特開 2024-135460 測量装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135460

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】測量装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20240927BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 103D

G01C3/06 110A

G01C3/06 120Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046151

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【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】100083563

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 祥二

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 太一

【テーマコード（参考）】

2F112

【Ｆターム（参考）】

2F112AD01

2F112CA06

2F112CA12

2F112DA09

2F112DA15

2F112DA19

2F112DA21

2F112DA25

(57)【要約】      （修正有）

【課題】バックフォーカスを確保し、追尾可能な範囲拡大を図る測量装置を提供する。
【解決手段】測定対象物に測距光３５を射出する発光素子２８を有する測距光射出部２３と、測定対象物からの反射測距光４９を受光する受光素子３９を有する測距光受光部２４と、測定対象物に測距光と同軸で追尾光３６を射出する追尾発光素子５３を有する追尾光射出部２５と、測定対象物からの反射追尾光５１を反射測距光と同軸で受光する追尾受光素子を有する追尾光受光部と２６、測距光射出部と追尾光射出部とを制御し、受光素子に対する反射測距光の受光結果に基づき測定対象物迄の距離を演算すると共に、追尾受光素子に対する反射追尾光の受光位置に基づき測定対象物と追尾受光素子の中心との位置偏差を演算する演算制御部とを具備し、測距光受光部と追尾光受光部は受光プリズムを有し、該受光プリズムは反射追尾光を３回内部反射させる様構成された。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象物に測距光を射出する発光素子を有する測距光射出部と、前記測定対象物からの反射測距光を受光する受光素子を有する測距光受光部と、前記測定対象物に前記測距光と同軸で追尾光を射出する追尾発光素子を有する追尾光射出部と、前記測定対象物からの反射追尾光を前記反射測距光と同軸で受光する追尾受光素子を有する追尾光受光部と、前記測距光射出部と前記追尾光射出部とを制御し、前記受光素子に対する前記反射測距光の受光結果に基づき前記測定対象物迄の距離を演算すると共に、前記追尾受光素子に対する前記反射追尾光の受光位置に基づき前記測定対象物と前記追尾受光素子の中心との位置偏差を演算する演算制御部とを具備し、前記測距光受光部と前記追尾光受光部は受光プリズムを有し、該受光プリズムは前記反射追尾光を３回内部反射させる様構成された測量装置。

【請求項2】

前記受光プリズムは、第１プリズムと、該第１プリズムと接合された第２プリズムとを有し、前記第１プリズムと前記第２プリズムとの接合面に分離面が形成され、該分離面は前記反射測距光を透過させて前記受光素子に受光させ、前記反射追尾光を反射させて前記追尾受光素子に受光させる様構成された請求項１に記載の測量装置。

【請求項3】

前記第１プリズムは、前記反射追尾光が直角に入射する第１面と、該第１面を透過した前記反射追尾光を反射させる第２面と、該第２面で反射された前記反射追尾光を前記第１面に向って反射する前記分離面としての第３面と、前記第１面で反射された前記反射追尾光が直角に入射する第４面とを有する様構成された請求項２に記載の測量装置。

【請求項4】

前記第１プリズムは、前記反射追尾光が直角に入射する第１面と、該第１面を透過した前記反射追尾光を反射させる第２面と、該第２面で反射された前記反射追尾光を前記第１面に向って反射する前記分離面としての第３面とを有し、前記第１面と前記第２面にショートパスフィルタが蒸着され、前記第１面を透過した前記反射追尾光が透過率が０％付近となる入射角で前記第２面に入射し、該第２面と前記第３面で順次反射された前記反射追尾光が透過率が０％付近となる入射角で前記第１面に入射し、該第１面で反射された前記反射追尾光が直角に前記第２面に入射する様に構成された請求項２に記載の測量装置。

【請求項5】

前記第１プリズムは、前記反射追尾光が直角に入射する第１面と、該第１面を透過した前記反射追尾光を反射させる第２面と、該第２面で反射された前記反射追尾光を前記第１面に向って反射する前記分離面としての第３面とを有し、前記第１面と前記第２面にＡＲコートが蒸着され、前記第１面を透過した前記反射追尾光が全反射臨界角以上となる入射角で前記第２面に入射し、該第２面と前記第３面で順次反射された前記反射追尾光が全反射臨界角以上となる入射角で前記第１面に入射し、該第１面で反射された前記反射追尾光が直角に前記第２面に入射する様に構成された請求項２に記載の測量装置。

【請求項6】

前記受光プリズムは前記第１プリズムの前記第２面に接合された第３プリズムを更に有し、前記第１プリズムと前記第３プリズムの接合面に前記反射測距光と前記反射追尾光を反射し、可視光を透過する分離膜を形成し、該分離膜の透過光軸上に視準部が設けられた請求項３に記載の測量装置。

【請求項7】

前記受光素子と前記受光プリズムとの間と、前記追尾受光素子と前記受光プリズムの間に、それぞれバンドパスフィルタが設けられた請求項３～請求項６のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【請求項8】

前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間に色ガラスが介設され、該色ガラスと前記第２プリズムとの接合面に前記分離面が形成された請求項３～請求項６のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定対象物の３次元座標を取得可能な測量装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

レーザスキャナやトータルステーション等の測量装置は、測定対象物として再帰反射性を有するプリズムを用いたプリズム測距、反射プリズムを用いないノンプリズム測距により測定対象物迄の距離を検出する光波距離測定装置を有している。

【0003】

測量装置には、測定対象物の測距と追尾を同時に実行するものがあるが、従来の追尾受光系の場合、バックフォーカスが不足する為、焦点距離の長い受光レンズを使用する必要がある。この為、追尾受光系の画角が小さくなり、再帰反射性を有するプリズムの追尾可能な範囲が狭く、特に近距離やプリズムの移動速度が速い場合には使い勝手が悪くなる虞れがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６５５７５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、バックフォーカスを確保し、追尾可能な範囲拡大を図る測量装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、測定対象物に測距光を射出する発光素子を有する測距光射出部と、前記測定対象物からの反射測距光を受光する受光素子を有する測距光受光部と、前記測定対象物に前記測距光と同軸で追尾光を射出する追尾発光素子を有する追尾光射出部と、前記測定対象物からの反射追尾光を前記反射測距光と同軸で受光する追尾受光素子を有する追尾光受光部と、前記測距光射出部と前記追尾光射出部とを制御し、前記受光素子に対する前記反射測距光の受光結果に基づき前記測定対象物迄の距離を演算すると共に、前記追尾受光素子に対する前記反射追尾光の受光位置に基づき前記測定対象物と前記追尾受光素子の中心との位置偏差を演算する演算制御部とを具備し、前記測距光受光部と前記追尾光受光部は受光プリズムを有し、該受光プリズムは前記反射追尾光を３回内部反射させる様構成された測量装置に係るものである。

