(57)【要約】【課題】回転角センサ固有の角度非線形性誤差および回転角センサの組み立て時に発生する角度非線形性誤差を低減させる。【解決手段】ＸＹ平面におけるＸ軸方向の磁場およびＹ軸方向の磁場を検出して、回転軸回りに回転する回転磁石のＸＹ平面における回転角を検出する回転角センサの較正方法であって、ＸＹ平面上に回転角センサを設置する設置段階とＸＹ平面上において、３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場を、回転角センサにそれぞれ印加する磁場印加段階と、Ｎ方向の磁場をそれぞれ印加することに応じて出力される出力信号を回転角センサから取得する取得段階と、出力信号に基づいて、回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出段階と、較正パラメータを回転角センサの記憶部に記憶させる記憶段階と、を備える回転角センサの較正方法およびプログラムを提供する。【選択図】図１３
2016061708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＹ平面におけるＸ軸方向の磁場およびＹ軸方向の磁場を検出して、回転軸回りに回転する回転磁石の前記ＸＹ平面における回転角を検出する回転角センサの較正方法であって、
前記ＸＹ平面上に前記回転角センサを設置する設置段階と
前記ＸＹ平面上において、３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場を、前記回転角センサにそれぞれ印加する磁場印加段階と、
前記Ｎ方向の磁場をそれぞれ印加することに応じて出力される出力信号を前記回転角センサから取得する取得段階と、
前記出力信号に基づいて、前記回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出段階と、
前記較正パラメータを前記回転角センサの記憶部に記憶させる記憶段階と、
を備える
回転角センサの較正方法。
【請求項２】
前記取得段階は、前記ＸＹ平面上の予め定められた方向に対する前記Ｎ方向の磁場のそれぞれの角度θｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎ−１）に対応して出力される前記回転角センサのＮ個の角度信号φ（θｎ）を取得し、
前記算出段階は、前記角度θｎおよび前記角度信号φ（θｎ）を予め定められた周期関数に代入して得られる誤差パラメータに基づき、前記較正パラメータを算出する請求項１に記載の回転角センサの較正方法。
【請求項３】
前記較正パラメータは、前記角度信号φ（θｎ）のそれぞれから前記誤差パラメータをキャンセルするパラメータである請求項２に記載の回転角センサの較正方法。
【請求項４】
前記取得段階は、前記ＸＹ平面上の予め定められた方向に対する前記Ｎ方向の磁場のそれぞれの角度θｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎ−１）に対応して出力される、前記回転角センサの前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の磁場検出信号を取得し、
前記算出段階は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号と、前記角度θｎを代入した予め定められた周期関数との相関に基づいて、前記較正パラメータを算出する請求項１に記載の回転角センサの較正方法。
【請求項５】
前記較正パラメータは、
前記Ｘ軸方向の前記磁場検出信号のオフセットを較正する第１パラメータ、前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号のオフセットを較正する第２パラメータ、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号の感度ミスマッチを較正する第３パラメータ、および前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号の非直交性誤差を較正する第４パラメータのうち、少なくとも１つを有する請求項４に記載の回転角センサの較正方法。
【請求項６】
回転軸回りに回転する回転磁石と、ＸＹ平面におけるＸ軸方向の磁場およびＹ軸方向の磁場を検出して、前記回転磁石の前記ＸＹ平面における回転角を検出する回転角センサと、を備える回転角センサモジュールの較正方法であって、
前記回転磁石を、３６０度をＮ等分した角度ずつ回転させ、方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場を、前記回転角センサにそれぞれ印加する磁場印加段階と、
前記Ｎ方向の磁場をそれぞれ印加することに応じて出力される出力信号を前記回転角センサから取得する取得段階と、
前記出力信号に基づいて、前記回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出段階と、
前記較正パラメータを前記回転角センサの記憶部に記憶させる記憶段階と、
を備える
回転角センサモジュールの較正方法。
【請求項７】
前記取得段階は、前記ＸＹ平面上の予め定められた方向に対する前記回転磁石のそれぞれの角度θｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎ−１）に対応して出力される前記回転角センサのＮ個の角度信号φ（θｎ）を取得し、
前記算出段階は、前記角度θｎおよび前記角度信号φ（θｎ）を予め定められた周期関数に代入して得られる誤差パラメータに基づき、前記較正パラメータを算出する請求項６に記載の回転角センサモジュールの較正方法。
【請求項８】
前記較正パラメータは、前記角度信号φ（θｎ）のそれぞれから前記誤差パラメータをキャンセルするパラメータである請求項７に記載の回転角センサモジュールの較正方法。
【請求項９】
前記取得段階は、前記ＸＹ平面上の予め定められた方向に対する前記回転磁石のそれぞれの角度θｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎ−１）に対応して出力される、前記回転角センサの前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の磁場検出信号を取得し、
前記算出段階は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号と、前記角度θｎを代入した予め定められた周期関数との相関に基づいて、前記較正パラメータを算出する請求項６に記載の回転角センサモジュールの較正方法。
【請求項１０】
前記較正パラメータは、
前記Ｘ軸方向の前記磁場検出信号のオフセットを較正する第１パラメータ、前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号のオフセットを較正する第２パラメータ、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号の感度ミスマッチを較正する第３パラメータ、および前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号の非直交性誤差を較正する第４パラメータのうち、少なくとも１つを有する請求項９に記載の回転角センサモジュールの較正方法。
【請求項１１】
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転角センサの較正方法を実行する回転角センサ較正段階と、
較正した前記回転角センサと、回転軸回りに回転する回転磁石と、を備える回転角センサモジュールを組み立てる組み立て段階と、
請求項６から８のいずれか一項に記載の回転角センサモジュールの較正方法を実行する回転角センサモジュール較正段階と、
を備える
回転角センサモジュールの較正方法。
【請求項１２】
請求項１、４、および５のいずれか一項に記載の回転角センサの較正方法を実行する回転角センサ較正段階と、
較正した前記回転角センサと、回転軸回りに回転する回転磁石と、を備える回転角センサモジュールを組み立てる組み立て段階と、
請求項６、９、および１０のいずれか一項に記載の回転角センサモジュールの較正方法を実行する回転角センサモジュール較正段階と、
を備える
回転角センサモジュールの較正方法。
【請求項１３】
ＸＹ平面におけるＸ軸方向の磁場およびＹ軸方向の磁場を検出して、回転軸回りに回転する回転磁石の前記ＸＹ平面における回転角を検出する回転角センサの出力信号を取得する取得部と、
前記出力信号に基づいて、前記回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出部と、
前記較正パラメータを前記回転角センサの記憶部に供給して記憶させるパラメータ供給部と、
を備え、
前記取得部は、前記ＸＹ平面上において、３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場が、前記回転角センサにそれぞれ印加したことに応じて出力される出力信号を前記回転角センサから取得する、較正パラメータ生成装置。
【請求項１４】
前記取得部は、前記ＸＹ平面上の予め定められた方向に対する前記Ｎ方向の磁場のそれぞれの角度θｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎ−１）に対応して出力される前記回転角センサのＮ個の角度信号φ（θｎ）を取得し、
前記算出部は、前記角度θｎおよび前記角度信号φ（θｎ）を予め定められた周期関数に代入して得られる誤差パラメータに基づき、前記較正パラメータを算出する請求項１３に記載の較正パラメータ生成装置。
【請求項１５】
前記較正パラメータは、前記角度信号φ（θｎ）のそれぞれから前記誤差パラメータをキャンセルするパラメータである請求項１４に記載の較正パラメータ生成装置。
【請求項１６】
前記取得部は、前記ＸＹ平面上の予め定められた方向に対する前記Ｎ方向の磁場のそれぞれの角度θｎ（ｎ＝０，１，２，・・・，Ｎ−１）に対応して出力される、前記回転角センサの前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の磁場検出信号を取得し、
前記算出部は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号と、前記角度θｎを代入した予め定められた周期関数との相関に基づいて、前記較正パラメータを算出する請求項１３に記載の較正パラメータ生成装置。
【請求項１７】
前記較正パラメータは、
前記Ｘ軸方向の前記磁場検出信号のオフセットを較正する第１パラメータ、前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号のオフセットを較正する第２パラメータ、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号の感度ミスマッチを較正する第３パラメータ、および前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号の非直交性誤差を較正する第４パラメータのうち、少なくとも１つを有する請求項１６に記載の較正パラメータ生成装置。
【請求項１８】
Ｘ軸方向の磁場を磁電変換して前記Ｘ軸方向の磁場検出信号を出力するＸ軸信号出力部と、
Ｙ軸方向の磁場を磁電変換して前記Ｙ軸方向の磁場検出信号を出力するＹ軸信号出力部と、
角度信号の誤差を較正するための少なくとも１つの較正パラメータを記憶する記憶部と、
前記較正パラメータに基づいて、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号の誤差を補正して前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の誤差補正信号をそれぞれ出力する誤差補正部と、
