(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と共に回転する回転板を設け、この回転板にその軸線を中心として径の異なる円周に沿って外側スリット及び内側スリットを設け、前記各スリットに対応する位置に、前記各スリットの有無を検出して交番２進符号を出力する外側検出手段及び内側検出手段を設け、前記各検出手段により得られる交番２進符号のパターンデータと回転角度データとの対応関係を記憶する記憶手段を設け、この記憶手段に記憶されているパターンデータと検出される交番２進符号とが一致するか否かを判定する判定手段を設け、この判定手段によりパターンデータと交番２進符号とが一致すると判定された場合に、パターンデータに対応する回転角度データを選択する選択手段を設けるとともに、前記判定手段によりパターンデータと交番２進符号とが一致しないと判定された場合に、前記各検出手段により得られる交番２進符号に基づいて、回転体の回転角度を演算する演算手段を設けた回転角度検出装置。
【請求項２】
前記演算手段は、外側検出手段により得られる外側交番２進符号と、内側検出手段により得られる内側交番２進符号とから別々に回転体の回転角度を演算するものである請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記各検出手段により得られる交番２進符号に１ビット分の読み取り誤差があることを想定し、この想定される仮の交番２進符号により回転体の回転角度を演算するものである請求項１又は２に記載の回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両におけるステアリングの回転角度を検出する回転角度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の回転角度検出装置としては、ステアリングシャフトに回転板が設けられ、回転板には複数のスリットが同一円周上に透設されている。回転板の両側には発光素子と受光素子が回転板を挟んで対向するようにそれぞれ複数個設けられている。そして、発光素子からの光を受光素子が受光すると、Ｈレベルの信号が出力される。又、発光素子からの光が遮断されて受光素子に到達しないと、Ｌレベルの信号が出力される。このように、各素子によって得られるＨレベルの信号と、Ｌレベルの信号との組み合わせにより、１つの交番２進符号が得られる。
【０００３】
又、回転角度検出装置のメモリには、検出される回転角度に応じて前記交番２進符号のパターンデータが予め記憶されている。そして、前記各発光素子と各受光素子とより１つの交番２進符号が検出されると、その交番２進符号と一致するデータが、メモリに記憶されている交番２進符号のパターンデータの中から検索される。この結果、検出された交番２進符号と一致するパターンデータよりステアリングの回転角度が割り出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の回転角度検出装置においては、交番２進符号のパターンデータ全てをメモリに記憶していたため、記憶容量の大きいメモリを用いる必要があった。従って、回転角度検出装置の製造コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、記憶容量を極力少なくして回転角度を検出することが可能な回転角度検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、回転体と共に回転する回転板を設け、この回転板にその軸線を中心として径の異なる円周に沿って外側スリット及び内側スリットを設け、前記各スリットに対応する位置に、前記各スリットの有無を検出して交番２進符号を出力する外側検出手段及び内側検出手段を設け、前記各検出手段により得られる交番２進符号のパターンデータと回転角度データとの対応関係を記憶する記憶手段を設け、この記憶手段に記憶されているパターンデータと検出される交番２進符号とが一致するか否かを判定する判定手段を設け、この判定手段によりパターンデータと交番２進符号とが一致すると判定された場合に、パターンデータに対応する回転角度データを選択する選択手段を設けるとともに、前記判定手段によりパターンデータと交番２進符号とが一致しないと判定された場合に、前記各検出手段により得られる交番２進符号に基づいて、回転体の回転角度を演算する演算手段を設けたことをその要旨としている。
