JP7219662B2 - 回転角検出装置、回転角検出方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、回転角検出装置、回転角検出方法およびプログラムに関する。

従来、回転体に磁場発生部を設け、回転体の周囲で計測した磁場成分に基づいて回転体の回転角を検出する装置が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
特許文献１ 特許第６１９１８４０号
特許文献２ 特開２００６－１１２８６２号公報

回転体および磁場発生部の回転角の座標系と、回転角検出装置が算出する回転角の座標系との差異により、算出する回転角に誤差が生じる場合がある。

上記課題を解決するために、本発明の第一の態様においては、磁場発生源の回転角を検出する回転角検出装置を提供する。回転角検出装置は、少なくとも２つの方向における磁場成分を検出して検出データを出力する磁場検出装置を備えてよい。回転角検出装置は、磁場発生源の回転に依存しない定常誤差に基づいて、回転角の角度誤差を補正するための補正値を算出する補正値算出部を備えてよい。回転角検出装置は、検出データと補正値とに基づいて磁場発生源の回転角を算出して回転角を示す角度信号を出力する角度演算部を備えてよい。

補正値算出部が、定常誤差と、磁場発生源の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態において磁場検出装置が出力した検出データとに基づいて補正値を算出してよい。

回転角検出装置は、それぞれの回転角における、検出データに応じた検出角度と、磁場発生源が回転する第一座標系における基準角度との基準角度誤差を算出する角度誤差算出部を備えてよい。補正値算出部は、少なくとも２つの角度状態における基準角度誤差の平均値に基づいて、補正値を算出してよい。

補正値算出部は、基準角度に基準角度誤差の平均値を加算した検出基準角度を用いて基準角度誤差をフーリエ変換した結果に基づいて、補正値を算出してよい。

補正値算出部は、基準角度誤差をフーリエ変換するのに用いる角度状態の数と同一の数の角度状態における検出データに基づいて、基準角度誤差の平均値を算出してよい。

回転角検出装置は、それぞれの回転角における、検出データに応じた検出角度と、第一座標系における基準角度との基準角度誤差を算出する角度誤差算出部を備えてよい。補正値算出部は、少なくとも２つの角度状態における基準角度誤差の中央値に基づいて、補正値を算出してよい。

回転角検出装置は、磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を出力する第一信号処理部を備えてよい。回転角検出装置は、磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を出力する第二信号処理部を備えてよい。回転角検出装置は、第一信号処理部および第二信号処理部が出力する第一信号および第二信号を、補正値に基づいて補正する補正処理部を備えてよい。角度演算部は、第一信号処理部および第二信号処理部が出力する第一信号および第二信号と、補正値とに基づいて、回転角を算出してよい。補正値算出部は、基準角度に基準角度誤差の平均値を加算した検出基準角度を用いて、第一信号処理部が出力する第一信号、および、第二信号処理部が出力する第二信号をフーリエ変換した結果に基づいて、補正値を算出してよい。

回転角検出装置は、第一信号処理部および第二信号処理部が出力する第一信号および第二信号を、補正値に基づいて補正する補正処理部を備えてよい。角度演算部は、補正処理部が補正した信号に基づいて回転角を算出してよい。

補正値算出部は、第一信号処理部が出力する第一信号、および、第二信号処理部が出力する第二信号をフーリエ変換するのに用いる角度状態の数と同一の数の角度状態における検出データに基づいて、基準角度誤差の平均値を算出してよい。

補正値算出部は、第一信号処理部が出力する第一信号および第二信号処理部が出力する第二信号を、第一座標系における基準角度を用いてフーリエ変換した結果に基づいて、補正値を算出してよい。

回転角検出装置は、第一信号処理部および第二信号処理部が出力する第一信号および第二信号を、補正値に基づいて補正する補正処理部を備えてよい。角度演算部は、補正処理部が補正した信号に基づいて回転角を算出してよい。

本発明の第二の態様においては、少なくとも２つの方向における磁場を検出する磁場検出装置が検出した磁場に基づいて、磁場発生源の回転角を検出する回転角検出方法を提供する。回転角検出方法は、磁場発生源の回転に依存しない定常誤差に基づいて、回転角の角度誤差を補正するための補正値を算出する補正値算出段階を備えてよい。回転角検出方法は、磁場検出装置の検出データと補正値とに基づいて磁場発生源の回転角を算出して回転角を示す角度信号を出力する角度演算段階を備えてよい。

本発明の第三の態様においては、回転角検出装置を提供する。回転角検出装置は、磁場発生源の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態において、磁場検出装置における検出データを取得するデータ取得部を備えてよい。回転角検出装置は、磁場発生源が回転する第一座標系と、磁場検出装置の第二座標系との差異に応じた回転角の角度誤差を補正するための補正値を、少なくとも２つの角度状態における検出データと、第一座標系と第二座標系との差異に応じた回転角の定常誤差とに基づいて算出する補正値算出部を備えてよい。

本発明の第四の態様においては、コンピュータに、第二の態様に係る回転角検出方法を実行させるためのプログラムを提供する。

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。

回転体２００の回転角を検出するシステム１０の一例を示す図である。 比較例における回転角検出方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係る回転角検出装置１００の構成例を示すブロック図である。 図３に示した回転角検出装置１００の動作例を示すフローチャートである。 補正処理部３０の構成例を示すブロック図である。 図２に示した比較例における角度誤差Δθ_０と、図３から図５に示した実施例１における角度誤差Δθ_０とを示す図である。 本発明の実施例２に係る回転角検出装置１００の構成例を示すブロック図である。 図７に示した回転角検出装置１００の動作例を示すフローチャートである。 図８に示した角度演算部２８における、補正検出角度φｏを演算するための構成例を示す図である。 本発明の第３実施例に係る回転角検出装置１００を示す図である 図１０に示した回転角検出装置１００の動作例を示すフローチャートである。 実施例３における角度誤差Δθ_０を示す図である。 本発明の実施例４に係る回転角検出装置１００の構成を示す図である。 図１３に示した回転角検出装置１００の動作例を示すフローチャートである。 回転角検出装置１００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。

