KR100758261B1 - 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치 - Google Patents

레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100758261B1
KR100758261B1 KR1020050051296A KR20050051296A KR100758261B1 KR 100758261 B1 KR100758261 B1 KR 100758261B1 KR 1020050051296 A KR1020050051296 A KR 1020050051296A KR 20050051296 A KR20050051296 A KR 20050051296A KR 100758261 B1 KR100758261 B1 KR 100758261B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
distance
laser
ultrasonic
voltage
Prior art date
Application number
KR1020050051296A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060131102A (ko
Inventor
박인규
Original Assignee
박인규
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박인규 filed Critical 박인규
Priority to KR1020050051296A priority Critical patent/KR100758261B1/ko
Publication of KR20060131102A publication Critical patent/KR20060131102A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100758261B1 publication Critical patent/KR100758261B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치에 관한 것으로, 레이저와 초음파를 이용한 거리 측정장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 초음파를 발생하여 송신하며, 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 송수신부와; 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 레이저를 발생하는 레이저 발생부와; 상기 레이저 발생부의 회전을 감지하여 회전량에 따라 저항값이 가변되어 전원 공급부로부터 출력되는 정전압을 분압시키는 저항 가변부와; 상기 저항 가변부를 통해 출력되는 정전압의 크기를 감지하여, 정전압의 크기가 일정 레벨 이하인 경우 이를 소정 배수로 채배시켜 출력하는 전압 채배부와; 상기 초음파 송수신부와, 상기 저항 가변부 및 전압 채배부로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와; 사용자로부터 명령을 입력받는 다수개의 버튼부와; 측정된 거리를 디스플레이하는 디스플레이부와; 상기 초음파 송수신부에 의하여 측정된 거리가 기준 거리에 도달하면 이를 사용자에게 통지하기 위한 기준 거리 도달 통지부와; 상기 저항 가변부 및 상기 전압 채배부로부터 출력되는 전압값에 대응되는 거리 데이터가 테이블 형태로 저장되는 메모리부; 수평상태를 검출하기 위한 수평센서; 수평상태 여부를 지시하는 수평상태 지시부; 및 상기 A/D 변환부로부터 입력되는 상기 초음파 송수신부로부터의 신호에 의하여 기준 거리에 도달 여부를 확인하여 상기 기준 거리 도달 통지부의 통지 출력을 제어하고, 상기 A/D 변환부로부터 입력되는 상기 저항 가변부 및 전압 채배부로부터의 신호에 대응하는 목표물과의 거리에 해당하는 거리데이터를 상기 메모리부에서 읽어내어 상기 디스플레이부의 거리데이터 표시를 제어하며, 상기 수평센서로부터 A/D 변환되어 입력되는 수평상태 신호 에 의하여 상기 수평상태 지시부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
레이저, 초음파, 거리 측정, 수평센서

Description

레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치{Electronic distance measuring apparatus using laser and supersonic waves}
도 1은 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치중 초음파 송수신부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치중 저항 가변부와 전압 채배부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치중 버튼부와 디스플레이부의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 5는 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 거리 대비 레이저 발생부의 회전 각도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치를 이용한 거리 측정 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정 장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 수평조절구조의 일예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치를 이용한 거리 측정 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 전원 공급부 120 : 초음파 송수신부
123 : 초음파 센서 130 : 레이저 발생부
140 : 저항 가변부 150 : 전압 채배부
160 : A/D 변환부 170 : 버튼부
180 : 디스플레이부 190 : 스피커부
200 : 메모리부 210 : 제어부
VR1 : 가변 저항 ZD1 : 제너 다이오드
본 발명은 거리 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치에 관한 것이다.
레이저(Laser)는 양자역학을 응용하여 아주 짧은 파장의 전자기파를 증폭하거나 발진하는 장치를 말한다. 양자 발진기 또는 분자 발진기라고도 하며, 레이저의 원어는 유도방출에 의한 광증폭을 의미한다.
물체를 태울 때 발생하는 빛이나 형광등에서 발생하는 빛은 고온으로 가열된 원자나 분자 하나하나에서 발생하는 빛이며, 이러한 빛은 같은 종류의 원자나 분자에서 나오는 빛이라도 무수히 다른 파장의 빛을 포함하고 있다. 그리고 하나하나의 원자나 분자에서 나오는 빛은 서로 관련성이 없는 여러 가지 빛의 모임이다. 그러나, 레이저 빔은 보통 빛에 비하여 매우 순수하여 산란하지 않고 곧바로 진행하는 빛이다.
이러한 레이저는 일반 생활에 많이 응용되어 사용되는 데, 그중 대표적인 것이 레이저 포인터(Laser Pointer)이며, 레이저 포인터는 레이저 다이오드에서 발생되는 레이저 빔을 목표물의 특정 위치에 조사하여 방향을 지시하는 장치를 말하며, 사용자가 간편하게 휴대하고 다닐 수 있도록 소형으로 제작된다.
한편, 산업 현장과 건축 현장이나 실내 인테리어와 같은 산업 전반이나 일상생활에서 거리를 측정하기 위해 줄자가 사용되는데, 이러한 줄자는 큰 부피의 물건 또는 장소나, 높은 크기의 물건 또는 장소는 혼자 측정이 어려워 2명이 필요하고, 줄자 재질의 특성상 쉽게 휘어지기 때문에 측정시 휨이 발생하여 정확한 거리 측정이 어려운 문제점이 있다. 그래서, 상기와 같은 레이저 빔을 이용하여 레이저 빔이 목표물에 반사되어 돌아올 때까지의 시간을 카운트해서 목표물과의 거리를 계산한 후 목표물까지의 거리를 측정하는 레이저 거리 측정장치가 개발되었다.
이러한 레이저 거리 측정장치는 레이저 빔을 발광하고, 목표물에서 반사되는 레이저 빔을 수광하여 거리를 측정하기 때문에 레이저 빔의 수광이 정확히 이루어져야만 한다.
