(57)【要約】【課題】プリズムを用いた距離測定、或はノンプリズムの距離測定が行える様にすると共に、検出された反射光のＳ／Ｎ比を向上させ、測距精度の向上を図る。【解決手段】測距光を発する光源部１５と、受光光学系１８と、前記光源部からの測距光を測定対象物に投光し、該測定対象物からの反射測距光を前記受光光学系に導く投光光学系１６と、前記光源部からの測距光を内部参照光として前記受光光学系に導く内部参照光学系１７とを具備し、前記光源部は広がり角の異なる略同じ波長の２つの測距光を射出可能であり、前記受光光学系は前記測距光の狭帯域の波長を透過する光学フィルタ５６を有する。【選択図】        図１
2004212059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距光を発する光源部と、受光光学系と、前記光源部からの測距光を測定対象物に投光し、該測定対象物からの反射測距光を前記受光光学系に導く投光光学系と、前記光源部からの測距光を内部参照光として前記受光光学系に導く内部参照光学系とを具備し、前記光源部は広がり角の異なる略同じ波長の２つの測距光を射出可能であり、前記受光光学系は前記測距光の狭帯域の波長を透過する光学フィルタを有することを特徴とする測距装置。
【請求項２】
前記光源部は略同じ波長の測距光を発する２つの光源を有し、一方の光源から発せられる測距光は第１光路を介して広がり角が小さく投光され、他方の光源から発せられる測距光は第２光路を介して広がり角が大きく投光される請求項１の測距装置。
【請求項３】
前記測距光は赤外光である請求項１又は請求項２の測距装置。
【請求項４】
前記光学フィルタは前記内部参照光、反射測距光の共通光路上に配設された請求項１又は請求項２の測距装置。
【請求項５】
前記受光光学系は前記光学フィルタに入射する光束を平行とする光学部材を具備した請求項１又は請求項２の測距装置。
【請求項６】
前記光源部は１つの光源と、第１光路と、第２光路と、前記光源からの測距光を前記第１光路又は第２光路に導く光路切替え手段とを具備し、前記第１光路からは広がり角の小さい測距光が投光され、前記第２光路からは広がり角の大きい測距光が投光される請求項１の測距装置。
【請求項７】
前記光路切替え手段は前記第１光路と第２光路とに跨り設けられて光路を偏向する偏向光学部材であり、該偏向光学部材は前記第１光路と第２光路に挿脱可能である請求項６の測距装置。
【請求項８】
前記光路切替え手段は、透過光路が第１光路であり、反射光路が第２光路であるビームスプリッタと、前記第１光路と第２光路とを択一的に遮断する光路遮断部材を具備する請求項６の測距装置。
【請求項９】
第２光路の測距光は光ファイバを通して投光される請求項２、請求項６、請求項７又は請求項８の測距装置。
【請求項１０】
前記光源部は光ミキシング手段を具備し、少なくとも広がり角の大きい測距光は前記光ミキシング手段を通して投光される様にした請求項１の測距装置。
【請求項１１】
可視レーザ光線を投光光軸上に射出するポインタ用光源を具備する請求項１の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光線を用いて対象物迄の距離を測定する測距装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、測距用のレーザ光線を測定対象物に直接照射して、測定対象物迄の距離を測定するノンプリズム測距装置が普及している。
【０００３】
ノンプリズム測距装置では、ビーム径の小さいレーザ光線が用いられる。ビーム径の小さなレーザ光線を用いることで測定対象物に点で照射でき、対象物の測定位置を明確にでき、測定対象物の稜線或は特定点の測定が可能となる。
【０００４】
又、照射されるレーザ光線の強度は安全性等の理由から制限されるので、測定対象物からの高い反射が望めないノンプリズム測距装置では、プリズム（コーナキューブ）を用いた測距装置に比べ測定距離が短くなっている。
【０００５】
この為、長距離測定では、測定対象物としてプリズムが用いられる。又、視準の容易性と高精度な測定の為、比較的大きなビーム広がりを有するレーザ光線が用いられている。
