特許 6116883 測距装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6116883

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】測距装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/497 20060101AFI20170410BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20170410BHJP

   G01S 7/51 20060101ALI20170410BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/497

   G01C3/06 120Q

   G01S7/51

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-269628(P2012-269628)

(22)【出願日】2012年12月10日

(65)【公開番号】特開2014-115191(P2014-115191A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年10月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】501439264

【氏名又は名称】株式会社 ニコンビジョン

(74)【代理人】

【識別番号】100072718

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 史旺

(74)【代理人】

【識別番号】100116001

【弁理士】

【氏名又は名称】森 俊秀

(72)【発明者】

【氏名】大室 仁

(72)【発明者】

【氏名】芳賀 俊一

【審査官】 ▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２６４９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６３１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０９８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１０４７９７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２０１０−１３６２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１１６９７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５７９０２４１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００６１２５１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／４８ − Ｇ０１Ｓ ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ − Ｇ０１Ｓ １７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定物を含む被写体に対向する対物レンズと、
前記対物レンズを通して不可視光であるレーザー光を出射する発光部と、
前記対物レンズによる可視光の像と、前記対物レンズによる前記レーザー光の像とを撮像することにより、前記レーザー光に照射された領域に対応する部分と、前記レーザー光に照射されていない領域に対応する部分とを有する被写体画像データを出力する撮像センサと、
予め用意した照準画像のデータと前記被写体画像データとを重畳して表示部に表示するように、前記表示部の表示を制御する表示制御部と、
前記被測定物で反射された前記レーザー光を受信して電気信号に変換して出力する受光部と、
前記受光部から得られる電気信号に基づいて前記被測定物までの距離を算出する距離算出部と、
前記表示部に表示される前記レーザー光が照射された領域に対応する部分の位置、及び、前記表示部に表示される前記照準画像の位置の少なくとも一方を調整する、測定者により操作可能な調整部と、を有し、
前記表示制御部は、前記距離算出部により前記被測定物までの距離を算出するとき、前記照準画像のデータと前記被写体画像データとを重畳して表示する制御を行う測距装置。

【請求項2】

請求項１記載の測距装置において、
前記対物レンズにより結像される前記被写体の像の虚像を観察する接眼レンズと、
前記撮像センサの撮像面を前記対物レンズの結像面にセットする挿入位置と、前記対物レンズの光軸上から退避する退避位置との間で前記撮像センサを移動させる挿脱機構と、
ビューファインダモードを選択するモード選択操作部と、
を備え、
前記表示部は、前記撮像センサの挿入位置と前記接眼レンズとの間に設けられた透過型表示部であり、
前記表示制御部は、前記モード選択操作部により前記ビューファインダモードを選択することに応答して、前記撮像センサを前記退避位置から前記挿入位置に移動し、かつ前記照準画像と前記対物レンズによる像とを重畳して前記透過型表示部に表示するように、前記挿脱機構の駆動と前記透過型表示部の表示とを制御する測距装置。

【請求項3】

請求項１記載の測距装置において、
該装置の外部に設けた外部表示部を備え、
前記表示制御部は、前記表示部と同じ画像を表示するように前記外部表示部の表示を制御する測距装置。

【請求項4】

請求項３に記載の測距装置において、
前記外部表示部は、画面を該装置の外に露呈する開き位置と該装置に倒伏させる閉じ位置との間で開閉自在に設けられている測距装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の測距装置において、
録画操作部と、
前記録画操作部の操作に応答して前記被写体画像データを記録媒体に記録する記録制御部と、
を備えている測距装置。

【請求項6】

請求項２から５のいずれか１項に記載の測距装置において、
前記表示部の前に配置され、前記不可視光をカットする不可視光カットフィルタを備えている測距装置。

【請求項7】

請求項２に記載の測距装置において、
前記発光部は、
前記レーザー光を出射する発光部材と、
前記対物レンズと前記撮像センサ、又は前記挿入位置との間に配置され、前記発光部材から出射される前記レーザー光を前記対物レンズに向けて反射し、また、前記被写体で反射される被写体光、及び前記被測定物で反射される前記レーザー光を前記撮像センサに向けて透過させる部分透過部材と、
で構成されている測距装置。

【請求項8】

請求項３又は４に記載の測距装置において、
前記表示制御部は、前記距離算出部での測定結果を前記表示部、又は前記表示部と前記外部表示部との両方とのいずれかに表示する測距装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