그러나, 사용자가 레이저 거리 측정장치를 손으로 든 상태에서 거리를 측정하고자 하는 경우 목표물에서 반사되는 레이저 빔을 수광하여야 하는데, 목표물에서 레이저가 굴절되어 반사되는 경우 수광이 불가능한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 초음파 센서로 일정 높이를 측정하고, 일정한 높이에서 회전에 따라 저항값이 가변되도록 형성된 레이저 포인터를 회전시켜 측정을 원하는 목표물에 레이저 빔을 조사하여 레이저 포인터의 회전각도에 해당되는 저항값을 이용하여 레이저 빔이 지시하고 있는 거리를 정확하게 측정하도록 함으로써 휴대 사용이 간편한 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치는, 레이저와 초음파를 이용한 거리 측정장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 초음파를 발생하여 송신하며, 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 송수신부와; 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 레이저를 발생하는 레이저 발생부와; 상기 레이저 발생부의 회전을 감지하여 회전량에 따라 저항값이 가변되어 전원 공급부로부터 출력되는 정전압을 분압시키는 저항 가변부와; 상기 저항 가변부를 통해 출력되는 정전압의 크기를 감지하여, 정전압의 크기가 일정 레벨 이하인 경우 이를 소정 배수로 채배시켜 출력하는 전압 채배부와; 상기 초음파 송수신부와, 상기 저항 가변부 및 전압 채배부로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와; 사용자로부터 명령을 입력받는 다수개의 버튼부와; 측정된 거리를 디스플레이하는 디스플레이부와; 상기 초음파 송수신부에 의하여 측정된 거리가 기준 거리에 도달하면 이를 사용자에게 통지하기 위한 기준 거리 도달 통지부와; 상기 저항 가변부 및 상기 전압 채배부로부터 출력되는 전압값에 대응되는 거리 데이터가 테이블 형태로 저장되는 메모리부; 수평상태를 검출하기 위한 수평센서; 수평상태 여부를 지시하는 수평상태 지시부; 및 상기 A/D 변환부로부터 입력되는 상기 초음파 송수신부로부터의 신호에 의하여 기준 거리에 도달 여부를 확인하여 상기 기준 거리 도달 통지부의 통지 출력을 제어하고, 상기 A/D 변환부로부터 입력되는 상기 저항 가변부 및 전압 채배부로부터의 신호에 대응하는 목표물과의 거리에 해당하는 거리데이터를 상기 메모리부에서 읽어내어 상기 디스플레이부의 거리데이터 표시를 제어하며, 상기 수평센서로부터 A/D 변환되어 입력되는 수평상태 신호 에 의하여 상기 수평상태 지시부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치 의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치중 초음파 송수신부의 구성을 나타낸 회로도이며, 도 3은 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치중 저항 가변부와 전압 채배부의 구성을 나타낸 회로도이고, 도 4는 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치중 버튼부와 디스플레이부의 구성을 나타낸 회로도이며, 도 5는 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 거리 대비 레이저 발생부의 회전 각도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에서 참조되는 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치(100)는, 전원 공급부(110)와, 초음파 송수신부(120)와, 레이저 발생부(130)와, 저항 가변부(140)와, 전압 채배부(150)와, A/D 변환부(160)와, 버튼부(170)와, 디스플레이부(180)와, 스피커부(190)와, 메모리부(200) 및 제어부(210)로 구성된다.
전원 공급부(110)는 전원을 각 구성부에 공급한다. 여기에서, 전원 공급부(110)는 전자 거리 측정장치(100)의 휴대가 가능하도록 배터리로 구성되고, 배터리는 상용 전원을 이용한 충전이 가능하도록 설계될 수 있으며, 충전부의 구성은 공지의 기술이므로 그 설명은 생략한다.
초음파 송수신부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 드라이버(121)와, 동조 코일(122)과, 초음파 센서(123)와, 증폭기(124) 및 비교기(125)로 구성된다.
드라이버(121)는 제어부(210)의 제어 신호를 스위칭하여 구동 신호를 발생한 다. 여기에서, 드라이버(121)는 제 1트랜지스터(Q1)와 제 2트랜지스터(Q2)가 2단 증폭기로 형성되고, 제어부(210)로부터 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스에 펄스 형태의 제어 신호가 출력되면 제 1트랜지스터(Q1)와 제 2트랜지스터(Q2)가 스위칭되면서 주파수 신호를 발생하도록 구성된다. 그리고, 드라이버(121)는 트랜지스터 이외에 다이오드, FET, SCR 등과 같은 스위칭 수단으로도 구성될 수 있다.
동조 코일(122)은 드라이버(121)의 제 2트랜지스터(Q2)를 통해 전달되는 구동 신호, 즉 주파수 신호를 동조시켜 하기에서 설명할 초음파 센서(123)로 출력하도록 제 2트랜지스터(Q2)의 컬렉터에 1차측 코일이 연결되고, 초음파 센서(123)에 2차측 코일이 연결된다. 여기에서, 동조 코일(122)로는 IFT(Intermediate Frequency Transformer) 코일이 사용된다.
초음파 센서(123)는 동조 코일(122)의 2차측 코일로부터 출력되는 구동 신호에 의해 발진되어 초음파를 발생하며, 자체에서 송신된 후 물체에서 반사되는 초음파를 수신한다. 여기에서, 초음파 센서(123)는 압전 소자를 사용한 진동자의 송신기로부터 발진된 초음파의 반사파가 수신기에 도달할 때까지의 소요시간으로 거리를 검출하는 것이다. 즉, 초음파를 일정 시간 발생시킨 뒤 목표물에 반사되어 돌아오는 신호를 검출하여 그 시간차로 거리를 측정한다.
그리고, 초음파의 측정 방법은 초음파를 발생시킴과 동시에 하기에서 설명할 제어부(210)에서 카운트를 시작하고, 초음파가 돌아온 것이 감지되면 카운트를 멈 춘다. 이 때, 카운팅 값을 읽어 초음파가 되돌아오는 데 걸린 시간을 계산하여 거리를 측정한다.
한편, 초음파 센서(123)의 입력단에는 초음파 센서(123)로부터 입력되는 초음파 수신 신호의 레벨의 크기가 너무 커지는 것을 차단, 즉 클리핑(Clipping)시키도록 제 1다이오드(D1)와, 제 2다이오드(D2)가 각각 역방향과 순방향으로 병렬 연결된다.
증폭기(124)는 초음파 센서(123)의 출력단에 비반전 단자(+)가 연결되고, 제어부(210)에 반전단자(-)가 연결되어 초음파 센서(123)로부터 수신된 초음파 신호를 증폭하여 출력한다. 여기에서, 증폭기(124)는 필요에 따라 다단으로 구성할 수 있다. 그리고, 증폭기(124)의 출력단에는 출력 신호를 검파하도록 제 3다이오드(D3)가 역방향으로 병렬 연결되고, 제 4다이오드(D4)가 순방향으로 직렬 연결된다.
