(57)【要約】【課題】巻尺のように、基準点からの距離の異なる複数の点を容易に測定することができる距離計測装置を提供する。【解決手段】電磁波を送波する送波部１と、その電磁波が対象物に反射して返ってきた反射波を検出する受波部２と、送波部１から送波され対象物に反射して受波部２まで返ってくる電磁波の飛行時間から対象物までの距離を演算する演算部３と、その結果を表示する表示部４とを備えた距離計測装置５である。少なくとも送波部１と受波部２を備えた本体部６から表示部４を備えた副体部７を分離し、この分離された副体部７に送波部１から送波される電磁波が反射する反射部８を設ける。【選択図】        図１
2004205220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送波する送波部と、その電磁波が対象物に反射して返ってきた反射波を検出する受波部と、送波部から送波され対象物に反射して受波部まで返ってくる電磁波の飛行時間から対象物までの距離を演算する演算部と、その結果を表示する表示部とを備えた距離計測装置において、少なくとも送波部と受波部を備えた本体部から表示部を備えた副体部を分離し、この分離された副体部に送波部から送波される電磁波が反射する反射部を設けて成ることを特徴とする距離計測装置。
【請求項２】
電磁波に広がりを持たせるための手段を設けて成ることを特徴とする請求項１記載の距離計測装置。
【請求項３】
送波部の送波方向を走査する走査手段と、反射波の検出信号に基づき走査方向を制御する走査制御手段とを設けて成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の距離計測装置。
【請求項４】
本体部に設けた送波部が演算部で求めた送波部から反射部までの距離情報を送信する送信手段を兼用し、副体部に上記送信手段から送信された距離情報を受信する受信部と、受信部で受信した距離情報を表示する表示部とを設けて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の距離計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視光レーザ、あるいはミリ波などの電磁波を用いた距離計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電磁波を送波する送波部と、その電磁波が対象物に対して返ってきた反射波を検出する受波部と、送波部から送波され対象物に反射して受波部まで返ってくる電磁波の飛行時間から対象物までの距離を演算する演算部と、その結果を表示する表示部とを備えた距離計測装置が知られている。（例えば特許文献１参照）
このような従来の距離計測装置においては、送波部、受波部、演算部、表示部を一つの装置にまとめてある。この従来例は、例えば部屋の基準点となるポイントに上記距離計測装置を設置し、該距離計測装置に備えた送波部から電磁波を壁に向けて送波し、壁から反射された反射波を装置に備えた受波部により検出し、送波部から送波され壁に反射して受波部まで返ってくる電磁波の飛行時間から壁までの距離を演算部で演算し、距離計測装置に設けた表示部において演算部で演算された結果である基準点から対象物である壁までの距離を表示するようにしている。
【０００３】
このように、従来にあっては、基準点となるポイントから壁などの反射対象物までの距離しか測定できず、同じ基準点から違う距離をもつ複数の点を特定するといった作業は面倒であった。例えば、照明灯の照度測定に当たっては５ｍ間隔で照度測定を行う必要があるが、このように５ｍ間隔で複数のポイントを特定するに当たって、従来は基準点から巻尺などを用いて５ｍごとに複数のポイントを特定していくという作業方法で行っているのが一般的であり、このような作業を前述の送波部、受波部、演算部、表示部を一つの装置にまとめた従来の距離計測装置において容易に行うことはできなかった。
【０００４】
また、他の従来例として、送波部、受波部、演算部を備えた装置を部屋の中央のあるポイントとなる位置に設置し、測定すべき基準点に反射器を設置し、送波部から反射器にレーザを送波して反射光を受波部で検出し、演算部で演算して反射器を設置した点までの距離を測定し、演算部で演算されたデータを外部機器に出力し、ＩＣカードなどに格納し、このＩＣカードに記憶したデータをコンピュータに接続して読み出して処理するものが知られている。（例えば特許文献２参照）