【０００７】
この構成によれば、外側及び内側検出手段によりスリットの有無が検出され、この有無に基づいて、各検出手段ごとに交番２進符号がそれぞれ出力される。すると、判定手段によりこの交番２進符号と記憶手段に記憶されているパターンデータとが一致するか否かが判定される。そして、パターンデータと交番２進符号とが一致していると判定された場合には、選択手段によりパターンデータに対応する回転角度データが選択される。これにより、その回転角度データが回転体の回転角度であると断定される。一方、パターンデータと交番２進符号とが一致していないと判定された場合には、各検出手段により得られる交番２進符号に基づいて、演算手段が回転体の回転角度を演算する。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の回転角度検出装置において、前記演算手段は、外側検出手段により得られる外側交番２進符号と、内側検出手段により得られる内側交番２進符号とから別々に回転体の回転角度を演算するものであることを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、各検出手段により検出される外側及び内側交番２進符号に基づいて、回転体の回転角度が演算される。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の回転角度検出装置において、前記演算手段は、前記各検出手段により得られる交番２進符号に１ビット分の読み取り誤差があることを想定し、この想定される仮の交番２進符号により回転体の回転角度を演算するものであることを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、各検出手段により得られる交番２進符号に対し、１ビット分の読み取り誤差を積極的に想定する。そして、この想定される仮の交番２進符号により回転体の回転角度が演算される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両におけるステアリングの回転角度を検出する回転角度検出装置に具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
図１、図２に示すように、回転体としてのステアリングシャフト１１には回転板１２が挿嵌固着されている。そして、この回転板１２はステアリングシャフト１１の回転とともにその軸線Ｌを中心にして回転するようになっている。
【００１３】
回転板１２には前記軸線Ｌを中心に半径Ｒ１の円周上（以下、第１のトラックＴ１）には複数個の外側形状領域Ａ１〜Ａ５が設定されている。この外側形状領域Ａ１〜Ａ５の範囲は、第１のトラックＴ１を５等分する７２゜（３６０゜／５）となっている。各外側形状領域Ａ１〜Ａ５には、それぞれ複数の外側スリット１３が第１のトラックＴ１に沿って６つ透設されている。各外側形状領域Ａ１〜Ａ５における外側スリット１３の大きさ、及び外側スリット１３の間隔は、いずれも同一となっている。
【００１４】
又、回転板１２には前記軸線Ｌを中心に半径Ｒ２（＜半径Ｒ１）の円周上（以下、第２のトラックＴ２）には、複数個の内側形状領域Ｂ１〜Ｂ１４が設定されている。この内側形状領域Ｂ１〜Ａ１４の範囲は、第２のトラックＴ２を１４等分する約２５．７１４゜（３６０゜／１４）となっている。各内側形状領域Ｂ１〜Ａ１４には、複数の内側スリット１４が第２のトラックＴ２に沿って６つ透設されている。各内側形状領域Ｂ１〜Ｂ１４において、内側スリット１４の大きさ、及び内側スリット１４の間隔は、いずれも同一となっている。
【００１５】
図１、図３に示すように、回転板１２の両側には、発光部本体１８と、受光部本体１９とが同回転板１２を挟んで相対向するように配置されている。発光部本体１８には発光ダイオードよりなる第１〜第７の外側発光素子２０ａ〜２０ｇと、第１〜第５の内側発光素子２１ａ〜２１ｅが設けられている。又、受光部本体１９にはホトダイオードよりなる第１〜第７の外側受光素子２２ａ〜２２ｇと、第１〜第５の内側受光素子２３ａ〜２３ｅが設けられている。
【００１６】
