KR101748628B1 - 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자 - Google Patents

패턴 인식을 이용한 디지털 줄자 Download PDF

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KR101748628B1 KR1020160014836A KR20160014836A KR101748628B1 KR 101748628 B1 KR101748628 B1 KR 101748628B1 KR 1020160014836 A KR1020160014836 A KR 1020160014836A KR 20160014836 A KR20160014836 A KR 20160014836A KR 101748628 B1 KR101748628 B1 KR 101748628B1
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Abstract

본 발명은 줄자의 길이 방향(가로 방향)을 따라 일정 간격마다 줄자의 해당 위치를 나타내는 패턴이 관통 형성되거나 투명하게 형성된 줄자; 상기 줄자가 관통되도록 수용한 상태에서 줄자의 길이 방향(가로 방향)을 따라서 좌, 우로 슬라이딩하여 이동 가능한 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 고정 설치되어 빛을 발산하는 발광부; 상기 몸체부의 내부에서 줄자의 폭 방향(세로 방향)을 따라 복수 개의 광센서가 일렬로 고정 설치되어 상기 줄자에 형성된 패턴을 관통하여 상기 발광부로부터 입사되는 빛을 감지하되, 몸체부의 이동으로 인해 위치가 변할 때 마다 상기 복수 개의 광센서 중 서로 다른 광센서가 빛을 감지하는 광센서부; 및 상기 복수 개의 광센서 중 빛을 감지한 광센서의 각 자리수를 이용하여 상기 몸체부에 구비된 눈금이 줄자에서 해당하는 위치값을 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 줄자는 그대로 있는 상태에서 몸체부와 몸체부의 내부에 구비된 광학식 앱솔루트 엔코더가 줄자를 따라서 좌측 또는 우측으로 이동하며 줄자에 관통 형성(또는 투명하게 형성)되어 있는 서로 다른 패턴을 인식하여 데이터로 변환하는 방식을 적용함으로써, 측정하고자 하는 눈금의 위치가 줄자의 중간에 위치한 상태에서 전원이 켜져도 항상 절대 위치값을 측정할 수 있다.

Description

패턴 인식을 이용한 디지털 줄자{Digital tape measure using pattern recognition}
본 발명은 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 줄자에 형성된 패턴을 이용하여 길이를 측정 후 스마트 폰의 앱으로 전송하는 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자에 관한 것이다.
종래의 사람이 눈으로 눈금을 직접 읽어서 치수를 측정하는 아날로그 방식의 일반 줄자 외에 최근에는 다양한 기능을 가진 디지털 줄자가 개발되고 있다. 최근에 개발되고 있는 디지털 줄자는 내부에 광학식 로터리 엔코더(Rotary Encoder)를 사용하고 있다.
로터리 엔코더에 대해서 좀 더 자세히 알아보면, 로터리 엔코더는 기계적 이동량이나 변위를 검출하여 전기적 신호로 변환시키는 광센서로 회전축이 1회전 함에 따라 발생하는 아날로그 신호를 내부 파형 정형회로에 의해 디지털 신호로 변환시켜 출력함으로써 자동제어계의 위치, 속도, 각도 등을 검출하는 센서이다.
이러한 광학식 로터리 엔코더를 사용하는 종래의 디지털 줄자에 의하면, 줄자를 빼서 길게 늘인 상태에서 전원을 껐다가 켜는 경우 현위치를 나타내는 절대 위치값을 측정할 수가 없습니다. 또한, 오랜 기간 동안 사용시 수시로 영점을 조정해야 하는 번거로움이 있다.
로터리 엔코더가 디지털 줄자 내에서 상당 공간을 차지할 수 밖에 없기 때문에 디지털 줄자의 사이즈가 커지고 고가의 부품으로 인해 가격이 비싸지게 된다.
결국, 광학식 로터리 엔코더를 사용하는 종래의 디지털 줄자는 공사 현장에서는 적합할지 모르나 사용자가 간편하게 휴대하기가 힘들뿐만 아니라 절대 위치값을 측정하기 어려운 문제로 인해 의류 치수의 측정에는 적합하지 않은 문제가 있다.
