(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定要素と、前記固定要素上を移動可能な可動要素とを備え、前記可動要素は、太陽電池と、前記太陽電池から供給される電力を蓄電する蓄電手段と、前記蓄電手段の蓄電電圧を検出する電圧検出手段と、前記検出された蓄電電圧が所定の電圧以上であるか否かを判別する電圧判別手段と、前記固定要素に対する前記可動要素の変位量を検出する変位量検出手段と、前記検出した変位量を単位時間当たり所定回数更新して表示する表示部と、前記検出された蓄電電圧が前記所定の電圧以上のときは前記表示部の表示を単位時間当たり前記所定回数更新すると共に、前記検出された蓄電電圧が前記所定の電圧未満のときは前記単位時間当たりの所定の表示更新回数の範囲内で前記表示部の更新を休止する更新手段とを備える変位測定装置において、
前記単位時間当たり表示部の更新を休止する回数を計数する計数手段を備え、前記更新手段は、前記検出された蓄電電圧が前記所定の電圧以上であっても、前記単位時間当たりの表示部の更新を休止する回数が、予め設定された前記計数手段によって計測された前記単位時間当たりの表示部の更新を休止した回数から１だけデクリメントされた回数未満のときは、前記表示部の更新を行わないことを特徴とする変位測定装置。
【請求項２】
前記更新手段は、前記単位時間当たりの表示部の更新を休止する回数が予め設定された最大非表示回数以上のときは、前記更新を行うことを特徴とする請求項１記載の変位測定装置。
【請求項３】
前記所定の電圧は、前記表示部の作動が可能な電圧であることを特徴とする請求項１又は２に記載の変位測定装置。
【請求項４】
前記単位時間は、１秒であり、単位時間当たりの表示部の更新回数は、２回以上であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の変位測定装置。
【請求項５】
前記変位測定装置はハンドツールであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の変位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変位測定装置に関し、特に変位センサを使用した変位測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変位センサを使用した変位測定装置は、デジタルノギス、デジタルマイクロメータ、ハイトゲージ等の小型計測器に使用され、静電容量方式や電磁誘導方式の変位センサ等を使用した低消費電力のものが一般的に普及している。電磁誘導方式の変位センサは、固定要素としてのメインスケールと、この上を移動する可動要素としてのスライダとに夫々多数のコイルパターンを配設し、メインスケールに対するスライダの移動に伴って磁界パターン間に生じる磁界の周期信号の変化を取り出すことによりスライダ変位量の検出を行うものである。
【０００３】
この種の変位センサとしては、スライダがメインスケールの基準位置から移動することによって生じる周期信号を連続的に計数することによって変位量を検出するインクリメントタイプのものに対して、連続的な計数動作を行わずに、メインスケールに対するスライダの絶対的な変位量を検出することができる、いわゆるアブソリュートタイプのものがある。
【０００４】
アブソリュートタイプの変位センサは、例えば磁界パターン形状によって、夫々粗いピッチ、中間的なピッチ及び細かいピッチの周期信号を出力可能であり、これらの各ピッチの周期信号の位相情報を合成することによって、メインスケールに対するスライダの絶対的な変位量を検出することができる。
【０００５】
このような、アブソリュートタイプの電磁誘導方式変位センサは、例えば、電磁誘導方式太陽電池型デジタルノギス（以下「太陽電池型デジタルノギス」という。）に用いられ、変位センサの変位量に基づいて検出値を演算する電子回路と、該検出値を表示するＬＣＤから成る表示器と、電子回路及び表示器の駆動に必要な電力を発生する太陽電池と、太陽電池から供給される電力を蓄積するコンデンサとを有する。
【０００６】
この太陽電池型デジタルノギスにおいては、表示器の明るさは、コンデンサの蓄電電圧が減少すると低下し、蓄電電圧が増加すると上昇する。
【０００７】
この電子回路は、表示器に表示する検出値の表示更新速度（以下「更新速度」という。）として、スライダ変位量検出及び該検出値の表示更新を１秒間に８回行う高速更新モード、及びスライダ変位量検出及び該検出値の表示更新を１秒間に２回行う低速更新モードの２種類のモードを有し、これらの更新速度は、コンデンサの蓄電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以上のときに、高速更新モードへ設定され、コンデンサの蓄電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ未満のときに、消費電力削減のために低速更新モードへ設定される。
【０００８】
この更新速度設定切換えは、図６の処理によって実行される。
