JP2008203188A

JP2008203188A - 距離測定装置

Info

Publication number: JP2008203188A
Application number: JP2007042260A
Authority: JP
Inventors: Koji Hata; 幸次畑
Original assignee: Nikon Vision Co Ltd
Current assignee: Nikon Vision Co Ltd
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-09-04
Also published as: TW200900658A; WO2008102871A1; TWI435058B

Abstract

【課題】表示器上に表示された数字等の文字がそれぞれどんな測定結果を表すのかを即座に判断できるようにする。
【解決手段】測定光が出射された位置から被測定物までの直線距離及び測定光が出射された位置と被測定物とを結ぶ直線と水平線とのなす傾斜角度を、直線距離及び傾斜角度に対応する三角形とともに筐体２の側面に設けた外部表示器４０ｂに表示させる。
【選択図】図１

Description

この発明は距離測定装置に関する。

従来の距離測定装置として特開平５−１５７５６４号公報に記載されたものが知られている。

この距離測定装置では、操作スイッチが液晶表示器に表示された機能表示に隣接しているので、簡単且つ正確に所望の操作スイッチを押すことができる。測定結果は液晶表示器に主に数字で表示される。
特開平５−１５７５６４号公報

しかし、この種の距離測定装置では、測定結果を表す数字が表示画面上に沢山並べられて表示されたとき、その距離測定装置を使い慣れない人にとって、表示画面上の多数の数字がそれぞれどんな測定結果を表すのかを判断することは難しい。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は表示器上に表示された数字等の文字がそれぞれどんな測定結果を表すのかを容易に判断できるようにすることである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、表示手段と、測定光が出射された位置から被測定物までの直線距離の測定結果及び前記直線と予め決めた仮想の水平線とのなす傾斜角度の測定結果の少なくとも一方に対応する図形を前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、表示器上に表示された数字等の文字がそれぞれどんな測定結果を表すのかを容易に判断できる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の一実施形態に係る距離測定装置の斜視図である。

距離測定装置１は筐体２と発光側レンズと対物レンズとを兼ねたレンズ（以後、発光側レンズ）３ａと受光側レンズ４ａと接眼レンズ２ａと電源ボタン５と測定モードを切り替えるモードボタン６と外部表示器（表示手段）４０ｂとを備えている。測定モードとは例えば直線距離の測定を実行するモードである。筐体２内には後述する傾斜センサ３０や測距部５０等が収納されている。外部表示器４０ｂは筐体２の左側面（発光側レンズ３ａを被測定物側に配置した際、被測定物に向かって左側）に設けられている。

測定者は発光側レンズ３ａを被測定物（図示せず）に向け、測定開始の操作を行う。測定結果は内部表示器（表示手段）４０ａ及び外部表示器４０ｂに表示される。

図２はこの発明の一実施形態に係る距離測定装置のブロック図である。

距離測定装置１は傾斜センサ３０と表示部４０と測距部５０とを備えている。

傾斜センサ３０は測定光が出射された位置（起点）から被測定物まで延びる直線と水平線（起点を通る予め決められた水平な仮想線）とのなす傾斜角度を検出する。

表示部４０は内部表示器４０ａと外部表示器４０ｂとを備える。内部表示器４０ａ（図６参照）、外部表示器４０ｂ（図１参照）には後述するＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）で得られた距離等の表示データが供給される。

測距部５０は測定光が出射された位置から被測定物までの直線距離を測定する。測距部５０は、ＣＰＵ（表示制御手段）５１とＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）駆動回路５２とＬＤ５３と発光検出回路５４と対物レンズ３ａと受光レンズ４ａとＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）５５と受光/増幅回路５６と閾値設定回路５７と２値化回路５８とサンプリング回路５９と発振器６０とカウンタ回路６１と積算値格納メモリ６２とを有する。

