JP3862690B2 - 位相検出装置、ダイアル式検出装置及び位相検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、位相検出装置、ダイアル式検出装置及び位相検出方法に関する。

多くの電子装置において、ユーザが操作指令を入力する手段としてダイアル式検出装置が使用されている。ダイアル式検出装置は、回転可能なダイアルとダイアルの回転位相を検出する位相検出装置とを有する。電子装置は、位相検出装置が出力する２相の位相（通常、位相は互いにπ／２異なる。）に基づいて、ダイヤルの回転方向及び回転角度を導出し、それらの情報に基づいて、例えば映像表示画面上のカーソルの移動、表示内容の変更（例えば表示された数値のインクリメント若しくはデクリメント等）、その他の処理を行う。

位相検出装置を、直線移動を行う操作レバー（後述するダイアルに回転子が取り付けられているのと同様に、移動子が取り付けられている。）に取り付けることにより、操作レバーの移動方向及び移動量を検出できる。電子装置は、位相検出装置を組み込んだ操作レバーを通じて、ユーザからの操作指令を入力する。操作レバーの操作方向及び移動量の検出方法は、後述するダイアル式検出装置についての方法と同様である。以下の説明は、ダイアル式検出装置を例にとって説明する。

図６〜図１４を用いて、従来例の位相検出装置を説明する。従来例の位相検出装置としては、磁気方式、光学方式、そして機構方式を採用したものが提案されている。

図６は、ダイアル式検出装置に組み込まれた従来例１の位相検出装置の構成を示すブロック図である。ダイアル式検出装置は、電子装置の操作パネルに設置されている。従来例１の位相検出装置は磁気方式を採用している。図６において、２０ａ及び２０ｂは磁束入力検出部、３１は電源部である。ユーザが回転操作するダイアルの底面に、外周又は底面に沿って多極着磁されたリング状の磁石（回転子）が取り付けられている。磁束入力検出部２０ａ及び２０ｂは、電源部３１から常時電源を供給され、ダイアルに取り付けられた磁石が発生する磁界（磁束密度）を検出し、位相が互いにπ／２異なる２つの２値化された信号（Ａ相出力電圧又はＡ相出力信号、Ｂ相出力電圧又はＢ相出力信号と呼ぶ。）をそれぞれ発生する。

図８は、磁束入力検出部２０ａが出力するＡ相出力電圧、及び磁束入力検出部２０ｂが出力するＢ相出力電圧を示すタイムチャートである。電子装置のマイクロコンピュータは、位相が互いにπ／２異なるＡ相出力電圧及びＢ相出力電圧を入力し、どちらの位相が進んでいるかに基づいて、ダイアルの回転方向を検知することが出来る。Ａ相出力電圧及び／又はＢ相出力電圧の位相の変化量をカウントして、ダイアルの回転角度を導出できる。特許文献１（特開昭５７−１７５２６０号公報）には、ピックアップコイルを用いた従来例の回転方向検出装置が記載されている。

例えば、位相検出装置が出力した２値化されたＡ相出力電圧及びＢ相出力電圧（位相は互いにπ／２異なる）の一方をＤフリップフロップのクロック入力端子に入力し、他方をデータ入力端子に入力することにより、Ｄフリップフロップは、回転方向検出信号（例えばＱ出力信号であって、値０又は１が回転方向を示す。）を出力する。更にアップダウンカウンタのクロック入力端子にＡ相出力電圧（又はＢ相出力電圧）を入力し、回転方向検出信号をＵＰ／ＤＯＷＮ切換端子に入力することにより、アップダウンカウンタのカウント値は、ダイアル式検出装置の回転方向及び回転角度を示す。電子装置は、ダイアル式検出装置の回転方向及び回転角度の情報に基づいて、所定の処理を行う。

図６を用いて、ダイアル式検出装置に組み込まれた従来例２の位相検出装置を説明する。従来例２の位相検出装置は、光学方式を採用している。図６において、２０ａ及び２０ｂは発光ダイオード及びフォトトランジスタがスリットを隔てて対向するフォトインタラプタ（フォトリフレクタ等の他の光学センサであっても良い。）、３１は電源部である。ユーザが回転操作するダイアルの底面に、全周に半径方向に延びる遮光部（典型的には黒い帯）及び透明部が交互に設けられたリング状の板（回転子）が取り付けられている。フォトインタラプタ２０ａ及び２０ｂのスリットに挿入されたリング状の板は、発光ダイオードがフォトトランジスタに向けて出力する光を透過させ又は遮る。フォトインタラプタ２０ａ及び２０ｂは、位相が互いにπ／２異なる２つの２値化された信号（Ａ相出力電圧及びＢ相出力電圧）をそれぞれ発生する。

図７を用いて、ダイアル式検出装置に組み込まれた従来例３の位相検出装置を説明する。従来例３の位相検出装置は、機構方式を採用している。図７において、４０ａ及び４０ｂは機械的なアクチュエータ及び切換機構を有するスイッチ、４１ａ及び４１ｂは抵抗器、３１は電源部である。ユーザが回転操作するダイアルの底面に、外周に沿って凹凸が形成されたリング状の板（回転子）が取り付けられている。スイッチ４１ａ及び４１ｂはダイアルの回転角に応じて接点が短絡し、接点が短絡するタイミングが互いにπ／２異なるように配置されている。抵抗器４１ａとスイッチ４０ａとの接続点と、抵抗器４１ｂとスイッチ４０ｂとの接続点とは、位相が互いにπ／２異なる２つの２値化された信号（Ａ相出力電圧及びＢ相出力電圧）をそれぞれ出力する。

近年このような位相検出装置において、携帯機器等に搭載する目的で、省電力化の市場要望が急速に高まっている。位相検出装置を省電力化する方法として、位相検出装置を低電圧駆動化することの他、ユーザが所定時間ダイアル式検出装置を操作しなかった場合、位相検出装置の位相検出器（図６の２０ａ及び２０ｂ、図７の抵抗器４１ａ及びスイッチ４０ａ、抵抗器４１ｂ及びスイッチ４０ｂ）への電力供給を常時通電モードから間欠通電モード（スリープモードと呼ぶ。）に変更する方法（スリープ機能と呼ぶ。）がある。

図９は、スリープ機能を有する機構方式の従来例４の位相検出装置の構成を示すブロック図である。図１０は図９の従来例の位相検出装置の各部の信号波形を示すタイムチャートである。従来例４の位相検出装置はダイアル式検出装置に取り付けられている。従来例の位相検出装置は、回転子がある一定時間動きがなかったことを検出するスリープ検出機能と、スリープモードにおいて第１の位相検出器（抵抗器４１ａ及びスイッチ４０ａ）又は第２の位相検出器（抵抗器４１ｂ及びスイッチ４０ｂ）が回転子が動いたことを検出する電源起動条件検出機能とを有する。