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。

図１は、回転体２００の回転角を検出するシステム１０の一例を示す図である。回転体２００は、所定の回転軸２１０を中心として回転する。図１においては回転体２００が棒状の形状を有しているが、回転体２００の形状は図１の例に限定されない。

システム１０は、磁場発生源１２０、磁場検出装置１１０および回転角検出装置１００を備える。磁場発生源１２０は、回転体２００に固定されている。磁場発生源１２０は、回転体２００の回転に伴い回転する。本例の磁場発生源１２０は、回転軸２１０を中心として回転する。磁場発生源１２０は、Ｓ極およびＮ極を有する磁石であってよい。Ｓ極およびＮ極は、回転軸２１０と垂直な平面に沿って配置されてよい。

磁場検出装置１１０は、磁場発生源１２０が発生する磁場を検出する。磁場検出装置１１０は、磁場検出装置１１０が設けられた位置において、少なくとも２つの方向における磁場成分を検出する。磁場検出装置１１０は、少なくとも２つの方向における磁場成分を検出して、当該磁場成分を示す検出データを出力してよい。本例の磁場検出装置１１０は、回転軸２１０と垂直な面において互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向の２つの方向における磁場成分を検出する。Ｘ軸方向は第一方向の一例であり、Ｙ軸方向は第二方向の一例である。また図１の例では，磁場検出装置１１０は、磁場発生源１２０の直下（すなわち、回転軸２１０と平行な方向において、磁場発生源１２０と対向する位置）に配置されているが、磁場発生源１２０の位置はこれに限定されない。磁場検出装置１１０は、２つの方向の磁場成分が、磁場発生源１２０の回転角に応じて変動する位置に設けられてよい。

磁場検出装置１１０は、検出した磁場成分のそれぞれを、電気信号に変換してよい。磁場検出装置１１０は、一例としてホール素子、または、磁気抵抗素子を含むが、磁場成分を検出する手段はこれに限定されない。

回転角検出装置１００は、磁場検出装置１１０が検出した磁場成分に基づいて、磁場発生源１２０の回転角を検出する。回転角検出装置１００は、電気信号を処理する信号処理部を有する。回転角検出装置１００は、コンピュータ等の汎用の装置であってよく、回転角を検出するための専用の装置であってもよい。回転角検出装置１００における一部または全部の構成は、磁場検出装置１１０と一体に設けられてよく、磁場検出装置１１０とは別に設けられてもよい。回転角検出装置１００における一部または全部の構成は、磁場検出装置１１０と共通の半導体基板に形成されてよい。

磁場検出装置１１０が検出するＸ軸方向およびＹ軸方向における磁場成分Ｖｘ（θ'）、Ｖｙ（θ'）は、下式で表すことができる。

θは磁場発生源１２０の回転角の基準角度である。基準角度をθ（ｉ）と記した場合、第一座標系において磁場発生源１２０が１周する角度３６０度をＮ等分した場合のｉ番目の角度を示している。Ｎは２以上の整数であり、ｉは０からＮ－１までの整数である。θ'は回転角検出装置１００において、磁場発生源１２０の回転角の検出に用いる基準角度である。本明細書ではθ'を検出基準角度と称する。検出基準角度をθ'（ｉ）と記した場合、第二座標系において１周分の角度３６０度をＮ等分した場合のｉ番目の検出基準角度を示している。Δθｚは、座標系が異なることによる、基準角度θと検出基準角度θ'との定常誤差を示している。ＯｘおよびＯｙは、磁場検出装置１１０が検出する磁場成分のオフセット誤差を示している。αは、磁場検出装置１１０が検出する磁場成分の振幅誤差を示しており、－１＜α＜１である。βは、磁場検出装置１１０が検出する磁場成分の位相誤差を示しており、－π＜β＜＋πである。各誤差は磁場検出装置１１０が検出する磁場成分の誤差だけでなく、磁場検出装置１１０自身に生じる誤差も含んでもよい。

回転角検出装置１００において、式（１）および式（２）で示される磁場成分Ｖｘ（θ'）、Ｖｙ（θ'）の逆正接を算出することで、磁場発生源１２０の補正前の回転角を検出できる。本明細書では、補正前の回転角を未補正検出角度φと称する。未補正検出角度φの、検出基準角度θ'に対する角度誤差Δθ'は、下式で表すことができる。

回転角検出装置１００は、各誤差成分Ｏｘ、Ｏｙ、α、βを補正する補正値を算出し、当該補正値を用いて回転角を検出する。本明細書では、補正後の回転角を補正検出角度φｏと称する。本例の回転角検出装置１００は、磁場発生源１２０および回転角検出装置１００の座標系の相違を考慮した補正値を算出することで、角度誤差Δθ'をより低減する。

（比較例）
図２は、比較例における回転角検出方法の一例を示すフローチャートである。比較例の回転角検出方法においては、角度誤差を補正するための補正値を算出する処理（Ｓ３０２－Ｓ３０６）を行ってから、算出する回転角を補正する（Ｓ３０８－Ｓ３１０）。

まず、それぞれのｉについて基準角度θ（ｉ）、未補正検出角度φ（ｉ）、基準角度誤差Δθ（ｉ）を取得する（Ｓ３０２）。基準角度θ（ｉ）は、下式で与えられる。

θ（０）は基準角度θ（ｉ）の初期値であり、任意の定数を用いてよい。本例では、ｉ＝０のときの未補正検出角度φ（０）をθ（０）として用いる。Ｎは２以上の整数であり、ｉは０からＮ－１までの整数である。基準角度θ（ｉ）は、磁場発生源１２０が１周する角度３６０度をＮ等分した場合のｉ番目の角度を示している。

