CN113108695A - 测量器、量尺及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不增加图案的位数，即使使用低性能的读取单元也能够准确地读取图案的测量器、量尺及测量方法。一种测量器(1)，所述测量器使用量尺测量长度，所述量尺在长度方向上排列有多个行图案，所述行图案具有在宽度方向上排列的多个图案，对各图案分配有二进制值中的任一个，其中，所述测量器具备：读取传感器(L11～L15)，其读取在宽度方向上排列的第1行图案；读取传感器(L16～L20)，其读取在长度方向上与第1行图案相隔规定行的第2行图案；以及微型计算机(3)，其根据由读取传感器(L11～L15)读取的第1行图案加上由读取传感器(L16～L20)读取的第2行图案得到的多位数的图案来生成代码。

Description

测量器、量尺及测量方法
技术领域
本发明涉及测量器、量尺及测量方法。
背景技术
已知有通过光学读取设置于量尺的彩色图案来测定对象物的长度的测量器(例如，参照专利文献1)。通过该测定器，不需要将测定数据手动输入终端，能够将测定数据自动输入终端。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019－95231号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的测量器中，使用印刷有被分配有三进制代码的3色的图案的量尺，测量对象物的长度。对于该测量器，若使用读取3色以上的颜色的差异的性能较差的传感器，则有可能无法准确地读取图案。另外，若发生无法准确地读取图案的错误，则有可能计算出错误的测量值，产生较大的测量误差。
另一方面，也可以考虑使用能够进行2色的读取的传感器，读取印刷有被分配有二进制代码的图案的量尺。在该情况下，测量值越长，分配有二进制代码的图案与分配有三进制代码的图案相比越需要增加位数，量尺的宽度有可能变宽。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种不增加图案的位数，即使使用低性能的读取单元也能够准确地读取图案的测量器、量尺及测量方法。
用于解决课题的手段
本发明的测量器使用量尺测量长度，所述量尺在长度方向上排列有多个行图案，所述行图案具有在宽度方向上排列的多个图案，对各图案分配有二进制值中的任一个，其中，所述测量器具备：第1读取单元，其读取在所述宽度方向上排列的第1行图案；第2读取单元，其读取在长度方向上与所述第1行图案相隔规定行的第2行图案；以及生成单元，其根据由所述第1读取单元读取的所述第1行图案加上由所述第2读取单元读取的所述第2行图案得到的多位数的图案来生成代码。
发明的效果
根据本发明，不增加图案的位数，即使使用低性能的读取单元也能够准确地读取图案。
附图说明
图1是本实施方式的测量器的结构图。
图2A是表示印刷在量尺的背面的图案的一例的图。图2B是表示读取图案的读取传感器的配置的图。
图3A是表示读取传感器读取第M行和第M－7行的图案的例子的图。图3B是表示读取传感器读取第M行和第M+1行的图案以及第M－7行和第M－6行的图案的例子的图。
图4A是表示第M行的第2～6列的图案与读取传感器(区域23)重叠的状态的图。图4B是表示从图4A的状态起量尺向上侧移动了0.5mm的状态的图。
图5是表示从图4A的状态起量尺向下侧移动了0.5mm的状态的图。
图6是表示读取传感器和第1列的图案的图。
图7是表示读取传感器和第1列的图案的图。
图8A是表示在系列1和系列2的情况下在状态“0/5”～“4/5”下各读取传感器读取的黑色的比例的图。图8B是表示读取传感器读取的黑色的比例的合计值的图。
图9是表示由测量器执行的处理的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本实施方式的长度测量器的结构图。
测量器1具备：读取带多位数的图案的量尺7a的图案的读取部2；作为根据由读取部2读取的数据来计算测定对象的长度的计算单元的微型计算机3(Micro Computer)；将计算出的测定对象的长度的数据以有线或无线的方式发送到外部终端12的通信装置4；向微型计算机3指示测定的开始的开关5；作为存储表示长度的数据与多位数的图案的对应关系的信息的存储单元的存储器6；储存量尺7a的储存部7；以及向读取部2、微型计算机3、通信装置4以及存储器6供给电力的电池8。
读取部2具备：向图案照射光的LED(Light Emitting Diode)10；以及接收来自图案的反射光并将其转换成具有与受光量对应的值的电流或电压的光电晶体管(PT)11。LED10照射红外线、可见光线以及紫外线中的至少1个，PT11接收被图案反射的红外线、可见光线以及紫外线中的至少1个。LED10和PT11的组与后述的读取传感器L1～L20对应。
