JP5823090B2 - 測距装置 - Google Patents

Description

本発明は、測距装置に関する。

対象物へ向けて光を送光した時点と、該対象物からの反射光を受光した時点との時間差に基づいて対象物までの距離を測る測距装置において、対象物上の測定点を視認し得るようにする可視光源（ポインタ光源）を備えるものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００１−１４１８２５号公報

一般に、ポインタ光源としては高輝度でビーム広がりが少ないレーザ光源が好適である。しかしながら、レーザ光は光パワーが強いため、作業者等に向けてポインタ光を発しないような配慮が必要であった。

請求項１の発明による測距装置は、対象物に向けて測距用の光を送光する第１送光手段と、前記測距用の光が前記対象物との間を往復する時間に基づいて前記対象物までの距離を測る測距手段と、前記対象物に向けて前記測距用の光と異なるポインタ光を送光する第２送光手段と、前記ポインタ光で照射された前記対象物を観察する観察光学系と、前記第１送光手段、前記第２送光手段および前記測距手段をそれぞれ制御する制御手段とを備え、前記測距手段は、前記対象物で反射された前記測距用の光を受光する受光回路を含み、前記制御手段は、前記第１送光手段から前記測距用の光が送光され且つ前記第２送光手段から前記ポインタ光が送光されている状態で前記受光回路の受光レベルが所定の判定閾値を超えた場合、前記ポインタ光の送光を停止させるとともに前記測距用の光の送光を継続することを特徴とする。

本発明による測距装置では、不要なポインタ光の送光を止めることができる。

本発明の一実施の形態による光波式測距装置の電気的な構成を説明するブロック図である。 図１の光波式測距装置の光学的な構成を説明するブロック図である。 ポインタ光制御処理の流れを説明するフローチャートである。 整準時のポインタ光制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 ガイド照明光を伴うポインタ光制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 視準時のポインタ光制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 視準の微調整時のポインタ光制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 測距時のポインタ光制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 対回観測時のポインタ光制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 他の処理時のポインタ光制御処理の詳細を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態による光波式測距装置の電気的な構成を説明するブロック図である。図１において、測距装置は、演算制御回路１と、時間計測回路２と、測距光駆動回路３Ａと、ポインタ光駆動回路３Ｂと、送光回路４と、受光回路５と、増幅回路６と、タイミング検出回路７と、信号レベル測定回路８と、調光フィルタ部９と、エンコーダ１１および１２と、傾斜センサ１３および１４と、操作部材１５と、ガイド照明光駆動回路２１と、ガイド照明装置２２とを有する。

演算制御回路１はマイクロコンピュータ等で構成され、測距装置内各部の動作を制御するとともに、後述する受信信号１のレベル検出を行う。時間計測回路２はＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)などによって構成される。時間計測回路２は、演算制御回路１から送出される発光指示信号Sig１０１に応じて、送信トリガ信号Sig１０２を測距光駆動回路３Ａへ送出する。時間計測回路２はさらに、送信トリガ信号Sig１０２を送出してから後述する計測ストップ信号Sig１１２を受け取るまでの時間ｔを計測する。ここで、時間ｔが後述する送光光学系４２を介して外部送光パルス１０５（測距光）を対象物へ向けて送光してから、受光光学系５１を介して受光パルス１０６（反射された測距光）を受光するまでの時間に相当するように、あらかじめ各回路の伝播遅延時間が調節されている。

演算制御回路１は、時刻ｔと光速度との積を算出して対象物までの距離Ｄを得る。具体的には、Ｄ＝ｃ／ｎ×ｔ／２により算出する。ここで、ｃは真空中の光速度であり、ｎは空気の屈折率である。ｃをｎで除算するのは、外部送光パルス１０５（測距光）および受光パルス１０６（反射された測距光）が空気中を進行するので、空気中の光速度を得るためである。また、２で除算するのは、時間ｔが対象物と測距装置との間の測距光の往復時間に相当することから、片道距離に換算するためである。

測距光駆動回路３Ａは、送信トリガ信号Sig１０２に同期させた送信ドライブ信号Sig１０３を送光回路４へ送る。送信ドライブ信号Sig１０３は、送光回路４から外部送光パルス１０５（測距光）を送光させるための信号である。本実施形態では、測距光として赤外光を用いる。

ポインタ光駆動回路３Ｂは、送信トリガ信号Sig１２０に同期させた送信ドライブ信号Sig１２１を送光回路４へ送る。送信ドライブ信号Sig１２１は、送光回路４からポインタ光を送光させるための信号である。ポインタ光は、対象物上の測定点を作業者が視認し得るようにする可視光源である。本実施形態では、ポインタ光として可視光を用いる。

送光回路４は、測距用発光素子４１、ポインタ用発光素子４３および送光光学系４２を含む。送光回路４は、送信ドライブ信号Sig１０３に応じて測距用発光素子４１をパルス駆動し、発光パルス１０４を出力させる。測距用発光素子４１は、たとえば、赤外波長の光を発する半導体レーザによって構成される。

また、送光回路４は、送信ドライブ信号Sig１２１に応じてポインタ用発光素子４３を駆動し、ポインタ光１２２を出力させる。ポインタ用発光素子４３は、たとえば、赤色光を発する半導体レーザによって構成される。

内部の光路切換器４２-c（図２を参照して後述）が「内部光路」側に切り替えられている場合の送光光学系４２は、送光パルス１０４を内部送光パルス１１５として調光フィルタ部９へ導く。調光フィルタ部９は、内部送光パルス１１５を所定の信号レベルに減衰した内部受光パルス１１６を出力する。

