り返す。第２積分部３２０は、容量回路３２２およびスイッチ回路３２４を含むスイッチトキャパシタ回路である。ここで、スイッチ回路３２４は、第２クロック信号に応じて、容量回路３２２の一端を参照電圧Ｖｃｏｍに接続するか否かを切り換える。
【００８３】
第３積分部３３０は、第１積分部３１０および第２積分部３２０に接続され、アナログ信号Ｖｄｍｏｄおよびオフセット調整電圧の合成信号を受けとる。第３積分部３３０は、増幅回路３３２と容量回路３３４とを含む積分回路でよく、受けとった合成信号の積分信号を比較部３４０に供給する。
【００８４】
比較部３４０は、第３積分部３３０に接続され、受けとった積分信号と参照信号とを比較して比較結果（ハイ電圧またはロー電圧）である１ビット信号を出力する。比較部３４０は、コンパレータを含んでよい。比較部３４０は、比較結果を１ビットデジタル信号ΔΣ（Ｖｄｍｏｄ）としてフィルタ部２５０および選択部３５０に供給する。
【００８５】
選択部３５０は、第１基準電圧源２４４、第２基準電圧源２４６、および比較部３４０に接続され、受けとった比較結果に応じて、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋および第２基準電圧Ｖｒｅｆ−のいずれか一方の電圧を選択する。また、選択部３５０は、第１積分部３１０および第２積分部３２０に接続され、選択した電圧を第１積分部３１０および第２積分部３２０にそれぞれ供給する。より詳しくは、選択部３５０は、容量回路３１２の他端および容量回路３２２の他端に、選択した電圧を供給する。選択部３５０は、２入力１出力のスイッチ回路を含んでよい。図５は、選択部３５０が第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋を選択した例を示す。
【００８６】
第１スイッチ３５２は、復調回路２３０および第１積分部３１０の間に設けられ、第２クロック信号に応じて、復調回路２３０と第１積分部３１０とを電気的に接続するか否かを切り換える。第２スイッチ３５４は、調整電圧供給部２４８および第２積分部３２０の間に設けられ、第２クロック信号に応じて、調整電圧供給部２４８と第２積分部３２０とを電気的に接続するか否かを切り換える。
【００８７】
第３スイッチ３５６は、第１積分部３１０および第２積分部３２０と第３積分部３３０との間に設けられ、第２クロック信号に応じて、第１積分部３１０および第２積分部３２０と第３積分部３３０とを電気的に接続するか否かを切り換える。第４スイッチ３５８は、第１積分部３１０および第２積分部３２０と選択部３５０との間に設けられ、第２クロック信号に応じて、第１積分部３１０および第２積分部３２０と選択部３５０とを電気的に接続するか否かを切り換える。
【００８８】
図５は、スイッチ回路３１４、スイッチ回路３２４、第１スイッチ３５２、および第２スイッチ３５４が、第２クロック信号の位相φ１がハイ電圧（位相φ２がロー電圧）の場合に、電気的な接続をオンにし、位相φ１がロー電圧（位相φ２がハイ電圧）の場合に、電気的な接続を切断（オフに）する例を示す。この場合、第３スイッチ３５６、および第４スイッチ３５８は、第２クロック信号の位相φ１がロー電圧（位相φ２がハイ電圧）の場合に、電気的な接続をオンにし、位相φ１がハイ電圧（位相φ２がロー電圧）の場合に、電気的な接続を切断（オフに）する。図５は、第２クロック信号の位相φ１がハイ電圧の場合の例を示す。
【００８９】
以上の本実施形態に係る変換部２４２は、第２クロック信号の位相φ１がハイ電圧の場合に、復調回路２３０からのアナログ信号Ｖｄｍｏｄを第１積分部３１０に供給する。また、変換部２４２は、第２クロック信号の位相φ２がハイ電圧の場合に、第１積分部３１０が受けとったアナログ信号Ｖｄｍｏｄを第３積分部３３０に供給し、当該アナログ信号Ｖｄｍｏｄをデジタル信号に変換した１ビットデジタル信号を出力する。なお、変換部２４２は、第２クロック信号の位相φ２がハイ電圧の場合に、選択部３５０が選択した第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋および第２基準電圧Ｖｒｅｆ−の一方を容量回路３１２の他端に供給する。
【００９０】
即ち、変換部２４２は、前回変換した１ビットデジタル信号に応じた基準電圧をアナログ信号Ｖｄｍｏｄから減算する。例えば、変換部２４２は、前回変換した１ビットデジタル信号が１（ハイ電圧）の場合、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋を減算し、前回変換した１ビットデジタル信号が０（ロー電圧）の場合、第２基準電圧Ｖｒｅｆ−を減算する。このように、変換部２４２は、第１積分部３１０、第３積分部３３０、比較部３４０、選択部３５０、第１スイッチ３５２、第３スイッチ３５６、および第４スイッチ３５８を用いて、入力するアナログ信号ＶｄｍｏｄをΔΣＡＤ変換する。
