(57)【要約】      （修正有）【課題】三次元測定デバイスと協働するように構成された三脚スタンドを提供する。【解決手段】三次元測定デバイスを三脚スタンド１０１に取り付けるため、三脚スタンド１０１に接続できるベース要素と、三次元測定デバイスと協働するように構成されたカバー要素と、それにより三脚ヘッド１００の作動でその状態を変化させる制御要素とを有し、状態には、三脚ヘッド１００がその三脚ヘッド軸の方向に三次元測定デバイスと共に作動する準備ができ、三次元測定デバイスが三脚ヘッド１００から取り外せる待機状態、および三次元測定デバイスが三脚ヘッド１００に固定して接続されている係止状態の少なくとも１つを含み、待機状態と係止状態の間には三脚ヘッド１００の追加の状態、すなわち、三次元測定デバイスが三脚ヘッド１００に取り外し不能に載る固定状態がある、三脚ヘッド１００。【選択図】図５
2018112541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元測定デバイスを三脚に設置するための、前記三脚に接続できるベース要素を有する三脚ヘッドであって、前記三脚ヘッドは、
前記三次元測定デバイスと協働するように構成されたカバー要素と、
前記三脚ヘッドが前記三次元測定デバイスをその三脚ヘッド軸の方向に受容する準備ができ、前記三次元測定デバイスを前記三脚ヘッドから再び取り外すことができる少なくとも１つの待機状態と、前記三次元測定デバイスが前記三脚ヘッドに固定して接続されている係止状態と、の間で前記三脚ヘッドの状態を変化させる作動手段を有する制御要素とを備え、
固定状態が、前記三脚ヘッドの追加の状態として提供され、前記固定状態は前記待機状態と前記係止状態の間であるため、前記固定状態では前記三次元測定デバイスは前記三脚ヘッドに取り外し不能に載る、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の三脚ヘッドであって、前記制御要素によって移動可能な少なくとも１つの係止バーをさらに備え、前記係止バーと協働し、前記係止状態に係止することによって前記固定状態で前記三次元測定デバイスを固定する、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載の三脚ヘッドであって、設けられた各係止バーは、前記三脚ヘッド軸に平行な係止バー回転軸を中心に回転でき、前記係止バー回転軸に対して突出する少なくとも１つの係止バーヘッドを有し、前記係止バーヘッドは、前記三脚ヘッドの前記待機状態では前記カバー要素の内側に枢動可能であり、前記固定状態および前記係止状態では前記カバー要素から外側に枢動可能である、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の三脚ヘッドであって、設けられた各係止バーは、半径方向走査アームによって前記制御要素の半径方向に湾曲した経路を走査し、前記係止バー回転軸を中心とした回転によって、前記半径方向に湾曲した経路のセグメントのコースに従う前記制御要素の作動に対して内外に枢動される、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項５】
請求項３に記載の三脚ヘッドであって、設けられた各係止バーは、その係止バー回転軸に沿って変位可能であるように設置され、対応する軸受ばねは、少なくとも前記三脚ヘッドの前記待機状態において前記係止バーにプレストレスを加える、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項６】
請求項２に記載の三脚ヘッドであって、設けられた前記係止バーは、ケージ内のセクション毎に設けられ、前記係止バーを前記ケージにより作用できる圧縮ばねは、設けられた各係止バーと前記ケージとの間で少なくとも一時的にアクティブである、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載の三脚ヘッドであって、設けられた各ケージは、軸方向走査アームによって、特に、ケージばねによって荷重がかけられて前記制御要素の軸方向に湾曲した経路を走査し、前記軸方向に湾曲した経路のコースのセグメントに従って前記制御要素が作動したときに、少なくとも一時的に前記係止バーを変位させるために圧縮により対応する前記係止バーに作用する、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項８】
請求項１に記載の三脚ヘッドにおいて、前記三脚ヘッドの前記待機状態でプレストレスを受け、固定されるドライバであって、前記ドライバが前記制御要素を前記三脚ヘッドの前記固定状態のための位置まで回転させるように前記三脚ヘッドに置かれたときに前記三次元測定デバイスによって解除されるドライバ、をさらに備える、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項９】
請求項１に記載の三脚ヘッドであって、前記三次元測定デバイスは、前記固定状態において、および／または前記三脚ヘッドの前記固定状態に変化するときに、前記三脚ヘッド軸を中心に前記三脚ヘッドに対して回転できる、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項１０】
請求項１に記載の三脚ヘッドであって、前記三脚ヘッドは、固定状態から前記係止状態に変化するときに前記三脚ヘッドと前記三次元測定デバイスとの間のしっかりとした接続のための保持力を蓄積させるように作動可能である、ことを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項１１】
三次元測定デバイスと、
三脚と、
前記三脚に連結されたベース要素と、
三脚ヘッド
とを備え、
前記三脚ヘッドはカバー要素および制御要素を有し、前記制御要素は、前記三次元測定デバイスに対する前記制御要素の回転に応じて、待機状態と、係止状態と、固定状態との間で三脚ヘッドを変化させるように作動し、前記待機状態では、前記三脚ヘッドは、三脚ヘッド軸の方向に前記三次元測定デバイスを受容するように作動可能であり、前記三次元測定デバイスは、前記三脚ヘッドから取り外すことができ、前記係止状態では、前記三脚ヘッドは、前記三次元測定デバイスを前記三脚ヘッドに連結するように作動可能であり、前記固定状態では、前記三次元測定デバイスは前記三脚ヘッドに取り外し不能に載るように、前記待機状態と前記係止状態との間にある、ように構成される、ことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、前記三次元測定デバイスに連結され、環状溝を有する支持部部材を備え、
前記カバー要素は、前記環状溝に受容されるようにサイズ決めされたリング形状突起を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムであって、前記三脚ヘッドは、前記リング形状突起を通って延びるヘッド部分を有する少なくとも１つの係止バーをさらに備え、