一方、内部の光路切換器４２-cが「外部光路」側に切り替えられている場合の送光光学系４２は、送光パルス１０４を外部送光パルス１０５（測距光）として対象物へ向けて送光する。対象物は、たとえば測量用ターゲットなどである。光路切換器４２-cは、演算制御回路１から送出される光路切換信号Sig１１７によって制御される。

対象物で反射された測距光は、受光パルス１０６として受光回路５で受光される。受光回路５は、受光光学系５１、調光回路５２、合波回路５３および受光素子５４を含む。受光光学系５１を通過した受光パルス１０７は、調光回路５２および合波回路５３を介して受光素子５４へ入射される。調光回路５２は、たとえば、不図示のモータで駆動される濃度可変フィルタを有し、受光パルス１０６を減衰させて所定レベルの受光パルス１０８を出力する。調光回路５２による光の減衰量は、演算制御回路１から送出されるモータ駆動信号Sig１１８によって制御される。

合波回路５３は、上述した内部受光パルス１１６が入射された場合には、該受光パルスを受信パルス光１０９として受光素子５４へ導く。また、合波回路５３は、上述した受光パルス１０８が入射された場合には、該受光パルスを受信パルス光１０９として受光素子５４へ導く。

受光素子５４は、たとえばアバランシェフォトダイオードによって構成され、受信パルス光１０９を光電変換する。光電変換信号は、受信信号Sig１１０として増幅回路６へ送出される。増幅回路６は受信信号Sig１１０を増幅し、増幅後の受信信号Sig１１１をタイミング検出回路７および信号レベル測定回路８へそれぞれ送出する。

内部の光路切換器４２-cが「外部光路」側に切り替えられている場合の送光光学系４２はさらに、ポインタ光１２２を外部送光パルス１０５（測距光）とともに対象物へ向けて送光する。

タイミング検出回路７は、受信信号Sig１１１のレベルがある基準値を超えたタイミングを検出し、検出したタイミングに対応した計測ストップ信号Sig１１２を時間計測回路２へ送出する。時間計測回路２は、計測ストップ信号Sig１１２を受けると測定終了信号Sig１１４を演算制御回路１へ送る。

受信信号Sig１１１を受けた信号レベル測定回路８は、受信信号Sig１１１のピークレベルに対応した振幅レベル信号Sig１１３を演算制御回路１へ送る。演算制御回路１は、測定終了信号Sig１１４をトリガにして、内蔵するＡ／Ｄコンバータ（不図示）によって振幅レベル信号Sig１１３をＡ／Ｄ変換することにより、該信号Sig１１３のレベル検出を行う。

測距装置は、当該測距装置が水平に設置（整準と呼ばれる）された状態で、後述する測距方向を垂直軸の回りおよび水平軸の回りにそれぞれ回動自在に構成される。エンコーダ１１は、垂直軸の回動角を示す角度信号を発生して演算制御回路１へ送出する。エンコーダ１２は、水平軸の回動角を示す角度信号を発生して演算制御回路１へ送出する。

傾斜センサ１３および傾斜センサ１４は、直交する２軸（一方をＸ軸、他方をＹ軸と呼ぶ）方向のそれぞれについての傾斜角を検出する。傾斜センサ１３による検出信号は、Ｘ軸の傾き検出信号として演算制御回路１へ入力される。傾斜センサ１４による検出信号は、Ｙ軸の傾き検出信号として演算制御回路１へ入力される。

操作部材１５は、測距（距離測定）開始スイッチ、ポインタ光オン／オフスイッチ、およびガイド照明光オン／オフスイッチ、メニュースイッチなどを含み、各操作内容に応じた操作信号を演算制御回路１へ送出する。

ガイド照明光駆動回路２１は、送信トリガ信号Sig１３０に同期させた送信ドライブ信号Sig１３１をガイド照明装置２２へ送る。送信ドライブ信号Sig１３１は、ガイド照明装置２２からガイド照明光を送光させるための信号である。ガイド照明装置２２は、対象物を移動させる作業者に測距装置による測距方向を知らせる可視光を発する。たとえば、測距方向を挟んで一方の側に連続光を送光し、他方の側には点滅光を送光するように構成される。作業者は、連続光と点滅光の双方が観察できる位置を探すことにより、測距装置が向いている方向（すなわち測距方向）を見つけることができる。

図２は、図１の光波式測距装置の光学的な構成を説明するブロック図である。図２において、測距装置の光学系は、送光部４Ａ、受光部５Ａ、および望遠鏡部１０に大別される。本実施形態では、送光部４Ａ、受光部５Ａおよび望遠鏡部１０の光軸を同一軸に構成し、後述する対物レンズなど一部の構成を送光部４Ａ、受光部５Ａおよび望遠鏡部１０間で兼用している。なお、本例ではガイド照明装置２２の光学的構成を他のブロックの構成と独立させているので、図２においては図示を省略している。

送光部４Ａは、測距用発光素子４１、ポインタ用発光素子４３および送光光学系４２によって構成される。送光光学系４２は、レンズ４２-a、ビームスプリッタ４２-b、光路切換器４２-c、ミラー４２-d、対物レンズ４２-e、レンズ４２-fおよびミラー４２-gを含む。レンズ４２-aは、測距用発光素子４１が発した光をコリメートする。レンズ４２-fは、ポインタ用発光素子４３が発した光をコリメートする。

