(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物までの距離を測定する距離計であって、
対象物までの距離を測定するための不可視光を発光する不可視光発光手段と、
対象物を指すための可視光を発光する可視光発光手段と、
対象物に向けて前記不可視光および前記可視光を同一光軸で投光する投光光学系と、
前記投光光学系の光軸に挿入されることにより、前記可視光発光手段が発光する可視光を反射して前記投光光学系から対象物に向けて投光するように導く光路変換手段と、
前記投光光学系と対象物に向けた光軸を共有する対象物を見て照準するための照準光学系と、
対象物からの前記不可視光の反射光を受光して受光信号を出力する受光手段と、
前記受光手段から出力される前記受光信号に基づいて発光から受光までの時間から対象物までの距離を求めるように制御するとともに、対象物までの距離を測定する場合と対象物を指す場合とにおいて、前記不可視光発光手段と前記可視光発光手段とを切り替えて発光させるように制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記可視光発光手段が前記可視光を発光する場合、前記光路変換手段を前記投光光学系の光軸に挿入するように制御するとともに、対象物までの距離を求める制御を停止し、前記可視光発光手段が前記可視光を発光しない場合、前記光路変換手段を前記投光光学系の光軸から退避するように制御するとともに、対象物までの距離を求める制御を動作可能にすることを特徴とする距離計。
【請求項２】
請求項１に記載の距離計において、
前記光路変換手段は、所定の軸を中心にした回転動作により前記投光光学系の光軸に挿入したり退避したりすることを特徴とする距離計。
【請求項３】
請求項１または２に記載の距離計において、
対象物までの距離の測定の開始および停止を指示する距離測定指示部材と、
対象物を指すための可視光の発光および発光停止を指示する発光指示部材とをさらに備え、
前記制御手段は、前記発光指示部材による発光の指示に連動して前記可視光を発光しているとき、さらに、前記距離測定指示部材による対象物までの距離の測定の開始の指示に連動して前記可視光の発光を停止するように制御することを特徴とする距離計。
【請求項４】
請求項１または２に記載の距離計において、
対象物までの距離の測定の開始および停止を指示する距離測定指示部材をさらに備え、
前記制御手段は、前記不可視光発光手段を、前記距離測定指示部材による対象物までの距離の測定の開始の指示に連動して前記不可視光を発光させ、前記距離測定指示部材による対象物までの距離の測定の停止の指示に連動して前記不可視光の発光を停止するよう制御することを特徴とする距離計。
【請求項５】
請求項１または２に記載の距離計において、
前記距離計の電源のオンオフを指示するための電源オンオフ指示部材と、
前記照準光学系に配置され、前記電源オンオフ指示部材による電源オンの指示に連動して対象物に対する位置合わせ用のレチクルを表示する表示器と、
対象物を指すための可視光の発光および発光停止を指示する発光指示部材とをさらに備え、
前記制御手段は、前記発光指示部材による発光の指示に連動して前記表示器のレチクル表示を消去することを特徴とする距離計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物までの距離を測定する距離計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来装置には近距離、遠距離の測距対象により発光部が異なるそれぞれの距離計がある。近距離測定の場合、対象物に測定ポイントを合わせるための照準望遠レンズを省き、対象物上の可視レーザー光の当たった測定ポイントを直接目視で確認できるようにした装置がある。また、遠距離測定の場合は、遠距離になると測定対象物からの反射光（受信信号レベル）が小さくなるため外乱光ノイズの影響を防止し遠距離測定を可能とするため出力の大きい不可視（赤外）レーザー光を使用し、対象物に測定ポイントを合わせるための照準望遠レンズ（レチクル、表示部内蔵）を備えた装置がある。 
【０００３】