図９において、３１は電源、３０は電源開閉器、９１は制御部である。抵抗器４１ａ及びスイッチ４０ａは第１の位相検出器を構成し、抵抗器４１ｂ及びスイッチ４０ｂは第２の位相検出器を構成する。制御部９１は、第１〜第４の記憶部（それぞれＤフリップフロップである。）１０ａ〜１０ｄ、デコーダ６１、状態制御部６０を有する。デコーダ６１は、排他的論理和ゲート１２ａ、１２ｂと、論理和ゲート６３とを有する。
第１〜第４の記憶部１０ａ〜１０ｄ及びデコーダ６１は、スリープモードにおいて第１の位相検出器（抵抗器４１ａ及びスイッチ４０ａ）又は第２の位相検出器（抵抗器４１ｂ及びスイッチ４０ｂ）がダイアル等（回転子）が動いたことを検出する電源起動条件検出機能を行う。状態制御部６０は、Ａ相出力信号（抵抗器４１ａとスイッチ４０ａとの接続点Ａ点から出力される信号）及びＢ相出力信号（抵抗器４１ｂとスイッチ４０ｂとの接続点Ｂ点から出力される信号）を入力して、回転子がある一定時間動かなかったことを検出するスリープ検出機能を行う。状態制御部６０は、スリープ検出機能が働いた時、位相検出装置を常時通電モードからスリープモードへ移行させる。電源起動条件検出機能が働いた時、位相検出装置をスリープモードから常時通電モードへ移行させる。電源開閉器３０は、電源３１から第１の位相検出器及び第２の位相検出器に流れる電流を、常時通電モードにおいて常時導通させ、スリープモードにおいて間欠的に導通させそれ以外の時は遮断する。

図１０において、ＡはＡ相出力信号、ＢはＢ相出力信号である。１０ａ〜１０ｄ、１２ａ、１２ｂ、６３、６０は、それぞれ同一符号のブロックの出力信号である。ＳＴ及びＳＣは、それぞれ後述するＳＴ信号及びＳＣ信号である。
図１０において、最初に状態制御部６０は常時通電モードである。ある時刻まで、ユーザがダイアル（回転子）をある方向に回転させることにより、Ｂ相出力信号は常にＡ相出力信号に対してπ／２遅れ位相で変化している。ある時刻から時刻ｔｓまで（所定の時間）、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号が共に不変であることに基づいてスリープ検出機能が働き、状態制御部６０が常時通電モードからスリープモードへ移行し、出力信号ＳＴ（スリープモードにおいてＨｉｇｈであり、常時通電モードにおいてＬｏｗである。以下ＳＴ信号と呼ぶ。）をＨｉｇｈにする。

第１の記憶部１０ａ及び第３の記憶部１０ｃは、ＳＴ信号の立ち上がりエッジにより、スリープモードへ移行する直前のＡ相出力信号及びＢ相出力信号（いずれも２値）をラッチする。第１の記憶部１０ａ及び第３の記憶部１０ｃは、次にＳＴ信号の立ち上がりエッジが到来するまでＡ相出力信号及びＢ相出力信号を記憶し、それらの信号をそれぞれ排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂに入力する。

その後、状態制御部６０からの指令に基づき、電源開閉器３０は、２つの位相検出器（抵抗器４１ａ及びスイッチ４０ａ、抵抗器４１ｂ及びスイッチ４０ｂ）への電力供給を遮断する。このため、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号はＬｏｗとなる。その後状態制御部６０から所定期間毎に電源開閉器３０に指令を送り、電源開閉器３０は所定期間毎に２つの位相検出器に電力を供給する。スリープ期間にのみ、状態制御部６０は、間欠的にスキャン信号ＳＣ（以下ＳＣ信号と呼ぶ。）を出力する。第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄは、ＳＣ信号の立ち上がりエッジにより、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号（いずれも２値）をラッチする。第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄは、次のＳＣ信号の立ち上がりエッジが到来するまでＡ相出力信号及びＢ相出力信号を記憶し、それらの信号をそれぞれ排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂに入力する。

排他的論理和ゲート１２ａの出力信号はスリープモードへの移行前のＡ相出力信号と、各スキャン時刻ｔｓ（１）〜ｔｓ（ｎ）でのＡ相出力信号との論理変化判定結果である。排他的論理和ゲート１２ｂの出力信号はスリープモードへの移行前のＢ相出力信号と、各スキャン時刻でのＢ相出力信号との論理変化判定結果である。論理和ゲート６３は、排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂの出力信号を入力し、それらの論理和を出力する。論理和ゲート６３の出力信号は、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号のいずれかがスリープモードに変化する直前の値から変化したならば、Ｈｉｇｈになる。

時刻ｔｓからｔｓ（１）までの間はまだ最初のスキャン信号が到来していない状態であるので、第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄがラッチしている値は正しくなくこの間の論理和ゲート６３の出力結果はそのまま使用することはできない。状態制御部６０は、最初のスキャン信号を出力するまでの論理和ゲート６３の出力信号を使用しない。

以下、時刻ｔｓ（１）以降、スリープ期間を抜け出す時刻ｔｗまでの電源起動条件検出の過程を説明する。

時刻ｔｓ（１）のＳＣ信号の立ち上がりエッジでＡ相出力信号及びＢ相出力信号は第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄにラッチされる。第２の記憶部１０ｂのデータ出力はＬｏｗからＨｉｇｈに反転し、排他的論理和ゲート１２ａの出力はＬｏｗ、排他的論理和ゲート１２ｂの出力はＬｏｗのままであるので論理和ゲート６３の出力はＬｏｗとなりスリープ期間は継続される。

時刻ｔｓ（ｘ）において、スリープモードへの移行直前のＡ相出力信号及びＢ相出力信号とスキャン時刻でのＡ相出力信号及びＢ相出力信号のいずれか一方（図１０上ではＢ相出力信号）のみが変化した場合、排他的論理和ゲート１２ｂの出力はＨｉｇｈとなり、論理和ゲート６３の出力はＨｉｇｈに変化する。状態制御部６０は論理和ゲート６３の出力信号（Ｈｉｇｈでアクティブの電源起動条件検出信号）を入力する。状態制御部６０はスリープモードから常時通電モードに変化する。状態制御部６０は電源開閉器３０を通電させ、電源開閉器３０は２つの位相検出器（スイッチ及びプルアップ抵抗器）に常時通電する。

磁気方式の位相検出装置は、非接触で機構方式のような接点摩耗がないため信頼性が高く、光学方式よりも低消費電力かつ低コストである。

磁気方式の位相検出器として、ホール素子、磁気抵抗素子、又はホール素子の出力電圧をある一定の閾値で弁別し、２値化した出力信号を出力する機能までを集積化したＩＣ（以下ホールＩＣ）等が使用されている。

これらホール素子及びホールＩＣは動作電流として数ｍＡの電流を消費するため、常時電源供給状態で使用することは、これらの素子を搭載する携帯機器のバッテリ容量に対し大きな負担となる。

しかしながら、磁気方式において、位相検出器に間欠的に電力を供給して使用すると、機構方式ではなかった問題が発生する。

図１１は一般的な位相検出器として多く使われているホールＩＣの構成を示したものである。図１１において、８０は磁束密度（磁界）を検出するホール素子、８１はホール素子の磁束密度検出電圧を増幅する増幅器、８２はヒステリシスを有する２値化器（シュミットトリガ方式バッファ）である。図１２はホールＩＣの入力磁束密度（横軸）と磁束検出電圧（縦軸）との関係を示す特性図の一例である。

