JP2006064686A - Electronic length/goniometer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直定規/巻尺/分度器などの直線/円弧状スケールや分度器などを用いて、測定対象物の寸法或いは移動量などを電子式に測定する電子式長さ/角度測定器に関するものである。 The present invention relates to an electronic length / angle measuring instrument that electronically measures a dimension or a moving amount of an object to be measured by using a linear / arc-shaped scale such as a straight ruler / tape / protractor or a protractor. is there.
従来から、電子式の長さ測定器の一種として、光学的なスケール装置が知られている。この装置は、目盛線またはスリットを一定間隔で形成した直線状のスケールと、このスケールの長手方向に沿って可動可能に設けられ、スケールの目盛を光学的に検出する検出手段とを有している。そして検出手段により、測定対象物の寸法或いは一直線上の位置乃至移動量にともなって原点から移動する間に検出した目盛の数をカウントし、累計して、測定対象物の寸法或いは一直線上の位置乃至移動量を測定している。しかし、従来の光学的なスケール装置において、高精度に寸法或いは移動量の測定を行なうには、スケールに形成される目盛寸法をそれぞれ高精度に設定する必要があり、極めてコストの高いものになるという問題がある。 Conventionally, an optical scale device is known as a kind of electronic length measuring device. This apparatus has a linear scale in which graduation lines or slits are formed at regular intervals, and a detection means that is movably provided along the longitudinal direction of the scale and optically detects the scale graduation. Yes. The detection means counts the number of scales detected while moving from the origin in accordance with the dimension of the measurement object or the position or movement amount on a straight line, and accumulates the result to determine the size of the measurement object or the position on the straight line. To measure the amount of movement. However, in the conventional optical scale device, in order to measure the dimension or the movement amount with high accuracy, it is necessary to set the scale dimensions formed on the scale with high accuracy, which is extremely expensive. There is a problem.
一方、特許文献1には、図7に模式図で示す光学式スケール装置を開示している。図7に示す光学式スケール装置は、スケール71の表面上をスライドブロック72に搭載されたCCDカメラ73が測定対象物の寸法乃至位置に応じて移動され、スケール71の表面においてカメラ73に対向する部分の目盛線71aの画像が撮影され、パソコン74に入力されている。そして、パンコン74で、カメラ73の視野内の特定の測定点と目盛線71aの位置関係が認識され、原点からの測定点の寸法値を求める処理が行なわれている。また、目盛線71aに付属して、原点からの寸法値を示す寸法値記号71bが形成されている。寸法値記号71bは、2進数の表現形態に限らず、線を複数列にしたり、太さを複数種類に設定したりして、より複雑な表現形態によって、小さなスペースでより大きな数値まで示すこともできるとしている。そして、この特許文献1によれば、スケール71の目盛線71aの寸法値が高精度に設定されていなくても、高精度に測定を行なうことができるとしている。 On the other hand,
しかしながら、特許文献1に開示される光学式スケール装置においては、スケール71上に、全ての目盛線71aと、この各目盛線71aに対応した寸法値記号71bを設けておく必要があり、構成が複雑なものとなっている。また、各目盛線71aに対応して寸法値記号71bを形成するとしているが、その具体的な手段については何ら明確に示されていない。 However, in the optical scale device disclosed in
ところで、ホームメジャーと言われる直尺/巻尺/分度器などは、家庭内に留まらずあらゆるところで用いられている。例えば、直尺は、鉄骨・木工・石材の切断機のスケールとして、或いは道路のガイドレールや交通標識を施工後の高さ検査のスケールとして広く用いられている。また巻尺は、測量のとき或いは和洋裁の体形採寸などに広く用いられている。さらに分度器は、角度をつけた切断或いは人間型ロボットの関節センサーなどの測定器として、あらゆる場面で広く使われている。このようなホームメジャーにあっては、ほどほどの精度として、安価で作業スピードに優れる電子式長さ/角度測定器の実現が要望されている。 By the way, a straight / tape / protractor called home measure is used not only in homes but everywhere. For example, the straight scale is widely used as a scale for steel, woodworking, and stone cutting machines, or as a scale for height inspection after construction of road guide rails and traffic signs. The tape measure is widely used for surveying or measuring the body shape of Japanese and Western styles. Furthermore, the protractor is widely used in various situations as a measuring instrument such as angled cutting or joint sensor of a humanoid robot. For such home majors, there is a demand for the realization of an electronic length / angle measuring instrument that is reasonably accurate and inexpensive and excellent in work speed.
