(57)【要約】【課題】光波距離計において、対物レンズの前面に配置された保護ガラスでターゲットに向けて反射される保護ガラス反射光によって、測定誤差が出ないようにする。【解決手段】測距光（Ｌ１）を視準軸（Ｏ）に一致させてターゲット（２８）に向けて出射する送光光学系（Ｓ）と、ターゲットで反射して戻って来た測距光を集光する対物レンズ（１０）と、対物レンズの前方に配置された保護ガラス（３８）とを備えた光波距離計（１００）において、保護ガラスを視準軸に対しわずかに傾斜させる。保護ガラスの視準軸に対する傾斜角（θ）は、０．２°−１．０°の範囲とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距光を視準軸に沿ってターゲットに向けて出射する送光光学系と、前記ターゲットで反射して戻って来た前記測距光を集光する対物レンズと、該対物レンズの後方に配置され前記測距光を受光素子に導く光学素子と、前記対物レンズを含む視準望遠鏡と、前記対物レンズの前方に配置された保護ガラスとを備えた光波距離計において、
前記保護ガラスを視準軸に対しわずかに傾斜させたことを特徴とする光波距離計。
【請求項２】
前記保護ガラスは、視準軸に対して０．２°−１．０°ほどの傾斜角を有することを特徴とする請求項１に記載の光波距離計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターゲットに向けて測距光を送光し、ターゲットで反射してきた測距光を受光し、送光した測距光と受光した測距光と基準光としての参照光の位相差からターゲットまでの距離を測定する光波距離計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、特願２００１−２３８６７７号で、対物レンズの前方に保護ガラスを配置した光波距離計に関する発明を開示している。図３に、この光波距離計の光学系を示す。
【０００３】
この光波距離計は、視準軸（光軸）Ｏ上に、対物レンズ１０、合焦レンズ１２、対物レンズ１０で倒立した像を正立させるための正立プリズム１４、視準軸Ｏを示す十字線が描かれた焦点板１６、接眼レンズ１８を配置した視準望遠鏡Ｔを備えている。また対物レンズ１０の前面には保護ガラス３８が配置されている。さらに、この光波距離計１００は、次に述べるように、測点に設置されたターゲット２８（プリズム）に向けて測距光Ｌ１を送光する送光光学系Ｓと、ターゲット２８から反射してきた測距光Ｌ１を受光するための受光光学系Ｒとを備えている。
【０００４】
これらの視準望遠鏡Ｔ、送光光学系Ｓ、受光光学系Ｒは、ハウジングＨ内に配置されている。ハウジングＨには対物レンズ１０の前面に窓が開けてあり、この窓が保護ガラス３８で塞がれている。
【０００５】
送光光学系Ｓは、赤色の測距光Ｌ１を発する光源（発光ダイオード）２０と、光源２０から発した測距光Ｌ１を平行光線にするコリメータレンズ２２と、測距光Ｌ１をさらに測距光Ｌ１を視準軸Ｏに向けて反射する反射鏡２４と、さらに測距光Ｌ１を視準軸Ｏに一致させてターゲット２８に向けて反射する反射プリズム２６とからなる。反射プリズム２６は、視準軸Ｏ上に配置されるとともに、対物レンズ１０の前方に配置された保護ガラス３８に固定される。
【０００６】
受光光学系Ｒは、ターゲット２８で反射してきた測距光Ｌ１を集光する対物レンズ１０と、この対物レンズ１０の焦点距離上に配置されていて、集光された測距光Ｌ１を受光して電気信号に変換する受光素子３４と、測距光Ｌを受光素子３４へ導く光学素子からなる。この光学素子は、視準軸Ｏ上に配置されていて測距光Ｌを受光素子３４に向けて反射するダイクロイックプリズム３０と、測距光Ｌ１以外の光をカットするためダイクロイックプリズム３０に貼着されたバンドパスフィルタ３２とからなる。
【０００７】
ダイクロイックプリズム３０は、測距光Ｌ１は反射するが、測距光Ｌ１以外の光は透過するようになっているので、測距光Ｌ１以外の光のみが、合焦レンズ１２、ポロプリズム１４、焦点板１６、接眼レンズ１８を経て、作業者の目に入るようにしている。バンドパスフィルタ３２は測距光Ｌ１以外の光をカットし、バンドパスフィルタ３２上に設けられたコート（図示省略）は、波長略７００ｎｍ以上及び波長略６６０ｎｍ以下の光をカットし、波長略６６０−７００ｎｍの測距光Ｌ１のみを通過させるようにするものである。
【０００８】
