JPH095036A - デジタル表示式測長器の検出装置と検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】測尺などの動いた長さおよび方向を光学的に検
知し電気的に検出するデジタル表示式測長器の検出装置
と検出器を提供する。 【構成】測長器本体２内でスリット３又はマーク上に沿
う形で、意図する数で複数の光電変換素子６を最小目盛
単位の間隔で一列状に配置した光電変換素子列７と、ス
リット３又はマークの間隔を上記配置した光電変換素子
列７の端から端までに対応した間隔で加工もしくは付し
た測尺２又は回転盤とによって構成し、これらによって
検出する信号の処理手段と、スリット又はマークの場所
の異なる二点に配置した二つの光電変換素子によって各
々が同時に検出する信号の検出手段と、これらの信号を
比較する手段と、これによってスリット又はマークの欠
損、変形、又は汚れなどを警告する手段からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】電子的なデジタル表示巻尺等、デ
ジタル表示式の測長器において測尺などに加工したスリ
ット又はマークによって測尺などの動いた長さおよび方
向を光学的に検知し電気的に検出する手段、装置及び部
品。

【０００２】

【従来の技術】常時は測尺をケース本体に巻き込み収納
し、計測時に測尺をケース本体より引き出して、ケース
本体と測尺の先端とを計測物にあてがって測長し、測長
結果を電気的に数値表示する機能を備えたデジタル巻尺
において、測長方向の長さに相当した複数のスリット又
はマークを、最小目盛単位の長さの間隔でもって等間隔
に加工もしくは付した測尺と、ケース本体内で上記スリ
ット又はマークに沿う形に配置した光源及び受光するこ
とによって光導電効果又は光起電効果を生じる光電変換
素子などで構成し、上記スリット又はマークの動きに応
じて変化する透過光又は反射光から測尺の動きを上記光
電変換素子によって電気的に検出し、検出した信号をデ
ジタル処理を行った後、計測単位で計測数値をデジタル
表示していた。また、上記光電変換素子を２個用いて、
測尺方向に、検出する信号において９０°の位相差をも
たせて配置し、配置した２個の光電変換素子によって検
出される９０°位相差をもった二系統の出力信号を位相
弁別処理することによって、上記測尺に付すマークの測
長方向の幅と間隔とを最小目盛単位の長さの２倍にした
ものがあるが、測尺の伸縮に対して方向を検知する別の
手段を必要とした（特開昭６１−１６０００７）。ま
た、測尺の代わりに計測用の円盤で計測物上をなぞる際
に上記円盤と連動して回転する回転盤の動きを検出して
長さを計測する測長器又は測尺を紐状に代えて、計測の
際に上記紐と連動してケース本体内の回転盤が回転し、
この回転盤の動きを検出して長さを計測する測長器など
で、これらの回転盤上の円周に沿って加工もしくは付し
たスリット又はマークを、光源と光電変換素子によって
回転盤の動きに応じた電気信号として検出し、デジタル
処理の結果、計測する単位でもってケース本体に数値表
示するといった測長器もあった。上記したこれらの計測
器の光源と光電変換素子からなる検出部によってスリッ
ト又はマークから検出した信号を表示までの処理をする
においては、微分回路、論理回路あるいは位相弁別回路
などでデジタル処理をした後にカウンター回路へ入力し
ていた。さらに、カウンター回路出力は表示ドライブ回
路から表示器に加え、計測結果としてケース本体にデジ
タル表示していた。特に位相弁別回路などで処理する方
法（特開昭６１−１６０００７）では計測の細かな動き
によって同じパルスを複数回カウントしカウント増しの
ミスカウントを生じさせることとなる。さらに、計測の
際に上記した計測用の測尺、回転盤もしくは紐の動きに
応じて変化する計測値のデジタル表示において、計測物
上に対するカウントアップする計測ポイントとカウント
ダウンする計測ポイントにずれを生じるものもあった。
また、上記したスリット又はマークの移動量の検出手段
として使用する光電変換素子は、フォトトランジター、
フォトダイオードあるいは光位置検出器（ＰＳＤ）など
既存の部品を使用していた。光位置検出器（ＰＳＤ）を
使用するにおいては、使用する回路が複雑となり、コス
ト高にして実施メリットが低い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題点】上記したデジタル巻
尺をはじめ、計測用の円盤に連動した回転盤又は測尺に
代えて紐状にした紐に連動して回転する回転盤などの動
きを検出及び処理をして電気的に計測数値を表示するデ
ジタル表示式の測長器などを実施するにおいては、測尺
または回転盤に加工もしくは付すスリット又はマークの
間隔が実用上（例えば最低目盛単位を１ｍｍとした場
合）１ｍｍあるいは２ｍｍ要求され、この間隔で測尺又
は回転盤にスリット加工した場合、測尺又は回転盤の強
度を低下させたり、測尺又は回転盤にスリット加工もし
くはマークを付する方法では小さなゴミ等がスリット又
はマーク間に付着した場合に、光電変換素子よる検出電
流の変化を減少させ、時には連続する二個のスリット又
はマークを一個にミスカウントしやすく測長結果に対す
る信頼性が低下するなどの問題があった。しかるに、測
長器の最低目盛単位を維持しつつ上記スリット又はマー
クの間隔を広げる技術的手段が必要とされていた。さら
に、上記スリット又はマークの欠損、変形、又は汚れな
どは避け難く、こうした測長結果に悪影響を及ぼすよう
な状態を警告することによって測定の信頼性の向上を計
ることが望ましい。また、光電変換素子によって検出し
た信号のデジタル処理において、回路の簡素化による実
施コストの低減および計測時に計測の細かな動きによる
ミスカウントを無くする。さらに計測時の、計測の動き
に応じて変化する計測値の表示において、計測部上に対
するカウントアップする計測ポイントとカウントダウン
する計測ポイントを一致させる。また、本発明を実施す
るにおいて多数（通常１０個）の光電変換素子を最小目
盛単位の長さで等間隔に配置する必要があり、これに対
応する部品を開発し、実施コストの低減と信頼性の向上
を計ることも課題としている。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】

