特開 2024-151569 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】P2024151569

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】測量装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 103D

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023065023

(22)【出願日】2023-04-12

(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

(57)【要約】      （修正有）

【課題】光学系を小型化し、装置全体の小型化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３７を射出する発光素子３２と、前記測定対象物からの反射測距光４７を受光する受光素子４２とを有する距離測定部１９と、前記測距光を照射する回転部２０と、該回転部を鉛直方向に回転させる鉛直回転駆動部と、前記回転部が設けられる托架部５と、該托架部を水平方向に回転させる水平回転駆動部と、前記托架部に設けられ、所定の画角で画像を取得する少なくとも１つの撮像部２１と、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演算制御部とを具備し、前記回転部は前記測距光を透過し背景光を反射する可視光分離光学部材を有し、該可視光分離光学部材は前記回転部が所定の回転位置にある時に前記反射測距光と少なくとも平行に入射した背景光が前記撮像部に受光される様偏向する様構成された。
【選択図】図３

【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とを有する距離測定部と、前記測距光を照射する回転部と、該回転部を鉛直方向に回転させる鉛直回転駆動部と、前記回転部が設けられる托架部と、該托架部を水平方向に回転させる水平回転駆動部と、前記托架部に設けられ、所定の画角で画像を取得する少なくとも１つの撮像部と、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演算制御部とを具備し、前記回転部は前記測距光を透過し背景光を反射する可視光分離光学部材を有し、該可視光分離光学部材は前記回転部が所定の回転位置にある時に前記反射測距光と少なくとも平行に入射した背景光が前記撮像部に受光される様偏向する様構成された測量装置。

【請求項2】

前記回転部は走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する窓部とを有し、前記可視光分離光学部材は前記窓部に蒸着されたロングパスフィルタである請求項１に記載の測量装置。

【請求項3】

前記回転部は、走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する可視光反射ミラーとを有し、前記可視光分離光学部材は前記可視光反射ミラーに蒸着されたロングパスフィルタである請求項１に記載の測量装置。

【請求項4】

前記回転部は、走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する窓部と少なくとも１つの可視光反射ミラーであり、前記可視光分離光学部材は、前記窓部に蒸着されたロングパスフィルタである請求項１に記載の測量装置。

【請求項5】

前記回転部は、２つの三角プリズムを接合させた四角プリズムであり、前記可視光分離光学部材は、前記四角プリズムに入射した前記測距光の射出面に蒸着されたロングパスフィルタであり、前記射出面に隣接する少なくとも１面を可視光反射ミラーとした請求項１に記載の測量装置。

【請求項6】

前記回転部は、三角プリズムであり、前記可視光分離光学部材は、前記三角プリズムに入射した前記測距光の射出面に蒸着されたロングパスフィルタである請求項１に記載の測量装置。

【請求項7】

前記回転部は、前記距離測定部が収納された測定部であり、前記可視光分離光学部材は、前記測定部の下面に設けられた可視光反射ミラーである請求項１に記載の測量装置。

【請求項8】

前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記撮像部は撮像光軸が前記凹部の底面から前記回転部に向って延出し、前記測距光の光軸と同軸又は略同軸となる様前記可視光分離光学部材に偏向される様構成された請求項２～請求項７のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【請求項9】

前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記撮像部は撮像光軸が前記凹部の底面から前記回転部に向って延出し、前記回転部により水平に偏向された前記測距光の光軸と所定のオフセット量だけ離れて平行となる様前記可視光分離光学部材に偏向される様構成された請求項２～請求項７のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【請求項10】

前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に掛渡って設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられた前記撮像部とを有し、該撮像部は撮像光軸が前記ハンドル部から前記回転部に向って延出し、前記撮像光軸は前記回転部により水平に偏向された前記測距光の光軸と所定のオフセット量だけ離れて平行となる様前記可視光分離光学部材に偏向される様構成された請求項２～請求項７のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【請求項11】

前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に隣接して設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられた前記撮像部とを有し、該撮像部は撮像光軸が前記ハンドル部から前記回転部に向って延出し、前記測距光の光軸と同軸又は略同軸となる様前記可視光分離光学部材に偏向される様構成された請求項２～請求項７のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【請求項12】

前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に隣接して設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられたミラーとを有し、前記撮像部は撮像光軸が前記ミラーと前記可視光分離光学部材により前記測距光の光軸と同軸又は略同軸となる様構成された請求項２～請求項７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】

従来の測量装置では、測定対象物の視準の為、カメラを有しているものがある。光波距離測定装置とカメラの視差を小さくする為、光波距離測定装置の光学系にカメラの光学系を組込み、測距光の光軸とカメラの光軸とを同軸とするものもあるが、光学系が大型化し、装置全体が大型化する虞れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１８／０２１１３６７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、光学系を小型化し、装置全体の小型化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とを有する距離測定部と、前記測距光を照射する回転部と、該回転部を鉛直方向に回転させる鉛直回転駆動部と、前記回転部が設けられる托架部と、該托架部を水平方向に回転させる水平回転駆動部と、前記托架部に設けられ、所定の画角で画像を取得する少なくとも１つの撮像部と、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演算制御部とを具備し、前記回転部は前記測距光を透過し背景光を反射する可視光分離光学部材を有し、該可視光分離光学部材は前記回転部が所定の回転位置にある時に前記反射測距光と少なくとも平行に入射した背景光が前記撮像部に受光される様偏向す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、前記回転部は走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する窓部とを有し、前記可視光分離光学部材は前記窓部に蒸着されたロングパスフィルタである測量装置に係るものである。

【0008】

又本発明は、前記回転部は、走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する可視光反射ミラーとを有し、前記可視光分離光学部材は前記可視光反射ミラーに蒸着されたロングパスフィルタである測量装置に係るものである。