【００９１】
これに加え、変換部２４２は、第２クロック信号の位相φ１がハイ電圧の場合に、調整電圧供給部２４８から供給される調整電圧を第２積分部３２０に供給する。また、変換部２４２は、第２クロック信号の位相φ２がハイ電圧の場合に、第２積分部３２０が受けとった調整電圧を第３積分部３３０に供給する。即ち、変換部２４２は、第２クロック信号の位相φ２がハイ電圧の場合に、アナログ信号Ｖｄｍｏｄに調整電圧を加えたアナログ信号を第３積分部３３０に供給することになる。これによって、変換部２４２は、アナログ信号Ｖｄｍｏｄに調整電圧を加えたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
【００９２】
図６は、本実施形態に係るホールセンサ２００の各部における信号波形の一例を示す。図６の横軸は時間軸を示し、縦軸は信号電圧を示す。例えば、第１クロック発生部２８０が出力する第１クロック信号を、スピニングカレントクロックとして示す。図６は、クロック位相Ｐｈｉ１がロー電圧、Ｐｈｉ２がハイ電圧である例を示す。また、図６に示す波形は、当該第１クロック信号に同期した信号波形を示す。
【００９３】
また、復調回路２３０がΔΣＡＤ変換部２４０に供給する信号を、アナログ信号Ｖｄｍｏｄとして示す。ここで、ホールセンサ２００において、駆動回路２１０から復調回路２３０は、入力する磁界に応じてホール素子が出力する信号成分をベースバンド成分（ＤＣ成分）としつつ、当該ホール素子のＤＣオフセットをＡＣ変調する。そして、復調回路２３０は、ＤＣ成分およびＡＣ成分を、信号ＶｄｍｏｄとしてΔΣＡＤ変換部２４０に供給する。
【００９４】
即ち、復調回路２３０は、ホール素子からの出力信号を復調し、ホール素子のホール起電力に応じたアナログ信号を出力する。このような変調方式は、スピニングカレント法として既知であり、駆動回路２１０から復調回路２３０は、スピニングカレントクロックに応じてこのような変調方式を実行する。即ち、図６においてアナログ信号Ｖｄｍｏｄとして示した信号波形において、スピニングカレントクロックと同期して変動する成分は、ホール素子のＤＣオフセットＶｏｓの成分であり、信号波形のＤＣ成分がホール起電力の成分となる。
【００９５】
図７は、本実施形態に係るΔΣＡＤ変換部２４０のアナログ信号Ｖｄｍｏｄの周波数特性の一例を示す。図７の横軸は周波数を、縦軸は信号強度を示す。スピニングカレントクロックを数十ｋＨｚとすると、ホール素子のＤＣオフセットＶｏｓの成分は、当該数十ｋＨｚの信号成分となる。また、ホール素子のホール起電力の成分は、ベースバンド帯域の成分となる。
【００９６】
ここで、スピニングカレント法によって、ホール素子の素子オフセット成分が全て変調されて数十ｋＨｚの信号成分となれば、当該変調周波数成分はベースバンド帯域から分離することができるので、ホール素子の素子オフセット成分を除去することができる。また、ホール素子を駆動する回路に起因する回路オフセットも、スピニングカレントクロックで変調できる場合は、同様に除去することもできる。しかしながら、スイッチ回路のチャージインジェクションおよびクロック信号の切換に伴うスパイク等によって発生するオフセット成分は、スピニングカレントクロックでは変調されずに、ベースバンド帯域に残留オフセットとして生じてしまう。
【００９７】
そこで、本実施形態のホールセンサ２００は、駆動回路２１０から復調回路２３０の回路構成を用いて、スピニングカレント変調方式を実行してオフセットを低減させつつ、ΔΣＡＤ変換部２４０がアナログ信号に調整電圧を加えて残留オフセットを低減させる。また、ΔΣＡＤ変換部２４０は、残留オフセットを低減させたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００９８】
ΔΣＡＤ変換部２４０は、図６のサンプリングクロックで示される第２クロック信号に応じてサンプリング動作する。ここで、ΔΣＡＤ変換部２４０に入力するアナログ信号Ｖｄｍｏｄは、１μｓ程度のセトリング時間を有する場合がある。これは、駆動回路２１０から復調回路２３０の回路構成において、ノイズ等の折り返しがベースバンド帯域に混入することを回避すべく、例えば、増幅部２２０等の帯域特性を高域遮断特性とすることによって生じる。
【００９９】
