(57)【要約】【課題】射出光学系に設けられて光源部からの測定光を対物レンズに向けて反射する反射ミラーを対物レンズの中心に同軸に設けた場合であっても、近距離の測距に支障を来す不都合を解消できる光波距離測定装置を提供する。【解決手段】本発明の光波距離測定装置は、測定対象物に向けて測定光を照射する射出光学系１と、その反射測定光を受光するための受光素子１１を有する受光光学系２とが設けられ、射出光学系１には、直線偏光の測定光を発する光源部と、光源部からの測定光を対物レンズ９に向けて反射する反射ミラー８と、反射ミラー８で反射された直線偏光の測定光を円偏光に変換しかつ円偏光の反射測定光を直線偏光に変換する１／４波長板１０とが設けられ、反射ミラー８は、対物レンズ９の中心と同心に設けられ、光源部からの測定光を反射して前記１／４波長板１０に導きかつ１／４波長板１０を通過して入射する反射測定光を通して受光素子１１に導く。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に向けて測定光を照射する射出光学系と、その反射測定光を受光するための受光素子を有する受光光学系とが設けられた光波距離測定装置において、
前記射出光学系には、直線偏光の測定光を発する光源部と、該光源部からの測定光を対物レンズに向けて反射する反射ミラーと、該反射ミラーで反射された直線偏光の測定光を円偏光に変換しかつ円偏光の反射測定光を直線偏光に変換する１／４波長板とが設けられ、前記反射ミラーは、前記対物レンズの中心と同心に設けられ、前記光源部からの測定光を反射して前記１／４波長板に導きかつ１／４波長板を通過して入射する前記反射測定光を通して前記受光素子に導くことを特徴とする光波距離測定装置。
【請求項２】
前記光源部は、レーザー光を発する光源と、該光源からのレーザー光を通す偏光板とを有し、該偏光板はレーザー光を直線偏光に変換することを特徴とする請求項１に記載の光波距離測定装置。
【請求項３】
前記１／４波長板が前記対物レンズに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光波距離測定装置。
【請求項４】
前記射出光学系は、前記発光素子からの光を参照光と測定光とに分割する分割ミラーと、前記発光素子からの光を前記偏光板が配設された測定光路と前記受光素子に導く参照光路との間で光路を切り替える光路切り替え器と、前記測定光の光量を調整する光量調整器とが設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光波距離測定装置。
【請求項５】
前記測定対象物を視準する視準光学系を有することを特徴とする請求項３に記載の光波距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波距離測定装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、対物レンズを介して測定光を出射する射出光学系と、対物レンズを介して入射した反射測定光を受光する受光光学系とが同軸上に配置され、光源部の発光素子からの測定光を対物レンズへ向けて反射する反射ミラーが対物レンズの中心に対して偏心して設けられた光波距離測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一般に、再帰反射プリズムが遠方にある場合、すなわち、測点が遠距離にある場合、対物レンズから出射された測定光、再帰反射プリズムから対物レンズに入射する反射測定光が多少なりとも拡散されるので、発光素子の測定光を対物レンズに向けて反射する反射ミラーが対物レンズの中心と同心に設けられていても、反射測定光が受光光学系の受光素子に受光される。
【０００４】
これに対して、再帰反射プリズムが近傍にある場合、すなわち、測点が近距離にある場合、対物レンズから再帰反射プリズムへ向けて出射される測定光と対物レンズに入射する反射測定光の広がりとはほぼ同一となるので、反射ミラーにより受光光学系に入射した反射測定光が邪魔されて、受光素子に受光されないという不具合がある。
【０００５】
再帰反射プリズムが近傍にある場合でも、反射ミラーが対物レンズの中心に対して偏心して設けられることにより、対物レンズに入射した反射測定光を反射ミラーに邪魔されることなく受光できることになり、近距離の測距を支障なく行うことができる。
【特許文献１】
特開平４−３１９６８７号公報（図１、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ミラーの中心と対物レンズの中心との偏心量が小さすぎると、近距離測距のときに対物レンズに入射する反射測定光が反射ミラーにより邪魔をされる割合が大きく、受光が困難となる場合もある。
【０００７】
また、反射ミラーの中心と対物レンズの中心とが偏心しすぎていると、再帰反射シートを用いた場合に、対物レンズに入射した反射測定光が受光素子から外れた箇所に結像されてしまうため、近距離の測距に支障を来す不都合があり、補正用の光学部材が必要となる。特許文献１に開示のものは、反射ミラーの中心と対物レンズの中心との偏心量に依存して受光素子に入射する反射測定光の受光量が変化するので好ましくない。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、射出光学系に設けられて光源部からの測定光を対物レンズに向けて反射する反射ミラーを対物レンズの中心に同軸に設けた場合であっても、近距離の測距に支障を来す不都合を解消できる光波距離測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光波距離測定装置は、測定対象物に向けて測定光を照射する射出光学系と、その反射測定光を受光するための受光素子を有する受光光学系とが設けられた光波距離測定装置において、
