(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器用の表示装置であって、
開口を有する筺体と、
センサ素子を有する検出回路であって、前記センサ素子が一つの表面の上部にあってその表面の背後にある物体の特徴を検出した場合にその検出された特徴に対応するイネーブル信号を生ずる検出回路と、
前記開口の近傍の光源に接続されるとともに前記イネーブル信号を受けるように接続され、前記イネーブル信号を受けた場合に前記光源を活性化する駆動回路と
を含み、
前記光源からの光線が前記開口を通過して前記表面に入射し、その入射光が前記表面の背後の前記物体の位置を前記表面に表示する
表示装置。
【請求項２】
前記表面に入射した光線が前記検出された特徴を表すパターンを前記表面に区画する請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記光源が発光ダイオードである請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の縁部である請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の二つの縁部の間に位置する部分である請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の二つの縁部からほぼ等距離に位置する部分である請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の縁部または前記物体の二つの縁部からほぼ等距離に位置する部分である請求項１記載の表示装置。
【請求項８】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の大きさに関係づけられている請求項１記載の表示装置。
【請求項９】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の発する電界に関係づけられている請求項１記載の表示装置。
【請求項１０】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の発する磁界に関係づけられている請求項１記載の表示装置。
【請求項１１】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体で影響される磁界に関係づけられている請求項１記載の表示装置。
【請求項１２】
前記開口を通過した前記光源からの光線が前記表面に入射した際に線を区画する請求項１記載の表示装置。
【請求項１３】
検出器用の表示装置であって、
第１の開口および第２の開口を有する筺体と、
センサ素子を有する検出回路であって、前記センサ素子が一つの表面の上部にあってその表面の背後にある物体の特徴を検出した場合にその検出された特徴に対応する第１および第２のイネーブル信号を生ずる検出回路と、
前記第１の開口の近傍の第１の光源に接続されるとともに前記第１のイネーブル信号を受けるように接続され、前記第１のイネーブル信号を受けた場合に前記第１の光源を活性化する第１の駆動回路と、
前記第２の開口の近傍の第２の光源に接続されるとともに前記第２のイネーブル信号を受けるように接続され、前記第２のイネーブル信号を受けた場合に前記第２の光源を活性化する第２の駆動回路と
を含み、
前記第１の光源からの光線が前記第１の開口を通過して前記表面に入射し前記第２の光源からの光線が前記第２の開口を通過して前記表面に入射し、前記第１および第２の光源からの前記入射光が前記表面の背後の物体の位置を前記表面に表示する
表示装置。
【請求項１４】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の縁部である請求項１３記載の表示装置。
【請求項１５】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の二つの縁部の間に位置する部分である請求項１３記載の表示装置。
【請求項１６】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の二つの縁部からほぼ等距離に位置する部分である請求項１３記載の表示装置。
【請求項１７】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の縁部または前記物体の二つの縁部からほぼ等距離に位置する部分である請求項１３記載の表示装置。
【請求項１８】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の大きさに関係づけられている請求項１３記載の表示装置。
【請求項１９】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の発する電界に関係づけられている請求項１３記載の表示装置。
【請求項２０】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の発する磁界に関係づけられている請求項１３記載の表示装置。
【請求項２１】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体で影響される磁界に関係づけられている請求項１３記載の表示装置。
【請求項２２】
前記第１の開口では光線が第１の向きに通過し、前記第２の開口では光線が第２の向きに通過する請求項１３記載の表示装置。
【請求項２３】
前記第２の向きが前記第１の向きと反対である請求項２２記載の表示装置。
【請求項２４】
前記第２の向きが前記第１の向きとほぼ垂直である請求項２２記載の表示装置。
【請求項２５】
前記第２の向きが前記第１の向きとほぼ同じである請求項２２記載の表示装置。
【請求項２６】
検出器用の表示装置であって、
第１の開口および第２の開口を有する筺体と、
センサ素子を有する検出回路であって、前記センサ素子が一つの表面の上部にあってその表面の背後の第１の物体の第１の特徴を検出しその表面の背後の第２の物体の第２の特徴を検出している場合に検出ずみの前記第１の特徴に対応する第１のイネーブル信号および検出ずみの前記第２の特徴に対応する第２のイネーブル信号を生ずる検出回路と、