そして、各外側発光素子２０ａ〜２０ｇと、各外側受光素子２２ａ〜２２ｇとは互いに対向配置されている。又、各内側発光素子２１ａ〜２１ｅと、内側受光素子２３ａ〜２３ｅとは互いに対向配置されている。又、外側発光素子２０ａ〜２０ｇ、内側発光素子２１ａ〜２１ｅ、外側受光素子２２ａ〜２２ｇ、内側受光素子２３ａ〜２３ｅはそれぞれ回転板１２の一部に集中配置されている。
【００１７】
なお、この実施形態において、外側発光素子２０ａ〜２０ｇと外側受光素子２２ａ〜２２ｇとから外側検出手段が構成されている。又、内側発光素子２１ａ〜２１ｅと、内側受光素子２３ａ〜２３ｅとから内側検出手段が構成されている。
【００１８】
各外側発光素子２０ａ〜２０ｇ及び各外側受光素子２２ａ〜２２ｅは、第１のトラックＴ１の一部に沿ってそれぞれ等間隔で配置されている。即ち、図３に示すように、各外側発光素子２０ａ〜２０ｇ及び各外側受光素子２２ａ〜２２ｇは、約１０．２９゜（図３に示すθ１）間隔で配置されている。この間隔は各外側領域形状Ａ１〜Ａ５の範囲である７２゜を７等分する値（７２／７）である。
【００１９】
各内側発光素子２１ａ〜２１ｅ及び各内側受光素子２３ａ〜２３ｅは、第２のトラックＴ２の一部に沿ってそれぞれ等間隔で配置されている。即ち、図３に示すように、各内側発光素子２１ａ〜２１ｅ及び各内側受光素子２３ａ〜２３ｅは、約５．１４゜（図３に示すθ２）間隔で配置されている。この間隔は、各内側領域形状Ｂ１〜Ｂ１４の範囲である２５．７１４゜を５等分する値（２５．７１４゜／５）である。従って、前記各外側発光素子２０ａ〜２０ｇ及び外側受光素子２２ａ〜２２ｇの配置間隔である１０．２９゜の１／２が、各内側受光素子２３ａ〜２３ｅの配置間隔である５．１４゜となっている。
【００２０】
次に、前記のように構成された回転角度検出装置の電気的な回路構成について説明する。図４に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）３０は、回転角度検出装置の各部の動作を制御する。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３１は、回転角度検出装置の動作に必要な各種の制御プログラムを記憶している。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３２は、制御プログラムの実行に伴って得られたデータなどを一時的に記憶する。なお、この実施形態において、ＣＰＵ３０により判定手段、選択手段、演算手段が構成されている。又、ＲＯＭ３１により記憶手段が構成されている。
【００２１】
ＣＰＵ３０には前記第１〜第７の外側発光素子２０ａ〜２０ｇ、第１〜第５の内側発光素子２１ａ〜２１ｅ、第１〜第７の外側受光素子２２ａ〜２２ｇ、第１〜第５の内側受光素子２３ａ〜２３ｅがそれぞれ接続されている。
【００２２】
そして、各外側発光素子２０ａ〜２０ｇからの光を、回転板１２の外側スリット１３を介して、各外側受光素子２２ａ〜２２ｇが受光すると、Ｈレベルの信号がＣＰＵ３０に出力されるようになっている。又、外側発光素子２０ａ〜２０ｇからの光が遮断されて各外側受光素子２２ａ〜２２ｄに到達しないと、Ｌレベルの信号がＣＰＵ３０に出力される。このように、外側の各素子２０ａ〜２０ｇ，２２ａ〜２２ｇにおいては、Ｈレベルの信号と、Ｌレベルの信号との組み合わせにより、７ビットの外側交番２進符号（図５参照）３５が得られる。ここで、交番２進符号とは、ある交番２進符号から隣接する交番２進符号に変化するときに１ビットだけ変化する符号体系をいう。図５に示す外側交番２進符号３５の例では、右から４番目の符号がＬレベルからＨレベルに変化している。
【００２３】
又、各内側発光素子２１ａ〜２１ｅからの光を、回転板１２の内側スリット１４を介して、各内側受光素子２３ａ〜２３ｅが受光すると、Ｈレベルの信号がＣＰＵ３０に出力されるようになっている。又、内側発光素子２１ａ〜２１ｅからの光が遮断されて各内側受光素子２３ａ〜２３ｅに到達しないと、Ｌレベルの信号がＣＰＵ３０に出力される。このように、内側の各素子２１ａ〜２１ｅ，２３ａ〜２３ｅにおいては、Ｈレベルの信号と、Ｌレベルの信号との組み合わせにより、５ビットの内側交番２進符号（図５参照）３６が得られる。図５に示す内側交番２進符号３６の例では、右から３番目の符号がＨレベルからＬレベルに変化している。
