CN101802550B - 测距仪以及测距系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测距仪(1)、尤其是激光测距仪，该测距仪(1)具有用于连续测量所述测距仪(1)的基准点(7)和间隔开的元件(5、16)之间的距离的装置。根据本发明规定，设置有用于用信号通知调节方向的装置(21)，所述测距仪(1)必须相对于所述间隔开的元件(5、16)朝所述调节方向被调节和/或所述间隔开的元件(5、16)必须相对于所述测距仪(1)朝所述调节方向被调节，用于调整在所述测距仪(1)的所述基准点(7)和所述间隔开的元件(5、16)之间的预定距离。此外，本发明还涉及一种测距系统。

Description

测距仪以及测距系统

技术领域

本发明涉及一种测距仪、尤其是一种激光测距仪，该测距仪具有用于连续测量所述测距仪的基准点和间隔开的元件之间的距离的装置，以及涉及一种具有上述测距仪的测距系统，所述测距系统具有间隔开布置的元件。

背景技术

被构造为手持式设备的用于无接触地测量在测距仪的基准点和与该测距仪间隔开的元件之间的距离的测距仪是公知的。在此，距离测量通常通过超声或者通过光电方式借助激光来实现，其实现方式尤其是测量所发射的并且在间隔开的元件上被反射的测量信号的运行时间以及由此确定在显示器上可读取的距离。利用这些公知的测距仪虽然可以精确且快速地确定距离(也可以是大间距上的距离)，但是这些公知的测距仪不可用于测量伴随的活动。这样，尤其是不同于在直接进行测量的测距仪、如折尺、卷尺或者直尺中，不可能将具有可预定的测量长度的段直接转到要测量的对象上。

发明内容

技术任务

因而，本发明所基于的任务在于：测距仪被改进来使得利用该测距仪可将可预定的段(距离)转到测量对象上。此外，任务还在于建议一种进行了相对应改进的测距系统。

技术解决方案

该任务利用测距仪和测距系统的特征来解决。本发明的有利的改进方案在具体实施方式部分进行了说明。另外，至少两个在说明书和/或附图中公开的特征的所有组合也落入本发明的范围。

上述测距仪具有用于连续测量所述测距仪的基准点和间隔开的元件之间的距离的装置，其特征在于，设置有用于用信号通知调节方向的装置，所述测距仪必须相对于所述间隔开的元件朝所述调节方向被调节和/或所述间隔开的元件必须相对于所述测距仪朝所述调节方向被调节，用于调整在所述测距仪的所述基准点和所述间隔开的元件之间的预定距离。

该测距系统具有所述的测距仪以及与所述测距仪间隔开布置的元件。

本发明基于下述思想：按照前序部分所述的测距仪被改进来使得这种尤其是被构造为手持式设备的测距仪将调节方向用信号通知给操作人员，测距仪必须相对于间隔开的元件朝该调节方向被调节和/或，特别是如果可调节的元件是活动的元件，则该活动的元件相对于测距仪朝该调节方向被调节，以便调整在固定的、可调整的或者自动移动的测距仪基准点与间隔开的元件之间的预定距离(即可预定的段)。优选地，该测距仪也包括显示装置(显示器)，用于将预定距离和/或所测量的距离示为数字值。

为了将可预定的距离或可预定的段转到测量对象上，优选地采取措施来使得测距仪首先被定位在距间隔开的元件的所估计的临时距离处，其中该临时距离优选地近似对应于预定距离。通过激活尤其是连续进行测量的测量信号(优选为测量激光束)来测量并在显示器上示出在测距仪的基准点和间隔开的元件之间的临时距离。根据本发明的原理，测距仪用信号通知操作人员：该测距仪相对于间隔开的元件必须朝哪个方向被调节，以便在基准点和间隔开的元件之间出现预定距离、即预定段，然后可以适于要测量的对象地、尤其是借助于笔对该预定段进行标记，也就是将预定段转到测量对象上。如果操作人员例如由于过快的调节运动而使测距仪超过了期望的调节位置，在该期望的调节位置调整在测距仪基准点和间隔开的元件之间的预定距离，那么有利的是，该测距仪被构造来使得该测距仪自超过期望的调节位置起用信号通知相反的调节方向，以便操作人员可以再次(优选为慢慢地)使该测距仪朝期望的调节位置运动，也就是朝距离测量的预期值的方向运动。