【0007】

又本発明は、前記受光プリズムは、第１プリズムと、該第１プリズムと接合された第２プリズムとを有し、前記第１プリズムと前記第２プリズムとの接合面に分離面が形成され、該分離面は前記反射測距光を透過させて前記受光素子に受光させ、前記反射追尾光を反射させて前記追尾受光素子に受光させる様構成された測量装置に係るものである。

【0008】

又本発明は、前記第１プリズムは、前記反射追尾光が直角に入射する第１面と、該第１面を透過した前記反射追尾光を反射させる第２面と、該第２面で反射された前記反射追尾光を前記第１面に向って反射する前記分離面としての第３面と、前記第１面で反射された前記反射追尾光が直角に入射する第４面とを有する様構成された測量装置に係るものである。

【0009】

又本発明は、前記第１プリズムは、前記反射追尾光が直角に入射する第１面と、該第１面を透過した前記反射追尾光を反射させる第２面と、該第２面で反射された前記反射追尾光を前記第１面に向って反射する前記分離面としての第３面とを有し、前記第１面と前記第２面にショートパスフィルタが蒸着され、前記第１面を透過した前記反射追尾光が透過率が０％付近となる入射角で前記第２面に入射し、該第２面と前記第３面で順次反射された前記反射追尾光が透過率が０％付近となる入射角で前記第１面に入射し、該第１面で反射された前記反射追尾光が直角に前記第２面に入射する様に構成された測量装置に係るものである。

【0010】

又本発明は、前記第１プリズムは、前記反射追尾光が直角に入射する第１面と、該第１面を透過した前記反射追尾光を反射させる第２面と、該第２面で反射された前記反射追尾光を前記第１面に向って反射する前記分離面としての第３面とを有し、前記第１面と前記第２面にＡＲコートが蒸着され、前記第１面を透過した前記反射追尾光が全反射臨界角以上となる入射角で前記第２面に入射し、該第２面と前記第３面で順次反射された前記反射追尾光が全反射臨界角以上となる入射角で前記第１面に入射し、該第１面で反射された前記反射追尾光が直角に前記第２面に入射する様に構成された測量装置に係るものである。

【0011】

又本発明は、前記受光プリズムは前記第１プリズムの前記第２面に接合された第３プリズムを更に有し、前記第１プリズムと前記第３プリズムの接合面に前記反射測距光と前記反射追尾光を反射し、可視光を透過する分離膜を形成し、該分離膜の透過光軸上に視準部が設けられた測量装置に係るものである。

【0012】

又本発明は、前記受光素子と前記受光プリズムとの間と、前記追尾受光素子と前記受光プリズムの間に、それぞれバンドパスフィルタが設けられた測量装置に係るものである。

【0013】

更に又本発明は、前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間に色ガラスが介設され、該色ガラスと前記第２プリズムとの接合面に前記分離面が形成された測量装置に係るものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、測定対象物に測距光を射出する発光素子を有する測距光射出部と、前記測定対象物からの反射測距光を受光する受光素子を有する測距光受光部と、前記測定対象物に前記測距光と同軸で追尾光を射出する追尾発光素子を有する追尾光射出部と、前記測定対象物からの反射追尾光を前記反射測距光と同軸で受光する追尾受光素子を有する追尾光受光部と、前記測距光射出部と前記追尾光射出部とを制御し、前記受光素子に対する前記反射測距光の受光結果に基づき前記測定対象物迄の距離を演算すると共に、前記追尾受光素子に対する前記反射追尾光の受光位置に基づき前記測定対象物と前記追尾受光素子の中心との位置偏差を演算する演算制御部とを具備し、前記測距光受光部と前記追尾光受光部は受光プリズムを有し、該受光プリズムは前記反射追尾光を３回内部反射させる様構成されたので、バックフォーカスが確保でき、焦点距離の短いレンズが使用可能となることで、追尾可能な範囲拡大及び近距離受光光量の増加と測距精度の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施例に係る測量装置を示す正断面図である。

【図2】第１の実施例に係る距離測定部を示す構成図である。

【図3】第２の実施例に係る距離測定部を示す構成図である。

【図4】第３の実施例に係る距離測定部を示す構成図である。

【図5】ショートパスフィルタの透過率を説明するグラフである。

【図6】第４の実施例に係る距離測定部を示す構成図である。

【図7】第５の実施例に係る距離測定部を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

【0017】

先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施例に係る測量装置について説明する。

【0018】

測量装置１は、例えばレーザスキャナであり、三脚（図示せず）に取付けられる整準部２と、該整準部２に取付けられた測量装置本体３とから構成される。

【0019】

前記整準部２は整準ネジ１０を有し、該整準ネジ１０により前記測量装置本体３の整準を行う。

【0020】

該測量装置本体３は、固定部４と、托架部５と、水平回転軸６と、水平回転軸受７と、水平回転駆動部としての水平回転モータ８と、水平角検出部としての水平角エンコーダ９と、鉛直回転軸１１と、鉛直回転軸受１２と、鉛直回転駆動部としての鉛直回転モータ１３と、鉛直角検出部としての鉛直角エンコーダ１４と、鉛直回転部である走査ミラー１５と、操作部と表示部とを兼用する操作パネル１６と、演算制御部１７と、記憶部１８と、距離測定部１９等を具備している。尚、前記演算制御部１７としては、本装置に特化したＣＰＵ、或は汎用ＣＰＵが用いられる。

【0021】

前記水平回転軸受７は前記固定部４に固定される。前記水平回転軸６は鉛直な軸心６ａを有し、前記水平回転軸６は前記水平回転軸受７に回転自在に支持される。又、前記托架部５は前記水平回転軸６に支持され、前記托架部５は水平方向に前記水平回転軸６と一体に回転する様になっている。

【0022】

前記水平回転軸受７と前記托架部５との間には前記水平回転モータ８が設けられ、該水平回転モータ８は前記演算制御部１７により制御される。該演算制御部１７は、前記水平回転モータ８により、前記托架部５を前記軸心６ａを中心に回転させる。

【0023】

前記托架部５の前記固定部４に対する相対回転角は、前記水平角エンコーダ９によって検出される。該水平角エンコーダ９からの検出信号は前記演算制御部１７に入力され、該演算制御部１７により水平角データが演算される。該演算制御部１７は、前記水平角データに基づき、前記水平回転モータ８に対するフィードバック制御を行う。

【0024】

又、前記托架部５には、水平な軸心１１ａを有する前記鉛直回転軸１１が設けられている。該鉛直回転軸１１は、前記鉛直回転軸受１２を介して回転自在となっている。尚、前記軸心６ａと前記軸心１１ａの交点が、測距光の射出位置であり、前記測量装置本体３の座標系の原点となっている。