【００２４】
従って、７ビットよりなる外側交番２進符号３５と、５ビットよりなる内側交番２進符号３６とにより、全体で１２ビットの交番２進符号を得ることができるようになっている。但し、上述したように、ある交番２進符号から隣接する交番２進符号に変化するとき、外側交番２進符号３５及び内側交番２進符号３６においてそれぞれ別々に１ビットずつ符号が変化する。従って、図５に示すように、１２ビットの交番２進符号全体として２ビットの符号が変化するようになっている。
【００２５】
図６に示すように、前記ＲＯＭ３１には前記外側交番２進符号３５及び内側交番２進符号３６と、ステアリングシャフト１１の回転角度データとの対応関係を示すテーブル３７が記憶されている。そして、テーブル３７は、外側交番２進符号３５のパターンデータを有しており、その数は各外側形状領域Ａ１〜Ａ５のうち１領域分に相当する８４パターンとなっている。又、テーブル３７は、内側交番２進符号３６のパターンデータを有しており、その数は各内側形状領域Ｂ１〜Ｂ１４のうち１領域分に相当する３０パターンとなっている。
【００２６】
例えば、図６のＮｏ１０に示されているように、外側交番２進符号３５のパターンデータが「１００１００１」で、且つ内側交番２進符号３６のパターンデータが「１１１１０」であれば、回転角度データは８．５７゜となっている。又、回転角度データは０．８６゜間隔となっている。つまり、この実施形態において、回転角度検出装置の分解能は０．８６゜となっている。
【００２７】
次に、上記のように構成された回転角度検出装置の動作について説明する。以下に示す動作は、ＲＯＭ３１に記憶された制御プログラムに基づいて、ＣＰＵ３０の制御のもとで実行される。
【００２８】
（交番２進符号がテーブルにある場合）
車両のイグニッションキーが操作されると、回転角度検出装置に電源が供給される。すると、各発光素子２０ａ〜２０ｇ，２１ａ〜２１ｅから光が、各受光素子２２ａ〜２２ｇ，２３ａ〜２３ｅに向けて照射される。これにより、Ｈレベルの信号及びＬレベルの信号が検出される。そして、それらの信号の組み合わせにより、外側交番２進符号３５と内側交番２進符号３６とが検出される。検出された外側交番２進符号３５と内側交番２進符号３６とが、テーブル３７に記憶されているパターンデータであるか否かが判断される。
【００２９】
例えば、外側交番２進符号３５が「１００１００１」、内側交番２進符号３６が「１１０１０」を検出したとする。図６のＮｏ１０に示すように、各交番２進符号３５，３６を組み合わせた１２ビットの交番２進符号（１００１００１１１０１０）と、テーブル３７のパターンデータとが一致するか否かが判定される。この場合には、各交番２進符号３５，３６とパターンデータとが一致する。このため、Ｎｏ１０のパターンデータに対応する回転角度データが選択される。よって、選択された回転角度データがステアリングシャフト１１の回転角度であると断定される。つまり、ステアリングの回転角度は８．５７゜と判断される。
【００３０】
（２進符号がテーブルにない場合）
例えば、外側交番２進符号３５が「００００００１」、内側交番２進符号３６が「００１１１」を検出したとする。この場合には、各交番２進符号３５，３６を組み合わせた１２ビットの交番２進符号（００００００１００１１１）と、テーブル３７のパターンデータとが一致するか否かが判定される。この場合には、各交番２進符号３５，３６とパターンデータとが一致しない。そのため、外側交番２進符号３５と内側交番２進符号３６とからそれぞれ別々にステアリングシャフト１１の回転角度が演算される。
【００３１】
即ち、「００００００１」である外側交番２進符号３５については、図６のＮｏ２４に示すように回転角度データが２０．５７゜となっている。各外側形状領域Ａ１〜Ａ５における外側スリット１３の形状、配置間隔は同じであることから、外側交番２進符号３５は各領域Ａ１〜Ａ５のうちいずれかの位置であることがいえる。従って、図７（ａ）に示すように、外側交番２進符号３５から導き出せる回転角度は、２０．５７゜＋７２．００゜ｉ（ｉ＝０，１…４）となる。
【００３２】
