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公開番号2024139920
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023050869
出願日2023-03-28
発明の名称回転角度センサ及び半導体装置
出願人エイブリック株式会社
代理人
主分類G01D 5/245 20060101AFI20241003BHJP(測定;試験)
要約【課題】比較的簡易な構成を有する回転角度センサ及び半導体装置を提供する。
【解決手段】回転角度センサは、第1方向の磁束密度を検出する第1磁気センサ素子(11)と、第1方向と交わる第2方向の磁束密度を検出する第2磁気センサ素子(12)と、第1磁気センサ素子に電源を供給する第1電流源(81)と、第2磁気センサ素子に電源を供給する第2電流源(82)と、第1磁気センサ素子の出力に応じた信号と第2磁気センサ素子の出力に応じた信号とを加算又は減算し信号を生成する信号生成回路(25)と、信号生成回路により生成された信号と、所定の電圧とを比較する比較器(40)と、比較器により比較された結果を保持するシフトレジスタ回路(50)と、シフトレジスタ回路により保持された値に応じて、第1磁気センサ素子の出力に応じた信号の値と、第2磁気センサ素子の出力に応じた信号の値とを制御する制御回路(60)とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向の磁束密度を検出する第１磁気センサ素子と、
前記第１方向と交わる第２方向の磁束密度を検出する第２磁気センサ素子と、
前記第１磁気センサ素子に電源を供給する第１電流源と、
前記第２磁気センサ素子に電源を供給する第２電流源と、
前記第１磁気センサ素子の出力に応じた信号と、前記第２磁気センサ素子の出力に応じた信号とを加算又は減算し、信号を生成する信号生成回路と、
前記信号生成回路により生成された信号と、所定の電圧とを比較する比較器と、
前記比較器により比較された結果を保持するシフトレジスタと、
前記シフトレジスタにより保持された値に応じて、前記第１磁気センサ素子の出力に応じた信号の値と、前記第２磁気センサ素子の出力に応じた信号の値とを制御する制御回路と
を備える回転角度センサ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記信号生成回路は、
前記第１磁気センサ素子の出力に応じた信号を電流信号に変換し、前記第２磁気センサ素子の出力に応じた信号を電流信号に変換する電圧電流変換部と、
前記第１磁気センサ素子の出力に基づく電流信号と、前記第２磁気センサ素子の出力に基づく電流信号とを加算又は減算する加減算部とを備える
請求項１に記載の回転角度センサ。
【請求項３】
前記制御回路は、前記シフトレジスタにより保持された値に応じて、前記電圧電流変換部が出力する電流値を制御するための係数を算出し、前記電圧電流変換部に出力する
請求項２に記載の回転角度センサ。
【請求項４】
前記制御回路は、前記シフトレジスタにより保持された値に応じて、前記第１電流源による出力電流及び前記第２電流源による出力電流を制御するための係数を算出し、それぞれ前記第１電流源及び前記第２電流源に出力することにより、前記第１磁気センサ素子及び前記第２磁気センサ素子から前記信号生成回路への出力を制御する
請求項１に記載の回転角度センサ。
【請求項５】
前記信号生成回路は、前記第１磁気センサ素子の出力に応じた信号、又は前記第２磁気センサ素子の出力に応じた信号のいずれかを、第１判定のために用いられる信号として生成し、前記第１判定のために用いられる信号を出力した後、
前記第１磁気センサ素子の出力に応じた信号と、前記第２磁気センサ素子の出力に応じた信号とを加算又は減算し、第２判定のために用いられる信号として生成する
請求項１に記載の回転角度センサ。
【請求項６】
前記制御回路は、前記シフトレジスタにより保持された値に応じて、前記第１磁気センサ素子の出力に応じた信号の値を決定するための係数と前記第２磁気センサ素子の出力に応じた信号の値を決定するための係数とを算出し、
前記制御回路により算出される係数のビット数は、前記シフトレジスタのビット数より大きい
請求項１に記載の回転角度センサ。
【請求項７】
前記制御回路により算出される係数のビット数は、前記シフトレジスタのビット数より１ビット大きく、
前記制御回路は、前記シフトレジスタにより保持された値が特定の値である場合に当該１ビットを用いて係数を算出する
請求項６に記載の回転角度センサ。
【請求項８】
半導体基板に、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の回転角度センサが形成された
半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度センサ及び半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、磁石が作る磁界内に、２つの磁気センサを互いに直交する角度位置に配置し、２つの磁気センサから得られるホール起電力に基づき、磁石の回転角度を求める技術があった。このような技術を用いた装置として、例えば、特許文献１に例示するような回転角度センサが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－１９１１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術による回転角度センサは、乗算を含む非線形なベクトル回転演算処理を行うベクトル回転演算回路と、複雑なディジタル演算処理を行う角度計算ディジタル回路とを備えていた。そのため、従来技術による回転角度センサによれば、回路規模が大きくなってしまい、省面積化が困難であるといった課題があった。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、線形アナログ回路を用いた比較的簡易な構成を有する回転角度センサ及び半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る回転角度センサは、第１方向の磁束密度を検出する第１磁気センサ素子と、前記第１方向と交わる第２方向の磁束密度を検出する第２磁気センサ素子と、前記第１磁気センサ素子に電源を供給する第１電流源と、前記第２磁気センサ素子に電源を供給する第２電流源と、前記第１磁気センサ素子の出力に応じた信号と、前記第２磁気センサ素子の出力に応じた信号とを加算又は減算し、信号を生成する信号生成回路と、前記信号生成回路により生成された信号と、所定の電圧とを比較する比較器と、前記比較器により比較された結果を保持するシフトレジスタと、前記シフトレジスタにより保持された値に応じて、前記第１磁気センサ素子の出力に応じた信号の値と、前記第２磁気センサ素子の出力に応じた信号の値とを制御する制御回路とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、線形アナログ回路を用いた比較的簡易な構成を有する回転角度センサ及び半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態に係る半導体装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。
第１の実施形態に係る電圧電流変換部の回路構成の一例を示す回路図である。
第１の実施形態に係る加減算部の回路構成の一例を示す回路図である。
第１の実施形態に係る制御回路の機能構成の一例を示す機能構成図である。
第１の実施形態に係る角度判定処理を説明するための図である。
第１の実施形態に係る回転角度センサによる判定処理の一例を示す第１のフローチャートである。
第１の実施形態に係る回転角度センサによる判定処理の一例を示す第２のフローチャートである。
第１の実施形態に係る回転角度センサによる判定処理の一例を示す第３のフローチャートである。
第１の実施形態に係る回転角度センサによる判定処理の一例を示す第４のフローチャートである。
第１の実施形態に係る回転角度センサによる判定処理のタイミングを示す第１のタイミングチャートである。
第１の実施形態に係る回転角度センサによる判定処理のタイミングを示す第２のタイミングチャートである。
第１の実施形態に係る回転角度センサが用いる係数の一例を示す図である。
第１の実施形態に係るデコーダ回路の出力値の一例を示す図である。
第１の実施形態の変形例に係る電圧電流変換部の変形例を示す図である。
第２の実施形態に係る半導体装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。
第２の実施形態に係る電圧電流変換部の回路構成の一例を示す回路図である。
第２の実施形態に係る電流源の回路構成の変形例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施形態］
本発明の態様に係る回転角度センサ及び半導体装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。なお、本発明の態様は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、多様な変更または改良を加えたものも含まれる。つまり、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれ、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。
【００１０】
［第１の実施形態］
まず、図１から図１４を参照しながら、第１の実施形態について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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