ところが、この従来例においては、反射器を測定すべき点に設置して反射器を設置したポイントまでの距離を測定するようにしているので、同じ基準点から複数の特定された基準点（反射器を設置したポイント）までの距離を測定することはできるが、処理されたデータは外部のコンピュータで読み出して処理して表示するものであって、反射器に測定した距離を表示する表示部が設けてないので、あるポイントに反射器を設置した場合、反射器を設置した個所で測定値を同時に作業者が見ることができず、したがって、反射器を設置する位置を任意に変えながら基準点（装置を設置した位置）からの距離を反射器を設置した所で同時に確認しながら、基準点からある距離をもつポイントまでの距離を特定するという作業がし難いという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１９４１６０号公報
【特許文献２】
特開平５−２８８５４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基準点からの距離の異なる複数の点を容易に測定することができる距離計測装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る距離計測装置は、電磁波を送波する送波部１と、その電磁波が対象物に反射して返ってきた反射波を検出する受波部２と、送波部１から送波され対象物に反射して受波部２まで返ってくる電磁波の飛行時間から対象物までの距離を演算する演算部３と、その結果を表示する表示部４とを備えた距離計測装置５において、少なくとも送波部１と受波部２を備えた本体部６から表示部４を備えた副体部７を分離し、この分離された副体部７に送波部１から送波される電磁波が反射する反射部８を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、本体部６の送波部１から送波した電磁波を本体部６から離れた位置に置いた副体部７の反射部８で反射させて反射波を受波部２で受波して演算部３で電磁波の飛行時間から対象物までの距離を演算し、その結果を副体部７の表示部４で表示することができるものであり、これにより、本体部６を設置した位置を基準として該基準点からの副体部７を設置した点までの距離を副体部７に設けた表示部４で表示して確認できるものであり、このため、本体部６を設置した位置を基準として副体部７を設置する位置を変えて距離測定をすることで、基準点からの距離の異なる複数の点を容易に測定することができるものである。
【０００８】
また、電磁波に広がりを持たせるための手段を設けることが好ましい。このような構成とすることで、本体部６の送波部１から送波した電磁波が副体部７の反射部８で反射するように本体部６又は副体部７の位置合わせが容易に行えるものである。
【０００９】
また、送波部１の送波方向を走査する走査手段１０と、反射波の検出信号に基づき走査方向を制御する走査制御手段１１とを設けることが好ましい。このような構成とすることで、本体部６の走査部１から走査された電磁波の走査可能な範囲内において副体部７を設置することで、該電磁波の走査可能な範囲内において副体部７を設置した点までの距離の測定が容易に行えることになる。
【００１０】
また、本体部６に設けた送波部１が演算部３で求めた送波部１から反射部８までの距離情報を送信する送信手段を兼用し、副体部７に上記送信手段から送信された距離情報を受信する受信部１２と、受信部１２で受信した距離情報を表示する表示部４とを設けることが好ましい。このような構成とすることで、距離測定のための電磁波を利用したレーザによる光通信や、ミリ波による通信ができるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
距離計測装置５は、可視光レーザ、ミリ波、マイクロ波などの電磁波を目標となる対象物に向かって送波する送波部１と、送波部１から送波した電磁波が対象物に反射して返ってきた反射波を検出する受波部２と、送波部１から送波され対象物に反射して受波部２まで返ってくる電磁波の飛行時間から対象物までの距離を演算処理する演算部３と、その結果を表示する表示部４とを備えたものである。