そこで、ΔΣＡＤ変換部２４０は、駆動回路２１０が通電方向を切り替える周期の半分の期間（Ｐｈｉ１およびＰｈｉ２のそれぞれ）において、ホール起電力をサンプリングする第１期間と、ホール起電力をサンプリングしない第２期間とを有する。即ち、ΔΣＡＤ変換部２４０は、図６の第２期間で示すアナログ信号Ｖｄｍｏｄのセトリング待ち時間の間において、アナログ信号Ｖｄｍｏｄのサンプリングを停止する。そして、ΔΣＡＤ変換部２４０は、図６の第１期間で示すアナログ信号Ｖｄｍｏｄが安定した期間において、サンプリングを実行する。
【０１００】
そして、ΔΣＡＤ変換部２４０は、図６に示すオフセット調整信号に基づき、調整電圧をアナログ信号Ｖｄｍｏｄに加える。例えば、調整電圧供給部２４８は、オフセット調整信号がロー電圧の場合、参照電圧Ｖｃｏｍを調整電圧として変換部２４２に供給する。また、調整電圧供給部２４８は、オフセット調整信号がハイ電圧の場合、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋または第２基準電圧Ｖｒｅｆ−を調整電圧として変換部２４２に供給する。オフセット調整信号生成部２７０は、調整すべき電圧に応じた値およびデューティのオフセット調整信号を生成する。
【０１０１】
例えば、フィルタ部２５０のデシメーション周期が２０４８の場合において、オフセット調整信号生成部２７０は、当該周期の間の１回の変換部２４２のサンプリングに対して、調整電圧を第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋とし、その他の２０４７回のサンプリングに対して、調整電圧を参照電圧Ｖｃｏｍ（一例として、０Ｖ）としてよい。これによって、フィルタ部２５０が出力する１２ビットデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）において、＋Ｖｒｅｆ／２０４８［Ｖ］のオフセット調整ができる。このように、オフセット調整信号は、基準電圧に対して決まるデューティ値を持つパルス信号の形で生成されてよい。
【０１０２】
このように、本実施形態のΔΣＡＤ変換部２４０は、基準電圧Ｖｒｅｆの２０４８分の１（デシメーション周期の絶対値分の１）という高分解能でオフセット調整を実行することができる。また、ΔΣＡＤ変換部２４０は、第２基準電圧Ｖｒｅｆ−を調整電圧として供給することで、マイナス側のオフセット調整も高分解能で実行することができる。また、ΔΣＡＤ変換部２４０は、ＡＤ変換に用いる基準電圧を用いることで、オフセット調整を実行できるので、回路規模を縮小することができる。
【０１０３】
また、本実施形態のΔΣＡＤ変換部２４０は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋および第２基準電圧Ｖｒｅｆ−を調整電圧として供給する例を説明したが、これに代えて、第１基準電圧Ｖｒｅｆ＋および第２基準電圧Ｖｒｅｆ−の定数倍等の電圧を調整電圧として供給してもよい。例えば、ΔΣＡＤ変換部２４０は、Ｖｒｅｆ＋／ｍおよびＶｒｅｆ−／ｍ等の電圧値を調整電圧として供給することにより、基準電圧Ｖｒｅｆのｍ×２０４８分の１という、分解能を更にｍ倍に向上させることができる。このように、本実施形態のΔΣＡＤ変換部２４０は、一例として、基準電圧Ｖｒｅｆが１Ｖの場合、１ｍＶ以下の高い分解能で残留オフセットを調整することができる。
【０１０４】
以上のように、ホールセンサ２００は、アナログ信号Ｖｄｍｏｄに調整電圧を加え、当該ホールセンサ２００のオフセットを低減させる。特に、ホールセンサ２００は、スピニングカレント法によっても低減しきれない残留オフセットを低減させる。ホールセンサ２００の残留オフセットの低減動作について、図８を用いて説明する。
【０１０５】
図８は、本実施形態に係るホールセンサ２００の動作フローを示す。本実施形態において、ホールセンサ２００は、Ｓ５１０〜Ｓ５４０の処理を実行することにより、ホールセンサ２００のオフセットを調整して低減させる。
【０１０６】
まず、ホールセンサ２００を無磁場空間に設置する（Ｓ５１０）。即ち、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０に磁場が印加されない空間に、ホールセンサ２００を設置する。例えば、図１に示す回転角センサモジュール４００を組み立てる前のホールセンサ２００を、無磁場空間に設置する。また、図１に示す回転角センサモジュール４００において、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０に、磁場が印加されない程度に、回転磁石４１０を回転角センサ１００から離間させてもよい。また、磁場の印加を電源等で制御できる場合は、電源を制御して印加磁場を略零にする。