したがって、本発明の課題は、構成が複雑な目盛線が無くとも、原点からの各目盛の位置情報を信頼性高くしかも低コストに形成でき、ホームメジャーと言われる直尺/巻尺/分度器などに適用し得るような、安価で作業スピード性に優れる電子式長さ/角度測定器を得ることにある。 Therefore, the problem of the present invention is that it is possible to form the position information of each scale from the origin with high reliability and at low cost even without a complicated scale line, and to a straight scale / tape measure / protractor called home measure. The object is to obtain an electronic length / angle measuring instrument that is inexpensive and excellent in work speed.
上記課題を解決するため、本発明の電子式長さ/角度測定器は、各仮想目盛間ごとに絶対寸法記号を特定するビット符号が一列に形成されたスケールと、測定対象物の寸法等に対応して前記スケールと相対的に移動可能なスライドブロックと、前記スライドブロックに設置され前記スケール上のビット符号を電子情報化するCCD/CMOS素子を有する撮像手段と、前記撮像手段を駆動して電子化した画像情報等を得るCCD/CMOS駆動手段と、得られた画像情報等に基づいて測定対象物の寸法値等を算出する演算処理手段とを備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the electronic length / angle measuring instrument according to the present invention has a scale in which a bit code for specifying an absolute dimension symbol is formed in a line for each virtual scale, a dimension of a measurement object, and the like. Correspondingly, a slide block that is movable relative to the scale, an imaging unit that is installed in the slide block and has a CCD / CMOS element that converts the bit code on the scale into electronic information, and driving the imaging unit It comprises CCD / CMOS driving means for obtaining digitized image information and the like, and arithmetic processing means for calculating the dimension value of the measurement object based on the obtained image information and the like.
以下、説明を簡略化するために、直線状または巻尺状のスケールを使用する長さ測定器について説明するが、分度器を使用する角度測定器も同様な構成・作用であり、これを含むものとする。 Hereinafter, in order to simplify the description, a length measuring device using a linear or tape measure scale will be described. However, an angle measuring device using a protractor has the same configuration and function, and includes this.
本発明において、スケールは、直線状または巻尺状であり、このスケールに沿ってスライドブロックが摺動できることが好ましい。本発明において、仮想目盛とは、スケールの表面に、例えば0.5cm、1cm、1インチ(2.54cm)など一定の間隔で仮想的に形成され、実際には形成されていない目盛を言う。また、絶対寸法記号とは、原点または基準からの位置情報を特定した記号であり、本発明ではスケール方向一列に形成されたビット符号としている。ここで一列とは、後述するCCD/CMOS素子が認識できる範囲で、ビット符号の高さを極小にでき、このようなビット符号を列を持って配置していることを言う。そして、CCD/CMOS素子により一列のビット符号を画像情報として認識し、原点または基準から測定点までの寸法値或いは測定起点位置から測定点までの移動距離等の測定値を演算処理して求めるように構成している。このビット符号により、常に測定開始時の測定点の絶対位置を検知することで、通常のインクリメント型の長さ/角度測定器のように、測定の都度、原点までスライドブロックを戻す必要がなくなる。 In the present invention, the scale is linear or tape measure, and it is preferable that the slide block can slide along the scale. In the present invention, the virtual scale means a scale that is virtually formed on the surface of the scale at regular intervals, such as 0.5 cm, 1 cm, and 1 inch (2.54 cm), and is not actually formed. The absolute dimension symbol is a symbol specifying position information from the origin or reference, and in the present invention, it is a bit code formed in a line in the scale direction. Here, the term “one row” means that the height of the bit code can be minimized within a range that can be recognized by a CCD / CMOS device, which will be described later, and such a bit code is arranged with a row. Then, a bit code in a row is recognized as image information by a CCD / CMOS element, and a measurement value such as a dimension value from the origin or reference to the measurement point or a movement distance from the measurement starting point position to the measurement point is calculated and obtained. It is configured. By always detecting the absolute position of the measurement point at the start of measurement by this bit code, it is not necessary to return the slide block to the origin at every measurement, as in a normal increment type length / angle measuring instrument.
