特許 6983517 測量機

(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】6983517

(24)【登録日】2021年11月26日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】測量機

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20211206BHJP

【ＦＩ】

   G01C15/00 103A

   G01C15/00 103D

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-39551(P2017-39551)

(22)【出願日】2017年3月2日

(65)【公開番号】特開2018-146299(P2018-146299A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2020年2月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100098796

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 全

(74)【代理人】

【識別番号】100121647

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 和孝

(74)【代理人】

【識別番号】100187377

【弁理士】

【氏名又は名称】芳野 理之

(72)【発明者】

【氏名】石鍋 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】大友 文夫

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／０３９０５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００２５４９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第４４２７３８９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００３−１３０６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３９６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１９５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２１４３６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象物に測距光を照射し、前記測距光が前記測定対象物で反射した反射測距光と内部参照光とに基づいて前記測定対象物までの距離を測定する測量機であって、
前記測距光を射出する光源と、
前記反射測距光を透過させるとともに、前記反射測距光の波長域とは異なる波長域の反射視準光であって前記測定対象物で反射した反射視準光を反射させ前記測定対象物の像を結像させる合焦部材と、
前記合焦部材を透過した前記反射測距光と前記内部参照光とを受光する測距受光部と、
前記合焦部材で反射した前記反射視準光を受光する視準受光部と、
前記合焦部材と前記視準受光部との間の光路に設けられるとともに前記合焦部材が配置された光軸と同じ光軸上に配置され、前記合焦部材で反射した前記反射視準光を前記視準受光部に向かって反射させる反射ミラーと、
前記光軸と同じ光軸上に配置された対物レンズと、
を備え、
前記合焦部材は、前記測定対象物で反射し前記対物レンズで集光された前記反射測距光を透過させて前記測距受光部に受光させるとともに、前記測定対象物で反射し前記対物レンズで集光された前記反射視準光を反射させ、
前記反射ミラーは、前記合焦部材で反射した前記反射視準光を前記視準受光部に向かって反射させて前記視準受光部に受光させることを特徴とする測量機。

【請求項2】

前記視準受光部は、前記合焦部材により結像された像の前記反射視準光による明暗を電子信号に変換するイメージセンサであることを特徴とする請求項１に記載の測量機。

【請求項3】

前記合焦部材は、前記反射測距光を集光させない板状部材であり、前記光軸に沿って移動することにより前記視準受光部上に前記測定対象物の像を結像させることを特徴とする請求項１または２に記載の測量機。

【請求項4】

前記合焦部材は、前記反射測距光の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項３に記載の測量機。

【請求項5】

前記合焦部材は、前記反射視準光の波長域の光を反射するハーフミラーであることを特徴とする請求項３に記載の測量機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定対象物に測距光を照射し測定対象物までの距離を測定する測量機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レーザ光線を測定対象物に照射して光波距離測定を行う測量機が開示されている。特許文献１に記載された測量機では、測定対象物で反射した反射測距光は、ダイクロイックミラーで反射し、測距光受光部で受光される。そして、測距光受光部による反射測距光の受光結果と、内部参照光の受光結果と、に基づいて測定対象物までの距離が測定される。

【0003】

一方で、測定対象物からの自然光は、ダイクロイックミラーを透過し、正立正像プリズムに入射する。そして、合焦レンズを光軸に沿って調整することで、正立像がレチクル上に結像される。レチクル上の像は、接眼レンズを介して測定者により視認可能とされている。また、正立正像プリズムにおいて分割された自然光の一部は、レチクルと共役な位置に配置された画像受光部上に結像される。画像受光部上の像は、画像処理部を介して制御演算部に画像信号として送信され、視準範囲の画像として表示部に表示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４４２７３８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載された測量機では、合焦レンズが光軸に沿って調整されることで、ダイクロイックミラーを透過した測定対象物からの自然光が、正立像としてレチクル上に結像されたり、レチクルと共役な位置に配置された画像受光部上に結像されたりする。そのため、合焦レンズなどの光学部品の点数を削減することが困難であり、測量機の小型化および軽量化を実現するという点においては改善の余地がある。

【0006】

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、光学部品の点数を削減することができる、あるいは小型化および軽量化を実現することができる測量機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】