なお、回転体２００を所定のパワーで回転させると、磁場成分は周期的に変化する。磁場成分の周期をＮ等分した各タイミングにおける角度状態を、ｉ番目の角度状態としてよい。未補正検出角度φ（ｉ）は、基準角度がθ（ｉ）であるときの、磁場成分Ｖｘ（θ'）、Ｖｙ（θ'）の逆正接から算出できる。

基準角度誤差Δθ（ｉ）は、基準角度θ（ｉ）と未補正検出角度φ（ｉ）の差分であり、下式で与えられる。

また、基準角度誤差Δθ（ｉ）、基準角度θ（ｉ）、未補正検出角度φ（ｉ）の対応例を表１に示す。

次に、基準角度誤差Δθ（ｉ）を基準角度θ（ｉ）でフーリエ変換したΔθ（θ）を算出する（Ｓ３０４）。Δθ（θ）は下式で与えられる。

比較例においては、式（７）で示されるＡ_１、Ｂ_１、Ａ_２、Ｂ_２を補正値として算出する（Ｓ３０６）。これらの補正値に基づいて磁場成分Ｖｘ、Ｖｙを補正し（Ｓ３０８）、補正した磁場成分の逆正接から検出角度φ_ｏを算出する（Ｓ３１０）。

しかし、式（４）に示されるように、回転角検出装置１００が検出する角度誤差Δθ'は、検出基準角度θ'に応じて定まる。このため、座標系が異なることにより基準角度θと検出基準角度θ'が一致していない場合、式（７）に示される角度誤差Δθと、式（４）に示される角度誤差Δθ'とは正確には一致しない。従って、式（７）に基づいて算出した補正値を用いて検出角度を補正すると、座標系の差異（すなわち、基準角度θと検出基準角度θ'との差異）に応じた誤差が含まれてしまう。

実施例に係る回転角検出装置１００は、磁場発生源１２０の第一座標系と、回転角検出装置１００の第二座標系との差異に応じた回転角の定常誤差に基づいて、補正値を算出する。これにより、角度誤差Δθ'を精度よく補正する。

（実施例１）
図３は、本発明の実施例１に係る回転角検出装置１００の構成例を示すブロック図である。回転角検出装置１００は、磁場検出装置１１０が検出した磁場成分に基づいて、磁場発生源１２０の回転角を検出する。本例の回転角検出装置１００は、第一信号処理部１４、第二信号処理部１６、補正処理部３０、角度演算部２８、未補正角度演算部２０、基準角度生成部２２、角度誤差算出部２４および補正値算出部２６を備える。

第一信号処理部１４および第二信号処理部１６は、磁場発生源１２０の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態（ｉ）において、磁場検出装置１１０における検出データを取得するデータ取得部として機能する。第一信号処理部１４は、磁場成分Ｖｘを示す電気信号（第一信号）を検出データとして取得する。第二信号処理部１６は、磁場成分Ｖｙを示す電気信号（第二信号）を検出データとして取得する。第一信号処理部１４および第二信号処理部１６は、少なくとも２つの角度状態における磁場成分を取得する。本例の第一信号処理部１４および第二信号処理部１６は、Ｎ個の角度状態における磁場成分を取得する。第一信号処理部１４および第二信号処理部１６は、磁場成分を示す電気信号を、所定のタイミングでサンプリングすることで、各角度状態における磁場成分を取得してよい。

また、第一信号処理部１４および第二信号処理部１６は、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙに対して所定の処理を行って出力してよい。例えば第一信号処理部１４および第二信号処理部１６は、入力される磁場成分Ｖｘ、Ｖｙの信号レベルを増幅してよく、所定のフィルタ処理を行ってもよい。

図４は、図３に示した回転角検出装置１００の動作例を示すフローチャートである。基準角度生成部２２は、比較例のＳ３０２と同様の方法で基準角度θ（ｉ）を生成する（Ｓ４０２）。また、未補正角度演算部２０は、比較例のＳ３０２と同様の方法で未補正検出角度φ（ｉ）を生成する（Ｓ４０２）。また、角度誤差算出部２４は、比較例のＳ３０２と同様の方法で基準角度誤差Δθ（ｉ）を生成する（Ｓ４０２）。角度誤差算出部２４は、それぞれの角度状態（ｉ）における、磁場成分に応じた未補正検出角度φと、第一座標系における基準角度θ（ｉ）との基準角度誤差Δθ（ｉ）を算出する。

次に、角度誤差算出部２４は、定常誤差Δθｚおよび検出基準角度θ'（ｉ）を算出する（Ｓ４０３）。定常誤差Δθｚは、磁場発生源１２０の回転に依存しない誤差成分である。つまり定常誤差Δθｚは、基準角度θ（ｉ）と、検出基準角度θ'（ｉ）との誤差のうち、回転角によらず定常的に含まれる誤差成分である。本例の角度誤差算出部２４は、少なくとも２つの角度状態（すなわち、少なくとも２つのｉ）における基準角度誤差Δθ（ｉ）の平均値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出する。角度誤差算出部２４は、少なくとも４つの角度状態における基準角度誤差Δθ（ｉ）の平均値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してよく、Ｎ個の角度状態における基準角度誤差Δθ（ｉ）の平均値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してよく、Ｎより多い数の角度状態における基準角度誤差Δθ（ｉ）の平均値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してよく、Ｎより少ない数の角度状態における基準角度誤差Δθ（ｉ）の平均値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してもよい。なおＮは、後述するフーリエ変換に用いる角度状態の数と等しい。本例の角度誤差算出部２４は、下式に基づいて定常誤差Δθｚを算出する。