【0025】

前記托架部５には、凹部２２が形成されている。前記鉛直回転軸１１は、一端部が前記凹部２２内に延出し、前記一端部に前記走査ミラー１５が固着され、該走査ミラー１５は前記凹部２２に収納されている。又、前記鉛直回転軸１１の他端部には、前記鉛直角エンコーダ１４が設けられている。

【0026】

前記鉛直回転軸１１に前記鉛直回転モータ１３が設けられ、該鉛直回転モータ１３は前記演算制御部１７に制御される。該演算制御部１７は、前記鉛直回転モータ１３により前記鉛直回転軸１１を回転させ、前記走査ミラー１５は前記軸心１１ａを中心に回転される。

【0027】

前記走査ミラー１５の回転角は、前記鉛直角エンコーダ１４によって検出され、検出信号は前記演算制御部１７に入力される。該演算制御部１７は、検出信号に基づき前記走査ミラー１５の鉛直角データを演算し、該鉛直角データに基づき前記鉛直回転モータ１３に対するフィードバック制御を行う。

【0028】

又、前記演算制御部１７で演算された水平角データ、鉛直角データや測定結果は、前記記憶部１８に保存される。該記憶部１８としては、磁気記憶装置としてのＨＤＤ、光記憶装置としてのＣＤ、ＤＶＤ、半導体記憶装置としてのメモリカード、ＵＳＢメモリ等種々の記憶手段が用いられる。該記憶部１８は、前記托架部５に対して着脱可能であってもよく、或は図示しない通信手段を介して外部記憶装置や外部データ処理装置にデータを送出可能としてもよい。

【0029】

前記記憶部１８には、測距作動を制御するシーケンスプログラム、測距作動により距離を演算する演算プログラム、水平角データ及び鉛直角データに基づき角度を演算する演算プログラム、距離と角度に基づき所望の測定点の３次元座標を演算するプログラム等の各種プログラムが格納される。又、前記演算制御部１７により各種プログラムが実行されることで、各種処理が実行される。

【0030】

前記操作パネル１６は、例えばタッチパネルであり、測距の指示や測定条件、例えば測定点間隔の変更等を行う操作部と、測距結果や画像等を表示する表示部とを兼用している。

【0031】

次に、図２を参照して、前記距離測定部１９について説明する。

【0032】

該距離測定部１９は、測距光射出部２３と測距光受光部２４と追尾光射出部２５と追尾光受光部２６とを有している。尚、前記測距光射出部２３と前記測距光受光部２４とにより測距部が構成され、前記追尾光射出部２５と前記追尾光受光部２６とにより追尾部が構成される。

【0033】

前記測距光射出部２３は、測距光軸２７を有している。又、前記測距光射出部２３は、発光側から順に、前記測距光軸２７上に設けられた発光素子２８、例えば所定の波長の赤外光を測距光３５として射出するレーザダイオード（ＬＤ）と、平行平面板２９と、投光レンズ３１と、ダイクロイックミラー３２と、該ダイクロイックミラー３２の反射光軸上に設けられた偏向光学部材としての反射プリズム３３とを有している。又、該反射プリズム３３の反射光軸上に前記走査ミラー１５が設けられている。更に、該走査ミラー１５の反射光軸上には、透明材料で形成され、該走査ミラー１５と一体に回転する窓部３４が設けられている。

【0034】

尚、前記平行平面板２９、前記投光レンズ３１、前記ダイクロイックミラー３２、前記反射プリズム３３等は投光光学系３０を構成する。又、本実施例では、前記測距光軸２７と、前記ダイクロイックミラー３２で反射された前記測距光軸２７と、前記反射プリズム３３で反射された前記測距光軸２７とを総称して、該測距光軸２７としている。

【0035】

前記平行平面板２９は、例えば所定の板厚を有するガラス板であり、入射面及び射出面が前記測距光軸２７と直交する様に配置される。又、前記平行平面板２９は、ソレノイド等の駆動機構（図示せず）により、前記測距光軸２７に対して挿脱可能となっており、測定対象物の種類や距離に応じて適宜挿脱される。即ち、測定対象物が再帰反射性を有するプリズム等であるプリズム測定を実行する場合には、前記平行平面板２９を前記測距光軸２７上に挿入し、測定対象物がプリズム以外のノンプリズム測定を実行する場合は、前記平行平面板２９を前記測距光軸２７上から取除く様構成される。前記平行平面板２９を前記測距光軸２７上に挿入することで、測距光３５（後述）の広がり角が所定の角度だけ拡大される。

【0036】

前記投光レンズ３１は、前記平行平面板２９が前記測距光軸２７上に挿入されていない状態では、前記発光素子２８から所定の広がり角で発せられた前記測距光３５を平行光束とする様構成されている。又、前記平行平面板２９が前記測距光軸２７上に挿入されている場合には、前記測距光３５を僅かに発散させる。

【0037】

前記ダイクロイックミラー３２は、前記測距光３５を反射し、追尾光３６（後述）を透過する光学特性を有している。又、前記ダイクロイックミラー３２は、前記測距光３５と前記追尾光３６の共通光路上（前記測距光軸２７と追尾光軸３７（後述）の交差位置）に設けられ、前記測距光軸２７が前記追尾光軸３７と合致する様に前記測距光軸２７を偏向（反射）する。従って、前記測距光３５と前記追尾光３６とは同軸で測定対象物に向って照射される。

【0038】

前記反射プリズム３３は、２つの台形状のプリズムを接合させて形成される。２つのプリズムが接合された状態では、前記反射プリズム３３は直方体形状となる。前記測距光３５の入射面は前記測距光軸２７に対して直交し、前記反射プリズム３３の接合面３８は前記測距光軸２７に対して所定角度傾斜している。更に、前記反射プリズム３３の射出面は、前記接合面３８で反射された前記測距光軸２７が僅かに、例えば２．５°程度傾斜して入射する様構成されている。従って、前記反射プリズム３３の射出面で内部反射された前記測距光３５が受光素子３９（後述）に受光されるのを防止している。尚、前記接合面３８の傾斜角は、前記測距光軸２７が受光光軸４１（後述）及び前記軸心１１ａと合致する様、前記測距光軸２７を偏向（反射）させる角度となっている。又、前記受光素子３９としては、例えばアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、或は同等の光電変換素子が用いられる。

【0039】

前記接合面３８の中心部には、ビームスプリッタ膜（図示せず）が形成されている。該ビームスプリッタ膜は、前記測距光３５の光束に合わせて楕円形状となっており、該測距光３５の光束径と同等又は該光束径よりも僅かに大きくなっている。又、前記ビームスプリッタ膜は、例えば８０％の光を反射し、２０％の光を透過する光学特性を有している。