【0007】

前記課題は、本発明によれば、測定対象物に測距光を照射し、前記測距光が前記測定対象物で反射した反射測距光と内部参照光とに基づいて前記測定対象物までの距離を測定する測量機であって、前記測距光を射出する光源と、前記反射測距光を透過させるとともに、前記反射測距光の波長域とは異なる波長域の反射視準光であって前記測定対象物で反射した反射視準光を反射させ前記測定対象物の像を結像させる合焦部材と、前記合焦部材を透過した前記反射測距光と前記内部参照光とを受光する測距受光部と、前記合焦部材で反射した前記反射視準光を受光する視準受光部と、前記合焦部材と前記視準受光部との間の光路に設けられるとともに前記合焦部材が配置された光軸と同じ光軸上に配置され、前記合焦部材で反射した前記反射視準光を前記視準受光部に向かって反射させる反射ミラーと、前記光軸と同じ光軸上に配置された対物レンズと、を備え、前記合焦部材は、前記測定対象物で反射し前記対物レンズで集光された前記反射測距光を透過させて前記測距受光部に受光させるとともに、前記測定対象物で反射し前記対物レンズで集光された前記反射視準光を反射させ、前記反射ミラーは、前記合焦部材で反射した前記反射視準光を前記視準受光部に向かって反射させて前記視準受光部に受光させることを特徴とする測量機により解決される。

【0008】

前記構成によれば、合焦部材は、光源から射出された測距光が測定対象物で反射した反射測距光を透過させる。一方で、合焦部材は、反射測距光の波長域とは異なる波長域の反射視準光であって測定対象物で反射した反射視準光を反射させる。つまり、合焦部材は、測距系光路においては透過部材として機能し、視準系光路においては反射部材として機能する。そして、合焦部材は、合焦部材で反射した反射視準光を受光する視準受光部上に測定対象物の像を結像させる。このように、合焦部材が反射測距光を透過させ反射視準光を反射させるため、反射測距光と内部参照光とを受光する測距受光部上に測定対象物の像を結像させるための例えば凹レンズなどの合焦レンズが不要である。これにより、光学部品の点数を削減することができる。また、合焦部材が反射視準光を反射させるため、合焦部材からみて光学系の内側に視準受光部を配置させることができる。これにより、反射視準光が例えばダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムなどを透過する場合と比較して、測量機の全長を短くすることが可能となり、測量機の小型化および軽量化を実現することができる。

【0010】

また、測量機は、反射ミラーと、対物レンズと、をさらに備える。反射ミラーは、合焦部材と視準受光部との間の光路に設けられるとともに、合焦部材が配置された光軸と同じ光軸上に配置されている。また、反射ミラーは、合焦部材で反射した反射視準光を視準受光部に向かって反射させる。対物レンズは、合焦部材が配置された光軸と同じ光軸上に配置されている。そして、合焦部材は、測定対象物で反射し対物レンズで集光された反射測距光を透過させて測距受光部に受光させるとともに、測定対象物で反射し対物レンズで集光された反射視準光を反射させる。反射ミラーは、合焦部材で反射した反射視準光を視準受光部に向かって反射させて視準受光部に受光させる。このように、反射視準光は、対物レンズで集光され、合焦部材において反射し、反射ミラーにおいてさらに反射して視準受光部において受光される。これにより、反射ミラーが設けられていない場合と比較すると、合焦部材は、約半分程度の移動距離で視準受光部上に測定対象物の像を結像させることができる。すなわち、反射ミラーが設けられていない場合と比較すると、視準受光部上に測定対象物の像を結像させるための合焦部材の移動距離は、約半分程度になる。これにより、測量機の全長をより短くすることが可能となり、測量機の小型化および軽量化を実現することができる。また、視軸の偏差が生ずることを抑えることができる。

【0011】

好ましくは、前記視準受光部は、前記合焦部材により結像された像の前記反射視準光による明暗を電子信号に変換するイメージセンサであることを特徴とする。

【0012】

前記構成によれば、視準受光部がイメージセンサであるため、測定者が像を視認するための例えば接眼レンズやレチクルなどの光学部品が不要となる。これにより、光学部品の点数をより削減することができる。また、測量機の全長をより短くすることが可能となり、測量機の小型化および軽量化を実現することができる。