不可視光を投光して非接触で目的物までの距離を測定する測距装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パルス状のレーザー光を対物レンズにより被測定物に向かって投光し、被測定物から反射される測定光の発光から受光までの経過時間を測定して、経過時間とレーザー光の伝播速度に基づき被測定物までの距離を求め、対物レンズにより結像する被測定物の像の虚像を接眼レンズにより拡大して観察させるとともに、その観察光学系に透過型の表示部を設け、その表示部により観察範囲内に測定結果の距離を表示して、被測定物の像と距離とを同時に重ねて測定者に視認させる測距装置が知られている（特許文献１）。

【0003】

遠距離測定の場合は、被測定物からの反射光（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て、かつ出力の大きい不可視光（赤外光）を増幅させたレーザー光を使用し、被測定物に測定ポイントを合わせるための照準・観察光学系（レチクルを表示する表示部、及び接眼レンズ等からなる光学系）を備えている。

【0004】

測距装置では、赤外光を観察すると眼に障害を与えるおそれがあるため、照準・観察光学系に設けたダイクロイックミラーや赤外光カットフィルタにより赤外光をカットし、可視光のみを透過させている。そして、観察光学系に透過型の表示部を設け、対物レンズにより結像する被測定物の像に合わせるための照準（レチクル）画像を透過型の表示に表示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−２０３１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、測距装置では、製造時に、表示部に表示する照準画像と、赤外光が被測定物を反射する位置、すなわち測定箇所を表すポイントとを一致させる調整作業が必要になる。この作業は、赤外光カットフィルタにより接眼窓から覗いても赤外光のポイントを視認することができないため、困難な作業になっていた。

【0007】

本発明は、上記問題に鑑み、照準画像と赤外光のポイントとを一致させる調整作業を簡便に行えるように工夫した測距装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明を例示する測距装置は、被測定物を含む被写体に対向する対物レンズと、前記対物レンズを通して不可視光であるレーザー光を出射する発光部と、前記対物レンズによる可視光の像と、前記対物レンズによる前記レーザー光の像とを撮像することにより、前記レーザー光に照射された領域に対応する部分と、前記レーザー光に照射されていない領域に対応する部分とを有する被写体画像データを出力する撮像センサと、予め用意した照準画像のデータと前記被写体画像データとを重畳して表示部に表示するように、前記表示部の表示を制御する表示制御部と、前記被測定物で反射された前記レーザー光を受信して電気信号に変換して出力する受光部と、前記受光部から得られる電気信号に基づいて前記被測定物までの距離を算出する距離算出部と、前記表示部に表示される前記レーザー光が照射された領域に対応する部分の位置、及び、前記表示部に表示される前記照準画像の位置の少なくとも一方を調整する、測定者により操作可能な調整部と、を有し、前記表示制御部は、前記距離算出部により前記被測定物までの距離を算出するとき、前記照準画像データと前記被写体画像データとを重畳して表示する制御を行う。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、対物レンズにより結像する被写体像を撮像する撮像センサの撮像面の前に、少なくとも可視光帯域と不可視光帯域とを通過させる帯域通過フィルタを設けたので、撮像センサが可視光の被写体像と不可視光のポイント像との両方を撮像することができる。これにより、被写体画像、ポイント画像、及び照準画像を表示部に表示することができ、よって、ポイント画像と照準画像とのずれを画面上で簡便に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の測距装置を示す斜視図である。

【図2】測距装置を示す断面図であり、撮像センサが退避位置になっている状態を示している。

【図3】測距装置を示す断面図であり、撮像センサが挿入位置になっている状態を示している。

【図4】測距装置の電気的概略を示すブロック図である。

【図5】帯域透過フィルタの波長帯域通過の特性を示すグラフである。

【図6】内部表示部に表示される照準、直線距離、傾斜角度、水平距離等を表す画像と被写体像とが重なって表示されている状態を示す説明図である。

【図7】外部表示部に表示される照準、直線距離、傾斜角度、水平距離等を表す画像と被写体画像とが重畳して表示されている状態を示す説明図である。

【図8】帯域透過フィルタの他の例を示すグラフである。

【図9】外部表示部を上面に開閉自在に設けた別の例を示す右側面図である。

【図10】外部表示部を接眼窓の下に固定して設けた他の例を示す右側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明を実施した一態様の測距装置１０は、図１に示すように、対物レンズ１１、受光レンズ１２、パワー・測距操作部１３、モード選択操作部１４、録画操作部１５、再生操作部１６、外部表示部１７、及び接眼窓１８を備える。対物レンズ１１は、赤外光のレーザー光を投光する投光光学系の一部と、被測定物を含む被写体を観察する観察光学系の一部とを構成している。