ＬＤ５３はＣＰＵ５１からの指示に基づいてＬＤ駆動回路５２によって駆動され、パルス状のレーザ光を所定回数だけ対物レンズ３ａを介して被測定物へ向けて出射する。

発光検出回路５４はＬＤ５３のレーザ光の出射を検出し、検出結果をサンプリング回路５９へ出力する。

ＡＰＤ５５は被測定物で反射されたレーザ光を受光レンズ４ａを介して検出し、受光量に応じた電気信号を出力する。

受光/増幅回路５６はＡＰＤ５５から出力された電気信号を増幅する。

閾値設定回路５７はノイズ除去等のための閾値を設定する。

２値化回路５８は閾値設定回路５７で設定された閾値に基いてＡＰＤ５５の出力を２値化し、サンプリング回路５９へ出力する。

サンプリング回路５９は発振器６０で決められたサンプリング間隔で出射光、反射光のサンプリングを行う。反射光の強度が所定の閾値を超えるときに距離（又は経過時間）に対応して度数カウントが行われ、１回の測距中において返し行われる全てのレーザ光の出射に対する度数を積算して距離に対応させたヒストグラムが作られ、積算値格納メモリ６２へ格納される。

サンプリング回路５９、カウンタ回路６１及び積算値格納メモリ６２でＦＰＧＡが構成される。ＦＰＧＡは高速動作、低消費電力という特徴を有するハードウエアである。ＦＰＧＡには電源（図示せず）を入れる度にロジック機能を実現させるための回路情報がＣＰＵ５１から書き込まれる。

ＣＰＵ５１は傾斜センサ３０の出力（傾斜角度データ（傾斜角度の測定結果））と積算値格納メモリ６２の出力（直線距離データ（直線距離の測定結果））とに基いて被測定物の高さ（水平線から被測定物までの垂直方向の距離）と水平距離（水平線上の起点から被測定物から垂線を下ろしたときの水平線との交点までの距離）を演算する。演算結果は内部表示器４０ａ及び外部表示器４０ｂに出力される。また、直線距離の測定結果、傾斜角度（起点から被測定物までの直線と水平線とのなす角度）の測定結果に基いて外部表示器４０ｂに表示される三角形（図形）が生成される。

また、ＣＰＵ５１は外部表示器４０ｂに表示させる三角形について傾斜角度の異なる複数の三角形のデータを記憶したテーブル５１ａを有し、傾斜角度の変化に応じて特定の三角形のデータをテーブル５１ａから選択する。この構成によって、傾斜角度の変化に応じて三角形の水平線に対応する辺と起点と被測定物とを結ぶ直線に対応する辺とのなす角度を変えることができる。ＣＰＵ５１はこの三角形を少なくとも直線距離、傾斜角度とともに外部表示器４０ｂに表示する（図３参照）。なお、内部表示器４０ａに外部表示器４０ｂと同様の内容を表示させてもよい。

更に、ＣＰＵ５１は傾斜角度がプラス（被測定物が水平線より上にある）のときとマイナス（被測定物が水平線より下にある）のときとで三角形の向きを水平線に対して１８０°変化させ、水平線に対する被測定物の位置関係を変えて表示する。

また、ＣＰＵ５１は画面上の起点に対応するポイントに黒丸マーク４１を付け、被測定物の位置に対応するポイントに白丸マーク４２Ａ，４２Ｂを付ける（図３〜５参照）。

更に、ＣＰＵ５１は、第１の被測定物（白丸マーク４２Ａ）に対する測定（第１の直線距離、第１の傾斜角度）と演算（水平距離と上方向の高さ）とによって得られた第１の図形の三角形（例えば図３（ａ）参照）と、第２の被測定物（白丸マーク４２Ｂ）に対する測定（第２の直線距離、第２の傾斜角度）と演算（水平距離と下方向の高さ）とによって得られた第２の図形の三角形（例えば図３（ｂ）参照）とを用いて第３の図形の三角形（例えば図４参照）を生成する。更に、第３の図形の三角形とともに、直線距離、第１の被測定物と第２の被測定物との間の距離、及び２つの被測定物間を結ぶ辺に対向する部分の角度を外部表示器４０ｂに表示させる。傾斜角度を測定した結果、一方がプラス傾斜、他方がマイナス傾斜である場合、第１の被測定物と第２の被測定物との間の距離はそれぞれの高さＨ１、Ｈ２を加算して求める（図４参照）。両方ともプラス傾斜の場合（図５（ａ）参照）や両方ともマイナス傾斜の場合（図５（ｂ））、第１の被測定物と第２の被測定物との間の距離は水平線からの高さＨ１から数値の小さいほうの高さＨ２を引き算して求める（図５参照）。

また、ＣＰＵ５１は、第１の直線と第２の直線とのなす角度の変化に応じて第３の図形の第１の直線に対応する第３の図形の辺と第３の図形の第２の直線に対応する第３の図形の辺とのなす角度を変える（図４、５参照）。