さて、送光光学系Ｓから出射した測距光Ｌ１は、ターゲット２８で反射して受光光学系Ｒへ導かれ、対物レンズ１０、ダイクロイックプリズム３０、バンドパスフィルタ３２を経て受光素子３４に入射し、電気信号に変換される。ここで、受光素子３４で変換された電気信号と、光源２０から取り出される図示しない参照光による参照信号との位相差から、ターゲット２８までの距離を精密に測定することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の光波距離計では、対物レンズ１０の前に保護ガラス３８を設置しているため、ターゲット２８で反射して戻ってきた測距光Ｌ１が、図３に破線で示したように、保護ガラス３８で視準軸Ｏと同じ光路をターゲット２８に戻る。この戻された保護ガラス反射光Ｌ２は、通常の測距光Ｌ１の２倍の距離を送光した後に、視準軸Ｏと平行に対物レンズ１０に入射し、受光素子３４に到達する。保護ガラスの反射率は、４％程度であり、保護ガラス３８上に反射防止コートを施すと０．３％程度に低減できるので、普通は、保護ガラス反射光Ｌ２による測定誤差は問題にならない。
【００１０】
しかし、測距光Ｌ１がターゲット２８の完全に中心を照射すると、戻ってきた測距光Ｌ１が反射プリズム２６にじゃまされ、対物レンズ１０に入射する測距光Ｌ１が大幅に減少するが、測距光Ｌ１は完全に平行でないので、保護ガラス反射光Ｌ２は、いくらか広がって受光素子３４に達する。そこで、位相差が測距光Ｌ１と保護ガラス反射光Ｌ２に関する平均値として計算されるため、測定誤差が発生するという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、光波距離計において、対物レンズの前面に配置された保護ガラスからターゲットに向けて反射される保護ガラス反射光によって、測定誤差が出ないようにすることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため請求項１に係る発明は、測距光を視準軸に沿ってターゲットに向けて出射する送光光学系と、前記ターゲットで反射して戻って来た前記測距光を集光する対物レンズと、該対物レンズの後方に配置され前記測距光を受光素子に導く光学素子と、前記対物レンズを含む視準望遠鏡と、前記対物レンズの前方に配置された保護ガラスとを備えた光波距離計において、前記保護ガラスを視準軸に対しわずかに傾斜させたことを特徴とする。
【００１３】
保護ガラスを視準軸に対しわずかに傾斜させたので、保護ガラスで反射された保護ガラス反射光は、視準軸に対して角度をもって反射し、ターゲットで再反射した後、視準軸とは角度をもって対物レンズへ入射するので、保護ガラス反射光が、受光素子に入射することは全くなくなる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記保護ガラスは、視準軸に対して０．２°−１．０°ほどの傾斜角を有することを特徴とする。このことにより、保護ガラス反射光が、受光素子に入射することは全くなくなるうえ、保護ガラスへの入射光の保護ガラスによる屈折が無視できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に基づいて、本発明の望ましい実施例である光波距離計について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この光波距離計１００の光学系であり、対物レンズ１０の前方に配置された保護ガラス３８が傾斜していること以外は、図３に示した従来の光波距離計と同じである。したがって、保護ガラス３８に関連する構成以外については、図１において、図３と同じ部分に同じ符号を付すにとどめて、詳細な説明を省略する。
【００１７】
それでは、保護ガラス３８に関連した構成ついて、図１と、保護ガラス３８の拡大断面図である図２に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
保護ガラス３８は、従来のものを使用するが、視準軸Ｏと保護ガラス３８に対する垂線Ｎを０．３°ほどの傾斜角θを持たせ、上側を後退させている。この保護ガラス３８には、従来どおりに反射プリズム２６が固定されているので、反射プリズム２６も同時に傾くため、このままでは、測距光Ｌ１は視準軸Ｏに対して角度を有してしまう。そこで、反射鏡２４の位置と角度の調整することにより、測距光Ｌ１が反射プリズム２６から視準軸Ｏに一致して反射されるようにする。反射鏡２４の位置と角度の調整機構は、従来の光波距離計にも備えられており、新たな調整機構は不要である。
【００１９】
