JPS61502348A - 長さ，面積，外周，及び体積を決定するための、追跡，測定及び計算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 長さ９面積、外周、及び体積を決定するための、追跡、測定、及び計葬装置。

地図上の道路の長さを車輪等を有する機械的手段により追跡し、回転数で表わさ れたアナログ表示を１コることが公知である。

またマイクロエレクトロニクス技術により、信号を受信し、かかる信号を処理し 、計算結果を表示する種々の手段が公知である。

本発明は一次元、二次元、又は三次元物体上の線をたどる追跡車輪を用いて長さ ９面積、外周、及び体積を決定するための追跡、測定及び計算を行なう装置であ って、追跡車輪の回転を電気パルスに変換し、さらにかかるパルスを８１４３器 に入力し、もって長さ２表面積、外周、あるいは体積を計算し、また計算結果を 表示するた銭の窓が設けられている装置に関する。

オリンピア（登録商標）ＭＥＣ８１のカタログにより、計算器の形をしており、 短い筐体の左側から光学的に結合された追跡車輪を有する感知器を延在させるこ とが可能な装置が公知である。ＭＥＣ８１装置に追跡車輪を取り付けることによ り利用者は地図あるいは図面をトレースすることが可能になり、またその際感知 された寸法は計算器によって処理される。内蔵の電子装置により、計算結果のメ ートル法からフィートあるいはインチ法への単一の変換を行なうことも可能であ る。

ＭＥＣ８１の大きな問題点は、利用者が装置を曲線、特に鋭い曲率の曲線に沿っ て追従させることが困難な事で、この理由は部分的には装置が指で回転すること ができず、従って装置と追跡せんとする線との接触が満足に維持できないことに よる。例えば線を閉じて円を描こうとする場合、本装置を片手で案内することに よって追跡車輪で図形を追跡するのは全く不可能で、追跡車輪は頻繁に追跡せん とする線からはずれる。

従ってかかる場合にはＭＥＣ８１は非常に不満足な測定結果しか得られず、また 特に測定装置を一方の手から他方の手へ持ちかえねばならない場合追跡車輪を感 知すべき位置°に保つのはほとんど不可能なことは明らかで、かかかる場合には 追跡車輪の動きにより意図しない計数が発生する。

また電力の供給方法として、装置は２個のペンライト用電池によって動作させら れているが、その容積及び重四のため装置は比較的大きく、また比較的重くなっ ている。

本発明は上記の問題点を解決することを目的とし、そのために、装置の機能が全 て単一の筐体内に結合されており、また筐体は使用者が片手で一次元、二次元、 あるいは三次元物体上の直線又は曲線を、一連の曲線の鋭さやそれらの間隔には 比較的無関係に比較的高精度で追従することができるように構成されており、ま たその際計算器によるプログラム手段が与えられ、もって異なった縮尺及びいく つかの単位系についての計算が可能であることを特徴とする装置を提供する。こ の目的のため、装置は選択手段及びこれに類する装置を有し、ざらに追跡車輪の 動きを電気パルスに変換する変換システムが設けられ、また必要最少限の電気エ ネルギーのみを必要とし、その結果比較的軽量のユニットの形の電源を使用し、 従ってその全重量及び寸法が今日知られているアーゴノメトリーの原理を応用し た最適の使い易さを与えるように選ばれていることをさらに特徴とする。

本発明の多数の実施例を図面を参照しながら説明する。第１図は側面図及び縦断 面図を示す。第２図は−の実施例の外観図である。第３図は計ｎ器が゛電磁発生 器から必要なパルスを受（プる方法を示す図である。第４図は追跡車輪に旋回運 動をさせる方法の一例を示す図である。第５図は旋回車輪に電磁発生器が嵌入さ れている例を示す図である。第６図はパルスが装置と１よ独立に光遮断により得 られる実施例を示づ図である。

第７図は信号が色感応感知器の組合わせにより計数され登録される例を承り。第 ８８及び第８ｂ図は平坦なキーボードの平面図及び側面図である。第９ａ及び第 ９ｂ図はキャスク追従車輪の平面図及び側面図である。

