JP2008128760A

JP2008128760A - 回転角度検出装置

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Publication number: JP2008128760A
Application number: JP2006312642A
Authority: JP
Inventors: Hisamitsu Tanihira; 久光谷平; Tatsuo Isa; 達夫伊佐; Kiichi Kushida; 貴一櫛田; Ikuro Ueno; 郁朗上野; Hidekazu Hoshino; 英一星野; Toshiyuki Murakami; 俊幸村上; Hideaki Yakushiji; 英明薬師寺
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】回転体の回転角度の誤検出を防止した「回転検出装置」を提供する。
【解決手段】回転検出装置１００は、回転体であるモニタの回転に応じて所定の回転軸を中心に回転し、主面を放射状に等分割して第１の反射率の面と第２の反射率の面とを交互に配置した反射板１０８と、当該反射板１０８の主面に向けて交互に光を照射するとともに反射板１０８の主面で反射した光を検出するフォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６と、フォトリフレクタＡ１０４により光が照射されているタイミングで当該フォトリフレクタＡ１０４により検出された光の光量と、フォトリフレクタＢ１０６により光が照射されているタイミングで当該フォトリフレクタＢ１０６により検出された光の光量とを取得し、これらの光量に基づいて、ディスプレイの回転角度を検出するマイクロコンピュータ１０２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転体の回転角度を検出する回転検出装置に関する。

カーナビゲーション装置には、いわゆるインダッシュ式の構造を有するものがある。このインダッシュ式のナビゲーション装置では、ディスプレイは、本体から水平方向に摺動して進出し、更にモータの駆動によって所定の回転軸を中心に回転して所定の回転角度となった場合に停止する。この際、ユーザが例えばディスプレイを見やすくするために、人手によってディスプレイの回転角度を調整する場合がある。このような場合、ディスプレイが再び本体に収納される際に、当該ディスプレイが水平方向となるように回転させるためには、人手によって調整された後のディスプレイの回転角度を検出しておき、その回転角度に応じてモータの駆動量を制御する必要がある。

例えば、特許文献１では、ディスプレイ等の回転体の回転に応じて所定の回転軸を中心に回転し、主面を放射状に等分割して反射率の異なる１つの面を交互に配置した反射板と、当該反射板に向けて光を照射するとともに、当該反射板で反射した光を検出する２つのフォトセンサとを用い、これら２つのフォトセンサにより検出された光の光量に基づいて、回転体の回転方向と回転角度とを検出する。
特許第２８５６０２６号公報

上述した特許文献１に記載された技術では、２つのフォトセンサが用いられるため、一方のフォトセンサからの光が他方のフォトセンサにおいて検出され、その結果、回転体の回転方向や回転角度が誤って検出される場合がある。このような問題の対策としては、2つのフォトセンサの間に遮蔽板を配置することが考えられるが、反射板が回転することから当該反射板と遮蔽板との間に隙間を設ける必要があるため、完全な遮光は困難であり、また、コストも増加する。

本発明の目的は、上述した課題を解決するものであり、回転体の回転角度の誤検出を防止した回転検出装置を提供するものである。

本発明は、回転体の回転に応じて所定の回転軸を中心に回転し、主面を放射状に等分割して第１の反射率の面と第２の反射率の面とを交互に配置した反射部材と、前記反射部材の主面に向けて交互に光を照射する第１及び第２の照射手段と、前記第１の照射手段に対応して設けられ、前記反射部材の主面で反射した光を検出する第１の光量検出手段と、前記第２の照射手段に対応して設けられ、前記反射部材の主面で反射した光を検出する第２の光量検出手段と、前記第１の照射手段により光が照射されているタイミングで前記第１の光量検出手段により検出された光の光量と、前記第２の照射手段により光が照射されているタイミングで前記第２の光量検出手段により検出された光の光量とを取得し、これらの光量に基づいて、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段とを有することを特徴とする。

