用于测量距离的手持装置的制作方法

专利名称：用于测量距离的手持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量距物体表面区域的距离的手持装置，根据权利要求1的前序部分，该手持装置包括壳体和透镜系统，该透镜系统用于调制发射射束，并用于所述发射射束中由表面区域反射的射束。
背景技术：
用于光学测量距离的这种手持装置已经公知多年，且很多手持装置目前广泛应用，特别是在建筑工业中。它们用于光学测量在装置的测量终点(Messschlag)和物体的表面区域之间的距离，且距离测量范围从几分米直到例如30米，其中精度为几毫米。为了测量距离，装置通过透镜系统向要测量的物体发射调制的光学射束。至少一部分发射射束由物体的表面区域沿朝着装置的方向往回反射。由表面区域反射的射束再通过离开发射射束一定距离处的透镜系统来收集，并通过装置的接收器而转变成电信号。根据光学射束的传播速度，通过对电信号求值可确定测量终点和物体的表面区域之间的距离。
根据发射射束和收集的反射射束(离开发射射束一定距离)之间的视差，收集的反射射束增加了在测量时从接收器的中心至透镜系统附近的表面区域的距离。通常，从要测量的表面区域距透镜系统的距离越小，能够由接收器进行转变的、反射的发射射束越少。表面区域离透镜系统的距离低于临界距离时，电信号将下降至临界值之下，因此，对低于临界距离的距离进行测量将很不利，或者甚至是完全不可能的。现有技术公开了用于使得临界距离(低于该临界距离时将不再能够光学测距)尽可能小的几种措施。
DE 43 16 348 A1例如公开了一种用于光学测距的装置，它包括双轴透镜系统和可在透镜系统的焦平面中运动的光纤。收集的、由物体反射并属于由装置发射的激光束的射束将通过光纤而传送给接收器。光纤根据反射射束的迁移距离来进行机械跟踪。该跟踪首先对测量速度产生不利影响，其次需要复杂的结构。尽管如此，还是不能对透镜系统前面20厘米的临界距离内的物体进行测距。
WO 03/002 939 A1公开了一种手持装置，它包括用于光学测距的双轴透镜系统，并包括光学检测器，该装置具有形成为在焦平面中面积较大的光敏检测区域。通过在焦平面中面积较大的该检测区域，能够检测到更大比例的、收集的反射射束(随着距离减小而偏移)。不过，尽管有面积较大的检测区域，但是该装置也具有在透镜系统前大约10厘米的临界距离，在该临界距离中不能进行光学测距。实际上，较短距离仍然通过成熟的物理测量装置来测量，例如直尺或测量带。

发明内容
本发明的目的是消除现有技术的缺点，并提供一种用于测量距物体表面区域的距离的手持装置，它包括壳体和透镜系统，该透镜系统用于调制发射射束，并用于由表面区域反射的射束，该装置具有更小的临界距离，低于该临界距离时将不再能够进行测距。
本发明的另一目的是提供一种装置，用于测量小至0cm的距离。
本发明的还一目的是提供一种装置，通过该装置，能够并行地进行至少两个距离测量，且这些距离测量可选地能够相互组合，例如通过加、差值计算、面积确定等。
这些目的通过具有权利要求1的特征的装置来实现，或者通过与从属权利要求的特征相对应的本发明其它可选形式或优选改进或其它改进来实现。
根据本发明的用于手持测量距物体表面区域的距离的装置具有壳体和放在该壳体内的透镜系统。为了光学测量距表面区域的距离，成射束形式的调制光学发射射束由该装置通过透镜系统而朝着表面区域发射。发射射束的、由表面区域反射的那些射束中的一部分被再次收集，并通过求值单元进行电子求值，用于确定数字测量值形式的距离。这种通过透镜系统的测距方法在下文中称为光电测量或光学测量。另外，装置有第一部件，该第一部件与壳体连接，并可伸出壳体，用于确定沿发射射束传播方向的较短距离。根据本发明，第一部件形成为这样，即它首先能够用于测量较短距离，其次能够用作光学测量的定距件。而且，本发明还提供用于根据该部件的延伸而自动确定距离的装置。
