特開 2022-177556 計測器及び計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022177556

(43)【公開日】2022-12-01

(54)【発明の名称】計測器及び計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 3/1003 20200101AFI20221124BHJP

   G01B 3/1061 20200101ALI20221124BHJP

【ＦＩ】

G01B3/1003

G01B3/1061

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021083903

(22)【出願日】2021-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】501398606

【氏名又は名称】富士通コンポーネント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】山之内 眞悟

【テーマコード（参考）】

2F011

【Ｆターム（参考）】

2F011AA04

2F011AD01

(57)【要約】

【課題】測定結果の誤差を減らすことができる計測器及び計測方法を提供する。
【解決手段】計測器１００は、長さ方向に配列された複数のパターンを有する第１列パターン３１及び第２列パターン３２を有し、各パターンには二進値のいずれかが割り当てられており、第１列パターンは第２列パターンよりも同一の二進値が連続するパターン長が大きいメジャー７と、第１列パターンを読み取るフォトリフレクタ５（ＰＲ６～ＰＲ９）と、第２列パターンを読み取るフォトリフレクタ（ＰＲ１～ＰＲ５）と、メジャーの進行方向を検出するホールセンサ３と、メジャーの進行方向と、ＰＲ６～ＰＲ９の読取値と、ＰＲ１～ＰＲ５の読取値とに基づいて、測定対象の長さを測定するマイコン１とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長さ方向に配列された複数のパターンを有する第１列パターン及び第２列パターンを有し、各パターンには二進値のいずれかが割り当てられており、前記第１列パターンは前記第２列パターンよりも同一の二進値が連続するパターン長が大きいメジャーと、
前記第１列パターンを読み取る第１読取手段と、
前記第２列パターンを読み取る第２読取手段と、
前記メジャーの進行方向を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記メジャーの進行方向と、前記第１読取手段の読取値と、前記第２読取手段の読取値とに基づいて、測定対象の長さを測定する制御手段と
を備えることを特徴とする計測器。

【請求項2】

前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記メジャーの進行方向と、前記第１読取手段の読取値とに基づいて、前記測定対象の長さを測定する第１モードと、
前記制御手段が、前記第１読取手段の読取値と、前記第２読取手段の読取値とに基づいて、前記測定対象の長さを測定する第２モードと、を有することを特徴とする請求項１に記載の計測器。

【請求項3】

前記検出手段は、前記メジャーを巻き取るリールの角度を検出するセンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載の計測器。

【請求項4】

前記第１読取手段は前記第１列パターンに対向する少なくとも２つの読取器を備え、前記第２読取手段は前記第２列パターンに対向する少なくとも１つの読取器を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の計測器。

【請求項5】

前記第１読取手段は前記第１列パターンに対向する少なくとも２つの読取器を備え、
前記第１モードでは、前記第１読取手段が備える読取器のうち一つが使用され、前記第２モードでは、前記第１読取手段が備える読取器の全てが使用されることを特徴とする請求項２に記載の計測器。

【請求項6】

前記第１読取手段は、前記２つの読取器から長さ方向に所定距離だけそれぞれ離れた別の２つの読取器を備えていることを特徴とする請求項４に記載の計測器。

【請求項7】

長さ方向に配列された複数のパターンを有する第１列パターン及び第２列パターンを有し、各パターンには二進値のいずれかが割り当てられており、前記第１列パターンは前記第２列パターンよりも同一の二進値が連続するパターン長が大きいメジャーを備える計測器の計測方法であって、
前記第１列パターンを読み取る第１工程と、
前記第２列パターンを読み取る第２工程と、
前記メジャーの進行方向を検出する第３工程と、
前記メジャーの進行方向と、前記第１列パターンの読取値と、前記第２列パターンの読取値とに基づいて、測定対象の長さを測定する第４工程と
を備えることを特徴とする計測方法。

【請求項8】

前記計測器の動作モードは、
前記メジャーの進行方向と、前記第１列パターンの読取値とに基づいて、前記測定対象の長さを測定する第１モードと、
前記第１列パターンの読取値と、前記第２列パターンの読取値とに基づいて、前記測定対象の長さを測定する第２モードと、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、計測器及び計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