【０００６】
上記した様に、ノンプリズム測距装置ではレーザ光線のビーム径が小さいので、レーザ光線をプリズムに照射させることが困難であることからプリズムを用いた長距離測定は適当ではない。
【０００７】
然し乍ら、プリズムを用いた長距離用の測距装置とノンプリズム測距装置とを設備するのは不経済であるので、一台の測距装置でプリズムを用いた距離測定と、ノンプリズムの距離測定が行える測距装置が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１（図１、段落［００２９］〜段落［００３５］）に示される様に、１台の測距装置でプリズムを用いた距離測定、或はノンプリズムの距離測定が行える測距装置が提案されている。
【０００９】
図７により、簡単に説明する。
【００１０】
可視レーザ光線１を発する第１光源２と赤外レーザ光線３を発する第２光源４とを有し、前記可視レーザ光線１と前記赤外レーザ光線３とは個別に発せられる様になっている。又、前記可視レーザ光線１はビーム径の小さい、平行光束のレーザ光線であり、前記赤外レーザ光線３は発散性のレーザ光線となっている。
【００１１】
測定対象物に応じて、前記可視レーザ光線１、赤外レーザ光線３の選択がなされ、例えば測定対象物５がコーナキューブ等の反射体の場合は、発散性の前記赤外レーザ光線３が照射され、前記測定対象物５が建物等の壁面である場合はビーム径の小さい前記可視レーザ光線１が照射される。前記測定対象物５からの反射光１１は、対物レンズ６、フィルタ７を通して検出器８で受光され、該検出器８からの信号に基づき演算部１２で前記測定対象物５迄の距離が測定できる様になっている。
【００１２】
前記フィルタ７は、前記可視レーザ光線１、赤外レーザ光線３の波長帯域のみを透過する様になっており、不要な太陽光等をカットして前記検出器８の前記反射光１１の検出精度を向上させている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−８８５６６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の測距装置では、光源を２つ使用しているので、光源の制御等発光部が複雑となる。又、前記可視レーザ光線１と前記赤外レーザ光線３を使用しているので、前記フィルタ７は両レーザ光線の波長帯域に対応したものとなっている。図８は前記フィルタ７の波長透過特性Ａ、前記検出器８の受光特性Ｂと、前記可視レーザ光線１、前記赤外レーザ光線３の波長との関係を示している。
【００１５】
前記フィルタ７は前記可視レーザ光線１、前記赤外レーザ光線３の波長が透過する様になっているので、前記可視レーザ光線１の透過波長より長い波長を透過する特性を有している。従って、該可視レーザ光線１、前記赤外レーザ光線３以外の広い帯域の光線が入射し、前記検出器８が前記反射光１１を受光した際の、外乱光に対する前記反射光１１のＳ／Ｎ比が小さくなる。検出器８として一般に使用されるアバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）では、受光特性は７８０nm前後の波長帯域で感度が最大となる。特に、従来例の前記可視レーザ光線１での測定の場合、前記検出器８の感度が低い状態で前記反射光１１が検出される。又、外乱光の主たるものは太陽光であるが、太陽光の波長分布は図９に示される様になっており、可視範囲を越えた領域に広く広がっている。従って、前記フィルタ７の様に前記可視レーザ光線１より波長が長い波長を透過する特性では、Ｓ／Ｎ比は更に低くなるという問題があった。
【００１６】
