JP2012098200A - Laser range finder - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact laser range finder capable of preventing mixing of light from a light source in a light receiving optical path, increasing a measuring distance, and achieving high accuracy.SOLUTION: A laser range finder 300 includes, sequentially from the target object side: a visual optical system including an objective lens 30, a partial reflection member 20, a prism member 50, and an eyepiece 80; a first optical path branch surface 21a disposed on the partial reflection member 20 to branch a first measuring optical path from the optical path of the visual optical system; a second optical path branch surface 54a which is one reflection surface in the prism member 50 and branches a second measuring optical path from the optical path of the visual optical system; a light source 10 disposed in one of the first measuring optical path and the second measuring optical path to emit light projected to the target object via the objective lens 30; and a light receiving element 40 disposed in the other of the first measuring optical path and the second measuring optical path to receive reflected light reflected by the target object and converged by the objective lens 30.

Description

本発明は、レーザー距離計に関する。   The present invention relates to a laser rangefinder.

レーザー距離計は、送光レンズ系と受光レンズ系とを有し、送光レンズ系を介して目標物体に光を投射し、その反射光を受光レンズ系を介して受光することでこの目標物体までの距離を測定する装置である(例えば、特許文献1参照)。   The laser rangefinder has a light-transmitting lens system and a light-receiving lens system, projects light onto the target object via the light-transmitting lens system, and receives the reflected light via the light-receiving lens system. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2002−350543号公報JP 2002-350543 A

このようなレーザー距離計を小型化するために、単一の対物レンズで、視準、送光及び受光の全てを行うように構成することが考えられる。しかしながら、このような構成とすると、送光光路と受光光路とが接近して配置されることになるため、光源から発射された光の一部が、このレーザー距離計の内部で受光光路に混入してノイズとなり、S/N比を低下させ、距離測定精度が低下してしまうという課題があった。   In order to reduce the size of such a laser distance meter, it is conceivable to configure all of collimation, light transmission and light reception with a single objective lens. However, with such a configuration, the light transmission optical path and the light reception optical path are arranged close to each other, so that a part of the light emitted from the light source is mixed in the light reception optical path inside the laser distance meter. As a result, noise occurs, the S / N ratio decreases, and the distance measurement accuracy decreases.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、光源からの光が受光光路に混入するのを防止し、小型で測定距離の長大化と測定精度の高精度化を図ることが可能なレーザー距離計を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and prevents light from the light source from being mixed into the light receiving optical path, and can be downsized to increase the measurement distance and increase the measurement accuracy. Is to provide a simple laser rangefinder.

前記課題を解決するために、本発明に係るレーザー距離計は、目標物体側から順に、対物レンズ、部分反射部材、及び、正立プリズムからなる視準光学系と、部分反射部材に設けられ、視準光学系の光路から第1の測定光路を分岐させる第1の光路分岐面と、正立プリズム内の一つの反射面であって、視準光学系の光路から第2の測定光路を分岐させる第2の光路分岐面と、第1の測定光路または第2の測定光路のいずれか一方に配置され、対物レンズを介して目標物体に投射するための光を発射する光源と、第1の測定光路または第2の測定光路の他方に配置され、目標物体で反射して対物レンズで集光した光を受光する受光素子と、を有し、第1の光路分岐面を含み、この第1の光路分岐面から第2の光路分岐面までの間に存在する光学面毎の像側の次の光学面までの光軸上の距離をdiとし、各々の光学面の像側の媒質の屈折率をniとし、対物レンズの焦点距離をfとしたとき、次式
0.05 ≦ (Σdi/ni)/f ≦ 0.5
の条件を満足することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the laser distance meter according to the present invention is provided in the collimating optical system including the objective lens, the partial reflection member, and the erecting prism in order from the target object side, and the partial reflection member. A first optical path branch surface for branching the first measurement optical path from the optical path of the collimation optical system, and one reflecting surface in the erecting prism, and the second measurement optical path is branched from the optical path of the collimation optical system A second light path branching surface to be disposed; a light source that is disposed on either the first measurement light path or the second measurement light path and that emits light to be projected onto the target object via the objective lens; A light receiving element that is disposed on the other of the measurement optical path and the second measurement optical path and receives the light reflected by the target object and collected by the objective lens, and includes a first optical path branch plane. Existing between the optical path branch plane of the first optical path and the second optical path branch plane When the distance on the optical axis to the next optical surface on each image side is di, the refractive index of the medium on the image side of each optical surface is ni, and the focal length of the objective lens is f, the following equation 0 .05 ≦ (Σdi / ni) /f≦0.5
It satisfies the following conditions.

このようなレーザ距離計において、第1の光路分岐面は、可視光を透過し且つ前記光を反射する反射領域と、可視光及び前記光を透過する透過領域とを有することが好ましい。   In such a laser rangefinder, it is preferable that the first optical path branch surface has a reflection region that transmits visible light and reflects the light, and a transmission region that transmits visible light and the light.

また、このようなレーザ距離計において、第2の光路分岐面は、可視光を反射し且つ前記光を透過することが好ましい。   In such a laser distance meter, the second optical path branching surface preferably reflects visible light and transmits the light.

また、このようなレーザ距離計は、第1の光路分岐面に対する前記光の入射角をθ1としたとき、次式
20° ≦ θ1 ≦ 40°
の条件を満足することが好ましい。
Further, such a laser distance meter has the following formula 20 ° ≦ θ1 ≦ 40 °, where θ1 is the incident angle of the light with respect to the first optical path branch plane.
It is preferable to satisfy the following conditions.

また、このようなレーザ距離計は、第2の光路分岐面に対する前記光の入射角をθ2としたとき、次式
15° ≦ θ2 ≦ 40°
の条件を満足することが好ましい。
Further, such a laser distance meter has the following formula 15 ° ≦ θ2 ≦ 40 °, where θ2 is the incident angle of the light with respect to the second optical path branch plane.
It is preferable to satisfy the following conditions.

また、このようなレーザー距離計において、視準光学系は、対物レンズにより形成された像を観察する接眼レンズを有することが好ましい。   In such a laser distance meter, the collimating optical system preferably has an eyepiece for observing an image formed by the objective lens.

また、このようなレーザー距離計は、対物レンズの少なくとも一部を、視準光学系の光軸に対して直交する方向の成分を持つように移動させることが好ましい。   In addition, such a laser distance meter preferably moves at least a part of the objective lens so as to have a component in a direction orthogonal to the optical axis of the collimating optical system.

また、このようなレーザー距離計は、合焦に際し、対物レンズの少なくとも一部を、視準光学系の光軸に沿って移動させることが好ましい。   Further, such a laser distance meter preferably moves at least a part of the objective lens along the optical axis of the collimating optical system when focusing.

本発明に係るレーザー距離計を以上のように構成すると、送光光路と受光光路とが適度に距離を隔てて配置されるため、光源から発射された光の一部が、レーザー距離計の内部で受光光路に混入してノイズとなることが起こりにくく、小型で測定距離の長大化と測定精度の高精度化を図ることができる。   When the laser distance meter according to the present invention is configured as described above, the light transmitting optical path and the light receiving optical path are arranged at an appropriate distance, so that a part of the light emitted from the light source is inside the laser distance meter. Therefore, it is difficult for noise to be mixed into the light receiving optical path, and it is possible to increase the measurement distance and the measurement accuracy with a small size.

