TWI435058B - Distance measuring device - Google Patents

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TWI435058B
TWI435058B TW097106009A TW97106009A TWI435058B TW I435058 B TWI435058 B TW I435058B TW 097106009 A TW097106009 A TW 097106009A TW 97106009 A TW97106009 A TW 97106009A TW I435058 B TWI435058 B TW I435058B
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Description

距離測量裝置
本發明係關於一種距離測量裝置。
習知距離測量裝置，已知有日本特開平5-157564號公報所揭示者。
此距離測量裝置，由於操作開關與液晶顯示器所顯示之功能顯示相鄰，因此能簡單且正確地按下所欲之操作開關。測量結果在液晶顯示器主要係以數字顯示。
專利文獻1：日本特開平5-157564號公報
然而，此種距離測量裝置，顯示測量結果之數字在顯示畫面上大量排列顯示時，對不習慣使用此距離測量裝置的人而言，難以判斷顯示畫面上之多數個數字分別顯示何種測量結果。
本發明係有鑑於上述問題而構成，其目的在於能輕易判斷顯示器上所顯示之數字等文字分別顯示何種測量結果。
為解決上述問題，請求項1發明之距離測量裝置，其特徵在於，具備：顯示手段；以及顯示控制手段，將圖形顯示於該顯示手段，該圖形係對應從測量光射出位置至被測量物為止之直線距離之測量結果、及該直線與預先決定之假想水平線所夾傾斜角度之測量結果之至少一者。
依據本發明，能輕易判斷顯示器上所顯示之數字等文 字分別顯示何種測量結果。
以下，以圖式說明本發明之實施形態。
圖1係本發明一實施形態之距離測量裝置的立體圖。
距離測量裝置1，具備外殼2、兼具發光側透鏡與物鏡的透鏡(之後稱為發光側透鏡)3a、受光側透鏡4a、目鏡2a、電源按鈕5、切換測量模式的模式按鈕6、及外部顯示器(顯示手段)40b。測量模式，係例如進行直線距離之測量的模式。在外殼2內收納後述傾斜感測器30與測距部50等。外部顯示器40b係設於外殼2的左側面(將發光側透鏡3a配置於被測量物側時，朝向被測量物為左側)。
測量者將發光側透鏡3a朝向被測量物(未圖示)，進行測量開始的操作。測量結果係顯示於內部顯示器(顯示手段)40a及外部顯示器40b。
圖2係本發明一實施形態之距離測量裝置的方塊圖。
距離測量裝置1具備傾斜感測器30、顯示部40、及測距部50。
傾斜感測器30檢測從測量光射出位置(起點)延伸至被測量物之直線與水平線(通過起點之預先決定之水平假想線)所夾傾斜角度。
顯示器40具備內部顯示器40a與外部顯示器40b。後述FPGA(場域可程式化閘陣列：Field Programmable Gate Array)所獲得之距離等的顯示資料係供應至內部顯示器40a(參照圖6)、外部顯示器40b(參照圖1)。
測距部50測量從測量光射出位置至被測量物為止的直線距離。測距部50具備CPU(顯示控制手段)51、LD(雷射二極體：Laser Diode)驅動電路52、LD53、發光檢測電路54、物鏡3a、受光透鏡4a、APD(崩潰光二極體：Avalanche Photo-Diode)55、受光/增強電路56、閾值設定電路57、雙值化電路58、取樣電路59、振盪器60、計數器電路61、及累計值儲存記憶體62。
LD53，係根據來自CPU51之指示被LD驅動電路52驅動，將脈衝狀雷射光透過物鏡3a朝向被測量物射出既定次數。