在本发明的范围内，采用超声作为测量信号。然而，优选的是该测距仪的光电实施方式，其中测量信号由激光束构成。在此优选地，基于对在间隔开的元件上被反射的测量射束的运行时间测量而连续测量距离。相位差测量可替换地是可能的。

根据本发明原理构造的测距仪或用于用信号通知调节方向的装置是快速找到预定距离或预定段的最优定向辅助装置。优选地，根据本发明原理构造的测距仪也可以按照迄今公知的方式被用于简单的距离测量。

间隔开的元件(测量对象)不仅可以是不运动的元件(例如墙壁或者柜子)，或者但是可以是可调节的、尤其是用作测量辅助装置的用于反射测量辐射的元件。

以下测距仪的实施形式是特别有利的：不仅测距仪和/或间隔开的元件相对于彼此必须被调节的调节方向被用信号通知，而且还附加地设置有用于用信号通知调节段的大小的装置。也就是用信号通知操作人员：测距仪和/或间隔开的元件相对于彼此必须运动的段是否大，也就是是否需要大的调节运动，或者调节段是否仅仅非常小，使得因此仅必须进行对测距仪和间隔开的元件之间的距离的精细调节。

在本发明的改进方案中有利地设置，测距仪不仅说明(也就是说用信号通知)调节方向和/或调节段的大小，而且还通过特别的信号用信号通知达到了期望的调节位置。

为了实现用信号通知调节方向和/或调节段的大小和/或达到期望的调节位置，存在各种各样的可能性。优选地通过光学和/或声学信号来实现用信号通知。在此，光学信令装置用于与按照数字显示基准点和间隔开的元件之间的瞬时距离无关地使调节方向和/或调节段和/或达到期望的调节位置可视。

以下实施方式是特别有利的：设置有光学显示装置，利用所述光学显示装置能够使调节方向和/或调节段的大小和/或达到期望的调节位置可视。在最简单的实施形式中，显示装置是两个发光元件、例如LED，这两个发光元件中的每个都分别表征调节方向。根据优选的实施形式，这些光学显示装置被构造为使得这些光学显示装置可以产生两个朝彼此相反的方向延伸的光学信号，其中该光学信号延伸的方向表征了调节方向，而该光学信号的纵向延伸表征了调节段的大小。达到期望的调节位置的特征例如在于：朝这两个方向中的任何一个方向都不产生光学信号，或者在于朝两个方向都产生光学信号，或者产生闪烁的光学信号，或者优选地在当中被布置在用于产生朝相反的方向延伸的光学信号的信号装置之间的光学信号装置(例如LED)产生表征期望的调节位置的光学信号。优选地，可产生光学信号的这些方向在测距仪的纵向上延伸。下述情况在本发明的范围内：显示装置至少近似地可在测距仪的整个纵向延伸上延伸。以下实施形式是特别优选的：调节段的大小、也就是整个测量段的子部分借助显示设备按照1∶1的比例或者按照其它的优选地可调整的比例以光学方式被可视化。

为了构造显示装置，又存在多种可能性。以下实施形式是特别优选的：显示装置包括多个、尤其是成排布置的LED，这些LED可以单独地或者成组地被驱动，这些LED可以示出被构造为信号踪迹(Signalspur)的光学信号。在这样的实施形式中，有利地避免了在液晶显示器中不可避免出现的视差误差。优选地，显示装置被构造来使得从显示装置的基准点出发(优选地从显示装置的中间出发)可以朝两个彼此相反的方向产生长度不同的信号踪迹，其中相应信号踪迹的长度优选地表征了调节段的大小，并且从显示装置的基准点出发的信号踪迹的方向表征了调节方向。这些显示装置因此有利地被划分为第一显示区域和第二显示区域，第一显示区域用于表征超过了预定距离，而第二显示区域用于显示未超过预定距离。