【００１３】
本発明においては上記のように送波部１、受波部２、演算部３、表示部４を備えた距離計測装置５が本体部６と、該本体部６から分離された副体部７とで構成してある。本体部６には少なくとも送波部１と受波部２とが備えてある。また、副体部７には表示部４が設けてあり、更に、この表示部４を設けた副体部７には送波部１から送波される電磁波が反射するための反射部８が設けてある。
【００１４】
本体部６に送波部１、受波部２、演算部３が設けてあり、送波部１と受波部２とは本体部６の同一面（前面部）の上下又は左右に並べて設けてある。本体部６は設置用三脚１３に対して着脱自在に取付けることができるようになっている。副体部７には図４に示すように一面（例えば前面）に送波部１から送波される電磁波が反射するための反射板よりなる反射部８が設けてあり、別の一面（例えば後面）には液晶表示などの表示手段よりなる表示部４が設けてある。距離計測装置５は有線通信手段１４又は無線通信手段１５を備えている。図１乃至図３に示す実施形態には本体部６に設けた有線用の送信部１４ａと副体部７に設けた有線用の受信部１４ｂとを通信線１４ｃで接続して有線通信手段１４を構成した例が示してあり、図５乃至図７に示す実施形態には本体部６に無線用の送信部１５ａ設けると共に副体部７に無線用の受信部１５ｂを設けて無線通信手段１５を構成した例を示している。
【００１５】
上記の構成の距離計測装置５は図３や図７に示すように、本体部６を基準点となる位置に設置し、送波部１、受波部２を距離を計測しようとするポイントとなる方向に向けると共に送波部１から可視光レーザ、ミリ波、マイクロ波等の電磁波を送波する。一方、副体部７を本体部６を設置した基準点からの距離を計測しようとするポイントとなる付近において反射部８が送波部１側を向くように位置させる。このようにすると、本体部６の送波部１から送波された電磁波が副体部７の反射部８で反射され、反射波が本体部６の受波部２で受波される。この送波部１から送波され副体部７の反射部８で反射して受波部２まで返ってくる電磁波の飛行時間のデータに基づいて演算部３で送波部１から反射部８までの距離が演算処理され、この演算部３で演算処理されたデータが通信線１４ｃ又は無線通信手段１５により本体部６から副体部７に送信され、副体部７に送信されたデータが副体部７の表示部４で距離を表す数字として表示され、この副体部７を配置した位置で副体部７に備わっている表示部４を見ることで送波部１から反射部８までの距離を知ることができる。
【００１６】
このように、本体部６から分離した反射部８を備えた副体部７部分で送波部１から反射部８までの距離を知ることができるので、本発明の距離計測装置５は例えば次のような使用方法が可能となる。
【００１７】
一例を挙げると、例えば、本体部６を設置した基準点となる位置からある方向に５ｍ離れた地点を求めたい場合、上記のようにして測定したデータが副体部７の表示部４に５ｍ５０ｃｍと表示されたとすると、副体部７を反射部８を送波部１側に向けた姿勢で本体部６から離れる方向に移動させて位置調整をし、表示部４で５ｍと表示される位置まで移動させる。これにより基準点となる位置からある方向に５ｍ離れた位置を簡単且つ正確に求めることができる。また、基準点から５ｍづつ順次離れた複数のポイントを求める場合には、上記のようにして５ｍ離れたポイントを求め、次に、同様にして副体部７を移動して本体部６を設置した基準点から１０ｍ離れた位置を求め、次に、同様にして副体部７を移動して本体部６を設置した基準点から１５ｍ離れた位置を求めるというようにして副体部７を手に持って移動して副体部７に備えられている表示部４を見ながら基準点からの距離の異なる複数の点を次々と容易に測定することができる。
【００１８】
ここで、電磁波として可視光レーザを使用するときには可視光レーザの直進性により一直線上にある複数の距離の決まったポイントの位置決めがし易いものである。例えば、一直線上の複数の距離の決まった位置に照明器具を取付ける場合における各照明器具の取付け位置を求めたり、あるいは、一直線上の複数の距離の決まった位置に机を配置する場合における各机の配置位置を求めたりするのが容易に行えるものである。
【００１９】