發光檢測電路54檢測LD53之雷射光的射出，將檢測結果輸出至取樣電路59。
APD55係透過受光透鏡4a檢測被測量物所反射之雷射光，對應受光量輸出電氣訊號。
受光/增強電路56將從APD55輸出之電氣訊號增強。
閾值設定電路57設定用以除去雜訊等的閾值。
雙值化電路58，係根據閾值設定電路57所設定之閾值，將APD55之輸出雙值化，輸出至取樣電路59。
取樣電路59以振盪器60所決定之取樣間隔進行射出光、反射光的取樣。反射光之強度超過既定閾值時，對應距離(或經過時間)進行度數計數，將對一次之測距中反覆進行之所有雷射光之射出之度數累計，作出對應距離之直方圖，儲存至累計值儲存記憶體62。
以取樣電路59、計數器電路61、及累計值儲存記憶體 62構成FPGA。FPGA係具有高速動作、低耗電之特徵的硬體。每當將電源(未圖示)輸入至FPGA時，從CPU51寫入用以實現邏輯功能的電路資訊。
CPU51，係根據傾斜感測器30之輸出(傾斜角度資料(傾斜角度的測量結果))與累計值儲存記憶體62之輸出(直線距離資料(直線距離的測量結果))，運算被測量物之高度(從水平線至被測量物為止之垂直方向的距離)與水平距離(從水平線上之起點至自被測量物拉出鉛垂線時之與水平線之交點為止的距離)。運算結果係輸出至內部顯示器40a及外部顯示器40b。又，根據直線距離之測量結果、傾斜角度(從起點至被測量物為止之直線與水平線之構成角度)之測量結果，產生外部顯示器40b所顯示之三角形(圖形)。
又，關於外部顯示器40b所顯示之三角形，CPU51具有儲存傾斜角度不同之複數個三角形之資料的表51a，依據傾斜角度之變化從表51a選擇特定之三角形之資料。藉由此構成，可依據傾斜角度之變化來改變三角形之對應水平線之邊、及對應直線(連結起點與被測量物)之邊的構成角度。CPU51將此三角形與至少直線距離、傾斜角度一起顯示於外部顯示器40b(參照圖3)。又，在內部顯示器40a顯示與外部顯示器40b相同的內容亦可。
再者，CPU51，當傾斜角度為正(被測量物位於水平線之上方)時與為負(被測量物位於水平線之下方)時，使三角形之方向相對水平線變化180°，改變相對水平線之被測量物的位置關係來顯示。
又，CPU51，在畫面上之對應起點之點附加黑色圓形標記41，在對應被測量物之位置之點附加白色圓形標記42A,42B(參照圖3~圖5)。
再者，CPU51，使用對第1被測量物(白色圓形標記42A)之測量(第1直線距離、第1傾斜角度)與運算(水平距離與上方向的高度)所獲得之第1圖形之三角形(參照例如圖3(a))、及對第2被測量物(白色圓形標記42B)之測量(第2直線距離、第2傾斜角度)與運算(水平距離與下方向的高度)所獲得之第2圖形之三角形(參照例如圖3(b))，產生第3圖形之三角形(參照例如圖4)。再者，將直線距離、第1被測量物與第2被測量物之間的距離、及與連結2個被測量物間之邊相對向之部分的角度，與第3圖形之三角形一起顯示於外部顯示器40b。測量傾斜角度之結果，當一者為正傾斜、另一者為負傾斜時，第1被測量物與第2被測量物之間的距離係累加個別之高度H1、H2來求出(參照圖4)。當兩者皆為正傾斜(參照圖5(a))或兩者皆為負傾斜時(參照圖5(b))，第1被測量物與第2被測量物之間的距離，係距離水平線之高度H1減去數值較小之高度H2來求出(參照圖5)。
又，CPU51，依據第1直線與第2直線之構成角度的變化，改變第3圖形之對應第1直線之第3圖形之邊與第3圖形之對應第2直線之第3圖形之邊的構成角度(參照圖4、圖5)。
圖6係說明內部顯示器之顯示畫面的圖。
內部顯示器40a，係顯示以7區段表示距離之數值的區段型LCD。
