(57)【要約】本発明は距離測定装置（１０）、殊に手に持つ形式のレーザ式距離測定装置に基づく。この距離測定装置は、距離測定装置（１０）の空間配向を求めるための位置センサ（２２）を有する。この位置センサ（２２）は信号発信器（１２）と接続され、この信号発信器（１２）は空間配向に依存した知覚可能な信号を供給する位置センサ（２２）によって駆動制御されることを提案する。
2005522684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離測定装置（１０）、殊に、距離測定装置（１０）の空間配向を求める位置センサ（２２）を有する、手に持つ形式のレーザ式距離測定装置であって、
前記位置センサ（２２）は信号発信器（１２，２８，３０，３２ ）と接続されており、
当該信号発信器（１２，２８，３０，３２）は、空間配向に依存した知覚可能な信号を供給する位置センサ（２２）によって駆動制御される、
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
前記信号発信器は光学式信号発信器（１２，３０）または音響式信号発信器（２８）または触覚式信号発信器（３２）である、請求項１記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記光学式信号発信器（１２，３２）は、光学信号を供給する位置センサ（２２）によって駆動制御され、
当該光学信号の強さ、色、輝度、点滅周波数（ｆ）および／または点滅持続時間は空間配向に依存する、請求項２記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記光学式信号発信器は、可視波長領域の光を放出するレーザ（１２）である、請求項２および／または３記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記光学式信号発信器は、距離測定に用いられるレーザ（１２）である、請求項４記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記音響式信号発信器（２８）は音響信号を供給する位置センサ（２２）によって駆動制御され、
当該音響信号の音の強さ、音の高さ、繰り返し周波数（ｆ）および／または持続時間は空間配向に依存する、請求項２から５までの少なくとも１項記載の距離測定装置。
【請求項７】
前記触覚式信号発信器（３２）は触覚信号を供給する位置センサ（２２）によって駆動制御され、
当該触覚信号の圧力強度および／または繰り返し周波数（ｆ）は空間配向に依存する、請求項２から６までの少なくとも１項記載の距離測定装置。
【請求項８】
前記位置センサ（２２）は傾斜センサである、請求項１から７までの少なくとも１項記載の距離測定装置。
【請求項９】
前記信号発信器（１２，２８，３０，３２）を空間配向に依存して駆動制御するために、入力側では前記位置センサ（２２）と接続され、出力側では前記信号発信器（１２，２８，３０，３２）と接続されている制御ユニット（２４，２６，２６' , ２６'',  ２６'''，１４）が設けられている、請求項１から８までの少なくとも１項記載の距離測定装置。
【請求項１０】
前記制御ユニット（２４，２６，２６' , ２６'',  ２６'''，１４）は比較ユニット（２４）を有しており、
前記位置センサ（２２）から供給された信号が所定の限界値と比較され、
当該比較に依存して、前記信号発信器（１２, ２８, ３０, ３２）を駆動制御するための制御信号（ｆ）が生成される、請求項９記載の距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、距離測定装置、殊に、距離測定装置の空間配向を求める位置センサを有している、手で持つ形式のレーザ距離測定装置に関する。
【０００２】
レーザによって目標対象物までの距離を求めるレーザ式距離測定装置が公知である。水平距離を突き止める場合、誤りを有する測定を回避するためにレーザビームはできるだけ正確に水平に配向されなければならない。
【０００３】
このために、既知のレーザ式距離測定装置はいわゆる気泡管レベルを有している。この気泡管レベルでユーザーは水平線に対して距離測定装置が傾斜していることを識別することができる。
【０００４】
レーザ式距離測定装置をこのように配向する場合、ユーザーは測定されるべき目標対象物に照準を定めるのと同時に、気泡管レベルを観察していなければならない。これは殊に、手に持つ形式の距離測定装置では困難である。
【０００５】
さらに、組み込まれている傾斜センサによって、レーザ式距離測定装置の傾斜を求める形式のレーザ式距離測定装置が公知である。これによって測定された距離が三角関係に基づいて追従補正される。
