專利名稱：測距儀及其測距方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種測距儀，特別涉及的是一種利用接收器來偵測一旋轉(zhuǎn)光 源所發(fā)射的光束，以計(jì)算接收器至旋轉(zhuǎn)光源間的距離的測距儀及其測距方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體科技的進(jìn)展，使得半導(dǎo)體激光廣泛地應(yīng)用在各種激光水 平儀中，以做為建筑、裝潢工程的施工平整度量測參考源。例如，應(yīng)用電子式水 平傳感器自動(dòng)整平的單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀，即因其可提供水平的旋轉(zhuǎn)激光束，進(jìn) 而在施工墻面上投射出水平參考線，而成為極受歡迎的量測輔助工具。
在建筑、裝潢工程的施工過程中，除了水平量測外，距離的標(biāo)示，往往也是 工程人員最常應(yīng)用的量測項(xiàng)目。因此，如能應(yīng)用激光水平儀本身所提供的旋轉(zhuǎn)激 光束，來量測施工標(biāo)示所需的距離，不諦為工程人員的施工便利性又更進(jìn)一層。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種測距儀及其測距方法，其可方便地在激 光水平儀中，實(shí)現(xiàn)距離量測的功能，以增進(jìn)工程人員的施工便利性。
為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提供一種測距儀，此測距儀包括例如是自動(dòng) 整平的激光水平儀的旋轉(zhuǎn)光源，以及接收器。其中，旋轉(zhuǎn)光源用以提供以預(yù)定轉(zhuǎn) 速旋轉(zhuǎn)的光束，而接收器則偵測前述光束由接收器的第 一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置時(shí) 的時(shí)間差，并依據(jù)偵測的時(shí)間差與接收器的第一位置與第二位置間之間距，來計(jì) 算取得接收器至旋轉(zhuǎn)光源間的距離。
本發(fā)明另提供一種測距方法，適用在量測例如是自動(dòng)整平的激光水平儀的旋 轉(zhuǎn)光源與一接收器間的距離。此測距方法包括下列步驟由旋轉(zhuǎn)光源提供以預(yù)定 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的一光束；偵測前述光束由接收器的第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置時(shí)的時(shí)間 差；以及依據(jù)偵測的時(shí)間差與接收器的第一位置與第二位置間之間距，來計(jì)算取 得旋轉(zhuǎn)光源與接收器間的距離。
由于激光水平儀中已有一旋轉(zhuǎn)光源，而可以提供以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的光束，來 作為4委收器量測距離的光源，JU矣收電3各也可以:沒計(jì)在遙控激光水平4義:燥作的遙 控器中，以作為計(jì)算與顯示量測距離的接收器。故知，應(yīng)用本發(fā)明的一種測距儀 及其測距方法，即可方便地在激光水平儀中，實(shí)現(xiàn)距離量測的功能，進(jìn)而增進(jìn)工 程人員的施工的便利性。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特以較佳 實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)"^兌明如下


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的 一種測距儀的示意圖； 圖2為圖1的接收器的電路方塊圖。
附圖標(biāo)記說明10-測距儀；11 -單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀；12-接收器；13-旋轉(zhuǎn)激光束；14-第一位置；15-第二位置；16-遙控電路；121、 122-接收電 路；123-顯示裝置；124-控制單元；1211、 1221-光傳感器；1212、 1222-轉(zhuǎn) 換電路；1213、 1223 -放大電路；1214、 1224-比較器。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參考圖l所示，其為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種測距儀的示意圖。圖中， 為了增進(jìn)工程人員施工的便利性，此測距儀10是建構(gòu)在單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀11 及其接收器12上，使單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀11不僅可以提供自動(dòng)整平的旋轉(zhuǎn)激光 束13，以在施工墻面上投射出水平參考線，更可協(xié)助工程人員量測施工標(biāo)示所需 的距離。其中，接收器12上，也可還包括遙控單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀11的如轉(zhuǎn)速 等操作的遙控電路16，而成為遙控單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀11的遙控器。
