JP7360320B2 - 測量装置 - Google Patents

Description

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。

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、測定対象物として反射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。

光波距離測定装置の受光部はレンズを含む光学系を有し、入射光がレンズの屈折作用によって受光面上に結像される様になっている。該光学系の対物レンズは焦点距離ｆを有し、この焦点距離ｆは光波距離測定装置が求められる性能によって決定される。例えば、鉛直測定をする場合、受光光量を確保する為、レンズの口径は大きくなり、レンズの大径化に伴い焦点距離も長くなる。

この為、光波距離測定装置の受光部は、光学系を収納可能な大きさと、焦点距離ｆを確保可能な光軸方向の長さを必要とする。従って、光学系の大きさ、焦点距離の制約により、受光部の小型化が困難となっていた。

特開２０１８－１７９５８８号公報

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。

本発明は、測距光を測定対象物に照射し、該測定対象物からの反射測距光に基づき前記測定対象物迄の距離を測定する距離測定部を具備し、該距離測定部は前記測距光を射出する測距光射出部と、前記反射測距光を受光する測距光受光部とを有し、該測距光受光部はダイクロイックプリズム及び受光部を有し、前記ダイクロイックプリズムは前記反射測距光が前記ダイクロイックプリズム内で少なくとも３回内部反射された後、前記受光部に受光される様構成された測量装置に係るものである。

又本発明は、前記距離測定部は、前記測定対象物を視準する為の視準部を更に具備し、前記ダイクロイックプリズムは、前記反射測距光と同軸で入射した可視光又は赤色の一部を除く可視光を分離する様構成された測量装置に係るものである。

又本発明は、前記距離測定部は、前記測定対象物に追尾光を射出する追尾光射出部と、前記測定対象物からの反射追尾光を受光する追尾光受光部とを更に具備し、前記ダイクロイックプリズムは、前記反射測距光と前記反射追尾光とをそれぞれ前記ダイクロイックプリズム内で少なくとも３回内部反射させた後、前記反射測距光と前記反射追尾光とを分離する様構成された測量装置に係るものである。

又本発明は、前記ダイクロイックプリズムは、前記可視光又は赤色の一部を除く可視光を分離する面を有する第２プリズムを更に有する測量装置に係るものである。

又本発明は、前記ダイクロイックプリズムは、前記反射測距光と前記反射追尾光を内部反射させる為の第１プリズムと、前記反射測距光と前記反射追尾光とを分離させる為の分離面を有する第３プリズムとを有する測量装置に係るものである。

又本発明は、前記分離面は、前記反射測距光と前記反射追尾光のうちいずれか一方を透過し、いずれか他方を反射するダイクロイックフィルタ面である測量装置に係るものである。

又本発明は、前記分離面は、入射角に基づき反射率が変化するロングパスフィルタ面である測量装置に係るものである。

更に又本発明は、前記ダイクロイックプリズムは、前記反射測距光と前記反射追尾光の少なくとも一方の光路上に設けた色ガラスを更に有する測量装置に係るものである。

本発明によれば、測距光を測定対象物に照射し、該測定対象物からの反射測距光に基づき前記測定対象物迄の距離を測定する距離測定部を具備し、該距離測定部は前記測距光を射出する測距光射出部と、前記反射測距光を受光する測距光受光部とを有し、該測距光受光部はダイクロイックプリズム及び受光部を有し、前記ダイクロイックプリズムは前記反射測距光が前記ダイクロイックプリズム内で少なくとも３回内部反射された後、前記受光部に受光される様構成されたので、前記測距光受光部の光軸方向の長さを短くすることができ、前記距離測定部の光学系の小型化が図れると共に、測量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。

本発明の第１の実施例に係る測量装置を示す正断面図である。 本発明の第１の実施例に係る測量装置の距離測定部を示す構成図である。 本発明の第１の実施例に係る距離測定部のダイクロイックプリズムを示す構成図である。 （Ａ）、（Ｂ）は第１の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 （Ａ）～（Ｄ）は第１の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 本発明の第２の実施例に係る距離測定部のダイクロイックプリズムを示す構成図である。 （Ａ）、（Ｂ）は第２の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 （Ａ）～（Ｄ）は第２の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 （Ａ）、（Ｂ）は第２の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 本発明の第３の実施例に係る距離測定部のダイクロイックプリズムを示す構成図である。 （Ａ）～（Ｄ）は第３の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 （Ａ）～（Ｄ）は第３の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 本発明の第４の実施例に係る距離測定部のダイクロイックプリズムを示す構成図である。 （Ａ）、（Ｂ）は第４の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 （Ａ）～（Ｄ）は第４の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。 ロングパスフィルタに対する入射角毎の波長と透過率との関係を示すグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）は第４の実施例に係るダイクロイックプリズムの変形例を示す構成図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施例に係る測量装置について説明する。

測量装置１は、例えばトータルステーションであり、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。尚、測定はノンプリズム測定が行われる。

該測量装置本体３は、固定部４と、托架部５と、水平回転軸６と、水平回転軸受７と、水平回転駆動部としての水平回転モータ８と、水平角検出部としての水平角エンコーダ９と、鉛直回転軸１１と、鉛直回転軸受１２と、鉛直回転駆動部としての鉛直回転モータ１３と、鉛直角検出部としての鉛直角エンコーダ１４と、鉛直回転部である望遠鏡部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等を具備している。尚、前記演算制御部１７としては、本装置に特化したＣＰＵ、或は汎用ＣＰＵが用いられる。又、前記望遠鏡部１５は、後述する距離測定部１９を内蔵している。

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。

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。

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。

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。

前記托架部５には、凹部２１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２１内に延出し、前記一端部に前記望遠鏡部１５が固着され、該望遠鏡部１５は前記凹部２１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。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、前記望遠鏡部１５は前記軸心１１ａを中心に回転される。

前記望遠鏡部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望遠鏡部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。

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、測定点間隔（後述）、測定角度間隔（後述）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ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＤＲＡＭ、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。

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演算プログラム、測定対象物を追尾する為の追尾プログラム、測定条件を設定する為の設定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。

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、例えば測定点間隔や測定角度間隔の変更等を行う操作部と、測距結果等を表示する表示部とを兼用している。