【０１０７】
次に、ホールセンサ２００により、無磁場空間における信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）を測定する（Ｓ５２０）。入力磁場が無いので、理想的にはホール素子からの出力は零となる。しかしながら、素子オフセットおよび駆動回路２１０等の回路オフセットが存在する場合、ΔΣＡＤ変換部２４０に入力するアナログ信号Ｖｄｍｏｄは非零となる。そこで、本実施形態に係るホールセンサ２００は、アナログ信号ＶｄｍｏｄをＡＤ変換して測定する。
【０１０８】
そして、ホールセンサ２００は、アナログ信号ＶｄｍｏｄをＡＤ変換してフィルタ部２５０から出力されるデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）が略零であるか否かを判定する（Ｓ５３０）。ホールセンサ２００は、例えば、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）が予め定められた値の範囲内であるか否かを判定する。ホールセンサ２００は、一例として、予め定められた閾値とデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）とを比較して、測定結果が略零であるか否かを判断してよい。ここで、予め定められた閾値は、ホールセンサ２００がオフセットを調整できる最小分解能と同程度の値でよい。
【０１０９】
ホールセンサ２００は、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）が閾値を超えている場合（Ｓ５３０：Ｎｏ）、当該デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）の値を調整すべきオフセット調整量として第１記憶部２６０に記憶する（Ｓ５４０）。第１記憶部２６０は、既にオフセット調整量が記憶されている場合は、当該オフセット調整量を更新する。第１記憶部２６０は、既に記憶されているオフセット調整量に、当該デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）の値を追加して更新してよい。
【０１１０】
オフセット調整信号生成部２７０は、オフセット調整量に応じたパルス密度（デューティ）のオフセット調整信号を生成して調整電圧供給部２４８に供給する。即ち、オフセット調整信号生成部２７０は、アナログ信号Ｖｄｍｏｄからオフセット調整量に相当する電圧を差し引くように、調整電圧供給部２４８から調整電圧を出力させるオフセット調整信号を生成する。
【０１１１】
ホールセンサ２００は、無磁場空間における信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）の測定に戻る（Ｓ５２０）。そして、ホールセンサ２００は、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）が予め定められた値の範囲内になるまで、オフセット調整量の調整を繰り返す。ホールセンサ２００は、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）が予め定められた値の範囲内になった場合（Ｓ５３０：Ｙｅｓ）、オフセットの調整を終了する。また、ホールセンサ２００は、予め定められた回数を超えて、オフセット調整量の調整を繰り返しても、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｄｍｏｄ）が予め定められた値の範囲内にない場合、オフセットの調整を終了して異常を通知してよい。
【０１１２】
以上のように、本実施形態に係るホールセンサ２００は、無磁場空間におけるアナログ信号Ｖｄｍｏｄの測定により、オフセット調整量を定め、当該オフセット調整量を低減する調整電圧をアナログ信号Ｖｄｍｏｄに加えることで、オフセットを低減することができる。これにより、ホールセンサ２００は、スピニングカレント法を用いても低減しきれない残留オフセットも低減させることができ、地磁気の検出、導体を流れる暗電流の検出、および回転磁石の回転角の検出等を、高精度かつ高分解能で実行することができる。
【０１１３】
なお、図８で説明したホールセンサ２００の動作は、ホールセンサ２００内部に設けられた制御部等によって制御されてよい。この場合、ホールセンサ２００は、ホールセンサのオフセットを調整するオフセット調整装置として機能する。これに代えて、ホールセンサ２００は、外部の制御装置等に接続され、当該外部の制御装置がホールセンサ２００の動作を制御してもよい。この場合、当該外部の制御装置は、ホールセンサのオフセットを調整するオフセット調整装置となる。