圖1中，除了使用單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀11構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)光源，來提供以預(yù)定轉(zhuǎn) 速旋轉(zhuǎn)的激光束13外，更應(yīng)用接收器12來偵測激光束13由接收器12的第一位 置14旋轉(zhuǎn)至第二位置15時(shí)的時(shí)間差，以便可以依據(jù)時(shí)間差與第一位置14與第二 位置15間之間距，來計(jì)算取得接收器12至單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀11間的距離。以 下將配合圖2的接收器12的電路方塊圖，來詳細(xì)說明測距儀10的工作原理。
請(qǐng)參考圖2所示，接收器12包括接收電路121、 122、顯示裝置123與控 制單元124。其中，接收電路121是由光傳感器1211、轉(zhuǎn)換電路1212、放大電路 1213與比較器1214所構(gòu)成，而接收電路122是由光傳感器1221、轉(zhuǎn)換電路1222、 ;故大電路1223與比4支器1224所構(gòu)成，顯示裝置123例如是4吏用液晶顯示才莫塊， 而控制單元124則例如是使用微處理器。
圖中，光傳感器1211用以在接收器12的第一位置14接收激光束13的照射， 并輸出電流訊號(hào)Pll。轉(zhuǎn)換電路1212耦接在光傳感器1211,以將電流訊號(hào)Pll 轉(zhuǎn)換為電壓訊號(hào)P12。；改大電^各1213耦4妻在轉(zhuǎn)換電-各1212,用以;故大電壓訊號(hào) P12，產(chǎn)生放大的電壓訊號(hào)P13。而比較器1214則耦接放大電路1213,以將放大 的電壓訊號(hào)P13與參考準(zhǔn)位VI作比較，而輸出代表偵測到激光束13的電訊號(hào)Pl。
同樣地，光傳感器1221用以在接收器12的第二位置15接收激光束13的照 射，并輸出電流訊號(hào)P21 。轉(zhuǎn)換電路1222耦接在光傳感器1221 ，以將電流訊號(hào) P21轉(zhuǎn)換為電壓訊號(hào)P22。放大電路1223耦接在轉(zhuǎn)換電路1222,用以放大電壓訊 號(hào)P22，產(chǎn)生放大的電壓訊號(hào)P23。而比較器1224則耦接放大電路1223，以將放 大的電壓訊號(hào)P23與參考準(zhǔn)位V2作比較，而輸出代表偵測到激光束13的電訊號(hào) P2。
控制單元124耦接比較器1214、 1224與顯示裝置123,用以依據(jù)所接收的電 訊號(hào)Pl與P2，來計(jì)算取得接收器12至單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀11間的距離，并將 距離顯示在顯示裝置123上。假設(shè)單軸旋轉(zhuǎn)激光水平儀11所發(fā)射激光束13的轉(zhuǎn) 速為每秒鐘n轉(zhuǎn)，則可以使用的計(jì)算式將如下所述
co = 2兀n
D = rto = 2兀nr
D = 2兀nr — d/t
r —d/(2兀nt)
其中，co為激光束13的角速度，n為為激光束13的轉(zhuǎn)速，v為激光束13的 切線速度，r為欲量測的距離，d為光傳感器1211與1221間之間距，t為量測到 的時(shí)間差。
或也可以-使用下式來計(jì)算
co = 2兀n
9 = tot = 2兀nt
S = r0 = 2兀ntr —d
r —d/(2兀nt)
其中，co為激光束13的角速度，n為為激光束13的轉(zhuǎn)速，e為激光束13的 角位移，S為激光束13在角位移0掃瞄的弧長，r為名夂量測的距離，d為光傳感 器1211與1221間之間距，t為量測到的時(shí)間差。
當(dāng)然，前述計(jì)算式中，因計(jì)算所得的距離r均為約略的估計(jì)值而存在有誤差， 如欲獲得較為精確的計(jì)算值時(shí)，仍應(yīng)另參考其它參數(shù)來校正的。