次に、図２を参照して前記距離測定部１９について説明する。尚、図２中では、各光の主光線（光軸）のみを図示している。

該距離測定部１９は、主に測距光を照射する測距光射出部２２、測定対象物（測定点）で反射された反射測距光を受光 する測距光受光部２３、追尾光を照射する追尾光射出部２４、測定対象物で反射された反射追尾光を受光する追尾光受光部２５、可視光又は赤色の一部を除く可視光（背景光）を受光する視準部２６、測距光の一部を内部参照光として受光する内部参照光受光部２７を有している。尚、赤色の一部とは近赤外に近い赤色、例えば６５０ｎｍ～７００ｎｍ付近の波長を示す。

前記測距光射出部２２は、射出光軸２８を有している。又、前記測距光射出部２２は、前記射出光軸２８上に設けられた発光素子２９、前記投光レンズ３１、前記ミラー３２及び該ミラー３２の反射光軸上に設けられた反射プリズム３３とを有している。尚、前記投光レンズ３１、前記ミラー３２、前記反射プリズム３３は投光光学系を構成する。又、該反射プリズム３３は、前記望遠鏡部１５に設けられた窓部３０に貼付けられている。

又、前記射出光軸２８上には、前記発光素子２９側から順に、該発光素子２９、前記投光レンズ３１、ビームスプリッタ３４、ダイクロイックミラー３５、前記ミラー３２が設けられている。

前記発光素子２９は測距光源であり、例えばレーザダイオード（ＬＤ）である。又、前記発光素子２９は、赤色の一部又は近赤外波長のレーザ光線を測距光として射出する。又、前記ミラー３２は前記射出光軸２８を直角に偏向する。更に、前記反射プリズム３３は前記ミラー３２で偏向された前記射出光軸２８を更に直角に偏向し、受光光軸３６（後述）と同軸とする。

前記測距光受光部２３は、受光光軸３６を有している。又、前記測距光受光部２３は、前記受光光軸３６上に設けられた対物レンズ３７、ダイクロイックプリズム３８及び該ダイクロイックプリズム３８の反射光軸上に設けられた受光部３９とを有している。尚、前記対物レンズ３７、前記ダイクロイックプリズム３８は受光光学系を構成する。

前記対物レンズ３７は、所定の広がり角で入射した反射測距光（後述）、反射追尾光（後述）、可視光（後述）を集光させる様になっている。又、前記ダイクロイックプリズム３８は、内部に複数の反射面を有し、前記受光光軸３６を前記受光部３９に向って偏向する様になっている。

又、前記受光部３９は、例えば光ファイバであり、該光ファイバを介して図示しない受光素子へと反射測距光を導く様になっている。或は、前記光ファイバに代えて直接受光素子を設けてもよい。

前記追尾光射出部２４は、追尾射出光軸４１を有し、該追尾射出光軸４１上に追尾光源である追尾発光素子４２が設けられている。該追尾発光素子４２は、例えば測距光とは異なる波長であり、赤色の一部又は近赤外波長のレーザ光線を追尾光として射出するレーザダイオード（ＬＤ）となっている。又、前記追尾射出光軸４１上には、投光レンズ４３、前記ダイクロイックミラー３５が設けられている。尚、前記投光レンズ４３、前記ダイクロイックミラー３５、前記ミラー３２、前記反射プリズム３３は追尾投光光学系を構成する。

前記ダイクロイックミラー３５は、測距光を透過し、追尾光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３５は、前記追尾射出光軸４１を前記射出光軸２８と同軸に偏向する。即ち、前記ダイクロイックミラー３５は前記射出光軸２８と前記追尾射出光軸２８との交差位置であり、測距光と追尾光の共通光路上に配置される。

前記追尾光受光部２５は、追尾受光光軸４４を有している。又、前記追尾光受光部２５は、前記追尾受光光軸４４上に設けられた前記対物レンズ３７、前記ダイクロイックプリズム３８及び該ダイクロイックプリズム３８の反射光軸上に設けられた撮像素子４５を有している。尚、前記対物レンズ３７、前記ダイクロイックプリズム３８は追尾受光光学系を構成する。

前記追尾受光光軸４４は前記受光光軸３６と同軸であり、前記ダイクロイックプリズム３８により前記追尾受光光軸４４が前記受光光軸３６から分離され、前記撮像素子４５に向って偏向される様になっている。

該撮像素子４５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、前記撮像素子４５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画像素子上での位置が特定される。

前記視準部２６は、視準光軸４６を有しており、該視準光軸４６は前記受光光軸３６及び前記反射プリズム３３で偏向された前記射出光軸２８と合致している。又、前記視準部２６は視準光学系であり、前記視準光軸４６上に設けられた前記対物レンズ３７、前記ダイクロイックプリズム３８、前記合焦レンズ４７、正立プリズム４８、レチクル４９、接眼レンズ５１を有している。

作業者は、前記視準部２６を介して焦点を合わせ、倒立像を正立像へと変換し、前記視準光軸４６を任意の測定対象物に向けることができる。

前記内部参照光受光部２７は、前記内部参照光軸５２を有し、該内部参照光軸５２上に前記ビームスプリッタ３４と、受光レンズ５３と、参照光受光部５４、例えば受光ファイバと、参照光結像レンズ５５と、前記ダイクロイックプリズム３８とが設けられている。尚、図２中では、前記参照光受光部５４，５４は別部材として図示されているが、同一部材となっている。尚、前記ビームスプリッタ３４、前記受光レンズ５３、前記参照光受光部５４、前記参照光結像レンズ５５、前記ダイクロイックプリズム３８は内部参照光光学系を構成する。

前記ビームスプリッタ３４は、例えば１％の光を反射し、９９％の光を透過する光学特性を有し、測距光の一部を内部参照光として分離する。又、前記ビームスプリッタ３４は、前記射出光軸２８を前記内部参照光軸５２と同軸に偏向する。即ち、前記ビームスプリッタ３４は前記射出光軸２８と前記内部参照光軸５２との交差位置であり、測距光と内部参照光の共通光路上に配置される。

次に、図３に於いて、前記ダイクロイックプリズム３８の詳細について説明する。以下の説明では、反射測距光、反射追尾光、可視光を総称して主光線とも称す。

該ダイクロイックプリズム３８は、所定の屈折率を有する四角プリズムである第１プリズム５６と、所定の屈折率を有する三角プリズムである第２プリズム５７と、所定の屈折率を有する三角プリズムである第３プリズム５８とが一体化されて構成される。

前記第１プリズム５６は、前記対物レンズ３７と対向する第１面５９と、該第１面５９に対向する第２面６１と、図３中紙面に対して下側に位置する第３面６２と、図３中紙面に対して上側に位置する第４面６３とを有している。