비교기(125)는 증폭기(124)의 출력단에 비반전 단자(+)가 연결되고, 제어부(210)에 반전단자(-)가 연결되어 증폭기(124)를 통해 증폭 출력되는 초음파 수신 신호와 제어부(210)로부터 출력되는 발진 신호를 비교하여 두 신호에 차에 해당되는 신호를 출력한다.
레이저 발생부(130)는 레이저 다이오드(도시 생략)에서 레이저 빔을 발생시키는 레이저 포인터를 말하며, 제어부(210)의 제어에 의해 레이저 빔을 발생한다. 한편, 레이저 발생부(130)는 하기에서 설명할 저항 가변부(140)의 볼륨 키(도시 생략)와 동일 선상에서 동일 각도로 설치되며, 사용자가 레이저 발생부(130)를 회전 시킬 수 있도록 구성된다.
저항 가변부(140)는 볼륨 키의 회전에 따라 가변 저항값이 가변되고, 볼륨 키가 지면과 수직 상태에서 상방향 83°이하로 회전되도록 형성된다. 여기에서, 볼륨 키는 회전 각도가 커질수록 저항값이 낮아지도록 구성된다. 또한, 볼륨 키를 83°이하로 형성하는 이유는 레이저 빔을 사용자의 육안으로 관찰이 가능한 범위(10m 이내)에서 거리 측정을 할 수 있게 하기 위함이며, 만약, 83°이상인 84~85°에서 거리를 측정하고자 경우 회전각도 범위가 너무 작아 이로 인해 전압 레벨 차도 매우 작아지기 때문이다.
그리고, 저항 가변부(140)의 구성은 도 3에 도시된 바와 같이 가변 저항(VR1)과 반고정 저항(R1)(선택에 따라 고정 저항을 이용할 수도 있다)을 병렬연결하고, 전원 공급부(110)로부터 공급되는 정전압(Vcc)을 분압하여 출력하는 형태이다.전압 채배부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 제너 다이오드(ZD1)와, 전압 채배기(151)로 구성된다.
제너 다이오드(ZD1)는 저항 가변부(140)와 제어부(210)의 사이의 연결 노드에 캐소드가 연결되고, 애노드가 전압 채배기(151)에 연결되어 측정하고자 하는 거리가 일정 거리 이상 멀어져서 레이저 발생부(130)가 일정 각도(예를 들면, 80°) 이상 회전되어 저항 가변부(140)의 전압이 항복 전압 이상되면 턴-온되도록 구성된다.
전압 채배기(151)는 제너 다이오드(ZD1)의 애노드에 비반전 단자(+)가 연결 되고, 전원 공급부(110)에 반전 단자(-)가 연결되어 입력 전압과 기준 전압을 비교하여 두 전압의 차를 n배 채배시켜 A/D 변환부(160)로 출력한다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 만약 측정하고자 하는 거리가 멀어지면 레이저 발생부(130)가 큰 각으로 회전을 하게 되는데, 일정 거리(1~7m) 이내에서의 거리 측정시 레이저 발생부(130)의 회전 각도의 범위에 비교해서, 일정 거리(7~10m) 이상에서의 레이저 발생부(130)의 회전 각도가 상대적으로 작은 회전 범위를 갖는다. 예를 들어 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이 0~1m 사이에서는 40°의 회전 범위를 갖고, 1~2m는 19°, 2~3m는 9°, 3~4m는 5°, 4~5m는 3°, 5~6m는 2°, 6~7m는 2°, 7~8m는 1°, 8~9m는 1°, 9~10m 사이에서는 1°의 회전 범위를 갖는다. 도 5는 본 발명에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 거리 대비 레이저 발생부의 회전 각도를 설명하기 위한 그래프이다.
이로 인해, 짧은 거리에서 저항 가변부(140)의 분압 저항값이 크기 때문에 분압 전압의 레벨이 낮아 제어부(210)에서 인식이 가능하지만, 긴 거리에서 저항 가변부(140)의 분압 저항값이 낮기 때문에 분압 전압의 레벨은 제어부(210)에서 인식 가능한 레벨(3V 정도)을 넘게 된다. 그래서, 이러한 높은 전압 레벨을 제너 다이오드(ZD1)의 특성을 이용하여 일정 레벨 이하로 낮춘 다음 다시 이를 전압 채배부(150)를 통해 채배한 후 전압간의 간격을 키워서 출력함으로써 제어부(210)에서 인식 가능하게 한다.
A/D 변환부(160)는 초음파 송수신부(120)의 비교기(125)와, 저항 가변부 (140) 또는 전압 채배부(150)의 전압 채배기(151)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
버튼부(170)는 도 4에 도시된 바와 같이 사용자가 명령에 해당되는 신호를 발생하도록 전원을 온/오프시키는 전원 버튼(171)과, 센티미터(㎝) 및 피트(feet)로 단위를 가변시키는 단위 변환 버튼(172)과, 거리를 측정하는 측정 버튼(173)과, 레이저 발생부(130)를 온/오프시키는 레이저 온/오프 버튼(174) 및 레이저와 초음파를 선택적으로 사용할 수 있는 선택 버튼(175)으로 구성된다.
디스플레이부(180)는 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(210)의 제어에 따라 거리를 디스플레이시킨다. 여기에서, 디스플레이부(180)는 1 센티미터(㎝)까지 표시가 가능하도록 4개의 숫자 디스플레이창이 구비되고, 중간과 끝의 하단에 도트가 더 구비된다. 예를 들면, 10m인 경우 10.00.와 같이 표시된다.
스피커부(190)는 제어부(210)의 제어 신호에 따라 초음파 송수신부(120)의 초음파 센서(123)가 기준 높이(거리)에 도달하면 음향을 발생한다. 기준 높이(거리)는 사용자가 휴대 상태에서 측정이 용이한 높이인 1.1m 내지 1.3m 사이에서 설정되고, 바람직하게는 평균키를 갖는 사람이 팔을 지면과 수직으로 한 상태에서 팔꿈치를 직각으로 꺾었을 때 손의 높이인 1.2m 정도이다.
메모리부(200)는 시스템에 필요한 각종 정보가 저장되고, 저항 가변부(140) 및 전압 채배부(150)로부터 출력되는 전압값에 대응되는 거리 데이터가 테이블 형태로 저장되되, 각 전압값에 대응되는 거리 데이터가 센티미터(㎝) 단위까지 저장되어 있고, 센티미터(㎝)를 피트(feet) 단위로 변환시켜 디스플레이 가능하도록 가 변값에 대응되는 가변 데이터가 테이블 형태로 저장된다.