圖6中，Act係直線距離顯示模式、Hor係水平距離顯示模式、Hgt係高度顯示模式、Hgt+Hgt2係2點間距離測量模式、Ang係角度顯示模式、1st係近距離模式、Dst係遠距離模式。此外，畫面中央之交叉係標線片。又，近距離模式，係進行從距離測量裝置至最近被測量物為止之測距的模式，遠距離模式，係進行至最遠被測量物為止之測距的模式。
接著，說明外部顯示器40b的顯示畫面。又，圖3~圖5中，被測量物在顯示畫面的左方。亦即，從正面觀看外部顯示器40b時，朝向外部顯示器40b，測距用之光從左側朝向外側射出。為對應此，外部顯示器40b之顯示，較佳為，朝向外部顯示器40b，以成為光從右側朝左側射出之影像之方式，右側表示起點、左側表示被測量物。外部顯示器40b，係能顯示動畫與文字的圖形(點矩陣)型LCD。又，作為外部顯示器40b，在LCD外有有機EL(電致發光)或LED(發光二極體)。
圖3(a)係顯示測量水平線上方之被測量物(白色圓形標記42A)時之外部顯示器之顯示畫面的圖，圖3(b)係顯示測量水平線下方之被測量物(白色圓形標記42B)時之外部顯示器之顯示畫面的圖。
測量直線距離、傾斜角度，其結果為正傾斜時，將顯示在水平線上部之三角形之朝上的直角三角形(參照圖 3(a))、直線距離(=117.0m)、水平距離(=101.3m)、高度(=58.5m)、及傾斜角度(=(+)30°)同時顯示於外部顯示器40b(參照圖3(a))。此時，直線距離對應連結起點與被測量物的直線，顯示於三角形之邊的附近。水平距離對應與水平線對應的直線，顯示於三角形之邊的附近。傾斜角度係顯示於對應起點之三角形之起點(黑色圓形標記41)的附近。又，在畫面右下顯示溫度(=26.5℃)。
測量直線距離、傾斜角度，其結果為負傾斜時，將顯示在水平線下部之三角形之朝下的直角三角形(參照圖3(b))、直線距離(=117.0m)、水平距離(=101.3m)、高度(=58.5m)、及傾斜角度(=(-)30°)同時顯示於外部顯示器40b(參照圖3(b))。此時，亦在畫面右下顯示溫度(=26.5℃)。
此外，傾斜角度改變時，根據傾斜角度之變化，對應傾斜角度之三角形的角度亦改變。
圖4係顯示測量2個被測量物(被測量物之一者具有正傾斜角、另一者具有負傾斜角)間之高度時之外部顯示器之顯示畫面的圖。
當第1被測量物(白色圓形標記42A)為正傾斜、第2被測量物(白色圓形標記42B)為負傾斜時，顯示起點(黑色圓形標記41)與第1被測量物之直線距離(=117.0m)、起點與第2被測量物之距離(=117.0m)、2個被測量物間之高度(=117.0m)、及連結起點與第1被測量物之直線與連結起點與第2被測量物之直線的構成角度(=60°)，且三角形(接合圖3(a)之三角形與圖3(b)之三角形之形狀的三角形)係顯示於 外部顯示器40b。此時，亦在畫面右下顯示溫度(=26.5℃)。
圖5係顯示測量2個被測量物(互相具有正傾斜角或負傾斜角)間之高度時之外部顯示器之顯示畫面的圖。圖5(a)係顯示測量位於水平線之上方之2個被測量物間之高度時之外部顯示器之顯示畫面的圖，圖5(b)係顯示測量位於水平線之下方之2個被測量物間之高度時之外部顯示器之顯示畫面的圖。
不論何種情形，皆顯示起點(黑色圓形標記41)與第1被測量物(白色圓形標記42A)之距離(=117.0m)、起點與第2被測量物(白色圓形標記42B)之距離(=112.0m)、及2個被測量物間之距離(=39.1m)，且三角形係顯示於外部顯示器40b。此時，亦在畫面右下顯示溫度(=26.5℃)。
接著，使用圖1、圖3、圖4、圖5、圖6說明此距離測量裝置的動作。
按下電源按鈕5(未滿5秒)來開啟電源，成為輸入等待狀態。又，在此狀態下8秒以上無任何操作時電源會關閉。
持續按下電源按鈕5時(最大20秒)，顯示直線距離與傾斜角度之數值一邊隨時間經過而切換，一邊依序顯示於內部顯示器40a及外部顯示器40b。
