测量仪器、量具以及用于制造量具的方法与流程

文档序号:25535094发布日期:2021-06-18 20:28阅读:123来源:国知局
测量仪器、量具以及用于制造量具的方法与流程

本发明涉及用于确定测量仪器的方法、量具、以及用于制造量具的方法。



背景技术:

已知存在可以将通过测量对象的长度而获得的长度数据直接输入到外部终端的测量系统(例如,日本特开专利公开no.7-35535)。在该测量系统中,读取印刷在量具上的双色点图案,并且读取的图案被转换成长度数据并传送。

已知存在具有尺寸测量功能的手持终端(例如,日本特开专利公开no.10-105639)。此外,已知存在用于光学读取印刷在量具上的图案的技术(例如,日本特开专利公开no.2009-75013、no.5-272916以及no.7-294238)。



技术实现要素:

在其中印刷在宽度方向上各自具有多个图案的多行图案的量具中,单行图案与单个测量值对应。因此,当增加可以由量具测量的长度时,必须增加构成单行图案的图案的数量,并且需要增加量具的宽度。

在弯曲的量具(诸如凸型钢量具)的情况下,如果在量具的宽度方向上印刷多个图案,那么传感器和每个图案之间的距离根据宽度方向上的位置而改变,使得在每个传感器的读取结果中可能发生错误。例如,在中心部分处朝着传感器弯曲的量具的情况下,与位于量具的中心的图案相对地布置的传感器靠近量具,但是位于量具在宽度方向上的端部的传感器远离量具。由于这个原因,即使读取相同颜色的图案,由于由中心传感器和端部传感器接收的光量的波动的影响,也可能不能准确地检测图案的颜色。当检测器倾斜或量具扭曲时,这个问题可以不仅在钢量具中而且还在树脂量具中发生。

本公开的第一个目的是要提供可以减小量具的宽度的测量仪器和量具。本公开的第二个目的是要提供可以防止由于传感器和图案之间的距离而引起的图案读取的缺陷的测量仪器和量具。另外,本公开的第三个目的是要提供可以减小测量仪器或量具在长度方向上的尺寸的测量仪器、量具以及用于制造量具的方法。

根据本发明的一个方面,提供了一种测量仪器,所述测量仪器包括:多个第一读取器,所述多个第一读取器从具有颜色图案的量具光学地读取多个图案,所述颜色图案包括在长度方向上以规则的间隔(regularinterval)布置的所述多个图案,所述多个第一读取器在所述长度方向上以所述规则的间隔布置;转换器,所述转换器将由所述多个第一读取器读取的所述多个图案转换成n进制数(n为3或更大)的值;以及计算器,所述计算器基于定义所述n进制数的值与所述量具的刻度值之间的关系的数据来计算所述量具的刻度值。

附图说明

图1是根据第一实施例的长度测量仪器的配置图;

图2是图示其中具有三组光接收单元的测量仪器读取量具的示例的图;

图3是图示其中量具的单个刻度值被分配给三个图案的表格的示例的图;

图4是图示量具上的颜色图案的示例的图;

图5是图示要由测量仪器执行的测量过程的流程图;

图6是图示由每个光接收单元检测的颜色编号与检测的电压值之间的对应关系的图;

图7是图示s4中的颜色确定过程的流程图;

图8是图示当光接收单元读取两个图案之间的边界时两个图案的颜色编号、电压值以及对应颜色编号之间的关系的图;

图9是图示其中根据第二实施例的测量仪器读取量具的示例的图;

图10是图示由三个光接收单元检测的颜色编号与要用于刻度转换的光接收单元之间的关系的图;

图11是图示要由根据第二实施例的测量仪器执行的测量过程的流程图;

图12是图示s34中的颜色确定过程的流程图;

图13是图示s34中的颜色确定过程的流程图;

图14是图示s35中的边界确定过程的流程图;

图15a是图示根据第一实施例的测量仪器的第一变型的图;

图15b是图示根据第一实施例的测量仪器的第二变型的图;

图16a是图示根据第二实施例的测量仪器的第一变型的图;

图16b是图示根据第二实施例的测量仪器的第二变型的图;

图17a至17d是图示用于将在长度方向上布置成一排的多个图案转换成在宽度方向上布置成四排的多个图案以便使用在宽度方向上布置成一排的四个光接收单元来读取颜色图案的方法的图;

图18是图示用于使用在图17a的长度方向上布置成一排的颜色图案来布置在图17d的宽度方向上布置成四排的颜色图案的方法的流程图;

图19是图示图17a的量具、由四个光接收单元读取的值、图案编号以及三进制数和十进制数的转换值之间的对应关系的图;

图20a至20d是图示用于将在长度方向上布置成一排的多个图案和四个光接收单元转换成在宽度方向上布置成两排的多个图案和在宽度方向上布置成两排的四个光接收单元的方法的图;以及

图21a至21d是图示用于将在长度方向上布置成一排的多个图案和四个光接收单元转换成在宽度方向上布置成两排的多个图案和在宽度方向上布置成两排的四个光接收单元的方法的变型的图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图给出本发明的本实施例的描述。

(第一实施例)

图1是根据第一实施例的长度测量仪器的配置图。在一个示例中,长度测量仪器可以在服装店中使用,但是可以用于任何其它目的。

长度测量仪器(下文中称为“测量仪器”)1包括:读取器单元2,其从量具7a读取颜色图案;微型计算机3,其从由读取器单元2读取的数据计算测量对象的长度;通信单元4,其通过有线或无线通信将关于计算的测量对象的长度的数据传送到外部终端10;开关5,其向微型计算机3指示测量的开始;电池6,其向读取器单元2、微型计算机3和通信单元4供给电力;以及存储装置7,其存储量具7a。微型计算机3包括存储数据、标志等的缓冲器3a。

