電子式巻尺
【課題】巻尺の引出量を正確且つ小さいコストで導出可能な電子式巻尺を提供する。
【解決手段】電子式巻尺１が、巻尺４と、筐体２の内部で巻尺４を巻き取る巻取手段Ｒと、巻尺４に半導体レーザ素子からのレーザ出力を照射するレーザ照射手段８と、巻尺４のレーザ照射された部分を撮像する撮像手段９と、撮像手段９によって設定時間毎に撮像される複数の撮像画像の模様を互いに比較して、撮像画像中における巻尺４の変位量及び変位方向を導出する変位情報導出手段１１と、撮像画像中における巻尺４の変位量と、巻尺４の実際の移動量との相関関係を記憶する記憶手段１４と、巻尺４の変位量及び変位方向と記憶手段１４に記憶されている相関関係とに基づいて巻尺４の実際の移動量を導出し、筐体２からの巻尺４の引出量を決定する引出量決定手段１２と、筐体２からの巻尺４の引出量を筐体２の外部に向けて表示する表示手段１５と、を備える。
【解決手段】電子式巻尺１が、巻尺４と、筐体２の内部で巻尺４を巻き取る巻取手段Ｒと、巻尺４に半導体レーザ素子からのレーザ出力を照射するレーザ照射手段８と、巻尺４のレーザ照射された部分を撮像する撮像手段９と、撮像手段９によって設定時間毎に撮像される複数の撮像画像の模様を互いに比較して、撮像画像中における巻尺４の変位量及び変位方向を導出する変位情報導出手段１１と、撮像画像中における巻尺４の変位量と、巻尺４の実際の移動量との相関関係を記憶する記憶手段１４と、巻尺４の変位量及び変位方向と記憶手段１４に記憶されている相関関係とに基づいて巻尺４の実際の移動量を導出し、筐体２からの巻尺４の引出量を決定する引出量決定手段１２と、筐体２からの巻尺４の引出量を筐体２の外部に向けて表示する表示手段１５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻尺の引出量を電子的な手法により読みとって表示する電子式巻尺に関する。
【背景技術】
【０００２】
数値の読み間違いなどを防止するために、筐体からの巻尺の引出量を電子的に読み取り表示する電子式巻尺が提案されている。例えば、特許文献１には、光学的な読み取り機構を備えた電子式巻尺が記載されている。図７は、特許文献１に記載の電子式巻尺の動作原理を説明するための模式図である。図示するように、巻尺１０４の表面には黒白の縞模様が等間隔（例えば、１ｍｍ間隔）で描かれている。発光ダイオード（ＬＥＤ）１０２から放射された光は巻尺表面の微小領域で反射され、受光素子１０３で受光される。このとき、発光ダイオード１０２から放射された光が巻尺の白部分の微小領域で反射されたとき、受光素子１０３で受光される光強度は大きくなる。一方で、発光ダイオード１０２から放射された光が黒部分の微小領域で反射されたとき、受光素子１０３で受光される光強度は小さくなる。よって、演算処理部１０１は、受光素子１０３で受光した光強度の増減（即ち、白の回数又は黒の回数）をカウントすることで、縞模様の間隔に応じた巻尺の引出量を導出できる。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−５８７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電子式巻尺では、巻尺の表面に対して黒白の縞模様が正確に描かれていなければ、巻尺の引出量を正確に導出することができない。また、巻尺の引き出し方向を検出するためには、発光ダイオード及び受光素子で構成される読取部を２個備え、その２個の読取部を用いて、引き出し方向に沿った巻尺表面の２つの微小領域での光強度の増減を検出する必要がある。ここで、２つの微小領域は、巻尺表面に描かれた縞模様の間隔よりも短い間隔で位置している必要がある。
【０００５】
以上のように、従来の電子式巻尺では、巻尺表面の縞模様を高い精度で印刷する必要があり、更に、巻尺表面の汚れ、印刷のにじみなどは許容されない。また、発光ダイオード及び受光素子で構成される複数の読取部が必要になるため、部品点数の増加の問題や、複数の読取部について高い実装精度が要求されるという問題が存在する。
【０００６】
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、巻尺の引出量を正確に導出可能な電子式巻尺を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る電子式巻尺の特徴構成は、筐体外部に引き出し可能な巻尺と、
前記筐体内部で前記巻尺を巻き取る巻取手段と、
前記巻尺に半導体レーザ素子からのレーザ出力を照射するレーザ照射手段と、
前記巻尺のレーザ照射された部分を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって設定時間毎に撮像される複数の撮像画像の模様を互いに比較して、前記撮像画像中における前記巻尺の変位量及び変位方向を導出する変位情報導出手段と、
前記撮像画像中における前記巻尺の変位量と、前記巻尺の実際の移動量との相関関係を記憶する記憶手段と、
前記変位情報導出手段により導出される前記巻尺の前記変位量及び前記変位方向と前記記憶手段に記憶されている前記相関関係とに基づいて前記巻尺の実際の移動量を導出し、前記筐体からの前記巻尺の引出量を決定する引出量決定手段と、
前記筐体からの前記巻尺の引出量を前記筐体の外部に向けて表示する表示手段と、を備える点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、巻尺の表面に微細な模様（凹凸模様や色による模様を含む）が固有に存在することを利用して、変位情報導出手段が、複数の撮像画像の模様を互いに比較して、前記撮像画像中における巻尺の変位量及び変位方向を導出する。つまり、従来のように、巻尺の表面に縞模様などを描く必要はない。また、従来のように発光ダイオードなどの発光素子及び受光素子で構成される読取部を２個備える必要もないので、従来から問題となっていた部品点数の増加の問題や、複数の読取部について高い実装精度が要求されるという問題を回避できる。
更に、巻尺に対して、半導体レーザ素子からのレーザ出力を照射するので、表面に光沢があり且つ凹凸が少ない巻尺であっても、ＬＥＤなどの他の光源を用いて巻尺を照射した場合に比べて、撮像手段は、巻尺表面の模様を正確に得ることができる。その結果、引出量決定手段は、筐体からの巻尺の引出量を正確に決定できる。
従って、巻尺の引出量を正確に導出可能な電子式巻尺を提供できる。
【０００９】
本発明に係る電子式巻尺の別の特徴構成は、前記撮像手段による撮像画像から、前記巻尺に付された基準位置表示を検出する基準位置検出手段を備え、前記引出量決定手段は、前記基準位置検出手段が基準位置表示を検出すると、前記筐体からの前記巻尺の引出量を所定の基準量に決定する点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、基準位置検出手段が、撮像手段による撮像画像から、巻尺に付された基準位置表示を検出したとき、即ち、巻尺の引出量が基準状態にあるとき、引出量決定手段は、筐体からの巻尺の引出量を所定の基準量に自動的に決定する。つまり、巻尺の引出量が基準量へ定期的に自動で校正されるので、巻尺の引出量の精度を継続的に維持できる。
なお、基準表示は、基準位置検出手段により検出可能なものであれば特に限定はされないが、例えば、基準位置を示す所定の模様や基準位置を示す孔部などを適用することができる。
【００１１】
本発明に係る電子式巻尺の別の特徴構成は、前記筐体からの前記巻尺の引き出し状態が基準状態であることの入力を受け付ける基準状態受付手段を備え、
前記引出量決定手段は、前記基準状態受付手段が前記基準状態であることの入力を受け付けたときの前記筐体からの前記巻尺の引出量を所定の基準量に決定する点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、基準状態受付手段が、巻尺の引き出し状態が基準状態であることの入力を受け付けると、引出量決定手段は、筐体からの巻尺の引出量を所定の基準量に自動的に決定する。つまり、巻尺の引出量を基準量へ手動で校正できる。
【００１３】