前記ヘッド部分は、前記待機状態、前記係止状態、および前記固定状態の間で移動可能であり、
前記ヘッド部分は、前記固定状態および前記係止状態では少なくとも部分的に前記環状溝に配置される、ことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、前記ヘッド部分は、前記待機状態では、前記リング形状突起内の後退位置にある、ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの係止バーは、三脚ヘッド軸に平行な軸を中心に回転可能である、ことを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のシステムであって、前記環状溝はフランジをさらに備え、前記ヘッド部分は、前記固定状態および前記係止状態では前記フランジと協働する、ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三脚用の取付デバイス、特に、三脚に器具を接続するための取付ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願の全体は、参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１６年１０月６日付けで出願された独国特許出願公開第１０  ２０１６  １１８  ９８３．９号の利益を主張するものである。
【０００３】
三脚にカメラを取り付けるために使用される様々な三脚ヘッドは、カメラを空間内で位置合わせするための様々な調整オプションおよび／またはカメラの迅速な交換のための手段を提供する。後者の手段は、例えば、「クイックチェンジプレート」と呼ばれ、別個のカメラアダプタと、三脚ヘッドの一部としての第２のアダプタとを備える。それらは、カメラと三脚ヘッドとの間の接続を提供し、同時にカメラと三脚との間の接続を提供し、これは容易かつ迅速に開閉することができる。この接続は、例えば鳩尾形外形を用いて１つまたは２つの座標方向にぴったり合うようにでき、残りの座標方向で係止および／または補強される（三脚ヘッドが通常カメラアダプタを受容する準備ができている）。この目的のために、例えば、可能な限り少ない回転で高い保持力を生み出すばね式係止バーまたはスクリューを使用することができる。迅速かつ簡単に手動で操作することができる調節要素は、係止バーまたはスクリューに作用して、待機状態と係止状態との間で三脚ヘッドを変化させ、その後再び元に戻す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、既存の三脚取付構造体は意図された目的に適しているが、特に本明細書に記載されているような三脚取付ヘッドを提供するにあたっては未だに改善の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態によれば、三脚ヘッドは、三脚に、通常は脚の整列および支承を担う三脚ヘッドに取り付けられ、三次元測定デバイスに一体化されたアダプタと協働する。三脚ヘッドの待機状態において、より重い三次元測定デバイスを容易に取り付けることができるように、三脚ヘッドの軸は重力方向に配置することが好ましい。このように定義された円筒座標系では、好ましくは半径方向にぴったり合う接続が形成される一方、デバイスが軸方向および周方向に係止される。係止により、三脚ヘッドと三次元測定デバイスとの間に固定された接続が作り出され、これは、好ましくは、その動作方向の保持力によって作用するか、またはそれに対して横方向に固定される少なくとも１つの可動係止機構（好ましくは複数のロック）によって行われる。
【０００６】
本発明の実施形態に従って付加的に提供される固定状態では、三次元測定デバイスは三脚ヘッド上に取り外し不能に載る。係止状態とは対照的に、強固な接続がない場合（また、強い保持力もない場合）があるが、その代わり、依然として三脚ヘッドと三次元測定デバイスの特定の相対移動が、少なくとも依然として存在し得る何らかの遊びの範囲内で可能である。これにより、三次元測定デバイスが偶然三脚ヘッドから外れるいかなる危険性もなしに、正確な位置決め、すなわち、最終的な係止前に必要となるであろう三次元測定デバイスの位置合わせが可能になる。固定状態では、三脚ヘッドは、係止状態でもアクティブである係止バーによって固定されてもよい。しかしながら、固定状態では保持力が弱いかまったくない場合があり、当該遊びは三次元測定デバイスのように係止バーとそれらの対応物との間に存在することがある。固定状態から係止状態に変化するとき、三脚ヘッドと三次元測定デバイスとの間の強固な接続を保証する保持力が蓄積されることが好ましい。
【０００７】
提供され得る係止バーの対応物は、三次元測定デバイス内の受け口であり、この受け口は係止バーの動作方向に対して横方向に開く。したがって、係止バーは、後続の動作方向に対して横方向に移動することによって待機状態を離れると、これらの受け口内に移動する。
【０００８】
動きは、例えば、三脚ヘッドの軸に平行な係止バーの回転軸を中心とした係止バーの枢動である。次に、設けられた各係止バーのうちの少なくとも１つの係止バーヘッドが、待機状態で周方向に位置合わせ（枢動）され、その後、軸方向、すなわち、三脚ヘッドの軸方向でアクティブにできるように固定状態で、または遅くとも係止状態では半径方向に変更される（外側に枢動する）。係止バーヘッドが内側に枢動されるとき、係止バーヘッドは、損傷を防止するために、三脚ヘッドのカバー要素の完全に内部に配置され得る。別の方法で位置合わせされた係止バーの回転軸の場合、または設けられた係止バーの別の動き、例えば、（半径方向の）変位の場合には、係止バーの動作方向に対して他の位置合わせもあり得る。
【０００９】
係止バーの当該対応物は、三次元測定デバイス内に直接設計されてもよいが、例えば三次元測定デバイスに固定して接続された支持板等のアダプタに配置されてもよい。例えば、対応物は、窓、フランジ、またはアンダーカットであってもよい。係止状態では、係止バーは材料のそれぞれのセクションと一緒に機能する。
【００１０】
特に、制御要素内に設計され得る湾曲経路が、設けられる係止バーの移動のために提供されてもよい。作動される制御要素は、三脚ヘッドのある状態から別の状態への変化を達成するために２つの方向に移動することができる。三脚ヘッドの３つの可能な状態では、三次元測定デバイスを三脚ヘッドに係止するか、または三脚ヘッドから外すかによって、方向（ヒステリシス）に応じて、２つの変化が一般にあるが、これは場合により異なるように進み得る。一実施形態では、制御要素の動きは回転である。
【００１１】