또한, 메모리부(200)에는 제어부(210)에서 카운트 값을 통해 초음파가 되돌아오는 데 걸린 시간을 계산하여 거리를 측정할 수 있는 알고리즘이 저장된다.
제어부(210)는 초음파 송수신부(120)의 드라이버(121)로 제어 신호를 출력해서 드라이버(121)와 동조 코일(122)에서 초음파 센서(123)의 구동 신호가 생성되도록 하여 초음파 센서(123)에서 초음파가 발생되도록 한다.
그리고, 제어부(210)는 초음파 센서(123)에서 반사된 초음파 신호가 수신되면 비교기(125)를 통해 입력된 신호를 이용하여 초음파 센서(123)로부터 지면의 높이를 확인하고, 초음파 센서(123)가 기준 높이에 위치한 상태이면 스피커부(190)를 제어하여 스피커부(190)에서 음향을 발생시킨다. 반대로, 제어부(210)는 초음파 센서(123)가 기준 높이에 위치하지 않은 상태이면 스피커부(190)에서 음향을 발생시키지 않는다.
이러한 상태에서, 제어부(210)는 레이저 발생부(130)가 회전되고 회전 각도에 따라 저항 가변부(140)의 저항값이 가변되어 저항 가변부(140) 또는 전압 채배부(150)로부터 A/D 변환부(160)를 통해 전압값이 입력되면, 이 전압값을 가지고 메모리부(200)의 거리 데이터에서 검색하여 검색된 거리가 디스플레이부(180)에서 디스플레이되도록 제어한다.
이때, 제어부(210)는 저항 가변부(140)로부터 분압된 전압의 크기가 일정 레벨 이상이면 A/D 변환부(160)를 제어하여 저항 가변부(140)로부터 입력을 차단하고, 전압 채배부(150)의 전압 채배기(151)의 입력을 받는다.
또한, 제어부(210)는 사용자가 버튼부(170)의 단위 변환 버튼(172)을 조작하면 메모리부(200)의 가변 데이터에서 가변값을 검색하여 센티미터(㎝)를 피트(feet)로 변환하여 디스플레이부(180)에 디스플레이한다.
이하에서는, 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치에 대한 동작관계를 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치를 이용한 거리 측정 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
먼저, 본 발명에서 참조되는 장치의 동작을 설명하기 앞서 도 6에 도시된 바와 같이 삼각법을 이용한 거리 측정 원리를 설명하면 다음과 같다.
초음파 센서(123)는 송, 수신기측이 지면과 수직으로 고정되고, 레이저 발생부(130)의 회전 중심점은 초음파 센서(123)와 동일 선상에 위치된다. 그리고, 레이저 발생부(130)와 저항 가변부(140)의 볼륨 키가 연동 가능, 즉 볼륨 키의 중심점과 레이저 발생부(130)의 회전 중심점이 축으로 결합된다. 이때, 볼륨 키는 지면과 수직방향이 시작점으로 셋팅된다.
이러한 상태에서, 사용자가 초음파 센서(123)를 동작시켜 지면과의 거리, 즉 높이(H)를 확인하여 높이를 일정하게 유지시킨다. 이때, 높이(H)는 1.2미터를 기준으로 하고, 초음파 센서(123)에서 볼륨 키까지의 거리가 보정된다.
그리고, 사용자가 레이저 발생부(130)를 회전시켜 조사되는 레이저 빔이 측정하고자 하는 위치를 지시하도록 한다.
그러면, 측정하고자 하는 거리(L)는 레이저 빔이 지시하는 지면 위치(P2)와 장치의 지면 위치(P1)간의 거리이다.
이때, 초음파 센서(123)의 중심에서 지면과 수직이 되도록 가상 직선을 레이저 발생부(130)의 회전 중심점과 연결하여 레이저 발생부(130)가 가상 직선을 기준으로 회전된 각을 θ라 하면, 삼각함수의 정의에 의해 아래와 같은 수학식 1이 성립된다.
Figure 112005031536096-pat00001
Figure 112005031536096-pat00002
상기의 수학식 1을 이용하여 메모리부(200)에 거리(L)를 tanθ별로 계산하여 저장시키는데, 본 발명에서 tanθ값은 레이저 발생부(130)의 회전량에 따라 가변 저항부(140)의 저항값이 가변되어 전압값이 가변되기 때문에 실제로는 분압 전압값이다.
도 7은 본 발명에서 참조되는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에서 참조되는 전자 거리 측정장치(100)의 본체(101)는 내부에 공간부(도시 생략)가 마련되어 공간부에 각 구성부가 수납되고, 사용자가 한 손으로 쉽게 파지가 가능하도록 중앙부가 좁고 상, 하부로 갈수록 넓어지는 형태로 형성된다. 그리고, 본체(101)의 일측면 상단부(도 7에서는 좌측 상단)에는 레이저 발생부(130)가 가변 저항부(140)의 볼륨 키와 회동 가능하도록 설치되고, 동일면에는 사용자가 한 손으로 레이저 발생부(130)와 버튼부(170)를 조작할 수 있고, 거리를 확인할 수 있도록 버튼부(170)와, 디스플레이부(180)가 설치된다.
그리고, 본체(101)의 저면에는 초음파 센서(123)가 구성되는데, 초음파 센서(123)의 중심선과 레이저 발생부(130)의 회전 중심점은 일직선상에 배치된다.
또한, 본체(101)의 우측 측면(선택에 따라 어떠한 면에도 설치가 가능하나 우측 측면에 실측시 사용자가 쉽게 확인할 수 있다)에는 사용자가 초음파 센서(123)만을 이용하여 거리 측정시 본체(101)와 지면간의 수평 여부를 확인할 수 있는 수평 확인부(도시 생략)가 선택에 따라 구비되는 데, 이러한 수평 확인부는 일반적으로 사용되는 수포를 이용한 기구적 장치를 이용할 수 있다.
이하 본 발명에서 참조되는 장치의 동작을 설명하면, 사용자가 본체(101)에 마련된 버튼부(170)의 전원 버튼(171)을 눌러 파워를 온시키고, 선택 버튼(175)을 눌러 초음파를 선택한 다음 본체(101)를 한 손으로 들어서 초음파 센서(123)가 측정 위치에서 수직이 되도록 위치시킨다. 그러면, 제어부(210)는 초음파 센서(123)를 제어하면서 비교기(125)로부터 A/D 변환부(160)를 통해 입력되는 디지털 신호를 통해 지면과의 거리를 확인한다.