【０１１４】
図９は、本実施形態に係るホールセンサ２００の変形例を示す。本変形例のホールセンサ２００において、図４に示された本実施形態に係るホールセンサ２００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。本変形例のホールセンサ２００は、オフセットの調整に先駆けて、回路オフセットを調整する。即ち、本変形例のホールセンサ２００は、回路オフセットを調整してから、素子オフセットに相当する残りのオフセットを調整して、残留オフセットを低減させる。本変形例のホールセンサ２００は、入力制御部３６０と第２記憶部２６２を更に備える。
【０１１５】
入力制御部３６０は、ΔΣＡＤ変換部２４０に入力する信号を切り換える入力制御信号を、当該ΔΣＡＤ変換部に供給する。より具体的には、入力制御部３６０は、ΔΣＡＤ変換部の入力信号として、アナログ信号Ｖｄｍｏｄおよび参照電圧Ｖｃｏｍのいずれか一方を切り換えて入力させる入力制御信号を、ΔΣＡＤ変換部２４０に供給する。ΔΣＡＤ変換部２４０は、当該入力制御信号を受けとる切換部３６２および切換部３６４を更に有する。また、入力制御部３６０は、当該入力制御信号を第２記憶部２６２に供給してもよい。
【０１１６】
第２記憶部２６２は、入力制御部３６０による切換に応じて、回路オフセット調整量を記憶する。第２記憶部２６２は、レジスタ等の記憶素子でよい。オフセット調整信号生成部２７０は、第１記憶部２６０に記憶されたオフセット調整量と第２記憶部２６２に記憶された回路オフセット調整量とに応じたパルス密度のオフセット調整信号を生成する。なお、本変形例のホールセンサ２００は、後述するように、回路オフセットを調整した後に、上述したオフセット調整を実行するので、第１記憶部２６０は、調整すべきオフセット量から回路オフセット調整量を差し引いたオフセット量を調整するオフセット調整量を記憶することになる。
【０１１７】
図１０は、図９に示すホールセンサ２００の変形例における、変換部２４２および調整電圧供給部２４８の構成例を示す。図１０において、図５に示された本実施形態に係る変換部２４２および調整電圧供給部２４８の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。また、図１０は、図５と同様に、復調回路２３０から供給されるアナログ信号をＶｄｍｏｄと簡略化して示す。
【０１１８】
切換部３６２は、入力制御部３６０に接続され、入力制御信号を受けとる。切換部３６２は、復調回路２３０と変換部２４２の間に設けられ、受けとった入力制御信号に応じて、アナログ信号Ｖｄｍｏｄの入力を遮断して、入力信号を参照電圧に切り換える。切換部３６２は、２入力１出力のスイッチ回路でよい。切換部３６２の切換タイミングについて、図１１を用いて説明する。
【０１１９】
図１１は、図９に示すホールセンサ２００の変形例における、各部の信号波形の一例を示す。図１１において、図６に示された本実施形態に係る各部の信号波形の動作と略同一のものには同一の名称を付け、説明を省略する。
【０１２０】
入力制御部３６０は、第１期間においてΔΣＡＤ変換部２４０の入力信号をアナログ信号Ｖｄｍｏｄとし、第２期間において当該入力信号を参照電圧Ｖｃｏｍとする入力制御信号を切換部３６２に供給する。図１１において、入力制御信号は、入力信号を参照電圧Ｖｃｏｍとする場合にハイ電圧となり、入力信号をアナログ信号Ｖｄｍｏｄとする場合にロー電圧となる例を示す。
【０１２１】
このような入力制御信号により、切換部３６２は、第２期間において、入力信号を参照電圧Ｖｃｏｍに切り換え、ΔΣＡＤ変換部２４０は、切換部３６２の参照電圧Ｖｃｏｍへの切り換えと同期して回路オフセット調整量を生成させる。回路オフセットの調整動作について、図１２を用いて説明する。
【０１２２】
図１２は、本実施形態に係るホールセンサ２００の変形例の動作フローを示す。本変形例のホールセンサ２００は、Ｓ６１０〜Ｓ６６０およびＳ５１０〜Ｓ５４０の処理を実行することにより、ホールセンサ２００の回路オフセットおよび素子オフセットを調整して低減させる。
【０１２３】
まず、入力制御部３６０は、第２期間において、ΔΣＡＤ変換部２４０の入力信号を参照電圧Ｖｃｏｍに切り換え、参照電圧ＶｃｏｍをΔΣＡＤ変換部２４０に供給するように制御する（Ｓ６１０）。次に、ホールセンサ２００は、ΔΣＡＤ変換部２４０を回路オフセットの調整に設定する（Ｓ６２０）。即ち、ホールセンサ２００は、入力信号がホール素子の出力とは無関係になるので、第１記憶部２６０にオフセット調整量が記憶されている場合、オフセット調整信号生成部２７０が第１記憶部２６０に記憶された当該オフセット調整量を用いないように設定する。
