專利名稱：用于測(cè)距的裝置，以及用于這種裝置的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)距、尤其是無(wú)接觸測(cè)距的裝置，它通過(guò)一個(gè)發(fā)射 的測(cè)量信號(hào)確定一個(gè)目標(biāo)與裝置的至少一個(gè)參考點(diǎn)之間的距離。此外本 發(fā)明還涉及一種用于使這種裝置運(yùn)行的方法，尤其是一個(gè)數(shù)字米尺的運(yùn) 行方法。
背景技術(shù)：
在確定距離或間距時(shí)區(qū)分成通過(guò)距離與測(cè)量機(jī)構(gòu)、例如直尺、測(cè)量 帶或折尺在一側(cè)上直接比較的直接測(cè)量和通過(guò)例如無(wú)接觸的光電距離 測(cè)量的間接測(cè)量。光電測(cè)距器通過(guò)一個(gè)測(cè)量信號(hào)的移動(dòng)時(shí)間測(cè)量或相位 測(cè)量確定距離或間3巨。市場(chǎng)上的間接測(cè)距器幾乎僅僅作為確定距離值的測(cè)距裝置并不能 作為用于伴隨測(cè)量活動(dòng)的輔助儀器，例如像標(biāo)注和標(biāo)記點(diǎn)或線。由EP 15 666 58 Al已知一個(gè)用于距離測(cè)量的手持裝置> 它從一個(gè) 固定的外殼內(nèi)相對(duì)于要被測(cè)量的目標(biāo)的表面部位發(fā)射射線并且再收集 在目標(biāo)上反射的射線。此外這個(gè)裝置具有至少一個(gè)與外殼連接的零部 件，它為了測(cè)量短距離可以在射線傳播方向上穿過(guò)外殼延伸。這種儀器 的一個(gè)實(shí)施例規(guī)定了一個(gè)作為間隔墊的零部件，它在一個(gè)固定給定的長(zhǎng) 度上穿過(guò)裝置的外殼延伸。這個(gè)間隔墊固定給定的長(zhǎng)度至少像測(cè)量裝置 的外殼前的臨界距離一樣大，在測(cè)量裝置內(nèi)部不能實(shí)現(xiàn)在表面部位上的 光學(xué)測(cè)量。發(fā)明內(nèi)容按照本發(fā)明的測(cè)距裝置，它通過(guò)一個(gè)發(fā)射的測(cè)量信號(hào)、尤其是通過(guò) 一個(gè)調(diào)制的測(cè)量信號(hào)，能夠無(wú)接觸的確定一個(gè)目標(biāo)與裝置的至少一個(gè)參 考點(diǎn)之間的距離，該裝置具有一個(gè)外殼，它具有一個(gè)面對(duì)要被測(cè)量的目 標(biāo)的第一端部和一個(gè)背離要被測(cè)量的目標(biāo)的第二端部。在這里該裝置具有一個(gè)用于顯示測(cè)量結(jié)果的輸出單元。以有利的方式使要被測(cè)量的目標(biāo) 與外殼的背離端部之間距離的至少 一 部分通過(guò)長(zhǎng)度測(cè)量刻度通過(guò)輸出單元顯示。即，要被測(cè)量的目標(biāo)與裝置外殼的背離端部之間距離的至少 一部分長(zhǎng)度可以通過(guò)輸出單元附屬于長(zhǎng)度測(cè)量刻度并由此從屬于距離 值、尤其是多個(gè)距離值。
因此按照本發(fā)明的裝置不僅可以確定和顯示單個(gè)定量距離值，如同 例如在現(xiàn)有技術(shù)的裝置中能夠?qū)崿F(xiàn)的那樣，而且可以表示一個(gè)整個(gè)的長(zhǎng) 度測(cè)量刻度，它給出一個(gè)要被測(cè)量的距離或要被測(cè)量的目標(biāo)與與背離目 標(biāo)的測(cè)量?jī)x端部之間的距離的有限范圍。
通過(guò)這種方式按照本發(fā)明的裝置構(gòu)成一個(gè)米尺，尤其一個(gè)數(shù)字的米 尺，它具有一個(gè)測(cè)量刻度，尤其一個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量刻度，它可以通過(guò)裝置的 輸出單元、尤其以圖像的方式顯示，并且能夠在要被測(cè)量距離的整個(gè)分 段上顯示距離值。
因此對(duì)按照發(fā)明裝置的使用者以有利的方式不僅傳遞裝置與要被 測(cè)量的目標(biāo)的單個(gè)距離值，而且它如同在用于直接測(cè)距裝置中那樣直接 在一個(gè)有限長(zhǎng)度的范圍上具有測(cè)量刻度，它再現(xiàn)與要被測(cè)量目標(biāo)那個(gè)距 離》
這種在其功能上對(duì)應(yīng)于一個(gè)數(shù)字米尺的裝置在運(yùn)行時(shí)，米尺測(cè)量刻
度的零點(diǎn)通過(guò)無(wú)接觸的距離測(cè)量裝置、尤其例如通過(guò)一個(gè)光電距離測(cè)量 裝置確定，該零點(diǎn)位于由裝置的輸出單元顯示的測(cè)量范圍的以外。這種
方法可以有利地通過(guò)一個(gè)僅有限長(zhǎng)度的、例如一般數(shù)量級(jí)0.3至1米的 米尺，測(cè)量明顯更大的數(shù)米的距離，同時(shí)顯示長(zhǎng)度和相對(duì)距離的整個(gè)范 圍，如同例如在傳統(tǒng)的折尺在有限的測(cè)量范圍中給出的那樣。
通過(guò)在從屬權(quán)利要求中描述的特征實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明的裝置以及使 按照本發(fā)明裝置運(yùn)行的方法的有利改進(jìn)方案。
尤其通過(guò)輸出單元再現(xiàn)的測(cè)量刻度可以這樣變化地顯示，使它隨著 裝置與目標(biāo)的測(cè)量距離的增加和/或減小對(duì)應(yīng)于裝置與要測(cè)量目標(biāo)之間 測(cè)得的距離而變化。