【0009】

又本発明は、前記回転部は、走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する窓部と少なくとも１つの可視光反射ミラーであり、前記可視光分離光学部材は、前記窓部に蒸着されたロングパスフィルタである測量装置に係るものである。

【0010】

又本発明は、前記回転部は、２つの三角プリズムを接合させた四角プリズムであり、前記可視光分離光学部材は、前記四角プリズムに入射した前記測距光の射出面に蒸着されたロングパスフィルタであり、前記射出面に隣接する少なくとも１面を可視光反射ミラーとした測量装置に係るものである。

【0011】

又本発明は、前記回転部は、三角プリズムであり、前記可視光分離光学部材は、前記三角プリズムに入射した前記測距光の射出面に蒸着されたロングパスフィルタである測量装置に係るものである。

【0012】

又本発明は、前記回転部は、前記距離測定部が収納された測定部であり、前記可視光分離光学部材は、前記測定部の下面に設けられた可視光反射ミラーである測量装置に係るものである。

【0013】

又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記撮像部は撮像光軸が前記凹部の底面から前記回転部に向って延出し、前記測距光の光軸と同軸又は略同軸となる様前記可視光分離光学部材に偏向される様構成された測量装置に係るものである。

【0014】

又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記撮像部は撮像光軸が前記凹部の底面から前記回転部に向って延出し、前記回転部により水平に偏向された前記測距光の光軸と所定のオフセット量だけ離れて平行となる様前記可視光分離光学部材に偏向される様構成された測量装置に係るものである。

【0015】

又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に掛渡って設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられた前記撮像部とを有し、該撮像部は撮像光軸が前記ハンドル部から前記回転部に向って延出し、前記撮像光軸は前記回転部により水平に偏向された前記測距光の光軸と所定のオフセット量だけ離れて平行となる様前記可視光分離光学部材に偏向される様構成された測量装置に係るものである。

【0016】

又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に隣接して設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられた前記撮像部とを有し、該撮像部は撮像光軸が前記ハンドル部から前記回転部に向って延出し、前記測距光の光軸と同軸又は略同軸となる様前記可視光分離光学部材に偏向される様構成された測量装置に係るものである。

【0017】

更に又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に隣接して設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられたミラーとを有し、前記撮像部は撮像光軸が前記ミラーと前記可視光分離光学部材により前記測距光の光軸と同軸又は略同軸となる様構成された測量装置に係るものである。

【発明の効果】

【0018】

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とを有する距離測定部と、前記測距光を照射する回転部と、該回転部を鉛直方向に回転させる鉛直回転駆動部と、前記回転部が設けられる托架部と、該托架部を水平方向に回転させる水平回転駆動部と、前記托架部に設けられ、所定の画角で画像を取得する少なくとも１つの撮像部と、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演算制御部とを具備し、前記回転部は前記測距光を透過し背景光を反射する可視光分離光学部材を有し、該可視光分離光学部材は前記回転部が所定の回転位置にある時に前記反射測距光と少なくとも平行に入射した背景光が前記撮像部に受光される様偏向する様構成されたので、撮像光軸が前記測距光の光軸と同軸となる様前記撮像部を測距光受光部に組込む必要がなく、光学系の小型化及び装置全体の小型化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】

【0019】

【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の実施例に係る測量装置を示す斜視図である。

【図3】第１の実施例に係る測量装置を示す平断面図である。

【図4】第１の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図5】（Ａ）（Ｂ）は前記測量装置の回転部を説明する説明図である。

【図6】第２の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図7】第２の実施例の変形例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図8】第３の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図9】第４の実施例に係る測量装置を示す斜視図である。

【図10】第４の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図11】第５の実施例に係る測量装置を示す斜視図である。

【図12】第５の実施例に係る測量装置を示す平断面図である。

【図13】第５の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図14】第６の実施例に係る測量装置を示す平断面図である。

【図15】第７の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図16】（Ａ）は前記測量装置の走査プリズムを示す斜視図であり、（Ｂ）は前記走査プリズムを示す平面図である。

【図17】（Ａ）（Ｂ）は、第７の実施例の変形例に係る測量装置の回転部を示す説明図である。

【図18】第８の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図19】第９の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【図20】（Ａ）は前記測量装置の走査プリズムを示す斜視図であり、（Ｂ）は前記走査プリズムを示す平面図である。

【図21】第１０の実施例に係る測量装置を示す斜視図である。

【図22】第１０の実施例に係る測量装置を示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

【0021】

先ず、図１～図３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。

【0022】

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。

【0023】

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を水平に整準する。

【0024】

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、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と、撮像部２１等を具備（収納）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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

前記軸心６ａ上であり、前記走査ミラー１５と対向する位置は、ガラス等の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２３が設けられている。該窓部２３は、前記軸心６ａに対して所定角度傾斜すると共に、表面に近赤外光を透過し、可視光を反射する可視光分離光学部材としてのロングパスフィルタが蒸着され、可視光分離面２４が形成される。ロングパスフィルタは、前記窓部２３の裏面に蒸着されていてもよい。尚、前記走査ミラー１５と前記窓部２３と前記可視光分離面２４とで、前記鉛直回転モータ１３により前記鉛直回転軸１１を介して一体に鉛直方向に回転される回転部２０を構成する。

【0031】

又、前記凹部２２の下面（底面）は、中心部に形成された水平部２２ａと、該水平部２２ａの両端部から外側に向ってそれぞれ下り傾斜する傾斜部２２ｂ、２２ｃとからなっている。尚、本実施例では、前記傾斜部２２ｂが設けられる側を前記測量装置１の正面側、前記傾斜部２２ｃが設けられる側を前記測量装置１の背面側としている。