前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記誤差補正信号に基づいて、補正した前記角度信号を算出する角度信号算出部と、
を備える回転角センサ。
【請求項１９】
Ｘ軸方向の磁場を磁電変換して前記Ｘ軸方向の磁場検出信号を出力するＸ軸信号出力部と、
Ｙ軸方向の磁場を磁電変換して前記Ｙ軸方向の磁場検出信号を出力するＹ軸信号出力部と、
前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の前記磁場検出信号に基づいて、角度信号を算出する角度信号算出部と、
前記角度信号の誤差を較正するための少なくとも１つの較正パラメータを記憶する記憶部と、
前記較正パラメータに基づいて、前記角度信号の誤差を補正する誤差補正部と、
を備える回転角センサ。
【請求項２０】
前記記憶部は、前記角度信号の正弦と、前記角度信号の余弦と、前記角度信号の２倍の正弦と、前記角度信号の２倍の余弦と、のうち少なくとも１つに比例する誤差を低減させる誤差パラメータを、前記較正パラメータとして記憶する請求項１９に記載の回転角センサ。
【請求項２１】
前記記憶部は、前記角度信号の正弦と、前記角度信号の余弦と、前記角度信号の２倍の正弦と、前記角度信号の２倍の余弦と、のうち少なくとも２つに比例する誤差を低減させる誤差パラメータを、前記較正パラメータとして記憶し、
前記誤差補正部は、前記角度信号の正弦と、前記角度信号の余弦と、前記角度信号の２倍の正弦と、前記角度信号の２倍の余弦とのうち少なくとも２つに対応する前記誤差パラメータを線形結合し、
当該線形結合した値を前記角度信号から減算して前記角度信号を補正する請求項１９に記載の回転角センサ。
【請求項２２】
請求項１８から２１のいずれか一項に記載の回転角センサと、
ＸＹ平面と略垂直な方向に回転軸を有し、前記回転角センサの上方に設けられる回転磁石と、
を備える
回転角センサモジュール。
【請求項２３】
コンピュータに、請求項１から５のいずれか一項に記載の回転角センサの較正方法を実行させるプログラム。
【請求項２４】
コンピュータに、請求項６から１０のいずれか一項に記載の回転角センサモジュールの較正方法を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角センサの較正方法、回転角センサモジュールの較正方法、較正パラメータ生成装置、回転角センサ、回転角センサモジュール、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ方向およびＹ方向の磁場の変化を検出し、当該検出結果に基づき、回転磁石の回転角を検出する非接触回転角センサが知られていた。そして、このような回転角センサは、角度非線形性誤差を有するので、誤差の調整および較正等が実行されていた（例えば、特許文献１〜６参照）。
特許文献１  特会２００２−７１３８１号公報
特許文献２  米国特許出願公開第２００６／０２９０５４５号明細書
特許文献３  特開２０１１−１５８４８８号公報
特許文献４  国際公開第２００７／０３１１６７号
特許文献５  特開２０１２−１８１１８８号公報
特許文献６  特開２００７−３０４０００号公報
【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、較正された回転角センサは、回転角センサモジュールとして磁石等と組み合わされた場合に、磁石との配置に組み立て誤差等が生じると、当該組み立て誤差によって角度非線形性誤差を生じさせてしまう。したがって、回転角センサの角度非線形性誤差と、モジュールとして組み立てた場合に発生する角度非線形性誤差とを、それぞれ容易に較正する方法および装置が望まれていた。
【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、ＸＹ平面におけるＸ軸方向の磁場およびＹ軸方向の磁場を検出して、回転軸回りに回転する回転磁石のＸＹ平面における回転角を検出する回転角センサの較正方法であって、ＸＹ平面上に回転角センサを設置する設置段階とＸＹ平面上において、３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場を、回転角センサにそれぞれ印加する磁場印加段階と、Ｎ方向の磁場をそれぞれ印加することに応じて出力される出力信号を回転角センサから取得する取得段階と、出力信号に基づいて、回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出段階と、較正パラメータを回転角センサの記憶部に記憶させる記憶段階と、を備える回転角センサの較正方法およびプログラムを提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、回転軸回りに回転する回転磁石と、ＸＹ平面におけるＸ軸方向の磁場およびＹ軸方向の磁場を検出して、回転磁石のＸＹ平面における回転角を検出する回転角センサと、を備える回転角センサモジュールの較正方法であって、回転磁石を、３６０度をＮ等分した角度ずつ回転させ、方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場を、回転角センサにそれぞれ印加する磁場印加段階と、Ｎ方向の磁場をそれぞれ印加することに応じて出力される出力信号を回転角センサから取得する取得段階と、出力信号に基づいて、回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出段階と、較正パラメータを回転角センサの記憶部に記憶させる記憶段階と、を備える回転角センサモジュールの較正方法およびプログラムを提供する。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、ＸＹ平面におけるＸ軸方向の磁場およびＹ軸方向の磁場を検出して、回転軸回りに回転する回転磁石のＸＹ平面における回転角を検出する回転角センサの出力信号を取得する取得部と、出力信号に基づいて、回転角センサを較正する較正パラメータを算出する算出部と、較正パラメータを回転角センサの記憶部に供給して記憶させるパラメータ供給部と、を備え、取得部は、ＸＹ平面上において、３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場が、回転角センサにそれぞれ印加したことに応じて出力される出力信号を回転角センサから取得する、較正パラメータ生成装置を提供する。
【０００７】
本発明の第４の態様においては、Ｘ軸方向の磁場を磁電変換してＸ軸方向の磁場検出信号を出力するＸ軸信号出力部と、Ｙ軸方向の磁場を磁電変換してＹ軸方向の磁場検出信号を出力するＹ軸信号出力部と、角度信号の誤差を較正するための少なくとも１つの較正パラメータを記憶する記憶部と、較正パラメータに基づいて、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号の誤差を補正してＸ軸方向およびＹ軸方向の誤差補正信号をそれぞれ出力する誤差補正部と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の誤差補正信号に基づいて、補正した角度信号を算出する角度信号算出部と、を備える回転角センサおよび回転角センサモジュールを提供する。
【０００８】
本発明の第５の態様においては、Ｘ軸方向の磁場を磁電変換してＸ軸方向の磁場検出信号を出力するＸ軸信号出力部と、Ｙ軸方向の磁場を磁電変換してＹ軸方向の磁場検出信号を出力するＹ軸信号出力部と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号に基づいて、角度信号を算出する角度信号算出部と、角度信号の誤差を較正するための少なくとも１つの較正パラメータを記憶する記憶部と、較正パラメータに基づいて、角度信号の誤差を補正する誤差補正部と、を備える回転角センサおよび回転角センサモジュールを提供する。
【０００９】
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】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る回転角センサ１００の構成例を示す。
【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】回転角センサ１００の一例を、当該回転角センサ１００内部の回路の概略構成と共に示す。
【図４】Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。
【図５】Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の振幅の一例を示す。
【図６】Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の角度非線形性誤差の一例を示す。
【図７】Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。
【図８】Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の角度非線形性誤差の一例を示す。
【図９】磁気感度のミスマッチを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。
【図１０】磁気感度のミスマッチを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の角度非線形性誤差の一例を示す。
【図１１】非直交性誤差αを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。
【図１２】非直交性誤差αを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の角度非線形性誤差の一例を示す。
【図１３】本実施形態に係る回転角センサ１００の一例を較正パラメータ生成装置２００と共に示す。
【図１４】本実施形態に係る較正パラメータ生成装置２００の第１の動作フローを示す。
【図１５】本実施形態に係る磁場印加装置３０を、回転角センサ１００および較正パラメータ生成装置２００と共に示す。
【図１６】本実施形態に係る磁場印加装置３０が、回転角センサ１００に印加する磁場の第１の例を示す。
【図１７】本実施形態に係る磁場印加装置３０が、回転角センサ１００に印加する磁場の第２の例を示す。
【図１８】本実施形態に係る回転角センサ１００の変形例を、対応する較正パラメータ生成装置２００と共に示す。
【図１９】本実施形態に係る回転角センサモジュール３００の一例を較正パラメータ生成装置２００と共に示す。
【図２０】本実施形態に係る回転角センサモジュール３００に中心軸ずれが生じた組み立て誤差の一例を示す。
【図２１】本実施形態に係る回転角センサモジュール３００に偏芯が生じた組み立て誤差の一例を示す。
【図２２】本実施形態に係る回転角センサモジュール３００に回転磁石４１０の傾きが生じた組み立て誤差の一例を示す。
【図２３】本実施形態に係る較正パラメータ生成装置２００の第２の動作フローを示す。
【図２４】本実施形態の回転磁石４１０の回転位置の第１の例を示す。
【図２５】本実施形態の回転磁石４１０の回転位置の第２の例を示す。
【図２６】理想的な回転角センサモジュール３００の回転角センサ１００に、８方向の磁場をそれぞれ印加した例を示す。
【図２７】中心軸ずれの組み立て誤差を有する回転角センサモジュール３００の回転角センサ１００に、８方向の磁場をそれぞれ印加した例を示す。
【図２８】中心軸ずれを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。
【図２９】本実施形態に係る回転角センサモジュール３００が発生させる角度非線形性誤差をシミュレーションした結果の一例を示す。
【図３０】本実施形態に係る取得部２１０が、当該回転角センサ１００から取得した磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））の一例を示す。