本発明において、ビット符号は各仮想目盛間で所定数のビットに分割され、このビットが、各仮想目盛のスタートビットと、前記スタートビットに続く一の位を含む絶対寸法記号のビットと、前記各仮想目盛のストップビットとからなり、前記撮像手段は、少なくとも1つの前記仮想目盛間寸法と少なくとも1つの前記スタートビットの幅寸法を跨ぐ視野を有するCCD/CMOS素子を備えていることが好ましい。ビット符号での、スタートビットは、各仮想目盛の開始点であり、隣接するストップビットとで各仮想目盛を区分している。スタートビットに続く一の位を含む絶対寸法記号のビットは、各仮想目盛ごとに絶対寸法記号を特定している。ストップビットは各仮想目盛の終了点であり、隣接するスタートビットとで、各仮想目盛を区分している。また、CCD/CMOS素子を上記構成とすれば、スタートビットの中心と測定点間を認識できて、絶対寸法記号以下の寸法を求めることができる。 In the present invention, the bit code is divided into a predetermined number of bits between the virtual scales, and the bits include a start bit of each virtual scale, a bit of an absolute dimension symbol including a one digit following the start bit, Preferably, the imaging means includes a CCD / CMOS element having a field of view that spans at least one of the virtual scale dimensions and at least one of the start bit width dimensions. The start bit in the bit code is a starting point of each virtual scale, and each virtual scale is divided by adjacent stop bits. The absolute dimension symbol bits including the ones following the start bit specify the absolute dimension symbol for each virtual scale. The stop bit is the end point of each virtual scale, and each virtual scale is divided by the adjacent start bit. Further, if the CCD / CMOS element has the above configuration, the center of the start bit and the distance between the measurement points can be recognized, and the dimension below the absolute dimension symbol can be obtained.
例えば、ビット符号として、1cmの仮想目盛間を20ビットに分割し、この20ビットが、5ビットの暗と1ビットの明からなるスタートビットと、1乃至4ビットの明暗からなる一の位を含む絶対寸法記号のビットと、1ビットの明からなるストップビットとすることができる。ここで、1cmの仮想目盛間を20ビットに分割すれば、1ビットあたり0.5mmとなって、スケール上に形成しやすくなる。また、スタートビットで5ビットの暗とすれば、これが1乃至4ビットの明暗からなる一の位を含む各位のビットにはないため、次の一の位を含む絶対寸法記号と明確に区分される。一の位を含む各位を1乃至4ビットの明暗とすれば、2進数を、1〜9の範囲の10進数に置換することができる。例えば、4ビットの明(0)暗(1)として、2進数から10進数への置換は、0001が1、0010が2、0011が3、0100が4、0101が5、0110が6、0111が7、1000が8、1001が9、とすることができる。そして、各位の10進数を表示して測定点の絶対寸法記号とすることができる。なお、CCD/CMOS素子が認識できれば、1cmの仮想目盛間を20ビット(1ビットあたり0.5mm)を超える40ビット(1ビットあたり0.25mm)などに分割してもよく、この場合は、より上の位までの絶対寸法記号を形成することができる。 For example, as a bit code, a 1-cm virtual scale is divided into 20 bits, and these 20 bits are one digit consisting of 5 bits of darkness, 1 bit of light, and 1 to 4 bits of light and dark. It can be a stop bit consisting of a bit of an absolute dimension symbol including it and a 1-bit light. Here, if the interval between 1 cm virtual graduations is divided into 20 bits, it becomes 0.5 mm per bit, which is easy to form on the scale. Also, if the start bit is 5 bits dark, this is not in the bits of each place including the 1 digit consisting of 1 to 4 bits of light and dark, so it is clearly distinguished from the absolute size symbol containing the next 1 place. The If each place including one place is made 1 to 4 bits bright and dark, the binary number can be replaced with a decimal number in the range of 1 to 9. For example, as a 4-bit light (0) dark (1) replacement from binary to decimal, 0001 is 1, 0010 is 2, 0011 is 3, 0100 is 4, 0101 is 5, 0110 is 6, 0111 Can be 7, 1000 can be 8, and 1001 can be 9. And the decimal number of each place can be displayed and it can be set as the absolute dimension symbol of a measurement point. If the CCD / CMOS element can be recognized, the 1 cm virtual scale interval may be divided into 40 bits (0.25 mm per bit) exceeding 20 bits (0.5 mm per bit). In this case, Absolute dimension symbols up to higher levels can be formed.