また、本例の角度誤差算出部２４は、少なくとも２つの角度状態（すなわち、少なくとも２つのｉ）における基準角度誤差Δθ（ｉ）の中央値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してもよい。角度誤差算出部２４は、少なくとも４つの角度状態における基準角度誤差Δθ（ｉ）の中央値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してよく、Ｎ個の角度状態における基準角度誤差Δθ（ｉ）の中央値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してよく、Ｎより多い数の角度状態における基準角度誤差Δθ（ｉ）の中央値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してよく、Ｎより少ない数の角度状態における基準角度誤差Δθ（ｉ）の中央値に基づいて、定常誤差Δθｚを算出してもよい。基準角度誤差Δθ（ｉ）の中央値とは、複数の基準角度誤差Δθ（ｉ）を、昇順（または降順）にソートしたときに、中央に位置する基準角度誤差Δθ（ｉ）の値である。ただし基準角度誤差Δθ（ｉ）が偶数個の場合は、中央の２つの基準角度誤差Δθ（ｉ）の平均値を中央値とする。本例の角度誤差算出部２４は、下式に基づいて定常誤差Δθｚを算出する。このとき基準角度誤差Δθ（ｉ）は昇順にソートされているものとする。また、Ｋはソートされた基準角度誤差Δθ（ｉ）の個数を示している。

また、検出基準角度θ'（ｉ）は、下式で与えられる。

また、基準角度誤差Δθ（ｉ）、基準角度θ（ｉ）、未補正検出角度φ（ｉ）、検出基準角度θ'（ｉ）の対応例を表２に示す。

次に、補正値算出部２６は、基準角度誤差Δθ（ｉ）を、検出基準角度θ'（ｉ）でフーリエ変換処理した角度誤差成分Δθ（θ'）を算出する（Ｓ４０４）。補正値算出部２６は、下式に示すように、２次以下の成分を算出してよい。

補正値算出部２６は、角度誤差成分Δθ（θ'）の各成分の振幅値Ａ_１、Ｂ_１、Ａ_２、Ｂ_２に基づいて、各補正値を算出する（Ｓ４０６）。補正値算出部２６は、振幅値Ａ_１、Ｂ_１、Ａ_２、Ｂ_２を補正値として用いてよく、振幅値Ａ_１、Ｂ_１、Ａ_２、Ｂ_２に所定の処理を加えて得られた値を補正値として用いてもよい。各振幅値は、式（１）および式（２）に示した各誤差成分と、下記のように対応する。このため、各誤差成分に対応した補正値を算出できる。

補正値算出部２６は、回転角の角度誤差を補正するための補正値を算出する。補正値算出部２６は、磁場発生源１２０の回転に依存しない定常誤差に基づいて、当該補正値を算出してよい。補正値算出部２６は、磁場発生源１２０の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態において磁場検出装置１１０が出力した検出データに更に基づいて当該補正値を算出してよい。本例の補正値算出部２６は、基準角度θに対応する第一座標系と、検出基準角度θ'に対応する磁場検出装置１１０の第二座標系との差異に応じた回転角の角度誤差を補正するための補正値を、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙと、第一座標系と第二座標系との差異に応じた回転角の定常誤差Δθｚとに基づいて算出する。補正値算出部２６は、算出した補正値を記憶しておき、以降の角度演算の補正に用いてよい。補正値算出部２６は、所定のタイミングで補正値を再計算して更新してもよい。

次に補正処理部３０は、第一信号処理部１４および第二信号処理部１６が出力する磁場成分Ｖｘ、Ｖｙを、補正値算出部２６が出力する補正値を用いて補正する（Ｓ４０８）。一例として補正処理部３０は、オフセット誤差（Ｏｘ、Ｏｙ）の補正、振幅誤差（α）の補正および位相誤差（β）の補正を、この順番で順次行う。

補正処理部３０は、下式に基づいて、オフセット誤差を補正してよい。

補正処理部３０は、下式に基づいて、振幅誤差を補正してよい。

補正処理部３０は、下式に基づいて、位相誤差を補正してよい。

なお位相補正においては、Ｂ_２＜＜１として、ｃｏｓ（Ｂ_２）≒１、ｓｉｎ（Ｂ_２）≒Ｂ_２の近似を行っている。

次に角度演算部２８は、補正された磁場成分Ｖｘ'、Ｖｙ'に基づいて角度演算処理を行い、補正検出角度φｏを出力する（Ｓ４１０）。角度演算部２８は、下式に示すように、Ｖｘ'およびＶｙ'の逆正接に基づいて、補正検出角度φｏを算出してよい。

これにより、角度誤差を低減した補正検出角度φｏを得ることができる。なお、補正後基準角度誤差Δθｏは下式となる。

基準角度誤差Δθｏとして定常誤差Δθｚの成分が残っているが、Δθｏのピークツーピーク値を小さくできる。このため、回転角検出装置１００が出力する補正後検出角度φｏの線形性を向上させることができる。

図５は、補正処理部３０の構成例を示すブロック図である。補正処理部３０は、差分出力部３２、３４、４４、４６と、乗算部３６、３８、４０、４２とを有する。差分出力部３２および３４は、オフセット誤差を補正するオフセット補正部として機能する。式（１１）に示すように差分出力部３２は、磁場成分Ｖｘから補正値－Ａ_１を減算した磁場成分Ｖｘ１'を出力する。式（１２）に示すように差分出力部３４は、磁場成分Ｖｙから補正値Ｂ_１を減算した磁場成分Ｖｙ１'を出力する。

乗算部３６および３８は、振幅誤差を補正する振幅補正部として機能する。式（１３）に示すように乗算部３６は、磁場成分Ｖｘ１'に１／（１－Ａ_２）を乗算した磁場成分Ｖｘ２'を出力する。式（１４）に示すように乗算部３８は、磁場成分Ｖｙ１'に１／（１＋Ａ_２）を乗算した磁場成分Ｖｙ２'を出力する。

乗算部４０および４２と、差分出力部４４および４６とは、位相誤差を補正する位相補正部として機能する。式（１５）に示すように、乗算部４２は磁場成分Ｖｙ２'に補正値Ｂ_２を乗算して出力し、差分出力部４４は、磁場成分Ｖｘ２'から、乗算部４２の出力を減算する。式（１６）に示すように、乗算部４０は磁場成分Ｖｘ２'に補正値Ｂ_２を乗算して出力し、差分出力部４６は、磁場成分Ｖｙ２'から、乗算部４２の出力を減算する。このような処理により、補正後の磁場成分Ｖｘ'およびＶｙ'を算出できる。