【図３１】本実施形態に係る回転角センサ１００の角度非線形誤差の測定結果の一例を示す。
【図３２】本実施形態に係る回転角センサ１００が較正を実行した後の角度非線形誤差を示す。
【図３３】本実施形態に係る回転角センサ１００の角度非線形誤差の測定結果の一例を示す。
【図３４】本実施形態に係る回転角センサ１００が較正を実行した後の角度非線形誤差を示す。
【図３５】本実施形態に係る較正パラメータ生成装置２００として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る回転角センサ１００の構成例を示す。回転角センサ１００は、例えば、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、Ｓｐｉｎｎｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ法として既知である。
【００２０】
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】
2016061708.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】
2016061708.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】
2016061708.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】
2016061708.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】
2016061708.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】
2016061708.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】
2016061708.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。例えば、回転角センサ１００は、次式で示される回転磁場が入力される。ここで、Ｈ０は磁場の振幅値であり、回転角θを計算する場合、（例えば１に）規格化されてよい定数である。
（数８）
ＨＸ＝Ｈ０・ｃｏｓθ
ＨＹ＝Ｈ０・ｓｉｎθ
【００３７】
回転角センサ１００は、（数８）式のような回転磁場に対して、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、αは信号間の非直交性誤差、Ｖｏｓ＿ｘおよびＶｏｓ＿ｙは各信号のオフセットである。
（数９）
ＶＸ（θ）＝Ａｘ・ｃｏｓ（θ）＋Ｖｏｓ＿ｘ
ＶＹ（θ）＝Ａｙ・ｓｉｎ（θ＋α）＋Ｖｏｓ＿ｙ
【００３８】
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１０）
φ（θ）＝ｔａｎ−１｛ＶＹ（θ）／ＶＸ（θ）｝
【００３９】
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。
【００４０】
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９）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。
【００４１】
図３は、回転角センサ１００の一例を、当該回転角センサ１００内部の回路の概略構成と共に示す。回転角センサ１００は、第１ホール素子対１１０と、第２ホール素子対１２０と、Ｘ軸信号出力部１４０と、Ｙ軸信号出力部１５０と、角度信号算出部１６０とを備える。第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０は、図１および図２で説明したホール素子対と略同一であるので、ここでは説明を省略する。Ｘ軸信号出力部１４０、Ｙ軸信号出力部１５０、および角度信号算出部１６０は、図１で説明した基板１０の内部に形成されてよい。
【００４２】
Ｘ軸信号出力部１４０は、Ｘ軸方向の磁場を磁電変換してＸ軸方向の磁場検出信号を出力する。Ｘ軸信号出力部１４０は、増幅部１４２と、ＡＤ変換部１４４とを有する。増幅部１４２は、第１ホール素子対１１０に接続され、受け取ったホール起電力信号を予め定められた増幅度で増幅する。増幅部１４２は、増幅したホール起電力信号をＡＤ変換部１４４に供給する。ＡＤ変換部１４４は、増幅部１４２に接続され、受け取ったホール起電力信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部１４４は、変換したデジタル信号ＶＸを磁場検出信号として角度信号算出部１６０に供給する。
【００４３】
Ｙ軸信号出力部１５０は、Ｙ軸方向の磁場を磁電変換してＹ軸方向の磁場検出信号を出力する。Ｙ軸信号出力部１５０は、増幅部１５２と、ＡＤ変換部１５４とを有する。増幅部１５２は、第２ホール素子対１２０に接続され、受け取ったホール起電力信号を予め定められた増幅度で増幅する。増幅部１５２は、増幅したホール起電力信号をＡＤ変換部１５４に供給する。ＡＤ変換部１５４は、増幅部１５２に接続され、受け取ったホール起電力信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部１５４は、変換したデジタル信号Ｖｙを磁場検出信号として角度信号算出部１６０に供給する。
【００４４】
角度信号算出部１６０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号に基づいて、角度信号を算出する。角度信号算出部１６０は、（数１０）式または同等の式を計算して角度信号φ（θ）を出力する。角度信号算出部１６０は、一例として、三角関数計算モデルに基づくＣＯＲＤＩＣ（ＣＯｏｒｄｉｎａｔｅ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  ＤＩｇｉｔａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）回路等の計算回路等を内部に有してよい。ＣＯＲＤＩＣ回路は、予め定められたＣＯＲＤＩＣアルゴリズムを実行して、角度信号φ（θ）を算出する。
【００４５】
角度信号算出部１６０は、（数９）式において、例えば、Ｖｏｓ＿ｘおよびＶｏｓ＿ｙが略零であり、ＡｘがＡｙに略等しく、かつ、αが略零である場合、即ち、理想的なホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）が得られる場合、回転磁石の回転角θと略一致する角度信号φ（θ）を出力する。しかしながら、オフセットＶｏｓ＿ｘ、Ｖｏｓ＿ｙ、振幅値の差分（Ａｘ−Ａｙ）、および非直交性誤差αのうち少なくとも１つが略零でない場合、角度信号算出部１６０が出力する角度信号φ（θ）は、回転角θと一致せず、φ（θ）およびθの差異（φ（θ）−θ）が回転角センサ１００の角度非線形性誤差となる。角度非線形性誤差について、図４から図１２を用いて説明する。
【００４６】
図４は、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。図４の横軸はＸ軸方向のホール起電力信号ＶＸを示し、縦軸はＹ軸方向のホール起電力信号ＶＹを示す。点線で示す信号は、理想的なホール起電力信号であり、ＸＹ平面において略円形の形状を有する信号となる。実線で示す信号は、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘを有するホール起電力信号であり、略円形の形状がオフセットＶｏｓ＿ｘに対応する距離だけＶＸ方向に平行移動する。図４に示した例におけるホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の振幅を次に説明する。
【００４７】
図５は、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の振幅の一例を示す。ここで、振幅信号Ａは、（Ａｘ２＋Ａｙ２）１／２で計算される振幅値である。回転磁石が３６０°回転することに応じて、回転角センサ１００は、３６０°周期のホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）を出力する。図５は、横軸を回転磁石の角度位置θ、縦軸を振幅として、この場合のホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）を示す。
【００４８】
理想的なホール起電力信号の場合、振幅Ａは一定となる。しかしながら、点線で示すホール起電力信号ＶＸのように、一方のホール起電力信号ＶＸがオフセットＶｏｓ＿ｘを含む場合、振幅Ａは一点鎖線で示すようにθに応じて変動する。図５の例に示すように、当該変動は、正弦波信号とオフセットを有する余弦波信号との和によって生じるので、周期３６０°の余弦波信号と同期した変動となり、周期３６０°の余弦波信号との相関が強くなる。
【００４９】
図６は、図４および図５に示す、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の角度非線形性誤差の一例を示す。図６の横軸は回転磁石の角度位置θ、縦軸は角度非線形性誤差（φ−θ）を示す。例えば、角度位置θが０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝Ａ＋Ｖｏｓ＿ｘ，ＶＹ＝０）に応じて算出される角度信号φ（０°）も０°となり、角度非線形性誤差は０°となる。また、角度位置θが９０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝Ｖｏｓ＿ｘ，ＶＹ＝Ａ）に応じて算出される角度信号φ（９０°）は９０°より小さくなり、角度非線形性誤差は０°より小さい値となる。
【００５０】
また、角度位置θが１８０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝−Ａ＋Ｖｏｓ＿ｘ，ＶＹ＝０）に応じて算出される角度信号φ（１８０°）も１８０°となり、角度非線形性誤差は０°となる。また、角度位置θが２７０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝Ｖｏｓ＿ｘ，ＶＹ＝−Ａ）に応じて算出される角度信号φ（２７０°）は２７０°より大きくなり、角度非線形性誤差は０°より大きい値となる。このように、角度非線形性誤差は、角度位置θに対して−ｓｉｎ（θ）を示すように変動する。
【００５１】
図７は、Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。図４と同様に、図７の横軸はＸ軸方向のホール起電力信号ＶＸを示し、縦軸はＹ軸方向のホール起電力信号ＶＹを示す。点線で示す信号は、理想的なホール起電力信号であり、ＸＹ平面において略円形の形状を有する信号となる。実線で示す信号は、Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙを有するホール起電力信号であり、略円形の形状がオフセットＶｏｓ＿ｙに対応する距離だけＶＹ方向に平行移動する。
【００５２】
このように、ホール起電力信号ＶＹがオフセットＶｏｓ＿ｙを含む場合、図５に示した振幅Ａと同様に、振幅Ａはθに応じて変動する。当該変動は、余弦波信号とオフセットを有する正弦波信号との和によって生じるので、周期３６０°の正弦波信号と同期した変動となり、周期３６０°の正弦波信号との相関が強くなる。当該相関に対応する角度非線形性誤差について、図８を用いて説明する。
【００５３】