根据本发明的装置的第一部件设计成这样，即它能够延伸超出壳体不同的差值，且能够与壳体组合来物理测量距物体的距离。因此，第一部件设计成这样，即在物理测量中，基本平行于发射射束地将第一部件的一端引向物体。通过确定部件和壳体之间的相对位置并考虑到壳体在它对着物体的一侧和测量终点之间沿发射射束方向的延伸，能够确定测量终点和物体之间的物理测量距离。而且，第一部件还简称为部件，以下在本发明实施例中描述的另一部件将称为另一部件或第二部件。以下，通过该部件的物理测距或测量应理解为通过该部件进行测距。从上下文中将明显知道该测距是通过第一部件还是通过第二部件来进行的。
距离值的确定可以以不同方式来实现。
本发明设想利用电子设备来由装置确定距离的测量。特别是根据电磁或光作用原理，以自身已知的方式相对地或绝对地确定通过部件测量的距离。优选地，通过不接触式传感器来记录通过部件测量的距离。作为距离测量的零点的测量终点也在求值单元中自动考虑。测量终点通常确定为壳体的背面，在特定情况下也确定为壳体的前部。
当部件集成于壳体中时，刻度或码可以施加在部件上，并能够通过壳体中的扫描装置(例如光学传感器)来扫描。通过扫描装置对部件或者对部件上的刻度或码的测量将在下文中称为(例如光电、光学或磁)扫描、读出或取出。
根据扫描装置的传感器的结构，求值单元根据从传感器距确定的测量终点的距离来考虑校正系数，用于通过部件进行的测距。然后，求值单元自动将该校正系数加到测量值或从测量值减去该校正系数。过程可以为这样，即各个可选的测量终点(例如壳体背面、壳体前部或者完全或不完全伸出的部件的伸出端)储存在求值单元中，并能够通过相应测量终点的键来进行选择。
还可以通过装置来调节单个确定的测量终点，并在求值单元中提供用于装置的各测量方式的校正系数。根据测量方式的选择(光学测量、通过部件的测量)，求值单元自动采用各校正系数，并将对于测量终点的校正值表示为距离值。优选地，求值单元自动记录对测量方式的选择，当然，同样可以提供用于输入选择的测量方式的输入装置(例如用于光电测量的键)。
可例如以已知方式通过反射扫描仪或光栅对部件上的刻度或码进行扫描。一种可能是使部件具有透明和不透明的条，并通过光栅装置在部件伸出过程中计数亮-暗变化。该部件优选自动伸出。
如目前在现有技术中公知的，还可以磁扫描代码。如果在部件伸出过程中产生磁通，也可以通过磁通传感器来确定磁通(和伸出距离)的大小。还可以使用霍尔传感器来进行位置确定。部件还可以形成为这样，即部件被拉出或自动伸出以进行测量，其卡入，并在卡入时激发电子或声学脉冲。
例如可以根据装置的低成本方案或者根据精确测量装置来选择传感器。
在自动确定由部件进行测距并自动考虑确定的测量终点(例如考虑壳体伸出)，还可以在物理测量时确定数字形式的距离值。测量值为数字形式的优点很明显，特别是对于随后的测量值处理、储存或传输更是如此。还可以例如通过无线电传输或蓝牙传输而以无线方式传输给外部数据处理装置。
根据本发明，第一部件形成为这样，即该部件还可用于较短距离的物理测量，其起到了光学测量的定距件的作用。部件形成为定距件使得能通过光学方法测量较短距离。部件(下文中也称为定距件)例如沿发射射束的传播方向伸出壳体预定的固定长度。该预定的固定长度有利地至少与壳体前的临界距离一样大(该临界距离之内不再能进行表面区域的光学测量)，其由装置记录并传输给求值单元。求值单元针对光学测距考虑定距件的、自动记录的预定固定长度，这样，在伸出状态，用于光学测量较短距离的零点是定距件远离壳体的端部。当预定的固定长度选择为至少与临界距离一样大时，也可以通过光学测量来获得数字形式的、非常短距离的测量值。
根据本发明的装置的其它改进提供了可展开(特别是也能自动展开)、或者能自动伸出成预定伸出状态的定距件。定距件能够伸出或折叠，且测量方式的选择能够例如通过按压按钮而传送给求值单元。对定距件的驱动的自动记录也可以通过例如检测在展开过程中的卡嗒声而以声学方式进行。
当定距件并不伸出或拉出至预定伸出状态时，该伸出状态能够通过上述扫描装置来确定，并传送到求值单元。然后，求值单元计算定距件相对于作为零点(即作为测量终点)的用于光学测量的测量终点的伸出状态。