ホールＩＣは、磁束密度に対して安定した論理出力信号（２値出力信号）を出力するよう、ヒステリシス特性を持っている。即ち、ホールＩＣは、微少な磁束密度の変化に対して容易に出力信号を感応させないように入力磁束密度に対する不感帯を設けている（状態保持機能と呼ぶ。）。

しかしながら、ホールＩＣは電源端子での間欠駆動動作に対応した状態保持機能を有しておらず、且つ電源リセット機能がないため、入力磁束密度のヒステリシスの上限及び下限の閾値内のレベル（以下、ヒステリシス領域と呼ぶ。）の磁束が入力している状態で電源投入を行うと、シュミットトリガ方式バッファの初期値が不定状態となり、磁束検出電圧も不定状態となる。この不定状態は通電期間中は上下のヒステリシスの閾値を越えるレベルの磁束入力が到来するまで永遠にその状態を保つ。

図１３は回転角または移動距離に対して磁束密度の変化がほぼサイン曲線を描くと仮定した場合の入力磁束密度（縦軸は入力磁束密度）と位相検出器の出力電圧波形（縦軸は電圧）との関係を示した図である（横軸は時間）。

図中の出力電圧波形の斜線部はヒステリシス領域に対応する出力電圧不定領域である。ヒステリシス領域内で回転子或いは移動子を停止させたのち位相検出器の電源を一度遮断し再度電源を立ち上げた場合に、位相検出器は必ずしも電源遮断前と同一の検出出力電圧を出力するとは限らない。

図１４（ａ）、（ｂ）は磁気方式の位相検出器を間欠通電することを想定した場合の、位相検出器のＡ相出力信号及びＢ相出力信号の波形図である（縦軸はそれぞれの位相検出器の出力電圧、横軸は時間）。

図１４（ａ）において、Ｘ地点やＺ地点或いはＸ’地点やＺ’地点においてはＡ相出力信号、Ｂ相出力信号ともに不定領域は存在しない。位相検出装置に、回転子が絶対に不定領域内で止まらないよう機構的な対策を施して、回転子が常にＸ、Ｚ或いはＸ’Ｚ’地点で止まるようにすれば、前述の位相検出器の間欠電源供給による不定出力の問題は回避される。しかし、実際の位相検出装置において、このような対策をとることは機構上困難である。又、実使用条件においてユーザが予期せぬ動作をさせた場合、たとえば、回転子が不定領域内で長時間放置された場合、位相検出器から誤った電源起動条件検出信号が出力され続け、位相検出装置を搭載する機器のバッテリの残存容量を消耗してしまうなど、不具合が発生することがある。

この不具合を回避するためには、回転子または移動子の停止点がどこにあるかに拘わらず、回転子または移動子が動いたか否かを正確に判断出来るようにする必要となる。

図１４（ａ）において、今、回転角あるいは移動距離が図中Ｗの地点で一定時間静止して、この地点でスリープモードに入ったとする。この磁気方式の場合は間欠動作をさせると下段のＢ相出力信号は、回転子或いは移動子の位置座標を動かさない状態であっても、間欠動作における検出出力がＨｉｇｈまたはＬｏｗのどちらの出力電圧が現れるかは不定となる。Ｂ相出力信号のみが変化した場合、それが実際に回転子または移動子が動いたためなのか、間欠動作による不定出力の為なのかが判定できない。同様に、図１４（ａ）のＷ’の地点でスリープモードに入った場合も同様に、Ａ相出力信号のみが変化した場合、それが実際に回転子または移動子が動いたためなのか、間欠動作による不定出力の為なのかが判定できない。
そのため、従来の機構方式による位相検出装置における電源起動条件検出方法と同一の方法を、磁気方式の位相検出装置に適用することはできなかった。

特開昭５７−１７５２６０号公報（第２頁、第３，４図）

本発明は、間欠通電モードでヒステリシスを有する位相検出器を動作させ、間欠駆動時に回転子（又は移動子）が実際に動かされた場合のみ、間欠通電モードから常時通電モードに動作を変更する、省電力で誤動作しない位相検出装置、ダイアル式検出装置及び位相検出方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、以下の構成を有する。本発明の１つの観点による位相検出装置は、対象物の位相を検出する第１の検出部と前記第１の検出部が検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第１の２値化部とを有する第１の位相検出器と、前記第１の位相検出器と異なる位相において対象物の位相を検出する第２の検出部と前記第２の検出部が検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第２の２値化部とを有する第２の位相検出器と、常時前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器に電力を供給する常時通電モードと間欠的に前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器に電力を供給する間欠通電モードとを有する電力供給部と、前記常時通電モードにおいて、所定の時間以上前記第１の位相検出器及び／又は前記第２の位相検出器の検出位相が変化しない時、電力供給部を前記間欠通電モードに移行させ、前記間欠通電モードにおいて、前記常時通電モードから前記間欠通電モードに移行する直前の前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相を記憶し、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相のいずれもが、記憶した前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相から変化した時、電力供給部を前記間欠通電モードから前記常時通電モードに変化させる制御部と、を有する。

本発明の別の観点による上記の位相検出装置において、前記制御部は、記憶した前記第１の位相検出器の検出位相と前記第１の位相検出器が出力した位相とを入力する第１の排他的論理和ゲートと、記憶した前記第２の位相検出器の検出位相と前記第２の位相検出器が出力した位相とを入力する第２の排他的論理和ゲートと、前記第１の排他的論理和ゲートの出力信号と前記第２の排他的論理和ゲートの出力信号とを入力する論理積ゲートと、を有し、前記間欠通電モードにおいて、論理積ゲートが、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相のいずれもが変化したことを示す信号を出力した時、電力供給部を前記間欠通電モードから前記常時通電モードに変化させる。

本発明の別の観点による上記の位相検出装置は、前記間欠通電モードであることを示すスリープ信号をトリガ入力として、前記第１の位相検出器が出力した位相を記憶する第１の記憶部と、前記間欠通電モードにおいて前記電力供給部が間欠的に電力を供給する時に出力されるスキャン信号をトリガ入力として、前記第１の位相検出器が出力した位相を記憶する第２の記憶部と、前記スリープ信号をトリガ入力として、前記第２の位相検出器が出力した位相を記憶する第３の記憶部と、前記スキャン信号をトリガ入力として、前記第２の位相検出器が出力した位相を記憶する第４の記憶部と、を有し、前記第１の排他的論理和ゲートが前記第１の記憶部の出力信号と、前記第２の記憶部の出力信号とを入力し、前記第２の排他的論理和ゲートが前記第３の記憶部の出力信号と、前記第４の記憶部の出力信号とを入力する。

本発明の別の観点による上記の位相検出装置は、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器が磁束、磁界又はそれらの変化を検出する。