이때, 제어부(210)는 상기에서 설명한 바와 같이 초음파를 발생시킴과 동시에 카운트를 시작하고, 초음파가 되돌아서 디지털 신호가 입력되면 카운트를 멈추 고, 카운트 값을 읽어 초음파가 되돌아오는 데 걸린 시간을 계산하여 거리를 계산한다.
초음파 센서(123)와 지면과의 거리가 기준 높이(거리) 이하이거나 이상이면 스피커부(170)를 통해 음향을 발생시키지 않는다.
사용자는 스피커부(170)로부터 음향이 발생하지 않으면 본체(101)를 상하로 수직 이동시키면서 초음파 센서(123)를 기준 높이에 맞춘다. 이때, 기준 높이에 초음파 센서(123)가 도달하면 제어부(210)는 스피커부(170)를 통해 음향을 발생시킨다. 이때, 제어부(210)는 기준 높이에 도달하면 음향을 계속해서 발생하여 사용자에게 인식시키는 것이 바람직하다.
스피커부(170)로부터 음향이 발생되면, 사용자는 음향 발생 위치에서 본 발명의 전자 거리 측정장치(100)를 고정시킨 상태에서 본체(101)를 들고 있는 반대 손으로 레이저 온/오프 버튼(174)을 눌러 레이저가 발생되도록 한 후, 반대 손으로 다시 레이저 발생부(130)를 회전시키면서 레이저 빔을 측정 위치에 조사한다.
레이저 빔이 측정을 원하는 위치에 정확히 조사되면 사용자가 반대 손으로 다시 버튼부(170)의 측정 버튼(173)을 누른다.
그러면, 제어부(210)는 현재 레이저 발생부(130)의 회전량을 저항 가변부(140)로부터 A/D 변환부(160)를 통해 분압 전압값으로 확인한다. 이때, 제어부(210)는 분압 전압의 크기가 일정 레벨 이상이면 이 분압 전압값을 확인하지 않고, 전압 채배부(150)로부터 A/D 변환부(160)를 통해 입력되는 분압 전압값을 확인한다.
디지털 신호인 분압 전압값이 확인되면 제어부(210)는 메모리부(200)에 저장된 테이블에서 해당 분압 전압값에 대응되는 거리를 검색하여, 검색된 거리가 센티미터(㎝) 단위로 디스플레이부(180)에서 디스플레이되도록 제어한다.
거리가 센티미터(㎝) 단위로 디스플레이부(180)에 디스플레이되면 사용자는 디스플레이부(180)에 디스플레이된 거리를 확인하는데, 만약 단위를 피트(feet)로 변환하고자 하면 버튼부(170)의 단위 변환 버튼(172)을 조작한다.
그러면, 제어부(210)는 현재 디스플레이된 센티미터(㎝) 단위의 값을 메모리부(200)에 저장된 테이블에서 검색하여 검색된 피트(feet) 단위의 거리를 디스플레이부(180)에 디스플레이시킨다.
본 발명에서 참조되는 전자 거리 측정장치(100)의 사용방법을 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
거리를 측정하기 위해서 사용자는 우선 버튼부(170)의 전원 버튼(171)을 눌러 파워를 온시키고, 버튼부(170)의 선택 버튼(175)을 눌러 초음파를 발생시킨 상태에서 초음파 센서(123)가 수직으로 대향되도록 본체(101)를 한 손으로 고정시킨다.
이때, 스피커부(190)를 통해 음향이 발생되지 않으면 다시 사용자는 본체(101)를 수직으로 상방향 또는 하방향으로 이동시키면서 스피커부(190)에서 음향이 발생되는 것을 확인한다.
본체(101)를 수직으로 상, 하로 이동시키던 중 스피커부(190)에서 음향이 발생되는 순간에 사용자는 본체(101)를 현재 위치에서 고정시키고, 본체(101)를 잡고 있지 않는 반대 손으로 버튼부(170)의 레이저 온/오프 버튼(174)을 눌러 레이저 발생부(130)에서 레이저 빔을 발생시킨다.
그런 다음, 사용자는 본체(101)를 잡고 있지 않는 반대 손으로 레이저 발생부(130)를 회전시키면서 레이저 빔을 측정 위치에 정확히 조사한 다음 버튼부(170)의 측정 버튼(173)을 누른다.
그러면, 측정 버튼(173)이 조작되면 디스플레이부(180)에서 거리가 센티미터(㎝) 단위로 디스플레이되는데, 사용자는 이를 통해 거리를 확인할 수 있다.
상기와 같은 사용 이외에 사용자는 버튼부(170)의 선택 버튼(175)을 눌러 초음파 송수신부(120)만을 동작시켜 초음파를 이용하여 간단하게 거리 측정을 할 수 있다. 예를 들면, 1.2m의 거리는 초음파 센서(123)로 손쉽게 측정 가능하다. 또한, 초음파 송수신부(120)만을 통해 수평 또는 수직 거리를 측정하여 제어부(210)에서 거리를 디스플레이시킬 수도 있다. 또, 사용자는 버튼부(170)의 선택 버튼(175)을 눌러 레이저 발생부(130)에서 레이저 빔이 발생되도록 하여 레이저 포인터로도 사용할 수 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 외관을 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시한 수평조절구조의 일예를 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 이전에 설명한 참조 예와 비교하여 볼 때 레이저발생부(130A), 수평센서(105), 수평상태 지시부(indicator)(135), 기준거리 지시부(145), 수평조절구조(300,350)를 더 포함하고 초음파 센서(123A)의 위치가 이동되어 구성된 것을 제외하고는 동일한 것이므로, 상기한 참조 예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 붙이고 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 레이저발생부(130A)는 상기 초음파 송수신부(120)를 이용하여 측정하는 기준 거리(또는 기준 높이)의 기준점을 레이저로 포인팅하기 위하여 레이저를 발생시킨다. 이에 따라 측정 사용자는 상기 레이저발생부(130A)에 의하여 발생된 포인팅 레이저를 보고 기준 거리(또는 기준 높이)의 기준점을 정확하게 인식하면서 측정을 할 수 있다.