本発明は斯かる実情に鑑み、単一の光源でプリズムを用いた距離測定、或はノンプリズムの距離測定が行える様にすると共に、検出された反射光のＳ／Ｎ比を向上させ、測距精度の向上を図るものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測距光を発する光源部と、受光光学系と、前記光源部からの測距光を測定対象物に投光し、該測定対象物からの反射測距光を前記受光光学系に導く投光光学系と、前記光源部からの測距光を内部参照光として前記受光光学系に導く内部参照光学系とを具備し、前記光源部は広がり角の異なる略同じ（同一を含む）波長の２つの測距光を射出可能であり、前記受光光学系は前記測距光の狭帯域の波長を透過する光学フィルタを有する測距装置に係り、又前記光源部は略同じ（同一を含む）波長の測距光を発する２つの光源を有し、一方の光源から発せられる測距光は第１光路を介して広がり角が小さく投光され、他方の光源から発せられる測距光は第２光路を介して広がり角が大きく投光される測距装置に係り、又前記測距光は赤外光である測距装置に係り、又前記光学フィルタは前記内部参照光、反射測距光の共通光路上に配設された測距装置に係り、又前記受光光学系は前記光学フィルタに入射する光束を平行とする光学部材を具備した測距装置に係り、又前記光源部は１つの光源と、第１光路と、第２光路と、前記光源からの測距光を前記第１光路又は第２光路に導く光路切替え手段とを具備し、前記第１光路からは広がり角の小さい測距光が投光され、前記第２光路からは広がり角の大きい測距光が投光される測距装置に係り、又前記光路切替え手段は前記第１光路と第２光路とに跨り設けられて光路を偏向する偏向光学部材であり、該偏向光学部材は前記第１光路と第２光路に挿脱可能である測距装置に係り、又前記光路切替え手段は、透過光路が第１光路であり、反射光路が第２光路であるビームスプリッタと、前記第１光路と第２光路とを択一的に遮断する光路遮断部材を具備する測距装置に係り、又第２光路の測距光は光ファイバを通して投光される測距装置に係り、又前記光源部は光ミキシング手段を具備し、少なくとも広がり角の大きい測距光は前記光ミキシング手段を通して投光される様にした測距装置に係り、更に又可視レーザ光線を投光光軸上に射出するポインタ用光源を具備する測距装置に係るものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る第１の実施の形態の骨子を示すものであり、図中、１５は光源部、１６は投光光学系、１７は内部参照光学系、１８は受光光学系、１９は接眼光学系（望遠鏡）を示している。
【００２０】
先ず、前記光源部１５について説明する。
【００２１】
レーザ光源２１は、例えば７８０nmの赤外光の測距光を射出する。前記レーザ光源２１の光軸２０上に、第１コリメートレンズ２２、ミキシング手段２３、光路切替え手段２４が配設されている。
【００２２】
尚、前記ミキシング手段２３としては例えば、本出願人により提案されている特開２００２−１９６０７６号に示されたもの等が使用される。
【００２３】
特開２００２−１９６０７６号に示される該ミキシング手段２３では、光軸上に設けられた一対のセルホックレンズと該セルホックレンズの間に光路を遮る様に挿入された位相板を有し、該位相板を回転させる様になっている。該位相板は碁盤目上に凹凸が形成され、該凹凸はレーザ光線の波長のπ／２の位相差が生じる様になっている。
【００２４】
前記光路切替え手段２４は第１光路２５、第２光路２６とを選択可能となっており、前記第１光路２５、前記第２光路２６は前記光路切替え手段２４により投光光軸２７に合致する様になっている。
【００２５】
前記光路切替え手段２４は例えば菱形プリズム２８が回転可能に支持され、前記第１光路２５が選択されている状態では、前記レーザ光源２１からの測距光は前記ミキシング手段２３を経て前記菱形プリズム２８に入射し、該菱形プリズム２８で２回反射され、前記光軸２０と平行な状態で前記投光光軸２７に合致する。
【００２６】
前記第２光路２６は前記光軸２０の延長に合致しており、前記第２光路２６には第２コリメートレンズ２９、光ファイバ３１、該光ファイバ３１の射出端には第３コリメートレンズ３２が設けられ、該第３コリメートレンズ３２の光軸は前記投光光軸２７と合致している。
【００２７】
前記光路切替え手段２４が前記第２光路２６を選択している状態では、前記菱形プリズム２８が前記光軸２０から外れた状態となっている。前記ミキシング手段２３からの測距光は前記第２コリメートレンズ２９で集光されて前記光ファイバ３１の入射端から該光ファイバ３１に入射し、該光ファイバ３１から射出された測距光は前記第３コリメートレンズ３２で平行にされ、前記投光光軸２７に射出される。