ビームスプリッタ４２-bは、測距用発光素子４１からの光が入射された場合は、当該発光パルス１０４（図１）を２分割する。ビームスプリッタ４２-bはさらに、ポインタ用発光素子４３からの光が入射された場合は、当該ポインタ光１２２（図１）を２分割する。２分割されたそれぞれの光は、光路切換器４２-cによって切り替えられている側の光が用いられ、他方の光は廃棄される。

光路切換信号Sig１１７（図１）によって「内部光路」側へ切り換え指示を受けた光路切換器４２-cは、ビームスプリッタ４２-bから射出される光を調光フィルタ部９へ導く。また、光路切換信号Sig１１７（図１）によって「外部光路」側へ切り換える指示を受けた光路切換器４２-cは、ビームスプリッタ４２-bから射出される光をミラー４２-dへ導く。

ミラー４２-dは、ビームスプリッタ４２-bから射出された光（測距光）を折り曲げて対物レンズ４２-eへ導く。ミラー４２-gは、レンズ４２-fでコリメートしたポインタ光を折り曲げて対物レンズ４２-eへ導く。対物レンズ４２-eは、対象物に向けて測距光、ポインタ光を射出する。本実施形態では、「外部光路」側への切り換え時に対物レンズ４２-eの中心部を介して測距光、ポインタ光を射出するように構成されている。上述したように、対物レンズ４２-eは、望遠鏡部１０の対物レンズ１０-a、および受光部５Ａの対物レンズ５１-aを兼ねるように構成されている。

受光部５Ａは、受光光学系５１、調光部５２Ａ、合波部５３Ａ、および受光素子５４を含む。受光光学系５１は、対物レンズ５１-aおよびダイクロイックプリズム５１-bによって構成される。対物レンズ５１-aに入射した対象物からの光（反射された測距光）は、ダイクロイックプリズム５１-bへ導かれる。ダイクロイックプリズム５１-bは、所定波長成分（本実施形態では赤外波長領域）の光を折り曲げて結合プリズム５３-aへ導き、所定波長成分以外の光（本実施形態では可視波長領域光）を望遠鏡部１０の観察光学系へ導く。

調光部５２Ａは、図１の調光回路５２に対応する。合波部５３Ａは図１の合波回路５３に対応し、結合プリズム５３-a、受信ファイバ５３-b、および結合光学系５３-cを含む。結合プリズム５３-aは、調光フィルタ部９で減衰された光を受信ファイバ５３-bへ入射させる一方、ダイクロイックプリズム５１-bによって折り曲げられた光（赤外波長光）を受信ファイバ５３-bへ入射させる。受信ファイバ５３-bを通った光は、結合光学系５３-cによって受光素子５４の受光面に入射される。ここで、結合光学系５３-cは波長選択フィルタを含み、送光部４Ａによる発光波長（赤外波長）と異なる波長の不要な光（たとえば太陽光など）を減衰させるように構成されている。

望遠鏡部１０は、対物レンズ１０-a（５１-a、４２-eを兼用）、ダイクロイックプリズム１０-a（５１-bと兼用）、および観察光学系を含む。観察光学系は、たとえば、合焦レンズ１０-c、正立プリズム１０-d、焦点板１０-eおよび接眼レンズ１０-fによって構成される。

観察光学系へ導かれた可視光は、合焦レンズ１０-cおよび正立プリズム１０-dを通って焦点板１０-eに結像する。観察者は、焦点板１０-e上の中間正立像を接眼レンズ１０-fを介して観察する。

上記測距装置は、該測距装置から対象物までの距離測定処理を(i)光量平衡処理、(ii)予備測定処理、(iii)本測定処理の順番で行う。本実施形態では、これら(i)〜(iii)の処理をまとめて測定処理と呼ぶ。
＜光量平衡処理＞
光量平衡処理は、上述した「内部光路」側への切り換え時に受光部５Ａで受光される光の受光レベルと、上述した「外部光路」側への切り換え時に受光部５Ａで受光される光の受光レベルとを揃えるように、調光部５２Ａによる減衰量を調節する処理である。具体的には、「外部光路」側へ切り換え時に演算制御回路１が検出する信号Sig１１３のレベルを、「内部光路」側へ切り換え時に演算制御回路１が検出する信号Sig１１３のレベルに近づけるように、調光部５２Ａへ送出するモータ駆動信号Sig１１８にて濃度可変フィルタの濃度を変化させることにより、受光レベルを調節する。

＜予備測定処理＞
予備測定処理は、本測定前に、測距装置から対象物までの概略の距離を測定し、この概略距離を予備測定値ＤＰとする処理である。

＜本測定処理＞
本測定処理は、予備測定値ＤＰを用いて測距装置から対象物までの距離を所定回数繰り返し測定する。測定値のうち予備測定値ＤＰを含む所定範囲から外れる測定値を廃棄し、所定範囲内に含まれる測定値の数があらかじめ設定されている測定回数（たとえば２０００回〜７０００回）に達するまで本測定を繰り返す。測距装置は、上記所定回数分の測定値に基づいて、たとえば単純平均値を算出することにより、対象物までの距離Ｄ（本測定値）を求める。

本実施形態は、ポインタ光の発光時のポインタ光の発光制御処理に特徴を有するので、以降はフローチャートを参照してポインタ光のオンオフ制御を中心に説明する。図３は、演算制御回路１が行うポインタ光制御処理の流れを例示するフローチャートである。演算制御回路１は、測距装置のメインスイッチ（不図示）がオン操作され、各ブロックへ電源供給が行われている状態で図３による処理プログラムを繰り返し実行する。