前記射出光学系には、直線偏光の測定光を発する光源部と、該光源部からの測定光を対物レンズに向けて反射する反射ミラーと、該反射ミラーで反射された直線偏光の測定光を円偏光に変換しかつ円偏光の反射測定光を直線偏光に変換する１／４波長板とが設けられ、前記反射ミラーは、前記対物レンズの中心と同心に設けられ、前記光源部からの測定光を反射して前記１／４波長板に導きかつ１／４波長板を通過して入射する前記反射測定光を通して前記受光素子に導くことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の光波距離測定装置は、前記光源部が、レーザー光を発する光源と、該光源からのレーザー光を通す偏光板とを有し、該偏光板はレーザー光を直線偏光に変換することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の光波距離測定装置は、前記１／４波長板が前記対物レンズに設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の光波距離測定装置は、前記発光素子からの光を参照光と測定光とに分割する分割ミラーと、前記発光素子からの光を前記偏光板が配設された測定光路と前記受光素子に導く参照光路との間で光路を切り替える光路切り替え器と、前記測定光の光量を調整する光量調整器とが設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の光波距離測定装置は、測定対象物を視準する視準光学系を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（発明の実施の形態１）
図１は本発明に係わる光波距離測定装置の発明の実施の形態１の光学図であって、この図１において、１は射出光学系、２は受光光学系、３は再帰反射プリズムである。
【００１５】
射出光学系１は、発光素子４、コリメートレンズ５、偏光板６、全反射ミラー７、反射ミラー８、対物レンズ９を備えている。発光素子４、コリメートレンズ５、偏光板６は光源部を構成している。
【００１６】
発光素子４は例えばレーザーダイオードから構成され、コリメートレンズ５はレーザーダイオードから出射された光を測定光として平行光束に変換し、偏光板６はその平行光束を所定の偏光方向の直線偏光、例えば、Ｓ偏光の直線偏光を生成する役割を果たす。
【００１７】
そのＳ偏光の直線偏光の測定光は全反射ミラー７により反射されて反射ミラー８に導かれる。反射ミラー８はその中心が対物レンズ９の中心Ｏと同軸に配設されている。その反射ミラー８はＳ偏光の光を反射しかつＰ偏光の光を透過する役割を果たし、全反射ミラー７により反射された測定光を対物レンズ９に向けて反射する。
【００１８】
対物レンズ９とミラー８との間には、１／４波長板１０が設けられ、ここでは、１／４波長板１０は対物レンズ９の内面に膜として形成されている。なお、この１／４波長板１０は膜ではなくて対物レンズ９の内面に光学部材を貼り付けても良い。
【００１９】
この１／４波長板１０は、対物レンズ９から射出される直線偏光の光を円偏光の光に変換しかつ対物レンズ９に入射する円偏光の光を直線偏光の光に変換する役割を有する。この１／４波長板１０を通り、対物レンズ９の中心部９Ａを通った円偏光の測定光Ｐ１は再帰反射プリズム３に導かれ、再帰反射プリズム３により反射されて、再び対物レンズ９が存在する方向に向けられる。
【００２０】
その再帰反射プリズム３により反射された反射測定光Ｐ２は、対物レンズ９の中心部９Ａ、周辺部９Ｂを通って受光光学系２に導かれる。受光光学系２には受光素子１１が設けられている。この受光素子１１は図示を略す計測回路に接続されている。
【００２１】
対物レンズ９の中心部９Ａを通る円偏光の反射測定光Ｐ２は再び１／４波長板１０を通り、Ｓ偏光と直交するＰ偏光の反射測定光として反射ミラー８に導かれる。反射ミラー８はＳ偏光を反射しかつＰ偏光を透過する特性を有しているので、対物レンズ９の中心部９Ａを通る反射測定光Ｐ２は反射ミラ８ーに邪魔されることなく反射ミラー８を透過し、受光素子１１に受光される。
【００２２】
その受光素子１１には、公知の参照光路を経由して参照光が導かれ、この参照光と反射測定光との位相差を測定することにより、再帰反射プリズム３までの距離が測距される。
（発明の実施の形態２）
図２は本発明に係わる光波距離測定装置の発明の実施の形態２の光学図であって、この発明の実施の形態２では、射出光学系１にはコリメータレンズ５と偏光板６との間に発光素子４からの光を測定光と参照光とに分割する分割ミラー１２が設けられると共に、発光素子４からの光を偏光板６が存在する測定光路と受光素子１１に導く全反射ミラー１３が存在する参照光路との間で切り替える光路切り替え器１４が設けられている。偏光板６と全反射ミラー７との間には、測定光の光量を調整する光量調整器１５が設けられている。
【００２３】
受光光学系２には視準光学系１６の一部を構成する波長分割ミラー１７が設けられ、対物レンズ９を通して入射した反射測定光はこの波長分割ミラー１７によって受光素子１１が存在する方向に反射され、可視光はこの波長分割ミラー１７を透過して、接眼レンズ１８に導かれる。測量作業者はその接眼レンズ１８を通じて再帰反射プリズム３を視準できる。
【００２４】
なお、発光素子４が半導体レーザー素子であって直線偏光を発する場合には、偏光板６を設けなくても良い。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１〜請求項５に記載の発明は、以上説明したように構成したので、射出光学系に設けられて光源部からの測定光を対物レンズに向けて反射する反射ミラーを対物レンズの中心に同軸に設けた場合であっても、近距離の測距に支障を来す不都合を解消できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光波距離測定装置の発明の実施の形態１の光学図である。
【図２】本発明の光波距離測定装置の発明の実施の形態２の光学図である。
【符号の説明】
１…射出光学系
２…受光光学系
６…偏光板
８…反射ミラー
９…対物レンズ
１０…１／４波長板
１１…受光素子
【図１】
2004191063.tif 000003
【図２】
2004191063.tif 000004