【００２８】
又、前記光源部１５はポインタ用光源３３を有し、該ポインタ用光源３３にはＬＤが用いられ、可視光のポインタ用レーザ光線を発し、該ポインタ用レーザ光線は第４コリメートレンズ３４により平行光束とされ、前記投光光学系１６より測定対象物（図示せず）に投光される。
【００２９】
該投光光学系１６について説明する。
【００３０】
前記投光光軸２７上にはビームスプリッタ３５、凹レンズ３６、第１光路偏向部材３７、第２光路偏向部材３８、対物レンズ３９が配設され、前記ビームスプリッタ３５と前記凹レンズ３６間には投光光量調整手段４１が設けられている。
【００３１】
該投光光量調整手段４１はステッピングモータ等の位置決め機能を有する光量調整モータ４２によって回転され、透過光量が円周方向で連続的に変化する光量調整板４３を具備し、該光量調整板４３は前記投光光軸２７を遮る様に設けられている。
【００３２】
前記凹レンズ３６は、該凹レンズ３６の焦点位置と前記対物レンズ３９の焦点位置とを合致させて配設されてあり、該対物レンズ３９と共にビームエキスパンダを構成しており、前記凹レンズ３６迄導かれた平行光束を拡大し投光できる様になっている。この為、前記ビームスプリッタ３５、光量調整板４３等の光学部材による影響を最小限に抑えることができる。又、前記レーザ光源２１を前記対物レンズ３９の焦点位置に配置する構造と比較し、投光効率が向上する。
【００３３】
前記ビームスプリッタ３５は前記レーザ光源２１からの測距光（赤外光）を全透過すると共に一部を反射し、前記ポインタ用光源３３からのポインタ用レーザ光線（可視光）を全反射するものであり、前記第１光路偏向部材３７はミラー、前記第２光路偏向部材３８はハーフミラーである。
【００３４】
前記内部参照光学系１７について説明する。
【００３５】
該内部参照光学系１７は前記光源部１５と後述する前記受光光学系１８間に設けられ、前記内部参照光学系１７は前記ビームスプリッタ３５の透過光軸に合致する内部参照用光軸４４を有し、該内部参照用光軸４４上にコンデンサレンズ４５、濃度フィルタ４６、ダイクロイックプリズム４７が配設されている。
【００３６】
前記投光光軸２７と前記内部参照用光軸４４間にチョッパ手段４８が掛渡って設けられている。該チョッパ手段４８は前記投光光軸２７と前記内部参照用光軸４４とを遮るチョッパ板４９及び該チョッパ板４９が回転し、位置決め可能なチョッパモータ５１を具備している。前記チョッパ板４９が前記投光光軸２７を遮っている状態では前記内部参照用光軸４４が通過状態であり、前記チョッパ板４９が前記内部参照用光軸４４を遮っている状態では前記投光光軸２７が通過状態となっている。
【００３７】
而して、前記チョッパ板４９を回転させることで、前記光源部１５からの測距光が前記投光光軸２７に照射されるか、或は前記内部参照用光軸４４に内部参照光として照射されるか、択一的に選択される様になっている。
【００３８】
前記濃度フィルタ４６は、測定対象物からの反射測距光と内部参照光との光強度が略等しくなる様に、内部参照光の光強度を調整するものである。
【００３９】
前記受光光学系１８について説明する。
【００４０】
該受光光学系１８は前記内部参照用光軸４４の延長に合致する受光光軸５２を具備し、該受光光軸５２には前記ダイクロイックプリズム４７、ドーナツレンズ５３、受光ファイバ５４、第５コリメートレンズ５５、干渉フィルタ５６、集光レンズ５７、受光素子５８が配設される。該受光素子５８としては、例えばアバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）が用いられ、前記干渉フィルタ５６は狭帯域、例えば図２に見られる様に８００nm近傍の波長帯を透過する様な特性を有している。前記受光素子５８が反射測距光を受光すると、受光信号は演算部６５に送出され、該演算部６５で受光信号に基づき測定対象物迄の距離が演算される。
【００４１】
前記接眼光学系１９について説明する。
【００４２】
該接眼光学系１９は接眼光軸６０を有し、該接眼光軸６０は前記ダイクロイックプリズム４７を透過する前記対物レンズ３９の光軸延長に合致している。前記接眼光軸６０上に、該接眼光軸６０に沿って移動可能に設けられた合焦レンズ６１、正立像に像を変換する正立プリズム６２、十字等の視準線が設けられた視準板６３、接眼レンズ６４が設けられている。