【0032】

前記托架部５には、前記傾斜部２２ｂに開口する撮像部２１が設けられている。該撮像部２１は、上方を撮像可能に構成され、背景光が撮像光軸２５に沿って入射することで、該撮像光軸２５を中心とした画像を取得できる。又、前記回転部２０が所定の回転位置に位置する場合に、前記撮像光軸２５は前記可視光分離面２４で所定の方向に反射される様に構成されている。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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、前記撮像部２１を制御する為の撮像プログラム、該撮像部２１で撮像された画像を合成し全周画像を作成する全周画像作成プログラム、演算された３次元座標と作成された全周画像に基づき３次元座標付きの全周画像を作成する為の座標付き画像作成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。

【0037】

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。

【0038】

次に、図３を参照して、前記距離測定部１９について説明する。尚、図２中では、前記距離測定部１９は便宜上正面図として図示している。

【0039】

該距離測定部１９は、測距光射出部２６と測距光受光部２７と追尾光射出部２８と追尾光受光部２９とを有している。尚、前記測距光射出部２６と前記測距光受光部２７とにより測距部が構成され、前記追尾光射出部２８と前記追尾光受光部２９とにより追尾部が構成される。

【0040】

前記測距光射出部２６は、測距光軸３１を有している。又、前記測距光射出部２６は、発光側から順に、前記測距光軸３１上に設けられた発光素子３２、例えば所定の波長の近赤外光を測距光３７として射出するレーザダイオード（ＬＤ）と、投光レンズ３３と、ダイクロイックミラー３４と、該ダイクロイックミラー３４の透過光軸上に設けられたミラー３５とを有している。又、該ミラー３５の反射光軸上に反射プリズム３６が設けられ、該反射プリズム３６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、前記窓部２３が設けられている。

【0041】

尚、本実施例では、前記測距光軸３１と、前記ミラー３５で反射された前記測距光軸３１と、前記反射プリズム３６で反射された前記測距光軸３１とを総称して、該測距光軸３１としている。

【0042】

前記ダイクロイックミラー３４は、前記測距光３７を透過し、追尾光３８（後述）を反射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３４は、前記測距光３７と前記追尾光３８の共通光路上（前記測距光軸３１と追尾光軸３９（後述）の交差位置）に設けられ、前記追尾光軸３９が前記測距光軸３１と合致する様に前記追尾光軸３９を偏向（反射）する。従って、前記測距光３７と前記追尾光３８とは同軸で測定対象物に向って照射される。

【0043】

前記反射プリズム３６は、２つの台形状のプリズムを接合させて形成され、各プリズムの接合面４１で前記測距光３７と前記追尾光３８を反射する様に構成されている。前記反射プリズム３６の射出面は、前記接合面４１で反射された前記測距光軸３１が僅かに傾斜して入射する様構成されており、前記反射プリズム３６の射出面で内部反射された前記測距光３７が受光素子４２（後述）に受光されるのを防止している。尚、前記接合面４１の傾斜角は、前記測距光軸３１が受光光軸４３（後述）及び前記軸心１１ａと合致する様、前記測距光軸３１を偏向（反射）させる角度となっている。又、前記受光素子４２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。

【0044】

前記測距光受光部２７は、前記受光光軸４３を有している。又、前記測距光受光部２７は、受光側から順に、前記受光光軸４３上に設けられた前記受光素子４２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４３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。

【0045】

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４６を有している。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３７（反射測距光４７）と、該反射測距光４７と同軸で入射した前記追尾光３８（反射追尾光４８）とを少なくとも１回内部反射させる様構成されている。又、前記ダイクロイック膜４６は、前記反射測距光４７を反射し、前記反射追尾光４８を透過する光学特性を有している。

【0046】

尚、本実施例では、前記受光光軸４３と、前記受光プリズム４４及び前記ダイクロイック膜４６で反射された前記受光光軸４３とを総称して、該受光光軸４３としている。

【0047】

前記追尾光射出部２８は、前記追尾光軸３９を有している。又、前記追尾光射出部２８は、発光側から順に、前記追尾光軸３９上に設けられた追尾発光素子４９、例えば前記測距光３７とは波長の異なる近赤外光を前記追尾光３８として射出するレーザダイオード（ＬＤ）、を追尾投光レンズ５１、前記ダイクロイックミラー３４を有すると共に、該ダイクロイックミラー３４の反射光軸上に設けられた前記ミラー３５と、該ミラー３５の反射光軸上に設けられた前記反射プリズム３６とを有している。

【0048】

前記追尾光受光部２９は、追尾受光光軸５２を有している。又、前記追尾光受光部２９は、受光側から順に、前記追尾受光光軸５２上に設けられた追尾受光素子５３、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。尚、本実施例では、前記追尾受光光軸５２と前記受光プリズム４４で反射された前記追尾受光光軸５２とを総称して、該追尾受光光軸５２としている。

【0049】

前記追尾受光素子５３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５３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５３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５３上での位置が特定される。

【0050】

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３２から前記測距光軸３１上にパルス状の前記測距光３７が射出されると、前記投光レンズ３３、前記ダイクロイックミラー３４を透過し、前記ミラー３５で反射される。前記測距光３７は、前記反射プリズム３６に入射し、前記接合面４１で前記受光光軸４３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３６から射出される前記測距光３７は、前記走査ミラー１５によって直角に偏向され、前記窓部２３と前記可視光分離面２４を透過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３７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。

【0051】

尚、前記窓部２３は、前記測距光軸３１に対して所定角度傾斜しているので、前記窓部２３で反射された前記測距光３７の前記受光素子４２への入射が防止される。又、前記走査ミラー１５の前記測距光３７の反射位置、即ち該測距光３７の反射位置は、前記測量装置１の機械中心５４であり、該機械中心５４は前記軸心６ａ上に位置している。