巻き取りリール上の切り溝が回路基板上の接点と接触することによって電気的パルスを発生し、そのパルス数に基づいて小さな間隔変位を測定する技術と、テープ片上のバーコードと光学式読み取り器とを使ってより大きな間隔変位を測定する技術と組み合わせた測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、主尺と、主尺とはスケールの異なる副尺とを有する副尺式エンコーダが知られている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平８－３０６４４号公報

【特許文献2】特開２００１－１６５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の測定装置では、電気的パルスを使用するため、ノイズの影響を受けて測定結果に誤差が生じやすいという問題がある。また、切り溝と接点との接触不良により、測定結果に誤差が生じやすいという問題がある。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、測定結果の誤差を減らすことができる計測器及び計測方法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】

本発明の計測器は、長さ方向に配列された複数のパターンを有する第１列パターン及び第２列パターンを有し、各パターンには二進値のいずれかが割り当てられており、前記第１列パターンは前記第２列パターンよりも同一の二進値が連続するパターン長が大きいメジャーと、前記第１列パターンを読み取る第１読取手段と、前記第２列パターンを読み取る第２読取手段と、前記メジャーの進行方向を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された前記メジャーの進行方向と、前記第１読取手段の読取値と、前記第２読取手段の読取値とに基づいて、測定対象の長さを測定する制御手段とを備えることを特徴とする。

【0007】

本発明の計測方法は、長さ方向に配列された複数のパターンを有する第１列パターン及び第２列パターンを有し、各パターンには二進値のいずれかが割り当てられており、前記第１列パターンは前記第２列パターンよりも同一の二進値が連続するパターン長が大きいメジャーを備える計測器の計測方法であって、前記第１列パターンを読み取る第１工程と、前記第２列パターンを読み取る第２工程と、前記メジャーの進行方向を検出する第３工程と、前記メジャーの進行方向と、前記第１列パターンの読取値と、前記第２列パターンの読取値とに基づいて、測定対象の長さを測定する第４工程とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、測定結果の誤差を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る計測器の構成図である。

【図2】本実施の形態に係る計測器の内部状態を示す図である。

【図3】（Ａ）は、メジャーに印刷されたパターンの一例を示す図である。（Ｂ）は、フォトリフレクタの配置の一例を示す図である。

【図4】長さとパターンとの対応関係を示す情報の一例を示す図である。

【図5】計測器で実行される処理を示すフローチャートである。

【図6】（Ａ）及び（Ｂ）は、計測器の分解能を下げる場合のフォトリフレクタの配置の変形例を示す図である。

【図7】（Ａ）及び（Ｂ）は、計測器の分解能を下げる場合のフォトリフレクタの配置の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

【0011】

図１は、本実施の形態に係る計測器の構成図である。図２は、本実施の形態に係る計測器の内部状態を示す図である。なお、図２では、筐体１５の一部が省略されているものとする。

【0012】

計測器１００は、例えば、測定対象の長さを測定する装置である。図１に示すように、計測器１００は、測定対象の長さを算出するマイコン１と、算出された測定対象の長さのデータを無線で外部端末２０に送信する無線通信部２と、リール８の回転角を測定するホールセンサ３と、測定の開始をマイコン１に指示するスイッチ４と、メジャー７に印刷されたパターンを光学的に読み取るフォトリフレクタ５と、マイコン１、無線通信部２、ホールセンサ３およびフォトリフレクタ５に電力を供給するバッテリ６と、複数のパターンが印刷されたメジャー７と、メジャー７が巻き付けられたリール８と、リール８の回転軸内に設けられた磁石９とを備えている。

【0013】

マイコン１、無線通信部２、ホールセンサ３及びスイッチ４は、基板１１上に搭載されており、フォトリフレクタ５は基板１２上に搭載されている。図２に示すように、計測器１００は、リール８、基板１１、基板１２を覆う筐体１５を備えている。基板１１は、リール８の側面に対向する位置に設けられており、基板１２はメジャー７のパターンに対向する位置に設けられている。基板１１と基板１２は不図示のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）で接続されている。