第１Ｑａ及び第１０ｂは機構を示Ｊ−正面及び側面の断面図である。第１１ａ及 び第１１ｂ図はキャスタ車輪の正面及び側面の部分断面図である。

以下図面を参照符号を用いて詳細に説明する。第１図は側面図及び縦断面図を示 すが、キーボード２は筐体１に対して開閉をなすことができる。キー・ボード２ が閉じられた場合窓３が遮られ、キーボード２及び窓３は湿気や塵埃から保護さ れ、従って装置は衣類やバッグの中にも安全に収納することができる。装置の先 端には装置の縦軸に対して軸回転可能な追跡車輪が設けられ、もって物体の表面 がたどられる。この追跡車輪４の−の面には軸５を駆動する歯車が設けられ、一 方軸５は円板６を駆動りる。円板６には多数の細いスロット８又は孔が規則的な 間隔で設けられている。かかるスロット８は光発生源より入来する光ビームを遮 断しまた円板６の他の側に位置する信号受信要素１ｏに通過させることによりパ ルス列を発生させるように設計されており、要素１０はパルス列を３１算器１１ への入力信号に変換する。上記の光結合システムにおいて円板６はまた第１０及 び第１１図に説明する如き他の形の遮断装置を有してもよい。計算器１１は例え ば計算器の技術分野で公知の−又は複数のＪｉ算器チップよりなるマイクロプロ セッサの形のものでよい。隔壁７は筐体をシールし、その結果筐体内の要素は湿 気と塵埃に対して保護される。

アーゴノメトリー上の理由から別個に借間している開始キー１２は使用者が測定 ないし追跡機能を開始あるいは中ｌ！Ｉｉすることを可能とし、そのため異なっ た線の測定中に偶然追跡車輪が動いても測定結果に対する干渉は生じない。この 開始キー１２は上面に取付けられ、幅方向に位置するため以下の如くなる。そこ で例えば面積を計算する場合測定する区域の長さがまず開始キー１２を押すこと により測定され、次いでキー１２を離した後乗数因子を入力し、さらにキー１２ を押した後幅を測定する。キー「＝」を押すと４算結果が窓内に、例えばデジタ ル符号で表示される。

本計算器の機能設計の基本は計算を所定の単位システム及び縮尺について行なう ことを可能にすることであり、すなわち追跡操作の前、Ｒ中。

及び後において算術因子を選択でき、計算を必要な単位系及び縮尺について行な うことができる点にある。この点に関し、第１図には多数の最も普通に用いられ る単位系あるいは縮尺を選ぶことができる選択スイッチ１３が示されている。こ れらは−１算器を用いることにより様々に変化させることができる。

使用される計算器はキーボードの分割を決定し、その際固定ないし選択キーがど の縮尺又は単位系が選択されているかを表示する。このキー１５のｍ能は種々の 計算のために変化させることができる。細いキー１６及び１７は電源のオン及び オフを切換える作用をする。キー１４゜１４ａ及び１４ｂはメモリ機能を制御す る。空間１８は例えば電池の如き、Ｎ源用のものである。

第２図は他の実施例の外観図であり、キーは装置上にアクセスし易いように８１ ′１成されており、またペン形状のため直線及び曲線のトレースが容易になる。

装置の左手側を示す図には多数の算術機能のためのキーが示されているが、一方 図示されていない右側には数字０〜９．小数点記弓、及び記憶機能が担持されて いる。

第１図及び第２図の変形例について同様に該当する事であるが、異なった計９器 が使用される場合は変形されたキーボード及び機能キーが同様に必要とされる。

第３図は計算器に必要とされるパルスをホール効果発生器として公知の電磁発生 器で増幅する方法を示す。追跡車輪１つには小さな磁気要素２０が嵌入されてお り、追跡車輪１９が回動する際発生器２１内にて電気パルスを発生する。パルス は隔壁２２の接触部へ供給され、そこから計算器に伝達される。