微型计算机3是CPU(Central Processing Unit)等处理器。微型计算机3控制LED10的开/关，读取从PT11输出的电流值或电压值。根据图案的颜色的不同，反射率不同，PT11的受光量根据反射率而变动，因此，微型计算机3能够根据从PT11输出的电流值或电压值来判断读取的图案的颜色。
另外，微型计算机3将读取的图案的颜色与存储在存储器6中的表示长度与图案的对应关系的信息进行对照，从而计算测定对象的长度。表示长度与图案的对应关系的信息例如为将长度和图案的颜色的组合相关联的表。表示长度与图案的对应关系的信息存储在存储器6中，但也可以存储在外部终端12中，微型计算机3根据需要从外部终端12读出。
在量尺7a的正面，沿着长度方向印刷有刻度，在背面，每一定的长度印刷有由2色的图案构成的二进制代码。各颜色与二进制值中的任一个对应。在低价的读取传感器等读取部所使用的读取传感器读取3色以上的颜色的差异的性能较差这样的情况下，有可能无法准确地读取用3色或3色以上的颜色分开涂色的图案。另一方面，能够进行多色的读取的传感器比较昂贵。因此，在本实施例中，使用了2色的图案，以便即使是低价的读取传感器也能够读取颜色的差异。在本实施例中，在量尺7a上印刷有白色和黑色这2色的图案。
此外，图案的颜色并不限定于白色和黑色，只要在读取时能够区别2种图案即可，也可以使用其他颜色的组合、同一色调下浓度或亮度不同的图案、反射率不同的2种图案等。在此，为了方便起见，也将它们视为“不同颜色”。
储存部7安装于测量器1的框体，能够从测量器1的框体拆卸。
外部终端12是计算机或智能手机那样的具有有线或无线的通信功能的通信终端，从通信装置4接收测定对象的长度的数据并进行管理。
图2A是表示印刷在量尺7a的背面的图案的一例的图。量尺7a沿着其长度方向具备多个行图案21。1个行图案21沿着量尺7a的宽度方向具备6个独立的图案22。也就是说，6列的图案22构成1个行图案21。在图2A中示出了合计17行的行图案21。
本实施方式的量尺用二进制值表达长度。因此，若想要延长能够用量尺测量的长度，则表达1个长度所需要的位数会增加，若想要将其印刷在1行，则量尺的宽度有可能会变大。另一方面，虽然若缩小图案的宽度则量尺的宽度也能够变小，但有可能一个传感器会同时读取到邻接的图案，因此，在某种程度上需要将图案的宽度设得宽。
由于存在这样的问题，因此，在本实施方式中用2个行图案表示一个测量值。在该情况下，能够将在1个行印刷的图案的位数保持得小，能够防止量尺的宽度变大。
在图2A中，“〇”表示白色，“×”表示黑色，但实际的图案没有记载“〇”、“×”等记号。白色的反射率比黑色的反射率高。另外，从PT11输出的电压值是模拟数据，例如设为在读取了白色和黑色的情况下，从PT11输出的电压值分别为2.0V和1.0V。
沿着量尺7a的长度方向的图案22的长度例如为2.5mm，沿着量尺7a的宽度方向的图案22的宽度例如为2.5mm。也就是说，图案22是2.5mm×2.5mm的正方形。但是，图案22的大小并不限定于此例。另外，图案22的长度成为能够用量尺7a测量的最低长度的基准。
图2B是表示读取图案的读取传感器的配置的图。
LED10和PT11的1组构成1个读取传感器，分配成1个读取传感器读取1个图案。在图2B中，L1～L20表示读取传感器。
作为第1读取单元的读取传感器L11～L15在第2列～第6列沿着量尺7a的宽度方向排列成直线状。作为第2读取单元的读取传感器L16～L20在第2列～第6列沿着量尺7a的宽度方向排列成直线状，排列于在量尺7a的长度方向上与读取传感器L11～L15相隔规定行、在图示的例子中相隔7行的位置。
这样将读取传感器L11～L15和读取传感器L16～L20分成2行配置的理由是因为通过如上所述用2个行图案表达1个测量值，能够抑制在量尺7a的宽度方向上印刷的图案22的数量、即位数。
在图3的例子中，长度表达为将读取传感器L11～L15读取的5位数和读取传感器L16～L20读取的5位数组合而成的10位数的二进制代码。与在1行印刷10位数的代码的情况相比，能够缩小量尺7a的宽度。以下，也将10位数的图案称为“代码”。
读取传感器L16～L20的传感器中心与读取传感器L11～L15的传感器中心之间的距离R能够设为任意的值。在图2B的例子中，距离R为7行的行图案21的长度，但不一定要限定于7行的长度。配置于相互邻接的列的读取传感器的中心之间的列方向的距离Q为与图案22的宽度对应的2.5mm。读取传感器L1～L20各自的宽度为图案22的宽度以下即可，例如为2.5mm以下。
在将测量器1能够测定的最小单位的长度、即测量器1的分辨率设为1个图案22的长度的1/N的情况下，2×N个读取传感器沿着量尺7a的长度方向排列成直线状。在图2B中，将测量器1的分辨率设为1个图案22的长度的1/5、即0.5mm，因此N是5，读取传感器的个数为10(＝2×5)个。在图2B的例子中，作为第3读取单元的读取传感器L1～L10在第1列沿着量尺7a的长度方向排列成直线状。此外，配置于第1列的读取传感器的个数并不限定于10个，根据测量器1的分辨率而适宜变更。例如，在测量器1的分辨率为1个图案的长度的1/2的情况下，N＝2，配置于第1列的读取传感器的个数为4(＝2×2)个。另外，读取传感器L1～L10只要配置在与如图2A的第1列那样白色和黑色的图案在长度方向上交替地排列的列相同的列即可，不一定必须配置于第1列。
