(57)【要約】  本発明は、測定装置、特に手持形装置として形成された距離測定装置（１０）であって、測定信号のための経路（２８，３４）と、測定信号を変化させるための調節可能な信号手段（３６，７０）と、該信号手段（３６，７０）を調節するための駆動ユニット（４０）とが設けられており、該駆動ユニット（４０）が、静的なユニット（５２）と駆動エレメント（４６，７６）とを有しており、該駆動エレメント（４６，７６）が、前記静的なユニット（５２）に対して相対的に、静的なユニット（５２）により直接駆動されて運動可能である形式のものに関する。前記駆動エレメント（４６，７６）が、前記静的なユニット（５２）に対して相対的に、駆動されて回転可能であることを提案する。
2009505046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定装置、特に手持形装置として形成された距離測定装置（１０）であって、測定信号のための経路（２８，３４）と、測定信号を変化させるための調節可能な信号手段（３６，７０）と、該信号手段（３６，７０）を調節するための駆動ユニット（４０）とが設けられており、該駆動ユニット（４０）が、静的なユニット（５２）と駆動エレメント（４６，７６）とを有しており、該駆動エレメント（４６，７６）が、前記静的なユニット（５２）に対して相対的に、静的なユニット（５２）により直接駆動されて運動可能である形式のものにおいて、前記駆動エレメント（４６，７６）が、前記静的なユニット（５２）に対して相対的に、駆動されて回転可能であることを特徴とする、測定装置。
【請求項２】
前記信号手段（３６，７０）が回転軸線（３８）を中心として旋回可能であり、かつ前記駆動エレメント（４６，７６）が回転軸線（３８）を中心として回転可能に支承されている、請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記信号手段（３６，７０）が前記駆動エレメント（４６，７６）に不動に結合されている、請求項１または２記載の測定装置。
【請求項４】
前記駆動エレメント（７６）が前記信号手段（７０）にワンピースに一体成形されている、請求項３記載の測定装置。
【請求項５】
前記信号手段（３６，７０）が軸（４４，７４）を有しており、該軸（４４，７４）が前記静的なユニット（５２）により包囲されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項６】
前記駆動エレメント（４６）が、リング状のエレメントにより形成されており、該リング状のエレメントが、前記軸（４４）上にプレスばめされて配置されている、請求項５記載の測定装置。
【請求項７】
前記駆動エレメント（７６）が、プラスチックで結合された磁性材料から製作されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項８】
前記信号手段（３６，７０）が尖端で支承されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項９】
前記駆動エレメント（４６）が、前記静的なユニット（５２）と協働して、少なくとも２つのエネルギ的な最小値を有しており、前記信号手段（３６）の運動行程が保持位置で制限手段（４７，４８）により制限されており、前記駆動エレメント（４６）が保持位置でエネルギ的な最小値の手前に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の測定装置。
【請求項１０】
前記制限手段（４７，４８）が当接エレメントとして構成されている、請求項９記載の測定装置。
【請求項１１】
保持位置に配置された信号手段（３６）が保持力により保持位置に保持されている、請求項９または１０記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した測定装置、特に手持形装置として形成された距離測定装置から出発する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８０４０５０号明細書から、光学的な送信測定信号を生成するためのレーザダイオードと、受信測定信号を受信するためのフォトダイオードとを備えた距離測定装置が公知である。距離測定装置の校正を実施するために、距離測定装置には、調節可能な反射性のフラップが設けられている。フラップは校正時にアクチュエータによって送信測定信号の光学的な経路内に調節される。これにより、送信測定信号は偏向され、基準区間を介してフォトダイオードに直接向けられる。
【０００３】
発明の利点
本発明は、測定装置、特に手持形装置として形成された距離測定装置であって、測定信号のための経路と、測定信号を変化させるための調節可能な信号手段と、該信号手段を調節するための駆動ユニットとが設けられており、該駆動ユニットが、静的なユニットと駆動エレメントとを有しており、該駆動エレメントが、前記静的なユニットに対して相対的に、静的なユニットにより直接駆動されて運動可能である形式のものから出発する。