根据显示装置的可替换的实施形式，所述显示装置包括显示器、例如液晶显示器，在该显示器上，一个或多个光学信号作为表征调节方向的(尤其是长度可变的)箭头或者条形图是可示出的。该显示器可以是也按照数字方式给出待测距离的同一个显示器。

除了以光学方式用信号通知之外或者替换于以光学方式用信号通知，可以设置声学装置，用于用信号通知调节方向和/或调节段大小和/或达到期望的调节位置。例如，可能通过不同的音调高度来表征不同的调节方向。此外可设想的是，通过不同的音列频率(音调-休止-音调-休止-如此类推)来表征调节段的大小，其中频率随着调节段的减小而优选地变大。同样可设想的是，以声学方式表征达到期望的调节位置，例如通过长时间不间断的音调来表征。类似于音频的变化，调节段的大小可以按照光学方式通过改变光学信号的闪烁频率来示出，例如示出来使得闪烁频率随着越来越接近预期值(也就是说预定距离)而增大。

在本发明的改进方案中，为了输入待调整的距离而设置有输入装置、例如触摸屏和/或至少一个输入按键形式的输入装置。

在本发明的改进方式中有利地规定，设置有用于在待测对象上表征预定距离的装置。在此，下述情况在本发明的范围内：这种记号(标记)是以光学方式或者以机械方式来实现的，光学方式例如是借助激光束、尤其是线激光实现的，机械方式例如是借助压印机构和/或彩色笔来实现的。下列情况在本发明的改进方案的范围内：在待测对象上的预定距离的记号同时也用作达到了期望的调节位置的信令。这例如可以由此来实现：用于表征预定距离的激光束只有在达到期望的调节位置时才被发射到测量对象上。

此外还可设想的是：不是只有在达到期望的调节位置时才产生用于在待测对象上标记预定距离的标记激光束，而是例如在整个测量期间都将该标记激光束投影到测量对象上，其中在这种情况下达到期望的调节位置例如可以通过标记激光束的变色来显示。

以下实施形式是特别优选的：为了在待测对象上标记预定距离或预定距离的边界而设置有投影单元，用于将激光标记投影到待测对象上。优选地，投影单元被构造来使得：预定距离一处于投影单元的有效范围内，该投影单元就对预定距离进行标记。在改进方案中规定，测距仪的进一步移位仅导致：测距仪相对于位置固定的激光标记被调节或激光标记射束的出射位置沿着测距仪的投影单元移动。换言之，在这种实施形式中，测距仪的基准点自动地沿其纵向延伸移动。这种投影单元例如可以通过多个并排布置的激光束输出开口来实现，或者通过多个并排布置的激光射束源来实现。利用这样构造的投影单元此外还可能同时在一个待测对象上同时标记多个预定距离。

在本发明的改进方案中有利地设置，测距仪不是产生点状激光束作为测量信号，而是产生线条状激光束作为测量信号，该激光束尤其是当其在壳体外边缘的范围内离开测距仪时还可以额外地被用于找平工件棱边。这使得能够精确地在垂直于测量激光线的第二(选用的)激光线上画出标记，所述第二(选用的)激光线尤其是(只有)在达到预期值时才被产生。按照这种方式不仅可以确定对象的长度量度(Laengenmass)，而且还可以采取防护措施，以便稍后可以将工件精确地加工成直角。

以下实施形式是特别有利的：测距仪具有袖珍计算器的功能，其中利用该测距仪可以实施至少一个基本运算法，优选地可实施至少全部基本运算法。由此可以舒适地直接利用该测距仪计算出要调整的或要转移的距离。

本发明也涉及一种测距系统，其具有在前说明的测距仪和距该测距仪有距离地被布置的元件。通过测距仪和间隔开的元件的组合可以将预定距离(即段)也转到平面元件(如板)上，其中测量测距仪基准点和尤其是可调节的元件的基准点之间的距离。