本発明の別の観点によるダイアル式検出装置は、上記のいずれかの位相検出装置を有する。

本発明の別の観点による位相検出装置は、対象物の位相を検出する第１の検出部と前記第１の検出部が検出した位相を入力し第５の記憶部が記憶する信号をフィードバックすることによりヒステリシスを設けて２値化する第１の２値化部と前記第１の２値化部の出力信号を記憶する前記第５の記憶部とを有する第１の位相検出器と、前記第１の位相検出器と異なる位相において対象物の位相を検出する第２の検出部と前記第２の検出部が検出した位相を入力し第６の記憶部が記憶する信号をフィードバックすることによりヒステリシスを設けて２値化する第２の２値化部と前記第２の２値化部の出力信号を記憶する前記第６の記憶部とを有する第２の位相検出器と、常時前記第１の検出部及び前記第２の検出部に電力を供給する常時通電モードと間欠的に前記第１の位相検出部及び前記第２の位相検出部に電力を供給する間欠通電モードとを有する電力供給部と、前記常時通電モードにおいて、所定の時間以上前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相が変化しない時、電力供給部を前記間欠通電モードに移行させ、前記間欠通電モードにおいて、前記常時通電モードから前記間欠通電モードに移行する直前の前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相を記憶し、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相の少なくともいずれか一方が、記憶した前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相から変化した時、電力供給部を前記間欠通電モードから前記常時通電モードに変化させる制御部と、を有する。

第５の記憶部及び第６の記憶部は間欠通電モードにおいても常時通電される。これに代えて、これらの記憶部は不揮発性のメモリで構成されていても良い。
常時通電モードにおいて、第１の２値化部及び第２の２値化部は、第５の記憶部及び第６の記憶部を経由してその出力をフィードバックしてヒステリシスを設けても良く、第５の記憶部及び第６の記憶部を経由しないで、直接その出力をフィードバックしてヒステリシスを設けても良い。

本発明の別の観点による位相検出方法は、常時第１の検出器に電力を供給して対象物の位相を検出し、検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第１の位相検出ステップと、常時第２の検出器に電力を供給して前記第１の位相検出ステップと異なる位相において対象物の位相を検出し、検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第２の位相検出ステップと、を有する常時通電モードと、間欠的に第１の検出部に電力を供給して対象物の位相を検出し、検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第１の位相検出ステップと、間欠的に第２の検出部に電力を供給して前記第１の位相検出ステップと異なる位相において対象物の位相を検出し、検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第２の位相検出ステップと、を有する間欠通電モードと、を有し、前記常時通電モードにおいて、所定の時間以上前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相が変化しない時前記間欠通電モードに移行し、前記間欠通電モードにおいて、前記常時通電モードから前記間欠通電モードに移行する直前の前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相を記憶し、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相のいずれもが、記憶した前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相から変化した時、前記間欠通電モードから前記常時通電モードに変化する。

本発明によれば、間欠通電モードでヒステリシスを有する位相検出器を動作させ、間欠駆動時に回転子（又は移動子）が実際に動かされた場合のみ、間欠通電モードから常時通電モードに動作を変更する、省電力で誤動作しない位相検出装置、ダイアル式検出装置及び位相検出方法を実現できるという有利な効果が得られる。

以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態について、図面とともに記載する。

《実施の形態１》
図１〜図５を用いて、本発明の実施の形態１における位相検出装置を説明する。図１は本発明の実施の形態１における位相検出装置の制御部の主要部のブロック図、図２は本発明の実施の形態１における位相検出装置の位相検出部と制御部の主要部とのブロック図、図３は本発明の実施の形態１における位相検出装置の電源部と位相検出部と制御部の主要部とのブロック図である。図４は、本発明の実施の形態１における位相検出装置の詳細ブロック図である。

図１〜図４において、１２８は電源である電池、１２７は電源開閉器である電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、２０ａ及び２０ｂはホールＩＣ、４０は制御部である。ホールＩＣ２０ａ及び２０ｂは、図１１の構成を有する。制御部４０は、第１の記憶部１０ａ、第２の記憶部１０ｂ、第３の記憶部１０ｃ、第４の記憶部１０ｄ、デコーダ１１、状態制御部１２５、論理和ゲート１２４、Ｄフリップフロップ１０ｅ、インバータ１２１及び１２３、間欠動作パルス発生部１２６、論理積ゲート１２２、遅延部１２９を有する。実施の形態１において、第１〜第４の記憶部１０ａ〜１０ｄはＤフリップフロップである。デコーダ１１は、排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂ、論理積ゲート１３を有する。制御部４０は、常時通電される。ホールＩＣ２０ａ及び２０ｂは、常時通電モードにおいては常時通電され、スリープモードにおいては、間欠的に通電される。

実施の形態１における位相検出装置は、ダイアル式検出装置に組み込まれている。ダイアル式検出装置に取り付けられた回転子の構成は、従来例１で説明した。
例えば電子装置において、位相検出装置が出力した２値化されたＡ相出力信号及びＢ相出力信号（位相は互いにπ／２異なる）の一方をＤフリップフロップのクロック入力端子に入力し、他方をデータ入力端子に入力することにより、Ｄフリップフロップは、回転方向検出信号（例えばＱ出力信号であって、値０又は１が回転方向を示す。）を出力する。更にアップダウンカウンタのクロック入力端子にＡ相出力信号（又はＢ相出力信号）を入力し、回転方向検出信号をＵＰ／ＤＯＷＮ切換端子に入力することにより、アップダウンカウンタのカウント値は、ダイアル式検出装置の回転方向及び回転角度を示す。電子装置は、ダイアル式検出装置の回転方向及び回転角度の情報に基づいて、所定の処理を行う。

ホール素子及びホールＩＣの消費電流削減方法として、一定周期毎にホール素子部分の電源を間欠駆動する方法がある。間欠周期を長く設定し、休止期間（以下スリープ期間）を長くとるほど消費電流を削減できるが、磁界又は磁束変化に対する応答性が悪化する。回転子または移動子の移動速度に対し応答速度が追いつかなければ、回転数または移動距離に応じて出力されるカウントパルスにエラーが生じ、誤ったカウント値や誤った方向検出結果を得ることになる。応答速度と消費電流の関係はトレードオフの関係になるため、間欠周期とスリープ期間の値は、回転数及び回転方向（又は移動量及び移動方向）の検出を行う対象の使用目的に合わせて適切な値を設定する必要がある。

この一定周期毎の電源の間欠駆動方法だけでは消費電流削減量には一定の限界がある。操作性を維持しながら、さらに消費電流削減を行うため、一定時間位相検出装置の変化がない場合、休止期間（スリープ期間）を設けてこれらの位相検出器への電力供給を遮断する。このスリープ期間の中で一定周期毎に位相検出器に電力を供給し、位相検出器の検出位相を監視する。位相検出器の検出位相が電源起動条件に適合すれば、状態制御部は電源起動条件検出信号を発生させて、位相検出器を常時通電モードに変更する。位相検出器の検出位相が電源起動条件に適合しなければ、状態制御部はスリープ期間を持続して間欠動作を行う。

