JP4936818B2

JP4936818B2 - ダイクロイックプリズムによる光分割した測量機

Info

Publication number: JP4936818B2
Application number: JP2006214650A
Authority: JP
Inventors: 政孝川上; 祐一大橋
Original assignee: 株式会社ソキア・トプコン
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-08-07
Also published as: JP2008039600A

Description

本発明は、目標物からの反射光を波長帯域別の複数の光（光束）に分割する光束分割光学系を有するダイクロイックプリズムによる光分割した測量機に関する。

測距光λ１、自動視準／自動追尾光λ２を備えた測量機において、望遠鏡内部より目標物に向かって測距光λ１及び自動視準／自動追尾光λ２を出射し、目標物から反射される測距光λ１及び自動視準／自動追尾光λ２と望遠鏡に入射される可視光線を分割するためにはダイクロイックプリズムを用いて、その波長別に光束分割している。

例えば、図４に示すように、測距用光源１１２からの測距光λ１はコリメータレンズ１１５で平行光にされ、ダイクロイックミラー１１７により９０°曲げられ、対物レンズ１００の前方に設けられた反射プリズム１１８と出射用反射ガラス１２０を通過して目標物に出射させる。一方、自動視準／自動追尾光源１１３からの自動視準／自動追尾光λ２はコリメータレンズ１１４、反射鏡１１６、ダイクロイックミラー１１７、反射プリズム１１８、出射用反射ガラス１２０を通過して目標物へ出射させる。目標物で反射された反射光は、対物レンズ１００と合焦レンズ１０２との間の視準光軸１１９上にダイクロイックプリズム１０４、１０６を配置して集光レンズ２０６、２００でそれぞれ測距光受光部２０１および自動視準／自動追尾光受光部２０２に集光させる。測距用光源１１２及び自動視準／自動追尾光源１１３を配置している従来の測量機の望遠鏡では目標物からの対物レンズ１００へ入射する光束に対してダイクロイックプリズム１０４、１０６の反射面１０５で測距光及び自動視準／自動追尾光を視準光軸に対して垂直方向に反射させるため、可視光との分割をし、更に分割されて反射した測距光及び自動視準／自動追尾光の光束をダイクロイックプリズム１０７、１０９の反射面１０８で分割することによって測距光受光部及び自動視準／自動追尾光受光部へと導かれていた。

この場合、測距光受光部及び自動視準／自動追尾光受光部が望遠鏡上下どちらか一方に偏って配置される。又、対物レンズ１００で集光される光束は、ダイクロイックプリズム反射面１０５において、視準光軸上での入射角度が４５°を中心とした集束光の入射角度を考慮したダイクロイックコートを設け、波長別光束分割を行っていた。

従来の光束分割方法では、前記記載の通り数個のダイクロイックプリズムを接着して配置し、段階的に光束を分割する必要があった。その為に、４５°プリズムを数個用いる必要があり、望遠鏡内部において視準光軸垂直方向及び視準光軸上のスペースが大きなダイクロイックプリズムにより有効に活用できないのが現状であった。

４５°ダイクロイックプリズムを使用することにより光軸上を４５°反射として集束光の入射角度、例えば、図４に示すように、４５°±８°の範囲でのダイクロイックコート特性を考慮しなければならず、測距光と自動視準／自動追尾光の波長選択において使用波長帯が近い光源を選択するので困難であって。

又、図４のように、集束光の入射角度によっては前記のダイクロイックコートの特性を満足することができないため、分割したい波長域を一度反射した後にレンズ等で集束光の入射角度を改善し、光軸での反射角度により近づけてダイクロイックコード特性の利用しやすい角度で反射する方法が使われていたが、光学素子（レンズ群）が増えコスト高となる問題があった。

又、ダイクロイックコートの特性上、受光する測距光、自動視準／自動追尾光の偏光状態をダイクロイックコートの偏光特性を利用できるように制限し、波長分割を行う方法が使われていたが、偏光状態に依存するため、波長分割が難しかった。