【0014】

図１に戻り、マイコン１は、無線通信部２、ホールセンサ３、スイッチ４及びフォトリフレクタ５と電気的に接続されている。無線通信部２は、Bluetooth（登録商標）又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの通信部である。

【0015】

フォトリフレクタ（ＰＲ）５は、メジャー７に印刷されたパターンに光を照射する発光部５ａと、パターンからの反射光を受光し、受光量に応じた値をもつ電流又は電圧に変換する受光部５ｂとを備えている。例えば、発光部５ａは、赤外線、可視光線及び紫外線の少なくとも１つを照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、受光部５ｂはパターンで反射された赤外線、可視光線及び紫外線の少なくとも１つを受光するフォトトランジスタである。図１では１つのフォトリフレクタ５が図示されているが、フォトリフレクタ５の個数は１つに限定されるものではない。

【0016】

ホールセンサ３は、リール８の回転軸内に設けられた磁石９の磁界に応じた電圧をマイコン１に出力する。磁石９は例えば円盤状であり、円盤の直径で２分割した一方がＮ極、他方がＳ極である。磁石９の円盤の中心がリール８の回転軸と同軸となるように設けられる。ホールセンサ３は例えば２つ設けられており、一方のホールセンサ３はリール回転軸を中心に他方のホールセンサ３が９０°離れた位置に設けられる。ホールセンサ３の出力電圧は磁界強度に比例するので、マイコン１は２つのホールセンサ３からの出力電圧に基づいてリール８の回転角やメジャー７の進行方向（引き出し方向又は巻き取り方向）を検出することができる。例えば、一方のホールセンサ３の出力電圧と、一方の出力電圧に対して９０°位相のずれた他方のホールセンサ３の出力電圧とに基づいてarctan計算することによって０°～３６０°の絶対角度を検出することができる。ホールセンサ３及びマイコン１はメジャー７の進行方向を検出する検出手段として機能する。メジャー７の進行方向やリール８の回転角を検出するセンサは、ホールセンサに限定されるものではない。例えば、リールの側面の外周縁にパターンを設けて、そのパターンを光学的に読み取るフォトリフレクタをリール８の回転角を検出するセンサとして使用してもよい。

【0017】

マイコン１（制御手段）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサである。マイコン１は、長さのデータとパターンとの対応関係を示す情報（図４参照）を格納するメモリ１ａを備えている。マイコン１はフォトリフレクタ５のオン／オフを制御し、フォトリフレクタ５から出力される電流値又は電圧値を読み取る。パターンの色によって反射率が異なり、フォトリフレクタ５の受光量は反射率に応じて変動するため、マイコン１はフォトリフレクタ５から出力される電流値又は電圧値によって読み取ったパターンの色の判断が可能である。

【0018】

また、マイコン１は、読み取られたパターンの色を、メモリ１ａに格納された長さとパターンとの対応関係を示す情報に照合することによって、測定対象の長さを算出する。長さとパターンとの対応関係を示す情報は、例えば図４に示す、長さとパターンの色の組み合わせとを関連付けしたテーブルである。長さとパターンとの対応関係を示す情報は、メモリ１ａに格納されているが、外部端末２０に格納し、必要に応じてマイコン１が外部端末２０から読み出してもよい。

【0019】

メジャー７は、金属製のコンベックスメジャーである。図２に示すように、メジャー７の先端には、ストッパー７ａが取り付けられている。メジャー７のおもて面はリール８の回転軸側であり、メジャー７のおもて面には、長さを示す目盛り及びパターンが印刷されており、裏面には何も印刷されていない。フォトリフレクタ５はメジャー７のおもて面に対向するように設けられている。目盛りはメジャーの幅方向の両端部に印刷されており、パターンは目盛りで長さを目測するとき妨げになりにくいよう、両端部に印刷された目盛りの間に配置されている。パターンは一定の長さ毎に印刷されている。パターンは白又は黒であり、二進値のいずれかに対応している。なお、パターンの色は白及び黒に限定されるものではなく、読み取り時に２種類のパターンが区別できるのであれば、他の色の組合せや、同一色相で濃度や明度の異なるパターン、反射率の異なる２種のパターンなどを用いてもよい。ここでは便宜上、これらも「異なる色」として扱う。