１、上記のデジタル巻尺において、ケース本体８内で最
小目盛単位の長さでもって等間隔に、意図した数で複数
の光電変換素子６を、光電変換素子６一つ一つの受光部
５を最小目盛り単位の長さより小さく絞り込み、測尺方
向へ測尺２上に加工もしくは付したスリット３又はマー
クに沿う形で一列状に配置する。上記測尺２のスリット
３又はマークの間隔は、測尺２を伸ばす際に、上記列状
に配置した該光電変換素子列７の端から端までを、上記
した測尺２のスリット３又はマークの一つが通過するの
にタイミングを合わせて、次のスリット３又はマークが
現れる間隔で、かつ、測尺２が一方向に一定速度で動く
際に上記配置した複数の光電変換素子６の各々が検出す
る信号の時間的間隔が同一となる間隔を保って測尺２に
測長方向の長さに相当した複数のスリット３又はマーク
を加工もしくは付す。また、上記スリット３又はマーク
の測長方向の長さは、上記スリット３又はマークの測長
方向の長さに上記光電変換素子６の絞り込んだ受光部５
の長さを加えた長さにして最低目盛単位の長さ未満とす
る。この様にして上記光電変換素子列７の各々の光電変
換素子６から得られる信号は合成して一系統の信号にす
る。（上記スリット３又はマークの測長方向の長さを、
上記スリット３又はマークの測長方向の長さに上記光電
変換素子６の絞り込んだ受光部５の長さを加えた長さに
して最低目盛単位の長さ以上にした場合においては、上
記光電変換素子列７の各々の光電変換素子６から得られ
る信号を微分した後に合成して一系統の信号にする）。
これによって、実施するデジタル巻尺の最低目盛単位の
長さに対して、測尺２に加工もしくは付すスリット３又
はマークの間隔を広げることを目的とする。 ２、上記光電変換素子列７を、上記測尺２に加工もしく
は付したスリット３又はマークを検出できる範囲内で、
測長方向に横に二列並べて設置し、この二列を最小目盛
単位の長さ未満の範囲内で測長方向に取付をずらして配
置する。これによって測尺２の動く量を検出すると共に
伸縮方向を検出することを目的とする。 ３、また、上記１記載の光電変換素子列７の光電変換素
子６を一つおきに光電変換素子列７と並ぶ平行な一本の
線上に直角に移動させ固定する。また、上記２記載の二
列に取り付けた光電変換素子列７の向かい合った光電変
換素子６を二個一組として一組おきに上記二列に取り付
けた光電変換素子列７と並ぶ平行な一本の線上を中心に
該線上に直角に移動させ固定するといった具合に、上記
１記載の光電変換素子列７及び上記２記載の二列に取り
付けた光電変換素子列７の光電変換素子６を測尺横方向
に分散させることによって、測尺方向に並ぶ光電変換素
子６の間隔を広げることを目的とする。 ４、測尺の代わりに計測用の円盤で計測物上をなぞる際
に上記円盤と連動して回転する回転盤の動きを検出して
長さを計測する測長器又は測尺を紐状に代えて、計測の
際に上記紐と連動してケース本体内の回転盤が回転し、
この回転盤の動きを検出して長さを計測する測長器など
において、ケース本体８内で、上記した回転盤１０に加
工もしくは付したスリット３又はマークの軌道上に沿う
形で、最小目盛単位の長さでもって等間隔に、意図した
数で複数の光電変換素子６を、光電変換素子６一つ一つ
の受光部５を最小目盛り単位の長さより小さく絞り込
み、一列状に設置する。上記スリット３又はマークの間
隔は、計測の際に回転盤１０が回転し、上記列状に配置
した光電変換素子列７の端から端までを、上記スリット
３又はマークの一つが通過するのにタイミングを合わせ
て次の、スリット３又はマークが現れる間隔で、かつ、
回転盤１０が一方向に一定速度で動く際に上記配置した
複数の光電変換素子６の各々が検出する信号の時間的間
隔が同一となる間隔を保って回転盤１０の円周に沿う形
で複数で等間隔のスリット３又はマークを一周に渡って
加工もしくは付す。また、上記スリット３又はマークの
回転方向の長さは、上記スリット３又はマークの回転方
向の長さに上記光電変換素子６の絞り込んだ受光部５の
長さを加えた長さにして最低目盛単位の長さ未満とす
る。このようにして上記光電変換素子列７の各々の光電
変換素子６から得られる信号は合成して一系統の信号に
する。（上記スリット３又はマークの長さを、上記スリ
ット３又はマークの回転方向の長さに上記光電変換素子
６の絞り込んだ受光部５の長さを加えた長さにして最低
目盛単位の長さ以上にした場合においては、上記光電変
換素子列７の各々の光電変換素子６から得られる信号を
微分した後に合成して一系統の信号にする）。これによ
って、実施する測長器の最低目盛単位の長さに対して、
回転盤１０に加工もしくは付すスリット３又はマークの
間隔を広げることを目的とする。 ５、上記光電変換素子列７を、上記した回転盤１０に加
工もしくは付したスリット３又はマークを検出できる範
囲内で、回転方向に横に二列並べて設置し、この二列を
最小目盛単位の長さ未満の範囲内で回転方向に取付をず
らして配置する。これによって回転盤１０の動く量を検
出すると共に回転方向を検出することを目的とする。
尚、測尺２を使用したデジタル巻尺に比べ上記した測長
器の回転盤１０は直接に計測物に当たることもなくスリ
ット３又はマークの加工もしくは付設がしやすく必要以
上にスリット３又はマークの加工もしくは付設の間隔を
小さくする必要はない。 ６、上記４記載の光電変換素子列７の光電変換素子６を
一つおきに光電変換素子列７が並ぶ円と同心円の一本の
線上に最短距離で移動させ固定する。又は上記５記載の
二列に取り付けた光電変換素子列７の向かい合った光電
変換素子６を二個一組として一組おきに上記二列に取り
付けた光電変換素子列７と並ぶ円と同心円の一本の線上
を中心に最短距離で移動させ固定するといった具合に、
上記４記載の光電変換素子列７及び上記５記載の二列に
取り付けた光電変換素子列７の光電変換素子６を回転盤
１０の半径方向に分散させることによって、回転盤１０
の回転方向に並ぶ光電変換素子６の間隔を広げることを
目的とする。 ７、デジタル巻尺、測尺を紐状にした測長器及び円盤で
計測物をなぞって測長する測長器などで、上記２、３、
５及び６で記載した光電素子列を２列で取り付けをずら
して配置した場合に検出する二系統の信号の処理方法に
おいて、一方の信号（Ａ）と、この信号を反転させた信
号（Ｂ）との、それぞれの立上がり部分を、もう一方の
信号（Ｃ）との同期によって検出する。もしくは、一方
の信号（Ａ）と、この信号を反転させた信号（Ｂ）と
の、それぞれの立下がり部分を、もう一方の信号（Ｃ）
との同期によって検出する。これには、カウンターのカ
ウント入力への信号の立上がり部分で、キャリーイン端
子がＨｉの時のみカウントするカウンターを用いて、一
方の信号（Ａ）とこの信号を反転させた信号（Ｂ）とを
カウンターのアップカウント入力とダウンカウント入力
とに別々に入力し、もう一方の信号（Ｃ）をカウンター
のキャリーインに入力する。この様な信号処理の手段を
