专利名称：相位检测装置、度盘式检测装置及相位检测方法
技术领域：
本发明涉及相位检测装置、度盘式检测装置及相位检测方法。
背景技术：
在众多的电子装置中，作为用户输入操作指令的装置，使用度盘式检测装置。度盘式检测装置具有能旋转的度盘和检测度盘的旋转相位的相位检测装置。电子装置根据相位检测装置输出的两相的相位(通常，相位彼此相差π/2)，导出度盘的旋转方向及旋转角度，根据这些信息，进行例如影像显示画面上的光标的移动、显示内容的变更(例如被显示的数值的加1或减1等)、以及其他处理。
通过将相位检测装置安装在进行直线移动的操作杆(与转子被安装在后面所述的度盘上同样地安装移动子)上，能检测操作杆的移动方向及移动量。电子装置通过安装了相位检测装置的操作杆，输入来自用户的操作指令。操作杆的操作方向及移动量的检测方法与后面所述的度盘式检测装置的方法相同。以下，以度盘式检测装置为例进行说明。
用图6～图14，说明现有例的相位检测装置。作为现有例的相位检测装置，提出了采用磁方式、光学方式、以及机构方式的相位检测装置。
图6是表示安装在度盘式检测装置中的现有例1的相位检测装置的结构框图。度盘式检测装置被设置在电子装置的操作杆上。现有例1的相位检测装置采用磁方式。在图6中，20a及20b是磁通检测部，31是电源部。在用户进行旋转操作的度盘的底面上，沿着外周或底面安装着被多极励磁了的环状磁铁(转子)。磁通检测部20a及20b被从电源部31常时地供给电源，检测安装在度盘上的磁铁所产生的磁场(磁通密度)，分别发生其相位相差π/2的两个二值化的信号(称为A相输出电压或A相输出信号、B相输出电压或B相输出信号)。
图8是表示磁通检测部20a输出的A相输出电压、以及磁通检测部20b输出的B相输出电压的时序图。电子装置的微型计算机输入其相位相差π/2的A相输出电压及B相输出电压，根据相位超前多少，能检测度盘的旋转方向。计数A相输出电压及/或B相输出电压的相位的变化量，能导出度盘的旋转角度。在专利文献1(特开昭57-175260号公报)中记载了使用拾音线圈的现有例的旋转方向检测装置。
例如，通过将相位检测装置输出的二值化的A相输出电压及B相输出电压(相位相差π/2)中的一方输入到D触发器的时钟输入端，将另一方输入到数据输入端，D触发器输出旋转方向检测信号(例如为Q输出信号，数值0或1表示旋转方向)。另外，通过将A相输出电压(或B相输出电压)输入到可逆计数器的时钟输入端，将旋转方向检测信号输入到UP/DOWN切换端子，可逆计数器的计数值表示度盘式检测装置的旋转方向及旋转角度。电子装置根据度盘式检测装置的旋转方向及旋转角度的信息进行规定的处理。
现用图6说明安装在度盘式检测装置中的现有例2的相位检测装置。现有例2的相位检测装置采用光学方式。在图6中，20a及20b是发光二极管及光电晶体管隔着狭缝相向的光电遮断器(也可以是光反射镜等的其他光传感器)，31是电源部。在用户进行旋转操作的度盘的底面上，在整个周长上安装着沿半径方向延伸的遮光部(典型的黑带)及透明部交替设置的环状的板(转子)。被插入光电遮断器20a及20b的狭缝中的环状的板使发光二极管朝向光电晶体管发出的光透过或被遮挡。光电遮断器20a及20b分别发生其相位相差π/2的两个二值化的信号(A相输出电压及B相输出电压)。
现用图7说明安装在度盘式检测装置中的现有例3的相位检测装置。现有例3的相位检测装置采用机构方式。在图7中，40a及40b是具有机械传动机构及切换机构的开关，41a及41b是电阻器，31是电源部。在用户进行旋转操作的度盘的底面上，沿外周安装着形成了凹凸的环状的板(转子)。开关40a及40b被配置成使接点随着度盘的旋转角的不同而短路，接点短路的时刻彼此相差π/2。电阻器41a与开关40a的连接点、以及电阻器41b与开关40b的连接点分别输出其相位相差π/2的两个二值化的信号(A相输出电压及B相输出电压)。
近年来在这样的相位检测装置中，出于安装在便携式装置等中的目的，省电化的市场需求急速高涨。作为使相位检测装置省电化的方法，除了低压驱动相位检测装置以外，还有在用户在规定时间内未操作度盘式检测装置的情况下，将对相位检测装置的相位检测器(图6中的20a及20b、图7中的电阻器41a及开关40a、电阻器41b及开关40b)的供电从常时通电模式变更为间歇通电模式(称为休眠模式)的方法(称为休眠功能)。
图9是有休眠功能的机构方式的现有例4的相位检测装置的结构框图。图10是表示图9中的现有例的相位检测装置的各部的信号波形的时序图。现有例4的相位检测装置被安装在度盘式检测装置中。现有例的相位检测装置有检测转子在某恒定时间内未动的休眠检测功能；以及在休眠模式中第一相位检测器(电阻41a及开关40a)或第二相位检测器(电阻41b及开关40b)检测转子动了的电源启动条件检测功能。
在图9中，31是电源，30是电源启闭器，91是控制部。电阻41a及开关40a构成第一相位检测器，电阻41b及开关40b构成第二相位检测器。控制部91有第一至第四存储部(分别是D触发器)10a～10d、译码器61、以及状态控制部60。译码器61有“异”门12a、12b、以及“或”门63。
第一至第四存储部10a～10d及译码器61在休眠模式中执行第一相位检测器(电阻41a及开关40a)或第二相位检测器(电阻41b及开关40b)检测度盘等(转子)动了的电源启动条件检测功能。状态控制部60输入A相输出信号(从电阻41a和开关40a的连接点A点输出的信号)及B相输出信号(从电阻41b和开关40b的连接点B点输出的信号)，执行检测转子在某恒定时间内未动的休眠检测功能。状态控制部60在休眠检测功能起作用时，将相位检测装置从常时通电模式转移到休眠模式。电源启动条件检测功能起作用时，将相位检测装置从休眠模式转移到常时通电模式。电源启闭器30在常时通电模式中使从电源31流向第一相位检测器及第二相位检测器的电流常时地导通，在休眠模式中间歇地导通，在除此以外的时间将电流阻断。
