CN108120456A - 旋转角检测装置 - Google Patents

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CN108120456A CN201710384014.1A CN201710384014A CN108120456A CN 108120456 A CN108120456 A CN 108120456A CN 201710384014 A CN201710384014 A CN 201710384014A CN 108120456 A CN108120456 A CN 108120456A
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Abstract

发明公开一种旋转角检测装置。所公开的旋转角检测装置，与旋转体的旋转方向或旋转速度无关地，能够以1°为单位而在最小误差范围内检测360°区间的旋转角。所公开的旋转角检测装置，搭载于无法在旋转体的中央配置磁体的可穿戴设备或者磁体的配置受限的设备，从而能够很容易应用于各种用户界面的实现。旋转角检测装置可以包括：旋转体，以能够在标准状态与多个已旋转状态之间转换的方式旋转；多个磁片，在旋转体上沿着旋转体的周向以预定的角度间隔排列；霍尔传感器，配置于从旋转体的下部表面沿下部方向隔开的位置；以及处理器，构成为响应于霍尔传感器的输出而检测与旋转体的当前的已旋转状态相对应的旋转体体的旋转角。

Description

旋转角检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测旋转体的旋转角的装置。
背景技术
为了以各种用途检测设备的状态变化，在工业领域广泛地使用着各种检测器。在这些检测器之中，被称为编码器(encoder)的用于检测旋转体的旋转角度的变化的旋转角检测器广为人知。旋转角检测器通常使用通过感测边缘磁场的强度来输出显示与其成比例的磁力的信息的霍尔传感器(Hall sensor)。在采用霍尔传感器的旋转角检测器中，在转子上附着有永磁体且在其周围配置有多个霍尔传感器的结构的旋转角检测器广为人知。这样的旋转角检测器具有在旋转体的中央无法配置磁体的结构，因此有在最近被研发出且日益发展的可穿戴设备(wearable device)中无法采用的缺点。并且，这种旋转角检测器存在以下问题，即，在转子高速旋转时，只能将旋转角度计算在较大误差范围，不仅如此，在转子的旋转速度较慢时，很难精确地测量旋转角，而且在转子逆向旋转时，无法测量旋转角。
发明内容
本发明的课题是提供一种旋转角检测装置，其与旋转体的旋转方向或旋转速度无关，能够在1°单位的最小误差范围内检测360°区间的旋转角。
本发明所要解决的课题并不限定于以上提及的课题，本领域的技术人员应该通过以下说明明确地理解未提及的其他课题。
本发明的一个方面，提供一种旋转角检测装置。该旋转角检测装置包括：旋转体，配置于第一平面上，以能够在所述旋转体未旋转的状态即标准状态与多个已旋转状态之间转换的方式旋转；多个磁片，在所述旋转体上沿着所述旋转体的周向以预定的角度间隔排列，所述多个磁片随着所述旋转体的旋转而沿着第一轨迹移动；至少一个霍尔传感器(Hallsensor)，配置于从所述第一平面相隔预定间距的第二平面上，且位于将所述第一轨迹投影至所述第二平面上的第二轨迹上，所述至少一个霍尔传感器提供随着所述旋转体的旋转而变化的输出；以及处理器，构成为响应于所述至少一个霍尔传感器的输出而检测与所述旋转体的当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的旋转角。
在本发明的一实施例中，所述旋转体可以是圆盘状的板或者圆环状的板。
在本发明的一实施例中，在所述旋转体处于所述标准状态时，所述至少一个霍尔传感器中的任意一个霍尔传感器可以在垂直方向上与所述多个磁片中的任意一个相对。
在本发明的一实施例中，所述多个磁片可以包括12个磁片，所述至少一个霍尔传感器可以包括一个霍尔传感器，所述一个霍尔传感器可以包括第一霍尔元件(Hallelement)以及第二霍尔元件，所述至少一个霍尔传感器的输出具有来自所述第一霍尔元件的第一输出以及来自所述第二霍尔元件的第二输出。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，基于所述第一输出以及所述第二输出，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，基于所述第一输出以及所述第二输出，并利用第一至第四计算公式中的任意一个计算公式，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第一输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且所述第一输出具有比所述第二输出大的值时，利用所述第一输出和所述第一计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第一输出具有比所述第一预定值大的值时，利用所述第二输出和所述第二计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第一输出具有比所述第一预定值小且比所述第二预定值大的值，并且所述第一输出具有比所述第二输出小的值时，利用所述第一输出和所述第三计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第一输出具有比所述第二预定值小的值时，利用所述第二输出和所述第四计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述第一计算公式可以基于随着所述旋转体旋转至29°而从所述第一霍尔元件输出的输出波形的第一波段来确定；所述第二计算公式可以基于随着所述旋转体旋转至29°而从所述第二霍尔元件输出的输出波形的第一波段来确定；所述第三计算公式可以基于随着所述旋转体旋转至29°而从所述第一霍尔元件输出的所述输出波形的第二波段来确定；所述第四计算公式可以基于随着所述旋转体旋转至29°而从所述第二霍尔元件输出的所述输出波形的第二波段来确定。
在本发明的一实施例中，所述多个磁片包括八个磁片，所述至少一个霍尔传感器包括第一霍尔传感器以及第二霍尔传感器，所述第二霍尔传感器在所述第二轨迹上与所述第一霍尔传感器相隔第二预定角度而排列，所述第一霍尔传感器包括第一霍尔元件及第二霍尔元件，所述第二霍尔传感器包括第三霍尔元件及第四霍尔元件，所述至少一个霍尔传感器的输出包括来自所述第一霍尔元件的第一输出、来自所述第二霍尔元件的第二输出、来自所述第三霍尔元件的第三输出以及来自所述第四霍尔元件的第四输出。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，基于所述第一输出至所述第四输出，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，基于所述第一输出至所述第四输出，并利用第一至第六计算公式中的任意一个计算公式，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第三输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且所述第三输出具有比所述第四输出大的值时，利用所述第三输出和所述第一计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第一输出具有比所述第一预定值小且比所述第三预定值大的值，并且所述第一输出具有比所述第二输出小的值时，利用所述第一输出和所述第二计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第一输出具有比所述第三预定值小的值时，利用所述第二输出和所述第三计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第一输出具有比所述第一预定值小且比所述第三预定值大的值，并且所述第一输出具有比所述第二输出大的值时，利用所述第一输出和所述第四计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第三输出具有比所述第一预定值小且比所述第二预定值大的值，并且所述第三输出具有比所述第四输出小的值时，利用所述第三输出和所述第五计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第三输出具有比所述第二预定值小的值时，利用所述第四输出和所述第六计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述多个磁片可以包括12个磁片，所述至少一个霍尔传感器可以包括一个霍尔传感器，所述一个霍尔传感器可以包括平面型霍尔元件(planarHall element)以及垂直型霍尔元件(vertical Hall element)，所述至少一个霍尔传感器的输出具有来自所述平面型霍尔元件的第一输出以及来自所述垂直型霍尔元件的第二输出。