【0040】

尚、前記ビームスプリッタ膜に於ける反射率と透過率の割合は、用途や測定対象物迄の距離に応じて適宜設定される。例えば、測定対象物迄の距離が近い場合には、前記ビームスプリッタ膜を例えば反射率５０％～７０％、透過率３０％～５０％の範囲から選択するのが望ましい。又、測定対象物迄の距離が遠い場合には、前記ビームスプリッタ膜を例えば反射率７０％～９０％、透過率１０％～３０％の範囲から選択するのが望ましい。

【0041】

前記測距光受光部２４は、前記受光光軸４１を有している。又、前記測距光受光部２４は、受光側から順に、前記受光光軸４１上に設けられた前記受光素子３９と、濃度勾配フィルム４２と、前記測距光３５の波長帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタ５７と、受光プリズム４４を有すると共に、該受光プリズム４４で反射された前記受光光軸４１上に設けられた所定のＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）を有する受光レンズ４５を有している。

【0042】

前記濃度勾配フィルム４２は、ガラス等の円板に形成されたプラスチック（フィルム）であり、前記濃度勾配フィルム４２の一部が前記受光光軸４１と直交する様に配置される。又、前記濃度勾配フィルム４２は、回転軸４６を中心にモータ４７により回転可能であり、前記濃度勾配フィルム４２の回転により、該濃度勾配フィルム４２に対する反射測距光４９（後述）の入射位置が変化する様に構成される。

【0043】

前記濃度勾配フィルム４２は、θ＝０°～３６０°の間で透過率が漸次増大（又は減少）する様に構成されている。従って、前記モータ４７を駆動させ、前記反射測距光４９の前記濃度勾配フィルム４２に対する入射位置を制御することで、前記反射測距光４９の透過率を例えば０．０００１％～１００％の範囲で制御することができる。前記濃度勾配フィルム４２の透過率については、測定対象物の種類や測定対象物迄の距離に応じて適宜設定される。

【0044】

前記受光プリズム４４は、分離面としてのダイクロイック膜４８を有している。又、前記受光プリズム４４は、測定対象物で反射された前記測距光３５（前記反射測距光４９）と、該反射測距光４９と同軸で入射した前記追尾光３６（反射追尾光５１）とを少なくとも１回反射させる様構成されている。又、前記ダイクロイック膜４８は、前記反射測距光４９を透過し、前記反射追尾光５１を反射する光学特性を有している。

【0045】

尚、前記受光プリズム４４、前記受光レンズ４５、前記反射プリズム３３等で受光光学系５２が構成される。又、本実施例では、前記受光光軸４１と、前記受光プリズム４４で反射された前記受光光軸４１とを総称して、該受光光軸４１としている。

【0046】

前記追尾光射出部２５は、前記追尾光軸３７を有している。又、前記追尾光射出部２５は、発光側から順に、前記追尾光軸３７上に設けられた追尾発光素子５３、追尾投光レンズ５４、前記ダイクロイックミラー３２、前記反射プリズム３３とを有している。

【0047】

尚、本実施例では、前記追尾光軸３７と、前記反射プリズム３３によって反射された前記追尾光軸３７とを総称して、該追尾光軸３７としている。又、前記ダイクロイックミラー３２の反射側に前記測距光３５を発する前記発光素子２８が設けられ、前記ダイクロイックミラー３２の透過側に前記追尾光３６を発する前記追尾発光素子５３が設けられているが、前記ダイクロイックミラー３２の透過側に前記発光素子２８を設け、前記ダイクロイックミラー３２の反射側に前記追尾発光素子５３を設けてもよい。

【0048】

前記追尾発光素子５３は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）であり、前記測距光３５とは波長の異なる近赤外波長の前記追尾光３６を射出する様構成されている。又、前記追尾投光レンズ５４は、前記追尾発光素子５３から発せられた前記追尾光３６を僅かに発散させる様構成される。

【0049】

前記追尾光受光部２６は、追尾受光光軸５５を有している。又、前記追尾光受光部２６は、受光側から順に、前記追尾受光光軸５５上に設けられた追尾受光素子５６、前記追尾光３６の波長帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタ４３、受光プリズム４４及び該受光プリズム４４の反射光軸上に設けられた前記受光レンズ４５を有している。

【0050】

尚、本実施例では、前記追尾受光光軸５５と前記受光プリズム４４及び前記ダイクロイック膜４８で反射された前記追尾受光光軸５５とを総称して、該追尾受光光軸５５としている。

【0051】

前記追尾受光素子５６は、センサ基板５０に設けられ、前記受光プリズム４４から所定距離離れた前記反射追尾光５１の集光位置に配置される。又、前記追尾受光素子５６は、画素の集合体であるＣＣＤ、或はＣＭＯＳセンサであり、各画素は前記追尾受光素子５６上での位置が特定できる様になっている。例えば、各画素は、前記追尾受光素子５６の中心を原点とした画素座標を有し、該画素座標によって前記追尾受光素子５６上での位置が特定される。

【0052】

前記距離測定部１９は、前記演算制御部１７により制御される。前記発光素子２８から前記測距光軸２７上にパルス状の前記測距光３５が射出されると、該測距光３５は前記投光レンズ３１に入射する。又、前記測距光軸２７上に前記平行平面板２９が存在している場合には、前記測距光３５は前記平行平面板２９を介して広がり角を僅かに広げながら前記投光レンズ３１に入射する。

【0053】

該投光レンズ３１を透過した前記測距光３５は、前記ダイクロイックミラー３２により前記追尾光軸３７と同軸となる様に偏向された後、前記反射プリズム３３の入射面に対して直角に入射し、該反射プリズム３３内部を透過して前記接合面３８で前記受光光軸４１及び前記軸心１１ａと同軸になる様反射される。前記反射プリズム３３から射出される前記測距光３５は、前記走査ミラー１５によって直角に偏向され、前記窓部３４を介して測定対象物に照射される。前記走査ミラー１５が前記軸心１１ａを中心に回転することで、前記測距光３５は前記軸心１１ａと直交し、且つ前記軸心６ａを含む平面内で回転（走査）される。尚、前記測距光軸２７上に前記平行平面板２９が存在している場合には、前記測距光３５は僅かに広がりながら測定対象物に照射され、前記測距光軸２７上に前記平行平面板２９が存在していない場合には、前記測距光３５は平行光束として測定対象物に照射される。