测量仪器1和外部终端10,或者测量仪器1自身,可以配置用于测量和确定测量对象的长度的测量系统。当测量仪器1和外部终端10被组合时,可以由外部终端10作为对图1的微型计算机3的替代来执行计算测量对象的长度的过程。此时,测量仪器1将由读取器单元2读取的读取值传送到外部终端10。当不使用外部终端10时,测量仪器1可以执行第一至第三实施例中描述的外部终端10的功能。测量系统还可以包括其它设备,诸如服务器、存储设备或任何类型的通信设备。

测量系统可以具有用于存储测量的长度、或处理测量的长度以用于诸如为了例如制作衣服而进行测量的目的的功能。通过执行外部终端10或其它设备中的软件来实现这些功能。

读取器单元2包括:照射单元8,照射单元8中的每一个用光照射颜色图案;以及光接收单元9,光接收单元9中的每一个接收来自颜色图案的反射光,并输出具有与接收光量对应的值的电流或电压。例如,照射单元8是发光二极管(led)8,并且光接收单元9是光电晶体管。照射单元8被用诸如红外光、可见光和紫外光的光照射。光接收单元9接收由颜色图案反射的光。除非另有解释,否则单个照射单元8和单个光接收单元9以单个组使用,但是单个照射单元8和多个光接收单元9可以以单个组使用,如下所述。当有必要将多个光接收单元彼此区分时,光接收单元由诸如9a1至9a4、9b1至9b4或9c1的参考数字指代。在下文中,照射单元8和光接收单元9的组可以被统称为“光接收单元9”。读取器单元2应当具有至少与光接收单元9对应的功能。

微型计算机3包括诸如中央处理单元(cpu)的处理器和非易失性存储器,并且用作转换器、计算器和确定器。微型计算机3控制照射单元8的开/关,并且读取来自光接收单元9的输出的电流值或电压值。由于光的反射率因颜色而不同,并且光接收单元9的光接收量根据反射率而变化,因此微型计算机3能够通过从光接收单元9输出的电流值或电压值来确定每个图案的颜色。然后,微型计算机3将由每个光接收单元9检测的颜色转换成三进制数或十进制数的值,并且使用稍后描述的表格来计算与转换的三进制数或十进制数的值对应的量具7a的刻度值。由此,计算测量对象的长度。

沿着纵向方向在量具7a的前表面上印刷刻度,并且在量具7a的后表面上印刷使用n(n>=3)种颜色的颜色图案。颜色图案的细节稍后描述。存储装置7可移除地附接到测量仪器1的壳体。在图1中,量具7a被收容在存储装置7中。然而,量具7a不需要存储在存储装置7中或测量仪器1中,只要测量仪器1可以读取量具7a上的颜色图案即可。例如,测量仪器1可以具有狭缝,以用于使量具7a可滑动地通过,而不容纳量具7a。

外部终端10是具有有线或无线通信功能的诸如计算机或智能电话的通信终端,从通信单元4接收测量对象的长度的数据,并在数据库中登记和管理数据。用于登记长度的数据的数据库可以被融合在外部终端10中,或者可以以可访问的状态在外部终端10的外部提供。另外,用于处理测量的长度的软件可以存储在外部终端10中或外部终端10可访问的任何其它设备中。

图2是图示根据本实施例的印刷在量具7a的后表面上的颜色图案的示例的图。本实施例代表通过使用具有三组照射单元8和光接收单元9的测量仪器1来读取量具7a的颜色图案的示例。图2的垂直方向是量具7a的宽度方向。图2的水平方向是量具7a的长度方向,并且是量具7a相对于测量仪器1的移动方向。

在图2的量具7a上印刷包括在长度方向上以规则的间隔x布置成一排的多个图案的颜色图案。每个图案具有三种不同颜色中的任何一种,并且对每种颜色分配0、1或2的任何值。在图2的示例中,每个图案具有白色、蓝色和黑色中的任何一种,并且对白色、蓝色和黑色分别分配“0”、“1”和“2”的值。在图2的图案中,图示了与颜色对应的“0”至“2”的值,但这是为了易于理解,并且不必要将这些值印刷在量具7a上。类似地,为了易于理解,还图示了图案之间的边界,但是不必要在量具7a上画出这样的边界。

在图2的示例中,在长度方向上彼此相邻的三个图案构成单个单位(unit)图案,并且将单个三进制值分配给单个单位图案。

由于通过读取器单元2的读取可以输出与“0”至“2”对应的三个值就足够了,因此不必要以不同的颜色或色彩印刷每个图案。如果可以光学地区分相应的图案,那么可以使用各个图案的阴影和反射率不同的颜色图案。例如,可以印刷相同色彩中亮度和饱和度不同的图案,诸如“浅红色”、“稍深红色”、“甚至更深红色”等等。另外,只要读取器单元2可以区分颜色,就不必要视觉地可区分颜色的差异。在本实施例中,亮度和饱和度的这样的差异以及用于实现不同反射率的其它模式也被视为“不同颜色”。通过改变相应图案的形状,图案的反射率可以不同。如果专注于图案的“反射率”,那么为了方便起见,这些也可以被当做“不同颜色”。

也是图案的长度的间隔x与由量具7a可测量的单位长度对应。在测量仪器1中,以与图案相同的方式以间隔x布置用于检测来自量具7a的颜色图案的反射光的三个光接收单元9a1至9a3和三个照射单元8。每个光接收单元9a读取构成单个单位图案的图案中的任何一个。照射单元8和光接收单元9的组的数量可以是两个或四个或更多,这取决于构成单个单位图案的图案的数量等。如稍后将描述的,照射单元8的数量不必与构成单个单位图案的图案的数量相同。

光接收单元9输出具有与来自图案的反射光对应的值的电压。微型计算机3基于从光接收单元9输出的电压值来确定每个图案的颜色。在本实施例中,当光接收单元9的输出电压是2.0v、1.5v或1.0v时,微型计算机3确定图案颜色分别是白色、蓝色或黑色。如果必要的话,微型计算机3用对应的三进制值“0”至“2”中的一个替换读取的颜色。

