"デジタル画像信号を出力するイメージセンサとズーム光学系とを有する観察光学系と、基準パターンを無限遠の状態で前記観察光学系に入射させ前記イメージセンサに結像する基準パターン投影光学系と、前記観察光学系と前記基準パターン投影光学系とを一体として水平、鉛直の2方向に回転可能な回転機構と、該回転機構の2方向の回転の水平角、鉛直角を検出する水平角度検出器、鉛直角度検出器と、演算制御部とを有し、該演算制御部は前記水平角度検出器、前記鉛直角度検出器の検出結果と、前記イメージセンサ上での基準パターンと前記観察光学系の視準点との差違とに基づき該視準点の水平角、鉛直角を測定することを特徴とする測量機。前記観察光学系の光軸と平行な測距光軸を有する光波距離計を更に具備し、測定対象物の測定点の測距を行う請求項1の測量機。前記測距光軸上に設けられ、測距光軸の偏向を微調整する微調整機構を更に具備し、測距の測定点と前記観察光学系の測定点とを合致させる様構成した請求項2の測量機。前記基準パターンは直交する線で構成される格子であり、前記イメージセンサに投影された前記格子の線間隔を測定することでズーム倍率を演算する請求項1~請求項3のいずれかの測量機。前記基準パターンは直交する線で構成される格子であり、前記イメージセンサに投影された前記格子を測定することで画像の歪曲を演算し、演算結果に基づき測定結果を補正する請求項1~請求項4のいずれかの測量機。前記観察光学系は、市販のデジタルカメラである請求項1~請求項5のいずれかの測量機。本発明は斯かる実情に鑑み、観察光学系にズーム機能を設けることを可能とした測量機を提供するものである。本発明は、デジタル画像信号を出力するイメージセンサとズーム光学系とを有する観察光学系と、基準パターンを無限遠の状態で前記観察光学系に入射させ前記イメージセンサに結像する基準パターン投影光学系と、前記観察光学系と前記基準パターン投影光学系とを一体として水平、鉛直の2方向に回転可能な回転機構と、該回転機構の2方向の回転の水平角、鉛直角を検出する水平角度検出器、鉛直角度検出器と、演算制御部とを有し、該演算制御部は前記水平角度検出器、前記鉛直角度検出器の検出結果と、前記イメージセンサ上での基準パターンと前記観察光学系の視準点との差違とに基づき該視準点の水平角、鉛直角を測定する測量機に係るものである。又本発明は、前記観察光学系の光軸と平行な測距光軸を有する光波距離計を更に具備し、測定対象物の測定点の測距を行う測量機に係るものである。又本発明は、前記測距光軸上に設けられ、測距光軸の偏向を微調整する微調整機構を更に具備し、測距の測定点と前記観察光学系の測定点とを合致させる様構成した測量機に係るものである。又本発明は、前記基準パターンは直交する線で構成される格子であり、前記イメージセンサに投影された前記格子の線間隔を測定することでズーム倍率を演算する測量機に係るものである。又本発明は、前記基準パターンは直交する線で構成される格子であり、前記イメージセンサに投影された前記格子を測定することで画像の歪曲を演算し、演算結果に基づき測定結果を補正する測量機に係るものである。又本発明は、前記観察光学系は、市販のデジタルカメラである測量機に係るものである。本発明によれば、デジタル画像信号を出力するイメージセンサとズーム光学系とを有する観察光学系と、基準パターンを無限遠の状態で前記観察光学系に入射させ前記イメージセンサに結像する基準パターン投影光学系と、前記観察光学系と前記基準パターン投影光学系とを一体として水平、鉛直の2方向に回転可能な回転機構と、該回転機構の2方向の回転の水平角、鉛直角を検出する水平角度検出器、鉛直角度検出器と、演算制御部とを有し、該演算制御部は前記水平角度検出器、前記鉛直角度検出器の検出結果と、前記イメージセンサ上での基準パターンと前記観察光学系の視準点との差違とに基づき該視準点の水平角、鉛直角を測定するので、ズーム光学系により倍率を変更し、視準が容易となると共に前記観察光学系の光軸がブレた場合でも、ブレ分を含んだ正確な測角を実行できる。又本発明によれば、前記観察光学系の光軸と平行な測距光軸を有する光波距離計を更に具備し、測定対象物の測定点の測距を行うので、ズーム機能を具備した簡便なトータルステーションを構成することができる。又本発明によれば、前記測距光軸上に設けられ、測距光軸の偏向を微調整する微調整機構を更に具備し、測距の測定点と前記観察光学系の測定点とを合致させる様構成したので、測距測角を精度よく実行できる。又本発明によれば、前記基準パターンは直交する線で構成される格子であり、前記イメージセンサに投影された前記格子の線間隔を測定することでズーム倍率を演算するので、倍率を加味した正確な測定が行える。又本発明によれば、前記基準パターンは直交する線で構成される格子であり、前記イメージセンサに投影された前記格子を測定することで画像の歪曲を演算し、演算結果に基づき測定結果を補正するので、正確な測定が行える。又本発明によれば、前記観察光学系は、市販のデジタルカメラであるので、安価に且つ簡便に測量機を構成できるという優れた効果を発揮する。以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係る測量機の基本構成を示している。又、図1中、1は観察光学系、2は光波距離計EDM:ElectroOpticalDistanceMeasurementを示している。前記観察光学系1は観察光軸3を有し、前記光波距離計2は測距光軸4を有し、前記観察光学系1と前記光波距離計2とは、前記観察光軸3と前記測距光軸4とが平行であり、既知の間隔で設置されている。又、前記観察光学系1と前記光波距離計2とは機械的に一体化され測定部10を構成し、該測定部10は回転機構5により水平方向及び鉛直方向の2方向に回転可能に支持されている。前記観察光学系1は、前記観察光軸3上に対物レンズ6、ズーム光学系7、イメージセンサ8を有し、該イメージセンサ8は前記ズーム光学系7の焦点位置に設けられている。前記イメージセンサ8は、多数の画素の集合体で構成されたCCD、CMOSセンサ等が用いられ、各画素は受光信号を発すると共に発せられる信号に基づき前記イメージセンサ8での位置が特定できる様になっている。該イメージセンサ8からの出力信号は、前記画素からの出力信号の集合であり、デジタル画像信号として演算制御部9に出力される。前記観察光軸3上で前記対物レンズ6に関し、物側に光路分割光学部材、例えばハーフミラー12が配設されている。前記観察光軸3は前記ハーフミラー12を透過し、該ハーフミラー12の反射光軸3a上に集光レンズ13が配設され、該集光レンズ13の焦点位置に基準パターン14が配設されている。該基準パターン14は、基準位置、倍率及び像の歪みが検出できる構成図形となっており、例えば図2に示される様に直交する縦横の線で構成された格子であり、該基準パターン14は中心で直交する太線の基準線17が設けられ、更に前記基準パターン14は中心部に、格子の升目が周囲の升目に対し所定倍率小さく設定された図示では一辺が1/2倍細密パターン14aを有している。前記反射光軸3aを前記回転機構5の回転軸水平回転軸及び鉛直回転軸図示せずに対して機械的に位置が変化しないとしておけば既知の関係に固定、前記イメージセンサ8上での前記基準パターン14の位置は、測量機の機械的な位置、姿勢を反映する。ここで、前記ハーフミラー12、前記集光レンズ13、前記基準パターン14は、該基準パターン14を前記観察光学系1に無限遠の状態で投影する基準パターン投影光学系18を構成する。前記回転機構5は、水平回転軸、鉛直回転軸それぞれについて水平角度検出器15、鉛直角度検出器16を具備しており、前記水平角度検出器15、前記鉛直角度検出器16は、前記測定部10の水平回転角、鉛直回転角をそれぞれ検出する様になっている。前記光波距離計2は、測距光を前記測距光軸4上に射出し、測定対象物からの反射光を受光し、受光結果に基づき測距光が照射した点測定点迄の距離を測定する。尚、測距光は可視光、不可視光のいずれでもよいが、可視光とすると、測定中の測定点を目視或は画像上で確認できる。前記演算制御部9は表示部11に前記イメージセンサ8が撮像した画像を表示する様になっている。又、前記演算制御部9は前記イメージセンサ8からの画像信号を処理して前記基準パターン14を抽出する。該基準パターン14を抽出する方法の1つとしては、前記基準パターン14無しの画像を取得し、次に基準パターン14有りの画像を取得し、両画像の差をとることで前記基準パターン14が抽出できる。又、前記演算制御部9は、前記水平角度検出器15、前記鉛直角度検出器16からの検出信号、及び前記ハーフミラー12、前記イメージセンサ8からの画像信号を基に測定点の水平角、鉛直角を演算する。上記構成の測量機の作用について説明する。前記基準パターン14は前記集光レンズ13の焦点に位置しているので、前記基準パターン14からの光は前記集光レンズ13を透過することで平行光となり、前記イメージセンサ8上に結像される。前記観察光軸3と前記反射光軸3aとが完全に一致している状態では、前記基準パターン14の中心は前記イメージセンサ8の中心に合致する。又、前記基準パターン14は前記ズーム光学系7の倍率に応じて投影され、前記基準パターン14上の点の位置座標は、前記ズーム光学系7の倍率に応じた位置に特定される。又、前記観察光軸3が前記反射光軸3aに対して傾斜した場合は、前記イメージセンサ8には前記基準パターン14が前記観察光軸3の傾斜角分だけ変位して投影される。更に、前記反射光軸3aは前記回転機構5の回転軸水平回転軸及び鉛直回転軸に対して既知の関係に固定されているので、前記イメージセンサ8上での前記基準パターン14の変位を検出すれば、前記観察光軸3の傾きを検出することができる。更に、図3A~図3Cを参照して、前記観察光学系1でズームした場合の画像の変化、画像中の測定点の状態、更に該観察光学系1で水平角、鉛直角を測定する場合を説明する。前記観察光学系1でズーム倍率を低倍率例えば2倍とした状態で、前記観察光軸3を測定対象物の測定点に向け、測定対象物を含む広角の画像を前記表示部11に表示させる図3A参照。該表示部11には、前記イメージセンサ8が撮像した画像が表示されると共に該画像に前記基準パターン14が重合された状態で表示される。該基準パターン14は判別し易くする為、色を背景と異なる色とし、更に点滅させてもよい。又、前記基準パターン14の中心前記基準線17が交差した点が測定点を示す。前記基準パターン14の中心を測定点に合わせ、即ち測定点が画像の中心となる様に、前記回転機構5により前記測定部10の向き、即ち、前記観察光軸3の向きを調整する。該観察光軸3の向きは、前記水平角度検出器15、前記鉛直角度検出器16によって測定される。前記ズーム光学系7によりズーム倍率を段階的に、或は連続的に上げることで、容易に測定対象が観察できる様にする図3B、図3C参照。更に画像上には、基準パターン線の他に、測定点を指定する為の測定指標19が表示される。この測定指標19は外部からの操作により画面上の所望の位置に表示させることができる。前記ズーム光学系7によりズーム倍率を上げることで、観察像上の写込む基準パターンも観察像と一体になって拡大される。この時、前記観察光軸3のブレが生じても、観察像と基準パターンが一体となってブレるので、観察像と観察像上の基準パターンの関係には影響しない。従って基準パターンを基準に測定指標19を画像上で測定することで、水平及び鉛直を補正されることとなり、ブレによる測定誤差を除くことができる。尚、一般的に光学系には、図4に示される様に、レンズディストーションにより画像に歪曲があり、計測には補正が必要である。この場合、前記基準パターン14を構成する格子の縦線、横線を前記イメージセンサ8で測定することで、縦線、横線の歪曲の状態が測定でき、測定結果に基づき、測定値を補正することができる。或は、歪曲した線を基準として測定を行う。いずれの場合も、倍率に応じた歪曲を前記基準パターン14によって測定でき、レンズディストーションに影響されない高精度の測定が可能となる。測定点の測距は、前記光波距離計2によって実行される。又、測距光を可視光とすることで、測距位置を画像上で確認できる。前記測距光軸4と前記観察光軸3とは平行であり、既知の間隔で離れており、正確には前記測定点を測定していないが、前記測定点と前記光波距離計2の測定位置とのずれは、僅かであり、前記光波距離計2で測定した測距結果を前記測定点の測距距離として実用上差支えない。而して、ズーム機能を有し、測定点の視準を容易としたトータルステーションを実現できる。尚、第1の実施例に於いて、前記光波距離計2は市販のハンディタイプのものを装着してもよいし、或は前記光波距離計2を省略して角度を測定する測量機としてもよい。次に、前記観察光学系1を用いて、計測用パノラマ画像を作成する場合に、前記基準パターン14が利用できる。計測用パノラマ画像を作成する場合、撮影の回転中心を中心とした撮像画像が必要であるが、カメラで取得した撮像画像はレンズ主点中心の画像であり、回転中心の画像となっていない。この為、回転中心との関係を求め、別途レンズ主点と回転中心との関係から画像の再構成が必要であった。上記した様に、ズーム機能を用いると、レンズの主点が変化し、レンズ主点と回転中心との関係を特定することができなく、ズーム機能を用いた前記観察光学系1ではパノラマ画像の作成はできなかった。本実施例では、基準パターンはズーム機能に関係なく回転中心を中心とした画像であり、基準パターンをスケールとした画像は回転中心を中心とした画像となり、計測用パノラマ画像の作成が容易となる。図5は第2の実施例に係る測量機の基本構成を示している。第2の実施例では、測距精度を更に向上させるものである。尚、第2の実施例では、第1の実施例と同等の部分は省略し、光学系のみを示している。第2の実施例は、測距光軸4の微調整機構21を設けたものである。尚、該微調整機構21の一例としては、一対の楔プリズムから構成され、各プリズムを相対回転させることで前記測距光軸4の偏向を微調整するものが挙げられる。該微調整機構21を通過した前記測距光軸4上にハーフミラー22を設置し、該ハーフミラー22に対向してコーナプリズム23を配置し、更に該コーナプリズム23に対向し、該コーナプリズム23を観察光学系1に入射させるミラー24が設けられている。尚、測距光としては可視光が用いられることが好ましい。前記光波距離計2から射出された測距光の一部は前記ハーフミラー22によって分割され、分割された一部の測距光はモニタ光25として前記コーナプリズム23に入射し、該コーナプリズム23によって入射光と平行に反射され、前記コーナプリズム23で反射されたモニタ光25は、更に前記ミラー24によって前記測距光軸4と平行に反射され、前記観察光学系1に入射する。又、該観察光学系1に入射した前記モニタ光25は前記イメージセンサ8によって受光される。前記ハーフミラー22、前記コーナプリズム23、前記ミラー24は、測距光軸モニタ光学系26を構成する。前記微調整機構21によって前記測距光軸4の方向を微調整でき、前記光波距離計2で測定している位置を、前記観察光学系1で測定している位置に合致させることができる。従って、測角している測定点と測距している測定点とを合致させることができ、測定精度を一層向上させることができる。又、前記測距光軸モニタ光学系26は、前記微調整機構21により調整した前記測距光軸4の状態を反映させて前記モニタ光25を前記観察光学系1に入射させるので、前記イメージセンサ8が前記モニタ光25を受光することによって、測距光の照射位置測定点を画像上で求めることができる。図6、図7は、第3の実施例を示している。第3の実施例ではズーム光学系を有する観察光学系として、市販のデジタルカメラを用い、トランシットを構成したものである。尚、図6、図7中で、図1中に示したものと同等のものには同符号を付しその説明を省略する。3脚31の上端に整準部32が設けられ、該整準部32に水平回転軸33を介して回転基台34が回転可能に設けられている。前記整準部32は、前記水平回転軸33の軸心を鉛直に整準する整準機構図示せずを有している。前記回転基台34内部には、水平回転駆動部図示せずが収納され、該水平回転駆動部により前記水平回転軸33を中心に前記回転基台34が回転される様になっている。前記回転基台34には架台35が垂直に設けられている。該架台35には水平方向に延出する鉛直回転台37が設けられ、該鉛直回転台37は水平な軸心を有する鉛直回転軸36を介して回転可能となっている。前記架台35には鉛直回転駆動部図示せずが収納され、該鉛直回転駆動部によって前記鉛直回転台37が前記鉛直回転軸36を中心に鉛直方向に回転される様になっている。前記鉛直回転台37にはデジタルカメラ38が装着され、該デジタルカメラ38はズーム機構を具備している。又該デジタルカメラ38は観察光軸3を有し、該観察光軸3は前記鉛直回転台37の回転により、鉛直方向に回転する様になっている。尚、前記観察光軸3は前記水平回転軸33の軸心と交差し、前記水平回転軸33の軸心を含む鉛直面内を回転する様に構成されている。前記観察光軸3に対して基準パターン投影光学系18が設けられている。該基準パターン投影光学系18は上記した様に反射光軸3aを有し図1参照、該反射光軸3aは前記水平回転軸33の軸心、前記鉛直回転軸36の軸心に対して機械的に固定した関係を有しており、前記水平回転軸33の回転量は、前記反射光軸3aの水平回転角に合致し、前記鉛直回転軸36の回転量は前記反射光軸3aの鉛直回転角に合致する様になっている。前記水平回転軸33及び前記鉛直回転軸36に関して、水平角度検出器15、鉛直角度検出器16が設けられ、前記水平角度検出器15、前記鉛直角度検出器16によって前記水平回転軸33、前記鉛直回転軸36の回転角が検出される様になっている。前記水平角度検出器15、前記鉛直角度検出器16は一般的なエンコーダが用いられてもよいが、本実施例では前記水平回転軸33及び前記鉛直回転軸36に内蔵される角度検出器が用いられる。前記水平角度検出器15と前記鉛直角度検出器16とは同構造であるので、以下は前記鉛直角度検出器16について図8を参照して説明する。前記鉛直回転軸36の端部には、該鉛直回転軸36の軸心と同心に円柱状の軸部空間41が形成され、軸端部は中空構造となっている。該軸端部は軸受42を介して前記架台35に回転自在に支持されており、該架台35には前記軸部空間41と同心に軸受部空間43が形成され、該軸受部空間43と前記軸部空間41とは同一の直径となっている。前記軸部空間41と前記軸受部空間43に鉛直角度検出器16の主要な構成要素が収納される。前記軸部空間41に第1集光レンズ44が設けられ、前記軸受部空間43に第2集光レンズ45が設けられる。前記第1集光レンズ44、前記第2集光レンズ45の倍率は、それぞれ1倍であり、同一の焦点距離を有している。前記第1集光レンズ44、前記第2集光レンズ45はそれぞれ光軸46a,46bを有し、該光軸46aは前記鉛直回転軸36の軸心と合致し、前記光軸46bは前記軸受部空間43の軸心と合致している。従って、前記鉛直回転軸36に傾きが無い状態では、前記光軸46aと前記光軸46bとは同一直線上で合致する。尚、前記第1集光レンズ44と前記第2集光レンズ45とは、像の歪みが生じない様にする為、同一の特性を有するのが好ましい。前記軸部空間41の底部には、角度検出パターン47が設けられ、該角度検出パターン47は前記第1集光レンズ44の焦点位置に位置している。又、前記軸受部空間43には軸部イメージセンサ48が設けられ、該軸部イメージセンサ48は前記第2集光レンズ45の焦点位置に位置している。前記軸受部空間43、前記軸部空間41の適宜箇所には前記角度検出パターン47を照明する為の発光部が設けられる。図示では、一例として、前記軸部空間41の底部に設けられ前記角度検出パターン47の周囲を取囲むリング状の発光部49を示している。前記軸部イメージセンサ48としては、画素の集合体であるCCD、或はCMOSセンサ等が用いられ、各画素は前記軸部イメージセンサ48上で位置が特定できる様になっている。又、該軸部イメージセンサ48からの受光信号は、信号処理部51に入力され、該信号処理部51は受光信号に基づき回転角、前記鉛直回転軸36の傾斜傾斜角を測定する様に構成されている。図9は、前記角度検出パターン47の一例を示している。該角度検出パターン47の基本形状は円であり、該角度検出パターン47の中心は前記第1集光レンズ44の光軸、即ち前記光軸46aに合致する。前記角度検出パターン47は、中心部に芯出し用の円パターン53、該円パターン53の周囲に配設された基準パターン54から構成されている。前記円パターン53は所定の線幅で描かれた真円である。前記基準パターン54は、半径方向に延びる線分55が所定角度ピッチで全周に配置された構成であり、前記線分55によってリング状のトラックが形成される。該線分55の内、所定の複数位置の線分55aは太くなっている。前記線分55の内端及び外端は、それぞれ前記円パターン53と同心の円周上に位置する様になっている。