【0052】

測定対象物で反射された前記反射測距光４７は、前記可視光分離面２４及び前記窓部２３を透過し、前記走査ミラー１５で直角に反射され、前記受光レンズ４５及び前記受光プリズム４４を通過する過程で前記ダイクロイック膜４６に反射され、前記受光素子４２で受光される。

【0053】

前記演算制御部１７は、前記発光素子３２の発光タイミングと、前記受光素子４２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３７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３２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、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。

【0054】

又、前記測距光３７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３７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。

【0055】

又、測距作動と並行して、追尾発光素子４９から発せられた前記測距光３７とは異なる波長の前記追尾光３８は、前記追尾投光レンズ５１で僅かに発散された後、前記ダイクロイックミラー３４により前記測距光３７と同軸となる様に偏向される。

【0056】

前記測距光３７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４８は、前記可視光分離面２４及び前記窓部２３を透過し、前記受光レンズ４５及び前記受光プリズム４４を通過する過程で、前記ダイクロイック膜４６で前記反射測距光４７と分離され、前記ダイクロイック膜４６を透過して前記追尾受光素子５３で受光される。又、該追尾受光素子５３への前記反射追尾光４８の受光により、追尾像（図示せず）を得ることができる。

【0057】

前記演算制御部１７は、前記追尾受光素子５３の中心と、該追尾受光素子５３に対する前記反射追尾光４８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。

【0058】

次に図４、図５（Ａ）、図５（Ｂ）を参照して、前記撮像部２１について説明する。該撮像部２１の撮像処理は前記演算制御部１７により制御される。

【0059】

前記撮像部２１は、測定対象物側から順に、前記撮像光軸２５上に設けられた保護ガラス５５、反射ミラー５６と、該反射ミラー５６の反射光軸上に設けられたカメラレンズ群５７と、撮像素子５８とを有している。尚、本実施例では、前記撮像光軸２５と、前記反射ミラー５６で反射された前記撮像光軸２５と、更に前記可視光分離面２４で反射された前記撮像光軸２５とを総称して、該撮像光軸２５としている。

【0060】

前記反射ミラー５６で反射された前記撮像光軸２５は、下方から上方に向って図４中紙面に対して右側に所定角度傾斜している。即ち、前記撮像光軸２５は、前記機械中心５４から離反した位置から該機械中心５４に向って所定角度傾斜している。又、前記反射ミラー５６は、水平方向に延出する前記撮像光軸２５を前記回転部２０に向って延出する様に偏向する。尚、該撮像光軸２５は、前記測距光軸３１、前記追尾光軸３９、前記受光光軸４３、前記追尾受光光軸５２と同一平面に位置している。

【0061】

前記カメラレンズ群５７は、前記撮像光軸２５に沿って移動可能となっており、前記カメラレンズ群５７を移動させることで、該カメラレンズ群５７の焦点距離を調整可能となっている。又、撮像素子５８は、画素の集合体であるＣＣＤ、或はＣＭＯＳセンサであり、各画素は画像素子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、前記撮像光軸２５を原点とした画素座標を有し、該画素座標によって前記撮像素子５８上での位置が特定される。

【0062】

図４、図５（Ａ）、図５（Ｂ）中、３１ａは、前記機械中心５４を通り、前記測距光３７が前記走査ミラー１５で水平方向、即ち前記測量装置１の正面に向って偏向（反射）された時の測距光軸を示している。前記撮像部２１は、図４、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示される様に、前記回転部２０の回転位置に対応して、前記撮像光軸２５の入射方向が変化し、前記撮像部２１で取得される画像の中心が変化する。従って、前記回転部２０を回転させることで、前記撮像部２１の画角以上の範囲の画像を取得することができる。

【0063】

又、前記回転部２０が所定の回転位置に位置する場合に、前記撮像光軸２５は前記可視光分離面２４により水平方向に反射され、前記測距光軸３１ａと同軸又は平行で略同軸な撮像光軸２５ａとすることができる。この時、背景光が水平な前記撮像光軸２５ａに沿って入射するので、前記撮像部２１は、水平な前記撮像光軸２５ａを中心とした前記距離測定部１９との視差がない又は略ない画像を取得することができ、取得した画像を視準画像として用いることができる。作業者は、視準画像を参照し、前記測量装置１を測定対象物に向けることができる。ここで、略同軸とは、前記撮像光軸２５ａと前記測距光軸３１ａとの距離が５ｍｍ程度であることを示す。又、以下の説明に於いても、略同軸と記載した場合には、各光軸間の距離は５ｍｍ以内とする。

【0064】

前記撮像光軸２５水平又は略水平である時、即ち該撮像光軸２５ａが前記測距光軸３１ａと同軸又は略同軸である時の前記回転部２０の回転位置は、前記鉛直角エンコーダ１４から得ることができ、既知となっている。又、この時の前記測距光軸３１の方向も、前記鉛直角エンコーダ１４の検出結果から既知であり、前記測距光軸３１ａと前記測距光軸３１との角度差も既知となっている。

【0065】

従って、前記撮像光軸２５ａを中心とした画像を取得するタイミングと、前記測距光軸３１ａに沿って測距したタイミングとが異なるが、前記測距光軸３１と前記測距光軸３１ａとの角度差に基づき、前記距離測定部１９による測距結果と、前記撮像部２１が取得した画像の画素位置とを対応付けることができる。即ち、前記測量装置１が取得した点群に色付けが行えると共に、各画素毎に３次元座標を有する座標付き画像が作成できる。

【0066】

上述の様に、第１の実施例では、前記撮像部２１が前記距離測定部１９とは異なる位置、即ち前記凹部２２の傾斜部２２ｂに開口する様に設けられている。又、前記走査ミラー１５と一体に回転する前記窓部２３の表面に、可視光を反射し、近赤外光を透過する可視光分離光学部材としてのロングパスフィルタが蒸着されて前記可視光分離面２４が形成されており、前記反射測距光４７と前記反射追尾光４８のみが前記距離測定部１９に入射し、可視光である背景光は前記可視光分離面２４で反射され、前記撮像部２１に入射する様に構成されている。