又、図７（ａ）に示すように、外側交番２進符号３５に１ビット分の読み取り誤差があることを考慮する。この読み取り誤差を考慮するのは、各外側受光素子２２ａ〜２２ｇ及び内側受光素子２３ａ〜２３ｅにホトトランジスタを使用しているが、ホトトランジスタの受光精度上、読み取りに誤差があると考えられるためである。従って、読み取り誤差が予想される仮の交番２進符号として、「１０００００１」、「０１０００００１」、「００１０００１」、「０００１００１」、「００００１０１」、「０００００１１」、「０００００００」が算出される。
【００３３】
そして、予想される仮の交番２進符号において、テーブル３７に記憶されいるパターンデータを選択する。つまり、この場合には図６に示すＮｏ１１の「１０００００１」、Ｎｏ２５の「０１０００００１」、Ｎｏ４９の「００００１０１」、Ｎｏ２３の「０００００１１」を選択する。従って、予想した仮の交番２進符号が、「１０００００１」の場合に導き出せる回転角度は９．４３゜＋７２．００゜ｉ、「０１０００００１」の場合には２１．４３゜＋７２．００゜ｉとなる。又、仮の交番２進符号が「００００１０１」の場合に導き出せる回転角度は、４２．００゜＋７２．００゜ｉ、「０００００１１」の場合には１９．７１゜＋７２．００゜ｉとなる。
【００３４】
一方、「００１１１」である内側交番２進符号３６については、図６のＮｏ０に示すように回転角度データが０．００゜となっている。各内側形状領域Ｂ１〜Ｂ１４における内側スリット１４の形状、配置間隔は同じであることから、内側交番２進符号３６は各領域Ｂ１〜Ｂ１４のうちいずれかの位置であることがいえる。従って、図７（ｂ）に示すように、内側交番２進符号３６から導き出せる回転角度は、０．００゜＋２５．７１４゜ｊ（ｊ＝０，１…１３）となる。
【００３５】
又、図７（ｂ）に示すように、内側交番２進符号３６に１ビット分の読み取り誤差があることを考慮する。この場合には、読み取り誤差が予想される仮の交番２進符号として、「１０１１１」、「０１１１１」、「０００１１」、「００１０１」、「００１１０」が算出される。
【００３６】
そして、予想される仮の交番２進符号において、テーブル３７に記憶されているパターンデータを選択する。この場合には、図６に示すＮｏ２９の「１０１１１」、Ｎｏ５の「０１１１１」、Ｎｏ１の「０００１１」、Ｎｏ１５の「００１０１」、Ｎｏ７の「００１１０」を選択する。従って、予想した仮の交番２進符号が、「１０１１１」の場合に導き出せる回転角度は、２４．８６゜＋２５．７１４゜ｊ、「０１１１１」の場合には４．２９゜＋２５．７１４゜ｊとなる。又、仮の交番２進符号が「０００１１」の場合に導き出せる回転角度は０．８６゜＋２５．７１４゜ｊ、「００１０１」の場合には１２．８６゜＋２５．７１４゜ｊ、「００１１０」の場合には６．００゜＋２５．７１４゜ｊとなる。
【００３７】
ここで、回転角度検出装置の分解能は０．８６゜である。そのため、図７（ａ）に示すように、外側交番２進符号３５から予想される仮の交番２進符号の回転角度のうち、前記１９．７１゜＋７２．００゜ｉ、２０．５７゜＋７２．００゜ｉ、２１．４３゜＋７２．００゜ｉはそれぞれ隣接値となる。これら３つの回転角度のうち、中間値になるのは、２０．５７゜＋７２．００゜ｉである。
【００３８】
又、図７（ｂ）に示すように、内側交番２進符号３６から予想される仮の交番２進符号の回転角度のうち０．００゜＋２５．７１４゜ｊ、０．８６゜＋２５．７１４゜ｊ、２４．８６゜＋２５．７１４゜ｊはそれぞれ隣接値となる。これら３つの回転角度のうち、中間値になるのは、０．００゜＋２５．７１４゜ｊである。
【００３９】
従って、交番２進符号の特徴から、ステアリングシャフト１１の回転角度は、前記中間値となることから、外側交番２進符号３５における回転角度は２０．５７゜＋７２．００゜ｉとなる。又、内側交番２進符号３６における回転角度は０．００゜＋２５．７１４゜ｊとなる。そして、回転角度２０．５７゜＋７２．００゜ｉに「ｉ＝０，１…４」が代入されて演算される。それとともに、０．００゜＋２５．７１４゜ｊに「ｊ＝０，１…１３」が代入されて演算される。すると、ｉ＝４及びｊ＝１２のときにいずれも３０８．５７゜となり一致する。この結果、テーブル３７にない外側交番２進符号３５が「００００００１」、内側交番２進符号３６が「００１１１」である場合の回転角度は３０８．５７゜であると断定される。
【００４０】
（２進符号がテーブルになく、回転角度が分解能以下である場合）