図３のステップＳ１において、演算制御回路１は発光指示信号Sig１０１を送信し、測距光駆動回路３Ａにより測距用発光素子４１を発光させてステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、演算制御回路１はポインタ光のオン操作の有無を判定する。演算制御回路１は、操作部材１５からポインタ光のオン操作信号が入力された場合にステップＳ２を肯定判定してステップＳ３へ進む。演算制御回路１は、操作部材１５からポインタ光のオン操作信号が入力されない場合には、ステップＳ２を否定判定してステップＳ７へ進む。

ステップＳ３において、演算制御回路１は、送信トリガ信号Sig１２０をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ４へ進む。これにより、送光回路４からポインタ光が発光される。

ステップＳ４において、演算制御回路１は、整準時のポインタ光制御処理を行ってステップＳ５へ進む。整準時のポインタ光制御処理の詳細については後述する。

ステップＳ５において、演算制御回路１は、ガイド照明光を伴うポインタ光制御処理を行ってステップＳ６へ進む。ガイド照明光を伴うポインタ光制御処理の詳細については後述する。

ステップＳ６において、演算制御回路１は、視準時のポインタ光制御処理を行ってステップＳ７へ進む。視準時のポインタ光制御処理の詳細については後述する。

ステップＳ７において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ７を肯定判定してステップＳ８へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ７を否定判定してステップＳ１０へ進む。本実施形態では、操作部材１５からポインタ光のオフ操作信号が入力された場合には、いつでもポインタ光の発光を停止させるように構成されている。

ステップＳ８において、演算制御回路１はポインタ光のオン操作の有無を判定する。演算制御回路１は、操作部材１５からポインタ光のオン操作信号が入力された場合にステップＳ８を肯定判定してステップＳ９へ進む。演算制御回路１は、操作部材１５からポインタ光のオン操作信号が入力されない場合には、ステップＳ８を否定判定して当該判定処理を繰り返す。

ステップＳ９において、演算制御回路１は、送信トリガ信号Sig１２０をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ１０へ進む。これにより、送光回路４からポインタ光が発光される。

ステップＳ１０において、演算制御回路１は、微調整時のポインタ光制御処理を行ってステップＳ１１へ進む。微調整時のポインタ光制御処理の詳細については後述する。

ステップＳ１１において、演算制御回路１は、測距時のポインタ光制御処理を行ってステップＳ１２へ進む。測距時のポインタ光制御処理の詳細については後述する。

ステップＳ１２において、演算制御回路１は、対回観測時のポインタ光制御処理を行ってステップＳ１３へ進む。対回観測整時のポインタ光制御処理の詳細については後述する。

ステップＳ１３において、演算制御回路１は、距離測定処理以外の他の処理時のポインタ光制御処理を行って図３による処理を終了する。他の処理については後述する。

＜整準時のポインタ光制御処理＞
整準時のポインタ光制御処理（Ｓ４）の詳細について、図４に例示したフローチャートを参照して説明する。図４のステップＳ４１において、演算制御回路１は、測距装置の傾きが所定値以上か否かを判定する。演算制御回路１は、傾斜センサ１３からの検出信号が示すＸ軸についての傾き、および傾斜センサ１４からの検出信号が示すＹ軸についての傾きの少なくとも一方が所定値以上である場合にステップＳ４１を肯定判定してステップＳ４３へ進む。演算制御回路１は、上記Ｘ軸および上記Ｙ軸の双方の傾きが所定値未満である場合には、ステップＳ４１を否定判定してステップＳ４２へ進む。

ステップＳ４２において、演算制御回路１は傾きの変動速度が所定値以上か否かを判定する。演算制御回路１は、上記Ｘ軸および上記Ｙ軸の双方の傾きのうち、少なくとも一方の変動速度が所定値以上の場合にステップＳ４２を肯定判定してステップＳ４３へ進む。演算制御回路１は、上記Ｘ軸および上記Ｙ軸の双方の傾きの変動速度が所定値未満である場合には、ステップＳ４２を否定判定して図４による処理を終了する。傾きの変動速度は、たとえば、所定時間ごとに検出される傾きの変化量が所定値を超える場合に、変動速度が所定値以上と判定する。

ステップＳ４３において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ４３を肯定判定してステップＳ４４へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ４３を否定判定して図４による処理を終了する。本実施形態では、操作部材１５からポインタ光のオフ操作信号が入力された場合に、いつでもポインタ光の発光を停止させるように構成しているので、後述するステップＳ４４でポインタ光の発光を停止する前に当該発光を停止させている場合がある。

ステップＳ４４において、演算制御回路１は、送信停止信号をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ４５へ進む。これにより、送光回路４によるポインタ光の発光が停止される。ステップＳ４５において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光であることを報知して図４による処理を終了する。報知は、たとえば不図示のランプを点灯させたり、不図示のスピーカから報知音を発生させたりすることによって行う。

＜ガイド照明光を伴うポインタ光制御処理＞
ガイド照明光を使用して視準する場合のポインタ光制御処理（Ｓ５）の詳細について、図５に例示したフローチャートを参照して説明する。図５のステップＳ５１において、演算制御回路１は、ガイド照明光が点灯中か否かを判定する。演算制御回路１は、ガイド照明光を点灯させている場合にステップＳ５１を肯定判定してステップＳ５２へ進む。演算制御回路１は、ガイド照明光を点灯させていない場合にはステップＳ５１を否定判定して図５による処理を終了する。

ステップＳ５２において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ５２を肯定判定してステップＳ５３へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ５２を否定判定して図５による処理を終了する。上述した図４における発光停止処理や、操作部材１５からポインタ光のオフ操作信号が入力されることにより、ポインタ光の発光を既に停止させている場合がある。