この構成によれば、回転体の回転に応じて所定の回転軸を中心に回転する主反射率の異なる面が交互に配置された反射部材に対して、第１及び第２の照射手段によって交互に光が照射され、第１の照射手段により光が照射されているタイミングでは第１の光量検出手段により検出された光の光量が取得され、第２の照射手段により光が照射されているタイミングでは第２の光量検出手段により検出された光の光量が取得され、これらの光量に基づいて、回転体の回転角度が検出される。従って、第１及び第２の照射手段の双方が同時に光を照射することはなく、更には、第１の照射手段により光が照射されているタイミングで第２の光量検出手段により検出された光の光量、及び、第２の照射手段により光が照射されているタイミングで第１の光量検出手段により検出された光の光量は回転体の回転角度の検出には用いられないため、回転角度の誤検出が防止される。

また、本発明の回転検出装置は、前記回転角度検出手段が、前記第１の照射手段により光が照射されているタイミングで前記第１の光量検出手段により検出された光の光量と、前記第２の照射手段により光が照射されているタイミングで前記第２の光量検出手段により検出された光の光量とをそれぞれ複数取得し、これらの光量の増減に基づいて、前記回転体の回転角度を検出するようにしてもよい。

この構成によれば、反射部材の回転に伴う反射光の光量の増減に基づいて、回転体の回転角度が得られる。

同様の観点から本発明の回転検出装置は、前記第１の光量検出手段により検出される光の光量が、前記反射部材の第１の反射率の面及び第２の反射率の面のいずれかから反射した光の光量であるかを判定するための第１の閾値と、前記第２の光量検出手段により検出される光の光量が、前記反射部材の第１の反射率の面及び第２の反射率の面のいずれかから反射した光の光量であるかを判定するための第２の閾値とを有しており、前記第１の光量検出手段により前記第１の閾値を跨ぐ光量の変化が検出された場合に、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量と前記第２の閾値との大小関係に基づいて前記回転体の回転方向を判定し、前記第２の光量検出手段により前記第２の閾値を跨ぐ光量の変化が検出された場合に、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量と前記第１の閾値との大小関係に基づいて前記回転体の回転方向を判定し、前記回転体の回転方向に基づいて、前記回転体の回転角度を検出するようにしてもよい。

更に、同様の観点から本発明の回転検出装置は、前記回転角度検出手段が、前記第１の光量検出手段により検出された第１の閾値を跨ぐ光量の変化が増加方向を示し、且つ、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量が第２の閾値未満である場合と、前記第１の光量検出手段により検出された第１の閾値を跨ぐ光量の変化が減少方向を示し、且つ、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量が第２の閾値以上である場合と、前記第２の光量検出手段により検出された第２の閾値を跨ぐ光量の変化が増加方向を示し、且つ、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量が第１の閾値以上である場合と、前記第２の光量検出手段により検出された第２の閾値を跨ぐ光量の変化が減少方向を示し、且つ、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量が第１の閾値未満である場合とにおいて、前記回転体の回転方向が第１の方向であると判定し、前記第１の光量検出手段により検出された第１の閾値を跨ぐ光量の変化が増加方向を示し、且つ、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量が第２の閾値以上である場合と、前記第１の光量検出手段により検出された第１の閾値を跨ぐ光量の変化が減少方向を示し、且つ、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量が第２の閾値未満である場合と、前記第２の光量検出手段により検出された第２の閾値を跨ぐ光量の変化が増加方向を示し、且つ、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量が第１の閾値未満である場合と、前記第２の光量検出手段により検出された第２の閾値を跨ぐ光量の変化が減少方向を示し、且つ、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量が第１の閾値以上である場合とにおいて、前記回転体の回転方向が前記第１の方向とは反対の第２の方向であると判定し、前記回転体の回転方向に基づいて、前記回転体の回転角度を検出するようにしてもよい。

また、本発明の回転検出装置は、前記回転角度検出手段が、カウンタを有し、前記回転体の回転方向が第１の方向である場合に前記カウンタの値を増加させ、前記回転体の回転方向が第２の方向である場合に前記カウンタの値を減少させ、前記カウンタの値に基づいて、前記回転体の回転角度を検出するようにしてもよい。

