DE202012105023U1

DE202012105023U1 - Laserentfernungsmessgerät

Info

Publication number: DE202012105023U1
Application number: DE202012105023U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-12-22

Abstract

Laserentfernungsmessgerät mit zumindest einer Recheneinheit (12) und einem Laser (14), der bei einer Entfernungsmessung ein Messsignal (16) aussendet, gekennzeichnet durch zumindest eine Flüssigkeitslinse (18, 20), die in zumindest einem Betriebszustand von einer Steuerkenngröße der Recheneinheit (12) abhängig zumindest einen Anteil (22, 24) des Messsignals (16) beeinflusst.

Description

Stand der Technik
In der Druckschrift DE 10 2011 005 277 A1 ist bereits ein Laserentfernungsmessgerät mit zumindest einer Recheneinheit und einem Laser, der bei einer Entfernungsmessung ein Messsignal aussendet, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Laserentfernungsmessgerät mit zumindest einer Recheneinheit und einem Laser, der bei einer Entfernungsmessung ein Messsignal aussendet.
Es wird vorgeschlagen, dass das Laserentfernungsmessgerät zumindest eine Flüssigkeitslinse aufweist, die in zumindest einem Betriebszustand von einer Steuerkenngröße der Recheneinheit abhängig zumindest einen Anteil des Messsignals beeinflusst. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand das Messsignal von einem Messprogramm, einer Bewegung des Lasers relativ zu einem Messobjekt und/oder einem anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Einfluss abhängig steuert und/oder regelt. Vorzugsweise ist die Recheneinheit zumindest dazu vorgesehen, einem Zittern eines Bedieners, der das Laserentfernungsmessgerät hält, entgegenzuwirken. Insbesondere soll unter einem „Laser“ ein Mittel verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, das als Laserstrahl ausgebildete Messsignal zu erzeugen. Unter einer „Entfernungsmessung“ soll insbesondere eine Messung verstanden werden, bei der die Recheneinheit zumindest eine Entfernung zwischen einem Referenzpunkt des Laserentfernungsmessgeräts und dem Messobjekt bestimmt. Insbesondere soll unter einem „Messsignal“ ein Signal verstanden werden, das der Laser zur Entfernungsmessung aussendet, das an dem Messobjekt zum Teil reflektiert wird und das ein Empfänger des Laserentfernungsmessgeräts zumindest teilweise empfängt. Insbesondere gibt der Empfänger des Laserentfernungsmessgeräts eine von dem Empfangsanteil des Messsignals abhängige Kenngröße aus. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, zumindest eine Phase und/oder eine Laufzeit eines Empfangsanteils des Messsignals und vorteilhaft eine Sende- und/oder Empfangsrichtung des Messsignals auszuwerten. Unter einer „Flüssigkeitslinse“ soll insbesondere eine Linse verstanden werden, die eine erste und eine zweite Flüssigkeit aufweist, die im Wesentlichen ungemischt in einer Linsenkammer der Flüssigkeitslinse angeordnet sind und deren Grenzfläche eine Linse bildet. Vorzugsweise ist die Flüssigkeitslinse dazu vorgesehen, eine Form der Grenzfläche zu verändern. Insbesondere ändert die Flüssigkeitslinse ein Volumenverhältnis der ersten und der zweiten Flüssigkeit in der Linsenkammer und/oder sie verändert durch ein elektrisches Feld eine Oberflächenspannung zumindest einer der zwei Flüssigkeiten (Electrowetting-Effekt). Alternativ könnte das Steuermittel eine Form der Linsenkammer ändern. Vorteilhaft weisen die zwei Flüssigkeiten der Flüssigkeitslinse eine zumindest im Wesentlichen gleiche Dichte auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Laserentfernungsmessgeräts kann eine besonders kostengünstige Fokussierung und/oder Änderung einer Aussenderichtung des Messsignals erreicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Flüssigkeitslinse einen Sendeanteil und/oder einen Empfangsanteil des Messsignals beeinflusst, wodurch eine vorteilhafte Zitterkorrektur und/oder eine vorteilhafte