【0020】

外部端末２０は、コンピュータ又はスマートホンのような無線の通信機能を有する通信端末であり、測定対象の長さのデータを無線通信部２から受信して管理する。

【0021】

図３（Ａ）は、メジャー７に印刷されたパターンの一例を示す図である。図３（Ｂ）は、フォトリフレクタ５の配置の一例を示す図である。図３（Ｂ）では、フォトリフレクタ５は、ＰＲ１～ＰＲ９として示されている。黒色はハッチングで示されている。

【0022】

図３（Ａ）に示すように、メジャー７に印刷されたパターンは、メジャー７の長さ方向に延びる第１列パターン３１及び第２列パターン３２を備えている。メジャー７に印刷されたパターンは、メジャー７の長さ方向に沿って複数の行パターン２５を備えている。１つの行パターンは、同じ行に配置された第１列パターン３１と第２列パターン３２とを含む。第１列パターン３１及び第２列パターン３２の各々に含まれる１つのパターンはパターン２１とする。メジャー７の長さ方向の各パターン２１の長さは１ｍｍである。各パターン２１には二進値のいずれか（白又は黒）が割り当てられている。なお、図３（Ａ）では理解を容易にするために各パターン２１の境界に線を付しているが、メジャーには境界線を付さなくてもよい。

【0023】

メジャー７には、図３（Ａ）に示す４０行の第１列パターン３１及び第２列パターン３２が繰り返し印刷されている。第１列パターン３１は、白及び黒のパターンが４ｃｍ周期で配置されている。第２列パターン３２は、白及び黒のパターンが１０ｍｍ周期で配置されている。このように、第１列パターン３１は、第２列パターン３２よりも同一の二進値が連続するパターン長が大きい。好ましくは、長さ方向において、同一の二進値が連続する第１列パターン３１のパターン長は、同一の二進値が連続する第２列パターン３２のパターン長のＮ倍（Ｎ＝２以上の整数）である。図３（Ａ）の例では、長さ方向において、同一の二進値が連続する第１列パターン３１のパターン長（２ｃｍ）は、同一の二進値が連続する第２列パターン３２のパターン長（５ｍｍ）の４倍である。

【0024】

図３（Ｂ）に示すように、ＰＲ６～ＰＲ９（第１読取手段）は第１列パターン３１に対向して配置されており、ＰＲ１～ＰＲ５（第２読取手段）は第２列パターン３２に対向して配置されている。ＰＲ１～ＰＲ９の各々は対向する１つのパターン２１の色を読み取る。ＰＲ６とＰＲ７との間隔及びＰＲ８とＰＲ９との間隔は１０ｍｍであり、ＰＲ６とＰＲ８との間隔及びＰＲ７とＰＲ９との間隔は４ｍｍである。ＰＲ１とＰＲ２との間隔、ＰＲ２とＰＲ３との間隔、ＰＲ３とＰＲ４との間隔及びＰＲ４とＰＲ５との間隔は２ｍｍである。

【0025】

図４は、長さとＰＲ１～ＰＲ９の読取値との対応関係を示す情報の一例を示す図である。図４の左側に記載した０～３９ｍｍのスケールＴ１は図３（Ａ）に示すメジャーに印刷されたパターンの長さを示しており、図４の右側に記載した０～１９ｍｍが繰り返すスケールＴ２は測定対象の長さを算出する際に利用する長さを示しており、ＰＲ１～ＰＲ９の読取値を基にスケールＴ２から算出に利用する０～１９ｍｍのいずれかの長さを特定することができる。図３（Ｂ）で示されるように配置されたフォトリフレクタによって図３（Ａ）に示すパターンを読み取るため、同じ０～１９ｍｍのいずれかの長さに対応するＰＲ１～ＰＲ９の読取値が２種類生じる。上述したように、図４の情報はメモリ１ａに格納されている。

【0026】

図４において、「１」は白を示し、「０」は黒を示すが、実際のパターンには「１」や「０」などの数値は記載されていない。パターンの反射率は、白が黒よりも高い。例えば、白及び黒のパターンを読み取った場合、ＰＲ１～ＰＲ９の各々から出力される電圧値は、例えばそれぞれ２．０Ｖ及び１．０Ｖである。