前記第１の開口の近傍の第１の光源に接続されるとともに前記第１のイネーブル信号を受けるように接続され、前記第１のイネーブル信号を受けた場合に前記第１の光源を活性化する第１の駆動回路と、
前記第２の開口の近傍の第２の光源に接続されるとともに前記第２のイネーブル信号を受けるように接続され、前記第２のイネーブル信号を受けた場合に前記第２の光源を活性化する第２の駆動回路と
を含み、
前記第１の光源からの光線が前記第１の開口を通過して前記表面に入射し、前記第２の光源からの光線が前記第２の開口を通過して前記表面に入射し、前記第１の光源からの前記入射光が前記表面の背後の前記第１の物体の位置を前記表面に表示し、前記第２の光源からの前記入射光が前記表面の背後の前記第２の物体の位置を前記表面に表示する
表示装置。
【請求項２７】
前記筺体が第３の開口および第４の開口を有し、
前記センサ素子が前記表面の上部にあって前記第１の物体の第３の特徴および前記第２の物体の第４の特徴を検出した場合に前記第３の特徴に対応する第３のイネーブル信号および検出された前記第２の特徴に対応する第２のイネーブル信号を前記検出回路が発生し、
前記第３の開口の近傍の第３の光源に接続されるとともに前記第３のイネーブル信号を受けるように接続され、前記第３のイネーブル信号を受けた場合に前記第３の光源を活性化する第３の駆動回路と、
前記第４の開口の近傍の第４の光源に接続されるとともに前記第４のイネーブル信号を受けるように接続され、前記第４のイネーブル信号を受けた場合に前記第４の光源を活性化する第４の駆動回路と
をさらに含み、
前記第３の光源からの光線が前記第３の開口を通過して前記表面に入射し、前記第４の光源からの光線が前記第４の開口を通過して前記表面に入射し、前記第３の光源からの前記入射光が前記表面の背後の前記第１の物体の位置を前記表面に表示し、前記第２の光源からの前記入射光が前記表面の背後の前記第２の物体の位置を前記表面に表示する
請求項２６記載の表示装置。
【請求項２８】
前記第１および第２の開口を通過する光線が第１の向きに進行し、前記第３および第４の開口を通過する光線が第２の向きに進行する請求項２７記載の表示装置。
【請求項２９】
前記第２の向きが前記第１の向きと反対である請求項２８記載の表示装置。
【請求項３０】
前記第２の向きが前記第１の向きとほぼ垂直である請求項２８記載の表示装置。
【請求項３１】
第１の開口を有する筺体を設ける過程と、
前記第１の開口の近傍の光源を活性化するように接続された駆動回路を設ける過程と、
センサ素子を有する検出回路を設ける過程と、
前記センサ素子を一つの表面の上方に位置づける過程と、
前記表面の背後に隠された物体の特徴を前記検出回路が検出した場合にイネーブル信号を前記検出回路に供給する過程と、
前記イネーブル信号を受けたのち前記光源を活性化するように前記駆動回路を用いる過程と
を含み、
前記光源からの光線が前記第１の開口を通過して前記表面に入射し、その入射光が前記表面の背後の前記物体の位置を前記表面に表示する
表示方法。
【請求項３２】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の縁部である請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の二つの縁部の間に位置する部分である請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の二つの縁部からほぼ等距離の位置にある部分である請求項３１記載の方法。
【請求項３５】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の縁部または前記物体の二つの縁部からほぼ等距離に位置する部分である請求項３１記載の方法。
【請求項３６】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の大きさに関係づけられている請求項３１記載の方法。
【請求項３７】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の発する電界に関係づけられている請求項３１記載の方法。
【請求項３８】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体の発する磁界に関係づけられている請求項３１記載の方法。
【請求項３９】
前記検出回路により検出される前記物体の前記特徴が前記物体で影響される磁界に関係づけられている請求項３１記載の方法。
【請求項４０】
前記筺体に第２の開口を設ける過程と、
前記開口の近傍の第２の光源を活性化するように接続された第２の駆動回路を設ける過程と
前記検出回路が前記物体の第２の特徴を検出した場合に第２のイネーブル信号を前記駆動回路に供給する過程と、
前記イネーブル信号を受けたあと前記第２の光源を活性化するように前記第２の駆動回路を用いる過程と
をさらに含み、
前記第２の光源からの光線が前記第２の開口を通過して前記表面に入射するようにする請求項３１記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の開口を通過する前記光線と前記第２の開口を通過する前記光線とが同じ向きに進行する請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の開口を通過する前記光線と前記第２の開口を通過する前記光線とが反対の向きに進行する請求項４０記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の開口を通過する前記光線と前記第２の開口を通過する前記光線とがほぼ垂直な向きに進行する請求項４０記載の方法。
【請求項４４】
手持ち式検出器の表示装置であって、
開口を有する筺体と、
センサ素子を有する検出回路であって、前記センサ素子が一つの表面の上部にあってその表面の背後にある物体の特徴を検出した場合にその検出された特徴に対応するイネーブル信号を発生する検出回路と、
第１の電圧を受ける第１の端子、第２の電圧を受ける第２の端子、および前記イネーブル信号を受ける第３の端子を有する表示回路と
を備え、