前記第１プリズム５６と前記第２プリズム５７とは、前記第２面６１を介して一体化されている。又、前記第１プリズム５６と前記第３プリズム５８とは、前記第４面６３を介して一体化されている。又、前記第２プリズム５７は前記第２面６１と対向する第５面６４を有し、前記第３プリズム５８は前記第４面６３を有する第６面６５を有している。

前記第１面５９の表面（入射面）は反射防止膜が設けられた全透過面である。又、前記第１面５９は前記受光光軸３６、前記追尾受光光軸４４、前記視準光軸４６と直交しており、各光軸の前記第１面５９に対する入射角は０°となる。

前記第２面６１（前記第１プリズム５６と前記第２プリズム５７の境界面）にはダイクロイックフィルタ、例えばショートパスフィルタが蒸着されている。ショートパスフィルタは、特定の波長帯に於いて入射角が小さい時には透過率が大きくなり、入射角が大きい時には反射率が大きくなる光学特性を有している。又、ショートパスフィルタは赤色の一部又は近赤外波長よりも波長の短い可視光を透過する光学特性を有している。本実施例では、前記第２面６１は可視光又は赤色の一部を除く可視光を透過し、反射測距光と反射追尾光を反射する様に構成されている。

前記第３面６２には反射膜が設けられ、前記第２面６１で反射された反射測距光と反射追尾光を反射する様に構成されている。前記第４面６３にはダイクロイックフィルタ膜が設けられ、反射測距光を前記対物レンズ３７側に反射し、反射追尾光を透過する様構成されている。即ち、前記第４面６３は、反射測距光と反射追尾光を分離する為の分離面となっている。

又、前記第５面６４は可視光又は赤色の一部を除く可視光を全透過する様構成されている。更に、前記第６面６５は反射防止膜が設けられ、前記第４面６３を透過した反射追尾光を全透過する様構成されている。

次に、前記距離測定部１９を有する前記測量装置１により測定及び追尾を行う場合について説明する。

前記発光素子２９は、赤色の一部又は近赤外波長のレーザ光線を射出し、射出された該レーザ光線は前記ビームスプリッタ３４に入射する。前記ビームスプリッタ３４に入射したレーザ光線の一部は、内部参照光として前記内部参照光軸５２上に反射される。

前記ビームスプリッタ３４で反射された内部参照光は、前記受光レンズ５３、前記参照光受光部５４、前記参照光結像レンズ５５、前記ダイクロイックプリズム３８の前記第４面６３を介して前記受光部３９に受光される。

又、前記ビームスプリッタ３４に入射したレーザ光線の残部は、測距光として前記ビームスプリッタ３４、前記ダイクロイックミラー３５を順次透過し、前記ミラー３２及び前記反射プリズム３３に順次反射され、窓部３０を介して前記望遠鏡部１５より射出される。該望遠鏡部１５より射出された測距光は、所定の測定対象物に対して照射される。

測定対象物で反射された測距光（反射測距光）は、前記窓部３０を介して前記反射プリズム３３の周囲より前記距離測定部１９内に入射する。反射測距光は、前記対物レンズ３７で集光され、前記ダイクロイックプリズム３８に入射する。

前記第１面５９を透過した反射測距光は、前記第２面６１、前記第１面５９、前記第３面６２、前記第４面６３で順次内部反射された後、入射角０°で前記第１面５９に入射する。又、該第１面５９に入射した反射測距光は、該第１面５９を透過し、前記受光部３９に受光される。

尚、前記第２面６１で反射された反射測距光は、臨界角以上で前記第１面５９に入射する様になっており、反射測距光は前記第１面５９で全反射される。

前記演算制御部１７は、前記受光部３９から発せられる受光信号に基づき、測定対象物迄の距離を演算する。又、前記距離測定部１９は、内部参照光受光部２７を有している。従って、前記受光部３９が反射測距光を受光した際に発せられる受光信号と、前記受光部３９が内部参照光を受光した際に発せられる受光信号とを比較することで、より高精度な測距が可能となる。

前記水平回転モータ８による前記托架部５の水平回転と、前記鉛直回転モータ１３による前記望遠鏡部１５の鉛直回転との協働により、測距光が任意の測定対象物に向って照射され、測距データ（斜距離）得られる。又、測距データ取得時の水平角、鉛直角を前記水平角エンコーダ９、前記鉛直角エンコーダ１４で検出することで、水平角データと鉛直角データが取得できる。測距データ、水平角データ、鉛直角データに基づき測定対象物の３次元座標が取得できる。

尚、前記距離測定部１９には、反射測距光と同軸で可視光（背景光）が入射している。可視光又は赤色の一部を除く可視光は、前記ダイクロイックプリズム３８の前記第２面６１を透過し、前記視準部２６に入射する。作業者は、前記視準部２６に入射した可視光又は赤色の一部を除く可視光に基づき、測定対象物を視準可能となっている。

又、上記した測距作動と並行して、前記追尾発光素子４２から追尾光がとしてレーザ光線が射出される。追尾光は、測距光とは波長が異なる赤色の一部又は近赤外波長のレーザ光線であり、前記ダイクロイックミラー３５、前記ミラー３２、前記反射プリズム３３で順次反射され、測定対象物に照射される。

測定対象物で反射された反射追尾光は、前記反射測距光及び可視光と同軸で前記距離測定部１９に入射する。前記反射プリズム３３の周囲より入射した反射追尾光は、前記対物レンズ３７で集光され、前記ダイクロイックプリズム３８に入射する。

前記第１面５９を透過した反射測距光は、前記第２面６１、前記第１面５９、前記第３面６２で順次内部反射された後、前記第４面６３及び前記第６面６５を透過し、前記撮像素子４５に受光される。尚、前記第６面６５に対する反射追尾光の入射角は０°となっている。

前記演算制御部１７は、前記撮像素子４５の中心と反射追尾光の入射位置との偏差を演算し、該偏差に基づき、反射追尾光の入射位置が前記撮像素子４５の中心となる様に前記水平回転モータ８と前記鉛直回転モータ１３を制御する。これにより、前記測量装置本体３が測定対象物を追尾する。

上述の様に、第１の実施例では、内部に反射面を有する前記ダイクロイックプリズム３８を用い、前記第２面６１と前記第１面５９と前記第３面６２とで反射測距光と反射追尾光をそれぞれ内部反射させている。これにより、反射測距光と反射追尾光の光路を屈曲させ、前記対物レンズ３７の焦点距離分の光路長を確保している。