ステップＳ５３において、演算制御回路１は、送信停止信号をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ５４へ進む。これにより、送光回路４によるポインタ光の発光が停止される。ステップＳ５４において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光であることを報知して図５による処理を終了する。報知は、図４の場合と同様に行う。

＜視準時のポインタ光制御処理＞
視準時のポインタ光制御処理（Ｓ６）の詳細について、図６に例示したフローチャートを参照して説明する。図６のステップＳ６１において、演算制御回路１は、測距装置が向いている方向を示す水平軸角、垂直軸角の変動速度が所定値以上か否かを判定する。演算制御回路１は、エンコーダ１２により検出される水平軸についての回動角、およびエンコーダ１１により検出される垂直軸についての回動角のうち、少なくとも一方の変動速度が所定値以上の場合にステップＳ６１を肯定判定してステップＳ６５へ進む。演算制御回路１は、上記水平軸および上記垂直軸についての双方の検出角度の変動速度が所定値未満である場合には、ステップＳ６１を否定判定してステップＳ６２へ進む。検出角度の変動速度は、所定時間（たとえば０．２秒）ごとに検出される角度の変化量が所定値を超える場合に、変動速度が所定値以上と判定する。

ステップＳ６２において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ６２を肯定判定して図６による処理を終了する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ６２を否定判定してステップＳ６３へ進む。

ステップＳ６３において、演算制御回路１は、送信トリガ信号Sig１２０をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ６４へ進む。これにより、送光回路４からポインタ光が発光される。ステップＳ６４において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光である旨の報知を解除して図６による処理を終了する。

ステップＳ６１を肯定判定して進むステップＳ６５において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ６５を肯定判定してステップＳ６６へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ６５を否定判定してステップＳ６１へ戻る。

ステップＳ６６において、演算制御回路１は、送信停止信号をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ６７へ進む。これにより、送光回路４によるポインタ光の発光が停止される。ステップＳ６７において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光であることを報知してステップＳ６１へ戻る。報知は、図４、図５の場合と同様である。

ポインタ光が非発光の場合にステップＳ６１へ戻るのは、ポインタ光が次処理（視準微調整）に必要なことから、検出角度の変動速度が所定値未満になるのを待ってポインタ光を自動的に発光させるためである。

＜視準の微調整時のポインタ光制御処理＞
視準の微調整時のポインタ光制御処理（Ｓ１０）の詳細について、図７に例示したフローチャートを参照して説明する。図７のステップＳ１０１において、演算制御回路１は受光レベルが所定値を超えるか否かを判定する。所定値は、プリズムなど反射係数が高い対象物で反射された測距光が受光回路５で受光される場合の信号レベルに相当する値である。演算制御回路１は、振幅レベル信号Sig１１３のレベル検出結果が所定値を超えている場合にステップＳ１０１を肯定判定してステップＳ１０２へ進む。演算制御回路１は、上記レベル検出結果が所定値以下の場合には、ステップＳ１０１を否定判定してステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０２において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ１０２を肯定判定してステップＳ１０３へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ１０２を否定判定してステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０３において、演算制御回路１は、送信停止信号をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ１０４へ進む。これにより、送光回路４によるポインタ光の発光が停止される。ステップＳ１０４において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光であることを報知してステップＳ１０５へ進む。報知は、図４〜図６の場合と同様である。ステップＳ１０５において、演算制御回路１は、所定時間ウェイトしてステップＳ１０１へ戻る。ウェイト時間は、たとえば０．５秒とする。

ステップＳ１０１を否定判定して進むステップＳ１０６において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ１０６を肯定判定してステップＳ１０９へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ１０６を否定判定してステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７において、演算制御回路１は、送信トリガ信号Sig１２０をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ１０８へ進む。これにより、送光回路４からポインタ光が発光される。ステップＳ１０８において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光である旨の報知を解除してステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９において、演算制御回路１は、距離測定開始操作が行われたか否かを判定する。演算制御回路１は操作部材１５を構成する測距開始スイッチからオン操作信号が入力された場合にステップＳ１０９を肯定判定し、図７による処理を終了する。演算制御回路１は、測距開始スイッチからオン操作信号が入力されない場合には、ステップＳ１０９を否定判定してステップＳ１０５へ進む。

＜測距時のポインタ光制御処理＞
測距時のポインタ光制御処理（Ｓ１１）の詳細について、図８に例示したフローチャートを参照して説明する。図８のステップＳ１１１において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ１１１を肯定判定してステップＳ１１２へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ１１１を否定判定してステップＳ１１４へ進む。

ステップＳ１１２において、演算制御回路１は、送信停止信号をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ１１３へ進む。これにより、送光回路４によるポインタ光の発光が停止される。ステップＳ１１３において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光であることを報知してステップＳ１１４へ進む。報知は、図４〜図７の場合と同様である。

ステップＳ１１４において、演算制御回路１は距離測定処理を行う。演算制御回路１は通常、上記(i)光量平衡処理、(ii)予備測定処理、および(iii)本測定処理を行ってステップＳ１１５へ進む。

ステップＳ１１５〜ステップＳ１１７の処理は、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１３の処理と同様である。本実施形態では、Ｓ１１８の距離測定処理終了後に操作部材１５からポインタ光のオン操作信号が入力された場合にポインタ光を発光させるように構成しているので、距離測定処理中にポインタ光の発光を確実に停止させるためにステップＳ１１５〜Ｓ１１７の処理を行う。