本発明に係る電子式巻尺の別の特徴構成は、前記引出量決定手段により決定される前記巻尺の引き出し量を補正するべく前記巻尺に付された補正表示と、前記補正表示を検出する補正表示検出手段とを備え、前記引出量決定手段は、前記補正表示検出手段が補正表示を検出すると、決定した前記巻尺の引出量を補正する点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、補正表示検出手段が、撮像手段による撮像画像から、巻尺に付された補正表示を検出したとき、引出量決定手段は、決定した前記巻尺の引出量を補正する。このため、引出量が定期的に補正されるので、決定された引出量に誤差が累積するのを防止することができ、巻尺の引出量の精度を継続的に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態の電子式巻尺１について説明する。
図１は、第１実施形態の電子式巻尺１の構成を示す概略図である。図示するように、筐体２の内部には巻尺４が、筐体２の外部に引き出し可能に収容されている。巻尺４は、筐体２の内部において、ゼンマイ軸５に巻回されたゼンマイ式バネ６に接続される。よって、ゼンマイ軸５及びゼンマイ式バネ６は、筐体２の内部で巻尺４を巻き取る巻取手段Ｒとして機能する。巻尺４は筐体２に形成された引出口３を通って筐体２の外部に引き出し可能であるが、ゼンマイ式バネ６によって筐体２の内部に引き込もうとする力が巻尺４には常に加わっている。但し、巻尺４の先端にはストッパ７が装着されており、そのストッパ７によって、巻尺４が全て筐体２の内部に引き込まれることが防止されている。ストッパ７が筐体２に当接するまで巻尺４が筐体２の内部に最大限引き込まれている状態を基準状態、即ち、筐体２からの巻尺４の引出量が零である状態とする。
【００１６】
電子式巻尺１は、上記巻尺４及び上記巻取手段Ｒに加えて、レーザ照射手段８、撮像手段９、演算処理部１０、記憶手段１４、及び、表示手段１５を備える。演算処理部１０は、少なくとも変位情報導出手段１１と引出量決定手段１２とを備え、更には基準位置検出手段１３を備える。
レーザ照射手段８は、半導体レーザ素子を用いて構成され、巻尺４にその半導体レーザからのレーザ出力を照射する。撮像手段９は、巻尺４のレーザ照射された部分を撮像する。レーザ照射手段８は、半導体レーザ素子からのレーザ出力を、レンズやプリズムなどの光学素子（図示せず）を用いて巻尺４の表面の少なくとも撮像領域Ａを含む範囲に導く。そして、撮像手段９は、レーザ照射手段８によってレーザ照射された巻尺４の撮像領域Ａの反射像を撮像する。
【００１７】
変位情報導出手段１１は、撮像手段９によって設定時間毎に撮像される複数の撮像画像の模様を互いに比較して、撮像画像中における巻尺４の変位量及び変位方向を導出する。例えば、変位情報導出手段１１は、ある時刻における巻尺４の撮像領域Ａの撮像画像の模様と、別の時刻の巻尺４の撮像領域Ａの撮像画像の模様とを比較する。このとき、変位情報導出手段１１は、３以上の撮像画像を比較してもよい。そして、変位情報導出手段１１は、撮像画像中に共通して存在している模様の変位量（本実施形態では、「カウント」と表記することもある）及び変位方向を導出する。
【００１８】
引出量決定手段１２は、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量及び変位方向に基づいて巻尺４の実際の移動量を導出し、筐体２からの巻尺４の引出量を決定する。本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを用いて構成される記憶手段１４は、上述したような撮像画像中における巻尺４の変位量（カウント）と、巻尺４の実際の移動量との相関関係を記憶する。図２は、巻尺４の変位量（カウント）と実際の移動量（ｍｍ）との相関関係を示すグラフである。記憶手段１４は、このグラフの傾き値：Ｋ（ｍｍ／カウント）を記憶している。よって、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量（カウント）と傾き値：Ｋとを乗算することで、巻尺４の実際の移動量を導出できる。そして、引出量決定手段１２は、記憶手段１４に記憶されている先の巻尺４の引出量と、新たに導出した巻尺４の移動量とに基づいて、新たな巻尺４の引出量を決定する。以上のように、引出量決定手段１２は、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量及び変位方向と記憶手段１４に記憶されている相関関係（傾き値：Ｋ）とに基づいて巻尺４の実際の移動量を導出し、筐体２からの巻尺４の引出量を決定している。
【００１９】
演算処理部１０は、引出量決定手段１２によって筐体２からの巻尺４の引出量が決定されると、その引出量の情報を表示手段１５に送る。表示手段１５は、液晶表示装置、自発光式のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などの様々な表示装置を用いて実現可能である。そして、表示手段１５は、受け取った筐体２から巻尺４の引出量の値を筐体２の外部に向けて表示する。
【００２０】
以上のように、演算処理部１０は、変位情報導出手段１１を用いて巻尺４の変位量及び変位方向を常時導出し、引出量決定手段１２を用いて決定される筐体２からの巻尺４の引出量に常時反映させている。よって、巻尺４を筐体２から引き出している途中では、表示手段１５で表示される巻尺４の引出量の値は徐々に増加してゆき、巻尺４の引き出しを停止すると、表示手段１５で表示される引出量の値も停止する。そして、巻尺４が巻取手段Ｒによって巻き取られると、表示手段１５で表示される巻尺４の引出量の値も減少する。
【００２１】
以下に、電子式巻尺１の具体例な構成及び動作について説明する。図１では、変位情報導出手段１１、引出量決定手段１２及び基準位置検出手段１３の機能が一つの演算処理部１０で実現されるような形態で図示しているが、具体例には、レーザ照射手段８、撮像手段９、変位情報導出手段１１及び基準位置検出手段１３の機能は光学センサモジュールによって実現可能であり、引出量決定手段１２の機能はマイコンなどによって実現可能である。また、記憶手段１４はＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリなどによって実現可能である。
【００２２】
上記光学センサモジュールでは、レーザ照射手段８によって照射された巻尺４の反射像が撮像手段９によって所定のフレームレートで撮像される。そして、得られた撮像画像を変位情報導出手段１１が信号処理して、巻尺４の変位量（カウント）及び変位方向が導出される。
上記マイコンでは、引出量決定手段１２が、上記光学センサモジュールに対して、導出された巻尺４の変位量（カウント）及び変位方向に関する情報を所定時間毎（例えば、１ｍ秒毎）に要求する。そして、引出量決定手段１２が、その要求に応じて上記光学センサモジュールから送られてきた、上記所定時間の間の巻尺４の変位量及び変位方向と、記憶手段１４に記憶されている相関関係（傾き値：Ｋ）とに基づいて、上記所定時間の間の巻尺４の実際の移動量を導出し、筐体２からの巻尺４の引出量を決定する。
また、マイコンは、光学センサモジュールの撮像手段９に対して、反射像の撮像のフレームレートを設定する機能や、光学センサモジュールのレーザ照射手段８に対して、レーザ出力強度を設定する機能などを有している。
【００２３】
上述のように、本実施形態の電子式巻尺１では、巻尺４の引出量が零であるときを基準として巻尺４の引出量が累積されて表示される。そのため、巻尺４の引出量が零であるときの表示手段１５における表示が確実に零になっていることが必要である。そこで、本実施形態の電子式巻尺１では、演算処理部１０が、後述する基準位置検出手段１３の機能を有するように構成されている。
【００２４】
具体的には、本実施形態の電子式巻尺１は、巻尺４に基準位置表示Ｍの模様ｍ１を付し、巻尺４の引出量が零である状態で（即ち、巻尺４の先端に装着されたストッパ７が筐体２の引出口３に当接するまで巻尺４が巻取手段Ｒに巻き取られた状態で）、基準位置表示Ｍの模様ｍ１（本実施形態では黒色の線模様）が撮像領域Ａに位置するようにしている。
基準位置検出手段１３は、撮像手段９によって撮像された撮像領域Ａの濃淡を数値で算出する機能を有している。具体的には、基準位置検出手段１３は、撮像領域Ａに黒色が多くなると小さい数値を出力し、白色が多くなると大きい数値を出力する。よって、上述したように基準位置表示Ｍの模様ｍ１が撮像領域Ａに存在しているとき、撮像領域Ａは全て黒色になるので、基準位置検出手段１３は、「０（零）」を算出する。つまり、基準位置検出手段１３は、撮像手段９による撮像画像から、巻尺４に付された基準位置表示Ｍの模様ｍ１を数値化して検出する。