図６は、図２に示した比較例における角度誤差Δθ_０と、図３から図５に示した実施例１における角度誤差Δθ_０とを示す図である。図６において実線波形が比較例を示し、破線波形が実施例１を示している。図６においては、Ｏｘ＝０．０２、Ｏｙ＝－０．０１、α＝０．２、β＝２（ｄｅｇ）、Δθｚ＝２０（ｄｅｇ）とした。

比較例においては、角度誤差Δθ_０のピークツーピーク値が７．１度であった。これに対して実施例１における角度誤差Δθ_０のピークツーピーク値は０．２度であった。図６に示すように、実施例１における検出角度φｏの線形性が向上している。

（実施例２）
図７は、本発明の実施例２に係る回転角検出装置１００の構成例を示すブロック図である。本例の回転角検出装置１００は、図３に示した回転角検出装置１００に対して、補正処理部３０および未補正角度演算部２０を有さない。本例の角度演算部２８は、図３に示した補正処理部３０および未補正角度演算部２０の機能を有してよい。

図８は、図７に示した回転角検出装置１００の動作例を示すフローチャートである。補正値を出力するＳ４０２からＳ４０６までの処理は、図４に示したＳ４０２からＳ４０６までの処理と同様である。ただし本例のＳ４０６においては、補正値を角度演算部２８に出力する。次に角度演算部２８は、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙと、補正値算出部２６が算出した補正値とに基づいて、補正検出角度φｏを出力する（Ｓ４１０）。角度演算部２８は、磁場検出装置１１０が検出した磁場成分の検出データと、補正値算出部２６が算出した補正値とに基づいて磁場発生源の回転角を算出してよい。角度演算部２８は、磁場発生源１２０の補正検出角度φｏを示す角度信号を出力してよい。

図９は、図８に示した角度演算部２８における、補正検出角度φｏを演算するための構成例を示す図である。角度演算部２８は、外積演算部５０、出力部５２、５８、６０、ループフィルタ５４、角度更新部５６、ｃｏｓ記憶部６２、ｓｉｎ記憶部６４、乗算部６６、６８、７０、７２を有する。これらの構成は閉ループを形成しており、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙに対して、角度更新部５６が出力する検出角度φと補正値とを用いた演算を繰りかえすことで、検出角度φを基準角度θ'に近づける。

外積演算部５０は、磁場成分－Ｖｘに乗算部６８の出力を乗算し、磁場成分Ｖｙに乗算部６６の出力を乗算し、これらの乗算結果の和を出力する。乗算部６６、６８は、角度更新部５６が出力する検出角度φと、補正値Ａ_２、Ｂ_２とに応じた値を出力する、本例の外積演算部５０の出力Ｖ'は下式で与えられる。なお本例では、φ≒θ'となるように負帰還をかける構成のため、ｓｉｎ（θ'－φ）をθ'－φに近似し、β＜＜１としてｃｏｓβを１に近似している。

出力部５２は、外積演算部５０の出力Ｖ'から、乗算部７０の出力と、乗算部７２の出力とを減算する。乗算部７０は、乗算部６６の出力に補正値Ｂ_１を乗算して出力する。乗算部７２は、乗算部６８の出力に補正値Ａ_１を乗算して出力する。

ループフィルタ５４は、出力部５２の出力Ｖ''の所定の周波数成分を通過させる。角度更新部５６は、ループフィルタ５４の出力に応じて検出角度φを増減する。角度更新部５６は、出力Ｖ''をゼロに近づけるように検出角度φを更新する。角度更新部５６には、検出角度φの初期値として、ｉ＝０のときの検出角度φ（０）が登録されてよい。角度更新部５６は、出力Ｖ''が入力される毎に、検出角度φを更新して出力する。角度更新部５６は、当該出力を補正検出角度φｏとして出力するとともに、検出角度φとしてループに帰還させる。

出力部５８は、検出角度φから補正値Ｂ_２を減じて出力する。出力部６０は、検出角度φに補正値Ｂ_２を加算して出力する。ｃｏｓ記憶部６２は、出力部５８が出力する角度に応じたｃｏｓの値を出力する。ｓｉｎ記憶部６４は、出力部６０が出力する角度に応じたｓｉｎの値を出力する。乗算部６６は、ｃｏｓ記憶部６２の出力に、１／（１＋Ａ_２）を乗算して出力する。乗算部６８は、ｓｉｎ記憶部６４の出力に、１／（１－Ａ_２）を乗算して出力する。

このような処理により、出力部５２の出力Ｖ''は下式となる。

図９に示した構成により、各誤差成分を低減できる。また、基準角度θ'と検出角度φとがほぼ等しくなった状態で、ループの出力が安定する。つまり、角度演算部２８が出力する検出角度φおよび補正検出角度φｏは、基準角度θ'に近づくように補正処理される。実施例２の処理によっても、図６に示した例と同様の結果が得られる。

（実施例３）
図１０は、本発明の第３実施例に係る回転角検出装置１００を示す図である。本例の回転角検出装置１００は、第１実施例に係る回転角検出装置１００と同様の構成を有する。なお実施例１に係る回転角検出装置１００は、基準角度誤差Δθ（ｉ）を検出基準角度θ'（ｉ）でフーリエ変換処理して補正値を算出した。これに対して実施例３の補正値算出部２６は、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙを検出基準角度θ'（ｉ）でフーリエ変換処理した結果に基づいて補正値を算出する。他の処理については、実施例１と同様である。

図１１は、図１０に示した回転角検出装置１００の動作例を示すフローチャートである。まずＳ４０１において、基準角度生成部２２が基準角度θ（ｉ）を生成し、未補正角度演算部２０が未補正検出角度φ（ｉ）を生成し、角度誤差算出部２４が角度誤差θ（ｉ）を生成する。また、補正値算出部２６は、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙを取得する。