この構成によれば、カウンタの値から回転体の回転角度を簡易に求めることができる。

また、本発明の回転検出装置は、前記第１及び第２の照射手段が、前記第１の照射手段による光の照射方向が前記第１の反射率の面と第２の反射率の面との境界となる場合に、前記第２の照射手段による光の照射方向が前記第１の反射率の面又は第２の反射率の面の略中央部となる位置に配置されるようにしてもよい。

この構成によれば、第１及び第２の照射手段は、それぞれ光の照射方向が第１の反射率の面と第２の反射率の面との境界となる場合に光を照射することができ、光量の増減を的確に検出することができる。

本発明によれば、２つの照射手段の双方が同時に光を照射することはなく、回転角度の誤検出が防止される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の回転検出装置の構成を示す図である。図１に示す回転検出装置１００は、回転角度検出手段としてのマイクロコンピュータ１０２と、第１の照射手段と当該第１の照射手段に対応する第１の光量検出手段としてのフォトリフレクタＡ１０４と、第２の照射手段及び当該第２の照射手段に対応する第２の光量検出手段としてのフォトリフレクタＢ１０６と、反射部材としての反射板１０８と、モータドライバ１１０とにより構成される。

この回転検出装置１００は、車両に搭載されたインダッシュ式のナビゲーション装置における回転体であるディスプレイの回転角度（チルト角度）を検出するものである。図２は、回転検出装置１００による回転角度検出の対象であるディスプレイを備えたナビゲーション装置の側面図である。図２において、ディスプレイ２１０は、未使用時には、カーナビゲーション装置の本体２００に収容されている。一方、ディスプレイ２１０は、使用時には水平方向に摺動して本体２００から引き出され、更に、図１に示すモータドライバ１１０の制御によりモータ１２０が駆動することによって、本体２００との接続部分に設けられる回転軸２１２を中心に回転する。これにより、ディスプレイ２１０の画面の方向が調整される。また、ディスプレイ２１０の回転角度は、人手によっても調整される。

再び、図１に戻って説明する。マイクロコンピュータ１０２は、回転検出装置１００の全体、具体的には、フォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６と、モータドライバ１１０とを制御する。また、マイクロコンピュータ１０２は、カウンタ１０３を内蔵する。このカウンタ１０３は、カウント値が、図２におけるディスプレイ２１０のＸの位置からの回転角度に比例して変化するものであり、ディスプレイ２１０がＸの位置に存在する場合に初期値０が設定され、ディスプレイ２１０がＹの方向に回転すると増加し、Ｚの方向に回転すると減少する。

フォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６は、発光することによって反射板１０８に向けて光を照射し、当該反射板１０８で反射した光を受光してその光量を検出する。

反射板１０８は、円盤形状を有している。図３は、反射板１０８の主面を示す図、図４は、反射板１０８の設置状態を示す図である。図３に示すように、反射板１０８は、主面を放射状に３６度ずつ等分割した１０個の領域が形成されている。この１０個の領域には、第１の反射率の面である白色の面１１２と、第２の反射率の面である黒色の面１１４とが交互に配置される。また、図３に示すように、フォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６は、フォトリフレクタＡ１０４による光の照射方向が白色面１１２と黒色面１１４との境界となる場合に、フォトリフレクタＢ１０６による光の照射方向が黒色面１１４の略中央部となるような位置関係で配置される。

また、図４に示すように、反射板１０８は、中心部に回転軸２１２が配置され、この回転軸２１２を中心として、ディスプレイ２１０の回転に伴って回転する。また、反射板１０８の主面の反対側の面には回転軸２１２と噛み合うギア２１４が設けられている。このギア２１４によって、ディスプレイ２１０の回転角度と反射板１０８の回転角度とを比例させることができる。例えば、ディスプレイ２１０が水平方向から１０４度回転する場合には、反射板１０８は９０７．２度（２．５２回転）回転する。

次に、回転検出装置１００におけるディスプレイ２１０の回転検出の詳細について説明する。図５は、ディスプレイ２１０の回転検出の動作を示すフローチャートである。なお、図５に示す動作は、所定の時間間隔、具体的には、フォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６が、反射板１０８の回転に伴って光の照射方向に順次位置することになる白色面１１２及び黒色面のそれぞれに、少なくとも一度は光を照射することができるような時間間隔で繰り返される。