在一个实施例中，根据本发明的装置形成为这样，即除了自动扫描装置之外，通过部件测量的距离值还可以简单地通过用户的读取而加以确定，例如通过第一刻度或第一读取标记。第一刻度和第一读取标记可以布置在部件上或布置在壳体上。另一方面，根据部件的设计，第一刻度可以布置在壳体上，第一读取标记可以布置在部件上。通过合适设计第一刻度，从测量终点距物体的物理测量距离值能够通过第一读取标记而由用户直接在第一刻度上读出。由用户读出使得能够读出例如只希望用于获取信息或简单在刻度上检查距离值，而不需要数字测量。
不过，本发明还可以以这样的方式进行，即提供储存键，且在需要时通过在测量后按压按钮而储存各测量值。不将被包括或进一步处理的测量值以数字形式获得，并被显示，但是如果不按压储存键，则会自动废除这些测量值。
本发明的另一改进设想了附加的第二刻度，该第二刻度布置在壳体上，且其零点优选地为测量终点，且有利地布置在靠近部件的壳体边缘处。通过该附加的第二刻度，甚至可以利用这样进一步改进的装置来物理测量紧邻测量终点定位的物体的距离。因此，在实践中，使得技工们能够利用这样进一步改进的单个装置来确定所寻求的距离值。
根据本发明的装置还可以通过布置在部件一端处的测量挂钩而加以进一步改进，如测量带的情况中常见的那样。后终点可以与装置的测量终点协调一致。用于部件的另外的刻度(例如单位为厘米和英寸)和收回装置(可选地具有锁定装置)可以设想为另外的改进。
优选是，部件将基本完全收回至壳体中，并将在摩擦粘附作用下通过具有预定大小的力来保持在伸出状态。
另外，部件的引导件还可以形成为能够除去积累的尘土。可选地，装置形成为这样，即例如通过可拆卸的盖，引导件是可进入的，以便进行清洁。还可进行纵向测量元件的更换。
在根据本发明装置的另一实施例中，提供了另一部件。这时，装置例如在壳体的两个平行侧表面上或在其中装配有两个平行部件。不过优选地，该另一部件布置成与根据本发明装置的第一部件垂直。该实施例提供了甚至有更大灵活性的、用于手持测距的装置。垂直部件特别适用于例如在拐角中以及在窗和门中进行勘测。特别地，这样可以并行地测量两个不同距离。部件能够集成于壳体中，例如可以作为滚子伸出，或者以伸缩方式伸出。还可以将部件集成在壳体的外壁中。不过，部件也可以形成为例如象折叠直尺一样能很容易地折叠或拉出，并可以固定在壳体的外壁上。因此，部件例如可以为具有可折叠或可滑动部分(在最内侧部分上具有磁轨)的直尺的形式，并能够固定在壳体外壁中或其上的金属轨上。
本发明的优选实施例在装置上提供一个或多个部件，所述部件能够在两侧伸出壳体。因此，能够例如通过伸出壳体背面的部件将装置的测量终点向后推，且装置能够例如用于测量距不可接近的点的距离。


下面将参考附图中示意表示的九个测量方案来更详细地介绍本发明，其中有根据本发明装置的八个工作实例。各工作实例都包含组合特征。这里，不同工作实例的特征能够组合，以便给出其它有利组合。不同工作实例中执行相同功能的相同部分以相同的标号和附图标记表示。
附图示意性地表示如下图1表示用于光学和物理测量距立方体的距离的第一测量方案，并以局部剖视的平面图示出了根据本发明的装置的第一工作实例；图2以侧视图表示图1的第一测量方案；图3表示用于物理测量距立方体的非常短距离的第二测量方案，并以侧视图示出了第一工作实例；图4表示用于测量立方体的尺寸的第三测量方案，并以侧视图示出了处于翻转状态的第一工作实例；图5表示用于物理测量距立方体的非常短距离的第四测量方案，并以局部剖视的平面图示出了根据本发明的装置的第二工作实例；图6表示图3的第二测量方案，并以平面图示出了第二工作实例；图7表示第五测量方案装置，其中有立方体和角形件，并以平面图示出了第二工作实例；图8a表示图5的第四测量方案，并以平面图示出了根据本发明的装置的第三工作实例；图8b示意表示图8a的测量杆的局部，其中有光栅；图9表示第六测量方案，并以局部剖视平面图示出了本发明的装置的具有另一部件的第四工作实例；图10表示用于测量立方体的孔(以剖视图表示)的深度的第七测量方案，并以侧视图示出了根据本发明的装置的第五工作实例；图11表示第八测量方案以及角形件，并以局部剖视平面图示出了根据本发明的装置的第六工作实例；图12表示第九测量方案以及立方体，并以局部剖视平面图示出了第七工作实例；图13表示图12的第九测量方案，并以局部剖视平面图示出了第八工作实例。