每按下一次模式按鈕6時，內部顯示器40a之畫面上的顯示模式，以Act→Hor→Hgt+Hgt2→Ang→Act…的順序切換(點亮)。
於直線距離顯示模式(Act)、水平距離顯示模式(Hor)、及高度顯示模式(Hgt)，在輸入等待狀態中按下一次電源按 鈕5時進行直線距離、傾斜角度的測量，直線距離、傾斜角度、及高度之任一者係顯示於內部顯示器40a。此時，在外部顯示器40b同時顯示三角形與直線距離、傾斜角度、及高度(參照圖3)。
在測量後按下模式按鈕6來切換顯示模式時，在內部顯示器40a，與模式切換連動，數值(距離)亦切換。例如，Act點亮、顯示表示117.0m之直線距離的數值時，按下模式按鈕6則Hor點亮、顯示表示101.3m之水平距離的數值。
在切換至2點間距離測量模式後，按下一次電源按鈕5時，在內部顯示器40a內Hgt點亮、+Hgt2點滅。進行對第1被測量物之直線距離、傾斜角度的測量、及高度的運算，直線距離、傾斜角度、及高度係顯示於內部顯示器40a及外部顯示器40b。此時，在外部顯示器40b同時顯示三角形、直線距離、傾斜角度、及高度。不進行對第2被測量物之直線距離、角度的測量時，由於在內部顯示器40a顯示錯誤(EE)，因此進一步按下操作按鈕6。進行對第2被測量物之直線距離、角度的測量、及高度的運算，Hgt、+Hgt2點滅。根據對第1被測量物之直線距離、傾斜角度、及高度與對第2被測量物之直線距離、傾斜角度、及高度，產生新的三角形，此三角形、直線距離、傾斜角度、及第1被測量物與第2被測量物的距離，係同時顯示於外部顯示器40b(參照圖4、圖5)。
切換至角度顯示模式時，Ang點亮，不射出雷射光而連續測量傾斜角度，在內部顯示器40a及外部顯示器40b顯示 測量結果。之後，按下一次操作按鈕6或經過30秒時，回到輸入等待狀態。
此外，在內部顯示器40a，儲存關閉電源時的顯示模式，再次開啟電源時，最後關閉電源時的顯示模式會點亮。又，遠、近距離模式(Dst、1st)、距離單位模式(m/YD)亦作為關閉電源時的顯示模式而儲存。m/YD之切換只要按下操作按鈕6達1.5秒以上即可。又，依據遠、近距離模式，例如於高爾夫為了區分旗竿與背景，例如於近距離模式，可正確測量至與距離測量裝置距離較近之旗竿的距離。此外，於此近距離模式，從起點至旗竿為止之直線與水平線的構成角度為傾斜角度。
依據此實施形態，由於將從測量光射出位置至被測量物為止之直線距離的測量結果、及直線與水平線所夾傾斜角度的測量結果，與對應該等測量結果之三角形一起顯示於外部顯示器40b，因此能輕易判斷顯示器上所顯示之數字等文字分別顯示何種測量結果。又，使內部顯示器40a亦顯示與外部顯示器40b相同的畫面，則測量者與測量者身旁的人可同時觀看相同畫面，相當方便。例如，高爾夫之情形，具有測量者(玩家)與一起在身旁的人(球童)可觀看測量結果來選擇球桿等的優點。
此外，於上述實施形態，雖使用三角形作為圖形的一例，但視情況(例如有3個被測量位置時)圖形亦可為立體形狀。
又，由於在對應連結起點與被測量物之直線之三角形 之邊附近顯示直線距離，在對應與水平線對應之直線之三角形之邊附近顯示水平距離，在對應起點之三角形之起點附近顯示傾斜角度，因此可輕易判斷彼此的對應關係。
再者，由於使測量水平線上方之被測量物時之外部顯示器之顯示畫面、與測量水平線下方之被測量物時之外部顯示器之顯示畫面相對水平線變化180°，因此僅觀看顯示畫面即可視覺上輕易判斷被測量物之上下關係的位置。
又，由於依傾斜角度來改變對應傾斜角度之三角形的傾斜角度，因此僅觀看顯示畫面即可視覺上輕易判斷被測量物的位置。
再者，由於在對應起點及被測量物之位置之三角形的頂點附加標記，因此一眼即可判斷兩者的對應關係。
2‧‧‧外殼
40a‧‧‧內部顯示器(顯示手段)
40b‧‧‧外部顯示器(顯示手段)
41‧‧‧黑色圓形標記
