JPH1026520A

JPH1026520A - 部屋の寸法測定装置

Info

Publication number: JPH1026520A
Application number: JP19850796A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Kumahashi; 武彦熊橋; Yasuaki Matsui; 康明松井; Arata Koroyasu; 新頃安
Original assignee: Kyokuto Sanki Co Ltd
Current assignee: Kyokuto Sanki Co Ltd
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-01-27
Anticipated expiration: 2016-07-10
Also published as: JP3693198B2

Abstract

(57)【要約】【課題】持ち運びが容易であり、経験や熟練を要する
ことなく、誰でも短時間に部屋の寸法を正確に測定でき
る装置を提供すること。【解決手段】基台２と、この基台２に回動自在に載置
された回転台１と、基台２に対する回転台の回動角度を
検出する第１のエンコーダ11と、回転台１上に載置さ
れ、引き出された線状体17の長さを検出する第２のエン
コーダ13と、回転台１上に載置され、回転台１の指向方
向にレーザ光線15を放射するレーザ光源５と、線状体17
の先端に結合された先鋭な先端部41を有する探触子４
と、この探触子４において上記線状体17またはその延長
線の上に設けられた光電変換素子45およびこの光電変換
素子45の出力に基づいて光線を再放射する応答装置と、
指向方向に存在する測定すべき基準点に探触子４の先端
部41を合わせたのち、回転台１において応答装置より再
放射された光線を受光したときの角度データおよび長さ
データを格納する記憶手段とにより構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主として、畳の
新作や絨毯の敷き込みに際して、部屋に適合するように
畳や絨毯の寸法を正確に割り出すために利用する部屋の
寸法測定装置に関し、特に、手間をかけずに正確に測定
し得るように構成したものである。

【０００２】

【従来の技術】部屋に畳や絨毯を敷き込む際に、表記さ
れた部屋の面積と実面積が同じであるとは限らないの
で、施工に際して、予め部屋の実寸法を測定し、その測
定結果に基づいて部屋の形状に合わせて畳や絨毯を裁断
加工していた。

【０００３】部屋の実寸法は、巻尺や物差しにより手作
業で測定していたので、経験と熟練を要し、多くの時間
と労力を費やす作業であり、しかも、長さを正確に測定
できても、隅部の角度をも正確に測定することは困難で
あった。

【０００４】そこで、経験や熟練を要することなく、誰
でも短時間に部屋の寸法を正確に測定でき、かつ、持ち
運びが便利な測定手段を得たいという要望があり、この
ような要望を満たすために、基台と、この基台に回動自
在に載置された回転台と、この回転台上に載置され、基
台に対する回転台の回動角度に比例した数のパルスを発
生する第１のエンコーダと、回転台上に載置され、引き
出されたワイヤーの長さを検出する第２のエンコーダ
と、回転台上に載置され、回転台の指向方向に可視レー
ザ光線を放射するレーザ光源と、指向方向に存在する測
定すべき基準点にワイヤーの先端部を合わせたときの角
度データおよび長さデータを格納する記憶手段とを具備
する部屋の寸法測定装置が、特開平６−３４３７１号公
報において既に提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先に提案され
た寸法測定装置においては、長さデータを得るために第
２のエンコーダよりテープを引き出して、測定すべき基
準点にテープの先端部を合わせ、測定すべき基準点にレ
ーザ光線の照準を合わせ、そのときに、第２のエンコー
ダより長さのデータを得るとともに、第１のエンコーダ
より角度データを得ているが、回転台の指向方向（レー
ザ光線の方向）と引き出されたテープの先端方向とを正
確に一致させることは困難である。特に、テープを長く
引き出した場合には、回転台の僅かな回動でもレーザ光
線の輝点が大きく振れるのでテープの先端に照準を合わ
せ難く、正確な角度データを得るために手間がかかり時
間を費やしていた。