また、電磁波がミリ波やマイクロ波の場合には送波範囲に広がりがあり、このため、副体部７の反射部８を送波範囲に位置させて確実に反射させ易く、距離の測定作業が容易に行い易いものであり、また、本体部６の位置合わせも容易となる。
【００２０】
図１乃至図３の実施形態では本体部６と副体部７とを通信線１４ｃにより接続し、本体部６に備えた演算部３で演算処理された距離情報データを有線用の送信部１４ａで通信用データに変換して通信線１４ｃで副体部７に送信して副体部７の有線用の受信部１４ｂで受信して通信用データを距離情報データに変換して表示部４で表示する例を示しているが、図５乃至図７に示す実施形態のように無線通信手段１５を備えた（つまり、本体部６に無線用の送信部１５ａを設けると共に副体部７に無線用の受信部１５ｂを設ける）ものにおいては、本体部６に設けた演算部３で演算処理された距離情報データを無線用の送信部１５ａで通信用データに変換して無線により副体部７に送信して副体部７の無線用の受信部１５ｂで受信して通信用データを距離情報データに変換して表示部４で表示するものであるから、本体部６と副体部７とを接続する通信線１５が無くて作業性が良くなり、また、副体部７を本体部６から遠くに離して距離測定ができて長距離測定が可能となるものである。
【００２１】
次に、本発明の他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、送波部１から送波する電磁波に広がりを持たせるための手段を設けてある。上記電磁波に広がりを持たせるための手段としてはシリンドリカルレンズや凹レンズを用いて本体部６の送波部１にシリンドリカルレンズや凹レンズを設けて送波部１から送波される電磁波に広がりを持たせるものである。また、電磁波が可視光レーザの場合、点光源である半導体レーザを平行光線とするための凸レンズが設けてあるが、この点光源である半導体レーザを平行光線とするための凸レンズを利用して凸レンズの位置をずらして（つまり凸レンズの焦点位置に点光源である半導体レーザを位置させると平行光線となるので該凸レンズの焦点位置から半導体レーザの位置をずらして）可視光レーザに広がりを持たせるようにしてもよい。
【００２２】
上記のように送波部１から送波する電磁波に広がりを持たせるための手段を設けるものにおいては、特に、電磁波が可視光レーザの場合であっても送波部１から送波する可視光レーザに広がりを持たせることができるので、副体部７の反射部８を送波範囲に位置させて確実に反射させ易く、距離の測定作業が容易に行い易いものであり、また本体部６の位置合わせも容易となる。
【００２３】
図８乃至図１０には本発明の他の実施形態が示してある。本実施形態においては、図８、図９に示すように、本体部６に送波部１の送波方向を走査する走査手段１０と、反射波の検出信号に基づき走査方向を制御する走査制御手段１１とを設けてある。実施形態において本体部６は下部に走査用基台１８の上に回動自在に設けてあり、走査用基台１８内にモータ、減速機を設け、モータの正回転、逆回転を減速機を介して一端部を本体部６に取付けた回動軸に伝達することで走査用基台１８を平面視で一方向、逆方向に所定のある角度α往復回動して本体部６の送波部１から送波する電磁波の走査方向を所定のある角度αの範囲で走査することができるようになっている。したがって、本実施形態ではモータ、減速機、回動軸により走査手段１０が構成してある。
【００２４】
本体部１には走査制御手段１１が設けてあり、反射波の検出信号に基づき走査方向を制御するようになっている。
【００２５】
すなわち、図１０のように本体部６を基準点となる位置に設置して送波部１、受波部２を距離を計測しようとするポイントとなる方向側に大略向かうようにする。この状態で送波部１から可視光レーザ、ミリ波、マイクロ波等の電磁波を送波すると共に、走査制御手段１１により本体部６を所定のある角度αの範囲で往復動させることで送波部１から送波する電磁波の走査方向を所定のある角度αの範囲で走査する。一方、副体部７を上記電磁波の走査範囲の任意の位置に反射部８が送波部１側を向くように設置する。ところで、送波部１から所定のある角度αの範囲で電磁波を走査すると、電磁波の走査にしたがって電磁波反射する対象物の位置が異なるので、演算部３で演算処理して求めれる対象物までの距離データは走査に従って異なる。