【0054】

尚、前記窓部３４は、該窓部３４で反射された前記測距光３５が前記受光素子３９に入射しない様、前記測距光軸２７の光軸に対して所定角度傾斜して設けられている。

【0055】

測定対象物で反射された前記反射測距光４９は、前記走査ミラー１５で直角に反射され、前記受光光学系５２、前記バンドパスフィルタ５７、前記濃度勾配フィルム４２を経て前記受光素子３９で受光される。この時、前記反射測距光４９の光路外を通る外光等の迷光は、前記バンドパスフィルタ５７により除去され、前記反射測距光４９のみが前記受光素子３９に受光される様構成されている。又、前記反射測距光４９は、前記濃度勾配フィルム４２を透過する過程で所定光量だけ減光され、前記受光素子３９に受光される。

【0056】

前記演算制御部１７は、前記発光素子２８の発光タイミングと、前記受光素子３９の受光タイミングの時間差（即ち、パルス光の往復時間）と光速に基づき、前記測距光３５の１パルス毎に測距を実行し（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）、測定対象物迄の距離を演算する。尚、前記発光素子２８の発光のタイミング、即ちパルス間隔は、前記操作パネル１６を介して変更可能となっている。又、前記演算制御部１７は、測距結果と前記水平角エンコーダ９及び前記鉛直角エンコーダ１４で得られた水平角データ及び鉛直角データに基づき、測定対象物の３次元座標を演算できる。

【0057】

又、前記測距光３５を所定のパルス間隔で射出しつつ、前記托架部５と前記走査ミラー１５とをそれぞれ定速で回転させることで、該走査ミラー１５の鉛直方向の回転と、前記托架部５の水平方向の回転との協動により、前記測距光３５が２次元に走査される。又、各パルス光毎に前記鉛直角エンコーダ１４、前記水平角エンコーダ９により鉛直角、水平角を検出することで、鉛直角データ、水平角データが取得できる。鉛直角データ、水平角データ、測距データとにより、測定対象物の３次元座標及び測定対象物に対応する３次元の点群データが取得できる。

【0058】

測距作動と並行して、追尾発光素子５３から前記測距光３５とは異なる波長の前記追尾光３６が射出されると、前記追尾投光レンズ５４で僅かに発散された後、前記ダイクロイックミラー３２を透過する過程で前記測距光３５と同軸とされる。

【0059】

前記測距光３５と同軸で測定対象物に照射され、測定対象物で反射された前記反射追尾光５１は、前記受光光学系５２を通過する過程で、前記ダイクロイック膜４８で前記反射測距光４９と分離され、前記バンドパスフィルタ４３を介して前記追尾受光素子５６で受光される。又、該追尾受光素子５６への前記反射追尾光５１の受光により、追尾像（図示せず）を得ることができる。この時前記反射追尾光５１の光路外を通る外光等の迷光は、前記バンドパスフィルタ４３で除去され、前記反射追尾光５１のみが前記追尾受光素子５６に受光される様構成されている。

【0060】

前記演算制御部１７は、前記追尾受光素子５６の中心と、該追尾受光素子５６に対する前記反射追尾光５１の受光位置との位置偏差を演算し、該位置偏差に基づき、前記水平回転モータ８と前記鉛直回転モータ１３を駆動させ、測定対象物を追尾する様に構成される。

【0061】

次に、前記受光プリズム４４の詳細について説明する。該受光プリズム４４は、第１プリズム５８と第２プリズム５９とから構成されている。尚、以下の説明では、図２中、紙面に対して上側を上、紙面に対して下側を下、紙面に対して右側を右、紙面に対して左側を左として説明する。又、上記で規定された方向は、他の実施例に於いても適用されるものとする。

【0062】

前記第１プリズム５８は、所定の屈折率を有し、第１面５８ａ、第２面５８ｂ、第３面５８ｃ、第４面５８ｄ、第５面５８ｅを有する多角形のプリズムとなっている。前記第１面５８ａは、前記反射測距光４９及び前記反射追尾光５１の入射面であり、前記受光光軸４１及び前記追尾受光光軸５５と直交する様構成されている。又、前記第１面５８ａには全面に亘ってＡＲ（Ａｎｔｉ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コート（反射防止膜）が蒸着されている。

【0063】

前記第２面５８ｂは、前記第１面５８ａと対向する位置に形成され、前記第２面５８ｂの上端は前記第１面５８ａの上端よりも下側に位置し、前記第２面５８ｂの下端は前記第１面５８ａの下端よりも上側に位置している。又、前記第２面５８ｂは、上方から下方に向って前記第１面５８ａから離反する様に傾斜している。尚、前記第２面５８ｂは、例えば鏡面加工が施されたミラーとなっている。

【0064】

前記第３面５８ｃは、前記第１面５８ａの下端と前記第２面５８ｂの下端との間に形成される。該第２面５８ｂの下端は前記第１面５８ａの下端よりも上側に位置しているので、前記第３面５８ｃは左から右に向って上向きに所定角度傾斜する様に構成されている。

【0065】

第４面５８ｄは、前記第１面５８ａと対向し、且つ前記第２面５８ｂの上端から上方に連続する様に構成され、前記第１面５８ａの上端と前記第４面５８ｄの上端との間に、前記第５面５８ｅが形成されている。

【0066】

又、前記第４面５８ｄは、下方から上方に向って前記第１面５８ａに近接する方向に傾斜し、前記第１プリズム５８内を内部反射した前記反射追尾光５１が入射角０°で直角に入射する様に構成されている。又、前記第４面５８ｄには、該第４面５８ｄの全面に亘って前記バンドパスフィルタ４３が設けられている。更に、前記反射追尾光５１の集光位置であり、前記第４面５８ｄと対向する位置には、前記追尾受光素子５６が配設されている。尚、該追尾受光素子５６と前記第４面５８ｄ（前記バンドパスフィルタ４３）との間には、所定距離だけ隙間が形成されている。

【0067】

前記第２プリズム５９は、所定の屈折率を有し、少なくとも第１面５９ａと第２面５９ｂとを有する多角形のプリズムとなっている。前記第１面５９ａは、前記第１プリズム５８内で反射された前記反射測距光４９及び前記反射追尾光５１の入射面であり、前記第３面５８ｃと同一面積を有し、該第３面５８ｃと接合されている。即ち、該第３面５８ｃと前記第１面５９ａは、前記第１プリズム５８と前記第２プリズム５９とを接合させる接合面となる。更に、前記第１プリズム５８と前記第２プリズム５９との接合面には、前記ダイクロイック膜４８が設けられている。