スケールの表面には、測定時の目安のため、その表面に目安目盛線や目安寸法記号が形成されているのが好ましいが、特に形成されていなくても良い。なお、目安目盛線が形成されたスケールとしては、市販の直定規のほか、巻尺、或いは分度器等を用いることができ、このようなスケールに、レール状のベースが取り付けられたスライドブロックを摺動させる構成としても良い。目安目盛線を形成する場合、単一の間隔で形成された基準単位目安目盛線(例えば1mm)のみであっても良いが、基準単位目安目盛線の所定本数間隔(例えば0.5cm、1cm、或いは1インチ(2.54cm))毎の上位単位目安目盛線、また目安寸法記号を形成し、これを絶対寸法記号を特定するビット符号に関連づけて形成することが好ましい。 On the surface of the scale, it is preferable that a reference scale line and a reference dimension symbol are formed on the surface for the purpose of measurement. In addition to a commercially available straight ruler, a tape measure or a protractor can be used as the scale on which the reference scale line is formed, and a slide block with a rail-like base attached is slid onto such a scale. It is good also as a structure made to do. When forming the reference scale lines, only the reference unit reference scale lines (for example, 1 mm) formed at a single interval may be used, but the predetermined number of reference unit reference scale lines (for example, 0.5 cm, 1 cm, Alternatively, it is preferable to form an upper unit reference scale line for each inch (2.54 cm) and a reference dimension symbol, and to associate this with a bit code specifying an absolute dimension symbol.
本発明において、撮像手段は、直線/円弧状スケールの表面上を測定対象物の寸法または位置等に対応して相対的に移動するように構成されている。また、撮像手段には、スケールの表面上に形成されたビット符号を視野内に納めることのできる、好ましくは一次元CCD/CMOS素子を備えている。前述した特許文献1においては、スケール71上の寸法値記号71bが面情報であるので、縦横で約200ビット以上のCCD/CMOS素子を必要とする。これに対し、本発明においては、スケール上の絶対寸法記号が一列のビット符号情報であるので、撮像手段は、FAX、コピー機でよく使われている一次元CCD/CMOS素子として、画素数も少なく構造も簡単で安価にすることができる。 In the present invention, the imaging means is configured to relatively move on the surface of the linear / arc-shaped scale in accordance with the dimension or position of the measurement object. In addition, the imaging means preferably includes a one-dimensional CCD / CMOS element that can fit a bit code formed on the surface of the scale within the field of view. In the above-described
本発明において、演算処理手段は、撮像手段のCCD/CMOS素子により得られたビット符号と測定点との位置関係、スライドブロックの移動方向および移動基準単位量等を認識し、この認識情報に基づいて、原点から測定点までの寸法値、或いは測定起点位置から測定点までの移動距離等の測定値を演算処理して求めるようにしている。 In the present invention, the arithmetic processing means recognizes the positional relationship between the bit code obtained by the CCD / CMOS element of the imaging means and the measurement point, the moving direction of the slide block, the moving reference unit amount, etc., and based on this recognition information. Thus, a measurement value such as a dimension value from the origin to the measurement point or a movement distance from the measurement starting point position to the measurement point is calculated and obtained.