【０００６】このように、先に提案された寸法測定装置
によると、正確な長さデータを得ることはできても、正
確な角度データを得るために手間がかかる。そこで、こ
の発明の寸法測定装置は、正確な角度データを手間をか
けずに容易に得るために考えられたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の部屋の寸法測
定装置は、基台２と、この基台２に回動自在に載置され
た回転台１と、基台２に対する回転台１の回動角度を検
出する第１のエンコーダ11と、回転台１上に載置され、
引き出された線状体17の長さを検出する第２のエンコー
ダ13と、回転台１上に載置され、回転台1の指向方向に
レーザ光線15を放射するレーザ光源５と、線状体17の先
端に結合された先鋭な先端部41を有する探触子4aと、こ
の探触子4aにおいて線状体17またはその延長線の上に設
けられた光電変換素子45およびこの光電変換素子45の出
力に基づいて光線を再放射する応答装置と、指向方向に
存在する測定すべき基準点に探触子4aの先端部を合わせ
たのち、回転台１において応答装置より再放射された光
線を受光したときの角度データおよび長さデータを格納
する記憶手段とを具備している。

【０００８】また、この発明の部屋の寸法測定装置は、
基台２と、この基台２に回動自在に載置された回転台１
と、基台２に対する回転台１の回動角度を検出する第１
のエンコーダ11と、回転台１上に載置され、引き出され
た線状体17の長さを検出する第２のエンコーダ13と、回
転台１上に載置され、回転台１の指向方向にレーザ光線
15を放射するレーザ光源５と、線状体17の先端に結合さ
れた先鋭な先端部41を有する探触子4aと、この探触子4a
において線状体17またはその延長線の上に設けられた入
射方向へ光線を反射させる小さいプリズムより成る応答
装置と、指向方向に存在する測定すべき基準点に探触子
4aの先端部41を合わせたのち、回転台１において上記応
答装置より反射された光線を受光したときの角度データ
および長さデータを格納する記憶手段とにより構成する
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）この発明の部屋の寸法測定装置
は、図１に示すように、３本の脚21を有する円形の基台
２と、この基台２にベアリング22を介して回動自在に載
置された円形の回転台１とを備え、円形の基台２には、
同心状に歯車23が固定されており、回転台１には、歯車
23と噛み合って回転台１自体をいずれの方向にも回転さ
せるモータ14と、回転台１の回転角度を検出するインク
リメンタル形の第１のエンコーダ11と、引き出されたワ
イヤーまたはテープなどの線状体17の長さを検出するイ
ンクリメンタル形の第２のエンコーダ13と、回転台１の
指向方向（線状体17の真の引出方向）に可視レーザ光線
15を放射するレーザ光源５と、信号処理回路を組み込ん
だ回路基板30と、光センサ16と、これらの装置全体を動
作させる蓄電池19などが取り付けられている。

【００１０】第１のエンコーダ11は、基台２の歯車23と
噛み合う小歯車12を有し、回転台１を回転させたときに
増速回転させられて、一定角度回転するごとに２相のパ
ルスを発生する。

【００１１】また、第２のエンコーダ13は、スプリング
によって線状体17を巻き込んでおり、この線状体17を引
き出したり引っ込めたりすると、線状体17が一定距離移
動するごとに２相のパルスを発生する。

【００１２】この線状体17の先端には、応答装置を備え
た探触子4aが結合されている。この探触子4aは、図２に
示すように、先鋭な先端部41を有し、後端が開口された
角錐形の箱体で、可及的に先端に近い位置を支点43とし
て回動できるクランク状の回動部材42と、このクランク
状の回動部材42と線状体17との間に結合された結合部材
44と、この結合部材44に取り付けられたレーザ光線を受
光するフォト・トランジスタ等の光センサ45と、この光
センサ45でレーザ光線を受光したときに、受光方向へ赤
外線を再放射するＬＥＤ46とを備えている。このＬＥＤ
46は、結合部材44に取り付ける必要はなく、探触子4aに
取り付ければよいのである。