在本发明的一实施例中，所述处理器，还可以根据所述第一输出以及所述第二输出，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，基于所述第一输出以及所述第二输出，利用第一以及第二计算公式中的任意一个计算公式，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第二输出比预定值大时，利用所述第一输出和所述第一计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述处理器还可以构成为，在所述第二输出为所述预定值以下时，利用所述第一输出和所述第二计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
本发明的一个方面，提供另一种旋转角检测装置。该旋转角检测装置，可以包括：旋转体，能够以中心轴为中心旋转；12个磁片，在所述旋转体的下部表面沿着周向相互隔开地配置；霍尔传感器，配置于从所述旋转体的下部表面沿下部方向隔开的位置，所述霍尔传感器包括第一霍尔元件和第二霍尔元件，配置成随着所述旋转体的旋转而所述12个磁片中的至少一个磁片通过所述霍尔传感器的上部，提供随着所述旋转体的旋转而变化的输出；以及处理器，构成为响应于所述第一霍尔元件的输出以及所述第二霍尔元件的输出而检测所述旋转体的旋转角。
在本发明的一实施例中，所述第一霍尔元件以及所述第二霍尔元件可以是平面型霍尔元件，所述处理器可以构成为，基于所述第一霍尔元件的输出以及所述第二霍尔元件的输出，利用四个互相不同的计算公式检测所述旋转体的所述旋转角。
在本发明的一实施例中，所述第一霍尔元件可以是平面型霍尔元件，所述第二霍尔元件是垂直型霍尔元件，所述处理器可以构成为，基于所述第一霍尔元件的输出以及所述第二霍尔元件的输出，利用两个互相不同的计算公式检测所述旋转体的所述旋转角。
本发明的一个方面，提供另一种旋转角检测装置。该旋转角检测装置，可以包括：旋转体，能够以中心轴为中心旋转；八个磁片，在所述旋转体的下部表面沿着周向相互隔开地配置；两个霍尔传感器，分别配置于从所述旋转体的下部表面沿下部方向隔开的位置，包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述第一霍尔传感器包括第一霍尔元件以及第二霍尔元件，所述第二霍尔传感器包括第三霍尔元件以及第四霍尔元件，所述第一霍尔传感器以及所述第二霍尔传感器分别配置成随着所述旋转体的旋转而使所述八个磁片中的至少一个磁片通过对应的所述霍尔传感器的上部，所述第一霍尔元件至所述第四霍尔元件分别提供随着所述旋转体的旋转而变化的第一输出至第四输出；以及处理器，构成为基于所述第一输出至所述第四输出，利用六个互相不同的计算公式检测所述旋转体的旋转角。
根据以上公开的实施例，可以具有旋转角检测的分辨力(resolution)得到提高，从而检测误差得到最小化的旋转角检测装置的技术效果。
根据以上公开的实施例，可以期待提供一种如下的旋转角检测装置的技术效果，即，搭载于无法在旋转体的中央配置磁体的可穿戴设备或者磁体的配置受限的设备，从而能够很容易适用于各种用户界面的实现。
附图说明
图1a以及图1b是用于简要地说明根据本发明的旋转角检测装置的图。
图2是示出图1的电路板所包含的电子电路部的构成的一实施例的图。
图3是用于说明根据本发明的旋转角检测装置的第一实施例的图。
图4是示出在根据本发明的旋转角检测装置的第一实施例通过使旋转体在从0°至29°范围内每次旋转1°而获取的霍尔元件的输出波形的图。
图5是仅用实线表示在图4的输出波形中除产生误差的部分以外的剩余部分的图。
图6a以及图6b是用于说明根据本发明的旋转角检测装置的第二实施例的图。
图7是示出在根据本发明的旋转角检测装置的第二实施例通过使旋转体在从0°至44°内每次旋转1°而获取的霍尔元件的输出波形的图。
图8是仅将在图7的输出波形中除产生误差的部分以外的剩余部分利用实线表示的图。
图9是用于说明根据本发明的旋转角检测装置的第三实施例的图。
图10是示出在根据本发明的旋转角检测装置的第三实施例中通过使旋转体在从0°至29°范围内每次旋转1°而获取的霍尔元件的输出波形的图。
图11是将图10的第一霍尔元件的输出波形分割为波段而用实线表示的图。
符号说明
100：旋转角检测装置 110：基础组件
120：旋转体 122：旋转轴
130、330、630、930：磁片 140、340、940：霍尔传感器
150：电路板 220：控制部
230：存储部 343，643，943：第一霍尔元件
345，645，945：第二霍尔元件 640：第一霍尔传感器
650：第二霍尔传感器 653：第三霍尔元件
655：第四霍尔元件 Pr：标准位置
α1～α6：旋转角范围 S1～S6：波段
具体实施方式
本发明的优点和特征以及实现它们的方法，通过参照在以下与附图一同详细说明的实施例则变得更加明确。然而，本发明并不局限于以下所公开的实施例，而体现为互不相同的各种方式，本实施例仅仅是为了使本发明的公开更加完整且使本发明所属技术领域的普通技术人员更加充分地理解本发明的范畴而提供，本发明仅限于权利要求的范围。
本说明书中使用的术语仅仅为了说明特定的实施例而使用，并不以限定本发明的目的而使用。例如，用单数表示的构件如果在文脉上不明确地仅表示单数，则应该理解为包括多个构件的概念。另外，在本发明的说明书中，“包括”或者“具有”等术语仅仅用于说明存在说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构件、部件或者它们的组合，这些术语并不根据使用而排除一个或者一个以上的其他特征或者数字、步骤、动作、构件、部件或者它们的组合的存在或者追加可能性。另外，在本说明书所记载的实施例中，“模块”或者“部”可以指执行至少一种功能或动作的功能性部分。
另外，除非另有定义，包括技术性或者科学性的术语在内在这里所使用的所有术语具有与本发明所属技术领域中具备一般知识水平的技术人员通常理解的内容相同的意义。通常使用的如在词典里定义的术语应该被解释为与相关技术的语法上所具有的的意思相同的意思，除在本发明的说明书中明确定义，不会被解释为理想或者过度形式性的意思。
以下，参照附图进一步详细地说明本发明的实施例。然而，在以下说明中如果有不必要地混淆本发明的宗旨的可能性，则省略对周知的功能或构成的具体说明。
图1a以及图1b是用于简要地说明根据本发明的旋转角检测装置的图。
如图1a以及图1b所示，旋转角检测装置100可以包括可旋转地安装在基础组件110的旋转体120。在将旋转角检测装置100安装在如智能手表等可穿戴设备的情况下，基础组件110可以是智能手表(smart watch)的表盘。在一实施例中，旋转体120可以由圆盘形状的板组件构成，在这种情况下，如图所示，旋转体120可以构成为以能够与旋转体120形成为一体的旋转轴122为中心而旋转。在另一实施例中，旋转体120也可以由圆环形状的板组件形成。在又一实施例中，旋转体120也可以形成为其下部表面为板状但其上部表面为凸出或弯曲地变形的各种形状。旋转体120的状态可以通过用户的操作，从旋转体120未旋转的状态即标准状态转换为任意已旋转的状态。例如，用户可以使旋转体120的旋转状态连续而自由地转换，例如，可以从标准状态转换为旋转20°后的状态，然后转换为旋转38°后的状态并转换为旋转183°后的状态，然后重新转换为沿逆方向旋转172°后的状态等。在本发明的一实施例中，也可以以能够与其他组件的旋转联动而旋转的方式构成旋转体120。