前記イネーブル信号の前記第３の端子への印加時に前記表示回路の発生した光線が前記開口を通過して前記表面に入射し、その入射光線が前記表面の背後の前記物体の位置を前記表面に表示する
表示装置。
【請求項４５】
前記表示回路が半導体デバイスを含む請求項４４記載の表示装置。
【請求項４６】
前記半導体デバイスがバイポーラトランジスタである請求項４５記載の表示装置。
【請求項４７】
前記表示回路が、第１の端子とバイポーラトランジスタのコレクタとの間に接続した発光ダイオード、および前記第２の端子と前記トランジスタのエミッタとの間に接続した抵抗器を含む請求項４４記載の表示装置。
【請求項４８】
前記第３の端子がマイクロプロセッサに接続されている請求項４４記載の表示装置。
【請求項４９】
携帯型の隠れ物体検出器であって、
開口を有する筺体と、
センサ素子を有する検出回路であって、前記センサが一つの表面の上部にあって前記表面の背後に隠された物体の特徴を検出した場合にその検出した特徴に対応するイネーブル信号を発生する検出回路と、
前記イネーブル信号を受けるように接続され、前記イネーブル信号を受けた場合にユーザに感知可能な警報を発生する警報回路と、
前記光源に接続され、前記開口の近傍の光源を活性化するように接続された手動スイッチを備える表示回路と
を含み、
前記光源からの前記光線が前記開口を通過して前記表面に入射し、その入射光線が前記表面の背後の前記物体の位置を前記表面に表示する
検出器。
【請求項５０】
前記ユーザに感知可能な警報が可聴周波数トーンである請求項４９記載の検出器。
【請求項５１】
前記ユーザに感知可能な警報が可視記号である請求項４９記載の検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は携帯型検出装置における表示装置に関し、より詳細にいうと隠れた物体の検出位置を示す表示装置に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】
隠れた物体の場所を突き止めるのに用いられる手持ち式検出ユニットなどの携帯型センサは周知である。ここに参照してその内容をこの明細書に組み入れる米国特許第４，０９９，１１８号および同第４，４６４，６２２号は、例えば壁の背後の隠れ物体の位置を特定する検出ユニット（例えば「植込みボルト検出装置」および交流電流検出器）を記載している。壁板固定用の間柱や植込みボルトや配電線などの隠れ物体を覆っている壁に沿って検出ユニットをユーザが動かすのに伴ってその検出ユニットの中の一つ以上のセンサ素子に生ずる静電容量の変化や電磁界の変化を測定することによって上記隠れ物体の位置を特定する検出装置も上記米国特許に記載されている。検出対象の物体としては木製の植込みボルト、配管類、および配電線など上記以外の金属製および非金属製の物体がある。
【０００３】
上記以外の周知の手持ち式検出装置には電界強度変化を測定するセンサ素子と検出回路との組合せが備わっている。この種の検出装置には、例えば交流電流を給電中の導線を検出するものもある。また、例えば金属塊やガス配管など局部的電磁界に影響する物体を特定するものもある。
【０００４】
図１はユーザが検出ユニット１０を壁１２に向き合わせて保持する通常の使い方を示す。ユーザは、骨組み用植込みボルトなど壁１２の背後で見えない隠れ物体を検出するように、矢印で図示したとおり検出ユニット１０を横方向に動かす。検出ユニット１０の内部の回路が検出情報を表示装置１６に表示する。
【０００５】
手持ち式の検出ユニットは表示装置１６などの視覚型表示装置を用いて検出情報を表示するのが普通である。センサ表示装置には、一つ以上の素子の種々の配置による発光ダイオード（ＬＥＤ）表示装置や液晶表示装置（ＬＣＤ）などがある。例えば、ナショナル印のＥＺ３８０Ｂ型製品（日本製）には矢型ＬＥＤ表示装置がある。コネティカット州ニューブリテン所在の Ｔｈｅ Ｓｔａｎｌｅｙ Ｗｏｒｋｓ 社製の商品名「Ｉｎｔｅｌｌｉｓｅｎｓｏｒ」の検出装置は縦型ＬＥＤ表示装置を用いている。また、ここに参照してその内容をこの明細書に組み入れるこの出願と同一の譲受人に譲渡ずみの１９９８年８月１４日提出の出願中の米国特許出願第０９／１３４，１５７号および１９９６年８月８日提出の出願中の米国特許出願第０８／６９４，９５５号はいくつかのＬＣＤ表示装置およびＬＥＤ表示装置の構成を記載している。検出ユニット表示装置は、通常は検出対象物体の縁部や中心など特徴部分の判定においてユーザに役立つように設計してある。図１を再び参照すると、表示装置１６は例えば植込みボルトの縁部１８、縁部１８と縁部２２との間の中心部２０、縁部１８および２２の両方、または植込みボルト１４の上記以外の特徴部分を表示できる。
【０００６】
手持ち式検出ユニットのＬＥＤ表示装置またはＬＣＤ表示装置は通常は検出ユニット筺体に取り付ける。したがって、表示装置は検出対象物体の手前にある壁表面に対して横方向および深さ方向の両方向に変位する。また、ユーザは天井や床や角部などの背後にある物体を捜す場合などに、手持ち式の検出ユニットを傾斜角を伴った非正常な状態にしたりして操作することが多い。例えば、図１において植込みボルト１４が湯沸かしタンクなど大型の視覚障害物に近い壁の背後にある場合は、ユーザには表示装置１６は見えにくい。表示装置１６が見えても、見る角度が傾いているために、ユーザは壁面の背後の隠れ物体の位置を検出ユニット筺体内の表示装置の位置に基づいて視覚的に角度推算しなければならない。したがって、検出装置情報のユーザへの表示のしかたに改良が求められている。
【０００７】
【発明の概要】
この発明によると、検出対象物体の手前にある表面に可視パターンを手持ち式検出ユニットから投影する。投影パターンは検出された物体の一つ以上の所定の特徴を表す。それら特徴には、縁部、二つの縁部の間の位置、二つの縁部の間の中心部、物体の大きさの特徴、その物体が形成するまたはその物体が影響を及ぼす電磁界の特徴などが含まれるがこれらに限られない。
【０００８】
この発明の一つの実施例では、検出ユニット筺体の一端に幅狭の開口を設ける。検出ユニットの検出回路が隠れ物体を検出すると、検出回路は検出器筺体内の光源を駆動する駆動回路に信号を送る。この光源からの光の一部が上記開口を通過し検出物体の手前の壁表面に線を投影する。
