具体实施方式

总体上参照附图，示出了数字水平仪的各种实施例。本文讨论的数字水平仪的各种实施例包括位于数字水平仪的顶表面和侧表面上的显示器。顶部显示器包括发光部件和带有LED的电路板。LED和发光部件经由光导管进行视觉通信，这些光导管将由LED发出的光传输至发光部件。

该方法的一个优点在于，在水平仪的多侧提供了稳健的显示能力，而不需要与如LCD等更复杂的显示器一致的处理、功率和部件开销。因为显示器需要不太复杂的处理和硬件支持，所以简化了与生产和支持水平仪相关联的开发、改进和维护。这种方法不仅降低了具体上制造顶部显示器以及总体上制造水平仪的难度，而且降低了为水平仪开发的软件和固件的所需复杂度(例如，不需要LCD显示器驱动器来使水平仪的处理器与顶部显示器进行交互)。

在一个实施例中，顶部显示器从电路板的顶部边缘延伸。顶部显示器提供指示水平仪的取向的视觉信号(例如，“+”加符号、“-”减符号、和“O”圆圈符号)。顶部显示器包括若干发光部件，这些发光部件接收来自电路板上的LED的光。电路板接收指示要发出哪种信号的信号，并且基于该接收到的信号，打开对应于将会产生适当符号的发光部件的(多个)适当LED。

参考图1至图5，示出了根据示例性实施例的水平仪，诸如数字水平仪10。总体上，水平仪10包括壳体22、前部显示器20和顶部显示器30。水平仪本体包括大体上平坦的底表面和相反的上表面(例如，顶表面)，该上表面大体上与平坦的底表面平行。如通常所理解的，水平仪的底座放置在工件(例如，结构、表面等)上，以便水平仪的用户测量工件表面的度数，包括但不限于表面是否是水平的、铅垂的、或其他取向。

水平仪10包括位于水平仪10的底部(从图1的视角)的第一测量表面16，和位于水平仪10的前部(从图1的视角)的第二测量表面18。测量表面16、18提供了非常平的表面和/或边缘，这些表面和/或边缘允许水平仪10通过将测量表面16、18之一抵靠其他对象放置来测量被测对象的取向。认为水平仪10可以具有任意数量的测量表面(例如，1至6个)。水平仪10包括与水平仪10的长度对齐的主纵向轴线12。

前部显示器20是主输出器件，并且沿壳体22的外部侧壁布置。前部显示器20传达水平仪10的取向(例如，水平仪10垂直于重力)，并且接收来自用户的输入。顶部显示器30是辅输出器件，并且布置在壳体的上表面24上(从图1的视角)。顶部显示器30为用户提供数字I/O。

转向图2至图5，顶部显示器30耦接至板32，并且从板32的顶部边缘34延伸，该板被示出为电路板32。顶部显示器30提供指示水平仪10的取向的视觉信号。例如，如果顶部显示器30发出第一视觉信号，诸如“+”(加)符号，则水平仪10的带有顶部显示器30的侧太低，并且水平仪10需要进行旋转以使得顶部显示器30升高。如果顶部显示器30发出第二视觉信号，诸如“-”(减)符号，则水平仪10的带有顶部显示器30的侧太高，并且水平仪10需要进行旋转以使得顶部显示器30降低。如果顶部显示器30发出第三视觉信号，诸如“O”(圆圈)符号，则水平仪10具有目标取向的阈值以内的取向。水平仪10的目标取向可以由用户动态配置。例如，水平仪10的目标取向可以垂直于重力(即，与水平地面平行)、平行于重力(例如，铅垂)、或任意选定取向(例如，在水平仪10的纵向轴线12与水平地面之间成45度角)。

为了发出这些符号，顶部显示器30包括若干发光部件44，这些发光部件包括第一提升符号灯46、第二提升符号灯48、下降符号灯50和水平符号灯52。发光部件44由支撑件56支撑，并且经由光导管54接收由LED 58发出的光。光导管54在一个或多个LED 58与一个或多个发光部件44之间提供光学通信，诸如通过将光从LED 58引导到发光部件44。在一个实施例中，光导管54围绕LED 58，并且因此捕获由LED 58发出的大部分光。在一个实施例中，LED 58是直角LED，这些直角LED发出垂直于它们所附接的表面的光(图3最佳示出)。

LED58包括第一LED 60、第二LED 62、第三LED 64、第四LED 66和第五LED 68。在所描绘的实施例中，每个LED 58经由光导管54将光发出至单一发光部件44。第一LED 60和第五LED 68将光发出至水平符号52(例如，“O”符号)。第二LED 62和第四LED 66分别将光发出至第一提升符号46和第二提升符号48(例如，“+”符号的“|”组成部分)。第三LED 64将光发出至下降符号50(例如，既是“-”符号也是“+”符号的“-”组成部分)。应理解的是，虽然本文讨论的实施例是按照符号“+”、“-”和“O”进行讨论的，但是可以使用适于提供本文讨论的各种指示的任意符号。