しかしながら、送波部１から送波する電磁波の送波範囲に副体部７を位置させると、電磁波の走査範囲において反射対象物としては副体部７の反射部８が最も本体部６に近い位置であるため、演算部３で求められる距離データの中で最も短い値を示す距離データが副体部７の反射部８で反射した電磁波の飛行距離から求められたものであることが判る。したがって、走査角度の中で求められる対象物までの距離データのうち最も短い距離データとなる向きに反射部８が位置していると見なし、送波部１から送波する電磁波を所定のある角度１乃至数回走査した場合に得られる最も短い距離データとなる向きで本体部６が停止するように本体部６に設けた走査制御手段１１により走査手段１０を制御するものである。
【００２６】
このようにして走査手段１０により送波部１から送波する電磁波を走査して副体部７の反射部８の位置を検出して送波部１が反射部８を向いた方向で走査を停止することで、送波方向を副体部７の向きに位置合わせすることができ、その後、副体部７を本体部６の方向に近づけたり、あるいは遠ざけたりして本体部６を設置した基準点から目的とする距離だけ離れた点を副体部７に設けた表示部４を見ながら求めることができるものである。
【００２７】
次に、本発明の他の実施形態を図１１、図１２に基づいて説明する。本実施形態では、本体部６に設けた送波部１が演算部３で求めた送波部１から反射部８までの距離情報を送信する送信手段を兼用し、副体部７に上記送信手段から送信された距離情報を受信する受信部１２と、受信部１２で受信した距離情報を表示する表示部４とを設けたことに特徴がある。すなわち、前述の各実施形態においてはそれぞれ電磁波による距離測定の手段とは別に、有線通信手段１４や無線通信手段１５を設けて演算部３で演算処理して求めた演算結果のデータを副体部７側に送信して表示部４で表示するようにしているが、本実施形態では、距離測定のための電磁波を利用して演算部３で演算処理して求めた演算結果のデータを副体部７側に送信するようにしている。
【００２８】
本実施形態においては本体部６に図１２に示すように送波部１、受波部２、演算部３、演算部３で得た距離情報のデータを通信用データに変換して送波部１から電磁波を媒体として送信するための送信部９が設けてある。一方、副体部７には送波部１から送波された電磁波を２つに分けるビームスピリッタ２５と、ビームスピリッタ２５で分けられた電磁波の一方を受波部２側に反射する反射部８と、ビームスピリッタ２５で分けられた電磁波の他方を受信する受信部１２と、通信部２で受信した距離情報を表示する表示部８とが設けてあり、受信部１２で電磁波を媒体として送信された通信用データを受信して該通信用データを距離情報データに変換し、この距離情報データを表示部８で距離情報として数値により表示するものである。
【００２９】
このように、本体部６に設けた送波部１が演算部３で求めた送波部１から反射部８までの距離情報を送信する送信手段を兼用し、副体部７に上記送信手段から送信された距離情報を受信する受信部１２と、受信部１２で受信した距離情報を表示する表示部４とを設けることで、距離測定のための電磁波を利用したレーザによる光通信や、ミリ波による通信ができて部品点数が少なくなり、安価になるものである。
【００３０】
なお、上記した各実施形態において、本体部６に設けた送波部１を副体部７に設けた反射部８に向けることなく、送波部１を従来の距離計測装置と同様に副体部７（副体部７の反射部８）以外の対象物に向けて送波部１から電磁波を送波し該副体部７以外の対象物に反射した反射波を受波部２で受波し、演算部３で送波部１から送波され対象物に反射して受波部２まで返ってくる電磁波の飛行時間から対象物までの距離を演算し、結果を副体部７に設けた表示部４で本体部６の送波部１から対象物までの距離を表示するという使用形態もできるものであり、この場合には、副体部７を本体部６に合わせて本体部６と同じ位置に位置させおいてもよく、あるいは、手で持ったり、本体部６とは異なる位置に設置したりというように、表示部４が見やすくて作業性の良い所を選んで位置させることができる。
【００３１】
