專利名稱：測距儀及其測距方法
技術領域：
本發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光 源所發射的光束，以計算接收器至旋轉光源間的距離的測距儀及其測距方法。
背景技術：
近年來，隨著半導體科技的進展，使得半導體激光廣泛地應用在各種激光水 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，應用電子式水 平傳感器自動整平的單軸旋轉激光水平儀，即因其可提供水平的旋轉激光束，進 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，距離的標示，往往也是 工程人員最常應用的量測項目。因此，如能應用激光水平儀本身所提供的旋轉激 光束，來量測施工標示所需的距離，不諦為工程人員的施工便利性又更進一層。
發明內容
有鑒于此，本發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，實現距離量測的功能，以增進工程人員的施工便利性。
為達上述及其它目的，本發明提供一種測距儀，此測距儀包括例如是自動 整平的激光水平儀的旋轉光源，以及接收器。其中，旋轉光源用以提供以預定轉 速旋轉的光束，而接收器則偵測前述光束由接收器的第 一位置旋轉至第二位置時 的時間差，并依據偵測的時間差與接收器的第一位置與第二位置間之間距，來計 算取得接收器至旋轉光源間的距離。
本發明另提供一種測距方法，適用在量測例如是自動整平的激光水平儀的旋 轉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光源提供以預定 轉速旋轉的一光束；偵測前述光束由接收器的第一位置旋轉至第二位置時的時間 差；以及依據偵測的時間差與接收器的第一位置與第二位置間之間距，來計算取 得旋轉光源與接收器間的距離。
由于激光水平儀中已有一旋轉光源，而可以提供以預定轉速旋轉的光束，來 作為4委收器量測距離的光源，JU矣收電3各也可以:沒計在遙控激光水平4義:燥作的遙 控器中，以作為計算與顯示量測距離的接收器。故知，應用本發明的一種測距儀 及其測距方法，即可方便地在激光水平儀中，實現距離量測的功能，進而增進工 程人員的施工的便利性。
為讓本發明的上述和其它目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特以較佳 實施例，并配合所附圖式，作詳細"^兌明如下
圖1是顯示根據本發明較佳實施例的 一種測距儀的示意圖； 圖2為圖1的接收器的電路方塊圖。
附圖標記說明10-測距儀；11 -單軸旋轉激光水平儀；12-接收器；13-旋轉激光束；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 換電路；1213、 1223 -放大電路；1214、 1224-比較器。
具體實施例方式
請參考圖l所示，其為根據本發明較佳實施例的一種測距儀的示意圖。圖中， 為了增進工程人員施工的便利性，此測距儀10是建構在單軸旋轉激光水平儀11 及其接收器12上，使單軸旋轉激光水平儀11不僅可以提供自動整平的旋轉激光 束13，以在施工墻面上投射出水平參考線，更可協助工程人員量測施工標示所需 的距離。其中，接收器12上，也可還包括遙控單軸旋轉激光水平儀11的如轉速 等操作的遙控電路16，而成為遙控單軸旋轉激光水平儀11的遙控器。
圖1中，除了使用單軸旋轉激光水平儀11構成的旋轉光源，來提供以預定轉 速旋轉的激光束13外，更應用接收器12來偵測激光束13由接收器12的第一位 置14旋轉至第二位置15時的時間差，以便可以依據時間差與第一位置14與第二 位置15間之間距，來計算取得接收器12至單軸旋轉激光水平儀11間的距離。以 下將配合圖2的接收器12的電路方塊圖，來詳細說明測距儀10的工作原理。
請參考圖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、轉換電路1212、放大電路 1213與比較器1214所構成，而接收電路122是由光傳感器1221、轉換電路1222、 ;故大電路1223與比4支器1224所構成，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Pll。轉換電路1212耦接在光傳感器1211,以將電流訊號Pll 轉換為電壓訊號P12。；改大電^各1213耦4妻在轉換電-各1212,用以;故大電壓訊號 P12，產生放大的電壓訊號P13。而比較器1214則耦接放大電路1213,以將放大 的電壓訊號P13與參考準位VI作比較，而輸出代表偵測到激光束13的電訊號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P21 。轉換電路1222耦接在光傳感器1221 ，以將電流訊號 P21轉換為電壓訊號P22。放大電路1223耦接在轉換電路1222,用以放大電壓訊 號P22，產生放大的電壓訊號P23。而比較器1224則耦接放大電路1223，以將放 大的電壓訊號P23與參考準位V2作比較，而輸出代表偵測到激光束13的電訊號 P2。
控制單元124耦接比較器1214、 1224與顯示裝置123,用以依據所接收的電 訊號Pl與P2，來計算取得接收器12至單軸旋轉激光水平儀11間的距離，并將 距離顯示在顯示裝置123上。假設單軸旋轉激光水平儀11所發射激光束13的轉 速為每秒鐘n轉，則可以使用的計算式將如下所述
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 的時間差。
或也可以-使用下式來計算
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為量測到的時間差。
當然，前述計算式中，因計算所得的距離r均為約略的估計值而存在有誤差， 如欲獲得較為精確的計算值時，仍應另參考其它參數來校正的。
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整平的激光 水平儀的旋轉光源與 一接收器間的距離。此測距方法包括下列步驟由旋轉光源 提供以預定轉速旋轉的一光束；偵測前述光束由接收器的第一位置旋轉至第二位 置時的時間差；以及依據偵測的時間差與接收器的第 一位置與第二位置之間距， 來計算取得旋轉光源與接收器間的距離。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限 制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和范圍內可對其 進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護范圍內。
權利要求
1. 一種測距儀，其特征在于包括一旋轉光源，用以提供以一預定轉速旋轉的一光束；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至一第二位置時的一時間差，并依據所述的時間差與所述的第一位置與所述的第二位置間之間距，來計算取得所述的接收器至所述的旋轉光源間的一距離。
2. 如權利要求第1項所述的測距儀，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；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；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， 以計算取得所述的距離，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；一轉換電路，耦接所述的光傳感器，用以將所述的電流訊號轉換為一電壓訊一放大電路，耦接所述的轉換電路，用以放大所述的電壓訊號；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與一參考準 位作比較，而輸出代表偵測到所述的光束的電訊號。
4. 如權利要求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. 如權利要求第1項所述的測距儀，其特征在于所述的旋轉光源為自動整 平的一激光水平儀。
7. 如權利要求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光源提供以一預定轉速旋轉的一光束；偵測所述的光束由所述的接收器的 一 第 一位置旋轉至 一 第二位置時的 一 時間 差；以及依據所述的時間差與所述的第 一位置與所述的第二位置間之間距，來計算取 得所述的距離。
9. 如權利要求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
本發明為一種測距儀及其測距方法，是以旋轉光源來提供具有一預定轉速的光束，再以接收器來偵測光束由接收器的第一位置旋轉至第二位置時的時間差，并依據偵測的時間差與接收器的第一位置與第二位置之間距，來計算取得接收器至旋轉光源間的距離。因此，可以方便地在激光水平儀中，實現距離量測的功能，以增進工程人員的施工便利性。
文檔編號G01C3/00GK101206113SQ20061016743
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月20日 優先權日2006年12月20日
發明者劉玟佑 申請人:方礎光電科技股份有限公司