由前述說明中，可歸納出一種測距方法，適用在量測例如是自動(dòng)整平的激光 水平儀的旋轉(zhuǎn)光源與 一接收器間的距離。此測距方法包括下列步驟由旋轉(zhuǎn)光源 提供以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的一光束；偵測前述光束由接收器的第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位 置時(shí)的時(shí)間差；以及依據(jù)偵測的時(shí)間差與接收器的第 一位置與第二位置之間距， 來計(jì)算取得旋轉(zhuǎn)光源與接收器間的距離。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限 制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其 進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種測距儀，其特征在于包括一旋轉(zhuǎn)光源，用以提供以一預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的一光束；以及一接收器，用以偵測所述的光束由所述的接收器的一第一位置旋轉(zhuǎn)至一第二位置時(shí)的一時(shí)間差，并依據(jù)所述的時(shí)間差與所述的第一位置與所述的第二位置間之間距，來計(jì)算取得所述的接收器至所述的旋轉(zhuǎn)光源間的一距離。
2. 如權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的測距儀，其特征在于所述的接收器包括 一第一接收電路，用以在所述的第一位置接收所述的光束，并輸出代表偵測到所述的光束的電訊號(hào)；一第二接收電路，用以在所述的第二位置接收所述的光束，并輸出代表偵測 到所述的光束的電訊號(hào)；一顯示裝置；以及一控制單元，分別與所述的第一接收電路、所述的第二接收電路與所述的顯 示裝置耦接，用以接收所述的第一接收電路與所述的第二接收電路輸出的電訊號(hào)， 以計(jì)算取得所述的距離，并將所述的距離顯示在所述的顯示裝置上。
3. 如權(quán)利要求2所述的測距儀，其特征在于所述的第一接收電路與所述的 第二接收電路分別包括一光傳感器，用以接收所述的光束，并輸出一電流訊號(hào)；一轉(zhuǎn)換電路，耦接所述的光傳感器，用以將所述的電流訊號(hào)轉(zhuǎn)換為一電壓訊一放大電路，耦接所述的轉(zhuǎn)換電路，用以放大所述的電壓訊號(hào)；以及 一比較器，耦接所述的放大電路，用以將放大的所述的電壓訊號(hào)與一參考準(zhǔn) 位作比較，而輸出代表偵測到所述的光束的電訊號(hào)。
4. 如權(quán)利要求2所述的測距儀，其特征在于所述的顯示裝置為一液晶顯示 模塊。
5. 如權(quán)利要求2所述的測距儀，其特征在于所述的控制單元為一微處理器。
6. 如權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的測距儀，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)光源為自動(dòng)整 平的一激光水平儀。
7. 如權(quán)利要求1所述的測距儀，其特征在于所述的接收器還包括一遙控電 路，用以遙控所述的激光水平儀的操作。
8. —種測距方法，適用在量測一旋轉(zhuǎn)光源與一接收器間的一距離，其特征在 于包括下列步驟由所述的旋轉(zhuǎn)光源提供以一預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的一光束；偵測所述的光束由所述的接收器的 一 第 一位置旋轉(zhuǎn)至 一 第二位置時(shí)的 一 時(shí)間 差；以及依據(jù)所述的時(shí)間差與所述的第 一位置與所述的第二位置間之間距，來計(jì)算取 得所述的距離。
9. 如權(quán)利要求8所述的測距方法，其特征在于其還包括顯示所述的距離的 步驟。
10. 如權(quán)利要求8所述的測距方法，其特征在于所述的光束為一激光束。
全文摘要
本發(fā)明為一種測距儀及其測距方法，是以旋轉(zhuǎn)光源來提供具有一預(yù)定轉(zhuǎn)速的光束，再以接收器來偵測光束由接收器的第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置時(shí)的時(shí)間差，并依據(jù)偵測的時(shí)間差與接收器的第一位置與第二位置之間距，來計(jì)算取得接收器至旋轉(zhuǎn)光源間的距離。因此，可以方便地在激光水平儀中，實(shí)現(xiàn)距離量測的功能，以增進(jìn)工程人員的施工便利性。
文檔編號(hào)G01C3/00GK101206113SQ20061016743
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者劉玟佑 申請(qǐng)人:方礎(chǔ)光電科技股份有限公司