【0067】

従って、前記撮像光軸２５が前記受光光軸４３及び前記追尾受光光軸５２と同軸となる様に、前記撮像部２１を前記距離測定部１９に組込む必要がないので、該距離測定部１９の光学系を小型化することができ、前記測量装置１全体の小型化を図ることができる。

【0068】

又、前記回転部２０が所定の回転位置である場合に、前記撮像光軸２５が水平な測距光軸３１ａと同軸又は略同軸な前記撮像光軸２５ａとなり、該撮像光軸２５ａを中心とした画像を取得することができる。

【0069】

従って、前記距離測定部１９に対して視差がない又は視差が略ない状態で前記撮像部２１が画像を取得することができるので、取得した画像を視準画像として、高精度な視準を行うことができる。

【0070】

又、前記撮像光軸２５ａと同軸又は略同軸となる時の前記測距光軸３１ａと前記測距光軸３１との角度差が既知であり、該角度差に基づき測距結果と画像とを対応付けることができるので、前記測量装置１が取得した点群に対する色付けが可能であると共に、各画素毎に３次元座標が付与された３次元座標付きの画像を作成することができる。

【0071】

更に、前記撮像光軸２５は前記回転部２０の回転位置に応じて反射方向が変化し、背景光の入射方向が変化するので、前記撮像部２１の画角以上の範囲の画像を取得することができる。

【0072】

次に、図６に於いて、本発明の第２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。

【0073】

第１の実施例では、回転部２０（図４参照）が所定の回転位置に位置する時に、撮像光軸２５が水平な撮像光軸２５ａとなり、水平に偏向された時の測距光軸３１ａと同軸又は略同軸となる場合について説明した。第２の実施例では、水平な撮像光軸６２ａ（後述）が前記測距光軸３１ａに対して所定の距離、例えば１０ｍｍ程度下方にオフセットされた状態で前記測距光軸３１ａと平行となる様に構成されている。

【0074】

前記托架部５には、凹部２２の傾斜部２２ｂに開口する撮像部６１が設けられ、該撮像部６１は、撮像光軸６２が鉛直上方、即ち軸心６ａ（図１参照）と平行な方向、即ち前記回転部２０に向って延出する様に配置されている。

【0075】

前記撮像部６１は前記撮像光軸６２上に測定対象物側から順に設けられた、保護ガラス６３、カメラレンズ群６４、撮像素子６５を有している。

【0076】

第２の実施例に於いても、前記走査ミラー１５、窓部２３、可視光分離面２４により回転部６６が構成され、該回転部６６が所定の回転位置に位置する時に、前記撮像光軸６２が前記測距光軸３１ａと平行な前記撮像光軸６２ａとすることができ、該撮像光軸６２ａを中心とした画像を取得することができる。

【0077】

第２の実施例に於いては、前記測距光軸３１ａに対して所定距離下方にオフセットされた状態で、前記撮像光軸６２が前記測距光軸３１ａと平行な前記撮像光軸６２ａとなる様、前記回転部６６を構成している。

【0078】

従って、前記撮像光軸６２を反射させる為の前記可視光分離面２４、該可視光分離面２４（ロングパスフィルタ）が蒸着された前記窓部２３の幅を短くすることができるので、前記回転部６６を小型化することができ、測量装置全体の小型化を図ることができる。

【0079】

又、第２の実施例では、オフセット距離だけ距離測定部１９（図２参照）と前記撮像部６１に視差が生じているが、特許文献１に示される従来のカメラよりも視差が小さくなるので、視準精度や点群の色付け精度を向上させることができる。

【0080】

又、撮像光軸６２が前記回転部６６に向って鉛直上方に延出する様に前記撮像部２１が配置されているので、前記撮像部６１の画角を第１の実施例よりも大きくすることができ、１回当りの撮像範囲を大きくすることができる。又、全周画像を作成する為に必要な画像の枚数を低減することができ、撮影時間の短縮を図ることができる。

【0081】

図７は、第２の実施例の変形例を示している。該変形例では、撮像部６１が第２の実施例よりも中心側に設けられており、凹部２２の水平部２２ａに開口している。その他の構成については第２の実施例と同様である。

【0082】

第２の実施例の変形例に於いては、機械中心５４を通る水平な測距光軸３１ａと、水平な撮像光軸６２ａとのオフセット距離が第２の実施例よりも大きくなっている。一方で、前記撮像部６１の画角が第２の実施例に於ける撮像部６１の画角よりも大きくなっている。

【0083】

従って、１回当りの撮像範囲を第２の実施例よりも大きくすることができるので、全周画像を作成する為に必要な画像の枚数を低減することができ、撮影時間を更に短縮することができる。

【0084】

次に、図８に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図８中、図６中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0085】

第３の実施例では、走査ミラー１５と、該走査ミラー１５と一体に回転する可視光分離光学部材としての可視光反射ミラー６７とにより回転部６８が構成される。該可視光反射ミラー６７は、例えば近赤外光を透過し、可視光を反射するロングパスフィルタが蒸着されたガラス板となっている。即ち、前記可視光反射ミラー６７は、測距光３７と前記反射測距光４７を透過し、背景光を反射する。

【0086】

又、該回転部６８の正面側には、傾斜部２２ｂに垂直に立設されたガラス板６９ａが設けられ、前記回転部６８の背面側には、傾斜部２２ｃに垂直に立設されたガラス板６９ｂが設けられると共に、前記回転部６８の上側には前記ガラス板６９ａと前記ガラス板６９ｂとに掛渡ってガラス板６９ｃが設けられている。前記ガラス板６９ａ，６９ｂ，６９ｃは、それぞれ近赤外光、及び可視光を透過する光学特性を有しており、前記ガラス板６９ａ，６９ｂ，６９ｃにより窓部６９が構成されている。