第４図は装置が例えばロードマツプ上の複雑な曲線や曲率の小さい曲線を１〜レ ースしなりればならない際に生じる問題を解決する−の構成を示す。追跡車輪の 旋回動作により曲線をより正確にトレースできるようになるだけでなり、゛装置 が手の中により快適に保持され、またキーボード及び測定及び８１算結果を示す 窓がより見やすくなる利点が生じる。可撓性軸２４が追跡車輪２３の回転軸の一 端に取付ｔ）られ、その他端は遮断装置を駆動する筐体上の入力装置に取付けら れている。ロックナツト２８は完全な円形ではなく、そのため旋回車輪の例えば １８０°を超える旋回が確実に防止され、可撓性軸が邪魔になったり損傷したり することが防止される。

第５図は電磁発生器が取付けられた旋回車輪を示す。この旋回車輪の側面図は追 跡車輪２９が組込まれた磁気要素３０を有することを示す。

発生器３２は寸法を選択することにより旋回車輪３２のフＡ−り内に、あるいは 追跡車輪に面して、あるいは追跡車輪の上部に設けられ、後者の場合磁気要素は 追跡車輪のさらに外周寄りに取付けられる。車輪の旋回はロック装置３３を筐体 内の歯部に対して摺動させることで阻止でき、この場合直線に沿った測定がより 容易になる。垂直軸３４は旋回車輪の無制限な回転を防止するための装置を含む 。

第６図はパルスを識別するための全く異なった方法を示す。本実施例では第３． 第５．及び第１０ａ及び第１０ｂ図の旋回車輪が除去でき、その替りにこれを例 えば光信号を有用なパルスに変換し、また例えば色フィルタを取付けることによ り物体上の異なった色彩の縞を区別をすることができる例えば光学的装置で置換 えることができる事実を利用している。同様に不可視光に合わせることもできる 。色フィルタは交換可能であり、また組合わせることができる。

第７図は例えば図面、地図及び物体上の色の異なった区域からの信号を区別し、 識別することを可能とする色感応感知器の組立体を示している。色感応感知器は 気相蒸着法により異なった色フィルタが施された光電セル３５よりなる。かかる 光学フィルタ３５ａ、ｂ、ｃ及びｄを有する光電セルは互換性がある。

第８ａ及び第８ｂ図はそれぞれのキーボードが完全に平らな実施例の平面図及び 側面図であり、この装置は平らに置いた場合計算器として使用することが可能で ある。第８ａ図の窓は例えばどの単位系が固定された変換因子として割算器に入 力されたかを示している。図面には多数の単位系が示されているが、実際には窓 ３７にはキー３８で選択された単位系のみが示される。他の単位系への変換はキ ー３８を用い、次いで窓内に所望の単位系が表示されたところでキー「＝」を押 すことでなされる。コネクタ４０は記憶されたデータを特にプリンタへ伝送し、 処理された測定結果を記録するためのケーブルであるが、またさらに処理のため のコンピュータシステム、あるいはデータバンクシステムへ伝送するものでもよ い。

追跡車輪４１の詳細は第１０８及び第１０ｂ図に示されているが、後で説明する 光結合及び電磁発生作用以外にも様々な遮断方法が使用できることを理解すべき である。

第９ａ及び第９ｂ図はキャスタ付追跡車輪４２を有する装置の平面及び側面図で ある。本実施例は特に直線及び曲線の入り組んだ図形を使用者が正確にトレース するのに適した機能を有し、またその隔意４３を明瞭に見ることが可能であり、 さらにキーボードもアクセス可能である。

第９ａ図のキーボードは第８ａ図のものと記憶機能を有する点で異なっており、 このため第９ａ図の場合異なった測定での測定結果を記憶し、また互いに結合す ることが可能である。記憶機能はキー４４によって制御される。キー４５は固定 された変換因子パイの使用を指示するものであり、使用者は円の面積をその半径 の測定から簡単に導き出したりあるいは１ナイロの体積を計算することができる 。キー４６はまず計算器による計算結果を窓内に表示させる。キー「＝」を二度 目に押すと周辺機器が接続されている場合窓に示されている測定、あるいは計算 結果が記憶装置内の出力データといっしょに伝送され始める。

