(57)【要約】【課題】濃度フィルターへの傷付を防止することができるとともに、濃度設定した濃度フィルターの位置設定を確実に固定できる光波距離計を提供する。【解決手段】光源２３０から取得された測定光を被測定物であるプリズム２８０に照射して得られた被測定物からの反射光と、光源２３０から取得され、透過光量が可変な濃度フィルター３１０で光量を調整した内部参照光と、を比較してプリズム２８０までの距離を測定する。濃度フィルター３１０を円周方向に濃度勾配を有する円板状の濃度勾配フィルム３１１と、前記濃度勾配フィルム３１１に重ねて配置した少なくとも１枚の均一な濃度である円板状の保護フィルム３１２とから構成し、固定ねじ３１３で濃度フィルター取付部１３１に取付ける。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から取得された測定光を被測定物に照射して得られた被測定物からの反射光と、
前記光源から取得され、透過光量が可変な濃度フィルターで光量を受光した前記反射光の光量に合わせて減衰した内部参照光と、に基づいて被測定物までの距離を測定する光波距離計において、
前記濃度フィルターは、円周方向に濃度勾配を有する円板状の濃度勾配フィルムと、前記濃度勾配フィルムに重ねて配置した少なくとも１枚の均一な濃度の円板状の保護フィルムを備えることを特徴とする光波距離計。
【請求項２】
前記濃度勾配フィルムと、前記保護フィルムとは、各々が独立に回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の光波距離計。
【請求項３】
前記濃度勾配フィルムと、前記保護フィルムとは、接合されていることを特徴とする請求項１に記載の光波距離計。
【請求項４】
前記保護フィルムの表面に乱反射防止加工が施されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光波距離計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定物で反射された測定光を受光する受光光学系と測定物に測定光を照射する射出光学系とを備え、目標までの距離を測定する光波距離計に関する。
【０００２】
上述の光波距離計は、変調した所定波長領域の測定光を被測定物に照射し、被測定物からの反射光を受光して、内部参照光と、受光された測定光の位相差から測定物までの距離を測定する。
【０００３】
このような光波距離計では、内部参照光と測定光との位相差の測定を行うため、内部参照光を受光した測定光と同一の光量（信号）レベルにあらかじめ調整するようにしている。この光量の調整は、濃度勾配を有するフィルムを用いた、フィルターを使用しこの濃度フィルムの適当な濃度位置に設定して、光量の調整を行う。
【０００４】
特許文献１および特許文献２には、測定光を被測定物に照射し、被測定物で反射された測定光を受光し、この受光した測定光と、濃度フィルターで光量を調整した内部参照光とを比較して被測定物までの距離を測定する光波距離計が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４４６８１公報参照
【特許文献２】特開２００８−７６２１２公報参照
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、濃度フィルターとして、乳剤面にインクが盛られた印刷型のものを使用する場合、濃度フィルター固定用の工具が触れるなど、乳剤面に機械的な負荷がかかるとインクがはげる等の劣化が生じ、濃度フィルターの濃度自体が変化してしまうことがある。また、乳化剤に凹凸が発生すると、入射した測定光が、乱反射してしまい、その影響で光学系内部の迷光（光ノイズ）が発生し、測定光信号のS/N低下を招き測定精度が低下してしまう。
【０００７】
また、従来の光波距離計では、濃度フィルターを回転中心において、ねじなどで固定するとき、測定光の強度が変化してしまうことがある。これは、濃度フィルターの濃度調整をする際、測定光が所定の強度になる位置で濃度フィルターを固定用のねじ等を締め付けるとき濃度フィルターの濃度位置が回転してしまうことによる。
【０００８】