在旋转体120可以安装有沿着旋转体120的周向以预定的角度间隔排列的多个磁片130。在一实施例中，如图所示，多个磁片130可以以插入旋转体120的下部表面的形式安装在旋转体120。多个磁片130可以形成为圆形、正方形、长方形等各种形状。在图示的实施例中，磁片130的数量列举为八个，但磁片的数量并不局限于此。在本发明的一实施例中，磁片130的数量可以是6个至12个，但根据设计也可以选择为除此之外的多样的数量。例如，当磁片130的数量为八个时，多个磁片130沿着旋转体130的周向以45°的间隔排列，当磁片130的数量为12个时，多个磁片130可以沿着旋转体120的周向以30°的间隔排列。多个磁片130可以随着旋转体120的旋转而沿着周向的第一轨迹移动。
旋转角检测装置100还可以包括至少一个霍尔传感器(Hall sensor)。在一实施例中，至少一个霍尔传感器140可以是一个或者两个，但霍尔传感器140的数量并不限定于此。至少一个霍尔传感器140分别可以包括两个霍尔元件(Hall element)。在本发明的一实施例中，两个霍尔元件可以均为平面型霍尔元件(planar Hall element)。在本发明的另一实施例中，两个霍尔元件中的一个可以是平面型霍尔元件，而另一个可以是垂直型霍尔元件(vertical Hall element)。众所周知，平面型霍尔元件是通过感测垂直方向的磁力线的强度而输出与其成比例的磁力的值的元件，垂直型霍尔元件是通过感测水平方向的磁力线的强度而输出与其成比例的磁力的值的元件。
至少一个霍尔传感器140分别可以配置于从旋转体120的下部表面沿下部方向隔开的位置。霍尔传感器140和至少一个霍尔传感器140可以配置为随着旋转体120的旋转使多个磁片130依次通过霍尔传感器140的上部。以图示的实施例的情形为例，当旋转体120位于标准位置时，磁片130中的一个配置成与霍尔传感器140的上部相面对，待旋转体120旋转29°以上之后，相邻的磁片130通过霍尔传感器140的上部。进而，如果旋转体120从标准位置旋转59°以上，则相邻的两个磁片130会依次通过霍尔传感器140的上部。如此，可以将霍尔传感器140配置成，旋转体120的旋转角越大，越多的数量的磁片130能够通过霍尔传感器140的上部。在本发明的一实施例中，当旋转体120在标准位置时，霍尔传感器140和磁片130可以相隔约0.5-3mm。
若另行说明至少一个霍尔传感器140和多个磁片130之间的配置关系，在假设多个磁片130放置于第一平面上时，至少一个霍尔传感器140可以放置于实际上与第一平面平行且预定相隔预定间距的第二平面上。更为具体地说，至少一个霍尔传感器140可以位于将第一轨迹投影到第二平面上的第二轨迹上。在图示的实施例中，举例说明为当旋转体120位于标准位置时，磁片130中的一个配置成在垂直方向上与霍尔传感器140的上部相面对，然而将理解的是，在标准位置磁片130和霍尔传感器140不一定必须配置为在垂直方向上相面对于彼此。至少一个霍尔传感器140可以将随着旋转体120的旋转而变化的磁力作为输出提供。
旋转角检测装置100，还可以包括安装至少一个霍尔传感器140的PCB基板等电路板150。电路板150还可以包括电子电路部(未图示)，所述电子电路部构成为能够响应于霍尔传感器140的输出而检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。
图2是示出图1的电路板所包含的电子电路部的构成的一实施例的图。
如图所示，电子电路部200可以包括控制部220以及存储部230。控制部220可以执行如下的功能：基于来自至少一个霍尔传感器140的霍尔元件的输出，利用本发明提供的规定的计算公式，检测与旋转体120的当前的已旋转状态对应的旋转体120的旋转角。具体地说，控制部220执行如下的功能：参照至少一个霍尔传感器140的来自霍尔元件的输出，选择这些输出中任意一个输出，并将所选择的输出代入预定的计算公式中任意一个计算公式，从而检测旋转体的旋转角。为了执行这样的功能，控制部220可以构成为，以数毫秒或者数微秒的周期对来自至少一个霍尔传感器140的霍尔元件的输出进行采样。具有采用周期越低越能提高检测旋转角时的分辨力的优点，但为了避免过度加载控制部220的工作负荷，考虑用户使旋转体120旋转的平均速度，需要以在用户使旋转体120旋转的期间内能够获得足够数量的样品的程度适当地设定采样周期。在这里，所述计算公式可以根据随着旋转体120旋转至相当于多个磁片130排列在旋转体120的角度间隔的角度而从霍尔元件输出的输出波形来确定。在本发明的一实施例中，所述计算公式可以是根据拟合曲线算法(curvefitting algorithm)将从霍尔元件输出的输出波形的部分波段近似化的方程式。例如，可以将从霍尔元件输出的输出波形的部分波段近似化为三维方程式，但考虑到计算速度，可以近似化为二维方程式，或者为了检测出更加精致的旋转角而可以近似化为更多维的方程式。
控制部220可以构成为由存储于存储部230的映射表来代替使用计算公式，并利用此而检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。具体地说，控制部220参照来自至少一个霍尔传感器140的霍尔元件的输出而选择这些输出中的任意一个输出并将所选择的输出作为输入提供给所述映射表中的任意一个映射表，从而获取有关旋转体的旋转角的信息。映射表可以限定来自至少一个霍尔传感器140的霍尔元件的输出和旋转体120的旋转角之间的映射关系。与所述计算公式相同，映射表也可以基于随着旋转体120旋转相当于多个磁片130排列在旋转体120的角度间隔的角度而从霍尔元件输出的输出波形来确定。
从硬件方面看，控制部220可以使用专用集成电路(ASICs：application specificintegrated circuits)、数位讯号处理器(DSPs：digital signal processors)、数字信号处理设备(DSPDs：digital signal processing devices)、可编程逻辑设备(PLDs：programmable logic devices)、现场可编程门阵列(FPGAs：field programmable gatearrays)、处理器(processors)、控制器(controllers)、微控制器(micro-controllers)以及微处理器(microprocessors)中的至少一种来实现。另外，控制部220可以实现为使其执行至少一个功能或者动作的、可以在硬件平台上执行的固件/软件模块。
存储部230可以如上所述地存储控制部220用于获取有关旋转体120的旋转角的信息的映射表。存储部230还可以存储用于控制部220的动作的程序和/或数据，并且可以存储输入/输出的数据等。存储部230可以包括闪存式(flash memory type)、硬盘式(hard disktype)、多媒体卡微型(multimedia card micro type)、卡式内存(例如，SD或者XD内存)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、静态随机存取存储器(SRAM：Static RandomAccess Memory)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、电可擦只读存储器(EEPROM：Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、可编程只读存储器(PROM：Programmable Read-Only Memory)、磁存储器、磁盘、光盘中的至少一种类型的存储介质。