実施の形態１の位相検出装置は、常時通電モードから間欠通電モード（スリープモード）に移行する直前の第１の位相検出器２０ａ及び第２の位相検出器２０ｂの検出位相を記憶し、間欠動作時において、第１の位相検出器２０ａ及び第２の位相検出器２０ｂの検出位相のいずれもが、記憶した第１の位相検出器２０ａ及び第２の位相検出器２０ｂの検出位相から変化した時、電力供給部（電源１２８及びＦＥＴ１２７で構成される。）を間欠通電モードから常時通電モードに変化させる。それ以外は、図９に示す従来例４の構成と同一である。従来例４と同一のブロックには同一の符号を付している。

第１〜第４の記憶部１０ａ〜１０ｄ、デコーダ１１及びＤフリップフロップ１０ｅは、スリープモードにおいて第１の位相検出器２０ａ及び第２の位相検出器２０ｂが共にダイアル等（回転子）が動いたことを検出する電源起動条件検出機能を行う。電源起動条件検出機能が働いた時、状態制御部１２５はその情報を入力して、位相検出装置をスリープモードから常時通電モードへ移行させる。常時通電モードにおいて、状態制御部１２５はインバータ１２３、論理和ゲート１２４を通じてＬｏｗのＳＴ信号（スリープモードにおいてＨｉｇｈであり、常時通電モードにおいてＬｏｗである。）を出力し、ＦＥＴ１２７を常時導通させる。第１及び第２の位相検出器２０ａ及び２０ｂは、電源１２８から常時電力を供給される。

状態制御部１２５は、Ａ相出力信号（第１の位相検出器２０ａの出力信号）及びＢ相出力信号（第２の位相検出器２０ｂの出力信号）を入力して、回転子がある一定時間動かなかったことを検出するスリープ検出機能を行う。典型的には、状態制御部１２５は、一定のクロックを入力してカウントアップし、Ａ相出力信号及び／又はＢ相出力信号のレベル変化のエッジでリセットするカウンタと、カウンタの出力値が一定値以上であるか否かを判定するマグニチュードコンパレータと、を有する。マグニチュードコンパレータが、カウンタの出力値が一定値以上であると判定した場合（Ａ相及びＢ相出力信号が一定時間以上共に変化しなかった場合、スリープ検出機能が働いた時）、状態制御部１２５は、位相検出装置を常時通電モードからスリープモード（間欠通電モード）へ移行させる。

状態制御部１２５はＨｉｇｈのＳＴ信号（スリープモード）を出力する。間欠動作パルス発生部１２６は、スリープモードにおいて一定時間毎に間欠駆動するための間欠動作パルスを出力する。状態制御部１２５は、スリープモードにおいて論理積ゲート１２２を通じて、間欠動作パルス発生部１２６が間欠動作パルスを出力することを許可する。間欠動作パルスは、論理和ゲート１２４を通じてＦＥＴ１２７を間欠的に導通させる。第１及び第２の位相検出器２０ａ及び２０ｂは、電源１２８から間欠的に電力を供給される。第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄは、遅延部１２９（第１及び第２の位相検出器２０ａ及び２０ｂが電力を供給されてから正常に動作するまでの時間を遅延させる。）によって遅延された間欠動作パルス（ＳＣ信号）をクロック入力端子に入力し、間欠動作開始時における第１及び第２の位相検出器２０ａ及び２０ｂの出力信号（Ａ相及びＢ相出力信号）をラッチする。

排他的論理和ゲート１２ａは、スリープモードへの移行前のＡ相出力信号と、各間欠動作時（図１０におけるスキャン時刻ｔｓ（１）〜ｔｓ（ｎ））のＡ相出力信号とが同一か否かを判定し、判定結果（両者が異なればＨｉｇｈ）を出力する。排他的論理和ゲート１２ｂは、スリープモードへの移行前のＢ相出力信号と、各間欠動作時のＢ相出力信号とが同一か否かを判定し、判定結果（両者が異なればＨｉｇｈ）を出力する。論理積ゲート１３は、排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂの出力信号を入力し、両者が共にＨｉｇｈである時（Ａ相出力信号及びＢ相出力信号が共に変化した時）、Ｈｉｇｈを出力する。Ｄフリップフロップ１０ｅは、ＳＣ信号の反転信号の立ち上がりエッジで（間欠動作の終了時に）論理積ゲート１３の出力信号を取り込み、出力する。Ｄフリップフロップ１０ｅは、スリープモードになった後、最初のＳＣ信号が出力される前の論理積ゲート１３の出力信号（誤っている可能性がある。）を排除する役割を有する。状態制御部１２５は、Ｄフリップフロップ１０ｅの出力信号（電源起動条件検出機能が働いた時Ｈｉｇｈ）を入力する。

本実施の形態の位相検出装置は、第１及び第２の位相検出装置２０ａ及び２０ｂが、共にヒステリシス領域に存在することはないことを利用している（２つの位相検出装置は、そのように配置されている。）。間欠動作時に、第１及び第２の位相検出装置２０ａ及び２０ｂのいずれか一方の出力信号は偽の情報を出力している可能性があるが、少なくとも一方の出力信号は正しい。Ａ相出力信号及びＢ相出力信号の両方が変化すれば、少なくとも一方の変化は正しい故に、制御部４０が、回転子が回転した正しく判断できる。

図１４（ａ）において、例えば回転子がＡ相又はＢ相出力信号が不定領域であるＷ（又はＷ’）の地点に位置した時、位相検出装置がスリープモードに入った場合、本実施の形態の位相検出装置は、回転子がＷ（又はＷ’）地点からＡ相及びＢ相出力信号が共に変化するＹ、Ｚ又はＶ（又はＹ’、Ｚ’又はＶ’）地点へ動いたとき、確実に回転子及び移動子が動いたことを判断する。

また、図１４（ｂ）において、回転子がＡ相及びＢ相出力信号が両方とも安定点となるＷ（又はＷ’）の地点に位置した時、位相検出装置がスリープモードに入った場合、本実施の形態の位相検出装置は、回転子がＷ（又はＷ’）地点からＡ相及びＢ相出力信号が共に変化するＺ又はＶ（又はＺ’又はＶ’）地点へ動いたとき、確実に回転子及び移動子が動いたことを判断する。この方法により、回転子または移動子の停止点がどこにあるかに拘わらず、位相検出装置は回転子または移動子が動いたことを検出できる。

また、図５は実施の形態１の位相検出装置の各部信号波形を示す。図５において、Ａは第１の位相検出器が出力するＡ相出力信号、Ｂは第２の位相検出器が出力するＢ相出力信号である。１０ａ〜１０ｄ、１０ｅ、１２ａ、１２ｂ、１３は、それぞれ同一符号のブロックの出力信号である。ＳＴ及びＳＣは、それぞれＳＴ信号及びＳＣ信号である。実施の形態１の位相検出装置の動作を図５を用いて説明する。

図５において、最初に状態制御部１２５は常時通電モードである。ある時刻まで、ユーザがダイアル（回転子）をある方向に回転させることにより、Ｂ相出力信号は常にＡ相出力信号に対してπ／２遅れ位相で変化している。ある時刻から時刻ｔｓまで（所定の時間）、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号が共に不変であることに基づいてスリープ検出機能が働き、状態制御部１２５が常時通電モードからスリープモードへ移行し、出力信号ＳＴ（スリープモードにおいてＨｉｇｈであり、常時通電モードにおいてＬｏｗである。以下ＳＴ信号と呼ぶ。）をＨｉｇｈにする。