例えば、外側交番２進符号３５が「００００００１」、内側交番２進符号３６が「１０１１１」を検出したとする。この場合には、各交番２進符号３５，３６を組み合わせた１２ビットの交番２進符号（００００００１１０１１１）と、テーブル３７のパターンデータとが一致するか否かが判定される。この場合には、各交番２進符号３５，３６とパターンデータとが一致しない。そのため、外側交番２進符号３５と内側交番２進符号３６とが個別に演算される。
【００４１】
即ち、「００００００１」である外側交番２進符号３５の予想される回転角度については、図８（ａ）に示すようになる。これは既に前述した図７（ａ）に示す場合と同じであるため、詳しい説明は省略する。よって、外側交番２進符号３５における回転角度は２０．５７゜＋７２．００゜ｉであると演算される。
【００４２】
一方、「１０１１１」である内側交番２進符号３６については、図６のＮｏ２９に示すように回転角度データが２４．８６゜となっている。従って、図８（ｂ）に示すように、内側交番２進符号３６から導き出せる回転角度は、２４．８６゜＋２５．７１４゜ｊ（ｊ＝０，１…１３）となる。
【００４３】
又、図８（ｂ）に示すように、内側交番２進符号３６に１ビット分の読み取り誤差があることを考慮する。この場合には、読み取り誤差が予想される仮の交番２進符号として、「００１１１」、「１１１１１」、「１００１１」、「１０１０１」、「１０１１０」が算出される。
【００４４】
そして、予想される仮の交番２進符号において、テーブル３７に記憶されていないものを選択する。この場合には、図６に示すＮｏ０の「００１１１」、Ｎｏ２４の「１００１１」、Ｎｏ１６の「１０１０１」、Ｎｏ２８の「１０１１０」を選択する。従って、予想される仮の交番２進符号が、「００１１１」の場合に導き出せる回転角度は、０．００゜＋２５．７１４゜ｊ、「１００１１」の場合に導き出せる回転角度は、２０．５７゜＋２５．７１４゜ｊとなる。又、予想符号が、「１０１０１」の場合に導き出せる回転角度は、１３．７１゜＋２５．７１４゜ｊ、「１０１１０」の場合に導き出せる回転角度は、２４．００゜＋２５．７１４゜ｊとなる。
【００４５】
ここで、回転角度検出装置の分解能は０．８６゜である。そのため、図８（ｂ）に示すように、内側交番２進符号３６から予想される２進符号の回転角度のうち、２４．００゜＋２５．７１４゜ｊ、２４．８６゜＋２５．７１４゜ｊ、０．００゜＋２５．７１４゜ｊはそれぞれ隣接値となる。これら３つの回転角度のうち、中間値になるのは、２４．８６゜＋２５．７１４゜ｊである。従って、上述したように、その中間値がステアリングシャフト１１の回転角度となるため、内側交番２進符号３６における回転角度は２４．８６゜＋２５．７１４゜ｊとなる。
【００４６】
２４．８６゜＋２５．７１４゜ｊに「ｊ＝０，１…１３」が代入されて、演算される。即ち、前記の計算式から導き出される回転角度は、ｊ＝０から順番に列挙すると、２４．８６゜、７６．２９゜、１０２．００゜、１２７．７１゜、１５３．４３゜、１７９．１４゜、２０４．８６゜、２３０．５７゜、２５６．２９゜、２８２．００゜、３０７．７１゜、３３３．４３゜、３５９．１４゜となる。
【００４７】
これに対して、上述したように外側交番２進符号３５における回転角度は２０．５７゜＋７２．００゜ｉであるため、その式に「ｉ＝０，１…４」が代入されて、演算される。即ち、前記の計算式から導き出される回転角度は、ｉ＝０から順番に列挙すると、２０．５７゜、９２．５７゜、２３６．５７゜、３０８．５７゜となる。
【００４８】
従って、内側交番２進符号３６から導き出される回転角度と、外側交番２進符号３５から導き出される回転角度との値が一致しない。この場合には、外側交番２進符号３５から導き出される回転角度と、内側交番２進符号３６から導き出される回転角度との間に０．８６゜ずれが生じていると判断される。従って、内側交番２進符号３６から導き出される回転角度が３０７．７１゜で、外側交番２進符号３５から導き出される回転角度が３０８．５７゜ということになる。つまり、ステアリングシャフト１１の回転角度は、３０７．７１゜〜３０８．５７゜の間に存在することとなる。
【００４９】
なお、この演算方法により算出不可能な値については、誤った外側交番２進符号３５及び内側交番２進符号３６であると断定される。従って、回転角度の算出値はないものとなる。