本発明において、CCD/CMOS素子は、少なくとも1つの仮想目盛間と少なくとも1つのスタートビットの幅寸法を跨ぐ大きさの視野を有することが好ましい。CCD/CMOS素子によりスタートビットと測定点間の距離を測定し、得られた測定値に基づき、絶対寸法記号以下の寸法を算出することができる。例えば、仮想目盛間が1cm(10mm)で、スタートビットの幅が3mmであれば、CCD/CMOS素子のスケール方向の長さを、(10+3)mmを超える大きさの視野、例えば14mm以上あれば良い。そして、このCCD/CMOS素子により、スタートビットと測定点と間の距離を測定し、測定点がスタートビットより後ろにあるときは、その距離を絶対寸法記号に加算し、一方、測定点がスタートビットより前にあるときは、その距離を絶対寸法記号から減算することで、絶対寸法記号以下の寸法を求めることができる。 In the present invention, the CCD / CMOS element preferably has a field of view that spans at least one virtual scale and the width of at least one start bit. The distance between the start bit and the measurement point is measured by a CCD / CMOS element, and the dimension below the absolute dimension symbol can be calculated based on the obtained measurement value. For example, if the distance between the virtual graduations is 1 cm (10 mm) and the start bit width is 3 mm, the length of the CCD / CMOS device in the scale direction is greater than (10 + 3) mm, for example, 14 mm or more. good. This CCD / CMOS element measures the distance between the start bit and the measurement point. If the measurement point is behind the start bit, the distance is added to the absolute dimension symbol, while the measurement point starts. If the distance is before the bit, the distance below the absolute dimension symbol can be obtained by subtracting the distance from the absolute dimension symbol.
なお、CCD/CMOS素子のスケール方向の長さを、2つのスタートビットを常に跨ぐ大きさの視野とし、このCCD/CMOS素子により、測定点を挟み両側に1以上隔てたスタートビットと測定点と間の距離を測定し、測定点を挟む両側のスタートビットと測定点との距離の比の測定値を算出することで、絶対寸法記号以下の寸法を更に精度よく求めることができる。 The length of the CCD / CMOS element in the scale direction is set to a field of view that always spans two start bits, and the start bit and the measurement point are separated by one or more on both sides of the measurement point by the CCD / CMOS element. By measuring the distance between them and calculating the measured value of the ratio of the distance between the start bit on both sides sandwiching the measurement point and the measurement point, the dimension below the absolute dimension symbol can be obtained with higher accuracy.
本発明において、測定対象物の寸法値或いは移動量の表示または印刷は、演算処理手段から、周知の表示手段或いは印刷手段に出力すれば良い。 In the present invention, the display or printing of the dimension value or movement amount of the measurement object may be output from the arithmetic processing means to a known display means or printing means.
本発明の電子式長さ/角度測定器によれば、構成が複雑な目盛線が無くとも、原点からの各目盛の位置情報を信頼性高くしかも低コストに形成でき、ホームメジャーと言われる直尺/巻尺/分度器などに適用し得るような、安価で作業スピード性に優れる。 According to the electronic length / angle measuring instrument of the present invention, the position information of each graduation from the origin can be formed with high reliability and at low cost even without a complicated graduation line. It is inexpensive and excellent in work speed, and can be applied to a scale / tape / protractor.