引出量決定手段１２は、基準位置検出手段１３が出力する撮像領域Ａの濃淡の数値を受け取り、その値が「０」であると（即ち、基準位置検出手段１３が基準位置表示Ｍの模様ｍ１を検出すると）、筐体２からの巻尺４の引出量を所定の基準量（本実施形態では「０（零）」）に決定する。
【００２５】
尚、基準位置検出手段１３の機能は上記光学センサモジュールが有している。そして、上記マイコンでは、引出量決定手段１２が、上記光学センサモジュールに対して、基準位置検出手段１３が検出する撮像領域Ａの濃淡の数値を所定時間毎（例えば、１ｍ秒毎）に要求する。そして、引出量決定手段１２が、その要求に応じて上記光学センサモジュールから送られてきた、撮像領域Ａの濃淡の数値に基づいて、筐体２からの巻尺４の引出量が「０」であるか否かを判定している。
【００２６】
以上のように、本実施形態の電子式巻尺１は、巻尺４の表面に微細な模様が固有に存在することを利用して、巻尺の変位量及び変位方向を導出するので、従来のように、巻尺の表面に縞模様などを描く必要はない。また、従来のように発光ダイオードなどの発光素子及び受光素子で構成される読取部を２個備える必要もないので、従来から問題となっていた部品点数の増加や、複数の読取部について高い実装精度が要求されることなどの問題を回避できる。更に、巻尺４に対して、半導体レーザ素子（レーザ照射手段８）からのレーザ出力を照射するので、表面に光沢があり且つ凹凸が少ない巻尺であっても、ＬＥＤなどの他の光源を用いて巻尺を照射した場合に比べて、撮像手段９は、巻尺４の表面の模様を正確に得ることができる。その結果、筐体２からの巻尺４の引出量を正確に決定できる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の電子式巻尺３０は、基準状態受付手段１６を備えている点で上記第１実施形態の電子式巻尺１と異なっている。以下に第２実施形態の電子式巻尺３０について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００２８】
図３は、第２実施形態の電子式巻尺３０の構成を示す概略図である。図示するように、本実施形態の電子式巻尺３０は、操作者から、筐体２からの巻尺４の引き出し状態が基準状態であることの入力を受け付ける基準状態受付手段１６を備える。そして、第１実施形態の電子式巻尺１には備えられていた基準位置検出手段１３を備えていない。また、巻尺４には第１実施形態のような基準位置表示Ｍの模様ｍ１は付されていない。例えば、この基準状態受付手段１６は、筐体２からの巻尺４の引出量が零（基準量の一例）であることの指示を受け付けるためのスイッチ、所謂、ゼロ補正スイッチである。
【００２９】
引出量決定手段１２は、基準状態受付手段１６が基準状態であることの入力を受け付けたときの筐体２からの巻尺４の引出量を所定の基準量に決定する。この場合、引出量決定手段１２は、上記基準状態受付手段１６の操作入力が行われると、その時点での筐体２からの巻尺４の引出量を零に決定し、表示手段１５に表示される引出量の値を零にさせる。
【００３０】
＜第３実施形態＞
次に図面を参照して第３実施形態の電子式巻尺５０について説明する。図４は、第３実施形態の電子式巻尺５０の構成を示す概略図である。第３実施形態の電子式巻尺５０は、基準位置表示Ｍとして、上述の第１実施形態で説明した模様ｍ１に変えて、巻尺４に孔部ｍ２が形成されている。また、巻尺４に補正表示Ｃが付されているとともに、演算処理部１０に基準位置検出手段１８を備える点で上述の第１実施形態の電子式巻尺１とは異なっている。以下に第３実施形態の電子式巻尺５０について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３１】
本実施形態では、基準位置表示Ｍの孔部ｍ２は、巻尺４の引出量が零である状態で、即ち、巻尺４の先端に装着されたストッパ７が筐体２の引出口３に当接するまで巻尺４が巻取手段Ｒに巻き取られた状態で、基準位置表示Ｍの孔部ｍ２が撮像領域Ａに位置するように形成されている。基準位置表示Ｍの孔部ｍ２が撮像領域Ａに存在しているとき、レーザ照射手段８からのレーザ出力は孔部ｍ２を通過するため巻尺４の表面で反射されない。このため、レーザ照射された巻尺４の撮像領域Ａの反射像の撮像も行われない。基準位置検出手段１３は、撮像領域Ａの反射像の撮像が行われない状態を検出する。
【００３２】
また、巻尺４には補正表示Ｃが付され、引出量決定手段１２は、補正表示検出手段１８が補正表示Ｃを検出すると、決定した巻尺４の引出量を補正する。
補正表示Ｃは、例えば所定の模様であり、複数の模様が既知の間隔（ピッチ）で配置されている。この実施形態では、補正表示Ｃは黒線であり、巻尺４に複数の黒線が一定の間隔（ピッチ）で付されている。補正表示検出手段１８は、撮像手段９によって撮像された撮像領域Ａの濃淡を数値で算出する機能を有している。具体的には、補正表示検出手段１８は、撮像領域Ａに黒色が多くなると小さい数値を出力し、白色が多くなると大きい数値を出力する。補正表示Ｃが撮像領域Ａに存在しているとき、撮像領域Ａは全て黒色になるので、補正表示検出手段１８は、「０（零）」を算出する。つまり、補正表示検出手段１８は、撮像手段９による撮像画像から、巻尺４に付された補正表示Ｃの黒線を数値化して検出する。引出量決定手段１２は、基準位置検出手段１３が出力する撮像領域Ａの濃淡の数値を受け取り、その値が「０」であると（即ち、補正表示検知手段１８が補正表示Ｃを検出すると）、筐体２からの巻尺４の引出量を補正する。
【００３３】
具体的には、図４に示すように、隣接する補正表示Ｃ１，Ｃ２の間の領域が撮像領域Ａに位置する場合（即ち、補正表示検知手段１８が補正表示Ｃを検出していない場合）には、引出量決定手段１２は、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量及び変位方向に基づいて補正表示Ｃ１，Ｃ２の間の領域における巻尺４の移動量Δｄ（すなわち、補正表示Ｃ１を基準とした巻尺４の移動量）を導出する。そして、補正表示Ｃ１が撮像領域Ａに位置する際の補正後の巻尺４の引出量に移動量Δｄを積算することにより、巻尺４の引出量を決定する。補正表示Ｃ２が撮像領域Ａに達す、即ち、補正表示検知手段１８が補正表示Ｃ２を検出すると、上述の変位情報導出手段１１による導出結果に基づく変位量Δｄに変えて、隣接する補正表示Ｃ１，Ｃ２の間のピッチを、補正表示Ｃ１が撮像領域Ａに位置する際の補正後の巻尺４の引出量に積算することにより、巻尺４の引出量を決定する。さらに巻尺４を引出し、補正表示Ｃ２と補正表示Ｃ３の間の領域が撮像領域Ａに達すると、上述と同様に、変位情報導出手段１１による導出結果に基づく補正表示Ｃ２を基準とした移動量Δｄを算出し、引出量を決定する。補正表示Ｃ３が撮像領域Ａに達すると、上述と同様に補正表示Ｃ２，Ｃ３の間のピッチを積算することにより、引出量を決定する。このように、引出量決定手段１２は、補正表示Ｃが撮像領域Ａに達する毎に引出量を補正する。
【００３４】
本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを用いて構成される記憶手段１４は、第１の実施形態で説明したように、撮像画像中における巻尺４の変位量（カウント）と巻尺４の実際の移動量との相関関係Ｋ（ｍｍ／カウント）を記憶している。また、隣接する補正表示Ｃの間の間隔（ピッチ）を記憶している。よって、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量（カウント）とＫとを乗算することで、巻尺４の隣接する補正表示Ｃの間の移動量Δｄを導出できる。そして、引出量決定手段１２は、記憶手段１４に記憶されている前回の補正後の引出量と、導出した巻尺４の移動量Δｄとに基づいて、新たな巻尺４の引出量を決定する。なお、記憶手段１４に、補正表示検出手段１８が検出した補正表示Ｃの数を記憶するように構成し、検出した補正表示Ｃの数と補正表示Ｃの間のピッチとを掛け合せた値に移動量Δｄを積算して引出量を決定してもよい。
【００３５】
＜別実施形態＞
＜１＞
別実施形態の電子式巻尺４０は、図２に例示したような撮像画像中における巻尺４の変位量（カウント）と、巻尺４の実際の移動量との相関関係を校正可能に構成されている点で上記実施形態と異なっている。以下に、第１実施形態の電子式巻尺４を改変して得られる別実施形態の電子式巻尺４０について説明するが、第２実施形態の電子式巻尺４を改変することもできる。
