(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配置されて点灯により適正高さ方向情報を提示する複数個の表示用光源と、照射レーザー光を受光して高さに対応した受光信号を出力する受光部と、現在の高さに対する適正高さの方向を視覚的にかつ動的に認識させるため、前記受光信号に基づき前記表示用光源を発光制御して適正高さ方向に前記適正高さ方向情報を移動させる制御部とを備え、前記適正高さ方向情報を表示する複数個の光源は、残像時間内で時間的にずれて発光されることを特徴とする適正高さ表示装置。
【請求項２】
現在の高さと適正高さとのずれに比例して前記適正高さ方向情報の移動速度を可変とすることを特徴とする請求項１に記載の適正高さ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、適正高さ方向情報を視覚的にかつ動的に認識させることができる適正高さ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
宅地、田畑の区画整理等の造成作業では、土地を平坦にすることが行われている。これらの造成作業では、ブルドーザ、クローラ等の大型の土木機械が使用され、ブレードにより土の掘削、運土を行い、計画された平面に整地されるのであるが、この整地作業では、整地前と整地途中とで測量が実施され、整地前の測量により切り土及び盛土を行う箇所が決定され、整地途中で必要に応じて実施される測量の測定値に応じて整地作業が繰り返され、計画された平面に適合するように整地される。
【０００３】
その測量作業には、例えば、一人の作業員が測量箇所にポールを垂直に設置し、別の熟練作業員が光学レベルによりそのポールを視準して数値を判読し、複数の測量箇所を測定して高低差を算出する方法がある。しかしながら、近時は、造成作業のスピード化、工数削減、人件費削減の観点から、回転レーザー装置と適正高さ表示装置とを組み合わせた測量作業方法が採用されつつある。その回転レーザー装置は、水平方向にレーザー光を回転照射し、照射レーザー光の基準面を形成する。適正高さ表示装置は、その照射レーザー光を受光して照射レーザー光の基準面の高さに対する適正高さのずれの方向を表示する。
【０００４】
図１はその一例を示すもので、符号１は回転レーザー装置、符号２は適正高さ表示装置であり、回転レーザー装置１は所定箇所Ｋに設置された三脚３に固定され、その回転レーザー装置１から出射される照射レーザー光Ｐにより基準面が形成される。適正高さ表示装置２は例えばブルドーザ４のブレード５に立設された取り付けポール６に固定され、所定箇所Ｋの地表から回転レーザー装置１の基準面までの高さと、適正高さ表示装置２からブレード５の刃先５ａまでの高さとが関連づけられ、適正高さ表示装置２が所定の高さで照射レーザー光を受光するように造成作業を行えば、計画された平面通りに整地作業を行うことができる。その適正高さ表示装置２は、図２、図３に示すように、表示装置本体７と、複数個の表示用光源８と、一対の受光部９と、表示装置本体７の内部に設置された制御部とから大略構成されている。複数個の表示用光源８は三個一組とされて、上、中、下の表示部８ａ、８ｂ、８ｃを構成している。この適正高さ表示装置２への電力はブルドーザー４のバッテリから供給され、符号１０は電源コネクタを示している。
【０００５】
この従来の適正高さ表示装置２では、現在の高さに対して適正高さが上のときには、表示部８ａに属する三個の表示用光源８が同時点灯され、現在の高さに対して適正高さが下のときには、表示部８ｃに属する三個の表示用光源８が同時点灯され、現在の高さが適正高さのときには、表示部８ｂに属する三個の表示用光源７が同時点灯される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の適正高さ表示装置では、表示部８ａ、８ｂ、８ｃのいずれが点灯されているかを認識するためには、点灯されていない表示部に対して点灯されている表示部の位置を相対的に認識しなければならず、直観的に現在の高さに対する適正高さ方向情報を認識できないという不都合がある。この不都合は、表示用光源８を点滅させて目だたせるようにしても解消されない。また、表示用光源８の発光輝度を大きくしたとしても解消されないものである。そこで、適正高さ方向情報を「矢印」等の記号により表示すること、「上」、「下」等の文字により表示することが考えられるが、これらの表示方法は、図形、文字の全体を認識して初めてその適正高さ方向情報を判断できるものであり、同様に直観的に現在の高さに対する適正高さの方向を認識できない。また、静的状態で表示されるため、目だちにくく、目だたせるようにすると、消費電力が大きくなるという不都合がある。この場合、機械本体等に電源を求めることになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決することを目的とし、