【０００４】
前記駆動エレメントが、前記静的なユニットに対して相対的に、駆動されて回転可能であることを提案する。
【０００５】
これにより、静的なユニットおよび駆動手段の簡単かつコンパクトな構造が有利に達成され得る。信号手段がやはり回転調節可能であると、付加的な伝動エレメントは回避され得る。信号手段の調節時、信号手段は有利には測定信号の経路内にもたらされることができる。これにより、測定信号は変化させられる。例えば、測定信号は信号手段により偏向、反射、２つの別の測定信号に分割、偏光かつ／または吸収され得る。このとき、測定信号は電磁放射、例えば光学放射、赤外放射、レーダ放射等として、または超音波として構成されていることができる。信号手段は例えばビームスプリッタとしてまたはミラーとして構成されていることができる。静的なユニットは有利には、駆動エレメントを駆動するための磁界または電界を形成するために設けられている。
【０００６】
さらに、前記信号手段が回転軸線を中心として旋回可能であり、かつ前記駆動エレメントが回転軸線を中心として回転可能に支承されていることを提案する。これにより、駆動エレメントと信号手段との間の簡単な結合が有利に達成され得る。
【０００７】
この関連で、さらに、前記信号手段が前記駆動エレメントに不動に結合されていることを提案する。これにより、信号手段の調節のための僅かな数の可動部分が達成され得る。その際、信号手段の調節時の調節時間およびエネルギ消費はさらに減少され得る。付加的に、信号手段は有利には直接駆動エレメントに結合されていることができる。特に、信号手段は直接駆動エレメントに固定されていることができる。
【０００８】
前記駆動エレメントが前記信号手段にワンピースに一体成形されていると、駆動エレメントと信号手段との間の特に堅固な結合が達成され、信号手段への駆動エレメントの組立は有利に回避され得る。
【０００９】
本発明の別の構成では、前記信号手段が軸を有しており、該軸が前記静的なユニットにより包囲されている。これにより、信号手段および静的なユニットのコンパクトな配置が達成され得る。信号手段がフラップ状のエレメントを有しているとき、軸は有利にはフラップ状のエレメントにワンピースに一体成形されて構成されていることができる。
【００１０】
この関連で、さらに、前記駆動エレメントが、リング状のエレメントにより形成されており、該リング状のエレメントが前記軸上にプレスばめされて配置されていることを提案する。これにより、駆動エレメントと信号手段との間の特に堅固な結合が達成され得る。付加的に、静的なユニット内への駆動エレメントの簡単な組立が、駆動エレメントが前組立されて配置されている軸を静的なユニット内に配置することにより達成され得る。
【００１１】
別の実施態様では、駆動エレメントが永久磁石により形成されていることを提案する。これにより、駆動エレメントの低い重量が達成され得る。この場合、信号手段の調節時の僅かな駆動エネルギが達成され得る。永久磁石は有利には静的なユニットの強磁性体内に回転可能に支承されている。このとき、永久磁石は有利には静的なユニットの磁気的な駆動力により非接触式に回転駆動可能である。これにより、駆動時の摩擦損失は回避され得る。
【００１２】
駆動エレメントの重量および駆動エネルギは、信号手段の調節時に、前記駆動エレメントが、プラスチックで結合された磁性材料から製作されていることによりさらに低減され得る。このとき、駆動エレメントは有利には、プラスチックと強磁性材料との混合物、例えばプラスチックとフェライト材料との混合物から製作されていることができる。駆動エレメントは有利には信号手段、例えば信号手段の軸に、射出成形により付着されていることができる。駆動エレメントがワンピースに信号手段に一体成形されているとき、信号手段自体が、プラスチックで結合された磁性材料から製作されていることができる。駆動エレメントは有利には静的なユニットの強磁性体内で回転可能に支承されている。これにより、静的なユニットによる駆動エレメントの非接触式の駆動が達成され得る。
【００１３】
さらに、信号手段の調節時の摩擦損失は、前記信号手段が尖端で支承されていることにより有利に回避され得る。
【００１４】
本発明の有利な構成では、前記駆動エレメントが、前記静的なユニットと協働して、少なくとも２つのエネルギ的な最小値を有しており、前記信号手段の運動行程が保持位置で制限手段により制限されており、前記駆動エレメントが保持位置でエネルギ的な最小値の手前に配置されていることが提案される。これにより、有利には、信号手段の少なくとも２つの安定的な位置が達成され得る。これらの位置は駆動エレメントのそれぞれ１つのエネルギ的な最小値に割り当てられることができる。制限手段により付加的に、信号手段の調節時、信号手段の、使用のために有利な位置が正確に達成され得る。さらに、例えば測定装置を動かしたときに信号手段が保持位置から不都合に動くことは、例えば信号手段を制限手段に押し当てることにより特に効果的に防止され得る。
【００１５】
この関連で、制限手段の簡単な構造は、前記制限手段が当接エレメントとして構成されていることにより達成され得る。測定信号のための経路が信号通路内に配置されているとき、ストッパエレメントは有利には壁によりまたは信号通路の成形部により形成されていることができる。保持位置からの信号手段の望ましくない運動を防止する安全性は、保持位置に配置された信号手段が保持力により保持位置に保持されていることによりさらに改善され得る。
【００１６】
図面
他の利点は以下の図面の説明から生じる。図面には本発明の実施例を示す。図面、明細書および特許請求の範囲は多数の特徴の組み合わせを含む。当業者はこれらの特徴を合目的に個別的に観察し、有意義な別の組み合わせに編成することもできる。
【００１７】
実施例の説明
図１は、距離測定装置１０として構成された測定装置を示す。距離測定装置１０は、ハウジング１２と、距離測定装置１０をオン・オフし、測定プロセスを開始もしくは設定するための操作エレメント１４と、ディスプレイ１６とを有している。ハウジング１２内の支持エレメント１８には、レーザダイオードとして構成された、光学的な送信測定信号を生成するための送信ユニット２０と、光通路２２と、送信測定信号を偏向するための偏向ユニット２４と、フォトダイオードとして構成された、受信測定信号を受信するための受信ユニット２６とが配置されている。離れた対象物と距離測定装置１０との間の間隔を測定するために、距離測定装置１０の運転中、送信測定信号が送信ユニット２０から経路２８に沿って送信光学系３０を介して送信される。離れた対象物の表面によって反射された送信測定信号は、受信光学系３２を介して、受信測定信号として受信ユニット２６により受信される。送信測定信号と受信測定信号との間で実施される位相比較から、光所要時間が求められ、光速度を介して、希求される間隔が測定され得る。間隔とは無関係の、例えば送信測定信号の生成時および／または受信測定信号の処理時に生じる所要時間を補償するために、距離測定前に基準測定が実施される。このとき、送信測定信号は偏向ユニット２４により偏向され、既知の基準区間を介して経路３４に沿って直接受信ユニット２６へ向けられる。
【００１８】
図２ａおよび図２ｂは、偏向ユニット２４を、経路２８（図１）に対して垂直な断面図で示す。光通路２２と、回転軸線３８を中心として回転可能に尖端で円錐軸受の形式で支承されている信号手段３６と、回転軸線３８を中心として信号手段３６を回転駆動するための駆動ユニット４０とが見て取れる。信号手段３６はフラップ状のエレメント４２を有している。フラップ状のエレメント４２には軸４４がワンピースに一体成形されている。駆動ユニット４０は駆動エレメント４６を有している。駆動エレメント４６は、軸４４上にプレスばめされて配置されているリング状のエレメントとして形成されている。これにより、駆動エレメント４６は信号手段３６に堅固に不動に結合されており、回転軸線３８を中心として回転可能に支承されている。回転軸線３８を中心とした信号手段３６の運動は、ストッパエレメントとして形成された制限手段４７により第１の保持位置で制限され、ストッパエレメントとして形成された制限手段４８により第２の保持位置で制限されている。図２ａでは、信号手段３６が第１の保持位置に配置されており、制限手段４７に当接している。この第１の保持位置で、生成された送信測定信号は、送信光学系３０（図１）を介して外部に送信される。その際、距離測定が実施され得る。基準測定を実施するためには、信号手段３６が第１の保持位置から第２の保持位置へと駆動ユニット４０により調節される。この第２の保持位置で、信号手段３６は、図２ｂに示すように、制限手段４８に当接する。フラップ状のエレメント４２は、送信測定信号が反射される面５０を有している。面５０は表面構造、例えばピラミッド構造を有していることができる。これにより、基準測定時の、受信ユニット２６に向けられた送信測定信号の強度は低減され得る。その際、受信ユニット２６の過負荷は回避され得る。択一的にまたは付加的に、送信測定信号は面５０により吸収によって減衰され得る。これにより、基準測定時の、受信ユニット２６により受信される送信測定信号の強度はやはり低減され得る。
【００１９】
両保持位置における光通路２２内での信号手段３６の配置は、図３に別の断面図で示されている。基準測定時、送信測定信号は、第２の保持位置に配置された信号手段３６の面５０により偏向される。その際、送信測定信号は基準区間を介して経路３４に沿って受信ユニット２６（図１）に向けられる。
【００２０】