キャスタ付追跡車輪は第１１ａ及び第１１ｂ図において詳細に説明する。

第１０８及び第１０ｂ図はトレース動作を追跡車輪４７を介して変換する方法の 例を示しており、追跡車輪４７の回転は歯車４８により歯車４９を介して軸５０ に伝達される。この軸５０は反射器筐体５２の内部に突出しており、一端には歯 車４９より回転運動を伝達される歯車が形成され、また他端には軸５０を横切っ て貫通する開口部が設けられ、また軸５０の回転に際し反射器筐体５２内の中空 スペースが交互に開閉される。反射器筺体５２の内面には光信号を選択された方 向へ反射する作用をする２つの面５３が存在する。その結果例えばＬＥＤである 光発生要素５４からの光は反射によって開口部５１を通って導びかれ、またその 際軸５０が例えば９０’回転すると反射器筐体５２内の中空スペースは閉じられ る。軸５０がさらに９０°回転すると開口部５１は開いて要素５４からの光信号 を伝送し、光信号は反射面５３を経て例えばフォトトランジスタなどの受光要素 ５４によって受信される。送信要素５４と受光要素５５との相対的配置及びこれ らと遮断作用発生軸５０との相対的配置は装置の寸法９体積及び電源重量の如き 、装置に対する要求を満足するのに大いに寄与する多数の利点を有している。こ れは要素５４と５５が互いに対向して取付けられる必要がないため可能な最少限 の寸法の光結合作動表面を有する光結合を可能とするが、後者の場合は長さがそ の直径より大きいため比較的厚い光結合部を必要とする。さらに、反射器筐体５ ２内は「暗室状態」になっているので消費電流が低くとも要素　５５のスイッチ ングレベルに達するに十分な強さの光信号を発生することができ、この結果比較 的小さな電源、例えばボタン形電池でも光結合及び計算器、さらに表示窓の動作 に十分な出力が得られる。さらに反射器筐体は外部の反射に対し十分な保護を与 えまた要素を塵埃に対して保護する。他の遮断方法の例は第１０８及び第１０ｔ ）図において要素５４及び５４を筐体５２と共に例えば電磁発生器で置換えるこ とであり、この場合永久磁石が開口部５１に取付けられ、軸５０が回転する毎に 電気信号が発生されて計算器へ送られる。

第１１８及び第１１ｂ図は第１０ａ及び第１０ｔ）図の遮断技術と同一線上にあ る方法を示す。しかし、この場合はこれは追跡車輪の筐体に対するキャスタ動作 に関している。まだ、キャスタ部は構造的にも機能的にも装冒仝体の木質的部分 を形成しているため単一の装置筐体として考えてもよいと思われる。キャスタ部 ５つは結合管５７の回りで回転し、その際スペーサリング５８がキャスタを装置 本体に対して正しい位置に保ち、外力を吸収し、また塵埃及び湿気に対するシー ル作用を与える。