取ることによって、計測時の測尺２、円盤１０又は紐９
の動き（方向と量）を検出すると共に、測尺２又は紐９
を伸ばす際と縮める際または計測用の円盤１１を前後す
る際の計測物上からの表示ポイントを一致させると共
に、計測の際の細かな動きによるミスカウントをなく
す。 ８、デジタル表示式の測長器で検出手段に測尺又は回転
盤に加工もしくは付したスリット又はマークを用いた測
長器において、上記スリット又はマークの欠損、変形、
又は汚れなど測長結果に悪影響を及ぼすような状態を警
告するため、測尺又は回転盤に加工もしくは付したスリ
ット又はマークの間隔と同じ間隔で二つの光電変換素子
をスリット又はマークの連なる列に沿う形でケース本体
に配置し、測尺又は回転盤が動く際に、上記配置した光
電変換素子の各々が検出する信号が同相とになることを
確認し固定する。（上記信号は測尺上の同一スリット上
又はマーク上もしくは同一スリット間上又はマーク間上
以外の異なる場所の２点から同時に得た信号であっても
信号の遅延、反転などの公知の技術的手段によって作り
出すことが出来る。したがって、警告専用に検出する光
電変換素子を配置しなくても計測用に設けた光電変換素
子を共用してもよい） スリット又はマークと同一間隔で配置した上記光電変換
素子の各々が検出する信号をＡ−Ｄ変換した後に、論理
回路のＥＸ−ＯＲに各々入力し、ＥＸ−ＯＲ出力をエラ
ー警告、エラー表示などの起動に用いる。（上記した同
じ周期で継続する二つの信号の周期及び位相のずれを検
知する信号処理手段は公知の方法がいく通りもある）エ
ラー警告は検知後１秒程度持続する音による警告手段が
よい。また、エラー表示は計測中持続するようなランプ
もしくは表示器による表示手段がよい。この様にして、
測尺又は回転盤に加工もしくは付したスリット又はマー
クの一部分に欠損、変形、又は汚れなど欠落もしくは変
形などがあった場合、上記配置した光電変換素子の各々
が検出する信号に位相のずれや周期のずれが生じるた
め、これと同時にＥＸ−ＯＲが１を出力し（ＥＸ−ＯＲ
出力がＨｉとなり）ＥＸ−ＯＲ出力に接続したエラー警
告、エラー表示などが起動する。 ９、デジタル表示式の測長器で検出手段に測尺又は回転
盤に複数で等間隔に加工もしくは付したスリット又はマ
ークと、上記スリット又はマークの動きを検出する複数
の光電変換素子を構成した測長器において、上記複数の
光電変換素子の、各々の受光部から各々の光電変換素子
に入光していた光を、上記各々の受光部から、複数の光
ファイバーに、各々に入光させ、上記複数の光ファイバ
ーの出口部分を、束ねて集光した光を、一つの光電変換
素子によって受光する。もしくは、上記複数の光電変換
素子の各々の受光部から各々の光電変換素子に入光して
いた光を、上記各々の受光部から、凸レンズによって一
か所に集光するか、又はミラーに反射させて一か所に集
光した光を、一つの光電変換素子によって受光する。た
だし、上記スリット又はマークの動きを、上記複数の光
電変換素子によって、検出していた各々の信号の周期が
時間的に断続するように、スリット又はマークの長さと
間隔及び上記複数の光電変換素子間の間隔などが設定さ
れていることを条件とする。この他に、上記した複数の
上記光電変換素子の各々に入光していた光を、表面に細
かな凹凸を加工したガラスもしくは気泡などの不純物を
混入させたガラスに透過させて拡散させたり、表面に細
かな凹凸を加工した銀箔、金箔及びアルミ箔などに照射
して拡散させた光など、拡散光の一部を一つの光電変換
素子によって受光する方法でもよい。この様にして複数
の光電変換素子を構成して得ていた検出信号を一つの光
電変換素子によって得られるように構成することによっ
て、信号の合成回路の削減、部品コストの削減など実施
コストの低減を目的とする。 １０、デジタル表示式の測長器で検出手段に測尺又は回
転盤に複数で等間隔に加工もしくは付したスリット又は
マークと、上記スリット又はマークの動きを検出する目
的で、列状に配置した複数の光電変換素子を構成した測
長器において、上記測長器を実施するにおいて、構成す
る部品点数の削減などによって実施コストの低減及び取
付位置調整誤差などによる歩留まりの低減と、さらに、
安定した性能の持続を目的に、上記列状に配置した複数
の光電変換素子に代えて下記のごとく構成してなる部品
１９（光移動量検出器）を配置する。絶縁盤１８ａ上に
縦０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度と横０．３ｍｍ〜１００ｍｍ
程度（横寸法は実施する計測器の測尺又は回転盤に加工
もしくは付すスリット又はマーキングの間隔とするが、
縦寸法に特には限定が無い）の二つの電極１２ａを横の
面を合わせる形で平行に０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度（性
能上好ましい寸法であるが特には寸法の限定は無い）の
間隔を隔てて配置する。該間隔を埋める形で例えばＣｄ
Ｓ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳｅ，ＧａＡｓ，Ｓｉなどの光電変
換物質１５ａを配置し、上記２つの電極１２ａとの接触
面を接合する。さらに、該光電変換物質１５ａの表面に
入射する光を横に仕切る形で、意図する間隔とこれに応
じた数（例えば、実施する計測器の最小目盛単位の長さ
を１ｍｍとし、実施する計測器の測尺又は回転盤に加工
もしくは付すスリット又はマークの間隔を１０ｍｍとし
た場合、意図する間隔とこれに応じた数は、１ｍｍ間隔
で１０個とする）のスリット１７を、一つ一つのスリッ
ト１７の横幅を最小目盛単位の長さ未満で一列に加工し
た遮光板１６ａを該光電変換物質１５ａの表面に配置
し、上記遮光板１６ａに加工したスリット１６部分を除
いて該光電変換物質１５ａの表面の全面を遮光する。
（遮光板を用いずに遮光性の塗料によって該光電変換物
質１５ａの表面に直接に上記スリットを形成してもよ
い）。また、上記の様に構成してなる１９部品（光移動
量検知器）は立体的にも構成することが出来る。（下記
実施例９に記載） １１、また、上記のように構成してなる部品１９（光移
動検知器）２個を一つの絶縁盤１８ｂ上に横に並べて配
置し、かつ、最小目盛単位の長さ未満の範囲内で横方向
にずらして（スリット加工を加えた上記遮光盤１６ａを
最小目盛単位の長さ未満の範囲内で横方向にずらすのが
目的）配置する。また、横に接する二つの電極１２ａを
一体化した一つの共通電極１３にする。この様に複合化
してなる部品２０（光移動量検知器）を上記２及び５に
記載した測長器をはじめとする種々の測長器の測尺又は
回転盤に加工もしくは付したスリット又はマークから位
相の異なる二系統の信号を検出するため２列に配置した
光電変換素子列に代えて配置する。この様に部品１９
（光移動量検知器）の複合化を計り、製造コストの低減
やコンパクト化を計る。