前記課題を達成するために、請求項１に係るダイクロイックプリズムによる光分割した測量機は、測距光及び自動視準光／自動追尾光を望遠鏡内に備え、前記望遠鏡より目標物に向かって測距光及び自動視準光／自動追尾光を出射することが可能な測量機において、対物レンズと合焦レンズとの間の視準光軸に沿って、前記対物レンズ側から前記合焦レンズ側へ伝播する光を波長帯別に分割し、視準光に対して垂直に配置される対物レンズからの可視光及び測距光及び自動視準光／自動追尾光を含む光線全てを透過する入射面と前記入射面に対して傾斜して配置されて前記入射面を透過した光のうち、前記自動視準光／自動追尾光に使われる赤外光λ２を前記入射面側に前記視準光軸に対して反射し、測距光λ１を含む可視光を透過させる第１の反射面と前記入射面に対して前記第１の反射面とは逆方向に傾斜して配置されて、前記第１の反射面を透過した測距光λ１を含む可視光のうち測距光λ１を前記視準光軸に対して前記第１の反射面とは逆方向に反射し、前記可視光を透過する第２の反射面をダイクロイックプリズムにより光分割してなる構成であって、前記第１の反射面は、前記視準光軸上における法線に対する入射角度が２５°〜２７°に設定され、該第１の反射面で前記赤外光λ２と前記可視光とに分割するとともに、該第１の反射面で反射された前記赤外光λ２は光分割されたのち前記入射面で全反射されて赤外光受光部に導かれ、前記第２の反射面は、前記視準光軸上における法線に対する入射角度が２３°〜２５°に設定され、該第２の反射面で前記可視光に含まれる測距光λ１を分割する構成とした。

（作用）対物レンズと合焦レンズとの間の視準光軸に沿って、対物レンズ側から合焦レンズ側へ伝播する光を波長帯別に分割し、視準光に対して垂直に配置される対物レンズからの可視光及び測距光及び自動視準光／自動追尾光を含む光線全てを入射面で透過し、入射面を透過した光のうち、自動視準光／自動追尾光に使われる赤外光λ２を入射面側に視準光軸に対して反射し、第１の反射面を透過した測距光λ１を含む可視光のうち測距光λ１を視準光軸に対して第１の反射面とは逆方向に反射し、可視光を透過する第２の反射面をダイクロイックプリズムにより光分割する。すなわち、測距光、自動視準光／自動追尾光が目標物（プリズム及び反射物等）で反射して対物レンズへ入射し集束光となる光束において、視準光軸上での各々のダイクロイックプリズム反射面への入射角度を視準光軸に、より垂直に近づけることにより、対物レンズへ入射される光束の偏光状態に関係なく、望遠鏡視準光軸上での光束分割を可能にするとともに、更にダイクロイックコートの特性により生じる望遠鏡接眼での色を改善することを可能とし、更には第１反射面で反射した後全反射を利用し同一プリズム内で２回反射するようにしたため、測量機望遠鏡部内のスペースを有効に利用することができる。また、第１の反射面５８に入射した赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）は第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と分割された後、入射面５６側に反射し、入射面５６で赤外光受光部５２側に全反射するので、赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）の減衰率を小さく抑えて効率良く赤外光受光部５２に導くことができる。

また、第１の反射面を、視準光軸上における法線に対する入射角度が２５°〜２７°になるように配置することで、第１の反射面で反射した赤外光を入射面で赤外光受光系側に効率良く全反射させることができるとともに、第１の反射面に入射した光の偏光状態によらず、第１の反射面で赤外光と可視光に分割することができる。更には、全反射を利用することで、望遠鏡接眼方向へ光軸を導くことが可能になり、望遠鏡対物レンズ側のスペースを有効に利用できる。