【００１３】信号処理回路は、図３に示すように、装置
全体を制御するＣＰＵ31と、第１のエンコーダ11から発
生する２相のパルスを計数する第１のアップ・ダウン・
カウンタ36と、第２のエンコーダ13から発生する２相の
パルスを計数する第２のアップ・ダウン・カウンタ37
と、これら２つのカウンタ36、37の計数値、光センサ16
の出力をＣＰＵ31に入力し、モータ14を制御するするＰ
ＩＯ32と、処理プログラムを格納したＲＯＭ33と、デー
タを一時的に格納するＲＡＭ34と、外部の装置４とデー
タの交換を行なうためのＳＩＯ35などで構成されてい
る。

【００１４】この他に、「初期設定」、「高速回転」、
「低速回転」などの信号を発生して、光線により光セン
サ16へ入力するリモコン装置（図示せず）が付属してい
る。

【００１５】次に、このように構成された実施形態の装
置により部屋の寸法を測定する手順を説明する。

【００１６】まず、図４に示すように、部屋のほぼ中央
（★印）に測定装置本体Ａを設置し、レーザ光源５より
放射される可視レーザ光線15の放射方向を最初の測定点
（●印）の少し左側に指向させる。

【００１７】そして、リモコン装置を操作して、「部屋
に基準サイズ(五八、三六、本間)」、「部屋の大きさ
(畳数)」などの測定に必要な条件を入力して「初期設
定」する。このとき、「現場名」、「部屋番号」、「畳
の種類」などのデータを同時に入力しておくことができ
る。

【００１８】この入力された初期設定条件により、測定
点数は、通常の間中測定であれば４畳半で１２個所、６
畳で１４個所、小間中測定であれば４畳半で２４個所、
６畳で２８個所と設定される。この初期設定において、
２つのアップ・ダウン・カウンタ36、37の計数値は零に
クリアされる。

【００１９】第２のエンコーダ13から線状体17を引き出
して、探触子4aの先端部41を最初の測定点（●印）に合
わせたのち、リモコン装置を操作し、モータ14を制御し
て回転台１を右方向に低速度で回転させる。

【００２０】そして、回転台１のレーザ光源５から放射
されたレーザ光線15が、探触子4aを横切ったときに、レ
ーザ光線15が応答装置の光センサ45へ入射するので、入
射した瞬間にＬＥＤ46より赤外線を入射方向に再放射さ
せる。

【００２１】このようにして、探触子4aの応答装置のＬ
ＥＤ46より赤外線を再放射されるまでの期間中に、回転
台１においては、第１のエンコーダ11から発生する２相
のパルスを第１のアップ・ダウン・カウンタ36で計数し
続け、また、第２のエンコーダ13から発生する２相のパ
ルスを第２のアップ・ダウン・カウンタ37で計数し続け
ている。

【００２２】そして、応答装置のＬＥＤ46より再放射さ
れた赤外線を回転台１の光センサ16で受光した瞬間に、
第１のアップ・ダウン・カウンタ36の計数値および第２
のアップ・ダウン・カウンタ37の計数値を、それぞれ最
初の測定点の角度データおよび長さデータとしてＲＡＭ
34に格納する。

【００２３】次に、探触子4aの先端部41を右隣の２番目
の測定点（○印）に合わせて待機していると、回転台１
が回動し続けて、レーザ光線15が探触子4aを横切って応
答装置の光センサ45へ入射すると、入射した瞬間にＬＥ
Ｄ46より赤外線を入射方向に再放射させる。回転台１に
おいては、２度目の再放射された赤外線を回転台１の光
センサ16で受光した瞬間に、第１のアップ・ダウン・カ
ウンタ36の計数値および第２のアップ・ダウン・カウン
タ37の計数値を、それぞれ２番目の測定点の角度データ
および長さデータとしてＲＡＭ34に格納する。

【００２４】同様に、探触子4aの先端部41を右隣の測定
点に順次に合わせて、各測定点ごとの角度データおよび
長さデータをＲＡＭ34に格納する。そして、初期設定し
た条件の測定点数のデータをＲＡＭ34に格納し終わると
測定が完了する。