读取传感器L1与L2的传感器中心之间、L3与L4的传感器中心之间、L5与L6的传感器中心之间、L7与L8的传感器中心之间、以及L9与L10的传感器中心之间的距离P与图案22的长度相同，例如为2.5mm。
读取传感器L2与L3的中心之间、L4与L5的中心之间、L6与L7的中心之间以及L8与L9的中心之间的距离为P+1/N，比图案22的长度长1/N，例如为3mm(＝2.5mm+0.5mm)。将这些传感器之间的距离设为P+1/N的理由是为了能够测定比1个图案22的长度短的长度。例如，在读取传感器L11～L15同时读取了第99行和第100行的行图案21时，为了准确地测定读取传感器L11～L15在量尺7a的长度方向上的从第100行的行图案21的偏移量，使用相隔P+1/N的读取传感器。
图3A是表示读取传感器L11～L15读取第M行的图案、读取传感器L16～L20读取第M－7行的图案的例子的图。此外，第M行的图案是任意的行图案21。区域23表示读取传感器L11～L15的位置，区域24表示读取传感器L16～L20的位置。
印刷在量尺7a上的图案22具有以下的规则。(1)在第1列，沿着量尺7a的长度方向交替地配置有白色和黑色的图案。(2)第M行的第2～6列的图案22加上位于相隔规定的X行(相当于图2的R，在图3A(B)的例子中X＝7)的位置的第M－X行的第2～6列的图案22得到的10位数的图案和与它们邻接的第M－1行及第M－(X+1)行的第2～6列的10位数的图案或第M+1行及第M－(X－1)行的第2～6列的10位数的图案之间的汉明距离为1。也就是说，第M行的第2～6列的图案22加上第M－X行的第2～6列的图案22得到的10位数的图案与分别邻接的2个行的10位数的图案之间，图案的白黑相差1个位数。(3)第M行的第2～6列的图案22加上第M－X行的第2～6列的图案22得到的10位数的图案在所有的10位数的图案中仅有一个。
在图3A中，在读取传感器L11～L15读取第M行的第2～6列的图案22时，读取传感器L16～L20读取第M－7行的第2～6列的图案22。在本实施例中，将由读取传感器L11～L15和读取传感器L16～L20读取的共计10位数的图案视为1个代码。在测量长度时，将与由读取传感器L11～L15读取的第M行的第2～6列的图案22对应的长度设为测定对象的长度。读取传感器L11～L15和读取传感器L16～L20的读取值在按照第M行的第2～6列的读取值和第M－7行的第2～6列的读取值的顺序排列时，成为“〇〇×〇〇×〇〇〇〇”，长度由10位的二进制代码表达。
同样，在读取传感器L11～L15读取第M+1行的第2～6列的图案22时，读取传感器L16～L20读取第M－6行的第2～6列的图案22。在该情况下，读取值成为“〇〇×〇〇〇〇〇〇〇”，因此，与第M行和第M－7行的第2～6列的读取值相比，仅读取传感器L16的读取值从“×”变化为“〇”。在读取传感器L11～L15读取第M－1行的第2～6列的图案22时，读取传感器L16～L20读取第M－8行的第2～6列的图案22。在该情况下，读取值成为“〇〇〇〇〇×〇〇〇〇”，因此，与第M行和第M－7行的第2～6列的读取值相比，仅读取传感器L13的读取值从“×”变化为“〇”。这样，由读取传感器L11～L20读取的10位数的图案和与其邻接的10位数的图案之间的汉明距离为1。
图3B是表示读取传感器L11～L15读取第M行和第M+1行的图案、读取传感器L16～L20读取第M－7行和第M－6行的图案的例子的图。图3B与图3A相比，区域23、24的位置不同。
在图3B中，读取传感器L11～L15位于与第M行和第M+1行的第2～6列的图案22的交界重叠的位置，读取传感器L16～L20位于与第M－7行和第M－6行的第2～6列的图案22的交界重叠的位置。在该情况下，读取传感器L16受到“×”(黑色)和“〇”(白色)这两方的影响而示出比1.0V大且比2.0V小的、既不是“×”也不是“〇”的值。但是，无论读取传感器L16示出哪个读取值，根据上述图案的规则(2)，第M行的第2～6列的图案和第M+1行的第2～6列的图案都相同，第M－7行的第3～6列的图案和第M－6行的第3～6列的图案都相同，因此，读取传感器L11～L15和L17～L20的输出值示出与正在读取的图案对应的准确的读取值。因此，若考虑上述图案的规则(3)，则微型计算机3调用预先保存在存储器6中的各行的图案22的信息，将该信息与读取传感器L11～L20的读取值进行对照，从而能够确定读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M+1行的第2～6列的图案22中的至少一方、且读取传感器L16～L20正在读取第M－7行和第M－6行的第2～6列的图案22中的至少一方。