在图10中，A是A相输出信号，B是B相输出信号。10a～10d、12a、12b、63、60分别是符号相同的块的输出信号。ST及SC分别是后面所述的ST信号及SC信号。
在图10中，最初，状态控制部60呈常时通电模式。直到某一时刻，由于用户将度盘(转子)向某一方向旋转，所以B相输出信号相对于A相输出信号总是以π/2延迟相位变化。从某一时刻到时刻ts(规定的时间)，基于A相输出信号及B相输出信号都不变的情况，休眠检测功能起作用，状态控制部60从常时通电模式转移到休眠模式，输出信号ST(在休眠模式中呈高电平，在常时通电模式中呈低电平。以下称ST信号)呈高电平。
第一存储部10a及第三存储部10c根据ST信号的上升沿，闩锁转移到休眠模式之前的A相输出信号及B相输出信号(都是二值)。第一存储部10a及第三存储部10c接着在ST信号的上升沿到来之前存储A相输出信号及B相输出信号，将这些信号分别输入“异”门12a及12b。
此后，电源启闭器30根据来自状态控制部60的指令，将对两个相位检测器(电阻41a及开关40a、电阻41b及开关40b)的供电阻断。因此，A相输出信号及B相输出信号呈低电平。此后从状态控制部60每隔规定期间将指令送给电源启闭器30，电源启闭器30每隔规定期间向两个相位检测器供电。状态控制部60只在休眠期间间歇地输出扫描信号SC(以下称SC信号)。第二存储部10b及第四存储部10d根据SC信号的上升沿，闩锁A相输出信号及B相输出信号(都是二值)。第二存储部10b及第四存储部10d在下一个SC信号的上升沿到来之前存储A相输出信号及B相输出信号，将这些信号分别输入到“异”门12a及12b。
“异”门12a的输出信号是转移到休眠模式之前的A相输出信号和各扫描时刻ts(1)～ts(n)的A相输出信号的逻辑变化判断结果。“异”门12b的输出信号是转移到休眠模式之前的B相输出信号和各扫描时刻的B相输出信号的逻辑变化判断结果。“或”门63输入“异”门12a及12b的输出信号，输出它们的逻辑和。如果A相输出信号及B相输出信号中的任意一方从变化成休眠模式之前的值发生变化，则“或”门63的输出信号变成高电平。
在从时刻ts至ts(1)的期间，由于处于最初的扫描信号尚未到来的状态，所以第二存储部10b及第四存储部10d闩锁的值不正确，该期间的“或”门63的输出结果不能直接使用。状态控制部60不使用输出最初的扫描信号之前的“或”门63的输出信号。
以下，说明时刻ts(1)以后，选出休眠期间的时刻tw之前的电源启动条件检测的过程。
在时刻ts(1)的SC信号的上升沿，A相输出信号及B相输出信号被闩锁在第二存储部10b及第四存储部10d中。第二存储部10b的数据输出从低电平反相到高电平，“异”门12a的输出呈低电平，“异”门12b的输出仍呈低电平，所以“或”门63的输出呈低电平，休眠期间继续。
在时刻ts(x)，向休眠模式转移前的A相输出信号及B相输出信号和在扫描时刻的A相输出信息及B相输出信号中只是任意一方(图10中为B相输出信号)变化了的情况下，“异”门12b的输出呈高电平，“或”门63的输出变为高电平。状态控制部60输入“或”门63的输出信号(呈高电平的激活的电源启动条件检测信号)。状态控制部60从休眠模式变为常时通电模式。状态控制部60使电源启闭器30通电，电源启闭器30使两个相位检测器(开关及上拉电阻器)常时地通电。
磁方式的相位检测装置由于不接触，没有机构方式那样的接点磨损，所以可靠性高，也比光学方式的功耗低，而且成本低。
作为磁方式的相位检测器，能使用霍尔元件、磁阻元件、或者用某恒定的阈值辨别霍尔元件的输出电压，将直至输出二值化的输出信号的功能集成化了的IC(以下称霍尔IC)等。
这些霍尔元件及霍尔IC所消耗的工作电流为数mA，所以在常时供电状态下使用时，对安装了这些元件的便携式装置的电池容量来说，负担很重。
可是，在磁方式中，如果间歇地向相位检测器供电来使用，则会发生机构方式中所没有的问题。
图11是表示多半作为一般的相位检测器使用的霍尔IC的结构的图。在图11中，80是检测磁通密度(磁场)的霍尔元件，81是放大霍尔元件的磁通密度检测电压的放大器，82是有滞后的二值化器(施密特触发方式缓冲器)。图12是表示霍尔IC的输入磁通密度(横轴)与磁通检测电压(纵轴)的关系特性曲线图之一例。
霍尔IC具有滞后特性，以便输出相对于磁通密度稳定的逻辑输出信号(二值输出信号)。即，霍尔IC设有对输入磁通密度的无感应带，以便对微小的磁通密度的变化不容易感应输出信号(称为状态保持功能)。
可是，霍尔IC没有对应于电源端子的间歇驱动工作的状态保持功能，而且没有电源复位功能，所以在输入磁通密度的滞后的上限及下限的阈值内的电平(以下称滞后区)的磁通被输入的状态下，如果接通电源，则施密特触发方式缓冲器的初始值呈不稳定状态，磁通检测电压也呈不稳定状态。该不稳定状态在通电期间，在超过上下滞后阈值的电平的磁通输入到来之前永远保持该状态。
图13是表示相对于旋转角或移动距离的大小，假定磁通密度的变化大致描绘成正弦曲线时的输入磁通密度(纵轴为输入磁通密度)和相位检测器的输出电压波形(纵轴为电压)的关系曲线图(横轴为时间)。
图中的输出电压波形的斜线部分是对应于滞后区的输出电压不定区。使转子或移动子停止在滞后区内以后，将相位检测器的电源暂时阻断，在电源再次导通的情况下，相位检测器未必输出与电源阻断前相同的检测输出电压。
图14(a)、(b)是设想使磁方式的相位检测器间歇通电的情况下的相位检测器的A相输出信号及B相输出信号的波形图(纵轴是各自的相位检测器的输出电压，横轴是时间)。