【００４３】
以下、作動について説明する。
【００４４】
先ず、前記ポインタ用光源３３を点灯して、ポインタ用レーザ光線を発する。該ポインタ用レーザ光線は前記ビームスプリッタ３５で反射され、前記第１光路偏向部材３７、第２光路偏向部材３８を経て前記対物レンズ３９より測定対象物に照射される。前記ポインタ用レーザ光線は前記投光光軸２７と同軸に投光されるので、測定点を正確に照射する。前記接眼光学系１９により前記ポインタ用レーザ光線の照射点を観察し、測定点を決定する。測定点が決定されると前記ポインタ用光源３３が消灯される。
【００４５】
前記ポインタ用光源３３は、必要な場合のみ点灯するので、作業場で作業者や、通行人の目をレーザ光線で照射することが大幅に減少し、作業者や、通行人に嫌悪感を与え、或は眩しく感じさせることが無くなる。
【００４６】
建物の壁面等を測定対象物としたノンプリズム距離測定を行う場合は、ノンプリズム測定を選択する。
【００４７】
ノンプリズム測定を選択した場合、前記菱形プリズム２８が前記第２光路２６、投光光軸２７を遮る様に位置決めされる。前記レーザ光源２１で発せられた測距光は、前記ミキシング手段２３でミキシングされる。ミキシングされることで光量斑が解消され、測定精度が向上する。前記菱形プリズム２８により光路が前記第１光路２５に偏向され、前記ビームスプリッタ３５を透過し、前記投光光学系１６により測定対象物に投光される。
【００４８】
投光される測距光のビーム径、広がり角は、発光源の大きさに依存する。前記レーザ光源２１の発光点は、半導体レーザ（ＬＤ）の場合、直径で３μｍ程度であり、細い径の測距光が照射される。
【００４９】
前記投光光学系１６より測定対象物に測距光が投光され、測定対象物で反射された反射測距光は前記投光光軸２７を通して前記ダイクロイックプリズム４７に入射し、該ダイクロイックプリズム４７で反射され、前記受光ファイバ５４に入射する。該受光ファイバ５４により前記第５コリメートレンズ５５迄反射測距光が導かれると、前記第５コリメートレンズ５５で平行光束にされ、前記干渉フィルタ５６で外乱光がカットされる。
【００５０】
該干渉フィルタ５６の透過特性を、図２に示す。図中、Ｂは前記受光素子５８の受光特性、Ｃは測距光、Ｄは前記干渉フィルタ５６の透過特性を示している。該干渉フィルタ５６の透過特性は、前記測距光Ｃの波長の近傍のみの波長帯を透過する様になっている。即ち、前記受光素子５８には殆どの外乱光がカットされた状態で反射測距光が入射する。前記チョッパ手段４８による測距光と内部参照光との切替えにより、内部参照光が前記受光素子５８に入射され、距離測定が行われる。
【００５１】
又、前記干渉フィルタ５６の他の透過特性を、図３で示す。図３は、該干渉フィルタ５６に入射光束が垂直に入射した場合（図中実線で示す）と、斜めに入射した場合（図中破線で示す）とを示しており、垂直入射と斜め入射とでは波長帯域がずれることを示している。該干渉フィルタ５６は反射測距光の波長帯域近傍のみを透過する特性を持っているので、該干渉フィルタ５６に斜め入射した場合、該干渉フィルタ５６を透過する反射測距光の光量が大幅に減少する。前記第５コリメートレンズ５５は前記受光ファイバ５４から射出される反射測距光を平行光束とし、前記干渉フィルタ５６に入射する反射測距光を垂直入射の状態とし、反射測距光が該干渉フィルタ５６により光量が減少されることがない様にしている。
【００５２】
前記光量調整モータ４２は距離測定に応じて前記光量調整板４３を回転させ、該光量調整板４３により射出される測距光の強度を調整し、測定対象物迄の距離に拘らず、前記受光素子５８が受光する反射測距光の強度が一定となる様にする。又、前記チョッパ手段４８は測距光が測定対象物に投光されるか、或は内部参照光として前記受光光学系１８に入射されるかを切替え、前記濃度フィルタ４６は内部参照光と反射測距光との光強度が略同一となる様に内部参照光の光強度を調整する。
【００５３】