【0087】

従って、前記走査ミラー１５で反射され、前記可視光反射ミラー６７を透過した前記測距光３７は、必ず前記窓部６９を透過して測定対象物に照射され、測定対象物で反射された反射測距光４７と背景光は、必ず前記窓部６９を透過し、前記回転部６８に入射する様に構成されている。

【0088】

第３の実施例に於いては、撮像部６１が第２の実施例よりも中心側に設けられており、凹部２２の水平部２２ａに開口している。従って、前記撮像部６１の画角を第２の実施例よりも大きくし、１回当りの撮像範囲を第２の実施例よりも大きくすることができるので、全周画像を作成する為に必要な画像の枚数を低減することができ、撮影時間を更に短縮することができる。

【0089】

次に、図９、図１０に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図９、図１０中、図２、図６中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0090】

第４の実施例に於いては、凹部２２に上方から掛渡る様に、上方に突出するコ字状のハンドル部７１が着脱可能に設けられている。該ハンドル部７１の水平方向に延出する長手部７１ａは、例えば軸心１１ａ（図１参照）と平行となっている。

【0091】

又、托架部５には、前記凹部２２の水平部２２ａには、上方に開口する第１撮像部７２が設けられ、該第１撮像部７２の撮像光軸７３は鉛直上方、即ち軸心６ａ（図１参照）と平行に上方に向って延出している。即ち前記回転部６６に向って上方に延出している。前記ハンドル部７１の前記長手部７１ａには、下方に開口する第２撮像部７４が設けられ、該第２撮像部７４の撮像光軸７５は鉛直下方、即ち前記軸心６ａと平行に下方に向って延出している。即ち前記回転部６６に向って下方に延出している。更に、前記撮像光軸７３と前記撮像光軸７５とが合致する様に、前記第１撮像部７２と前記第２撮像部７４とが配置されている。その他の構成は、第２の実施例と同様である。又、前記第１撮像部７２と前記第２撮像部７４の構成は、第１の実施例に於ける撮像部６１（図６参照）と同様となっている。

【0092】

第４の実施例に於いては、回転部６６の上方と下方にそれぞれ前記第１撮像部７２と前記第２撮像部７４とを設け、各撮像光軸７３，７５が水平に偏向された時の各撮像光軸７３ａ（図示せず），７５ａは水平に偏向された測距光軸３１ａと平行であり、該測距光軸３１ａに対するオフセット距離は既知となっている。

【0093】

従って、画像処理により測量装置１が取得した点群に対する色付けや、各画素毎に対する３次元座標の付与処理を実行する際の、距離測定部１９（図２参照）に対する前記第１撮像部７２と前記第２撮像部７４の視差補正を容易且つ高精度に実行することができる。

【0094】

又、前記第１撮像部７２と前記第２撮像部７４とで同時に撮像を行うことで、撮像部を一つとした場合よりも１回当りの撮像の画角を大きくすることができるので、全周画像を作成する為に必要な画像の枚数を低減することができ、撮影時間を更に短縮することができる。

【0095】

次に、図１１～図１３に於いて、本発明の第５の実施例について説明する。尚、図１１～図１３中、図９、図１０中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0096】

第５の実施例に於いては、托架部５の正面側であり、凹部２２と隣接する位置に正面側に突出するコ字状のハンドル部７６が設けられている。該ハンドル部７６の上下方向に延出する長手部７６ａは、例えば軸心６ａ（図１参照）と平行となっている。

【0097】

撮像部７７は、撮像光軸７８が走査ミラー１５に入射する測距光軸３１と同一平面上に位置する様、前記ハンドル部７６内に設けられ、前記撮像光軸７８が前記回転部６６に向って延出し、可視光分離面２４で反射された可視光が入射する様に構成されている。

【0098】

又、前記撮像部７７は、測距光軸３１が前記走査ミラー１５で水平に偏向された際に、前記撮像光軸７８が前記可視光分離面２４上で測距光軸３１ａと交差し、且つ前記可視光分離面２４で偏向された撮像光軸７８ａが前記測距光軸３１ａと完全に同軸となる様に配置されている。即ち、反射測距光４７と背景光とが同軸で入射する。その他の構成は、第４の実施例と同様である。尚、前記測距光軸３１が水平以外に偏向される場合には、全周画像の為の軸外光線７７ａ（背景光）が前記撮像部７７に入射する。

【0099】

第５の実施例では、水平に偏向された前記測距光軸３１ａと前記撮像光軸７８とが完全に同軸となる様、前記撮像部７７が前記ハンドル部７６に設けられている。従って、前記撮像光軸７８が前記測距光軸３１と同軸となる様に前記撮像部７７を距離測定部１９に組込む必要がないので、該距離測定部１９の光学系を小型化することができ、前記測量装置１全体の小型化を図ることができる。

【0100】

又、前記測距光軸３１ａと前記可視光分離面２４で偏向された撮像光軸７８ａとが完全に同軸となるので、前記距離測定部１９に対して視差がない状態で前記撮像部７７が画像を取得することができるので、取得した画像を視準画像として、高精度な視準を行うことができる。

【0101】

次に、図１４に於いて、本発明の第６の実施例について説明する。尚、図１３中、図１１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0102】