待機状態から固定状態への切り替え時およびその逆の切り替え時に係止バーを枢動させることは、半径方向に湾曲した経路によって達成することができる。このような半径方向に湾曲した経路は、異なる半径方向経路を有し、周方向に並べて整列した半径方向に湾曲した経路のセクションからなっていてもよい。係止バーがそれらの係止バーの回転軸を中心にして回転することにより内外に枢動できるように、半径方向に湾曲した経路は、係止バーの半径方向走査アームによって走査される。しかしながら、軸方向に湾曲した経路が斜めの接触面によって係止バーの所望の枢動を生み出すことも考えられる。反対に、半径方向に湾曲した経路は、枢動する代わりに半径方向にのみ変位される係止バーによって走査されてもよい。
【００１２】
係止状態への切り替え時に保持力を蓄積しつつ、係止バーの軸方向において相対移動可能であることは、軸方向に設けられた係止バーの有効性と両立する。これは、軸方向の走査アームによって走査される軸方向の湾曲した経路によって達成され得る。係止バーの軸方向移動性との関連では、係止バーの１つの位置（例えば、ばね荷重による）が待機状態で提供されてもよい。
【００１３】
必要に応じて独立した移動における湾曲経路の半径方向および軸方向の走査を実装するために、共通のケージを全係止バーに設けることができる。一方では、ケージは、例えばばね荷重下で（少なくとも１つのケージばねによって）当該軸方向走査アームにより軸方向に湾曲した経路を走査する。特に、ケージは、複数の軸方向走査アームを有し、一実施形態では、３本有する。軸方向走査アームは、周方向に互いからずらして配置され、各々が軸方向に湾曲した経路のいくつかの同一のセクションのうちの１つを走査する。他方では、設けられる係止バーとの連結が可能である。この連結は、力制限デバイスとして作用する少なくとも１つのばね、例えば、各係止バー用のばねの挿入により達成できる。圧縮ばねとして設計されるばねは、一方では、係止バー、例えば、固定して置かれた係止バーの固定リングに少なくとも一時的に支持され、他方では、ケージに、一実施形態では、ケージに作用される圧縮リングに支持されてよい。ケージがばねの介入により係止バーに作用する力の量は軸方向に湾曲した経路のコースに依存する。少量の力が伝達された場合、設けられた係止バーは軸方向に変位するが、他の部分はばねの保持力として蓄積される。
【００１４】
一実施形態では、三脚ヘッドの固定状態から係止状態へ、またその逆への変化は、制御要素を手動操作することによって、場合によってはばね補助を用いて行われる。固定状態から待機状態への切り替えは、制御要素の手動操作によっても行われる。制御要素の作動方向、したがって移動方向は直感的であり、すなわち、例えば係止状態から固定状態へ、次いで待機状態への論理的な一連の状態に従って同じままであり、状態が逆の順序で進められるときには逆になる。
【００１５】
三脚ヘッドの待機状態から固定状態への変化は、自動的にまたはトリガによって行われ得る。制御要素は、例えば、プレストレスを受けているか、または三脚ヘッドの待機状態でプレストレスを受け、例えば係止ピンによって硬化されるドライバによって作用されてもよい。三次元測定デバイスは、例えば、係止ピンの直接的または間接的な作動によって三脚ヘッド上に置かれたときにドライバを解放する。係止解除されたドライバは、制御要素を三脚ヘッドの固定状態の位置に回転させ、そこでさらに回転することが防止される。固定状態から待機状態に戻って、ドライバは制御要素に同伴され、逆方向に回転され、同時に応力を受ける。制御要素が三脚ヘッドの待機状態の位置に達するとすぐに応力を受けたドライバは再び固定される。
【００１６】
三脚と三次元測定デバイスとの相対的な位置合わせは、通常、自由に選択することができ、例えば三次元測定デバイスのような外部デバイス上に置くことが最も良い場合があり、またはケーブルによって外部デバイスに短い経路で接続されてもよい。したがって、固定状態は、三次元計測デバイスの理想的な位置を見つけるために使用されてよく、その目的で、三脚ヘッドの固定状態において三次元測定デバイスが三脚ヘッドに対して（三脚ヘッドの軸を中心に）回転可能となり得る。このような回転可能性は、試験目的および較正目的、例えば傾斜計のために利用することもできる。いわゆる完全なステーションでは、この機能のためにピボット軸を中心とした回転が必須である。
【００１７】
本発明は、変形例と共に図面に示されている例示的な実施形態に基づいて、以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態による、例示的な三次元測定デバイスの側面図を示す。
【図２】一実施形態による、いくつかの光学部品および電子部品と共にビーム経路の概略図を示す。
【図３】一実施形態による、三次元測定デバイスの斜視図を示す。
【図４】一実施形態による、三次元測定デバイスの底面図を示す。
【図５】一実施形態による、三脚上の三脚ヘッドの側面図を示す。
【図６】一実施形態による、待機状態にある三次元測定デバイスおよび三脚ヘッドの支持板の斜視図を示す。
【図７】一実施形態による、三次元測定デバイスの支持板を通る垂直断面図を示す。
【図８】一実施形態による、三脚ヘッドの垂直断面図である。
【図９】一実施形態による、固定状態にある三脚ヘッドの斜視図を示す。
【図１０】一実施形態による、係止状態にある三脚ヘッドの斜視図を示す。
【図１１】一実施形態による、斜め上方から見た三脚ヘッドの制御要素の斜視図を示す。
【図１２】一実施形態による、斜め下から見た三脚ヘッドの制御要素の斜視図を示す。
【図１３】一実施形態による、待機状態にある三脚ヘッドの水平断面図を示す。
【図１４】一実施形態による、カバー要素の下の固定状態にある三脚ヘッドの水平断面図を示す。
【図１５】一実施形態による、カバー要素およびドライバのない固定状態にある三脚ヘッドの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態は、光線を、例えばリフレクタ等の（協働）ターゲットまたは例えば物体Ｏの散漫散乱面等の非協働ターゲットであってよい物体Ｏに偏向させる三次元（座標）測定デバイスに関する。三次元測定デバイスの距離計またはレンジファインダは、物体Ｏからの距離（すなわち、三次元測定デバイスと物体Ｏとの距離ｄ）を測定し、ロータリインクリメンタルエンコーダはデバイスの２つの軸の回転角度を測定する。測定した距離および２つの角度により、デバイス内のプロセッサが、物体Ｏの三次元座標を決定することが可能になる。一実施形態では、レーザスキャナ１０は、そのような三次元測定デバイスの場合として扱われるが、レーザトラッカまたは包括的なステーションへの拡張は、当業者にとって自明である。また、三次元測定デバイスがプロジェクタとカメラとの配置、三角測量、エピポーラ幾何学、またはストリップ幾何学によって距離を測定する場合にも適用可能である。
【００２０】