第１の記憶部１０ａ及び第３の記憶部１０ｃは、ＳＴ信号の立ち上がりエッジにより、スリープモードへ移行する直前のＡ相出力信号及びＢ相出力信号（いずれも２値）をラッチする。第１の記憶部１０ａ及び第３の記憶部１０ｃは、次にＳＴ信号の立ち上がりエッジが到来するまでＡ相出力信号及びＢ相出力信号を記憶し、それらの信号をそれぞれ排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂに入力する。

その後、状態制御部１２５からの指令に基づき、ＦＥＴ１２７は、２つの位相検出器２０ａ、２０ｂへの電力供給を遮断する。このため、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号はＬｏｗとなる。その後間欠動作パルス発生部１２６から所定期間毎にＦＥＴ１２７に間欠動作指令を送り、ＦＥＴ１２７は所定期間毎に２つの位相検出器に電力を供給する。スリープ期間にのみ、間欠動作パルス発生部１２６は、論理積ゲート１２２を通じて間欠的にＳＣ信号を出力する。第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄは、ＳＣ信号の立ち上がりエッジにより、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号（いずれも２値）をラッチする。第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄは、次のＳＣ信号の立ち上がりエッジが到来するまでＡ相出力信号及びＢ相出力信号を記憶し、それらの信号をそれぞれ排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂに入力する。

排他的論理和ゲート１２ａの出力信号はスリープモードへの移行前のＡ相出力信号と、各スキャン時刻ｔｓ（１）〜ｔｓ（ｎ）でのＡ相出力信号との論理変化判定結果である。排他的論理和ゲート１２ｂの出力信号はスリープモードへの移行前のＢ相出力信号と、各スキャン時刻でのＢ相出力信号との論理変化判定結果である。論理積ゲート１３は、排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂの出力信号を入力し、それらの論理積を出力する。論理積ゲート１３の出力信号は、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号が共にスリープモードに変化する直前の値から変化したならば、Ｈｉｇｈになる。

時刻ｔｓからｔｓ（１）までの間はまだ最初のスキャン信号が到来していない状態であるので、第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄがラッチしている値は正しくなくこの間の論理積ゲート１３の出力結果はそのまま使用することはできない。Ｄフリップフロップ１０ｅは、最初のスキャン信号を出力するまでの論理積ゲート１３の出力信号が状態制御部１２５に入力されるのを阻止する。

以下、時刻ｔｓ（１）以降、スリープ期間を抜け出す時刻ｔｗまでの電源起動条件検出の過程を図５に添って説明する。

時刻ｔｓ（１）のＳＣ信号の立ち上がりエッジでＡ相出力信号及びＢ相出力信号は第２の記憶部１０ｂ及び第４の記憶部１０ｄにラッチされる。第２の記憶部１０ｂのデータ出力はＬｏｗからＨｉｇｈに反転し、排他的論理和ゲート１２ａの出力はＬｏｗ、排他的論理和ゲート１２ｂの出力はＬｏｗのままであるので論理積ゲート１３の出力はＬｏｗとなりスリープ期間は継続される。Ｄフリップフロップ１０ｅは、論理積ゲート１３の正しい出力信号を時刻ｔｓ（１）の後に最初に発生するＳＣ信号の後ろエッジで取り込むため、信号ＷＵはＬｏｗのままでありスリープ期間は継続される。

時刻ｔｓ（ｎ）において、第２の位相検出器２０ｂに、入力磁束密度のヒステリシスの上限及び下限の閾値内に相当するレベルの磁束が入力されている状態である。間欠動作により第２の位相検出器２０ｂが不定出力であるＨｉｇｈを出力した場合、ＳＣ信号の前エッジで第４の記憶部１０ｄの出力信号（Ｑ出力信号）が反転し、Ｈｉｇｈ状態になり、排他的論理和ゲート１２ｂの出力はＨｉｇｈに反転するが、排他的論理和ゲート１２ａの出力はＬｏｗに維持されるので論理積ゲート１３の出力信号はＬｏｗのまま変わらない。信号ＷＵもＬｏｗのままある。スリープ期間は継続される。

時刻ｔｓ（ｘ）において、スリープモードへの移行直前のＡ相出力信号及びＢ相出力信号とスキャン時刻でのＡ相出力信号及びＢ相出力信号の両方が変化した場合、排他的論理和ゲート１２ａ及び１２ｂの出力は共にＨｉｇｈとなり、論理積ゲート１３の出力はＨｉｇｈに変化する。状態制御部１２５は論理積ゲート１３の出力信号、即ちＤフリップフロップ１０ｅの出力信号ＷＵ（Ｈｉｇｈでアクティブの電源起動条件検出信号）を入力する。状態制御部１２５はスリープモードから常時通電モードに変化する。状態制御部１２５はＦＥＴ１２７を導通させ、ＦＥＴ１２７は２つの位相検出器に常時電力を供給する。

《実施の形態２》
図１５を用いて、本発明の実施の形態２における位相検出装置を説明する。本発明の実施の形態２における位相検出装置は、図４において、制御部４０をマイクロコンピュータで構成する。それ以外の点において、実施の形態２の位相制御装置は、実施の形態１（図１）と同一である。図１５は、本発明の実施の形態２における位相検出方法の構成を示すフローチャートである（制御部４０であるマイクロコンピュータが実行する。）。実施の形態２における位相検出方法を説明する。

最初に、間欠通電モード（スリープモード）か否かをチェックする（ステップ１５０１）。間欠通電モードであればステップ１５０２に進み、そうでなければ（常時通電モードであれば）ステップ１５１０に進む。

ステップ１５０２において、常時通電モードから間欠通電モードに変更したばかりであれば、その時点におけるＡ相出力信号及びＢ相出力信号を入力して記憶し（ステップ１５０３）、その後第１及び第２の位相検出器２０ａ及び２０ｂへの電力供給を遮断する。
次に、間欠動作中（第１及び第２の位相検出器２０ａ及び２０ｂに通電中）か否かをチェックする。間欠動作中でなければステップ１５０１に戻る。間欠動作中であれば、ステップ１５０５に進む。

ステップ１５０５において、Ａ相出力信号を入力する。次に、Ａ相出力信号が、ステップ１５０３で記憶した値から変化したか否かをチェックする（ステップ１５０６）。変化していなければステップ１５０１に戻る。変化していれば、ステップ１５０７に進む。
ステップ１５０７において、Ｂ相出力信号を入力する。次に、Ｂ相出力信号が、ステップ１５０３で記憶した値から変化したか否かをチェックする（ステップ１５０８）。変化していなければステップ１５０１に戻る。変化していれば、ステップ１５０９に進む。

Ａ相及びＢ相出力信号が共に変化していれば、間欠通電モードから常時通電モードに変更する（ステップ１５０９）。ステップ１５０１に戻る。

ステップ１５１０において（常時通電モード）、間欠通電モードから常時通電モードに変更したばかりであれば、タイマ値Ｔを０にリセットし（ステップ１５１１）、そうでなければタイマ値をインクリメントする（ステップ１５１２）。