次にＳ４０３において、角度誤差算出部２４が定常誤差Δθｚおよび検出基準角度θ'（ｉ）を算出する。Ｓ４０３の処理は、図３におけるＳ４０３の処理と同様である。

次に補正値算出部２６が、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙをそれぞれ検出基準角度θ'（ｉ）でフーリエ変換し（Ｓ４０５）、フーリエ変換した結果に基づいて補正値を算出する（Ｓ４０６）。本例の補正値算出部２６は、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙのフーリエ変換の０次成分と１次成分とに基づいて、補正値を算出する。補正値算出部２６は、下式に基づいて、補正値を算出してよい。

なおＳ４０３において定常誤差Δθｚ（すなわち角度誤差の平均値）を算出するのに用いる角度状態（ｉ）の数は、Ｓ４０５において補正値算出部が磁場成分Ｖｘ、Ｖｙをフーリエ変換するのに用いる角度状態の数（Ｎ）と同一であってよい。実施例３における、基準角度θ（ｉ）、未補正検出角度φ（ｉ）、基準角度誤差Δθ（ｉ）、検出基準角度θ'（ｉ）、磁場成分Ｖｘ（ｉ）、Ｖｙ（ｉ）の対応例を表３に示す。

補正処理部３０は、補正値算出部２６が算出した補正値に基づいて、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙを補正する（Ｓ４０８）。また、角度演算部２８は、補正された磁場成分Ｖｘ、Ｖｙに基づいて、補正検出角度φｏを生成する（Ｓ４１０）。

図１２は、実施例３における角度誤差Δθ_０を示す図である。図１２においては、Ｏｘ＝０．０２、Ｏｙ＝－０．０１、α＝０．２、β＝２（ｄｅｇ）、Δθｚ＝２０（ｄｅｇ）とした。実施例３における角度誤差Δθ_０のピークツーピーク値は０．０３度であった。実施例３においては、実施例１よりも更に検出角度φｏの線形性が向上している。

（実施例４）
図１３は、本発明の実施例４に係る回転角検出装置１００の構成を示す図である。実施例４における回転角検出装置１００は、実施例３における回転角検出装置１００の構成から、未補正角度演算部２０および角度誤差算出部２４を除去した構成を有する。実施例４における回転角検出装置１００においては、補正値算出部２６は、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙをを、基準角度θ（ｉ）を用いてフーリエ変換した結果に基づいて、補正値を算出する。

図１４は、図１３に示した回転角検出装置１００の動作例を示すフローチャートである。まず、基準角度生成部２２が基準角度θ（ｉ）を生成し、補正値算出部２６が基準角度θ（ｉ）、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙを取得する（Ｓ４００）。

次に補正値算出部２６は、磁場成分Ｖｘ、Ｖｙを、基準角度θ（ｉ）を用いてフーリエ変換する（Ｓ４１２）。磁場成分Ｖｘ、Ｖｙのフーリエ変換は下式で与えられる。

なお、Ｖｘ_０、Ｖｙ_０、ａｘ_１、ａｙ_１、ｂｘ_１、ｂｙ_１は、フーリエ変換の各成分の振幅値である。

式（２７）、式（２８）に示した各成分の振幅値は、式（１）、式（２）に示した各誤差成分に対応する。補正値算出部２６は、式（２７）、式（２８）の各成分の振幅値から、補正値を算出してよい。補正値算出部２６が算出する補正値は、例えば下式で与えられる。なお、補正値Ａ_１、Ｂ_１、Ｂ_２は、実施例３における補正値Ａ_１、Ｂ_１、Ｂ_２と同一である。

実施例４における基準角度θ（ｉ）、磁場成分Ｖｘ（ｉ）、Ｖｙ（ｉ）の対応例を表４に示す。

補正値算出部２６は、算出した補正値を補正処理部３０に入力する（Ｓ４０６）。補正処理部３０は、補正値に基づいて磁場成分Ｖｘ、Ｖｙを補正する（Ｓ４０８）。Ｓ４０８における補正処理は、図１１におけるＳ４０８の処理と同様である。角度演算部２８は、補正された磁場成分Ｖｘ、Ｖｙから、補正検出角度φｏを生成する（Ｓ４１０）。Ｓ４１０における処理は、図１１におけるＳ４１０の処理と同様である。

式（２９）、式（３０）に示すように、本例の補正値算出部２６も、定常誤差Δθｚを考慮した補正値を算出する。これにより、角度誤差のピークツーピーク値を小さくできる。

図１５は、回転角検出装置１００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。また、複数のコンピュータが協働して回転角検出装置１００として機能してもよい。

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。

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。

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。

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。

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。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、回転角検出装置１００の各構成として機能させる。