Fokussierung des Messsignals konstruktiv einfach möglich sind/ist. Unter einem „Sendeanteil“ soll insbesondere ein Anteil des Messsignals verstanden werden, der von dem Laserentfernungsmessgerät ausgesendet wird. Vorzugsweise verändert die Recheneinheit mittels der Flüssigkeitslinse zumindest eine Senderichtung des Sendeanteils des Messsignals. Insbesondere soll unter einem „Empfangsanteil“ ein Anteil eines von dem Messobjekt reflektierten Teils des Messsignals verstanden werden, den das Laserentfernungsmessgerät empfängt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Flüssigkeitslinse eine Fokussierung des Anteils des Messsignals beeinflusst, wodurch eine besonders hohe Reichweite konstruktiv einfach erreicht werden kann. Unter einer „Fokussierung“ soll insbesondere eine Veränderung eines Brennpunkts des Anteils des Messsignals verstanden werden.
Das erfindungsgemäße Laserentfernungsmessgerät soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Laserentfernungsmessgerät zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäßes Laserentfernungsmessgerät und ein Messobjekt,
2 eine Funktionsskizze des Laserentfernungsmessgeräts aus 1 und
3 drei Betriebszustände einer Flüssigkeitslinse des Laserentfernungsmessgeräts aus 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt ein Messobjekt 26 und ein Laserentfernungsmessgerät 10 mit einer Recheneinheit 12, einer Sendevorrichtung 28, einer Empfangsvorrichtung 30, einem Display 32 und einer Bedieneinheit 34. Das Laserentfernungsmessgerät 10 ist als ein Handlaserentfernungsmessgerät ausgebildet. Mittels der Bedieneinheit 34 sind ein Messvorgang und eine Anzeige von Messergebnissen auf dem Display 32 konfigurierbar.
Wie 2 zeigt, umfasst die Sendevorrichtung 28 einen Laser 14, eine Flüssigkeitslinse 18, ein Spiegelmittel 36, eine Sendekontrolleinheit 38 und eine Flüssigkeitslinsenkontrolleinheit 40. Der Laser 14 erzeugt zumindest bei einer Entfernungsmessung ein Messsignal 16.
Die Flüssigkeitslinse 18 der Sendevorrichtung 28 ist zwischen dem Laser 14 und dem Spiegelmittel 36 angeordnet. Die Sendekontrolleinheit 38 weist Gyroskope und/oder andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bewegungserfassungsmittel auf, die zumindest eine Bewegung des Lasers 14 relativ zu dem Messobjekt 26 erfassen. Die Sendekontrolleinheit 38 weist eine Berechnungsroutine auf, die ein Zittern eines Bedieners bei der Entfernungsmessung ermittelt. Dazu wertet die Sendekontrolleinheit 38 eine Frequenz und eine Amplitude der erfassten Bewegung aus. Die Sendekontrolleinheit 38 steuert die Flüssigkeitslinse 18 der Sendevorrichtung 28. Die Flüssigkeitslinse 18 lenkt das Messsignal 16 zur Kompensation des Zitterns des Bedieners ab. Dazu beeinflusst die Flüssigkeitslinse 18 bei der Entfernungsmessung einen Sendeanteil 22 des Messsignals 16. Die Flüssigkeitslinse 18 kompensiert das Zittern des Bedieners in zwei zueinander senkrecht ausgerichteten Richtungen. Alternativ könnte die Flüssigkeitslinse 18 das Zittern in eine erste Richtung kompensieren und das Spiegelmittel 36 in eine zu der ersten Richtung senkrechte zweiten Richtung kompensieren.
Die Sendekontrolleinheit 38 steuert und/oder regelt den Laser 14. Das Spiegelmittel 36 ist dazu vorgesehen, das Messsignal 16 auszulenken. Wie das Spiegelmittel 36 das Messsignal 16 auslenkt, ist in der Druckschrift DE 10 2011 005 277 A1 beschrieben. Die Sendekontrolleinheit 38 steuert und/oder regelt das Spiegelmittel 36. Dabei berücksichtigt die Sendekontrolleinheit 38 die Auslenkung des Messsignals 16 durch die Flüssigkeitslinse 18.
Die Empfangsvorrichtung 30 weist eine Flüssigkeitslinse 20, einen Empfänger 42 und eine Empfangskontrolleinheit 44 auf. Die Flüssigkeitslinse 20 der Empfangsvorrichtung 30 beeinflusst bei der Entfernungsmessung den Empfangsanteil 24 des Messsignals 16. Die Flüssigkeitslinse 20 der Empfangsvorrichtung 30 fokussiert den Empfangsanteil 24 des Messsignals 16 auf den Empfänger 42. Die Empfangskontrolleinheit 44 steuert und/oder regelt die Flüssigkeitslinse 20 der Empfangsvorrichtung 30. Des Weiteren steuert und/oder regelt die Empfangsvorrichtung 30 den Empfänger 42.