공개실용신안 제20-1999-0037565호(디지털 줄자)는 본체; 상기 본체에 롤 상으로 설치되고 측정할 길이에 따라 본체에서 인출되고 인입되는 자; 상기 자의 인출 및 인입에 따라 회전되는 회전 볼; 상기 회전 볼의 회전에 따른 검출신호를 출력하는 엔코더; 상기 엔코더의 출력신호로 측정한 길이를 판단하여 출력하는 제어부; 및 상기 제어부가 출력하는 측정 길이를 표시부에 디지털로 표시하는 표시 구동부로 구성됨을 특징으로 한다.
공개실용신안 제20-1999-0037565호(디지털 줄자)는 줄자의 전원을 껐다가 켰을 때 이미 인출되어 있는 줄자의 절대 위치값을 측정할 수 없으며, 회전볼 등을 포함해야 하기 때문에 부피가 커지고 무게가 무거워지는 문제가 있다.
공개실용신안 제20-1999-0037565호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 기존의 광학식 로터리 엔코더를 사용하는 방식이 아닌 줄자 위에 관통 형성되거나 투명하게 형성된 패턴을 인식하여 위치를 측정하는 광학식 앱솔루트(absolute) 엔코더를 자체 개발함으로써 측정하고자 하는 눈금의 위치가 줄자의 중간에 위치한 상태에서 전원이 켜져도 항상 절대 위치값을 측정할 수 있는 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 제공하기 위한 것이다.
또한, 부피를 줄이고 종래 고가의 로터리 엔코더 대신에 저렴한 비용으로 제작이 가능하여 의류 치수의 측정에 적합한 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 제공하기 위한 것이다.
그리고, 몸체부의 좌, 우측에 구비된 두 가지 눈금을 이용하여 단면 또는 물체의 길이뿐만 아니라 신체(또는 물체) 둘레 또한 간편하게 측정이 가능한 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 제공하기 위한 것이다.
나아가, 측정한 데이터를 사용자의 스마트폰 앱(App)에 무선으로 전송하여 치수를 간편하게 기록 및 확인하고, 관리할 수 있는 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 줄자의 길이 방향(가로 방향)을 따라 일정 간격마다 줄자의 해당 위치를 나타내는 패턴이 관통 형성되거나 투명하게 형성된 줄자; 상기 줄자가 관통되도록 수용한 상태에서 줄자의 길이 방향(가로 방향)을 따라서 좌, 우로 슬라이딩하여 이동 가능한 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 고정 설치되어 빛을 발산하는 발광부; 상기 몸체부의 내부에서 줄자의 폭 방향(세로 방향)을 따라 복수 개의 광센서가 일렬로 고정 설치되어 상기 줄자에 형성된 패턴을 관통하여 상기 발광부로부터 입사되는 빛을 감지하되, 몸체부의 이동으로 인해 위치가 변할 때 마다 상기 복수 개의 광센서 중 서로 다른 광센서가 빛을 감지하는 광센서부; 및 상기 복수 개의 광센서 중 빛을 감지한 광센서의 각 자리수를 이용하여 상기 몸체부에 구비된 눈금이 줄자에서 해당하는 위치값을 산출하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 줄자의 해당 위치를 나타내는 패턴은 줄자의 폭 방향(세로 방향)으로 하나 이상 관통 형성되거나 투명하게 형성되며, 관통 형성되거나 투명하게 형성되는 최대 구멍 또는 투명창의 개수가 K 인 경우, 줄자의 일단부에서 타단부까지 최대
Figure 112016012731713-pat00001
개의 서로 다른 구멍 패턴이 관통 형성되거나, 최대
Figure 112016012731713-pat00002
개의 서로 다른 투명창 패턴이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 광센서는 줄자의 폭 방향(세로 방향)으로 K개가 일렬로 고정 설치될 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 내부에서 줄자를 사이에 두고 줄자의 두께에 대응하는 간격으로 이격되며 위, 아래에서 서로 마주보도록 배치되어 줄자가 전, 후로 평행하게 슬라이딩 이동하도록 가이드 하는 한 쌍의 줄자 고정 투명판을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 발광부는 줄자 고정 투명판의 상부에 배치되고, 상기 광센서부는 줄자 고정 투명판의 하부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 몸체부는 제어부가 산출한 해당 위치값을 출력하는 표시부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 줄자의 좌측 끝부분에 구비되는 자석; 상기 몸체부의 우측 끝부분에 구비되는 도체; 및 상기 도체와 자석의 접촉으로 인해 발생하는 자속변화를 측정하는 마그네틱 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 마그네틱 센서에서 측정한 자속의 변화가 없는 경우는 몸체부의 좌측에 구비된 제1눈금의 해당 위치값을 산출하고, 마그네틱 센서에서 측정한 자속의 변화가 있는 경우는 몸체부의 우측에 구비된 제2눈금의 해당 위치값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 몸체부에 구비된 전송버튼을 누를 때 상기 산출된 위치값을 외부기기로 전송하는 무선통신부를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
우선, 본 발명은 측정하고자 하는 눈금의 위치가 줄자의 중간에 위치한 상태에서 디지털 줄자 본체의 전원이 켜져도 항상 절대 위치값을 측정할 수 있다.