【0068】

前記第２面５９ｂは、前記第１面５９ａの左端から連続し、且つ前記第１面５８ａの下端から連続し、前記ダイクロイック膜４８を透過した前記反射測距光４９が入射角０°で直角に入射する様に構成されている。又、前記第２面５９ｂには、所定の大きさの前記バンドパスフィルタ５７が設けられている。該バンドパスフィルタ５７は、前記第２面５９ｂの全面に亘って設けられてもよいし、前記追尾受光光軸５５を中心に前記反射追尾光５１の光束径よりも僅かに大きく設けてもよい。前記バンドパスフィルタ５７を前記第２面５９ｂの全面に設けない場合には、前記バンドパスフィルタ５７が設けられていない部分に反射防止塗料が塗布される。又、前記反射測距光４９の集光位置に、前記受光素子３９が設けられている。

【0069】

測定対象物及び前記走査ミラー１５で反射され、前記受光レンズ４５を透過した前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１は、前記第１プリズム５８の前記第１面５８ａに対して直角に同軸で入射する。前記第１プリズム５８内に入射した前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１は前記第２面５８ｂで反射され、前記第３面５８ｃ（前記第１面５９ａ）、即ち分離面としての前記ダイクロイック膜４８に所定の入射角で入射し、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１とに分離される。

【0070】

前記ダイクロイック膜４８に入射した前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１のうち、反射測距光４９はダイクロイック膜４８を透過し、前記第２プリズム５９内に入射する。更に前記反射測距光４９は、前記バンドパスフィルタ５７を通過する過程で前記測距光３５の波長とは異なる波長の光が除去され、及び前記濃度勾配フィルム４２を通過する過程で所定の光量だけ減光され、前記受光素子３９に受光される。

【0071】

又、前記反射追尾光５１は、前記ダイクロイック膜４８（前記第３面５８ｃ）で反射され、前記第１面５８ａに入射する。ここで、該第１面５８ａは、入射角が小さい光を透過し、入射角が大きい光、例えば臨界角以上の入射角で入射した光を全反射する光学特性を有している。

【0072】

前記反射追尾光５１は、全反射となる入射角（全反射臨界角以上の入射角）で前記第１面５８ａに入射し、反射された後、入射角０°で前記第４面５８ｄに入射する。即ち、前記反射追尾光５１は、前記受光プリズム４４内で３回内部反射された後、前記第４面５８ｄに直角に入射する。該第４面５８ｄに入射した前記反射追尾光５１は、前記バンドパスフィルタ４３を通過する過程で前記追尾光３６の波長とは異なる波長の光が除去され、前記追尾受光素子５６に受光される。

【0073】

上述の様に、第１の実施例では、前記反射追尾光５１を前記受光プリズム４４内で３回内部反射させ、２回内部反射させる特許文献１のプリズムと比較して、前記反射追尾光５１の前記受光プリズム４４内の光路長を短くできることにより、前記受光レンズ４５の前記受光プリズム４４側の端面から前記追尾受光素子５６迄の光路長であるバックフォーカスを確保している。

【0074】

従って、焦点距離の短い前記受光レンズ４５を使用することができるので、コーナキューブや反射シート等のターゲットを測定対象物とするプリズム測定に於いて、ターゲットに照射される前記追尾光３６の画角（視界）を広くすることができ、ターゲットの追尾可能な範囲を拡大させることができる。

【0075】

又、焦点距離の短い前記受光レンズ４５が使用可能となることで、前記反射測距光４９の近距離での受光量を増加させることができるので、近距離に位置する測定対象物の測定反射率の低い測定対象物の測定が可能となり、作業性を向上させることができる。

【0076】

又、前記反射追尾光５１の入射面である前記第１面５８ａと対向する前記第４面５８ｄに入射角０°で前記反射追尾光５１が入射する様前記受光プリズム４４を設計すると共に、前記第５面５８ｅを透過する前記反射追尾光５１の集光位置に前記追尾受光素子５６を配置している。

【0077】

従って、前記追尾受光素子５６が設けられる前記センサ基板５０が前記受光レンズ４５と干渉することがないので、設計の自由度を増加させることができる。

【0078】

又、前記平行平面板２９の挿脱により、前記測距光３５の広がり角を調整できるので、該測距光３５の広がり角は必要ないが光量が必要なノンプリズム測定と、該測距光３５の所定の広がり角を必要とするが光量を大きくする必要がないプリズム測定とを使い分けることができ、作業性を向上させることができる。

【0079】

更に、前記濃度勾配フィルム４２を設け、前記受光素子３９に受光される前記反射測距光４９の透過率（受光量）を調整可能であるので、前記受光素子３９の電気系の飽和を防止することができ、作業性を向上させることができる。

【0080】

次に、図３に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図３中、図２中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0081】

第２の実施例では、第１の実施例に於けるバンドパスフィルタ４３，５７が省略されている。一方で、第１プリズム５８と第２プリズム５９との間に色ガラス６１が介設されている。

【0082】

該色ガラス６１は、吸収帯が迷光の原因となる外光の波長帯となっており、前記色ガラス６１の上面が前記第１プリズム５８の第３面５８ｃと接合され、前記色ガラス６１の下面が前記第２プリズム５９の第１面５９ａと接合されている。又、前記第１面５９ａと前記色ガラス６１との接合面にダイクロイック膜４８が設けられている。

【0083】

第２の実施例に於いては、前記第１プリズム５８の第２面５８ｂで反射された反射測距光４９と前記反射追尾光５１とが、前記色ガラス６１を透過した後、前記ダイクロイック膜４８に入射する様に構成されている。

【0084】

従って、前記色ガラス６１を透過する過程で、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１と共に入射する外光を除去することができる。即ち、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１の外光除去を１つの前記色ガラス６１で行うことができるので、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１の光路上にそれぞれバンドパスフィルタ等の外光除去手段を設ける必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。

【0085】

又、第２の実施例に於いても、受光プリズム４４内で反射追尾光５１を３回内部反射されているので、２回内部反射させる特許文献１のプリズムと比較して、該反射追尾光５１の前記受光プリズム４４内の光路長を短くすることができ、バックフォーカスを確保し、追尾可能な範囲を拡大させることができる。

【0086】

次に、図４に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図４中、図２中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0087】

第３の実施例では、受光プリズム６２が第１プリズム６３と第２プリズム６４とから構成されている。

【0088】

前記第１プリズム６３は、所定の屈折率を有し、少なくとも第１面６３ａと第２面６３ｂと第３面６３ｃと第４面６３ｄとを有する多角形のプリズムとなっている。

【0089】

前記第１面６３ａは、反射測距光４９及び反射追尾光５１の入射面であり、前記第１面６３ａは、受光光軸４１及び追尾受光光軸５５と直交する様に構成される。又、前記第１面６３ａには、全面に亘ってショートパスフィルタが蒸着されている。

【0090】

前記第２面６３ｂは、前記第１面６３ａを透過した前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１が入射すると共に、全面に亘ってショートパスフィルタが蒸着されている。尚、前記第２面６３ｂは、前記第１面６３ａとの成す角度が鋭角となる様、該第１面６３ａの上端から連続すると共に、上方から下方に向って前記第１面６３ａから離反する様に傾斜している。