図８は、図７に示す、Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の角度非線形性誤差の一例を示す。図６と同様に、図８の横軸は回転磁石の角度位置θ、縦軸は角度非線形性誤差（φ−θ）を示す。例えば、角度位置θが０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝Ａ，ＶＹ＝Ｖｏｓ＿ｙ）に応じて算出される角度信号φ（０°）は０°より大きくなり、角度非線形性誤差は０°より大きくなる。また、角度位置θが９０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝０，ＶＹ＝Ａ＋Ｖｏｓ＿ｙ）に応じて算出される角度信号φ（９０°）は９０°となり、角度非線形性誤差は０°となる。
【００５４】
また、角度位置θが１８０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝−Ａ，ＶＹ＝Ｖｏｓ＿ｙ）に応じて算出される角度信号φ（１８０°）は１８０°より小さくなり、角度非線形性誤差は０°より小さくなる。また、角度位置θが２７０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝０，ＶＹ＝−Ａ＋Ｖｏｓ＿ｙ）に応じて算出される角度信号φ（２７０°）は２７０°となり、角度非線形性誤差は０°となる。このように、角度非線形性誤差は、角度位置θに対してｃｏｓ（θ）を示すように変動する。
【００５５】
図９は、磁気感度のミスマッチを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。図４と同様に、図９の横軸はＸ軸方向のホール起電力信号ＶＸを示し、縦軸はＹ軸方向のホール起電力信号ＶＹを示す。点線で示す信号は、理想的なホール起電力信号であり、ＸＹ平面において略円形の形状を有する信号となる。実線で示す信号は、磁気感度のミスマッチ（Ａｘ−Ａｙ≠０）を有するホール起電力信号であり、Ａｘ＜Ａｙの例を示す。この場合、ホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）は、Ｙ軸方向に長軸を有する楕円形状となる。
【００５６】
このように、ホール起電力信号が磁気感度のミスマッチを有する場合、振幅Ａはθに応じて変動する。当該変動は、余弦波信号と、当該余弦波信号と振幅値の異なる正弦波信号の和によって生じるので、周期１８０°の正弦波信号と同期した変動となり、２倍角の正弦波信号との相関が強くなる。当該相関に対応する角度非線形性誤差について、図１０を用いて説明する。
【００５７】
図１０は、図９に示す、磁気感度のミスマッチを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の角度非線形性誤差の一例を示す。図６と同様に、図１０の横軸は回転磁石の角度位置θ、縦軸は角度非線形性誤差（φ−θ）を示す。例えば、角度位置θが０°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝Ａｘ，ＶＹ＝０）に応じて算出される角度信号φ（０°）は０°となり、角度非線形性誤差は０°となる。同様に、角度位置θが９０°、１８０°、２７０°の場合、ホール起電力信号に応じて算出される角度信号φ（θ）も０°となり、角度非線形性誤差は０°となる。
【００５８】
また、角度位置θが４５°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝Ａｘ・２−１／２，ＶＹ＝Ａｙ・２−１／２）に応じて算出される角度信号φ（４５°）は４５°より大きく（Ａｘ＜Ａｙ）、角度非線形性誤差は０°より大きくなる。また、角度位置θが１３５°の場合、ホール起電力信号（ＶＸ＝−Ａｘ・２−１／２，Ａｙ・ＶＹ＝２−１／２）に応じて算出される角度信号φ（１３５°）は１３５°より小さくなり、角度非線形性誤差は０°より小さい値となる。このように、角度非線形性誤差は、角度位置θに対してｓｉｎ（２θ）を示すように変動する。
【００５９】
図１１は、非直交性誤差αを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。図４と同様に、図１１の横軸はＸ軸方向のホール起電力信号ＶＸを示し、縦軸はＹ軸方向のホール起電力信号ＶＹを示す。点線で示す信号は、理想的なホール起電力信号であり、ＸＹ平面において略円形の形状を有する信号となる。実線で示す信号は、非直交性誤差αを有するホール起電力信号であり、α＞０の例を示す。この場合、ホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）は、長軸を有する楕円形状となる。
【００６０】
このように、ホール起電力信号が非直交性誤差αを有する場合、振幅Ａはθに応じて変動する。当該変動は、余弦波信号と、当該余弦波信号と位相の異なる正弦波信号の和によって生じるので、周期１８０°の余弦波信号と同期した変動となり、２倍角の余弦波信号との相関が強くなる。
【００６１】
図１２は、図１１に示す、非直交性誤差αを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の角度非線形性誤差の一例を示す。図６と同様に、図１２の横軸は回転磁石の角度位置θ、縦軸は角度非線形性誤差（φ−θ）を示す。ホール起電力信号が非直交性誤差αを有する場合、図１２に示すように、角度位置θに対してｃｏｓ（２θ）を示すように変動する。
【００６２】
以上のように、回転角センサ１００は、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘに対して−ｓｉｎ（θ）を、Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙに対してｃｏｓ（θ）を、磁気感度のミスマッチに対してｓｉｎ（２θ）を、非直交性誤差αに対してｃｏｓ（２θ）を、それぞれ示すように、角度位置θに応じて角度非線形性誤差が変動する。そこで、本実施形態の回転角センサ１００は、当該角度非線形性誤差を較正する較正パラメータを用いることで、角度非線形性誤差を低減させるように較正する。ここで、較正パラメータは、回転角センサ１００の出力と予め定められた周期関数との相関に基づき、較正パラメータ生成装置等により生成される。
【００６３】
図１３は、本実施形態に係る回転角センサ１００の一例を較正パラメータ生成装置２００と共に示す。回転角センサ１００は、第１ホール素子対１１０と、第２ホール素子対１２０と、Ｘ軸信号出力部１４０と、Ｙ軸信号出力部１５０と、角度信号算出部１６０と、入出力部１７０と、記憶部１８０と、誤差補正部１９０と、を備える。第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０は、図１および図２で説明したホール素子対と略同一であるので、ここでは説明を省略する。Ｘ軸信号出力部１４０、Ｙ軸信号出力部１５０、角度信号算出部１６０、入出力部１７０、記憶部１８０、および誤差補正部１９０は、図１で説明した基板１０の内部に形成されてよい。
【００６４】
Ｘ軸信号出力部１４０は、Ｘ軸方向の磁場を磁電変換してＸ軸方向の磁場検出信号を出力する。Ｘ軸信号出力部１４０は、増幅部１４２と、ＡＤ変換部１４４とを有する。増幅部１４２は、第１ホール素子対１１０に接続され、受け取ったホール起電力信号を予め定められた増幅度で増幅する。増幅部１４２は、増幅したホール起電力信号をＡＤ変換部１４４に供給する。ＡＤ変換部１４４は、増幅部１４２に接続され、受け取ったホール起電力信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部１４４は、変換したデジタル信号ＶＸを磁場検出信号として誤差補正部１９０に供給する。
【００６５】
Ｙ軸信号出力部１５０は、Ｙ軸方向の磁場を磁電変換してＹ軸方向の磁場検出信号を出力する。Ｙ軸信号出力部１５０は、増幅部１５２と、ＡＤ変換部１５４とを有する。増幅部１５２は、第２ホール素子対１２０に接続され、受け取ったホール起電力信号を予め定められた増幅度で増幅する。増幅部１５２は、増幅したホール起電力信号をＡＤ変換部１５４に供給する。ＡＤ変換部１５４は、増幅部１５２に接続され、受け取ったホール起電力信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部１５４は、変換したデジタル信号ＶＸを磁場検出信号として誤差補正部１９０に供給する。
【００６６】
角度信号算出部１６０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号に基づいて、角度信号φ（θ）を算出する。角度信号算出部１６０は、（数１０）式または同等の式を計算して角度信号φ（θ）を出力する。角度信号算出部１６０は、一例として、三角関数計算モデルに基づくＣＯＲＤＩＣ回路等の計算回路等を内部に有してよい。ＣＯＲＤＩＣ回路は、予め定められたＣＯＲＤＩＣアルゴリズムを実行して、角度信号φ（θ）を算出する。
【００６７】
角度信号算出部１６０は、（数９）式において、例えば、Ｖｏｓ＿ｘおよびＶｏｓ＿ｙが略零であり、ＡｘがＡｙに略等しく、かつ、αが略零である場合、即ち、理想的なホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）が得られる場合、回転磁石の回転角θと略一致する角度信号φ（θ）を出力する。また、角度信号算出部１６０は、ホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）が理想的な信号に補正されている場合、回転磁石の回転角θと略一致する角度信号φ（θ）を出力する。
【００６８】
入出力部１７０は、外部の装置等に接続され、当該外部の装置等と較正パラメータを授受する。入出力部１７０は、回転角センサ１００のインターフェース回路でよく、この場合、較正パラメータに加えて、回転角センサ１００内部で用いられる他のパラメータおよびデータ等を授受してもよい。入出力部１７０は、外部から受けとった較正パラメータを記憶部１８０に供給する。また、入出力部１７０は、記憶部１８０に記憶された較正パラメータを外部に供給する。
【００６９】
記憶部１８０は、較正パラメータを記憶する。回転角センサ１００が算出する角度信号の誤差を較正するための少なくとも１つの較正パラメータを記憶する。記憶部１８０は、角度信号の正弦と、角度信号の余弦と、角度信号の２倍の正弦と、角度信号の２倍の余弦と、のうち少なくとも１つに比例する誤差を低減させる誤差パラメータを、較正パラメータとして記憶してもよい。また、記憶部１８０は、誤差パラメータおよび較正パラメータを記憶してもよい。較正パラメータは、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘ、Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙ、磁気感度のミスマッチ、および非直交性誤差αに基づく角度非線形性誤差のうち、少なくとも１つの誤差を低減させるパラメータである。
【００７０】
誤差補正部１９０は、較正パラメータに基づいて、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号の誤差を補正してＸ軸方向およびＹ軸方向の誤差補正信号をそれぞれ出力する。誤差補正部１９０は、Ｘ軸信号出力部１４０およびＹ軸信号出力部１５０に接続され、磁場検出信号を受けとる。また、誤差補正部１９０は、記憶部１８０に接続され、記憶部１８０から読み出した較正パラメータを用いて、受けとった磁場検出信号を補正する。誤差補正部１９０は、補正した磁場検出信号を誤差補正信号として角度信号算出部１６０に供給する。
【００７１】
これにより、角度信号算出部１６０は、誤差補正部１９０が供給する誤差補正信号を、磁場検出信号として受け取り、角度信号φ（θ）を出力することになる。即ち、角度信号算出部１６０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の誤差補正信号に基づいて、補正した角度信号を算出する。ここで、誤差補正信号が、適切に補正された信号の場合、角度信号算出部１６０は、回転角θと略一致する角度信号φ（θ）を出力する。
【００７２】