【０００９】
検出器ユニットに二つ以上の開口・光源組合せを設け、隠れ物体の位置および向きについての追加の情報を表示するように構成した実施例もある。また、一つ以上の開口から一方向に光を投射するように構成した実施例もあり、互いに逆向きに光を投射するように構成した実施例もある。さらに、例えば二つの隠れ物体の交叉を表示するように検出ユニットの二つの軸に沿って光を投射するように構成した実施例もある。さらに、ユーザが検出ユニットからの警報信号を認識したのち検出物体の手前の壁表面に光パターンを手動で表示するオプションを含む実施例もある。
【００１０】
建築業界で使われているような手持ち式の「植込みボルト検出装置」を構成するように植込みボルト検出回路と組み合わせた実施例もある。しかし、この発明は多様な隠れ物体または埋込み物体の検出に屋内用および屋外用として設計された上記以外の携帯型検出ユニットと組み合わせることもできる。
【００１１】
【好ましい実施例の説明】
共通の構成要素には共通の参照数字を付けて示した図面を参照してこの発明のいくつかの実施例を次に説明する。
【００１２】
この発明によると、手持ち式の検出ユニットは被検出物体の位置の手前にある壁表面に可視パターンを投影する。線などから成るこの投影パターンは縁部、二つの縁部の間の位置など被検出物体の特徴、またはその物体の大きさを表す。
【００１３】
図２Ａおよび図２Ｂはこの発明の一つの実施例およびその動作を示す。図２Ａは一つ以上のセンサ素子を含み、例えば被検出物体の特徴の存在を表す信号を生ずる検出回路（図３）に接続されるセンサ素子アレー２８を示す。
【００１４】
マスク３２に画定された透明開口３０も示してある。開口３０は開放溝穴でも検出装置筺体への埃など異物の侵入を防ぐように被われた溝穴でも差し支えない。また、実施例によっては開口３０に像形成用光学系（例えばレンズ）を保持したものもある。
【００１５】
光源３４も図示してある。投影面に可視パターンを投影するのに十分な出力輝度の慣用ＬＥＤで光源３４を構成した実施例もある。また、ほかの実施例では光源３４をレーザで構成する。図２Ａに示すとおり、光線３６は光源３４から開口３０に直接に放射される。他の実施例では、レンズ、プリズム、光導波路（例えば光ファイバ）など一つ以上の光学素子（図示してない）経由で光線３６を導く。
【００１６】
図２Ａに示すとおり、光線３６は光線３４から開口３０を経て導かれ、壁１２の表面３８に入射する。光線３６は光線３４から開口３０の形状に対応するパターン、すなわちこの場合は線４２のパターンで表面３８を照射する。他の実施例ではこれ以外のパターンを投影する。図２Ａは壁１２の背後にある植込みボルト１４の縁部１８に対応する位置で表面３８に投影されている線４２を示す。実施例によっては、ユーザがセンサ素子アレー２８を表面３８の横方向に動かすに伴って検出回路（図３）が縁部１８を検出して光源３４付勢のためのイネーブル信号を発生し、線４２を表面３８に投影する。このようにして、ユーザは上述のとおり検出ユニット筺体内に取り付けた表示装置を見ることなく、壁１２の背後の縁部１８の位置の可視表示を直接に得ることができる。図から理解されるとおり、線４２は縁部１８のほぼ垂直な表面３８への投影像を点線４４のとおり表す。図２Ｂは図２Ａと同様であるが植込みボルト１４の中心位置２０を線４２で表面３８に示している。図示のとおり、センサ素子アレー２８が植込みボルト１４の縁部１８および２２の中間部に位置している。検出回路（図３）は中心位置２０を検出し光源３４付勢のためのイネーブル信号を発生し、線４２を表面３８に投影する。図２Ｂでは線４２は中心位置２０のほぼ垂直な表面３８への投影像を点線４４のとおり示す。
【００１７】
図３はこの発明の実施例の概略図である。センサ素子アレー２８は少なくとも一つのセンサ素子を含み、バス５２により検出回路５０に接続されている。検出回路５０はバス５６によりマイクロプロセッサ５４に接続した形で図示してある。一つの実施例では、マイクロプロセッサ５４は Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ ＰＩＣ １６Ｃ５８ など慣用の８ビットマイクロプロセッサで構成する。これ以外のマイクロプロセッサを用いた他の実施例もある。互いに接続したアレー２８、回路５０およびマイクロプロセッサ５４は検出回路５８を構成する。この発明の実施例において多様な検出回路５８の構成との組合せが可能であることが重要である。この発明の実施例では、光源を駆動しまたは光源の駆動をユーザに促すように信号または被検出物体の表示が生じるだけでよい。そのような信号または表示を生ずる回路として多数の回路が周知である。
【００１８】
図示のとおり、マイクロプロセッサ５４の出力ポート６０を導線６２によりトランジスタＱのベース端子６１に接続する。一つの実施例では、トランジスタＱを慣用のバイポーラトランジスタ ２Ｎ３９０４ で構成する。他の実施例では、二つの端子の間を流れる電流をもう一つの端子に受けた例えば電圧または電流の変化で制御する種類の半導体デバイスでトランジスタＱを構成する。トランジスタＱを例えば電界効果トランジスタで構成することもできる。
【００１９】
図示のとおり、トランジスタＱのエミッタ端子６３を基準電位（例えば接地電位）の端子６４に抵抗器Ｒ経由で接続する。一つの実施例では抵抗器Ｒを２２０Ｋとする。他の実施例ではその抵抗値を別の値にする。
【００２０】
トランジスタＱのコレクタ端子６５は発光ダイオードＤ経由でもう一つの端子６６に接続し、この端子６６には電源（図示してない）から電圧ＶＢＡＴを供給する。一つの実施例では、この電源を電池で構成し、ＶＢＡＴを約＋９Ｖとする。また、一つの実施例では、ダイオードＤを Ｎｉｃｈｉａ ＮＳＰＢ５１０５ 型発光ダイオードで構成する。また、別の実施例ではトランジスタＱ、抵抗器ＲおよびダイオードＤと同様または等価の部品を用いることができる。
【００２１】