【0012】

受光レンズ１２は、被測定物を反射するレーザー反射光を受光する受光光学系の一部を構成する。パワー・測距操作部１３は、最初の操作により該装置１０の電源をオンにするオン信号を送出し、そして、電源がオンした後の操作に応答して測距を開始させるための測距開始信号を送出する。なお、測距装置１０は、長時間の無操作に応答して自動的に電源をオフする。

【0013】

モード選択操作部１４は、光学ファインダモードとビューファインダモードとのいずれか一方のモードを選択するための操作部である。光学ファインダモードは、対物レンズ１１により結像する被写体の像（実像）を接眼窓１８から観察するモード、つまり光学ファインダ（ＯＶＦ）を利用して観察するモードである。ビューファインダモードは、内蔵の撮像センサにより撮像した被写体画像(スルー画像)を、接眼窓１８の奥に配した透過型の内部表示部、又は該装置１０の外に設けた外部表示部１７を通して観察するモード、つまり電子ビューファインダ（ＥＶＦ）を利用して観察するモードである。

【0014】

録画操作部１５は、ビューファインダモード（以下「ＥＶＦモード」と称す）の時に、撮像画像を記録媒体に記録する時に使用する操作部であり、繰り返し操作を行うことに応答して録画開始信号と録画停止信号とを交互に送出する。

【0015】

接眼窓１８は、観察光学系を構成する接眼レンズを内部に備え、光学ファインダモード（以下「ＯＶＦモード」と称す）の時に、接眼レンズにより拡大された被写体像の虚像を、また、ＥＶＦモードの時には内部表示部に表示される撮像画像の虚像をそれぞれ観察するための窓である。

【0016】

外部表示部１７の画面１９には、内部表示部と同じ画像、つまり、撮像画像や照準（レチクル）画像等が表示される。外部表示部１７は、垂直軸２０を有するヒンジ部２１を介して、本体２２に設けた収納部２３に収納される閉じ位置と、画面１９を外部に露呈する開き位置との間で垂直軸２０を中心に回転自在になっている。また、ヒンジ部２１は、水平軸２４を有し、画面１９を接眼窓１８側から視認させる向きと被写体側から視認させる向きとの間で前記水平軸２４を中心に外部表示部１７を回転させる。

【0017】

このため、外部表示部１７は、対物レンズ１１を設けた面を該装置１０の正面とすると、右側面の方向に画面１９を露呈する姿勢で収納部２３に収納した姿勢にすることができる。勿論、このような姿勢で観察や測距をすることができる。この場合には、画面１９の上下の向きが変わる。このため、該装置１０は、画面１９に表示される画像の上下の向きを自動的に反転する補正制御を行う。なお、外部表示部１７を開き位置に開くことに応答して、自動的にＥＶＦモードが選択されるように構成してもよい。再生操作部１６は、録画した画像を内部表示部、又は外部表示部１７に表示する。

【0018】

測距装置１０の内部には、図２に示すように、発光部材３０、投光光学系３１、受光光学系３２、受光センサ３３、観察光学系３４、撮像センサ３５、挿脱機構３６、及び内部表示部３７を備えている。

【0019】

投光光学系３１は、対物レンズ１１、及び部分透過ミラー（部分透過部材）３８で構成されている。発光部材３０は、不可視光である赤外光を発光するレーザー発光素子（ＬＤ）となっており、対物レンズ１１の結像位置と共役な位置の近傍に配されている。部分透過ミラー３８は、発光部材３０から照射されるレーザー光を、ミラー３９を介して対物レンズ１１の光軸方向に向けて折り曲げる光路変更部材を構成する。なお、部分透過ミラー３８は、詳しくは後述するダハプリズムの内部に形成されている。また、発光部材３０、部分透過ミラー３８、及びミラー３９が本発明の発光部を構成する。なお、ミラー３９を省略して、発光部材３０から出射されるレーザー光を部分透過ミラー３８に直接に入射させる構成としてもよい。対物レンズ１１は、例えばコリメートレンズになっており、光路変更されたレーザー光を被測定物に向けて投光する。

【0020】

受光センサ３３は、アバランシェ増倍と呼ばれる現象を利用して受光感度を上昇させるアバランシェ・ホトダイオード（avalanche photodiode（ＡＰＤ））になっており、受光した光を電気信号に変換する。受光光学系３２を構成する受光レンズ１２は、集光レンズになっており、被測定物から反射されたレーザー反射光の一部をアバランシェ・ホトダイオードの受光面に集光させる。受光レンズ１２と受光センサ３３とが本発明の受光部を構成する。