測距のための送光及び受光の構成を説明するための説明図であって、部分反射部材の送光領域を反射領域とした場合を示す。It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the light transmission and light reception for distance measurement, Comprising: The case where the light transmission area | region of a partial reflection member is made into a reflection area is shown. 測距のための送光及び受光の構成を説明するための説明図であって、部分反射部材の送光領域を透過領域とした場合を示す。It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the light transmission and light reception for distance measurement, Comprising: The case where the light transmission area | region of a partial reflection member is made into a transmissive area | region is shown. 送光領域を反射領域としたときのレーザー距離計の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a laser rangefinder when a light transmission area | region is made into a reflection area. 送光領域を透過領域としたときのレーザー距離計の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a laser rangefinder when a light transmission area | region is made into a transmissive area | region. 対物レンズで防振及び合焦するためのレーザー距離計の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the laser rangefinder for anti-vibration and focusing with an objective lens.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図1に示すレーザ距離計100を用いて、単一の対物レンズを用いて測距のための送光及び受光を行うための構成について説明する。このレーザー距離計100は、半導体レーザーである光源10と、部分反射部材20と、対物レンズ30と、受光素子40と、を有して構成される。光源10は、対物レンズ30を含む送光レンズ系の焦点若しくはその近傍に配置されている。また、部分反射部材20は、光軸に対して斜めに傾けて配置される部分反射面21を有し、光源10と対物レンズ30との間に配置されている。この部分反射面21は、3つの領域に分割されており、光軸を含むように位置する略矩形状の送光領域21aと、その上下に配置された略矩形状の2つの受光領域21bと、から構成されている。また、この第1の実施形態においては、送光領域21aは光源10からの光を反射する反射領域(R)として構成され、受光領域21bは、対物レンズ30側から入射してきた反射光を透過する透過領域(T)として構成されている。そしてこの受光領域21bを透過した光が集光する位置(対物レンズ30を含む受光レンズ系の焦点若しくはその近傍)に受光素子40が配置されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a configuration for performing light transmission and light reception for distance measurement using a single objective lens using the laser distance meter 100 shown in FIG. 1 will be described. The laser distance meter 100 includes a light source 10 that is a semiconductor laser, a partial reflection member 20, an objective lens 30, and a light receiving element 40. The light source 10 is disposed at or near the focal point of a light transmission lens system including the objective lens 30. The partial reflection member 20 has a partial reflection surface 21 that is disposed obliquely with respect to the optical axis, and is disposed between the light source 10 and the objective lens 30. The partial reflection surface 21 is divided into three regions, a substantially rectangular light transmitting region 21a positioned so as to include the optical axis, and two substantially rectangular light receiving regions 21b arranged above and below the light transmitting region 21a. , Is composed of. In the first embodiment, the light transmitting region 21a is configured as a reflective region (R) that reflects light from the light source 10, and the light receiving region 21b transmits reflected light incident from the objective lens 30 side. It is configured as a transmissive region (T). And the light receiving element 40 is arrange | positioned in the position (The focus of the light receiving lens system containing the objective lens 30 or its vicinity) where the light which permeate | transmitted this light reception area | region 21b condenses.

このような構成のレーザー距離計100において、光源10からパルス状に発射されたレーザー光(以下、「測定光」とも呼ぶ)は、部分反射面21の略中央部に形成された送光領域21aで反射されて対物レンズ30に入射し、この対物レンズ30で略平行光に変換されて図示しない目標物体に投射される。そして、この目標物体で反射し拡散された測定光(以下、「反射光」とも呼ぶ)は、その一部が対物レンズ30に入射して集光され、部分反射面21に形成された受光領域21bを透過して受光素子40に集光される。そのため、受光した反射光に応じてこの受光素子40から出力される電気信号を図示しない距離算出部により処理し、測定光の発射から反射光の受光までの時間を測定することにより、この時間と光の速さを用いてレーザー距離計100から目標物体までの距離を算出することができる。このように、測定光の送光と反射光の受光とを、共通の部分反射部材20及び対物レンズ30を用いて構成すると、このレーザー距離計100を小型化することができる。   In the laser rangefinder 100 having such a configuration, a laser beam (hereinafter also referred to as “measurement light”) emitted from the light source 10 in a pulse shape is a light transmission region 21 a formed in a substantially central portion of the partial reflection surface 21. And is incident on the objective lens 30, converted into substantially parallel light by the objective lens 30, and projected onto a target object (not shown). Then, a part of the measurement light reflected and diffused by the target object (hereinafter also referred to as “reflected light”) is incident on the objective lens 30 to be condensed, and a light receiving region formed on the partial reflection surface 21. The light passes through 21 b and is collected on the light receiving element 40. Therefore, by processing the electrical signal output from the light receiving element 40 according to the received reflected light by a distance calculation unit (not shown) and measuring the time from the emission of the measurement light to the reception of the reflected light, this time and The distance from the laser rangefinder 100 to the target object can be calculated using the speed of light. As described above, when the transmission of the measurement light and the reception of the reflected light are configured using the common partial reflection member 20 and the objective lens 30, the laser distance meter 100 can be reduced in size.

また、図2に示すレーザー距離計200のように、部分反射部材20に形成された部分反射面21は、送光領域21aを透過領域(T)とし、2つの受光領域21bを反射領域(R)として構成することもできる。この場合、光源10から発射された測定光は、部分反射面21の中央部に形成された送光領域21aを透過して対物レンズ30に入射し、この対物レンズ30で略平行光に変換されて図示しない目標物体に投射され、この目標物体で反射し拡散された反射光は、その一部が対物レンズ30に入射して集光され、部分反射面21に形成された受光領域21bで反射されて受光素子40に結像するように構成される。なお、このような構成においても、光源10(発光部10a)及び部分反射面21(送光領域21a及び受光領域21b)の配置については上述の通りである。   Further, like the laser distance meter 200 shown in FIG. 2, the partial reflection surface 21 formed on the partial reflection member 20 has a light transmission region 21a as a transmission region (T) and two light reception regions 21b as reflection regions (R). ). In this case, the measurement light emitted from the light source 10 passes through the light transmission region 21 a formed at the center of the partial reflection surface 21, enters the objective lens 30, and is converted into substantially parallel light by the objective lens 30. The reflected light that is projected onto a target object (not shown), reflected by the target object, and diffused is partially incident on the objective lens 30 and collected, and reflected by the light receiving region 21b formed on the partial reflection surface 21. And is configured to form an image on the light receiving element 40. Even in such a configuration, the arrangement of the light source 10 (the light emitting unit 10a) and the partial reflection surface 21 (the light transmitting region 21a and the light receiving region 21b) is as described above.