以有利的方式使按照本發(fā)明裝置的測(cè)量刻度具有刻度和/或數(shù)值。在 此尤其有利的是，當(dāng)測(cè)量刻度具有數(shù)值時(shí)，其絕對(duì)值對(duì)應(yīng)于從屬的分刻 度到測(cè)量目標(biāo)那個(gè)距離，使得測(cè)量刻度形成一個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量刻度。如果裝 置與要被測(cè)量目標(biāo)的距離變化，則以相應(yīng)的方式也使分刻度或從屬于分 了^/ ' 、'、、、、、--, 、 '只要儀器在持續(xù)測(cè)量模式工作同時(shí)不斷測(cè)量距離，就可以例如自動(dòng) 地實(shí)現(xiàn)這種刻度匹配。
這一點(diǎn)例如由此實(shí)現(xiàn)，使組合在裝置中的計(jì)算單元確定裝置的參考 點(diǎn)與要被測(cè)量目標(biāo)的那個(gè)距離并且由這個(gè)距離通過(guò)測(cè)量?jī)x長(zhǎng)度延展的 至少一部分產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量刻度，它可以通過(guò)測(cè)量?jī)x的輸出單元顯 示。
以有利的方式使按照本發(fā)明裝置的外殼具有一個(gè)與無(wú)接觸測(cè)距的 測(cè)量信號(hào)方向基本平行的定位棱邊。這個(gè)定位棱邊以有利的方式形成一 個(gè)用于標(biāo)識(shí)直線和距離的直尺，尤其用于將定位棱邊的直線傳遞到一個(gè) 表面上。通過(guò)按照本發(fā)明的裝置或形成直尺的裝置定位棱邊放置在標(biāo)記 表面的確定點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)直線標(biāo)記，然后例如通過(guò)鉛筆^f吏裝置的定位棱邊離 開。由此使棱邊形狀作為直線傳遞到基礎(chǔ)上。
以有利的方式使用于顯示測(cè)量刻度的輸出單元在按照本發(fā)明的裝 置中基本上、即在加工引起的允差范圍內(nèi)平行于外殼的定位棱邊設(shè)置。 這一點(diǎn)能夠使可以通過(guò)測(cè)量刻度讀出的測(cè)量點(diǎn)直接傳遞到一個(gè)相應(yīng)的 基礎(chǔ)上、例如房屋或樓宇的壁體、屋頂或地板上。通過(guò)按照本發(fā)明的裝 置不僅只顯示 一 個(gè)測(cè)量值，而且還可以通過(guò)相應(yīng)的中間刻度<直圖 <象地再 現(xiàn)整個(gè)測(cè)量范圍，由于這個(gè)事實(shí)通過(guò)唯一的儀器定位可以標(biāo)注更多的尺 寸或距離并且尤其是相對(duì)距離，而不必改變測(cè)距裝置的位置。尤其一個(gè) 與測(cè)量信號(hào)方向平行的定位棱邊還能夠?qū)⒏L(zhǎng)的且尤其是直線或距離 傳遞到各自的基礎(chǔ)上。因此裝置的外殼以有利的方式通過(guò)其平行的側(cè)邊 構(gòu)成一個(gè)直尺。因?yàn)榘凑毡景l(fā)明的裝置不僅獲得單個(gè)的距離值，而且顯
示距離值的例如位于30cm數(shù)量級(jí)的整個(gè)范圍，因此尤其無(wú)需使測(cè)量?jī)x 在測(cè)量信號(hào)方向上精確定位。
與現(xiàn)有技術(shù)的裝置不同，在現(xiàn)有技術(shù)裝置中例如在測(cè)距器的持續(xù)測(cè) 量工作中必須使儀器通過(guò)非常平靜的手并且耗費(fèi)很多時(shí)間以毫米精確 地放置到所期望的距離位置，用于標(biāo)注的一個(gè)尺寸或放置一個(gè)標(biāo)記，按 照本發(fā)明的裝置可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約時(shí)間的操作，因?yàn)樵谘b置的測(cè)量信號(hào)方向 上的相對(duì)距離在一個(gè)相對(duì)大的測(cè)量范圍上通過(guò)所示的測(cè)量刻度精確地 確定。只需保證，所測(cè)量距離的端部落入到通過(guò)顯示器顯示的范圍里面。
與早就已知的用于直接測(cè)距的傳統(tǒng)直尺不同，按照本發(fā)明的裝置能 夠?qū)崿F(xiàn) 一 個(gè)不局限于直尺的長(zhǎng)度的測(cè)量范圍u在按照本發(fā)明的裝置中測(cè)量范圍只受到無(wú)接觸測(cè)距的測(cè)量范圍的限制。這個(gè)通過(guò)無(wú)接觸測(cè)距可以 達(dá)到的測(cè)量范圍可以位于幾厘米與數(shù)百米之間。
以有利的方式使可以通過(guò)測(cè)距器的輸出單元顯示的測(cè)量刻度在其 方位上可以相對(duì)于外殼換向。例如數(shù)值的顯示器根據(jù)按照本發(fā)明裝置的
方位可以例如180度轉(zhuǎn)向的顯示。這一點(diǎn)有利于按照本發(fā)明測(cè)距器的測(cè) 量刻度明顯改進(jìn)的識(shí)別性并且有助于且使用者友好性。為了實(shí)現(xiàn)這一 點(diǎn)，可以將一個(gè)位置傳感器或傾斜傳感器組合到按照本發(fā)明的裝置里 面。
以有利的方式使按照本發(fā)明裝置的外殼具有一個(gè)附屬的刻度，例如 一個(gè)固定刻度線，它尤其在外殼定位棱邊的范圍內(nèi)構(gòu)成。這種固定地安 置在外殼上的第二刻度能夠簡(jiǎn)單地在工作基礎(chǔ)上傳遞并標(biāo)注測(cè)量點(diǎn)或 距離。在此這個(gè)可變的、通過(guò)輸出單元顯示的電子測(cè)量刻度以有利的方 式與裝置外殼上的固定機(jī)械刻度相對(duì)應(yīng)。