以下、本発明の実施の形態の数例を、図面に基き詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る電子式長さ/角度測定器の全体概略構成図である。図1に示す電子式長さ/角度測定器は、スケール1、スライドブロック2、および撮像手段3からなる測定部4と、演算処理部5などから構成されている。撮像手段3は、CCD/CMOS素子14を有し、測定対象物の寸法乃至移動に応じて移動するスライドブロック2に設置されている。Hereinafter, several examples of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
1 is an overall schematic configuration diagram of an electronic length / angle measuring instrument according to
スケール1は、金属材料または樹脂材料で一直線のレール状に形成されており、その表面上には、一定間隔15の各仮想目盛16(形成されず)間ごとに、絶対寸法記号を特定するビット符号12(12a、12b、12c)が、金属材料に対しては例えばレーザー加工で、一列に形成されている。 The
演算処理部5は、CCD/CMOS駆動手段6、画像情報処理手段7、演算処理手段8、および記憶手段9などから構成されている。スライドブロック2を測定点まで移動した状態において、撮像手段3が演算処理部5のCCD/CMOS駆動手段6により駆動され、撮像手段3のCCD/CMOS素子14により撮像領域のビット符号12が画像情報処理手段に取り込まれ、演算処理手段8に出力されている。また、各ビット符号12に係るパターン判別情報は、あらかじめ演算処理部5の記憶手段8に教示され、保存されている。演算処理手段8により求められた測定値出力は、表示・印刷手段10に入力され、表示或いは印刷により測定者が目視できる情報として提供できるように構成されている。 The
図2は、実施の形態1に係る電子式長さ/角度測定器でのビット符号12の説明図であり、(a)はビット符号12の部分平面拡大図、(b)ビット符号12の配置図、(c)は1つのビット符号12の一例を示す図である。 2A and 2B are explanatory diagrams of the
図2(a)に示すように、スケール1の表面上には、1cm間隔の各仮想目盛16(形成されず)ごと、ビット符号12がスケール1方向(矢印1aで示す)一列に形成され、このビット符号12が絶対寸法記号(例えば、10進数で・・61、62・・)とされている。ビット符号12は、1999mmまで形成されている。 As shown in FIG. 2 (a), on the surface of the
ビット符号12は、図2(b)(c)に示すように、1cmの各仮想目盛16(形成されず)間が、スケール1方向(矢印1aで示す)に、0.5mm単位で20ビットに分割され、この20ビットが、5ビットの暗と1ビットの明からなるスタートビット12aと、1乃至4ビットの明暗からなる一の位を含む絶対寸法記号のビット12bと、1ビットの明からなるストップビット12cとから構成されている。ビット符号12は、幅を3mmとされている。図示しないが、スライドブロックには、1つの仮想目盛間と1つのスタートビットの幅寸法とに、2ビット以上を加えた視野を持つCCD/CMOS素子14が配置されている。 As shown in FIGS. 2B and 2C, the
1つのビット符号12で、スタートビット12aは、各仮想目盛16の開始点であり、左に隣接するストップビット12cとで各仮想目盛16を区分している。スタートビット12aに続く、千、百、十、一の各位の絶対寸法記号のビット12bは、各仮想目盛16ごとの絶対寸法記号を特定している。ストップビット12cは各仮想目盛16の終了点であり、隣接するスタートビット12aとで各仮想目盛16を区分している。 In one
図3は、実施の形態1および後述する実施の形態2に係る電子式長さ/角度測定器での、各位のビット12bの説明図であり、(a)は、1つのビット符号12、(b)は千、百、十、一の各位のビット12bから置換される10進数、(c)(d)は、千、百、十、一の各位のビット12b、(e)は各位のビットでの7と8の組み合わせの例を示している。図3(a)で、千の位は1ビットとし、明が0、暗を1としている。図3(c)または(d)に示すように、百、十、一の各位を4ビットとし、この4ビットを2進数の明(0)暗(1)としている。そして、図示しないCCD/CMOS素子により、この2進数の明(0)暗(1)を撮像し、演算処理し、10進数に置換している。すなわち、2進数の明(0)暗(1)の10進数への置換は、図3(b)(c)で、0001を1、0010を2、0011を3、0100を4、0101を5、0110を6、0111を7、1000を8、1001を9、として演算処理し、10進数に置換している。ここで、スタートビットを5ビットの暗としているのは、例えば、図3(e)に示すように、10進数での78は、図7(c)では2進数の7[0111]と8[1000]となり、暗(1)が4ビット連続し、10進数での79も、2進数の7[0111]と9[1001]となり、暗(1)が4ビット連続するが、暗(1)がこの4を超えて、すなわち、5ビット以上連続するものはないため、千、百、十、一の各位の絶対寸法記号12bと明確に区分されるからである。なお、2進数での表示方法としては、図3(b)(d)に示すように、1000を1、0100を2、1100を3、0010を4、1010を5、0110を6、1110を7、0001を8、1001を9、とすることもできる。 FIG. 3 is an explanatory diagram of each