第６の実施例では、撮像部７７が測量装置本体３内に設けられ、撮像光軸７８は水平方向に偏向された測距光軸３１ａと平行に正面側に向って延出している。

【0103】

又、ハンドル部７６には前記撮像光軸７８を偏向するミラー７９が設けられている。該ミラー７９は可視光分離面２４上で前記撮像光軸７８が測距光軸３１ａと交差し、且つ前記可視光分離面２４で偏向された撮像光軸７８ａが前記測距光軸３１ａと完全に同軸となる様に前記撮像光軸７８を偏向する。即ち、反射測距光４７と背景光とが同軸で入射する。その他の構成は第５の実施例と同様である。

【0104】

第６の実施例に於いても、前記撮像光軸７８が前記測距光軸３１と同軸となる様に前記撮像部７７を距離測定部１９に組込む必要がないので、該距離測定部１９の光学系を小型化することができ、前記測量装置１全体の小型化を図ることができる。

【0105】

又、前記撮像部７７は、前記距離測定部１９に対して完全に視差のない画像を取得できるので、取得した画像を視準画像として、高精度な視準を行うことができる。

【0106】

次に、図１５、図１６に於いて、本発明の第７の実施例について説明する。尚、図１５、図１６中、図６中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0107】

第７の実施例では、測距光３７を回転照射させる為の鉛直回転部として、走査ミラーに代えて走査プリズム８１が用いられている。該走査プリズム８１は２つの三角形のプリズムを接合させて形成された略立方体の四角プリズムであり、図１６（Ａ）に示される様に、各三角プリズムの接合面は近赤外光、即ち測距光３７や追尾光３８を反射する反射面８２となっている。

【0108】

又、図１６（Ｂ）に示される様に、前記走査プリズム８１の面のうち、測距光の射出面である可視光反射面８３ａには可視光分離部材としてのロングパスフィルタが蒸着される。又、該可視光反射面８３ａと測距光３７の入射面と鉛直回転軸１１（図１参照）に固着された面以外の面、即ち軸心６ａ（図１参照）と交差する４つの面のうち、前記可視光反射面８３ａを除く３つの面には、それぞれ該可視光反射面８３ａと同様のロングパスフィルタ又は可視光反射膜が蒸着され、可視光反射ミラーとしての可視光反射面８３ｂ，８３ｃ，８３ｄが形成される。前記可視光反射面８３ａ～８３ｄにより可視光反射面８３が形成される。尚、図１５（Ｂ）中では、４つの面に前記可視光反射面８３が形成されているが、該可視光反射面８３は、４つの面のうち前記走査プリズム８１に入射した前記測距光３７の射出面と該射出面に隣接する少なくとも１面即ち少なくとも２面であればよい。又、前記可視光反射面８３のうち、前記測距光３７の射出面は戻り光防止の為前記測距光軸３１に対して僅かに傾斜させてもよい。尚、前記走査プリズム８１が回転部を構成する。

【0109】

第７の実施例では、第１撮像部８４と第２撮像部８５がそれぞれ托架部５に設けられ、それぞれ凹部２２の水平部２２ａに開口している。前記第１撮像部８４の撮像光軸８６と前記第２撮像部８５の撮像光軸８７は、それぞれ前記走査プリズム８１に向って鉛直上方、即ち軸心６ａ（図１参照）と平行な方向に延出し、前記撮像光軸８６と機械中心５４との距離と前記撮像光軸８７と前記機械中心５４との距離は一致している。

【0110】

従って、測距光軸３１が水平に偏向された時の測距光軸３１ａと、前記撮像光軸８６が前記可視光反射面８３で水平に反射された時の撮像光軸８６ａとのオフセット距離と、前記測距光軸３１ａと前記撮像光軸８７が前記可視光反射面８３で水平に反射された時の撮像光軸８７ａとのオフセット距離が一致し、前記撮像光軸８６ａ，８７ａは同軸となる。

【0111】

第７の実施例では、２つの撮像部８４，８５と２つの可視光反射面８３とにより、１８０°異なる方向の画像を同時に取得することができるので、全周画像を作成する為に必要な撮影回数を低減でき、撮影時間の短縮を図ることができる。

【0112】

又、１回の撮影範囲を広くすることができるので、プリズム等のターゲットの検出時間及び視準時間の短縮を図ることができる。

【0113】

図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は、第７の実施例の変形例を示している。該変形例では、鉛直回転部として走査ミラー１５が用いられる。又、可視光分離面としては、ロングパスフィルタが蒸着された窓部２３と、可視光反射ミラーとして可視光反射膜が蒸着された１枚～３枚のガラス板８８とが用いられる。尚、図１７（Ａ）は該ガラス板８８が１枚である場合を示し、図１７（Ｂ）は該ガラス板８８が３枚（図示では８８ａ～８８ｃ）である場合を示している。該ガラス板８８は可視光反射ミラーとして機能し、前記撮像光軸８６，８７と交差する位置に配置されることで、前記可視光反射面８３と同等の効果を得ることができる。又、前記走査ミラー１５と各ガラス板８８とで回転部８９が構成される。

【0114】

次に、図１８に於いて、本発明の第８の実施例について説明する。尚、図１７中、図１４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0115】

第８の実施例に於いては、凹部２２に上方から掛渡る様に、上方に突出するコ字状の２つのハンドル部９１，９２が着脱可能に設けられている。該ハンドル部９１，９２の水平方向に延出する長手部９１ａ，９２ａは、例えば軸心１１ａ（図１参照）と平行となっている。

【0116】

前記ハンドル部９１の長手部９１ａには、下方に開口する第３撮像部９３が設けられ、前記ハンドル部９２の長手部９２ａには、下方に開口する第４撮像部９４が設けられている。前記第３撮像部９３の撮像光軸９５は前記走査プリズム８１に向って鉛直下方、即ち前記軸心６ａと平行に下方に向って延出し、第１撮像部８４の撮像光軸８６と合致する。又、前記第４撮像部９４の撮像光軸９６は前記走査プリズム８１に向って鉛直下方、即ち前記軸心６ａと平行に下方に向って延出し、第２撮像部８５の撮像光軸８７と合致する。その他の構成は第７の実施例と同様である。