附图说明

由优选实施例的以下描述以及根据附图得到本发明的其它特征、优点和细节。

图1示出了测距系统的实施方式，该测距系统具有测距仪和与该测距仪间隔开的元件；

图2示出了在将确定的距离转到工件上时的可能的行为方式的图示；

图3示出了具有测距仪的测距系统，其中在显示器中通过箭头示出了调节方向；

图4示出了具有测距仪的测距系统，该测距仪具有投影单元，该投影单元被努力获得来使得该测距仪相对于被投影到工件上的、表征预定距离的激光标记是可调节的；以及

图5示出了具有测距仪的测距系统的另一实施例，其中在越过期望的调节位置时在工件上(持续地)标记预定距离。

具体实施方式

在附图中，相同组件和具有相同功能的组件以相同的附图标记来表征。

在图1中示出了具有被构造为激光测距仪的测距仪1的测距系统。测距仪1包括壳体2，该壳体2具有包括光学系统的信号生成单元(未示出)，用于产生激光束形式的测量信号3，该激光束在元件5上产生激光点4，该元件5与测距仪1间隔开地被布置并且在该实施例中是可调节的。测量信号3由间隔开的元件5反射回，并且由测距仪1的未示出的传感器单元按照本身公知的方式被检测并且接着在电子单元中被处理和被分析，使得例如通过确定运行时间来获知在测距仪1的基准点7与间隔开的元件5之间的距离，其中测量结果以数字形式在显示器6上被示出。替换于以附图标记3表征的用于在间隔开的元件上产生激光点4的测量信号，信号生成装置或其光学系统可被构造来使得产生以附图标记8表征的测量信号8，该测量信号8在待测对象9上产生线条，其中该线条优选地在壳体2的边缘区域中离开该测距仪，以致该线条可被用于对象9的找平等。

测距仪1包括被构造为按键的输入装置10，通过该输入装置10可预定(也就是说可输入)应被转到平坦的对象9上的距离。除了以附图标记10表征的输入装置以外或者替换于该输入装置，显示器6可以被构造为触摸屏。

如所述的那样，显示器6一方面用于将当前的和/或预定的测量值显示为数字值，而另一方面同时也用作用于用信号通知调节方向和调节路径的大小的装置21，也就是用于产生箭头形式的光学信号12、13的装置21，其中，当越过预定距离时(用加号来表征)，才显示用附图标记13表征的光学信号。在未超过基准点7和元件5之间的预定距离时，光学信号12发光(通过减号来表征)。在此，相应光学信号12、13的纵向延伸表征调节段的大小，测距仪1为了达到期望的调节位置而必须被调节该调节段的大小，在该期望的调节位置调整预定距离。

在该实施例中，除了用于产生用于显示调节方向或调节段大小的光学信号12、13的装置6以外，还设置了成排布置的、同样构成用于用信号通知的装置6的发光装置14(此处为LED)。当已超过预定距离时，也就是必须朝元件5的方向调节测距仪时，通过驱动发光装置14而在基准点7左侧的绘图平面中产生信号踪迹。在此，所产生的光迹的长度是要经过的调节段的大小的量度。类似地产生发光装置14的光迹，该光迹从基准点7出发在绘图平面中向右延伸，只要没有超过预定距离，该测距仪1因此也就是必须朝离开元件5的调节方向被调节，其中光迹的长度此处也是要经过的调节段的大小的量度。当然，以下情况在本发明的范围内：仅仅可替换地设置光学信号12、13和发光装置14。为了表征达到了期望的调节位置，在该期望的调节位置已调整了基准点7和元件5之间的预定距离、在本实施例中为L(345.1mm)，通过声学持续音以及两个光学信号12、13的闪烁以及整个发光装置14的闪烁来用信号通知这一点。同时，借助激光标记15来表征基准点7的位置并且因此表征预定距离，该激光标记15垂直于测量信号3、8走向。此处例如可以徒手用笔安置标记。

下面说明图2中示意性示出的测量过程。首先，利用根据图1的测距仪1测量元件5和另一元件16之间的距离L(在该实施例中为两个壁界线(Wandbegrenzung)之间的距离L)，并通过操纵图1中未示出的存储按键将该距离L作为预定距离被暂存在该测距仪1中。适于将该预定距离L转到长度为L₁的对象9上。移位测距仪1，直到测距仪1用信号通知达到期望的调节位置并且因此达到预定距离为止。该预定距离借助激光标记15被标记在对象9上并且例如借助铅笔来描绘，使得可以在稍后的工作步骤中相对应地缩短对象9。