Die Sendekontrolleinheit 38, die Flüssigkeitslinsenkontrolleinheit 40, die Empfangskontrolleinheit 44 und ein Synchronisationsmittel 46 sind Bestandteile der Recheneinheit 12. Alternativ könnten die Sendekontrolleinheit 38, die Flüssigkeitslinsenkontrolleinheit 40, die Empfangskontrolleinheit 44 und/oder das Synchronisationsmittel 46 eigenständig ausgebildet sein. Das Synchronisationsmittel 46 ist dazu vorgesehen, die Sendevorrichtung 28 und die Empfangsvorrichtung 30 bei einer Beeinflussung des Messsignals 16 zu synchronisieren.
3 zeigt drei Betriebszustände der Flüssigkeitslinse 18 der Sendevorrichtung 28. Die Flüssigkeitslinse 20 der Empfangsvorrichtung 30 ist identisch aufgebaut. Die Flüssigkeitslinse 18 weist eine mit zwei im Wesentlichen unsichtbaren Flüssigkeiten 48, 50 gefüllte Linsenkammer 52 und vier Kondensatoren 54, 56 auf, von denen nur ein linker Kondensator 54 und ein rechter Kondensator 56 dargestellt sind. Die anderen zwei nicht näher gezeigten Kondensatoren sind oben und unten angeordnet. Eine Anordnung der gezeigten Kondensatoren 54, 56 ist durch parallel dargestellte Schaltzeichen von Kondensatoren dargestellt. Eine Grenzfläche 62 der Flüssigkeitslinse 18 verläuft zwischen zwei Polen 58, 60 der Kondensatoren 54, 56. Diese Pole 58, 60 der Kondensatoren 54, 56 sind, wie 3 zeigt, relativ zu einer Linsenebene 64 abgeschrägt. Dem Fachmann sind weitere sinnvolle Ausgestaltungen einer Flüssigkeitslinse bekannt.
In dem ersten links dargestellten Betriebszustand lenkt die Flüssigkeitslinse 18 den Sendeanteil 22 des Messsignals 16 nach rechts ab. Dazu liegt am linken Kondensator 54 eine höhere Spannung an als an dem rechten Kondensator 56.
In dem zweiten mittig dargestellten Betriebszustand ist eine bestimmte Fokussierung der Flüssigkeitslinse 18 eingestellt. Dabei lenkt die Flüssigkeitslinse 18 das Messsignals 16 nicht ab. Dazu liegt an dem linken Kondensator 54 eine gleiche Spannung an wie an dem rechten Kondensator 56. Durch eine Änderung eines Betrags der Spannung an den Kondensatoren 54, 56 kann die Fokussierung verändert werden.
In dem dritten rechts dargestellten Betriebszustand lenkt die Flüssigkeitslinse 18 den Sendeanteil 22 des Messsignals 16 nach links ab. Dazu liegt an dem rechten Kondensator 56 eine höhere Spannung an als an dem linken Kondensator 54.
In einem weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein Laserentfernungsmessgerät kein bewegbares Spiegelmittel aus. Das Laserentfernungsmessgerät weist eine Flüssigkeitslinse und einen Laser auf, der ein Messsignal im Wesentlichen in eine Messrichtung durch die Flüssigkeitslinse aussendet. Eine Recheneinheit des Laserentfernungsmessgeräts kompensiert mittels der Flüssigkeitslinse ein Zittern eines Bedieners, der das Laserentfernungsmessgerät hält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011005277 A1 [0001, 0015]

Claims

Laserentfernungsmessgerät mit zumindest einer Recheneinheit (12) und einem Laser (14), der bei einer Entfernungsmessung ein Messsignal (16) aussendet, gekennzeichnet durch zumindest eine Flüssigkeitslinse (18, 20), die in zumindest einem Betriebszustand von einer Steuerkenngröße der Recheneinheit (12) abhängig zumindest einen Anteil (22, 24) des Messsignals (16) beeinflusst.
Laserentfernungsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitslinse (18, 20) einen Sendeanteil (22) und/oder einen Empfangsanteil (24) des Messsignals (16) beeinflusst.
Laserentfernungsmessgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitslinse (20) eine Fokussierung des Anteils (24) des Messsignals (16) beeinflusst.