【0117】

従って、前記撮像光軸９５と機械中心５４との距離と前記撮像光軸９６と前記機械中心５４との距離が一致し、測距光軸３１ａに対する水平な撮像光軸９５ａのオフセット距離と、前記測距光軸３１ａに対する水平な撮像光軸９６ａのオフセット距離も一致し、前記撮像光軸９５ａと前記撮像光軸９６ａは同軸となる。

【0118】

第８の実施例に於いては、４つの撮像部８４，８５，９３，９４と４つの可視光反射面８３（８３ａ～８３ｄ）とにより中心の異なる４つの画像を同時に取得することができるので、全周画像を作成する為に必要な撮影回数を低減でき、撮影時間の短縮を図ることができる。

【0119】

又、１回の撮影範囲を広くすることができるので、プリズム等のターゲットの検出時間及び視準時間の短縮を図ることができる。

【0120】

次に、図１９、図２０に於いて、本発明の第９の実施例について説明する。尚、図１９、図２０中、図１５、図１６中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0121】

第９の実施例では、測距光３７を回転照射させる為の鉛直回転部として、走査ミラーに代えて走査プリズム９７が用いられている。又、托架部５には、凹部２２の水平部２２ａに開口する１つの撮像部９８が設けられている。該撮像部９８は、図１４の第７の実施例に於ける第１撮像部８４と同様の構成となっている。

【0122】

前記走査プリズム９７は三角プリズムであり、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）に示される様に、近赤外光、即ち測距光３７や追尾光３８を反射する反射面９９を有している。又、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）に示される様に、測距光３７の射出面には可視光分離光学部材としてのロングパスフィルタが蒸着され、可視光のみを反射する可視光反射面１００を形成し、撮像光軸１０１が前記可視光反射面１００で偏向される様構成されている。

【0123】

第９の実施例に於いても、前記反射面９９で水平に偏向された測距光軸３１ａは前記可視光反射面１００で水平に偏向された撮像光軸１０１ａと平行であり、互いのオフセット距離は既知となっている。

【0124】

尚、前記測距光３７の戻り光防止の為、該可視光反射面１００を前記測距光軸３１に対して傾けてもよい。又、前記走査プリズム９７が回転部を構成する。

【0125】

次に、図２１、図２２に於いて、本発明の第１０の実施例について説明する。尚、図２１、図２２中、図６中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0126】

第１０の実施例に於いては、測量装置１はトータルステーションとなっている。該測量装置１は、托架部５に凹部２２が形成され、該凹部２２に回転部としての測定部１０３が設けられている。

【0127】

該測定部１０３は、鉛直回転軸１１（図１参照）を介して前記托架部５に回転可能に支持され、鉛直回転駆動部としての鉛直回転モータ１３によって機械中心５４を中心として鉛直方向に回転される。又、前記測定部１０３には、距離測定部１９が収納され、前記測定部１０３の回転と対応して、測距光軸３１の方向も鉛直方向に変化する。尚、前記測定部１０３の回転位置に拘らず、前記機械中心５４は前記測距光軸３１の延長線上に位置しており、前記測定部１０３の回転角と前記測距光軸３１の回転角とは合致している。

【0128】

前記托架部５には、前記凹部２２の傾斜部２２ｂに開口する撮像部６１が設けられ、該撮像部６１は、撮像光軸６２が鉛直上方、即ち軸心６ａ（図１参照）と平行な方向、即ち前記測定部１０３に向って延出する様に配置されている。

【0129】

又、該測定部１０３の下面には、可視光（背景光）を反射する可視光分離光学部材としての可視光反射ミラー１０４が設けられている。該可視光反射ミラー１０４は、例えば可視光反射膜が蒸着されたガラス板となっている。前記可視光反射ミラー１０４で反射された背景光が前記撮像光軸６２に沿って入射することで、前記撮像部６１が前記撮像光軸６２を中心とする画像を取得する。

【0130】

前記測定部１０３が所定の回転位置に位置する場合、例えば前記測距光軸３１が水平に対して上方に４５°傾斜していた場合、前記可視光反射ミラー１０４で偏向された前記撮像光軸６２は、前記機械中心５４を通る水平な測距光軸３１ａと平行で水平な撮像光軸６２ａとなる。又、前記測距光軸３１ａと前記撮像光軸６２ａとの間のオフセット距離は既知となっている。即ち、前記可視光反射ミラー１０４は、所定のオフセット距離で反射測距光４７と平行に入射した背景光を、前記撮像部６１に受光される様偏向する様構成される。

【0131】

第１０の実施例に於いても、前記撮像部６１が前記托架部５に設けられ、前記撮像光軸６２が前記測距光軸３１と同軸となる様に、前記撮像部６１を前記距離測定部１９に組込む必要がないので、該距離測定部１９の光学系を小型化することができ、前記測量装置１全体の小型化を図ることができる。

【0132】

尚、第１０の実施例では、前記撮像光軸６２が鉛直上方に延出する前記撮像部６１を前記傾斜部２２ｂに設けているが、反射ミラー５６（図４参照）を用いて撮像光軸２５（図４参照）を偏向する第１の実施例の撮像部２１（図４参照）を用いてもよいのは言う迄もない。

【符号の説明】

【0133】

１ 測量装置
３ 測量装置本体
５ 托架部
１５ 走査ミラー
１７ 演算制御部
１９ 距離測定部
２１ 撮像部
２３ 窓部
２４ 可視光分離面
２５ 撮像光軸
２６ 測距光射出部
２７ 測距光受光部
３１ 測距光軸
３７ 測距光
４７ 反射測距光
５４ 機械中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】