以下、本発明の一実施の形態による距離� ��定装置を図面に基づいて説明する。

 図1は、一実施の形態に係る距離測定装置 の外観を示す斜視図である。

 距離測定装置1は、筐体2と、発光側レン� �3aと、受光側レンズ4aと、接眼レンズ2aと、� �源ボタン5と、操作ボタン6と、表示手段とし て機能する外部表示器40b等を備えている。発 光側レンズ3aは、接眼レンズ2aを通して被測� �物となる物体を目視するときの対物レンズ� �しても機能する。操作ボタン6は、距離測定� ��置1の測定演算結果の表示モードを切り換え るためにユーザによって操作される操作部材 である。筐体2内には、後述する傾斜センサ30 および測距部50等が収納されている。外部表� ��器40bは、筐体2の左側面、すなわち、発光側 レンズ3aを被測定物側に配置した際、被測定� ��に向かって筐体2の左側に設けられている。

 ユーザは、発光側レンズ3aを被測定物(図� ��せず)に向け、後述するように測定開始の操 作を行う。距離測定装置1の測定結果は内部� �示器40a及び外部表示器40bに表示される。内� �表示器40aも表示手段として機能する。

 図2は一実施の形態に係る距離測定装置1� �構成を示すブロック図である。

 図2に示すように、距離測定装置1は、傾� �センサ30と、表示部40と、測距部50とを備え� �いる。

 傾斜センサ30は、測定光が出射された位� �(起点)から被測定物まで延びる直線と水平線 とのなす傾斜角度を検出する。水平線は、重 力に対して直交した方向で、本距離測定装置 の測定時の位置を起点として、起点を通る予 め決められた水平な仮想線である。傾斜セン サ30で測定される傾斜角度は、被測定物が水� ��線よりも上にある場合に正の値(プラス)を� �し、被測定物が水平線よりも下にある場合� �負の値(マイナス)を示す。

 表示部40は、内部表示器40aと外部表示器40 bとを備える。内部表示部40aは、筐体2内に配� ��され、内部表示部40aの表示画面は接眼部2a� �介してユーザに視認される。内部表示器40a� �よび外部表示器40bには、後述するFPGA(Field Pr ogrammable Gate Array)で得られた距離等の表示デ ータが供給される。内部表示器40aおよび外部 表示器40bの表示画面に表示する内容は、CPU51� ��よって決定される。

 測距部50は、測定光が出射された位置か� �被測定物までの直線距離を測定する。測距� �50は、表示制御手段として機能するCPU51と、L D(Laser Diode)駆動回路52と、LD53と、発光検出回 路54と、対物レンズ3aと、受光レンズ4aと、APD (アバランシェフォトダイオード)55と、受光/� ��幅回路56と、閾値設定回路57と、2値化回路58 と、サンプリング回路59と、発振器60と、カ� �ンタ回路61と、積算値格納メモリ62とを有す� ��。

 LD53は、CPU51からの指示に基づいてLD駆動� �路52によって駆動され、測定光としてパルス 状のレーザ光を、所定回数だけ対物レンズ3a� ��介して被測定物へ向けて出射する。

 発光検出回路54は、LD53のレーザ光の出射� ��検出し、検出結果をサンプリング回路59へ� �力する。

 APD55は、被測定物で反射されたレーザ光� �受光レンズ4aを介して検出し、受光量に応じ た電気信号を出力する。

 受光/増幅回路56は、APD55から出力された� �気信号を増幅する。

 閾値設定回路57は、ノイズ除去等のため� �閾値を設定する。

 2値化回路58は、閾値設定回路57で設定さ� �た閾値に基いてAPD55の出力を2値化し、サン� �リング回路59へ出力する。

 サンプリング回路59は、発振器60で決めら れたサンプリング間隔で出射光および反射光 のサンプリングを行う。サンプリング回路59� ��、APD55で検出された反射光の強度が所定の� �値を超えるときに距離(又は経過時間)に対応 して度数カウントを行い、1回の測距中にお� �て繰り返し行われる全てのレーザ光の出射� �対する度数を積算して距離に対応させたヒ� �トグラムを作成する。作成されたヒストグ� �ムは、積算値格納メモリ62へ格納される。