一方、距離測定用のＬＥＤ（発光ダイオード）と照準用の可視光を放射する半導体レーザとを備えた距離計の開示もある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３５８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された距離計は、必ずしも近距離測定と遠距離測定の両機能を実現するための距離計ではない。近距離の距離の測定と遠距離の距離の測定では、使用目的により発光部と測対象物に測定ポイントを合わせるための方法が異なるため、これら近距離と遠距離両用の距離計を実現するのが難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対象物までの距離を測定する距離計であって、対象物までの距離を測定するための不可視光を発光する不可視光発光手段と、対象物を指すための可視光を発光する可視光発光手段と、対象物に向けて前記不可視光および前記可視光を同一光軸で投光する投光光学系と、前記投光光学系の光軸に挿入されることにより、前記可視光発光手段が発光する可視光を反射して前記投光光学系から対象物に向けて投光するように導く光路変換手段と、前記投光光学系と対象物に向けた光軸を共有する対象物を見て照準するための照準光学系と、対象物からの前記不可視光の反射光を受光して受光信号を出力する受光手段と、前記受光手段から出力される前記受光信号に基づいて発光から受光までの時間から対象物までの距離を求めるように制御するとともに、対象物までの距離を測定する場合と対象物を指す場合とにおいて、前記不可視光発光手段と前記可視光発光手段とを切り替えて発光させるように制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記可視光発光手段が前記可視光を発光する場合、前記光路変換手段を前記投光光学系の光軸に挿入するように制御するとともに、対象物までの距離を求める制御を停止し、前記可視光発光手段が前記可視光を発光しない場合、前記光路変換手段を前記投光光学系の光軸から退避するように制御するとともに、対象物までの距離を求める制御を動作可能にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は以上のように構成するので、１台で近距離用から遠距離用までの距離計を構成することができる。しかも、近距離であっても遠距離であっても、対象物を正確に照準し精度の高い信頼性のある対象物までの測距が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
−第１の実施の形態−
図１は、本発明の第１の実施の形態であるレーザー距離計の内部構成を示す図である。本実施の形態のレーザー距離計は、１台で近距離から遠距離までの対象物の距離の測定が可能である。そのため、近距離の対象物には可視レーザー光によるポインターにより対象物を指し示すことが可能であり、中距離から遠距離の対象物には照準光学系を使用して対象物を照準（視準）し対象物までの距離の測定が可能である。
【０００９】
図１に示すように、本実施の形態のレーザー距離計の本体１外部には、送光レンズ４、受光レンズ５、接眼レンズ９、ＰＯＷＥＲボタン１０、測距ボタン１１、ポインターボタン１２、外部表示部（ＬＣＤ）１８が設けられている。内部には、不可視レーザー発光部２、プリズム３、バンドパスフィルタ６、受光部（ＡＰＤ、アバランシェフォトダイオード）７、内部表示部（透過ＬＣＤ）８、可視レーザー（可視光）発光部１５、光路切り替えミラー１６、ミラー駆動部１７、制御基板１３、電源１９などが設けられている。電源１９は電池から構成される。
【００１０】
対象物の位置合わせ用として、送光レンズ４、内部表示部（透過ＬＣＤ）８、接眼レンズ９により照準光学系（視準光学系、望遠光学系）を形成する。内部表示部（透過ＬＣＤ）８は、電源ＯＦＦの場合は透明であるが、電源ＯＮの場合は位置合わせ用のレチクル、測定距離結果、ｍ／yard単位、電池残量等が表示される。外部表示部には前記レチクル以外のものが表示される。 
【００１１】
送光レンズ４は、可視レーザー発光部１５からの可視レーザー光および不可視レーザー発光部２からの可視レーザー光を同一光軸で測距対象物に向けてコリメートする様に集光して投光（出射）する投光光学系（出射光学系）を形成する。照準光学系と投光光学系は、対象物に向けた光軸を共有している。
【００１２】
図２は、電気ブロック図であり、図３はフローチャートを示す図である。これら図２の電気ブロック図、および図３のフローチャートによりレーザー距離計の装置動作を説明する。図３のフローチャートの処理は、ＣＰＵ２０が所定のプログラムを実行することにより行われる。