【００３６】
図５は、別実施形態の電子式巻尺４０の構成を示す概略図である。図示するように、本実施形態の電子式巻尺４０は、演算処理部１０を外部装置と通信可能にする通信手段１７を備える。この通信手段１７は、外部装置と無線通信を行うためのアンテナ、又は、外部装置と有線通信を行うための通信用端子などを用いて構成される。
【００３７】
図６は、電子式巻尺４０と、上記外部装置としてのコンピュータなどの情報処理装置２０とを、上記通信手段１７を介して有線接続した状態を示す図である。また、図７は、情報処理装置２０の表示画面例である。まず、図２に例示したような巻尺４の変位量（カウント）と巻尺４の実際の移動量との相関関係を校正するために、図６に示すように電子式巻尺４０と情報処理装置２０とを通信可能に接続する。次に、情報処理装置２０の操作者は、情報処理装置２０にインストールされている校正ソフトウェアを起動する。図７は、その校正ソフトウェアを起動したときの情報処理装置２０の表示画面例である。操作者が電子式巻尺４０の筐体２から巻尺４を引き出すと、電子式巻尺４０の変位情報導出手段１１で導出された巻尺４の変位量（カウント）が通信手段１７を介して情報処理装置２０に送られ、表示画面に表示される。また、操作者が巻尺４の引出量を入力する入力ボックス２１も表示されている。図７に示す例では、ある電子式巻尺４０を用いて、操作者が筐体２から巻尺４を３０ｃｍ引き出したときのカウント値（４７３５カウント）が表示されている。この状態で操作者が入力ボックス２１に「３０」ｃｍと入力し、ＯＫボタン２２を選択入力すると、このカウント値（４７３５カウント）と実際の引出量（３０ｃｍ）とについての情報が情報処理装置２０から電子式巻尺４０に送られる。そして、電子式巻尺４０の演算処理部１０において、情報処理装置２０から受け取った実際の引出量をカウント値で除算した値（０．０６３４ｍｍ／カウント）が導出される。或いは、情報処理装置２０において実際の引出量をカウント値で除算した値が情報処理装置２０から電子式巻尺４０に送られるように構成してもよい。
【００３８】
実際の引出量をカウント値で除算した値は、図２に例示した傾き値：Ｋに相当する。よって、電子式巻尺４０の演算処理部１０は、この校正作業によって得られた値：Ｋを記憶手段１４に記憶して、巻尺４の実際の移動量を導出するために利用できる。
【００３９】
尚、傾き値：Ｋを校正する手法は上述したものに限定されない。例えば、操作者が巻尺４を１０ｃｍ引き出したときのカウント値：Ｃ１０と、３０ｃｍ引き出したときのカウント値：Ｃ３０とを取得し、Ｋ（ｍｍ／カウント）＝（３００ｍｍ−１００ｍｍ）／（Ｃ３０−Ｃ１０）の演算から傾き値：Ｋを導出することなども可能である。
【００４０】
また、上述の図４に示す第３実施形態の電子式巻尺においても、巻尺４の変位量（カウント）と、巻尺４の実際の移動量との相関関係を校正可能に構成することができる。 この場合も、上述の電子式巻尺（図５を参照）と同様に、演算処理部１０を外部装置と通信可能にする通信手段１７を備える。この実施形態においても傾き値：Ｋを校正する手法は上述の実施形態と同様である。なお、この実施形態においては、巻尺４に基準位置表示Ｍとして孔部ｍ２が形成されている。撮像領域Ａが孔部ｍ２に位置する場合、レーザ照射手段８による反射像が存在せず、変位情報導出手段１１は巻尺４の変位を導出することができない。このため、校正に際しては孔部ｍ２の径ａを求める必要がある。巻尺４を既知の引出量（例えば２０ｍｍ）まで引出し、既知の引出量（例えば２０ｍｍ）と変位情報導出手段１１の検出結果（例えば１７ｍｍ）との差を孔部ｍ２の径ａとする。この例の場合には、孔部ｍ２の径ａは３ｍｍとなる。求められた孔部ｍ２の径ａは記憶手段１４に記憶される。
【００４１】
＜２＞
上記第１実施形態では、基準位置検出手段１３が、撮像手段９によって撮像された撮像領域Ａの濃淡を数値で算出することで基準位置表示Ｍの模様ｍ１を検出する例を説明したが、他の形態で基準位置表示Ｍの模様ｍ１を検出するように改変してもよい。例えば、記憶手段１４に、巻尺４の引出量が零である状態で撮像手段９によって撮像された、基準位置表示Ｍの模様ｍ１を含む撮像領域Ａの像（基準画像）を記憶しておき、基準位置検出手段１３が、撮像手段９による撮像画像の模様が、上記記憶手段１４に記憶された基準画像の模様と同じであるとき、巻尺４に付された基準位置表示Ｍの模様ｍ１を検出したと判定するように構成してもよい。
【００４２】
＜３＞
上記第２実施形態では、補正表示検出手段１８が、撮像手段９によって撮像された撮像領域Ａの濃淡を数値で算出することで補正表示Ｃを検出する例を説明したが、他の形態で補正表示Ｃを検出するように改変してもよい。例えば、記憶手段１４に補正表示Ｃの模様を記憶しておき、補正表示検出手段１８が、撮像手段９による撮像画像の模様が、上記記憶手段１４に記憶された補正表示Ｃの模様と同じであるとき、巻尺４に付された補正表示Ｃを検出したと判定するように構成してもよい。
【００４３】
＜４＞
上記実施形態では、数値を例示して本発明に係る電子式巻尺の特徴構成について説明したが、それらの数値例によって本発明は限定されず、様々な変更が可能である。また、レーザ照射手段、撮像手段、基準位置検出手段、演算処理部などが、光学センサモジュールとマイコンという２つのモジュールで構成される例について説明したが、レーザ照射手段、撮像手段、基準位置検出手段、演算処理部などを一つのモジュールで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る電子式巻尺は、巻尺の引出量を電子的な手法により読みとって、操作者が読みやすいように表示するための巻尺に利用可能である。表示手段として自発光式の表示装置を用いれば、暗い場所であっても巻尺の引出量を正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態の電子式巻尺の構成を示す概略図
【図２】巻尺の変位量（カウント）と実際の移動量との相関関係を示すグラフ
【図３】第２実施形態の電子式巻尺の構成を示す概略図
【図４】第３実施形態の電子式巻尺の構成を示す概略図
【図５】別実施形態の電子式巻尺の構成を示す概略図
【図６】電子式巻尺とコンピュータ等の情報処理装置とを有線接続した状態を示す図
【図７】情報処理装置の表示画面例
【図８】従来の電子式巻尺の動作原理を説明するための模式図
【符号の説明】
【００４６】
１ 電子式巻尺
２ 筐体
４ 巻尺
５ ゼンマイ軸（巻取手段 Ｒ）
６ ゼンマイ式バネ（巻取手段 Ｒ）
８ レーザ照射手段
９ 撮像手段
１１ 変位情報導出手段
１２ 引出量決定手段
１４ 記憶手段
１５ 表示手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻尺の引出量を電子的な手法により読みとって表示する電子式巻尺に関する。
【背景技術】
【０００２】
数値の読み間違いなどを防止するために、筐体からの巻尺の引出量を電子的に読み取り表示する電子式巻尺が提案されている。例えば、特許文献１には、光学的な読み取り機構を備えた電子式巻尺が記載されている。図７は、特許文献１に記載の電子式巻尺の動作原理を説明するための模式図である。図示するように、巻尺１０４の表面には黒白の縞模様が等間隔（例えば、１ｍｍ間隔）で描かれている。発光ダイオード（ＬＥＤ）１０２から放射された光は巻尺表面の微小領域で反射され、受光素子１０３で受光される。このとき、発光ダイオード１０２から放射された光が巻尺の白部分の微小領域で反射されたとき、受光素子１０３で受光される光強度は大きくなる。一方で、発光ダイオード１０２から放射された光が黒部分の微小領域で反射されたとき、受光素子１０３で受光される光強度は小さくなる。よって、演算処理部１０１は、受光素子１０３で受光した光強度の増減（即ち、白の回数又は黒の回数）をカウントすることで、縞模様の間隔に応じた巻尺の引出量を導出できる。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−５８７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電子式巻尺では、巻尺の表面に対して黒白の縞模様が正確に描かれていなければ、巻尺の引出量を正確に導出することができない。また、巻尺の引き出し方向を検出するためには、発光ダイオード及び受光素子で構成される読取部を２個備え、その２個の読取部を用いて、引き出し方向に沿った巻尺表面の２つの微小領域での光強度の増減を検出する必要がある。ここで、２つの微小領域は、巻尺表面に描かれた縞模様の間隔よりも短い間隔で位置している必要がある。