在图14(a)中，在地点X和地点Z或地点X’和地点Z’，A相输出信号、B相输出信号都不存在不定区。在相位检测装置中，采取了转子绝对不会停止在不定区内的机构性的措施，如果转子总是停止在地点X、Z或X’、Z’，则能避免上述的相位检测器由间歇供电引起的输出不定的问题。可是，在实际的相位检测装置中，采取这样的措施在机械上是困难的。另外，在实际使用条件中，在进行用户未预期的工作的情况下，例如，往往发生这样的不正常现象转子在不定区内长时间放置后，从相位检测器持续输出错误的电源启动条件检测信号，安装相位检测装置的设备的电池消耗了剩余容量等。
为了避免这样的不正常现象的发生，转子或移动子的停止点不管在哪里，都需要正确地判断转子或移动子是否动了。
在图14(a)中，现在，旋转角或移动距离在图中地点W处静止恒定的时间，假定在该地点进入休眠模式。在该磁方式的情况下，如果使其间歇工作，则即使在使转子或移动子的位置坐标不动的状态下，下级的B相输出信号也会显现间歇工作时的检测输出呈现高电平或低电平的何种输出电压而变得不定。在只是B相输出信号变化了的情况下，实际上不能判断这是由于转子或移动子动了、还是由于由间歇工作引起的不定输出所致。同样，在图14(a)中的地点W’处进入休眠模式的情况下也同样，在只是A相输出信号变化了的情况下，实际上不能判断这是由于转子或移动子动了、还是由于由间歇工作引起的不定输出所致。
因此，不能将与现有的采用机械方式的相位检测装置的电源启动条件检测方法相同的方法应用于磁方式的相位检测装置中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在间歇通电模式中使有滞后的相位检测器工作，间歇驱动时只有在转子(或移动子)实际动了的情况下，才使工作从间歇通电模式变更为常时通电模式的、省电、不会产生误动作的相位检测装置、度盘式检测装置及相位检测方法。
为了解决上述的课题，本发明有以下结构。按照本发明的一种观点的相位检测装置有有检测对象物的相位的第一检测部、以及对上述第一检测部检测的相位设定滞后而进行二值化的第一二值化部的第一相位检测器；有在与上述第一相位检测器不同的相位中检测对象物的相位的第二检测部、以及对上述第二检测部检测的相位设定滞后而进行二值化的第二二值化部的第二相位检测器；有常时地将电力供给上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的常时通电模式、以及间歇地将电力供给上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的间歇通电模式的电力供给部；以及在上述常时通电模式中，在规定时间以上，上述第一相位检测器及/或上述第二相位检测器的检测相位不变化时，使电力供给部转移到上述间歇通电模式，在上述间歇通电模式中，存储从上述常时通电模式转移到上述间歇通电模式之前的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位的全部皆从所存储的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位变化了时，使电力供给部从上述间歇通电模式变化到上述常时通电模式的控制部。
在采用本发明的另一观点的上述的相位检测装置中，上述控制部有输入所存储的上述第一相位检测器的检测相位和上述第一相位检测器输出的相位的第一“异”门；输入所存储的上述第二相位检测器的检测相位和上述第二相位检测器输出的相位的第二“异”门；以及输入上述第一“异”门的输出信号和上述第二“异”门的输出信号的“与”门，在上述间歇通电模式中，“与”门输出了表示上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位的全部皆变化了的情况的信号时，使电力供给部从上述间歇通电模式变化为上述常时通电模式。
采用本发明的另一观点的上述的相位检测装置有将表示是上述间歇通电模式的休眠信号作为触发输入信号，存储上述第一相位检测器输出的相位的第一存储部；在上述间歇通电模式中，将上述电力供给部间歇地供给电力时输出的扫描信号作为触发输入信号，存储上述第一相位检测器输出的相位的第二存储部；将上述休眠信号作为触发输入信号，存储上述第二相位检测器输出的相位的第三存储部；以及将上述扫描信号作为触发输入信号，存储上述第二相位检测器输出的相位的第四存储部，上述第一“异”门输入上述第一存储部的输出信号和上述第二存储部的输出信号，上述第二“异”门输入上述第三存储部的输出信号和上述第四存储部的输出信号。
采用本发明的另一观点的上述的相位检测装置的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器检测磁通、磁场或它们的变化。
采用本发明的另一观点的度盘式检测装置有上述的某一种相位检测装置。
采用本发明的另一观点的相位检测装置有有检测对象物的相位的第一检测部、输入上述第一检测部检测的相位，通过使第五存储部存储的信号反馈，设定滞后而进行二值化的第一二值化部、以及存储上述第一二值化部的输出信号的上述第五存储部的第一相位检测器；有在与上述第一相位检测器不同的相位中检测对象物的相位的第二检测部、输入上述第二检测部检测的相位，通过使第六存储部存储的信号反馈，设定滞后而进行二值化的第二二值化部、以及存储上述第二二值化部的输出信号的上述第六存储部的第二相位检测器；有常时地将电力供给上述第一检测部及上述第二检测部的常时通电模式、以及间歇地将电力供给上述第一相位检测部及上述第二相位检测部的间歇通电模式的电力供给部；以及在上述常时通电模式中，在规定时间以上，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位不变化时，使电力供给部转移到上述间歇通电模式，在上述间歇通电模式中，存储从上述常时通电模式转移到上述间歇通电模式之前的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位中的至少某一方从所存储的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位变化了时，使电力供给部从上述间歇通电模式变化到上述常时通电模式的控制部。