【0021】

観察光学系３４は、部分透過ミラー３８、ダハプリズム４０、撮像センサ３５、内部表示部３７、及び接眼レンズ４１で構成されている。部分透過ミラー３８は、被写体を反射した光を接眼レンズ４１に向けて透過する。ダハプリズム４０は、被写体光を９０度曲げ、対物レンズ１１により結像される被写体像の上下左右を反転（正立）させて、ダハプリズム４０と内部表示部３７との間に設定されている結像面に結像させる。結像面に結像される被写体像は、接眼レンズ４１により拡大された虚像として観察される。なお、ダハプリズムの代わりに、例えばポロプリズム等の正立プリズムを使用してもよい。

【0022】

接眼レンズ４１は、視度調節やピント調節のために、接眼窓１８を回転させることに連動して周知のカム機構により光軸方向に移動される。ここで接眼レンズ４１の光軸は、対物レンズ１１の光軸と一致している。撮像センサ３５は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子とその駆動回路等を一体的に備えたものであり、撮像面には、可視光帯域に加えて赤外光帯域を通過させる帯域通過フィルタ４２が取り付けられている。

【0023】

挿脱機構３６は、例えばラック・アンド・ピニオン機構となっており、挿脱用モータ４５からの駆動を、ピニオンギヤ４６を介してラック４７に伝達して、支持板４８を固定部４９に対して対物レンズ１１の光軸に対して直交する方向に移動させる。支持板４８は、ラック４７を備え、かつ撮像センサ３５を支持している。固定部４９には、モータ４５、ピニオンギヤ４６が設けられている。撮像センサ３５は、支持板４８の移動に伴って、撮像面が対物レンズ１１の光軸上から退避する退避位置と、詳しくは図３に示すように、撮像面が対物レンズ１１の結像位置にセットされる挿入位置との間で移動する。なお、挿脱機構３６としては、ラック・アンド・ピニオン機構に限らず、周知の機構であればいずれも使用することができる。

【0024】

なお、帯域通過フィルタ４２は、撮像センサ３５と一緒に移動する。また、帯域通過フィルタ４２を、撮像センサ３５から分離して設けてもよい。この場合には、ダハプリズム４０と挿入位置との間に帯域通過フィルタ４２を固定して配置するのが望ましい。撮像センサ３５の裏面（接眼レンズ側の面）には、遮光部５０が設けられている。遮光部５０は、撮像センサ３５が挿入位置の時に、対物レンズ１１から内部表示部３７に向けて入射する光を遮光する。

【0025】

内部表示部３７は、撮像センサ３５の挿入位置と接眼レンズ４１との間の光軸上に固定して配されており、接眼レンズ４１側に向けて画像を表示する透過型の画面を備える。画面には、撮像センサ３５が退避位置の時に、予め用意した照準（レチクル）画像が表示され、照準画像は、接眼レンズ４１を通して被写体像と一緒に観察される。また、撮像センサ３５が挿入位置の時には、内部表示部３７の画面には、撮像センサ３５により撮像した被写体画像と照準画像とが重畳して表示される。この内部表示部３７の対物レンズ１１側の面には、赤外光が測定者の目に入らないように、赤外光カットフィルタ５１が設けられている。なお、赤外光カットフィルタ５１は、内部表示部３７の接眼レンズ４１側の面に設けてもよいし、接眼レンズ４１の前、又は後に設けてもよい。

【0026】

なお、ＯＶＦモードの時に、内部表示部３７の画面を対物レンズ１１の結像位置に移動させるシフト機構を設けてもよい。また、対物レンズ１１の結像面に内部表示部３７の像を形成する表示像結像光学系を前記挿入位置と内部表示部３７との間に設けて、内部表示部３７の像を対物レンズ１１の結像面、又はそれと共役な位置に形成するようにしてもよい。これによれば、撮像センサ３５が退避位置に移動すると内部表示部３７の画面の画像が結像位置に表示されるため、ＯＶＦモードの時に被写体像に対して照準画像が見易くなる。

【0027】

測距装置１０は、図４に示すように、各部を統括的に制御する制御部５５を備えている。制御部５５は、レーザー発光制御部５６、駆動制御部５７、内部表示制御部５８、外部表示制御部５９、文字発生回路６０、画像合成部６１、外部表示部姿勢検出部６２、距離算出部６３、及び傾斜角算出部６４を有している。また、制御部５５には、前述した操作部以外に、傾斜センサ６５、内部メモリ６６、パルス発生回路６７、画像処理部６８、ドライバ７０、増幅・Ａ／Ｄ回路７１が各々接続されている。画像処理部６８は、撮像センサ３５で撮像した画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、デモザイク、ノイズ除去、階調補正、色補正等の処理を施すことでＲＧＢのフレーム画像のデータをそれぞれ生成する。これらのＲＧＢの画像データは、制御部５５に取り込まれた後に、内部メモリ６６の記憶領域に予め割り当てた保存領域に記録される。

【0028】

なお、内部メモリ６６とは別に、外部から着脱自在なカードメモリを設け、カードメモリに画像データを記録してもよい。また、圧縮伸長部を設け、画像記録メモリから読み出したＲＧＢの画像データを圧縮伸長部で圧縮し、圧縮した画像データを内部メモリ６６の保存領域に記録するようにしてもよい。

【0029】

レーザー発光制御部５６は、パルス発生回路６７を制御して発光部材３０からパルス状のレーザー光を所定回数だけ対物レンズ１１を介して被測定物へ向けて出射する。なお、レーザー発光制御部５６は、パワー・測距操作部１３を操作している間のみレーザー発光制御部５６を作動して測距を行い、パワー・測距操作部１３の操作を止めるとレーザー発光制御部５６の作動を停止させて測距を終了させる。

【0030】

駆動制御部５７は、モード選択操作部１４による操作によりＯＶＦファインダモードが選択されることに応答して撮像センサ３５が退避位置に退避するように、また、ＥＶＦモードが選択されることに応答して撮像センサ３５が挿入位置にセットされるように、ドライバ７０を介して挿脱用モータ４５をそれぞれ制御する。

【0031】

内部表示制御部５８は、モード選択操作部１４による操作によりＯＶＦモードが選択されることに応答して照準画像を表示するように、またＥＶＦモードが選択されることに応答して、照準画像と撮像画像とを重畳した合成画像を表示するように内部表示部３７の表示を制御する。照準画像は、内部メモリ６６に予め割り当てた作業領域に格納されている。内部表示制御部５８は、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）を有しており、照準画像や合成画像をＶＲＡＭに展開し、展開された画像信号をビデオ信号としてＶＲＡＭから読み出して内部表示部３７に表示する。

【0032】

外部表示制御部５９は、モード選択操作部１４からの操作によりＯＶＦモードが選択される時には無表示とし、またＥＶＦモードが選択されることに応答して照準画像と撮像画像とを重畳した合成画像を表示するように外部表示部１７の表示を制御する。外部表示制御部５９は、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）を有しており、合成画像をＶＲＡＭに展開し、展開された画像信号をビデオ信号としてＶＲＡＭから読み出して外部表示部１７に表示する。

【0033】

外部表示部姿勢検出部６２は、外部表示部１７が開き位置に開かれることを検出し、その旨を示す開き信号を制御部５５に送る。制御部５５は、開き信号を受けることに応答して外部表示制御部５９を作動させて外部表示部１７に画像を表示する。また、外部表示部姿勢検出部６２は、外部表示部１７が画面１９を上下反転した姿勢に回転されることを検出すると、外部表示部１７の画像を上下反転させる反転指示信号を外部表示制御部５９に送る。外部表示制御部５９は、反転指示信号を受け取ることに応答して画像を上下反転して表示するよう外部表示部１７の表示を制御する。

【0034】

傾斜角算出部６４は、傾斜センサ６５から得られる信号に基づいて、レーザー光が出射された位置（起点）から被測定物まで延びる直線と水平線（起点を通る予め決められた水平な仮想線）とのなす傾斜角度を算出する。この傾斜角度データは、内部メモリ６６の作業領域に予め割り当てられている作業領域に格納される。

【0035】

増幅・Ａ／Ｄ回路７１は、受光センサ３３から出力される電気信号を増幅して、デジタルデータに変換して距離算出部６３に出力する。距離算出部６３は、デジタルデータを受け取ることで、被測定物から反射されてくる反射光を受光するまでの経過時間を求め、求めた経過時間に基づいて被測定物までの直線距離を求める。求めた直線距離データは内部メモリ６６の作業領域に格納される。

【0036】

制御部５５は、傾斜角算出部６４で算出した傾斜角度データと距離算出部６３で算出した直線距離データとを内部メモリ６６から読み出して、これらデータに基づいて被測定物の高さ（水平線から被測定物までの垂直方向の距離）と水平距離（水平線上の起点から被測定物から垂線を下ろしたときの水平線との交点までの距離）を演算する。これら演算結果である直線距離、傾斜角度、水平距離は、内部表示部３７や外部表示部１７に表示される。

【0037】

文字発生回路６０は、表示画像に合成するための文字画像を生成する。画像合成部６１は、ＯＶＦモードの時には、照準画像、及び直線距離、傾斜角度、水平距離の値を各々示す画像を合成した合成画像を、また、ＥＶＦモードの時には、撮像画像、照準画像、及び直線距離、傾斜角度、水平距離の値を各々示す画像を合成した合成画像を生成する。