【0013】

好ましくは、前記合焦部材は、前記反射測距光を集光させない板状部材であり、前記光軸に沿って移動することにより前記視準受光部上に前記測定対象物の像を結像させることを特徴とする。
前記構成によれば、合焦部材は、レンズのようには反射測距光を集光させないため、合焦部材が配置された光軸に沿って移動した場合であっても、測距受光部上に測定対象物の像を結像させる動作に与える影響を抑えることができる。
好ましくは、前記合焦部材は、前記反射測距光の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタであることを特徴とする。

【0014】

前記構成によれば、合焦部材は、バンドパスフィルタであるため、測距受光部上に測定対象物の像を結像させる動作に与える影響を抑えつつ、視準系光路の光軸に沿って移動することで、視準受光部上に測定対象物の像を結像させることができる。

【0015】

好ましくは、前記合焦部材は、前記反射視準光の波長域の光を反射するハーフミラーであることを特徴とする。

【0016】

前記構成によれば、合焦部材は、ハーフミラーであるため、測距受光部上に測定対象物の像を結像させる動作に与える影響を抑えつつ、視準系光路の光軸に沿って移動することで、視準受光部上に測定対象物の像を結像させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、光学部品の点数を削減することができる、あるいは小型化および軽量化を実現することができる測量機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る測量機を表す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る測量機を表す斜視図である。

【図3】本実施形態に係る測量機の構成の概略を表すブロック図である。

【図4】本実施形態の光学系を表す平面図である。

【図5】本実施形態の測距系光路を表す平面図である。

【図6】本実施形態の合焦部材を透過する光の波長と透過率との関係を例示するグラフである。

【図7】本実施形態の視準系光路を表す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0020】

図１および図２は、本発明の実施形態に係る測量機を表す斜視図である。
なお、図１は、測量機２を接眼レンズ２８の側から眺めた斜視図である。図２は、測量機２を対物レンズ８５の側から眺めた斜視図である。

【0021】

測量機２は、例えばトータルステーションなどと呼ばれ、角度（鉛直角および水平角）を検出する電子セオドライトと、光波距離計と、を備える。すなわち、測量機２は、測距および測角を行う機器である。

【0022】

図１および図２に表した測量機２は、基台部３と、架台４と、望遠鏡部５と、操作表示部６と、を備える。架台４は、基台部３を介して例えば三脚（図示せず）などに設置される。基台部３は、整準螺子３１を有する。架台４は、整準螺子３１による整準が行われることで、水平に維持される。図１および図２に表した矢印Ａ１１のように、架台４は、鉛直軸Ａ２１を中心として回転可能とされている。

【0023】

望遠鏡部５は、架台４に支持されている。図１および図２に表した矢印Ａ１２のように、望遠鏡部５は、水平軸Ａ２２を中心として回転可能とされている。望遠鏡部５には、対物レンズ８５および接眼レンズ２８が設けられている。なお、接眼レンズ２８は、必ずしも設けられていなくともよい。後述するように、接眼レンズ２８が設けられていなくとも、使用者は、表示部６１に表示された視準範囲の画像を確認することにより、測定対象物９を視認することができる。

【0024】

操作表示部６は、架台４に設けられている。図１に表したように、操作表示部６は、表示部６１と、操作入力部６２と、を有する。表示部６１には、例えば測量時の条件や、測距および測角の測定結果や、画像処理された結果（視準範囲の画像）などが表示される。測量機２の使用者は、測距および測角を行う際に、測定条件などを操作入力部６２により入力する。具体的には、操作入力部６２は、テンキー部６２１と、機能選択キー部６２２と、カーソルキー部６２３と、を有する。例えば、使用者は、機能選択キー部６２２を用いて、測距モードや、自動焦点モードや、手動焦点モードなどの機能を選択する。

【0025】

図２に表したように、架台４の側方部には蓋部４２が設けられている。図２に表した矢印Ａ１３のように、蓋部４２は、水平軸Ａ２３を中心として回転可能とされている。使用者は、蓋部４２を開くことでバッテリーの抜き差しを行うことができる。