ここで説明したキャスタ付追跡車輪の方法においてもいくつかの異なった遮断技 術を使用することができる。

本出願で説明した計算器は様々に変更することができ、その際他の算術プログラ ムを使用することもできる。しかしかかる変更は本発明の要旨内に入るものと考 えられる。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、８Ａ　ＦＩＧ−８８ＦＩＧ　９Ａ　ＦＩＧ　９Ｂ補正内の写しく翻訳文 ）提出書く特許法第１８４条の７第１項）昭和６０年１２月２７日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、国際出願番号 ＰＯＴ／ＮＬ　８５１０００１７ ２゜発明の名称 長さ１面積、外周、及び体積を決定するための、追跡、測定及び計算装置 ａ　特許出願人 住所（居所）　オランダ国　アルフェン　アン　ド　リジンシージェイ　２４０ ５　ユリアナスト−ラド４８番地 氏名（名称）　リジュラースダム、コーネリス　エリザベス（国籍　オランダ国 ） ４、代理人 ５、補正命令の日付 １９８５年１１月４日 ６、添付書類の目録 補正内の写しく翻訳文）　１通 補正した特許請求の範囲 １、回動自在な測定車輪（４）と、該測定車輪のソケット手段とが設けられ、該 ソケット手段は該測定車輪の完全な及び／又は部分的な回転をそれがたどった距 離に変換し選択された単位及び選択された縮尺で表示する手段を有する筐体（１ ）に接続され、また測定車輪（４）の車軸の軸受手段と、測定車輪の回転をソケ ット端子手段にて出力信号に変換する手段とを有い該筐体は該出力信号を処理す る計算器手段と、表示手段と、該計算器手段を監視し制御する選択手段とをそれ ぞれ有することよりなる測定及び計算を行なう装置であって、該筐体（１）は実 質的にペンの形状に構成されまたそのような寸法を有し、ソケット手段は該ペン 形状の筐体（１）の筒状部の円錐状になった先端に配設された測定車輪を含み、 °該円筒部は一方の手の親指と人差指及び／又は中指との間に適合し、もってペ ンの如く制御され得ることを特徴とする５Ａ＠。

２、該ソケット端子手段は一端が該測定車輪に機械的伝達装置により結合された 該ソケット手段内にあり、他端が該ソケットの外側で、遮断手段に結合されてい る該筐体の内部にある軸（５０，５６＞よりなることを特徴とする特許請求の範 囲第１項記載の測定及び計算を行なう装置。

ａ　該ソケット手段は測定車輪の軸から離間され、それと９０°の角度をなし、 また筐体（１）の長手軸と少なくとも実質的に同軸関係にある軸の回りで回動自 在な測定車輪を含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の測定及び計算 を行なう装置。

４、該軸（５０，５６）は該遮断手段を構成する該軸（５０，５６）に対して特 定の角位置を有する光電読取器を含む暗！（５２）に対する入力手段であること を特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項に記載６、　補正の対９ “　刺妙参昭和６０年１２月２７日イ１提出の補正書の写しく翻訳文）提出力。