また、第２の反射面を、視準光軸上における法線に対する入射角度が２３°〜２５°になるように配置することで、可視光に含まれる測距光を効率良く反射させることができるとともに、第２の反射面に入射した光の偏光状態によらず、第２の反射面で可視光に含まれる測距光を分割することができる。更にはダイクロイックコートの特性により生じる結像面の色収差での色の改善にもつながっている。

請求項２に係るダイクロイックプリズムによる光分割した測量機においては、請求項１に記載のダイクロイックプリズムによる光分割した測量機において、前記測距光λ１は６７０ｎｍ〜６９０ｎｍであり、前記赤外光λ２は８３０ｎｍ〜８５０ｎｍである構成とした。

（作用）入射角度がそれぞれ２３°〜２５°、２５°〜２７°に設定されるに従って第１の反射面で自動視準光／自動追尾光（８３０ｎｍ〜８５０ｎｍ）を反射し、第２の反射面で測距光（６７０ｎｍ〜６９０ｎｍ）を選択することにより自動視準光／自動追尾光および測距光を分離させることができる。

請求項３に係るダイクロイックプリズムによる光分割した測量機においては、請求項１または２に記載のダイクロイックプリズムによる光分割した測量機において、前記ダイクロイックプリズムには、前記測距光λ１と前記赤外光λ２を分割した後に、前記測距光λ１と前記赤外光λ２各々の波長を透過させるバンドパスフィルタが接合されている構成とした。

（作用）分割された自動視準光／自動追尾光および測距光をさらにバンドパスフィルタを設けて構成したことにより外乱光のノイズを除去することができる。

本発明によれば、測距光、自動視準光／自動追尾光を備えた測量機において出射される測距光、自動視準光／自動追尾光が目標物（プリズム及び反射物等）で反射して対物レンズへ入射し集束光となる光束において、視準光軸上での各々のダイクロイックプリズム反射面への入射角度を視準光軸に、より垂直に近づけることにより、対物レンズへ入射される光束の偏光状態に関係なく、望遠鏡視準光軸上での光束分割を可能にするとともに、更にダイクロイックコートの特性により生じる望遠鏡接眼での色を改善することを可能とし、更には第１反射面で反射した後全反射を利用し同一プリズム内で２回反射することを特徴とするため、測量機望遠鏡部内のスペースを有効に利用することができる。また、第１の反射面５８に入射した赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）は第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と分割された後、入射面５６側に反射し、入射面５６で赤外光受光部５２側に全反射するので、赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）の減衰率を小さく抑えて効率良く赤外光受光部５２に導くことができる。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を示す測量機の要部光学系構成図、図２は、入射角度が４５°に設定された反射面に入射した光束の視準光軸上での入射角度に対しての波長と透過率との関係を示す特性図、図３は、入射角度が２７°に設定された反射面に入射した光束の視準光軸上での入射角度に対しての波長と透過率との関係を示す特性図である。

図１において、測量機望遠鏡１０は、送光系として、自動視準／自動追尾用光源１２、測距光源１４、自動視準／自動追尾コリメータレンズ１６、反射鏡１８、測距光コリメータレンズ２０、ダイクロイックミラー２２、反射プリズム２４、平行平面ガラス２６を備え、対物レンズ２８、合焦レンズ３０、正立プリズム３２、焦点板３４、接眼レンズ３６を含む視準光学系の他に、対物レンズ２８と合焦レンズ３０との間の視準光軸Ｌ１上に配置された光束分割光学系３８を備えて構成されている。この視準光学系で目標物又は視準点を確認することができ、焦点板３４上には十字線が設けられ、十字線の交点が視準光学系の視準軸となっている。

受光系として、自動視準／自動追尾用光源１２は、自動追尾光／自動視準光となる赤外光として発光するレーザダイオードを用いて構成されている。自動視準／自動追尾用光源１２の赤外光は、自動視準／自動追尾コリメータレンズ１６を透過し、反射鏡１８で反射した後、ダイクロイックミラー２２を透過し、反射プリズム２４で反射し、視準望遠鏡の最先端に配置された平行平面ガラス２６から目標物（ターゲット）に向けて照射されるようになっている。