광학식 앱솔루트 엔코더를 자체 개발함으로써 부피를 줄이고, 가격을 낮춤으로써 의류 치수 측정에 적합한 디지털 줄자를 제공할 수 있다.
또한, 디지털 줄자 몸체의 양측에 각각 구비된 두 개의 눈금을 이용하여 단면 또는 물체의 길이뿐만 아니라 신체(또는 물체) 둘레 또한 정확하고 간편하게 측정이 가능하다.
나아가, 디지털 줄자에서 측정한 데이터를 블루투스(Bluetooth) 통신을 통해 사용자 스마트 폰의 앱(App)에 저전력으로 전송이 가능하여 측정한 데이터의 간편한 기록 및 관리가 가능하다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자의 전체적인 구성을 나타낸 평면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자의 부분확대도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자의 사시도이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자의 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 구성하는 광학식 앱솔루트 엔코더의 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 구성하는 광학식 앱솔루트 엔코더의 분해사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 이용하여 신체의 길이를 측정하는 예시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 이용하여 허리 둘레를 측정하는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 이용하여 측정한 데이터를 사용자의 스마트 폰에 전송하고, 이를 이용하여 의류정보관리 및 고객관리에 활용함으로써 의류 제품 정보 플랫폼을 구축하는 단계를 나타낸 예시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
우선, 도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)의 전체적인 구성을 나타낸 평면도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)의 부분확대도이며, 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)의 사시도이고, 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)의 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)를 구성하는 광학식 앱솔루트 엔코더(E)의 구성도이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)를 구성하는 광학식 앱솔루트 엔코더(E)의 분해사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)를 이용하여 신체의 길이를 측정하는 예시도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)를 이용하여 허리 둘레를 측정하는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)를 이용하여 측정한 데이터를 사용자의 스마트 폰에 전송하고, 웹(Web) 솔루션을 이용하여 의류정보관리 및 고객관리에 활용함으로써 의류 제품 정보 플랫폼을 구축하는 단계를 나타낸 예시도이다.
우선, 본 발명인 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자(100)는 줄자(10), 몸체부(20), 발광부(30), 광센서부(40) 및 제어부(미도시)를 포함하며, 줄자 고정 투명판(50), 표시부(60), 자석(11), 도체(21), 마그네틱 센서(미도시) 및 무선통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 장치에 전원 공급을 위해 전원부(미도시)를 구비함은 당연하다. 전원버튼(26)을 이용하여 전원을 on/off 할 수 있다.
몸체부(20)의 내부에 구비되는 광학식 앱솔루트 엔코더(E)는 발광부(30), 광센서부(40), 소켓(41) 및 줄자 고정 투명판(50)을 포함하여 구성된다. 도 1a 와 도 1b를 참조하면, 엔코더(E)는 몸체부(20)의 내측 점선으로 표시된 위치에 구비된다. 엔코더(E)는 줄자(10)의 폭 방향(세로 방향)으로 형성된 패턴(P)을 커버할 수 있을 정도로 상, 하로 길게 형성되는데 구체적인 이유는 아래에서 살펴본다.