従って、前記測距光受光部２３、前記追尾光受光部２５の光軸方向の長さを短くすることができるので、前記距離測定部１９の光学系の小型化が図れると共に、測量装置全体の小型化を図ることができる。

又、前記ダイクロイックプリズム３８を用い、内部反射させることで、反射測距光と反射追尾光とを分離する前記第４面６３に対する入射角を小さくできるので、分光性能を向上させることができる。

又、前記ダイクロイックプリズム３８を用いることで、可視光又は赤色の一部を除く可視光を分離する前記第２面６１に対する入射角が小さくなるので、前記視準部２６に入射する可視光の色味が改善され、視準の際の視認性を向上させることができる。

又、第１の実施例では、前記反射測距光の光路を屈曲させる為の光学部材として、平面板のミラーではなくプリズムを使用している。従って、前記測量装置本体３に対する温度変化に基づく光軸のズレ（偏角誤差）が抑制され、測定精度の向上を図ることができる。

尚、前記第１面５９にショートパスフィルタを蒸着してもよい。ショートパスフィルタを蒸着することで、前記第１面５９に対する全反射条件を緩和することができるので、該第１面５９に対する反射測距光及び反射追尾光の入射角を臨界角よりも小さくすることができる。従って、前記受光光軸３６に対する前記第２面６１の傾斜を小さくすることができるので、前記ダイクロイックプリズム３８の光軸方向の長さを小さくでき、光学系の小型化、軽量化を図ることができる。

又、第１の実施例では、前記第４面６３の反射側に前記測距光受光部２３を設け、前記第４面６３の透過側に前記追尾光受光部２５を設けている。一方で、前記第４面６３の透過側に前記測距光受光部２３を設け、前記第４面６３の反射側に前記追尾光受光部２５を設けてもよいのは言う迄もない。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、前記ダイクロイックプリズム３８の変形例を示している。

図４（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム６６は、第３面６６ｃで反射された反射測距光の前記受光光軸３６及び反射追尾光の前記追尾受光光軸４４に対する第４面６６ｄの傾斜方向が異なっている。分離面としての前記第４面６６ｄは反射追尾光を透過させ、反射測距光を前記視準部２６に向って反射させる様に構成されている。その他の構成については、前記ダイクロイックプリズムと同等の構成となっている。

図４（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム６７は、２つの三角プリズムを組合わせた四角プリズムを第３プリズム６９として構成している。又、該第３プリズム６９の２つの三角プリズムの境界面は、ダイクロイックフィルタ膜が設けられた分離面としての第４面６７ｄとなっている。該第４面６７ｄを介して、反射測距光と反射追尾光とが分離される様構成されている。

上記した様に、前記ダイクロイックプリズム６７は、内部に前記第４面６７ｄを有する四角プリズムとなっている。従って、第１プリズム６８に対する前記第３プリズム６９の取付け位置を変更することで、反射測距光の反射方向を反射追尾光の前記追尾受光光軸４４を中心とした任意の方向に変更することができる。

図５（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム７１は、第２プリズム７３と第３プリズム７４とが、それぞれ第１プリズム７２の第２面７１ｂに貼付けられ、一体化されている。前記ダイクロイックプリズム７１では、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての前記第２面７１ｂのうち、前記第３プリズム７４との境界面が分離面としての第４面７１ｄとなっている。

第１面７１ａに入射した反射測距光、反射追尾光、可視光の主光線４０は、前記第１面７１ａを透過し、前記第２面７１ｂに入射する。該第２面７１ｂは、可視光又は赤色の一部を除く可視光を透過させ、反射測距光と反射追尾光とを反射させる。即ち、前記主光線４０から可視光又は赤色の一部を除く可視光を分離する。分離された可視光又は赤色の一部を除く可視光は、第５面７１ｅを透過して前記視準部２６に入射する。又、前記第２面７１ｂで反射された反射測距光と反射追尾光は、前記第１面７１ａ、第３面７１ｃ、前記第２面７１ｂ、前記第１面７１ａで順次反射され、前記第４面７１ｄに入射する。

該第４面７１ｄは、反射測距光を反射させると共に、反射追尾光を透過させる。即ち、前記第４面７１ｄは反射測距光と反射追尾光とを分離する。前記第４面７１ｄで反射された反射測距光は前記第１面７１ａを透過し、前記受光部３９に入射する。又、前記第４面７１ｄを透過した反射追尾光は第６面７１ｆを透過し、前記撮像素子４５に入射する。

前記ダイクロイックプリズム７１では、反射測距光と反射追尾光を前記ダイクロイックプリズム７１内で５回内部反射させた後、前記第４面７１ｄで分離する様構成される。従って、前記測距光受光部２３及び前記追尾光受光部２５の光軸方向の長さを更に短くすることができる。

図５（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム７５は、第３プリズム７８が第１プリズム７６の下面に貼付けられ、第２プリズム７７が前記第１プリズム７６の第２面７５ｂと前記第３プリズム７８に掛渡って貼付けられ、一体化されている。前記ダイクロイックプリズム７５では、前記第３プリズム７８の紙面に対して下側の面が第３面７５ｃとなり、前記第３面７５ｃと前記第３プリズム７８との境界面が第４面７５ｄとなっている。又、前記第１プリズム７６の紙面に対して上側の面が第６面７５ｆとなっている。

第１面７５ａに入射した反射測距光、反射追尾光、可視光の主光線４０は、前記第１面７５ａを透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての前記第２面７５ｂに入射する。該第２面７５ｂは、可視光又は赤色の一部を除く可視光を透過させ、反射測距光と反射追尾光とを反射させる。又、前記第２面７５ｂで反射された反射測距光と反射追尾光は、前記第１面７５ａで反射され、分離面としての前記第４面７５ｄに入射する。

該第４面７５ｄは、反射測距光を反射し、反射追尾光を透過する。前記第４面７５ｄで反射された反射測距光は、前記第６面７５ｆを透過して前記受光部３９に入射する。又、前記第４面７５ｄを透過した反射追尾光は、前記第３面７５ｃ、前記第２面７５ｂ、前記第１面７５ａ、前記第２面７５ｂで順次反射され、前記第１面７５ａを透過して前記撮像素子４５に受光される。

前記ダイクロイックプリズム７５では、反射追尾光が前記ダイクロイックプリズム７５内で６回内部反射する様構成されている。従って、前記追尾光受光部２５の光軸方向の長さを更に短くすることができる。