【0026】

図３は、本実施形態に係る測量機の構成の概略を表すブロック図である。
図３に表したように、本実施形態に係る測量機２は、制御部２１と、鉛直角測角部２２と、水平角測角部２３と、測距部２４と、光源２５と、測距受光部２６と、視準受光部２７と、操作表示部６と、光学系８と、を備える。操作表示部６は、図１および図２に関して前述した通りである。

【0027】

制御部２１は、制御演算部２１１と、画像処理部２１２と、記憶部２１３と、を有する。制御演算部２１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などであり、操作入力部６２から送信された信号（指令）に基づいて、プログラムの起動や、信号の制御処理や、演算や、表示部６１および測距部２４などの駆動制御などを実行する。すなわち、制御演算部２１１は、測量機２の全体の制御を行うとともに、測量条件や、測定結果（測距結果および測角結果）や、画像処理された結果（視準範囲の画像）などを表示部６１に表示させる。

【0028】

制御演算部２１１は、画像処理部２１２から入力される画像データ信号と、画像データを撮像したときの測量データ（例えば鉛直角測角部２２から送信された鉛直角信号、水平角測角部２３から送信された水平角信号、および測距部２４から送信された距離信号）と、を関連付けて記憶部２１３に記憶させる。

【0029】

画像データ信号と測量データとの関連付けは、測定点毎に記録エリアを記憶部２１３に作成し、その記録エリア内に画像データ信号格納エリアと測量データ格納エリアとを作成することにより行われる。あるいは、画像データ信号と測量データとの関連付けは、記憶部２１３に画像データ信号格納エリアと測量データ格納エリアを作成し、画像データ信号および測量データを互いに分離して画像データ信号格納エリアと測量データ格納エリアとに格納するとともに、画像データ信号と測量データとをリンクさせる管理データを作成するなどの既知の方法で行われてもよい。

【0030】

記憶部２１３には、例えば、測定のためのシーケンスプログラムや、画像処理のための画像処理プログラムや、演算プログラムなどが格納されている。記憶部２１３としては、例えば、測量機２に内蔵された半導体メモリなどが挙げられる。あるいは、記憶部２１３としては、測量機２に接続可能なＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＲＡＭ（Random access memory）、ＲＯＭ（Read only memory）、ハードディスク、メモリカードなどの種々の記憶媒体が挙げられる。

【0031】

鉛直角測角部２２は、望遠鏡部５の傾斜角を検出する鉛直角エンコーダの検出信号に基づいて、望遠鏡部５で測定対象物９を視準した状態における水平に対する鉛直角を測定する。水平角測角部２３は、架台４の回転角を検出する水平角エンコーダの検出信号に基づいて、望遠鏡部５で測定対象物９を視準した状態における基準方向に対する測定対象物９の水平角を測定する。

【0032】

測距部２４は、光源２５を駆動制御する。光源２５は、望遠鏡部５の内部に設けられ、例えばレーザ光などの測距光２５１を射出する。光源２５から射出された測距光２５１は、望遠鏡部５の内部に設けられた光学系８を介して測定対象物９に照射される。測定対象物９で反射した反射測距光２５２は、光学系８を介して、望遠鏡部５の内部に設けられた測距受光部２６において受光される。測距受光部２６は、受光した反射測距光２５２による明暗（受光結果）を電子信号（受光信号）に変換し、受光信号を測距部２４に送信する。測距部２４は、測距受光部２６から送信された受光信号に基づいて測定対象物９までの距離を演算する。測距部２４の演算結果は、制御演算部２１１に入力される。

【0033】

視準受光部２７は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサであり、反射測距光２５２の波長域とは異なる波長域の反射視準光２５３を受光する。反射視準光２５３は、反射測距光２５２の波長域とは異なる波長域を有する光であって、測定対象物９で反射した光である。すなわち、視準受光部２７は、測定対象物９で反射した反射視準光２５３を受光し、測定対象物９の画像を受光する。反射視準光２５３としては、例えば自然光や赤外光などが挙げられる。但し、反射視準光２５３は、これだけには限定されない。反射視準光２５３は、光学系８を介して、望遠鏡部５の内部に設けられた視準受光部２７において受光される。視準受光部２７は、反射視準光２５３による明暗（受光結果）を電子信号（画像信号）に変換し、画像信号を画像処理部２１２に送信する。