前記受光素子５８は前記反射測距光と内部参照光の受光信号を前記演算部６５に送信し、該演算部６５は前記受光素子５８からの受光信号で測定対象物迄の距離を演算する。上記した様に、前記干渉フィルタ５６で反射測距光の波長帯を除く外乱光が除去されるので、前記受光素子５８が受光する反射測距光はＳ／Ｎ比が大きく精度の高い測距が可能となる。
【００５４】
ここで、前記受光素子５８が受光する反射測距光のＳ／Ｎ比について説明する。尚、前記受光素子５８にはアバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）が使用されている。
【００５５】
ＡＰＤに於けるショットノイズＩｎは下記の式で表されることが分っている。
Ｉｎ＝√（２・ｑ・ＩL ・Ｍ2 ・Ｆ・Ｂ）
ｑ：電子電荷
ＩL ：Ｍ＝１の時の光電流
Ｍ：増倍率
Ｆ：係数
Ｂ：帯域幅
【００５６】
ここで、ｑ，Ｍ，Ｆ，Ｂは回路設計時及び素子の定数である。従って、外乱光により変化する項はＩL である。前記干渉フィルタ５６を用いた場合を図８で示したフィルタと比較すると、外乱光は略１／４に低減されることが予想され、この場合、ショットノイズＩｎ′は、
Ｉｎ′＝√（２・ｑ・ＩL ×（１／４）・Ｍ2 ・Ｆ・Ｂ）
Ｉｎ′／Ｉｎ＝√（１／４）＝０．５
【００５７】
而して、前記干渉フィルタ５６を用いることで、ショットノイズを０．５に低減することができ、Ｓ／Ｎ比は１／０．５＝２．０倍に改善することができ、測定精度を高く維持することができる。
【００５８】
尚、前記第２光路偏向部材３８が前記投光光軸２７上に配置される等、前記投光光学系１６の構成上、前記受光光学系１８に導かれる反射測距光は、中心部が欠けた光束となる。この為、測定対象物が近距離の場合、反射測距光の光束が欠けた部分が前記受光ファイバ５４の入射端面に一致し、反射測距光が前記受光光学系１８に入射しない状態が発生することがある。前記ドーナツレンズ５３は反射測距光の周辺の光束を屈折させ、前記受光ファイバ５４に入射させるものである。この結果、測距距離の遠近に拘らず、反射測距光が前記受光光学系１８に導かれる。
【００５９】
プリズム測定では、望遠鏡の視軸と測距光軸の偏差による誤差を低減する為、広がり角の大きな光束を射出する。
【００６０】
プリズム測定を選択した場合、前記菱形プリズム２８が前記第２光路２６、投光光軸２７から外れた状態に位置決めされる。前記レーザ光源２１で発せられた測距光は、前記ミキシング手段２３でミキシングされる。ミキシングにより、光量斑が解消され、測定精度が向上する。
【００６１】
測距光は前記第２コリメートレンズ２９で前記光ファイバ３１の入射端面に集光され、入射される。該光ファイバ３１の射出端面は前記投光光軸２７上に位置しており、前記第３コリメートレンズ３２により集光された後、測距光は前記ビームスプリッタ３５を透過し、前記投光光学系１６により測定対象物に投光される。
【００６２】
上記した様に、投光される測距光のビーム径、広がり角は、発光源の大きさに依存し、プリズム測定では前記光ファイバ３１の射出端面が２次光源として作用し、該光ファイバ３１の端面は直径で３００μｍであり、上記したノンプリズム測定に於ける半導体レーザ（ＬＤ）の直径３μｍに比べ充分大きく、広がり角の大きい測距光が投光される。
【００６３】
プリズム測定では、広がり角が大きく且つ均一な測距光が高精度な測距を行う為の条件となるが、投光される測距光は前記ミキシング手段２３でミキシングされ、更に前記光ファイバ３１を透過することで多反射によりマルチモード化されるので、レーザ光線の可干渉性から生じるスペックルが防止され、光量斑の発生が抑止される。
【００６４】
尚、プリズム測定での測距でも、前記干渉フィルタ５６により外乱光がカットされることでＳ／Ｎ比が向上する。又前記第５コリメートレンズ５５が前記干渉フィルタ５６に入射する反射測距光を垂直入射の状態とし、反射測距光が前記干渉フィルタ５６により光量が減少されることがない様にする等については、ノンプリズム測定と同様である。
【００６５】
図４により前記光路切替え手段２４について説明する。
【００６６】