42A,42B‧‧‧白色圓形標記
51‧‧‧CPU(顯示控制手段)
圖1係本發明一實施形態之距離測量裝置的立體圖。
圖2係本發明一實施形態之距離測量裝置的方塊圖。
圖3(a)係顯示測量水平線上方之被測量物時之外部顯示器之顯示畫面的圖，圖3(b)係顯示測量水平線下方之被測量物時之外部顯示器之顯示畫面的圖。
圖4係顯示測量2個被測量物間之高度時之外部顯示器之顯示畫面的圖。
圖5(a)、(b)係顯示測量2個被測量物間之高度時之外部顯示器之顯示畫面的圖。
圖6係說明內部顯示器之顯示畫面的圖。
1‧‧‧距離測量裝置
2‧‧‧外殼
2a‧‧‧目鏡
3a‧‧‧發光側透鏡
4a‧‧‧受光側透鏡
5‧‧‧電源按鈕
6‧‧‧模式按鈕
40b‧‧‧外部顯示器

Claims (11)

  1. 一種距離測量裝置，其特徵在於，具備：顯示部；以及顯示控制部，將圖形顯示於該顯示手段，該圖形係對應從測量光射出位置至被測量物為止之直線距離之測量結果、及該直線與預先決定之假想水平線所夾傾斜角之測量結果之至少一者；該圖形包含非文字表現之圖形。
  2. 如申請專利範圍第1項之距離測量裝置，其中，該顯示控制部以顯示包含與該直線對應之線及與該傾斜角對應之角之圖形之方式控制顯示部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之距離測量裝置，其中，該顯示控制部以顯示包含與該直線對應之線及與該假想之水平線對應之線之圖形之方式控制顯示部。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之距離測量裝置，其中，該顯示控制部以顯示包含從與該直線對應之邊及與該傾斜角對應之角產生之三角形之圖形之方式控制顯示部。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之距離測量裝置，其中，該顯示控制部以在與該傾斜角對應之角之附近顯示該傾斜角度之方式控制該顯示部。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之距離測量裝置，其中，該顯示控制部以在與該水平線對應之邊之附近顯示從該測定光射出之位置至從該被測定物引出之垂直線與該水平線之交叉點之水平距離之方式控制該顯示部。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之距離測量裝置，其中，該顯示控制部，在直線距離顯示模式、水平距離顯示模式、高度顯示模式之任一個模式，將該圖形與測定距離之數值一起顯示。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之距離測量裝置，其中，該顯示控制部，使圖形之方向在該傾斜角度為正時與負時相對於該水平線180°變化。
  9. 如申請專利範圍第3項之距離測量裝置，其中，該顯示控制部，係依據傾斜角度之變化來改變該圖形之對應該水平線之邊與對應該直線之邊的構成角度。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之距離測量裝置，其中，該顯示部，係設於內裝該顯示控制手段之外殼表面的外部顯示部。
  11. 如申請專利範圍第10項之距離測量裝置，其中，該距離測量裝置之外殼之一側端部具有測量光的射出部，與具有該射出部之端部相對向位置之另一側端部具有接眼部，該外部顯示部係配置於該外殼上之相對該兩端部的側面部，該外部顯示部所顯示之圖形，顯示該距離測量裝置之起點，從正面觀看該外部顯示部時，係圖示於該外部顯示部內之該接眼部側，顯示被測量物之部分係圖示於該外部顯示部內之該射出部側。
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