なお、本体部６に対して副体部７を分離しているが、本体部６、副体部７を嵌め込み、係止手段等の着脱手段により着脱自在とし、前述の副体部７を距離測定のための対象物として利用する場合や、表示部４を本体部６から離して手で持ったり、見やすい位置に設置したりするような場合に本体部６から離し、距離計測装置と同様の使用を行う場合や、非使用時（収納時）等には本体部６に副体部７を着脱手段により接合するというようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、距離計測装置において、少なくとも送波部と受波部を備えた本体部から表示部を備えた副体部を分離し、この分離された副体部に送波部から送波される電磁波が反射する反射部を設けてあるので、本体部を設置した位置を基準として該基準点からの副体部を設置した点までの距離を副体部に設けた表示部で表示して確認でき、本体部を設置した位置を基準として副体部を設置する位置までの距離情報を副体部において確認しながら目的とする距離測定ができるものであり、これにより副体部を設置する位置を変えて距離測定をすることで、巻尺と同様に基準点からの距離の異なる複数の点を測定できるのみならず、測定が巻尺による測定に比べてはるかに容易且つ正確に行えるものである。
【００３３】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、電磁波に広がりを持たせるための手段を設けてあるので、本体部の送波部から送波した電磁波が副体部の反射部で反射するように本体部又は副体部の位置合わせが容易に行えて距離測定が容易となるものである。
【００３４】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、送波部の送波方向を走査する走査手段と、反射波の検出信号に基づき走査方向を制御する走査制御手段とを設けるので、本体部の走査部から走査された電磁波の走査可能な範囲内において副体部を設置することにより、該電磁波の走査可能な範囲内において副体部を設置した点までの距離の測定を容易に行うことができるものである。
【００３５】
また、請求項４記載の発明にあっては、上記請求項１乃至請求３記載の発明の効果に加えて、本体部に設けた送波部が演算部で求めた送波部から反射部までの距離情報を送信する送信手段を兼用し、副体部に上記送信手段から送信された距離情報を受信する受信部と、受信部で受信した距離情報を表示する表示部とを設けてあるので、距離測定のための電磁波を利用したレーザによる光通信や、ミリ波による通信ができて、部品が少なくなり、安価となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の距離計測装置の一実施形態の斜視図である。
【図２】同上の制御ブロック図である。
【図３】同上の距離計測装置を用いて計測する例を示す説明図である。
【図４】（ａ）は同上の副体の正面図であり、（ｂ）は同上の背面図である。
【図５】同上の距離計測装置の他の実施形態の斜視図である。
【図６】同上の制御ブロック図である。
【図７】同上の距離計測装置を用いて計測する例を示す説明図である。
【図８】同上の距離計測装置の更に他の実施形態の斜視図である。
【図９】同上の制御ブロック図である。
【図１０】同上の距離計測装置を用いて計測する例を示す説明図である。
【図１１】同上の距離計測装置の更に他の実施形態の斜視図である。
【図１２】同上の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１  送波部
２  受波部
３  演算部
４  表示部
５  距離計測装置
６  本体部
７  副体部
８  反射部
１０  走査手段
１１  走査制御手段
１２  受信部
【図１】
2004205220.tif 000003
【図２】
2004205220.tif 000004
【図３】
2004205220.tif 000005
【図４】
2004205220.tif 000006
【図５】
2004205220.tif 000007
【図６】
2004205220.tif 000008
【図７】
2004205220.tif 000009
【図８】
2004205220.tif 000010
【図９】
2004205220.tif 000011
【図１０】
2004205220.tif 000012
【図１１】
2004205220.tif 000013
【図１２】
2004205220.tif 000014