【００１３】
ＣＰＵ２０は、発光回路２１を介して不可視レーザー発光部２の発光のＯＮ／ＯＦＦを制御し、発光回路２２を介して可視レーザー発光部１５の発光のＯＮ／ＯＦＦを制御し、ミラー駆動部１７を介して光路切り替えミラー１６の光軸への挿入／退避を制御する。すなわち、ＣＰＵ２０は、不可視レーザー光の発光制御、可視レーザー光の発光制御、ミラーの挿入退避制御を行う。さらに、ＣＰＵ２０は、後述する距離演算および表示制御も行う。
【００１４】
ＰＯＷＥＲボタン１０を押すと電源がＯＮされ（Ｓ１）、再押しで電源ＯＦＦとなる。電源ＯＮの状態で、ポインターボタン１２が押されているかどうか判断され（Ｓ２）、押されていないと、内部表示部８、外部表示部１８、受光部７や信号処理回路２４などの測距回路などはＯＮされる（Ｓ３）。この状態で、接眼レンズ９から覗くと測距対象の拡大象と透過表示部８に表示された位置合わせ用のレチクルが重なって見えるため、測距対象に照準できるようになっている。
【００１５】
対象物に照準して測距ボタン１１を押すと不可視レーザー発光部２からレーザー光が発射（発光）し（Ｓ５）、プリズム３、送光レンズ４を通って測距対象物に投射される。対象物からの反射レーザー光は、受光レンズ５、バンドパスフィルタ６により必要な波長域のみ受光部７で受光される（Ｓ６）。この受光信号は信号処理回路２４とＣＰＵ２０で距離演算されて（Ｓ７）、内部表示部８、外部表示部１８に距離表示される（Ｓ８）。すなわち、この受光信号に基づき距離測定用の不可視レーザー光の発光から受光までの時間が計測され、計測された時間に基づき対象物までの距離が演算される。
【００１６】
なお、測距ボタン１１を押している間のみ不可視レーザー発光部２がＯＮとなり測距が行われ、測距ボタン１１を離すと不可視レーザー発光部２がＯＦＦとなり測距が停止する。測距ボタン１１からの信号はＣＰＵ２０に入力され、ＣＰＵ２０は不可視レーザー発光部２の発光のＯＮ／ＯＦＦを制御する。 
【００１７】
一方、ポインターボタン１２を押すと、ステップＳ２でポインターボタン１２が押されたかどうかが判断され、光路切り替えミラー１８がミラー駆動部１７により軸３１を中心に回転移動し（実線位置）、可視光発光部１５がＯＮとなり（Ｓ１０）、可視光発光部１５からの可視光が測距対象物に投射される。これにより、測距対象物の照準位置が目視可能となる。 
【００１８】
可視光発光部１５がＯＮの場合、不可視レーザー発光部５、内部表示部８、外部表示部１８、受光部７や信号処理回路２４などの測距回路はＯＦＦとなる（Ｓ１１）。すなわち、対象物の距離の測定を非動作状態とする。ポインターボタン１２を再押しすると、光路切り替えミラー１８がミラー駆動部１７によりもとの位置（点線）に回転移動して可視光発光部がＯＦＦとなる（Ｓ１０）。これにより、対象物の距離の測定を動作可能状態にする。具体的には、この状態で測距ボタン１１が押下されることにより対象物の距離の測定がなされる。
【００１９】
また、測距ボタン１１がＯＮの場合、可視光発光部１５は必ずＯＦＦとなるように制御される（Ｓ４、Ｓ１２）。すなわち、可視光発光部１５がＯＮの状態で測距ボタン１１をＯＮにすると、可視光発光部１５がＯＮかどうか判断され（Ｓ４）、ＯＮの場合には可視光発光部１５は自動的にＯＦＦとなり（Ｓ１２）、ＯＦＦとなった後に不可視レーザーがＯＮとなる（Ｓ５）。
【００２０】
不可視レーザー発光部２、発光回路２１、可視レーザー発光部１５、可視レーザー発光回路２２、光路切り替えミラー１６、ミラー駆動部１７、内部表示部８、外部表示部１８はＣＰＵ２０で制御される。 
【００２１】
次に装置を使用する場合について説明する。
（１）接眼レンズのレチクルを使用する場合（例：装置を手持ちで使用、遠距離測距） 
接眼レンズ９を覗き、ＰＯＷＥＲボタン１０を押すと、内部表示部８にレチクルが表示される。次に、測距対象物にレチクルの中心を合わせて測距ボタン１１を押すと不可視レーザー光が対象物に発射（投光）され、反射光が受光、演算処理されて測距結果が表示部（内部、外部）に表示される。 
【００２２】
（２）ポインターを使用する場合（例：装置を三脚に固定して使用又は手持ちで使用する場合、近距離測距） 