ビット符号12で特定された絶対寸法記号以下の寸法は、CCD/CMOS素子によりスタートビット12aと測定点間の距離を測定して求めている。図4は、実施の形態1に係る電子式長さ/角度測定器での絶対寸法記号以下の寸法を求める説明図である。図4で、14は一次元CCD/CMOS素子であり、この一次元CCD/CMOS素子14の視野(A)は、p[1つの仮想目盛16間(10mm)]と、w[1つのスタートビットの幅(3mm)]と、α[両側にそれぞれ1ビット(0.5mm)以上、合計2ビット(1mm)以上]とを加えた大きさ、A=(p+w+α)=14mm以上としている。そして、一次元CCD/CMOS素子14によりストップビット12cとスタートビット12aの境界(C)を認識させ、この境界(C)と測定点(X)間の距離L1(0.34)を測定し、これをビット符号で認識した絶対寸法記号(63)に加え、測定値(63+0.34)=63.34(mm)としている。
なお、スタートビット12aとストップビット12cとの境界(C)を一次元CCD/CMOS素子14で判別する場合には、使用するCCD/CMOS素子の画素の大きさやスタートビット12bの輪郭の鮮明度などが測定精度に影響する。このため、本発明においては、5ビットから成るスタートビット12a全体の幅をCCD/CMOS素子で検出・判別し、その中心位置を算出して、例えば、該中心位置から2.5ビット分離れた位置を境界(C)として認識するなどの方法を採用することが好ましい。スタートビット全体の幅を検出し、スタートビットの中心位置を基準にして測定を行う場合には、画素の大きさやビット符号の輪郭の不鮮明さによる影響を少なく出来る利点があり、実用的である。The dimension below the absolute dimension symbol specified by the
When the boundary (C) between the
上述したとおり、実施の形態1の電子式長さ/角度測定器は、スケール1の各仮想目盛16間ごとに絶対寸法記号を特定するビット符号12を一列に設け、このビット符号12を一次元CCD/CMOS素子14により撮像すればよいので、構成が複雑な目盛線が無くとも、原点からの各目盛の位置情報を信頼性高くしかも低コストに形成でき、ホームメジャーと言われる直尺/巻尺/分度器などに適用し得るような、安価で作業スピード性に優れる電子式長さ/角度測定器となる。また、測定開始時、測定点の絶対位置を検知しているため、通常のインクリメント型の長さ/角度測定器のように、測定の都度、原点までスライドブロックを戻す必要がなくなる。 As described above, the electronic length / angle measuring instrument according to the first embodiment is provided with a
(実施の形態2)
図5は、実施の形態2に係る電子式長さ/角度測定器の全体概略構成図である。図5に示す電子式長さ/角度測定器は、スケール1、スライドブロック2、および前述した実施の形態1と同様に、撮像手段3からなる測定部4と、演算処理部5などから構成されている。演算処理部5は、CCD/CMOS駆動手段6、画像情報処理手段7、演算処理手段8、および記憶手段9などから構成されている。CCD/CMOS素子14を有する撮像手段3は、測定対象物の寸法乃至移動に応じて移動するスライドブロック2に搭載されている。また、演算処理手段8により求められた測定値出力は、表示・印刷手段10に入力され、表示或いは印刷により測定者が目視できる情報として提供できるように構成されている。(Embodiment 2)
FIG. 5 is an overall schematic configuration diagram of the electronic length / angle measuring device according to the second embodiment. The electronic length / angle measuring instrument shown in FIG. 5 includes a
スケール1は、金属材料または樹脂材料で一直線のレール状に形成されており、その表面上には、一定間隔15の各仮想目盛16(形成されず)間ごとに、絶対寸法記号を特定するビット符号12が、金属材料に対しては例えばレーザー加工で、一列に形成されている。ビット符号12は、1999mmまで形成されている。また、スケール1の表面上には、測定時の目安のため、目安目盛線11として、1mm間隔で形成された基準単位目安目盛線11aと1cm間隔で形成された上位目安目盛線11bが形成され、また目安寸法記号13も形成されている。なお、目安目盛線11は、通常、測定者がオリジン設定を必ず行った後、測定するので、各仮想目盛16とは多少ズレがあっても良いように形成されている。 The
ビット符号12は、実施の形態1と同様に、各仮想目盛16間の1cmがスケール1方向に0.5mm単位で20ビットに分割され、この20ビットが、5ビットの暗と1ビットの明からなるスタートビット12aと、1乃至4ビットの明暗からなる一の位を含む絶対寸法記号のビット12bと、1ビットの明からなるストップビット12cとから構成されている。ビット符号12は、幅を3mmとされている。図示しないが、スライドブロック2には、視野内に少なくとも1つ以上のスタートビット12aが撮像される一次元CCD/CMOS素子14が配置されている。 As in the first embodiment, 1 cm between the