図５（Ｃ）に示されるダイクロイックプリズム７９は、第１面７９ａで反射された反射測距光及び反射追尾光の光軸に対する第４面７９ｄの傾斜方向が異なることを除き、前記ダイクロイックプリズム７５と略同等の構成となっている。

可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての第２面７９ｂで反射された反射測距光と反射追尾光は、前記第１面７９ａで反射され、分離面としての前記第４面７９ｄに入射する。該第４面７９ｄは、反射測距光を反射し、反射追尾光を透過する。

前記第４面７５ｄで反射された反射測距光は、前記第２面７９ｂ、前記第１面７９ａ、前記第２面７９ｂで順次反射された後、前記第１面７９ａを透過して前記受光部３９に受光される。又、前記第４面７９ｄを透過した反射追尾光は、前記第３面７９ｃで反射された後、第６面７９ｆを透過して前記撮像素子４５に受光される。

前記ダイクロイックプリズム７９では、反射測距光が前記ダイクロイックプリズム７９内で６回内部反射する様構成されている。従って、前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを更に短くすることができる。

図５（Ｄ）に示されるダイクロイックプリズム８１は、前記ダイクロイックプリズム７１と同様に、第１プリズム８２の第２面８１ｂに第２プリズム８３と第３プリズム８４とがそれぞれ貼付けられ、一体化されている。又、前記第３プリズム８４の紙面に対して上側の面及び前記第１プリズム８２の紙面に対して上側の面は、それぞれ反射防止膜が設けられた第６面８１ｆとなっている。

第１面８１ａに入射した反射測距光、反射追尾光、可視光の主光線４０は、前記第１面８１ａを透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての前記第２面８１ｂに入射する。該第２面８１ｂは、可視光又は赤色の一部を除く可視光を透過させ、反射測距光と反射追尾光とを反射させる。又、該第２面８１ｂで反射された反射測距光と反射追尾光は、前記第１面８１ａ、第３面８１ｃ、前記第１面８１ａで順次反射され、分離面としての第４面８１ｄに入射する。

該第４面８１ｄは、反射測距光を反射し、反射追尾光を透過する。前記第４面８１ｄで反射された反射測距光は、前記第６面８１ｆを透過して前記受光部３９に受光される。又、前記第４面８１ｄを透過した反射追尾光は、前記第６面８１ｆを透過して前記撮像素子４５に受光される。

尚、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）～図５（Ｄ）に於いても、第４面の反射側に前記追尾光受光部２５を配置し、第４面の透過側に前記測距光受光部２３を配置してもよいのは言う迄もない。

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１０中、図３中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施例に於けるダイクロイックプリズム８０は、第１の実施例に於けるダイクロイックプリズム３８に色ガラス９０を追加した構成となっている。又、前記ダイクロイックプリズム８０以外の構成については、第１の実施例と同様となっている。

前記ダイクロイックプリズム８０は、第１プリズム１００と第２プリズム８５と第３プリズム８６とを有し、前記第１プリズム１００の紙面に対して下側の面に前記色ガラス９０が貼付けられ、一体化されている。

第２の実施例に於いては、前記第１プリズム１００の対物レンズ３７（図２参照）と対向する面が第１面８７となり、前記第１プリズム１００と前記第２プリズム８５の境界面が第２面８８となり、前記色ガラス９０の下面、即ち前記第１プリズム１００と前記色ガラス９０の境界面と対向する面が第３面８９となり、前記第１プリズム１００と前記第３プリズム８６との境界面が第４面９１となる。又、前記第２プリズム８５の紙面に対して右側の面が第５面９２となり、前記第３プリズム８６の紙面に対して上側の面が第６面９３となる。尚、前記第３面８９は、反射膜が設けられた反射面となっている。

前記第１面８７に入射した反射測距光、反射追尾光、可視光の主光線４０は、前記第１面８７を透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての前記第２面８８に入射する。該第２面８８は、可視光又は赤色の一部を除く可視光を透過させ、反射測距光と反射追尾光とを反射させる。前記第２面８８を透過した可視光又は赤色の一部を除く可視光は、前記第５面９２を透過して視準部２６（図２参照）に入射する。又、前記第２面８８で反射された反射測距光と反射追尾光は、前記第１面８７、前記第３面８９で順次反射され、分離面としての前記第４面９１に入射する。

該第４面９１は、反射測距光を反射し、反射追尾光を透過する。前記第４面９１で反射された反射測距光は、前記第１面８７を透過して受光部３９（図２参照）に受光される。又、前記第４面９１を透過した反射追尾光は、前記第６面９３を透過して撮像素子４５（図２参照）に受光される。

反射測距光と反射追尾光は、前記第３面８９で反射される際に前記色ガラス９０内を通過する。該色ガラス９０内を通過する過程で、前記色ガラス９０の吸収により、反射測距光と反射追尾光の外乱光が減衰又は除去される。

第２の実施例では、前記ダイクロイックプリズム８０に前記色ガラス９０を設けることで、反射測距光と反射追尾光の外乱光を減衰又は除去している。従って、測距結果、追尾結果から外乱光の影響を低減又は除去できるので、測距精度、追尾精度を向上させることができる。色ガラスを設けずに薄膜により外乱光の影響を低減又は除去も可能だが、外乱光が吸収されずに反射され、影響が僅かに残る場合もある。

尚、前記色ガラス９０は、前記撮像素子４５からできるだけ離れた位置に設けるのが望ましい。前記色ガラス９０に内部欠陥がある場合には、前記撮像素子４５に前記色ガラス９０の内部欠陥が映込み、追尾精度に影響を及ぼすからである。仮に、前記色ガラス９０を前記撮像素子４５の近くに設ける場合には、前記色ガラス９０の内部欠陥についての選別操作が別途必要となる。

又、前記色ガラス９０の内部欠陥が測距結果に影響を及ぼすことはない為、前記受光部３９に対する前記色ガラス９０の位置の制約はなく、任意の位置に設けることができる。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図８（Ａ）～図８（Ｄ）、図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、前記ダイクロイックプリズム８０の変形例を示している。

図７（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム９４は、第３面９４ｃで反射された反射測距光と反射追尾光の光軸に対する第４面９４ｄの傾斜方向が異なっている。反射追尾光は分離面としての前記第４面９４ｄを透過し、反射測距光は前記第４面９４ｄにより前記視準部２６に向って反射される様に構成されている。その他の構成については、前記ダイクロイックプリズム８０と同等の構成となっている。