【００２５】このような操作を測定すべき各部屋におい
て実行し、各部屋のデータをＲＡＭ34に収集する。

【００２６】そして、この測定装置本体ＡをＳＩＯ35を
介してパーソナル・コンピュータなどの外部機器４に接
続して、ＲＡＭ34に格納されている各データを部屋ごと
に読み出して、外部機器４により座標変換の処理を行な
う。

【００２７】ＲＡＭ34に格納されているデータは、測定
装置本体Ａが設置された場所を中心とする極座標データ
であって、図５に示すように、各辺Ｌ₁〜Ｌnの大きさ
と、２辺に挟まれた挟角θ₂〜θn(ただし、ｎは測定点
数)であるから、対辺の長さＳi（ただし、ｉ＝２以上の
整数）は、Ｓi＝｛Ｌ₁ ²＋Ｌi²−２Ｌ₁・Ｌi・ｃｏｓθi｝^1/2 により求めることができ、また、Ｌ₁、ＬiおよびＳiに
よりつくられる３角形におけるＬ₁とＳiとの未知の挟角
φiは、ｃｏｓφi＝（Ｌ₁ ²＋Ｓi²−Ｌi²）／(２Ｌ₁・Ｓi) より、 φi＝ｃｏｓ^-1｛(Ｌ₁ ²＋Ｓi²−Ｌi²)／(２Ｌ₁・Ｓi)｝により求めることができる。このようにして、部屋の実
際の形状を測定することができる。

【００２８】また、ＸＹ座標系に変換して表現する場合
には、たとえば、部屋の上辺の両端(Ｌ₁、θ₁および
Ｌ₃、θ₃)を結ぶ直線をＸ軸にとり、これに垂直で
(Ｌ₁、θ₁)を通る直線をＹ軸にとると、各点(Ｌi、θi)
は、点(ｘｉ、ｙｉ）として、ｘi＝Ｌ₁ｃｏｓφ₃−Ｌiｃｏｓ(θi＋φ₃) ｙi＝Ｌ₁ｓｉｎφ₃−Ｌiｓｉｎ(θi＋φ₃) により求めることができる。

【００２９】以上で説明したように、線状体17の先端
が、クランク状の回動部材42および結合部材44を介して
探触子4aの先端に近い位置に回動自在に結合され、か
つ、結合部材44に光センサ45を設けているので、探触子
4aの方位が線状体17に対して傾いても、探触子4aの先端
部41および光センサ45が、線状体17を延長した直線上に
常に配置されることになるので、正確な角度データを得
ることができる。

【００３０】（第２の実施の形態）第１の実施の形態に
おいては、線状体17の先端に結合された探触子4aの応答
装置に単一の光センサ45にレーザ光線15が入射したとき
に、ＬＥＤ46より赤外線を再放射させている。しかし、
探触子4aが測定装置Ａより大きく離れた場合には、単一
の光センサ45によっては可視レーザ光線15の中心位置を
検知することが困難になる。

【００３１】そこで、応答装置には、図６に示すよう
に、横方向に接近して配置した２つの光センサ45R、45L
と受光信号処理回路を設ける。可視レーザ光線15の中心
が、いずれか一方の光センサ（45Rまたは45L）に偏倚し
て入射すると、両光センサ45R、45Lの出力レベルが偏倚
に対応して相違し、図７に示すように、入射状態に応じ
て出力信号Ｐ、Ｑを発生する。受光信号処理回路におい
て、２つの光センサ45R、45Lの出力レベルを比較し、両
出力レベルが等しくなったとき、レーザ光線15の中心が
２つの光センサ45R、45Lの中心に照準したものと判断し
て、応答装置のＬＥＤ46より赤外線を放射させる。

【００３２】（第３の実施の形態）明るい場所で測定す
る場合には、周囲の光線がレーザ光線15よりも明るくな
ると応答装置の光センサ45、45R、45Lでレーザ光線15を
検出することが困難になる。このような問題を回避する
ために、回転台１に設けられたレーザ光線15を放射する
レーザ光源５に、変調回路と、一定の周波数のパルスを
発生するパルス発生回路とを設け、パルス発生回路の出
力でレーザ光源５を変調することにより、放射されるレ
ーザ光線15を一定の周波数でパルス変調することができ
る。