マイクロコンピュータ１０２は、前回取得した光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものであるか否かを判定する（Ｓ１０１）。具体的には、マイクロコンピュータ１０２は、内蔵するレジスタ（図示せず）に、前回取得した光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものである場合に「０」となり、前回取得した光量がフォトリフレクタＢ１０６からのものである場合に「１」となるフラグ（点灯フラグ）を保持しており、当該点灯フラグが「０」である場合には、前回取得した光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものであると判定し、点灯フラグが「１」である場合には、前回取得した光量がフォトリフレクタＢ１０６からのものであると判定する。

前回取得した光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものでない場合、換言すれば、前回取得した光量がフォトリフレクタＢ１０６からのものである場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４を点灯させる制御を行う。フォトリフレクタＡ１０４は、この制御によって点灯し、反射板１０８の主面に向けて光を照射する（Ｓ１０２）。更に、フォトリフレクタＡ１０４は、当該反射板１０８の主面で反射した光を受け、当該光の光量を検出する。そして、マイクロコンピュータ１０２は、このフォトリフレクタＡ１０４によって検出された光量（検出光量）を取得する（Ｓ１０３）。その後、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４を消灯させる制御を行う。フォトリフレクタＡ１０４は、この制御によって消灯する（Ｓ１０４）。

一方、前回取得した光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものである場合（Ｓ１０１で肯定判断の場合）、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６を点灯させる制御を行う。フォトリフレクタＢ１０６は、この制御によって点灯し、反射板１０８の主面に向けて光を照射する（Ｓ１０５）。更に、フォトリフレクタＢ１０６は、当該反射板１０８の主面で反射した光を受け、当該光の光量を検出する。そして、マイクロコンピュータ１０２は、このフォトリフレクタＢ１０６によって検出された光量（検出光量）を取得する（Ｓ１０６）。その後、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６を消灯させる制御を行う。フォトリフレクタＢ１０６は、この制御によって消灯する（Ｓ１０７）。

Ｓ１０４におけるフォトリフレクタＡ１０４の消灯後、あるいは、Ｓ１０７におけるフォトリフレクタＢ１０６の消灯後、マイクロコンピュータ１０２は、内蔵するレジスタに保持されている点灯フラグを更新する（Ｓ１０８）。具体的には、マイクロコンピュータ１０２は、Ｓ１０２においてフォトリフレクタＡ１０４を点灯させ、Ｓ１０４において消灯させた場合には、点灯フラグを、前回取得した検出光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものであることを示す「０」に設定する。これにより、次はフォトリフレクタＢ１０６を点灯させることが可能となる。また、マイクロコンピュータ１０２は、Ｓ１０５においてフォトリフレクタＢ１０６を点灯させ、Ｓ１０７において消灯させた場合には、点灯フラグを、前回取得した検出光量がフォトリフレクタＢ１０６からのものであることを示す「１」に設定する。これにより、次はフォトリフレクタＡ１０４を点灯させることが可能となる。

上述したＳ１０１乃至Ｓ１０８の動作が繰り返されることによってフォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６は、交互に点灯して反射板１０８の主面に光を照射することができ、双方が同時に光を照射することはない。

図６は、フォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６の点灯、フォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６の光の照射方向に存在する反射板１０８の状態、及び、マイクロコンピュータ１０２におけるフォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量の対応関係を示すタイミングチャートである。

図６に示すように、マイクロコンピュータ１０２の制御によって、フォトリフレクタＡ（ＦＲＡ）１０４及びフォトリフレクタＢ（ＦＲＢ）１０６は、交互に点灯して反射板１０８の主面に光を照射する。そして、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６が点灯中に、当該フォトリフレクタＡ１０４及びフォトリフレクタＢ１０６が受けた光の光量を取得する。