７、補正の内容 −二 →（ｈＦ 唖興補正内の写しく翻訳文）提出力を別紙のとおり補充する。

国際調査報告 Ｉｎ電−１止＋１＠Ｉｉ＆ｌ＾−ｓ＋＋ｕ＋１ｓ−ＮＬＰＣＴ／ＮＬ８５１００ ０１７ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔ＆：　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＩ、５ＥＡＲＣＨ ＲＥＰＯＲτ０ＮＵＳ−Ａ−４３７７８５０２２１０３／８３　Ｎｏｎｅ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．追跡車輪によって一次元，二次元あるいは三次元物体上の線をたどり、もっ て追跡車輪の回転を遮断装置によって電気パルスに変換し、さらにかかるパルス を計算器に伝送し長さ，面積，外周あるいは体積を計算する、計算結果を表示す る窓が設けられた、長さ，面積，外周及び体積を決定するための追跡，測定，及 び計算を行なう装置であって、装置の全ての機能は単一の筐体内に結合され、筐 体は使用者が片手で一次元，二次元あるいは三次元物体上の直線あるいは曲線を 、一連の曲線の鋭さあるいはそれらの間の間隔とは比較的無関係に比較的高精度 でたどることができるように構成され、また計算器は異なった縮尺及びいくつか の単位系についての計算を行なうことができるようにプログラム手段を有し、こ の目的のため装置には選択装置及び類似の装置が設けられ、またさらに追跡車輪 の運動を最少の電気エネルギー量のみを用いて電気パルスに変換するための変換 システムが設けられ、それゆえ使用される電源は比較的軽量であり、その結果全 重量及び得られる寸法が今日認められているアーゴノメトリの原理を用いて最適 の使い易さを与えるように選ばれていることを特徴とする装置。
2. ２．装置には永久磁石が嵌入された追跡車輪が設けられ、追跡車輪が電磁発生器 の近傍を通過することにより追跡車輪の回転が変換され、計算器に入力されるパ ルスが発生されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の追跡，測定，及 び計算を行なう装置。
3. ３．追跡車輪はその運動を筐体内に電磁信号を遮断できるように取付けられた遮 断軸に機械的手段によって伝達し、その際電気信号を発しまた受信する要素が最 少限の体積を占有するような相対的関係をもって設けられ、またその際信号発生 及び受信要素は筐体内に不要な放射が除外されるように取付けられ、もって所望 の変換が最少の電力供給によりなされることを特徴とする特許請求の範囲第１項 記載の追跡，測定及び計算を行なう装置。
4. ４．遮断軸の開口部内には磁石要素が設けられ、遮断紬を包囲する筐体には電磁 発生器が嵌入されていることを特徴する特許請求の範囲第１項及び第４項に記載 の追跡，測定及び計算を行なう装置。
5. ５．追跡装置の機械部分は装置の残りの部分に対して回動自在な筐体内に囲まれ ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項，第３項及び第４項に記載の追跡 ，測定及び計算を行なう装置。
6. ６．前記の特許請求の範囲のうちいずれか一項に記載の装置及び遮断装置の機械 的部分はどちらも計算器等とは独立に動くことができる筐体内に格納されている ことを特徴とする特許請求の範囲第１，第３，第４及び第５項記載の追跡，測定 及び計算を行なう装置。
7. ７．筐体は計算器をプログラムすることのできる選択手段を有し、必要な計算が 必要な縮尺及び準位系で行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載 の追跡，測定，及び計算を行なう装置。
8. ８．筐体は計算を行なうべき固定された縮尺及び固定された単位系で計算器がプ ログラムされるような位置に取付け可能な、接点を設けられたコネクタを有する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の追跡，測定，及び計算を行なう装 置。
9. ９．旋回車輪が筐体に追跡車輪の回転運動が筐体内に位置する遮断装置に直接に 伝達されるように車軸突出部内に平置された可撓性軸を介して結合されているこ とを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第５項記載の追跡，測定及び計算を行 なう装置。
10. １０．筐体は装置の機械的部分を計算器にパルスを伝送する少なくとも一のフォ トセルを有するヘッドにより置換えることを可能にする機構を有することを特徴 とする特許請求の範囲第１項乃至第９項のうち一項記載の追跡，測定及び計算を 行なう装置。
11. １１．追跡ヘッドは信号を伝送する信号発信要素を有し、また追跡ヘッド内には 一又は複数の信号感応電気要素が内蔵され、反射された信号を受信して有用なパ ルスに変換することを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第１０項に記載の追 跡，測定及び計算を行なう装置。
12. １２．光電セルの前面には色フィルタが取付けられて所定の色の単位と組合わさ れ、それをパルスに変換し、計算器に伝送することを特徴とする特許請求の範囲 第１項，第１０項及び第１１項に記載の追跡，測定及び計算を行なう装置。
13. １３．筐体は測定値を他の電気システムに伝送することを可能にする手段を有す ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１２項の全てに記載の追跡，測 定及び計算を行なう装置。
14. １４．筐体は色フィルタが取付けられたいくつかの光電セルを有し、異なった色 彩の信号は区別され、パルスに変換され、その目的のためにプログラムされたコ ンピュータに供給されることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第１０項に 記載の追跡，測定及び計算を行なう装置。
15. １５．いくつかの光電セルが入射光を分割するプリズムの背後に設けられ、異な った色彩の信号と組合わされ、他のシステムへ伝送されることを特徴とする特許 請求の範囲第１項，第１０項，第１１項及び第１４項に記載の追跡，測定及び計 算を行なう装置。
16. １６．装置には電気増幅器が設けられ、異なった強さが測定される光信号等をい くつかのシステムとの組合わせのために識別し得ることを特徴とする特許請求の 範囲第１項に記載の追跡，測定及び計算を行なう装置。