【０００９】
図６は、従来の変位測定装置の更新速度設定切換え処理を示すフローチャートである。
【００１０】
図６において、従来の太陽電池型デジタルノギスの電子回路は、電源スイッチオンで測定開始がなされると（ステップ４０）、タイマＴＩＭの値を０にリセットし（ステップＳ４１）、コンデンサの蓄電電圧Ｖｄｅｔが蓄電電圧の閾値Ｖｔｈ（１．５Ｖ）以上であるか否かを判別する（ステップＳ４２）。
【００１１】
ステップＳ４２の判別の結果、蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ以上のときは、表示更新時間Ｔを高速更新モード用表示更新時間Ｔ１（１２５ｍｓ（＝１秒間に８回））に設定し（ステップＳ４３）、スライダ変位量検出及び該検出値の表示更新を行い（ステップＳ４４）、タイマＴＩＭの値が高速更新モード用表示更新時間Ｔ１以上になるまで続行し（ステップＳ４５でＮＯ）、タイマＴＩＭの値がＴ１以上になったときに（ステップＳ４５でＹＥＳ）、電源スイッチオフとなるまでステップＳ４１以降の処理を繰り返し（ステップＳ４６でＮＯ）、電源スイッチオフであれば（ステップＳ４６でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００１２】
一方、ステップＳ４２の判別の結果、蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ未満のときは、表示更新時間Ｔを低速更新モード用表示更新時間Ｔ２（５００ｍｓ（＝１秒間に２回））に設定し（ステップＳ４７）、スライダ変位量検出及び該検出値の表示更新を行い（ステップＳ４８）、タイマＴＩＭの値が低速更新モード用表示更新時間Ｔ２以上になるまで続行し（ステップＳ４９でＮＯ）、タイマＴＩＭの値がＴ２以上となったときに（ステップＳ４９でＹＥＳ）、電源スイッチオフとなるまでステップＳ４１以降の処理を繰り返し（ステップＳ４６でＮＯ）、電源スイッチオフであれば（ステップＳ４６でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００１３】
図６によれば、コンデンサの蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ（１．５Ｖ）以上になると（ステップＳ４２でＹＥＳ）、表示更新時間を高速更新モード用表示更新時間に切換え（ステップＳ４３）、１秒間に８回、つまり、１２５ｍｓ毎にスケール変位量検出及び該検出値の表示更新を行い（ステップＳ４４，４５）、コンデンサの蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ未満に低下すると（ステップＳ４２でＮＯ）、表示更新時間を低速更新モード用表示更新時間に切換え（ステップＳ４７）、１秒間に２回、つまり、５００ｍｓ毎にスケール変位量検出及び該検出値の表示更新を行う（ステップＳ４８，４９）。これにより、更新速度設定が低速更新モードのときは、消費電力低減により、消費電力よりも太陽電池への電力供給が多くなって蓄電電圧が増し、蓄電電圧が閾値Ｖｔｈ以上になると、更新速度設定を高速更新モードに切り換える（図７）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記太陽電池型デジタルノギスは、図７の（ａ），（ｂ）に示すように、例えば、照度が５０〜１００ルクスの範囲内にあるときにコンデンサの蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ近傍となり、更新速度設定切換えが頻繁になされる傾向になり（図７（ｃ））、この場合、高速更新モードによる表示（８回／秒）と低速更新モードによる表示（２回／秒）が繰り返されて、検出値の表示更新の不均一性により使用者に違和感を与えることになる。この違和感は、スライダがメインスケール上で移動している間は、表示器中の数値がスライダの移動に追従して変わらないのでとりわけ増大する。
【００１５】
本発明の目的は、検出値の単位時間当たりの表示更新回数の均一性を向上させた変位測定装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の変位測定装置は、固定要素と、前記固定要素上を移動可能な可動要素とを備え、前記可動要素は、太陽電池と、前記太陽電池から供給される電力を蓄電する蓄電手段と、前記蓄電手段の蓄電電圧を検出する電圧検出手段と、前記検出された蓄電電圧が所定の電圧以上であるか否かを判別する電圧判別手段と、前記固定要素に対する前記可動要素の変位量を検出する変位量検出手段と、前記検出した変位量を単位時間当たり所定回数更新して表示する表示部と、前記検出された蓄電電圧が前記所定の電圧以上のときは前記表示部の表示を単位時間当たり前記所定回数更新すると共に、前記検出された蓄電電圧が前記所定の電圧未満のときは前記単位時間当たりの所定の表示更新回数の範囲内で前記表示部の更新を休止する更新手段とを備える変位測定装置において、前記単位時間当たり表示部の更新を休止する回数を計数する計数手段を備え、前記更新手段は、前記検出された蓄電電圧が前記所定の電圧以上であっても、前記単位時間当たりの表示部の更新を休止する回数が、予め設定された前記計数手段によって計測された前記単位時間当たりの表示部の更新を休止した回数から１だけデクリメントされた回数未満のときは、前記表示部の更新を行わないことを特徴とする。