【０００５】
以上のように、従来の電子式巻尺では、巻尺表面の縞模様を高い精度で印刷する必要があり、更に、巻尺表面の汚れ、印刷のにじみなどは許容されない。また、発光ダイオード及び受光素子で構成される複数の読取部が必要になるため、部品点数の増加の問題や、複数の読取部について高い実装精度が要求されるという問題が存在する。
【０００６】
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、巻尺の引出量を正確に導出可能な電子式巻尺を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る電子式巻尺の特徴構成は、筐体外部に引き出し可能な巻尺と、
前記筐体内部で前記巻尺を巻き取る巻取手段と、
前記巻尺に半導体レーザ素子からのレーザ出力を照射するレーザ照射手段と、
前記巻尺のレーザ照射された部分を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって設定時間毎に撮像される複数の撮像画像の模様を互いに比較して、前記撮像画像中における前記巻尺の変位量及び変位方向を導出する変位情報導出手段と、
前記撮像画像中における前記巻尺の変位量と、前記巻尺の実際の移動量との相関関係を記憶する記憶手段と、
前記変位情報導出手段により導出される前記巻尺の前記変位量及び前記変位方向と前記記憶手段に記憶されている前記相関関係とに基づいて前記巻尺の実際の移動量を導出し、前記筐体からの前記巻尺の引出量を決定する引出量決定手段と、
前記筐体からの前記巻尺の引出量を前記筐体の外部に向けて表示する表示手段と、を備える点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、巻尺の表面に微細な模様（凹凸模様や色による模様を含む）が固有に存在することを利用して、変位情報導出手段が、複数の撮像画像の模様を互いに比較して、前記撮像画像中における巻尺の変位量及び変位方向を導出する。つまり、従来のように、巻尺の表面に縞模様などを描く必要はない。また、従来のように発光ダイオードなどの発光素子及び受光素子で構成される読取部を２個備える必要もないので、従来から問題となっていた部品点数の増加の問題や、複数の読取部について高い実装精度が要求されるという問題を回避できる。
更に、巻尺に対して、半導体レーザ素子からのレーザ出力を照射するので、表面に光沢があり且つ凹凸が少ない巻尺であっても、ＬＥＤなどの他の光源を用いて巻尺を照射した場合に比べて、撮像手段は、巻尺表面の模様を正確に得ることができる。その結果、引出量決定手段は、筐体からの巻尺の引出量を正確に決定できる。
従って、巻尺の引出量を正確に導出可能な電子式巻尺を提供できる。
【０００９】
本発明に係る電子式巻尺の別の特徴構成は、前記撮像手段による撮像画像から、前記巻尺に付された基準位置表示を検出する基準位置検出手段を備え、前記引出量決定手段は、前記基準位置検出手段が基準位置表示を検出すると、前記筐体からの前記巻尺の引出量を所定の基準量に決定する点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、基準位置検出手段が、撮像手段による撮像画像から、巻尺に付された基準位置表示を検出したとき、即ち、巻尺の引出量が基準状態にあるとき、引出量決定手段は、筐体からの巻尺の引出量を所定の基準量に自動的に決定する。つまり、巻尺の引出量が基準量へ定期的に自動で校正されるので、巻尺の引出量の精度を継続的に維持できる。
なお、基準表示は、基準位置検出手段により検出可能なものであれば特に限定はされないが、例えば、基準位置を示す所定の模様や基準位置を示す孔部などを適用することができる。
【００１１】
本発明に係る電子式巻尺の別の特徴構成は、前記筐体からの前記巻尺の引き出し状態が基準状態であることの入力を受け付ける基準状態受付手段を備え、
前記引出量決定手段は、前記基準状態受付手段が前記基準状態であることの入力を受け付けたときの前記筐体からの前記巻尺の引出量を所定の基準量に決定する点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、基準状態受付手段が、巻尺の引き出し状態が基準状態であることの入力を受け付けると、引出量決定手段は、筐体からの巻尺の引出量を所定の基準量に自動的に決定する。つまり、巻尺の引出量を基準量へ手動で校正できる。
【００１３】
本発明に係る電子式巻尺の別の特徴構成は、前記引出量決定手段により決定される前記巻尺の引き出し量を補正するべく前記巻尺に付された補正表示と、前記補正表示を検出する補正表示検出手段とを備え、前記引出量決定手段は、前記補正表示検出手段が補正表示を検出すると、決定した前記巻尺の引出量を補正する点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、補正表示検出手段が、撮像手段による撮像画像から、巻尺に付された補正表示を検出したとき、引出量決定手段は、決定した前記巻尺の引出量を補正する。このため、引出量が定期的に補正されるので、決定された引出量に誤差が累積するのを防止することができ、巻尺の引出量の精度を継続的に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態の電子式巻尺１について説明する。
図１は、第１実施形態の電子式巻尺１の構成を示す概略図である。図示するように、筐体２の内部には巻尺４が、筐体２の外部に引き出し可能に収容されている。巻尺４は、筐体２の内部において、ゼンマイ軸５に巻回されたゼンマイ式バネ６に接続される。よって、ゼンマイ軸５及びゼンマイ式バネ６は、筐体２の内部で巻尺４を巻き取る巻取手段Ｒとして機能する。巻尺４は筐体２に形成された引出口３を通って筐体２の外部に引き出し可能であるが、ゼンマイ式バネ６によって筐体２の内部に引き込もうとする力が巻尺４には常に加わっている。但し、巻尺４の先端にはストッパ７が装着されており、そのストッパ７によって、巻尺４が全て筐体２の内部に引き込まれることが防止されている。ストッパ７が筐体２に当接するまで巻尺４が筐体２の内部に最大限引き込まれている状態を基準状態、即ち、筐体２からの巻尺４の引出量が零である状態とする。
【００１６】
電子式巻尺１は、上記巻尺４及び上記巻取手段Ｒに加えて、レーザ照射手段８、撮像手段９、演算処理部１０、記憶手段１４、及び、表示手段１５を備える。演算処理部１０は、少なくとも変位情報導出手段１１と引出量決定手段１２とを備え、更には基準位置検出手段１３を備える。
レーザ照射手段８は、半導体レーザ素子を用いて構成され、巻尺４にその半導体レーザからのレーザ出力を照射する。撮像手段９は、巻尺４のレーザ照射された部分を撮像する。レーザ照射手段８は、半導体レーザ素子からのレーザ出力を、レンズやプリズムなどの光学素子（図示せず）を用いて巻尺４の表面の少なくとも撮像領域Ａを含む範囲に導く。そして、撮像手段９は、レーザ照射手段８によってレーザ照射された巻尺４の撮像領域Ａの反射像を撮像する。
【００１７】
変位情報導出手段１１は、撮像手段９によって設定時間毎に撮像される複数の撮像画像の模様を互いに比較して、撮像画像中における巻尺４の変位量及び変位方向を導出する。例えば、変位情報導出手段１１は、ある時刻における巻尺４の撮像領域Ａの撮像画像の模様と、別の時刻の巻尺４の撮像領域Ａの撮像画像の模様とを比較する。このとき、変位情報導出手段１１は、３以上の撮像画像を比較してもよい。そして、変位情報導出手段１１は、撮像画像中に共通して存在している模様の変位量（本実施形態では、「カウント」と表記することもある）及び変位方向を導出する。
【００１８】