상기 수평센서(105)는 장치의 수평 상태를 검출하기 위하여 설치된 것이며, 수평상태 지시부(135)는 상기 수평센서(105)로부터 A/D 변환되어 입력되는 수평상태 신호를 근거로 제어부(210)에 의하여 제어되어 장치가 수평상태임을 지시한다. 여기서, 상기 수평센서(105)는 x축, y축 및 z축중 어느 하나의 축을 기준으로 하나가 설치되거나 또는 개개 축을 기준으로 복수 개 설치되어 있어도 된다. 수평센서가 복수개 설치되는 경우에는 제어부(210)는 복수개중 어느 하나의 수평센서로부터 입력되는 신호들 중 어느 하나에 의하여 장치가 수평 상태인 것으로 판단되면 수평상태 지시부(135)에 의하여 장치가 수평상태임을 지시하도록 한다.
상기 기준거리 지시부(145)는 초음파 송수신부(120)에 의하여 측정된 거리가 기준 거리에 도달하면 제어부(210)에 의하여 기준거리임을 지시하도록 제어된다. 상기 수평상태 지시부(135) 및 기준거리 지시부(145)는 예를 들면 발광다이오드로 구성될 수 있다.
상기 수평조절구조(300,350)는 장치(100A)의 양단부에 장착되어 장치의 수평을 유지시키고 수평을 조절하기 위한 것이다.
상기 수평조절구조(300)는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 장치(100A)의 일단부에 장착 고정되며, 고정나사(310)와 이동부(320), 고정부(330), 스프링(340)으로 구성된다. 상기 이동부(320)에는 그 내부에 장공(323)이 형성되어 있고 그 일단의 노출부(321)가 외부로 노출되며 그 다른 쪽 단부에 돌기(324)가 형성되어 있고 상기 노출부(321)의 더 이상의 돌출을 제한하기 위하여 걸림턱(322)이 형성되어 있다. 상기 고정부(330)는 상기 이동부(320)의 양측부를 지지하며 슬라이드 이동을 안내하기 위한 가이드부(331)(332)가 형성되어 있고 일측의 가이드부에는 나사 구멍(333)이 형성되어 있고, 상기 이동부의 돌기(324)에 대응하는 소정 부위에 스프링 지지부(335)가 형성되어 있다. 상기 스프링(340)은 상기 이동부(320)의 돌기(324)에 일단이 결합되고 상기 고정부의 스프링 지지부(335)에 타단이 결합되어 상기 이동부(320)의 노출부(321)를 외부로 밀어내는 기능을 담당한다. 상기 고정 나사(310)는 상기 고정부(330)의 나사 구멍(310)에 회동가능하게 결합되고, 고정 나사(310)를 꽉 조이면 상기 이동부(320) 측부에 밀착되어 이동부(320)가 고정되며 고정 나사(310)를 풀면 상기 이동부(320) 측부와의 밀착이 해제되어 이동부(320)가 이동가능하게 된다. 여기서, 상기 고정부의 나사구멍(333)에 대응하는 이동부의 측면에는 고정 나사(310)에 의하여 밀착 고정시에도 손상이 되지 않을 정도로 강도가 높은 금속편이 박혀있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 수평조절구조(350)는 장치(100A)의 다른 쪽 단부에 장착되는 것으로, 초음파 센서(123A)에 대응하는 부위에 관통구멍이 있다. 상기 수평조절구조(350)와 상기 수평조절구조(300)는 장치를 어떤 면이 바닥면이 되도록 놓더라도 수평이 유지될 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 수평조절구조(350)는 도 8에서 좌측면, 우측면, 정면 및 상면 그리고 저면이 모두 수평을 유지하는 평탄면인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수평조절구조(300)는 도 8에서 우측면 및 배면 그리고 저면이 모두 수평을 유지하는 평탄면인 것이 바람직하다.
도 11은 본 발명에 따른 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치를 이용한 거리 측정 원리를 설명하기 위한 설명도로, 그 원리는 실질적으로 상기한 참조 예와 동일한 것이다. 다만, 레이저발생부(130A)가 더 설치되어 있고, 초음파 센서(123A)는 송, 수신기측이 지면과 수직으로 고정되며, 레이저 발생부(130)의 회전 중심점은 초음파 센서(123A)와 동일 선상에 위치되지 않고 레이저 발생부(130A)와 동일 선상에 위치되어 있으며 초음파 센서(123A)는 레이저 발생부(130)와 레이저 발생부(130A)의 동일 선상과는 소정 간격을 유지하고 있다. 그리고, 레이저 발생부(130)와 저항 가변부(140)의 볼륨 키가 연동 가능, 즉 볼륨 키의 중심점과 레이저 발생부(130)의 회전 중심점이 축으로 결합된다. 이때, 볼륨 키는 지면과 수직방향이 시작점으로 셋팅된다.
이러한 상태에서, 사용자가 도 8에서 수평조절구조(350)의 우측면을 기준 면 에 밀착하고 수평조절구조(300)의 우측면도 기준면에 밀착하고 노출부(321)가 서서히 들어가도록 힘을 가하면 수평이 맞춰진 순간에 수평센서(105)로부터 A/D변환부(160)를 통해서 디지털신호로 변환되어 입력되는 수평신호를 근거로 제어부(210)에서 수평상태 지시부(135)가 구동되도록 제어한다. 따라서, 사용자는 수평이 맞춰진 순간에 수평상태 지시부(135)를 통해서 이를 확인하고, 고정나사(310)를 꽉 조임으로써 수평조절구조(300)의 이동부(320)의 이동을 정지시킨다. 이와 같이 하여 수평이 맞춰진 상태에서, 초음파 센서(123A)를 동작시켜 지면과의 거리(높이)(H)를 조절하여 기준 높이에 도달하도록 조절하면 기준 높이에 도달된 순간에 초음파 송수신부(120)로부터 A/D변환부(160)를 통해서 디지털신호로 변환되어 입력되는 기준거리 신호를 근거로 제어부(210)에서 기준거리 지시부(145) 및/또는 스피커(190)가 구동되도록 제어한다. 따라서, 사용자는 기준 거리가 맞춰진 순간에 기준거리 지시부(135) 및/또는 스피커(190)의 출력을 통해서 이를 확인하고, 높이를 일정하게 유지시킨다. 이때, 높이(H)는 예를 들면 1.2미터를 기준으로 하고, 초음파 센서(123)에서 볼륨 키까지의 거리가 보정된다.