具体实施例方式
图1表示了用于光学和物理测量距物体(这里表示为立方体1)表面区域的距离d的第一测量方案，并以局部剖切平面图示出了根据本发明的手持装置的第一工作实例。
图中所示的根据本发明的装置的工作实例在各种情况下都具有壳体2，其长度例如为15厘米。仅在图1、图11、图12和图13中剖视表示的透镜系统3放入在壳体2的一侧，用于光学测距。这里，透镜系统3有发射部分和布置在该发射部分附近的接收部分。在各种情况下，发射部分和接收部分分别是装置的发射通路和接受通路的一部分。如在这种测量装置中常见的，壳体2的背面20(该背面20与放入透镜系统3的一侧相对)形成为测量终点。在测量距离d时，所述测量终点通常为该距离的零点。
如图1所示，调制的光学发射射束4通过用于光学测量距离d的发射通路而朝着立方体1发射。在本工作实例中，壳体2沿发射射束4的传播方向在透镜系统3和背面20之间的延伸长度e并不恰好等于壳体2的长度。不过，根据在壳体2上的测量终点的布置，该尺寸也可为其它值。
立方体1具有自然粗糙表面，光学射束将从该表面散射反射。散射反射的一部分射束5由透镜系统3收集、检测和转变成电信号。该信号通过电子求值单元以自身已知的方式进行求值，以便确定距离d的数字值。这里，还考虑在透镜系统3和形成测量终点的背面20之间的延伸长度e。然后，通过求值而在数字上确定的光电距离测量值(例如28.5厘米)将在显示器17上提供给该工作实例的用户。
由于工作实例的发射和接收通路的光学几何情况，从而只有当表面远离透镜系统3至少临界距离(这里为大约10厘米)时，才能检测到立方体1的表面散射反射的发射射束5。因此，工作实例具有图1中所示的临界距离c(这时为大约25厘米)，该临界距离c位于用作测量终点的背面20和由发射射束4照射的立方体表面区域之间。低于临界距离c时将不再能够进行光学测量。通过与工作实例相对应的测量装置，可在临界距离c之上直到通常为30米的距离d的范围内对距散射反射表面的距离进行光学测量。
根据本发明，在图中所示的工作实例具有第一部件，该第一部件与壳体2连接，形成为用于测量较短距离、并作为光电测量装置的定距件。在图1至图10中仅示出了该部件物理测量距离d的功能，当然该部件也可以用作光电测量的定距件。
在图1至图4的第一工作实例中，该部件为测量带6的形式。测量带6例如可以由弓形的弹性柔性钢带制成。测量带6在图1中远离发射射束4的一侧有第一刻度10(只在图2中表示)，在对着发射射束4的一侧有第三刻度13(只在图4中表示)。
这里，测量带6的长度稍短于壳体2。因此，测量带6能够以简单方式完全收回至壳体2中(还不需要用于该目的的单独偏转或卷起机构)。因此，测量带6的该长度不仅能够物理测量在透镜系统3的临界距离a以内的距离d，而且还能够在临界距离附近且物理和光学测量距离d都可行的交叠区域中进行物理测量。因此，提高了操作的方便性，另外还以自身已知的方式提高了测量的可靠性。
在第一工作实例中，测量带6的可伸出端成测量挂钩16的形式。不过，该端部也可以直接由测量带6的端面形成。这里，测量挂钩16以本身已知的方式与测量带6连接，以便可变动(verschiebbar)所述测量挂钩的材料厚度。因此，可根据图4的第三测量方案方便地进行测量。
在第一工作实例中，测量带6由图1至图3中未示出的引导件来引导，并与壳体2一体形成。例如，通过压在部件上的毡或者通过预拉伸弹簧元件，从而将摩擦力施加在部件上，这样，首先可以在不施加较大力的情况下进行调节，其次，测量带6通过摩擦粘附而保持为伸出状态。