本発明は上述した課題にかんがみてなされたものであり、濃度フィルターへの傷付を防止するとともに、濃度設定した濃度フィルターの位置設定を確実に固定できる光波距離計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光源から取得された測定光を被測定物に照射して得られた被測定物からの反射光と、前記光源から取得され、透過光量が可変な濃度フィルターで光量を受光した前記反射光の光量に合わせて減衰した内部参照光と、に基づいて被測定物までの距離を測定する光波距離計において、前記濃度フィルターは、円周方向に濃度勾配を有する円板状の濃度勾配フィルムと、前記濃度勾配フィルムに重ねて配置した少なくとも１枚の均一な濃度の円板状の保護フィルムを備えることを特徴とする光波距離計である。
【００１０】
同じく請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光波距離計において、前記濃度勾配フィルムと、前記保護フィルムとは、各々が独立に回転可能であることを特徴とする。
【００１１】
同じく請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光波距離計において、前記濃度勾配フィルムと、前記保護フィルムとは、接合されていることを特徴とする。
【００１２】
同じく請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光波距離計において、前記保護フィルムの表面に乱反射防止加工が施こされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る光波距離計によれば、濃度フィルターへの傷付を防止するとともに、濃度設定した濃度フィルターの位置を確実に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る光波距離計を示す正面図である。
【図２】同じく光波距離計を示す断面図である。
【図３】同じく光波距離計の光学系を示すものであり、（ａ）は測定光射出の状態を示す模式図、（ｂ）は内部参照光射出の状態を示す模式図である。
【図４】同じく光波距離計内部構造を示す斜視図である。
【図５】同じく光波距離計の濃度フィルターの構造を示す分解斜視図である。
【図６】同じく光波距離計の濃度フィルターの構造を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態に係る光波距離計について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る光波距離計を示す正面図、図２は同じく光波距離計を示す断面図、図３は同じく光波距離計の光学系を示すものであり、（ａ）は測定光射出の状態を示す模式図、（ｂ）は内部参照光射出の状態を示す模式図である。
【００１６】
実施形態に係る光波距離計１００は、図１に示すように、三脚（図示せず）に取り付けられる基台部１０１に架台１０２が設けられ、この架台１０２には光学系を含む望遠鏡部１０３が支持されている。前記基台部１０１は整準ねじ１０４を有し、架台１０２が水平となる様に整準可能となっている。架台１０２は鉛直軸心を中心に回転可能であり、望遠鏡部１０３は水平軸心を中心に回転可能となっている。また、架台１０２には表示部１０６を有する操作入力部１０７が設けられ、前記表示部１０６には測定対象物までの距離の測定値等が表示される。
【００１７】
実施形態に係る光波距離計１００の光学系について説明する。図２は同じく光波距離計を示す断面図、図３は同じく光波距離計の光学系を示すものであり、（ａ）は測定光射出の状態を示す模式図、（ｂ）は内部参照光射出の状態を示す模式図である。光波距離計１００は、筐体１１０内に、鏡筒１２０と、ベース部１３０が形成されている。また、図２に示すように、光波距離計１００は、光学系２００として、受光光学系である対物レンズ系２１０と、測定光を射出する射出光学系２２０と、対物レンズ系２１０からの測定光を光ファイバ２６０に導く射出反射光学系２４０とを備える。また光学系２００は、受光反射光学系２５０と、視準光学系２７０とを備える。光ファイバ２６０は、光センサー２６１（図３参照）に測定光を導く。視準光学系２７０は対物レンズ系２１０からの被測定物像を目視できるようにして、光波距離計１００の方向を決定したり補正したりするために使用される。
【００１８】