在图3中示出具有被变换的测距仪1的测距系统。为了避免重复，下面基本上仅仅说明与根据图1的测距仪1的不同之处。有关共同之处参阅前述附图说明。在壳体2上设置被构造为输入按键且以加/减号来表征的输入装置10，用于输入要转移的段。被构造为显示器的信令装置21是发光的，使得测距仪1也可以被用在黑暗中。如从图3可以看出的那样，测距仪1被装备有存储按键17，用于暂存测量值。被构造为箭头的光学信号12、13(其可以由信令装置21生成)用于表征调节方向和调节段的大小。基准点7被构造为壳体上的记号。在测距仪1用信号通知达到期望的调节位置之后，可以徒手地用线条记号18将基准点7转到待测对象9(工件)上。类似于图1，除了通过光学信号12、13表征调节方向和调节段大小之外，设置一排发光装置14形式的其它信令装置21。

在图4中示出了一种可替换的具有被变换的测距仪1的测距系统。为了避免重复，仅深入研究相对根据图3的实施例的不同之处。代替被构造为一排发光装置14的信令装置21，根据图4的测距仪1具有用作标记装置20的投影单元19，用于在待测对象9上施加激光标记15。在此，用于标记基准点7或在对象9上标记要调整的距离的激光标记15或激光束可以在投影单元19的并排布置的不同位置离开测距仪1，使得能够相对于对象9上的激光标记15调节该测距仪1。换言之，基准点7沿着投影单元19的纵向延伸移动。按照这种方式可能在对象9上极为快速地找到并标记预定距离。此外可设想的是，在对象9上同时标记出多个预定距离，只要这些预定距离位于投影单元19的作用距离之内。

在图5中设置了具有被变换的测距仪1的测距系统的另一实施例。该测距仪1基本上与根据图2的实施例一致。为了避免重复，有关共同之处参阅与其相关的附图说明。代替成排的发光装置14，该测距仪1在侧向具有标记装置20，其中，在越过期望的调节位置时由所述标记装置20在对象9上施加标记。在所示的实施例中，利用标记装置20产生喷墨。通过在测距仪1中存储多个预定距离，可以在相对于元件5调节测距仪1的同时在对象9上施加多个标记。

Claims (24)

1.测距仪，其具有用于连续测量所述测距仪(1)的基准点(7)和间隔开的元件(5、16)之间的距离的装置，

其特征在于，

设置有用于用信号通知调节方向的装置，所述测距仪(1)必须相对于所述间隔开的元件(5、16)朝所述调节方向被调节和/或所述间隔开的元件(5、16)必须相对于所述测距仪(1)朝所述调节方向被调节，用于调整在所述测距仪(1)的所述基准点(7)和所述间隔开的元件(5、16)之间的预定距离。

2.根据权利要求1所述的测距仪，

其特征在于，

所述测距仪是激光测距仪。

3.根据权利要求1所述的测距仪，

其特征在于，

设置有用于用信号通知调节段的大小的装置，为了调整在所述测距仪(1)的所述基准点(7)和所述间隔开的元件(5、16)之间的预定距离，所述测距仪(1)和/或所述间隔开的元件(5、16)必须被调节所述调节段的大小。

4.根据权利要求1-3之一所述的测距仪，

其特征在于，

设置有用于用信号通知所述测距仪(1)达到期望的调节位置的装置，在所述期望的调节位置调整所述预定距离。

5.根据权利要求1-3之一所述的测距仪，

其特征在于，

设置有光学和/或声学装置，用于用信号通知调节方向和/或调节段的大小和/或达到期望的调节位置。

6.根据权利要求5所述的测距仪，

其特征在于，

用于用信号通知的光学装置被构造来使得：根据所述测距仪(1)的所述基准点(7)相对所述期望的调节位置的相对位置，所述用于用信号通知的光学装置(21)能够产生朝两个彼此相反的在所述测距仪(1)的纵向上走向的方向之一延伸的光学信号(12、13)，其中，将该测距仪(1)移位直至使得基准点(7)和所述间隔开的元件(5，16)之间达到预定距离为止，所述光学信号(12、13)延伸的相应方向表征所述调节方向和/或所述光学信号(12、13)的纵向延伸表征所述调节段的大小。