这样，读取传感器L11～L15和读取传感器L16～L20分成2行配置，因此，能够抑制在量尺7a的宽度方向上印刷的图案的位数。另外，由读取传感器L11～L20读取的10位数的图案和与其邻接的10位数的图案之间的汉明距离为1，因此，微型计算机3基于读取传感器L11～L20的值，能够确定读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M+1行的第2～6列的图案22的双方或者一方、且读取传感器L16～L20正在读取第M－7行和第M－6行的第2～6列的图案22的双方或者一方。
下面，说明使用读取第1列的图案的读取传感器L1～L10，以第M行的第2～6列的图案22与读取传感器L11～L15(区域23)重叠的状态为基准，确定量尺7a相对于第M行的行图案向上侧或下侧移动的量的方法。
图4A是表示第M行的图案22与区域23重叠的状态的图。图4B是表示从图4A的状态起量尺7a向上侧移动了0.5mm的状态的图。图5是表示从图4A的状态起量尺7a向下侧移动了0.5mm的状态的图。当量尺7a被卷回时，量尺7a向图4A的上侧移动，测定长度减少。当量尺7a被拉长时，量尺7a向图4A的下侧移动，测定长度增加。在图4A、图4B以及图5的第1列的图案上，读取传感器L1～L10的位置由虚线表示。以下，将量尺7a从基准状态向被拉出的方向移动的状态称为系列1，将从基准状态向被卷回的方向移动的状态称为系列2。
图6和图7是表示读取传感器L1～L10和第1列的图案22的状态的图。
如上所述，在量尺7a的第1列，沿着量尺7a的长度方向交替地配置有白色和黑色的图案。在图6和图7中，传感器编号的下方所示的％表示将读取了黑色图案时的受光量设为100％时的各传感器的受光量的比例，相当于各读取传感器读取的黑色的比例。例如，“40％”表示读取传感器读取了黑色图案的40％和白色图案的60％。“100％”表示读取传感器仅读取了黑色图案。“0％”表示读取传感器仅读取了白色图案。
图6的状态“0/5”表示如图4A所示第M行的第2～6列的图案22与区域23重叠的情况下的读取传感器L1～L10读取的黑色的比例。图6的系列1表示在从状态“0/5”起量尺7a逐次被拉出与测量器1的分辨率对应的0.5mm的情况下，也就是说，向图4A的下侧逐次移动0.5mm的情况下的读取传感器L1～L10读取的黑色的比例。在系列1中，每当量尺7a被拉出0.5mm时，读取传感器L1～L10读取的黑色的比例按照图6的状态“0/5”→状态“1/5”→状态“2/5”→状态“3/5”→状态“4/5”的顺序转变。图6的状态“1/5”表示图5的读取传感器L1～L10正在读取的状态。
另一方面，图7的系列2表示在从图6的状态“0/5”起量尺7a逐次被卷回0.5mm的情况下，也就是说，向图4A的上侧逐次移动0.5mm的情况下的读取传感器L1～L10读取的黑色的比例。在系列2中，每当量尺7a被卷回0.5mm时，读取传感器L1～L10读取的黑色的比例按照图6的状态“0/5”→图7的状态“4/5”→图7的状态“3/5”→图7的状态“2/5”→图7的状态“1/5”→图7的状态“0/5”的顺序转变。图7的状态“4/5”表示图4B的读取传感器L1～L10正在读取的状态。
图8A是表示在系列1和系列2的情况下在状态“0/5”～“4/5”下各读取传感器读取的黑色的比例的图。图8B是表示读取传感器L1、L3、L6、L8及L10读取的黑色的比例的合计值的图。
如图8B所示，读取传感器L1、L3、L6、L8及L10读取的黑色的比例的合计值在系列1中为300％以上，在系列2中为200％以下。因此，系列1和系列2例如能够以250％为阈值进行区别。
此外，从图8A可知，读取传感器L2、L4、L5、L7及L9读取的黑色的比例的合计值在系列1中为200％以下，在系列2中为300％以上。因此，也可以代替读取传感器L1、L3、L6、L8及L10，使用读取传感器L2、L4、L5、L7及L9读取的黑色的比例的合计值来区别系列1和系列2。
微型计算机3使用阈值决定由读取传感器L1、L3、L6、L8及L10读取的黑色的比例的合计值是否符合系列1或系列2。在符合系列1的情况下，从第M行的第2～6列的图案22与读取传感器L11～L15重叠的状态起量尺7a被拉出，因此，微型计算机3判断为例如图5所示读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M－1行的第2～6列的图案22。在符合系列2的情况下，从第M行的第2～6列的图案22与读取传感器L11～L15重叠的状态起量尺7a被卷回，因此，微型计算机3判断为例如图4B所示读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M+1行的图案22。也就是说，微型计算机3基于由读取传感器L1、L3、L6、L8及L10读取的黑色的比例的合计值是否符合系列1或系列2，判断读取传感器L11～L15以第M行的第2～6列的图案22为基准向量尺7a的第M－1行侧偏移还是向第M+1行侧偏移。