前記菱形プリズム２８はプリズムホルダ６６により保持され、該プリズムホルダ６６からは回転軸６７が突出され、該回転軸６７を介して前記菱形プリズム２８が回転自在に支持されている。又、前記回転軸６７にはモータ（図示せず）、ソレノイド等のアクチュエータ（図示せず）が連結され、該アクチュエータにより前記菱形プリズム２８が前記第２光路２６、投光光軸２７に挿脱できる様所要角で回転される様になっている。
【００６７】
図５は、他の光路切替え手段２４を示している。
【００６８】
図５中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００６９】
前記第２光路２６上にビームスプリッタとして第１ハーフミラー６８が配設され、前記投光光軸２７上にビームスプリッタとして第２ハーフミラー６９が配設され、前記第１ハーフミラー６８と前記第２ハーフミラー６９とは平行に対峙し、測距装置の筐体等に機械的に固定されている。而して、前記第２光路２６と前記投光光軸２７とを平行に設定することで、前記第１ハーフミラー６８と前記第２ハーフミラー６９間に前記第１光路２５が形成され、前記第１ハーフミラー６８で反射され、前記第１光路２５を通り前記第２ハーフミラー６９で反射された測距光が前記投光光軸２７を通って前記投光光学系１６より投光される。又、光束切替え機７１が前記第２光路２６と前記第１光路２５間に掛渡って設けられている。前記光束切替え機７１は透過孔（図示せず）を具備する光束切替え板７２、該光束切替え板７２を回転させるモータ７３を具備している。前記光束切替え板７２は前記第２光路２６が開通する状態では、前記第１光路２５を遮断し、該第１光路２５が開通する状態では前記第２光路２６を遮断する様になっている。
【００７０】
而して、前記光束切替え機７１は前記第１ハーフミラー６８を透過した測距光を前記光ファイバ３１に導き、前記第１ハーフミラー６８で反射された測距光を前記第２ハーフミラー６９を経て前記投光光学系１６に導く様になっている。
【００７１】
図６は第２の実施の形態を示している。
【００７２】
該第２の実施の形態では、プリズム測定用の光源とノンプリズム測定用の光源とを別々に設けた場合を示している。尚、図６は光源部１５を示しており、他の構成については図１で示したものと同様であるので、図示を省略してある。
【００７３】
光軸２０上にノンプリズム用の光源としてレーザ光源２１、及び第１コリメートレンズ２２、ミキシング手段２３及びビームスプリッタ７４を配設する。又該ビームスプリッタ７４に於いて前記光軸２０と直交する第２光路２６には副レーザ光源７５、副第１コリメートレンズ７６、副ミキシング手段７７、第２コリメートレンズ２９、光ファイバ３１、第３コリメートレンズ３２が配設され、前記副レーザ光源７５で射出された副測距光が前記ビームスプリッタ７４に入射する様になっている。尚、前記副レーザ光源７５には前記レーザ光源２１と同一仕様のＬＤが用いられる。
【００７４】
又、前記レーザ光源２１、前記副レーザ光源７５は光源制御部７８により発光、点滅等の制御が為される様になっている。
【００７５】
ノンプリズム測定が行われる場合は、前記レーザ光源２１が点灯され、前記副レーザ光源７５は消灯される。該レーザ光源２１からの測距光は前記第１コリメートレンズ２２で集光され、前記ミキシング手段２３でミキシングされ、前記ビームスプリッタ７４を透過して前記投光光軸２７を経て投光され、或はチョッパ手段４８で光路が切替えられ、内部参照用光軸４４を経て図示しない受光光学系１８（図１参照）に導かれる。上記した様に、前記レーザ光源２１の発光点の径は小さく、ノンプリズム測定に適した測距光が得られる。
【００７６】
又、プリズム測定が行われる場合は、前記副レーザ光源７５が点灯され、前記レーザ光源２１が消灯される。副測距光は前記副第１コリメートレンズ７６で集光され、前記副ミキシング手段７７でミキシングされ、前記第２コリメートレンズ２９で前記光ファイバ３１の入射端面に集光される。該光ファイバ３１を透過した副測距光は前記第３コリメートレンズ３２で平行光束とされ、前記ビームスプリッタ７４で反射され、前記投光光軸２７を経て投光され、或は前記チョッパ手段４８で光路が切替えられ、前記内部参照用光軸４４を経て図示しない前記受光光学系１８（図１参照）に導かれる。