【００３３】パルス変調されたレーザ光線を光センサ4
5、45R、45Lで受光すると、光センサより交流成分を含
む出力を発生するので、この交流成分を増幅することに
よりレーザ光線の検出性能を向上させることができる。

【００３４】（第４の実施の形態）以上で説明した各実
施の形態においては、測定を開始すると、回転台１が連
続的に回動し、探触子4aの先端部41を順次に右隣の測定
点に合わせているが、探触子4aの先端部41を測定点に合
わせるタイミングが狂う場合がある。

【００３５】そこで、回転台１において、探触子4aから
再放射された赤外線を受光した瞬間に、カウンタ36、37
の計数値を測定点の角度データおよび長さデータとして
ＲＡＭ34に格納すると、回転台１の回動を一旦停止させ
るように構成する。

【００３６】そして、探触子4aの先端部41を次の測定点
に合わせて確認したのち、リモコン装置を操作して「回
動開始」の信号を回転台１に送信し、回転台１で「回動
開始」の信号を受信すると、回転台１の回動を再開させ
る。

【００３７】あるいは、回転台１において、探触子4aか
ら再放射された赤外線を受光した瞬間に、カウンタ36、
37の計数値を測定点の角度データおよび長さデータとし
てＲＡＭ34に格納して回転台１の回動を一定時間停止さ
せ、その後、自動的に回動を再開させるように構成して
もよいのである。

【００３８】（第５の実施の形態）以上で説明した各実
施の形態においては、探触子4aに設けた応答装置として
光センサおよびＬＥＤを設けているが、光センサおよび
ＬＥＤの代わりに、入射方向へ光線を反射させる小さい
プリズムを設けてもよいのである。

【００３９】（その他の実施の形態）以上で説明した各
実施の形態においては、収集した各部屋のデータをＲＡ
Ｍ34に格納し、ＳＩＯ35を介してパーソナル・コンピュ
ータなどの外部機器４に出力しているが、図８に示すよ
うに、ＲＡＭ34およびＳＩＯ35の代わりに、ＣＰＵ31か
ら引き出されたバスにソケット39を接続し、このソケッ
ト39にメモリＩＣを内蔵したＩＣカード38を装着し、収
集した各部屋のデータをこのＩＣカード38のメモリＩＣ
に格納する。

【００４０】そして、全ての部屋のデータを収集し終わ
ると、ソケット39からＩＣカード38を外して、パーソナ
ル・コンピュータなどに接続し、収集したデータを転送
して処理することができる。

【００４１】また、図３に示すように、測定装置に小型
のプリンタ７を設けて、ＳＩＯ35を介して接続し、測定
したデータをプリンタ７によって印字させるように構成
しておくと、測定現場で極座標データを知ることができ
る。

【００４２】さらに、ＣＰＵ31によって、測定した極座
標データをＸＹ座標系に変換するように構成しておく
と、プリンタ７によってＸＹ座標系に変換されたデータ
を印字させることが可能である。

【００４３】この印字出力としては、基準点を原点とし
て、各測定点をＸＹ座標系で表現したものの他に、畳や
タイルを敷き込むに際には、畳やタイルのように標準寸
法が決まっているものを基準とし、標準寸法からの偏差
値で表現したデータを印字させてもよいのである。

【００４４】以上の各実施の形態においては、エンコー
ダ11、13としてインクリメンタル形のエンコーダを使用
しているが、アブソリュート形のエンコーダを使用して
もよく、その場合には２つのカウンタ36、37を設ける必
要はなく、アブソリュート形のエンコーダを直接ＰＩＯ
32に接続すればよいのである。

【００４５】また、回転台１の指向方向に放射するレー
ザ光線15として、放射状態を確認できる可視光のレーザ
光線を使用しているが、赤外域のレーザ光線を使用して
も同様に動作させることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上の実施の形態に基づく説明から明ら
かなように、この発明の部屋の寸法測定装置は、持ち運
びが容易であり、経験や熟練を要することなく、誰でも
短時間に部屋の寸法を手間をかけずに正確に測定でき
る。