図示のとおり、トランジスタＱおよび抵抗器Ｒの組合せは、端子６１、６４および６５を有する駆動回路６７を構成する。例えば＋５Ｖのイネーブル信号が端子６１に印加されている場合は、ダイオードＤを活性化する電流が端子６４および６５の間で流れる。駆動回路６７とダイオードＤとの組合せは端子６１、６４および６６に接続した表示回路６８を構成する。この発明の実施例は上記以外の駆動回路および表示回路を用いることができる。上述の検出回路５８については、この発明の実施例に駆動回路６７および表示回路６８の多様な構成を実現できることの認識が重要である。駆動回路は完全な自動回路である必要はない。例えば、後述の一つの実施例では、検出ユニットが物体検出を表す可聴音信号を発した場合にユーザがボタンを押して光投影用の表示回路を動作させる。
【００２２】
図３に示すとおり、隠れ物体の縁部などの特徴を検出回路５８が検出すると、それに応答してマイクロプロセッサ５４がポート６０経由で導線６２に信号を出力する。この信号は例えば論理ロウ（例えば０ボルト）から論理ハイ（例えば＋５ボルト）への論理状態変化を表す。導線６２が論理ハイになると、トランジスタＱを通じて電流が流れ、ダイオードＤが発光する。検出回路５８が隠れ物体の特徴を検出しなくなると、マイクロプロセッサ５４はポート６０からの信号出力を例えば論理ロウ表示に変える。論理ロウ状態になるとトランジスタＱを通じた電流が十分に流れなくなりダイオードＤは発光しなくなる。
【００２３】
図４はこの発明の実施例の平面図である。図示のとおり、検出ユニット７０は検出器筺体７２を備える。筺体７２は開口７６を画定する不透明な前面７４を備える。筺体７２の中にある光源３４（図２Ａ）、発光ダイオードＤ（図３）またはダイオード１９４（図２２）などの光源（図示してない）が物体を視界から背後に隠している表面（例えば壁）に開口７６を通じて光線を放射する。
【００２４】
図５Ａ乃至図５Ｃはこの発明の実施例を骨組み植込みボルト検出用の検出回路に結合した検出ユニットの使い方を示す。図５Ａは壁に対する検出ユニット７０ａの前面部を示す。植込みボルト１４は壁１２の背後に隠れた状態で示してある。ユニット７０ａの中の回路は、この例における骨組み植込みボルトを検出するように設計されている。図５Ａに示す状態ではユニット７０ａは植込みボルト１４を検出しない。したがって、開口７６を通じて投影される光線はない。図５Ｂは検出ユニット７０ａが右に動き、植込みボルト１４を検出し、それによって壁１２上に組４２を投影し続ける様子を示す。この実施例においてはユニット７０ａがさらに右に縁部２２を越えて動くと線４２は壁１２上に投影されなくなる。
【００２５】
図６Ａ乃至６Ｃはこの発明の実施例を骨組み植込みボルト縁部検出用の検出回路に結合した検出ユニットの使い方を示す。この例では、ユニット７０ｂの中の回路は骨組み植込みボルト縁部を検出するように設計されている。図６Ａでは、検出器ユニット７０ｂは植込みボルト１４縁部１８を検出せず、開口７６を通じた光線の投影はない。図６Ｂは検出ユニット７０ｂが右へ動いて縁部１８を検出し線４２を壁１２上に投影している様子を示す。図６Ｃは検出ユニット７０ｂがさらに右へ動き、縁部１８を検出しなくなり、したがって線４２の壁１２上への投影がなくなった状態を示す。検出ユニット７０ｂは縁部２２を検出した場合、または端部１８および２２の間の部分を検出した場合も、線４２を壁１２上に投影する。例えば、図６Ａ乃至６Ｃを参照すると、実施例の検出器ユニット７０ｂが右に動くに伴って、線４２が縁部１８の上でまず投影され、縁部１８通過時に消え、縁部１８および２２の間の中間位置の上で再び投影される。
【００２６】
図７はこの発明のもう一つの実施例の平面図である。図示のとおり、検出器ユニット８０は筺体８２を備える。筺体８２は前面８４を備え、この前面８４には五つの開口８６ａ−８６ｅを区画してある。開口を五つ以上または以下にした実施例も可能である。この発明によると、これら開口８６ａ−８６ｅの一つ以上を通じて、隠れ物体の手前の表面に光線を投影する。各開口を通じた光線の投影の状態は検出ユニット８０の中に含まれる特定の検出回路で定まる。複開口投影の例は後述する。
【００２７】
一つの実施例では、開口８６ａ−８６ｅの各々を通じて特有の線が表面に投影されるように筺体８２内で特有の慣用光源を各開口と対応させる。他の実施例では、慣用の光源１個を用いる。一つの光源から二つ以上の開口への光線の伝搬を制御するようにその光源と各開口との間に慣用のシャッタを配置する。一つの実施例では、慣用のＬＥＤなどの光源からの光を、例えば光ファイバなど慣用の光導波路により二つ以上の開口に導く。各開口への光は、光源と開口との間の光路に配置した慣用の電動シャッタなどのシャッタによりオンオフ変調する。イネーブル信号がシャッタを開くと、光線はその開口を通過して被検出物体を隠している表面に入射する。一つ以上のシャッタを用いた実施例では、シャッタ動作制御用の慣用の回路を上記駆動回路と考える。
【００２８】
図８Ａ乃至図８Ｃは図７に示した筺体および開口の例を骨組み植込みボルト縁部検出用の検出回路と組み合わせた検出ユニットの使い方を示す。図８Ａは前面８４に区画した開口８６ａ−８６ｅを示す。検出ユニット８０ａの中の回路はこの例では骨組み植込みボルト縁部を検出するように設計してある。図８Ａにおいては、検出ユニット８０ａは骨組み植込みボルト１４の縁部を検出せず、開口８０ａ−８０ｅからの投影光線はない。図８Ｂは右に動いて縁部１８を検出し始めた検出ユニット８０ａを示す。図示のとおり、線４２ａは開口８６ａを通じて壁１２に投影され、壁１２の下の縁部１８の位置を表す。図８Ｃはさらに右に動いて縁部１８を引き続き検出中の検出ユニット８０ａを示す。図示のとおり、ユニット８０ａは縁部１８に対して変位しており、したがって線４２ａは壁１２上には投影されなくなっている。代わりに、線４２ｃが開口８６Ｃを通じて壁１２に投影されている。検出ユニット８０ａが縁部１８を過ぎてさらに動くに伴って、縁部１８の位置のより連続的な投影が、開口８６ａ−８６ｅを順々に通じた線の投影により行われる。縁部２２の位置、または縁部１８および２２の間の位置を、検出ユニットが動いて上記特徴を検出するに伴って上述のやり方と同じように表示する実施例もある。
【００２９】