引出量決定手段１２は、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量及び変位方向に基づいて巻尺４の実際の移動量を導出し、筐体２からの巻尺４の引出量を決定する。本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを用いて構成される記憶手段１４は、上述したような撮像画像中における巻尺４の変位量（カウント）と、巻尺４の実際の移動量との相関関係を記憶する。図２は、巻尺４の変位量（カウント）と実際の移動量（ｍｍ）との相関関係を示すグラフである。記憶手段１４は、このグラフの傾き値：Ｋ（ｍｍ／カウント）を記憶している。よって、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量（カウント）と傾き値：Ｋとを乗算することで、巻尺４の実際の移動量を導出できる。そして、引出量決定手段１２は、記憶手段１４に記憶されている先の巻尺４の引出量と、新たに導出した巻尺４の移動量とに基づいて、新たな巻尺４の引出量を決定する。以上のように、引出量決定手段１２は、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量及び変位方向と記憶手段１４に記憶されている相関関係（傾き値：Ｋ）とに基づいて巻尺４の実際の移動量を導出し、筐体２からの巻尺４の引出量を決定している。
【００１９】
演算処理部１０は、引出量決定手段１２によって筐体２からの巻尺４の引出量が決定されると、その引出量の情報を表示手段１５に送る。表示手段１５は、液晶表示装置、自発光式のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などの様々な表示装置を用いて実現可能である。そして、表示手段１５は、受け取った筐体２から巻尺４の引出量の値を筐体２の外部に向けて表示する。
【００２０】
以上のように、演算処理部１０は、変位情報導出手段１１を用いて巻尺４の変位量及び変位方向を常時導出し、引出量決定手段１２を用いて決定される筐体２からの巻尺４の引出量に常時反映させている。よって、巻尺４を筐体２から引き出している途中では、表示手段１５で表示される巻尺４の引出量の値は徐々に増加してゆき、巻尺４の引き出しを停止すると、表示手段１５で表示される引出量の値も停止する。そして、巻尺４が巻取手段Ｒによって巻き取られると、表示手段１５で表示される巻尺４の引出量の値も減少する。
【００２１】
以下に、電子式巻尺１の具体例な構成及び動作について説明する。図１では、変位情報導出手段１１、引出量決定手段１２及び基準位置検出手段１３の機能が一つの演算処理部１０で実現されるような形態で図示しているが、具体例には、レーザ照射手段８、撮像手段９、変位情報導出手段１１及び基準位置検出手段１３の機能は光学センサモジュールによって実現可能であり、引出量決定手段１２の機能はマイコンなどによって実現可能である。また、記憶手段１４はＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリなどによって実現可能である。
【００２２】
上記光学センサモジュールでは、レーザ照射手段８によって照射された巻尺４の反射像が撮像手段９によって所定のフレームレートで撮像される。そして、得られた撮像画像を変位情報導出手段１１が信号処理して、巻尺４の変位量（カウント）及び変位方向が導出される。
上記マイコンでは、引出量決定手段１２が、上記光学センサモジュールに対して、導出された巻尺４の変位量（カウント）及び変位方向に関する情報を所定時間毎（例えば、１ｍ秒毎）に要求する。そして、引出量決定手段１２が、その要求に応じて上記光学センサモジュールから送られてきた、上記所定時間の間の巻尺４の変位量及び変位方向と、記憶手段１４に記憶されている相関関係（傾き値：Ｋ）とに基づいて、上記所定時間の間の巻尺４の実際の移動量を導出し、筐体２からの巻尺４の引出量を決定する。
また、マイコンは、光学センサモジュールの撮像手段９に対して、反射像の撮像のフレームレートを設定する機能や、光学センサモジュールのレーザ照射手段８に対して、レーザ出力強度を設定する機能などを有している。
【００２３】
上述のように、本実施形態の電子式巻尺１では、巻尺４の引出量が零であるときを基準として巻尺４の引出量が累積されて表示される。そのため、巻尺４の引出量が零であるときの表示手段１５における表示が確実に零になっていることが必要である。そこで、本実施形態の電子式巻尺１では、演算処理部１０が、後述する基準位置検出手段１３の機能を有するように構成されている。
【００２４】
具体的には、本実施形態の電子式巻尺１は、巻尺４に基準位置表示Ｍの模様ｍ１を付し、巻尺４の引出量が零である状態で（即ち、巻尺４の先端に装着されたストッパ７が筐体２の引出口３に当接するまで巻尺４が巻取手段Ｒに巻き取られた状態で）、基準位置表示Ｍの模様ｍ１（本実施形態では黒色の線模様）が撮像領域Ａに位置するようにしている。
基準位置検出手段１３は、撮像手段９によって撮像された撮像領域Ａの濃淡を数値で算出する機能を有している。具体的には、基準位置検出手段１３は、撮像領域Ａに黒色が多くなると小さい数値を出力し、白色が多くなると大きい数値を出力する。よって、上述したように基準位置表示Ｍの模様ｍ１が撮像領域Ａに存在しているとき、撮像領域Ａは全て黒色になるので、基準位置検出手段１３は、「０（零）」を算出する。つまり、基準位置検出手段１３は、撮像手段９による撮像画像から、巻尺４に付された基準位置表示Ｍの模様ｍ１を数値化して検出する。
引出量決定手段１２は、基準位置検出手段１３が出力する撮像領域Ａの濃淡の数値を受け取り、その値が「０」であると（即ち、基準位置検出手段１３が基準位置表示Ｍの模様ｍ１を検出すると）、筐体２からの巻尺４の引出量を所定の基準量（本実施形態では「０（零）」）に決定する。
【００２５】
尚、基準位置検出手段１３の機能は上記光学センサモジュールが有している。そして、上記マイコンでは、引出量決定手段１２が、上記光学センサモジュールに対して、基準位置検出手段１３が検出する撮像領域Ａの濃淡の数値を所定時間毎（例えば、１ｍ秒毎）に要求する。そして、引出量決定手段１２が、その要求に応じて上記光学センサモジュールから送られてきた、撮像領域Ａの濃淡の数値に基づいて、筐体２からの巻尺４の引出量が「０」であるか否かを判定している。
【００２６】
以上のように、本実施形態の電子式巻尺１は、巻尺４の表面に微細な模様が固有に存在することを利用して、巻尺の変位量及び変位方向を導出するので、従来のように、巻尺の表面に縞模様などを描く必要はない。また、従来のように発光ダイオードなどの発光素子及び受光素子で構成される読取部を２個備える必要もないので、従来から問題となっていた部品点数の増加や、複数の読取部について高い実装精度が要求されることなどの問題を回避できる。更に、巻尺４に対して、半導体レーザ素子（レーザ照射手段８）からのレーザ出力を照射するので、表面に光沢があり且つ凹凸が少ない巻尺であっても、ＬＥＤなどの他の光源を用いて巻尺を照射した場合に比べて、撮像手段９は、巻尺４の表面の模様を正確に得ることができる。その結果、筐体２からの巻尺４の引出量を正確に決定できる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の電子式巻尺３０は、基準状態受付手段１６を備えている点で上記第１実施形態の電子式巻尺１と異なっている。以下に第２実施形態の電子式巻尺３０について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００２８】
図３は、第２実施形態の電子式巻尺３０の構成を示す概略図である。図示するように、本実施形態の電子式巻尺３０は、操作者から、筐体２からの巻尺４の引き出し状態が基準状態であることの入力を受け付ける基準状態受付手段１６を備える。そして、第１実施形態の電子式巻尺１には備えられていた基準位置検出手段１３を備えていない。また、巻尺４には第１実施形態のような基準位置表示Ｍの模様ｍ１は付されていない。例えば、この基準状態受付手段１６は、筐体２からの巻尺４の引出量が零（基準量の一例）であることの指示を受け付けるためのスイッチ、所謂、ゼロ補正スイッチである。
【００２９】
引出量決定手段１２は、基準状態受付手段１６が基準状態であることの入力を受け付けたときの筐体２からの巻尺４の引出量を所定の基準量に決定する。この場合、引出量決定手段１２は、上記基準状態受付手段１６の操作入力が行われると、その時点での筐体２からの巻尺４の引出量を零に決定し、表示手段１５に表示される引出量の値を零にさせる。
【００３０】
＜第３実施形態＞