如图1所示，作为光学测量的可选形式，也可以通过以与壳体2组合的测量带6为形式的部件对距立方体1表面的距离d进行物理测量。为了物理测量距离d，在第一步骤中，借助于测量带6来测量立方体1的表面区域(该表面区域由发射射束4照射)和透镜系统3之间沿发射射束4的传播方向的距离。为此，测量带6的一端基本平行于发射射束4地越过壳体2引向立方体1。为了测量作为测量终点的背面20和立方体1表面之间的距离d，在第一测量方案中，使测量带6的端部抵靠立方体1的表面，然后自动确定测量带6和壳体2之间的相对位置。该相对位置的确定通过壳体2中的反射扫描仪来进行，该扫描仪扫描图2所示的第一刻度10。该确定还可以通过扫描图4所示的第三刻度13来进行。考虑到沿发射射束4的方向从透镜系统3至背面20的壳体延伸长度e，在第二步骤中确定测量终点和立方体1表面之间的距离d，并作为数字值输出。
借助于以测量带6为形式的部件，通过根据本发明的装置，可以以简单的方式对距离d(特别是在壳体2的长度和光学测量临界距离c之间的范围内的距离d)进行物理测量、自动加以确定，并将该距离作为数字值输出。
第一工作实例有反射扫描仪，该反射扫描仪作为用于确定测量带6(本例中)和壳体2之间相对位置的电子装置。该电子装置可以通过壳体上的键来驱动。因此，也与光学测量的情况一样，能够确定距离d的数字值，并能将其指示在显示器17上。优选地，数字形式的值还能够由装置储存(如目前在光学测距中常见的)，并能够进一步加以处理或传输。
数字值还能毫无问题地转换成其它参考系，例如以壳体2的、与背面20相对的前部作为零点。显示器17上示出的稍小值(这里例如为13.5厘米)对应于立方体1表面和壳体2前部之间的距离。
此外，由图2可知，用户可通过例如布置在壳体2上的第一读取标记11，在布置在测量带6上的第一刻度10上直接读出物理测量的距离d。
图2以侧视图表示了图1的测量方案。具有第一读取标记11的放大读取窗口布置在壳体2的平行于测量带6的侧表面中。第一刻度10设计成这样，即通过第一读取标记11，用户能直接读出物理测量距离d的值(这里为28.5厘米)。
还可以设想没有读取窗口的可选工作实例。距立方体1的测量距离d的值例如也可以在可选的第一刻度上通过作为可选的第一读取标记的前部而直接读出。这时，该可选的第一刻度将相对于第一刻度10稍有偏移地布置在测量带6上。
通过根据本发明的装置的这一改进，用户可以在测量带6上或在读取标记11处读出物理测量距离，而并不自动获得数字距离值。用户可决定是否起动电子装置来自动确定测量带6的位置或者只是读出该值(例如用于随后检查)。
图3表示用于对距立方体1非常短的距离d进行物理测量的第二测量方案，并以侧视图示出第一工作实例。
第二刻度12布置在壳体2的侧表面上(该表面布置成平行于测量带6)，用于沿壳体2的边缘测量非常短的距离d。借助于第二刻度12，甚至可以测量小于壳体2长度的距离d。能够在刻度12上读出的距离的零点同样是背面20。原理上，可以通过测量带6的壳体2，利用第二刻度12、第一读取标记11和第一刻度10物理测量比图1的第一工作实例的临界距离c短的任意距离d。
图4以侧视图表示第三测量方案，其中，通过处于翻转状态的第一工作实例来测量立方体1的尺寸b。第三刻度13布置在测量带6的、对着图1的发射射束4的一侧。与图2的布置在相对侧的第一刻度10相反，这里，第三刻度13的零点是测量带6的可伸出端。利用第三刻度13，可以通过伸出的测量带6而以简单方便的方式测量物体的非常小的尺寸或者物体之间的相对小的距离。
通过壳体2的作为读取标记的前部，还可以直接在第三刻度13上读出在测量带6的伸出端和壳体2之间的距离f。一旦起动用于扫描第三刻度13的自动扫描装置，就可以以数字形式输出距离f的值。为了自动读出测量带6的两个刻度10、13，应在壳体中设置两个扫描装置。还可以相同地形成壳体10、13，从而提供单个扫描装置。
除了利用测量带6来确定立方体1的尺寸b和距壳体的距离f之外，还可以光电测量距立方体1的距离f’。
图5表示第四测量方案以及立方体1，而且局部剖切地示出了根据本发明装置的第二工作实例。
图5、图6和图7表示第二工作实例的平面图和局部剖视图，因此可以看见呈测量杆8形式的部件及其与壳体2一体形成的引导件。