ＰＯＷＥＲボタン１０を押して、さらにポインターボタン１２を押すと可視レーザー光が対象物に発射される。この場合、ポインターボタン１２は押し続ける必要はない。目視で測距ポイント方向に装置の向きを合わせる。次に測距ボタン１１を押すと可視レーザー光はＯＦＦとなり不可視レーザー光が対象物に発射され、反射光が受光、演算処理されて測距結果が外部表示部（ＬＣＤ）１８に表示される。 
【００２３】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）従来、近距離用と遠距離用（中距離も含む）の２タイプで使用していたレーザー距離計を１個で両用にしたものが可能となる。また、レーザー投光光学系（出射光学系）を共用して投光光軸を同一にし、２個の発光部を切り替えて使用できる構成としたため、測距ターゲットへの投光ポイントを一致させることが可能となる。 
【００２４】
（２）また、２個の発光部を切り替えて使用するので、それぞれの発光が他の発光に悪影響をおよぼさない。例えば、不可視レーザー発光部２をオンして測距しているときに、可視光もオンしていると、可視光の反射光が受光部７に入射し、本来の不可視光の受光にノイズとして悪影響をおよぼす。その結果、対象物までの距離の測定の精度が落ち、信頼性が低くなる。しかし、本実施の形態のような構成を取ることにより、対象物までの距離の測定の精度が高くなり、信頼性も高くなる。また、いずれか不要な発光部をＯＦＦするので、消費電力の軽減になり、さらには装置の発熱を低下させ、回路動作の信頼性も高くなる。
【００２５】
（３）投光光学系と照準光学系の光軸を共有しているので、照準した対象物に不可視光が正確に投光（照射）され、信頼性の高い測距が可能となる。
【００２６】
（４）可視レーザー発光部１５が可視光を発光する場合、光路切り替えミラー１６を投光光学系の光軸に挿入するようにし、可視レーザー発光部１５が可視光を発光しない場合、光路切り替えミラー１６を投光光学系の光軸から退避するようにしている。これにより、可視レーザー発光部１５が可視光を発光せず、不可視レーザー発光部２が不可視光を発光して対象物の距離を測定する場合、不可視光は光路切り替えミラー１６に邪魔されることなく減衰されない。また、可視光が投光されることなく可視光の反射光が受光部７に入射することもない。その結果、精度の高い、かつ、信頼性の高い対象物までの測距が可能となる。
【００２７】
（５）光路切り替えミラー１６は軸３１を中心にした回転動作により投光光学系の光軸に挿入したり退避したりするので、光路切り替え手段の構成や制御が簡単である。
【００２８】
（６）ＰＯＷＥＲボタン１０でレーザー距離計の電源をオンした場合、可視レーザー発光部１５の可視光を発光させるようにするので、電源オン後、すぐにレーザー距離計をポインターとして使用することができる。そして、さらに測距ボタン１１がＯＮされると、可視レーザー発光部１５の可視光の発光を停止するように制御するので、ポインターによる可視光が対象物までの距離を測距する動作に悪影響をおよぼすことがない。これにより、信頼性の高い対象物までの測距が可能となる。
【００２９】
（７）測距ボタン１１のＯＮ／ＯＦＦに連動して不可視レーザー発光部２の不可視光の発光の開始／停止が制御されるので、無駄な不可視光の発光がなくなり、レーザー距離計の電力消費が軽減される。これにより、レーザー距離計の電源１９の電池の持ちが長くなる。
【００３０】
−第２の実施の形態−
図４は、第２の実施の形態のレーザー距離計の構成を示す図である。図１の光路切り替えミラー１６をハーフミラー２５に置き換えて固定としたものである。動作は第１の実施の形態で光路切り替えミラー駆動を削除したものとなる。他の構成は、第１の実施の形態の図１および図２と同様である。
【００３１】
第２の実施の形態では、距離測定ボタンを押して距離を測定する場合に、２個の発光部を交互にＯＮ／ＯＦＦ駆動し、不可視レーザー光の発光時のみ距離測定回路が動作させるモードが可能となり、ポインターを消さないため（正確に言うと点滅させる）更に使いやすい装置が実現可能となる。 
【００３２】
図５は、第２の実施の形態のフローチャートを示す図である。第１の実施の形態の処理と同様な処理には同じステップ番号を付す。図５のフローチャートの処理は、ＣＰＵ２０が所定のプログラムを実行することにより行われる。
【００３３】
第１の実施の形態と同様に対象物に照準して測距ボタン１１を押すと、まず不可視レーザー発光部２からレーザー光が発射（発光）し（Ｓ２１）、プリズム３、送光レンズ４を通って測距対象物に投射される。対象物からの反射レーザー光は、受光レンズ５、バンドパスフィルタ６により必要な波長域のみ受光部７で受光される（Ｓ６）。この受光信号は信号処理回路２４とＣＰＵ２０で距離演算されて（Ｓ７）、内部表示部８、外部表示部１８に距離表示される（Ｓ８）。