图3是用于说明本发明提供的旋转角检测装置的第一实施例的图。
如图3所示，在根据本发明的旋转角检测装置100的第一实施例中，共有12个磁片330可以沿着旋转体120的周向以30°的间隔排列在旋转体120的下部。当旋转体120位于标准位置Pr时，一个霍尔传感器340可以与磁片330中的一个相面对地配置。霍尔传感器340可以包括两个平面型霍尔元件，即第一霍尔元件343以及第二霍尔元件345。各霍尔元件343、345随着旋转体120旋转至最大值30°，可以将与其相对应的磁力作为输出提供。
本发明的发明人等，通过在0°至29°范围内随着使旋转体120每次旋转1°而测量了从第一霍尔元件343以及第二霍尔元件345分别输出的输出，其结果得到了如图4所示的波形。参照图4，可以确认随着旋转体120从0°旋转至29°，第一霍尔元件343的输出(磁力)从约-1200上升至约0然后重新下降至-1400。对第二霍尔元件345的情况而言，也可以确认随着旋转体120从0°旋转至29°，其输出(磁力)从约-1400上升至约80然后重新下降至约-1200。本发明的(多名)发明人发现，如果使用第一霍尔元件343以及第二霍尔元件345的输出波形，则能够利用相关霍尔元件的输出而反向掌握旋转体120旋转的角度。即，本发明的(多名)发明人发现，如果能够利用将霍尔元件343、345的输出作为输入变量且将旋转体120的旋转角作为输出变量的方程式表示霍尔元件343、345的输出波形，则在已知霍尔元件343、345的输出时可以将其代入方程式而得到旋转体120的旋转角。本发明基于这样的发现来检测旋转体120的旋转角。
然而，由于霍尔元件343、345中的感测误差和/或磁片330之间的磁力偏差，在霍尔元件343、345的输出波形中存在产生误差的部分，因此可以在霍尔元件343、345的输出波形中仅将除那些部分以外的剩余的部分有利地使用。在图5中用实线表示了霍尔元件343、345的输出波形的这些剩余部分。在以下说明中，将用实线表示的部分分别称为波段S1至波段S4。如果利用拟合曲线算法分别将波段S1至波段S4近似化为方程式，则如同以下数学式1至数学式4。表1示出数学式1至数学式4中的系数值，这些系数值是可以根据旋转角检测装置100的设计变量而变化的值。
【数学式1】
y1＝a1x3+b1x2+c1x+d1 (波段S1)
其中，x是表示第一霍尔元件343的输出的变量，y1是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式2】
y2＝a2x3+b2x2+c2x+d2 (波段S2)
其中，x是表示第二霍尔元件345的输出的变量，y2是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式3】
y3＝a3x3+b3x2+c3x+d3 (波段S3)
其中，x是表示第一霍尔元件343的输出的变量，y3是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式4】
y4＝a4x3+b4x2+c4x+d4 (波段S4)
其中，x是表示第二霍尔元件345的输出的变量，y4是表示旋转体120的旋转角的变量。
【表1】
i ai bi ci di
1 4.017e-8 4.737e-5 0.02905 10.75
2 8.596e-7 0.0002281 0.03143 12.47
3 -3.823e-8 -4.522e-5 -0.02794 14.36
4 -3.004e-9 -7.284e-6 -0.01091 21.49
如果利用针对波段S1的方程式即数学式1将第一霍尔元件343的输出转换为旋转角，则可以得到落入α1(0°≤α1<8°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S2的方程式即数学式2将第二霍尔元件345的输出转换为旋转角，则可以得到落入α2(8°≤α2<15°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S3的方程式即数学式3将第一霍尔元件343的输出转换为旋转角，则可以得到落入α3(15°≤α3<25°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S4的方程式即数学式4将第二霍尔元件345的输出转换为旋转角，则可以得到落入α4(25°≤α4<30°)的角度范围的旋转角值。通过考虑第一霍尔元件343的输出的大小并比较第一霍尔元件343的输出的大小和第二霍尔元件345的输出的大小可知旋转体120的旋转角落入α1至α4中哪一个角度范围，即，可知应该将第一霍尔元件343以及第二霍尔元件345中的哪一个霍尔元件的输出代入数学式1至数学式4中哪一个数学式。如下整理以上内容。
(i)在将第一霍尔元件343的输出代入数学式1时(旋转体120的旋转角落入α1(0° ≤α1<8°)的角度范围时)，
第一霍尔元件343的输出具有小于-100且大于-1200的值，第一霍尔元件343的输出具有比第二霍尔元件345的输出大的值。
(ii)在将第二霍尔元件345的输出代入数学式2时(旋转体120的旋转角落入α2(8° ≤α2<15°)的角度范围时)，
第一霍尔元件343的输出具有比-100大的值。
(iii)在将第一霍尔元件343的输出代入数学式3时(旋转体120的旋转角落入α3 (15°≤α3<25°)的角度范围时)，
第一霍尔元件343的输出具有小于-100且大于-1200的值，第一霍尔元件343的输出具有比第二霍尔元件345的输出小的值。
(iv)在将第二霍尔元件345的输出代入数学式4时(旋转体120的旋转角落入α4 (25°≤α4<30°)的角度范围时)，
第一霍尔元件343的输出具有比-1200小的值。
因此，通过检查第一霍尔元件343的输出和第二霍尔元件345的输出满足所述条件中的哪一个条件，可以利用数学式1至数学式4中的任意一个数学式来检测出旋转体120的旋转角。然而，将理解的是，在所述条件中，所谓-100以及-1200的值是可根据旋转体检测装置100的设计变量而改变的值。
以下，参照图5说明按照所述条件检测旋转体120的旋转角的例。当假设第一霍尔元件343的输出为-400时，第二霍尔元件345的输出具有-1000的值。此时，第一霍尔元件343的输出具有小于-100且大于-1200的值，第一霍尔元件343的输出具有比第二霍尔元件345的输出大的值，因此旋转体120的旋转角落入α1(0°≤α1<8°)的角度范围，因此，如果将第一霍尔元件343的输出代入数学式1，则可以得到如下结果。
【数学式5】
y1＝4.017e-8*(-400)3+4.737e-5*(-400)2+0.02905*(-400)+10.75＝4.13832
因此，对旋转角的计算结果为4°。然而，实际旋转角并不是仅靠这些计算结果决定的。那是因为，当旋转体120旋转相当于30的倍数的角度时，相对于霍尔传感器340的磁片330的相对配置与旋转体120在标准位置Pr时的情况相同，从而计算出的旋转体120的旋转角为0°。因此，即使旋转角的计算结果为4°，旋转体120的实际旋转角也可以是4°、34°、64°、94°、124°、154°、184°、214°、244°、274°、304°以及334°中的任意一个。根据本发明的实施例，即使在来自霍尔元件343、345的输出被采样为数毫秒或者数微秒周期而旋转体120正在旋转的状态下，也会检测出多个旋转角并输出其角度值，因此基于这一点可以从所述角度中将与前一次检测的旋转角最接近的角度检测为实际旋转角。在所述例中，如果前一次检测的旋转角为75°，则在所述角度中与75°最接近的角度是64°，因此可以将64°检测为实际旋转角。