그후, 사용자가 레이저 발생부(130)를 회전시켜 조사되는 레이저 빔이 측정하고자 하는 위치를 지시하도록 한다. 그러면, 측정하고자 하는 거리(L)는 레이저 빔이 지시하는 지면 위치(P2)와 장치의 지면 위치(P1)간의 거리이다.
이때, 레이저발생부(130A)의 중심에서 지면과 수직이 되도록 가상 직선을 레이저 발생부(130)의 회전 중심점과 연결하여 레이저 발생부(130)가 가상 직선을 기 준으로 회전된 각을 θ라 하면, 삼각함수의 정의에 의해 상기한 바와 같은 수학식 1이 성립된다.
따라서, 본 발명에 의해서도 상기한 참조예와 마찬가지로 레이저 발생부(130)의 레이저 빔이 지시하고 있는 거리를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
한편, 상기한 본 발명에서는 초음파 센서(123A)가 레이저 발생부(130)와 레이저 발생부(130A)의 동일 선상과는 소정 간격을 유지하고 있지만, 초음파 센서(123A)와 레이저 발생부(130) 및 레이저 발생부(130A)이 모두 동일 선상에 위치되도록 하여도 되는 것이다.
또한, 본 발명에서는 초음파 센서(123)(123A)와 지면과의 거리를 1.2m 정도로 한정하고 있으나, 메모리부(200)의 용량을 증대시키고, 초음파 센서(123)로부터 측정되는 거리, 즉 지면으로부터의 높이(거리)와 분압 전압값에 대응되는 각각의 거리를 메모리부(200)에 테이블 형태로 저장하거나 별도의 계산 알고리즘을 이용하여 어떠한 높이에서도 거리 측정이 가능하도록 할 수도 있다.
이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부한 청구범위 내에서 다양하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 초음파 센서로 일정 높이를 측정하고, 일정한 높이(거리)에서 회전에 따라 저항값이 가변되도록 형성된 레이저 포인터를 회전시켜 측정을 원하는 목표물에 레이저 빔을 조사하여 레이저 포인터의 회전각도에 해당되는 저항값을 이용하여 레이저 빔이 지시하고 있는 거리를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 기준점으로부터의 수직 거리를 초음파를 이용하여 측정하고 레이저의 조사 각도를 이용하여 삼각법에 의하여 그 기준점으로부터 목표물까지의 거리를 측정하는 거리 측정장치에 있어서,
    외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 초음파를 발생하여 기준점으로 송신하며, 기준점으로부터 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 송수신부와;
    회전가능하며, 목표물을 향하도록 조정된 상태에서 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 레이저를 발생하여 상기 목표물로 방사하는 레이저 발생부와;
    상기 레이저 발생부의 회전을 감지하여 회전량에 따라 저항값이 가변되어 전원 공급부로부터 출력되는 정전압을 분압시키는 저항 가변부와;
    상기 저항 가변부를 통해 출력되는 정전압의 크기를 감지하여, 정전압의 크기가 일정 레벨 이하인 경우 이를 소정 배수로 채배시켜 출력하는 전압 채배부와;
    상기 초음파 송수신부와, 상기 저항 가변부 및 전압 채배부로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와;
    사용자로부터 명령을 입력받는 다수개의 버튼부와;
    상기 기준점으로부터 목표물까지의 거리를 디스플레이하는 디스플레이부와;
    상기 초음파 송수신부를 통하여 측정된 수직 거리가 기준 거리에 도달하면 이를 사용자에게 통지하기 위한 기준 거리 도달 통지부와;
    상기 저항 가변부 및 상기 전압 채배부로부터 출력되는 전압값에 대응되는 거리 데이터가 테이블 형태로 저장되는 메모리부;
    수평상태를 검출하기 위한 수평센서;
    수평상태 여부를 지시하는 수평상태 지시부; 및
    상기 A/D 변환부로부터 입력되는 상기 초음파 송수신부로부터의 신호에 의하여 기준 거리에 도달 여부를 확인하여 상기 기준 거리 도달 통지부의 통지 출력을 제어하고, 상기 A/D 변환부로부터 입력되는 상기 저항 가변부 및 전압 채배부로부터의 신호에 대응하는 기준점으로부터 목표물까지의 거리에 해당하는 거리데이터를 상기 메모리부에서 읽어내어 상기 디스플레이부에 표시하도록 제어하며, 상기 수평센서로부터 A/D 변환되어 입력되는 수평상태 신호에 의하여 상기 수평상태 지시부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 송수신부를 이용하여 측정하는 수직 거리의 기준점을 포인팅하기 위한 레이저를 발생하는 추가 레이저 발생부와;
    장치의 수평을 조절하기 위한 수평조절수단을 더 포함하여 구성되고,
    상기 수평조절수단은,
    내부에 장공이 형성되고 그 일단부가 외부로 노출되고 그 다른 쪽 단부에 돌기가 형성되어 있고 상기 일단부의 노출을 제한하기 위하여 걸림턱이 형성된 이동부와;
    상기 이동자의 양측부를 지지하며 슬라이드 이동을 안내하기 위한 가이드부가 형성되고 일측 가이드부를 관통하는 나사 구멍이 형성되는 고정부와;
    상기 이동부의 돌기에 일단이 결합되고 상기 고정부에 타단이 결합되어, 상기 이동부를 외부로 밀어내는 스프링과;
    상기 고정부의 나사 구멍에 회동가능하게 결합되어 상기 이동부의 이동을 정지시키기 위한 고정 나사를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 초음파 송수신부는, 상기 제어부의 제어 신호를 스위칭하여 구동 신호를 발생하는 드라이버와; 상기 드라이버로부터 출력되는 신호를 동조시키는 동조 코일과; 상기 동조 코일로부터 출력되는 구동 신호에 의해 초음파를 발생하며, 송신 후 반사되는 초음파를 수신하는 초음파 센서와; 상기 초음파 센서로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기로부터 증폭된 신호를 기준 신호와 비교하여 신호차에 해당되는 신호를 상기 A/D 변환부로 출력하는 비교기를 포함하여 구성되고,
    상기 전압 채배부는, 상기 저항 가변부와 상기 제어부의 사이의 연결 노드에 캐소드가 연결되고, 애노드가 상기 전원 공급부에 연결되어 측정하고자 하는 거리가 일정 거리 이상 멀어져서 상기 레이저 발생부가 일정 각도 이상 회전되어 상기 저항 가변부로부터 출력되는 정전압의 크기가 항복 전압 이상이면 턴-온되는 제너 다이오드; 및 상기 제너 다이오드의 애노드에 비반전 단자가 연결되고, 상기 전원 공급부에 반전 단자가 연결되어 입력 전압과 기준 전압을 비교하여 두 전압의 차를 채배시켜 상기 A/D 변환부로 출력하는 전압 채배기를 포함하여 구성되고,
    상기 저항 가변부는, 회전량에 따라 저항값을 가변시킬 수 있는 볼륨 키를 구비하고,
    상기 볼륨 키는, 지면과 수직 상태에서 상방향으로 85°미만 회전되도록 형성되며,
    상기 레이저 발생부는, 상기 볼륨 키와 동일 선상에서 동일 각도로 설치되고,