【００１７】
請求項１記載の装置によれば、電圧検出手段により検出された蓄電電圧が所定の電圧以上であっても、単位時間当たりの表示部の更新を休止する回数が、予め設定された計数手段によって計測された単位時間当たりの表示部の更新を休止した回数から１だけデクリメントされた回数未満のときは、前記表示部の更新を行わないので、表示更新を行わない回数を徐々に低減することにより、表示更新回数の不均一性をなくして、使用者が表示部を見る際に違和感を感じるのを防止することができる。
【００２０】
請求項２記載の変位測定装置は、請求項１記載の変位測定装置において、前記更新手段は、前記単位時間当たりの表示部の更新を休止する回数が予め設定された最大非表示回数以上のときは、前記更新を行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の装置によれば、更新手段は、表示更新を行わない（更新休止）周期回数が所定の最大非更新回数以上のときは、表示更新を行うので、蓄電電圧が所定の電圧未満の状態が続いたときに、強制的に表示更新を行うことにより、表示非更新が続くことを防止し、使用者による装置故障の誤認を防止することができる。
【００２２】
請求項３記載の変位測定装置は、請求項１又は２に記載の変位測定装置において、前記所定の電圧は、前記表示部の作動が可能な電圧であることを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の変位測定装置は、請求項１乃至３いずれか１項に記載の変位測定装置において、前記単位時間は、１秒であり、単位時間当たりの表示部の更新回数は、２回以上であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の変位測定装置は請求項１乃至４いずれか１項に記載の変位測定装置において、前記変位測定装置はハンドツールであることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る変位測定装置を詳述する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係る変位測定装置の正面図である。
【００２７】
図１において、本発明の実施の形態に係る変位測定装置としての電磁誘導方式太陽電池型デジタルノギス１０は、本尺１１（固定要素）と、本尺１１の長手方向に摺動自在なスライダ１２（可動要素）とから成る。
【００２８】
本尺１１は、その先端に、内側測定用ジョー１１ａ及び外側測定用ジョー１１ｂを一体的に有し、その本体の一方の面に、長手方向に沿って一定ピッチで配列した磁極からなるメインスケール１３を有する。メインスケール１３は、目盛１４が印刷されている薄いシール膜で覆われている。
【００２９】
スライダ１２は、スライダケース１２ａと、スライダケース１２ａの一端側に一体的に設けられた内側測定用ジョー１２ｂ及び外側測定用ジョー１２ｃとを有する。スライダケース１２ａは、内部に、変位量に基づいて検出値を演算する図２で後述する電子回路（図示せず）と、メインスケール１３の磁極の磁界の変化を検出する図２で後述する変位センサ（図示せず）とを有し、その表面に、検出値を表示するＬＣＤから成る表示器１７と、電子回路及び表示器１７の駆動に必要な電力を発電する太陽電池１８と、太陽電池１８から供給される電力を蓄積する図２で後述するコンデンサ（図示せず）とを備える。なお、太陽電池１８は、照度が５０ルクスのときに７．５μＷ以上の発電能力を有する。
【００３０】
図２は、図１におけるスライダ１２に設けられた電子回路のブロック図である。
【００３１】
図２において、電子回路１５は、コンデンサ１９（蓄電手段）に接続された電圧検出回路２１（電圧検出手段）、位置検出回路２２（変位量検出手段）、クロック回路２３、及びマイクロコントローラ２４（電圧判別手段）を有する。マイクロコントローラ２４は、表示器１７に接続されている。
【００３２】
位置検出回路２２は、スライダ１２に設けられた変位センサ１６に接続され、変位センサ１６からの入力信号に基づいてスライダ１２の変位量（位置）を検出する。電圧検出回路２１は、コンデンサ１９の蓄電電圧を検出し、マイクロコントローラ２４は、位置検出回路２２によって検出されたスライダ１２の変位量、電圧検出回路２１によって検出されたコンデンサ１９の蓄電電圧Ｖｄｅｔ、並びにクロック回路２３からのクロック信号に基づいて、後述する図３の処理によって表示器１７の表示更新を行う。マイクロコントローラ２４は、さらにタイマ、非更新回数カウンタ、及び非更新回数ラッチを有する。タイマは、図３で後述する表示更新処理において処理時間を計数し、非更新回数カウンタは、図３で後述する表示更新処理において前回処理終了のときに、連続して表示更新が行われていなかった場合の、その非更新回数を計数し、非更新回数ラッチは、図３で後述する表示更新処理において表示更新を行うか否かの閾値を設定する。