ステップ１５１３において、Ａ相出力信号を入力し、記憶する。次に、Ａ相出力信号が、その前のステップ１５１３で記憶した値から変化したか否かをチェックし（ステップ１５１４）、変化していればタイマ値Ｔをリセットする。
ステップ１５１６において、Ｂ相出力信号を入力し、記憶する。次に、Ｂ相出力信号が、その前のステップ１５１６で記憶した値から変化したか否かをチェックし（ステップ１５１７）、変化していればタイマ値Ｔをリセットする。

次にタイマ値Ｔが所定の閾値Ｔ０以上か否かをチェックし、所定の閾値以上であれば（所定時間、Ａ相及びＢ相出力信号が共に変化していなければ）、常時通電モードから間欠通電モードに変更する（ステップ１５２０）。ステップ１５０１に戻る。
実施の形態２においては、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号の両方の変化をチェックして、回転子が停止している時間Ｔを計測した。これに代えて、Ａ相出力信号又はＢ相出力信号のいずれか一方の変化をチェックしても良い。
上記の構成により、実施の形態２の位相検出装置は、実施の形態１と同様の効果が得られる。

《実施の形態３》
図１６を用いて、本発明の実施の形態３における位相検出装置を説明する。本発明の実施の形態３における位相検出装置は、図９（従来例４）において、第１の位相検出器（抵抗器４１ａ及びスイッチ４０ａ）及び第２の位相検出器（抵抗器４１ｂ及びスイッチ４０ｂ）を、ホールＩＣ１６０ａ、１６０ｂ及び保持部１６６に置き換えた構成を有する。それ以外の点において、実施の形態３の位相制御装置は、従来例４（図９）と同一である。図１６は、本発明の実施の形態３における位相検出装置の構成を示すブロック図である。制御部９１の構成は、図９に記載した。実施の形態３における位相検出装置を説明する。

実施の形態３の位相検出装置は、ヒステリシス特性を有する増幅器（ホール素子の検出信号を増幅して２値化する。）の供給電源遮断直前の出力状態を記憶する記憶部１６７ａ及び１６７ｂを有する。間欠動作時にもヒステリシス特性を有する増幅器の供給電源遮断直前の出力状態を再現できる。これにより、ホール素子の入力磁束がヒステリシス領域内のレベルであっても、連続性を持った（出力信号が不定にならない）位相信号を得て、間欠動作においても正しく、回転子が回転したか否かを検出できる。

図１６において、ホールＩＣ１６０ａは、ホール素子１６１ａ、抵抗器１６２ａ、１６３ａ及び１６４ａ、比較器１６５ａ（第１の２値化部）を有する。ホールＩＣ１６０ｂは、ホール素子１６１ｂ、抵抗器１６２ｂ、１６３ｂ及び１６４ｂ、比較器１６５ｂ（第２の２値化部）を有する。保持部１６６は、第５の記憶部（Ｄフリップフロップ）１６７ａ、スイッチ１６８ａ、第６の記憶部（Ｄフリップフロップ）１６７ｂ、スイッチ１６８ｂを有する。
スリープモードにおいて、ホールＩＣ１６０ａ及び１６０ｂは間欠通電され、保持部１６６及び制御部９１は常時通電されている。

ホール素子１６１ａ及び１６１ｂは、π／２の位相差をもって磁界（磁束）を検出し、磁束に応じたアナログ信号を出力する。比較器１６５ａは、その出力信号又はＤフリップフロップ１６７ａの出力信号を抵抗器１６４ａを通じて非反転入力端子に正帰還する構成を有する。比較器１６５ａは、ホール素子１６１ａの出力信号を反転入力端子に入力し、２値化する。比較器１６５ａは、抵抗器１６２ａ、１６３ａ及び１６４ａで定められるヒステリシスを有する。比較器１６５ｂは、その出力信号又はＤフリップフロップ１６７ｂの出力信号を抵抗器１６４ｂを通じて非反転入力端子に正帰還する構成を有する。比較器１６５ｂは、ホール素子１６１ｂの出力信号を反転入力端子に入力し、２値化する。比較器１６５ｂは、抵抗器１６２ｂ、１６３ｂ及び１６４ｂで定められるヒステリシスを有する。

制御部９１（状態制御部６０）はＳＴ信号（スリープモードにおいてＨｉｇｈであり、常時通電モードにおいてＬｏｗである。）をＤフリップフロップ１６７ａ及び１６７ｂのクロック入力端子に入力する。Ｄフリップフロップ１６７ａ及び１６７ｂは、ＳＴ信号の立ち上がりエッジで（スリープモードになった時）、比較器１６５ａ及び１６５ｂの出力信号をラッチする。スイッチ１６８ａ及び１６８ｂは、ＳＴ信号により制御され、スリープモードにおいて実線の側に接続し、常時通電モードにおいて破線の側に接続する。常時通電モードにおいては、比較器１６５ａの出力信号は抵抗器１６４ａを通じて非反転入力端子に正帰還され、比較器１６５ｂの出力信号は抵抗器１６４ｂを通じて非反転入力端子に正帰還される。この場合の構成及び動作は、従来のホールＩＣと同一である。

スリープモードにおいてＤフリップフロップ１６７ａの出力信号は抵抗器１６４ａを通じて比較器１６５ａの非反転入力端子に正帰還され、Ｄフリップフロップ１６７ｂの出力信号は抵抗器１６４ｂを通じて比較器１６５ｂの非反転入力端子に正帰還される。スリープモードにおいても常時保持部１６６（Ｄフリップフロップ１６７ａ及び１６７ｂを含む。）は通電されている故、間欠動作時に比較器１６５ａ及び１６５ｂは、スリープモードを開始した時の状態で動作する。即ち、比較器１６５ａ及び１６５ｂは、ホール素子１６０ａ及び１６０ｂが入力する磁界（磁束）がそれらのヒステリシス領域内であっても、スリープモードを開始した後においても連続性を維持してＡ相及びＢ相出力信号を出力する（不定にならない。）。

上記構成により、本発明の位相検出装置は、正確に回転子が回転したことを検出し、スリープモードから常時通電モードに変更する。

上記の実施の形態において、位相検出装置は、ダイアル式検出装置に組み込まれた。これに代えて、本発明の位相検出装置を他の操作入力装置（例えば操作レバー）に取り付けても良い。
上記の実施の形態においては、ホールＩＣを使用した。これに代えて、ヒステリシスを有する任意の磁気方式、光学方式等の位置検知部を使用しても良い。

本発明の位相検出装置及び位相検出方法は、例えばダイアル式検出装置の位相検出装置及び位相検出方法として有用である。本発明のダイアル式検出装置は、例えば携帯用電子機器の操作入力部として有用である。