具体的には、フォトリフレクタＡ１０４による光の照射方向に反射率の大きい白色面１１２が存在する場合には、マイクロコンピュータ１０２が取得する検出光量は、検出光量３０３、３０４、３０７及び３０８に示すように大きくなる。一方、フォトリフレクタＡ１０４による光の照射方向に反射率の小さい黒色面１１４が存在する場合には、マイクロコンピュータ１０２が取得する検出光量は、検出光量３０１、３０２、３０５及び３０６に示すようには小さくなる。また、フォトリフレクＢ１０６による光の照射方向に反射率の大きい白色面１１２が存在する場合には、マイクロコンピュータ１０２が取得する検出光量は、検出光量３１１、３０１４、３１５及び３１８に示すように、取得光量は大きくなる。一方、フォトリフレクタＢ１０６による光の照射方向に反射率の小さい黒色面１１４が存在する場合には、マイクロコンピュータ１０２が取得する検出光量は、検出光量３１２、３１３、３１６及び３１７に示すように、取得光量は小さくなる。

再び、図５に戻って説明する。Ｓ１０８における点灯フラグの更新後、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ１２０の回転角度を検出する（Ｓ１０９）。

図７は、図５のＳ１０１において前回取得した光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものでないと判定され、Ｓ１０２におけるフォトリフレクタＡ１０４の点灯、Ｓ１０３におけるマイクロコンピュータ１０４によるフォトリフレクタＡ１０４からの検出光量の取得、Ｓ１０４におけるフォトリフレクタＡ１０４の消灯が行われた場合の回転角度検出の詳細な動作を示すフローチャートである。

マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち上がりを示しているか否かを判定する（Ｓ２０１）。具体的には、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量と、１つ前に取得した検出光量とを随時内蔵するレジスタに保持しておく。そして、マイクロコンピュータ１０２は、最新に取得した検出光量が予め内蔵するレジスタに保持された第１閾値以上であって、１つ前に取得した検出光量が第１閾値未満である場合に、検出光量が立ち上がりを示していると判定する。例えば、図６において、最新に取得した検出光量が検出光量３０３であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３０２である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち上がりを示していると判定する。

フォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち上がりを示している場合、次に、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が、予め定められて内蔵するレジスタに保持された第２閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。例えば、図６において、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が検出光量３０３であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３０２であって、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が検出光量３１２である場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が第２閾値未満であると判定する。一方、図６において、時間経過を右から左に見た場合、換言すれば、時間経過を左から右に見た場合とは反射板１０８の回転方向が反対の場合に、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が検出光量３０４であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３０５であって、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が検出光量３１４である場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が第２閾値以上であると判定する。

フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が第２閾値未満である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ２１０が第１の方向（ここでは図２のＹの方向）に回転していると判断し、内蔵するカウンタ１０３の値を１増加させる（Ｓ２０３）。一方、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が第２閾値以上である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ２１０が第１の方向とは反対の第２の方向（ここでは図２のＺの方向）に回転していると判断し、内蔵するカウンタ１０３の値を１減少させる（Ｓ２０４）。

また、Ｓ２０１においてフォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち上がりを示していないと判定した場合には、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち下がりを示しているか否かを判定する（Ｓ２０５）。具体的には、マイクロコンピュータ１０２は、レジスタに保持された最新に取得した検出光量が第１閾値未満であって、レジスタに保持された１つ前に取得した検出光量が第１閾値以上である場合に、検出光量が立ち下がりを示していると判定する。例えば、図６において、最新に取得した検出光量が検出光量３０５であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３０４である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち下がりを示していると判定する。

フォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち下がりを示している場合、次に、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が、予め定められて内蔵するレジスタに保持された第２閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。例えば、図６において、時間経過を右から左に見た場合、換言すれば、時間経過を左から右に見た場合とは反射板１０８の回転方向が反対の場合に、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が検出光量３０２であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３０３であって、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が検出光量３１２である場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が第２閾値未満であると判定する。一方、図６において、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が検出光量３０５であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３０４であって、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が検出光量３１４である場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が第２閾値以上であると判定する。

フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が第２閾値未満である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ２１０が第２の方向（ここでは図２のＺの方向）に回転していると判断し、内蔵するカウンタ１０３の値を１減少させる（Ｓ２０７）。一方、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が第２閾値以上である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ２１０が第２の方向とは反対の第１の方向（ここでは図２のＹの方向）に回転していると判断し、内蔵するカウンタ１０３の値を１増加させる（Ｓ２０８）。

Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０７及びＳ２０８におけるカウント値の増減の後、マイクロコンピュータ１０２は、当該カウント値を回転角度に換算する（Ｓ２０９）。Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０７及びＳ２０８におけるカウント値の増減によって、カウント値は、図２におけるディスプレイ２１０のＸの位置からの回転角度に比例して変化する。従って、マイクロコンピュータ１０２は、例えば、予めカウント値とディスプレイ２１０のＸの位置からの回転角度との対応関係を表すテーブルを内蔵するレジスタに保持しておくことにより、その時点でのカウント値と当該テーブルとに基づいて、ディスプレイ２１０のＸの位置からの回転角度を検出することができる。

一方、Ｓ２０１においてフォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち上がりを示していないと判定され、更に、Ｓ２０５においてフォトリフレクタＡ１０４から取得した検出光量が立ち下がりを示していないと判定された場合には、回転角度の検出は行われず、一連の動作が終了する。

図８は、図５のＳ１０１において前回取得した光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものであると判定され、Ｓ１０５におけるフォトリフレクタＢ１０６の点灯、Ｓ１０６におけるマイクロコンピュータ１０４によるフォトリフレクタＢ１０６からの検出光量の取得、Ｓ１０７におけるフォトリフレクタＢ１０６の消灯が行われた場合の回転角度検出の詳細な動作を示すフローチャートである。

マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち上がりを示しているか否かを判定する（Ｓ２１１）。具体的には、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量と、１つ前に取得した検出光量とを随時レジスタに保持しておく。そして、マイクロコンピュータ１０２は、最新に取得した検出光量が第２閾値以上であって、１つ前に取得した検出光量が第２閾値未満である場合に、検出光量が立ち上がりを示していると判定する。例えば、図６において、最新に取得した検出光量が検出光量３１４であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３１３である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち上がりを示していると判定する。

フォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち上がりを示している場合、次に、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が、第１閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。例えば、図６において、時間経過を右から左に見た場合、換言すれば、時間経過を左から右に見た場合とは反射板１０８の回転方向が反対の場合に、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が検出光量３１５であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３１６であって、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が検出光量３０６である場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が第１閾値未満であると判定する。一方、図６において、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が検出光量３１４であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３１３であって、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が検出光量３０４である場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が第１閾値未満であると判定する。

フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が第１閾値未満である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ２１０が第２の方向（ここでは図２のＺの方向）に回転していると判断し、内蔵するカウンタ１０３の値を１減少させる（Ｓ２１３）。一方、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が第１閾値以上である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ２１０が第２の方向とは反対の第１の方向（ここでは図２のＹの方向）に回転していると判断し、内蔵するカウンタ１０３の値を１増加させる（Ｓ２１４）。

また、Ｓ２０１においてフォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち上がりを示していないと判定した場合には、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち下がりを示しているか否かを判定する（Ｓ２１５）。具体的には、マイクロコンピュータ１０２は、レジスタに保持された最新に取得した検出光量が第２閾値未満であって、レジスタに保持された１つ前に取得した検出光量が第２閾値以上である場合に、検出光量が立ち下がりを示していると判定する。例えば、図６において、最新に取得した検出光量が検出光量３１２であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３１１である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち下がりを示していると判定する。

フォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち下がりを示している場合、次に、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が、第１閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２１６）。例えば、図６において、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が検出光量３１２であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３１１であって、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が検出光量３０２である場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が第１閾値未満であると判定する。一方、図６において、時間経過を右から左に見た場合、換言すれば、時間経過を左から右に見た場合とは反射板１０８の回転方向が反対の場合に、フォトリフレクタＢ１０６から最新に取得した検出光量が検出光量３１３であり、１つ前に取得した検出光量が検出光量３１４であって、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が検出光量３０３である場合、マイクロコンピュータ１０２は、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が第１閾値以上であると判定する。