レーザスキャナは、典型的には、例えば建物、産業設備、およびトンネルの内面等の開放または閉鎖空間を走査するために使用される。レーザスキャナは、ビルディングインフォメーションモデリング（ＢＩＭ）、工業分析、事故再現アプリケーション、考古学的研究、法医学的調査を含む、多くの目的で使用される。周囲の物体を表すデータ点を検出することによって、レーザスキャナを使用して、レーザスキャナの周囲の物体を表し、視覚的に検出して測定することができる。そのようなデータ点は、物体にビームを偏向させ、反射光または散乱光を収集して、距離、２つの角度（すなわち、方位角および天頂角）、および場合によりグレースケール値を決定することによって得られる。これらの生の走査データは、収集され、格納され、１つ以上のコンピュータに送信されて、検出された領域または検出された物体を表す三次元画像を生成する。画像を生成するには、各データ点に対して少なくとも３つの値が収集される。これらの３つの値は、距離および２つの角度を含んでよく、または変換された値、例えば、ｘ、ｙ、およびｚ座標であってもよい。
【００２１】
図１は、レーザスキャナ１０の周囲の光走査および測定のためのレーザスキャナ１０を示す。レーザスキャナ１０は、測定ヘッド１２および支持部１４を有する。測定ヘッド１２は、測定ヘッド１２が、第１の回転駆動部によって駆動されて、支持部１４に対して第１の軸１２ａを中心に回転できるように、支持部１４に取り付けられる。第１の軸１２ａを中心とした回転は、支持部１４の中心の周りで行われてよい。測定ヘッドは、第２の回転駆動部によって駆動されて、第２の軸１２ａを中心に回転することができるミラー１６を有する。レーザスキャナ１０の（重力方向に対する）通常の直立位置に基づいて、第１の軸１２ａは垂直軸または方位軸と呼ばれてよく、第２の軸１６ａは水平軸または天頂軸と呼ばれてよい。レーザスキャナ１０は、第１の軸１２ａと第２の軸１６ａとの交点であるカルダン点または中心Ｃ１０を有することができる。第１の軸１２ａは、重力方向に対して傾斜していなければならないが、用語「上」および「下」を規定する。
【００２２】
例示的な本実施形態では、測定ヘッド１２は、測定ヘッド１２の他の全部品が少なくとも間接的に取り付けられる剛性のある耐荷重構造として、好ましくは１片の金属、例えば、ダイカストアルミニウムから形成された支持構造１２ｃを有する。支持構造１２ｃは、互いに平行で第１の軸１２ａに延びる２つの壁１２ｄと、下側の領域において２つの壁１２ｄを接続する横材１２ｃとを含む。横木１２ｅは、支持部１４に回転可能に取り付けられ、測定ヘッド１２を第１の軸１２ａおよびそれぞれの回転角センサを中心に回転させるための第１の回転駆動部を保持する。壁１２ｄの上側領域、すなわち横材１２ｃの上方には、２つの壁１２ｄのうちの１つによって支持されるミラー１６がその内部に配置される開放空間がある。
【００２３】
測定ヘッド１２は、支持構造１２ｃの２つの側面のそれぞれにシェル１２ｓをさらに有し、これらのシェルは硬質プラスチックから作製されてよい。２つのシェル１２ｓはそれぞれ、２つの壁１２ｄのうちの１つに割り当てられ、例えばスクリューによってそこに（したがって、支持構造１２ｃに）締結される。支持構造１２ｃおよび２つのシェル１２ｓは一緒に測定ヘッド１２用のハウジングを成す。シェル１２ｓの外側エッジ１２ｙは、支持構造１２ｃと接しないシェル１２ｓのエッジである。外側エッジ１２ｙは、測定ヘッド１２が完全に収まる体積を画定する。測定ヘッド１２を損傷から保護するために、外側エッジ１２ｙは補強されて、すなわち本実施例では、対応するシェル１２ｓと一体で形成される材料における突出した厚みのある場所（膨らみ）として設計されてもよい。あるいは、外側エッジ１２ｙは、別個のブラケットによって補強されてもよい。
【００２４】
ミラー１６側のシェル１２ｓ（「ミラー側」シェル１２ｓ）は、ミラー１６の第２の回転駆動部を第２の回転駆動部の上部領域内の第２の軸１６ａおよびそれぞれの回転インクリメンタルエンコーダの周りに収容し、下部領域では、２つの回転駆動部のために冷却部１２ｚを収容する。ミラー１６とは反対側の他方のシェル１２ｓ（「レシーバ側」のシェル１２ｓ）は、以下に説明する光学部品および電子部品のいくつかを、電磁干渉場を有する回転駆動部から離しておくべき敏感な電子部品等の電源と共に保持する。
【００２５】
測定ヘッド１２は、電磁放射のためのトランスミッタ、例えば、放射光線１８を放射する発光素子１７を有する。一実施形態では、放射光線１８は、例えばレーザビームのようなコヒーレント光である。レーザビームは、約３００〜１６００ｎｍ、例えば、７９０ｎｍ、９０５ｎｍ、１５７０ｎｍ、または４００ｎｍ未満の範囲の波長を有することができる。しかしながら、原理的には、より大きなまたはより小さな波長を有する他の電磁波も使用することができる。放射光線１８は、例えば正弦波または矩形波で振幅変調または強度変調されてもよい。別の実施形態では、放出光線１８は、例えば、チャープ信号によって、他の何らかの方法で変調されてもよく、またはコヒーレントな受信方法が使用されてもよい。放射光線１８は、発光素子１７からミラー１６に送られ、そこで偏向され、レーザスキャナ１０の周囲に放射される。
【００２６】
以下で受光光線２０と呼ぶ反射された光線は、環境中の物体Ｏによって反射される。反射または散乱された光は、ミラー１６によって捕捉され、受光レンズを有する受光器２１に偏向される。放射光線１８および受光光線２０の方向は、軸１２ａおよび／または１６ａの周りの測定ヘッド１２およびミラー１６の角度位置から導かれる。これらの角度位置は、それぞれの回転駆動部に依存する。第１の軸１２ａを中心とした回転角度は、第１のロータリインクリメンタルエンコーダによって検出される。第２の軸１６ａを中心とした回転角度は、第２のロータリインクリメンタルエンコーダによって検出される。ミラー１６は、第２の軸１６ａに対して４５°傾いている。したがって、ミラーは、第２の軸１６ａに沿って入射する放射光線１８と、受光レンズの方向に第２の軸１６ａに平行に偏向された受光光線２０との両方の入射光線をすべて９０°だけ偏向させる。
【００２７】
制御および評価デバイス２２は、測定ヘッド１２内の発光素子１７および受光器２１とデータ通信している。制御および評価デバイス２２は、受光器２１と比較して敏感でない部品であるため、測定ヘッド１２の異なる位置に配置されていてもよい。本例示的実施形態では、制御および評価デバイス２２はミラー側シェル１２ｓのほぼ内側に配置されている。制御および評価デバイス２２の一部は、例えば支持部１４に接続されたコンピュータとしての測定ヘッド１２の外側に配置されてもよい。制御および評価デバイス２２は、レーザスキャナ１０と対象物Ｏ上の測定点Ｘとの間の距離ｄの対応する数を決定するように設計されている。ある測定点Ｘからの距離は、電磁放射線がデバイスから測定点Ｘまで伝搬する空気中の光の速度によって少なくとも部分的に決定される。好ましい実施形態では、測定点Ｘで放射され、そこで受光された変調光線１８、２０の位相シフトが決定され、測定距離ｄを得るために分析される。
【００２８】