【0034】

画像処理部２１２は、視準受光部２７から送信された画像信号の画像処理を実行し、画像データ信号として制御演算部２１１に送信する。制御演算部２１１は、画像処理部２１２から送信された画像データ信号に基づいて演算を実行し、望遠鏡部５による視準範囲の画像を表示部６１に表示させる制御を実行する。

【0035】

図４は、本実施形態の光学系を表す平面図である。
図４に表した光学系８において、第１光軸８０１上には、コリメートレンズ８１と、ハーフミラー８２と、第１反射ミラー８３と、が配置されている。また、第２光軸８０２上には、第２反射ミラー８４と、対物レンズ８５と、合焦部材８６と、メニスカスレンズ８７と、第３反射ミラー（反射ミラー）８８と、測距受光部２６と、第２調光用ＮＤ（Neutral Density）フィルタ８９２と、が配置されている。第１光軸８０１は、第２光軸８０２とは異なる他の軸として存在する。すなわち、第１光軸８０１は、第２光軸８０２と同一軸上には存在しない。第１光軸８０１は、第２光軸８０２と平行である。

【0036】

第３反射ミラー８８の反射光軸上には、視準受光部２７が配置されている。また、ハーフミラー８２の反射光軸上には、第１調光用ＮＤフィルタ８９１が配置されている。

【0037】

光源２５は、測距部２４から送信された駆動信号に基づいて、例えばレーザ光などの測距光２５１を射出する。光源２５から射出された測距光２５１は、コリメートレンズ８１により平行な光束とされ、ハーフミラー８２に向かう。ハーフミラー８２に入射した測距光２５１の一部は、ハーフミラー８２を透過し、第１反射ミラー８３および第２反射ミラー８４において反射して測定対象物９に向けて照射される。

【0038】

ハーフミラー８２に入射した測距光２５１の他の一部は、ハーフミラー８２において内部参照光として反射し、第１調光用ＮＤフィルタ８９１を透過して光ファイバ８９３に入射する。光ファイバ８９３の内部を伝わった内部参照光は、第２調光用ＮＤフィルタ８９２を透過し、測距受光部２６において受光される。測距受光部２６は、受光した内部参照光による明暗（受光結果）を電子信号（受光信号）に変換し、受光信号を測距部２４に送信する。

【0039】

測定対象物９で反射し対物レンズ８５で集光された反射測距光２５２は、合焦部材８６を透過し、メニスカスレンズ８７でさらに集光され、第２調光用ＮＤフィルタ８９２を透過して測距受光部２６において受光される。一方で、反射測距光２５２の波長域とは異なる波長域の反射視準光２５３は、対物レンズ８５で集光され、合焦部材８６において反射し、第３反射ミラー８８においてさらに反射して視準受光部２７において受光される。以下、反射測距光２５２の光路および反射視準光２５３の光路を、図面を参照してさらに説明する。

【0040】

図５は、本実施形態の測距系光路を表す平面図である。
図６は、本実施形態の合焦部材を透過する光の波長と透過率との関係を例示するグラフである。
なお、説明の便宜上、図５では第２調光用ＮＤフィルタ８９２を省略している。

【0041】

図５に表したように、測定対象物９で反射した反射測距光２５２は、対物レンズ８５で集光される。対物レンズ８５で集光された反射測距光２５２は、合焦部材８６を透過し、メニスカスレンズ８７でさらに集光されて測距受光部２６において受光される。すなわち、測定対象物９の像が測距受光部２６上に結像される。

【0042】

合焦部材８６の入射面（対物レンズ８５側の面）には、ロングパスフィルタ８６１が設けられている。図６（ａ）に表したように、ロングパスフィルタ８６１は、任意の波長よりも短波長側の光の透過を阻止し、任意の波長よりも長波長側の光を透過させる。また、合焦部材８６の射出面（測距受光部２６側の面）には、ショートパスフィルタ８６２が設けられている。図６（ｂ）に表したように、ショートパスフィルタ８６２は、任意の波長よりも長波長側の光の透過を阻止し、任意の波長よりも短波長側の光を透過させる。合焦部材８６の両側の面にロングパスフィルタ８６１およびショートパスフィルタ８６２が設けられているため、図６（ｃ）に表したように、本実施形態の合焦部材８６は、反射測距光２５２の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタとして機能する。