    상기 메모리부는, 각 전압값에 대응되는 거리 데이터가 센티미터(㎝) 단위까지 저장되어 있으며, 센티미터(㎝)를 피트(feet) 단위로 변환시켜 디스플레이 가능하도록 가변값에 대응되는 가변 데이터가 테이블 형태로 더 저장되는 것을 특징으로 하는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 드라이버로 구동 신호를 출력하여 상기 초음파 센서에서 초음파가 발생되도록 하고, 상기 초음파 센서에서 초음파 신호가 센싱되어 상기 비교기를 통해 입력된 신호를 이용하여 상기 초음파 센서로부터 지면의 높이를 확인하여 상기 초음파 센서가 상기 기준 거리에 위치하면 상기 기준 거리 도달 통지부에서 통지 출력이 이루어지도록 제어하고, 상기 레이저 발생부가 회전되어 상기 저항 가변부의 분압 저항값이 회전 각도에 따라 가변되어 상기 저항 가변부 또는 상기 전압 채배부로부터 상기 A/D 변환부를 통해 입력되는 전압값에 대응되는 거리를 상기 메모리 부에서 검색하고, 사용자의 선택에 따라 표시 단위를 센티미터(㎝) 및 피트(feet)로 변환하여 거리를 디스플레이되도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 저항 가변부가 일정 각도 이상 회전되어 분압 저항의 값이 낮아져서 상기 전원 공급부로부터 출력되는 정전압이 일정 레벨 이상이면, 상기 저항 가변부로부터 입력되는 신호를 차단하고, 상기 전압 채배부를 통해 입력되는 전압을 센싱하는 것을 특징으로 하는 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치.
KR1020050051296A 2005-06-15 2005-06-15 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치 KR100758261B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050051296A KR100758261B1 (ko) 2005-06-15 2005-06-15 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050051296A KR100758261B1 (ko) 2005-06-15 2005-06-15 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060131102A KR20060131102A (ko) 2006-12-20
KR100758261B1 true KR100758261B1 (ko) 2007-09-13

Family

ID=37811219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050051296A KR100758261B1 (ko) 2005-06-15 2005-06-15 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100758261B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013032041A1 (ko) * 2011-08-26 2013-03-07 Ryoo Min-Kyu 이동통신 단말기를 이용한 거리, 높이, 길이 측정 방법
KR20170123229A (ko) * 2017-03-29 2017-11-07 한남대학교 산학협력단 초음파 위치 측정 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160089792A (ko) 2015-01-20 2016-07-28 (주)지이에스티 옥내·외 조명 설치용 계측기
KR200491947Y1 (ko) * 2018-03-16 2020-07-07 두산중공업 주식회사 양 방향 레이저 거리 측정기

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000018508A (ko) * 1998-09-02 2000-04-06 박정근 레이저 거리 측정기
KR200332833Y1 (ko) * 2003-07-16 2003-11-10 (주)새텍 궤도상 움직임 거리측정기의 수평유지장치
KR200361183Y1 (ko) * 2004-06-22 2004-09-07 박인규 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치
KR200369096Y1 (ko) * 2004-09-07 2004-12-03 그린모텍(주) 레이저 포인터를 이용한 초음파 거리측정기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000018508A (ko) * 1998-09-02 2000-04-06 박정근 레이저 거리 측정기
KR200332833Y1 (ko) * 2003-07-16 2003-11-10 (주)새텍 궤도상 움직임 거리측정기의 수평유지장치
KR200361183Y1 (ko) * 2004-06-22 2004-09-07 박인규 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치
KR200369096Y1 (ko) * 2004-09-07 2004-12-03 그린모텍(주) 레이저 포인터를 이용한 초음파 거리측정기

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013032041A1 (ko) * 2011-08-26 2013-03-07 Ryoo Min-Kyu 이동통신 단말기를 이용한 거리, 높이, 길이 측정 방법
KR20170123229A (ko) * 2017-03-29 2017-11-07 한남대학교 산학협력단 초음파 위치 측정 장치
KR102020993B1 (ko) * 2017-03-29 2019-09-11 한남대학교 산학협력단 초음파 위치 측정 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060131102A (ko) 2006-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100697986B1 (ko) 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치
US7294777B2 (en) Electronic tone generation system and batons therefor
KR100758261B1 (ko) 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치
KR100494133B1 (ko) 초음파 비중(농도) 측정장치
JPS6222091A (ja) 距離測定方法
US20070044331A1 (en) Laser leveler with ultrasonic transmitter and receiver
JP2005522684A (ja) 距離測定装置
CN204594560U (zh) 一种身高测量模块及应用该身高测量模块的电子智能秤
KR100827974B1 (ko) 레이저를 이용한 전자 거리 측정장치.
KR200361183Y1 (ko) 레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치
US9677873B2 (en) Apparatus, method and computer program for determining a distance to an object using a determined peak width of a self-mixing interference (SMI) signal
CN206683677U (zh) 高精度多用测量仪
US7760194B2 (en) Ultrasonic coordinate input apparatus and method
JP6417594B2 (ja) 生体情報計測装置
US20220236408A1 (en) Ultrasonic measurement device
JP6137375B2 (ja) 脈波センサー及び脈波測定装置
KR20170130809A (ko) 레이저 거리계와 기울기 센서를 이용한 측정장치 및 측정방법
JP2013116210A (ja) 脈波測定装置
WO2003032889A1 (en) Laser device for guiding blind people
JPH0518646Y2 (ko)
CN213812007U (zh) 提示机构以及测量设备
KR102374132B1 (ko) 거리 측정 장치 및 이의 구동 방법
EP4155021A1 (en) Laser scattered light measuring device
KR200320947Y1 (ko) 초음파 비중(농도) 측정장치
JP2004101343A (ja) 距離測定機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee