(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標対象物で反射され受光した反射光を波長の異なる追尾光、測距光、可視光に分割する望遠光学系を有する自動測量機に於いて、前記望遠光学系が、対物レンズと合焦レンズの間の光軸上に位置された光学手段を有し、該光学手段は、可視光を透過し、追尾光、測距光を反射する第１の反射面と、該第１の反射面で反射された追尾光、測距光が入射し、追尾光と測距光とを分割する第２の反射面とを有することを特徴とする自動測量機。
【請求項２】
前記第１の反射面はダイクロイックミラーであり少なくとも可視光を透過し、赤外光を反射し、前記第２の反射面はダイクロイックミラーであり少なくとも一つの赤外波長を透過し、他の赤外光を反射する請求項１の自動測量機。
【請求項３】
前記ダイクロイックミラーの第１の反射面は４００〜６５０ｎｍの光を透過し、６５０〜８５０ｎｍを反射し、第２の反射面は６５０〜７２０ｎｍの光を反射し、７２０〜８５０ｎｍを透過する請求項２の自動測量機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は目標対象物を自動的に追尾する自動測量機に関し、特に反射光を追尾光、測距光、可視光に分割する望遠光学系を有する自動測量機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は自動測量機の要部を示しており、自動測量機は一般の測量機と同様に三脚に取付けられる整準部１、該整準部１に設けられた基盤部２、該基盤部２に鉛直軸心を中心に回転可能に設けられた托架部３、該托架部３に水平軸心を中心に回転可能に設けられた望遠鏡部４から構成される。更に、自動測量機では前記托架部３、望遠鏡部４は図示しない内蔵のモータにより回転駆動される様になっており、遠隔で又は自動で操作が可能となっている。
【０００３】
前記望遠鏡部４は測定光を照射し、目標対象物からの反射を受光する光学系を有しており、受光した反射光に基づき目標対象物を視準すると共に目標対象物を検出し追尾する追尾手段、及び目標対象物迄の距離を測定する測距手段を具備している。
【０００４】
而して、前記望遠鏡部４から照射された測定光が目標対象物に設けられたミラーで反射され、反射光を受光することで測定者が測量機を目標対象物に対して視準を行い、或は距離測定を行い、或は目標対象物の自動追尾が行われる。
【０００５】
前述した目標対象物を自動的に追尾する測量機では、照射する測定光には追尾用、測距用の異なる波長帯が含まれ、目標対象物で反射され受光した反射光を追尾用、測距用、可視光と目的毎に波長分割し、分割された測距光、追尾光を用いて距離測定、自動追尾を行っている。斯かる波長分割は前記望遠鏡部４の光学系の光路上に配置される光学手段により行われる。複数の波長帯に分割する光学手段としてはダイクロイックプリズムが多く使用される。
【０００６】
図３により波長を３分割する光学手段を有する従来の自動測量機の光学系について説明する。
【０００７】
該光学系は対物レンズ５、合焦レンズ６、正立プリズム７、焦点鏡８、接眼レンズ９から成り、前記対物レンズ５と合焦レンズ６との間に光学手段であるダイクロイックプリズム１０が配設され、更に追尾光射出用の反射ミラー１１が前記対物レンズ５とダイクロイックプリズム１０の間に配設されている。
【０００８】
前記合焦レンズ６は光軸Ｏ上を移動可能に設けられ、前記対物レンズ５を経て入光したレーザ光線を前記焦点鏡８上に結像し、前記正立プリズム７は前記焦点鏡８に結像される像を正立像とし、前記焦点鏡８は目標対象物を視準中心に捉えるスケールを有し、前記接眼レンズ９は前記焦点鏡８に結像された目標対象物の像を前記スケールと共に測量者の網膜上に結像する。前記反射ミラー１１の反射光軸上には図示しない追尾光学系が配設され、追尾光のレーザ光線を前記反射ミラー１１を介して目標対象物に対して照射する様になっている。
【０００９】
前記ダイクロイックプリズム１０は光路を横断する２つの第１ダイクロイックミラー面１５、第２ダイクロイックミラー面１６を有し、前記第１ダイクロイックミラー面１５に対向して追尾受光部（図示せず）が配設され、該第２ダイクロイックミラー面１６に対向して測距光学系の受発光分割ミラー１７が配置されている。該測距光学系は前記受発光分割ミラー１７を介して測距用レーザ光線を目標対象物に対して照射し、又該受発光分割ミラー１７を介して測距用反射レーザ光線を受光する様になっている。
【００１０】
上記した様に、照射する測定光には追尾用、測距用の異なる波長帯が含まれる。波長帯としては例えば視準用には４００〜６５０ｎｍの可視光線、追尾用としては６５０ｎｍの赤外光、測距用としては８００ｎｍの赤外光が使用される。
【００１１】
前記対物レンズ５より入射した反射光は前記第１ダイクロイックミラー面１５により追尾反射光が反射され、追尾光が他の測距用、可視光から分離される。前記追尾受光部は追尾反射光を受光し、受光結果により自動測量機本体の制御部（図示せず）はモータを駆動して測量機の視準中心に目標対象物が位置する様に姿勢を自動調整する。
【００１２】
前記第１ダイクロイックミラー面１５を透過したレーザ光線は、前記第２ダイクロイックミラー面１６により更に測距光が反射され、測距光と可視光とが分離される。分離された測距光は、前記測距光学系により受光され、距離測定がなされる。又、前記第２ダイクロイックミラー面１６を透過した可視光は前記接眼レンズ９を介して測量者に視認され、自動測量機の設置時の視準、測定時の視準が行われる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の自動測量機では、可視光、追尾光、測距光の波長帯に分割するダイクロイックプリズム１０が、望遠鏡部４の光軸上で入射した反射光を追尾反射光、測距反射光、可視光に順次分割する構成である。前記ダイクロイックプリズム１０には、前記対物レンズ５を透過した光束が入射するに必要とされる大きさと、追尾反射光、測距反射光をそれぞれ反射するに必要な長さの第１ダイクロイックミラー面１５、第２ダイクロイックミラー面１６とが要求される。この為、前記ダイクロイックプリズム１０は必然的にかなりの大きさになる。大きなダイクロイックプリズム１０は高価であり、望遠鏡部４を大型化する。望遠鏡部４が大型化すると電気系、測距系の電気回路の一部は托架部側に設けられることになり、測量機自体が大きく、重くなってしまう問題があり、重量の増大に伴い駆動電力も増大し、別電源を用意しなければならない等の問題も生じていた。
【００１４】
更に、前記ダイクロイックプリズム１０の第１ダイクロイックミラー面１５では赤外光、可視光の内一部の赤外光のみ分割するものである為、第１ダイクロイックミラー面１５に生成される光学膜は複雑で高価なものとなる。
【００１５】
本発明は斯かる実情に鑑み、入射光を波長分割する光学手段の小型化を図り、又光学手段の反射面に生成する光学膜を簡略化し、光学手段のコストダウン或は自動測量機の小型化を図るものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対物レンズと合焦レンズの間の光軸上に位置し、少なくとも可視光を透過する第１の反射面と、少なくとも所定の波長を透過する第２の反射面を有し、前記第１の反射面からの反射光は前記第２の反射面に達し、第２の反射面からの反射光は前記光軸と交差する光学手段を具備する自動測量機に係るものであり、又前記第１の反射面はダイクロイックミラーであり少なくとも可視光を透過し、第２の反射面はダイクロイックミラーであり少なくとも一つの赤外波長を透過する自動測量機に係り、更に前記ダイクロイックミラーの第１の反射面は４００〜６５０ｎｍの光を透過し、６５０〜８５０ｎｍを反射し、第２の反射面は６５０〜７２０ｎｍの光を反射し、７２０〜８５０ｎｍを透過する自動測量機に係るものであり、複数の波長帯を有する入射光を複数の波長に分割する複数の反射面の内光軸上に位置するのは１つのみであり、この為光軸方向の長さが短くなり、光学手段の小型化が図れ、更に可視光については１つの反射面を透過するだけであるので、可視光の減衰率が低く抑えられる。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１中、図３中で示したものと同様のものには同符号を付し、その説明は省略する。
【００１９】
光軸Ｏ上に対物レンズ５、合焦レンズ６、正立プリズム７、焦点鏡８、接眼レンズ９を順次配設し、前記対物レンズ５と合焦レンズ６との間に光学手段、好ましくはダイクロイックプリズム２０を配設する。
【００２０】
前記ダイクロイックプリズム２０はペンタ型プリズム２１の対向する面に楔型プリズム２２，２３を貼付け、第１ダイクロイックミラー面２４、第２ダイクロイックミラー面２５を形成したものである。
【００２１】