以上の本実施形態の回転角センサ１００は、入出力部１７０に接続された較正パラメータ生成装置２００によって生成された較正パラメータを用いて、角度信号を補正する。本実施形態の較正パラメータ生成装置２００は、取得部２１０と、算出部２２０と、パラメータ供給部２３０と、を備える。
【００７３】
取得部２１０は、回転角センサ１００の出力信号を取得する。図１３の取得部２１０は、Ｘ軸信号出力部１４０およびＹ軸信号出力部１５０が出力する磁場検出信号を出力信号として取得する例を説明する。この場合、取得部２１０は、Ｘ軸信号出力部１４０およびＹ軸信号出力部１５０に接続され、磁場検出信号を取得してよい。また、角度信号算出部１６０が磁場検出信号を出力する場合、取得部２１０は、角度信号算出部１６０に接続され、磁場検出信号を取得してもよい。取得部２１０は、取得した磁場検出信号を、較正パラメータ生成装置２００内部の記憶部等に記憶してよい。
【００７４】
算出部２２０は、出力信号に基づいて、回転角センサ１００を較正する較正パラメータを算出する。算出部２２０は、取得部２１０または較正パラメータ生成装置２００内部の記憶部等から出力信号である磁場検出信号を受け取り、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘ、Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙ、磁気感度のミスマッチ、および非直交性誤差αに基づく角度非線形性誤差のうち、少なくとも１つの誤差を低減させる較正パラメータを算出する。較正パラメータの生成については後述する。
【００７５】
パラメータ供給部２３０は、較正パラメータを回転角センサ１００の記憶部１８０に供給して記憶させる。パラメータ供給部２３０は、算出部２２０に接続され、当該算出部２２０から較正パラメータを受けとる。また、パラメータ供給部２３０は、回転角センサ１００の入出力部１７０に接続され、較正パラメータを入出力部１７０を介して記憶部１８０に供給し、記憶部１８０に記憶させる。
【００７６】
また、パラメータ供給部２３０は、記憶部１８０に較正パラメータが記憶されている場合は、算出部２２０から受けとった較正パラメータの作成日時が記憶された較正パラメータの作成日時よりも新しい場合に、較正パラメータを更新させてよい。これに代えて、パラメータ供給部２３０は、複数の較正パラメータを線形結合させて新たな較正パラメータとして記憶部１８０に記憶させてもよい。
【００７７】
以上の本実施形態の較正パラメータ生成装置２００は、回転角センサ１００から取得した磁場検出信号に基づいて、較正パラメータを生成する。較正パラメータ生成装置２００の較正パラメータの生成について、図１４を用いて説明する。
【００７８】
図１４は、本実施形態に係る較正パラメータ生成装置２００の第１の動作フローを示す。較正パラメータ生成装置２００は、図１４に示す第１の動作フローを実行して、回転角センサ１００からの磁場検出信号を取得し、当該回転角センサ１００の磁場検出検出信号を補正する較正パラメータを生成する。
【００７９】
まず、ＸＹ平面上に回転角センサ１００を設置する（Ｓ３００）。ここで、回転角センサ１００を設置するＸＹ平面は、回転角センサ１００が検出する磁場の方向と略平行な平面である。また、当該平面は、回転角センサ１００が検出する磁場の方向によって形成される平面と略一致することが望ましい。
【００８０】
次に、回転角センサ１００に磁場を印加して、較正パラメータ生成装置２００は回転角センサ１００の出力信号を取得する（Ｓ３１０）。ここで、回転角センサ１００に印加する磁場は、ＸＹ平面上において、３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場である。例えば、回転角センサ１００は、ＸＹ平面上の予め定められた方向に対して、０°、１２０°、および２４０°の角度を有するＸＹ平面上の３つの方向の磁場がそれぞれ印加される。このような磁場を印加する装置の一例を、図１５を用いて説明する。
【００８１】
図１５は、本実施形態に係る磁場印加装置３０を、回転角センサ１００および較正パラメータ生成装置２００と共に示す。図１５は、磁場印加装置３０は、３６０度を４等分した角度（９０°）ずつ方向が異なる４方向の磁場を、回転角センサ１００に印加する例を示す。磁場印加装置３０は、第１コイル部４２と、第２コイル部４４と、第３コイル部４６と、第４コイル部４８と、を備える。
【００８２】
第１コイル部４２および第３コイル部４６は、略同一の形状および材料で形成され、略同一の中心軸を有するヘルムホルツコイルでよい。図１５は、第１コイル部４２および第３コイル部４６の中心軸が、Ｙ軸方向と略平行に配置された例を示す。第１コイル部４２および第３コイル部４６は、流れる電流の方向に応じて、回転角センサ１００に＋Ｙ軸方向および−Ｙ軸方向の磁場を切り換えて印加する。また、第１コイル部４２および第３コイル部４６は、流れる電流の大きさを制御することにより、印加する磁場の大きさを調節できる。即ち、第１コイル部４２および第３コイル部４６は、＋Ｘ軸方向に対して、略９０°および略２７０°の角度を有する磁場を回転角センサ１００に印加する。
【００８３】
第２コイル部４４および第４コイル部４８は、略同一の形状および材料で形成され、略同一の中心軸を有するヘルムホルツコイルでよい。図１５は、第２コイル部４４および第４コイル部４８の中心軸が、Ｘ軸方向と略平行に配置された例を示す。第２コイル部４４および第４コイル部４８は、流れる電流の方向に応じて、回転角センサ１００に＋Ｘ軸方向および−Ｘ軸方向の磁場を切り換えて印加する。即ち、第２コイル部４４および第４コイル部４８は、＋Ｘ軸方向に対して、略０°および略１８０°の角度を有する磁場を回転角センサ１００に印加する。
【００８４】
なお、図１５は、第１コイル部４２および第３コイル部４６の中心軸と、第２コイル部４４および第４コイル部４８の中心軸の交点に、回転角センサ１００が配置される例を示す。以上のように、磁場印加装置３０は、複数のコイル部の配置に応じて、ＸＹ平面上において、３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場を、回転角センサ１００にそれぞれ印加することができる。
【００８５】
図１６は、本実施形態に係る磁場印加装置３０が、回転角センサ１００に印加する磁場の第１の例を示す。図１６は、磁場印加装置３０が３つのヘルムホルツコイルを有し、１２０°ずつ等間隔に異なる方向の３つの磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加する例を示す。ここで、それぞれの磁場ベクトルは、＋Ｘ軸方向と予め定められた角度のオフセットを有してもよい。図１６は、当該オフセットを、δとした例を示す。即ち、図１６は、ＸＹ平面において、磁場印加装置３０が＋Ｘ軸方向に対して角度δ、δ＋１２０°、およびδ＋２４０°の３つの方向の磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加する例である。
【００８６】
図１７は、本実施形態に係る磁場印加装置３０が、回転角センサ１００に印加する磁場の第２の例を示す。図１７は、図１５と同様に、磁場印加装置３０が２つのヘルムホルツコイルを有し、９０°ずつ等間隔に異なる方向の４つの磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加する例を示す。ここで、それぞれの磁場ベクトルは、＋Ｘ軸方向と予め定められた角度のオフセットδを有してよい。図１７は、ＸＹ平面において、磁場印加装置３０が＋Ｘ軸方向に対して角度δ、δ＋９０°、δ＋１８０°、およびδ＋２７０°の４つの方向の磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加する例である。
【００８７】
以上のように、磁場印加装置３０は、回転角センサ１００を較正すべく、次式で示されるように＋Ｘ軸方向に対する角度θｎを有するＮ方向の磁場を回転角センサ１００に印加する。
【数１１】
2016061708.tif 000010
【００８８】
取得部２１０は、このように、ＸＹ平面上において、３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場が、回転角センサ１００にそれぞれ印加したことに応じて出力される出力信号を当該回転角センサ１００から取得する。即ち、本実施形態の取得部２１０は、ＸＹ平面上の予め定められた方向に対するＮ方向の磁場のそれぞれの角度θｎ（ｎ＝０，１，２，・・・，Ｎ−１）に対応して出力される、回転角センサ１００のＸ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））を取得する。
【００８９】
次に、算出部２２０は、磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））に基づいて、回転角センサを較正する較正パラメータを算出する（Ｓ３２０）。算出部２２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号と、角度θｎを代入した予め定められた周期関数との相関に基づいて、較正パラメータを算出する。回転角センサ１００は、図４から図１２で説明したように、予め定められた周期関数と相関の強い角度非線形性誤差を有するので、算出部２２０は、当該周期関数を用いて磁場検出信号との相関を取ることで、角度非線形性誤差に対応する誤差パラメータを算出する。
【００９０】
より具体的には、算出部２２０は、次式で示す相関関数のように、磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））のそれぞれと、正弦波関数および余弦波関数との相関をそれぞれ取る。
【数１２】
2016061708.tif 000011
【００９１】
（数１２）式で示すように、算出部２２０は、３６０度をＮ等分した角度ずつ変化させたＮ個の周期関数同士の乗算の総和を相関関数として算出するので、ほとんどの項が相殺され、算出結果はいずれも項数が１となる。そして、算出部２２０は、次式を計算することにより、磁気感度のミスマッチ（Ａｘ−Ａｙ）を算出することができる。
【数１３】
2016061708.tif 000012
【００９２】
同様に、算出部２２０は、次式を計算することにより、非直交性誤差α、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘ、およびＹ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙを算出することができる。
【数１４】
2016061708.tif 000013
【数１５】
2016061708.tif 000014
【００９３】
以上のように、算出部２２０は、磁場印加装置３０が印加した磁場に応じて回転角センサ１００が出力する磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））に基づき、誤差パラメータ（Ｖｏｓ＿ｘ，Ｖｏｓ＿ｙ，Ａｘ−Ａｙ，α）を算出することができる。そして、算出部２２０は、当該誤差パラメータをキャンセルする較正パラメータを算出する。
【００９４】
算出部２２０は、例えば、Ｘ軸方向の磁場検出信号のオフセットを較正する第１パラメータとして、−Ｖｏｓ＿ｘを、Ｙ軸方向の磁場検出信号のオフセットを較正する第２パラメータとして、−Ｖｏｓ＿ｙを、それぞれ算出する。これにより、回転角センサ１００は、第１パラメータおよび第２パラメータを用いて、次式のように、磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））のオフセットを補正することができる。
【数１６】
2016061708.tif 000015
【００９５】