再回到图2，根据旋转角检测装置100的第一实施例，控制部220可以构成为，在第一霍尔元件343的输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且第一霍尔元件343的输出具有比第二霍尔元件345的输出大的值时，利用第一霍尔元件343的输出和数学式1检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第一霍尔元件343的输出和数学式1计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件343的输出具有比第一预定值大的值时，利用第二霍尔元件345的输出和数学式2检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第二霍尔元件345的输出和数学式2计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件343的输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且第一霍尔元件343的输出具有比第二霍尔元件345的输出小的值时，利用第一霍尔元件343的输出和数学式3检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220，还可以根据利用第一霍尔元件343的输出和数学式3计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件343的输出具有比第二预定值小的值时，可以利用第二霍尔元件345的输出和数学式4检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第二霍尔元件345的输出和数学式4计算出的角度与前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。
在以上说明中列举了控制部220利用数学式检测旋转体120的旋转角的例子，但也可以由对第一霍尔元件343的输出和旋转体120的旋转角之间的映射关系进行定义的第一及第三映射表以及对第二霍尔元件345的输出和旋转体120的旋转角之间的映射关系进行定义的第二及第四映射表来代替数学式，并利用此而检测旋转体120的旋转角。第一至第四映射表可以存储于存储部230。第一映射表可以基于随着旋转体120旋转至29°而从第一霍尔元件343输出的输出波形的第一波段(波段S1)来确定。第二映射表可以基于随着旋转体120旋转至29°而从第二霍尔元件345输出的输出波形的第一波段(波段S2)来确定。第三映射表可以基于随着旋转体120旋转至29°而从第一霍尔元件343输出的输出波形的第二波段(波段S3)来确定。第四映射表可以基于随着旋转体120旋转至29°而从第二霍尔元件输出的输出波形的第二波段(波段S4)来确定。
控制部220可以构成为，在第一霍尔元件343的输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且第一霍尔元件343的输出具有比第二霍尔元件345的输出大的值时，利用第一霍尔元件343的输出和第一映射表检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件343的输出具有比第一预定值大的值时，利用第二霍尔元件345的输出和第二映射表检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件343的输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且第一霍尔元件343的输出具有比第二霍尔元件345的输出小的值时，利用第一霍尔元件343的输出和第三映射表检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件343的输出具有比第二预定值小的值时，利用第二霍尔元件345的输出和第四映射表检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。
图6a以及图6b是用于说明根据本发明的旋转角检测装置的第二实施例的图。
如图所示，在根据本发明的旋转角检测装置的第二实施例中，共有八个磁片630可以沿着旋转体120的周向以45°的间隔排列在旋转体120的下部。在磁片630以45°间隔排列时，霍尔元件的磁力测量范围最大为30°，因此存在15°的盲区，为了在这样的盲区测量磁力，与第一实施例相比还需要追加配置一个霍尔传感器。因此，对第二实施例的情况而言，第一霍尔传感器640以及第二霍尔传感器650两个霍尔传感器可以配置于旋转体120的下部。在假设磁片630配置于第一平面上且磁片630随着旋转体120的旋转而沿着周向的第一轨迹移动时，霍尔传感器640、650可位于将第一轨迹投影至实际上与第一平面平行且相隔预定间距的第二平面上的第二轨迹上。当旋转体120位于标准位置Pr时，第一霍尔传感器640可以与磁片630中的一个相面对地配置。第二霍尔传感器650可以与第一霍尔传感器640相隔从15°至30°中选择的任意一个角度地配置。在图示的实施例中，第二霍尔传感器650与第一霍尔传感器640相隔22.5°的角度地配置。第一霍尔传感器640可以包括两个平面型霍尔元件，即第一霍尔元件643以及第二霍尔元件645。第二霍尔传感器650也可以包括平面型霍尔元件，即第三霍尔元件653以及第四霍尔元件655。各霍尔元件643、645、653、655随着旋转体120旋转至最大45°可以将与其相对应的磁力作为输出提供。
与第一实施例的情况相同，随着使旋转体120在从0°至44°的范围内每次旋转1°而测量从各个霍尔元件643、645、653、655输出的输出，并将这些输出在图7中表示为波形。在图8中仅将在图7的霍尔元件643、645、653、655的输出波形中除产生误差部分外的剩余部分利用实线表示。在以下说明中，将用实线表示的部分分别称为波段S1至波段S6。如果利用拟合曲线算法分别将波段S1至波段S6近似化为方程式，则如同以下数学式6至数学式11。表2示出数学式6至数学式11中的系数值，这些系数值是可以根据旋转角检测装置100的设计变量而变化的值。
【数学式6】
y1＝a1x3+b1x2+c1x+d1 (波段S1)
其中，x是表示第三霍尔元件653的输出的变量，y1是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式7】
y2＝a2x3+b2x2+c2x+d2 (波段S2)
其中，x是表示第一霍尔元件643的输出的变量，y2是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式8】
y3＝a3x3+b3x2+c3x+d3 (波段S3)
其中，x是表示第二霍尔元件645的输出的变量，y3是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式9】
y4＝a4x3+b4x2+c4x+d4 (波段S4)
其中，x是表示第一霍尔元件643的输出的变量，y4是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式10】
y5＝a5x3+b5x2+c5x+d5 (波段S5)
其中，x是表示第三霍尔元件653的输出的变量，y5是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式11】
y6＝a6x3+b6x2+c6x+d6 (波段S6)
其中，x是表示第四霍尔元件655的输出的变量，y6是表示旋转体120的旋转角的变量。
【表2】
i ai bi ci di
1 1.594e-8 2.548e-5 0.02004 10.07
2 -4.273e-8 -6.251e-5 -0.03558 9.089
3 -1.045e-8 -1.864e-5 -0.01681 16.05
4 4.795e-8 6.485e-5 0.0354 34.4
5 -2.536e-8 -3.607e-5 -0.02329 34.01
6 -8.135e-9 -1.308e-5 -0.01349 39.83