 サンプリング回路59、カウンタ回路61及び 積算値格納メモリ62でFPGAが構成される。FPGA� �高速動作および低消費電力という特徴を有� �るハードウエアである。FPGAには、電源(図示 せず)を入れる度にロジック機能を実現させ� �ための回路情報がCPU51から書き込まれる。FPG Aは、内部表示器40aのドライバとしても機能� �、CPU51からの指示に応じて内部表示器40aに表 示を行わせる。

 CPU51は、傾斜センサ30の出力である傾斜角 度データ、すなわち本距離測定装置の傾斜角 度の測定結果と、積算値格納メモリ62の出力� ��ある被測定物から本距離測定装置までの直� ��距離データ、すなわち直線距離の測定結果� ��に基いて、被測定物の高さと水平距離を演� ��する。被測定物の高さは、水平線から被測� ��物までの垂直方向の距離であり、水平距離� ��、水平線上の起点から、被測定物から引い� ��垂線と水平線との交点までの距離である。C PU51による演算結果は内部表示器40a及び外部� �示器40bに出力される。また、CPU51は、直線距 離の測定結果、および傾斜角度(起点から被� �定物までの直線と水平線とのなす角度)の測� ��結果に基いて、外部表示器40bの表示画面に� ��示させる三角形(図形)を生成する。

 図3(a)~図5(b)に、外部表示器40bの表示画面に� ��示される三角形の表示例を示す。図3(a)に示 す三角形において、黒丸マーク41から白丸マ� ��ク42Aに延びる辺が、起点から被測定物まで� ��直線に対応し、黒丸マーク41から水平に延� �る辺が起点を通る水平線に対応する。また� �黒丸マーク41から白丸マーク42に延びる辺と� ��丸マーク41から水平に延びる辺とのなす角� �、被測定物の傾斜角度に対応する。
 CPU51は、外部表示器40bに表示させる三角形� �ついて、傾斜角度に対応する角度の異なる� �数の三角形のデータを記憶したテーブル51a� �有し、傾斜角度の変化に応じて特定の三角� �のデータをテーブル51aから選択する。この� �成によって、傾斜センサ30で測定される傾斜 角度の変化に応じて、三角形の水平線に対応 する辺と、起点と被測定物とを結ぶ直線に対 応する辺とのなす角度を変えることができる 。CPU51は、例えば図3(a),3(b)に示すように、傾� ��角度に応じて選択した三角形を、少なくと� ��直線距離および傾斜角度とともに外部表示� ��40bに表示させる。なお、内部表示器40aに外� ��表示器40bと同様の内容を表示させてもよい� ��

 CPU51は、被測定物が水平線より上にあり� �傾斜角度がプラスのときと、被測定物が水� �線より下にあり、傾斜角度がマイナスのと� �とで、三角形の向きを水平線に対して180°変 化させ、水平線に対する被測定物の位置関係 を変えて表示する。すなわち、傾斜角度がプ ラスの場合は、図3(a)に示すように、水平線� �対応する辺よりも上方に三角形の一つの角� �位置するように表示する。一方、傾斜角度� �マイナスの場合は、図3(b)に示すように、水� ��線に対応する辺よりも下方に三角形の一つ� ��が位置するように表示する。