ステップＳ１１９において、演算制御回路１は、所定時間ウェイトしてステップＳ１１Ａへ進む。ウェイト時間は、たとえば１０秒とする。ステップＳ１１Ａにおいて、演算制御回路１は受光レベルが所定値を超えるか否かを判定する。所定値は、プリズムなど反射係数が高い対象物で反射された測距光が受光回路５で受光される場合の信号レベルに相当する値である。演算制御回路１は、振幅レベル信号Sig１１３のレベル検出結果が所定値を超えている場合にステップＳ１１Ａを肯定判定してステップＳ１１Ｂへ進む。演算制御回路１は、上記レベル検出結果が所定値以下の場合には、ステップＳ１１Ａを否定判定して図８による処理を終了する。

ステップＳ１１Ｂ〜ステップＳ１１Ｄの処理は、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１３の処理と同様である。本実施形態では、操作部材１５からポインタ光のオン操作信号が入力された場合にポインタ光を発光させるように構成しているので、受光レベルが所定値を超えた場合のポインタ光の発光を確実に停止させるためにステップＳ１１Ｂ〜Ｓ１１Ｄの処理を行って図８による処理を終了する。

＜対回観測時のポインタ光制御処理＞
対回観測（正反観測）時のポインタ光制御処理（Ｓ１２）の詳細について、図９に例示したフローチャートを参照して説明する。図９のステップＳ１２１において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ１２１を肯定判定してステップＳ１２５へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ１２１を否定判定してステップＳ１２２へ進む。

ステップＳ１２２において、演算制御回路１はポインタ光のオン操作の有無を判定する。演算制御回路１は、操作部材１５からポインタ光のオン操作信号が入力された場合にステップＳ１２２を肯定判定してステップＳ１２３へ進む。演算制御回路１は、操作部材１５からポインタ光のオン操作信号が入力されない場合には、ステップＳ１２２を否定判定して当該判定処理を繰り返す。

ステップＳ１２３において、演算制御回路１は、送信トリガ信号Sig１２０をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ１２４へ進む。これにより、送光回路４からポインタ光が発光される。ステップＳ１２４において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光である旨の報知を解除してステップＳ１２５へ進む。

ステップＳ１２５において、演算制御回路１は、測距装置が向いている方向が正観測方向から反観測方向、または反観測方向から正観測方向へ変更されたか否かを判定する。一般に、本実施形態の測距装置は「正観測」と「反観測」とが行われる。たとえば、対象物までの距離の１回目の測定を「正観測」とすると、「反観測」は、上記垂直軸および水平軸の回動角を１８０度回転させた上で、対象物までの距離を再度観測することをいう。そこで、演算制御回路１は、測距装置が向いている方向を示す水平軸角、垂直軸角の変動量が正側と反側とを切り替えるものか否かを判定する。演算制御回路１は、エンコーダ１２により検出される水平軸についての回動角、およびエンコーダ１１により検出される垂直軸についての回動角のうち少なくとも一方の変動量が正反切り替えに該当する場合にステップＳ１２５を肯定判定してステップＳ１２６へ進む。演算制御回路１は、検出角度の変動量が正反切り替えに該当しない場合には、ステップＳ１２５を否定判定して図９による処理を終了する。

ステップＳ１２６において、演算制御回路１は、送信停止信号をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ１２７へ進む。これにより、送光回路４によるポインタ光の発光が停止される。ステップＳ１２７において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光であることを報知してステップＳ１２２へ戻る。報知は、図４〜図８の場合と同様である。

＜他の処理時のポインタ光制御処理＞
距離測定以外の他の処理時のポインタ光制御処理（Ｓ１３）の詳細について、図１０に例示したフローチャートを参照して説明する。図１０のステップＳ１３１において、演算制御回路１は、他の処理を行う指示がなされたか否かを判定する。演算制御回路１は、操作部材１５を構成するメニュースイッチや記録スイッチからメニュー処理や記録処理の実行を指示する操作信号が入力された場合にステップＳ１３１を肯定判定してステップＳ１３２へ進む。演算制御回路１は、他の処理の実行を指示する操作信号が入力されない場合はステップＳ１３１を否定判定して図１０による処理を終了する。

ステップＳ１３２において、演算制御回路１はポインタ光発光中か否かを判定する。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させている場合にステップＳ１３２を肯定判定してステップＳ１３３へ進む。演算制御回路１は、ポインタ光を発光させていない場合にはステップＳ１３２を否定判定し、他の処理を実行してから図１０による処理を終了する。

ステップＳ１３３において、演算制御回路１は、送信停止信号をポインタ光駆動回路３Ｂへ送出してステップＳ１３４へ進む。これにより、送光回路４によるポインタ光の発光が停止される。ステップＳ１３４において、演算制御回路１は、ポインタ光が非発光であることを報知し、他の処理を実行してから図１０による処理を終了する。

以上説明した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）測距装置は送光部４Ａと演算制御回路１とを有し、対象物に向けて測距用の光と、測距用の光と異なるポインタ光とを送光する。演算制御回路１は、測距開始操作信号に応じて、測距用の光が対象物との間を往復する時間に基づいて対象物までの距離を測る。上記演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光が送光されている状態で測距開始信号を受けると、ポインタ光の送光を停止させてから距離測定を開始させる。これにより、測距作業を中断することなく、作業者等に向けてポインタ光を発しないように制御できる。具体的には、測距（距離測定）中は測距装置の向きが対象物へ向いているので、対象物の反射係数が高い場合には、該対象物で反射された強いポインタ光が望遠鏡部１０へ導かれるおそれがある。しかしながら、ポインタ光の送光を停止してから距離測定を始めるように構成したことにより、望遠鏡１０を覗く作業者が反射ポインタ光を観察しないように制御できる。