由于量具7a的移动方向与图案的布置方向相同,因此每当量具7a移动一个图案的长度时,由光接收单元9a1至9a3读取的图案也在长度方向上一个接一个地移位。三个光接收单元9a1至9a3用作多个第一读取器。

缓冲器3a包括表格,在该表格中量具7a的刻度值被分配给由光接收单元9a1至9a3读取的单位图案。该表格的示例在图3中图示,并且与该表格对应的颜色图案在图4中图示。

测量仪器1读取包括在长度方向上彼此相邻的三个图案的单个单位图案。在图3中,由测量仪器1读取的三个图案的颜色、与每个单位图案对应的三进制数、从三进制数转换的十进制数以及与单位图案对应的刻度值彼此关联。

图3中的第l个单位图案(l>=1)与图4中的颜色图案当中从开始起的第l至l+2这三个图案的组合对应。例如,图3中的第三个单位图案与图4中的第三至第五这三个图案的组合对应。

在量具7a中,图案的颜色被布置为使得从开始到结束的单位图案的配置彼此不重叠。

本实施例的每个颜色图案由三进制数表示,但是在图3中所示的表格中,与单位图案对应的三进制数没有按升序或降序布置。另外,从三进制值转换的十进制值也没有按十进制数的升序或降序布置。另一方面,表格中按升序布置的刻度值与表格中的三进制值或十进制值在数学上不对应。例如,图3的第四排中的三进制值“101”在数学上表示十进制数“10”,但是被分配给刻度值“3”。由于这个原因,在这个实施例中,使用表格来确定升序的刻度值与没有按升序或降序布置的三进制值和十进制值之间的对应。

微型计算机3基于图3中的表格来确定与由光接收单元9a1至9a3读取的三个图案对应的刻度值,并且通信单元4将刻度值传送到外部终端10。

图5是图示要由测量仪器1执行的测量过程的流程图。

照射单元8在开始长度的长度测量过程之前被关闭。当用户在使用量具7a测量测量对象的长度中操作开关5时,测量仪器1执行图5中所示的测量过程。

当操作开关5以测量长度时,微型计算机3打开所有照射单元8(s1)。作为结果,由于光接收单元9a1至9a3接收来自每个图案的反射光,因此微型计算机3读出光接收单元9a1至9a3的输出电压值(s2),然后关闭照射单元8(s3)。接着,微型计算机3从光接收单元9的输出电压执行每个图案的颜色确定过程(s4)。颜色确定过程的细节稍后描述。

接着,微型计算机3确定在颜色确定过程中是否检测到异常(s5)。例如,当任何一个光接收单元9的输出电压值与要检测的预定电压范围不对应时,微型计算机3确定检测到异常。当在颜色确定过程中检测到异常时(s5中为“是”),这个过程结束。当在颜色确定过程中没有检测到异常时(s5中为“否”),微型计算机3从由光接收单元9a1至9a3读取的图案的颜色计算与单位图案对应的三进制值和/或十进制值(s6)。

微型计算机3通过将与图3的表格中的刻度值对应的l的值设置为0(l=0)来初始化它,以便将l值与s6中计算的值进行比较(s7)。接着,微型计算机3确定在s6中计算的值是否与图3的表格中的第l个刻度值匹配(s8)。当在s6中计算的值与第l个刻度值匹配时(s8中为“是”),微型计算机3将刻度值存储在缓冲器3a中(s11),并且这个过程结束。使用通信单元4将存储在缓冲器3a中的刻度值传送到外部终端10。另一方面,当在s6中计算的值与第l个刻度值不匹配时(s8中为“否”),微型计算机3将l值递增1(l=l+1)(s9)。然后,微型计算机3确定是否检查了所有刻度值(l=0至26)(s10)。当没有检查所有刻度值时(s10中为“否”),过程返回到s8。当所有刻度值被检查时(s10中为“是”),这个过程结束。当对s10中的确定的答案为“是”时,在图3的表格中没有设置与读取的单位图案对应的单位图案,因此该过程被视为错误。

图6是图示图案的颜色编号与作为每个光接收单元的检测值的输出电压值之间的对应关系的图。当光接收单元9的输出电压值为2.0v±5%时,颜色编号变为1。当光接收单元9的检测值为1.5v±5%时,颜色编号变为2。当光接收单元9的检测值为1.0v±5%时,颜色编号变为3。微型计算机3通过利用这样的对应关系来执行s4的过程。

图7是图示s4中的颜色确定过程的流程图。

微型计算机3将作为颜色确定过程的对象的光接收单元9an设置为9a1作为初始值(n=1)(s21)。接着,微型计算机3设置1作为作为确定对象的颜色编号m的初始值(m=1)(s22)。然后,微型计算机3确定由光接收单元9an检测的电压值是否被包括在与颜色编号m对应的图6的电压值的范围中(s23)。

当光接收单元9an的电压值没有被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中时(s23中为“否”),微型计算机3将颜色编号m的值递增1(m=m+1)(s24)。微型计算机3确定是否检查了与所有颜色编号对应的电压值(s25)。

当没有检查与所有颜色编号对应的电压值时(s25中为“否”),过程返回到s23。当与所有颜色编号对应的电压值被检查时(s25中为“是”),微型计算机3确定检测结果异常(s26),并且这个过程结束。

当光接收单元9an的电压值被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中时(s23中为“是”),微型计算机3将光接收单元9an的值递增1(n=n+1)(s27)。

微型计算机3确定是否检查了所有光接收单元9an(s28)。当没有检查所有光接收单元9an时(s28为“否”),过程返回到s22,并且执行与光接收单元9an+1相关的过程。当所有光接收单元9an被检查时(s28中为“是”),这个过程结束。

如上所述,根据第一实施例,光接收单元9在量具7a的长度方向上以规则的间隔布置成一排,并且光学地读取在量具7a的长度方向上以规则的间隔布置的图案。由于在量具7a上印刷单排颜色图案就足够了,因此可以使量具的宽度较小,并且第一实施例也可以应用于弯曲的量具,诸如凸型量具。