又、前記線分55aは、図示される様に、円周を等分した位置には設けられてなく、前記線分55aの位置を検出することで、前記基準パターン54の回転角を検出できる様になっている。以下、上記した鉛直角度検出器16の作用について説明する。前記角度検出パターン47は、前記第1集光レンズ44、前記第2集光レンズ45の作用によって前記軸部イメージセンサ48に1:1の関係で投影され、該軸部イメージセンサ48は受光した前記角度検出パターン47に対応した信号を発する。前記鉛直回転軸36が回転すると、該鉛直回転軸36と一体に前記角度検出パターン47が回転し、回転した角度検出パターン47像が前記軸部イメージセンサ48に投影される。該軸部イメージセンサ48は各画素毎に受光信号を発するので、例えば、前記線分55aが移動すると、該線分55aを受光している画素の位置が変化する。従って、前記軸部イメージセンサ48からの信号に基づき前記線分55aを受光している画素の位置変化を検出することで、前記鉛直回転軸36の前記架台35に対する回転角を検出することができる。次に、前記鉛直回転軸36が前記架台35に対して傾斜した場合を図8Bを参照して説明する。前記第1集光レンズ44、前記第2集光レンズ45の作用によって、前記第1集光レンズ44に入射する光線は、前記第2集光レンズ45によって該光線と平行に前記軸部イメージセンサ48に投影される。前記第1集光レンズ44の光軸46aが前記第2集光レンズ45の光軸46に対して傾斜すると、前記軸部イメージセンサ48に投影される前記角度検出パターン47像は、前記第1集光レンズ44の光軸46aの傾斜分だけ、傾斜した方向から前記軸部イメージセンサ48に投影される。従って、投影される像は、前記軸部イメージセンサ48上で傾きに対応する分だけ変位する。ここで、前記軸部イメージセンサ48上でのパターン像の変位量をΔ、前記第1集光レンズ44の光軸46aの傾きをα、前記第2集光レンズ45の焦点をfとすると、tanα=Δ/fとなる。更に、前記円パターン53の中心は、前記角度検出パターン47の中心を示すものであり、前記円パターン53を受光する前記軸部イメージセンサ48の各画素の位置を検出することで、前記円パターン53の中心が求められ、該円パターン53の中心と前記軸部イメージセンサ48の中心との偏差を求めることで、前記変位量Δが求められる。従って、前記軸部イメージセンサ48の受光結果に基づき前記第1集光レンズ44の光軸46aの傾き、即ち、前記鉛直回転軸36の傾斜角を検出することができる。前記角度検出パターン47の前記軸部イメージセンサ48上での回転、或は前記角度検出パターン47の中心位置の変位量は、前記軸部イメージセンサ48の画素単位で検出できるので、高精度の測定が可能である。更に、回転角と共に前記鉛直回転軸36の傾斜が検出できる。検出された傾斜に基づき、測定値の補正を行うことで、前記鉛直回転軸36の傾斜の影響を除去した測定結果を得ることができる。従って、前記鉛直回転軸36の回転が誤差を含んだ状態であっても、高精度の角度検出を行える。従って、前記鉛直回転軸36の部品精度、組立てを高精度にしなくてもよく、前記鉛直角度検出器16の製作コストを低減できる。尚、上記実施例に於いて、前記鉛直回転軸36側に前記軸部イメージセンサ48を設け、前記架台35側に前記角度検出パターン47を設けてもよい。図10、図11は、第4の実施例を示している。第4の実施例ではズーム光学系を有する観察光学系として、市販のデジタルカメラを用い、トータルステーションを構成したものである。尚、図10、図11中で、図1及び図5~図7中に示したものと同等のものには同符号を付しその説明を省略する。第4の実施例では、前記鉛直回転台37に基準パターン投影光学系18と一体に光波距離計2を設けたものであり、市販のデジタルカメラで測角を可能とし、又前記光波距離計2で測距を行える様にすると共に微調整機構21で測距光軸4を偏向し、測距の測定点と測角の測定点を合致させる様にしたものである。更に、前記光波距離計2は市販のハンディタイプのものを装着してもよい。この場合、市販のデジタルカメラと市販のハンディタイプの前記光波距離計2の組合わせで簡便にトータルステーションを構成できる。"