在按照本發(fā)明裝置的 一 個(gè)有利的實(shí)施例中所應(yīng)用的用于無(wú)接觸測(cè) 距的測(cè)量信號(hào)是一個(gè)電磁信號(hào)，例如一個(gè)光信號(hào)或也可以是雷達(dá)信號(hào)。 以特別有利的方式在這里調(diào)制的激光信號(hào)是適合的，它能夠以公知的方 式例如通過(guò)測(cè)量運(yùn)4亍時(shí)間或也可以通過(guò)測(cè)量信號(hào)相4立實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸的測(cè) 距。
但是在按照本發(fā)明裝置的可選實(shí)施例中也可以使聲信號(hào)、例如一個(gè) 超聲波信號(hào)用于無(wú)接觸測(cè)距。
按照本發(fā)明的用于無(wú)接觸測(cè)距的裝置使間接和直接長(zhǎng)度測(cè)量的優(yōu) 點(diǎn)組合到一起。因此現(xiàn)在可以毫無(wú)問(wèn)題地獲得和標(biāo)記距離，它們通過(guò)直 尺或常見的米尺-在一般情況下-只能繁瑣地測(cè)量和/或標(biāo)注。因此通過(guò) 按照本發(fā)明裝置的緊湊結(jié)構(gòu)形式以"一人操作"可以獲得幾米的距離。 容易且明顯加速地將測(cè)量裝置的數(shù)值傳遞到例如在一個(gè)基礎(chǔ)上，因?yàn)椴?必使裝置在距離方向上點(diǎn)精確地準(zhǔn)確定位。
由下面實(shí)施例的描述給出按照本發(fā)明的裝置或按照本發(fā)明的使這 種裝置運(yùn)行的方法的其它優(yōu)點(diǎn)。


附圖中示出 一 個(gè)按照本發(fā)明的實(shí)施例，它們要在下面的描述中詳細(xì) 地解釋。附圖、其描述以及權(quán)利要求包括大量的特征組合。專業(yè)人員也可以單獨(dú)考慮這些特征并且組成其它有意義的組合。尤其是專業(yè)人員也 可以由不同實(shí)施例的特征組成其它有意義的組合。附圖中
圖1以簡(jiǎn)圖示出一個(gè)按照本發(fā)明的無(wú)接觸式測(cè)距裝置的實(shí)施例，
圖2示出一個(gè)按照本發(fā)明裝置的實(shí)施例，
圖3以立體的總外觀示出了按照本發(fā)明裝置的一個(gè)可選的實(shí)施例， 圖4示出按照本發(fā)明裝置的按照?qǐng)D2或圖3的實(shí)施例的輸出單元細(xì) 節(jié)圖，
圖5示出按照本發(fā)明裝置的一個(gè)可選實(shí)施例的簡(jiǎn)圖， 圖6示出用于極短距離測(cè)量的按照本發(fā)明裝置的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
圖1以簡(jiǎn)圖示出一個(gè)按照本發(fā)明的測(cè)3巨裝置的實(shí)施例。該裝置10 具有一個(gè)外殼12，在其內(nèi)部安置用于信號(hào)發(fā)生、信號(hào)檢測(cè)以及信號(hào)評(píng)估 的電子部件。在圖1的簡(jiǎn)國(guó)中以象征的方式^f既括的通過(guò)標(biāo)記符號(hào)14表
能具有光學(xué)元件、例如準(zhǔn)直透鏡或物鏡。此外還可能具有機(jī)械元件、例 如設(shè)置在外殼12的內(nèi)部的機(jī)械鎖閉裝置。此外本裝置還具有測(cè)距器、 尤其是光電測(cè)距器的所有公知的組成部分。為了有針對(duì)性地校準(zhǔn)裝置， 該裝置具有一個(gè)傾斜傳感器15,它在圖1中象征性地由;fe/L械水準(zhǔn)儀表 示。但是它也可以是電子傾斜傳感器或類似傳感器。
按照本發(fā)明的裝置在測(cè)量信號(hào)方向17上發(fā)射出一個(gè)測(cè)量信號(hào)16, 它在目標(biāo)18上反射或散射，由此使發(fā)射的、返回的測(cè)量信號(hào)16的一部 分再進(jìn)入到裝置10的外殼12里面并且可以通過(guò)一個(gè)電子部件14的未 詳細(xì)示出的片僉測(cè)器感應(yīng)。通過(guò)測(cè)量信號(hào)16的運(yùn)行時(shí)間測(cè)量或者相位測(cè) 量、它例如評(píng)估到運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)18的測(cè)量信號(hào)16與在目標(biāo)上反射的并返 回到測(cè)量?jī)x器的測(cè)量信號(hào)之間相對(duì)的相位移，可以以已知的方式檢測(cè)目 標(biāo)18與測(cè)量裝置IO之間的距離d、尤其是目標(biāo)18與裝置的參考點(diǎn)、或 參考面20之間的距離。
這種測(cè)量?jī)x例如能夠由一個(gè)激光測(cè)距器、 一個(gè)超聲波測(cè)距器或者也 可以由一個(gè)雷達(dá)測(cè)距器實(shí)現(xiàn)，在其中組合相應(yīng)的發(fā)射器和接收器以及將 附屬的信號(hào)控制器和評(píng)估器組合在測(cè)距器10的外殼12里面。為了詳細(xì) 解釋這種測(cè)距裝置的功能在按照本發(fā)明裝置的說(shuō)明范圍內(nèi)請(qǐng)參閱D E102 32 878 Al或DE 198 U 559 Al,它們描述了這種激光測(cè)距器形式的 測(cè)距器原理上能夠?qū)崿F(xiàn)的工作原理。因此關(guān)于信號(hào)發(fā)生以及信號(hào)評(píng)估請(qǐng) 完全參閱這些文獻(xiàn)。