在使用中，当确定了水平仪10在目标取向的阈值内时，第一LED 60和第五LED 68被打开并且将光发出至水平符号52，该水平符号然后发出“O”符号以向工作人员指示水平仪10是水平的。另一方面，当确定了水平仪10的顶部显示器30太低时，则第二LED 62、第三LED 64和第四LED 66被打开并且将光发出至第一提升符号46、第二提升符号48和下降符号50，这些符号然后发出“+”符号以向工作人员指示水平仪10的带有顶部显示器30的侧需要进行升高。当确定了水平仪10的顶部显示器30太高时，则第三LED 64被打开并且将光发出至下降符号50，该下降符号然后发出“-”符号以向工作人员指示水平仪10的带有顶部显示器30的侧需要进行降低。

在所描绘的实施例中，顶部显示器30设置在水平仪10的与把手相反的端。在另一实施例中，顶部显示器30设置在水平仪10的与把手相同的端。在顶部显示器30的任一布置中，“+”符号和“-”符号分别指示水平仪10的包括顶部显示器30的侧是应该向上移动还是向下移动。

如本文所描述的，顶部显示器30从板32的顶部边缘34和面36延伸。板32包括长度38、高度40和宽度42。虽然描绘了某种长度、高度和宽度，但是板32的其他长度、高度和宽度可以被利用并且仍适用本披露内容。

转向图6至图7，在该实施例中的顶部显示器30从板32的面36延伸。在该实施例中，顶部显示器30也包括发光部件44，该发光部件接收来自LED 58的光，以发出“+”、“-”和“O”符号。

转向图8，处理器90(被示出为MCU 90)经由所描绘的示意图控制前部显示器20和顶部显示器30。在该实施例中，前部显示器20是LCD显示器或类似物(例如，OLED)，并且顶部显示器30是如上所述的基于LED的显示器。

转向图9，其中展示了水平仪10的示例性实施例。水平仪10包括前部显示器20、包含多个按钮和输入的用户界面、以及在水平仪的一个纵向端处的把手。

转向图10，其中展示了数字水平仪10的电路图。上部电路图包括MCU，该MCU与以下设备进行通信：正面LCD，包括一个或多个背光LED；顶部显示器30，其可以是LCD或LED；用户界面，包括按钮；加速度计部件；以及耦接至压电扬声器的压电驱动器。在一个实施例中，加速度计部件包括相对于彼此垂直布置的双重加速度计(例如，第一加速度计相对于水平地面在一个方向上旋转45度，并且第二加速度计在相反方向上旋转45度)。在一个实施例中，水平仪10的电源包括选自AA电池或AAA电池中的一者的一个或多个电池。

转向图11，其中展示了处于各种配置和操作状态的数字水平仪的示例性配置的一系列功率测量。

在特定实施例中，主显示器(例如，前部显示器20)定位在数字水平仪10的侧表面。在特定实施例中，主显示器(例如，前部显示器20)定位在水平仪的除了顶表面之外的表面上，并且辅显示器(例如，顶部显示器30)定位在顶表面上。在特定实施例中，主显示器(例如，前部显示器20)限定的区域比由辅显示器(例如，顶部显示器30)限定的区域更大。

应理解的是，附图详细地展示了示例性实施例，并且应理解的是，本申请不限于在说明书中阐述的或在附图中展示的细节或方法。还应理解的是，术语仅出于说明的目的，而不应被视为是限制性的。

鉴于该描述，本发明的多个不同方面的其他修改和替代性实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，该描述被解释为仅是说明性的。在多个不同的示例性实施例中示出的构造和布置仅是说明性的。虽然在本披露内容中仅详细描述了几个实施例，但是在不实质上脱离本文描述的主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，改变多个不同元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、使用材料、颜色、取向等)。一体成形示出的一些元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以是反向的或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或位置可以变化或改变。根据替代性实施例，任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或次序都可以改变或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在多个不同的示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他置换、修改、改变和省略。

除非另外明确指出，否则并不以任何方式意图使在此阐述的任何方法解释为要求其步骤按指定顺序执行。相应地，在方法权利要求没有实际列举其步骤应遵循的顺序的情况下或在权利要求或说明书中没有特别声明步骤应限于特定顺序的情况下，绝不意味着可以推断出任何特定顺序。另外，本文使用的冠词“一”旨在包括一个或多个部件或元件，并非旨在被解释为仅有一个。如本文使用的，“刚性联接”是指联接两个部件，其方式使得当受到力作用时，这些部件以固定的位置关系一起移动。

本发明的多个不同实施例涉及任何特征的任何组合，并且在本申请或将来的申请中可以要求保护特征的任何这种组合。上面讨论的任何示例性实施例的任何特征、元件或部件都可以单独使用，或者与上面讨论的任何其他实施例的任何特征、元件或部件相结合使用。