(第二实施例)

图8是图示当光接收单元9读取两个图案之间的边界时两个相邻图案的颜色编号、由光接收单元9输出的电压值以及与电压值对应的颜色编号之间的关系的图。“颜色编号(第一颜色)”是指相对于光接收单元9在长度方向上位于量具7a的一侧的图案,并且“颜色编号(第二颜色)”是指在长度方向上位于另一侧的图案。这里,如图6中所示,当光接收单元9读取颜色编号1、2和3的图案时的检测值分别为大约2.0v、大约1.5v和大约1.0v。

当光接收单元9读取颜色编号1的图案和颜色编号2的图案之间的边界时,电压值变为大约1.75v,这与2.0v和1.5v的中间值对应,如图8的第一或第三级中所示。然而,由于不存在与1.75v的电压对应的颜色,因此微型计算机3可以确定检测结果异常。类似地,当光接收单元9读取颜色编号2的图案和颜色编号3的图案之间的边界时,电压值变为大约1.25v,这与1.5v和1.0v的中间值对应,如图8的第四或第六级中所示。然而,由于不存在与1.25v的电压对应的颜色,因此微型计算机3可以确定检测结果异常。

当光接收单元9读取颜色编号1的图案和颜色编号3的图案之间的边界时,光接收单元9的输出电压值变为大约1.5v,如图8的第二或第五级中所示。由于1.5v的电压值与颜色编号2的颜色对应,因此即使读取了颜色编号1的图案和颜色编号3的图案之间的边界,微型计算机3也确定检测结果正常,好像光接收单元9读取颜色编号2的图案。即,微型计算机3仅基于来自光接收单元9a的电压值不能确定光接收单元9a是读取颜色编号2的图案还是读取颜色编号1和颜色编号3的图案之间的边界。

为了确定是否读取两个图案之间的边界,根据第二实施例的测量仪器1a除了三组光接收单元9(9a1至9a3)之外还包括四组光接收单元9(9b1至9b3、9c1)。

图9图示了其中根据第二实施例的测量仪器1a读取量具7a的示例。光接收单元9b1至9b3用作第二读取器,并且光接收单元9c1用作第三读取器。

尽管在图9中被省略,但是与根据第一实施例的测量仪器1一样,测量仪器1a包括微型计算机3、缓冲器3a、通信单元4、开关5、电池6、存储装置7和量具7a。测量仪器1a与测量仪器1的不同在于照射单元8和光接收单元9的数量,但是其它配置相同。

图9的光接收单元9a1至9a3以与图3的光接收单元9a1至9a3相同的方式以间隔x布置。图9的光接收单元9b1至9b3以间隔x布置,并且从光接收单元9a1至9a3在长度方向上朝着图9的左侧离开间隔y布置。光接收单元9c1从光接收单元9a1在长度方向上朝着图9的右侧离开间隔z布置。间隔y和z比间隔x短。间隔y和z中的一个可以大,或者间隔y和z可以相同。尽管图9中的光接收单元9c1与光接收单元9a1对应地布置,但是光接收单元9c1可以相对于光接收单元9a2在光接收单元9b2的相对侧或相对于光接收单元9a3在光接收单元9b3的相对侧布置。

光接收单元9a1至9a3是用于正常长度测量的光接收单元。当光接收单元9a1至9a3中的每一个读取两个图案之间的边界时,光接收单元9b1至9b3代替光接收单元9a1至9a3被用于长度测量。由于光接收单元9a1至9a3以等于单个图案的长度的间隔x布置,因此当光接收单元9a1读取两个图案之间的边界时,光接收单元9a2和9a3也读取两个其它图案之间的边界。由于这个原因,为了确定光接收单元9b1至9b3是否应当被用于长度测量,确定光接收单元9a1至9a3中的任何一个(例如,光接收单元9a1)是否读取边界就足够了。微型计算机3可以基于由光接收单元9a1、9b1和9c1读取的图案的颜色来确定光接收单元9a1是否读取边界。

由于一组光接收单元9a和一组光接收单元9b彼此移位距离y,因此当光接收单元9b1至9b3被用于长度测量时,微型计算机3可以通过从根据光接收单元9b1至9b3的读取结果计算的量具7a的刻度值减去间隔y来测量长度。

图10是图示由光接收单元9a1、9b1和9c1检测的颜色编号与要用于刻度转换(即,长度测量)的光接收单元之间的关系的图。

光接收单元9b1和9c1布置在远离光接收单元9a1小于间隔x的间隔y和z的相应位置处,使得当光接收单元9a1仅读取单个图案时光接收单元9b1和9c1中的至少一个读取与光接收单元9a1相同的图案。在这种情况下,当如图10的第一行至第五行中所示光接收单元9a1读取的图案的颜色与光接收单元9b1和9c1中的至少一个读取的图案的颜色相同时,微型计算机3确定光接收单元9a1没有读取两个图案之间的边界。当确定光接收单元9a1读取单个图案时,要用于长度测量的光接收单元是光接收单元9a1至9a3。

当光接收单元9a1读取颜色编号1的图案和颜色编号3的图案之间的边界时,光接收单元9b1和9c1分别输出与颜色编号1和颜色编号3对应的检测值,并且光接收单元9a1输出与颜色编号2对应的检测值(其与颜色编号1和颜色编号3之间的中间对应),如图10的第六至第七行中所示。因此,由光接收单元9a1、9b1和9c1检测的图案的颜色彼此不同。因此,当由光接收单元9a1检测的颜色与由光接收单元9b1和9c1检测的颜色不同时,微型计算机3确定光接收单元9b1读取两个图案之间的边界。在这种情况下,要用于长度测量的光接收单元是光接收单元9b1至9b3。