図６は内部表示器の表示画面を説明する図である。

内部表示器４０ａは７セグメントで距離を示す数値を表示するセグメントタイプのＬＣＤである。

図６において、Ａｃｔは直線距離表示モード、Ｈｏｒは水平距離表示モード、Ｈｇｔは高さ表示モード、Ｈｇｔ＋Ｈｇｔ２は２点間距離測定モード、Ａｎｇは角度表示モード、１ｓｔは近距離モード、Ｄｓｔは遠距離モードを示す。なお、画面中央のクロスはレチクルである。因みに、近距離モードとは距離測定装置から最も近い被測定物までの測距を行うモードであり、遠距離モードとは最も遠い被測定物までの測距を行うモードである。

次に、外部表示器４０ｂの表示画面を説明する。なお、図３〜５において、被測定物は表示画面の左方にある。つまり、外部表示器４０ｂを正面から見たとき、外部表示器４０ｂに向かって左側から外方に向かって測距用の光が出射される。これに対応するように外部表示器４０ｂの表示も外部表示器４０ｂに向かって右側から左側に光が出射されるイメージとなるよう、右側に起点、左側に被測定物がくるように表示されることが好ましい。外部表示器４０ｂは動画や文字を表示できるグラフィック（ドットマトリックス）タイプのＬＣＤである。なお、外部表示器４０ｂとしてはＬＣＤの外に有機ＥＬやＬＥＤがある。

図３（ａ）は水平線より上の被測定物（白丸マーク４２Ａ）を測定した場合の外部表示器の表示画面を示す図、図３（ｂ）は水平線より下の被測定物（白丸マーク４２Ｂ）を測定した場合の外部表示器の表示画面を示す図である。

直線距離、傾斜角度を測定し、その結果がプラス傾斜だった場合、水平線よりも上部に三角形が表示されるように上向きの直角三角形（図３（ａ）参照）と、直線距離（＝１１７．０ｍ）、水平距離（＝１０１．３ｍ）、高さ（＝５８．５ｍ）及び傾斜角度（＝（＋）３０°）とが、同時に外部表示器４０ｂに表示される（図３（ａ）参照）。このとき、直線距離は起点と被測定物とを結ぶ直線に対応する、三角形の辺の近傍に表示される。水平距離は水平線に対応する直線に対応する、三角形の辺の近傍に表示される。傾斜角度は起点に対応する三角形の起点（黒丸マーク４１）の近傍に表示される。また、画面の右下には温度（＝２６．５℃）が表示される。

直線距離、傾斜角度を測定した結果、マイナス傾斜の場合、水平線よりも下部に三角形が表示されるように下向きの直角三角形（図３（ｂ）参照）と、直線距離（＝１１７．０ｍ）、水平距離（＝１０１．３ｍ）、高さ（＝５８．５ｍ）及び傾斜角度（＝（−）３０°）とが同時に外部表示器４０ｂに表示される（図３（ｂ）参照）。このときも、画面の右下には温度（＝２６．５℃）が表示される。

なお、傾斜角度が変わったときには、傾斜角度の変化にしたがって傾斜角度に対応する三角形の角度も変わる。

図４は被測定物の一方がプラス傾斜角を有し、他方がマイナス傾斜角を有する２つの被測定物間の高さを測定した場合の外部表示器の表示画面を示す図である。

第１の被測定物（白丸マーク４２Ａ）がプラス傾斜であり、第２の被測定物（白丸マーク４２Ｂ）がマイナス傾斜である場合、起点（黒丸マーク４１）と第１の被測定物との直線距離（＝１１７．０ｍ）、起点と第２の被測定物との距離（＝１１７．０ｍ）、２つの被測定物間の高さ（＝１１７．０ｍ）、及び起点と第１の被測定物とを結ぶ直線と起点と第２の被測定物とを結ぶ直線とのなす角度（＝６０°）が表示されるとともに、三角形（図３（ａ）の三角形と図３（ｂ）の三角形とを接合した形状の三角形）が外部表示器４０ｂに表示される。このときも、画面の右下には温度（＝２６．５℃）が表示される。