フォトリフレクタＡ１０６から最新に取得した検出光量が第１閾値未満である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ２１０が第１の方向（ここでは図２のＹの方向）に回転していると判断し、内蔵するカウンタ１０３の値を１増加させる（Ｓ２１７）。一方、フォトリフレクタＡ１０４から最新に取得した検出光量が第１閾値以上である場合には、マイクロコンピュータ１０２は、ディスプレイ２１０が第１の方向とは反対の第２の方向（ここでは図２のＺの方向）に回転していると判断し、内蔵するカウンタ１０３の値を１減少させる（Ｓ２１８）。

Ｓ２１３、Ｓ２１４、Ｓ２１７及びＳ２１８におけるカウント値の増減の後、マイクロコンピュータ１０２は、Ｓ２０９と同様の手順で、当該カウント値を回転角度に換算する（Ｓ２１９）。

一方、Ｓ２１１においてフォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち上がりを示していないと判定され、更に、Ｓ２１５においてフォトリフレクタＢ１０６から取得した検出光量が立ち下がりを示していないと判定された場合には、回転角度の検出は行われず、一連の動作が終了する。

再び、図５に戻って説明する。Ｓ１０９において回転角度が検出された後は、再び、前回取得した光量がフォトリフレクタＡ１０４からのものであるか否かの判定（Ｓ１０１）以降の動作が繰り返される。

このように本実施形態の回転検出装置１００では、フォトリフレクタＡ１０４とフォトリフレクタＢ１０６とが、回転体であるディスプレイ２１０の回転に応じて回転軸２１２を中心に回転する白色面と黒色面とが交互に配置された反射板１０８に対して、交互に光を照射し、マイクロコンピュータ１０２が、フォトリフレクタＡ１０４が光を照射するタイミングで当該フォトリフレクタＡ１０４が検出する反射板１０８で反射した光の光量と、フォトリフレクタＢ１０６が光を照射するタイミングで当該フォトリフレクタＢ１０６が検出する反射板１０８で反射した光の光量とに基づいて、ディスプレイ２１０の回転角度を検出する。従って、フォトリフレクタＡ１０４とフォトリフレクタＢ１０６とが、同時に光を照射することはなく、更には、フォトリフレクタＡ１０４が光を照射するタイミングでフォトリフレクタＢ１０６が反射板１０８で反射した光の光量を検出することはなく、フォトリフレクタＢ１０６が光を照射するタイミングでフォトリフレクタＡ１０４が反射板１０８で反射した光の光量を検出することはないため、これらの光量はディスプレイ２１０の回転角度の検出には用いられず、回転角度の誤検出が防止される。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、光の照射手段と、検出手段とが一体となったフォトリフレクタＡ１０４とフォトリフレクタＢ１０６とを用いたが、光の照射手段と、検出手段とは別体であってもよい。

以上、説明したように、本発明に係る回転検出装置は、回転体の回転角度の誤検出が防止され、回転検出装置として有用である。

回転検出装置の構成を示す図である。ディスプレイを備えたナビゲーション装置の側面図である。反射板の主面を示す図である。反射板の設置状態を示す図である。ディスプレイの回転検出の動作を示すフローチャートである。フォトリフレクタの点灯、フォトリフレクタの光の照射方向に存在する反射板の状態、及び、マイクロコンピュータにおけるフォトリフレクタから取得した検出光量の対応関係を示すタイミングチャートである。回転角度検出の詳細な動作を示す第１のフローチャートである。回転角度検出の詳細な動作を示す第２のフローチャートである。

符号の説明

１００回転検出装置
１０２マイクロコンピュータ
１０３カウンタ
１０４フォトリフレクタＡ
１０６フォトリフレクタＢ
１０８反射板
１１０モータドライバ
１１２白色板
１１４黒色板
１２０モータ
２００本体
２１０ディスプレイ
２１２回転軸
２１４ギア