 また、CPU51は画面上の起点に対応するポ� �ントに黒丸マーク41を付け、被測定物の位置 に対応するポイントに白丸マーク42A,42Bを付� �る。

 CPU51は、同一垂直平面内にある2つの被測定� ��の間の距離を演算して表示する場合、一方� ��被測定物(第1の被測定物)に関する三角形と� ��他方の被測定物(第2の被測定物)に関する三� ��形とをそれぞれ生成し、これらの三角形を� ��いて、起点、第1の被測定物、および第2の� �測定物を結ぶ新たな三角形を生成する。
 具体的には、図3(a)に示すように、白丸マー ク42Aで示す第1の被測定物に対して測定され� �直線距離と傾斜角度(第1の直線距離、第1の� �斜角度)、および演算された水平距離と高さ� ��基づいて、第1の図形(第1の三角形)を生成す る。また、図3(b)に示すように、白丸マーク42 Bで示す第2の被測定物に対して測定された直� ��距離と傾斜角度(第2の直線距離、第2の傾斜� ��度)、および演算された水平距離と高さに基 づいて、第2の図形(第2の三角形)を生成する� �そして、第1の三角形と第2の三角形を合成し て、起点、白丸マーク42A,および白丸マーク42 Bを結ぶ第3の図形(第3の三角形)を生成する。
 CPU51は、例えば、図4に示すように、生成し� ��第3の三角形とともに、起点から第1の被測� �物までの直線距離、起点から第2の被測定物� ��での直線距離、第1の被測定物と第2の被測� �物との間の距離、及び2つの被測定物間を結� ��辺に対向する部分の角度を外部表示器40bに� ��示させる。図4に示すように、測定された2� �の被測定物の傾斜角度のうち、一方の傾斜� �度がプラス、他方の傾斜角度がマイナスで� �る場合、第1の被測定物と第2の被測定物との 間の距離はそれぞれの高さH1、H2を加算して� �める。図5(a)に示すように、両方の傾斜角度� ��プラスの場合、または図5(b)に示すように、 両方の傾斜角度がマイナスの場合、第1の被� �定物と第2の被測定物との間の距離は、数値� ��大きいほうの高さH1から数値の小さいほう� �高さH2を引き算して求める。

 また、図4~5(b)に示すように、CPU51は、起� �から第1の被測定物までの直線(第1の直線)と� ��点から第2の被測定物までの直線(第2の直線) とのなす角度の変化に応じて、第3の図形に� �いて第1の直線に対応する辺と第3の図形にお いて第2の直線に対応する辺とのなす角度を� �える。

 図6は、内部表示器40aの表示画面を説明す る図である。

 内部表示器40aは、7セグメントで距離を示 す数値を表示するセグメントタイプのLCDであ る。

 内部表示器40aの表示画面には、距離また� ��角度の数値データとともに、距離測定装置1 の表示モードを表示する。図6において、Act� �直線距離表示モード、Horは水平距離表示モ� �ド、Hgtは高さ表示モード、Hgt+Hgt2は2点間距� �測定モード、Angは角度表示モード、1stは近� �離モード、Dstは遠距離モードを示す。m/YDは� ��離単位モードを示す。なお、表示画面中央� ��クロスはレチクルである。因みに、近距離� ��ードとは複数の距離が測定された場合、距� ��測定装置1から測定された最も近い被測定物 までの距離を表示する表示モードであり、遠 距離モードとは測定された最も遠い被測定物 までの距離を表示する表示モードである。内 部表示器40aの表示画面には、操作ボタン6の� �作に応じて選択された表示モードを表すマ� �ク(Act、Hor、Hgt、+Hgt2、Ang、1st、Dst、m、YD)が� ��灯して表示される。

 次に、図3(a)~図5(b)を用いて外部表示器40b� ��表示画面を説明する。なお、図3(a)~5(b)にお� ��て、被測定物は表示画面の左方にある。つ� ��り、外部表示器40bを正面から見たとき、外� ��表示器40bに向かって左側から距離測定装置1 の外方に向かって測距用の光が出射される。 これに対応するように、外部表示器40bの表示 も外部表示器40bに向かって右側から左側に光 が出射されるイメージとなるよう、表示画面 の右側に起点、左側に被測定物が配置される ように表示することが好ましい。外部表示器 40bは、動画や文字を表示できるグラフィック (ドットマトリックス)タイプのLCDである。な� ��、外部表示器40bとして、LCDの外に有機ELやLE DUを用いてもよい。