【0038】

帯域通過フィルタ４２は、図５に示すように、可視光帯域と赤外光帯域とを通過波長帯域とするＢ・Ｇ・Ｒｉフィルタ７５，７６，７７で構成したものとなっている。つまり、Ｂフィルタ７５は、可視青色光（Ｂ）帯域を、Ｇフィルタ７６は可視緑色光（Ｇ）帯域を、そして、Ｒｉフィルタは、可視赤色光（Ｒ）に加えて赤外光帯域（Ｉｒ）との帯域をそれぞれ個別に通過させる。この例では、Ｒｉフィルタ７７が、可視赤色光（Ｒ）帯域からレーザー光の波長７８を含む赤外光帯域までの連続した帯域（７８０ｎｍ〜１１００ｎｍ）を通過させる。なお、Ｒｉフィルタ７７は、所定の波長、例えば８５０ｎｍを超えて波長が長くなるほど分光透過率が低下する特性を有する。

【0039】

この場合、例えば、各画素の配列に対応した第１行第１列にＧフィルタ７６が配列され、第２行第１列にＲｉフィルタ７７が配列され、第１行第２列にＢフィルタ７５が配列され、第２行第２列にＧフィルタ７６が配列されている。これらのフィルタ７５〜７７にそれぞれ対応する撮像素子の画素は、それぞれＲｉ画素、Ｇ画素、及びＢ画素となる。つまり、撮像素子は、被測定物を含む被写体からの光を複数の異なる帯域通過フィルタ７５〜７７を介して受光することによりＲｉ，Ｇ，Ｂとの３種類の波長帯域に応じた画素信号をそれぞれ出力する。これにより、ＥＶＦモードの時には、内部表示部３７、及び外部表示部１７に、可視光の被写体画像と赤外光であるレーザー光のポイント画像とが表示される。なお、各フィルタ７５〜７７の他の配列としては、Ｒｉフィルタ、Ｇフィルタ、及びＢフィルタを千鳥状に配列してもよい。

【0040】

次に上記構成の作用を説明する。まず、測定者は、パワー・測距操作部１３を操作して電源をオンした後に、モード選択操作部１４を操作して観察するファインダをＯＶＦとＥＶＦとの何れか一方に選択する。これにより、測定物を含む被写体をできるだけクリアに見たい時にはＯＶＦモードを、前記被写体の画像を記録したい時、又は外部表示部１７を使用して測距する時にはＥＶＦモードを、好みに応じて使い分けることができる。

【0041】

例えばＯＶＦモードを選択すると、制御部５５は、選択操作に応答してドライバ７０を介して挿脱用モータ４５を駆動して撮像センサ３５を退避位置に移動させる。また、内部表示制御部５８は、ＯＶＦモードを選択時に、照準画像を内部表示部３７に表示するよう制御している。これにより、帯域通過フィルタ４２は、図２で説明したように、撮像センサ３５と一緒に対物レンズ１１の光軸上から退避する。

【0042】

被写体光は、対物レンズ１１に入射し、被写体像は、対物レンズ１１、及びダハプリズム４０の作用により正立像として結像面に結像する。観察者は、接眼レンズ４１により被写体像を拡大した虚像を、透過型の内部表示部３７、及び赤外光カットフィルタ５１を通して観察する。これにより、接眼窓１８から覗くと、被測定物を含む被写体の像と照準画像とが重なって観察される。

【0043】

測定者は、接眼窓１８から観察される被測定物に照準を合わせながらパワー・測距操作部１３を操作する。この操作に応答してレーザー発光制御部５６からパルス発生回路６７に信号が伝達され、パルス発生回路６７により所定の周期のパルスが生成される。生成されたパルスは、発光部材３０に送られる。発光部材３０は、パルスに同期してレーザー光を被測定物に向けて発光する。このとき、被測定物で反射したレーザー光の一部が対物レンズ１１から入射するが、内部表示部３７に設けた赤外カットフィルタ５１によりカットされるため、眼に入射することはない。

【0044】

一方、被測定物で反射したレーザー光は、受光レンズ１２により集光されて受光センサ３３に受光される。受光センサ３３は、被測定物で反射したレーザー反射光を受光して、受光量に応じた電気信号を増幅・Ａ／Ｄ回路７１に送出する。増幅・Ａ／Ｄ回路７１は、電気信号を増幅してデジタル信号に変換した後に、距離算出部６３に送出する。距離算出部６３は、レーザー光の戻ってくる時間に基づいて被測定物までの直線距離を算出する。この直線距離のデータは、内部メモリ６６の作業領域に格納される。