在上文中,光接收单元9b用于两个目的,即,确定光接收单元9a是否读取两个图案之间的边界,以及当光接收单元9a读取边界时代替光接收单元9a测量长度。在后一个目的的情况下,要求与光接收单元9a1-9a3相同数量的光接收单元9b1-9b3。在前一个目的的情况下,提供光接收单元9b1至9b3中的任何一个就足够了。

图11是图示要由根据第二实施例的测量仪器1a执行的测量过程的流程图。

当操作开关5时,微型计算机3打开所有照射单元8(s31)。然后,微型计算机3读取所有光接收单元9a1至9a3、9b1至9b3和9c1的电压值(s32),并且关闭照射单元8(s33)。接着,微型计算机3基于光接收单元9的输出执行颜色确定过程和边界确定过程(s34,s35)。稍后描述颜色确定过程和边界确定过程的细节。

接着,如s5中一样,微型计算机3确定在颜色确定过程中是否检测到异常(s36)。当在颜色确定过程中检测到异常时(s36中为“是”),这个过程结束。当在颜色确定过程中没有检测到异常时(s36中为“否”),微型计算机3从边界确定过程的结果确定要用于长度测量的光接收单元是否为光接收单元9a1至9a3(s37)。

当光接收单元9a1至9a3被用于长度测量时(s37中为“是”),微型计算机3从光接收单元9a1至9a3检测的每个图案的颜色来计算三进制值或十进制值(s38)。当光接收单元9b1至9b3被用于长度测量时(s37中为“否”),微型计算机3从光接收单元9b1至9b3检测的每个图案的颜色来计算三进制值或十进制值(s39)。在s38和s39之后,微型计算机3将与图3的表格中的刻度值对应的l设置为0以用于与在s38或s39中计算的值(l=0)进行比较(s40)。接着,微型计算机3参考图3的表格确定在s38或s39中计算的值是否与第l个刻度值匹配(s41)。当在s38或s39中计算的值与第l个刻度值匹配时(s41中为“是”),微型计算机3将刻度值存储在缓冲器3a中(s44),并且这个过程结束。使用通信单元4将存储在缓冲器3a中的刻度值传送到外部终端10。

当在s38或s39中计算的值与第l个刻度值不匹配时(在s41中为“否”),微型计算机3将l值递增1(l=l+1)(s42)。然后,微型计算机3确定是否检查了所有刻度值(l=0至26)(s43)。当没有检查所有刻度值时(s43中为“否”),过程返回到s41。当所有刻度值被检查时(s43中为“是”),这个过程结束。

图12和13是图示s34中的颜色确定过程的流程图。

微型计算机3将作为颜色确定过程的对象的光接收单元9an设置为9a1(n=1)(s51),并且将颜色编号m设置为1(m=1)(s52)。接着,微型计算机3确定光接收单元9an的电压值是否被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中(s53)。当光接收单元9an的电压值没有被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中时(s53中为“否”),微型计算机3将颜色编号m递增1(m=m+1)(s54)。微型计算机3确定是否检查了与所有颜色编号对应的电压值(s55)。

当没有检查与所有颜色编号对应的电压值时(s55中为“否”),过程返回到s53。当与所有颜色编号对应的电压值被检查时(s55中为“是”),微型计算机3将指示光接收单元9an的异常的异常标志设置到缓冲器3a(s56),并且过程前进到s59。

当光接收单元9an的电压值被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中时(s53中为“是”),微型计算机3将光接收单元9an的值递增1(n=n+1)(s57)。微型计算机3确定是否检查了所有光接收单元9an(s58)。当没有检查所有光接收单元9an时(s58中为“否”),过程返回到s52。当所有光接收单元9an被检查时(s58中为“是”),过程前进到s59,并且执行与光接收单元9b相关的过程。

微型计算机3将作为颜色确定过程的对象的光接收单元9bi设置为9b1(i=1)(s59),并且将颜色编号m设置为1(m=1)(s60)。接着,微型计算机3确定光接收单元9bi的电压值是否被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中(s61)。当光接收单元9bi的电压值没有被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中时(s61中为“否”),微型计算机3将颜色编号m递增1(m=m+1)(s62)。微型计算机3确定是否检查了与所有颜色编号对应的电压值(s63)。

当没有检查与所有颜色编号对应的电压值时(s63中为“否”),过程返回到s61。当与所有颜色编号对应的电压值被检查时(s63中为“是”),微型计算机3将指示光接收单元9bi的异常的异常标志设置到缓冲器3a(s64),并且过程前进到s67。

当光接收单元9bi的电压值被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中时(s61中为“是”),微型计算机3将光接收单元9bi的值递增1(i=i+1)(s65)。微型计算机3确定是否检查了所有光接收单元9bi(s66)。当没有检查所有光接收单元9bi时(s66中为“否”),过程返回到s60。当所有光接收单元9bi被检查时(s66中为“是”),过程前进到s67,并且执行与光接收单元9c1相关的过程。

微型计算机3将颜色编号m设置为1(m=1)(s67)。接着,微型计算机3确定光接收单元9c1的电压值是否被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中(s68)。当光接收单元9c1的电压值没有被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中时(s68中为“否”),微型计算机3将颜色编号m递增1(m=m+1)(s69)。微型计算机3确定是否检查了与所有颜色编号对应的电压值(s70)。当没有检查与所有颜色编号对应的电压值时(s70中为“否”),过程返回到s68。当与所有颜色编号对应的电压值被检查时(s70中为“是”),微型计算机3将指示光接收单元9c1的异常的异常标志设置到缓冲器3a(s71),并且这个过程结束。

当光接收单元9c1的电压值被包括在与颜色编号m对应的电压值的范围中时(s68中为“是”),这个过程结束。

图14是图示s35中的边界确定过程的流程图。

微型计算机3确定光接收单元9a1至9a3的电压值是否为正常值(s81)。当光接收单元9的电压值被包括在与颜色编号m中的任何一个对应的电压值的范围中时,微型计算机3确定光接收单元9的电压值为正常值。当光接收单元9a1至9a3的电压值为正常值时(s81中为“是”),微型计算机3确定光接收单元9b1至9b3的电压值是否为正常值(s82)。当光接收单元9b1至9b3中的任何一个的电压值不是正常值时(s82中为“否”),微型计算机3使用光接收单元9a1至9a3的电压值来测量长度(s84),并且这个过程结束。