それでは、図3を用いて上述のレーザー距離計100を基本構成として有し、目標物体を対物レンズ30を介して視準しながら測距することができるレーザ距離計300について説明する。このレーザー距離計300は、物体側から順に、対物レンズ30と、部分反射部材20と、プリズム部材50と、保護フィルター60と、液晶表示素子70と、接眼レンズ80と、を有して構成される。また、部分反射部材20の部分反射面21で分岐された第1の測定光路上に、コンデンサレンズ11と、光源10と、が配置されている。なお、部分反射面21の送光領域21aは、レーザー光(上述の測定光であって、赤外光)を反射し、可視光を透過するダイクロイックミラーで構成されている(すなわち、この部分反射部材20は、ダイクロイックプリズムの構成を有している)。   A laser range finder 300 having the above-described laser range finder 100 as a basic configuration and capable of measuring a target object while collimating through the objective lens 30 will be described with reference to FIG. The laser distance meter 300 includes an objective lens 30, a partial reflection member 20, a prism member 50, a protective filter 60, a liquid crystal display element 70, and an eyepiece 80 in order from the object side. The Further, the condenser lens 11 and the light source 10 are arranged on the first measurement optical path branched by the partial reflection surface 21 of the partial reflection member 20. The light transmission region 21a of the partial reflection surface 21 is configured by a dichroic mirror that reflects laser light (the above-described measurement light and infrared light) and transmits visible light (that is, this partial reflection). The member 20 has a dichroic prism configuration).

光源10から放射された測定光はコンデンサレンズ11で集光されて部分反射部材20の入射面20aから入射する。そして、この部分反射部材20内で全反射を2回して部分反射面21の送光領域21aに導かれる。なお、光源10から発射されて部分反射面21の送光領域21aに入射した測定光が、対物レンズ30の光軸に沿って反射するように、この部分反射面21の光軸に対する角度及び光源10の位置が調整されている。そして、この部分反射面21の送光領域21aで反射した測定光は対物レンズ30で略平行光に変換され、目標物体に投射される。   The measurement light emitted from the light source 10 is collected by the condenser lens 11 and enters from the incident surface 20 a of the partial reflection member 20. Then, total reflection is performed twice in the partial reflection member 20 and guided to the light transmission region 21 a of the partial reflection surface 21. The angle of the partial reflection surface 21 with respect to the optical axis and the light source so that the measurement light emitted from the light source 10 and incident on the light transmission region 21a of the partial reflection surface 21 is reflected along the optical axis of the objective lens 30. The position of 10 is adjusted. Then, the measurement light reflected by the light transmission region 21a of the partial reflection surface 21 is converted into substantially parallel light by the objective lens 30 and projected onto the target object.

なお、部分反射部材20の入射面20aは、光源10からの測定光がこの入射面20aに略垂直に入射するように構成されている。また、光源10から放射されて部分反射面21を透過した測定光(送光領域21aを透過した測定光または、受光領域21bを透過した測定光)が、受光レンズ系に混入しないように、透過した測定光が入射する位置に、この測定光を吸収する赤外吸収フィルター22が配置されている。   In addition, the incident surface 20a of the partial reflection member 20 is configured such that the measurement light from the light source 10 enters the incident surface 20a substantially perpendicularly. Further, the measurement light emitted from the light source 10 and transmitted through the partial reflection surface 21 (measurement light transmitted through the light transmission region 21a or measurement light transmitted through the light reception region 21b) is transmitted so as not to enter the light receiving lens system. An infrared absorption filter 22 that absorbs the measurement light is disposed at a position where the measured light is incident.

一方、目標物体に投射された測定光の一部はこの目標物体で反射して散乱され、その一部が上述のように対物レンズ30に入射する。そして、この対物レンズ30で集光されて部分反射部材20に入射し、部分反射面21の受光領域21bを透過し、プリズム部材50に入射する。このプリズム部材50は、対物レンズ30で形成される被写体(目標物体)の倒立像を正立像に変換する正立プリズムを構成する第1プリズム51及び第2プリズム52と、第2プリズム52に接合されて、その接合面に目標物体を視準するための可視光を反射し、レーザ光である測定光(反射光)を透過することによりこれらの光を分離する第2の光路分岐面である波長分離面54aが形成された第3プリズム53と、から構成されている。このように、第2プリズム52及び第3プリズム53でダイクロイックプリズム54を形成している。この第2の光路分岐面(波長分離面54a)で分岐された第2の測定光路上に、背景光遮断フィルター41と、受光素子40と、が配置されている。   On the other hand, a part of the measurement light projected on the target object is reflected and scattered by the target object, and a part of the measurement light enters the objective lens 30 as described above. Then, the light is condensed by the objective lens 30 and enters the partial reflection member 20, passes through the light receiving region 21 b of the partial reflection surface 21, and enters the prism member 50. The prism member 50 is joined to the first prism 51 and the second prism 52 that constitute an erecting prism that converts an inverted image of a subject (target object) formed by the objective lens 30 into an erect image, and the second prism 52. And a second optical path branching surface that reflects visible light for collimating the target object on the joint surface and transmits measurement light (reflected light) that is laser light to separate the light. And a third prism 53 on which a wavelength separation surface 54a is formed. As described above, the dichroic prism 54 is formed by the second prism 52 and the third prism 53. The background light blocking filter 41 and the light receiving element 40 are disposed on the second measurement optical path branched by the second optical path branch plane (wavelength separation plane 54a).

部分反射部材20の部分反射面21(受光領域21b)を透過してプリズム部材50の第1プリズム51に入射した反射光は、この第1プリズム51内で全反射を3回行い、第2プリズム52に入射し、この第2プリズム52と第3プリズム53との接合面に形成された波長分離面54aに入射する。上述のように、この波長分離面54aはレーザー光を透過するため、反射光は波長分離面54aを透過して第3プリズム53の射出面53aから射出し、背景光遮断フィルター41を透過して受光素子40に集光される。なお、このような反射光(目標物体で反射された測定光)には、この測定光以外の光が含まれているため、受光素子40で受光されたときにノイズとなってSN比を低下させてしまう。そのため、背景光遮断フィルター41を用いて、測定光以外の光を極力遮断し、SN比を向上させている。また、第3プリズム53の射出面53aは、反射光がこの射出面53aに略垂直に入射(射出)するように構成されている。   The reflected light that has passed through the partial reflection surface 21 (light receiving region 21b) of the partial reflection member 20 and has entered the first prism 51 of the prism member 50 undergoes total reflection three times within the first prism 51, and the second prism. 52 is incident on a wavelength separation surface 54 a formed on the joint surface between the second prism 52 and the third prism 53. As described above, since this wavelength separation surface 54a transmits laser light, the reflected light is transmitted through the wavelength separation surface 54a and emitted from the emission surface 53a of the third prism 53, and is transmitted through the background light blocking filter 41. It is condensed on the light receiving element 40. Note that such reflected light (measurement light reflected by the target object) includes light other than this measurement light, so that when it is received by the light receiving element 40, it becomes noise and lowers the SN ratio. I will let you. For this reason, the background light blocking filter 41 is used to block light other than the measurement light as much as possible to improve the SN ratio. The exit surface 53a of the third prism 53 is configured such that the reflected light is incident (emitted) substantially perpendicularly to the exit surface 53a.