【０００６】
発明の利点
本発明は、距離測定装置は、距離測定装置の空間的配向を検出する位置センサを有するという一般的な技術的教示を含む。ここでこの位置センサは、感覚を通して知覚可能な信号を出力する信号発信器と接続されている。この信号は、距離測定装置の空間配向に依存する。
【０００７】
従ってユーザーは、距離測定装置の操作時に、目標対象物に照準を定めることに集中でき、このときに信号発信器によって距離測定装置の空間配向に関する情報が与えられる。
【０００８】
信号発信器は、例えば光学式信号発信器、音響式信号発信器および／または触覚式（taktilen）信号発信器である。しかし本発明はこのようなタイプの信号発信器に限定されない。信号発信器から出された信号はユーザーによって知覚可能であり、距離測定装置の空間配向に関する情報を含んでいるということのみが重要である。
【０００９】
しかし本発明の有利な実施形態では、信号発信器は光学式信号発信器である。この光学式信号発信器は光学信号を出力する位置センサによって駆動制御される。ここで強さ、色、輝度、点滅周波数および／または点滅持続時間は、距離測定装置の空間的な配向に依存する。例えば点滅周波数は、距離測定装置の配向が水平線に近づくにつれて上昇し、距離測定装置がほぼ水平に配向されると最終的に光学式信号発信器は継続的に発光する。しかし択一的に、点滅周波数は一定で、水平線からずれるにつれて個々の点滅パルスの持続時間が変化することも可能である。
【００１０】
有利には光学式信号発信器は、距離測定にも使用されるレーザである。これは、別個の信号発信器を省くことができ、廉価な製造を可能にするという利点を有する。
【００１１】
本発明の別の形態では、信号発信器として音響式信号発信器が使用される。この音響式信号発信器は、距離測定装置の空間配向に依存して音響信号を出力する。このために例えば従来のスピーカーが使用可能である。しかし他の電子−音響変換器も使用可能である。
【００１２】
音響式信号発信器によって出力された信号は、例えば、距離測定装置の空間配向に依存して、音の高さないしは音の周波数、音の強さ、繰り返し周波数および／または持続時間において変化する。これによってユーザーに距離測定装置の空間配向が示される。例えば音響式信号発信器は所定の間隔でピーピー音を出力する。ここで間隔の持続時間は距離測定装置が水平に近づくにつれて小さくなり、距離測定装置がほぼ水平になると音響式信号発信器は最終的に持続的なピーピー音を出力する。
【００１３】
さらに信号発信器が触覚式信号発信器であってもよい。この触覚式信号発信器はユーザーに、知覚可能な触覚信号を出力する。この信号は距離測定装置の空間配向に依存する。例えば手に持つ形式の距離測定装置の場合には、距離測定装置のグリップ内に電子−機械的アクチュエータが組み込まれる。このアクチュエータは、触覚信号をユーザーの手に伝達する。触覚信号は例えば一連の圧力衝撃のことである。ここで個々の圧力衝撃間の間隔持続時間は、距離測定装置の空間配向に依存して変化する。例えば間隔持続時間は、距離測定装置が水平に近づくにつれて減少する。しかし、振動発生器が触覚式信号発信器として使用されてもよい。これは距離測定装置が正確に配向されていない限り、振動信号を生成する。
【００１４】
本発明の有利な実施例で、位置センサは、距離測定装置の傾斜角度を測定する傾斜センサである。傾斜センサは有利には次のように配置されている。すなわち測定される傾斜角がレーザビームと水平線または垂直線との間の角度と同じになるように配置されている。
【００１５】
しかし択一的には、位置センサが仰角を測定するのではなく、水平面での角度を測定してもよい。これは例えば、水平面に位置し、所定の角度を含む、相互に異なる目標対象物に照準が定められる場合に有利であり、引き続き測定結果に基づいて三角計算が実行可能である。従って位置センサは例えば、相応の角度測定を可能にするコンパスを含む。
【００１６】
有利には、測定された仰角または方位角はここで、所定の目標値と比較される。冒頭に記載した水平距離測定の例では、この目標値は通常、０°の仰角を有する水平線に相応する。これに対して垂直の高度測定では、この目標値は有利には９０°の仰角に相当する。
【００１７】
本発明の有利な実施形態では距離測定機器は、各目標値が相応に調整される水平距離測定も垂直高度測定も可能である。傾斜角に対する目標値は、例えば手動でユーザーによって、ユーザーが所望の作動様式を、距離測定装置の入力ユニットを介して入力することで調整される。
【００１８】