【0043】

なお、ロングパスフィルタ８６１は、反射視準光２５３の波長域に応じて、合焦部材８６の射出面（測距受光部２６側の面）に設けられていてもよい。また、ショートパスフィルタ８６２は、反射視準光２５３の波長域に応じて、合焦部材８６の入射面（対物レンズ８５側の面）に設けられていてもよい。

【0044】

図３および図４に関して前述したように、測距受光部２６は、受光した反射測距光２５２および内部参照光による明暗（受光結果）を電子信号（受光信号）に変換し、受光信号を測距部２４に送信する。測距部２４は、測距受光部２６から送信された反射測距光２５２の受光信号と、測距受光部２６から送信された内部参照光の受光信号と、に基づいて測定対象物９までの距離を演算する。

【0045】

図７は、本実施形態の視準系光路を表す平面図である。
図７に表したように、反射測距光２５２の波長域とは異なる波長域の反射視準光２５３であって測定対象物９で反射した反射視準光２５３は、対物レンズ８５で集光される。対物レンズ８５で集光された反射視準光２５３は、合焦部材８６の例えばロングパスフィルタ８６１により透過を阻止され、合焦部材８６で反射する。なお、反射視準光２５３は、反射視準光２５３の波長に応じて、合焦部材８６のショートパスフィルタ８６２により透過を阻止されてもよい。合焦部材８６において反射した反射視準光２５３は、第３反射ミラー８８においてさらに反射して視準受光部２７に向かう。

【0046】

すなわち、第３反射ミラー８８は、合焦部材８６と視準受光部２７との間の光路に設けられ、合焦部材８６で反射した反射視準光２５３を視準受光部２７に向かって反射させる。本実施形態の第３反射ミラー８８は、本発明の「反射ミラー」に相当する。

【0047】

図７に表した矢印Ａ１のように、合焦部材８６は、第２光軸８０２に沿って移動することにより視準受光部２７上に測定対象物９の像を結像させる。つまり、反射視準光２５３は、合焦部材８６において反射し、第３反射ミラー８８においてさらに反射して視準受光部２７において受光される。言い換えれば、測定対象物９の像が視準受光部２７上に結像する。例えば、合焦部材８６が第２光軸８０２に沿って測距受光部２６の側へ移動すると、合焦部材８６の移動前と比較して、近距離の測定対象物９の像が視準受光部２７上に結像する。一方で、例えば、合焦部材８６が第２光軸８０２に沿って対物レンズ８５の側へ移動すると、合焦部材８６の移動前と比較して、遠距離の測定対象物９の像が視準受光部２７上に結像する。

【0048】

このとき、合焦部材８６は、バンドパスフィルタなどの板状部材であり、反射測距光２５２を透過させる一方で、レンズのようには反射測距光２５２を集光させない。そのため、合焦部材８６は、図７に表した矢印Ａ１のように第２光軸８０２に沿って移動した場合であっても、測距受光部２６上に測定対象物９の像を結像させる動作に与える影響を抑えることができる。

【0049】

なお、合焦部材８６は、バンドパスフィルタには限定されず、反射視準光２５３の波長域の光を反射するハーフミラーであってもよい。この場合であっても、合焦部材８６は、測距受光部２６上に測定対象物９の像を結像させる動作に与える影響を抑えつつ、第２光軸８０２に沿って移動することで、視準受光部２７上に測定対象物９の像を結像させることができる。また、合焦部材８６は、必ずしも移動しなくともよい。例えば、図７に表した矢印Ａ２のように、視準受光部２７が第３反射ミラー８８の反射光軸に沿って移動してもよい。この場合であっても、測定対象物９の像を視準受光部２７上に結像させることができる。

【0050】

図３に関して前述したように、視準受光部２７は、反射視準光２５３による明暗（受光結果）を電子信号（画像信号）に変換し、画像信号を画像処理部２１２に送信する。制御演算部２１１は、画像処理部２１２から送信された画像データ信号に基づいて演算を実行し、望遠鏡部５による視準範囲の画像を表示部６１に表示させる制御を実行する。これにより、使用者は、表示部６１に表示された視準範囲の画像を確認することにより、測定対象物９を視認することができる。