また、このような構成のレーザー距離計300において、被写体(目標物体)から射出された光(可視光)は、対物レンズ30で集光され、部分反射部材20を透過して、第1プリズム51に入射し、この第1プリズム51内で3回全反射して第2プリズム52に入射し、さらに、波長分離面54aに入射する。この波長分離面54aは、上述のように可視光を反射するため、目標物体からの可視光は波長分離面54aで反射し、さらに、第2プリズム52内で1回全反射して第2プリズム52から射出し、保護フィルター60を透過した後、被写体の一次像(正立像)として結像される。この一次像と略同一位置には、液晶表示素子70が配置されており、測定者は、接眼レンズ80を介して、被写体の一次像と液晶表示素子70に表示された画像とを重ね合わせて拡大観察することができる。このように、対物レンズ30、正立プリズム(第1及び第2プリズム51,52)、保護フィルター60、液晶表示素子70及び接眼レンズ80で構成された視準光学系により、測定者は目標物体の視準を行うことができる。   Further, in the laser range finder 300 having such a configuration, light (visible light) emitted from the subject (target object) is collected by the objective lens 30, passes through the partial reflection member 20, and is transmitted to the first prism 51. , And is totally reflected three times in the first prism 51 to enter the second prism 52, and further enters the wavelength separation surface 54a. Since the wavelength separation surface 54a reflects visible light as described above, the visible light from the target object is reflected by the wavelength separation surface 54a, and further totally reflected once within the second prism 52 and then reflected by the second prism. After exiting from 52 and passing through the protective filter 60, it is formed as a primary image (upright image) of the subject. A liquid crystal display element 70 is disposed at substantially the same position as the primary image, and the measurer superimposes the primary image of the subject and the image displayed on the liquid crystal display element 70 via the eyepiece lens 80. Magnification can be observed. As described above, the collimating optical system including the objective lens 30, the erecting prism (the first and second prisms 51 and 52), the protective filter 60, the liquid crystal display element 70, and the eyepiece lens 80 allows the measurer to set the target object. Can be collimated.

ここで、反射光(レーザー光)は、上述のように波長分離面54aを透過させることにより可視光から分離することができるが、この波長分離面54aで分離されずに残った(波長分離面54aで反射した)レーザー光が測定者の眼に届かないように、保護フィルター60でこのようなレーザー光を除去している。   Here, the reflected light (laser light) can be separated from visible light by passing through the wavelength separation surface 54a as described above, but remains without being separated by this wavelength separation surface 54a (wavelength separation surface). Such laser light is removed by the protective filter 60 so that the laser light (reflected by 54a) does not reach the eye of the person to be measured.

それでは、このようなレーザー距離計300を構成するために光学系に要求される条件について説明する。まず、このレーザー距離計300は、第1の光路分岐面(部分反射面21の送光領域21a)を含み、この第1の光路分岐面から第2の光路分岐面(波長分離面54a)までの間に存在する光学面の各面から像側の次の光学面までの面間隔(光軸上の距離)をdiとし、各面の像側の媒質の屈折率をniとし、対物レンズ30の焦点距離をfとしたとき、次式(1)を満足することが望ましい。なお、Σは、上記各面iにおいてdi/niを演算しそれらの総和を求める関数である。   Now, conditions required for the optical system in order to configure such a laser distance meter 300 will be described. First, the laser distance meter 300 includes a first optical path branch surface (the light transmission region 21a of the partial reflection surface 21), and from the first optical path branch surface to the second optical path branch surface (wavelength separation surface 54a). The distance (on the optical axis) from each surface of the optical surface existing between the surfaces to the next optical surface on the image side is di, the refractive index of the medium on the image side of each surface is ni, and the objective lens 30 It is desirable to satisfy the following formula (1) where f is the focal length. Note that Σ is a function that calculates di / ni on each surface i and calculates the sum of them.

0.05 ≦ (Σdi/ni)/f ≦ 0.5 (1) 0.05 ≦ (Σdi / ni) /f≦0.5 (1)

条件式(1)は、手に持って使用される携帯型のレーザー距離計300であって、光源10から発射された測定光の一部が、このレーザー距離計300の内部で受光光路に混入してノイズとなり、反射光検出のS/N比を低下させ、距離測定の精度が低下するのを防止するための条件である。この条件式(1)の下限値を下回ると、送光光路と受光光路が接近しすぎて、光源10から発射された測定光の一部が、レーザー距離計300の内部で受光光路に混入してノイズとなり、S/N比を低下させ、距離測定精度が低下する場合がある。反対に、条件式(1)の上限値を上回ると、レーザー距離計300全体が大きくなり過ぎて、手に持って使用できるように小型化することが困難となる。   Conditional expression (1) is a portable laser distance meter 300 that is used by hand, and a part of the measurement light emitted from the light source 10 is mixed in the light receiving optical path inside the laser distance meter 300. This is a condition for preventing noise and reducing the S / N ratio of the reflected light detection and reducing the accuracy of distance measurement. If the lower limit value of the conditional expression (1) is not reached, the light transmission optical path and the light reception optical path are too close to each other, and a part of the measurement light emitted from the light source 10 is mixed into the light reception optical path inside the laser distance meter 300. Noise, which may reduce the S / N ratio and reduce the distance measurement accuracy. On the contrary, if the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the entire laser distance meter 300 becomes too large, and it is difficult to downsize it so that it can be used by hand.

また、このレーザー距離計300は、第1の光路分岐面(部分反射面21の送光領域21a)に入射して反射するときの測定光(光源10から放射され、第1の光路分岐面で反射した後、対物レンズ30の光軸上を進む光線)の入射角をθ1としたとき、次の条件式(2)を満足することが望ましい。   In addition, the laser distance meter 300 has a measurement light (emitted from the light source 10 and incident on the first optical path branching surface (the light transmission region 21a of the partial reflection surface 21) and reflected by the first optical path branching surface). It is desirable that the following conditional expression (2) is satisfied, where θ1 is an incident angle of a light beam that travels on the optical axis of the objective lens 30 after reflection.

20° ≦ θ1 ≦ 40° (2) 20 ° ≦ θ1 ≦ 40 ° (2)

条件式(2)は、第1の光路分岐面を適切に構成するための条件である。この条件式(2)の下限値を下回ると、距離測定に必要な測定光の光量を確保するために、部分反射部材(ダイクロイックプリズム)20が大きくなり過ぎて、小型のレーザー距離計300を提供することができなくなる。反対に、条件式(2)の上限値を上回ると、比較的少ない層数で、可視光を反射し、レーザー光(赤外光)を透過するのに十分な特性を有した送光領域21aが形成された部分反射部材(ダイクロイックプリズム)20を作成するのが困難になる。   Conditional expression (2) is a condition for appropriately configuring the first optical path branch plane. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the partial reflection member (dichroic prism) 20 becomes too large to ensure the amount of measurement light necessary for distance measurement, and a compact laser rangefinder 300 is provided. Can not do. On the contrary, if the upper limit value of the conditional expression (2) is exceeded, the light transmission region 21a having sufficient characteristics to reflect visible light and transmit laser light (infrared light) with a relatively small number of layers. It becomes difficult to create a partially reflecting member (dichroic prism) 20 in which is formed.