 図3(a)は、白丸マーク42Aで示す水平線より 上の被測定物を測定した場合の外部表示器40b の表示画面を示す図、図3(b)は白丸マーク42B� �示す水平線より下の被測定物を測定した場� �の外部表示器40bの表示画面を示す図である� �

 被測定物の直線距離および傾斜角度を測� ��し、傾斜角度がプラスだった場合、図3(a)に 示すように、外部表示器40bの表示画面に、水 平線に対応する辺よりも上部に上向きの直角 三角形を表示する。この三角形とともに、直 線距離(例えば、117.0m)、水平距離(例えば、101 .3m)、高さ(例えば、58.5m)及び傾斜角度(例えば 、(+)30°)が外部表示器40bに表示される。この� ��き、直線距離は起点と被測定物とを結ぶ直� ��に対応する、三角形の辺の近傍に表示され� ��。水平距離は水平線に対応する、三角形の� ��の近傍に表示される。傾斜角度は起点に対� ��する、黒丸マーク41で示される三角形の起� �の近傍に表示される。また、表示画面の右� �には、不図示の温度センサで検出された温� �(例えば、26.5℃)が表示される。

 被測定物の直線距離および傾斜角度を測� ��し、傾斜角度がマイナスだった場合、図3(b) に示すように、外部表示器40bの表示画面に、 水平線に対応する変よりも下部に下向きの直 角三角形を表示する。この三角形とともに、 直線距離(例えば、117.0m)、水平距離(例えば、 101.3m)、高さ(例えば、58.5m)及び傾斜角度(例え ば、(-)30°)が同時に外部表示器40bに表示され� ��。このときも、表示画面の右下には温度(例 えば、26.5℃)が表示される。

 なお、被測定物の傾斜角度が変わったと� ��には、傾斜角度の変化にしたがって傾斜角� ��に対応する三角形の角度も変わる。

 図4は、被測定物の一方がプラス傾斜角を 有し、他方がマイナス傾斜角を有する2つの� �測定物間の高さを測定した場合の外部表示� �40bの表示画面を示す図である。

 図4に示すように、白丸マーク42Aで示す第 1の被測定物の傾斜角度がプラスであり、白� �マーク42Bで示す第2の被測定物の傾斜角度が� ��イナスである場合、図3(a)に示すような第1� �被測定物に関する三角形と図3(b)に示すよう� ��第2の被測定物に関する三角形とを接合した 形状の第3の三角形を、外部表示器40bの表示� �面に表示する。外部表示器40bの表示画面に� �、第3の三角形とともに、黒丸マーク41で示� �第1の起点と第1の被測定物との直線距離(例� �ば、117.0m)、起点と第2の被測定物との距離(� �えば、117.0m)、2つの被測定物間の高さ(例え� �、117.0m)、及び起点と第1の被測定物とを結ぶ 直線と起点と第2の被測定物とを結ぶ直線と� �なす角度(例えば、60°)が表示される。この� �きも、表示画面の右下には温度(例えば、26.5 ℃)が表示される。

 図5(a)(b)は互いにプラス傾斜角又はマイナ ス傾斜角を有する2つの被測定物間の高さを� �定したときの外部表示器40bの表示画面を示� �図である。図5(a)は水平線より上にある2つの 被測定物間の高さを測定した場合の外部表示 器40bの表示画面を示す図、図5(b)は水平線よ� �下にある2つの被測定物間の高さを測定した� ��合の外部表示器40bの表示画面を示す図であ� ��。

 図5(a)(b)に示すように、いずれの場合も、 黒丸マーク41で示す起点と白丸マーク42Aで示� ��第1の被測定物との距離(例えば、117.0m)、起� ��と白丸マーク42Bで示す第2の被測定物との距 離(例えば、112.0m)、及び2つの被測定物間の距 離(例えば、39.1m)が、第3の三角形とともに、� ��部表示器40bの表示画面に表示される。この� ��きも、表示画面の右下には温度(例えば、26. 5℃)が表示される。