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第一信号処理部１４、第二信号処理部１６、補正処理部３０、角度演算部２８、未補正角度演算部２０、基準角度生成部２２、角度誤差算出部２４および補正値算出部２６の少なくとも一部として機能する。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回転角検出装置１００が構築される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
［項目１］
磁場発生源の回転角を検出する回転角検出装置であって、
少なくとも２つの方向における磁場成分を検出して検出データを出力する磁場検出装置と、
前記磁場発生源の回転に依存しない定常誤差に基づいて、前記回転角の角度誤差を補正するための補正値を算出する補正値算出部と、
前記検出データと前記補正値とに基づいて前記磁場発生源の回転角を算出して前記回転角を示す角度信号を出力する角度演算部とを備える回転角検出装置。
［項目２］
前記補正値算出部が前記定常誤差と、前記磁場発生源の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態において磁場検出装置が出力した前記検出データとに基づいて前記補正値を算出する項目１に記載の回転角検出装置。
［項目３］
それぞれの前記回転角における、前記検出データに応じた検出角度と、前記磁場発生源が回転する第一座標系における基準角度との基準角度誤差を算出する角度誤差算出部を更に備え、
前記補正値算出部は、前記少なくとも２つの角度状態における前記基準角度誤差の平均値に基づいて、前記補正値を算出する、
項目２に記載の回転角検出装置。
［項目４］
前記補正値算出部は、前記基準角度に前記基準角度誤差の平均値を加算した検出基準角度を用いて前記基準角度誤差をフーリエ変換した結果に基づいて、前記補正値を算出する、項目３に記載の回転角検出装置。
［項目５］
前記補正値算出部は、前記基準角度誤差をフーリエ変換するのに用いる前記角度状態の数と同一の数の前記角度状態における前記検出データに基づいて、前記基準角度誤差の平均値を算出する、項目４に記載の回転角検出装置。
［項目６］
それぞれの前記回転角における、前記検出データに応じた検出角度と、前記第一座標系における基準角度との基準角度誤差を算出する角度誤差算出部を更に備え、
前記補正値算出部は、前記少なくとも２つの角度状態における前記基準角度誤差の中央値に基づいて、前記補正値を算出する、
項目３に記載の回転角検出装置。
［項目７］
前記磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を出力する第一信号処理部と、
前記磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を出力する第二信号処理部と、
前記第一信号処理部および前記第二信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号を、前記補正値に基づいて補正する補正処理部と、
を更に備える項目１から６のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
［項目８］
前記磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を出力する第一信号処理部と、
前記磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を出力する第二信号処理部とを更に備え、
前記角度演算部は、前記第一信号処理部および前記第二信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号と、前記補正値とに基づいて、前記回転角を算出する、
項目１から６のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
［項目９］
前記磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を出力する第一信号処理部と、
前記磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を出力する第二信号処理部と、
を更に備え、
前記補正値算出部は、前記基準角度に前記基準角度誤差の平均値を加算した検出基準角度を用いて、前記第一信号処理部が出力する前記第一信号、および、前記第二信号処理部が出力する前記第二信号をフーリエ変換した結果に基づいて、前記補正値を算出する、
項目３に記載の回転角検出装置。
［項目１０］
前記第一信号処理部および前記第二信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号を、前記補正値に基づいて補正する補正処理部を更に備え、
前記角度演算部は、前記補正処理部が補正した信号に基づいて前記回転角を算出する、
項目９に記載の回転角検出装置。
［項目１１］
前記補正値算出部は、前記第一信号処理部が出力する前記第一信号、および、前記第二信号処理部が出力する前記第二信号をフーリエ変換するのに用いる前記角度状態の数と同一の数の前記角度状態における前記検出データに基づいて、前記基準角度誤差の平均値を算出する、項目９に記載の回転角検出装置。
［項目１２］
前記磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を処理する第一信号処理部と、
前記磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を処理する第二信号処理部と、
を更に備え、
前記補正値算出部は、前記第一信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号処理部が出力する前記第二信号を、前記第一座標系における基準角度を用いてフーリエ変換した結果に基づいて、前記補正値を算出する、
項目３に記載の回転角検出装置。
［項目１３］
前記第一信号処理部および前記第二信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号を、前記補正値に基づいて補正する補正処理部を更に備え、
前記角度演算部は、前記補正処理部が補正した信号に基づいて前記回転角を算出する、
項目１２に記載の回転角検出装置。
［項目１４］
少なくとも２つの方向における磁場を検出する磁場検出装置が検出した磁場に基づいて、磁場発生源の回転角を検出する回転角検出方法であって、
前記磁場発生源の回転に依存しない定常誤差に基づいて、前記回転角の角度誤差を補正するための補正値を算出する補正値算出段階と、
前記磁場検出装置の検出データと前記補正値とに基づいて前記磁場発生源の回転角を算出して前記回転角を示す角度信号を出力する角度演算段階と、
を備える回転角検出方法。
［項目１５］
磁場発生源の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態において、磁場検出装置における検出データを取得するデータ取得部と、
前記磁場発生源が回転する第一座標系と、前記磁場検出装置の第二座標系との差異に応じた前記回転角の角度誤差を補正するための補正値を、前記少なくとも２つの角度状態における前記検出データと、前記第一座標系と前記第二座標系との差異に応じた前記回転角の定常誤差とに基づいて算出する補正値算出部と、
を備える回転角検出装置。
［項目１６］
コンピュータに、項目１４に記載の回転角検出方法を実行させるためのプログラム。

１０・・・システム、１４・・・第一信号処理部、１６・・・第二信号処理部、２０・・・未補正角度演算部、２２・・・基準角度生成部、２４・・・角度誤差算出部、２６・・・補正値算出部、２８・・・角度演算部、３０・・・補正処理部、３２、３４、４４、４６・・・差分出力部、３６、３８、４０、４２・・・乗算部、５０・・・外積演算部、５２、５８、６０・・・出力部、５４・・・ループフィルタ、５６・・・角度更新部、６２・・・ｃｏｓ記憶部、６４・・・ｓｉｎ記憶部、６６、６８、７０、７２・・・乗算部、１００・・・回転角検出装置、１１０・・・磁場検出装置、１２０・・・磁場発生源、２００・・・回転体、２１０・・・回転軸、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

Claims (23)