【0091】

前記第３面６３ｃは、前記第２面６３ｂで反射された前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１が入射する様構成され、前記第２面６３ｂの下端から左に向って下側に所定角度傾斜している。更に、第４面６３ｄは、前記第１面６３ａの下端と前記第３面６３ｃの下端との間に形成される。

【0092】

又、前記第１プリズム６３は、前記反射追尾光５１が前記第２面６３ｂの一部に入射角０°で直角に入射する様に構成され、前記反射追尾光５１の集光位置に追尾受光素子５６が設けられる。更に、前記第２面６３ｂの一部と前記追尾受光素子５６との間で、且つ前記第２面６３ｂと非接触な位置に前記追尾光３６の波長帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタ６５が設けられている。

【0093】

前記第２プリズム６４は、所定の屈折率を有し、少なくとも第１面６４ａと第２面６４ｂとを有する多角形のプリズムとなっている。前記第１面６４ａは、前記第１プリズム６３内で反射された前記反射測距光４９及び前記反射追尾光５１の入射面であり、前記第３面６３ｃと同一面積を有し、該第３面６３ｃと接合されている。即ち、該第３面６３ｃと前記第１面６４ａは、前記第１プリズム６３と前記第２プリズム６４とを接合させる接合面であり、該接合面に前記ダイクロイック膜４８が設けられている。

【0094】

又、前記第２面６４ｂは、前記第１面６４ａと対向し、前記ダイクロイック膜４８を透過した前記反射測距光４９が入射角０°で入射する様に構成されている。又、前記第２面６４ｂには、全面に亘ってバンドパスフィルタ６６が設けられている。該バンドパスフィルタ６６は、測距光３５の波長帯域の光のみを透過させる光学特性を有している。又、前記反射測距光４９の集光位置に、受光素子３９が設けられている。

【0095】

受光レンズ４５を介して入射角０°で前記第１面６３ａから前記受光プリズム６２内に入射した前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１は、前記第２面６３ｂに透過率が０％付近となる所定の入射角で入射し、前記第３面６３ｃに向って反射され、前記ダイクロイック膜４８で前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１とが分離される。前記ダイクロイック膜４８を透過した反射測距光４９は、前記第２面６４ｂ、前記バンドパスフィルタ６６、濃度勾配フィルム４２を順次透過し、前記反射測距光４９以外の光が除去されると共に、所定の光量に減光された状態で前記受光素子３９に受光される。ここで、０％付近とは、０．１％～１０％の範囲が含まれるものとする。又、以下の説明に於いても、０％付近と記載した場合は、０．１％～１０％の範囲を含むものとする。

【0096】

又、前記ダイクロイック膜４８で反射された前記反射追尾光５１は、前記第１面６３ａに透過率が０％付近となる所定の入射角で入射し、該第１面６３ａで全反射され、前記第２面６３ｂの一部（図４中では該第２面６３ｂの上部）に透過率が１００％付近となる入射角０°で直角に入射する。即ち、前記反射追尾光５１は、前記受光プリズム６２内で３回内部反射された後、入射角０°で前記第２面６３ｂに入射する。該第２面６３ｂに入射した前記反射追尾光５１は、前記第２面６３ｂ、前記バンドパスフィルタ６５を順次透過し、外光等前記反射追尾光５１以外の光が除去された状態で前記追尾受光素子５６に受光される。ここで、１００％付近とは、９０％～９９．９％の範囲が含まれるものとする。又、以下の説明に於いても、１００％付近と記載した場合は、９０％～９９．９％の範囲を含むものとする。

【0097】

ここで、前記第１面６３ａ及び前記第２面６３ｂに蒸着されたショートパスフィルタは、入射角が小さい光を透過し、入射角が大きい光を反射する光学特性を有している。図５は、前記ショートパスフィルタの透過率と波長との関係を説明するグラフである。

【0098】

図５中、６７は前記測距光３５の波長帯域を示し、６８は前記追尾光３６の波長帯域を示している。又、６９は入射角が大きい場合のグラフを示し、７１は入射角が小さい場合のグラフを示している。尚、図５中では、前記グラフ６９と前記グラフ７１の上下をずらして図示しているが、前記グラフ６９，７１は共に透過率が０％～１００％の間で変化する様になっている。

【0099】

前記第２面６３ｂに対する入射角が大きい場合、即ち前記第１面６３ａを透過した前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１が前記第２面６３ｂに入射する時の入射角の場合には、前記グラフ６９に示される様に、前記波長帯域６７と前記波長帯域６８の透過率が０％付近となる。従って、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１は前記第２面６３ｂで反射される。尚、この時の入射角は全反射臨界角よりも小さくてよい。

【0100】

又、前記第１面６３ａに対する入射角が小さい場合、即ち第３面６３ｃで反射された前記反射追尾光５１が前記第１面６３ａに入射する時の入射角の場合には、前記グラフ６９に示される様に、前記波長帯域６８の透過率が０％付近となる。従って、前記反射追尾光５１は前記第１面６３ａで反射される。尚、この時の入射角は全反射臨界角よりも小さくてよい。

【0101】

一方で、前記第２面６３ｂに対する入射角が小さい場合、即ち、前記第１面６３ａで反射された前記反射追尾光５１が前記第２面６３ｂに入射する際の入射角（０°）の場合には、前記グラフ７１に示される様に、前記波長帯域６８の透過率が１００％付近となる。従って、前記反射追尾光５１は前記第２面６３ｂを透過し、前記バンドパスフィルタ６５を介して前記追尾受光素子５６に受光される。

【0102】

又、前記第１面６３ａに対する入射角が小さい場合、即ち前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１が前記受光レンズ４５を介して前記第１面６３ａに入射する際の入射角の場合には、前記グラフ７１に示される様に、前記波長帯域６７と前記波長帯域６８の透過率が１００％付近となる。従って、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１は前記第１面６３ａを透過する。

【0103】

第３の実施例では、前記第２面６３ｂにショートパスフィルタを設けたことで、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１の反射面と該反射追尾光５１の透過面とを前記第２面６３ｂに兼用させることができる。

【0104】

従って、前記追尾受光素子５６に前記反射追尾光５１を受光させる為の射出面を前記第１プリズム６３に別途形成する必要がないので、該第１プリズム６３の加工難易度、加工時間及び製造コストを低減させることができる。

【0105】

又、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１を反射させる際の入射角を全反射臨界角よりも小さくできるので、前記受光プリズム４４の設計自由度を向上させることができる。