 次に、距離測定装置1の動作を図面を用い て説明する。

 ユーザが電源ボタン5を押す(例えば、5秒� ��満)ことによって距離測定装置1の電源が入� �、入力待ち状態となる。なお、入力待ち状� �で8秒間以上何も操作されなかった場合には� ��源は切れる。

 電源ボタン5が押し続けられた場合(例え� �、最大20秒)、距離測定装置1を動かすと、そ� ��に応じて刻一刻と被測定物が変わり、それ� ��伴い、直線距離と傾斜角度とを示す数値が� ��間の経過とともに切り替わりながら順次内� ��表示器40a及び外部表示器40bに表示される。

 ユーザが操作ボタン6を1回押す毎に内部� �示器40aの表示画面上の表示モードを示すマ� �クは、Act→Hor→Hgt+Hgt2→Ang→Act・・・の順序 で切り替わる。すなわち、操作ボタン6の操� �によって選択された表示モードを表すマー� �が点灯する。

 直線距離表示モード(Act)、水平距離表示� �ード(Hor)及び高さ表示モード(Hgt)が選択され� ��いる場合、入力待ち状態中に電源ボタン5を 1回押すと被測定物に対する直線距離および� �斜角度の測定が行われ、直線距離、傾斜角� �及び高さのいずれかが内部表示器40aの表示� �面に表示される。このとき、外部表示器40b� �表示画面には、図3(a)(b)に示すように三角形� ��直線距離、傾斜角度及び高さが同時に表示� ��れる。

 測定後にユーザが操作ボタン6を押して表 示モードを切り替えたとき、表示モードの切 り替えに応じて内部表示器40aの表示画面に表 示される数値、例えば、距離も切り替わる。 例えば、直線距離表示モードが選択されてマ ークActが点灯し直線距離を表す数値(117.0m)が� ��示されているときに、ユーザが操作ボタン6 を押すと、表示モードは水平距離表示モード に切り替わる。これに応じて、内部表示器40a の表示画面において、マークActが消灯して水 平距離表示モードを表すマークHorが点灯し、 水平距離を表す数値(101.3m)が表示される。

 2点間距離測定モードに切り替えた後、ユー ザが電源ボタン5を1回押して測定開始すると� ��内部表示器40aの表示画面内でマークHgtが点� ��し、マーク+Hgt2が点滅する。第1の被測定物� ��対する直線距離と傾斜角度の測定、および� ��さ演算が行われ、第1の被測定物に対する直 線距離、傾斜角度及び高さが内部表示器40a及 び外部表示器40bに表示される。このとき、外 部表示器40bの表示画面には第1の被測定物に� �する三角形が直線距離、傾斜角度及び高さ� �同時に表示される。
 第2の被測定物に対する直線距離および角度 測定を行うために、ユーザはさらに操作ボタ ン6を押す。第2の被測定物に対する測定を行� ��ないと、内部表示器40aの表示画面にエラー� ��ーク(EE)が表示がされる。操作ボタン6の操� �に応じて第2の被測定物に対する直線距離と� ��度測定、および高さ演算が行われ、内部表� ��器40aの表示画面においてマークHgtとマーク+ Hgt2が点灯する。
 CPU51は、第1の被測定物に対する直線距離、� ��斜角度および高さと第2の被測定物に対する 直線距離、傾斜角度および高さとに基いて、 新たな第3の三角形を生成する。そして、図4� ��図5(a)、5(b)に示すように、第3の三角形、第1 の被測定物までの第1の直線距離、第2の被測� ��物までの第2の直線距離、起点から第1の被� �定物までの直線と起点から第2の被測定物ま� ��の直線との成す角度、及び第1の被測定物と 第2の被測定物との距離が同時に外部表示器40 bの表示画面に表示される。