当光接收单元9b1至9b3的电压值为正常值时(s82中为“是”),微型计算机3确定由光接收单元9a1检测的颜色是否与由光接收单元9b1检测的颜色匹配(s83)。当由光接收单元9a1检测的颜色与由光接收单元9b1检测的颜色匹配时(s83中为“是”),过程前进到s84。当由光接收单元9a1检测的颜色与由光接收单元9b1检测的颜色不匹配时(s83中为“否”),微型计算机3确定光接收单元9c1的电压值是否为正常值(s85)。

当光接收单元9c1的电压值不是正常值时(s85中为“否”),微型计算机3确定检测结果异常(s88),并且这个过程结束。当光接收单元9c1的电压值为正常值时(s85中为“是”),微型计算机3确定由光接收单元9a1检测的颜色是否与由光接收单元9c1检测的颜色匹配(s86)。当由光接收单元9a1检测的颜色与由光接收单元9c1检测的颜色匹配时(s86中为“是”),过程前进到s84。当由光接收单元9a1检测的颜色与由光接收单元9c1检测的颜色不匹配时(s86中为“否”),微型计算机3使用光接收单元9b1至9b3的电压值来测量长度(s87),并且这个过程结束。

当光接收单元9a1至9a3的电压值中的任何一个不是正常值时(s81中为“否”),微型计算机3确定光接收单元9b1至9b3的电压值是否为正常值(s89)。当光接收单元9b1至9b3的电压值中的任何一个不是正常值时(s89中为“否”),微型计算机3确定检测结果异常(s91),并且这个过程结束。当光接收单元9b1至9b3的电压值为正常值时(s89中为“是”),微型计算机3使用光接收单元9b1至9b3的电压值来测量长度(s90),并且这个过程结束。

图15a是图示根据第一实施例的测量仪器的第一变型的图,并且图15b是图示根据第一实施例的测量仪器的第二变型的图。

在根据第一实施例的测量仪器1中,图案的长度x比在长度方向上布置光接收单元9和照射单元8所需的长度长,因此多组光接收单元9在量具7a的长度方向上布置成一排,如图2中所示。

然而,当图案的长度x比在长度方向上布置一组光接收单元9所需的长度p短时,如图15a中所示,多组光接收单元9不能在量具7a的长度方向上布置成一排。在这种情况下,如图15a中所示,多组光接收单元9(9a1至9a3)可以通过在量具7a的宽度方向上使它们移位而布置成多排。即使在这样的布置中,也可以如第一实施例中那样测量测量对象的长度,并且可以执行具有更高分辨率的测量。

另外,如图15b中所示,单个照射单元8可以布置在多个光接收单元9a1至9a3可以接收反射光的范围15内。在这种情况下,光接收单元9a1至9a3在量具7a的宽度方向上布置成多排。即使在这样的布置中,也可以如第一实施例中那样测量测量对象的长度,并且可以减少照射单元8的数量。因此,可以降低测量仪器1的功耗和制造成本。

图16a是图示根据第二实施例的测量仪器1的第一变型的图,并且图16b是图示根据第二实施例的测量仪器1的第二变型的图。

如图16a中所示,多组光接收单元9(9a1至9a3、9b1至9b3、9c1)可以在量具7a的宽度方向上布置成多排。即使在这样的布置中,也可以如第二实施例中那样测量测量对象的长度,并且可以执行具有更高分辨率的测量。

另外,如图16b中所示,单个照射单元8可以布置在多个光接收单元9a1、9b1和9c1可以接收反射光的范围16a中,另一单个照射单元8可以布置在光接收单元9a1、9b2和9a2可以接收反射光的范围16b中,并且另一单个照射单元8可以布置在光接收单元9a2、9b3和9a3可以接收反射光的范围16c内。在这种情况下,光接收单元9a1至9a3、9b1至9b3和9c1在量具7a的宽度方向上布置成多排。即使在这样的布置中,也可以测量测量对象的长度,并且可以减少照射单元8的数量。因此,可以降低测量仪器1的功耗和制造成本。

如上所述,根据第二实施例,微型计算机3基于由光接收单元9a1、在长度方向上远离光接收单元9a1短于间隔x的间隔y的光接收单元9b1、以及在长度方向上远离光接收单元9a1短于间隔x的间隔z并且相对于光接收单元9a1与光接收单元9b1相对的光接收单元9c1读取的颜色来确定光接收单元9a1至9a3是否读取边界。因此,即使当读取任何图案时光接收单元9a1的输出值与当读取两个图案之间的边界时光接收单元9a1的输出值相同,微型计算机3也可以确定光接收单元9a1是否读取两个图案之间的边界,并且可以准确地测量测量对象的长度。

当光接收单元9a1至9a3检测两个图案之间的边界时,光接收单元9b1至9b3代替光接收单元9a1至9a3而被使用,使得可以准确地测量测量对象的长度。

在以上实施例中,单个单位图案由三个相邻的图案组成,但是构成单个单位图案的图案的数量可以是两个或四个或更多个。另外,构成单个单位图案的多个图案不需要彼此相邻。

在以上实施例中,图案由三进制数表达,但是可以使用n超过3的n进制数。

在以上实施例中,构成单位图案的图案的数量与光接收单元9a或光接收单元9b的数量相同,但是光接收单元9a的数量和光接收单元9b的数量可以超过构成单位图案的图案的数量。在这种情况下,能够利用单个测量仪器使用具有构成单位图案的不同数量的图案的多个类型的量具来执行测量。功能之间的切换可以通过操作开关或切换/重写软件来完成。