【０００５】

【作用】この発明に係るデジタル巻尺においては、列状
に配置した光電変換素子列７の端から端までが、測尺２
に加工もしくは付したスリット３又はマークの動きを検
知することが出来るため、スリット３又はマークの間隔
は、実施するデジタル巻尺の最小目盛単位の長さに対し
て、列状に配置した光電変換素子列７の端から端までに
相当する長さまで広げることが出来る。このため、測尺
２にスリット３を加工した場合には測尺２の強度の低減
が押さえられ、測尺２にスリット３又はマークの加工も
しくは付した場合には小さなゴミ等の付着などによるミ
スカウントを防止する。上記１列の光電変換素子列７及
び上記２列に取り付けた光電変換素子列７の光電変換素
子６を測尺２の測長方向と直交する方向に分散させるこ
とによって、測尺２に対して測長方向並ぶ光電変換素子
列７の間隔を広げる。また、光電変換素子列７を最小目
盛単位の長さ未満の範囲内で２列、取付をずらして配置
することによって、計測の際、測尺２に加工もしくは付
したスリット３又はマークから位相の異なる二系統の信
号を検出する。この検出信号からは、上記実施例７で記
載したデジタル処理を行うことによって、測尺２の伸縮
方向を検出すると共に測尺２を伸ばした長さをも算出す
る。また、計測用の円盤に連動した回転盤又は測尺に代
えて紐状にした紐に連動して回転する、これら回転盤を
用いた測長器において、列状に配置した光電変換素子列
７の端から端までによって回転盤１０に加工もしくは付
したスリット３又はマークの動きを検知することがで
き、実施する計測器の最小目盛単位の長さに対して、回
転盤１０に加工又は付すスリット３又はマークの間隔を
列状に配置した光電変換素子列７の端から端までに相当
した長さまでに広げることができ、小さなゴミ等が付着
した場合などのミスカウントを防止する。上記回転盤１
０に沿って配置した１列の光電変換素子列７、及び上記
回転盤１０に沿って２列に配置した光電変換素子列７
の、光電変換素子６を上記回転盤１０の径方向に分散さ
せることによって、上記回転盤１０に対して円周方向に
並ぶ光電変換素子列７の間隔を広げる。横方向にずらし
て取り付けた二列の光電変換素子列７によって、測尺２
又は回転盤１０に等間隔で加工もしくは付したスリット
３又はマークから計測時に検出する二つの信号の上記７
で記載した処理手段は、測尺２の伸縮又は回転盤１０の
動きに対して方向を検知する別の手段を必要とせず、さ
らに微分回路あるいは位相弁別回路などを必要とせず、
回路の簡素化によって実施コストを低減する。また、信
号の検知部分が立上がり又は立下がりかの一点であるた
め、計測時の細かな動きによってもミスカウントするこ
となく、計測時の計測する動きに応じて変化するデジタ
ル表示においても、計測物上に対してカウントアップす
る計測ポイントとカウントダウンする計測ポイントを一
致させる。デジタル表示式の測長器で検出手段に測尺又
は回転盤に加工もしくは付したスリット又はマークを用
いた測長器において、上記スリット又はマークの欠損、
変形、又は汚れなど測長結果に悪影響を及ぼすような状
態を警告するため、その手段として、測尺上のスリット
又はマークの二つを常に比較して欠損、変形、又は汚れ
などによってスリット又はマークの形が異なるのを検知
するため、測尺上の場所の異なる二つのスリット又はマ
ークを二つの光電変換素子によって同時に検出した信号
を論理回路のＥＸ−ＯＲによって比較している。スリッ
ト又はマークの状態が正常な場合には比較する二つの信
号は同じ周期で同相である。ここでスリット又はマーク
の一つに欠損、変形、又は汚れなどがあった場合には、
比較する二つの信号は周期のずれ、もしくは位相のずれ
などが生じるため、これら二つの信号を比較するのため
各々に入力していた論理回路のＥＸ−ＯＲが１を出力し
（ＥＸ−ＯＲ出力がＨｉとなり）ＥＸ−Ｏ出力に接続し
たエラー警告、エラー表示などが起動する。デジタル表
示式の測長器で検出手段に測尺又は回転盤に複数で等間
隔に加工もしくは付したスリット又はマークと、上記ス
リット又はマークの動きを検出する複数の光電変換素子
を構成した測長器において、上記複数の光電変換素子の
各々に入光していた光を、集光又は拡散した後、上記複
数の光電変換素子の配置に代えて、一つの光電変換素子
の配置によって受光する方法は、上記複数の光電変換素
子の、各々が検出していた信号を合成して一系統の信号
として処理していたものを、光の状態で合成した後に、
一つの光電変換素子によって一系統の信号として検出す
るものである。したがって、上記スリット又はマークの
動きを複数の上記光電変換素子によって検出していた各
々の信号の周期が時間的に断続するような場合のみ有効
であり、上記各々の信号の周期が、時間的に継続又は重
なる場合においては信号として検出することは出来な
い。絶縁盤上で電極と光電変換物質とその上に配置する
スリット列加工を施した遮光板等によって構成してなる
部品１９，部品２０及び部品２１など（光移動量検出
器）において、該光電変換物質上を横へ移動する光を受
光した場合、該光電変換物質の表面に配置したスリット
１７の部分で該光電変換物質に用いる材料に応じて光導
電効果又は光起電効果かが発生するため、スリット１７
の数に応じた信号が電極間に検出される。したがって、
これらの部品（光移動量検出器）を上記１〜６に記載し
た光電変換素子列をはじめ、複数の光電変換素子を構成
した測長器の光電変換素子に代えて実施することが可能
となり、これによって実施の際の組立コストの低減と取
付位置調整誤差による歩留まりの悪化を低減する。この
ようにしてなる、これらの部品（光移動量検出器）は構
成する部品点数が少なく、平面的、立体的又は複数のこ
れらの部品を複合的にも構成することが比較的容易であ
ることから、測長器のみならず光学的な検知方法による
物体の移動の検出に幅広く応用が可能となる。