如果利用针对波段S1的方程式即数学式6将第三霍尔元件653的输出转换为旋转角，则可以得到落入α1(0°≤α1<7°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S2的方程式即数学式7将第一霍尔元件643的输出转换为旋转角，则可以得到落入α2(7°≤α2<18°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S3的方程式即数学式8将第二霍尔元件645的输出转换为旋转角，则可以得到落入α3(18°≤α3<22°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S4的方程式即数学式9将第一霍尔元件643的输出转换为旋转角，则可以得到落入α4(22°≤α4<32°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S5的方程式即数学式10将第三霍尔元件653的输出转换为旋转角，则可以得到落入α5(32°≤α5<39°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S6的方程式即数学式11将第四霍尔元件655的输出转换为旋转角，则可以得到落入α6(39°≤α6<44°)的角度范围的旋转角值。通过考虑第一霍尔元件643或者第三霍尔元件653的输出的大小并将霍尔元件643、645、653、655的输出的大小互相比较，可知旋转体120的旋转角落入α1至α6中哪一个角度范围，即，可知应该将霍尔元件643、645、653、655中的哪一个霍尔元件的输出代入数学式6至数学式11中哪一个数学式。如下整理以上内容。
(i)在将第三霍尔元件653的输出代入数学式6时(旋转体120的旋转角落入α1(0° ≤α1<7°)的角度范围时)，
第三霍尔元件653的输出具有小于-10且大于-800的值，第三霍尔元件653的输出具有比第四霍尔元件655的输出大的值。
(ii)在将第一霍尔元件643的输出代入数学式7时(旋转体120的旋转角落入α2(7° ≤α2<18°)的角度范围时)，
第一霍尔元件643的输出具有小于-10且大于-900的值，第一霍尔元件643的输出具有比第二霍尔元件645的输出小的值。
(iii)在将第二霍尔元件645的输出代入数学式8时(旋转体120的旋转角落入α3 (18°≤α3<22°)的角度范围时)，
第一霍尔元件643的输出具有比-900小的值。
(iv)在将第一霍尔元件643的输出代入数学式9时(旋转体120的旋转角落入α4 (22°≤α4<32°)的角度范围时)，
第一霍尔元件643的输出具有小于-10且大于-900的值，第一霍尔元件643的输出具有比第二霍尔元件645的输出大的值。
(v)在将第三霍尔元件653的输出代入数学式10时(旋转体120的旋转角落入α5 (32°≤α5<39°)的角度范围时)，
第三霍尔元件653的输出具有小于-10且大于-800的值，第三霍尔元件653的输出具有比第四霍尔元件655的输出小的值。
(vi)在将第四霍尔元件655的输出代入数学式11时(旋转体120的旋转角落入α6 (39°≤α6<44°)的角度范围时)，
第三霍尔元件653的输出具有比-800小的值。
因此，通过检查第一霍尔元件643至第四霍尔元件655的输出满足所述条件中的哪一个条件，可以利用数学式6至数学式11中的任意一个数学式来检测出旋转体120的旋转角。然而，将理解的是，在所述条件中，所谓-10、-800以及-900的值是可根据旋转体检测装置100的设计变量而改变的值。当对根据所述条件求得的旋转角进行计算的结果为20°时，旋转体120的实际旋转角可以是20°、65°、110°、155°、200°、245°、290°以及335°中的任意一个。此时，如果前一次检测出的旋转角为75°，则在所述角度中与75°最接近的角度是65°，因此可以将65°检测为实际旋转角。
再回到图2，根据旋转角检测装置100的第二实施例，控制部220可以构成为，在第三霍尔元件653的输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且第三霍尔元件653的输出具有比第四霍尔元件655的输出大的值时，利用第三霍尔元件653的输出和数学式6检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第三霍尔元件653的输出和数学式6计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件643的输出具有比第一预定值小且比第三预定值大的值，并且第一霍尔元件643的输出具有比第二霍尔元件645的输出小的值时，利用第一霍尔元件643的输出和数学式7检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第一霍尔元件643的输出和数学式7计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件643的输出具有比第三预定值小的值时，利用第二霍尔元件645的输出和数学式8检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第二霍尔元件645的输出和数学式8计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第一霍尔元件643的输出具有比第一预定值小且比第三预定值大的值，并且第一霍尔元件643的输出具有比第二霍尔元件645的输出大的值时，利用第一霍尔元件643的输出和数学式9检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第一霍尔元件643的输出和数学式9计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第三霍尔元件653的输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且第三霍尔元件653的输出具有比第四霍尔元件655的输出小的值时，利用第三霍尔元件653的输出和数学式10检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第三霍尔元件653的输出和数学式10计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第三霍尔元件653的输出具有比第二预定值小的值时，利用第四霍尔元件655的输出和数学式11检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第四霍尔元件655的输出和数学式11计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。
与第一实施例相同，在第二实施例的情况下，控制部220可以由对霍尔元件643、645、653、655的输出和旋转体120的旋转角之间的映射关系进行定义的多个映射表代替数学式，并利用此而检测旋转体120的旋转角。
图9是用于说明根据本发明的旋转角检测装置的第三实施例的图。
如图9所示，在本发明提供的旋转角检测装置100的第三实施例中，与第一实施例的情况相同，有12个磁片930可以沿着旋转体120的周向以30°的间隔排列在旋转体120的下部。当旋转体120位于标准位置Pr时，一个霍尔传感器940可以与磁片930中的一个相面对地配置。对第三实施例的情况而言，在霍尔传感器940包括平面型霍尔元件即第一霍尔元件943和垂直型霍尔元件(verticalHall element)即第二霍尔元件945的这一点上与第一实施例有区别。各霍尔元件943、945随着旋转体120旋转至最大值30°，可以将与其相对应的磁力作为输出提供。
与第一实施例的情况相同，随着使旋转体120在从0°至29°的范围内每次旋转1°而测量从每个霍尔元件943、945输出的输出，并将该输出在图10中表示为波形。在图11中，将图10的第一霍尔元件943的输出波形分为波段S1和波段S2，并用实线表示。如果利用拟合曲线算法分别将波段S1以及波段S2近似化为方程式，则如同以下数学式12以及数学式13。表3示出数学式12以及数学式13中的系数值，这些系数值是可根据旋转角检测装置100的设计变量而变化的值。