図５は互いにプラス傾斜角又はマイナス傾斜角を有する２つの被測定物間の高さを測定したときの外部表示器の表示画面を示す図である。図５（ａ）は水平線より上にある２つの被測定物間の高さを測定した場合の外部表示器の表示画面を示す図、図５（ｂ）は水平線より下にある２つの被測定物間の高さを測定した場合の外部表示器の表示画面を示す図である。

いずれの場合も、起点（黒丸マーク４１）と第１の被測定物（白丸マーク４２Ａ）との距離（＝１１７．０ｍ）、起点と第２の被測定物（白丸マーク４２Ｂ）との距離（＝１１２．０ｍ）、及び２つの被測定物間の距離（＝３９．１ｍ）が表示されるとともに、三角形が外部表示器４０ｂに表示される。このときも、画面の右下には温度（＝２６．５℃）が表示される。

次に、この距離測定装置の動作を図１、３、４、５、６を用いて説明する。

電源ボタン５を押す（５秒未満）ことによって電源が入り、入力待ち状態となる。なお、この状態で８秒間以上何も操作されなかった場合には電源は切れる。

電源ボタン５が押し続けられた場合（最大２０秒）、直線距離と傾斜角度とを示す数値が時間の経過とともに切り替わりながら順次内部表示器４０ａ及び外部表示器４０ｂに表示される。

モードボタン６を１回押す毎に内部表示器４０ａの画面上の表示モードは、Ａｃｔ→Ｈｏｒ→Ｈｇｔ＋Ｈｇｔ２→Ａｎｇ→Ａｃｔ・・・の順序で切り替わる（点灯する）。

直線距離表示モード（Ａｃｔ）、水平距離表示モード（Ｈｏｒ）及び高さ表示モード（Ｈｇｔ）では、入力待ち状態中に電源ボタン５を１回押すと直線距離、傾斜角度の測定が行われ、直線距離、傾斜角度及び高さのいずれかが内部表示器４０ａに表示される。このとき、外部表示器４０ｂには三角形と直線距離、傾斜角度及び高さが同時に表示される（図３参照）。

測定後にモードボタン６を押して表示モードを切り替えたとき、内部表示器４０ａではモード切替に連動して数値（距離）も切り替わる。例えば、Ａｃｔが点灯し１１７．０ｍという直線距離を表す数値が表示されているときに、モードボタン６を押すとＨｏｒが点灯し１０１．３ｍという水平距離を表す数値が表示される。

２点間距離測定モードに切り替えた後、電源ボタン５を１回押すと、内部表示器４０ａ内でＨｇｔが点灯し、＋Ｈｇｔ２が点滅する。第１の被測定物に対する直線距離、傾斜角度の測定、高さ演算が行われ、直線距離、傾斜角度及び高さが内部表示器４０ａ及び外部表示器４０ｂに表示される。このとき、外部表示器４０ｂには三角形が直線距離、傾斜角度及び高さと同時に表示される。第２の被測定物に対する直線距離、角度測定を行わないと、内部表示器４０ａにエラー（ＥＥ）表示がされるので、更に操作ボタン６を押す。第２の被測定物に対する直線距離、角度測定、高さ演算が行われ、Ｈｇｔ、＋Ｈｇｔ２が点灯する。第１の被測定物に対する直線距離、傾斜角度、高さと第２の被測定物に対する直線距離、傾斜角度、高さとに基いて新たな三角形を生成し、この三角形、直線距離、傾斜角度及び第１の被測定物と第２の被測定物との距離が同時に外部表示器４０ｂに表示される（図４、５参照）。

角度表示モードに切り替えたとき、Ａｎｇが点灯し、レーザ光を出射させずに傾斜角度が連続的に測定され、内部表示器４０ａ及び外部表示器４０ｂに測定結果が表示される。その後、操作ボタン６が１回押されるか３０秒が経過したとき、入力待ち状態に戻る。

なお、内部表示器４０ａでは、電源を切ったときの表示モードが保持され、再度電源を入れたとき最後に電源を切ったときの表示モードが点灯する。また、遠・近距離モード（Ｄｓｔ，１ｓｔ）、距離単位モード（ｍ/ＹＤ）も電源を切ったときの表示モードが保持される。ｍ/ＹＤの切り替えは操作ボタン６を１．５秒以上押せばよい。なお、遠・近距離モードによれば、例えばゴルフにおいてピンと背景とを区別して、例えば近距離モードでは距離測定装置に対してより近距離にあるピンまでの距離を正確に測定することができる。そして、この近距離モードの場合、起点からピンまでの直線と水平線とのなす角度が傾斜角度となる。