【００７７】
プリズム測定の場合、前記光ファイバ３１の射出端が２次光源となり、該光ファイバ３１の射出端は３００μｍの径を有するので、プリズム測定に適した大きな広がり角を有する副測距光が得られる。又、前記光ファイバ３１で副測距光がマルチモード化されるので、光量斑のない均一な副測距光が投光される。
【００７８】
尚、前記ビームスプリッタ７４の反射率、透過率については、プリズム測定ではノンプリズム測定より光量が少なくてもよいことから、測距光の透過率を高く、副測距光の反射率を低く設定してもよい。
【００７９】
本第２の実施の形態では、前記副レーザ光源７５と前記レーザ光源２１とを前記光源制御部７８により切替えて行うので、第１の実施の形態で示した光路切替え手段２４を省略できる。又、前記レーザ光源２１と前記副レーザ光源７５とでは製作上の個体差があり、完全に同一な波長の測距光を発することはできないが、前記干渉フィルタ５６（図１参照）の透過波長帯に含まれる程度の誤差であり、実用上支障なく、実質的に同一波長の測距光が発せられ、第１の実施の形態と同様高いＳ／Ｎ比が得られ、測定精度を高く維持することができる。
【００８０】
尚、第２の実施の形態に於いて、前記ミキシング手段２３は省略することが可能である。
【００８１】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、測距光を発する光源部と、受光光学系と、前記光源部からの測距光を測定対象物に投光し、該測定対象物からの反射測距光を前記受光光学系に導く投光光学系と、前記光源部からの測距光を内部参照光として前記受光光学系に導く内部参照光学系とを具備し、前記光源部は広がり角の異なる略同じ波長の２つの測距光を射出可能であり、前記受光光学系は前記測距光の狭帯域の波長を透過する光学フィルタを有するので、外乱光が大幅にカットされ、前記測距光についてのＳ／Ｎ比が向上し、測定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す骨子図である。
【図２】該第１の実施の形態で使用される干渉フィルタの透過特性を示す線図である。
【図３】前記干渉フィルタに入射する入射光束の状態と透過特性を示す線図である。
【図４】第１の実施の形態で使用される光路切替え手段の要部説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図５】他の光路切替え手段を示す説明図である。
【図６】第２の実施の形態を示す光源部の骨子図である。
【図７】従来例の説明図である。
【図８】該従来例で使用されるフィルタの透過特性を示す線図である。
【図９】太陽光の波長の分布特性を示す線図である。
【符号の説明】
１５        光源部
１６        投光光学系
１７        内部参照光学系
１８        受光光学系
１９        接眼光学系
２１        レーザ光源
２４        光路切替え手段
２５        第１光路
２６        第２光路
２８        菱形プリズム
３１        光ファイバ
３３        ポインタ用光源
３９        対物レンズ
４８        チョッパ手段
５５        第５コリメートレンズ
５６        干渉フィルタ
５８        受光素子
６８        第１ハーフミラー
６９        第２ハーフミラー
７１        光束切替え機
７２        光束切替え板
７４        ビームスプリッタ
７５        副レーザ光源
【図１】
2004212059.tif 000003
【図２】
2004212059.tif 000004
【図３】
2004212059.tif 000005
【図４】
2004212059.tif 000006
【図５】
2004212059.tif 000007
【図６】
2004212059.tif 000008
【図７】
2004212059.tif 000009
【図８】
2004212059.tif 000010
【図９】
2004212059.tif 000011