这里，测量杆8设有致动杆19。与第一工作实例不同，第二工作实例没有能够使用户直接读出物体的距离、间距或尺寸的刻度。这里，测量杆8相对于壳体2的位置通过施加在测量杆8表面上的条形码来光电确定，距离d的确定考虑到了壳体2的长度，且所述距离再现在显示器17上。优选地，测量杆8的长度与壳体2相同。
测量杆8最好在壳体2的底边缘附近进行引导，如图5、图6和图7所示，该边缘邻近图1中的发射射束4。与第一工作实例相比，这里的测量杆8可在两侧越过壳体2伸出。有利地，壳体2在引导件的区域中为透明的，这样，能够观察测量杆8的两端以便测量。这里，引导件还有用于致动杆19的槽，该槽未示出。
在图5的第四测量方案中，与第一工作实例中的一样，利用第二工作实例对壳体2的背面20和立方体1的表面之间的距离d进行物理测量。因此，通过相对于壳体2的运动而将测量杆8的前端引导至立方体1的表面，自动确定相对位置，而且与部件前端相对应的距离(这里为18厘米)再现在显示器17上。
图6表示图3的第二测量方案，其用于确定从壳体2的背面20距立方体1表面的非常短的距离d的数字值，且以平面图局部剖切地示出了立方体1和第二工作实例。
为此，如图6所示，使测量杆8的后端定位在要测量的立方体1的表面上面，自动确定相对位置，并且与后端相对应的距离d(这里为3厘米)再现在显示器17上。
图7以平面图表示第五测量方案，以及立方体1和角形件22和局部剖切的第二工作实例。
利用第二工作实例，可通过使测量杆8越过背面20运动到测量杆8的前端到达要测量表面的上面，来确定从壳体2的背面20距立方体1表面的距离d。这时能够开始测量，且与前端相对应的距离和与后端相对应的距离(这里例如分别为12和-3厘米)能够再现在显示器17上。
与图7中类似，角形件22的台阶的尺寸g也能够通过测量杆8的后端(这里，该后端越过背面20伸出)以数字方式加以确定。
图8a表示图5的第四测量方案，以及根据本发明的装置的第三工作实例。这里，测量杆8’没有刻度或码，而是具有交替的不透明和透明条的图形。图8b示意表示测量杆8’的局部，其中有光栅，该光栅具有发射器1和检测器1’。由发射器1发射并由检测器1’检测的激光束由虚线表示。测量杆8’和光栅布置在图8a的壳体2中。测量杆8’自动从壳体2中伸出，而且通过光栅以已知方式对亮-黑变化或条进行计数。通过该计数的条，将利用测量杆8’物理测量的距离确定为数字值。数字显示出从装置的测量终点距立方体1表面的距离d。为了输出或显示该距离值，可以在壳体背面20和壳体前部作为测量终点之间进行选择。这里，从壳体背面20或壳体前部作为测量终点而测量的值分别对应于18厘米或3厘米的显示距离值。
图9表示用于勘测框架R的第六测量方案，且以局部剖视的平面图示出了根据本发明的装置的第四工作实例，因此可以看见以测量杆8″、8’″为形式的两个部件以及它们的与壳体2一体形成的引导件。这里，除了呈测量杆8″形式的第一部件之外，手持测距装置配有呈测量杆8’″的形式的另一或第二部件。测量杆8″和8’″在与壳体2一体形成的透明引导件中引导，并可自动伸出。引导件或测量杆8″、8’″布置成相互垂直且稍微偏离。当部件比壳体的长度或宽度短时，可以在平面内实现垂直布置。这里，测量杆8″、8’″设有进行磁扫描的码。因此，在壳体2中布置两个扫描装置。21厘米和10厘米的数字显示测量值对应于距壳体的背面和侧边缘(分别作为测量终点)的距离值d、j。与本发明装置的第一部件(为测量杆8″的形式)垂直的、成测量杆8’″形式的另一部件的结构特别适于勘测例如窗和门的框架部件的内部尺寸。优选地，两个部件都能在两侧从壳体中伸出。
图10表示例如用于测量立方体18的孔(以剖视图表示)的深度h的第七测量方案，且以侧视图表示根据本发明的装置的第五工作实例。
第五工作实例具有壳体2和长度测量模块21，该壳体2具有图10中未示出的接收器，而在该长度测量模块21中，呈测量轴7形式的一部件被引导。长度测量模块21通过该接收器而可拆卸地与壳体2连接。这里，测量轴7为例如可由塑料制成的杆状、相当刚性的物体的形式。
与第一工作实例不同，这里，第一刻度10(用于读取图1的物理测量距离)并不布置在测量轴7上，而是布置在长度测量模块21上。此外，第四刻度14(这里，该第四刻度的零点是与背面20相对的前部)也布置在长度测量模块21上。这里，第一和第四读取标记11和15分别布置在测量轴7的后端处。