7.根据权利要求5所述的测距仪，

其特征在于，

用于用信号通知的光学装置被构造来使得：根据所述测距仪(1)的所述基准点(7)相对所述期望的调节位置的相对位置，所述用于用信号通知的光学装置(21)能够产生朝两个彼此相反的在所述测距仪(1)的纵向上走向的方向之一延伸的且长度可变的光学信号(12、13)，其中，将该测距仪(1)移位直至使得基准点(7)和所述间隔开的元件(5，16)之间达到预定距离为止，所述光学信号(12、13)延伸的相应方向表征所述调节方向和/或所述光学信号(12、13)的纵向延伸表征所述调节段的大小。

8.根据权利要求6所述的测距仪，

其特征在于，

用于以光学方式用信号通知的装置包括多个能够单独地或者成组地被驱动的发光装置(14)，并且所述光学信号(12、13)被构造为信号踪迹。

9.根据权利要求8所述的测距仪，

其特征在于，

所述多个能够单独地或者成组地被驱动的发光装置(14)是成排布置的。

10.根据权利要求8所述的测距仪，

其特征在于，

该发光装置(14)是LED。

11.根据权利要求6所述的测距仪，

其特征在于，

用于以光学方式用信号通知的装置包括显示器(6)，在所述显示器(6)上能够示出所述光学信号(12、13)作为表征所述调节方向和/或所述调节段的大小的箭头。

12.根据权利要求8所述的测距仪，

其特征在于，

用于以光学方式用信号通知的装置包括显示器(6)，在所述显示器(6)上能够示出所述光学信号(12、13)作为表征所述调节方向和/或所述调节段的大小的长度可变箭头。

13.根据权利要求5所述的测距仪，

其特征在于，

用于用信号通知所述调节方向的声学装置以通过不同的音调高度来用信号通知不同的调节方向的方式被构造，和/或用于用信号通知所述调节段的大小的声学装置以通过不同的音列频率来用信号通知不同的调节段大小的方式被构造，和/或用于用信号通知达到期望的调节位置的声学装置以通过长时间不间断的音调来用信号通知达到期望的调节位置的方式被构造。

14.根据权利要求13所述的测距仪，

其特征在于，

所述长时间不间断的音调是持续音。

15.根据权利要求1-3之一所述的测距仪，

其特征在于，

输入装置(6、10)被设置用于预定要调整的距离。

16.根据权利要求15所述的测距仪，

其特征在于，

所述输入装置(6、10)是触摸屏和/或至少一个输入按键。

17.根据权利要求1-3之一所述的测距仪，

其特征在于，

通过操纵存储按键能够存储所测量的距离作为可预定的距离。

18.根据权利要求1-3之一所述的测距仪，

其特征在于，

设置有光学的和/或机械的装置(20)，用于在待测对象(9)上标记预定的距离或所述基准点(7)。

19.根据权利要求18所述的测距仪，

其特征在于，

作为用于进行标记的装置(20)设置有用于在待测对象(9)上投影标记所述预定距离的激光标记(15)的投影单元(19)，其中所述投影单元(19)被构造来使得能够相对于位置固定的激光标记(15)调节所述测距仪(1)。

20.根据权利要求18所述的测距仪，

其特征在于，

用于进行标记的装置(20)以在达到或者越过期望的调节位置时在所述对象(9)上产生持久的标记的方式被构造。

21.根据权利要求20所述的测距仪，

其特征在于，

所述持久的标记是墨水标记。

22.根据权利要求1-3之一所述的测距仪，

其特征在于，

所述测距仪(1)以发射线条状激光束的方式被构造。

23.一种测距系统，其具有根据前述权利要求之一所述的测距仪(1)并且具有与所述测距仪(1)间隔开布置的元件(5、16)。

24.根据权利要求23所述的测距系统，

其特征在于，

所述元件(5、16)具有90°角部分。

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