줄자(10)는 길이 방향(가로 방향)을 따라 일정 간격마다 줄자(10)의 해당 위치를 나타내는 패턴(P)이 관통 형성되거나, 투명하게 형성되어 있다. 아래에서 살펴볼 패턴(P)은 구멍이 뚫린 상태로 관통 형성되거나, 구멍이 뚫리지는 않았지만 투명하게 처리되어 빛이 통과할 수 있도록 형성되는 경우를 모두 포함한다.
몸체부(20)는 줄자(10)가 관통되도록 수용한 상태에서 줄자(10)의 길이 방향(가로 방향)을 따라서 좌, 우로 슬라이딩하여 이동한다. 본 발명의 핵심적인 특징으로서 줄자(10)는 그대로 있는 상태에서 몸체부(20)와 몸체부(20)의 내부에 구비된 광학식 앱솔루트 엔코더(E)가 줄자(10)를 따라서 좌측 또는 우측으로 이동하며 줄자(10)에 관통 형성되거나 투명하게 형성되어 있는 서로 다른 패턴(P)을 인식하여 데이터로 변환한다. 변환된 데이터는 몸체부(20)에 구비된 눈금이 가리키는 줄자(10)의 위치값이다. 광항식 앱솔루트 엔코더(E)는 항상 절대 위치값을 읽어 들이기 때문에 전원이 꺼졌다가 켜져도 '0' 이 아닌 정확한 위치값을 읽어 들이게 된다.
몸체부(20)의 외부에 구비되는 표시부(60)는 제어부(미도시)가 산출한 해당 위치값을 출력한다.
발광부(30)는 몸체부(20)의 내부에 고정 설치되어 빛을 발산한다. 구체적으로, 발광부(30)는 하나 이상의 LED 소자로 구성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 두 개의 LED(30a, 30b)로 구성된 것을 보여주고 있다. 각 LED 소자(30a, 30b)는 830nm~950nm 대역의 빛을 발생시킨다.
광센서부(40)는 몸체부(20)의 내부에서 줄자(10)의 폭 방향(세로 방향)을 따라 복수 개의 광센서가 일렬로 고정 설치되어 줄자(10)에 형성된 패턴(P)을 관통하여 발광부(30)로부터 입사되는 빛을 감지하되, 몸체부(20)의 이동으로 인해 위치가 변할 때 마다 복수 개의 광센서 중 서로 다른 광센서가 빛을 감지한다.
도 1a를 참조하면, 눈금 8.5cm에 해당하는 위치에는 위에서부터 첫번째 자리에 패턴(P)이 하나 형성되고, 그 다음으로 네번째 자리에 패턴(P)이 형성된 것을 볼 수 있다. 첫번째 자리에 패턴(P)이 형성된 위치는 구멍이 뚫려 있거나, 투명하게 되어 있기 때문에 발광부(30)에서 발광된 빛은 패턴(P)를 관통하여 그 아래에 있는 광센서에 도달한다. LED 파장이 도달할 수 있는 투명(T) 영역에 해당한다. 그 아래에 차례로 위치한 세 개의 불투명(O) 영역은 패턴(P)이 형성되지 않은 영역이기 때문에 LED 파장이 줄자(10)를 통과하여 그 아래에 있는 광센서에 도달할 수가 없다. 그 다음에 위치한 영역은 투명(T) 영역에 해당하고, 발광부(30)의 LED 파장이 패턴(P)을 통과하여 그 아래에 있는 광센서에 도달한다. 또한, 그 아래에 차례로 위치한 세 개의 불투명(O) 영역은 패턴(P)이 형성되지 않은 영역이기 때문에 LED 파장이 줄자(10)를 통과하여 그 아래에 있는 광센서에 도달할 수가 없다.
살펴본 바와 같이 도 1a는 줄자(10)의 아래에 광센서가 8개 위치하는 경우이다. 8 bit 연산을 통해 줄자에서 눈금의 위치를 구할 수 있다.