【００５０】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）この実施形態の回転角度検出装置においては、ＲＯＭ３１に交番２進符号のパターンデータ及び回転角度データを有するテーブル３７が記憶されている。このＲＯＭ３１に記憶されている回転角度データと、両外側交番２進符号３５，３６を合わせたパターンデータとが一致する場合には、その回転角度データがステアリングシャフト１１の回転角度と断定される。又、回転角度データとパターンデータとが一致しない場合には、各交番２進符号３５，３６に基づいて、ステアリングシャフト１１の回転角度が演算されるようになっている。
【００５１】
そのため、回転角度検出装置の分解能が０．８６゜であれば、４２０（３６０゜／０．８６゜）通りのパターンデータをＲＯＭ３１に記憶させる必要がない。つまり、外側交番２進符号３５のパターンデータにおいては、各外側形状領域Ａ１〜Ａ５のうち１領域分に相当する８４パターンを記憶させるだけでよい。又、内側交番２進符号３６のパターンデータにおいては、各内側形状領域Ｂ１〜Ｂ１４のうち１領域分に相当する３０パターンを記憶させるだけでよい。従って、ＲＯＭ３１に全てのパターンデータを記憶させる必要がないので、ＲＯＭ３１の記憶容量を極力少なくして回転角度を検出することができる。
【００５２】
（２）この実施形態の回転角度検出装置においては、外側交番２進符号３５と内側交番２進符号３６とから別々に回転体の回転角度を演算するようになっている。従って、内側交番２進符号３６から導き出される回転角度と、外側交番２進符号３５から導き出される回転角度との値が一致しない場合でも、分解能０．８６゜以内の誤差でステアリングシャフト１１の回転角度を類推することができる。
【００５３】
（３）この実施形態の回転角度検出装置においては、外側及び内側交番２進符号３５，３６に１ビット分の読み取り誤差があることを想定する。そして、この予想される仮の交番２進符号によりステアリングシャフト１１の回転角度を演算するようになっている。従って、豊富なデータから回転角度を演算することができるので、ステアリングシャフト１１の回転角度を高い精度で演算することができる。
【００５４】
（４）外側発光素子２０ａ〜２０ｇ、内側発光素子２１ａ〜２１ｅ、外側受光素子２２ａ〜２２ｇ、内側受光素子２３ａ〜２３ｅはそれぞれ回転板１２の一部に集中配置されている。従って、、各素子２０ａ〜２０ｇ，２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｇ，２３ａ〜２３ｅの配置に関する設計の自由度が高くなり、仕様変更や設計変更などの対応を行いやすくなる。
【００５５】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、外側スリット１３の内側に１列の内側スリット１４を設けた。これ以外にも、互いに径の異なる複数列の内側スリット１４を設けてもよい。
【００５６】
・前記実施形態では、外側発光素子２０ａ〜２０ｇ、内側発光素子２１ａ〜２１ｅ、外側受光素子２２ａ〜２２ｇ、内側受光素子２３ａ〜２３ｅをそれぞれ、回転板１２の一部に集中配置した。これ以外にも、各素子２０ａ〜２０ｇ，２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｇ，２３ａ〜２３を回転板１２の周方向全体に均等配置することも可能である。
【００５７】
・前記実施形態では、回転角度検出装置をステアリングの回転角度を検出する装置に具体化したが、それ以外の装置に具体化することも可能である。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
【００５８】
（１）前記内側及び外側検出手段は、発光素子２０ａ〜２０ｇ，２１ａ〜２１ｅ及び受光素子２２ａ〜２２ｇ，２３ａ〜２３ｅからそれぞれ構成されている請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の回転角度検出装置。この構成によれば、汎用性の高いもので各検出手段を構成することができるので、製造コストを低減することができる。
【００５９】