【0045】

また、傾斜角算出部６４は、測距開始の操作に応答して傾斜センサ６５から信号を取得して取得した信号に基づいて傾斜角度を算出し、その傾斜角度のデータを内部メモリ６６の作業領域に格納する。制御部５５は、内部メモリ６６から読み出した直線距離データと傾斜角度データとに基づいて水平距離を算出し、算出した水平距離データを作業領域に格納する。

【0046】

制御部５５は、内部メモリ６６に記憶しておいた直線距離データ、傾斜角度データ、及び水平距離データを読み出し、読み出したデータに基づいて文字発生回路６０により文字画像を生成する。画像合成部６１は、照準画像と、直線距離、傾斜角度、水平距離の値を各々示す画像とを合成した合成画像を生成する。そして、制御部５５は、合成画像を内部表示制御部５８に送る。内部表示制御部５８は、直線距離、傾斜角度、及び水平距離の値を示す画像を内部表示部３７に表示する。

【0047】

接眼窓１８には、ＯＶＦモード時に、図６に示すように、十字の照準画像８１、その時点で計測された直線距離を示す［２００ＹＤ］の画像８２、傾斜角度を示す［ＡＮＧ：＋２０°］の画像８３、及び水平距離を示す［ＲＥＣＭ：２１０ＹＤ］の画像８４が、例えばゴルフ場のパッティンググリーン（以下「グリーン」）８５、グリーンに立つ旗竿８６、及び木８７等で示す被写体像に重ねて観察される。なお、内部表示部３７の画面３７ａの下には、電池残量を示す電池のマーク８８が表示される。

【0048】

ＥＶＦモードを選択すると、制御部５５は、ドライバ７０を介して挿脱用モータ４５を駆動して撮像センサ３５を挿入位置に移動させる。これにより、図３で説明したように、撮像センサ３５と一緒に帯域通過フィルタ４２が対物レンズ１１の光軸上にセットされる。帯域通過フィルタ４２がセットされると、可視光である被写体光に加えて、赤外光であるレーザー反射光が撮像センサ３５に入射する。また、撮像センサ３５の背後の遮光部５０により内部表示部３７の対物レンズ１１側の光路が遮光される。つまり、透過型の内部表示部３７の背後が真っ暗になり、接眼窓１８から内部表示部３７の画面３７ａに表示される画像のみが視認されることになる。

【0049】

画像合成部６１は、撮像画像、照準画像、及び直線距離、傾斜角度、水平距離の値を各々示す画像を合成した合成画像を生成する。

【0050】

ＥＶＦモードの時には、図６で説明したグリーン８５、旗竿８６、及び木８７等の被写体画像、照準画像、その時点で測距した直線距離、傾斜角度、水平距離を各々示す値の画像８２，８３，８４、及びレーザー光のポイントの画像８９が表示される。なお、ここでは、ＯＶＦモードとＥＶＦモードとの観察画像を図６に兼用して図示しているが、図６に示すポイント画像８９は、ＯＶＦモードの時には観察されることはない。

【0051】

また、ＥＶＦモードの時に外部表示部１７を開くと、外部表示部姿勢検出部６２の開き位置を検出して、開き信号を制御部５５に送る。制御部５５は、開き信号を受け取ることに応答して外部表示制御部５９を動作させる。これにより、外部表示部１７の画面１９には、図７に示すように、内部表示部３７と同じ画像が表示される。つまり、グリーン８５、旗竿８６、及び木８７の被写体画像、照準画像８１、その時点で測距した直線距離、傾斜角度、水平距離を各々示す値の画像８２，８３，８４、及びポイント画像８９が表示される。

【0052】

外部表示部１７を画面１９が上下反転する姿勢に回転すると、外部表示部姿勢検出部６２がそれを検出して、外部表示制御部５９に上下反転信号を送る。これにより、外部表示制御部５９は、外部表示部１７に表示する画像を上下反転して外部表示部１７に表示する。
これにより、測距装置１０を三脚等に固定して外部表示部１７を画面１９が右側面に向く姿勢に回転させることで、接眼窓１８を観察せずに右側面から画面１９を観察しながら測距を行うことができる。

【0053】

また、ＥＶＦモードの時には、録画操作部１５を操作することで、内部表示部３７、及び外部表示部１７に表示される画像（合成画像）を内部メモリ６６に記録することができる。記録した画像は、再生操作部１６を操作することで内部メモリ６６から読み出されて、内部表示部３７、外部表示部１７が開き位置にある時には内部表示部３７とともに外部表示部１７に表示される。