【０００６】

【実施例】

１．最小目盛単位を（Ｌ１）、光電変換素子の数を
（Ｎ）個としたデジタル表示巻尺を実施するにおいて、
ケース本体８内で測尺２上に連なる複数のスリット３の
列４又はマークの列に沿う形で（Ｎ）個の光電変換素子
６を各々の受光部５を最小目盛単位（Ｌ１）より小さく
絞り込み、最小目盛単位（Ｌ１）の間隔で一列状に配置
する。ただし上記スリット３又はマークの間隔は以下の
長さとする。測尺２を伸ばす際に、配置した（Ｎ）個の
光電変換素子列７の端から端までを、測尺２に加工もし
くは付したスリット３又はマークの一つが通過するのに
タイミングを合わせて次のスリット３又はマークが現れ
る間隔で、かつ、測尺２が一方向に一定速度で動く際に
上記配置した複数の光電変換素子６の各々が検出する信
号の時間的間隔が同一となる間隔を保って、測尺２に測
長方向の長さに相当した複数で等間隔のスリット３又は
マークを加工もしくは付す。また、上記スリット３又は
マークの測長方向の長さは、上記スリット３又はマーク
の測長方向の長さに上記光電変換素子６の受光部５を絞
り込んだ長さを加えた長さにして最低目盛単位の長さ未
満となる様に設定する。測尺２にスリットで加工した場
合には、ケース本体８内で光電変換素子列７と光源１が
測尺２上のスリット３を挟む形で配置する。また、光源
は複数配置するか又は測長方向に長い光源を用いて光電
変換素子列７全体に対向する様に配置する。またマーク
を付した場合には、光源によってマークに反射した光
が、光電素子列のそれぞれの受光面に最短距離で入射す
る様に、複数の光源を配置するか又は測長方向に長い光
源を用いて配置する。この様にして上記光電変換素子列
７の各々の光電変換素子６から得られる信号は合成して
一系統の信号にする。（ただし、上記スリット３又はマ
ークの測長方向の長さを、上記スリット３又はマークの
測長方向の長さに上記光電変換素子６の受光部５を絞り
込んだ長さを加えた長さにして最低目盛単位の長さ以上
に設定した場合においては、上記光電変換素子列７の各
々の光電変換素子６から得られる信号は微分した後に合
成して一系統の信号にする）。計測時の測尺２を伸ばす
際に、測尺２に加工もしくは付したスリット３又はマー
クの一つが（Ｎ）個の光電変換素子６を通過することに
よって、光電変換素子列７全体では（Ｎ）回の電流変化
を得られるのに連続して次のスリット３又はマークが通
過する際にも、同様な電流変化を得られるといった具合
に、測尺２に加工もしくは付したスリット３又はマーク
の数に対して（Ｎ）倍の電流変化が得られる。これらの
電流変化の一つ一つは最小目盛単位（Ｌ１）の周期で発
生し、これらの信号を合成すれば、測尺２の最小目盛単
位の長さの動きに応じた連続的な信号となり、合成した
信号をデジタル処理回路において演算し、測長単位でケ
ース本体８にデジタル表示する。この時の演算に際して
はケース本体８内に測尺２の伸縮検知スイッチを設けて
加算減算を行う。 ２．次に、上記の測尺２の伸縮検知スイッチをなくし光
電変換素子を用いて測尺２の伸縮を検出すると共に伸縮
した長さをも検出する実施例として、上記１記載の光電
変換素子列７を、上記した測尺２に等間隔で計測目盛り
に沿って加工もしくは付したスリット３又はマークを検
出できる範囲内に、二列を測長方向へ横に並べて設置
し、この二列を最小目盛単位の長さ未満の範囲内で横
（測長）方向に取付をずらして配置する。上記二列の光
電変換素子列７から列毎に合成した２系統の信号を取り
出すと、それぞれが最小目盛り単位の周期の信号で、か
つ、それぞれに位相のずれた信号が検出されるが、これ
をＡ−Ｄ変換した後に次のデジタル処理を行う。 ３．上記２で記載した２系統の信号の処理において、一
方の信号（Ａ）とこの信号を反転させた信号（Ｂ）と
を、信号の立上がりか又は信号の立下がりかの、あらか
じめ定められている一方のみで作動するカウンターのカ
ウントアップ入力とカウントダウン入力にそれぞれ接続
し、位相のずれたもう一方の信号（Ｃ）を上記カウンタ
ーのキャリーイン（キャリーインがＨｉの時、カウンタ
ー入力信号の立上がりか又は立下がりかの、あらかじめ
定められている一方のみでカウントする）に接続する。
これによって計測の際に測尺２の伸縮する動きから、測
尺２の伸ばした長さを演算し、測長単位でケース本体８
にデジタル表示する。 ４．上記１記載の一列の光電変換素子列７および上記２
記載の二列の光電変換素子列７を配列する場合で、最小
目盛単位で複数の光電変換素子を配列するため、さらに
最小目盛り単位を小さく設定し実施するにおいては、上
記１記載の一列の光電変換素子列７の光電変換素子６を
一つおきに光電変換素子列７と並ぶ平行な一本の線上に
直角に移動させ配置する。又は、上記２記載の二列の光
電変換素子列７を配列する場合、光電変換素子列７の向
かい合った光電変換素子６を二個一組として一組おきに
上記二列の光電変換素子列７と並ぶ平行な一本の線上を
中心に該線上に直角に移動させ配置するといった具合
に、光電変換素子６を測尺横方向（測長方向に直交する
方向）に分散させることによって、測長方向に並ぶ光電
変換素子６の間隔を広げて各光電変換素子間の干渉を少
なくすると共に取付加工を容易にする。 ５．測尺の代わりに計測用の円盤で計測物上をなぞる際
に上記円盤と連動して回転する回転盤の動きを検出して
長さを計測する測長器又は測尺を紐状に代えて、計測の
際に上記紐と連動してケース本体内の回転盤が回転し、
この回転盤の動きを検出して長さを計測する測長器など
において、ケース本体８内で、回転盤１０に加工もしく
は付すスリット３又はマークの軌道上に沿う形で、最小
目盛単位の長さでもって等間隔に、意図する数で複数の
光電変換素子６を配置し固定する。ただし上記スリット
３又はマークの間隔は以下の長さとする。計測の際に上
記回転盤１０が回転し、配置した光電変換素子列７の端
から端までを、上記した回転盤１０に加工もしくは付し
たスリット３又はマークの一つが通過するのにタイミン
グを合わせて次のスリット３又はマークが現れる間隔
で、かつ、回転盤１０が一方向に一定速度で動く際に上
記配置した複数の光電変換素子６の各々が検出する信号
の時間的間隔が同一となる間隔を保って回転盤１０上の
周方向を一周する複数で等間隔のスリット３又はマーク
を加工もしくは付す。また、上記スリット３又はマーク
の回転方向の長さは、上記スリット３又はマークの回転
方向の長さに上記光電変換素子６の絞り込んだ受光部５
の長さを加えた長さにして最低目盛単位の長さ未満とす
る。回転盤１０にスリット加工する場合には、ケース本
体８内で光電変換素子列７と光源１が回転盤１０のスリ
ット３を挟む形で配置する。また、光源は複数配置する
か又は回転方向に長い光源を用いて光電変換素子列全体
に対向するように配置する。またマークを付する場合に
は、光源によってマークに反射した光が、光電変換素子
列のそれぞれの受光面に最短距離で入射する様に、複数
の光源を配置するか又は回転方向に長い光源を用いて配
置する。この様にして上記光電変換素子列７の各々の光
電変換素子６から得られる信号は合成して一系統の信号
にする。（上記スリット３又はマークの回転方向の長さ
を、上記スリット３又はマークの回転方向の長さに上記
光電変換素子６の絞り込んだ受光部５の長さを加えた長
さにして最低目盛単位の長さ以上に場合においては、上
記光電変換素子列７の各々の光電変換素子６から得られ
る信号を微分した後に合成して一系統の信号にする）。
上記光電変換素子列７によって回転盤１０の動きから得
られる信号は、回転盤１０の円周上を測尺２の測長方向
に見立てれば、上記回転盤１０を用いた測長器において
も、デジタル巻尺の場合と同じ信号となり、以下の処理
は上記１で記載したデジタル巻尺の実施例に準ずる。し
たがって二列の光電変換素子列７を配置する場合又は複
数列にした場合においても上記２〜３に記載したデジタ
ル巻尺の実施例に準ずる。 ６．デジタル表示式の測長器で検出手段に、測尺又は回
転盤に等間隔で複数の加工もしくは付したスリット又は
マークを用いた測長器において、上記スリット又はマー
クの欠損、変形、又は汚れなど測長結果に悪影響を及ぼ
すような状態を警告するため、測尺又は回転盤に加工も
しくは付した上記スリット又はマークの間隔と同じ間隔
で二つの光電変換素子をスリット又はマークの連なる列