【０１２４】
そして、ホールセンサ２００は、信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）を測定する（Ｓ６３０）。即ち、ΔΣＡＤ変換部２４０は、切換部３６２が参照電圧Ｖｃｏｍへ切り換えたことに応じて、参照電圧Ｖｃｏｍをサンプリングする。入力信号が参照電圧Ｖｃｏｍなので、理想的には、信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）はＶｃｏｍに対応するデジタル値すなわち零と略同一となる。しかしながら、ΔΣＡＤ変換部２４０内部の回路オフセット等が存在する場合、信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）はＶｃｏｍに対応するデジタル値すなわち零とは異なる結果となる。例えば、参照電圧Ｖｃｏｍが０Ｖの場合、信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）は非零となる。
【０１２５】
そこで、ホールセンサ２００は、参照電圧ＶｃｏｍをＡＤ変換してフィルタ部２５０から出力されるデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）がＶｃｏｍとなるか否かを判定する（Ｓ６４０）。ホールセンサ２００は、例えば、参照電圧Ｖｃｏｍが０Ｖの場合、信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）が略０Ｖとなるか否かを判定する。
【０１２６】
ホールセンサ２００は、例えば、参照電圧Ｖｃｏｍに応じてΔΣＡＤ変換部２４０が出力するデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）が、予め定められた値の範囲内であるか否かを判定する。ホールセンサ２００は、一例として、予め定められたデジタル値の閾値とデジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）とを比較して、測定結果が予め定められた値の範囲内であるか否かを判断してよい。
【０１２７】
ホールセンサ２００は、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）が閾値を超えている場合（Ｓ６４０：Ｎｏ）、当該デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）の値を調整すべき回路オフセット調整量として第２記憶部２６２に記憶する（Ｓ６５０）。第２記憶部２６２は、既に回路オフセット調整量が記憶されている場合は、当該回路オフセット調整量を更新する。第２記憶部２６２は、既に記憶されている回路オフセット調整量に、当該デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）の値を追加して更新してよい。
【０１２８】
オフセット調整信号生成部２７０は、回路オフセット調整量に応じたパルス密度（デューティ）のオフセット調整信号を生成して調整電圧供給部２４８に供給する。即ち、オフセット調整信号生成部２７０は、参照信号Ｖｃｏｍから回路オフセット調整量に相当する電圧を差し引くように、調整電圧供給部２４８から調整電圧を出力させるオフセット調整信号を生成して調整電圧供給部２４８に供給する。
【０１２９】
ホールセンサ２００は、信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）の測定に戻る（Ｓ６３０）。そして、ホールセンサ２００は、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）が予め定められた値の範囲内になるまで、回路オフセット調整量の調整を繰り返す。ホールセンサ２００は、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）が予め定められた値の範囲内になった場合（Ｓ６４０：Ｙｅｓ）、回路オフセットの調整を終了する。また、ホールセンサ２００は、予め定められた回数を超えて、回路オフセット調整量の調整を繰り返しても、デジタル信号ＡＤＣ（Ｖｃｏｍ）が予め定められた値の範囲内にない場合、回路オフセットの調整を終了して異常を通知してよい。
【０１３０】