(第三实施例)

接着,给出第三实施例的描述。

在上面提到的量具7a中,通过将多个图案在长度方向上布置成一排来解决量具7a的宽度增加的问题以及在宽度方向上布置的光接收单元9的数量增加的问题。

然而,当期望增加可以由量具7a测量的长度时,有必要增加由光接收单元9读取的图案的数量,因此必须增加在长度方向上布置成一排的光接收单元9的数量。由于这个原因,当光接收单元9在长度方向上被布置成一排的情况下,测量仪器1可能在长度方向上扩大,这可能劣化使用性。因此,期望减小光接收单元9或测量仪器1在长度方向上的尺寸。

因此,在第三实施例中,光接收单元9在宽度方向上布置成两排或更多排,并且向每排布置单独的颜色图案,使得测量仪器1在长度方向上的尺寸减小。

第三实施例中的读取量具7a的图案的方法和过程流程与上述第一或第二实施例中的相同。因此,由微型计算机3执行的软件或固件不需要从第一或第二实施例中的软件或固件改变,并且量具7a的图案的布置和光接收单元9的布置改变。这里,光接收单元9的结构不改变,并且光接收单元9的布置改变。

图17a至17d是图示用于将在长度方向上布置成一排的多个图案转换成在宽度方向上布置成四排的多个图案以便使用在宽度方向上布置成一排的四个光接收单元9读取颜色图案的方法的图。在下文中,在长度方向上成一排的颜色图案可以被描述为单行颜色图案或第一至第四行中的颜色图案中的任何一个。

在图17a的量具7a上印刷具有在长度方向上以规则的间隔x布置成一排的多个图案的颜色图案。每个图案具有三种不同颜色中的一种,并且0、1或2中的任何一个被分配给每个图案的颜色。尽管图17a没有图示被分配“2”的图案的示例,但是每个图案具有白色、蓝色和黑色中的任何一种,并且“0”、“1”和“2”的值被分别分配给这些颜色,如图2中那样。图17a的图案中的“0”至“2”的值是为了易于理解,并且不必要在量具7a上印刷这些值。类似地,为了易于理解,还图示了图案之间的边界,但是不必要在量具7a上画出这样的边界。

在图17a的示例中,在长度方向上彼此相邻的四个图案构成单个单位图案,并且单个三进制值被分配给单个单位图案。

也是图案的长度的间隔x与由量具7a可测量的单位长度对应。在测量仪器1中,以与图案相同的方式以间隔x布置用于检测来自量具7a的颜色图案的反射光的四个光接收单元9a1至9a4和四个照射单元8。每个光接收单元9a读取单个图案。在图17a中,图案的宽度方向上的长度y1与间隔x的长度相同,但是可以大于或小于间隔x的长度。照射单元8和光接收单元9的组的数量可以是两个或四个或更多,这取决于构成单个单位图案的图案的数量等。如上所述,照射单元8的数量不必与构成单个单位图案的图案的数量相同。

在图17a的状态下,光接收单元9a1、9a2、9a3和9a4分别读取单个单位图案中最右边的图案、单个单位图案中从右边起的第二个图案、单个单位图案中从右边起的第三个图案、以及单个单位图案中从右边起的第四个图案。

当从图17a的状态起量具7a向右移动间隔x或者测量仪器1向左移动间隔x时,光接收单元9a1读取在图17a的状态下由光接收单元9a2读取的图案。当从图17a的状态起量具7a向右移动间隔2x(即,间隔x的两倍)或者测量仪器1向左移动间隔2x时,光接收单元9a1读取在图17a的状态下由光接收单元9a3读取的图案。当从图17a的状态起量具7a向右移动间隔3x(即,间隔x的三倍)或者测量仪器1向左移动间隔3x时,光接收单元9a1读取在图17a的状态下由光接收单元9a4读取的图案。

因此,当光接收单元9a1至9a4在量具7a的宽度方向上布置成一排时,要由光接收单元9a2至9a4读取的第二至第四行中的颜色图案可以从要由光接收单元9a1读取的第一行中的颜色图案在纵向方向上(在图17a的左方向上)移位间隔x的整数倍(1,2,3...),并且在第一行中在颜色图案的宽度方向上布置。

图17d图示了量具7a上的四行颜色图案(即,在宽度方向上布置成四排的颜色图案)的示例。第二、第三和第四行中的颜色图案分别通过将与第一行中的颜色图案相同的颜色图案在图17a的左方向上移位间隔x、2x和3x来布置。由此,由在图17d的宽度方向上布置成一排的光接收单元9a1至9a4读取的值与由在图17a的长度方向上布置成一排的光接收单元9a1至9a4读取的值相同。

图18是图示用于使用图17a的单行颜色图案来布置图17d的四行颜色图案的方法的流程图。

首先,通过复制包括在图17a的长度方向上以规则的间隔布置的多个图案的第一行中的颜色图案并且将第一行的颜色图案在宽度方向上移位图案在宽度方向上的长度y1的整数倍并粘贴它来生成第二至第四行中的颜色图案(s101)。图17b还图示了其中多组照射单元8和光接收单元9a1至9a3在宽度方向上虚拟地移位以便图示每一行的图案与每个光接收单元9之间的关系的状态。在图17b中,读取从右边起的第四个图案的光接收单元9a4布置在第一行中的颜色图案上。读取从右边起的第三个图案的光接收单元9a3布置在第二行中的颜色图案上。读取从右边起的第二个图案的光接收单元9a2布置在第三行中的颜色图案上。读取最右边的图案的光接收单元9a1布置在第四行中的颜色图案上。

接着,如图17c中所示,第二至第四行中的颜色图案分别布置在从第一行中的颜色图案在长度方向(即,图17c的左方向)上移位间隔x的1倍、2倍和3倍的位置处(s102)。另一方面,图17c中所示的光接收单元9a1至9a3中的每一个在长度方向上移位每一行中的颜色图案相对于图17b中所示的每一行中的颜色图案的布置移位的量。由此,光接收单元9a1至9a4在宽度方向上布置成一排。