図７（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム９５は、図４（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム６６の紙面に対して下側の面に、色ガラス９６を設けた構成となっている。又、第１プリズム９７と前記色ガラス９６との境界面と対向する面を第３面９５ｃとしている。その他の構成については、前記ダイクロイックプリズム６６と同様の構成となっている。

図８（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム９８は、図５（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム７１と略同等の構成である。第２プリズム１０１と第３プリズム１０２とが、それぞれ分離面としての第２面９８ｂに貼付けられている。又、第１プリズム９９の紙面に対して下側の面に色ガラス１０３が貼付けられ、一体化されている。該色ガラス１０３の前記第１プリズム９９との境界面と対向する面が第３面９８ｃとなっている。その他の構成については、前記ダイクロイックプリズム７１と同様の構成となっている。

図８（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム１０４は、図５（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム７５と略同等の構成となっている。第１プリズム１０５の紙面に対して下側の面に第３プリズム１０７が貼付けられ、前記第１プリズム１０５の第２面１０４ｂに第２プリズム１０６が貼付けられ、前記第３プリズム１０７の前記第１プリズム１０５との境界面と対向する面に色ガラス１０８が貼付けられ、一体化されている。前記ダイクロイックプリズム１０４では、前記第１プリズム１０５と前記第３プリズム１０７との境界面が分離面としての第４面１０４ｄであり、前記色ガラス１０８の前記第４面１０４ｄと対向する面が第３面１０４ｃとなっている。

反射測距光は、第４面１０４ｄで反射され第６面１０４ｆを透過する。一方で、反射追尾光は、前記第４面１０４ｄを透過し、前記第３面１０４ｃで反射される過程で前記色ガラス１０８を通過し、外乱光が減衰又は除去される。従って、外乱光が受光結果に影響を及ぼすことはなく、追尾精度を向上させることができる。

図８（Ｃ）に示されるダイクロイックプリズム１０９は、図８（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム１０４の変形例となっている。前記ダイクロイックプリズム１０９では、第１プリズム１１１の紙面に対して下面に色ガラス１１２が貼付けられ、該色ガラス１１２に第３プリズム１１３が貼付けられ、一体化されている。即ち、前記第１プリズム１１１と前記第３プリズム１１３との間に前記色ガラス１１２が設けられている。

前記ダイクロイックプリズム１０９では、前記色ガラス１１２と前記第３プリズム１１３との境界面が分離面としての第４面１０９ｄとなり、前記第３プリズム１１３の前記第４面１０９ｄと対向する面が第３面１０９ｃとなっている。

前記ダイクロイックプリズム１０９では、反射追尾光だけではなく、反射測距光の外乱光も減衰又は除去できるので、測距精度、追尾精度を向上させることができる。

図８（Ｄ）に示されるダイクロイックプリズム１１４は、第１面１１４ａで反射された反射測距光及び反射追尾光の光軸に対する第４面１１４ｄの傾斜方向が異なることを除き、図８（Ｂ）に示される前記ダイクロイックプリズム１０４と略同等の構成となっている。

反射測距光は、分離面としての前記第４面１１４ｄで反射される。一方で、反射追尾光は、前記第４面１１４ｄを透過し、前記第３面１１４ｃで反射される過程で前記色ガラス１１５を通過し、外乱光が減衰又は除去される。従って、外乱光が受光結果に影響を及ぼすことはなく、追尾精度を向上させることができる。

図９（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム１１６は、図８（Ｄ）に示される前記ダイクロイックプリズム１１４の変形例となっている。前記ダイクロイックプリズム１１６では、第１プリズム１１７の紙面に対して下面に色ガラス１１８が貼付けられ、該色ガラス１１８に第３プリズム１１９が貼付けられ、一体化されている。即ち、前記第１プリズム１１７と前記第３プリズム１１９との間に前記色ガラス１１８が設けられている。

前記ダイクロイックプリズム１１６では、前記色ガラス１１８と前記第３プリズム１１９との境界面が分離面としての第４面１１６ｄとなり、前記第３プリズム１１９の前記第４面１１６ｄと対向する面が第３面１１６ｃとなっている。

前記ダイクロイックプリズム１１６では、反射追尾光だけではなく、反射測距光の外乱光も減衰又は除去できるので、測距精度、追尾精度を向上させることができる。

図９（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム１２１は、図５（Ｄ）に示される前記ダイクロイックプリズム８１の紙面に対して下側の面に、色ガラス１２２を設けた構成となっている。又、該色ガラス１２２の第１プリズム１２３との境界面と対向する面を第３面１２１ｃとしている。その他の構成については、前記ダイクロイックプリズム８１と同様の構成となっている。

尚、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図８（Ａ）～図８（Ｄ）、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に於いても、第４面の反射側に前記追尾光受光部２５を配置し、第４面の透過側に前記測距光受光部２３を配置してもよいのは言う迄もない。

次に、図１０に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図１０中、図３中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第３の実施例は、測量装置本体３（図１参照）から追尾光射出部２４（図２参照）と追尾光受光部２５（図２参照）を取除いた構成となっている。その他の構成については第１の実施例と同様である。

第３の実施例に於けるダイクロイックプリズム１２４は、第３プリズムを有しておらず、第１プリズム１２５と第２プリズム１２６とが組み合わされ、一体化された構成となっている。

前記第１プリズム１２５の対物レンズ３７（図２参照）と対向する面が第１面１２７となり、前記第１プリズム１２５と前記第２プリズム１２６の境界面が第２面１２８となり、前記第１プリズム１２５の紙面に対して下側の面が第３面１２９となる。又、前記第２プリズム１２６の紙面に対して右側の面が第５面１３１となり、前記第１プリズム１２５の紙面に対して上側の面が第６面となる。

前記第１面１２７に入射した反射測距光、可視光の主光線４０は、前記第１面１２７を透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての前記第２面１２８に入射する。該第２面１２８は、可視光又は赤色の一部を除く可視光を透過させ、反射測距光を反射させる。前記第２面１２８を透過した可視光又は赤色の一部を除く可視光は、前記第５面１３１を透過して視準部２６（図２参照）に入射する。又、前記第２面１２８で反射された反射測距光は、前記第１面１２７、前記第３面１２９で順次反射され、前記第６面１３２を透過する。該第６面１３２を透過した反射測距光は、受光部３９（図２参照）に受光される。