また、算出部２２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号の感度ミスマッチを較正する第３パラメータとして、（Ａｘ／Ａｙ）を算出してよい。これにより、回転角センサ１００は、第３パラメータを用いて、次式のように、磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））の感度ミスマッチを補正することができる。
【数１７】
2016061708.tif 000016
【００９６】
また、算出部２２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号の非直交性誤差を較正する第４パラメータとして、−ｔａｎ（α）を算出してよい。これにより、回転角センサ１００は、第４パラメータを用いて、次式のように、磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））の非直交性誤差を補正することができる。以上のように。算出部２２０は、第１パラメータから第４パラメータの４つのパラメータのうち、少なくとも１つを含む較正パラメータを算出する。
【数１８】
2016061708.tif 000017
【００９７】
次に、パラメータ供給部２３０は、算出部２２０が算出した較正パラメータを回転角センサ１００の記憶部１８０に供給して記憶させる（Ｓ３３０）。以上のように、本実施形態の較正パラメータ生成装置２００は、磁場印加装置３０を用いて回転角センサ１００に予め定められた複数の方向の磁場を印加し、発生する角度非線形性誤差に対応する相関関数を用いて、当該回転角センサ１００の角度非線形性誤差を補正する較正パラメータを生成することができる。
【００９８】
これにより、回転角センサ１００は、当該較正パラメータを用いて、角度非線形性誤差を補正することができる。即ち、誤差補正部１９０は、Ｘ軸信号出力部１４０およびＹ軸信号出力部１５０から供給される磁場検出信号（ＶＸ，ＶＹ）に対して、当該較正パラメータを用いて（数１６）から（数１８）式の演算を実行して誤差補正信号（ＶＸ'，ＶＹ'）出力する。そして、角度信号算出部１６０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の誤差補正信号（ＶＸ'，ＶＹ'）（即ち、補正された磁場検出信号）を用いて、角度信号を算出するので、角度非線形性誤差を低減させた確度信号を出力することができる。
【００９９】
図１８は、本実施形態に係る回転角センサ１００の変形例を、対応する較正パラメータ生成装置２００と共に示す。本変形例の回転角センサ１００において、図１３に示された本実施形態に係る回転角センサ１００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。本変形例の回転角センサ１００は、角度信号算出部１６０が算出した角度信号φ（θ）に基づいて算出された較正パラメータを用いて、当該角度信号φ（θ）を補正する。
【０１００】
即ち、本変形例の角度信号算出部１６０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号（ＶＸ，ＶＹ）に基づいて、角度信号φ（θ）を算出する。そして、誤差補正部１９０は、較正パラメータに基づいて、角度信号φ（θ）の誤差を補正し、これにより、回転角センサ１００の角度非線形性誤差（φ（θ）−θ）を低減する。ここで、角度非線形性誤差（φ（θ）−θ）は、図４から図１２で説明したように、予め定められた周期関数を示すように変動するので、次式のように示すことができる。
【数１９】
2016061708.tif 000018
【０１０１】
ここで、ＡからＤの４つの係数は、それぞれ対応する角度非線形誤差の大きさに応じて値が定まる誤差パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）である。例えば、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘによる角度非線形性誤差が、他の角度非線形性誤差と比較して大きい場合、係数Ａは、他の係数ＢからＤと比較して大きくなる。また、回転角センサ１００が出力する角度信号φ（θ）が、角度位置θと略同一の理想的な出力になる場合、誤差パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は全て略零となる。
【０１０２】
本変形例の回転角センサ１００に対応する較正パラメータ生成装置２００は、角度信号算出部１６０が出力する角度信号φ（θ）を、回転角センサ１００の出力信号として取得する。即ち、取得部２１０は、角度信号算出部１６０に接続され、当該角度信号φ（θ）を取得する。これに代えて、取得部２１０は、誤差補正部１９０に接続され、当該角度信号φ（θ）を取得してもよい。
【０１０３】
較正パラメータ生成装置２００は、磁場印加装置３０が３６０度をＮ等分した角度ずつ方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場を、回転角センサ１００にそれぞれ印加した場合の当該回転角センサ１００の出力信号（本変形例の場合は角度信号）を取得する。即ち、取得部２１０は、ＸＹ平面上の予め定められた方向に対するＮ方向の磁場のそれぞれの角度θｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎ−１）に対応して出力される回転角センサ１００のＮ個の角度信号φ（θｎ）を取得する。
【０１０４】
そして、算出部２２０は、角度θｎおよび角度信号φ（θｎ）を予め定められた周期関数に代入して得られる誤差パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に基づき、較正パラメータを算出する。より具体的には、算出部２２０は、次式で示す相関関数のように、角度信号φ（θｎ）と印加磁場の角度位置θｎの差分（φ（θｎ）−θｎ）のそれぞれと、正弦波関数および余弦波関数との相関を算出して、誤差パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を得る。
【数２０】
2016061708.tif 000019
【０１０５】
そして、算出部２２０は、角度信号φ（θｎ）のそれぞれから当該誤差パラメータをキャンセルする較正パラメータを算出する。算出部２２０は、例えば、Ｘ軸方向の磁場検出信号のオフセットを較正する第１パラメータとして、−Ａを、Ｙ軸方向の磁場検出信号のオフセットを較正する第２パラメータとして、−Ｂを、それぞれ算出する。同様に、また、算出部２２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号の感度ミスマッチを較正する第３パラメータとして、−Ｃを、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号の非直交性誤差を較正する第４パラメータとして、−Ｄを算出してよい。
【０１０６】
以上のように、算出部２２０は、第１パラメータから第４パラメータの４つのパラメータのうち、少なくとも１つを含む較正パラメータを算出する。パラメータ供給部２３０は、算出部２２０が算出した較正パラメータを回転角センサ１００の記憶部１８０に供給して記憶させる。これにより、回転角センサ１００は、第１パラメータから第４パラメータを用いて、次式のように、角度信号φ（θｎ）の非直交性誤差を補正することができる。
【数２１】
2016061708.tif 000020
【０１０７】
ここで、回転角センサ１００は、複数種類の較正パラメータを記憶部１８０に記憶して、複数種類の要因に基づく角度非線形性誤差を低減させてよい。例えば、回転角センサ１００の記憶部１８０は、角度信号の正弦と、角度信号の余弦と、角度信号の２倍の正弦と、角度信号の２倍の余弦と、のうち少なくとも２つに比例する誤差を低減させる誤差パラメータを、較正パラメータとして記憶する。そして、誤差補正部１９０は、角度信号の正弦と、角度信号の余弦と、角度信号の２倍の正弦と、角度信号の２倍の余弦とのうち少なくとも２つに対応する誤差パラメータを線形結合し、当該線形結合した値を角度信号から減算して角度信号を補正してよい。
【０１０８】
以上のように、本変形例の回転角センサ１００は、対応する較正パラメータ生成装置２００が生成した較正パラメータを用いて、角度非線形性誤差を低減させた角度信号を出力することができる。即ち、較正パラメータ生成装置２００は、磁場印加装置３０を用いて、回転角センサ１００の角度非線形性誤差を低減させる較正パラメータを生成し、当該回転角センサ１００を較正できる。
【０１０９】
図１９は、本実施形態に係る回転角センサモジュール３００の一例を較正パラメータ生成装置２００と共に示す。回転角センサモジュール３００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。回転角センサ１００は、図１から図１８で説明したので、ここでは概略構成および較正については省略する。
【０１１０】
回転磁石４１０は、回転軸４１２回りに回転する。図１９は、回転磁石４１０が回転角センサ１００の上方に設けられる例を示す。回転磁石４１０は、一例として、円盤状の形状を有し、ＸＹ平面と略平行な面で回転する。回転磁石４１０は、ＸＹ平面と略平行な断面がそれぞれ半円形状となる２つの領域に分割されてよく、一方の領域がＳ極であり、他方の領域がＮ極である磁石を形成する。回転磁石４１０は、ＸＹ平面と略平行な面で回転することにより、例えば、（数８）式で示される回転磁場を回転角センサ１００に発生させる。
【０１１１】
回転軸４１２は、ＸＹ平面と略垂直な方向に形成される。回転軸４１２は、一例として、中心軸の回転角センサ１００側の延長線上に、第１ホール素子対１１０を通過するＸ軸と第２ホール素子対１２０を通過するＹ軸との交点が位置するように、形成される。回転軸４１２は、一端が回転磁石４１０に接続され、他端がモーター４２０に接続される。モーター４２０は、回転軸４１２および当該回転軸に接続された回転磁石４１０を回転させる。
【０１１２】
回転角センサモジュール３００は、較正した回転角センサ１００と、回転軸４１２回りに回転する回転磁石４１０と、を組み立てて形成される。即ち、回転角センサ１００は、ＸＹ平面におけるＸ軸方向の磁場およびＹ軸方向の磁場を検出して、回転軸４１２回りに回転する回転磁石４１０のＸＹ平面における回転角を検出する。
【０１１３】
回転角センサ１００は、回転角センサモジュール３００として組み立てられる前に、図１４で示したように、較正することができる。しかしながら、回転角センサモジュール３００を組み立てる過程において、組み立て誤差が生じると、回転角センサ１００は、当該組み立て誤差に起因する角度非線形性誤差を発生してしまう。図２０から図２２には、このような組み立て誤差の例を示す。
【０１１４】
図２０は、本実施形態に係る回転角センサモジュール３００に中心軸ずれが生じた組み立て誤差の一例を示す。図２１は、本実施形態に係る回転角センサモジュール３００に偏芯が生じた組み立て誤差の一例を示す。図２２は、本実施形態に係る回転角センサモジュール３００に回転磁石４１０の傾きが生じた組み立て誤差の一例を示す。
【０１１５】
このような誤差が生じた場合においても、後述するように、回転角センサ１００は、回転磁石４１０の角度位置θに応じて周期関数を示すように変動する角度非線形性誤差を発生させる。そこで、本実施形態の較正パラメータ生成装置２００は、回転角センサ１００を較正させる較正パラメータを生成する場合と同様に、回転角センサモジュール３００の組み立て誤差に起因する角度非線形性誤差を較正する較正パラメータを生成する。
【０１１６】
図２３は、本実施形態に係る較正パラメータ生成装置２００の第２の動作フローを示す。較正パラメータ生成装置２００は、図２３に示す第２の動作フローを実行して、回転角センサ１００からの出力信号を取得し、回転角センサモジュール３００の出力信号を補正する較正パラメータを生成する。
【０１１７】