1번 광센서부터 8번 광센서까지 줄자(10)의 폭 방향(세로 방향)을 따라 나란히 배치되며, 1번 광센서가 0번 bit에 해당하고 마지막의 8번 광센서가 7번 bit에 해당한다. 패턴(P)이 형성되어 LED 파장이 도달하는 광센서는 이진수 1로 인식하고, LED 파장이 도달하지 않는 광센서는 이진수 0으로 인식한 후 이진수를 십진수로 변환하면 줄자의 해당 위치가 되는 것이다.
구체적으로는, 본 발명의 실시예에서는 패턴(P)이 5mm 간격으로 서로 다르게 형성되어 있기 때문에 이진수를 십진수 연산하여 변환 후 2로 나누어야 한다. 눈금 8.5cm에 해당하는 위치를 상기의 설명대로 계산하면, LED 파장이 도달하는 광센서는 0번 bit(1번 광센서)와 4번 bit(5번 광센서)에 해당하기 때문에 (1+16)/2 = 8.5cm 가 되는 것이다. 결국, 본 발명의 실시예에 의하면 5mm 간격으로 서로 다른 패턴(P)이 형성되어 5mm 단위로 위치 측정이 가능하다. 물론, 1mm 단위까지 측정이 가능하지만 의류 측정이라는 특성상 5mm 단위로 측정하는 것이 바람직할 것이다.
제어부(미도시)는 복수 개의 광센서 중 빛을 감지한 광센서의 각 자리수를 이용하여 몸체부(20)에 구비된 눈금이 줄자(10)에서 해당하는 위치값을 산출한다. 광센서의 각 자리수를 이용하여 위치값을 산출하는 것은 상기에서 살펴본 바와 같이 이진수를 십진수로 바꾸는 것을 말한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 줄자(10)의 해당 위치를 나타내는 패턴(P)은 줄자(10)의 폭 방향(세로 방향)으로 하나 이상 관통 형성되거나 투명하게 형성되며, 관통 형성되거나 투명하게 형성되는 최대 구멍 또는 투명창의 개수가 K 인 경우, 줄자(10)의 일단부에서 타단부까지 최대
Figure 112016012731713-pat00003
개의 서로 다른 구멍 패턴(P)이 관통 형성되거나, 최대
Figure 112016012731713-pat00004
개의 서로 다른 투명창 패턴(P)이 형성된다. 이 경우 복수 개의 광센서는 줄자(10)의 폭 방향(세로 방향)으로 K개가 일렬로 고정 설치된다. 줄자(10)의 폭 방향으로 관통 형성되는 구멍(또는 투명하게 형성되는 투명창)의 개수(K)가 8 인 경우를 설명하고 있으며 줄자(10)의 길이를 따라서 최대
Figure 112016012731713-pat00005
= 256개의 서로 다른 구멍 패턴(P)이 관통 형성되거나, 서로 다른 투명창 패턴(P)이 형성된다. 패턴(P)이 1cm 간격으로 형성된다면 줄자의 길이는 256cm가 되며, 패턴(P)이 5mm 간격으로 형성되는 경우는 줄자의 길이가 128cm가 될 것이다. 본 발명의 실시예에서는 패턴(P)이 5mm 간격으로 형성되고 K가 8인 경우를 보여주고 있기 때문에 줄자의 길이는 128cm가 될 것이다.