第五存储部及第六存储部即使在间歇通电模式中也常时地通电。也可以代之以用非易失性存储器构成这些存储部。
在常时通电模式中，第一二值化部及第二二值化部也可以经由第五存储部及第六存储部反馈其输出，设定滞后，还可以不经由第五存储部及第六存储部，直接反馈其输出，设定滞后。
采用本发明的另一观点的相位检测方法有有常时地将电力供给第一检测器，检测对象物的相位，对检测的相位设定滞后，进行二值化的第一相位检测步骤、以及常时地将电力供给第二检测器，在与上述第一相位检测步骤不同的相位中检测对象物的相位，对检测的相位设定滞后，进行二值化的第二相位检测步骤的常时通电模式；以及间歇地将电力供给第一检测部，检测对象物的相位，对检测的相位设定滞后，进行二值化的第一相位检测步骤、以及间歇地将电力供给第二检测部，在与上述第一相位检测步骤不同的相位中检测对象物的相位，对检测的相位设定滞后，进行二值化的第二相位检测步骤的间歇通电模式，在上述常时通电模式中，在规定时间以上，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位不变化时，转移到上述间歇通电模式，在上述间歇通电模式中，存储从上述常时通电模式转移到上述间歇通电模式之前的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位的全部皆从所存储的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位变化了时，从上述间歇通电模式变化到上述常时通电模式。
如果采用本发明，则可获得能实现在间歇通电模式中使具有滞后的相位检测器工作，间歇驱动时只有在转子(或移动子)实际上动了的情况下，才使工作从间歇通电模式变更到常时通电模式的、省电、不会产生误动作的相位检测装置、度盘式检测装置及相位检测方法的有利效果。
发明的新的特征不外乎所附的权利要求范围中特别记载的内容，但关于结构及内容两方面，与其他目的和特征一起从与附图共同理解的以下的详细说明，想必能更好地理解、评价本发明。
图1是表示本发明的实施例1的相位检测装置的控制部的主要部分的结构框图。
图2是表示本发明的实施例1的相位检测装置的相位检测部和控制部的主要部分的结构框图。
图3是表示本发明的实施例1的相位检测装置的电源部、相位检测部和控制部的主要部分的结构框图。
图4是表示本发明的实施例1的相位检测装置的结构的详细框图。
图5是表示本发明的实施例1的相位检测装置的各部信号波形图。
图6是表示现有例1及现有例2的相位检测装置的结构图。
图7是表示现有例3的机构方式的相位检测装置的结构图。
图8是表示磁通检测部输出的A相输出电压及B相输出电压的时序图。
图9是表示有间歇通电模式的现有例4的机构方式的相位检测装置的结构图。
图10是表示现有例4的相位检测装置的各部信号波形图。
图11是表示霍尔IC的结构框图。
图12是表示霍尔IC的输入磁通密度(横轴)和磁通检测电压(纵轴)的关系的特性曲线图之一例。
图13是表示正弦曲线的输入磁通密度和相位检测器的输出电压波形的关系的曲线图。
图14是设想使磁方式的相位检测器间歇通电的情况下的相位检测器的A相输出信号及B相输出信号的波形图。
图15是表示本发明的实施例2的相位检测方法的结构的流程图。
图16是表示本发明的实施例3的相位检测装置的结构框图。
附图的一部分或全部由于是以图示为目的进行概要表示而描绘的，所以请考虑这未必忠实地描写彼处所示要素的实际的相对大小和位置。
具体实施例方式
以下与附图一起记载具体地表示实施本发明用的最佳形态的实施例。
《实施例1》用图1至图5，说明本发明的实施例1的相位检测装置。图1是本发明的实施例1的相位检测装置的控制部的主要部分的结构框图，图2是本发明的实施例1的相位检测装置的相位检测部和控制部的主要部分的结构框图，图3是本发明的实施例1的相位检测装置的电源部、相位检测部和控制部的主要部分的结构框图。图4是本发明的实施例1的相位检测装置的详细框图。
在图1至图4中，128是作为电源的电池，127是作为电源启闭器的场效应晶体管(FET)，20a及20b是作为相位检测器的霍尔IC，40是控制部。霍尔IC20a及20b有图11所示的结构。控制部40具有第一存储部10a、第二存储部10b、第三存储部10c、第四存储部10d、译码器11、状态控制部125、“或”门124、D触发器10e、反相器121及123、间歇工作脉冲发生部126、“与”门122、以及延迟部129。在实施例1中，第一至第四存储部10a～10d是D触发器。译码器11有“异”门12a及12b、以及“与”门13。控制部40常时地通电。霍尔IC20a及20b在常时通电模式中常时地通电，在休眠模式中间歇地通电。
实施例1的相位检测装置被组装在度盘式检测装置中。度盘式检测装置中安装的转子的结构在现有例1中说明过。
例如在电子装置中，通过将相位检测装置输出的被二值化了的A相输出信号及B相输出信号(相位彼此相差π/2)中的一方输入到D触发器的时钟输入端，将另一方输入到数据输入端，D触发器输出旋转方向检测信号(例如为Q输出信号，数值0或1表示旋转方向)。另外通过将A相输出信号(或B相输出信号)输入到可逆计数器的时钟输入端，将旋转方向检测信号输入到UP/DOWN切换端子，可逆计数器的计数值表示度盘式检测装置的旋转方向及旋转角度。电子装置根据度盘式检测装置的旋转方向及旋转角度的信息，进行规定的处理。