また、このレーザー距離計300は、第2の光路分岐面(波長分離面54a)に入射する反射光(目標物体で反射した光のうち、対物レンズ30の光軸上を進み、第2の光路分岐面に入射する光線)の入射角をθ2としたとき、次の条件式(3)を満足することが望ましい。   Further, the laser distance meter 300 travels on the optical axis of the objective lens 30 among the reflected light (light reflected by the target object) incident on the second optical path branch surface (wavelength separation surface 54a), and the second optical path. It is desirable that the following conditional expression (3) is satisfied when the incident angle of the light beam incident on the branch plane is θ2.

15° ≦ θ2 ≦ 40° (3) 15 ° ≦ θ2 ≦ 40 ° (3)

条件式(3)は、第2の光路分岐面を適切に構成するための条件である。この条件式(3)の下限値を下回ると、レーザー距離計300の小型化に有効な正立プリズム(プリズム部材50)の作成、または、その中で可視光を反射し、レーザー光(赤外光)を透過するダイクロイックプリズム54を構成する反射面(波長分離面54a)の選択が困難となる。反対に条件式(2)の上限値を上回ると、比較的少ない層数で、可視光を反射し、レーザー光(赤外光)を透過するのに十分な特性を有したダイクロイックプリズム54を作成するのが困難になる。   Conditional expression (3) is a condition for appropriately configuring the second optical path branch plane. If the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, an erecting prism (prism member 50) effective for miniaturization of the laser distance meter 300 is created, or visible light is reflected therein, and laser light (infrared) It becomes difficult to select a reflection surface (wavelength separation surface 54a) that constitutes the dichroic prism 54 that transmits light. Conversely, if the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, a dichroic prism 54 having sufficient characteristics to reflect visible light and transmit laser light (infrared light) with a relatively small number of layers is created. It becomes difficult to do.

また、図3に示すレーザー距離計300は、第1の光路分岐面で測定光を対物レンズ30の光軸上に重畳させ、第2の光路分岐面で反射光を受光素子40側に分離するように構成した場合ついて示したが、図4に示すように、光源10と受光素子40の位置を逆にした図2に示すレーザー距離計200を基本構成としても良く、以下、この図4に示すレーザー距離計400の構成について説明する。なお、図3と同一の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。   Further, the laser distance meter 300 shown in FIG. 3 superimposes the measurement light on the optical axis of the objective lens 30 at the first optical path branch surface, and separates the reflected light toward the light receiving element 40 at the second optical path branch surface. As shown in FIG. 4, the laser distance meter 200 shown in FIG. 2 in which the positions of the light source 10 and the light receiving element 40 are reversed may be used as a basic configuration. The configuration of the laser distance meter 400 shown will be described. In addition, about the member same as FIG. 3, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

図4に示すレーザー距離計400の場合、送光レンズ系は、光源10側から順に、コンデンサレンズ11と、上述の波長分離面54aが形成されたプリズム部材50と、部分反射面21が形成された部分反射部材20と、対物レンズ30と、から構成される。また、受光レンズ系は、測定物体側から順に、対物レンズ30と、部分反射部材20と、から構成される。ここで、部分反射面21の受光領域21bは、レーザー光(上述の測定光であって、赤外光)を反射し、可視光を透過するダイクロイックミラーで構成されている。すなわち、部分反射部材20の部分反射面21を構成する受光領域21b(第1の光路分岐面)で分岐された第1の測定光路上に背景光遮断フィルター41及び受光素子40が配置され、プリズム部材50の波長分離面54a(第2の光路分岐面)で分岐された第2の測定光路上にコンデンサレンズ11及び光源10が配置されている。さらに、図3に示す例では、対物レンズ30で集光され、部分反射部材20を透過した光(反射光または可視光)は、第1プリズム51、第2プリズム52の順で入射して第2の波長分岐面(波長分離面54a)に入射したが、この図4では、第2のプリズム52に入射し、波長分離面54aで分離された可視光が第1のプリズム51に入射するように構成されている。   In the case of the laser distance meter 400 shown in FIG. 4, the light transmission lens system includes the condenser lens 11, the prism member 50 on which the wavelength separation surface 54 a is formed, and the partial reflection surface 21 in order from the light source 10 side. The partial reflection member 20 and the objective lens 30 are configured. The light receiving lens system includes an objective lens 30 and a partial reflection member 20 in order from the measurement object side. Here, the light receiving region 21b of the partial reflection surface 21 is configured by a dichroic mirror that reflects laser light (the above-described measurement light and infrared light) and transmits visible light. That is, the background light blocking filter 41 and the light receiving element 40 are arranged on the first measurement optical path branched by the light receiving region 21b (first optical path branching surface) constituting the partial reflection surface 21 of the partial reflection member 20, and the prism. The condenser lens 11 and the light source 10 are arranged on the second measurement optical path branched by the wavelength separation surface 54a (second optical path branching surface) of the member 50. Further, in the example shown in FIG. 3, the light (reflected light or visible light) collected by the objective lens 30 and transmitted through the partial reflection member 20 is incident on the first prism 51 and the second prism 52 in this order. In FIG. 4, the incident light enters the second prism 52, and the visible light separated by the wavelength separation surface 54 a enters the first prism 51. It is configured.

このようなレーザー距離計400において、光源10から発射された測定光は、コンデンサレンズ11で集光されて入射面53aから第3プリズム53に入射し、第2の光路分岐面である波長分離面54aに入射する。この波長分離面54aはレーザー光を透過するため、測定光はこの波長分離面54aを透過し第2プリズム52に入射し、内部で全反射を1回してこの第2プリズム52から出射する。そして、この測定光は部分反射部材20に入射し、一部の測定光が第1の光路分岐面である部分反射面21の送光領域21aを透過し、対物レンズ30で略平行光に変換されて測定物体に投射される。なお、部分反射面21で反射した測定光は赤外吸収フィルタ22に入射して吸収されるため、この測定光が受光レンズ系に混入することはない。   In such a laser distance meter 400, the measurement light emitted from the light source 10 is collected by the condenser lens 11 and enters the third prism 53 from the incident surface 53a, and is a wavelength separation surface which is a second optical path branch surface. Incident on 54a. Since the wavelength separation surface 54 a transmits laser light, the measurement light passes through the wavelength separation surface 54 a and enters the second prism 52, and is emitted from the second prism 52 once with total internal reflection. Then, this measurement light is incident on the partial reflection member 20, and a part of the measurement light is transmitted through the light transmission region 21 a of the partial reflection surface 21 that is the first optical path branching surface and is converted into substantially parallel light by the objective lens 30. And projected onto the measurement object. In addition, since the measurement light reflected by the partial reflection surface 21 enters the infrared absorption filter 22 and is absorbed, the measurement light does not enter the light receiving lens system.