【００３３】
図３は、図２におけるマイクロコントローラ２４によって実行される表示更新処理を示すフローチャートである。
【００３４】
図３において、マイクロコントローラ２４は、太陽電池型デジタルノギスの電源スイッチオンで測定開始がなされると（ステップＳ１０）、タイマＴＩＭの値を０にリセットし（ステップＳ１１）、コンデンサ１９の蓄電電圧Ｖｄｅｔが蓄電電圧の所定の閾値Ｖｔｈ（１．５Ｖ）（電子回路１５の作動が可能な電圧）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。
【００３５】
ステップＳ１２の判別の結果、蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ以上のときは、非更新回数カウンタの値Ｃが、後述するステップＳ２１で設定される非更新回数ラッチの値ＣＬ以上であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。非更新回数カウンタの値Ｃ及び非更新回数ラッチの値ＣＬの初期値は０である。
【００３６】
ステップＳ１３の判別の結果、非更新回数カウンタの値Ｃが非更新回数ラッチの値ＣＬ以上のときは（ステップＳ１３でＹＥＳ）、スライダ変位量検出及び該検出値の表示更新を行い（ステップＳ１４）（更新手段）、非更新回数カウンタの値Ｃが０であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。
【００３７】
ステップＳ１５の判別の結果、非更新回数カウンタの値Ｃが０であるときは（ステップＳ１５でＹＥＳ）、タイマＴＩＭの値が所定の表示更新時間Ｔ０（Ｔ０＝１２５ｍｓ）（所定の周期）（使用者が表示器１７のちらつきを感じない最長周期）以上になるまで続行し（ステップＳ１６でＮＯ）、タイマＴＩＭの値がＴ０以上になったときに（ステップＳ１６でＹＥＳ）、電源スイッチオフとなるまでステップＳ１１以降の処理を繰り返し（ステップＳ１７でＮＯ）、電源スイッチオフであれば（ステップＳ１７でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００３８】
ステップＳ１５の判別の結果、非更新回数カウンタの値Ｃが０でないときは、非更新回数ラッチの値ＣＬを非更新回数カウンタの値Ｃから１だけデクリメントした値に設定し（ＣＬ＝Ｃ−１）（ステップＳ１８）（所定の周期回数）、非更新回数カウンタの値Ｃを０にリセットし（ステップＳ１９）、ステップ１６以降の処理を行う。
【００３９】
一方、ステップＳ１２の判別の結果、蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ未満のとき、又は、ステップＳ１３の判別の結果、非更新回数カウンタの値Ｃが非更新回数ラッチの値ＣＬ未満のときは、スライダ変位量検出及び該検出値の表示更新を行わず（ステップＳ２０）（更新手段）、非更新回数カウンタの値Ｃを１だけインクリメントし（Ｃ＝Ｃ＋１）（ステップＳ２１）（計数手段）、タイマＴＩＭの値が所定の表示更新時間Ｔ０（Ｔ０＝１２５ｍｓ）以上になるまで続行し（ステップＳ１６でＮＯ）、タイマＴＩＭの値がＴ０以上になったときに（ステップＳ１６でＹＥＳ）、電源スイッチオフとなるまでステップＳ１１以降の処理を繰り返し（ステップＳ１７でＮＯ）、電源スイッチオフであれば（ステップＳ１７でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００４０】
図３によれば、表示更新処理を所定の表示更新時間Ｔ０（Ｔ０＝１２５ｍｓ）毎に行い（図４）、コンデンサ１９の蓄電電圧Ｖｄｅｔが所定の閾値Ｖｔｈ（１．５Ｖ）以上になり（ステップＳ１２でＹＥＳ）（図４（ｂ））、非更新回数カウンタの値Ｃが非更新回数ラッチの値ＣＬ以上になると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、スケール変位量検出及び該検出値の表示更新を行い（ステップＳ１４）（図４（ｃ）の処理１，３，４，７，９）、コンデンサ１９の蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ未満になり（ステップＳ１２でＮＯ）（図４（ｂ））、又は、非更新回数カウンタの値Ｃが非更新回数ラッチの値ＣＬ未満になると（ステップＳ１３でＮＯ）、スケール変位量検出及び該検出値の表示更新を行わず（ステップＳ２０）、非更新回数カウンタの値Ｃを１だけインクリメントする（Ｃ＝Ｃ＋１）（ステップＳ２１）（図４（ｃ）の処理２，５，６，８）。
【００４１】
コンデンサ１９の蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ以上でも（ステップＳ１２でＹＥＳ）（図４（ｂ））、連続してスケール変位量検出及び該検出値の表示更新を行わなかった回数より１だけデクリメントした回数だけ（ステップＳ１８）、スケール変位量検出及び該検出値の表示更新を行わず（ステップＳ１３，Ｓ２０）、スケール変位量検出及び該検出値の表示更新を行わない回数を徐々に減らしていくことにより（図４（ｃ）の処理４，７，９）、検出値の表示更新の不均一性をなくして使用者が違和感を感じるのを防止することができる。