【0027】

例えば、ＰＲ４及びＰＲ５で読み取った色が黒であり、ＰＲ１～ＰＲ３及びＰＲ６～９で読み取った色が白である場合、ＰＲ１～ＰＲ９の値は、図４の１行目の０ｍｍを示す。この場合、マイコン１は、測定対象の長さが図４の１行目の０ｍｍとＮ×２０ｍｍとの合計値であると判断する。なお、ＮはＰＲ６とホールセンサ３で読み取られる（後述）、測定対象の長さまでに存在する第１列パターン３１の黒と白との変化の回数を示す。第１列パターン３１では、２ｃｍ周期で黒と白との変化が生じるので、測定対象の長さまでに存在する第１列パターン３１の黒と白との変化の回数Ｎに２０ｍｍを乗算した値と、ＰＲ１～ＰＲ９の色及び図４の情報から得られる値とを加算することで、測定対象の長さを測定することができる。

【0028】

例えば、ＰＲ１～ＰＲ３で読み取った色が黒であり、ＰＲ４～ＰＲ９で読み取った色が白であり、変化の回数Ｎが４である場合には、マイコン１は、測定対象の長さが８５ｍｍ（＝４×２０＋５ｍｍ）であると判断する。またＰＲ１～ＰＲ３及びＰＲ６～ＰＲ９で読み取った色が黒であり、ＰＲ４及びＰＲ５で読み取った色が白であり、変化の回数Ｎが１である場合には、マイコン１は、測定対象の長さが２５ｍｍ（＝１×２０＋５ｍｍ）であると判断する。

【0029】

次に、測定方法について説明する。

【0030】

本実施の形態においては、計測器１００は、常時監視モード（第１モード）と測定時監視モード（第２モード）の２つの動作モードを有する。

【0031】

常時監視モードでは、電源投入後、スイッチ４が押下されていない場合に、マイコン１がホールセンサ３の出力電圧に基づくリール８の回転角（即ちメジャー７の進行方向）と、ＰＲ６による第１列パターン３１の読取値とに基づいて、測定対象の長さを概測する。ここで、概測する長さは、第１列パターン３１の周期に対応する２ｃｍ毎に増減する長さであり、粗い精度の長さである。

【0032】

測定時監視モードでは、スイッチ４が押下されてから所定期間（例えば３秒）が経過するまで、マイコン１が、ＰＲ６～ＰＲ９による第１列パターン３１の読取値と、ＰＲ１～ＰＲ５による第２列パターン３２の読取値とに基づいて、測定対象の長さを精測する。ここで、精測する長さは、長さ方向の各パターン２１の長さに対応する１ｍｍ毎に増減する長さであり、常時監視モードで測定する長さよりも高い精度の長さである。

【0033】

測定時監視モードにおいて、ＰＲ６による第１列パターン３１の読取値を利用する理由は以下のとおりである。

【0034】

例えば、ＰＲ６による第１列パターン３１の読取値を利用しない場合には、マイコン１は、リール８の回転角（即ちメジャー７の進行方向）および回転数に応じて算出された回転量と、ＰＲ１～ＰＲ５による第２列パターン３２の読取値に応じて算出された長さとに基づいて測定対象の長さを測定することになる。第２列パターン３２では、５ｍｍ周期で白又は黒のパターンが交互に配置されているので、ある位置でのＰＲ１～ＰＲ５の読取値は、その位置から±Ｑｃｍ（Ｑ＝１以上の整数）ずれた位置でのＰＲ１～ＰＲ５の読取値と同一になってしまう。このため、実際の測定対象の長さから数センチ以上の誤差が生じる場合がある。特に、コンベックスメジャーは、テープ状のメジャーよりも厚くて硬いため、リール８へ緩く巻かれてリール８の回転量とコンベックスメジャーの引き出し量又は巻き取り量が合致しない場合があり、誤差が生じやすい。本実施の形態では、ＰＲ６により第１列パターン３１における白と黒とのパターン変化をカウントしてＮ値とし、ＰＲ１～ＰＲ５から得られる情報とを組み合わせて長さを算出している。このようにメジャー７に印刷された第１列パターン３１に基づいてメジャーの引き出し量又は巻き取り量を測定しているため、メジャー７がリール８に緩く巻かれていても測定誤差が生じない。