【0054】

［ポイント画像と照準画像との位置調整の例］
ＥＶＦモードでは、前述したように、外部・内部画面１７，３７に、レーザー光のポイント画像８９と照準画像８１との両方が表示される。このため、ポイント画像８９と照準画像８１とがずれていた場合、製造時に、例えば照準画像８１の表示位置をずらす補正を表示制御部５８，５９が行うことで、照準画像８１と前記ポイント画像８９とを簡便に一致させることができる。ずらし（補正）量は、製造時のみ接続される、例えば十字キーや決定キー等を有する入力部を使って入力される。決定された補正量は、制御部５５が内部メモリ６６に記憶しておく。これにより、表示制御部５８，５９は、常に補正された位置に照準画像８１を表示することができる。なお、照準画像８１を固定しておき、逆にポイント画像８９を照準画像８１に一致させるように調整してもよい。この場合には、発光部材３０、又はミラー３９、あるいは両方３０，３９の位置を調整することで行える。どちらの場合もＥＶＦモードを選択して外部・内部表示部１７，３７の画面を観察することで、ポイント画像８９を視認することができるので、調整作業を簡便に行える。

【0055】

また、製造時以外でも調整が行えるように構成してもよい。この場合、測定者がポイント画像８９と照準画像８１との位置調整を行えるように構成する。例えば十字キーや決定キー等の方向指定操作部と、ＥＶＦモードの時の表示部１７，３７を観察しながら操作される方向指定操作部の操作に応答してポイント画像の位置、又は照準画像の表示位置を補正する補正部と、補正した値を記憶する記憶部とを設ければよい。

【0056】

［帯域通過フィルタの他の例］
帯域透過フィルタ４２としては、図８に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｉｒとの４つのフィルタ９０〜９３を、分光透過特性が互いに異なるように設けたものでもよい。Ｉｒフィルタ９３は、発光部材３０が出射する赤外光の波長７８を含む帯域を透過する特性を有する。各フィルタ９０〜９３は、所定の波長領域において、分光透過率が略等しくなる特性を有している。この場合、例えば、各画素の配列に対応した第１行第１列にＲフィルタ９０を、第２行第１列にＧフィルタ９１を、第１行第２列にＢフィルタ９２を、そして、第２行第２列にＩｒフィルタ９３を配列すればよい。

【0057】

また、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｉｒいずれかの複数帯域に感度を持つ補色フィルタを採用してもよい。補色フィルタの一例としては、各画素に対応して、可視波長領域と赤外波長領域とを有感度波長帯域とするＹｅフィルタ、Ｒｉフィルタ、Ｉｒフィルタ、及びＷフィルタとで１つの単位フィルタ群を形成してもよい。

【0058】

Ｙｅフィルタは、可視光帯域の青色帯域を除く帯域の光を透過する特性を有する。よって、Ｙｅフィルタは主にイエローの光と赤外光とを透過する。Ｒｉフィルタは、可視光帯域の青色領域及び緑色領域を除く帯域の光を透過する特性を有する。よって、Ｒｉフィルタは主に赤色領域の光と赤外光とを透過する。Ｉｒフィルタは、可視光帯域を除く不可視光帯域、すなわち赤外光を透過する特性を有する。Ｗはフィルタを備えていない場合を示し、すべての波長帯域の光が透過される。補色フィルタを用いた撮像素子から取得する画像信号を補間処理して色差信号と輝度信号とを算出して、色差信号と輝度信号とに基づいてＲＧＢ信号を生成すればよい。

【0059】

［外部表示部の他の例］
外部表示部９５としては、図９に示すように、測距装置９６の上面に開閉自在に設けてもよい。また、図１０に示すように、測距装置９８の背面に外部表示部９７を設けてもよい。この場合には、接眼窓１８の下に固定して設ければよい。

【0060】

上記実施形態では、挿脱機構３６を設けてＥＶＦモードとＯＶＦモードとを切り替えて使用することができるように構成しているが、本発明ではこれに限らず、挿脱機構３６を省略し、撮像センサ３５を挿入位置に固定して、ＥＶＦモードで常に観察するように構成してもよい。この場合、内部表示部３７を透過型にする必要はない。また、この場合には、撮像光学系と観察光学系とを別々に設けてもよい。そして、撮像光学系を利用してレーザー光を投光するように構成すればよい。

【符号の説明】

【0061】

１０，９６，９８ 測距装置
１１ 対物レンズ
１２ 受光レンズ
１７，９５，９７ 外部表示部
１８ 接眼窓
３５ 撮像センサ
３６ 挿脱機構
３７ 内部表示部
４２ 帯域通過フィルタ
５１ 赤外光カットフィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】