図6は、実施の形態2に係る電子式長さ/角度測定器でのオリジン設定とその後の測定の一例を示す図である。先ず、図6(a)で、(1)スイッチを入れて測定を開始しようとした時の測定点Xの読取値が1.20cmのとき、(2)これを0cmと表示させることで、オリジン点が設定される。次いで、測定に入り、図6(b)のように、(1)読取値が32.34cmのとき、(2)演算処理手段で演算され、32.34−1.20=31.14cmと表示される。別の測定で、図6(c)のように、(1)読取値が96.94cmのとき、(2)演算処理手段で演算され、96.94−1.20=95.74cmを表示される。上記図6(a)において、絶対寸法記号以下の寸法値は、CCD/CMOS素子14により、測定点Xから隣接するスタートビット12a、12aまでの距離の比(L1:L2)を認識させ、L1/(L1+L2)として算出し、測定精度を向上させている。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of origin setting and subsequent measurement in the electronic length / angle measuring instrument according to the second embodiment. First, in FIG. 6 (a), (1) When the reading value of the measurement point X when the switch is turned on to start measurement is 1.20 cm, (2) By displaying this as 0 cm, the origin is displayed. A point is set. Next, the measurement is started. As shown in FIG. 6B, (1) when the reading value is 32.34 cm, (2) the calculation processing means calculates and 32.34-1.20 = 31.14 cm is displayed. Is done. In another measurement, as shown in FIG. 6C, (1) when the reading value is 96.94 cm, (2) it is calculated by the arithmetic processing means, and 96.94-1.20 = 95.74 cm is displayed. The In FIG. 6 (a), the dimension value below the absolute dimension symbol is obtained by causing the CCD /
上述したとおり、実施の形態2の電子式長さ/角度測定器は、スケールの各仮想目盛16間ごとに絶対寸法記号を特定するビット符号12を一列に設け、このビット符号12をCCD/CMOS素子14により撮像すればよいので、目安としての目盛線が多少ずれていても、原点からの各目盛の位置情報を信頼性高くしかも低コストに形成でき、ホームメジャーと言われる直尺/巻尺/分度器などに適用し得るような、安価で作業スピード性に優れる電子式長さ/角度測定器となる。また、測定開始時、測定点の絶対位置を検知しているため、通常のインクリメント型長さ/角度測定器のように、測定の都度、原点までスライドブロックを戻す必要がなくなる。 As described above, in the electronic length / angle measuring instrument according to the second embodiment, the
1:スケール
2:スライドブロック
3:撮像手段
4:測定部
5:演算処理部
6:CCD/CMOS駆動手段
7:画像情報処理手段
8:演算処理手段
9:記憶手段
10:表示・印刷手段
11:目安目盛線
11a:基準単位目安目盛線
11b:上位単位目安目盛線
12:ビット符号
12a:スタートビット
12b:絶対寸法記号のビット
12c:ストップビット
13:目安寸法記号
14:CCD/CMOS素子(一次元CCD/CMOS素子)
15:一定間隔
16:仮想目盛(形成されず)
71:スケール
71a:目盛線
71b:寸法値記号
72:スライドブロック
73:CCDカメラ
74:パソコン
A:一次元CCD/CMOS素子の視野
α:合計2ビット以上
C:スタートビット12aとストップビット12cの境界
L1、L2:測定点から隣接するスタートビットまでの距離
p:仮想目盛間
w:スタートビットの幅寸法
X:測定点1: Scale 2: Slide block 3: Imaging unit 4: Measuring unit 5: Arithmetic processing unit 6: CCD / CMOS driving unit 7: Image information processing unit 8: Arithmetic processing unit 9: Storage unit 10: Display / printing unit 11:
15: Fixed interval 16: Virtual scale (not formed)
71:
Claims (4)
Priority Applications (1)
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JP2004280583A JP2006064686A (en) | 2004-08-27 | 2004-08-27 | Electronic length/goniometer |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2004
- 2004-08-27 JP JP2004280583A patent/JP2006064686A/en active Pending
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