然后，在系列1的情况下，微型计算机3根据由读取传感器L1、L3、L6、L8及L10读取的值，指定黑色的比例为100％的位置的读取传感器，确定当前的状态为状态“0/5”～“4/5”中的哪一个，即，确定读取传感器L11～L15向第M－1行侧偏移的量。若当前的状态为系列1的状态“1/5”，则微型计算机3能够确定为读取传感器L11～L15向第M－1行侧偏移0.5mm。该情况下的测定值为与第M行对应的长度加上0.5mm得到的长度。若当前的状态为系列1的状态“2/5”，则微型计算机3能够确定为读取传感器L11～L15向第M－1行侧偏移1.0mm。
读取传感器L1、L3、L6、L8及L10相对于1图案长度的倍数偏移了0.5mm(＝1/N)，因此，可期待在0.5mm单位下任一个读取传感器的黑色的比例成为100％。因此，如上所述，能够以与测量器1的分辨率对应的0.5mm单位来测量长度。此外，微型计算机3也可以根据由读取传感器L2、L4、L5、L7及L9读取的值，指定黑色的比例为0％的位置的读取传感器，确定当前的状态为状态“0/5”～“4/5”中的哪一个。
另外，偏移量不一定为0.5mm单位，有可能哪个读取传感器的黑色的比例都不为100％。在这样的情况下，也可以以读取传感器L1、L3、L6、L8及L10中的黑色的比例最接近100％的读取传感器为基准，以0.5mm单位求出长度。
在系列2的情况下，微型计算机3根据由读取传感器L1、L3、L6、L8及L10读取的值，指定黑色的比例为0％的位置的读取传感器，确定当前的状态为状态“0/5”～“4/5”中的哪一个，即，确定读取传感器L11～L15向第M+1行侧偏移的量。例如，若当前的状态为系列2的状态“4/5”，则微型计算机3能够确定为读取传感器L11～L15向第M+1行侧偏移0.5mm。该情况下的测定值为与第M行对应的长度减去0.5mm得到的长度。若当前的状态为系列2的状态“3/5”，则微型计算机3能够确定为读取传感器L11～L15向第M+1行侧偏移1.0mm。此外，微型计算机3也可以根据由读取传感器L2、L4、L5、L7及L9读取的值，指定黑色的比例为100％的位置的读取传感器，确定当前的状态为状态“0/5”～“4/5”中的哪一个。
此外，在状态“0/5”下，量尺7a处于未偏移的状态，因此，能够确定为读取传感器L11～L15仅读取1个行图案。
在上述中，分成读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的组和读取传感器L2、L4、L5、L7及L9的组。该分组设定成使由2个组的读取传感器读取的黑色的比例的合计值之差变大，这是为了使系列1和系列2的判断容易，也就是说为了容易判断读取传感器L11～L15是向量尺7a的第M－1行侧偏移还是向第M+1行侧偏移。例如，若使读取传感器L1和L2为同一组，则无论哪个状态下，由读取传感器L1和L2读取的黑色的比例的合计值在系列1和系列2中都为100，因此变得无法判断读取传感器L11～L15是向量尺7a的第M－1行侧偏移还是向第M+1行侧偏移。为了避免该情况，例如，将读取传感器L1～L10分组成，在同一系列的同一状态下，示出100的值的读取传感器和示出0的值的读取传感器属于互不相同的组。
此外，在将分辨率设为1/N的情况下配置于第1列的读取传感器也可以不是2×N个而是N个。在图8B的例子中，各状态的判别仅使用了读取传感器L1、L3、L6、L8及L10这5个读取传感器，只要仅在第1列设置L1、L3、L6、L8、L10这5个读取传感器，就能够进行相对于量尺7a的读取传感器L11～L15的偏移方向以及偏移量的判别。反之，通过仅在第1列设置L2、L4、L5、L7、L9这5个读取传感器，也能够进行偏移方向以及偏移量的判别。
此外，在图6～图8B中，为了方便说明，使用了黑色的比例，但微型计算机3获取与从各读取传感器L1～L20读取的颜色对应的电压值，因此实际上使用与黑色的比例对应的电压值。另外，表示如图6～图8B所示的、从读取传感器L11～L15与任意的行图案21(例如第M行)重叠的基准位置起量尺7a逐次移动1个图案的长度的1/5的各个状态下的第1列的图案22的读取值(例如浓度或电压值)的信息设为预先存储在存储器6中。
图9是表示由测量器1执行的处理的流程图。图案22的黑白的电压值以及用于判定黑白的阈值设为预先定义的值。例如，将检测电压1.0V定义为黑色浓度100％，将检测电压2.0V定义为黑色浓度0％(或白色浓度100％)。
首先，当按下开关5时(S1)，开始长度的测量。在将量尺7a贴放在测定对象物上之后，在进行图案的读取的时机按下开关5。微型计算机3检测来自读取传感器L1～L10的电压值(S2)。