図４ａおよび図４ｂは、駆動ユニット４０を断面図で示す。この駆動ユニット４０は、２つの脚片５６，５８を備えた鉄心５４を有する静的なユニット５２と、巻線６０と、リング状のエレメントとして形成され、信号手段３６の軸４４上にプレスばめされて配置されている駆動エレメント４６とを有している。軸４４および駆動エレメント４６は静的なユニット５２により包囲されている。駆動エレメント４６として形成されたリング状のエレメントは永久磁石により形成されている。このとき、リング状のエレメントの周面は２つの区分を有しており、２つの区分はそれぞれ異なる磁性ＮもしくはＳを有している。分かり易くするために、この極性に合わせて、リング状のエレメントは図面では２つの想像上の部分に分割されている。両部分はそれぞれ異なるハッチングにより表示されており、想像上の境界面６６により隔離されている。鉄心５４の脚片５６，５８はやはりそれぞれ１つの異なる磁気極性ＮもしくはＳを有している。駆動エレメント４６はこれにより静的なユニット５２の磁界内に配置されている。図４ａには、信号手段３６のフラップ状のエレメント４２が第２の保持位置で制限手段４８に当接した状態が破線で示されている。この第２の保持位置で、駆動エレメント４６の想像上の境界面６６は、軸線６８に対して角度αを形成する。静的なユニット５２および駆動エレメント４６の磁気極性の上述の配置構成では、駆動エレメント４６が第２の保持位置で静的なユニット５２の磁界内に、角度α＝０゜のときに実現されるエネルギ的な最小値の手前に配置されており、それゆえポテンシャルエネルギを有している。このポテンシャルエネルギから、静的なユニット５２から駆動エレメント４６に及ぼされる力が生じ、駆動エレメント４６と信号手段３６との堅固な結合を介して信号手段３６に伝達される。それゆえ、信号手段４８は第２の保持位置で制限手段４８に押し当てられ、力によりこの第２の保持位置に保持されている。
【００２１】
信号手段３６を第１の保持位置へと調節するためには、脚片５６，５８の極性が巻線６０の電流パルスにより反転される。これにより、駆動エレメント４６は静的なユニット５２により回転軸線３８を中心として、信号手段３６が制限手段４７に当接するまで回転駆動される。信号手段３６は第１の保持位置で図４ｂに破線で示されている。この第１の保持位置で、境界面６６は軸６８に対して角度αを形成する。駆動エレメント４６は静的なユニット５２の磁界内に、やはり角度α＝０゜のときに実現されるエネルギ的な最小値の手前に配置されている。図４ａを参照しながら第２の保持位置に関して上述したように、信号手段３６は力により第１の保持位置に保持される。
【００２２】
別の実施態様では、リング状のエレメントとして形成された駆動エレメント４６が周方向で、２つより多くの、相前後して配置された区分を有していることも考えられる。この場合、ある区分は、これと隣接する別の区分の磁気極性とは異なる磁気極性を有している。これにより、２つより多くの、駆動エレメント４６のためのエネルギ的な最小値が、静的なユニット５２により形成される磁界内に達成され得る。これらの最小値には、信号手段３６のそれぞれ１つの係止位置が割り当てられることができる。
【００２３】
さらに、駆動エレメント４６が、プラスチックで結合された磁性材料、例えばプラスチックで結合されたフェライト材料から製作されており、軸４４に射出成形により付着されていることも可能である。
【００２４】
図５は、択一的な信号手段７０が設けられている偏向ユニット２４を示す。この信号手段７０はフラップ状のエレメント７２を有している。フラップ状のエレメント７２には軸７４がワンピースに一体成形されている。軸７４には駆動エレメント７６がワンピースに一体成形されている。信号手段７０は、プラスチックで結合されたフェライト材料から製作されている。製作時、プラスチックは、フェライト材料を含む粉末と混合され、信号手段は、公知の射出成形法により形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】送信ユニットと受信ユニットと偏向ユニットとを備えた距離測定装置を示す図である。
【図２ａ】第１の保持位置にある信号手段と駆動ユニットとを備えた偏向ユニットの断面図である。
【図２ｂ】第２の保持位置にある信号手段を備えた偏向ユニットを示す図である。
【図３】信号手段の別の断面図である。
【図４ａ】静的なユニットと第２の保持位置にある駆動エレメントとを備えた駆動ユニットを示す図である。
【図４ｂ】第１の保持位置にある駆動エレメントを備えた駆動ユニットを示す図である。
【図５】信号手段にワンピースに一体成形された駆動エレメントを備えた偏向ユニットを示す図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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