請求項１に記載の適正高さ表示装置は、マトリックス状に配置されて点灯により適正高さ方向情報を提示する複数個の表示用光源と、照射レーザー光を受光して高さに対応した受光信号を出力する受光部と、現在の高さに対する適正高さの方向を視覚的にかつ動的に認識させるために前記受光信号に基づき前記表示用光源を発光制御して適正高さ方向に前記適正高さ方向情報を移動させる制御部とを備え、前記適正高さ方向情報を表示する複数個の光源は、残像時間内で時間的にずれて発光されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の適正高さ表示装置は、現在の高さと適正高さのずれに比例して適正高さ方向情報の移動速度が可変される。
【０００９】
この発明の適正高さ表示装置によれば、受光部は照射レーザー光を受光して高さに対応した受光信号を出力し、制御部は、その受光信号に基づきマトリックス状に配設された光源を発光制御して、適正高さ方向に適正高さ方向情報を移動させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図４、図５は本発明に係わる適正高さ表示装置２０を示し、この適正高さ表示装置は従来と同様に取り付けポール６にその表示装置本体２１がポールクランプ２２により固定される。この表示装置本体２１にはブルドーザー５の操縦席に臨む側の面に表示部２３が設けられている。表示装置本体２１の下部には蓄電池収納部２４が設けられている。蓄電池収納部２４には例えば、ＮｉＣｄ蓄電池、ＮｉＨ蓄電池等が収納され、適正高さ表示装置２０はこれらの蓄電池によって駆動される。
【００１１】
その蓄電池収納部２４の近傍にはデータ出力コネクタ部２５と外部電源コネクタ部２６とが設けられている。外部電源コネクタ部２６は必要に応じてブルドーザ５のバッテリに又は外部電源に図示を略す電源コードを介して接続される。データ出力コネクタ部２５は必要に応じて別の表示装置に表示するために用いられる。表示部２３の両側には一対の受光部２７が設けられている。
【００１２】
一対の受光部２７には図６に示すように縦方向に一列に配置された複数個のフォトセンサ２８が所定間隔を開けて設けられている。各フォトセンサ２８の受光出力は各アンプリファイア２９により増幅されてハイパスフィルター部３０に導かれる。照射レーザー光は変調されており、フォトセンサ２８は外来のノイズ光を含んだ受光信号を出力するが、外来のノイズ光に基づく受光信号はハイパスフィルター部３０により通過を阻止される。そのハイパスフィルター部３０を通過した受光信号は、ピークホールド部３１に導かれ、ピークホールド部３１はその受光信号のピーク値を保持する。各ピークホールド部３１はアナログマルチプレクサ３２に接続され、アナログマルチプレクサ３２は各フォトセンサ２８からの受光信号をサンプリングする。そのアナログマルチプレクサ３２はいずれのフォトセンサ２８からの受光信号であるかを判別し、その受光信号はＡ／Ｄ変換部３３によりＡ／Ｄ変換されて制御部としてのＣＰＵ部３４に入力される。これらの各回路部は表示装置本体２１内に設けられる。
【００１３】
表示部２３には、図４、図７に示すように、例えば３×５のマトリックス状に表示用光源３６が配置されている。その表示用光源３６にはここでは発光ダイオードが用いられるが、液晶であっても良い。その表示用光源３６は半透明の暗黒色カバー２３ａにより被覆され、表示用光源３６は発光時にのみ外部から視認可能となる。その表示用光源３６は図７に示すように行ドライブ回路３７と列ドライブ回路３８とによって点灯制御され、行ドライブ回路３７はＣＰＵ部３５の並列入出力インターフェース部３９により制御され、列ドライブ回路３８はＣＰＵ部３５の並列入出力インターフェース部４０により制御され、４１は表示時間を管理するタイマー部である。