【0035】

ＰＲ６～ＰＲ９を設けている理由は、以下の通りである。ＰＲ１～ＰＲ５による第２列パターン３２の読取値は１０ｍｍ周期で同じ読取値となる。ＰＲ６～ＰＲ９による第１列パターン３１の読取値を測定時監視モードの長さ測定に利用しない場合、第１列パターン３１は１０ｍｍ周期で白又は黒のパターンを交互に配置することになる。本実施の形態では、ＰＲ６～ＰＲ９の読取値を測定時監視モードの長さ測定に利用しており、第１列パターン３１の白又は黒の周期を２０ｍｍとすることができる。第１列パターン３１の白又は黒の周期を２０ｍｍとすることにより常時監視モードにおける第１列パターン３１の読み飛ばしを抑制でき、リール８の回転角の増減を容易に検出できるようになり測定誤差が減少する。

【0036】

２つの監視モードを設けている理由は、以下の通りである。測定対象の長さを精測するためには９個のフォトリフレクタ（ＰＲ１～ＰＲ９）を使用する必要がある。９個のフォトリフレクタ５を常時使用する場合、消費電力が大きくなるという問題がある。本実施形態においては、９個のフォトリフレクタ５のうちＰＲ６のみを用いる常時監視モードと、９個のフォトリフレクタ５を使用する測定時監視モードの２つの動作モードを設けている。常時監視モードでは、電源投入後、スイッチ４が押下されていない場合に、測定対象の長さを概則するので、測定時監視モードよりも長い期間測定が行われる。常時監視モードで使用されるフォトリフレクタ５はＰＲ６のみであるので、９個のフォトリフレクタ５を使用する場合に比べて消費電力を抑制することができる。また、測定時監視モードでは、９個のフォトリフレクタ５（ＰＲ１～ＰＲ９）を使用するが、本実施形態においては、使用期間をスイッチ４が押下されてから所定期間（例えば３秒）が経過するまでの短期間に制限されているので、消費電力を更に抑制することができる。

【0037】

また、図３（Ｂ）では、ＰＲ１～ＰＲ９の９個のフォトリフレクタ５が設けられているが、図３（Ａ）のパターンに対してフォトリフレクタ５はＰＲ１～ＰＲ７の７個で測定可能である。ＰＲ８～ＰＲ９は、測定誤差を抑制し、測定精度を向上させるために設けられている。例えば、図３（Ｂ）に示すように、ＰＲ１～ＰＲ９がパターン同士の境界上に位置せず、それぞれのパターン上に位置する場合には、ＰＲ１～ＰＲ７のみで正確に測定対象の長さを測定することができる。

【0038】

一方、ＰＲ１～ＰＲ７がパターン同士の境界上に位置した場合には、測定誤差が生じる可能性があるので、このような測定誤差を抑制するためにＰＲ８～ＰＲ９が設けられている。以下、ＰＲ８～ＰＲ９が設けられている理由を詳細に説明する。

【0039】

図４に示すように、長さとパターンとの対応関係は一対一の対応であり、ＰＲ１～ＰＲ５は長さが１ｍｍずれると、１つのフォトリフレクタ５の値が変化する。色の読み取りを間違える可能性があるのは色が変化している個所であるため、１つのフォトリフレクタ５が色を読み間違えても、最大誤差は±１ｍｍである。

【0040】

しかし、図４のスケールＴ１の９ｍｍと１０ｍｍのＰＲ１～ＰＲ７の値は、ＰＲ７とＰＲ１の値が同時に変化している。図４のスケールＴ１の１９ｍｍと２０ｍｍのＰＲ１～ＰＲ７の値は、ＰＲ６とＰＲ１の値が同時に変化している。図４のスケールＴ１の２９ｍｍと３０ｍｍのＰＲ１～ＰＲ７の値は、ＰＲ７とＰＲ１の値が同時に変化している。図４のスケールＴ１の３９ｍｍと０ｍｍ（４０ｍｍ）のＰＲ１～ＰＲ７の値は、ＰＲ６とＰＲ１の値が同時に変化している。