【００４２】
図５は、図３の表示更新処理の変形例を示すフローチャートである。
【００４３】
図５の処理は、図３の処理と基本的に同じであり、同じステップについては、同一のステップ番号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる部分のみ説明する。
【００４４】
図５において、ステップＳ１２の判別の結果、蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ未満のとき（ステップＳ１２でＮＯ）、又は、ステップＳ１３の判別の結果、非更新回数カウンタの値Ｃが非更新回数ラッチの値ＣＬ未満であるときは（ステップＳ１３でＮＯ）、非更新回数カウンタの値Ｃが所定の非更新回数最大値Ｃｍａｘ以上か否かを判別する（ステップＳ３０）。この判別の結果、非更新回数カウンタの値Ｃが所定の非更新回数最大値Ｃｍａｘ以上のときは（ステップＳ３０でＹＥＳ）、ステップＳ１４以降の処理を行い、一方、非更新回数カウンタの値Ｃが所定の非更新回数最大値Ｃｍａｘ未満のときは（ステップＳ３０でＮＯ）、ステップＳ２０以降の処理を行う。
【００４５】
なお、５００ｍｓ以上非更新の周期が長くなると、使用者に与える違和感（ちらつき感）は顕著になるので、本処理において、Ｃｍａｘは４とする。
【００４６】
本変形例によれば、コンデンサ１９の蓄電電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｔｈ未満であり（ステップＳ１２でＮＯ）、又は、非更新回数カウンタの値Ｃが非更新回数ラッチの値ＣＬ未満であっても（ステップＳ１３でＮＯ）、所定の非更新回数最大値Ｃｍａｘだけ表示更新処理を行わなければ（ステップＳ３０でＹＥＳ）、強制的に表示更新を行い（ステップＳ１４）、スライダ１２を移動させているにもかかわらず、表示更新が行われないということはなく、使用者が故障をしたと誤認することを防止できる。
【００４７】
ただし、このように強制的な表示更新を行った結果、システム動作が不安定になるレベルまで電圧検出回路２１の検出した電圧が下がってしまった場合には、マイクロコントローラ２４の制御により、検出値の表示を所定の時間消灯して誤測定が極力発生しないように処理することが可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の装置によれば、電圧検出手段により検出された蓄電電圧が所定の電圧以上であっても、単位時間当たりの表示部の更新を休止する回数が、予め設定された計数手段によって計測された単位時間当たりの表示部の更新を休止した回数から１だけデクリメントされた回数未満のときは、前記表示部の更新を行わないので、表示更新を行わない回数を徐々に低減することにより、表示更新回数の不均一性をなくして、使用者が表示部を見る際に違和感を感じるのを防止することができる。
【００５０】
請求項２記載の変位測定装置によれば、更新手段は、表示更新を行わない（更新休止）周期回数が所定の最大非更新回数以上のときは、表示更新を行うので、蓄電電圧が所定の電圧未満の状態が続いたときに、強制的に表示更新を行うことにより、表示非更新が続くことを防止し、使用者による装置故障の誤認を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る変位測定装置の正面図である。
【図２】図１におけるスライダ１２に設けられた電子回路のブロック図である。
【図３】図２におけるマイクロコントローラ２４によって実行される表示更新処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の処理によるタイミングチャートである。
【図５】図３の表示更新処理の変形例を示すフローチャートである。
【図６】従来の変位測定装置の更新速度設定切換え処理を示すフローチャートである。
【図７】従来の変位測定装置の更新速度設定切り替え処理のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０  太陽電池型デジタルノギス
１１  本尺
１２  スライダ
１３  メインスケール
１４  目盛
１５  電子回路
１６  変位センサ
１７  表示器
１８  太陽電池
１９  コンデンサ
２１  電圧検出回路
２２  位置検出回路
２３  クロック回路
２４  マイクロコントローラ
【図１】
0003958098.tif 000002
【図２】
0003958098.tif 000003
【図３】
0003958098.tif 000004
【図４】
0003958098.tif 000005
【図５】
0003958098.tif 000006
【図６】
0003958098.tif 000007
【図７】
0003958098.tif 000008