按照本發(fā)明的測(cè)距器還具有輸出單元22,尤其是光學(xué)輸出單元28, 通過(guò)輸出單元可以顯示相應(yīng)的距離測(cè)量結(jié)果。通過(guò)傾斜傳感器15得出 的測(cè)量值也可以通過(guò)輸出單元22顯示。
該裝置10的外殼12具有一個(gè)定位棱邊24,其基本上，即在加工允 差范圍內(nèi)平行于輸出單元22延伸。
由光學(xué)輸出單元構(gòu)成的輸出單元本身可以由光電顯示器構(gòu)成并且 具有在測(cè)量信號(hào)方向17上延展，它明顯大于與其正交的延展。在優(yōu)選 的實(shí)施例中輸出單元22在測(cè)量信號(hào)17方向上的延展數(shù)倍于與其垂直方 向上的延展。在測(cè)量信號(hào)方向上的延展例如可以為10至30厘米，但是 與其正交方向上的延展例如只為2至5厘米。
圖2示出了按照本發(fā)明裝置的實(shí)施例。這個(gè)基本上矩形的、例如由 塑料或由輕金屬、尤其是鋁制成的外殼12,具有一個(gè)外殼孔26,通過(guò) 它可以看到輸出單元22的光學(xué)顯示器28。這個(gè)顯示器28基本上不僅平 行于測(cè)量信號(hào)16對(duì)準(zhǔn)而且平行于裝置外殼12的定位棱邊24對(duì)準(zhǔn)。作 為輸出單元22的顯示器28在測(cè)量信號(hào)16的方向在測(cè)量?jī)x的長(zhǎng)度延展 的主要部分上延伸。該顯示器28設(shè)置在測(cè)量?jī)x10外殼12的定位棱邊 24附近。
在通過(guò)在圖2中不能詳細(xì)看到的操縱部件30接通儀器后，在輸出 單元22的顯示器28中例如直接顯示直尺刻度36,它具有在輸出單元 22的整個(gè)長(zhǎng)度延展上的間斷的分刻度。這個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量標(biāo)尺的參考點(diǎn)以合 理的方式是外殼12的離開出口窗的端部35,它在圖2中的輸出單元的 俯視圖中是外殼的左端部。在這種工作模式中按照本發(fā)明的裝置10對(duì) 應(yīng)于傳統(tǒng)的直尺、或米尺但是具有例如數(shù)字的、光電的刻度值再現(xiàn)。在
這種模式下按照本發(fā)明的裝置作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的直接測(cè)距米尺使用。在此 尤其有利地在不同的測(cè)量系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換，例如歐洲常見的7>制系統(tǒng)與
美國(guó)的英寸系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。
如果附加地通過(guò)一個(gè)相應(yīng)的操縱部件30激活測(cè)量信號(hào)16、尤其是 光信號(hào)，則現(xiàn)在不再顯示與外殼棱邊34的距離，而是測(cè)量?jī)x10與所定 位目標(biāo)18的距離。為此例如按照公知的相位測(cè)量方法確定目標(biāo)18與按照本發(fā)明裝置的一個(gè)參考面或一個(gè)參考點(diǎn)20的距離d并且由與裝置的 這個(gè)參考點(diǎn)2U的距離以計(jì)算的方法在輸出單元22里產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的長(zhǎng) 度測(cè)量刻度36，由此使輸出單元再現(xiàn)這個(gè)測(cè)量刻度的分刻度與目標(biāo)的距 離。因此在按照本發(fā)明裝置的這種運(yùn)行方式中能夠在顯示器28顯示的 長(zhǎng)度測(cè)量刻度的整個(gè)范圍上再現(xiàn)測(cè)量?jī)x與目標(biāo)18的距離。如果例如目 標(biāo)18與測(cè)量?jī)x參考點(diǎn)或參考面20之間的3巨離變化，則測(cè)量4義的長(zhǎng)度測(cè) 量標(biāo)尺自動(dòng)地電子跟蹤，因此長(zhǎng)度測(cè)量刻度總是準(zhǔn)確且及時(shí)地再現(xiàn)各個(gè) 分刻度與測(cè)量目標(biāo)18的距離并因此通過(guò)長(zhǎng)度測(cè)量標(biāo)尺36在裝置的輸出 單元22上顯示要^皮測(cè)量的目標(biāo)18與背離目標(biāo)的外殼12端部35之間距 離的至少一部分。因此按照本發(fā)明的裝置對(duì)應(yīng)有一個(gè)米尺，尤其是一個(gè)數(shù)字的米尺， 其刻度的零點(diǎn)位于通過(guò)輸出單元22顯示的刻度以外。在激活測(cè)量信號(hào) 16時(shí)這個(gè)刻度的零點(diǎn)尤其也明顯位于裝置外殼以外。在可選的實(shí)施例中通過(guò)接通測(cè)量?jī)x也已經(jīng)可以直接激活測(cè)量信號(hào) 16,因此使測(cè)量?jī)x可以立即位于上述的無(wú)接觸式的第二測(cè)量沖莫式。在這里儀器例如在一個(gè)持續(xù)測(cè)量模式中工作，在該模式連續(xù)的或者 以專門的節(jié)拍分別測(cè)量裝置與那個(gè)目標(biāo)或參考點(diǎn)的實(shí)時(shí)距離并且通過(guò) 顯示器再現(xiàn)。才安照本發(fā)明裝置的另 一測(cè)量模式以可選的方式可以只^見定單個(gè)測(cè) 量，例如通過(guò)控制一個(gè)操縱部件釋放測(cè)量。然后對(duì)應(yīng)于所測(cè)得的到目標(biāo) 的距離在輸出單元上例如以單個(gè)圖形顯示刻度。例如通過(guò)按照本發(fā)明的裝置也能夠，通過(guò)單個(gè)測(cè)量接收單個(gè)測(cè)量值 并且通過(guò)"記憶功能"存儲(chǔ)在儀器里面。這個(gè)被存儲(chǔ)的或者"被截取" 的值可以通過(guò)按照本發(fā)明的裝置直接傳遞到另一基礎(chǔ)上。為此在"記憶 模式"中輸出單元例如箭頭指示，裝置必須在哪個(gè)方向上移動(dòng)，由此使 正在測(cè)量的實(shí)時(shí)線段對(duì)應(yīng)于事先接收的距離。如果要標(biāo)注距離終端位于 測(cè)量刻度范圍里面，則這個(gè)端點(diǎn)在輸出單元的相應(yīng)位置上顯示，由此使 用者可以標(biāo)注預(yù)先確定的尺寸。通過(guò)這種方式使一次性接收或"截取" 的尺寸能夠傳遞到許多基礎(chǔ)上。由此以更簡(jiǎn)單的方法例如使大量的板配 有相同長(zhǎng)度的尺寸并且接著切割。也可以選擇，不先測(cè)量或通過(guò)測(cè)量"截 取"要傳遞的測(cè)量值，而是通過(guò)一個(gè)操作面板，例如通過(guò)一個(gè)具有數(shù)字 的鍵盤面板，直接在測(cè)量?jī)x里輸入和存儲(chǔ)。本裝置的輸出單元在"記憶模式"中仍然例如通過(guò)箭頭向左或向右指示，裝置必須在哪個(gè)方向上移
動(dòng)，由此使正在測(cè)量的距離達(dá)到事先存^fi者的距離值。
圖3示出按照本發(fā)明的測(cè)距器的一個(gè)可選實(shí)施例10，。該裝置具有 一個(gè)配有測(cè)量頭42的外殼13，其內(nèi)部設(shè)置例如一個(gè)激光測(cè)3巨器或者一 個(gè)超聲波測(cè)距器。測(cè)量信號(hào)通過(guò)一個(gè)相應(yīng)的發(fā)射窗43在面對(duì)目標(biāo)的裝 置端部34上從外殼13向外發(fā)射，在一個(gè)在圖3中未示出的目標(biāo)上反射 并且通過(guò)一個(gè)接收窗45再部分地返回到外殼里面。在與測(cè)量頭42相反 的、并因此背離目標(biāo)的裝置端部35上設(shè)置裝置的評(píng)價(jià)單元和計(jì)算單元 44，它例如通過(guò)運(yùn)4亍時(shí)間測(cè)量或者通過(guò)相位評(píng)估確定裝置到目標(biāo)的距 離。在評(píng)估單元44的范圍內(nèi)例如也可以安置相應(yīng)的才喿縱部件和輸入鍵， 它們?cè)趫D3中只是象征性地以一個(gè)操縱部件46表示。在測(cè)量頭42與計(jì) 算單元44之間設(shè)置光電顯示器29形式的輸出單元22。在光電顯示器 29長(zhǎng)邊的兩側(cè)本裝置具有一個(gè)固定的刻度48,它安置在裝置的外殼13 上。該刻度用于將測(cè)量值傳遞到一個(gè)基礎(chǔ)上。在按照本發(fā)明裝置的一個(gè) 可選實(shí)施例中測(cè)量頭和評(píng)估單元與計(jì)算單元也可以組合在外殼里面并 且尤其是僅設(shè)置在顯示器的一側(cè)。
本裝置的工作原理且尤其是輸出單元的工作原理如前所述并還要 在下面對(duì)于圖2和3的實(shí)施例中詳細(xì)解釋。
圖4示出對(duì)應(yīng)于圖2或圖3的按照本發(fā)明裝置10或10'的外殼12 或13在光學(xué)顯示器28或29處的細(xì)節(jié)圖。該顯示器具有一個(gè)配有可變 刻度的數(shù)字屏，可變的刻度由刻度線的和附加的數(shù)值構(gòu)成。數(shù)值隨著測(cè) 量裝置與目標(biāo)之間距離的增加或減少相應(yīng)i也變化。原則上也可以〗吏用例 如發(fā)光二極管或激光顯示器。在所示的示例性顯示器28或29上以l厘 米的間距顯現(xiàn)刻度36。這個(gè)刻度還具有以5mm的步距通過(guò)附加的分刻 度38的纟田分。同樣能夠進(jìn)一步細(xì)分刻度、例如以1毫米的步距并且以 使用者的要求顯現(xiàn)。按照本發(fā)明裝置實(shí)施例可以有利地根椐測(cè)得的到目 標(biāo)的絕對(duì)距離允許不同細(xì)分的刻度。因此按照本發(fā)明裝置的測(cè)量不可靠 性對(duì)應(yīng)于裝置到測(cè)量目標(biāo)的絕對(duì)距離，如同申請(qǐng)者在用于距離測(cè)量裝置 的DE 102 32 878 Al中建議的那樣。因此對(duì)應(yīng)于所使用的測(cè)量不可靠性 可以追溯到測(cè)量刻度的不同細(xì)分顯示。
對(duì)分刻度36配置數(shù)值，它們表明每個(gè)刻度36到一個(gè)目標(biāo)18的各 個(gè)距離。因此按照本發(fā)明的裝置不僅給出目標(biāo)與測(cè)量裝置的參考面、或參考點(diǎn)之間的距離，而且還在有限寬度的范圍內(nèi)示出測(cè)量刻度到目標(biāo)的 絕對(duì)距離。在輸出單元的整個(gè)范圍上可以讀出測(cè)量點(diǎn)到目標(biāo)的絕對(duì)距離 并因此也可以讀出測(cè)量點(diǎn)相互間的相對(duì)3巨離并且例如在一個(gè)基礎(chǔ)上標(biāo)
記。為此按照本發(fā)明裝置的外殼12還具有一個(gè)外殼固定的、即固定的 刻度40,它外殼固定地設(shè)置在輸出單元22的整個(gè)長(zhǎng)度延長(zhǎng)范圍上或外 殼12的整個(gè)長(zhǎng)度延長(zhǎng)范圍上。在圖2或圖3的實(shí)施例中使用這種以1 毫米步距的固定刻度。當(dāng)然同樣可以設(shè)想其它的刻度。
除了在圖4中所示的電子長(zhǎng)度測(cè)量刻度的實(shí)施例以外也可以根據(jù)使 用給出整個(gè)測(cè)量范圍中的部分測(cè)量范圍或者僅給出單個(gè)的測(cè)量值，由此 與常見的激光距離測(cè)量類似也能夠?qū)崿F(xiàn)例如以儀器的參考點(diǎn)或者參考 棱邊(例如測(cè)量?jī)x前端部或后端部)為基準(zhǔn)的單個(gè)測(cè)量。尤其規(guī)定，可 以轉(zhuǎn)換儀器 一側(cè)的測(cè)距參考點(diǎn)。
圖5以非常簡(jiǎn)化的方式示出了這種輸出單元的實(shí)施例。 一個(gè)測(cè)得的 單個(gè)測(cè)量值50 (這里是320.5厘米)以有利的方式配有至少一個(gè)刻度 線52，它能夠由無(wú)接觸測(cè)得的測(cè)量值50在其在儀器外殼56上與固定的 測(cè)量刻度54的基準(zhǔn)上標(biāo)注測(cè)量值本身，或者也能夠標(biāo)注相對(duì)長(zhǎng)度。為 此外殼56的固定測(cè)量刻度54以有利的方式由相對(duì)刻度構(gòu)成并且無(wú)接觸 獲得的測(cè)量值50在輸出單元31中的一個(gè)固定位置上顯現(xiàn)。為了校準(zhǔn)裝 置在面對(duì)目標(biāo)的裝置端部34上使一個(gè)扭^成的水準(zhǔn)^義58組合到外殼56 里面。還可以選擇在按照?qǐng)D5的裝置中或其它已述的裝置中組合例如一 個(gè)電子傾斜傳感器。也可以根據(jù)實(shí)施例改變水準(zhǔn)儀或者傾斜測(cè)量?jī)x的位 置和布置。
通過(guò)相應(yīng)的操縱部件能夠由使用者根據(jù)任務(wù)選擇不同的測(cè)量模式。 測(cè)量模式例如可以通過(guò)外殼上的 一 個(gè)鍵盤面板或者 一 個(gè)旋轉(zhuǎn)輪選擇。
因此例如可以在按照本發(fā)明裝置每個(gè)已述的實(shí)施例的 一 個(gè)專門的 測(cè)量模式中通過(guò)一個(gè)所謂的"記憶按鍵"存儲(chǔ)一個(gè)測(cè)得的測(cè)量值或者通 過(guò)一個(gè)鍵盤面板將所期望的距離值直接輸入到測(cè)量?jī)x里面。在將這個(gè)已 儲(chǔ)存的值例如標(biāo)注在另一個(gè)基礎(chǔ)上時(shí)可以在顯示器上特殊地顯示數(shù)值。 這一點(diǎn)例如可以在圖5的輸出單元視圖中實(shí)現(xiàn)。在標(biāo)注所期望的數(shù)值時(shí) 顯現(xiàn)例如一個(gè)箭頭或者一個(gè)直線，它表示要被標(biāo)注的測(cè)量值相對(duì)應(yīng)輸出 單元與目標(biāo)的相對(duì)位置的位置。因此發(fā)出信號(hào)給按照本發(fā)明裝置的使用 者，他必須在哪個(gè)方向上移動(dòng)裝置，使這個(gè)裝置得到所期望的與確定目標(biāo)的距離。如果在裝置的顯示部位出現(xiàn)要標(biāo)注的測(cè)量值，即對(duì)應(yīng)于要被 標(biāo)注線段的端點(diǎn)位于輸出單元所示的長(zhǎng)度測(cè)量刻度的范圍里面，則使相 應(yīng)的箭頭或者線段消失并且在對(duì)應(yīng)于其與參考點(diǎn)距離的位置上顯示測(cè) 量值。通過(guò)這種方式使使用者容易得知，他要在哪個(gè)方向上相對(duì)于目標(biāo) 移動(dòng)按照本發(fā)明的裝置，用于達(dá)到所期望的距離范圍。尤其有利的是，按照本發(fā)明的裝置還配有一個(gè)機(jī)械的或者電子的水 準(zhǔn)儀，它使按照本發(fā)明的裝置也可以作為傾斜測(cè)量?jī)x使用，或者保證在 相應(yīng)地通過(guò)儀器測(cè)量距離時(shí)使裝置位于"水平"。此外，通過(guò)使位置傳感器組合到按照本發(fā)明裝置的外殼里面這樣構(gòu) 成輸出單元，使得總是在可以最佳讀出的位置顯示所示的距離值。因此可以根據(jù)外殼取向使附屬于分刻度的數(shù)值以卯°或180°相對(duì)于在圖3 中所示的方位旋轉(zhuǎn)，用于保證使用者更好地讀出刻度。因此不僅在整個(gè) 測(cè)量范圍上而且尤其在裝置的顯示范圍上使輸出單元的數(shù)字刻度實(shí)現(xiàn) 使用者的有利方位。此外按照本發(fā)明的裝置以有利的方式不同于一般的光電測(cè)距器也 能夠測(cè)量或標(biāo)注從裝置0毫米距離開始的數(shù)值。圖6示出了一個(gè)相應(yīng)的 測(cè)量情況。通過(guò)在裝置的外殼中相應(yīng)地布置測(cè)量技術(shù)、即尤其是布置用于測(cè)量 信號(hào)的發(fā)射器和接收器，對(duì)于測(cè)距器、例如激光測(cè)距器可以避免在目標(biāo) 距離的近范圍中常見的位于幾厘米的"死區(qū)"。對(duì)于按照本發(fā)明的裝置 這一點(diǎn)尤其可以由此實(shí)現(xiàn)，#_相應(yīng)的測(cè)量技術(shù)14在裝置的長(zhǎng)形"直尺 形外殼"12里面以至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于死區(qū)數(shù)^f直的3巨離D回縮。因此通過(guò) 按照本發(fā)明的裝置可以相對(duì)于目標(biāo)實(shí)現(xiàn)測(cè)量，它們到裝置外殼的目標(biāo)側(cè) 端部具有零或僅幾厘米的距離。但是在按照本發(fā)明的說(shuō)明范圍內(nèi)裝置到 目標(biāo)的這種布置同樣被視為無(wú)接觸測(cè)距，這種布置可能在裝置與目標(biāo)之 間引起觸摸接觸，因?yàn)榻柚跍y(cè)量信號(hào)16無(wú)接觸地獲得所尋求的測(cè)量 儀與目標(biāo)之間的距離。按照本發(fā)明的裝置不局限于實(shí)施例的實(shí)施形式。按照本發(fā)明的裝置尤其不局限于光信號(hào)、尤其是激光信號(hào)作為測(cè)量 信號(hào)的應(yīng)用。因此可以應(yīng)用例如相應(yīng)的雷達(dá)信號(hào)或普通的電,茲輻射作為 測(cè)量信號(hào)，用于確定目標(biāo)與裝置或裝置的參考點(diǎn)之間的距離。但是也可以選擇使用聲信號(hào)、尤其是超聲波信號(hào)用于測(cè)距。除了使用調(diào)制信號(hào)以外，它能夠通過(guò)信號(hào)運(yùn)行時(shí)間或往返運(yùn)行的測(cè) 量信號(hào)相位移實(shí)現(xiàn)距離確定，原則上也可以使用三角測(cè)量方法確定目標(biāo) 與測(cè)量裝置之間的距離。
輸出單元也不局限于光電顯示器的應(yīng)用。測(cè)量刻度的顯示例如也可 以純機(jī)械地通過(guò)顯示循環(huán)帶實(shí)現(xiàn)，在循環(huán)帶上顯示測(cè)量距離值。
因此按照本發(fā)明的裝置提供一個(gè)米尺、尤其是一個(gè)數(shù)字的米尺，它 兼具直接和間接長(zhǎng)度測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。外殼具有一個(gè)在測(cè)量信號(hào)方向上增加 的縱向延長(zhǎng)，該延長(zhǎng)明顯大于與其正交方向上的外殼的延長(zhǎng)，尤其是有 利的外殼形狀可以實(shí)現(xiàn)伴隨測(cè)量的工作，例如標(biāo)注和標(biāo)記點(diǎn)、點(diǎn)間距或 線。相應(yīng)構(gòu)成的具有其數(shù)字顯示的長(zhǎng)形顯示器可以實(shí)現(xiàn)由刻度線和測(cè)量 值組成的變化刻度的顯示，刻度線和測(cè)量值尤其隨著測(cè)量距離的增加和 減少而改變并且適配于距離值。通過(guò)直尺或常見的有限米尺只能煩瑣地 測(cè)量或者標(biāo)注的距離也尤其能夠毫無(wú)問(wèn)題地通過(guò)單個(gè)使用者獲得并標(biāo) 記。因此在直線傳遞時(shí)按照本發(fā)明裝置的功能有利地對(duì)應(yīng)于常見的直 尺。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)接觸測(cè)距裝置，尤其是一種手持裝置，它通過(guò)一個(gè)發(fā)射的測(cè)量信號(hào)(16)、尤其通過(guò)一個(gè)調(diào)制的測(cè)量信號(hào)能夠確定一個(gè)目標(biāo)(18)與裝置(10)的至少一個(gè)參考點(diǎn)(20)之間的距離(d)，該裝置具有至少一個(gè)外殼(12，13，56)，該外殼具有一個(gè)面對(duì)要被測(cè)量目標(biāo)(18)的第一端部(34)和一個(gè)背離要被測(cè)量目標(biāo)(18)的第二端部(35)，以及具有一個(gè)用于顯示測(cè)量結(jié)果的輸出單元(22，28，29，31)，其特征在于，通過(guò)一個(gè)通過(guò)輸出單元(22，28，29，31)顯示的長(zhǎng)度測(cè)量刻度(36，38，54)使多個(gè)距離測(cè)量值附屬于要被測(cè)量目標(biāo)(18)與背離外殼(12，13，56)端部(35)之間的至少一部分距離。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，通過(guò)輸出單元(22， 28)可以顯示一個(gè)變化的測(cè)量刻度(36, 38 ),它隨著對(duì)應(yīng)于目標(biāo)(18) 與裝置的一個(gè)參考點(diǎn)(20)之間要被測(cè)量距離的增加和/或減少而改變。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置的外殼 (12, 13, 56)具有一個(gè)與測(cè)量信號(hào)方向(17)基本上平行的定位棱邊 (24)。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述用于顯示測(cè)量刻 度(36, 38 )的輸出單元(22， 28)基本上平行于外殼(12)的定位棱 邊(24)設(shè)置。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)量刻度(36, 38)由分刻度和/或數(shù)值組成。
6. 如權(quán)利要求l, 2或5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述 測(cè)量刻度(22, 28, 31 )具有數(shù)值，其絕對(duì)值給出一個(gè)附屬的分刻度到 測(cè)量目標(biāo)(18)的各自距離。
7. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)量 刻度(22, 28， 31)相對(duì)于外殼(12， 13， 56)的方位是可轉(zhuǎn)換的。
8. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置 (10， 10，)配有至少一個(gè)傾斜傳感器、尤其配有至少一個(gè)機(jī)械的或者電子的水準(zhǔn)儀(15， 58)，它能夠使裝置(IO， 10，)作為傾斜測(cè)量?jī)x使用。
9. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述外殼 (12， 13, 56)具有至少一個(gè)附加的刻度(26, 54 )、尤其固定的刻度線，它尤其在外殼(12, 13)的定位棱邊(24)范圍內(nèi)構(gòu)成。
10. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述輸出 單元(22)是一個(gè)光電顯示器(28, 29， 31),它能夠以數(shù)字的形式顯 示長(zhǎng)度測(cè)量刻度(22, 28， 31)。
11. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述輸出 單元(22)在測(cè)量信號(hào)(16)方向(17)上的尺寸數(shù)倍于與其正交方向 上的尺寸。
12. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)量 信號(hào)(16)是一個(gè)電磁信號(hào)、尤其是可調(diào)制的電磁信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)量信號(hào)(16) 是一個(gè)光信號(hào)(16)、尤其是一個(gè)激光信號(hào)。
14. 如上述權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 所述測(cè)量信號(hào)(16)是一個(gè)聲信號(hào)，尤其是超聲波信號(hào)。
15. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置 的接收單元和/或發(fā)射單元(14)以這樣的距離D從外殼(12, 13， 56) 的第一端部(34)回縮，使得也能夠?qū)崿F(xiàn)緊貼在裝置第一端部(34)上 的目標(biāo)測(cè)量。
16. —種用于使數(shù)字米尺(10, IO')運(yùn)行的方法，其中有限長(zhǎng)度的 米尺(IO, 10，)具有一個(gè)用于顯示長(zhǎng)度測(cè)量刻度(36， 38)的光學(xué)輸出 單元(22, 28, 29),其特征在于，所述長(zhǎng)度測(cè)量刻度(36, 38)的零 點(diǎn)位于由輸出單元(22, 28)顯示的測(cè)量范圍以外并且通過(guò)一個(gè)距離測(cè) 量、尤其是一個(gè)光電距離測(cè)量確定。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述米尺的測(cè)量刻 度(22, 28 )隨著米尺(10)到一個(gè)測(cè)量目標(biāo)(18)的距離(d)的增 加或減少對(duì)應(yīng)于各自距離而變化。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述輸出單元 (22, 28)給出一個(gè)具有數(shù)值的測(cè)量刻度(36, 38 ),其中數(shù)值的絕對(duì)值對(duì)應(yīng)于附屬于數(shù)值的分刻度(36)到測(cè)量目標(biāo)(18)的各自距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)測(cè)距裝置，尤其是一個(gè)手持的裝置，它通過(guò)一個(gè)發(fā)射的測(cè)量信號(hào)(16)、尤其通過(guò)一個(gè)調(diào)制的測(cè)量信號(hào)能夠確定一個(gè)目標(biāo)(18)與裝置的至少一個(gè)參考點(diǎn)(20)之間的距離(d)，該裝置具有至少一個(gè)外殼(12，13，56)，外殼具有一個(gè)面對(duì)要被測(cè)量目標(biāo)(18)的第一端部(34)和一個(gè)背離要被測(cè)量目標(biāo)(18)的第二端部(35)，以及具有一個(gè)用于顯示測(cè)量結(jié)果的輸出單元(22，28，29，31)。本發(fā)明建議，通過(guò)一個(gè)通過(guò)輸出單元顯示的長(zhǎng)度測(cè)量刻度(36，38，54)使多個(gè)距離測(cè)量值附屬于要被測(cè)量目標(biāo)(18)與背離外殼(12，13，56)端部(35)之間的至少一部分距離。本發(fā)明還涉及一種使這種裝置運(yùn)行的方法、尤其是使數(shù)字米尺運(yùn)行的方法，在該方法中有限長(zhǎng)度的米尺(10，10’)具有一個(gè)用于顯示長(zhǎng)度測(cè)量刻度(36，38)的光學(xué)輸出單元(22，28)并且長(zhǎng)度測(cè)量刻度(36，38)的零點(diǎn)位于由輸出單元顯示的測(cè)量范圍以外并且通過(guò)距離測(cè)量，尤其是光電的距離測(cè)量確定。
文檔編號(hào)G01S15/08GK101405616SQ200780010283
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者H·盧卡斯, S·蒂德, W·阿達(dá)姆扎克 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司