図９Ａ乃至図９Ｃは図７の筺体および開口の例を骨組み植込みボルト検出用の検出回路と組み合わせた検出ユニットの使い方を示す。ユニット８０ｂの中の回路はこの例では骨組み植込みボルトを検出する。図９Ａでは検出器８０ｂは骨組み植込みボルトを検出せず、開口８６ａ−８６ｅを通じた光線の投影はない。図９Ｂは右に動いて植込みボルト１４を検出し始めた検出ユニット８０ｂを示す。図示のとおり、線４２ａが開口８６ａを通じて壁１２上に投影され、壁１２の下の植込みボルト１４の検出された部分の位置を表す。図９Ｃは検出ユニット８０ｂがさらに右に動いて植込みボルト１４を引き続き検出することを示す。図示のとおり線４２ａ、４２ｂおよび４２ｃが開口８６ａ、８６ｂおよび８６ｃをそれぞれ通じて壁１２に投影され、壁１２の下の植込みボルト１４の位置を表している。
【００３０】
二つ以上の投影線を有する表示の利点は長い隠れ物体の向きをより早く特定するのに役立つことである。例えば、ユーザが検出ユニットを動かすことに伴ってこれらの線全部がほぼ同時並行的に投影される場合は、それら同時並行の投影は隠れ物体の長軸にほぼ垂直な方向にそれら線が向いていることを示す。しかし、別々に投影された線が検出ユニットの動きの速さにほぼ対応する速さで順次に照射すると、それら線は隠れ物体の長軸にほぼ平行な方向に向くことを表す。
【００３１】
図１０はこの発明のもう一つの実施例を示す。図示のとおり、検出ユニット９０は筺体９２を備える。筺体９２は前部表面９４、右側表面９６、左側表面９８および後部表面１００を有する。開口１０２ａを前部表面９４に区画し、開口１０２ｂを後部表面１００に区画する。図１１は後部表面１００に区画した開口１０２ｂをより明確に示す斜視図である。図１０を再び参照すると、開口１０２ａおよび１０２ｂは、開口１０２ａから外向きに放射される光線と逆向きに開口１０２ｂから外へ光線が放射されるように互いに一直線上に配列してある。すなわち、開口１０２ａおよび１０２ｂを通過する光ビームはユニット９０の長軸と一致した向きになっている。これら開口１０２ａおよび１０２ｂを通過する光線は上述のとおり単一の光源からの光線でも互いに別個の光源からの光線でもよい。
【００３２】
図１２は前部表面９４および後部表面１００にそれぞれ区画した開口１０２ａおよび１０２ｂを有する検出ユニット９０ａの使い方を示す。この例では、図示のとおりユニット９０ａの中の回路が骨組み植込みボルトの縁部を検出する。検出ユニット９０ａが骨組み植込みボルト１４の縁部１８を検出すると光線が開口１０２ａおよび１０２ｂの両方から生ずる。開口１０２ａからの光線は線１０４ａで示すとおり壁１２に入射し、開口１０２ｂからの光線は線１０４ｂに入射する。この図から理解されるとおり、これら線１０４ａおよび１０４ｂはユニット９０ａの長軸上にある。ユニット９０ａの上記以外の実施例は例えば植込みボルト１４の中心位置または大きさを検出する。
【００３３】
図１０を再び参照すると、開口１０６ａを右側表面９６に区画し開口１０６ｂを左側表面９８に区画する。図１１は右側表面９６に区画した開口をより詳細に示す。開口１０６ｂ（見えない）も同様に左側表面９８（見えない）に区画してある。図１０に示すとおり、これら開口１０６ａおよび１０６ｂは開口１０６ａから外向きに放射される光線と逆向きに開口１００ｂから外へ光線が放射されるように互いに一直線上に配列してある。すなわち、開口１０６ａおよび１０６ｂを通過する光ビームはユニット９０の横軸と一致した向きになっている。開口１０２ａおよび１０２ｂを通過する光線は上述のとおり単一の光源からの光線でも互いに別個の光源からの光線でもよい。
【００３４】
図１３は、右側表面９６および左側表面９８にそれぞれ区画した開口１０６ａおよび１０６ｂを備える検出ユニット９０ｂの使い方を示す。図示のとおり、この例ではユニット９０ｂの中の回路は骨組み植込みボルトの縁部を検出する。ユニット９０ｂが骨組み植込みボルト１５の縁部１９を検出すると、光線が開口１０６ａおよび１０６ｂの両方から放射される。開口１０６ａを通過した光線は壁１２に線１０８ａとして入射し、開口１０６ｂを通過した光線は線１０８ｂとして入射する。この図から理解されるとおり、線１０８ａおよび１０８ｂはそれぞれユニット９０ｂの横軸と同一線上にある。ユニット９０ｂの別の実施例では、例えば植込みボルト１５の中心位置または大きさを検出することもできる。
【００３５】
図１４は検出ユニット９０ｃの使い方を示す。垂直植込みボルト１４および水平植込みボルト１５が壁１２の背後で互いに交叉している。図示のとおり、検出ユニット９０ｃはこの例では植込みボルト１４の縁部１８と植込みボルト１５の縁部１９との両方を検出する。すなわち、縁部１８および１９が両方とも検出された場合は開口１０２ａ、１０２ｂ、１０６ａおよび１０６ｂから光線が放射されて、壁１２の背後の縁部１８および１９の両方の位置を表示する。実施例によっては、開口１０２ａおよび１０２ｂまたは開口１０６ａおよび１０６ｂを省略することもできる。図示のとおり、線１０４ａおよび１０４ｂはユニット９０ｃの長軸沿いに壁に投影され、線１０８ａおよび１０８ｂはユニット９０ｃの横軸、すなわち長軸と垂直な軸沿いに壁１２に投影される。実施例によっては、光線の放射を検出ユニット長軸沿いの反対向きだけにし、または検出ユニット横軸沿いの反対向きだけにする。また、ユーザが例えばスイッチにより横軸方向表示、長軸方向表示または両軸方向組合せ表示を選択する構成の実施例もある。
【００３６】
図１５は筺体１１２を有する検出ユニット１１０の平面図である。筺体１１２は前部表面１１４、右側表面１１６、左側表面１１８および後部表面１２０を有する。前部表面１１４には開口１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄおよび１２２ｅを区画する。同様に、後部表面１２０には開口１２２ｆ、１２２ｇ、１２２ｈ、１２２ｉおよび１２２ｊを区画する。したがって、光線は検出ユニット１１０の長軸沿いに互いに相対する一つ以上の開口対、例えば開口１２２ａおよび１２２ｆの対を通じて互いに逆向きに放射される。図１６は後部表面１２０に区画された開口１２２ｆ−１２２ｊをより明確に示す斜視図である。他の実施例では後部表面１２０および前部表面１１４（見えない）に上記以外の数の開口を設けることもできる。図１５を参照すると、開口１２２ａ−１２２ｊを通過する光線は上述のとおり単一の光源からの光線でも複数光源からの光線でも差し支えない。
【００３７】