作为霍尔元件及霍尔IC的消耗电流削减方法，有每隔恒定周期间歇驱动霍尔元件部分的电源的方法。将间歇周期设定得较长，使休止期间(以下称休眠期间)越长，就越能削减消耗电流，但对磁场或磁通变化的响应性变坏。如果响应速度赶不上转子或移动子的移动速度，则根据转数或移动距离而输出的计数脉冲中就会发生错误，得到的是错误的计数值和错误的方向检测结果。响应速度和消耗电流的关系由于呈折中关系，所以间歇周期和休眠期间的值有必要与进行转数及旋转方向(或移动量及移动方向)的检测的对象的使用目的一致地设定适当的值。
只用该每恒定周期的电源的间歇驱动的方法，消耗电流的削减量有一定极限。为了一边维持可操作性，一边再进行消耗电流的削减，在恒定时间内相位检测装置没有变化的情况下，设置休止期间(休眠期间)，阻断向它们的相位检测器的电力供给。在该休眠期间内，每隔恒定周期将电力供给相位检测器，监视相位检测器的检测相位。如果相位检测器的检测相位符合电源启动条件，则状态控制部发生电源启动条件检测信号，将相位检测器变更到常时通电模式。如果相位检测器的检测相位不符合电源启动条件，则状态控制部使休眠期间持续，进行间歇工作。
实施例1的相位检测装置存储从常时通电模式转移到间歇通电模式(休眠模式)之前的第一相位检测器20a及第二相位检测器20b的检测相位，间歇工作时，第一相位检测器20a及第二相位检测器20b的检测相位的全部皆从存储的第一相位检测器20a及第二相位检测器20b的检测相位变化了时，使电力供给部(由电源128及FET127构成)从间歇通电模式变化到常时通电模式。除此以外，与图9所示的现有例4的结构相同。与现有例4相同的块标以同一符号。
第一至第四存储部10a～10d、译码器11及D触发器10e在休眠模式中执行第一相位检测器20a及第二相位检测器20b共同检测度盘等(转子)动了的电源启动条件检测功能。电源启动条件检测功能起作用时，状态控制部125输入该信息，使相位检测装置从休眠模式转移到常时通电模式。在常时通电模式中，状态控制部125通过反相器123、“或”门124，输出呈低电平的ST信号(在休眠模式中呈高电平，在常时通电模式中呈低电平)，使FET127常时地通电。从电源128常时地将电力供给第一及第二相位检测器20a及20b。
状态控制部125输入A相输出信号(第一相位检测器20a的输出信号)及B相输出信号(第二相位检测器20b的输出信号)，执行检测转子在某恒定时间不动的休眠检测功能。典型地说，状态控制部125有输入恒定的时钟脉冲，计数完毕，用A相输出信号及/或B相输出信号的电平变化的边沿进行复位的计数器；以及判断计数器的输出值是否在恒定值以上的幅值比较器。在幅值比较器断定了计数器的输出值在恒定值以上的情况下(A相及B相输出信号在恒定时间以上都未变化的情况，休眠检测功能起作用时)，状态控制部125使相位检测装置从常时通电模式转移到休眠模式(间歇通电模式)。
状态控制部125输出呈高电平的ST信号(休眠模式)。间歇工作脉冲发生部126在休眠模式中每隔恒定时间输出间歇驱动用的间歇工作脉冲。状态控制部125在休眠模式中通过“与”门122，允许间歇工作脉冲发生部126输出间歇工作脉冲。间歇工作脉冲通过“或”门124，使FET127间歇地导通。从电源128间歇地将电力供给第一及第二相位检测器20a及20b。第二存储部10b及第四存储部10d将由延迟部129(使从电力被供给第一及第二相位检测器20a及20b开始至正常工作的时间延迟)延迟了的间歇工作脉冲(SC信号)输入给时钟输入端子，将间歇工作开始时的第一及第二相位检测器20a及20b的输出信号(A相及B相输出信号)闩锁起来。
“异”门12a判断向休眠模式转移前的A相输出信号和各间歇工作时(图10中的扫描时刻ts(1)～ts(n))的A相输出信号是否相同，输出判断结果(如果两者不同，则呈高电平)。“异”门12b判断向休眠模式转移前的B相输出信号和各间歇工作时的B相输出信号是否相同，输出判断结果(如果两者不同，则呈高电平)。“与”门13输入“异”门12a及“异”门12b的输出信号，两者都呈高电平时(A相输出信号及B相输出信号都变化了时)，输出高电平。D触发器10e在SC信号的反相信号的上升沿处(间歇工作结束时)取入“与”门13的输出信号，进行输出。D触发器10e有在变成休眠模式后，排除最初的SC信号被输出前的“与”门13的输出信号(有出错的可能性)的作用。状态控制部125输入D触发器10e的输出信号(电源启动条件检测功能起作用时呈高电平)。
本实施例的相位检测装置利用了第一及第二相位检测装置20a及20b都不存在于滞后区域中的事实(这样配置两个相位检测装置)。间歇工作时，第一及第二相位检测装置20a及20b中的某一方的输出信号有可能输出假信息，但至少一个输出信号是正确的。如果A相输出信号及B相输出信号双方发生变化，则至少一方的变化是正确的，因此控制部40准确地作出了转子旋转了的判断。
在图14(a)中，例如转子位于A相或B相输出信号为不定区域的地点W(或W’)时，在相位检测装置进入休眠模式的情况下，本实施例的相位检测装置在转子从地点W(或W’)向A相或B相输出信号都变化的地点Y、Z或V(或Y’、Z’或V’)动了时，能可靠地判断转子及移动子动了。
另外，在图14(b)中，转子位于成为A相及B相输出信号两者都稳定的地点W(或W’)时，在相位检测装置进入休眠模式的情况下，本实施例的相位检测装置在转子从地点W(或W’)向A相或B相输出信号都变化的地点Z或V(或Z’或V’)动了时，能可靠地判断转子及移动子动了。利用该方法，转子或移动子的停止点不管在哪里，相位检测装置都能检测转子或移动子动了。