 角度表示モードに切り替えると、内部表� ��器40aの表示画面においてマークAngが点灯す� ��。レーザ光を出射させずに傾斜センサによ� ��て被測定物に対する傾斜角度が連続的に測� ��され、内部表示器40a及び外部表示器40bには� ��定結果が表示される。その後、操作ボタン6 が1回押されるか所定時間(例えば30秒)が経過� ��たとき、入力待ち状態に戻る。

 なお、距離測定装置1は、電源がオフにな ったときに選択されていた表示モードを、例 えばCPU51のメモリに記憶しておく。そこで、� ��源がオフになった後、距離測定装置1の電源 が再びオンとなると、内部表示器40aの表示画 面には、電源が切られたときに選択されてい た表示モードに対応するマークが点灯表示さ れる。また、遠距離モード(Dst)、近距離モー� ��(1st)、および距離単位モード(m/YD)も同様に� �電源が切られたときの表示内容が保持され� �。距離単位モードの切換、すなわちメート� �(m)とヤード(YD)の切り替えは、操作ボタン6を 所定時間(例えば1.5秒)以上押されることによ� ��て、行われる。近距離モードでは、例えば� ��ルフにおいてピンと背景とを区別して、距� ��測定装置1に対してより近距離にあるピンま での距離を正確に測定することができる。そ して、この近距離モードの場合、起点からピ ンまでの直線と水平線とのなす角度が傾斜角 度となる。

 以上説明したように、一実施の形態によ� ��ば、測定光が出射された位置から被測定物� ��での直線距離の測定結果及び直線と水平線� ��のなす傾斜角度の測定結果を、これらの測� ��結果に対応する三角形とともに、外部表示� ��40bに表示させる。これより、ユーザは、表� ��器上に表示された数字等の文字がそれぞれ� ��んな測定結果を表すのかを容易に判断でき� ��。また、内部表示器40aにも外部表示器40bと� ��様の画面を表示させるようにすれば、測定� ��とその傍にいる人間とが同じ画面を測定者� ��同時に見ることができ、便利である。例え� ��、ゴルフの場合、測定者(例えば、プレーヤ )と一緒に傍にいる人間(例えば、キャディ)が 測定結果を見てクラブ選択等を行うことがで きるというメリットがある。

 なお、上記一実施の形態では、外部表示� ��40bの表示画面に表示する図形の一例として� ��角形を用いたが、これには限定されず、測� ��条件に応じて三角形以外の図形を用いても� ��い。例えば、被測定位置が3箇所ある場合に 、図形を多角形としてもよい。また、立体形 状の図形を用いてもよい。

 また、起点と被測定物とを結ぶ直線に対� ��する、三角形の辺の近傍に直線距離が表示� ��れ、水平線に対応する、三角形の辺の近傍� ��水平距離が表示され、起点に対応する三角� ��の起点の近傍に傾斜角度が表示されるので� ��ユーザはそれぞれの対応関係を容易に判断� ��きる。

 更に、水平線より上の被測定物を測定し� ��場合に外部表示器40bの表示画面に上向きの� ��角形を表示し、水平線より下の被測定物を� ��定した場合に外部表示器40bの表示画面に下� ��きの三角形を表示するので、表示画面を見� ��だけで被測定物の上下関係の位置を視覚的� ��判断し易くなる。

 また、傾斜角度に応じて傾斜角度に対応� ��る三角形の傾斜角度を変えるようにしたの� ��、表示画面を見ただけで被測定物の位置を� ��覚的により判断し易くなる。

 更に、起点及び被測定物の位置に対応する� ��角形の頂点にマークを付けたので、両者の� ��応関係を一目で判断することができる。
 上記では、種々の実施の形態および変形例� ��説明したが、本発明はこれらの内容に限定� ��れるものではない。本発明の技術的思想の� ��囲内で考えられるその他の態様も本発明の� ��囲内に含まれる。
 本出願は日本国特許出願2007-042260号(2007年2� �22日出願)を基礎として、その内容は引用文� �してここに組み込まれる。