【数学式12】
y1＝a1x3+b1x2+c1x+d1 (波段S1)
其中，x是表示第一霍尔元件943的输出的变量，y1是表示旋转体120的旋转角的变量。
【数学式13】
y2＝a2x3+b2x2+c2x+d2 (波段S2)
其中，x是表示第一霍尔元件943的输出的变量，y2是表示旋转体120的旋转角的变量。
【表3】
如果利用针对波段S1的方程式即数学式12将第一霍尔元件943的输出转换为旋转角，则可以得到落入α1(0°≤α1<15°)的角度范围的旋转角值。如果利用针对波段S2的方程式即数学式13将第一霍尔元件943的输出转换为旋转角，则可以得到落入α2(15°≤α2<29°)的角度范围的旋转角值。通过考虑第二霍尔元件945的输出的大小可知旋转体120的旋转角落入α1以及α2中哪一个角度范围，即应该将第一霍尔元件943的输出代入数学方程式12以及数学式13中哪一个数学式。如下整理以上内容。
(i)在将第一霍尔元件943的输出代入数学式12时(旋转体120的旋转角落入α1(0° ≤α1<15°)的角度范围时)，
第二霍尔元件945的输出具有比0大的值。
(ii)在将第一霍尔元件943的输出代入数学式13时(旋转体120的旋转角落入α2 (15°≤α2<29°)的角度范围时)，
第二霍尔元件945的输出具有0以下的值。
因此，通过检查第二霍尔元件945的输出满足所述条件中的哪一个条件，可以利用数学式12以及数学式13中的任意一个数学式来检测出旋转体120的旋转角。然而，将理解的是，在所述条件中，所谓0的值是可根据旋转角检测装置100的设计变量而改变的值。当对根据所述条件求得的旋转角进行计算的结果为20°时，旋转体120的实际旋转角可以是20°、50°、80°、110°、140°、170°、200°、230°、260°、290°、320°以及350°中的任意一个。此时，如果前一次检测出的旋转角为75°，则在所述角度中与75°最接近的角度是80°，因此可以将80°检测成实际旋转角。
再回到图2，根据旋转角检测装置100的第三实施例，控制部220可以构成为，在第二霍尔元件945的输出具有比预定值大的值时，利用第一霍尔元件943的输出和数学式12检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第一霍尔元件943的输出和数学式12计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。控制部220可以构成为，在第二霍尔元件945的输出具有预定值以下的值时，利用第一霍尔元件943的输出和数学式13检测与旋转体120的当前的已旋转状态相对应的旋转体120的旋转角。控制部220还可以构成为，根据利用第一霍尔元件943的输出和数学式13计算出的角度和前一次检测出的旋转体120的旋转角确定旋转体120的旋转角。
与第一以及第二实施例相同，在第三实施例的情况下，控制部220可以由对霍尔元件943、945的输出和旋转体120的旋转角之间的映射关系进行定义的多个映射表来替代数学式，并利用此而检测旋转体120的旋转角。
以上，对在旋转体上以30°的间隔排列12个磁片或者以45°的间隔排列八个磁片的实施例进行了说明，但也可以在旋转体上以60°的间隔排列有六个磁片或者以36°的间隔排列有十个磁片。如果在旋转体上以60°的间隔排列有六个磁片，则与第二实施例的情况相同，为了覆盖30°的盲区，可以将两个霍尔传感器配置成彼此相隔30°。如果在旋转体上以36°的间隔排列有十个磁片，则为了覆盖6°的盲区，也可以将两个霍尔传感器配置成相互隔开在15°至21°中选择的任意一个角度。
在以上说明中，所谓某一种构件与其他构件连接或者结合的记载，应该被理解为不仅包括相关构件直接与其他构件相连接或者相结合的含义，而且还包括这些可以通过介于它们之间的一个或者多个其他构件连接或者结合的含义。除此之外，用于说明构件之间的关系的术语(例如，“间”、“之间”等)也应该被解释为类似的含义。
在本申请公开的实施例中，图示构件的配置可以根据发明所实现的环境或者要求事项而改变。例如，可以省略一部分构件或者整合某些构件而实施为一个。另外，部分构件的配置顺序以及连接也可以变更。
以上，对于本发明的各种实施例进行了图示及说明，但本发明并不限定于所述特定的实施例，理所当然，所述实施例在不脱离所附权利要求书中所要求的本发明的宗旨的情况下，可以通过本发明所属技术领域中具有普通知识水平的技术人员变形实施为各种各样，这样的变形实施例不能被理解为脱离本发明的技术思想或者范围。因此，本发明的技术范围应该仅限定于所附权利要求书。

Claims (28)

1.一种旋转角检测装置，其特征在于，包括：
旋转体，配置于第一平面上，以能够在所述旋转体未旋转的状态即标准状态与多个已旋转状态之间转换的方式旋转；
多个磁片，在所述旋转体上沿着所述旋转体的周向以预定的角度间隔排列，所述多个磁片随着所述旋转体的旋转而沿着第一轨迹移动；
至少一个霍尔传感器，配置于从所述第一平面相隔预定间距的第二平面上，且位于将所述第一轨迹投影至所述第二平面上的第二轨迹上，所述至少一个霍尔传感器提供随着所述旋转体的旋转而变化的输出；以及
处理器，构成为响应于所述至少一个霍尔传感器的输出而检测与所述旋转体的当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的旋转角。
2.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述旋转体为圆盘状的板或者圆环状的板。
3.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，
在所述旋转体处于所述标准状态时，所述至少一个霍尔传感器中的任意一个霍尔传感器在垂直方向上与所述多个磁片中的任意一个相对。
4.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述多个磁片包括12个磁片，
所述至少一个霍尔传感器包括一个霍尔传感器，
所述一个霍尔传感器包括第一霍尔元件以及第二霍尔元件，
所述至少一个霍尔传感器的输出具有来自所述第一霍尔元件的第一输出以及来自所述第二霍尔元件的第二输出。
5.根据权利要求4所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，基于所述第一输出以及所述第二输出，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
6.根据权利要求5所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，基于所述第一输出以及所述第二输出，并利用第一至第四计算公式中的任意一个计算公式，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
7.根据权利要求6所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第一输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且所述第一输出具有比所述第二输出大的值时，利用所述第一输出和所述第一计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
8.根据权利要求7所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第一输出具有比所述第一预定值大的值时，利用所述第二输出和所述第二计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
9.根据权利要求8所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第一输出具有比所述第一预定值小且比所述第二预定值大的值，并且所述第一输出具有比所述第二输出小的值时，利用所述第一输出和所述第三计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