【0041】

上記の複数の境界では、両方のフォトリフレクタ５の値が同時に変化するとは限らないため、一方のフォトリフレクタ５の値のみが変化し、他方のフォトリフレクタ５の値は変化しない可能性がある。この場合、ＰＲ１～ＰＲ７から出力される値が、読み取り位置とは異なる位置のパターンと一致してしまい、大きな測定誤差が生じる。

【0042】

例えば、図４のスケールＴ１の９ｍｍと１０ｍｍとの境界を読み取った際のＰＲ１～ＰＲ６の出力が「０１１００１」であるときにＰＲ７からの出力が「１」ではなく「０」となってしまうと、ＰＲ１～ＰＲ７から出力される値はスケールＴ１の１９ｍｍの位置のパターンと同一になってしまう。そのため、マイコン１は１９ｍｍの位置を読み取っていると判断してしまい、約１０ｍｍの誤差が生じることになる。

【0043】

このような測定誤差を抑制するために、ＰＲ８～ＰＲ９が設けられている。スケールＴ１の１９ｍｍの位置を読み取っているときにはＰＲ８とＰＲ９の読み取り結果が「１０」とはならないため、上記例でＰＲ１～ＰＲ７の読み取り結果が「０１１００１０」のときにＰＲ８とＰＲ９の値が「１」と「０」の場合には、マイコン１は読み取り位置が図４のスケールＴ１の９ｍｍと１０ｍｍの境界であると判断できる。同様に、ＰＲ８とＰＲ９の値が「０」と「０」の場合には、マイコン１は読み取り位置が図４の１９ｍｍと２０ｍｍの境界であると判断できる。

【0044】

次に、計測器１００で実行される処理を説明する。

【0045】

図５は、計測器１００で実行される処理を示すフローチャートである。計測器１００は、電源投入後、スイッチ４が押下される前は、常時監視モードであるとする。

【0046】

まず、マイコン１は、スイッチ４が押下されたか否かを判別する（Ｓ１）。スイッチ４が押下されてない場合には（Ｓ１でＮＯ）、常時監視モードで、ＰＲ６が常時動作し、第１列パターン３１の色を読み取り、マイコン１に読み取り色に対応する電流値又は電圧値を出力する（Ｓ２）。マイコン１は、ＰＲ６の電流値又は電圧値に基づいて、黒と白との変化を判定する（Ｓ３）。マイコン１は、黒と白との変化の回数Ｎをカウントしている。黒と白との変化がない場合には（Ｓ３でＮＯ）、手順はＳ１に戻る。

【0047】

黒と白との変化がある場合には（Ｓ３でＹＥＳ）、マイコン１はホールセンサ３からの出力電圧に基づいてリール８の回転角やメジャー７の進行方向を検出する（Ｓ４）。なお、メジャー７が引き出される又はメジャー７が巻き取られると、ホールセンサ３がリール８の回転軸内に設けられた磁石９の磁界に応じた電圧をマイコン１に出力する。これにより、マイコン１はホールセンサ３からの出力電圧に基づいてリール８の回転角やメジャー７の進行方向を検出することができる。例えば、メジャー７が引き出されているとリール８の回転角が増加し、メジャー７が巻き取られているとリール８の回転角は減少する。

【0048】

マイコン１は、メジャー７の進行方向が引き出し方向ならば、黒と白との変化の回数Ｎのカウント値を１増加し（Ｓ５）、手順はＳ１に戻る。マイコン１は、メジャー７の進行方向が巻き取り方向ならば、変化の回数Ｎのカウント値を１減少し（Ｓ６）、手順はＳ１に戻る。

【0049】

スイッチ４が押下された場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、マイコン１は動作モードを測定時監視モードに切替え、スイッチ４が押下されてから所定期間（例えば３秒）が経過するまで、ＰＲ１～ＰＲ９を動作させる（Ｓ７）。ＰＲ１～ＰＲ９は第１列パターン３１及び第２列パターン３２の色を読み取り、マイコン１に読み取り色に対応する電流値又は電圧値を出力する（Ｓ７）。