接下来，检测来自读取传感器L11～L20的电压值(S3)。在此，将由读取传感器L11～L15和读取传感器L16～L20读取的2行的图案22视为1个代码，因此，微型计算机3生成与来自读取传感器L11～L15的电压值加上来自读取传感器L16～L20的电压值得到的读取传感器L11～L20的电压值对应的代码。
微型计算机3调用预先保存在存储器6中的表示长度与多位数的图案的对应关系的信息，将该信息和与读取传感器L11～L20的电压值对应的代码进行对照(S4)，从而指定由读取传感器L11～L20读取的图案(S5)。在S4、S5的处理中，如图3A、(B)所示，能够指定读取传感器L11～L15和读取传感器L16～L20分别正在读取的1行或2行的行图案21。此外，实际的测定对象的长度是与由读取传感器L11～L15读取的图案对应的长度，因此，微型计算机3能够根据由读取传感器L11～L15读取的1行或2行的行图案21，计算测定物的大致长度。在读取传感器L11～L15正在读取第M行的行图案和第M－1行的行图案时，能够以最大1图案的长度量的误差求出长度。在正在读取第M行的行图案的情况下，若考虑向第M－1行侧偏移的情况和向第M+1行侧偏移的情况这2种，则正在读取第M行的行图案时的长度的测定值有可能包含最大2个图案的长度量的误差。
接下来，微型计算机3判别读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值的合计是否比阈值大(S6)。在读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值的合计比阈值大的情况下(S6中为是)，读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值的合计值符合系列1，因此，微型计算机3判断为读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M－1行的第2～6列的图案22(S7)。
接下来，微型计算机3根据读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值，指定黑色的比例为100％的位置的读取传感器，确定当前的状态为系列1的状态“0/5”～“4/5”中的哪一个，从而确定读取传感器L11～L15向第M－1行侧偏移的量(S8)。此外，如上所述，系列1的状态“0/5”表示无偏移的状态。微型计算机3通过将与在S5中指定的第M行的图案对应的长度和在S8中确定的向第M－1行侧偏移的量进行合计来计算测定物的长度(S11)，结束本处理。此外，与在S5中指定的第M行的图案对应的长度是从量尺7a的起点(0cm)到基准位置的长度(称为基准长度)，通过将该基准长度和在S8中确定的向第M－1行侧偏移的量进行合计，计算出测定物的长度。
另一方面，在从读取传感器L1、L3、L6、L8及L10输出的电压值的合计比阈值小的情况下(S6中为否)，读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值的合计值符合系列2，因此，微型计算机3判断为读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M+1行的第2～6列的图案22(S9)。
接下来，微型计算机3根据从读取传感器L1、L3、L6、L8及L10输出的电压值，指定黑色的比例为0％的位置的读取传感器，确定当前的状态为系列2的状态“0/5”～“4/5”中的哪一个，即，确定读取传感器L11～L15向第M+1行侧偏移的量(S10)。微型计算机3通过将与在S5中指定的由读取传感器L11～L15读取的第M行的图案对应的长度和在S10中确定的向第M+1行侧偏移的量进行合计来计算测定物的长度(S12)，结束本处理。在S12中，通过将从量尺7a的起点(0cm)到基准位置的基准长度和在S10中确定的向第M+1行侧偏移的量进行合计，计算出测定物的长度。
通过以上的处理，能够以1个图案的长度的1/5、也就是说以0.5mm的精度对测定对象的长度进行测定。另外，能够以比1个图案的长度短的精度对测定对象的长度进行测定，因此，能够减少测量误差。
也可以代替图9的S6，判别读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值中的任一个是否与读取了图8A的黑色100％的图案时的电压值对应。在读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值中的任一个与读取了黑色100％的图案时的电压值对应的情况下，根据图8A，当前的状态符合系列1。因此，微型计算机3判断为读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M－1行的第2～6列的图案22(S7)。在读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值均不与读取了黑色100％的图案时的电压值对应的情况下，根据图8A，当前的状态符合系列2。因此，微型计算机3判断为读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M+1行的第2～6列的图案22(S9)。