空気中の光の速度は、空気の温度、空気圧、相対大気湿度、および二酸化炭素濃度のような空気の特性に依存する。これらの空気の特性は、空気の屈折率に影響を与える。空気中の光の速度は、真空中の光の速度を屈折率で除したものに相当する。この場合に説明されたタイプのレーザスキャナは、空気中の光の通過時間（光がデバイスから物体に進み、また再びデバイスに戻るのに必要な通過時間）に基づいている。光の通過時間（または別のタイプの電磁放射線の通過時間）に基づく距離測定方法は、空気中の光速度に依存するため、三角測量に基づく距離測定方法とは容易に区別することができる。三角測量に基づく方法では、光が光源からある方向に放射され、次にある方向でカメラのピクセルに当たる。カメラとプロジェクタとの間の距離が周知であり、投影角度が受光角度と釣り合っていることから、三角測量法は、周知の長さと三角形の周知の２つの角度とに基づいて物体からの距離を求めることを可能にする。したがって、三角測量法は空気中の光速度に直接依存しない。
【００２９】
一実施形態では、測定ヘッド１２は、レーザスキャナに組み込まれた指示および表示デバイス２４を有する。例えば、指示および表示デバイス２４は、パラメータを定義するため、またはレーザスキャナ１０の動作を開始するためなどに、操作者がレーザスキャナ１０に測定指示を与えることを可能にするユーザインタフェースを有することができ、指示および表示デバイス２４は、パラメータに加えて測定結果も表示することができる。例示的実施形態では、指示および表示デバイス２４は、ミラー側シェル１２ｓの正面に配置され、そのユーザインタフェースは、グラフィカルタッチスクリーンとして具現化される。
【００３０】
レーザスキャナ１０は、中心Ｃ１０から測定点Ｘまでの距離ｄに加えて、受信した光出力に対するグレースケール値を検出してもよい。グレースケール値は、測定点Ｘに割り当てられた測定期間にわたり、受光器２１でバンドパスフィルタされ、増幅された信号を積分することによって求められてもよい。場合により、カラーカメラ２５によってカラー画像を生成することができる。これらのカラー画像により、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を測定点Ｘに追加値として割り当てることもできる。
【００３１】
一実施形態では、レーザスキャナ１０の動作モードは「球面モード」と呼ばれる。このモードは、測定ヘッド１２が第１の軸１２ａを中心にゆっくりと回転する間に、第２の軸１６ａを中心としたミラー１６の高速回転によって、レーザスキャナ１０の周囲の検出を可能にする。一実施形態では、ミラー１６は、５８２０回転／分の最高速度で回転する。走査は、そのような測定の測定点Ｘ全体として定義される。このような走査の場合、中心Ｃ１０は、局所固定基準系の原点を規定する。この局所静止基準系では、支持部１４は静止している。球面モードでは、走査は、横断物１２ｅによって影を付けられた領域から離れた球状の点群に対応する。
【００３２】
レーザスキャナ１０の別の動作モードである「螺旋モード」では、測定ヘッド１２が支持部１４に対して動かないままである間に、ミラー１６が第２の軸１６ａを中心に回転する。レーザスキャナ１０は例えば、レーザスキャナ１０の動作中に動くキャリッジに取り付けられる。螺旋モードでは、走査は螺旋形状を有する。測定ヘッド１２は、測定ヘッド１２をキャリッジに、場合により支持部１４に、また支持部１４および測定ヘッド１２を一緒に運ぶ何らかの他の支持体に固定する固定手段２６を有することができる。測定ヘッド１２と支持部１４との間の軸受は、固定手段２６によって橋渡しされるため損傷から保護される。固定手段によるキャリッジに対する支持部１４の固定は必須ではない場合があり（これは重複決定に関しても有利であろう）、すなわち、レーザスキャナ１０全体が固定手段２６のみによってキャリッジに取り付けられる。一実施形態では、固定手段２６は、測定ヘッド１２をこのキャリッジまたは他のキャリアにねじ込むことができるねじボアホールとして具現化される。
【００３３】
発光素子１７、受光器２１、およびそれぞれのレンズが測定ヘッド１２の受光側シェル１２ｓの上部領域に配置されている。電源として機能するレーザスキャナ１０の組電池２８は、シェル１２ｓから少なくとも部分的に取り外すことができる保護カバーの背後等、この受光側シェル１２ｓの下部領域に配置される。枢動可能な保護フラップを保護カバーとして設けてもよい。組電池２８は、交換可能かつ充電可能であるように設計されてもよい。
【００３４】
一実施形態では、三脚ヘッド１００は、スタンドまたは三脚１０１にレーザスキャナ１０を取り付けるために提供される。スタンド１０１は、三脚として具現化することができるが、任意の他の静止または可動のデバイスであってもよい。三脚ヘッド１００は、使用中に三脚１０１に固定して接続され、別個のモジュールとして、または三脚１０１の一体部品として構成されてもよい。三脚ヘッド１００は、レーザスキャナ１０と三脚１０１との間の高速交換閉鎖部として機能する。三脚ヘッド１００は、ａ）レーザスキャナ１０が三脚ヘッド１００上に置くことができるように三脚ヘッド１００がレーザスキャナ１０を受容する準備ができ、レーザスキャナ１０を持ち上げることによってレーザスキャナ１０を三脚ヘッド１００から取り外すことができる待機状態と、ｂ）レーザスキャナ１０が紛失されないように三脚ヘッド１００に載せられ、すなわち、何らかの特別な保持力なしに外れることを防止するように固定され、三脚ヘッド１００に対して限られた範囲で場合により移動可能な固定状態と、ｃ）レーザスキャナ１０が三脚ヘッド１００（したがって三脚１０１）に固定して接続され、したがって係止されており、この場合、係止状態を維持する保持力によってさらに支えられる係止状態と、の３つの可能な状態のうちの１つであり得る。三脚ヘッド１００は、特に、レーザスキャナ１０が「球面モード」で操作される場合に使用される。
【００３５】
三脚ヘッド１００は、その下部領域にベース要素１０５を有する。ベース要素１０５は、レーザスキャナ１０が所定の位置に設置されたときに、（軸方向を規定する）三脚ヘッド軸１００ａがレーザスキャナ１０の第１の軸１２ａと一致するように、その外形に基づいて円筒座標系を規定する。同時に、重力場での使用中に使用される構成は、「上」および「下」の規定を定義する。三脚ヘッド軸１００ａは、三脚ヘッド１００がレーザスキャナ１００を収容することができ、レーザスキャナ１００から再び取り外すことができる方向を指定する。三脚ヘッド１００は、既知の方法で三脚１０１に接続されてもよい。そうするために、この場合のベース要素１０５は、その下側で軸方向に延びる止まり穴を有し、当該止まり穴は、三脚スタンド１０１のねじをねじ込むことができる雌ねじを有する。
【００３６】