Claims

回転体の回転に応じて所定の回転軸を中心に回転し、主面を放射状に等分割して第１の反射率の面と第２の反射率の面とを交互に配置した反射部材と、
前記反射部材の主面に向けて交互に光を照射する第１及び第２の照射手段と、
前記第１の照射手段に対応して設けられ、前記反射部材の主面で反射した光を検出する第１の光量検出手段と、
前記第２の照射手段に対応して設けられ、前記反射部材の主面で反射した光を検出する第２の光量検出手段と、
前記第１の照射手段により光が照射されているタイミングで前記第１の光量検出手段により検出された光の光量と、前記第２の照射手段により光が照射されているタイミングで前記第２の光量検出手段により検出された光の光量とを取得し、これらの光量に基づいて、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段とを有することを特徴とする回転検出装置。
前記回転角度検出手段は、前記第１の照射手段により光が照射されているタイミングで前記第１の光量検出手段により検出された光の光量と、前記第２の照射手段により光が照射されているタイミングで前記第２の光量検出手段により検出された光の光量とをそれぞれ複数取得し、これらの光量の増減に基づいて、前記回転体の回転角度を検出することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
前記回転角度検出手段は、
前記第１の光量検出手段により検出される光の光量が、前記反射部材の第１の反射率の面及び第２の反射率の面のいずれかから反射した光の光量であるかを判定するための第１の閾値と、前記第２の光量検出手段により検出される光の光量が、前記反射部材の第１の反射率の面及び第２の反射率の面のいずれかから反射した光の光量であるかを判定するための第２の閾値とを有しており、
前記第１の光量検出手段により前記第１の閾値を跨ぐ光量の変化が検出された場合に、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量と前記第２の閾値との大小関係に基づいて前記回転体の回転方向を判定し、
前記第２の光量検出手段により前記第２の閾値を跨ぐ光量の変化が検出された場合に、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量と前記第１の閾値との大小関係に基づいて前記回転体の回転方向を判定し、
前記回転体の回転方向に基づいて、前記回転体の回転角度を検出することを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置。
前記回転角度検出手段は、
前記第１の光量検出手段により検出された第１の閾値を跨ぐ光量の変化が増加方向を示し、且つ、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量が第２の閾値未満である場合と、
前記第１の光量検出手段により検出された第１の閾値を跨ぐ光量の変化が減少方向を示し、且つ、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量が第２の閾値以上である場合と、
前記第２の光量検出手段により検出された第２の閾値を跨ぐ光量の変化が増加方向を示し、且つ、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量が第１の閾値以上である場合と、
前記第２の光量検出手段により検出された第２の閾値を跨ぐ光量の変化が減少方向を示し、且つ、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量が第１の閾値未満である場合とにおいて、前記回転体の回転方向が第１の方向であると判定し、
前記第１の光量検出手段により検出された第１の閾値を跨ぐ光量の変化が増加方向を示し、且つ、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量が第２の閾値以上である場合と、
前記第１の光量検出手段により検出された第１の閾値を跨ぐ光量の変化が減少方向を示し、且つ、前記第２の光量検出手段により直前に検出された光量が第２の閾値未満である場合と、
前記第２の光量検出手段により検出された第２の閾値を跨ぐ光量の変化が増加方向を示し、且つ、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量が第１の閾値未満である場合と、
前記第２の光量検出手段により検出された第２の閾値を跨ぐ光量の変化が減少方向を示し、且つ、前記第１の光量検出手段により直前に検出された光量が第１の閾値以上である場合とにおいて、前記回転体の回転方向が前記第１の方向とは反対の第２の方向であると判定し、
前記回転体の回転方向に基づいて、前記回転体の回転角度を検出することを特徴とする請求項３に記載の回転検出装置。
前記回転角度検出手段は、カウンタを有し、前記回転体の回転方向が第１の方向である場合に前記カウンタの値を増加させ、前記回転体の回転方向が第２の方向である場合に前記カウンタの値を減少させ、前記カウンタの値に基づいて、前記回転体の回転角度を検出することを特徴とする請求項４に記載の回転検出装置。
前記第１及び第２の照射手段は、前記第１の照射手段による光の照射方向が前記第１の反射率の面と第２の反射率の面との境界となる場合に、前記第２の照射手段による光の照射方向が前記第１の反射率の面又は第２の反射率の面の略中央部となる位置に配置されることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の回転検出装置。