另外，图5表示实施例1的相位检测装置的各部信号波形。在图5中，A是第一相位检测器输出的A相输出信号，B是第二相位检测器输出的B相输出信号。10a～10d、10e、12a、12b、13分别是符号相同的块的输出信号。ST及SC分别是ST信号及SC信号。用图5说明实施例1的相位检测装置的工作。
在图5中，最初，状态控制部125为常时通电模式。直到某一时刻，由于用户将度盘(转子)向某一方向旋转，所以B相输出信号相对于A相输出信号总是以π/2延迟相位变化。从某一时刻到时刻ts(规定的时间)，基于A相输出信号及B相输出信号都不变，休眠检测功能起作用，状态控制部125从常时通电模式转移到休眠模式，输出信号ST(在休眠模式中呈高电平，在常时通电模式中呈低电平。以下称ST信号)呈高电平。
第一存储部10a及第三存储部10c根据ST信号的上升沿，闩锁转移到休眠模式之前的A相输出信号及B相输出信号(都是二值)。第一存储部10a及第三存储部10c接着在ST信号的上升沿到来之前存储A相输出信号及B相输出信号，将这些信号分别输入到“异”门12a及12b。
此后，FET127根据来自状态控制部125的指令，将对两个相位检测器20a、20b的供电阻断。因此，A相输出信号及B相输出信号呈低电平。此后从间歇工作脉冲发生部126每隔规定期间将间歇工作指令送给FET127，FET127每隔规定期间将电力供给两个相位检测器。间歇工作脉冲发生部126只在休眠期间通过“与”门122间歇地输出SC信号。第二存储部10b及第四存储部10d根据SC信号的上升沿，闩锁A相输出信号及B相输出信号(都是二值)。第二存储部10b及第四存储部10d在下一个SC信号的上升沿到来之前存储A相输出信号及B相输出信号，将这些信号分别输入“异”门12a及12b。
“异”门12a的输出信号是转移到休眠模式之前的A相输出信号和各扫描时刻ts(1)～ts(n)的A相输出信号的逻辑变化判断结果。“异”门12b的输出信号是转移到休眠模式之前的B相输出信号和各扫描时刻的B相输出信号的逻辑变化判断结果。“与”门13输入“异”门12a及12b的输出信号，输出它们的逻辑积。如果A相输出信号及B相输出信号都从变化成休眠模式之前的值变化了，则“与”门13的输出信号变成高电平。
在从时刻ts至ts(1)的期间，由于呈最初的扫描信号尚未到来的状态，所以第二存储部10b及第四存储部10d闩锁的值不正确，该期间的“与”门13的输出结果不能直接使用。D触发器10e阻止输出最初的扫描信号之前的“与”门13的输出信号被输入到状态控制部125。
以下，结合图5说明时刻ts(1)以后，选出休眠期间的时刻tw之前的电源启动条件检测的过程。
在时刻ts(1)的SC信号的上升沿处A相输出信号及B相输出信号被闩锁在第二存储部10b及第四存储部10d中。第二存储部10b的数据输出从低电平反相到高电平，“异”门12a的输出呈低电平，“异”门12b的输出仍呈低电平，所以“与”门13的输出呈低电平，休眠期间继续。D触发器10e在时刻ts(1)后在最初发生的SC信号的后沿取入“与”门13的正确的输出信号，所以信号WU仍呈低电平，休眠期间继续。
在时刻ts(n)，呈相当于输入磁通密度的滞后的上限及下限的阈值内的电平的磁通被输入到第二相位检测器20b的状态。由于间歇工作，所以在第二相位检测器20b输出了作为不定输出的高电平的情况下，第四存储部10d的输出信号(Q输出信号)在SC信号的前沿反相，变成高电平状态，“异”门12b的输出虽然反相为高电平，但“异”门12a的输出维持低电平，所以“与”门13的输出信号不变，仍为低电平。信号WU仍为低电平。休眠期间继续。
在时刻ts(x)，在向休眠模式转移前的A相输出信号及B相输出信号、以及扫描时刻的A相输出信号及B相输出信号双方变化了的情况下，“异”门12a及12b的输出都呈高电平，“与”门13的输出变为高电平。状态控制部125输入“与”门13的输出信号，即D触发器10e的输出信号WU(呈高电平的激活的电源启动条件检测信号)。状态控制部125从休眠模式变为常时通电模式。状态控制部125使FET127导通，FET127将电力常时地供给两个相位检测器。
《实施例2》现用图15说明本发明的实施例2的相位检测装置。在本发明的实施例2的相位检测装置中，在图4中用微型计算机构成控制部40。除此以外，实施例2的相位控制装置与实施例1(图1)相同。图15是表示本发明的实施例2的相位检测方法的结构的流程图(由作为控制部40的微型计算机执行)。说明实施例2的相位检测方法。
最初，检查是否是间歇通电模式(休眠模式)(步骤1501)。如果是间歇通电模式，则进入步骤1502，如果不是(如果是常时通电模式)则进入步骤1510。
在步骤1502中，如果刚刚从常时通电模式变更为间歇通电模式，则输入并存储该时刻的A相输出信号及B相输出信号(步骤1503)，此后将向第一及第二相位检测器20a及20b的电力供给阻断。
其次，检查是否正在进行间歇工作(正在向第一及第二相位检测器20a及20b通电)。如果不是正在进行间歇工作，则返回步骤1501。如果正在进行间歇工作，则进入步骤1505。
在步骤1505中，输入A相输出信号。其次，检查A相输出信号是否从在步骤1503中存储的值变化了(步骤1506)。如果未变化，则返回步骤1501。如果变化了，则进入步骤1507。
在步骤1507中，输入B相输出信号。其次，检查B相输出信号是否从在步骤1503中存储的值变化了(步骤1508)。如果未变化，则返回步骤1501。如果变化了，则进入步骤1509。
如果A相及B相输出信号都变化了，则从间歇通电模式变更为常时通电模式(步骤1509)。返回步骤1501。
在步骤1510中(常时通电模式)，如果刚刚从间歇通电模式变更为常时通电模式，则使定时器值T复位为0(步骤1511)，否则，使定时器值增加1(步骤1512)。