軸方向の上部にある三脚ヘッド１００の上部領域は、カバー要素１０７によって形成される。カバー要素１０７は、例えば螺合によってベース要素１０５に固定して接続される。その形状に関して、カバー要素１０７は、上面から離れるように突出するリング１０７ｂ、すなわち、軸方向上方に突出する材料の環状部分を有する平板１０７ａからなる。三脚ヘッド１００の可動部品は、ベース要素１０５とカバー要素１０７との間に取り付けられている。リング１０７ｂの半径方向外側に位置する板１０７ａの上側は、レーザスキャナ１０の支持部１４のための起立面として構成されている。その他の実施形態では、リングの半径方向内側および／またはリング１０７ｂの上側に位置する板１０７ａの上側は、レーザスキャナ１０の支持部１４のための起立面として構成することができる。
【００３７】
制御要素は、リング形状に構成され、少なくとも所定の角度範囲にわたって、三脚ヘッド１００の三脚ヘッド軸１００ａを中心として手動で回転させることができる。制御要素の回転可能な軸受は、軸方向を向くその端部で達成されてもよい。一実施形態では、制御要素１１０は、板１０７の上部の摩擦軸受によって軸方向に支持され、底部のベース要素１０５における摩擦軸受によって半径方向に支持される。その半径方向外側では、制御要素１１０には、いかなる追加の工具もなしで、すなわちこの場合には周辺把持チャネルにより手動操作に適した人間工学的に成形された領域が設けられている。把持チャネルまたは他の人間工学的に成形された領域の代わりに、操作者の指と制御要素１１０との間のすべりのない良好な接触のための何らかの他の手段を設けることができる。
【００３８】
以下で半径方向に湾曲した経路１１２と呼ばれる第１の湾曲経路と、以下で軸方向に湾曲した経路１１４と呼ばれる第２の湾曲経路が制御要素１１０の内側に形成されている。そのコースに関して、半径方向に湾曲した経路１１２ａは、半径方向外側から半径方向内側に延びる第１の半径方向に湾曲した経路のセグメント１１２ａ、その後、一定の半径で延びるはるかに長い第２の半径方向に湾曲した経路のセグメント１１２ｂを有する。半径方向内側に突出した材料のセクションの後、半径方向に湾曲した経路１１２のコースは１２０°毎に繰り返されるため、同じコースが３回現れる。軸方向に湾曲した経路１１４は、第１の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ａを有する。第１の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ａは、一定の高さで軸方向に進み、同時に軸方向に湾曲した経路１１４の最高点を形成する（軸方向の上部で）階段形状の第２の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｂが接続されている。そこには、第４の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｄとして軸方向に傾き、トラップで終わる傾斜面形状の第３の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｃが接続されている。同時に、第４の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｄは、軸方向に湾曲した経路１１４の最下点（軸方向の上部）を形成する。第１の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ａの高さにある段差は、第４の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｄの背後に位置する。このコースは１２０°毎に繰り返される。制御要素１１０は、２つの湾曲経路１１２、１１４によって、三脚ヘッド１００の待機状態、固定状態、および係止状態の間の移行を制御する。
【００３９】
変形実施形態では、２つの湾曲経路１１２、１１４は、異なるセグメントおよびコースを詳細には有する。
【００４０】
ドライバ１１６は、三脚ヘッド軸１００ａを中心に回転可能なスリーブ形状のセグメントによってベース要素１０５の中心マンドレルに設置される。ドライバ１１６の２つの片持ちアームは、スリーブ状セグメントから半径方向外側に突出している。一実施形態ではばね脚部として構成されたドライバばねは、ドライバ１１６をベース要素１０５に対して周方向に張力下におく。ドライバばねは、ベース要素１０５内の駆動デバイス１１６の周囲に配置された設置空間１１７の内側に位置する。軸方向に変位可能であるように係止ピン１１８が制御要素１１０に取り付けられる。係止ピン１１８は、板１０７ａ、より具体的にはその段差と協働し、それにより、段差と接触することによりプレストレスを受けているドライバ１１６を固定する。ドライバばねによりプレストレスを受けているドライバ１１６が係止ピン１１８によって解放されると、制御要素１１０に作用して、それを待機状態から固定状態の方向にする。
【００４１】
３つの係止バー１２０は、三脚ヘッド軸１００ａに対して半径方向に平行にずらされるように配置され、一方で周方向に均一に（すなわち、１２０°毎）分布し、ハンドル要素１１０により半径方向に囲まれる。係止バー１２０の各々は細長いベース本体を有し、係止バー回転軸１２０ａを中心に回転可能に取り付けられる。係止バー回転軸１２０ａは、三脚ヘッド軸１００ａに平行であり、すなわち、ベース要素１０５に一端が取り付けられ、カバー要素１０７のリング要素１０７ｂに他端が取り付けられる。加えて、各係止バー１２０は、その係止バー回転軸１２０ａに沿って限られた範囲で変位可能である。この目的のために、軸受ピン１２２は、係止バー１２０の軸方向の両端部に設けられ、これらの軸受ピンは、一方ではベース要素１０５および／またはリング１０７ｂに固定されて位置し、他方では係止バー１２０の止まり穴タイプのボアホールに係合し、したがって、これらは、他端で係止バー回転軸１２０ａと同一平面にある。下部軸受ピン１２２と係止バー１２０との間、例えば下部軸受ピン１２２の上端と係止バー１２０の止まり穴タイプの下部ボアホールのベースとの間には、軸受ばね１２４も配置される。この弱い軸受ばね１２４は係止バー１２０をその重量に抗して上方に持ち上げる。
【００４２】
各係止バー１２０は、（係止バー回転軸１２０ａに対して）細長いベース本体から半径方向に突出する２つの対向する係止バーヘッド１２０ｂを有する。係止バー１２０の上端と共に、２つの係止バーヘッド１２０ｂは、一体成形された、すなわち、係止バー１２０と一体的に設計されたハンマー形状を形成する。係止バー回転軸１２０ａを中心に係止バー１２０を回転させることによって、設けられた各係止バーヘッド１２０ｂは、外側に枢動され、リング１０７ｂの窓から（三脚ヘッド軸１００ａに対して）半径方向に突出した状態と、窓に接続された受け口内のリング１０７ｂの内側に配置された内側に枢動された状態との間を枢動する。一実施形態では、係止バー１２０毎に１つの係止バーヘッド１２０ｂのみが設けられる。
【００４３】