1. 磁場発生源の回転角を検出する回転角検出装置であって、
   少なくとも２つの方向における磁場成分を検出して検出データを出力する磁場検出装置と、
   前記磁場発生源の回転角の基準角度と、前記磁場発生源の回転角の検出に用いる検出基準角度との定常誤差に基づいて、前記回転角の角度誤差を補正するための補正値を算出する補正値算出部と、
   前記検出データと前記補正値とに基づいて前記磁場発生源の回転角を算出して前記回転角を示す角度信号を出力する角度演算部とを備える回転角検出装置。
2. 前記磁場検出装置は、前記磁場発生源の回転軸に沿った方向において前記磁場発生源と対向する位置に配置され、
   前記少なくとも２つの方向における磁場成分は、前記回転軸と交差する面において互いに交差する２つの方向における磁場成分である、
   請求項１に記載の回転角検出装置。
3. 前記検出基準角度は、前記基準角度と前記定常誤差との和である、請求項１または２に記載の回転角検出装置。
4. 前記磁場発生源の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態のそれぞれにおいて、前記検出データに応じた検出角度と前記基準角度との基準角度誤差を算出する角度誤差算出部を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
5. 前記補正値算出部は、前記少なくとも２つの角度状態における前記基準角度誤差の平均値に基づいて、前記補正値を算出する
   請求項４に記載の回転角検出装置。
6. 前記定常誤差は、前記基準角度誤差の平均値である、請求項４または５に記載の回転角検出装置。
7. 前記補正値算出部は、前記検出基準角度を用いて前記基準角度誤差をフーリエ変換した角度誤差成分に基づいて、前記補正値を算出する
   請求項４に記載の回転角検出装置。
8. 前記角度誤差成分は、前記検出データに応じた検出角度の、前記検出基準角度に対する角度誤差と、前記定常誤差との和である、請求項７に記載の回転角検出装置。
9. 前記補正値算出部は、前記基準角度誤差をフーリエ変換するのに用いる前記角度状態の数と同一の数の前記角度状態における前記検出データに基づいて、前記基準角度誤差の平均値を算出する
   請求項７または８に記載の回転角検出装置。
10. 前記補正値算出部は、前記少なくとも２つの角度状態における前記基準角度誤差の中央値に基づいて、前記補正値を算出する
    請求項４に記載の回転角検出装置。
11. 前記磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を出力する第一信号処理部と、
    前記磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を出力する第二信号処理部と、
    前記第一信号処理部および前記第二信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号を、前記補正値に基づいて補正する補正処理部と、
    を更に備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
12. 前記磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を出力する第一信号処理部と、
    前記磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を出力する第二信号処理部とを更に備え、
    前記角度演算部は、前記第一信号処理部および前記第二信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号と、前記補正値とに基づいて、前記回転角を算出する請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転角検出装置。
13. 前記磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を出力する第一信号処理部と、
    前記磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を出力する第二信号処理部と
    を更に備え、
    前記補正値算出部は、前記基準角度に前記基準角度誤差の平均値を加算した検出基準角度を用いて、前記第一信号処理部が出力する前記第一信号、および、前記第二信号処理部が出力する前記第二信号をフーリエ変換した結果に基づいて、前記補正値を算出する
    請求項４に記載の回転角検出装置。
14. 前記第一信号処理部および前記第二信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号を、前記補正値に基づいて補正する補正処理部を更に備え、
    前記角度演算部は、前記補正処理部が補正した信号に基づいて前記回転角を算出する請求項１３に記載の回転角検出装置。
15. 前記補正値算出部は、前記第一信号処理部が出力する前記第一信号、および、前記第二信号処理部が出力する前記第二信号をフーリエ変換するのに用いる前記角度状態の数と同一の数の前記角度状態における前記検出データに基づいて、前記基準角度誤差の平均値を算出する
    請求項１３に記載の回転角検出装置。
16. 前記磁場検出装置が検出した第一方向における磁場に応じた第一信号を処理する第一信号処理部と、
    前記磁場検出装置が検出した第二方向における磁場に応じた第二信号を処理する第二信号処理部と
    を更に備え、
    前記補正値算出部は、前記第一信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号処理部が出力する前記第二信号を、前記磁場発生源が回転する第一座標系における基準角度を用いてフーリエ変換した結果に基づいて、前記補正値を算出する
    請求項４に記載の回転角検出装置。
17. 前記第一信号処理部および前記第二信号処理部が出力する前記第一信号および前記第二信号を、前記補正値に基づいて補正する補正処理部を更に備え、
    前記角度演算部は、前記補正処理部が補正した信号に基づいて前記回転角を算出する請求項１６に記載の回転角検出装置。
18. 少なくとも２つの方向における磁場を検出する磁場検出装置が検出した磁場に基づいて、磁場発生源の回転角を検出する回転角検出方法であって、
    前記磁場発生源の回転角の基準角度と、前記磁場発生源の回転角の検出に用いる検出基準角度との定常誤差に基づいて、前記回転角の角度誤差を補正するための補正値を算出する補正値算出段階と、
    前記磁場検出装置の検出データと前記補正値とに基づいて前記磁場発生源の回転角を算出して前記回転角を示す角度信号を出力する角度演算段階と
    を備える回転角検出方法。
19. 前記磁場検出装置は、前記磁場発生源の回転軸に沿った方向において前記磁場発生源と対向する位置に配置され、
    前記少なくとも２つの方向における磁場は、前記回転軸と交差する面において互いに交差する２つの方向における磁場である、
    請求項１８に記載の回転角検出方法。
20. 前記磁場発生源の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態のそれぞれにおいて、前記検出データに応じた検出角度と前記基準角度との基準角度誤差を算出する角度誤差算出段階を更に備える、請求項１８または１９に記載の回転角検出方法。
21. 前記定常誤差は、前記基準角度誤差の平均値である、請求項２０に記載の回転角検出方法。
22. 磁場発生源の回転角が異なる少なくとも２つの角度状態において、磁場検出装置における検出データを取得するデータ取得部と、
    前記磁場発生源が回転する第一座標系と、前記磁場検出装置の第二座標系との差異に応じた前記回転角の角度誤差を補正するための補正値を、前記第一座標系と前記第二座標系との差異に応じた前記回転角の定常誤差に基づいて算出する補正値算出部と、
    前記少なくとも２つの角度状態のそれぞれにおいて、前記検出データに応じた検出角度と前記第一座標系の基準角度との基準角度誤差を算出する角度誤差算出部と、
    を備える回転角検出装置。
23. コンピュータに、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の回転角検出方法を実行させるためのプログラム。

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