在步骤1513中，输入并存储A相输出信号。其次，检查A相输出信号是否从此前在步骤1513中存储的值变化了(步骤1514)。如果变化了，则使定时器值T复位。
在步骤1516中，输入并存储B相输出信号。其次，检查B相输出信号是否从此前在步骤1516中存储的值变化了(步骤1517)。如果变化了，则使定时器值T复位。
其次检查定时器值T是否在规定的阈值T0以上，如果在规定的阈值以上(在规定时间内，如果A相及B相输出信号都未变化)，则从常时通电模式变更为间歇通电模式(步骤1520)。返回步骤1501。
在实施例2中，检查A相输出信号及B相输出信号双方的变化，测量了转子停止的时间。也可以代之以检查A相输出信号及B相输出信号中的任意一方的变化。
利用上述的结构，实施例2的相位检测装置能获得与实施例1同样的效果。
《实施例3》现用图16说明本发明的实施例3的相位检测装置。本发明的实施例3的相位检测装置这样构成，即在图9(现有例4)中，将第一相位检测器(电阻器41a及开关40a)及第二相位检测器(电阻器41b及开关40b)换成霍尔IC160a、160b及保持部166。除此以外，实施例3的相位控制装置与现有例4(图9)相同。图16是表示本发明的实施例3中的相位检测装置的结构框图。控制部91的结构示于图9中。现说明实施例3中的相位检测装置。
实施例3的相位检测装置有存储具有滞后特性的放大器(放大霍尔元件的检测信号，进行二值化)的供给电源阻断前的输出状态的存储部167a及167b。间歇工作时也能再现具有滞后特性的放大器的供给电源阻断前的输出状态。因此，霍尔元件的输入磁通即使呈滞后区域内的电平，也能获得具有连续性的(输出信号并非不定的)相位信号，即使在间歇工作中也能正确地检测转子是否转动了。
在图16中，霍尔IC160a有霍尔元件161a、电阻器162a、163a及164a、比较器165a(第一二值化部)。霍尔IC160b有霍尔元件161b、电阻器162b、163b及164b、比较器165b(第二二值化部)。保持部166有第五存储部(D触发器)167a、开关168a、第六存储部(D触发器)167b、开关168b。
在休眠模式中，霍尔IC160a及160b间歇地通电，保持部166及控制部91常时地通电。
霍尔元件161a及161b具有π/2的相位差，检测磁场(磁通)，输出对应于磁通的模拟信号。比较器165a有将其输出信号或D触发器167a的输出信号通过电阻器164a正反馈给非反相输入端子的结构。比较器165a将霍尔元件161a的输出信号输入给反相输入端子，进行二值化。比较器165a有用电阻器162a、163a及164a规定的滞后。比较器165b有将其输出信号或D触发器167b的输出信号通过电阻器164b正反馈给非反相输入端子的结构。比较器165b将霍尔元件161b的输出信号输入给反相输入端子，进行二值化。比较器165b有用电阻器162b、163b及164b规定的滞后。
控制部91(状态控制部60)将ST信号(在休眠模式中呈高电平，在常时通电模式中呈低电平)输入给D触发器167a及167b的时钟输入端子。D触发器167a及167b在ST信号的上升沿处(呈休眠模式时)，将比较器165a及165b的输出信号闩锁起来。开关168a及168b由ST信号进行控制，在休眠模式中连接在实线一侧，在常时通电模式中连接在虚线一侧。在常时通电模式中，比较器165a的输出信号通过电阻器164a正反馈给非反相输入端子，比较器165b的输出信号通过电阻器164b正反馈给非反相输入端子。该情况的结构及工作与以往的霍尔IC相同。
在休眠模式中，D触发器167a的输出信号通过电阻器164a正反馈给比较器165a的非反相输入端子，D触发器167b的输出信号通过电阻器164b正反馈给比较器165b的非反相输入端子。即使在休眠模式中，保持部166(包括D触发器167a及167b)也常时地通电，所以间歇工作时比较器165a及165b在休眠模式开始时的状态下工作。即，霍尔元件160a及160b输入的磁场(磁通)即使在它们的滞后区域内，即使在休眠模式开始后，也保持连续性，比较器165a及165b输出A相及B相输出信号(并非不定)。
利用上述结构，本发明的相位检测装置能准确地检测转子旋转了的情况，从休眠模式变更为常时通电模式。
在上述的实施例中，相位检测装置被组装在度盘式检测装置中。也可以代之以将本发明的相位检测装置安装在另一操作输入装置(例如操作杆)中。
在上述的实施例中，使用了霍尔IC。也可以代之以使用有滞后的任意的磁方式、光学方式等的相位检测部。
本发明的相位检测装置及相位检测方法例如作为度盘式检测装置的相位检测装置及相位检测方法是有用的。本发明的度盘式检测装置例如作为便携式电子装置的操作输入部是有用的。
虽然以优选形态在某种程度上详细地说明了发明，但该优选形态公开的内容在结构的细部中仍允许有变化，在不脱离权利要求的范围及宗旨的情况下，能实现各要素的组合或顺序的变化。
权利要求
1.一种相位检测装置，其特征在于，具有有检测对象物的相位的第一检测部、以及对上述第一检测部检测的相位设定滞后而进行二值化的第一二值化部的第一相位检测器；有在与上述第一相位检测器不同的相位中检测对象物的相位的第二检测部、以及对上述第二检测部检测的相位设定滞后而进行二值化的第二二值化部的第二相位检测器；有常时地将电力供给上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的常时通电模式、以及间歇地将电力供给上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的间歇通电模式的电力供给部；以及在上述常时通电模式中，在规定时间以上，上述第一相位检测器及/或上述第二相位检测器的检测相位不变化时，使电力供给部转移到上述间歇通电模式，在上述间歇通电模式中，存储从上述常时通电模式转移到上述间歇通电模式之前的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位的全部皆从所存储的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位变化了时，使电力供给部从上述间歇通电模式变化到上述常时通电模式的控制部。