測距光源１４は、可視光として発光するレーザダイオードを用いた構成されている。測距光源１４の測距光は、測距光コリメータレンズ２０を透過して、ダイクロイックミラー２２で反射し、反射プリズム２４で再度反射した後、平行平面ガラス２６から目標物（ターゲット）に向けて照射されるようになっている。

赤外光λ２（８３０〜８５０ｎｍ）または測距光λ１（６７０〜６９０ｎｍ）が目標物で反射すると、目標物で反射した反射光は平行平面ガラス２６を透過して対物レンズ２８に入射する。対物レンズ２８に入射した反射光は視準光軸Ｌ１に沿って伝播し、光束分割光学系３０によって３つの光束、例えば、視準光（４００〜６７０ｎｍ）、測距光（６７０〜６９０ｎｍ）、赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）に分割される。分割された光束のうち視準光（４００〜６７０ｎｍ）が視準光学系を介して伝播し、この視準光（４００〜６７０ｎｍ）に従って目標物又は視準点の確認が行われる。

光束分割光学系３８は、光束分割装置として、ダイクロイックプリズム４０、４２、４４、自動視準／自動追尾光用（両帯域用）バンドパスフィルタ４６、集光レンズ４８、測距光用バンドパスフィルタ５０を備えて構成されており、ダイクロイックプリズム４０の光軸Ｌ２の延長線上に、自動追尾光／自動視準光となる赤外光λ２（８３０〜８５０ｎｍ）を受光する固体撮像素子５２が配置され、ダイクロイックプリズム４２の光軸Ｌ３の延長線上には、測距光λ１（６７０〜６９０ｎｍ）を受光する測距光受光系としての光電変換素子５４が配置されている。

ダイクロイックプリズム４０、４２、４４は、ダイクロイックプリズム４２を間にして互いに接合された状態で、視準光軸Ｌ１上に配置されており、ダイクロイックプリズム４０の光軸Ｌ２上に自動視準／自動追尾光用（両帯域用）バンドパスフィルタ４６と集光レンズ４８が配置され、ダイクロイックプリズム４２の光軸Ｌ３上に測距光用バンドパスフィルタ５０が配置されている。測距光用バンドパスフィルタ５０は、外乱光を除去するために設けられている。

ダイクロイックプリズム４０には、対物レンズ２８と相対向し、視準光軸Ｌ１に垂直な入射面５６が形成されているとともに、ダイクロイックプリズム４０とダイクロイックプリズム４２との接合面であって、合焦レンズ３０側に傾斜した第１の反射面５８が形成されている。第１の反射面５８にダイクロイックコーティングが施されており、第１の反射面５８の視準光軸Ｌ１における法線に対する入射角度は、２５°〜２７°に設定されている。すなわち、ダイクロイックプリズム４０は、対物レンズ２８を透過した光のうち測距光を含む可視光（４００〜６９０ｎｍ）または赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）を入射面５６に入射し、入射面５６を透過した光（光束）を第１の反射面５８で測距光を含む可視光（４００〜６９０ｎｍ）と赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）に分割し、分割された測距光を含む可視光（４００〜６９０ｎｍ）を透過し、分割された赤外光λ２（８３０〜８５０ｎｍ）を入射面５６側に反射するようになっている。この際、第１の反射面５８の視準光軸Ｌ１における法線に対する入射角度は、例えば、２５°〜２７°に設定されているので、第１の反射面５８に入射する光の偏光状態（Ｓ偏光、Ｐ偏光）によらず、第１の反射面５８に入射した光のうち赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）を入射面５６側に反射させた後、入射面５６で赤外光受光部５２側に全反射させるようになっている。入射面５６で全反射した赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）はダイクロイックプリズム４０を透過した後、自動視準／自動追尾光用（両帯域用）バンドパスフィルタ４６、集光レンズ４８を介して固体撮像素子５２に入射する。