【００３４】
次に、不可視レーザー発光部２からの不可視光がＯＦＦされ（Ｓ２２）、受光部７や信号処理回路２４などの測距回路はＯＦＦされ（Ｓ２３）、可視レーザー発光部１５からの可視光がＯＮされる（Ｓ２４）。これにより、ポインター動作が再開され、測距対象物が可視レーザ光で指され（ポイントされ）、測距対象物がどれかが目視で分かるようになる。その後、所定時間経過すると（Ｓ２５）、ステップＳ３に戻り処理を繰り返す。
【００３５】
以上説明した第２の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）測距ボタン１１が押されている間、すなわち、対象物を測距している間、不可視レーザー発光部２からの不可視光と可視レーザー発光部１５からの可視光を交互に発光するように制御されるので、測距対象物がどれかを目視で認識しながら、精度の高いかつ信頼性の高い対象物までの測距が可能である。
【００３６】
正確には、実際に不可視レーザー発光部２からの不可視光を発光して測距している間は、第１の実施の形態と同様に、可視レーザー発光部１５からの可視光を停止しているので、測距精度は第１の実施の形態と同様に高く信頼性もある。マクロ的に測距ボタン１１が押されている間を対象物を測距している間と考えた場合、測距している間もポインターにより対象物が指し示されるので、対象物を目視で正確に把握しながら第１の実施の形態と同様な精度の高い信頼性のある測距が可能となる。
【００３７】
―変形例―
なお、上述した実施の形態のレーザー距離計は、以下のように変形することもできる。
（１）上記実施の形態では、不可視レーザー発光部２および可視レーザー発光部１５ともレーザー光を発光する光源の例で説明をした。しかし、必ずしも測定用の光やポインター用の光をレーザー光に限定する必要はない。その他の光源であってもよい。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）やスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）などを利用するものであってもよい。すなわち、測距に適した光を発する光源やポインターに適した光を発する光源であればどのようなものでも使用できる。
【００３８】
（２）上記で説明した距離計は、携帯型や据え置き型などどのようなタイプの距離計であってもよい。また、用途として、ゴルフなどのレジャーに使用したり、測量や建物の建築作業に使用したり、いかなる用途に使用するものであってもよい。
【００３９】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。また、上記で説明した実施の形態および変形例の種々の組み合わせも、本発明の技術的思想の範囲内である限り有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施の形態のレーザー距離計の内部構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態のレーザー距離計の電気ブロック図である。
【図３】第１の実施の形態のレーザー距離計のフローチャートを示す図である。
【図４】第２の実施の形態のレーザー距離計の内部構成を示す図である。
【図５】第２の実施の形態のレーザー距離計のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  レーザー距離計の本体
２  不可視レーザー発光部
３  プリズム
４  送光レンズ
５  受光レンズ
６  バンドパスフィルタ
７  受光部
８  内部表示部
９  接眼レンズ
１０  ＰＯＷＥＲボタン
１１  測距ボタン
１２  ポインターボタン
１３  制御基板
１５  可視レーザー発光部
１６  光路切り替えミラー
１７  ミラー駆動部
１８  外部表示部
１９  電源１９
２０  ＣＰＵ
２１、２２  発光回路
２４  信号処理回路
２５  ハーフミラー
【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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