【００１４】
ＣＰＵ部３４は縦方向に配列されたフォトセンサ２８のうちのいずれのフォトセンサ２８が照射レーザー光を受光したかに基づいて適正高さ方向に適正高さ方向情報Ｓ（図８参照）を移動させるように表示用光源３６を発光制御するもので、例えば、現在の高さに対して適正高さが下にあるときには適正高さ方向情報Ｓを図８（ａ）ないし（ｄ）に示すように下向きに移動させることが繰り返される。すなわち、図（ａ）ないし図（ｄ）に示すように各表示用光源３６を発光制御することにより、上から下に向かって移動する適正高さ方向情報を直観的に得ることができ、これにより、適正高さの方向情報そのものを文字、図形として認識しなくともその方向を知ることができる。ここでは、適正高さ方向情報Ｓは三個の表示用光源３６を発光させることにより得られる三角形マークから構成され、斜線は点灯している表示用光源３６を示している。この三個の表示用光源３６のうちの２個が図９（ａ）ないし（ｄ）に示すように同時に点灯され、残りの１個の光源が（ｅ）ないし（ｈ）に示すように２個の表示用光源３６の同時点灯後から１０ミリ秒後に点灯され、三個の表示用光源のうちの最初に点灯された表示用光源から最後に点灯された表示用光源までの時間間隔は残像時間よりも短く、適正高さ方向情報は残像時間内で時間的にずれて発光される複数個の表示用光源から構成されている。このように、人間の眼の残像現象を利用して表示用光源を発光制御することにより、省電力化を図ることができる。
【００１５】
ＣＰＵ部３４は適正高さに対する現在の高さのずれが大きい場合には、適正高さ方向情報を１００ミリ秒間隔で速く移動させ、適正高さに対する現在の高さのずれが小さい場合には、適正高さ方向情報を４００ミリ秒間隔でゆっくり移動させ、これにより適正高さに対する現在の高さのずれの大きさを直観的に動的に認識させることができる。
【００１６】
例えば、図９（ａ）に示す２個の表示用光源３６が同時点灯されてから図９（ｂ）に示す２個の表示用光源３６が同時点灯されるまでの点灯時間間隔を１００ミリ秒間隔とすれば、適正高さ方向情報が速く移動するように見え、４００ミリ秒間隔とすれば適正高さ方向情報がゆっくり移動するように見える。図９（ｂ）から図９（ｃ）への点灯時間間隔、図９（ｃ）から図９（ｄ）への点灯時間間隔についても同様である。図９（ｅ）ないし図９（ｈ）に示す表示用光源３６は残像現象を利用するため、既に述べたように、図９（ａ）ないし図９（ｄ）に示す表示用光源３６、３６の点灯後１０ミリ秒後にそれぞれ点灯される。この点灯時間間隔の管理にタイマー部４１が用いられる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に係わる適正高さ表示装置は、以上説明したように構成したので、適正高さの方向を動的に直観的に認識できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  適正高さ表示装置の使用方法を説明するための概略図である。
【図２】  従来の適正高さ表示装置の構成を示す正面図である。
【図３】  図２に示す適正高さ表示装置の側面図である。
【図４】  本発明に係わる適正高さ表示装置の正面図である。
【図５】  図４に示す適正高さ表示装置の側面図である。
【図６】  本発明に係わる適正高さ表示装置のブロック回路図である。
【図７】  本発明に係わる適正高さ表示装置の表示用光源の発光制御回路の説明図である。
【図８】  本発明に係わる表示用光源の発光の一例を示す説明図であり、（ａ）ないし（ｄ）は表示用光源の発光により下向きに逆三角マークが移動している様子を示す。
【図９】  本発明に係わる表示用光源の発光の一例を示す説明図であり、（ａ）ないし（ｄ）は２個の表示用光源の同時発光により逆三角マークの底辺が下向きに移動している様子を示し、（ｅ）ないし（ｈ）は逆三角マークの頂点が下向きに移動している様子を示し、残像現象により逆三角マークが形成されることを説明している。
【符号の説明】
２７…受光部
３４…ＣＰＵ部（制御部）
３６…表示用光源
Ｓ…適正高さ方向情報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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