ここで、図２に示すように、第１の反射面５８の視準光軸Ｌ１における入射角度を４５°に設定すると、入射面５６を透過した光（光束）がＳ偏光であれば、第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）に分割することは容易であるが、入射面５６を透過した光（光束）がＳ偏光以外の偏光状態では、第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）を効率良く分割することは困難である。これに対して、第１の反射面５８の視準光軸Ｌ１における法線に対する入射角度を、２５°〜２７°に設定すると、例えば、図３に示すように、第１の反射面５８の視準光軸Ｌ１における入射角度を２７°に設定すると、入射面５６を透過した光（光束）がＳ偏光またはＰ偏光であっても、あるいはＳ偏光またはＰ偏光成分を含まない光束（Ａｖｅ）であっても、すなわち、偏光状態によらず、第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）に分割することは容易である。

このように、第１の反射面５８に入射した赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）は第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と分割された後、入射面５６側に反射し、入射面５６で赤外光受光部５２側に全反射するので、赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）の減衰率を小さく抑えて効率良く赤外光受光部５２に導くことができる。

固体撮像素子５２に赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）が入射すると、固体撮像素子５２において、赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）を利用して、画像処理が実行され、この処理結果を基に自動追尾または自動視準が行われる。

一方、ダイクロイックプリズム４２には、ダイクロイックプリズム４２とダイクロイックプリズム４４との接合面であって、第１の反射面５８とは逆に、対物レンズ２８側に傾斜した第２の反射面６０が形成されており、ダイクロイックプリズム４４には、合焦レンズ３０と相対向し、視準光軸Ｌ１に垂直な出射面６２が形成されている。第２の反射面６０にはダイクロイックコーティングが施されており、第２の反射面６０の視準光軸Ｌ１における法線に対する入射角度は、２３°〜２５°に設定されている。すなわち、ダイクロイックプリズム４２は、ダイクロイックプリズム４０を透過した測距光を含む可視光（４００〜６９０ｎｍ）を透過させるともに、第２の反射面６０で測距光を含む可視光（４００〜６９０ｎｍ）を視準光（４００〜６７０ｎｍ）と測距光（６７０〜６９０）に分割し、分割された測距光（６７０〜６９０）を光軸Ｌ３に沿って反射させ、視準光（４００〜６７０ｎｍ）をダイクロイックプリズム４４側に透過させるようになっている。

この際、第２の反射面６０の視準光軸Ｌ１における法線に対する入射角度は、２３°〜２５°に設定されているので、第２の反射面６０に入射する光の偏光状態（例えば、Ｓ偏光、Ｐ偏光）によらず、第２の反射面６０に入射した光のうち測距光（６７０〜６９０ｎｍ）を測距光受光部５４側に反射させるようになっている。第２の反射面６０で反射した測距光（６７０〜６９０ｎｍ）はダイクロイックプリズム４２を透過した後、測距光用バンドパスフィルタ５０を介して光電変換素子５４に入射する。

このように、第２の反射面６０に入射した測距光を含む可視光（４００〜６９０ｎｍ）は、第２の反射面６０で視準光（４００〜６７０ｎｍ）と測距光（６７０〜６９０ｎｍ）に分割された後、入射面５６側に反射することなく、測距光受光系としての光電変換素子５４に効率良く導かれる。

光電変換素子５４を含む測距光受光系には、目標物からの反射光に含まれる測距光（６７０〜６９０ｎｍ）の他に、測距光源１４から内部参照光路（図示せず）を介して参照光が入射するようになっている。この測距光受光系は、受光素子（受光ダイオード）の他に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有するマイクロコンピュータや信号発生器などを備え、受光素子が測距光（６７０〜６９０ｎｍ）を受光したときに、測距光（６７０〜６９０ｎｍ）に対する光電変換を行って測距信号を生成し、一方、内部参照光路から参照光を受光したときには、参照光に対する光電変換を行って参照信号を生成する光電変換手段として構成されているとともに、受光素子の生成による測距信号と参照信号との位相差を求め、この位相差を基に目標物までの距離を演算する演算手段としての機能を備えて構成されている。