これに対して本発明の別の形態では、距離測定装置は目標角を自身で調整する。例えば、目下の測定された仰角が−３０°〜＋３０°の間にある場合、目標角は水平線に相応して０°に調整される。これに対して、目下の測定された仰角が＋６０°〜１２０°の間にある場合、目標角は垂直線に相応して９０°に調整される。すなわち本発明のこの形態では、ユーザーは距離測定装置を大まかに水平または垂直に配向させるだけでよく、これに基づいて属する目標値が自動的に調整される。
【００１９】
図面
さらなる利点は、以下の図面の説明に記載されている。図面には本発明の実施例が示されている。図面、説明および特許請求の範囲には多くの特徴が組み合わせて示されている。当業者はこれらの特徴を有利には個々でも考察することができ、有利には別の組み合わせにまとめることもできる。
【００２０】
図１には本発明によるレーザ式距離測定装置の斜視図が示されており、
図２には図１のレーザ式距離測定装置の簡易化されたブロック回路図が示されており、
図３にはスピーカーを有する択一的なレーザ式距離測定装置のブロック回路図が示されており、
図４にはシグナルランプを有する択一的な距離測定装置のブロック回路図が示されており、
図５には触覚式信号発信器を有する択一的なレーザ式距離測定装置のブロック回路図が示されている。
【００２１】
実施例の説明
図１の斜視図は手に持つ形式の操作式レーザ式距離測定装置１０を示している。このレーザ式距離測定装置は三脚なしに正確な距離測定を行うことができる。このためにレーザ式距離測定装置１０は前面で従来のようにレーザビームを放射する。このレーザビームは測定されるべき目標対象物に向けられ、目標対象物で反射される。レーザ式距離測定装置１０による放射とそれに続く受信の間のレーザビーム伝搬時間から、測定されるべき目標対象物までの距離が計算される。
【００２２】
このためにレーザ式距離測定装置１０は組み込まれているレーザ１２を有している。このレーザは制御ユニット１４によって駆動制御される。
【００２３】
目標対象物で反射されたレーザビームを受信するために、レーザ式距離測定装置１０はさらに光学式センサ１６を有する。この光学式センサは同じように制御ユニット１４と接続されているので、制御ユニット１４は測定されるべき目標対象物までの距離を計算し、相応する距離信号ｄをディスプレイ１８に出力する。このディスプレイはレーザ式距離測定装置１０の上面に配置されている。
【００２４】
レーザ式距離測定装置１０の操作はキーボード２０を介して行われる。ここでこのキーボードは、同じようにレーザ式距離測定装置１０の上面に配置されている。
【００２５】
このレーザ式距離測定装置１０の特別な点は、測定過程中の空間配向が容易なことである。レーザ式距離測定装置１０は水平距離測定中には正確に水平に配向されなければならない。なぜなら、そうでなければ誤った測定が行われてしまうからである。相応にレーザ式距離測定装置１０は、高い測定精度を得るために垂直高度測定時にはできるだけ正確に垂直に配向されなければならない。
【００２６】
従ってこのレーザ式距離測定装置１０は、組み込まれた傾斜センサ２２を有している。この傾斜センサはレーザ式距離測定装置１０の傾きを測定し、相応の傾斜角αを出力する。ここで傾斜センサ２２は、レーザビームが水平線となす角度を傾斜角度αが示すようにレーザ式距離測定装置１０内に配置されている。
【００２７】
出力側では傾斜センサ２２が比較ユニット２４と接続されている。この比較ユニットは、測定された傾斜角度αを、ユーザーがキーボード２０で入力ないしは選択することができる所定の目標角αｓｏｌｌと比較する。水平距離を測定する場合には、ユーザーはキーボード２０で目標角αｓｏｌｌ＝０°を入力する。これは水平線に相当する。これに対してユーザーは垂直の高さを測定する場合には、目標角αｓｏｌｌ＝９０°を入力する。これは垂直線に相応する。
【００２８】
比較ユニット２４は出力側で誤差角度Δα＝α−αｓｏｌｌを出力する。これはレーザ式距離測定装置１０の目下の空間配向と所望の空間配向との間の差をあらわす。
【００２９】
誤差角度Δαはその後、制御ユニット２６に供給される。制御ユニットは誤差角度Δαに相応して点滅周波数ｆを計算する。ここで点滅周波数ｆは誤差角度Δαとともに減少する。
【００３０】
制御ユニット２６によって突き止められた点滅周波数ｆは制御ユニット１４へ供給される。ここで制御ユニット１４はレーザ１２を、出力されるレーザビームが点滅周波数ｆで点滅するように駆動制御する。ユーザーはレーザ１２の点滅周波数ｆに基づいて、レーザ式距離測定装置１０が正しく配向されているのか否かを識別することができる。ここでユーザーはレーザ式距離測定装置１０を次のように動かすだけでよい。すなわち、レーザ式距離測定装置１０が所定の目標角αｓｏｌｌに相応して配向され、これによって本来の距離測定が行えるようになり、最終的にレーザ１２が持続的に放射されるまで、点滅がより速くなるように動かすだけでよい。