另外，也可以代替图9的S6，判别读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值中的任一个是否与读取了图8A的黑色0％的图案时的电压值对应。在读取传感器L1、L3、L6、L8及L10输出的电压值中的任一个与读取了黑色0％的图案时的电压值对应的情况下，根据图8A，当前的状态符合系列2。因此，微型计算机3判断为读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M+1行的第2～6列的图案22(S9)。在读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值均不与读取了黑色0％的图案时的电压值对应的情况下，根据图8A，当前的状态符合系列1。因此，微型计算机3判断为读取传感器L11～L15正在读取第M行和第M－1行的第2～6列的图案22(S7)。
在本实施方式中，为了以1个图案的长度的1/5的精度测定长度而设置了读取传感器L1～L10，但也可以根据测定精度来增减配置于第1列的读取传感器的个数。在以1个图案的长度的1/2的精度测定长度的情况下，配置于第1列的读取传感器的个数可以为4个。
另外，在以1个图案的长度的精度测定长度的情况下，也就是说容许与1个图案的长度对应的测定误差的情况下，与第2－6列同样地，配置于第1列的读取传感器也可以为1个。即使是这样的读取传感器的配设，也能够通过配置于第1列的读取传感器来判断是正在读取1个行图案还是正在跨越2个行图案地进行读取。
另外，在图9的S6中，考虑到在各读取传感器例如读取了黑色100％的图案时的电压值与读取了黑色80％的图案时的电压值之间不产生规定值以上的较大的差值的情况，使用了读取传感器L1、L3、L6、L8及L10的电压值的合计。例如，各读取传感器的灵敏度良好，在读取了黑色0％、黑色20％、黑色40％、黑色60％、黑色80％以及黑色100％的各个图案时的电压值之间产生规定值以上的差值的情况下，配置于第1列的读取传感器也可以为2个。
例如，在配置于第1列的读取传感器仅为读取传感器L6的情况下，微型计算机3基于读取传感器L6读取了黑色80％的图案时的电压值(黑色浓度)和图8A所示的信息，无法确定当前的状态为系列1的状态“1/5”还是系列2的状态“4/5”。但是，在配置于第1列的读取传感器为读取传感器L6及L8这2个的情况下，系列1的状态“1/5”和系列2的状态“4/5”的读取传感器L8的电压值(黑色浓度)互不相同，因此，微型计算机3能够根据2个读取传感器L6及L8确定当前的状态。也就是说，微型计算机3能够基于读取传感器L6及L8进行了读取时的电压值(黑色浓度)和图8A所示的信息，判断当前的状态符合系列1或2的状态“0/5”～“4/5”中的哪一个。此外，对于配置于第1列的至少2个读取传感器，需要在一方的读取传感器在2个系列或2个状态下成为同一电压值(黑色浓度)时，另一方的读取传感器在与一方的读取传感器相同的系列或相同的状态下取不同的电压值(黑色浓度)。
这样，微型计算机3也可以基于配置于第1列的读取传感器进行了读取时的电压值、以及表示从读取传感器L11～L15与任意的行图案21重叠的基准位置起量尺7a逐次移动1个图案的长度的1/5的各个状态下的第1列的图案22的读取值(例如黑色浓度或电压值)的信息，计算在量尺7a的长度方向上的从基准位置的偏移量。
根据本实施方式，对印刷在量尺7a上的各图案分配有二进制值中的任一个，由读取传感器L11～L15读取的图案22加上由读取传感器L16～L20读取的图案22得到的10位数的图案和在长度方向上与该10位数的图案22邻接的其他10位数的图案之间的汉明距离为1，由读取传感器L11～L15读取的图案22加上由读取传感器L16～L20读取的图案22得到的10位数的图案在所有的10位数的图案中仅有一个。而且，在测量器1中，读取传感器L16～L20与读取传感器L11～L15相隔规定行地配置，将由读取传感器L11～L15读取的图案22加上由读取传感器L16～L20读取的图案22得到的10位数的图案视为1个行图案来测量长度。因此，10位数的图案并未在宽度方向上排列成1行地配置，而是分成2行配置，因此能够抑制图案22的位数，以使其落入量尺的宽度。另外，对分成2色的各图案分配有二进制值中的任一个，因此，即使使用读取3色以上的颜色的差异的性能较差的低价的传感器作为读取传感器L11～L20，也能够准确地读取图案22。
量尺7a包括黑色的图案和白色的图案在长度方向上交替地排列的1列的图案，在将分辨率设为1个图案的长度的1/N(N：2以上的整数)的情况下，测量器1还具备读取黑白图案交替地排列的1列的图案的2×N个读取传感器L1～L10。而且，读取传感器L1～L10沿着长度方向每相邻的2个隔开1个图案的长度的1/N地配置。在该情况下，通过执行图9的S6～S10的处理，能够以1个图案的长度的1/N的精度计算出读取传感器L11～L15向第M－1行侧或第M+1行侧偏移的量。