一方、測定物体に投射された測定光の一部はこの測定物体で反射して散乱し、再び対物レンズ30に入射して集光される。この対物レンズ30で集光された反射光は部分反射部材20に入射して部分反射面21の受光領域21bで反射し、さらに、この部分反射部材20内で2回全反射して、射出面20aから射出し、背景光遮断フィルター41を透過して受光素子40に結像する。また、被写体(目標物体)から射出された光(可視光)は、対物レンズ30で集光され、部分反射部材20を透過して、第2プリズム52に入射し、この第2プリズム52内で全反射を1回して波長分離面54aに入射する。波長分離面54aは可視光を反射するため、この波長分離面54aで反射し、第1プリズム51に入射して内部で3回全反射してこの第1プリズム51を射出し、保護フィルター60を透過した後、被写体の一次像(正立像)として結像される。この一次像と略同一位置には、液晶表示素子70が配置されており、測定者は、接眼レンズ80を介して、被写体の一次像と液晶表示素子70に表示された画像とを重ね合わせて拡大観察することができる。   On the other hand, a part of the measurement light projected on the measurement object is reflected and scattered by the measurement object, and is incident on the objective lens 30 again and collected. The reflected light collected by the objective lens 30 enters the partial reflection member 20 and is reflected by the light receiving region 21b of the partial reflection surface 21, and then totally reflected twice in the partial reflection member 20 to be emitted. The light is emitted from 20 a, passes through the background light blocking filter 41, and forms an image on the light receiving element 40. The light (visible light) emitted from the subject (target object) is collected by the objective lens 30, passes through the partial reflection member 20, enters the second prism 52, and enters the second prism 52. The total reflection is performed once and enters the wavelength separation surface 54a. Since the wavelength separation surface 54a reflects visible light, it is reflected by the wavelength separation surface 54a, enters the first prism 51, is totally reflected three times inside, and exits the first prism 51, and the protective filter 60 is removed. After passing through, it is formed as a primary image (upright image) of the subject. A liquid crystal display element 70 is disposed at substantially the same position as the primary image, and the measurer superimposes the primary image of the subject and the image displayed on the liquid crystal display element 70 via the eyepiece lens 80. Magnification can be observed.

また、このレーザー距離計400において、部分反射面21を透過した反射光(送光領域21aまたは受光領域21bを透過した反射光)は、第2プリズム52に入射し、全反射を1回して波長分離面54aを透過して分離されるが、この波長分離面54aを透過できずに反射した反射光(レーザー光)は、保護フィルター60でカットされるため測定者の眼に届くことはない。   In the laser distance meter 400, the reflected light transmitted through the partial reflection surface 21 (reflected light transmitted through the light transmitting region 21a or the light receiving region 21b) is incident on the second prism 52, undergoes total reflection once, and has a wavelength. Although the light is transmitted through the separation surface 54a and separated, the reflected light (laser light) reflected without being transmitted through the wavelength separation surface 54a is cut by the protective filter 60 and therefore does not reach the eye of the measurer.

なお、レーザ距離計300を用いて説明した条件式は、このレーザ距離計400にも適用することが可能である。このレーザ距離計400の場合、条件式(2)においては、第1の光路分岐面(部分反射面21の受光領域21b)に入射して反射する反射光(目標物体で反射した光のうち、対物レンズ30の光軸上を進み、第1の光路分岐面で反射する光線)の入射角がθ1となり、条件式(3)においては、第2の光路分岐面(波長分離面54a)に入射する測定光(光源10から放射され、第2の光路分岐面を透過したのち、対物レンズ30の光軸上を進む光線)の入射角がθ2となる。   The conditional expression described using the laser distance meter 300 can also be applied to the laser distance meter 400. In the case of the laser distance meter 400, in the conditional expression (2), the reflected light incident on the first optical path branch surface (the light receiving region 21b of the partial reflection surface 21) and reflected (of the light reflected by the target object, The incident angle of the light beam traveling on the optical axis of the objective lens 30 and reflected by the first optical path branch surface is θ1, and in the conditional expression (3), it is incident on the second optical path branch surface (wavelength separation surface 54a). The incident angle of the measurement light (the light beam emitted from the light source 10 and transmitted through the second optical path branch plane and then traveling on the optical axis of the objective lens 30) becomes θ2.

また、上述したような手持ちの携帯式のレーザー距離計300,400では、手ブレによって視準している目標物体の像がブレるため、測定位置を定めにくいという課題があった。そこで、図3に示すレーザー距離計300を構成する対物レンズの少なくとも一部を防振レンズとし、この防振レンズを光軸に対して直交する方向の成分を持つように移動させることにより、像のブレを抑えるように構成したレーザー距離計500について説明する。なお、レーザー距離計300と同一の部材については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。   Moreover, in the handheld portable laser rangefinders 300 and 400 as described above, there is a problem that it is difficult to determine the measurement position because the image of the target object collimated by camera shake is blurred. Therefore, at least a part of the objective lens constituting the laser rangefinder 300 shown in FIG. 3 is an anti-vibration lens, and this anti-vibration lens is moved so as to have a component in a direction orthogonal to the optical axis, thereby obtaining an image. A description will be given of a laser rangefinder 500 configured to suppress the blurring. In addition, about the member same as the laser distance meter 300, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

図5に示すレーザー距離計500は、図3に示すレーザー距離計300の対物レンズ30を、防振を行うために適したレンズ系(対物レンズ530)に置き換えている。すなわち、この対物レンズ530は、物体側から順に正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、から構成され、第2レンズ群G2を光軸に対して直交する方向の成分を持つように移動させて防振を行うように構成されている。物体側に配置された第1レンズ群G1が正の屈折力を有することにより、この第1レンズ群G1で光束を絞ることができ、第2レンズ群G2の径を小さくすることができる。そのため、第2レンズ群G2は、防振のために移動させるのが容易になる。なお、この場合、手ブレを検出するためのジャイロセンサー(角速度センサーなど)を設け、検出されたブレを打ち消す方向に防振レンズを移動させるように構成する。   A laser distance meter 500 shown in FIG. 5 replaces the objective lens 30 of the laser distance meter 300 shown in FIG. 3 with a lens system (objective lens 530) suitable for performing vibration isolation. In other words, the objective lens 530 includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power in order from the object side. It is configured to perform vibration isolation by moving so as to have a component in a direction orthogonal to. Since the first lens group G1 disposed on the object side has a positive refractive power, the first lens group G1 can focus the light beam, and the diameter of the second lens group G2 can be reduced. Therefore, it becomes easy to move the second lens group G2 for image stabilization. In this case, a gyro sensor (such as an angular velocity sensor) for detecting camera shake is provided, and the image stabilizing lens is moved in a direction to cancel the detected camera shake.

また、このような構成のレーザー距離計500は、近距離物体との距離を測定する場合に、対物レンズ530の少なくとも一部を合焦レンズとし、この合焦レンズを光軸に沿って移動させることにより、近距離物体に合焦を行いその像を鮮明に観察できるように構成することができる。図5に示す構成のレーザー距離計500においては、第2レンズ群G2を合焦レンズとしている。   In the laser rangefinder 500 having such a configuration, when measuring a distance to a short-distance object, at least a part of the objective lens 530 is a focusing lens, and the focusing lens is moved along the optical axis. Thus, it is possible to configure so that an object at a short distance can be focused and its image can be observed clearly. In the laser distance meter 500 having the configuration shown in FIG. 5, the second lens group G2 is a focusing lens.