前記第１ダイクロイックミラー面２４は入射した反射光の内、可視光を透過し、赤外光を反射するものであり、前記第２ダイクロイックミラー面２５は測距光を透過し、追尾光を反射するものである。前記第１ダイクロイックミラー面２４の反射光軸上に測距光学系（図示せず）を設け、前記第２ダイクロイックミラー面２５の反射光軸上に追尾受光部（図示せず）を設ける。追尾光射出部（図示せず）は追尾受光部側に設けられている。尚、図中２６は測距光学系の受発光分割ミラーであって光束を紙面に対して垂直な方向に分割する様横向きに配置されている。
【００２２】
前記ダイクロイックミラー面は、例えば４００〜６５０ｎｍの可視光を透過し、６５０〜８５０ｎｍを反射する。第２のダイクロイックミラー面は、６５０〜７２０ｎｍを反射し、７２０〜８５０ｎｍを透過する。
【００２３】
以下、作用を説明する。
【００２４】
目標対象物で反射された反射測定光が前記対物レンズ５より入射すると、前記第１ダイクロイックミラー面２４で赤外光、即ち追尾反射光と測距反射光が反射され、可視光は透過する。透過した可視光は前記合焦レンズ６により前記焦点鏡８で結像し、結像した像は該焦点鏡８のスケールと共に再び測量者の網膜に結像され、視準が行われる。
【００２５】
前記第２ダイクロイックミラー面２５では前記第１ダイクロイックミラー面２４で反射された赤外光の内、追尾光が反射され、測距光が透過される。追尾反射光は前記光軸Ｏと交差する方向でペンタ型プリズム２１から射出され、追尾受光部で受光される。追尾受光部で受光された結果に基づき前述したと同様、測量機の視準中心に目標対象物が位置する様に自動測量機の姿勢が自動調整される。前記第２ダイクロイックミラー面２５を透過した測距反射光は図示しない測距光学系に受光されて距離測定がなされる。尚、前記光軸Ｏと前記第２ダイクロイックミラー面２５の反射光軸とは同一平面内に有っても、そうでなくともよい。
【００２６】
前記第１ダイクロイックミラー面２４、第２ダイクロイックミラー面２５はいずれも所定の波長で２分割する構成であるので、形成する光学膜は簡単で、安価である。更に、ダイクロイックミラー面は波長を選択して透過しそれ以外を反射するものであるが、完全に透過するわけではない。従って、複数回ダイクロイックミラー面を透過した場合はその分減衰効果が大きく透過光線の光量が少なくなる。本発明では可視光は第１ダイクロイックミラー面２４を一度透過するだけであるので、透過の光量が多くなり、明瞭な視準を行える。
【００２７】
前記光軸Ｏ上に配置されるダイクロイックミラー面は前記第１ダイクロイックミラー面２４の一面でよく、他の第２ダイクロイックミラー面２５は光軸Ｏから外れた位置となる。この為、前記ダイクロイックプリズム２０の光軸方向の寸法が短くなる。従って、該ダイクロイックプリズム２０を前記合焦レンズ６に接近させた位置に配置させることで、前記ダイクロイックプリズム２０と対物レンズ５間の距離を大きくすることができる。このことで、前記ダイクロイックプリズム２０に入射するレーザ光線の光束径が小さくなり、該ダイクロイックプリズム２０も小型化できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、ダイクロイックプリズムを小型化できるので、製作費が低減し、又望遠鏡部側に追尾系、測距系の電気回路等を収納できる空間を確保でき、自動測量機全体の小型化、軽量化が図れる。更に、可視光の減衰を小さくできるので明瞭な視準が行え作業性が向上する、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す要部構成図である。
【図２】本発明が実施される自動測量機の要部外観図である。
【図３】従来例を示す要部構成図である。
【符号の説明】
１            整準部
２            基盤部
３            托架部
４            望遠鏡部
５            対物レンズ
６            合焦レンズ
７            正立プリズム
８            焦点鏡
９            接眼レンズ
２０          ダイクロイックプリズム
２１          ペンタ型プリズム
２２          楔型プリズム
２３          楔型プリズム
２４          第１ダイクロイックミラー面
２５          第２ダイクロイックミラー面
【図１】
0004023572.tif 000002
【図２】
0004023572.tif 000003
【図３】
0004023572.tif 000004