各係止バー１２０は、（係止バー回転軸１２０ａに対して）半径方向に突出し、係止ヘッド１２０ｂに対して軸方向にずらされた、以下では半径方向走査アーム１２０ｃと呼ばれる、第１の走査アームを有する。半径方向走査アーム１２０ｃの自由端は、制御要素１１０の半径方向に湾曲した経路１１２を調べるように機能する。接触面積を増大させるために、ペグ状に構成された半径方向走査アーム１２０ｃの自由端は、軸方向に曲げられる。摩擦を低減するために、半径方向走査アーム１２０ｃと半径方向に湾曲した経路１１２との間に、すべり軸受（例えば、プラスチックリング）またはころ軸受が設けられ、半径方向走査アーム１２０ｃの曲がった自由端を囲み、その半径方向外側で半径方向に湾曲した経路１１２に接触する。
【００４４】
３つの係止バー１２０には、それぞれの半径方向走査アーム１２０ｃと係止バー１２０のそれぞれの下端との間から軸方向に見えるように、それぞれの細長いベース本体がケージ１３０の内側に配置される。ケージ１３０は、概して、係止バー１２０に対して周方向にずらされた３つの片持ちアーム１３０ｂを有する。片持ちアーム１３０ｂ各々とベース１０５との間には、ケージばね１３１が配置され、ケージ１３０に軸方向上方に応力を加える。各係止バー１２０は、ひいてはケージ１３０に取り囲まれたそれぞれの圧縮ばね１３２によって取り囲まれている。軸受ばね１２４およびケージばね１３１と比較して、３つの圧縮ばね１３２は強く設計されている。それらの下端には、各圧縮ばね１３２が固定リング１３４に支持され、固定リング１３４は、例えばばねリングによって固定バー１２０にしっかりと固定されている。その上端において、プレストレスを受けた圧縮ばね１３２は加圧リング１３６を押圧し、この加圧リング１３６は、係止バー１２０の細長いベース本体で変位可能であり、開始位置において加圧リング１３６の上方に配置された係止バー１２０の段差と接触している。半径方向内側に面するフランジは、当該段差の反対側に、半径方向外側にずらしてケージ１３０に形成される。当該開始位置において、ケージ１３０のフランジは加圧リング１３６の上方に配置され、自由な移動で加圧リング１３６から離れている。ケージ１３０は、係止バー１２０がいかなる横方向の力にもさらされないように、ベース要素１０５にねじれないように支持される。
【００４５】
以下、軸方向走査アーム１３０ｃと呼ばれる第２の走査アームは、ケージ１３０から半径方向外側に突出する。軸方向走査アーム１３０ｃの自由端は、制御要素１１０の軸方向に湾曲した経路１１４を走査するように機能する。摩擦を低減するために、摩擦軸受またはころ軸受１３８（車輪型）は、軸方向走査アーム１３０ｃと軸方向に湾曲した経路１１４との間に設けることができる。このころ軸受は、軸受ジャーナルとして設計された軸方向走査アーム１３０を取り囲み、半径方向外側の軸方向に湾曲した経路１１４と接触している。ケージばね１３１は、軸方向走査アーム１３０ｃを軸方向に湾曲した経路１１４と接触させて保持し、すなわち、ケージ１３０は、軸方向に湾曲した経路１１４をばね式のプロセスで走査する。
【００４６】
展開ピン１４０は、カバー要素１０７のリング１０７ｂ内で軸方向に変位可能であるように設置される。三脚ヘッド１００の待機状態において、展開ピン１４０は、リング１０７ｂの上側を越えて突出し、すなわち、軸方向上方に突出する。展開ピン１４０の下部領域には、展開アーム１４０ａが取り付けられ、それによって、係止ピン１１８が板１０７ａの段差と接触している（したがって、プレストレスを受けたドライバ１１６を固定する）場合、展開ピン１４０が係止ピン１１８に作用できる。
【００４７】
レーザスキャナの支持部１４は、三脚ヘッド１００と協働するように構成されている。
【００４８】
したがって、支持部１４は、支持板１４ｂを有する。カバー要素１０７のリング１０７ｂを受容するように機能する環状溝１４ｎと、環状溝１４ｎの半径方向外側に隣接し、その底側が板１０７ａに接触するように機能する材料セクション１４ｐとが、この場合はこの支持板１４の底側に設けられている。さらに、フランジ１４ｒがこの材料セクション１４ｐに形成され、この場合、環状溝１４ｎの他方の側に位置し、半径方向内側の環状溝１４ｎに隣接する材料セクションにも形成され、当該フランジは、多少なりとも環状溝１４ｎの少なくとも半径方向外側にアンダーカットが設けられるように、環状溝１４ｎを覆う。環状溝１４ｎのベースおよび半径方向外側にある材料セクション１４ｐの底側の両方は、三脚ヘッド１００の支持部１４の相対回転のための走行面として設けられている。
【００４９】
取り付けられるレーザスキャナ１０がない場合、三脚ヘッド１００は待機状態にある。展開ピン１４０は上方に突出する。各係止バー１２０によって、設けられている係止バーヘッド１２０ｂがリング１０７ｂ内に枢動され、半径方向走査アーム１２０ｃは、半径方向外側にあるそれぞれの第１の半径方向に湾曲した経路のセグメント１１２ａの端部にある半径方向に湾曲した経路１１２内にある。各係止バー１２０は、係止バー回転軸１２０ａに沿ってその上部位置にあり、プレストレスによって保持される。軸方向に湾曲した経路１１４の場合、ケージ１３０は加圧リング１３６から離れており、軸方向走査アーム１３０ｃは第１の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ａの外端に位置している。
【００５０】
レーザスキャナ１０が三脚ヘッド１００上に置かれると、環状溝１４ｎはリング１０７ｂによって支持板１４ｂに係合する。レーザスキャナ１０が所定位置に置かれると、展開ピン１４０は支持部１４の支持板１４ｂから、またはより具体的には環状溝１４ｎのベースから下方に押される。そうする際、展開ピン１４０は、ひいては係止ピンが板１０７ａ上の段差から解放されるまで、展開アーム１４０ａによって係止ピン１１８を下方に押す。このようにして、ドライバばねは、ドライバ１１６を停止するまで所定の角度だけ回転させることができるため、制御要素１１０は（上から見て反時計回りに）同じ角度だけ回転する。制御要素１１０の回転により、半径方向走査アーム１２０ｃは、半径方向に湾曲した経路１１２、すなわち、一実施形態では第１の半径方向に湾曲した経路のセグメント１１２ａ、次に第２の半径方向に湾曲した経路のセグメント１１２ｂの始まりを通過する。同時に、それぞれの軸方向走査アーム１３０ｃは、対応する第１の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ａを有する軸方向に湾曲した経路１１４を通過する。半径方向に湾曲した経路１１２のコースのために、各半径方向走査アーム１２０ｃ、したがって各係止バー１２０は枢動される。この場合、３つの係止バーヘッド１２０ｂが半径方向外側に突出し、３つの係止バーヘッド１２０ｂが半径方向内側に突出するように、係止バーヘッド１２０ｂはリング１０７ｂの外に枢動する。外側に枢動した係止バーヘッド１２０は、対応する割り当てられたフランジ１４ｒとは距離を置いて係合している。対応する軸方向走査アーム１３０ｃは、それぞれの第２の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｂに進入した。ここで、三脚ヘッド１００は固定状態になる。レーザスキャナ１０、より具体的にはその支持部１４は、三脚ヘッド１００に対して回転することができるが、持ち上げることはできない。