如上所述,可以从图17a的状态获得如图17d中所示的四行颜色图案。图17d中所示的“图案编号0”的图案与图17a中从最右边的图案到从右边起的第四个图案的单位图案对应,并且“图案编号4”的图案与图17a中从从右边起的第五个图案到第八个图案的单位图案对应。

通过图18的转换方法生成的图17d的量具7a包括(1)包括在长度方向上以间隔x布置的多个图案的第一行中的颜色图案,以及(2)布置在从第一行中的颜色图案在宽度方向上移位并且从第一行中的颜色图案在长度方向上移位间隔x的整数倍(1,2,3...)的位置处的第n行(n=2或更大的整数)中的一个或多个颜色图案。图17d的第二至第四行中的颜色图案从第一行中的颜色图案在宽度方向上移位长度y1的整数倍(1,2,3...)。

即使当如图17d中所示使用四行颜色图案和在宽度方向上布置成一排的光接收单元9a1至9a4时,也执行与图5中相同的测量过程。即,微型计算机3将由光接收单元9a1至9a4读取的图案转换成n进制值(n为3或更大),并且基于定义n进制值与量具7a的刻度值之间的关系的数据来计算量具7a的刻度值。

图19是图示图17a的量具、由光接收单元9a1至9a4读取的值、图案编号以及三进制数和十进制数的转换值之间的对应关系的图。这里,“图案编号”是单位图案的标识号并且与量具7a的刻度值对应。

例如,当光接收单元9a1至9a4读取4号图案时,光接收单元9a1和9a4检测到值“1”,并且光接收单元9a2和9a3检测到值“0”。可以看出,图19的光接收单元9a4至9a1读取的4号图案的值分别对应于与图17d的4号图案对应的第一至第四行中的颜色图案。

因此,从图19可以看出,由在图17a的长度方向上布置成一排的光接收单元9a1至9a4读取的值与由在图17d的宽度方向上布置成一排的光接收单元9a1至9a4读取的值相同。

图20a至20d是图示用于将包括在长度方向上布置成一排的多个图案的颜色图案转换成在宽度方向上布置成两排的两个颜色图案的方法的图。

采用与图18中相同的方法来将图20a中的在长度方向上布置成一排的光接收单元9a1-9a4和单行颜色图案转换成图20d中的在宽度方向上布置成两排的光接收单元9a1-9a4和两行颜色图案。

具体地,通过复制图20a的颜色图案并且将第一行的颜色图案粘贴在从第一行的颜色图案在宽度方向上移位图案在宽度方向上的长度y1的整数倍(一倍)的位置处来生成第二行中的颜色图案(图19中的s101)。图20b图示了其中光接收单元9a1和9a2在宽度方向上虚拟地移位的状态。如图20b中所示,光接收单元9a3和9a4布置在第一行中的颜色图案上,在长度方向上不移动,并且光接收单元9a1和9a2在宽度方向上移动并且布置在第二行中的颜色图案上。

接着,如图20c中所示,第二行中的颜色图案被布置在从第一行中的颜色图案在长度方向(图20c的左方向)上移位间隔x的整数倍的位置处(图18中的s102)。在图20的示例中,第二行中的颜色图案布置在从第一行中的颜色图案移位2x的位置处。根据第二行中的颜色图案的移位,光接收单元9a1至9a2中的每一个布置在相对于其在图20b的位置在长度方向(即,图20c的左方向)上移位间隔2x的位置处。

由此,可以从图20a的状态获得如图20d中所示的两行颜色图案。在图20d中,通过使用布置成2行×2排的光接收单元9a1至9a4读取颜色图案,由此测量长度。

图21a至21d是图示用于将包括在长度方向上布置成一排的多个图案的颜色图案转换成在宽度方向上布置成两排的两个颜色图案的方法的变型的图。

采用与图18中相同的方法来将图21a中的在长度方向上布置成一排的光接收单元9a1至9a4和单行颜色图案转换成图21d中的在宽度方向上布置成两排的光接收单元9a1至9a4和两行颜色图案。

在图21a至21d中,与图20a至20d相比,要移位的光接收单元9的组的类型和第二行中的颜色图案的移位量改变。

在图21c中,第二行中的颜色图案相对于第一行中的颜色图案在图21c的左方向上移位间隔2x。此时,偶数的光接收单元9a2和9a4读取第一行中的颜色图案,并且奇数的光接收单元9a1和9a3读取第二行中的颜色图案。光接收单元9a2和9a1在宽度方向上布置,并且光接收单元9a4和9a3也在宽度方向上布置。另外,光接收单元9a1和9a3在长度方向上彼此分开距离2x,并且光接收单元9a2和光接收单元9a4在长度方向上也彼此分开距离2x。图21a至21d的其它处理与图20a至20d的处理相同。

通过以与图18相同的方式移位单行颜色图案来形成三行颜色图案,并且可以通过将在长度方向上布置成一排的光接收单元9a1至9a4布置成两排来读取三行颜色图案。

在第三实施例中,仅使用光接收单元9a1至9a4,但是以与第二实施例和图9相同的方式,第三实施例的测量仪器1除了光接收单元9a1至9a4之外还可以包括光接收单元9b1至9b4以及光接收单元9c1。在这种情况下,第三实施例的测量仪器1也可以执行图11的测量过程、图12和13的颜色确定过程以及图14的边界确定过程。

如上所述,根据第三实施例,可以改变光接收单元9a1至9a4的布置和颜色图案的行数,而不改变由在长度方向上布置成一排的光接收单元9a1至9a4读取的值,因此可以改变量具7a和光接收单元9的宽度或测量仪器1的宽度。

尽管详细描述了本发明的实施例,但是本发明不限于具体描述的实施例和变型,而是可以在不脱离要求保护的发明的范围的情况下做出其它实施例和变型。

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