ところで、前記実施例では、保護ガラス３８は、上側が後退するように傾斜させたが、下側が後退するように傾斜させてもよく、また、左右のいずれかが後退するように傾斜させてもよい。具体的には、望遠鏡筒の取付面（図示省略）を直接傾斜加工するか、傾斜リングを介して傾けてもよい。そして、保護ガラス３８は接着剤等で前記取付面に固定される。
【００２０】
この光波距離計１００の送光光学系Ｓから視準軸Ｏに一致して出射した測距光Ｌ１は、図１に実線で示したように、ターゲット２８で視準軸Ｏと平行に反射され、保護ガラス３８を通過して対物レンズ１０に入射する。受光素子３４は、対物レンズ１０により視準軸Ｏと平行な光線が収束する位置に配置されているので、測距光Ｌ１は、受光素子３４に到達する。
【００２１】
一方、傾斜した保護ガラス３８で反射された保護ガラス反射光Ｌ２は、破線で示したように、視準軸Ｏに対して角度２θをもって反射し、ターゲット２８で再反射した後、視準軸Ｏとは角度２θをもって保護ガラス３８へ入射するので、保護ガラス反射光Ｌ２は、受光素子３４の位置から外れるようになる。こうして、保護ガラス反射光Ｌ２が受光素子３４に入射しなくなると、保護ガラス反射光Ｌ２による測定誤差は全くなくなる。
【００２２】
実験によると、保護ガラス３８の傾斜角θが０．２°ほどまであると、保護ガラス反射光Ｌ２が、受光素子３４に入射することは全くなくなる。ターゲット２８が例えば１．３ｍ程の近距離にある場合でも、保護ガラスを０．３°ほど傾斜させると、保護ガラス反射光Ｌ２は、受光素子３４に入射することは全くなくなる。
【００２３】
ただし、保護ガラスを１°以上傾けると、図２に示したように、入射光Ｌ３が保護ガラス３８を境に屈折して光路が大きくずれるので、傾斜角θは、１．０°以下が望ましい。このため、傾斜角θは０．２°−１．０°の範囲にすべきであり、０．３°程度が最適である。
【００２４】
この光波距離計１００では、従来のものに対して、従来から備えられている保護ガラス３８をわずかに傾斜させるだけで、保護ガラス３８による測距光Ｌの保護ガラス反射光Ｌ２（二次反射光）が視準軸Ｏに対し角度をもつため、保護ガラス３８による保護ガラス反射光Ｌ２による測定誤差を全くなくすことができる。しかも、このためには、新たな部品等を用いる必要がなく、ほとんど費用もかからない。また、送光光学系Ｓは、対物レンズ１０の前方に反射プリズム２６を設置したので、この反射プリズム２６による測距光Ｌの反射により測定誤差が生じることもない。さらに、反射プリズム２６を、対物レンズ１０の前方に設置したことによって、測距光Ｌ１が収束する対物レンズ１０の後方に設置した場合よりも、測距光Ｌ１に対する対物レンズ１０の反射の影響をなくすことができ、これによっても測定誤差の発生を防止できる。
【００２５】
ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、光波距離計以外にも、光波距離計を内蔵したトータルステーション等、測距光を測点に向けて送光する測量機の全てに適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、保護ガラスを視準軸に対しわずかに傾斜させたので、保護ガラスで反射された保護ガラス反射光は、視準軸に対して角度をもって反射し、ターゲットで再反射した後、視準軸とは角度をもって対物レンズへ入射するので、保護ガラス反射光が、受光素子に入射することは全くなくなり、保護ガラス反射光による測定誤差は全く発生しなくなる。しかも、新たな部品等を用いることなく、従来から備えられている保護ガラスをわずかに傾斜させるだけであるから、ほとんど費用がかからない。
【００２７】
請求項２に係る発明によれば、さらに、保護ガラスの視準軸に対する傾斜角を０．２°−１．０°ほどとしたので、保護ガラス反射光が、受光素子に入射することは全くなくなるうえ、入射光の保護ガラスによる屈折が無視できる程度に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である光波距離計の光学系を示すである。
【図２】前記光波距離計の保護ガラスの拡大断面図である。
【図３】従来の光波距離計の光学系を示す図である。
【符号の説明】
１０    対物レンズ
２８    ターゲット
３８    保護ガラス
Ｌ１    測距光
Ｌ２    保護ガラス反射光
Ｏ    視準軸
Ｓ    送光光学系
Ｒ    受光光学系
θ    傾斜角
【図１】
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【図２】
2004198249.tif 000004
【図３】
2004198249.tif 000005