2.如权利要求1所述的相位检测装置，其特征在于上述控制部具有输入所存储的上述第一相位检测器的检测相位和上述第一相位检测器输出的相位的第一“异”门；输入所存储的上述第二相位检测器的检测相位和上述第二相位检测器输出的相位的第二“异”门；以及输入上述第一“异”门的输出信号和上述第二“异”门的输出信号的“与”门，在上述间歇通电模式中，“与”门输出了表示上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位的全部皆变化了的情况的信号时，使电力供给部从上述间歇通电模式变化为上述常时通电模式。
3.如权利要求2所述的相位检测装置，其特征在于具有将表示是上述间歇通电模式的休眠信号作为触发输入信号，存储上述第一相位检测器输出的相位的第一存储部；在上述间歇通电模式中，将上述电力供给部间歇地供给电力时输出的扫描信号作为触发输入信号，存储上述第一相位检测器输出的相位的第二存储部；将上述休眠信号作为触发输入信号，存储上述第二相位检测器输出的相位的第三存储部；以及将上述扫描信号作为触发输入信号，存储上述第二相位检测器输出的相位的第四存储部，上述第一“异”门输入上述第一存储部的输出信号和上述第二存储部的输出信号，上述第二“异”门输入上述第三存储部的输出信号和上述第四存储部的输出信号。
4.如权利要求1所述的相位检测装置，其特征在于上述第一相位检测器及上述第二相位检测器检测磁通、磁场或它们的变化。
5.一种度盘式检测装置，其特征在于具有权利要求1至权利要求4中的任意一项所述的相位检测装置。
6.一种相位检测装置，其特征在于，具有有检测对象物的相位的第一检测部、输入上述第一检测部检测的相位，通过使第五存储部存储的信号反馈，设定滞后而进行二值化的第一二值化部、以及存储上述第一二值化部的输出信号的上述第五存储部的第一相位检测器；有在与上述第一相位检测器不同的相位中检测对象物的相位的第二检测部、输入上述第二检测部检测的相位，通过使第六存储部存储的信号反馈，设定滞后而进行二值化的第二二值化部、以及存储上述第二二值化部的输出信号的上述第六存储部的第二相位检测器；有常时地将电力供给上述第一检测部及上述第二检测部的常时通电模式、以及间歇地将电力供给上述第一相位检测部及上述第二相位检测部的间歇通电模式的电力供给部；以及在上述常时通电模式中，在规定时间以上，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位不变化时，使电力供给部转移到上述间歇通电模式，在上述间歇通电模式中，存储从上述常时通电模式转移到上述间歇通电模式之前的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位中的至少某一方从所存储的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位变化了时，使电力供给部从上述间歇通电模式变化到上述常时通电模式的控制部。
7.一种相位检测方法，其特征在于具有有常时地将电力供给第一检测器，检测对象物的相位，对检测的相位设定滞后，进行二值化的第一相位检测步骤、以及常时地将电力供给第二检测器，在与上述第一相位检测步骤不同的相位中检测对象物的相位，对检测的相位设定滞后，进行二值化的第二相位检测步骤的常时通电模式；以及间歇地将电力供给第一检测部，检测对象物的相位，对检测的相位设定滞后，进行二值化的第一相位检测步骤、以及间歇地将电力供给第二检测部，在与上述第一相位检测步骤不同的相位中检测对象物的相位，对检测的相位设定滞后，进行二值化的第二相位检测步骤的间歇通电模式，在上述常时通电模式中，在规定时间以上，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位不变化时，转移到上述间歇通电模式，在上述间歇通电模式中，存储从上述常时通电模式转移到上述间歇通电模式之前的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位，上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位的全部皆从所存储的上述第一相位检测器及上述第二相位检测器的检测相位变化了时，从上述间歇通电模式变化到上述常时通电模式。
全文摘要
本发明的课题是，提供一种正确地检测相位检测对象物动了的情况，从间歇通电模式恢复到常时通电模式的省电的相位检测装置。本发明的相位检测装置有检测对象物的相位的第一相位检测器；第二相位检测器；有常时地将电力供给第一及第二相位检测器的常时通电模式、以及间歇地将电力供给第一及第二相位检测器的间歇通电模式的电力供给部；以及在间歇通电模式中，存储从常时通电模式转移到间歇通电模式之前的第一相位检测器及第二相位检测器的检测相位，第一相位检测器及第二相位检测器的检测相位的全部皆从所存储的第一相位检测器及第二相位检测器的检测相位变化了时，使电力供给部从间歇通电模式变化到常时通电模式的控制部。
文档编号H03D13/00GK1495589SQ03158660
公开日2004年5月12日 申请日期2003年9月19日 优先权日2002年9月20日
发明者五百井俊明 申请人:松下电器产业株式会社