【００５１】
（軸方向走査アーム１３０ｃと第１の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ａとの周方向における相対移動とは対照的に）係止バーヘッド１２０ｂの枢動運動の間に、半径方向走査アーム１２０ｃと第１の半径方向に湾曲した経路のセグメント１１２ａとの周方向における相対移動は実質的にないため、半径方向に湾曲した経路１１２は、軸方向に湾曲した経路１１４よりも周方向に全体的に短くなっている。
【００５２】
三脚ヘッド１００の固定状態から開始して、制御要素１１０をさらに（上から見て反時計回りに）回転させることができる。そうする際に、軸方向経路曲線１１４は、周方向の３つの角度範囲のすべてにおいて、その対応する傾斜面形状の第３の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｃを有するケージ１３０の対応する軸方向走査アーム１３０ｃに対して移動する。言い換えれば、軸方向走査アーム１３０ｃは、ころ軸受１３８によって、ケージばね１３１による荷重下で軸方向に湾曲した経路１１４を走査する。第３の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｃは軸方向下方に延びるので、各ケージ１３０は、軸方向下方に押される。加圧リング１３６に接触した後、圧縮ばね１３２をさらに圧縮し、それぞれの係止バー１２０を軸方向下方に押すことにより、設けられた係止バーヘッド１２０ｂが対応するフランジ１４ｒに接触するようになる。圧縮ばねは、荷重を互いに一様にするため、すべての係止バー１２０は均一な荷重を受ける。同時に、圧縮ばね１３２は、ケージ１３０が軸方向に湾曲した経路１１４のセグメントに頼ることで橋渡しされることを可能にする。第２の半径方向に湾曲した経路のセグメント１２０ｂに沿った半径方向走査アーム１２０ｃの動きは、一切の力の変化なしに生じる。圧縮ばね１３２の圧縮により、（付加的な）保持力が蓄積される。この保持力は、係止バーヘッド１２０ｂをフランジ１４ｒに押しつけ、少なくとも１つの軸方向走査アーム１３０ｃがそのころ軸受１３８を用いて対応する第４の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｄ、すなわち、トラップに到達すると最大に達する。すると、三脚ヘッド１００は係止状態に配置される。
【００５３】
三脚ヘッド１００の係止状態から開始して、制御要素１１０を反対方向に（上から見て時計回りに）回転させることができる。それぞれの第４の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｄを出ると、軸方向走査アーム１３０ｃはそれぞれ第３の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ｃに到達するため、設けられている圧縮ばね１３２（およびケージばね１３１）は弛緩することができ、それによって、対応する係止バー１２０を軸方向上方に押す。軸方向走査アーム１３０ｃが対応する第２の軸方向経路セグメント１１４ｂに到達するまで、すなわちケージ１３０が各加圧リング１３６から持ち上げられ、それによりそれぞれの係止バー１２０を解放するまで、制御要素１１０は回転される。三脚ヘッド１００は再び固定状態に達する。
【００５４】
次に、制御要素１１０は同じ方向に（上から見て時計回りに）さらに回転させることができ、軸方向走査アーム１３０ｃは弛緩している軸受ばね１２４によって支持された第１の軸方向に湾曲した経路のセグメント１１４ａに沿って移動する。係止バー１２０が対応する係止バー軸１２０ａを中心に枢動するように、半径方向走査アーム１２０ｃは、対応する第２の半径方向に湾曲した経路のセグメント１２０ｂから第１の半径方向に湾曲した経路のセグメント１２０ａに進む。係止バーヘッド１２０ｂは、膨らみ１０７ｂ内に枢動される。ここで、三脚ヘッド１００が待機状態にあり、レーザスキャナ１０を持ち上げることができる。
【００５５】
用語「約」は、本明細書を出願した時点で利用可能な機器に基づいて特定の量の測定に関連する誤差の程度を含むことが意図されている。
【００５６】
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的のみのためであり、本開示を限定することを目的としたものではない。本発明で使用する場合、単数形「ａ」「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、別様に明確に文脈が指示しない限り、複数形も包含することを意図している。さらに、本明細書において使用する場合、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えた（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、その述べられた特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または部品が存在することを明示するものであって、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、部品、および／またはこれらの群の存在または追加を排除するものではないことが理解されるであろう。
【００５７】
本開示は限られた数の実施形態のみに関連して詳細に提供されるが、本開示はそのような開示された実施形態に限定されないことは容易に理解されるべきである。むしろ、本開示は、これまでに記載されていないが、本開示の趣旨および範囲に相応する任意の数の変形、変更、置換、または等価の構成を組み込むように変更することができる。加えて、本開示の様々な実施形態が記載されているが、例示的な実施形態は、説明された例示的な態様のうちのいくつかのみを含み得ることが理解されるべきである。したがって、本開示は、上記の説明によって限定されると受け取られるものではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【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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【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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【外国語明細書】
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