なお、対物レンズ530全体を防振レンズや合焦レンズとして用いることもできるし、この対物レンズ530を3群以上のレンズ群で構成し、その一部を防振レンズや合焦レンズとすることができる。このとき、防振と合焦のそれぞれを異なるレンズ群で行っても良い。   The entire objective lens 530 can be used as an anti-vibration lens or a focusing lens, or the objective lens 530 is composed of three or more lens groups, and a part of the objective lens 530 is an anti-vibration lens or a focusing lens. Can do. At this time, each of image stabilization and focusing may be performed by different lens groups.

それでは、上述したレーザー距離計300,400の構成に基づく実施例について説明する。   Then, the Example based on the structure of the laser distance meters 300 and 400 mentioned above is described.

[第1実施例]
図3は、第1実施例に係るレーザー距離計300の光学系の構成を示している。この図3に示すレーザー距離計300において、測定物体から受光素子40までの光路上には、測定物体側から順に、両凸レンズと両凹レンズとを接合した接合レンズからなる対物レンズ30と、平板状の光学部材に部分反射面21が形成された部分反射部材20と、入射面及び射出面が平面の第1プリズム51と、第2プリズム52及び第3プリズム53を接合した接合面に波長分離面54aを形成し、入射面及び射出面が平面のダイクロックプリズム54と、平板状の背景光遮断フィルター41と、が配置されている。
[First embodiment]
FIG. 3 shows the configuration of the optical system of the laser rangefinder 300 according to the first embodiment. In the laser distance meter 300 shown in FIG. 3, on the optical path from the measurement object to the light receiving element 40, an objective lens 30 including a cemented lens in which a biconvex lens and a biconcave lens are joined in order from the measurement object side, and a flat plate shape. A wavelength separation surface on a joint surface obtained by joining a partial reflection member 20 having a partial reflection surface 21 formed on the optical member, a first prism 51 having a flat entrance surface and an exit surface, and a second prism 52 and a third prism 53. A dichroic prism 54 having a flat entrance surface and an exit surface, and a flat-shaped background light blocking filter 41 are disposed.

以下の表1に、第1実施例に係るレーザー距離計300の測定物体から受光素子40までの光路上にある光学部材の諸元値と、条件対応値を示す。この表1において、fは焦点距離を示す。また、諸元表において、第1欄mは光線の進行する方向に沿った測定物体側からのレンズ面の番号を、第2欄rは各レンズ面の曲率半径を、第3欄dは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離を、第4欄nd及び第5欄νdはd線に対する屈折率及びアッベ数を、それぞれ示している。なお、曲率半径0.000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、表1における面番号に対応する光学面を図3において、「m」を付して表示している。ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離、曲率半径、面間隔、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。これらの符合の説明及び諸元表の説明は、以降の実施例においても同様である。   Table 1 below shows specification values and condition corresponding values of optical members on the optical path from the measurement object of the laser rangefinder 300 according to the first example to the light receiving element 40. In Table 1, f represents the focal length. In the specification table, the first column m is the number of the lens surface from the measurement object side along the direction of travel of the light beam, the second column r is the curvature radius of each lens surface, and the third column d is each The distance from the optical surface to the next optical surface on the optical axis, the fourth column nd and the fifth column νd indicate the refractive index and Abbe number for the d-line, respectively. Note that the radius of curvature of 0.000 indicates a plane, and the refractive index of air of 1.0000 is omitted. Further, the optical surfaces corresponding to the surface numbers in Table 1 are indicated by “m” in FIG. Here, “mm” is generally used for the focal length, the radius of curvature, the surface interval, and other length units listed in all the following specification values, but the optical system is proportionally enlarged or reduced. However, the same optical performance can be obtained, and the present invention is not limited to this. The description of these codes and the description of the specification table are the same in the following embodiments.

(表1)
f=112.0

m r d nd νd
1 73.370 5.0 1.51680 64.1
2 -43.200 2.0 1.62004 36.3
3 -142.755 61.3
4 0.000 2.0 1.51680 64.1
5 0.000 2.0 1.51680 64.1
6 0.000 2.0
7 0.000 33.9 1.51680 64.1
8 0.000 0.4
9 0.000 5.4 1.51680 64.1
10 0.000 3.1 1.51680 64.1
11 0.000 7.6
12 0.000 3.0 1.51680 64.1
13 0.000 5.3
14 0.000

(1)(Σdi/ni)/f=0.265
(2)θ1=30°
(3)θ2=24°
(Table 1)
f = 112.0

m r d nd νd
1 73.370 5.0 1.51680 64.1
2 -43.200 2.0 1.62004 36.3
3 -142.755 61.3
4 0.000 2.0 1.51680 64.1
5 0.000 2.0 1.51680 64.1
6 0.000 2.0
7 0.000 33.9 1.51680 64.1
8 0.000 0.4
9 0.000 5.4 1.51680 64.1
10 0.000 3.1 1.51680 64.1
11 0.000 7.6
12 0.000 3.0 1.51680 64.1
13 0.000 5.3
14 0.000

(1) (Σdi / ni) /f=0.265
(2) θ1 = 30 °
(3) θ2 = 24 °

このように、この第1実施例に係るレーザー距離計300は、上記条件式(1)〜(3)を全て満足していることが分かる。なお、第1の光路分岐面21aは第5面に相当し、第2の光路分岐面54aは第10面に相当し、受光素子40は第14面に相当する。   Thus, it can be seen that the laser rangefinder 300 according to the first example satisfies all the conditional expressions (1) to (3). The first optical path branch surface 21a corresponds to the fifth surface, the second optical path branch surface 54a corresponds to the tenth surface, and the light receiving element 40 corresponds to the fourteenth surface.

[第2実施例]
図4は、第2実施例に係るレーザー距離計400の光学系の構成を示している。この図4に示すレーザー距離計400において、測定物体から光源10までの光路上には、測定物体側から順に、両凸レンズと両凹レンズとを接合した接合レンズからなる対物レンズ30と、平板状の光学部材に部分反射面21(受光領域21b)が形成された部分反射部材20と、第2プリズム52及び第3プリズム53を接合した接合面に波長分離面54aが形成され、入射面及び射出面が平面のダイクロックプリズム54と、測定物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなるコンデンサレンズ11と、が配置されている。以下の表2に、第2の実施例に係るレーザー距離計400の測定物体から光源10までの光路上にある光学部材の諸元と、条件対応値を示す。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows the configuration of the optical system of the laser rangefinder 400 according to the second embodiment. In the laser distance meter 400 shown in FIG. 4, on the optical path from the measurement object to the light source 10, an objective lens 30 composed of a cemented lens in which a biconvex lens and a biconcave lens are cemented in order from the measurement object side, and a flat plate-shaped object A wavelength separation surface 54a is formed on the joint surface where the partial reflection member 20 in which the partial reflection surface 21 (light receiving region 21b) is formed on the optical member and the second prism 52 and the third prism 53 are joined, and the entrance surface and the exit surface. A flat dichroic prism 54 and a condenser lens 11 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the measurement object are disposed. Table 2 below shows the specifications of the optical members on the optical path from the measurement object to the light source 10 of the laser rangefinder 400 according to the second embodiment and the condition corresponding values.