为了确定孔的深度g，壳体2的前部布置成抵靠立方体18，且将测量轴7推到孔的底部。孔的深度h能够通过第四读取标记15而在第四刻度14上读出。
长度测量模块21与壳体2的接收器的可拆卸连接形成为这样，即在连接状态，第一和第四刻度10和14分别具有相对于前部和背面20的预定位置。这能例如通过定位元件以自身已知的方式来实现。
部件及其引导件的模块式设计具有这样的优点，即手持装置能够改型成用于测量很短的距离。
在图1至图10中，根据本发明的装置设有第一部件(表示为各种形式)，该部件只示出了它作为测距装置的功能。在图11至图13中，将描述其中所述第一部件用作定距件的测量方案。不过，根据本发明的装置的第一部件(该部件在图1至图10中示出)当然也能够分别以其不同形式用作定距件。
图11以平面图表示第八测量方案，其中包括角形件22和根据本发明的装置的第六工作实例，该工作实例以局部剖视图表示。
第六工作实例具有呈定距件9形式的部件。这里，定距件9通过销23而可枢转地与壳体2连接。
在对壳体2的背面20(该背面20形成测量终点)和足够远的物体之间的距离进行传统光学测量中，定距件9在壳体2中放低成旋入状态。另一方面，在测量较短和非常短的距离d时，将定距件9旋出，并因此从透镜系统3开始越过壳体2伸出(沿发射射束4的传播方向)预定的固定长度i。
在前五个工作实例的情形中，通过相对于壳体2的运动而将部件的一端引向要测量的表面，从而物理测量较短和非常短的距离d。可选地，在第六工作实例中，将定距件9旋出。这时使用的测量终点不再是壳体2的背面20，而是定距件9的旋出端。
如果如图11所示，当预定的固定长度i选择为至少与临界距离a一样大，则确保可维持临界距离a，从而非常短的距离也可以光学测量。这时，即使没有用于确定部件和壳体2之间的相对位置的单独装置，测量值也为数字形式。
有利地，工作实例具有图11中未示出的、用于记录定距件9的预定伸出状态的装置，例如简单的机械开关。当本发明的装置记录到定距件9旋出成预定伸出状态时，则在确定距离d的过程中，自动将定距件9的前端认为是显示距离d(例如这里为3厘米)的零点。另一方面，在通过旋入定距件9而进行传统光学测量时，可借助于记录装置，自动将背面20认为是测量终点和测量距离的零点。这样，能够防止将所述两个不同的测量终点错误地指定给各个不同的测距类型。
图12表示第九测量方案，其中具有图10的立方体18，并以局部剖切剖面图示出了第七工作实例。
与第六工作实例不同，定距件9不能旋出，而是与壳体连接成可伸出。在伸出状态，定距件9(这里该定距件9为轴状)通过弹簧(图中只示意性示出)而压靠壳体2的止动件，并延伸超过壳体2预定长度i。第五工作实例有利地同样设有用于记录伸出至止动件的定距件9的装置(该装置未示出)。
这里，定距件的长度i大于图11的第六工作实例，因此，可通过该测量方案进行的相关测量的测量范围较大。
图13以平面图表示图12的第九测量方案，其中局部剖切地示出了第八工作实例。定距件9自动伸出至测量点，并保持在该位置。传感器通过扫描部件上的刻度(该刻度在图13中未示出)来记录部件的伸出位置。然后将部件的伸出端认为是用于光学测距的测量终点。
权利要求
1.一种用于手持测量距物体(1、18、22)表面区域的距离(d)的装置，包括壳体(2)，透镜系统(3)，该透镜系统放入在所述壳体(2)内，并将用于调制发射射束(4)和用于由表面区域反射的、发射射束(4)的射束(5)，且用于光电测距，以及第一部件(6、7、8、8’、8″、9)，该第一部件与壳体(2)连接，并能够沿发射射束(4)的传播方向越过壳体(2)伸出，用于确定较短距离(d)，其中第一部件(6、7、8、8’、8″、9)既形成为用于测量较短距离，特别是在由壳体(2)的测量终点(20)给出的零点和表面区域之间的距离，也形成为用于光电测距的定距件，以及提供了用于根据第一部件(6、7、8、8’、8″、9)的伸出情况来自动确定距离的装置，该自动确定距离的装置用于测距并用于固定光电测量的零点。