に沿う形でケース本体に配置し、測尺又は回転盤が動く
際に、上記配置した光電変換素子の各々が検出する信号
が同相であることを確認し固定する。（上記信号は同一
スリット上又はマーク上もしくは同一スリット間上又は
マーク間上を除いた測尺上の異なる場所の２点から同時
に得た信号であれば信号の遅延、反転などの公知の技術
的手段によって作り出すことが出来る。したがって、警
告専用に検出する光電変換素子を配置しなくても計測用
の検出に配置した光電変換素子を共用してもよい、ただ
し、計測の際の測尺の動きは一定でなく、測尺から検出
する信号の周期は測尺又は回転盤の動きに応じて変化す
るため、最良の方法としては、上記した様に場所の異な
るスリット又はマークもしくは場所の異なるスリット間
又はマーク間から同位相で検出した二つの信号を用いる
のがよい）。上記配置した光電変換素子の各々が検出す
る信号をＡ−Ｄ変換した後に、論理回路のＥＸ−ＯＲに
各々入力し、ＥＸ−ＯＲ出力をエラー警告、エラー表示
などの起動に用いる。（上記した同じ周期で継続する二
つの信号の周期のずれを検知する信号処理手段は公知の
技術でいく通りもある）。この様にして、測尺又は回転
盤に加工もしくは付したスリット又はマークの一部分に
欠損、変形、又は汚れなど欠落もしくは変形などがあっ
た場合、上記配置した光電変換素子の各々が検出する信
号に位相のずれや周期のずれが生じるため、これと同時
にＥＸ−ＯＲが１を出力し（ＥＸ−ＯＲ出力がＨｉとな
り）ＥＸ−ＯＲ出力に接続したエラー警告、エラー表示
などが起動する。 ７．、デジタル表示式の測長器で検出手段に測尺又は回
転盤に複数で等間隔に加工もしくは付したスリット又は
マークと、上記スリット又はマークの動きを検出する複
数の光電変換素子を構成した測長器において、上記複数
の光電変換素子の、各々の受光部から各々の光電変換素
子に入光していた光を、上記各々の受光部から、複数の
光ファイバーに各々入光させ、上記複数の光ファイバー
の出口部分を束ねて集光した光を、一つの光電変換素子
によって受光する様に構成する。もしくは、上記複数の
光電変換素子の各々の受光部から各々の光電変換素子に
入光していた光を、上記各々の受光部から凸レンズによ
って一か所に集光するか又はミラーに反射させて一か所
に集光した光を、一つの光電変換素子によって受光する
様に構成する。また、上記した複数の光電変換素子によ
って検出していた幅が広い場合には、複数箇所に分けて
集光した後、上記複数箇所に対応した複数の光電変換素
子によって受光する様に構成してもよい。この他に、上
記複数の光電変換素子の各々の受光部に入光する光を、
表面に細かな凹凸を加工したガラス（例えばすりガラ
ス）もしくは細かな気泡などの不純物を混入させたて製
造したガラスに透過して拡散した透過光か、又は表面に
細かな凹凸を加工した金属（例えば銀箔、金箔及びアル
ミ箔に細かな凹凸を加工）に照射して拡散した反射光な
どの、上記拡散光の一部を、一つの光電変換素子によっ
て受光する方法でもよい。この様にして、上記した一つ
の光電変換素子によって検出した信号は、上記スリット
又はマークの動きに応じた信号であり、この信号を処理
することによって測長器の測長結果をデジタル表示す
る。また、上記した複数の光電変換素子によって検出し
ていた幅が広い場合には、複数箇所に分けて配置する複
数の光電変換素子によって受光する様に構成してもよ
い。ただし、上記したこれらの集光又は拡散光による検
出方法は、上記スリット又はマークの動きを上記複数の
光電変換素子によって検出していた各々の信号の周期が
時間的に断続するように、上記スリット又はマークの長
さと間隔及び上記複数の光電変換素子間の間隔などが設
定されていることを条件とする。この様にして、複数の
光電変換素子を構成して得ていた検出信号を、一つの光
電変換素子で得られるように構成することによって、信
号の合成回路の削減、部品コストの削減など実施コスト
の低減を計る。 ８．デジタル表示式の測長器で検出手段に測尺又は回転
盤に複数で等間隔に加工もしくは付したスリット又はマ
ークと、上記スリット又はマークの動きを検出する目的
で、列状に配置した複数の光電変換素子を構成した測長
器において、上記測長器を実施するにおいて、構成する
部品点数の削減などによって実施コストの低減及び取付
位置調整誤差などによる歩留まりの低減と、さらに、安
定した性能の持続を目的に、上記列状に配置した複数の
光電変換素子に代えて下記のごとく構成してなる部品１
９（光移動量検出器）を配置する。絶縁盤１８ａ上に縦
０．５ｍｍ、横１０ｍｍ（縦０．１ｍｍ〜２０ｍｍ横
０．３ｍｍ〜１００ｍｍぐらいまでがコスト面及び加工
容易にして計測器に収まる大きさなどでの面から実施適
当な寸法となるが、横幅は上記列状に配置した複数の光
電変換素子の列の長さに相当した長さが好ましいが、縦
の寸法に特には限定がない）の二つの電極１２ａを横の
面を合わせる形で平行に１ｍｍ（０．１ｍｍ〜１０ｍｍ
ぐらいまでが性能面、コスト面及び加工面から実施適当
な寸法となるが特には限定はない）の間隔を隔てて配置
する。該間隔を埋める形で例えばＣｄＳ，ＣｄＳｅ，Ｚ
ｎＳｅ，ＧａＡｓ，Ｓｉなど光電変換物質１５ａを配置
し、上記２つの電極１２ａと接触する両横面をそれぞれ
に結合する。。さらに、縦３ｍｍ横１２ｍｍ厚さ０．１
ｍｍの大きさの遮光板１６ａ（遮光板１６ａの大きさは
該光電変換物質１５ａの表面を覆い尽くす範囲で、厚み
は特には限定がない）で、縦１．５ｍｍ、横０．１ｍｍ
（縦は該光電変換物質１５ａの縦寸法より大きく横は実
施する計測器の最小目盛単位の長さより小さくする）の
スリット１７を１ｍｍ（実施する計測器の最小目盛単位
の長さ）間隔で横に１０個（該光電変換物質１５ａの横
の長さを実施する計測器の最小目盛単位の長さで割った
数）一列に並べて加工した遮光板１６ａを該光電変換物
質１５ａの表面に配置する。この様にしてなる部品１９
（光移動量検出器）を上記列状に配置した複数の光電変
換素子に代えて配置する。また、このように構成してな
る部品１９（光移動量検出器）を同一絶縁盤１８ｂ上で
横を接する形で２個配置することによって、接する二つ
の電極１２ａを共通電極１３として一つに統合できる。
さらに、それぞれの該光電変換物質１５ａの表面に重ね
合わせた上記遮光板１６ａの取り付けを、実施する計測
器の最小目盛単位の長さ未満の範囲内で横方向にずらす
ことによって検出の際に、位相の異なる二つの信号を取
り出すことが出来る。このように複合化してなる部品２
０（光移動量検出器）を、上記２及び５で記載したした
測長器をはじめとする測長器の、測尺又は回転盤上に等
間隔で計測目盛りに沿って加工もしくは付したスリット
又はマークから位相の異なる二系統の信号の検出に配置
した二列の光電変換素子列に代えて配置する。また、絶
縁盤１８ｃ上に縦１ｍｍ、横１０ｍｍ（縦０．１ｍｍ〜
２０ｍｍ横０．３ｍｍ〜１００ｍｍぐらいまでがコスト
面及び加工容易にして計測器に収まる大きさなどの面か
ら実施適当な寸法となるが、横幅は上記列状に配置した
複数の光電変換素子の列の長さに相当した長さが好まし
いが、縦の寸法に特には限定がない）の電極１２ｂを配
置し、この電極１２ｂに積み重なる形と大きさで（この
実施例では縦１ｍｍ、横１０ｍｍ）光電変換物質１５ｂ
を配置し、該光電変換物質１５ｂに積み重なる形と大き
さで（この実施例では縦１ｍｍ、横１０ｍｍ）光透過性
を有する電極１４を配置する。さらに、縦２ｍｍ横１１
ｍｍ厚み０．１ｍｍの遮光板１６ｃ（遮光板１６ｃの大
きさは光透過性を有する電極１４を覆い尽くす範囲で、
厚みは特には限定がない）で縦１．５ｍｍ、横０．１ｍ
ｍ（縦は該光電変換物質１５ｂの縦寸法より大きく横は
実施する計測器の最小目盛単位の長さより小さくする）
のスリット１７を１ｍｍ（実施する計測器の最小目盛単
位の長さ）間隔で横に１０個（該光電変換物質１５ｂの
横の長さを実施する計測器の最小目盛単位の長さで割っ
た数）一列に並べて加工した遮光板１６ｃを、上記の光
透過性を有する電極１４の上に配置するといった具合
に、上記の平面的に構成した部品１９（光移動量検出
器）に対して立体的な構成を取ることによって、よりコ
ンパクトに実施することが出来る。また、上記したこれ
らのスリット加工を施した遮光板を用いずに、遮光性を
有する塗料等の塗布でもってスリット列を形成してもよ
い。