10.根据权利要求9所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第一输出具有比所述第二预定值小的值时，利用所述第二输出和所述第四计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
11.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述多个磁片包括八个磁片，
所述至少一个霍尔传感器包括第一霍尔传感器以及第二霍尔传感器，所述第二霍尔传感器在所述第二轨迹上与所述第一霍尔传感器相隔第二预定角度而排列，
所述第一霍尔传感器包括第一霍尔元件及第二霍尔元件，
所述第二霍尔传感器包括第三霍尔元件及第四霍尔元件，
所述至少一个霍尔传感器的输出包括来自所述第一霍尔元件的第一输出、来自所述第二霍尔元件的第二输出、来自所述第三霍尔元件的第三输出以及来自所述第四霍尔元件的第四输出。
12.根据权利要求11所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，基于所述第一输出至所述第四输出，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
13.根据权利要求12所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，基于所述第一输出至所述第四输出，并利用第一至第六计算公式中的任意一个计算公式，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
14.根据权利要求13所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第三输出具有比第一预定值小且比第二预定值大的值，并且所述第三输出具有比所述第四输出大的值时，利用所述第三输出和所述第一计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
15.根据权利要求14所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第一输出具有比所述第一预定值小且比所述第三预定值大的值，并且所述第一输出具有比所述第二输出小的值时，利用所述第一输出和所述第二计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
16.根据权利要求15所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第一输出具有比所述第三预定值小的值时，利用所述第二输出和所述第三计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
17.根据权利要求16所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第一输出具有比所述第一预定值小且比所述第三预定值大的值，并且所述第一输出具有比所述第二输出大的值时，利用所述第一输出和所述第四计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其特征在于，包括：
所述处理器还构成为，在所述第三输出具有比所述第一预定值小且比所述第二预定值大的值，并且所述第三输出具有比所述第四输出小的值时，利用所述第三输出和所述第五计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
19.根据权利要求18所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第三输出具有比所述第二预定值小的值时，利用所述第四输出和所述第六计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
20.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述多个磁片包括12个磁片，
所述至少一个霍尔传感器包括一个霍尔传感器，
所述一个霍尔传感器包括平面型霍尔元件以及垂直型霍尔元件，
所述至少一个霍尔传感器的输出具有来自所述平面型霍尔元件的第一输出以及来自所述垂直型霍尔元件的第二输出。
21.根据权利要求20所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器，还根据所述第一输出以及所述第二输出，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
22.根据权利要求21所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，基于所述第一输出以及所述第二输出，利用第一以及第二计算公式中的任意一个计算公式，检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
23.根据权利要求22所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第二输出比预定值大时，利用所述第一输出和所述第一计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
24.根据权利要求23所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述处理器还构成为，在所述第二输出为所述预定值以下时，利用所述第一输出和所述第二计算公式检测与所述旋转体的所述当前的已旋转状态相对应的所述旋转体的所述旋转角。
25.一种旋转角检测装置，其特征在于，包括：
旋转体，能够以中心轴为中心旋转；
12个磁片，在所述旋转体的下部表面沿着周向相互隔开地配置；
霍尔传感器，配置于从所述旋转体的下部表面沿下部方向隔开的位置，所述霍尔传感器包括第一霍尔元件和第二霍尔元件，配置成随着所述旋转体的旋转而所述12个磁片中的至少一个磁片通过所述霍尔传感器的上部，提供随着所述旋转体的旋转而变化的输出；以及
处理器，构成为响应于所述第一霍尔元件的输出以及所述第二霍尔元件的输出而检测所述旋转体的旋转角。
26.根据权利要求25所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述第一霍尔元件以及所述第二霍尔元件是平面型霍尔元件，
所述处理器构成为，基于所述第一霍尔元件的输出以及所述第二霍尔元件的输出，利用四个互相不同的计算公式检测所述旋转体的所述旋转角。
27.根据权利要求25所述的旋转角检测装置，其特征在于，
所述第一霍尔元件是平面型霍尔元件，所述第二霍尔元件是垂直型霍尔元件，
所述处理器构成为，基于所述第一霍尔元件的输出以及所述第二霍尔元件的输出，利用两个互相不同的计算公式检测所述旋转体的所述旋转角。
28.一种旋转角检测装置，其特征在于，包括：
旋转体，能够以中心轴为中心旋转；
八个磁片，在所述旋转体的下部表面沿着周向相互隔开地配置；
两个霍尔传感器，分别配置于从所述旋转体的下部表面沿下部方向隔开的位置，包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述第一霍尔传感器包括第一霍尔元件以及第二霍尔元件，所述第二霍尔传感器包括第三霍尔元件以及第四霍尔元件，所述第一霍尔传感器以及所述第二霍尔传感器分别配置成随着所述旋转体的旋转而使所述八个磁片中的至少一个磁片通过对应的所述霍尔传感器的上部，所述第一霍尔元件至所述第四霍尔元件分别提供随着所述旋转体的旋转而变化的第一输出至第四输出；以及
处理器，构成为基于所述第一输出至所述第四输出，利用六个互相不同的计算公式检测所述旋转体的旋转角。
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