(表2)
f=112.0

r d nd νd
1 73.370 5.0 1.51680 64.1
2 -43.200 2.0 1.62004 36.3
3 -142.755 57.4
4 0.000 4.0 1.51680 64.1
5 0.000 6.0 1.51680 64.1
6 0.000 2.0
7 0.000 6.5 1.51680 64.1
8 0.000 8.1 1.51680 64.1
9 0.000 5.4 1.51680 64.1
10 0.000 3.0
11 8.000 2.0 1.75520 27.6
12 15.800 9.6
13 0.000

(1)(Σdi/ni)/f=0.139
(2)θ1=30°
(3)θ2=24°
(Table 2)
f = 112.0

r d nd νd
1 73.370 5.0 1.51680 64.1
2 -43.200 2.0 1.62004 36.3
3 -142.755 57.4
4 0.000 4.0 1.51680 64.1
5 0.000 6.0 1.51680 64.1
6 0.000 2.0
7 0.000 6.5 1.51680 64.1
8 0.000 8.1 1.51680 64.1
9 0.000 5.4 1.51680 64.1
10 0.000 3.0
11 8.000 2.0 1.75520 27.6
12 15.800 9.6
13 0.000

(1) (Σdi / ni) /f=0.139
(2) θ1 = 30 °
(3) θ2 = 24 °

このように、この第2実施例に係るレーザー距離計400は、上記条件式(1)〜(3)を全て満足していることが分かる。なお、第1の光路分岐面21bは第5面に相当し、第2の光路分岐面54aは第9面に相当し、光源10は第13面に相当する。   Thus, it can be seen that the laser rangefinder 400 according to the second embodiment satisfies all the conditional expressions (1) to (3). The first optical path branch surface 21b corresponds to the fifth surface, the second optical path branch surface 54a corresponds to the ninth surface, and the light source 10 corresponds to the thirteenth surface.

20 部分反射部材 21 部分反射面 21a 送光領域(第1の光路分岐面)
30 対物レンズ 40 受光素子
50 プリズム部材(正立プリズム) 54a 波長分離面(第2の光路分岐面)
80 接眼レンズ 300,400 レーザー距離計
20 Partial reflection member 21 Partial reflection surface 21a Light transmission region (first optical path branch surface)
30 Objective Lens 40 Light Receiving Element 50 Prism Member (Erecting Prism) 54a Wavelength Separation Surface (Second Optical Path Branching Surface)
80 Eyepiece 300,400 Laser distance meter

Claims (8)

目標物体側から順に、対物レンズ、部分反射部材、及び、正立プリズムからなる視準光学系と、
前記部分反射部材に設けられ、前記視準光学系の光路から第1の測定光路を分岐させる第1の光路分岐面と、
前記正立プリズム内の一つの反射面であって、前記視準光学系の光路から第2の測定光路を分岐させる第2の光路分岐面と、
前記第1の測定光路または前記第2の測定光路のいずれか一方に配置され、前記対物レンズを介して前記目標物体に投射するための光を発射する光源と、
前記第1の測定光路または前記第2の測定光路の他方に配置され、前記目標物体で反射して前記対物レンズで集光した前記光を受光する受光素子と、を有し、
前記第1の光路分岐面を含み、前記第1の光路分岐面から前記第2の光路分岐面までの間に存在する光学面毎の像側の次の光学面までの光軸上の距離をdiとし、各々の前記光学面の像側の媒質の屈折率をniとし、前記対物レンズの焦点距離をfとしたとき、次式
0.05 ≦ (Σdi/ni)/f ≦ 0.5
の条件を満足することを特徴とするレーザー距離計。
A collimating optical system consisting of an objective lens, a partially reflecting member, and an erecting prism in order from the target object side,
A first optical path branching surface provided on the partial reflection member and branching the first measurement optical path from the optical path of the collimating optical system;
A second reflecting surface in the erecting prism, which branches a second measuring light path from the light path of the collimating optical system;
A light source that is disposed in one of the first measurement optical path and the second measurement optical path and that emits light to be projected onto the target object via the objective lens;
A light receiving element that is disposed on the other of the first measurement optical path or the second measurement optical path and receives the light reflected by the target object and condensed by the objective lens,
A distance on the optical axis from the first optical path branch plane to the second optical path on the image side for each optical plane that includes the first optical path branch plane and is between the first optical path branch plane and the second optical path branch plane. When di is assumed, the refractive index of the medium on the image side of each optical surface is ni, and the focal length of the objective lens is f, the following expression 0.05 ≦ (Σdi / ni) /f≦0.5
A laser rangefinder that satisfies the following conditions.
前記第1の光路分岐面は、可視光を透過し且つ前記光を反射する反射領域と、可視光及び前記光を透過する透過領域とを有することを特徴とする請求項1に記載のレーザー距離計。   2. The laser distance according to claim 1, wherein the first optical path branching surface includes a reflection region that transmits visible light and reflects the light, and a transmission region that transmits visible light and the light. Total. 前記第2の光路分岐面は、可視光を反射し且つ前記光を透過することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザー距離計。   The laser rangefinder according to claim 1 or 2, wherein the second optical path branching surface reflects visible light and transmits the light. 前記第1の光路分岐面に対する前記光の入射角をθ1としたとき、次式
20° ≦ θ1 ≦ 40°
の条件を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザー距離計。
When the incident angle of the light with respect to the first optical path branching surface is θ1, the following equation 20 ° ≦ θ1 ≦ 40 °
The laser rangefinder according to any one of claims 1 to 3, wherein the following condition is satisfied.
前記第2の光路分岐面に対する前記光の入射角をθ2としたとき、次式
15° ≦ θ2 ≦ 40°
の条件を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のレーザー距離計。
When the incident angle of the light with respect to the second optical path branching surface is θ2, the following formula 15 ° ≦ θ2 ≦ 40 °
The laser rangefinder according to any one of claims 1 to 4, wherein the following condition is satisfied.
前記視準光学系は、前記対物レンズにより形成された像を観察する接眼レンズを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザー距離計。   The laser collimator according to any one of claims 1 to 5, wherein the collimating optical system includes an eyepiece that observes an image formed by the objective lens. 前記対物レンズの少なくとも一部を、前記視準光学系の光軸に対して直交する方向の成分を持つように移動させる請求項1〜6のいずれか一項に記載のレーザー距離計。   The laser rangefinder according to claim 1, wherein at least a part of the objective lens is moved so as to have a component in a direction orthogonal to the optical axis of the collimating optical system. 合焦に際し、前記対物レンズの少なくとも一部を、前記視準光学系の光軸に沿って移動させる請求項1〜7のいずれか一項に記載のレーザー距離計。   The laser rangefinder according to any one of claims 1 to 7, wherein at the time of focusing, at least a part of the objective lens is moved along the optical axis of the collimating optical system.
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