対物レンズ系２１０は、鏡筒１２０に配置され、被測定物であるプリズム２８０に向かう第１光軸Ｏ１を備え、被測定物からの光を集光する。対物レンズ系２１０は、３枚のレンズを備えており、各種収差が補正され全体で正のパワーを備える。射出光学系２２０は、ベース部１３０に配置され、第１光軸Ｏ１と平行な第２光軸Ｏ２を備え、光源２３０からの光を平行光である測定光として射出する。光源２３０は、例えば赤外線を発生するレーザーダイオードである。射出光学系２２０は、コリメータレンズ２２１と、射出光を断続的に遮断し射出光を内部参照光として取り出す台形プリズム２２５を備えたチョッパ２２６と、マイコンなどにより制御されて外光束光量を調整するサーキュラー２２２と手動で回転位置を設定することにより内部参照光の光量を調整する濃度フィルター３１０、と絞り２２４とを備える。濃度フィルター３１０は、円周上に濃度勾配を備えた円板状の部材である。また、サーキュラー２２２は、測定光出射光量の調整用に円周上に濃度勾配が付いている濃度フィルターを備え、サーキュラー駆動モータ２２３で回転駆動される円板状の部材である。
【００１９】
さらに、チョッパ２２６はチョッパ駆動モータ２２７で回転駆動され、所定のタイミングで、第２光軸Ｏ２上のコリメータレンズ２２１の前側に出没するように駆動される。ここで、チョッパ２２６には、コリメータレンズ２２１を覆う板部２２６ａが形成されている。また、台形プリズム２２５は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように２つの反射面２２５ａ、２２５ｂを備え、内部参照光を内部参照光センサー２９０に導く。
【００２０】
測定光の射出時には、図３（ａ）に示すように、チョッパ２２６は、コリメータレンズ２２１の射出口から外れ、光源２３０からの光は、サーキュラー２２２で断続的に遮られながらミラー部材２４１に向け、射出される。なお、図３（ａ）において、内部参照光の光軸を一点鎖線で示し、測定光の光路を矢印付の実線で示している。３（ａ）示した状態では、内部参照光は生成されてない。
【００２１】
内部参照光の射出時には、図３（ｂ）に示すように、チョッパ２２６はコリメータレンズ２２１の射出口に台形プリズム２２５の反射面２２５ａが配置される状態となる。この状態で、光源２３０からの光は、コリメータレンズ２２１を経て、台形プリズム２２５の反射面２２５ａ、２２５ｂで反射されて濃度フィルター３１０に向け射出される。濃度フィルター３１０で濃度調整された内部参照光は、光ファイバ２６３に入射する。このとき、コリメータレンズ２２１の開口は、板部２２６ａで完全に覆われるので、対物レンズ系２１０側には光は入射しない。光ファイバ２６３は、光ファイバ２６０と合流し、光ファイバ２６３からの内部参照光と、光ファイバ２６０からの測定光は同一の光センサー２６１で検出される。なお、図３（ｂ）において、内部参照光の光路を矢印付の実線で示し、測定光の光軸を一点鎖線で示している。３（ｂ）示した状態では、測定光は生成されてない。
【００２２】
射出反射光学系２４０は、第２光軸Ｏ２上に斜めに反射面を形成した第１反射手段であるミラー部材２４１と、対物レンズ系２１０の入射側（外側）に配置される第２反射手段である送光反射プリズム２４２とを備える。送光反射プリズム２４２は第１光軸Ｏ１上に傾斜した反射面２４２ａを備える。この例では対物レンズ系２１０の外側には、平行平面ガラスであるカバーガラス２８１が配置され、送光反射プリズム２４２は、このカバーガラス２８１の内側に接着されて配置されている。
【００２３】
受光反射光学系２５０は、ダイクロイックミラー２５１と、このダイクロイックミラー２５１からの光を直角方向に反射する受光反射部材である受光反射プリズム２５２とから構成される。ダイクロイックミラー２５１は、鏡筒１２０に配置され、対物レンズ系２１０から第１光軸Ｏ１に沿って入射する光のうち、所定波長帯域の光である測定光を反射する。他の帯域の光は透過して、鏡筒１２０に配置された視準光学系２７０に入射する。光波距離計１００のオペレーターは、視準光学系２７０を用いて、視準を行うことができる。受光反射プリズム２５２は、第１光軸Ｏ１に４５度の角度で形成された反射面２５２ａを有し、ダイクロイックミラー２５１からの光を光ファイバ２６０に向け反射する。
【００２４】
このような光波距離計１００では、光センサー２６１で検出した測定物であるプリズム２８０からの測定光と、光ファイバ２６３からの内部参照光とに基づいて被測定物であるプリズム２８０までの距離を演算する。
【００２５】