この実施形態によれば、測定光が出射された位置から被測定物までの直線距離の測定結果及び直線と水平線とのなす傾斜角度の測定結果をこれらの測定結果に対応する三角形とともに外部表示器４０ｂに表示させるので、表示器上に表示された数字等の文字がそれぞれどんな測定結果を表すのかを容易に判断できる。また、内部表示器４０ａにも外部表示器４０ｂと同様の画面を表示させるようにすれば、測定者とその傍にいる人間とが同じ画面を測定者と同時に見ることができ、便利である。例えば、ゴルフの場合、測定者（プレーヤ）と一緒に傍にいる人間（キャディ）が測定結果を見てクラブ選択等を行うことができるというメリットがある。

なお、上記実施形態では図形の一例として三角形を用いたが、場合によっては（例えば被測定位置が３箇所ある場合）図形は立体形状としてもよい。

また、起点と被測定物とを結ぶ直線に対応する、三角形の辺の近傍に直線距離が表示され、水平線に対応する直線に対応する、三角形の辺の近傍に水平距離が表示され、起点に対応する三角形の起点の近傍に傾斜角度が表示されるので、それぞれの対応関係を容易に判断できる。

更に、水平線より上の被測定物を測定した場合の外部表示器の表示画面と、水平線より下の被測定物を測定した場合の外部表示器の表示画面を水平線に対して１８０°変化させたので、表示画面を見ただけで被測定物の上下関係の位置を視覚的に判断し易くなる。

また、傾斜角度に応じて傾斜角度に対応する三角形の傾斜角度を変えるようにしたので、表示画面を見ただけで被測定物の位置を視覚的により判断し易くなる。

更に、起点及び被測定物の位置に対応する三角形の頂点にマークを付けたので、両者の対応関係を一目で判断することができる。

図１はこの発明の一実施形態に係る距離測定装置の斜視図である。図２はこの発明の一実施形態に係る距離測定装置のブロック図である。図３（ａ）は水平線より上の被測定物を測定したときの外部表示器の表示画面を示す図、図３（ｂ）は水平線より上の被測定物を測定したときの外部表示器の表示画面を示す図である。図４は２つの被測定物間の高さを測定したときの外部表示器の表示画面を示す図である。図５は２つの被測定物間の高さを測定したときの外部表示器の表示画面を示す図である。図６は内部表示器の表示画面を説明する図である。

符号の説明

２：筐体、４０ａ：内部表示器（表示手段）、４０ｂ：外部表示器（表示手段）、４１：黒丸マーク、４２Ａ，４２Ｂ：白丸マーク、５１：ＣＰＵ（表示制御手段）。

Claims

表示手段と、
測定光が出射された位置から被測定物までの直線距離の測定結果及び前記直線と予め決めた仮想の水平線とのなす傾斜角度の測定結果の少なくとも一方に対応する図形を前記表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えていることを特徴とする距離測定装置。
前記表示手段は、前記表示制御手段を内蔵する筐体の表面に設けられた外部表示手段であることを特徴とする請求項１記載の距離測定装置。
前記図形は、前記直線距離の測定結果、前記傾斜角度の測定結果、及び両測定結果に基く演算結果に基いて図示されることを特徴とする請求項１又は２記載の距離測定装置。
前記表示制御手段は、少なくとも前記直線距離の測定結果である数値をその直線に対応する前記図形の辺の近傍に表示させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の距離測定装置。
前記表示制御手段は、前記傾斜角度がプラスのときとマイナスのときとで前記図形の向きを前記水平線に対して１８０°変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の距離測定装置。
前記表示制御手段は、前記傾斜角度の変化に応じて前記図形の前記水平線に対応する辺と前記直線に対応する辺とのなす角度を変えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の距離測定装置。
前記距離測定装置の筐体の一方の端部には測定光の出射部を有し、前記出射部を有する端部に対向する位置の他方の端部には接眼部を有し、前記外部表示手段は前記筐体において前記両端部に対して側面部に配置され、前記外部表示手段に表示される図形において前記距離測定装置を示す起点は前記外部表示手段を正面から見たとき、前記外部表示手段内の前記接眼部側に図示され、被測定物を示す部分は前記外部表示手段内の前記出射部側に図示されることを特徴とする請求項２記載の距離測定装置。