（２）隣接する各スリット同士の間隔が同じパターンである形状領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ１４が前記回転板に複数設定されている請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の回転角度検出装置。この構成によれば、回転板の形状が簡単な構成にも拘わらず、簡単に回転角度を演算することができる。
【００６０】
（３）前記各検出手段は、回転板の軸線を中心とする円周上にそれぞれ集中配置されている請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の回転角度検出装置。この構成によれば、設計の自由度を高めることができる。
【００６１】
（４）回転体と共に回転する回転板を設け、この回転板にその軸線を中心として径の異なる円周に沿って外側透光部１３及び内側透光部１４を設け、前記各透光部１３，１４に光を照射することにより前記各透光部１３，１４の有無を検出して交番２進符号を出力する外側検出手段及び内側検出手段を設け、前記各検出手段により得られる交番２進符号のパターンデータと回転角度データとの対応関係を記憶する記憶手段を設け、この記憶手段に記憶されているパターンデータと検出される交番２進符号とが一致するか否かを判定する判定手段を設け、この判定手段によりパターンデータと交番２進符号とが一致すると判定された場合に、パターンデータに対応する回転角度データを選択する選択手段を設けるとともに、前記判定手段によりパターンデータと交番２進符号とが一致しないと判定された場合に、前記各検出手段により得られる交番２進符号に基づいて、回転体の回転角度を演算する演算手段を設けた回転角度検出装置。この構成によれば、検出するのに必要な回転角度データを全て記憶させる必要がない。そのため、記憶容量を極力少なくして回転角度を検出することができる。
【００６２】
（５）回転体と共に回転する回転板に設けられた外側スリット及び内側スリットに光を照射することにより、各スリットの有無を検出し、その検出に基づいて交番２進符号を出力し、その検出された交番２進符号を記憶手段に予め記憶されているパターンデータと比較し、パターンデータと交番２進符号とが一致する場合には、パターンデータに対応する回転角度データを選択し、その回転角度データを回転角度と断定する一方、パターンデータと交番２進符号とが一致しない場合には、検出される交番２進符号に基づいて、回転体の回転角度を演算するようにした回転角度検出方法。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、検出するのに必要な回転角度データを全て記憶させる必要がない。そのため、記憶容量を極力少なくして回転角度を検出することができる。
【００６４】
請求項２に記載の発明によれば、分解能以内の誤差で回転角度を検出することができる。
請求項３に記載の発明によれば、回転角度を高い精度で演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転角度検出装置の斜視図。
【図２】回転板の平面図。
【図３】回転板の一部を拡大した平面図。
【図４】回転角度検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】交番２進符号の説明図。
【図６】交番２進符号が記憶されているテーブルを示す図。
【図７】交番２進符号がテーブルにない場合に演算方法を説明するための説明図。
【図８】交番２進符号がテーブルにない場合に演算方法を説明するための説明図。
【符号の説明】
１１…ステアリングシャフト（回転体）、１２…回転板、１３…外側スリット、１４…内側スリット、２０ａ〜２０ｇ…外側発光素子（外側検出手段）、２２ａ〜２２ｇ…外側受光素子（外側検出手段）、２１ａ〜２１ｇ…内側発光素子（内側検出手段）、２３ａ〜２３ｇ…内側受光素子（内側検出手段）、３０…ＣＰＵ（判定手段、選択手段、演算手段）、３１…ＲＯＭ（記憶手段）、３５…外側交番２進符号、３６…内側交番２進符号、Ｌ…軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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