図１７は前部表面１１４に区画した開口１２２ａ−１２２ｅおよび後部表面１２０に区画した開口１２２ｆ−１２２ｊを有する検出ユニット１１０ａの使い方を示す。図示のとおり、ユニット１１０ａの中の回路はこの例の場合は骨組み植込みボルトを検出する。検出ユニット１１０ａが右に動いて骨組み植込みボルトの一部を検出すると、それぞれ互いに相対する開口１２２ａおよび１２２ｆ、開口１２２ｂおよび１２２ｇ、並びに開口１２２ｃおよび１２２ｈから光線が放射される。図示のとおり、放射された光線はそれぞれ線１２８ａおよび１２８ｆ、線１２８ｂおよび１２８ｇ、並びに線１２８ｃおよび１２８ｈとして壁１２に投影される。図７、図８Ａ乃至図８Ｃおよび図９Ａ乃至図９Ｃに関連づけて上に述べたとおり、単一方向に投影される光パターンと同様の複数の互いに相対する光パターンを投影する実施例もある。
【００３８】
図１５を再び参照すると、右側表面１１６には開口１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄおよび１２６ｅを区画し、左側表面１１８には開口１２６ｆ、１２６ｇ、１２６ｈ、１２６ｉおよび１２６ｊを区画した状態が示してある。検出ユニット１１０の長軸沿いに開口１２２ａ−１２２ｊを通じて互いに相対するパターンを投影したのと同様に、検出ユニット１１０の横軸沿いに開口１２６ａ−１２６ｊを通じて互いに相対するパターンを投影する。図１６は左側表面１１６に区画した開口１２６ａ−１２６ｅをより明確に示す。表面１１８（見えない）にも開口１２６ｆ−１２６ｊ（見えない）を同様に区画する。これら表面１１６および１１８に上記と異なる数の開口を区画した実施例も可能である。図１５を参照すると、開口１２６ａ−１２６ｊを通過する光線は単一の光源からの光線でもいくつかの光源からの光線でも差し支えない。
【００３９】
図１８は右側表面１１６に区画した開口１２６ａ−１２６ｅと左側表面に区画した開口１２６ｆ−１２６ｊとを有する検出ユニット１１０ｂの使い方を示す。図示のとおり、ユニット１１０ｂの中の回路がこの場合は水平骨組み植込みボルト１５を検出する。検出ユニット１１０ｂが壁沿いに下向きに動き植込みボルト１５の一部を検出すると、それぞれ互いに相対する開口１２６ｅおよび１２６ｊ、開口１２６ｄおよび１２６ｉ、並びに開口１２６ｃおよび１２６ｈを通じて光線が放射される。これら開口から放射された光線は、それぞれ線１３０ｅおよび１３０ｊ、線１３０ｄおよび１３０ｉ、並びに線１３０ｃおよび１３０ｈの対として壁１２に投影される。
【００４０】
図１９は検出ユニット１１０ｃの使い方を示す。垂直植込みボルト１４および水平植込みボルト１５が壁１２の背後で交叉し、上記交叉部分よりも図に向かって上側にある隠れ物体部分が第１の特徴を、左側にある部分が第２の特徴を、下側にある部分が第３の特徴を、右側にある部分が第４の特徴をそれぞれ構成している。図示のとおり、検出ユニット１１０ｃはこの場合は植込みボルト１４および１５の両方の上記第１乃至第４の特徴を検出する。すなわち、光線は開口１２２ａ−１２２ｃ、１２２ｆ−１２２ｈ、１２６ｃ−１２６ｅおよび１２６ｈ−１２６ｊを通じて投影される。その結果、線１２８ａ−１２８ｃ、１２８ｆ−１２８ｈ、１３０ｃ−１３０ｅおよび１３０ｈ−１３０ｊは壁１２の背後の植込みボルト１４および１５の両方の上記第１乃至第４の特徴の位置を表示する。検出ユニットの長軸沿いの互いに反対向きだけ、または検出ユニットの横軸沿いの互いに反対向きだけに光線を投影する実施例もある。また、実施例によっては、ユーザが例えばスイッチにより長軸方向の投影、横軸方向の投影または両軸方向の投影を選択する構成のものもある。
【００４１】
図２０はこの発明のもう一つの実施例の平面図である。図示のとおり、検出ユニット１４０は前部表面１４４を有する。この表面１４４に開口１４６を区画する。また、筺体１４２に押しボタンスイッチ１４８と表示装置１５０とを図示のとおり備える。表示装置１５０は液晶表示装置で構成できるがＬＥＤなど他の表示装置を用いた実施例も可能である。筺体１４２には孔１５２を設け、その下に慣用のスピーカを取り付ける（図示してない）。
【００４２】
上述のとおり、この実施例による表示装置は自動的でなく手動で駆動する。すなわち、隠れ物体の所定の特徴が検出されると、検出回路の発生したイネーブル信号でユーザに警報を発し、ユーザが必要に応じて表示装置を活性化する。例えば、検出回路からのイネーブル信号を用いて、孔１５２の下のスピーカを駆動する慣用の警報音信号発生器により警報信号を発生する。または、このイネーブル信号を用いて、表示装置１５０の中のＬＣＤ素子１５４など可視記号発生用の慣用ＬＣＤ制御回路を活性化することもできる。ユーザに認識可能な上記以外の出力を生ずる他の実施例も可能である。
【００４３】
図２１は検出回路に接続した警報回路のブロック図である。表示回路５８の構成要素は図３に関連して上に述べたものである。バス１６０でマイクロプロセッサ５４と慣用の可聴周波数信号音発生回路１６２とを接続する。慣用のスピーカを導線１６６によりこの信号発生回路１６２に接続する。検出回路５８の発生した信号などのイネーブル信号を受けてスピーカ１６４により可聴周波トーンを発生する可聴周波数信号発生回路は周知である。慣用のＬＣＤ制御回路１６８をバス１７０経由でマイクロプロセッサ５４に接続する代替的構成も可能である。制御回路１６８は表示装置１５０（図２０）など慣用のＬＣＤの表示を通常の方法で駆動する。検出回路５８の発生する信号など検出回路からのイネーブル信号を受けて可視表示を生ずるＬＣＤ制御回路は多数周知である。信号音発生回路１６２とスピーカ１６４との組合せ、および制御回路１６８と表示装置１５０との組合せは警報回路１７４の例である。他の実施例では、ユーザに認識可能な検出物体の表示を生ずる上記以外の警報回路を活性化するイネーブル信号を生ずるのにマイクロプロセッサ５４を用いる。
【００４４】
図２２はユーザ操作型の表示装置の概略図である。例えば Ｎｉｃｈｉａ ＮＳＰＢ５１０Ｓ 型発光ダイオードで構成したＬＥＤ Ｄ１は、例えば＋９Ｖの電圧を慣用の９Ｖ電池などの電圧源（図示してない）から端子１８０に受ける。ダイオードＤ１のもう一つの端子は慣用の手動スイッチの一つの端子に接続する。一つの実施例ではスイッチＳは慣用の押しボタンスイッチである。スライドスイッチなど上記以外の慣用のスイッチも採用できる。抵抗器Ｒ１はスイッチＳと基準電位（例えば接地電位）の端子１９２との間に接続した２２０Ｋの抵抗器である。ユーザがスイッチＳを閉じると、ダイオードＤ１は光を発生し、その光線は上述のとおり検出ユニットの開口を通過して隠れ物体の手前の壁表面に投影する。上記以外の慣用の手動式表示装置も使用可能である。