【0050】

マイコン１は、図４の情報を参照して、ＰＲ１～ＰＲ９の読み取り色に対応する値を算出し（Ｓ８）、Ｓ５又はＳ６でカウントされた変化の回数Ｎに２０ｍｍを乗算した値と、Ｓ８で算出された値とを加算することで、測定対象の長さを測定する（Ｓ９）。測定された長さは、メモリ１ａに格納され、外部端末２０に出力される（Ｓ１０）。以上により、本処理を終了する。

【0051】

以下、計測器１００の分解能を下げる場合のセンサの個数と各パターン２１の長さについて説明する。

【0052】

計測器１００が測定可能な最小単位の長さ、すなわち計測器１００の分解能を１つのパターン２１の長さである１ｍｍとする場合、図３（Ｂ）に示すように、ＰＲ１～ＰＲ５が２ｍｍ間隔で第２列パターン３２に対向するように配列される。

【0053】

図６（Ａ）、（Ｂ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）は、計測器１００の分解能を下げる場合のフォトリフレクタ５の配置の変形例を示す図である。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）の第１列パターン３１に対向するフォトリフレクタ５の最小個数（ＰＲ６及びＰＲ７）は、図３（Ｂ）の第１列パターン３１に対向するフォトリフレクタ５の最小個数と同じである。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）では、ＰＲ８及びＰＲ９を省略しているが、ＰＲ８及びＰＲ９が設けられていてもよい。

【0054】

図６（Ａ）では、４つのフォトリフレクタ５（ＰＲ１～ＰＲ４）が２．５ｍｍ間隔で第２列パターン３２に対向するように配列される。この場合、計測器１００の分解能及び１つのパターン２１の長さは１．２５ｍｍである。図６（Ｂ）では、３つのフォトリフレクタ５（ＰＲ１～ＰＲ３）が１０／３ｍｍ間隔で第２列パターン３２に対向するように配列される。この場合、計測器１００の分解能及び１つのパターン２１の長さは５／３ｍｍである。図７（Ａ）では、２つのフォトリフレクタ５（ＰＲ１～ＰＲ２）が２．５ｍｍ間隔で第２列パターン３２に対向するように配列される。この場合、計測器１００の分解能及び１つのパターン２１の長さは２．５ｍｍである。図７（Ｂ）では、ＰＲ１のみが第２列パターン３２に対向するように配列される。この場合、計測器１００の分解能及び１つのパターン２１の長さは５ｍｍである。

【0055】

このように、計測器１００の分解能を下げる場合には、第２列パターン３２に対向するフォトリフレクタ５の個数を減らすことができる。図７（Ｂ）のように、計測器１００の分解能を５ｍｍにする場合には、必要なフォトリフレクタ５の個数を３個（ＰＲ１、ＰＲ６及びＰＲ７）に減らすことができる。

【0056】

以上説明したように、本実施の形態によれば、計測器１００は、メジャー７の進行方向と、ＰＲ６の読取値とに基づいて、測定対象の長さを概測し、ＰＲ６～ＰＲ９の読取値と、ＰＲ１～ＰＲ５の読取値とに基づいて、測定対象の長さを精測し、概測した長さと精測した長さとに基づいて、誤差の少ない測定対象の長さを測定することができる。より具体的には、計測器１００は、第１列パターン３１の連続する白又は黒の長さを大きくし分解能を低下させる代わりにＰＲ６による読取精度を向上させ、第２列パターン３２を使ってより短い間隔の長さを読み取ることで低下した分解能を補うので、測定結果の誤差を減らすことができる。また、特許文献１に記載されている切り溝と接点との接触により生じる電気的パルスを使用しないので、ノイズの影響を受けて測定結果に誤差が生じることを回避できる。また、切り溝と接点との接触不良により、測定結果に誤差が生じることを回避できる。

【0057】

尚、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、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0058】

１ マイコン、２ 無線通信部、３ ホールセンサ、４ スイッチ、５ フォトリフレクタ、 ６ バッテリ、７ メジャー、８ リール、９ 磁石、２０ 外部端末、１００ 計測器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】