次に図面を参照して第３実施形態の電子式巻尺５０について説明する。図４は、第３実施形態の電子式巻尺５０の構成を示す概略図である。第３実施形態の電子式巻尺５０は、基準位置表示Ｍとして、上述の第１実施形態で説明した模様ｍ１に変えて、巻尺４に孔部ｍ２が形成されている。また、巻尺４に補正表示Ｃが付されているとともに、演算処理部１０に基準位置検出手段１８を備える点で上述の第１実施形態の電子式巻尺１とは異なっている。以下に第３実施形態の電子式巻尺５０について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３１】
本実施形態では、基準位置表示Ｍの孔部ｍ２は、巻尺４の引出量が零である状態で、即ち、巻尺４の先端に装着されたストッパ７が筐体２の引出口３に当接するまで巻尺４が巻取手段Ｒに巻き取られた状態で、基準位置表示Ｍの孔部ｍ２が撮像領域Ａに位置するように形成されている。基準位置表示Ｍの孔部ｍ２が撮像領域Ａに存在しているとき、レーザ照射手段８からのレーザ出力は孔部ｍ２を通過するため巻尺４の表面で反射されない。このため、レーザ照射された巻尺４の撮像領域Ａの反射像の撮像も行われない。基準位置検出手段１３は、撮像領域Ａの反射像の撮像が行われない状態を検出する。
【００３２】
また、巻尺４には補正表示Ｃが付され、引出量決定手段１２は、補正表示検出手段１８が補正表示Ｃを検出すると、決定した巻尺４の引出量を補正する。
補正表示Ｃは、例えば所定の模様であり、複数の模様が既知の間隔（ピッチ）で配置されている。この実施形態では、補正表示Ｃは黒線であり、巻尺４に複数の黒線が一定の間隔（ピッチ）で付されている。補正表示検出手段１８は、撮像手段９によって撮像された撮像領域Ａの濃淡を数値で算出する機能を有している。具体的には、補正表示検出手段１８は、撮像領域Ａに黒色が多くなると小さい数値を出力し、白色が多くなると大きい数値を出力する。補正表示Ｃが撮像領域Ａに存在しているとき、撮像領域Ａは全て黒色になるので、補正表示検出手段１８は、「０（零）」を算出する。つまり、補正表示検出手段１８は、撮像手段９による撮像画像から、巻尺４に付された補正表示Ｃの黒線を数値化して検出する。引出量決定手段１２は、基準位置検出手段１３が出力する撮像領域Ａの濃淡の数値を受け取り、その値が「０」であると（即ち、補正表示検知手段１８が補正表示Ｃを検出すると）、筐体２からの巻尺４の引出量を補正する。
【００３３】
具体的には、図４に示すように、隣接する補正表示Ｃ１，Ｃ２の間の領域が撮像領域Ａに位置する場合（即ち、補正表示検知手段１８が補正表示Ｃを検出していない場合）には、引出量決定手段１２は、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量及び変位方向に基づいて補正表示Ｃ１，Ｃ２の間の領域における巻尺４の移動量Δｄ（すなわち、補正表示Ｃ１を基準とした巻尺４の移動量）を導出する。そして、補正表示Ｃ１が撮像領域Ａに位置する際の補正後の巻尺４の引出量に移動量Δｄを積算することにより、巻尺４の引出量を決定する。補正表示Ｃ２が撮像領域Ａに達す、即ち、補正表示検知手段１８が補正表示Ｃ２を検出すると、上述の変位情報導出手段１１による導出結果に基づく変位量Δｄに変えて、隣接する補正表示Ｃ１，Ｃ２の間のピッチを、補正表示Ｃ１が撮像領域Ａに位置する際の補正後の巻尺４の引出量に積算することにより、巻尺４の引出量を決定する。さらに巻尺４を引出し、補正表示Ｃ２と補正表示Ｃ３の間の領域が撮像領域Ａに達すると、上述と同様に、変位情報導出手段１１による導出結果に基づく補正表示Ｃ２を基準とした移動量Δｄを算出し、引出量を決定する。補正表示Ｃ３が撮像領域Ａに達すると、上述と同様に補正表示Ｃ２，Ｃ３の間のピッチを積算することにより、引出量を決定する。このように、引出量決定手段１２は、補正表示Ｃが撮像領域Ａに達する毎に引出量を補正する。
【００３４】
本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを用いて構成される記憶手段１４は、第１の実施形態で説明したように、撮像画像中における巻尺４の変位量（カウント）と巻尺４の実際の移動量との相関関係Ｋ（ｍｍ／カウント）を記憶している。また、隣接する補正表示Ｃの間の間隔（ピッチ）を記憶している。よって、変位情報導出手段１１により導出される巻尺４の変位量（カウント）とＫとを乗算することで、巻尺４の隣接する補正表示Ｃの間の移動量Δｄを導出できる。そして、引出量決定手段１２は、記憶手段１４に記憶されている前回の補正後の引出量と、導出した巻尺４の移動量Δｄとに基づいて、新たな巻尺４の引出量を決定する。なお、記憶手段１４に、補正表示検出手段１８が検出した補正表示Ｃの数を記憶するように構成し、検出した補正表示Ｃの数と補正表示Ｃの間のピッチとを掛け合せた値に移動量Δｄを積算して引出量を決定してもよい。
【００３５】
＜別実施形態＞
＜１＞
別実施形態の電子式巻尺４０は、図２に例示したような撮像画像中における巻尺４の変位量（カウント）と、巻尺４の実際の移動量との相関関係を校正可能に構成されている点で上記実施形態と異なっている。以下に、第１実施形態の電子式巻尺４を改変して得られる別実施形態の電子式巻尺４０について説明するが、第２実施形態の電子式巻尺４を改変することもできる。
【００３６】
図５は、別実施形態の電子式巻尺４０の構成を示す概略図である。図示するように、本実施形態の電子式巻尺４０は、演算処理部１０を外部装置と通信可能にする通信手段１７を備える。この通信手段１７は、外部装置と無線通信を行うためのアンテナ、又は、外部装置と有線通信を行うための通信用端子などを用いて構成される。
【００３７】
図６は、電子式巻尺４０と、上記外部装置としてのコンピュータなどの情報処理装置２０とを、上記通信手段１７を介して有線接続した状態を示す図である。また、図７は、情報処理装置２０の表示画面例である。まず、図２に例示したような巻尺４の変位量（カウント）と巻尺４の実際の移動量との相関関係を校正するために、図６に示すように電子式巻尺４０と情報処理装置２０とを通信可能に接続する。次に、情報処理装置２０の操作者は、情報処理装置２０にインストールされている校正ソフトウェアを起動する。図７は、その校正ソフトウェアを起動したときの情報処理装置２０の表示画面例である。操作者が電子式巻尺４０の筐体２から巻尺４を引き出すと、電子式巻尺４０の変位情報導出手段１１で導出された巻尺４の変位量（カウント）が通信手段１７を介して情報処理装置２０に送られ、表示画面に表示される。また、操作者が巻尺４の引出量を入力する入力ボックス２１も表示されている。図７に示す例では、ある電子式巻尺４０を用いて、操作者が筐体２から巻尺４を３０ｃｍ引き出したときのカウント値（４７３５カウント）が表示されている。この状態で操作者が入力ボックス２１に「３０」ｃｍと入力し、ＯＫボタン２２を選択入力すると、このカウント値（４７３５カウント）と実際の引出量（３０ｃｍ）とについての情報が情報処理装置２０から電子式巻尺４０に送られる。そして、電子式巻尺４０の演算処理部１０において、情報処理装置２０から受け取った実際の引出量をカウント値で除算した値（０．０６３４ｍｍ／カウント）が導出される。或いは、情報処理装置２０において実際の引出量をカウント値で除算した値が情報処理装置２０から電子式巻尺４０に送られるように構成してもよい。
【００３８】
実際の引出量をカウント値で除算した値は、図２に例示した傾き値：Ｋに相当する。よって、電子式巻尺４０の演算処理部１０は、この校正作業によって得られた値：Ｋを記憶手段１４に記憶して、巻尺４の実際の移動量を導出するために利用できる。
【００３９】
尚、傾き値：Ｋを校正する手法は上述したものに限定されない。例えば、操作者が巻尺４を１０ｃｍ引き出したときのカウント値：Ｃ１０と、３０ｃｍ引き出したときのカウント値：Ｃ３０とを取得し、Ｋ（ｍｍ／カウント）＝（３００ｍｍ−１００ｍｍ）／（Ｃ３０−Ｃ１０）の演算から傾き値：Ｋを導出することなども可能である。
【００４０】
また、上述の図４に示す第３実施形態の電子式巻尺においても、巻尺４の変位量（カウント）と、巻尺４の実際の移動量との相関関係を校正可能に構成することができる。 この場合も、上述の電子式巻尺（図５を参照）と同様に、演算処理部１０を外部装置と通信可能にする通信手段１７を備える。この実施形態においても傾き値：Ｋを校正する手法は上述の実施形態と同様である。なお、この実施形態においては、巻尺４に基準位置表示Ｍとして孔部ｍ２が形成されている。撮像領域Ａが孔部ｍ２に位置する場合、レーザ照射手段８による反射像が存在せず、変位情報導出手段１１は巻尺４の変位を導出することができない。このため、校正に際しては孔部ｍ２の径ａを求める必要がある。巻尺４を既知の引出量（例えば２０ｍｍ）まで引出し、既知の引出量（例えば２０ｍｍ）と変位情報導出手段１１の検出結果（例えば１７ｍｍ）との差を孔部ｍ２の径ａとする。この例の場合には、孔部ｍ２の径ａは３ｍｍとなる。求められた孔部ｍ２の径ａは記憶手段１４に記憶される。