【００４５】
図２３はこの発明のよる光源・開口組合せの実施例の断面図である。開口１９０を検出器筺体１９２に設ける。ＬＥＤから成る光源１９４を筺体１９２内に取り付け、駆動回路６７（図３）などの駆動回路に接続する。駆動回路が光源１９４を駆動すると、光線１９６が開口１９０から放射され開口１９０の形状に対応したパターンを表面１９８に投影する。図７に示した例のように複数の線を投影する構成の実施例では、特有の光源・開口組合せが投影パターンの各々に対して存在する。
【００４６】
上の説明は特定の実施例およびいくつかの特定の用途、すなわち比較的滑らかな表面を備える壁の背後の骨組み植込みボルトの位置の割り出しに限定した。しかし、この発明はこれら特定の実施例および用途に限定されない。例えば、この発明による検出ユニット表示装置は、配管、導管、配線、ガス管など上記以外の隠れ物体の位置を示すことができる。隠れ物体は壁、床、天井などの表面の背後、コンクリート成形体など大きい物体の中、または地中などに含まれる場合もある。その表面は例えば円滑でない煉瓦や芝生などの場合もあり、湾曲している場合もあり得る。また、この発明による検出ユニット表示装置は屋内用および屋外用の両方に設計された多様な検出ユニット構成に組み合わせることができる。したがって、上に詳述した実施例以外にも多数の実施例が存在することを当業者は認識するであろう。この発明の範囲は特許請求の範囲の請求項の記載のみによって限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】手持ち式検出装置の通常の使い方を示す図。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂはこの発明の実施例の動作原理を示す斜視図。
【図３】この発明の一つの実施例の概略図。
【図４】この発明の一つの実施例を示す平面図。
【図５】図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは骨組み埋め込みボルトの位置を示すこの発明の実施例の使い方を順次式に示す図。
【図６】図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは骨組み埋め込みボルトの縁部の位置を示すこの発明の実施例の使い方を順次式に示す図。
【図７】この発明の第２の実施例を示す平面図。
【図８】図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは骨組み植込みボルトの縁部の位置を示すこの発明の実施例の使い方を順次式に示す図。
【図９】図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃは骨組み植込みボルトの位置を示すこの発明の実施例の使い方を順次式に示す図。
【図１０】この発明の第３の実施例を示す平面図。
【図１１】図１０に示した実施例の斜視図。
【図１２】骨組み植込みボルトの位置を示すこの発明の実施例の使い方の平面図。
【図１３】骨組み植込みボルトの位置を示すこの発明の実施例の使い方の平面図。
【図１４】互いに交叉する骨組み植込みボルトの二つの縁部の位置を示すこの発明の実施例の使い方の平面図。
【図１５】この発明の第４の実施例の平面図。
【図１６】図１５に示した実施例の斜視図。
【図１７】骨組み植込みボルトの位置を示すこの発明の実施例の平面図。
【図１８】骨組み植込みボルトの位置を示すこの発明の実施例の平面図。
【図１９】互いに交叉する骨組み植込みボルトの二つの縁部の位置を示すこの発明の実施例の使い方の平面図。
【図２０】この発明の第５の実施例の平面図。
【図２１】検出回路に接続した警報回路のブロック図。
【図２２】手動表示回路を示す概略図。
【図２３】この発明による光源・開口対の例の断面図。
【符号の説明】
１０            検出ユニット
１２            壁
１４            植込みボルト
１６            表示装置
１８，２２      縁部
２０            中心位置
２８            センサ素子アレー
３０            開口
３２            マスク
３４            光源
３６            光線
３８            壁表面
４２            線
４４            点線
５０            検出回路
５２，５６      バス
５４            マイクロプロセッサ
５８            検出回路
６０            出力ポート
６１            トランジスタＱのベース端子
６３            トランジスタＱのエミッタ端子
６４            基準電位端子
６５            トランジスタＱのコレクタ端子
６６            電源電圧端子
６７            駆動回路
６８            表示回路
７０，８０，９０，１１０，１４０    検出ユニット
７２            検出器筺体
７４            不透明前部表面
７６，８６，１０２，１２２          開口
１４８          押しボタンスイッチ
１５０          表示装置
１６０，１７０  バス
１６２          可聴周波数呼出音信号発生器
１６４          スピーカ
１６８          ＬＣＤ制御回路
１７４          警報回路
【図１】
0003581851.tif 000002
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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