【０００７】

【発明の効果】測尺２又は回転盤１０に加工もしくは付
すスリット３又はマークの間隔を、最小目盛単位の長さ
に比して広くするのを実現したことによって、上記スリ
ット３又はマークに渡るような小さなゴミ等によって測
長結果に及ぼす影響を軽減し、また、スリット３又はマ
ークの加工もしくは付設を容易にすると共に、測尺上に
スリット加工をした場合の測尺の強度の減少を軽減す
る。スリット３又はマークの動きを位相のずれた二系統
の信号で検出し、一方の信号（Ａ）と、この信号を反転
させた信号（Ｂ）のそれぞれの立上がり部分を、もう一
方の信号（Ｃ）との同期によって検出し、もしくは一方
の信号（Ａ）とこの信号を反転させた信号（Ｂ）のそれ
ぞれの立下がり部分を、もう一方の信号（Ｃ）との同期
によって検出するといった処理をしているため、信号に
対する検出部分が信号の立上がり又は立下がりかの一点
となり、測尺２を伸ばす際と縮める際または回転盤１０
の右回転したり左回転したりする際の、測尺２又は回転
盤１０からの検知ポイント、つまり計測物上からの計測
ポイントを一致させる。また、計測時の測尺２の伸縮方
向又は回転盤１０の回転方向を検出すると共に、測尺２
又は回転盤１０の細かな動きに対してもカウント増など
のミスカウントをなくして正確に検出する。さらに微分
回路あるいは位相弁別回路などを必要とせず、回路の簡
素化によって実施コストを低減する。また、上記列状に
配置した光電変換素子列７及び上記二列状に配置した光
電変換素子列７の光電変換素子６を、測尺２上もしくは
回転盤１０上に並ぶスリット３又はマーキングの列に平
行な線上方向に最短距離で一つおきに移動し配置するこ
とによって光電変換素子列７を列の横方向へ分散させ、
光電変換素子列７の間隔を広げることによって加工を容
易にする方法も実施の際の選択の一つとした。デジタル
表示式の測長器で検出手段に測尺又は回転盤に加工もし
くは付したスリット又はマークを用いた測長器におい
て、上記スリット又はマークの欠損、変形、又は汚れな
どは経年劣化と共に避け難く、このため測長結果に悪影
響を及ぼしているのに気付かないで使用することが考え
られる。このような使用を回避するためにスリット又は
マークの欠損、変形、又は汚れなどを警告し、測長の信
頼性を高める。デジタル表示式の測長器で検出手段に測
尺又は回転盤に複数で等間隔に加工もしくは付したスリ
ット又はマークと、上記スリット又はマークの動きを検
出する複数の光電変換素子を構成した測長器において、
複数の上記光電変換素子の各々に入光していた光を集光
又は拡散した後、複数の上記光電変換素子の配置に代え
て一つの光電変換素子によって受光する方法は、複数の
光電変換素子を構成して得ていた検出信号を一つの光電
変換素子によって得られるように構成することによっ
て、信号の合成回路の削減、部品コストの削減など実施
コストの低減を計る。絶縁盤上で電極と光電変換物質と
その上に配置するスリットによって構成した部品（光移
動量検出器）は、少ない点数の材料と簡単な構成からな
り、複数の光電変換素子を配置する場合に比べて、製造
容易にして量産が可能なことから、上記した種々の測長
器をはじめとした種々の測長器に配置される光電変換素
子列に置き換えることによって、実施の際の組立コスト
の低減及び取付位置調整誤差による歩留まりの悪化を低
減する。また、この部品（光移動量検出器）は、複数の
光電変換素子を配置する場合に比べて、使用する材料が
少なく構造が簡単なことから、この部品（光移動量検出
器）の平面的又は立体的にも単独あるいは複数での構成
が容易であり、物体の動きを光学的な方法で検知する場
合においての、幅広い分野での応用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】デジタル巻尺に本発明の測尺の動きを検出す
る装置を原理的に拡大誇張して表現した図。

【図１ｂ】図１ａで使用する光電変換素子列を二列にし
て測尺の動く方向をも検出する装置を原理的に拡大誇張
して表現した図。

【図２】デジタル巻尺に本発明を実施した拡大斜視図。

【図３ａ】測尺を紐状に代えた測長器に本発明を実施し
た拡大斜視図。

【図３ｂ】図３ａの測尺を紐状に代えた測長器の内部を
原理的に拡大誇張して表現した図。

【図４ａ】計測物上を円盤でなぞって測長する測長器に
本発明を実施した拡大斜視図。

【図４ｂ】図４ａの計測物上を円盤でなぞって測長する
測長器の内部を原理的に拡大誇張して表現した図。

【図５ａ】図１ｂの光電変換素子列を二列にして測尺又
は回転盤の動く方向をも検出する装置の一部分の配線図

【図５ｂ】図１ｂの光電変換素子列を二列にして測尺又
は回転盤の動く方向をも検出する装置の一部分のブロッ
ク図。

【図５ｃ】図１ｂの光電変換素子列を二列にして測尺又
は回転盤の動く方向をも検出する装置のチャート

【図６ａ】絶縁盤、電極、及び光電変換物質とスリット
で平面的に構成した部品（光移動量検出器）の拡大斜視
図。

【図６ｂ】図６ａの絶縁盤、電極、及び光電変換物質と
スリットで平面的に構成した部品（光移動量検出器）を
構成する過程を矢印によって表現した図。

【図７】図６ａの絶縁盤、電極、及び光電変換物質とス
リットで構成した部品（光移動量検出器）二つを同一絶
縁盤上で構成し検出する二系統の信号の位相にづれをも
たせた部品（光移動量検出器）の拡大斜視図。