【００３１】
図３に示された実施例は実質的に、上述の、図１および２に示された実施例と一致する。従って以下では相応する構成部分に対しては同じ参照番号が使用されており、繰り返しを回避するために上述の説明を参照されたい。
【００３２】
この実施例の特別な点は、レーザ式距離測定装置１０を空間配向する際にユーザーをサポートする目的でスピーカー２８が設けられていることである。このスピーカーは、制御ユニット２６' によって可変周波数ｆで駆動制御される。制御ユニット２６' は周波数ｆを誤差角度Δαに依存して求め、ここで周波数ｆは誤差角度Δαとともに減少する。
【００３３】
従って水平の距離測定の場合には、スピーカー２８から出力される信号の音の高さは、水平線に近づくにつれて上昇する。従って、ユーザーはレーザ式距離測定装置１０を容易に正しく配向することができる。
【００３４】
垂直の高さ測定の場合には、スピーカー２８から出力される信号の音の高さは相応に、垂直線に近づくにつれて上昇する。
【００３５】
図４に示された実施例は同じように実質的に、上述の、図１および図２に示された実施例と一致する。従って以下では相応する構成部分に対して同じ参照番号が使用されており、繰り返しを避けるために上述の説明を参照されたい。
【００３６】
この実施例の特別な点は、レーザ式距離測定装置１０の空間配向を伝えるために、シグナルランプ３０が設けられている点である。ここでこのシグナルランプは、ユーザーが目標対象物に照準を定める時にシグナルランプ３０を見るように、レーザ式距離測定装置１０に配置されている。シグナルランプ３０のこのような配置は有利である。なぜならユーザーはこのようにして目標対象物に照準を定めることと、レーザ式距離測定装置１０の空間配向を検査することを同時に行うことができるからである。
【００３７】
シグナルランプ３０はここで制御ユニット２６'' によって点滅周波数ｆで駆動制御される。ここで点滅周波数ｆは、レーザ式距離測定装置１０が所望の目標角度αｓｏｌｌに近づくにつれて上昇する。従ってシグナルランプ３０は、レーザ式距離測定装置１０の配向が正確になるほど、速く点滅する。
【００３８】
図５に示された実施例は同じように実質的に、上述の、図１および図２に示された実施例と一致する。従って以下では相応する構成部分に対して同じ参照番号が使用されており、繰り返しを避けるために上述の説明を参照されたい。
【００３９】
この実施例の特別な点は、レーザ式距離測定装置１０の空間配向を伝えるために、触覚式信号発信器３２が設けられている点である。ここでこの信号発信器は、レーザ式距離測定装置１０を手にしているユーザーに触覚信号を与える。触覚式信号発信器３２はここで所定の繰り返し周波数ｆを伴う短い圧力パルスをユーザーに与える。ここでこの繰り返し周波数ｆは、誤差角度Δαに依存して、制御ユニット２６''' によって計算される。
【００４０】
レーザ式距離測定装置１０の空間配向が所望の配向に近づくと、繰り返し周波数ｆは上昇する。ここからユーザーはレーザ式距離測定装置１０の空間配向を検査することができる。
【００４１】
本発明は、実施するにあたって、上述の有利な実施例に制限されない。むしろ、基本的に異なって構成された実施でも、示された解決方法を使用する多くのバリエーションが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によるレーザ式距離測定装置の斜視図である。
【図２】図１のレーザ式距離測定装置の簡易化されたブロック回路図である。
【図３】スピーカーを有する択一的なレーザ式距離測定装置のブロック回路図である。
【図４】シグナルランプを有する択一的な距離測定装置のブロック回路図である。
【図５】触覚式信号発信器を有する択一的なレーザ式距離測定装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  レーザ式距離測定装置
１２  レーザ
１４  制御ユニット
１６  光学式センサ
１８  ディスプレイ
２０  キーボード
２２  傾斜センサ
２４  比較ユニット
２６, ２６'  , ２６'' , ２６'''  制御ユニット
２８  スピーカー
３０  シグナルランプ
３２  触覚式信号発信器
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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