此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变形来实施。
附图标记说明
1测量器，2读取部，3微型计算机，4通信装置，5开关，6存储器，7储存部，7a量尺，10LED，11光电晶体管，L1～L20读取传感器。

Claims (9)

1.一种测量器，所述测量器使用量尺测量长度，所述量尺在长度方向上排列有多个行图案，所述行图案具有在宽度方向上排列的多个图案，对各图案分配有二进制值中的任一个，其特征在于，
所述测量器具备：
第1读取单元，其读取第1行图案；
第2读取单元，其读取在长度方向上与所述第1行图案相隔规定行的第2行图案；以及
生成单元，其根据由所述第1读取单元读取的所述第1行图案加上由所述第2读取单元读取的所述第2行图案得到的多位数的图案来生成代码。
2.根据权利要求1所述的测量器，其特征在于，
所述测量器具备第3读取单元，所述第3读取单元读取所述量尺所包含的、分配有二进制值的图案在所述长度方向上交替地排列的列图案。
3.根据权利要求1或2所述的测量器，其特征在于，
所述测量器具备：
存储单元，其存储表示所述多位数的图案与长度的数据的对应关系的第1信息；以及
计算单元，其基于由所述生成单元生成的代码以及所述第1信息，计算测定对象的长度。
4.根据权利要求2所述的测量器，其特征在于，
所述测量器具备：
存储单元，其存储第1信息和第2信息，所述第1信息表示所述多位数的图案与长度的数据的对应关系，所述第2信息表示从所述第1读取单元与所述第1行图案重叠的基准位置起所述量尺在所述长度方向上逐次移动1个图案的长度的1/N的各个状态下的所述列图案的读取值，其中N为2以上的整数；以及
计算单元，其基于由所述生成单元生成的代码以及所述第1信息，计算从所述量尺的起点到所述基准位置的第1长度，基于由所述第3读取单元得到的所述列图案的读取值以及所述第2信息，计算在所述量尺的所述长度方向上的从所述基准位置的偏移量，基于所述第1长度以及所述偏移量，计算测定对象的长度。
5.根据权利要求1所述的测量器，其特征在于，
所述第1行图案加上所述第2行图案得到的所述多位数的图案和在所述长度方向上与该多位数的图案邻接的其他多位数的图案之间的汉明距离为1，所述多位数的图案在所有的多位数的图案中仅有一个。
6.一种测量器，所述测量器使用量尺测量长度，所述量尺在长度方向上排列有多个行图案，所述行图案具有在宽度方向上排列的多个图案，对各图案分配有二进制值中的任一个，其特征在于，
所述测量器具备：
第1读取单元，其读取第1行图案；
第2读取单元，其读取在长度方向上与所述第1行图案相隔规定行的第2行图案；以及
第3读取单元，其读取在所述长度方向上排列的列图案，
所述第3读取单元在分辨率为1个图案的长度的1/N的情况下设置有2×N个，沿着所述长度方向每2个隔开与所述1个图案的长度的1/N相应的间隔地配置，其中N为2以上的整数。
7.一种量尺，所述量尺在长度方向上排列有多个行图案，所述行图案具有在宽度方向上排列的多个图案，其特征在于，
对各图案分配有二进制值中的任一个，
第1行图案加上在所述长度方向上与所述第1行图案相隔规定行的第2行图案得到的多位数的图案和在所述长度方向上与该多位数的图案邻接的其他多位数的图案之间的汉明距离为1，
所述多位数的图案在所有的多位数的图案中仅有一个，
所述量尺还具备分配有二进制值中的任一个的图案在所述长度方向上交替地排列的列图案。
8.一种测量器的测量方法，所述测量器的测量方法是使用量尺的测量器的测量方法，所述量尺在长度方向上排列有多个行图案，所述行图案具有在宽度方向上排列的多个图案，对各图案分配有二进制值中的任一个，第1行图案加上在所述长度方向上与所述第1行图案相隔规定行的第2行图案得到的多位数的图案和在所述长度方向上与该多位数的图案邻接的其他多位数的图案之间的汉明距离为1，所述多位数的图案在所有的多位数的图案中仅有一个，其特征在于，
将表示所述多位数的图案与长度的数据的对应关系的第1信息存储在存储器中，
读取所述第1行图案，
读取所述第2行图案，
基于读取的所述第1行图案加上读取的所述第2行图案得到的多位数的图案、以及存储在所述存储器中的第1信息，计算测定对象的长度。
9.根据权利要求8所述的测量器的测量方法，其特征在于，
将第2信息预先存储在所述存储器中，所述第2信息表示从读取单元与所述第1行图案重叠的基准位置起所述量尺在所述长度方向上逐次移动1个图案的长度的1/N的各个状态下的所述列图案的读取值，其中N为2以上的整数，
基于实际读取的列图案的读取值和存储在所述存储器中的第2信息，计算在所述量尺的所述长度方向上的从所述基准位置的偏移量。
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