次に濃度フィルター３１０について説明する。図４は本発明の実施形態に係る光波距離計内部構造を示す斜視図、図５は同じく光波距離計の濃度フィルターの構造を示す分解斜視図、図６は同じく光波距離計の濃度フィルターの構造を示す分解斜視図である。図４および図５に示すように、濃度フィルター３１０は、濃度勾配を形成した濃度勾配フィルム３１１と、濃度が一定、例えば透明な保護フィルム３１２とを重ねて、固定ねじ３１３を望遠鏡部１０３に配置されたベース部１３０の濃度フィルター取付部１３１に配置したものである。濃度勾配フィルム３１１および保護フィルム３１２は合成樹脂フィルムで構成される。そして、保護フィルム３１２が回転しても、濃度勾配フィルム３１１は保護フィルム３１２につれて回転することがないよう、接合せずに取り付けられる。なお、図４にはチョッパ２２６は記載されておらず、図５、図６にはサーキュラー２２２およびチョッパ２２６は記載していない。
【００２６】
内部参照光の光量を調整するときには、濃度勾配フィルム３１１と保護フィルム３１２と重ねた状態で濃度フィルター３１０全体を回転させる。そして、適当な位置で止めて光量を決定する。そして、濃度フィルター３１０の位置を固定するとき、固定ねじ３１３を締める方向に回転して固定する。このとき、固定ねじ３１３の回転によって保護フィルム３１２が回転しても、濃度勾配フィルム３１１は回転しない。このため、濃度フィルター３１０の固定時に、内部参照光の信号強度が変化することがない。また、固定ねじ３１３を回すのに用いる工具、例えばドライバーの先端が、濃度勾配フィルム３１１に直接接触することを防止できる。このため、濃度フィルター３１０の表面を損傷することがない。この調整は、従来例と同様に製造工場での調整時に行う。調整作業は、筐体１１０の上側カバーを外しておこない、上側カバーを外すと、固定ねじ３１３は露出してドライバー等の工具で操作できるようになる。
【００２７】
さらに、何らかの理由で、保護フィルム３１２を損傷しても、保護フィルム３１２を交換するだけでよく、コストがかからず、交換作業も容易である。
【００２８】
このように、保護フィルム３１２は、印刷工程で製作した濃度勾配フィルム３１１の乳剤面を覆うことになるので、濃度勾配フィルム３１１の乳剤面の凹凸における不要散乱を避けることができる。このため、受光光学系内部に不要な迷光をつくることがなく、測定誤差の低減にも寄与する。
【００２９】
また、保護フィルム３１２の表面に、乱反射防止加工が施しておくと、入射光が乱反射せず、内部参照光の散乱を防止することができ、測定精度の向上が図れる。乱反射防止加工としては、保護フィルム表面の鏡面処理、ＡＲコート等を行う。
【００３０】
さらに、上記実施形態では、保護フィルム３１２を回転させても、濃度勾配フィルム３１１が回転しないように構成したが、濃度勾配フィルム３１１に保護フィルム３１２を接合しておいてもよい。この場合濃度勾配フィルム３１１の表面の保護を図ることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１００：光波距離計
１０１：基台部
１０２：架台
１０３：望遠鏡部
１０４：整準ねじ
１０６：表示部
１０７：操作入力部
１１０：筐体
１２０：鏡筒
１３０：ベース部
１３１：濃度フィルター取付部
２００：光学系
２１０：対物レンズ系
２１１：レーザー光源
２２０：射出光学系
２２１：コリメータレンズ
２２２：サーキュラー
２２３：サーキュラー駆動モータ
２２４：絞り
２２５：台形プリズム
２２５ａ、２２５ｂ：反射面
２２６：チョッパ
２２７：チョッパ駆動モータ
２３０：光源
２４０：射出反射光学系
２４１：ミラー部材
２４２：送光反射プリズム
２４２ａ：反射面
２５０：受光反射光学系
２５１：ダイクロイックミラー
２５２：受光反射プリズム
２５２ａ：反射面
２６０：光ファイバ（射出（外）光路用）
２６１：光センサー
２６３：光ファイバ（内部参照光路用）
２７０：視準光学系
２８０：プリズム
２８１：カバーガラス
２９０：内部参照光センサー
３１０：濃度フィルター
３１１：濃度勾配フィルム
３１２：保護フィルム
３１３：固定ねじ
Ｏ１：第１光軸
Ｏ２：第２光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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