本発明の実施の形態１における位相検出装置の制御部の主要部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における位相検出装置の位相検出部と制御部の主要部との構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における位相検出装置の電源部と位相検出部と制御部の主要部との構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における位相検出装置の構成を示す詳細ブロック図 本発明の実施の形態１における位相検出装置の各部信号波形図 従来例１及び従来例２の位相検出装置の構成を示す図 従来例３の機構方式の位相検出装置の構成を示す図 ホール素子が出力するＡ相出力電圧及びＢ相出力電圧を示すタイムチャート 間欠通電モードを有する従来例４の機構方式の位相検出装置の構成を示す図 従来例４の位相検出装置の各部信号波形図 ホールＩＣの構成を示すブロック図 ホールＩＣの入力磁束密度（横軸）と磁束検出電圧（縦軸）との関係を示す特性図の一例 サイン曲線の入力磁束密度と位相検出器の出力電圧波形との関係を示す図 磁気方式の位相検出器を間欠通電することを想定した場合の、位相検出器のＡ相出力信号及びＢ相出力信号の波形図 本発明の実施の形態２における位相検出方法の構成を示すフローチャート 本発明の実施の形態３の位相検出装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１０ａ 第１の記憶部
１０ｂ 第２の記憶部
１０ｃ 第３の記憶部
１０ｄ 第４の記憶部
１１、６１ デコーダ
１２ａ 第１の排他的論理和ゲート
１２ｂ 第２の排他的論理和ゲート
１３、１２２ 論理積ゲート
２０ａ 第１の位相検出器
２０ｂ 第２の位相検出器
３０ 電源開閉器
３１ 電源
４０ａ、４０ｂ スイッチ
４１ａ、４１ｂ 抵抗器
６０、１２５ 状態制御部
６３、１２４ 論理和ゲート
８０ ホール素子
８１ 増幅器
８２ ２値化器
１０ｅ、１６７ａ、１６７ｂ Ｄフリップフロップ
１２１、１２３ インバータ
１２６ 間欠動作パルス発生部
１２７ 電界効果型トランジスタ
１２８ 電源
１２９ 遅延部

Claims (7)

1. 対象物の位相を検出する第１の検出部と、前記第１の検出部が検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第１の２値化部と、を有する第１の位相検出器と、
   前記第１の位相検出器と異なる位相において対象物の位相を検出する第２の検出部と、前記第２の検出部が検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第２の２値化部と、を有する第２の位相検出器と、
   常時前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器に電力を供給する常時通電モードと、間欠的に前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器に電力を供給する間欠通電モードとを有する電力供給部と、
   前記常時通電モードにおいて、所定の時間以上前記第１の位相検出器及び／又は前記第２の位相検出器の検出位相が変化しない時、電力供給部を前記間欠通電モードに移行させ、前記間欠通電モードにおいて、前記常時通電モードから前記間欠通電モードに移行する直前の前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相を記憶し、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相のいずれもが、記憶した前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相から変化した時、電力供給部を前記間欠通電モードから前記常時通電モードに変化させる制御部と、
   を有することを特徴とする位相検出装置。
2. 前記制御部は、
   記憶した前記第１の位相検出器の検出位相と、前記第１の位相検出器が出力した位相とを入力する第１の排他的論理和ゲートと、
   記憶した前記第２の位相検出器の検出位相と、前記第２の位相検出器が出力した位相とを入力する第２の排他的論理和ゲートと、
   前記第１の排他的論理和ゲートの出力信号と、前記第２の排他的論理和ゲートの出力信号とを入力する論理積ゲートと、
   を有し、
   前記間欠通電モードにおいて、論理積ゲートが、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相のいずれもが変化したことを示す信号を出力した時、電力供給部を前記間欠通電モードから前記常時通電モードに変化させることを特徴とする請求項１に記載の位相検出装置。
3. 前記間欠通電モードであることを示すスリープ信号をトリガ入力として、前記第１の位相検出器が出力した位相を記憶する第１の記憶部と、
   前記間欠通電モードにおいて前記電力供給部が間欠的に電力を供給する時に出力されるスキャン信号をトリガ入力として、前記第１の位相検出器が出力した位相を記憶する第２の記憶部と、
   前記スリープ信号をトリガ入力として、前記第２の位相検出器が出力した位相を記憶する第３の記憶部と、
   前記スキャン信号をトリガ入力として、前記第２の位相検出器が出力した位相を記憶する第４の記憶部と、
   を有し、
   前記第１の排他的論理和ゲートが前記第１の記憶部の出力信号と、前記第２の記憶部の出力信号とを入力し、
   前記第２の排他的論理和ゲートが前記第３の記憶部の出力信号と、前記第４の記憶部の出力信号とを入力する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の位相検出装置。
4. 前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器が磁束、磁界又はそれらの変化を検出することを特徴とする請求項１に記載の位相検出装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載の位相検出装置を有することを特徴とするダイアル式検出装置。
6. 対象物の位相を検出する第１の検出部と、前記第１の検出部が検出した位相を入力し、第５の記憶部が記憶する信号をフィードバックすることによりヒステリシスを設けて２値化する第１の２値化部と、前記第１の２値化部の出力信号を記憶する前記第５の記憶部とを有する第１の位相検出器と、
   前記第１の位相検出器と異なる位相において対象物の位相を検出する第２の検出部と、前記第２の検出部が検出した位相を入力し、第６の記憶部が記憶する信号をフィードバックすることによりヒステリシスを設けて２値化する第２の２値化部と、前記第２の２値化部の出力信号を記憶する前記第６の記憶部とを有する第２の位相検出器と、
   常時前記第１の検出部及び前記第２の検出部に電力を供給する常時通電モードと、間欠的に前記第１の位相検出部及び前記第２の位相検出部に電力を供給する間欠通電モードとを有する電力供給部と、
   前記常時通電モードにおいて、所定の時間以上前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相が変化しない時、電力供給部を前記間欠通電モードに移行させ、前記間欠通電モードにおいて、前記常時通電モードから前記間欠通電モードに移行する直前の前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相を記憶し、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相の少なくともいずれか一方が、記憶した前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相から変化した時、電力供給部を前記間欠通電モードから前記常時通電モードに変化させる制御部と、
   を有することを特徴とする位相検出装置。
7. 常時第１の検出器に電力を供給して対象物の位相を検出し、検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第１の位相検出ステップと、常時第２の検出器に電力を供給して前記第１の位相検出ステップと異なる位相において対象物の位相を検出し、検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第２の位相検出ステップと、を有する常時通電モードと、
   間欠的に第１の検出部に電力を供給して対象物の位相を検出し、検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第１の位相検出ステップと、間欠的に第２の検出部に電力を供給して前記第１の位相検出ステップと異なる位相において対象物の位相を検出し、検出した位相をヒステリシスを設けて２値化する第２の位相検出ステップと、を有する間欠通電モードと、
   を有し、
   前記常時通電モードにおいて、所定の時間以上前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相が変化しない時、前記間欠通電モードに移行し、前記間欠通電モードにおいて、前記常時通電モードから前記間欠通電モードに移行する直前の前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相を記憶し、前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相のいずれもが、記憶した前記第１の位相検出器及び前記第２の位相検出器の検出位相から変化した時、前記間欠通電モードから前記常時通電モードに変化する、
   ことを特徴とする位相検出方法。

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