【0051】

本実施形態に係る測量機２によれば、合焦部材８６は、光源２５から射出された測距光２５１が測定対象物９で反射した反射測距光２５２を透過させる。一方で、合焦部材８６は、反射測距光２５２の波長域とは異なる波長域の反射視準光２５３であって測定対象物９で反射した反射視準光２５３を反射させる。つまり、合焦部材８６は、図５に表した測距系光路においては透過部材として機能し、図７に表した視準系光路においては反射部材として機能する。そして、合焦部材８６は、合焦部材８６で反射した反射視準光２５３を受光する視準受光部２７上に測定対象物９の像を結像させる。このように、合焦部材８６が反射測距光２５２を透過させ反射視準光２５３を反射させるため、反射測距光２５２と内部参照光とを受光する測距受光部２６上に測定対象物９の像を結像させるための例えば凹レンズなどの合焦レンズが不要である。これにより、光学部品の点数を削減することができる。また、合焦部材８６が反射視準光２５３を反射させるため、合焦部材８６からみて光学系８の内側に視準受光部２７を配置させることができる。これにより、反射視準光が例えばダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムなどを透過する場合と比較して、測量機２の全長を短くすることが可能となり、測量機２の小型化および軽量化を実現することができる。

【0052】

また、図７に関して前述したように、第３反射ミラー８８は、合焦部材８６と視準受光部２７との間の光路に設けられるとともに、合焦部材８６が配置された第２光軸８０２と同じ第２光軸８０２上に配置されている。また、第３反射ミラー８８は、合焦部材８６で反射した反射視準光２５３を視準受光部２７に向かって反射させる。そのため、反射視準光２５３は、互いに同じ第２光軸８０２上に配置された合焦部材８６と第３反射ミラー８８とにおいて反射する。これにより、第３反射ミラー８８が設けられていない場合と比較すると、合焦部材８６は、約半分程度の移動距離で視準受光部２７上に測定対象物９の像を結像させることができる。すなわち、第３反射ミラー８８が設けられていない場合と比較すると、視準受光部２７上に測定対象物９の像を結像させるための合焦部材８６の移動距離は、約半分程度になる。これにより、測量機２の全長をより短くすることが可能となり、測量機２の小型化および軽量化を実現することができる。また、視軸の偏差が生ずることを抑えることができる。

【0053】

また、視準受光部２７が例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサであるため、使用者（測定者）が像を視認するための例えば接眼レンズやレチクルなどの光学部品は、必ずしも設けられていなくともよい。これにより、光学部品の点数をより削減することができる。また、測量機２の全長をより短くすることが可能となり、測量機２の小型化および軽量化を実現することができる。

【符号の説明】

【0054】

２・・・測量機、 ３・・・基台部、 ４・・・架台、 ５・・・望遠鏡部、 ６・・・操作表示部、 ８・・・光学系、 ９・・・測定対象物、 ２１・・・制御部、 ２２・・・鉛直角測角部、 ２３・・・水平角測角部、 ２４・・・測距部、 ２５・・・光源、 ２６・・・測距受光部、 ２７・・・視準受光部、 ２８・・・接眼レンズ、 ３１・・・整準螺子, ４２・・・蓋部、 ６１・・・表示部、 ６２・・・操作入力部、 ８１・・・コリメートレンズ、 ８２・・・ハーフミラー、 ８３・・・第１反射ミラー、 ８４・・・第２反射ミラー、 ８５・・・対物レンズ、 ８６・・・合焦部材、 ８７・・・メニスカスレンズ、 ８８・・・第３反射ミラー、 ２１１・・・制御演算部、 ２１２・・・画像処理部、 ２１３・・・記憶部、 ２５１・・・測距光、 ２５２・・・反射測距光、 ２５３・・・反射視準光、 ６２１・・・テンキー部、 ６２２・・・機能選択キー部、 ６２３・・・カーソルキー部、 ８０１・・・第１光軸、 ８０２・・・第２光軸、 ８６１・・・ロングパスフィルタ、 ８６２・・・ショートパスフィルタ、 ８９１・・・第１調光用ＮＤフィルタ、 ８９２・・・第２調光用ＮＤフィルタ、 ８９３・・・光ファイバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】