【００４１】
＜２＞
上記第１実施形態では、基準位置検出手段１３が、撮像手段９によって撮像された撮像領域Ａの濃淡を数値で算出することで基準位置表示Ｍの模様ｍ１を検出する例を説明したが、他の形態で基準位置表示Ｍの模様ｍ１を検出するように改変してもよい。例えば、記憶手段１４に、巻尺４の引出量が零である状態で撮像手段９によって撮像された、基準位置表示Ｍの模様ｍ１を含む撮像領域Ａの像（基準画像）を記憶しておき、基準位置検出手段１３が、撮像手段９による撮像画像の模様が、上記記憶手段１４に記憶された基準画像の模様と同じであるとき、巻尺４に付された基準位置表示Ｍの模様ｍ１を検出したと判定するように構成してもよい。
【００４２】
＜３＞
上記第２実施形態では、補正表示検出手段１８が、撮像手段９によって撮像された撮像領域Ａの濃淡を数値で算出することで補正表示Ｃを検出する例を説明したが、他の形態で補正表示Ｃを検出するように改変してもよい。例えば、記憶手段１４に補正表示Ｃの模様を記憶しておき、補正表示検出手段１８が、撮像手段９による撮像画像の模様が、上記記憶手段１４に記憶された補正表示Ｃの模様と同じであるとき、巻尺４に付された補正表示Ｃを検出したと判定するように構成してもよい。
【００４３】
＜４＞
上記実施形態では、数値を例示して本発明に係る電子式巻尺の特徴構成について説明したが、それらの数値例によって本発明は限定されず、様々な変更が可能である。また、レーザ照射手段、撮像手段、基準位置検出手段、演算処理部などが、光学センサモジュールとマイコンという２つのモジュールで構成される例について説明したが、レーザ照射手段、撮像手段、基準位置検出手段、演算処理部などを一つのモジュールで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る電子式巻尺は、巻尺の引出量を電子的な手法により読みとって、操作者が読みやすいように表示するための巻尺に利用可能である。表示手段として自発光式の表示装置を用いれば、暗い場所であっても巻尺の引出量を正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態の電子式巻尺の構成を示す概略図
【図２】巻尺の変位量（カウント）と実際の移動量との相関関係を示すグラフ
【図３】第２実施形態の電子式巻尺の構成を示す概略図
【図４】第３実施形態の電子式巻尺の構成を示す概略図
【図５】別実施形態の電子式巻尺の構成を示す概略図
【図６】電子式巻尺とコンピュータ等の情報処理装置とを有線接続した状態を示す図
【図７】情報処理装置の表示画面例
【図８】従来の電子式巻尺の動作原理を説明するための模式図
【符号の説明】
【００４６】
１ 電子式巻尺
２ 筐体
４ 巻尺
５ ゼンマイ軸（巻取手段 Ｒ）
６ ゼンマイ式バネ（巻取手段 Ｒ）
８ レーザ照射手段
９ 撮像手段
１１ 変位情報導出手段
１２ 引出量決定手段
１４ 記憶手段
１５ 表示手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体外部に引き出し可能な巻尺と、
前記筐体内部で前記巻尺を巻き取る巻取手段と、
前記巻尺に半導体レーザ素子からのレーザ出力を照射するレーザ照射手段と、
前記巻尺のレーザ照射された部分を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって設定時間毎に撮像される複数の撮像画像の模様を互いに比較して、前記撮像画像中における前記巻尺の変位量及び変位方向を導出する変位情報導出手段と、
前記撮像画像中における前記巻尺の変位量と、前記巻尺の実際の移動量との相関関係を記憶する記憶手段と、
前記変位情報導出手段により導出される前記巻尺の前記変位量及び前記変位方向と前記記憶手段に記憶されている前記相関関係とに基づいて前記巻尺の実際の移動量を導出し、前記筐体からの前記巻尺の引出量を決定する引出量決定手段と、
前記筐体からの前記巻尺の引出量を前記筐体の外部に向けて表示する表示手段と、を備える電子式巻尺。
【請求項２】
前記撮像手段による撮像画像から、前記巻尺に付された基準位置表示を検出する基準位置検出手段を備え、
前記引出量決定手段は、前記基準位置検出手段が基準位置表示を検出すると、前記筐体からの前記巻尺の引出量を所定の基準量に決定する請求項１記載の電子式巻尺。
【請求項３】
前記基準位置表示が前記基準位置を示す所定の模様である請求項２記載の電子式巻尺。
【請求項４】
前記基準位置表示が前記基準位置を示す孔部である請求項２記載の電子式巻尺。
【請求項５】
前記筐体からの前記巻尺の引き出し状態が基準状態であることの入力を受け付ける基準状態受付手段を備え、
前記引出量決定手段は、前記基準状態受付手段が前記基準状態であることの入力を受け付けたときの前記筐体からの前記巻尺の引出量を所定の基準量に決定する請求項１記載の電子式巻尺。
【請求項６】
前記引出量決定手段により決定される前記巻尺の引き出し量を補正するべく前記巻尺に付された補正表示と、前記補正表示を検出する補正表示検出手段とを備え、
前記引出量決定手段は、前記補正表示検出手段が補正表示を検出すると、決定した前記巻尺の引出量を補正する請求項１〜５の何れか一項に記載の電子式巻尺。
【請求項１】
筐体外部に引き出し可能な巻尺と、
前記筐体内部で前記巻尺を巻き取る巻取手段と、
前記巻尺に半導体レーザ素子からのレーザ出力を照射するレーザ照射手段と、
前記巻尺のレーザ照射された部分を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって設定時間毎に撮像される複数の撮像画像の模様を互いに比較して、前記撮像画像中における前記巻尺の変位量及び変位方向を導出する変位情報導出手段と、
前記撮像画像中における前記巻尺の変位量と、前記巻尺の実際の移動量との相関関係を記憶する記憶手段と、
前記変位情報導出手段により導出される前記巻尺の前記変位量及び前記変位方向と前記記憶手段に記憶されている前記相関関係とに基づいて前記巻尺の実際の移動量を導出し、前記筐体からの前記巻尺の引出量を決定する引出量決定手段と、
前記筐体からの前記巻尺の引出量を前記筐体の外部に向けて表示する表示手段と、を備える電子式巻尺。
【請求項２】
前記撮像手段による撮像画像から、前記巻尺に付された基準位置表示を検出する基準位置検出手段を備え、
前記引出量決定手段は、前記基準位置検出手段が基準位置表示を検出すると、前記筐体からの前記巻尺の引出量を所定の基準量に決定する請求項１記載の電子式巻尺。
【請求項３】
前記基準位置表示が前記基準位置を示す所定の模様である請求項２記載の電子式巻尺。
【請求項４】
前記基準位置表示が前記基準位置を示す孔部である請求項２記載の電子式巻尺。
【請求項５】
前記筐体からの前記巻尺の引き出し状態が基準状態であることの入力を受け付ける基準状態受付手段を備え、
前記引出量決定手段は、前記基準状態受付手段が前記基準状態であることの入力を受け付けたときの前記筐体からの前記巻尺の引出量を所定の基準量に決定する請求項１記載の電子式巻尺。
【請求項６】
前記引出量決定手段により決定される前記巻尺の引き出し量を補正するべく前記巻尺に付された補正表示と、前記補正表示を検出する補正表示検出手段とを備え、
前記引出量決定手段は、前記補正表示検出手段が補正表示を検出すると、決定した前記巻尺の引出量を補正する請求項１〜５の何れか一項に記載の電子式巻尺。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−５８４９７（Ｐ２００９−５８４９７Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３８３０４（Ｐ２００８−１３８３０４）
【出願日】平成２０年５月２７日（２００８．５．２７）
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２７日（２００８．５．２７）
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【Ｆターム（参考）】
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