종래의 디지털 줄자는 몸체 내부에 감겨있으나, 본 발명의 디지털 줄자는 128cm에 해당하는 길이의 줄자(10)가 반듯하게 펴진 상태로 몸체부(20)를 관통하며, 몸체부(20)는 길게 펴진 줄자(10)를 따라 좌, 우측으로 슬라이딩 이동하면서 위치를 측정하는 점이 특징이다. 이러한 구조로 인해 기존의 광학식 로터리 엔코더를 사용할 필요가 없어 부피 및 가격을 획기적으로 줄인 것이 특징이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 몸체부(20)의 내부에 구비되는 광학식 앱솔루트 엔코더(E)의 구성을 나타낸다. 한 쌍의 줄자 고정 투명판(50)은 몸체부(20)의 내부에서 줄자(10)를 사이에 두고 줄자(10)의 두께에 대응하는 간격으로 이격되며 위, 아래에서 서로 마주보도록 배치되어 줄자(10)가 전, 후로 평행하게 슬라이딩 이동하도록 가이드한다. 줄자(10)가 슬라이딩 이동하는 것뿐만 아니라, 거꾸로 몸체부(20)가 줄자(10)를 타고서 슬라이딩 이동할 수도 있다. 한 쌍의 줄자 고정 투명판(50)은 상부 줄자 고정 투명판(50a)과 하부 줄자 고정 투명판(50b)으로 구성되며, 서로 마주보는 면은 각각 볼록하게 형성된다. 그리고, 발광부(30)는 줄자 고정 투명판(50)의 상부에 배치되고, 광센서부(40)는 줄자 고정 투명판(50)의 하부에 배치된다. 줄자 고정 투명판(50)은 줄자(10)에 형성된 패턴(P)을 정확히 인식할 수 있도록 투명하게 형성되고, 줄자(10)가 상, 하로 흔들리지 않도록 지지하여 발광부(30)와 광센서부(40)에 의해서 패턴(P)이 정확하게 인식되도록 한다. 광센서부(40)를 구성하는 복수 개의 광센서는 소켓(41)에 끼워져 고정된다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 자석(11)은 줄자(10)의 좌측 끝부분에 구비되며, 도체(21)는 몸체부(20)의 우측 끝부분(정확하게는 우측끝 하단부)에 구비된다. 마그네틱 센서(미도시)는 자석(11)과 도체(21)의 접촉으로 인해 발생하는 자속변화를 측정한다. 도체(21)에 자석(11)이 접촉하는 경우 자기장의 변화로 인해 자속의 변화가 발생하며 이를 측정함으로써 자석(11)과 도체(21)의 접촉 유무를 구분하게 되는 것이다. 도 3a는 일반적인 신체의 길이를 측정 방식의 실시예를 나타내며, 도 3b는 줄자(10)의 좌측 끝부분에 구비된 자석(11)을 몸체부(20)의 우측 끝부분에 구비된 도체(21)에 접촉시켜서 허리 둘레를 측정하는 경우를 보여주고 있다.
일반적인 신체(또는 물체) 길이를 측정시 사용하는 제1눈금(23)과 신체(또는 물체) 둘레를 측정시 사용하는 제2눈금(25)으로 구분된다.
제어부(미도시)는 마그네틱 센서(미도시)에서 측정한 자속의 변화가 없는 경우(일반적인 신체 길이 측정시)는 몸체부(20)의 좌측에 구비된 제1눈금(23)의 해당 위치값을 산출하고, 마그네틱 센서(미도시)에서 측정한 자속의 변화가 있는 경우(허리 둘레 측정시)는 몸체부(20)의 우측에 구비된 제2눈금(25)의 해당 위치값을 산출한다. 구체적으로는, 엔코더(E)와 제1눈금(23)은 서로 약간 떨어져 있기 때문에 엔코더(E)로 위치를 측정 후 d1 거리만큼을 빼주어야 제1눈금(23)의 정확한 위치를 구할 수 있다. 또한, 엔코더(E)와 제2눈금(25)은 이보다 더 떨어져 있기 때문에 엔코더(E)로 위치를 측정 후 d2 거리만큼 더해주어야 제2눈금(25)의 정확한 위치를 구할 수 있다. d1 및 d2 값은 내부 메모리에 미리 저장된다.