【図８】絶縁盤、電極、及び光電変換物質とスリットで
立体的に構成した部品（光移動量検出器）の拡大斜視
図。

【符号の簡単な説明】

１：光原 ２：測尺 ３：測尺又は回転盤に加工したスリット（測尺又は回転
盤に付したマーク） ４：スリット列（マーク列）。 ５：各光電変換素子の受光面を絞り込んだスリット（各
光電変換素子の受光面に直接配置してもよい）。 ６：光電変換素子 ７：光電変換素子列 ８：測長器のケース本体 ９：紐 １０：回転盤 １１：円盤 １２ａ：電極 １２ｂ：電極 １３：共通電極 １４：光透過性を有する電極。 １５ａ：光電変換物質 １５ｂ：光電変換物質 １６ａ：遮光板 １６ｂ：遮光板 １６ｃ：遮光板 １７：遮光板に加工したスリット。 １８ａ：絶縁盤 １８ｂ：絶縁盤 １８ｃ：絶縁盤 １９：基板上で電極と光電変換素子とその上に配置する
スリットによって平面的に構成した部品（光移動量検出
器）。 ２０：上記１９の部品（光移動量検出器）二つを一つの
基板上に、横に並べて配置し、検出する二系統の信号に
位相差が生じるように構成した部品（光移動量検出
器）。 ２１：上記１９の部品（光移動量検出器）を立体的に構
成した部品（光移動量検出出器）。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 常時は測尺をケース本体に巻き込み収納
   し、計測時に測尺をケース本体より引き出して、ケース
   本体と測尺の先端を計測物にあてがって計測する計測器
   で、測尺に測長方向長さに相当した複数で等間隔に加工
   もしくは付したスリット又はマークの動きを、ケース本
   体内で光源と、受光すると光導電効果又は光起電効果を
   生じる光電変換素子とによって、測尺の動きを電気的に
   検出した信号をデジタル処理の結果、計測する単位でも
   ってケース本体に数値表示するといった機能を備えたデ
   ジタル巻尺あるいはデジタルメジャーにおいて、ケース
   本体８に意図した数で二つを超える複数の光電変換素子
   ６を、測尺２のスリット３又はマークの連なる列４に沿
   う形で、最小目盛単位の長さの間隔で等間隔に列状に配
   置することと、測尺２のスリット３又はマークの間隔
   を、測尺２を伸ばす際に上記列状に配置した光電変換素
   子列７の端から端までをスリット３又はマークの一つが
   通過するのにタイミングを合わせて次のスリット３又は
   マークが現れる間隔で、かつ、測尺２が一方向に一定速
   度で動く際に上記配置した複数の光電変換素子６の各々
   が検出する信号の時間的間隔が同一となる間隔を保って
   測尺２に測長方向の長さに相当した複数で等間隔のスリ
   ット３又はマークを加工もしくは付したことを特徴とす
   るデジタル表示式測長器の検出装置と検出器。
2. 【請求項２】 光電変換素子列７を、測尺２に加工もし
   くは付したスリット３又はマークを検出できる範囲内で
   二列横に並べて設置し、この二列を最小目盛単位の長さ
   未満の範囲内で横方向に取付をずらして配置したことを
   特徴とする請求項１記載のデジタル表示式測長器の検出
   装置と検出器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光電変換素子列７の光電
   変換素子６を一つおきに光電変換素子列７と平行に並ぶ
   一本の線上に、線に直角に移動させ固定する。また、請
   求項２記載の二列に取り付けた光電変換素子列７の向か
   い合った光電変換素子６を二個一組として、一組おきに
   上記二列に取り付けた光電変換素子列７と平行に並ぶ一
   本の線上を中心に線に直角に移動させ固定したことを特
   徴とする請求項１及び請求項２記載のデジタル表示式測
   長器の検出装置と検出器。
4. 【請求項４】 測尺の代わりに計測用の円盤で計測物上
   をなぞる際に、上記円盤と連動して回転する回転盤の動
   きを検出して長さを計測する測長器又は測尺を紐状に
   し、ケース本体内に設けた回転盤を回転させこの回転盤
   の動きを検出して長さを計測する測長器で、これら回転
   盤の円周に沿って加工もしくは付したスリット又はマー
   クを光源と光電変換素子とによってこれら回転盤の動き
   に応じた信号を検出し、デジタル処理の結果、計測する
   単位でもってケース本体に数値表示するといった測長器
   において、ケース本体内でスリット３又はマークの軌道
   上に最小目盛単位の長さでもって等間隔に意図した数で
   二つを超える複数の光電変換素子６を回転盤１０上のス
   リット３又はマークに沿って列状に設置することと、ス
   リット３又はマークの間隔を、上記列状に配置した光電
   変換素子列７の端から端までを、スリット３又はマーク
   の一つが通過するのにタイミングを合わせて次のスリッ
   ト３又はマークが現れる間隔で、かつ、回転盤１０が一
   方向に一定速度で動く際に上記配置した複数の光電変換
   素子６の各々が検出する信号の時間的間隔が同一となる
   間隔を保って回転盤１０の円周に沿って複数で等間隔の
   スリット３又はマークを加工もしくは付したことを特徴
   とするデジタル表示式測長器の検出装置と検出器。
5. 【請求項５】 スリット３又はマークを検出できる範囲
   内で光電変換素子列７を二列横に並べて設置し、上記二
   列を最小目盛単位の長さ未満の範囲内で横方向に取付を
   ずらして配置したことを特徴とする請求項４記載のデジ
   タル表示式測長器の検出装置と検出器。
6. 【請求項６】 請求項４記載の光電変換素子列７の光電
   変換素子６を一つおきに光電変換素子列７が並ぶ円と同
   心円の一本の線上に最短距離で移動させ固定する。ま
   た、請求項５記載の二列に取り付けた光電変換素子列７
   の向かい合った光電変換素子６を二個一組として一組お
   きに上記二列に取り付けた光電変換素子列７の並ぶ円と
   同心円の一本の線上に最短距離で移動させ固定したこと
   を特徴とする請求項４及び請求項５記載のデジタル表示
   式測長器の検出装置と検出器。
7. 【請求項７】 デジタル表示式の測長器で検出手段に測
   尺又は回転盤に複数で等間隔に加工もしくは付したスリ
   ット又はマークと、上記スリット又はマークの動きを位
   相の異なる二系統の信号で検出する複数の光電変換素子
   を構成した測長器の信号の処理方法において、一方の信
   号（Ａ）と、この信号を反転させた信号（Ｂ）との、そ
   れぞれの立上がり部分を、もう一方の信号（Ｃ）との同
   期によって検出、又は一方の信号（Ａ）と、この信号を
   反転させた信号（Ｂ）の、それぞれの立下がり部分を、
   もう一方の信号（Ｃ）との同期によって検出することを
   特徴とするデジタル表示式測長器の検出装置と検出器。
8. 【請求項８】 デジタル表示式の測長器で検出手段に測
   尺又は回転盤に複数で等間隔に加工もしくは付したスリ
   ット又はマークを用いた測長器において、二つの光電変
   換素子の各々によって上記スリット又はマークの連なる
   列の場所の異なる二点から同時に得た信号を比較して、
   上記スリット又はマークの欠損、変形、又は汚れなど測
   長結果に悪影響を及ぼすような状態を警告する機能を備
   えたことを特徴とするデジタル表示式測長器の検出装置
   と検出器。
9. 【請求項９】 デジタル表示式の測長器で検出手段に測
   尺又は回転盤に複数で等間隔に加工もしくは付したスリ
   ット又はマークと、上記スリット又はマークの動きを検
   出する複数の光電変換素子を構成した測長器において、
   上記複数の光電変換素子の各々に入光していた光を、光
   ファイバー、レンズ、ミラーなどの光を屈折もしくは反
   射する作用において、一か所に集光し、集光した光を一
   つの光電変換素子で受光することによって、上記複数の
   光電変換素子で検出する機能を、一つの光電変換素子に
   よって機能させることを特徴とするデジタル表示式測長
   器の検出装置と検出器。
10. 【請求項１０】 表面に細かな凹凸を加工したガラス、
    又は気泡などの不純物を混入させたガラス、もしくは表
    面に細かな凹凸を加工した金属あるいは金属箔等々に入
    射した光の透過光もしくは反射光が、拡散もしくは乱反
    射する作用において、上記複数の光電変換素子の、各々
    に入光していた光を拡散させ、拡散した光の一部を、一
    つの光電変換素子で受光することによって、上記複数の
    光電変換素子で検出する機能を、一つの光電変換素子に
    よって機能させることを特徴とする請求項９記載のデジ
    タル表示式測長器の検出装置と検出器。
11. 【請求項１１】 受光によって光導電効果又は光起電効
    果などを生じる例えばＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳｅ，Ｇ
    ａＡｓ，Ｓｉなどの光電変換物質において、該光電変換
    物質を用いて、絶縁盤１８ａ上に、縦に比べて横に長く
    した意図する形状と寸法で光電変換物質１５ａを配置
    し、該光電変換物質１５ａの横面の全面に接合する電極
    １２ａを光電変換物質１５ａの両横面にそれぞれに配置
    する。さらに、光電変換物質１５ａに入射する光を横に
    仕切る形で、意図する間隔と、これに応じた数のスリッ
    ト１７部分を除いて光電変換物質１５ａの表面の全面を
    遮光する。このように構成してなるデジタル表示式測長
    器の検出装置と検出器。
12. 【請求項１２】 絶縁盤１８ａ、二つの電極１２ａ、光
    電変換物質１５ａ及び光電変換物質の表面に配置したス
    リット１７などから構成してなる請求項１１記載の部品
    １９において、部品１９を絶縁盤１８ｂ上に意図する数
    だけ横に並べて、横面が向かい合う二つの電極１２ａを
    接合し一つの電極１３として部品１９を複合化したこと
    を特徴とする請求項１１記載のデジタル表示式測長器の
    検出装置と検出器。
13. 【請求項１３】 絶縁盤１８ｃ上に、縦に比べて横に長
    い意図した寸法と形状の電極１２ｂを配置し、電極１２
    ｂの上に重なる形で光電変換物質１５ｂを配置し、さら
    に、光電変換物質１５ｂの上に重なる形で光透過性を有
    する電極１４を配置し、光電変換物質１５ｂに入射する
    光を横に仕切る形で、意図する間隔とこれに応じた数の
    スリット１７部分を除いて光透過性を有する電極１４の
    表面の全面を遮光する。このように構成してなるデジタ
    ル表示式測長器の検出装置と検出器。
14. 【請求項１４】 絶縁盤１８ｃ、電極１２ｂ、光透過性
    を有する電極１４、光電変換物質１５ｂ及び光透過性の
    電極表面に配置したスリット１７などから構成してなる
    請求項１３記載の部品２１において、部品２１を絶縁盤
    上に意図する数だけ横に並べて、絶縁盤の上に配置され
    る電極を１つの共通電極として該部品を複合化としたこ
    とを特徴とする請求項１３記載のデジタル表示式測長器
    の検出装置と検出器。