（２）測距装置は対象物で反射された測距用の光を受光する受光回路５を有し、演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光が送光されている状態で受光回路５による受光レベルが所定の判定閾値を超えた場合にポインタ光の送光を停止させるようにした。これにより、測距装置の測距性能を損なうことなく、作業者等に向けて強いポインタ光が戻らないように制御できる。具体的には、測距（距離測定）中は測距装置の向きが対象物へ向いているので、対象物の反射係数が高い場合には、該対象物で反射された測距光の受光レベルが高まる。このような状況では、該対象物で反射された強いポインタ光が望遠鏡部１０へ導かれるおそれがある。しかしながら、測距光の出力パワーを下げたりすることなくポインタ光の送光のみを停止させるように構成したことにより、測距光の最大到達距離（すなわち測距装置の測距性能）を維持させたままで、望遠鏡１０を覗く作業者に向けてポインタ光が反射されないように制御できる。

（３）上記（２）の測距装置において、演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光が送光されている状態で受光回路５の受光レベルが判定閾値以下の場合はポインタ光の送光を継続させるようにした。対象物の反射係数が低い場合には、該対象物で反射されたポインタ光は望遠鏡部１０へ導かれるとしてもそのレベルは弱いので、ポインタ光の発光を継続させることができる。

（４）上記（２）または（３）の測距装置において、演算制御回路１は、受光回路５の受光レベルが判定閾値を超えるか否かを所定時間ごとに判定するように構成したので、反射係数が異なる対象物へ視準を切り替える場合にも、ポインタ光の発光可否を適切に判定できる。

（５）上記（４）の測距装置において、演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光の送光が停止されている状態で受光回路５の受光レベルが判定閾値以下を判定した場合にポインタ光の送光を再開させるように構成したので、反射係数が高い対象物から反射係数の低い対象物へ視準を切り替えた後には、視準微調整に必要なポインタ光の発光を自動的に再開させることができる。

（６）測距装置は対象物で反射された測距用の光を受光する受光回路５を有し、演算制御回路１は、距離測定処理が終了してから所定時間が経過するまで送光部４Ａによるポインタ光の送光を停止させ、所定時間の経過後において受光回路５の受光レベルが所定の判定閾値を超えている場合にポインタ光の送光停止を継続させるようにした。距離測定の終了後、所定時間が経過するまでポインタ光を止めることにより、作業者が次の測定点へ対象物を移動させる間にポインタ光の送光を自動的に止めるから、測距作業を中断することなく、対象物を移動させる作業者等に向けてポインタ光を発しないように制御できる。

さらに、所定時間の経過後において受光回路５の受光レベルが所定の判定閾値を超えている場合にポインタ光の送光停止を継続したので、望遠鏡１０を覗く作業者に向けて強いポインタ光が戻らないように制御できる。具体的には、測距（距離測定）後は測距装置の向きが対象物へ向いているので、対象物の反射係数が高い場合であって、該対象物を距離測定後に移動させない場合には、該対象物で反射された測距光の受光レベルが高まる。このような状況では、該対象物で反射された強いポインタ光が望遠鏡部１０へ導かれるおそれがある。しかしながら、ポインタ光の送光停止を継続させるように構成したことにより、望遠鏡１０を覗く作業者に向けてポインタ光が反射されないように制御できる。

（７）上記（６）の測距装置において、演算制御回路１は、所定時間の経過後において受光回路の受光レベルが判定閾値以下の場合にポインタ光の送光を再開させるように構成したので、反射係数が低い場合にはポインタ光の発光を自動的に再開させることができる。

（８）測距装置はガイド照明光を発するガイド照明装置２２を有し、演算制御回路１は、ガイド照明光が発せられている場合にポインタ光の送光を停止させるようにした。一般に、ガイド照明装置２２は対象物を移動させる作業者に測距装置が向いている方向を知らせるために用いられるから、ガイド照明装置２２が発光中は作業者が測距装置の正面にいる可能性が高い。ガイド照明光が発せられている場合にポインタ光の送光を自動的に止めることで、正面に位置する作業者に向けてポインタ光を発しないように制御できる。

（９）測距装置は対象物の方向を示す垂直軸角および水平軸角をそれぞれ検出するエンコーダ１１，１２を有し、演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光が送光されている状態で、エンコーダ１１，１２によって検出される垂直軸角および水平軸角の少なくとも一方の変動速度が所定の判定閾値以上の場合に、ポインタ光の送光を停止させるようにした。一般に、測距装置の向きを高速で変える（垂直軸および水平軸の回りに回動させる）場合は、ポインタ光の送光方向も高速で変化する。この場合は、周囲にいる作業者以外の人に向けてポインタ光を発するおそれがある。しかしながら、検出される垂直軸角および水平軸角の少なくとも一方の変動速度が所定の判定閾値以上の場合にポインタ光の送光を停止させることで、予期せぬ第三者へ向けてポインタ光を発しないように制御できる。

（１０）上記（９）の測距装置において、演算制御回路１は、ポインタ光が送光されている状態で垂直軸角および水平軸角の双方の変動速度が判定閾値以内である場合にポインタ光の送光を継続させるように構成したので、予期せぬ第三者に向けてポインタ光を発するおそれがない場合はポインタ光の発光を続けることができる。

（１１）上記（９）の測距装置において、演算制御回路１は、送光部４Ａからのポインタ光の送光が停止された以降において、垂直軸角および水平軸角の双方の変動速度が判定閾値以内である場合に、ポインタ光の送光を再開させるように構成したので、予期せぬ第三者に向けてポインタ光を発するおそれがなくなった場合はポインタ光の発光を自動的に再開させることができる。