次に、ホールセンサ２００は、第１期間において、入力信号をアナログ信号Ｖｄｍｏｄに切り換えるように制御して、オフセットの調整を実行する（Ｓ６６０）。この段階において、すでに回路オフセットの調整が終了しているので、ホールセンサ２００は、オフセットから回路オフセットを除去した、素子オフセットに相当するオフセットを調整することになる。この場合、ホールセンサ２００は、第２記憶部２６２に記憶された調整した回路オフセット調整量を用いて、オフセットの調整を実行する。即ち、オフセット調整信号生成部２７０は、第１記憶部２６０に記憶される素子オフセット調整量と、第２記憶部２６２に記憶された回路オフセット調整量の和を、オフセット調整量として用いるように設定する。ホールセンサ２００の素子オフセットの調整については、図８で説明した動作と略同一であるので、ここでは説明を省略する。
【０１３１】
以上のように、ホールセンサ２００は、第２期間において、回路オフセットの調整を実行した後に、第１期間において、素子オフセットの調整を実行して、オフセットを調整する。これによって、ホールセンサ２００は、以上のオフセット調整によって定められた回路オフセット調整量および素子オフセット調整量を用いて、オフセットを調整しつつ、入力磁場に応じたホール起電力を正確に測定することができる。
【０１３２】
以上の本変形例のホールセンサ２００は、既知のオフセットキャンセル方法で低減しきれないΔΣＡＤ変換部２４０内部の回路オフセットを含めた残留オフセットを低減することができる。また、本変形例のホールセンサ２００は、アナログ信号Ｖｄｍｏｄのセットリングが完了せず、ΔΣＡＤ変換部２４０がセンサ出力を測定しない第２期間において、回路オフセットの調整を実行するので、ホールセンサ２００がセンシング動作中であっても効率的に残留オフセットを低減することができる。
【０１３３】
また、以上の実施形態で説明したホールセンサ２００は、工場出荷前後で異なるオフセット調整を実行してよい。例えば、ホールセンサ２００は、まず、工場出荷前における素子オフセットおよび回路オフセットが合成されたトータルオフセットを、室温（例えば２５℃）等の予め定められた温度条件において図８で説明したように調整してオフセット調整量（当該トータルオフセットの調整量）を第１記憶部２６０に記憶する。そして、ホールセンサ２００は、工場出荷後の実際に動作させている段階において、予め定められた温度からの温度変化、電源電圧変動、経時変化等によって変動する回路オフセットを、図１２のステップＳ６１０からＳ６５０で説明したように調整して、当該変動した回路オフセットを調整する回路オフセット調整量を第２記憶部２６２に記憶する。このようにして、ホールセンサ２００は、実動作におけるホール起電力をより正確に測定することができる。
【０１３４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１３５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１３６】
１０  基板、２０  サーボループ回路、３０  乗算部、４０  積算部、４２  積算部、５０  位相補償部、６０  記憶部、１００  回転角センサ、１１０  第１ホール素子対、１１２  第１ホール素子、１１４  第２ホール素子、１２０  第２ホール素子対、１２２  第３ホール素子、１２４  第４ホール素子、１３０  磁気収束板、２００  ホールセンサ、２１０  駆動回路、２２０  増幅部、２３０  復調回路、２４０  ΔΣＡＤ変換部、２４２  変換部、２４４  第１基準電圧源、２４６  第２基準電圧源、２４８  調整電圧供給部、２５０  フィルタ部、２６０  第１記憶部、２６２  第２記憶部、２７０  オフセット調整信号生成部、２８０  第１クロック発生部、２９０  第２クロック発生部、３１０  第１積分部、３１２  容量回路、３１４  スイッチ回路、３２０  第２積分部、３２２  容量回路、３２４  スイッチ回路、３３０  第３積分部、３３２  増幅回路、３３４  容量回路、３４０  比較部、３５０  選択部、３５２  第１スイッチ、３５４  第２スイッチ、３５６  第３スイッチ、３５８  第４スイッチ、３６０  入力制御部、３６２  切換部、３６４  切換部、４００  回転角センサモジュール、４１０  回転磁石、４１２  回転軸、４２０  モーター
【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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