まず、回転角センサモジュール３００を動作するように設置する（Ｓ５００）。例えば、回転角センサモジュール３００をＸＹ平面と略平行な平面上に設置する。ここで、回転角センサモジュール３００の設置とは、一例として、回転角センサ１００と、回転磁石４１０と、回転軸４１２と、モーター４２０とを組み合わせてモジュールの組み立てを行うことである。これにより、ＸＹ平面上に回転角センサ１００が設置される。
【０１１８】
次に、回転磁石４１０を予め定められた回転角に回転させ、複数の方向の磁場を回転角センサ１００に印加した場合の、当該回転角センサ１００の出力を取得する（Ｓ５１０）。即ち、回転磁石４１０を、３６０度をＮ等分した角度ずつ回転させ、方向が異なるＮ方向（Ｎは３以上の整数）の磁場を、回転角センサ１００にそれぞれ印加する。回転磁石４１０の予め定められた回転角は、理想的には、図１５で説明した磁場印加装置３０が回転角センサ１００に印加する複数の磁場と同様の磁場を発生させる角度であってよい。
【０１１９】
図２４は、本実施形態の回転角センサモジュール３００において、回転磁石４１０の回転位置の第１の例を示す。図２４は、モーター４２０が回転磁石４１０を９０°ずつ回転させ、回転磁石４１０の４つの回転位置に応じた４つの磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加する例を示す。ここで、それぞれの回転磁石４１０の回転位置は、＋Ｘ軸方向と予め定められた角度δのオフセットを有する例を示す。回転角センサモジュール３００が理想的に組み立てられている場合、図２４のように回転磁石４１０が位置すると、ＸＹ平面において、回転磁石４１０が＋Ｘ軸方向に対して角度δ、δ＋９０°、δ＋１８０°、およびδ＋２７０°の４つの方向の磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加することができる。
【０１２０】
しかしながら、回転角センサモジュール３００に組み立て誤差が生じると、回転角センサ１００には、予め定められた方向とは異なる方向に磁場が向いてしまう。即ち、図２４は、回転磁石４１０が＋Ｘ軸方向に対して角度δ、δ＋９０°、δ＋１８０°、およびδ＋２７０°の４つの回転位置にあるとき、回転磁石４１０のそれぞれの回転位置に対応した４つの磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加する例を示す。
【０１２１】
図２５は、本実施形態の回転角センサモジュールにおいて、回転磁石４１０の回転位置の第２の例を示す。図２５は、モーター４２０が回転磁石４１０を４５°ずつ回転させ、回転磁石４１０の８つの回転位置に応じた８つの磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加する例を示す。ここで、それぞれの回転磁石４１０の回転位置は、＋Ｘ軸方向と予め定められた角度δのオフセットを有する例を示す。即ち、図２５は、回転磁石４１０が＋Ｘ軸方向に対して角度δ＋ｎ・４５°（ｎ＝０，１，２，...，７）の８つの回転位置にあるとき、回転磁石４１０のそれぞれの回転位置に対応した８つの磁場ベクトルを回転角センサ１００に印加する例を示す。
【０１２２】
取得部２１０は、Ｎ方向の磁場をそれぞれ印加することに応じて出力される出力信号を回転角センサ１００から取得する。取得部２１０は、ＸＹ平面上の予め定められた回転磁石４１０の角度θｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎ−１）のそれぞれの回転位置において、回転角センサ１００に入力される磁場に対応して出力される回転角センサ１００のＮ個の磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））を取得してよく、これに代えて、角度信号φ（θｎ）を取得してもよい。本実施形態の取得部２１０は、Ｎ個の磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））を取得する例を説明する。即ち、この場合、回転角センサ１００の概略構成は、図１３に示す概略構成と略同一となる。
【０１２３】
次に、算出部２２０は、回転角センサ１００の出力信号に基づいて、回転角センサ１００を較正する較正パラメータを算出する（Ｓ５２０）。算出部２２０は、回転角センサ１００の較正と同様に、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の磁場検出信号と、磁石の回転位置である角度θｎを代入した予め定められた周期関数との相関に基づいて、較正パラメータを算出する。即ち、算出部２２０は、（数１２）から（数１８）式を用いて、誤差パラメータ（Ｖｏｓ＿ｘ，Ｖｏｓ＿ｙ，Ａｘ−Ａｙ，α）および較正パラメータを算出する。
【０１２４】
回転角センサ１００は、回転磁石４１０の角度位置θに応じて周期関数を示すように変動する角度非線形性誤差を発生させるので、算出部２２０は、回転角センサ１００の較正に用いた数式を用いて、較正パラメータを算出することができる。ここで、回転角センサ１００の角度非線形性誤差の発生について、図２６および図２７を用いて説明する。
【０１２５】
図２６は、理想的な回転角センサモジュール３００の回転角センサ１００に、８方向の磁場をそれぞれ印加した例を示す。即ち、図２６は、回転磁石４１０が４５°間隔で回転した場合に、回転角センサ１００が設置されるＸＹ平面に生じる磁場の向きを矢印でそれぞれ示す。図２６の複数の円は、回転磁石４１０をそれぞれ示し、円内の点線で示された四角形は、回転角センサ１００の位置を示す。回転角センサモジュール３００は、理想的な配置関係にあるので、円の中心と、点線で示された四角形の領域の中心とが一致する。回転角が０°から３１５°に４５°ずつ変化することに応じて、回転角センサ１００が位置する領域に発生する磁場ベクトルの向きも対応して４５°ずつ回転することがわかる。
【０１２６】
図２７は、中心軸ずれの組み立て誤差を有する回転角センサモジュール３００の回転角センサ１００に、８方向の磁場をそれぞれ印加した例を示す。即ち、図２７は、図２０に示す中心軸ずれが生じた回転角センサモジュール３００において、回転磁石４１０が４５°間隔で回転した場合に、回転角センサ１００が設置されるＸＹ平面に生じる磁場の向きを矢印でそれぞれ示す。図２７の複数の円は、図２６と同様に、回転磁石４１０をそれぞれ示し、円内の点線で示された四角形は、回転角センサ１００の位置を示す。中心軸ずれが生じているので、円の中心と、点線で示された四角形の領域の中心には、ずれが生じている。
【０１２７】
そして、回転磁石４１０を回転させると、回転角度θが４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合、四角形の領域には回転磁石４１０の回転角度θとは異なる方向の磁場ベクトルが発生し、角度非線形性誤差が発生することがわかる。一方、回転角度θが０°、９０°、１８０°、２７０°の場合、四角形の領域に発生する磁場ベクトルの向きと印加する磁場の向きとが略一致するので、角度非線形性誤差が低減することがわかる。即ち、回転角センサ１００に入力する磁場の方向が、回転磁石４１０の回転角度θに応じて変動し、当該変動が角度θに対してｓｉｎ（２θ）を示すように変動することがわかる。
【０１２８】
図２８は、中心軸ずれを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例を示す。このようなホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の歪みは、図９に示す磁気感度のミスマッチを有するホール起電力信号（ＶＸ，ＶＹ）の一例と同様であり、（数１３）および（数１７）式を用いて較正パラメータを算出することができる。同様に、回転角センサモジュール３００は、回転磁石４１０に偏芯および傾きが生じる組み立て誤差を有しても、発生する角度非線形性誤差の変動が回転磁石４１０の回転角度に関する周期関数を示す場合、算出部２２０は、（数１２）から（数１８）式を用いて較正パラメータを算出することができる。
【０１２９】
次に、パラメータ供給部２３０は、算出部２２０が算出した較正パラメータを回転角センサ１００の記憶部１８０に供給して記憶させる（Ｓ５３０）。以上のように、本実施形態の較正パラメータ生成装置２００は、回転磁石４１０を予め定められた回転角度に回転させて回転角センサ１００に複数の方向の磁場を印加し、発生する角度非線形性誤差に対応する相関関数を用いて、回転角センサモジュール３００の組み立て誤差に起因する角度非線形性誤差を補正する較正パラメータを生成することができる。これにより、回転角センサ１００は、当該較正パラメータを用いて、組み立て誤差に起因する角度非線形性誤差を補正することができる。
【０１３０】
以上の本実施形態に係る較正パラメータ生成装置２００は、磁石の回転位置θｎに対する回転角センサ１００から出力信号として、磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））を取得する例を説明した。これに代えて、較正パラメータ生成装置２００は、角度信号φ（θｎ）を出力信号として取得してもよい。この場合、回転角センサ１００の概略構成は、図１８に示す概略構成と略同一となる。
【０１３１】
この場合における較正パラメータ生成装置２００は、取得部２１０が、回転磁石４１０を回転してＮ個の角度θｎに設定することにより、Ｎ方向の磁場を回転角センサ１００にそれぞれ印加することに応じて出力される角度信号φ（θｎ）を当該回転角センサ１００から取得する。そして、算出部２２０は、角度θｎおよび角度信号φ（θｎ）を予め定められた周期関数に代入して得られる誤差パラメータに基づき、較正パラメータを算出する。より具体的には、算出部２２０は、（数１９）式を用いて、誤差パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を算出し、当該誤差パラメータをキャンセルする較正パラメータを算出する。
【０１３２】
以上のように、本実施形態の較正パラメータ生成装置２００は、回転角センサ１００および回転角センサモジュール３００をそれぞれ較正する較正パラメータを生成することができる。また、磁場印加装置３０および回転磁石４１０を用いて、回転角センサ１００に複数の方向の磁場を印加することにより、較正パラメータ生成装置２００は、同様の手順によってそれぞれの較正パラメータを生成することができる。
【０１３３】
したがって、例えば、まず、較正パラメータ生成装置２００が回転角センサ１００の較正パラメータを生成して当該回転角センサ１００を較正させ、次に、回転角センサモジュール３００を組み立て、そして組み立てた後に、同一の較正パラメータ生成装置２００が回転角センサ１００の較正パラメータを生成して較正することで、回転角センサモジュール３００は、角度非線形性誤差を低減させた角度信号を出力することができる。また、回転角センサ１００についての較正を実施することなく、回転角センサモジュール３００の組立て後に、回転角センサモジュール３００に対する較正操作を実行することで、回転角センサ１００における角度非線形性誤差および回転角センサモジュール３００を組み立てる際の組立誤差に起因する角度非線形性誤差をまとめて同時に較正することが可能である。
【０１３４】
図２９は、本実施形態に係る回転角センサモジュール３００が発生させる角度非線形性誤差をシミュレーションした結果の一例を示す。図２９は、回転磁石４１０と、回転角センサ１００との間に、中心軸ずれが発生した場合の角度非線形性誤差（φ（θ）−θ）を示す。図２９の横軸は回転磁石４１０の回転角度θであり、縦軸はシミュレーションで算出された角度非線形性誤差（φ（θ）−θ）を示す。中心軸ずれの量が、０．５ｍｍ（図中の四角のプロット）、１．０ｍｍ（ダイヤのプロット）、および２．０ｍｍ（三角形のプロット）と、増加することに応じて、発生する角度非線形性誤差も増加し、かつ、回転角度θに対してｓｉｎ（２θ）を示すように変動することがわかる。
【０１３５】