上記構成による測量機望遠鏡１０を用いて測距を行うときには、まず、測距光源１４を点灯駆動する。測距光源１４の点灯による測距光（６７０〜６９０ｎｍ）は、測距光コリメータレンズ２０を透過してダイクロイックミラー２２で反射した後、反射プリズム２４に入射し、反射プリズム２４から平行平面ガラス２６を介して、壁や反射プリズムなどの目標物（ターゲット）に向けて送光される。

測距光（６７０〜６９０ｎｍ）が反射プリズムなどの目標物で反射したときには、この反射光は平行平面ガラス２６を通過したあと対物レンレンズ２８を介してダイクロイックプリズム４０に入射する。ダイクロイックプリズム４０に入射した反射光の一部は視準光（４００〜６７０ｎｍ）として、ダイクロイックプリズム４２、４４、合焦レンズ３０、正立プリズム３２を透過して焦点板３４に結像し、結像した像は、接眼レンズ３６を介して、作業者の網膜に結像する。これにより、目標物に対する視準が行われる。一方、ダイクロイックプリズム４０に入射した反射光の残りは、ダイクロイックプリズム４２を伝播する過程で、第２の反射面６０で視準光（４００〜６７０ｎｍ）と分割されて測距光（６７０〜６９０ｎｍ）として光軸Ｌ３側に反射する。第２の反射面６０で反射した測距光（６７０〜６９０ｎｍ）はダイクロイックプリズム４２を透過した後、測距光用バンドパスフィルタ５０を介して光電変換素子５４に入射する。このとき、光電変換素子５４においては、測距光（６７０〜６９０ｎｍ）に対する光電変換と参照光に対する光電変換が実行され、測距信号と参照信号との位相差を基に目標物までの距離が求められる。

次に、測量機望遠鏡１０を用いて自動追尾/自動視準を行いときには、測距光源１２を点灯駆動する。測距光源１２の点灯による赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）は、自動視準／自動追尾コリメータレンズ１６を透過して反射鏡１８で反射した後、ダイクロイックミラー２２を透過して反射プリズム２４に入射し、反射プリズム２４から平行平面ガラス２６を介して、反射プリズムなどの目標物に向けて送光される。

赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）が反射プリズムなどの目標物で反射したときには、この反射光は平行平面ガラス２６を通過したあと対物レンレンズ２８を介してダイクロイックプリズム４０に入射する。ダイクロイックプリズム４０に入射した反射光がダイクロイックプリズム４０を伝播する過程で、第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と分割されて赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）として入射面５６側に反射する。第１の反射面５８に入射した赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）は入射面５６で全反射した後、ダイクロイックプリズム４０を透過し、自動視準／自動追尾光用（両帯域用）バンドパスフィルタ４６、集光レンズ４８を介して固体撮像素子５２に入射する。

固体撮像素子５２に赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）が入射すると、赤外光受光部５２において、赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）に対する光電変換処理が実行され、この処理結果を基に赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）に従った自動追尾または自動視準が行われる。

本実施例によれば、対物レンズ２８と合焦レンズ３０との間の視準光軸Ｌ１上に光束分割光学系３８を配置して、対物レンズ２８を透過した光（光束）を分割するに際して、第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）とを分割し、分割されて赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）を入射面５６で赤外光受光部５２側へ全反射させるようにしたため、望遠鏡接眼部へ光軸を導くことが可能になり、望遠鏡対物レンズ側のスペースを有効に利用できる。