（１２）測距装置は対象物の方向を示す垂直軸角および水平軸角をそれぞれ検出するエンコーダ１１，１２を有し、演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光が送光されている状態で、エンコーダ１１，１２によって正側から反側、または反側から正側への方向転換が検出された場合に、ポインタ光の送光を停止させるようにした。一般に、対回測定時に測距装置の向きを反転させる場合は、ポインタ光の送光方向も反転する。この場合は、周囲にいる作業者以外の人に向けてポインタ光を発するおそれがある。しかしながら、エンコーダ１１，１２により方向転換が検出された場合にポインタ光の送光を停止させることで、反転時に予期せぬ第三者へ向けてポインタ光を発しないように制御できる。

（１３）測距装置は整準時に直交する２軸方向の傾きをそれぞれ検出する傾斜センサ１３，１４を備え、演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光が送光されている状態で、傾斜センサ１３，１４によって所定値以上の傾きが検出された場合に、ポインタ光の送光を停止させるようにした。一般に、測距装置を水平に設置する整準作業が終了しない状態では、測距装置の向きが調節されることはないので、ポインタ光が送光される向きも定まらない。この場合は、周囲にいる作業者以外の人に向けてポインタ光を発するおそれがある。しかしながら、傾斜センサ１３，１４により所定値以上の傾きが検出された場合にポインタ光の送光を停止させることで、整準作業が終了する前に予期せぬ第三者へ向けてポインタ光を発しないように制御できる。

（１４）測距装置は整準時に直交する２軸方向の傾きをそれぞれ検出する傾斜センサ１３，１４を備え、演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光が送光されている状態で、傾斜センサ１３，１４によって検出される傾きの変動速度が所定値以上の場合に、ポインタ光の送光を停止させるようにした。一般に、測距装置を水平に設置する整準作業が終了しない状態では、測距装置の傾きが安定しない。この場合は、ポインタ光の送光方向も安定しないため、周囲にいる作業者以外の人に向けてポインタ光を発するおそれがある。しかしながら、傾斜センサ１３，１４によって検出される傾きの変動速度が所定値以上の場合にポインタ光の送光を停止させることで、予期せぬ第三者へ向けてポインタ光を発しないように制御できる。

（１５）測距装置の演算制御回路１は、送光部４Ａからポインタ光が送光されている状態で距離測定以外の他の処理を行う場合に、ポインタ光の送光を停止させてから他の処理を開始させるように構成したので、予期せぬ第三者へ向けてポインタ光を発しないように制御できる。

（１６）上記測距装置において、演算制御回路１によって送光部４Ａからのポインタ光の送光が停止されたことを報知するようにしたので、発光停止が故障でなく、自動的に発光停止させたことを知らせることができる。

（変形例１）
以上の説明では、ガイド照明装置２２を備える測距装置を例に説明したが、ポインタ光を発する測距装置であれば、必ずしもガイド照明装置２２を備えていなくてもよい。ガイド照明装置２２を備えない場合は、図３におけるステップＳ５を省略すればよい。

（変形例２）
上述した構成と異なる他の構成にしても構わない。たとえば、ビームスプリッタ４２-bを測距光とポインタ光で共用する配置とする。測距時、光路切換器４２-cが「内部光路」に切り替えられているとき、ポインタ用発光素子を発光しないように構成することもできる。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

１…演算制御回路
２…時間計測回路
３Ａ、３Ｂ…駆動回路
４…送光回路
５…受光回路
６…増幅回路
７…タイミング検出回路
８…信号レベル測定回路
９…調光フィルタ部
１１、１２…エンコーダ
１３、１４…傾斜センサ
１５…操作部材
２２…ガイド照明装置
４１…測距用発光素子
４３…ポインタ用発光素子

Claims (4)

1. 対象物に向けて測距用の光を送光する第１送光手段と、
   前記測距用の光が前記対象物との間を往復する時間に基づいて前記対象物までの距離を測る測距手段と、
   前記対象物に向けて前記測距用の光と異なるポインタ光を送光する第２送光手段と、
   前記ポインタ光で照射された前記対象物を観察する観察光学系と、
   前記第１送光手段、前記第２送光手段および前記測距手段をそれぞれ制御する制御手段とを備え、
   前記測距手段は、前記対象物で反射された前記測距用の光を受光する受光回路を含み、
   前記制御手段は、前記第１送光手段から前記測距用の光が送光され且つ前記第２送光手段から前記ポインタ光が送光されている状態で前記受光回路の受光レベルが所定の判定閾値を超えた場合、前記ポインタ光の送光を停止させるとともに前記測距用の光の送光を継続することを特徴とする測距装置。
2. 請求項１に記載の測距装置において、
   前記制御手段は、前記第１送光手段から前記測距用の光が送光され且つ前記第２送光手段から前記ポインタ光が送光されている状態で前記受光回路の受光レベルが前記判定閾値以下の場合、前記測距用の光の送光を継続させるとともに前記ポインタ光の送光を継続させることを特徴とする測距装置。
3. 請求項１または２に記載の測距装置において、
   前記制御手段は、前記受光回路の受光レベルが前記判定閾値を超えるか否かを所定時間ごとに判定することを特徴とする測距装置。
4. 請求項３に記載の測距装置において、
   前記制御手段は、前記第２送光手段から前記ポインタ光の送光が停止されている状態で前記受光回路の受光レベルが前記判定閾値以下を判定した場合、前記測距用の光の送光を継続するとともに前記ポインタ光の送光を再開させることを特徴とする測距装置。
   

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