図３０から図３２は、本実施形態の回転角センサ１００を実際に較正した実験結果の一例を示す。磁場印加装置３０は、複数の方向の磁場を回転角センサ１００に印加する。図３０は、本実施形態に係る取得部２１０が、当該回転角センサ１００から取得した磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））の一例を示す。図３０の横軸は回転角センサ１００への入力磁場の角度位置を示し、縦軸はホール素子対の磁場検出強度を示す。図３０より、回転角センサ１００は、回転磁場に応じて周期的に変化する磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））を検出していることがわかる。
【０１３６】
図３１は、本実施形態に係る回転角センサ１００の角度非線形誤差の測定結果の一例を示す。図３１は、図３０に示された磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））の測定結果に対応する、角度非線形誤差を示す。図３１の横軸は回転角センサ１００への入力磁場の角度位置を示し、縦軸は角度非線形誤差（φ（θ）−θ）の大きさを示す。図３１は、Ｘ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｘ、Ｙ軸方向のオフセットＶｏｓ＿ｙ、磁気感度のミスマッチ、および非直交性誤差αが混在する場合の角度非線形誤差を示すので、角度位置θに対する変動は、周期関数が重なり合って複雑な形状を示す。
【０１３７】
本実施形態の較正パラメータ生成装置２００は、図３０に示した磁場検出信号（ＶＸ（θｎ），ＶＹ（θｎ））を取得して、（数１２）から（数１５）式を用いて誤差パラメータ（Ｖｏｓ＿ｘ，Ｖｏｓ＿ｙ，Ａｘ−Ａｙ，α）を（−０．０５２（％Ｆ．Ｓ．），−０．１０７（％Ｆ．Ｓ．），−０．４９０（％Ｆ．Ｓ．），−０．０１４６°）と算出した。ここで、「Ｆ．Ｓ．」はフルスケールを意味し、「％Ｆ．Ｓ．」はフルスケールに対するパーセンテージ強度を示す。較正パラメータ生成装置２００は、当該誤差パラメータより、（数１６）から（数１８）式を用いて較正パラメータを算出し、回転角センサ１００は、当該較正パラメータを用いて較正を実行した。
【０１３８】
図３２は、本実施形態に係る回転角センサ１００が較正を実行した後の角度非線形誤差を示す。図３２の横軸は回転角センサ１００への入力磁場の角度位置を示し、縦軸は角度非線形誤差（φ（θ）−θ）の大きさを示す。図３１と比較して、角度非線形誤差が低減していることがわかる。
【０１３９】
図３３および図３４は、本実施形態の回転角センサモジュール３００を実際に較正した実験結果の一例を示す。図３３は、本実施形態に係る回転角センサ１００の角度非線形誤差の測定結果の一例を示す。図３３の横軸は回転磁石４１０の角度位置、縦軸は角度非線形誤差の大きさを示す。図３３は、較正パラメータを用いて較正した回転角センサ１００を組み立て、回転角センサモジュール３００になった状態における角度非線形誤差の測定結果を示す。
【０１４０】
より具体的には、図３３は、回転角センサ１００と回転磁石４１０との間に、略５ｍｍの中心軸ずれを有する組み立て誤差が生じた場合の角度非線形誤差の測定結果を示す。即ち、図３３の角度非線形誤差の回転磁石４１０の角度位置θに対する角度非線形誤差の変動のうち、ｓｉｎ（２θ）のように変動する成分が、中心軸ずれの変動を示す。また、角度非線形誤差の変動のうち、ｓｉｎ（２θ）とは異なる変動する成分は、偏芯および回転磁石４１０の傾きに起因する変動である。
【０１４１】
本実施形態の較正パラメータ生成装置２００は、回転磁石４１０の回転位置としてのＮ個の角度位置θｎにおいて、図３３に示した角度非線形誤差を有する回転角センサモジュール３００の角度信号φ（θｎ）を取得して、（数２０）式を用いて誤差パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を（０．５６４°，０．１８５°，−１．９９°，０．３９８°）と算出した。較正パラメータ生成装置２００は、当該誤差パラメータより、較正パラメータを算出し、回転角センサ１００は、当該較正パラメータおよび（数２１）式を用いて較正を実行した。
【０１４２】
図３４は、本実施形態に係る回転角センサ１００が較正を実行した後の角度非線形誤差を示す。図３４の横軸は回転磁石４１０の角度位置を示し、縦軸は角度非線形誤差（φ（θ）−θ）の大きさを示す。図３３と比較して、角度非線形誤差が低減していることがわかる。以上のように、較正パラメータ生成装置２００は、磁場印加装置３０および回転磁石４１０を用いて、回転角センサ１００および回転角センサモジュール３００の角度非線形性誤差を低減させる較正パラメータを生成し、当該回転角センサ１００および回転角センサモジュール３００を較正できる。
【０１４３】
また、較正パラメータ生成装置２００は、複数の要因に基づく角度非線形性誤差を、それぞれ低減させる較正パラメータを生成することができる。また、較正パラメータ生成装置２００は、回転角センサモジュール３００の組み立て前と、組み立て後に、それぞれ略同一の相関関数を用いた計算を実行することで、回転角センサ１００および回転角センサモジュール３００の較正パラメータを生成することができる。
また、回転角センサ１００についての較正を実施することなく、回転角センサモジュール３００の組立て後に、回転角センサモジュール３００に対する較正操作を実行することで、回転角センサ１００における角度非線形性誤差および回転角センサモジュール３００を組み立てる際の組立誤差に起因する角度非線形性誤差をまとめて同時に較正することが可能である。
【０１４４】
以上の本実施形態の回転角センサ１００は、第１ホール素子対１１０および第２ホール素子対１２０を備える例を説明した。ここで、回転角センサ１００は、第１の軸の磁場と第２の軸の磁場の検出結果に応じて、回転体の角度信号および振幅信号を出力する回転角センサの誤差を検出するので、磁場の検出素子はホール素子に限定されない。例えば、回転角センサ１００は、第１の軸の磁場と第２の軸の磁場を検出する複数のＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子および／またはＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子等を備えてもよい。
【０１４５】
図３５は、本実施形態に係る較正パラメータ生成装置２００として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、および表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、およびＤＶＤドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部と、を備える。
【０１４６】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００およびグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０およびＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【０１４７】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＤＶＤドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤドライブ２０６０は、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
【０１４８】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、および／または、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。
【０１４９】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【０１５０】
プログラムは、コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を取得部２１０、算出部２２０、およびパラメータ供給部２３０として機能させる。
【０１５１】
プログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である取得部２１０、算出部２２０、およびパラメータ供給部２３０として機能する。そして、この具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算または加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の較正パラメータ生成装置２００が構築される。
【０１５２】
一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、またはＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置または通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０または記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
【０１５３】
また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＤＶＤドライブ２０６０（ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、および／または記憶装置に含まれるものとする。
【０１５４】
また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（または不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
【０１５５】
また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。
【０１５６】
以上に示したプログラムまたはモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、またはＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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】
【０１５９】
１０  基板、３０  磁場印加装置、４２  第１コイル部、４４  第２コイル部、４６  第３コイル部、４８  第４コイル部、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、１４０  Ｘ軸信号出力部、１４２  増幅部、１４４  ＡＤ変換部、１５０  Ｙ軸信号出力部、１５２  増幅部、１５４  ＡＤ変換部、１６０  角度信号算出部、１７０  入出力部、１８０  記憶部、１９０  誤差補正部、２００  較正パラメータ生成装置、２１０  取得部、２２０  算出部、２３０  パラメータ供給部、３００  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、１９００  コンピュータ、２０００  ＣＰＵ、２０１０  ＲＯＭ、２０２０  ＲＡＭ、２０３０  通信インターフェイス、２０４０  ハードディスクドライブ、２０５０  フレキシブルディスク・ドライブ、２０６０  ＤＶＤドライブ、２０７０  入出力チップ、２０７５  グラフィック・コントローラ、２０８０  表示装置、２０８２  ホスト・コントローラ、２０８４  入出力コントローラ、２０９０  フレキシブルディスク、２０９５  ＤＶＤ−ＲＯＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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