また、第１の反射面５８を、視準光軸Ｌ１上における法線に対する入射角度が２５°〜２７°になるように配置することで、第１の反射面５８で反射した赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）を入射面５６で赤外光受光部５２側に効率良く全反射させることができるとともに、第１の反射面５８に入射した光の偏光状態によらず、第１の反射面５８で可視光（４００〜６９０ｎｍ）と赤外光（８３０〜８５０ｎｍ）に分割することができる。

また、第２の反射面６０を、視準光軸Ｌ１上における入射角度が２３°〜２５°になるように配置することで、第２の反射面６０で反射した測距光（６７０〜６９０ｎｍ）を入射面５６側に反射させることなく、光電変換素子５４側に効率良く導くことができる。また、前記記載の視準光軸Ｌ１上における法線に対する入射角度を２３°〜２５°にすることにより、ダイクロイックコートの特性により生じる望遠鏡接眼での色の改善になる。

本発明の一実施例を示す測量機の要部光学系構成図である。入射角度が４５°に設定された反射面に入射した光束の視準光軸上での入射角度に対しての波長と透過率との関係を示す特性図である。入射角度が２７°に設定された反射面に入射した光束の視準光軸上での入射角度に対しての波長と透過率との関係を示す特性図である。従来の光束分割装置のブロック構成図である。

符号の説明

１０測量機望遠鏡
１２自動視準／自動追尾用光源
１４測距光源
１８反射鏡
２２ダイクロイックミラー
２４反射プリズム
２８対物レンズ
３０合焦レンズ
３２正立プリズム
３４焦点板
３８光束分割光学系
４０、４２、４４ダイクロイックプリズム
５２固体撮像素子
５４光電変換素子
５６入射面
５８第１の反射面
６０第２の反射面

Claims

測距光及び自動視準光／自動追尾光を望遠鏡内に備え、前記望遠鏡より目標物に向かって測距光及び自動視準光／自動追尾光を出射することが可能な測量機において、対物レンズと合焦レンズとの間の視準光軸に沿って、前記対物レンズ側から前記合焦レンズ側へ伝播する光を波長帯別に分割し、視準光に対して垂直に配置される対物レンズからの可視光及び測距光及び自動視準光／自動追尾光を含む光線全てを透過する入射面と前記入射面に対して傾斜して配置されて前記入射面を透過した光のうち、前記自動視準光／自動追尾光に使われる赤外光λ２を前記入射面側に前記視準光軸に対して反射し、測距光λ１を含む可視光を透過させる第１の反射面と前記入射面に対して前記第１の反射面とは逆方向に傾斜して配置されて、前記第１の反射面を透過した測距光λ１を含む可視光のうち測距光λ１を前記視準光軸に対して前記第１の反射面とは逆方向に反射し、前記可視光を透過する第２の反射面をダイクロイックプリズムにより光分割した測量機であって、
前記第１の反射面は、前記視準光軸上における法線に対する入射角度が２５°〜２７°に設定され、該第１の反射面で前記赤外光λ２と前記可視光とに分割するとともに、該第１の反射面で反射された前記赤外光λ２は光分割されたのち前記入射面で全反射されて赤外光受光部に導かれ、
前記第２の反射面は、前記視準光軸上における法線に対する入射角度が２３°〜２５°に設定され、該第２の反射面で前記可視光に含まれる測距光λ１を分割することを特徴とするダイクロイックプリズムによる光分割した測量機。
請求項１に記載のダイクロイックプリズムによる光分割した測量機において、前記測距光λ１は６７０ｎｍ〜６９０ｎｍであり、前記赤外光λ２は８３０ｎｍ〜８５０ｎｍであることを特徴とするダイクロイックプリズムによる光分割した測量機。
請求項１または２に記載のダイクロイックプリズムによる光分割した測量機において、前記ダイクロイックプリズムには、前記測距光λ１と前記赤外光λ２を分割した後に、前記測距光λ１と前記赤外光λ２各々の波長を透過させるバンドパスフィルタが接合されていることを特徴とするダイクロイックプリズムによる光分割した測量機。