【００４７】さらに、回転台１の指向方向（線状体17の
真の引出方向）にレーザ光線15を放射して、そのレーザ
光線15を回動させて線状体17の先端に結合した探触子4a
の光センサ45、45R、45Lへ入射させることにより、手間
をかけずに、測定誤差が著しく少ない正確な角度データ
を得ることができる。

【００４８】特に、探触子4aに設ける応答装置におい
て、レーザ光線を受光する光電変換素子（光センサ45、
45R、45L）を線状体17またはその延長線の上に配置する
ことにより正確な角度データを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の部屋の寸法測定装置の第１の実施形
態を分解して示した斜視図、

【図２】図１に示す装置における線状体の先端に結合し
た探触子を示す斜視図、

【図３】図１に示す装置の信号処理回路を示すブロック
図、

【図４】図１に示す装置によって部屋のデータを得る状
況を示す平面図、

【図５】図１に示す装置によって得たデータに基づいて
部屋の寸法を算出する状況を示す平面図、

【図６】この発明の第２の実施形態で使用する探触子の
平面図、

【図７】この発明の第２の実施形態における１対の光セ
ンサの出力を示す波形図、

【図８】この発明の装置のその他の実施形態の回路を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１回転台２基台 4a 探触子５レーザ光源７プリンタ 11 第１のエンコーダ 13 第２のエンコーダ 14 モータ 15 レーザ光線 16 光センサ 17 線状体 31 ＣＰＵ 32 ＰＩＯ 33 ＲＯＭ 34 ＲＡＭ（記憶手段） 36、37 アップ・ダウン・カウンタ 38 ＩＣカード 39 ソケット 41 先端部 45 光センサ 46 ＬＥＤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台と、該基台に回動自在に載置された
回転台と、上記基台に対する回転台の回動角度を検出す
る第１のエンコーダと、上記回転台上に載置され、引き
出された線状体の長さを検出する第２のエンコーダと、
上記回転台上に載置され、回転台の指向方向にレーザ光
線を放射するレーザ光源と、上記線状体の先端に結合さ
れた先鋭な先端部を有する探触子と、該探触子において
上記線状体またはその延長線の上に設けられた光電変換
素子、および該光電変換素子の出力に基づいて光線を再
放射する応答装置と、上記指向方向に存在する測定すべ
き基準点に上記探触子の先端部を合わせたのち、上記回
転台において上記応答装置より再放射された光線を受光
したときの角度データおよび長さデータを格納する記憶
手段とを具備することを特徴とする部屋の寸法測定装
置。
【請求項２】レーザ光線を交流信号で変調して放射
し、応答装置の光電変換素子より出力される交流成分を
それぞれ増幅する増幅器を具備し、該増幅器の出力に基
づいて上記応答装置より再放射させることを特徴とする
請求項１に記載の部屋の寸法測定装置。
【請求項３】レーザ光線を受光する光電変換素子が、
接近して配置された１対の光センサより成り、両センサ
の出力レベルが等しくなったとき、レーザ光線の中心が
上記１対の光センサの中心に照準したものと判断する手
段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の部屋の寸
法測定装置。
【請求項４】基台と、該基台に回動自在に載置された
回転台と、上記基台に対する回転台の回動角度を検出す
る第１のエンコーダと、上記回転台上に載置され、引き
出された線状体の長さを検出する第２のエンコーダと、
上記回転台上に載置され、回転台の指向方向にレーザ光
線を放射するレーザ光源と、上記線状体の先端に結合さ
れた先鋭な先端部を有する探触子と、該探触子において
上記線状体またはその延長線の上に設けられた入射方向
へ光線を反射させる小さいプリズムより成る応答装置
と、上記指向方向に存在する測定すべき基準点に上記探
触子の先端部を合わせたのち、上記回転台において上記
応答装置より反射された光線を受光したときの角度デー
タおよび長さデータを格納する記憶手段とを具備するこ
とを特徴とする部屋の寸法測定装置。