무선통신부(미도시)는 몸체부(20)에 구비된 전송버튼(27)을 누를 때 제어부가 산출한 위치값을 사용자의 스마트폰 앱(App)과 같은 외부기기로 전송한다. 구체적으로, 앱과의 통신방법은 BLE(Bluetooth Low Energy) 모듈을 이용함으로써 저전력 통신을 구현할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기의 방식으로 측정한 위치값을 전송버튼(27)을 누름으로써 사용자 스마트폰의 앱(App)으로 전송하여 이를 간편하게 확인 및 기록할 수 있고, 매장 및 의류업체의 담당자는 전송된 데이터를 기록 및 관리하고 고객들의 사이즈와 취향을 분석하여 판매전략을 세울 수 있다. 나아가, 측정 치수 및 제품 사진 등의 제품 정보를 공유할 수 있는 의류 제품 정보 플랫폼을 구축할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 줄자는 그대로 있는 상태에서 몸체부와 몸체부의 내부에 구비된 광학식 앱솔루트 엔코더가 줄자를 따라서 좌측 또는 우측으로 이동하며 줄자에 관통 형성되어 있는 서로 다른 패턴을 인식하여 데이터로 변환하는 방식을 적용함으로써, 측정하고자 하는 눈금의 위치가 줄자의 중간에 위치한 상태에서 전원이 켜져도 항상 절대 위치값을 측정할 수 있는 패턴 인식을 이용한 디지털 줄자를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
10...줄자
11...자석
20...몸체부
21...도체
23...제1눈금
25...제2눈금
26...전원버튼
27...전송버튼
30...발광부
40...광센서부
41...소켓
50...줄자 고정 투명판
60...표시부
100...패턴 인식을 이용한 디지털 줄자

Claims (8)

  1. 줄자의 길이 방향(가로 방향)을 따라 일정 간격마다 줄자의 해당 위치를 나타내는 패턴이 관통 형성되거나 투명하게 형성된 줄자(10);
    상기 줄자가 관통되도록 수용한 상태에서 줄자의 길이 방향(가로 방향)을 따라서 좌, 우로 슬라이딩하여 이동 가능한 몸체부(20);
    상기 몸체부의 내부에 고정 설치되어 빛을 발산하는 발광부(30);
    상기 몸체부의 내부에서 줄자의 폭 방향(세로 방향)을 따라 복수 개의 광센서가 일렬로 고정 설치되어 상기 줄자에 형성된 패턴을 관통하여 상기 발광부로부터 입사되는 빛을 감지하되, 몸체부의 이동으로 인해 위치가 변할 때 마다 상기 복수 개의 광센서 중 서로 다른 광센서가 빛을 감지하는 광센서부(40); 및
    상기 복수 개의 광센서 중 빛을 감지한 광센서의 각 자리수를 이용하여 상기 몸체부에 구비된 눈금이 줄자에서 해당하는 위치값을 산출하는 제어부를 포함하되,
    상기 줄자의 좌측 끝부분에 구비되는 자석(11);
    상기 몸체부의 우측 끝부분에 구비되는 도체(21); 및
    상기 도체와 자석의 접촉으로 인해 발생하는 자속변화를 측정하는 마그네틱 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 마그네틱 센서에서 측정한 자속의 변화가 없는 경우는 몸체부의 좌측에 구비된 제1눈금의 해당 위치값을 산출하고, 마그네틱 센서에서 측정한 자속의 변화가 있는 경우는 몸체부의 우측에 구비된 제2눈금의 해당 위치값을 산출하는 것을 특징으로 하는 패턴인식을 이용한 디지털 줄자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 줄자의 해당 위치를 나타내는 패턴은 줄자의 폭 방향(세로 방향)으로 하나 이상 관통 형성되거나 투명하게 형성되며, 관통 형성되거나 투명하게 형성되는 최대 구멍 또는 투명창의 개수가 K 인 경우, 줄자의 일단부에서 타단부까지 최대
    Figure 112016012731713-pat00006
    개의 서로 다른 구멍 패턴이 관통 형성되거나, 최대
    Figure 112016012731713-pat00007
    개의 서로 다른 투명창 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴인식을 이용한 디지털 줄자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수 개의 광센서는 줄자의 폭 방향(세로 방향)으로 K개가 일렬로 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 패턴인식을 이용한 디지털 줄자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체부의 내부에서 줄자를 사이에 두고 줄자의 두께에 대응하는 간격으로 이격되며 위, 아래에서 서로 마주보도록 배치되어 줄자가 전, 후로 평행하게 슬라이딩 이동하도록 가이드 하는 한 쌍의 줄자 고정 투명판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴인식을 이용한 디지털 줄자.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 발광부는 줄자 고정 투명판의 상부에 배치되고, 상기 광센서부는 줄자 고정 투명판의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴인식을 이용한 디지털 줄자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체부는 제어부가 산출한 해당 위치값을 출력하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴인식을 이용한 디지털 줄자.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체부에 구비된 전송버튼을 누를 때 상기 산출된 위치값을 외부기기로 전송하는 무선통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴인식을 이용한 디지털 줄자.
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