【0106】

又、第３の実施例に於いても、前記反射追尾光５１を前記受光プリズム６２内で３回内部反射させ、バックフォーカスを確保しているので、焦点距離の短い前記受光レンズ４５の使用が可能となり、ターゲットの追尾可能な範囲を拡大できると共に、近距離測定時の受光光量を増加させ、測距精度を向上させることができる。

【0107】

尚、第３の実施例では、前記第１面６３ａと前記第２面６３ｂにショートパスフィルタを蒸着しているが、ショートパスフィルタに代えてＡＲコートを蒸着する様構成してもよい。前記第１面６３ａと前記第２面６３ｂにＡＲコートを蒸着する場合、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１を前記第２面６３ｂで反射させる際の入射角と、前記反射追尾光５１を前記第１面６３ａで反射させる際の入射角とが、それぞれ全反射臨界角以上となる様前記受光プリズム４４を設計する必要がある。然し乍ら、ＡＲコートはショートパスフィルタよりも安価であるので、ショートパスフィルタを蒸着する場合と比べて、前記受光プリズム４４の製造コストを低減することができる。

【0108】

又、上記では、前記第１面６３ａと前記第２面６３ｂの両方にショートパスフィルタを蒸着する場合と、前記第１面６３ａと前記第２面６３ｂの両方にＡＲコートを蒸着する場合について説明したが、前記第１面６３ａと前記第２面６３ｂのいずれか一方にショートパスフィルタを蒸着し、いずれか他方にＡＲコートを蒸着してもよいのは言う迄もない。

【0109】

更に、上記した透過率が０％付近となる入射角や、全反射臨界角以上となる入射角は、前記受光プリズム４４として用いられるプリズムの硝材（屈折率）に対応して適宜設計される。又、プリズムの硝材については、コストやサイズ、比重、入手性、加工性、耐環境性等を考慮して、適宜選択される。

【0110】

次に、図６に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図６中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0111】

第４の実施例では、第３の実施例に於けるバンドパスフィルタ６５，６６が省略されている。一方で、第１プリズム６３と第２プリズム６４との間に色ガラス７２が介設されている。

【0112】

該色ガラス７２は、外光の波長帯域を吸収帯としており、上面が前記第１プリズム６３の第３面６３ｃと接合され、下面が前記第２プリズム６４の第１面６４ａと接合されている。又、該第１面６４ａと前記色ガラス７２の接合面にダイクロイック膜４８が設けられている。

【0113】

第４の実施例では、第２面６３ｂで反射された反射測距光４９と反射追尾光５１は、前記色ガラス７２を透過した後に前記ダイクロイック膜４８に入射する様に構成されている。

【0114】

従って、１つの前記色ガラス７２により前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１から外光を除去することができるので、前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１の光路にそれぞれバンドパスフィルタを設ける必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。

【0115】

又、第４の実施例に於いても、受光プリズム６２内で前記反射追尾光５１を３回内部反射させているので、該反射追尾光５１のバックフォーカスを確保でき、追尾可能な範囲を拡大できると共に、近距離測定時の受光光量を増加させ、測距精度を向上させることができる。

【0116】

又、第４の実施例に於いても、第１面６３ａと第２面６３ｂの両方にショートパスフィルタを蒸着してもよく、前記第１面６３ａと前記第２面６３ｂの両方にＡＲコートを蒸着してもよく、前記第１面６３ａと前記第２面６３ｂのいずれか一方にショートパスフィルタを蒸着し、いずれか他方にＡＲコートを蒸着してもよい。

【0117】

次に、図７に於いて、本発明の第５の実施例について説明する。尚、図７中、図２中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0118】

図７は、測距、追尾、視準が可能な測量装置、例えばトータルステーションの距離測定部７３の一部であり、測距光受光部２４、追尾光受光部２６、視準部７４を有している。

【0119】

第５の実施例に於ける受光プリズム７５は、第１の実施例に於ける第１プリズム５８及び第２プリズム５９と、前記第１プリズム５８の第２面５８ｂに接合された第３プリズム７６とから構成されている。前記測距光受光部２４及び前記追尾光受光部２６の他の構成は第１の実施例と同様であるので説明を省略する。

【0120】

該第３プリズム７６は、例えば第１面７６ａと第２面７６ｂとを有する多角形のプリズムであり、前記第１プリズム５８との接合面である前記第１面７６ａには、例えば前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１から可視光８０（背景光）を分離させる分離膜としてのショートパスフィルタが蒸着されている。該ショートパスフィルタは、前記可視光８０を透過し、所定の入射角以上の反射測距光４９と反射追尾光５１を反射する光学特性を有している。又、前記第２面７６ｂは、前記第１面７６ａを透過した前記可視光８０が、入射角０°で入射する様に構成されている。

【0121】

前記視準部７４は、視準光軸７７を有しており、該視準光軸７７は受光光軸４１及び追尾受光光軸５５と合致している。即ち、前記可視光８０は前記反射測距光４９と前記反射追尾光５１と同軸で入射し、前記分離膜の透過光軸上に前記視準部７４が設けられる。又、前記視準部７４は視準光学系であり、前記視準光軸７７上に設けられた受光系レンズ群７８、前記受光プリズム７５、合焦レンズ７９、ポロプリズム８１、レチクル８２、接眼レンズ８３を有している。

【0122】

作業者は、前記反射測距光４９及び前記反射追尾光５１と同軸で入射した前記可視光８０に基づき、前記視準部７４を介して焦点を合わせ、倒立像を正立像へと変換し、前記視準光軸７７を任意の測定対象物に向け、測定対象物を視準することができる。

【0123】

第５の実施例に於いても、前記反射追尾光５１を前記受光プリズム７５内で３回内部反射させ、バックフォーカスを確保しているので、焦点距離の短い前記受光系レンズ群７８の使用が可能となり、ターゲットの追尾可能な範囲を拡大させることができると共に、近距離測定時の受光量を増大させることが可能となり、近距離での測定精度を向上させることができる。

【0124】

尚、第５の実施例では、前記受光プリズム７５にバンドパスフィルタ４３，５７を設けているが、第２の実施例と同様に、前記バンドパスフィルタ４３，５７を省略し、前記第１プリズム５８と前記第２プリズム５９との間に色ガラスを介設させてもよいのは言う迄もない。

【符号の説明】

【0125】

１ 測量装置
１５ 走査ミラー
１７ 演算制御部
１９ 距離測定部
２３ 測距光射出部
２４ 測距光受光部
２５ 追尾光射出部
２６ 追尾光受光部
３５ 測距光
３６ 追尾光
４４ 受光プリズム
４８ ダイクロイック膜
４９ 反射測距光
５１ 反射追尾光
５８ 第１プリズム
５９ 第２プリズム
６２ 受光プリズム
６３ 第１プリズム
６４ 第２プリズム
７５ 受光プリズム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】