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，用于自动确定的装置包括光学的或磁的或声学的或触感的或压敏的传感器。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置具有至少一个另一部件(8’″)，该另一部件可选地布置成与用于测量较短距离的第一部件(8″)垂直。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述另一部件(8’″)配有诸如光学的、磁的、声学的或者触感的或压敏的传感器的用于自动确定较短距离的装置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一部件(9)越过所述壳体(2)伸出预定的固定长度(i)，用于光电测量较短距离(d)，以及在所述第一部件(9)的预定伸出状态中，测量较短距离(d)的零点是所述第一部件(9)的远离所述壳体(2)的端部。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，提供了用于记录所述第一部件(9)的预定伸出状态的装置。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其中所述第一部件(9)能够旋出或伸出至预定伸出状态，可选地进行锁定。
8.根据权利要求3至7中任任一项所述的装置，其中所述第一和/或另一部件(6、7、8、8’、8″、8’″、9)配有刻度或码。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的装置，其中，所述第一和/或另一部件为以下可选形式中的一种可弹性变形，呈条带形式，作为细长的实际上为刚性的物体，布置在长度测量模块中，该长度测量模块可拆卸地固定在所述壳体(2)上，特别是通过插座固定在所述壳体(2)上。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的装置，其中，所述第一和/或另一部件(6、7、8、8’、8″、8’″、9)的引导件形成为这样，即它通过摩擦粘附而保持在伸出位置。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的装置，其中，所述第一和/或另一部件(7、8)的远端为测量挂钩(16)的形式，其可选地可变动所述测量挂钩(16)的材料厚度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其中，第三刻度(13)布置在所述第一部件(6、7、9)上，该第三刻度的零点是所述部件(6、7、9)远离所述壳体的一侧。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，用于测距的至少一个第二刻度(12)布置在所述壳体(2)上，该第二刻度的零点是测量终点(20)。
全文摘要
本发明涉及一种用于手持测量距物体(22)表面区域的距离(d)的装置，它包括壳体(2)和透镜系统(3)，该透镜系统用于光学测量距离(d)。发射射束通过透镜系统对着表面区域发射，且由该表面区域反射的射束(5)被再次收集。根据本发明，装置还包括第一部件(6、7、8、8’、8”、9)，该第一部件与壳体(2)连接，并可越过壳体伸出，以沿发射射束的传播方向测量较短距离，而且，该第一部件还作为光学测量的定距件(9)。部件(6、7、8、8’、8”、9)的伸出状态由探测装置自动确定。
文档编号G01C3/08GK1922506SQ200580005385
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年2月19日
发明者格哈德·博格尔, 休·贝特雷恩 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司