第３の実施例に於いても、反射測距光が前記ダイクロイックプリズム１２４内で３回内部反射される構成となっているので、前記対物レンズ３７の焦点距離分の光路長を確保することができる。

従って、前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを小さくすることができるので、前記距離測定部１９の光学系の小型化が図れると共に、測量装置全体の小型化を図ることができる。

図１１（Ａ）～図１１（Ｄ）、図１２（Ａ）～図１２（Ｄ）は、前記ダイクロイックプリズム１２４の変形例を示している。

図１１（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム１３３は、第６面１３３ｆに反射膜が設けられている。又、該第６面１３３ｆは反射測距光の光軸に対して傾斜され、反射測距光を対物レンズ３７（図２参照）側に反射させる様構成されている。その他の構成については、前記ダイクロイックプリズム１２４と同様となっている。

尚、前記第６面１３３ｆに対する反射測距光の入射角が臨界角以上である場合には、反射膜は省略してもよい。

図１１（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム１３４は、反射測距光の光軸に対する第６面１３４ｆの傾斜方向が異なることを除き、前記ダイクロイックプリズム１３３と同様の構成となっている。

前記ダイクロイックプリズム１３４は、反射測距光を視準部２６（図２参照）に向って反射させる様に構成されている。

図１１（Ｃ）に示されるダイクロイックプリズム１３５は、前記ダイクロイックプリズム１２４の前記第１プリズム１２５の紙面に対して上側の面に三角プリズム１３６を貼付け一体化させた構成となっている。又、該三角プリズム１３６の紙面に対して左側の面が反射測距光の光軸に対して傾斜した第６面１３５ｆとなっており、該第６面１３５ｆにより反射測距光が反射される様に構成されている。

上記した様に、前記ダイクロイックプリズム１３５は、反射測距光を反射させる為の前記三角プリズム１３６を別途設けている。従って、第１プリズム１３７に対する前記三角プリズム１３６の取付け位置を変更することで、反射測距光の反射方向を反射測距光の光軸を中心とした任意の方向に変更することができる。

図１１（Ｄ）に示されるダイクロイックプリズム１３８では、第１面１３８ａを透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての第２面１３８ｂで反射された反射測距光は、前記第１面１３８ａ、第３面１３８ｃ、前記第２面１３８ｂで順次反射された後、第６面１３８ｆを透過して前記受光部３９に受光される様構成されている。

前記ダイクロイックプリズム１３８では、該ダイクロイックプリズム１３８内で反射測距光が４回内部反射する様構成されている。従って、前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを更に短くすることができ、該測距光受光部２３の小型化を図ることができる。

図１２（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム１３９は、第１面１３９ａを透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての第２面１３９ｂで反射された反射測距光は、前記第１面１３９ａ、第３面１３９ｃ、前記第２面１３９ｂ、前記第１面１３９ａで順次反射された後、第６面１３９ｆを透過して前記受光部３９に受光される様構成されている。

前記ダイクロイックプリズム１３９では、該ダイクロイックプリズム１３９内で反射測距光が５回内部反射する様構成されている。従って、前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを更に短くすることができ、該測距光受光部２３の小型化を図ることができる。

図１２（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム１４１は、第１面１４１ａを透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての第２面１４１ｂで反射された反射測距光は、前記第１面１４１ａ、第３面１４１ｃ、前記第２面１４１ｂ、前記第１面１４１ａ、前記第２面１４１ｂで順次反射された後、前記第１面１４１ａを透過して前記受光部３９に受光される様構成されている。

前記ダイクロイックプリズム１４１では、該ダイクロイックプリズム１４１内で反射測距光が６回内部反射する様構成されている。従って、前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを更に短くすることができ、該測距光受光部２３の小型化を図ることができる。

図１２（Ｃ）に示されるダイクロイックプリズム１４２は、第１面１４２ａを透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての第２面１４２ｂで反射された反射測距光は、前記第１面１４２ａ、第３面１４２ｃ、前記第１面１４１ａで順次反射された後、第６面１４２ｆを透過して前記受光部３９に受光される様構成されている。

前記ダイクロイックプリズム１４２では、該ダイクロイックプリズム１４２内で反射測距光が４回内部反射する様構成されている。従って、前記ダイクロイックプリズム１２４に比べて前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを更に短くすることができ、該測距光受光部２３の小型化を図ることができる。

図１２（Ｄ）に示されるダイクロイックプリズム１４３は、第１面１４３ａを透過し、可視光又は赤色の一部を除く可視光の分離面としての第２面１４３ｂで反射された反射測距光は、前記第１面１４３ａ、第３面１４３ｃ、前記第１面１４３ａ、前記第２面１４３ｂで順次反射された後、第６面１４３ｆを透過して前記受光部３９に受光される様構成されている。

前記ダイクロイックプリズム１４３では、該ダイクロイックプリズム１４３内で反射測距光が５回内部反射する様構成されている。従って、前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを更に短くすることができ、該測距光受光部２３の小型化を図ることができる。

尚、反射測距光の前記第２面１４３ｂに対する２度目の入射角が臨界角以上である場合には、２度目に反射測距光が入射する部分のみ反射膜を取除いてもよい。

尚、第３の実施例及び変形例を第２の実施例と組合わせ、色ガラスを追加してもよい。色ガラスの追加により、反射測距光の外乱光を減衰又は除去でき、測距精度を向上させることができる。

次に、図１３に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図１３中、図３中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第４の実施例は、測量装置本体３（図１参照）から視準部２６（図２参照）を取除いた構成となっている。その他の構成については第１の実施例と同様である。但し、第４の実施例では、測距光と追尾光は、いずれも可視光又は近赤外光のどの波長であってもよい。

第４の実施例に於けるダイクロイックプリズム１４４は、第２プリズムを有しておらず、第１プリズム１４５と第３プリズム１４６とが組み合わされ、一体化された構成となっている。

前記ダイクロイックプリズム１４４は、前記第１プリズム１４５の対物レンズ３７（図２参照）と対向する面が第１面１４７となり、該第１面１４７と対向する面が第２面１４８となり、前記第１プリズム１４５の紙面に対して下側の面が第３面１４９となる。又、前記ダイクロイックプリズム１４４は、前記第１プリズム１４５と前記第３プリズム１４６との境界面が第４面１５１となり、前記第３プリズム１４６の紙面に対して上側の面が第６面１５２となっている。

前記第１面１４７を透過した反射測距光、反射追尾光の主光線４０は、前記第２面１４８、前記第１面１４７、前記第３面１４９で順次反射された後、分離面としての前記第４面１５１に入射する。

該第４面１５１に入射した反射測距光と反射追尾光のうち、反射測距光は前記第４面１５１で反射され、前記第１面１４７を透過して受光部３９（図２参照）に受光される。又、反射追尾光は、前記第４面１５１、前記第６面１５２を透過し、撮像素子４５（図２参照）に受光される。

第３の実施例に於いても、反射測距光及び反射追尾光が前記ダイクロイックプリズム１４４内で３回内部反射される構成となっているので、前記対物レンズ３７の焦点距離分の光路長を確保することができる。

従って、前記測距光受光部２３（図２参照）及び前記追尾光受光部２５（図２参照）の光軸方向の長さを小さくすることができるので、前記距離測定部１９の光学系の小型化が図れると共に、測量装置全体の小型化を図ることができる。

図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）～図１５（Ｄ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は、前記ダイクロイックプリズム１４４の変形例を示している。

図１４（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム１５３は、第３面１５３ｃで反射された反射測距光と反射追尾光に対する第４面１５３ｄの傾斜方向が異なっている。反射追尾光は分離面としての前記第４面１５３ｄを透過し、反射測距光は前記第４面１５３ｄにより前記対物レンズ３７の反対側に向って反射される様構成されている。その他の構成については、前記ダイクロイックプリズム１４４と同様の構成となっている。

図１４（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム１５４は、２つの三角プリズムを組合わせた四角プリズムを第３プリズム１５５として構成し、２つの三角プリズムの境界面を分離面としての第４面１５４ｄとしている。

従って、第１プリズム１５６に対する前記第３プリズム１５５の取付け位置を変更することで、反射測距光の反射方向を反射追尾光の光軸を中心とした任意の方向に変更することができる。

図１５（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム１５７は、第１プリズム１５８の第２面１５７ｂの一部に第３プリズム１５９を貼付け、一体化させた構成となっている。前記ダイクロイックプリズム１５７は、前記第１プリズム１５８と前記第３プリズム１５９の境界面が分離面としての第４面１５７ｄとなり、前記第３プリズム１５９の紙面に対して右側の面が第６面１５７ｆとなっている。

前記ダイクロイックプリズム１５７では、第１面１５７ａを透過した反射測距光と反射追尾光は、前記第２面１５７ｂ、前記第１面１５７ａ、第３面１５７ｃ、前記第２面１５７ｂ、前記第１面１５７ａで順次反射された後、前記第４面１５７ｄに入射する。

該第４面１５７ｄに入射した反射測距光と反射追尾光のうち、反射追尾光は前記第４面１５７ｄ、前記第６面１５７ｆを透過し、前記撮像素子４５に受光される。又、反射測距光は前記第４面１５７ｄで反射され、前記第１面１５７ａを透過して前記受光部３９に受光される。

前記ダイクロイックプリズム１５７では、反射測距光と反射追尾光を前記ダイクロイックプリズム１５７内で５回内部反射させた後、前記第４面１５７ｄで分離する様構成される。従って、前記測距光受光部２３及び前記追尾光受光部２５の光軸方向の長さを更に短くすることができる。

図１５（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム１６１は、第３プリズム１６２が第１プリズム１６３の下面に貼付けられ、一体化されている。前記ダイクロイックプリズム１６１では、前記第３プリズム１６２の紙面に対して下側の面が第３面１６１ｃとなり、前記第１プリズム１６３と前記第３プリズム１６２との境界面が分離面としての第４面１６１ｄとなっている。又、前記第１プリズム１６３の紙面に対して上側の面が第６面１６１ｆとなっている。

第１面１６１ａを透過した反射測距光及び反射追尾光は、第２面１６１ｂ、前記第１面１６１ａで順次反射された後、前記第４面１６１ｄに入射する。該第４面１６１ｄは、反射測距光を反射させ、反射追尾光を透過させる。

前記第４面１６１ｄで反射された反射測距光は、前記第６面１６１ｆを透過して前記撮像素子４５に受光される。又、前記第４面１６１ｄを透過した反射追尾光は、前記第３面１６１ｃ、前記第２面１６１ｂ、前記第１面１６１ａ、前記第２面１６１ｂで反射された後、前記第１面１６１ａを透過して前記受光部３９に受光される。

前記ダイクロイックプリズム１６１では、反射追尾光が前記ダイクロイックプリズム１６１内で６回内部反射する様構成されている。従って、前記追尾光受光部２５の光軸方向の長さを更に短くすることができる。

図１５（Ｃ）に示されるダイクロイックプリズム１６４は、前記ダイクロイックプリズム１５７と同様に、第１プリズム１６５の第２面１６４ｂに第３プリズム１６６が貼付けられ、一体化されている。又、前記第３プリズム１６６の紙面に対して上側の面及び前記第１プリズム１６５の紙面に対して上側の面は、それぞれ反射防止膜が設けられた第６面１６４ｆとなっている。

第１面１６４ａを透過し、前記第２面１６４ｂで反射された反射測距光及び反射追尾光は、前記第１面１６４ａ、第３面１６４ｃ、前記第１面１６４ａで順次反射され、分離面としての第４面１６４ｄに入射する。

該第４面１６４ｄは、反射測距光を反射し、反射追尾光を透過する。前記第４面１６４ｄで反射された反射測距光は、前記第６面１６４ｆを透過して前記受光部３９に受光される。又、前記第４面１６４ｄを透過した反射追尾光は、前記第６面１６４ｆを透過して前記撮像素子４５に受光される様構成される。

図１５（Ｄ）に示されるダイクロイックプリズム１６７は、第１プリズム１６８の第２面１６７ｂに第３プリズム１６９が貼付けられ、一体化されている。又、前記第２面１６７ｂにはロングパスフィルタが蒸着されている。ロングパスフィルタは、特定の波長帯に於いて入射角が小さい程反射率が高くなり、入射角が大きい程透過率が高くなる光学特性を有している。

図１６は、ロングパスフィルタに対する入射角毎の波長と透過率との関係を示すグラフである。図１６中、右側のグラフは入射角が小さい場合の分光特性１７１を示し、左側のグラフは入射角が大きい場合の分光特性１７２を示している。

例えば、波長λ′＞波長λの関係に於いて、測距光の波長をλとし、追尾光の波長をλ′とした場合、入射角が小さい場合（前記分光特性１７１）には、測距光と追尾光が共にロングパスフィルタにより反射される。一方で、入射角が大きい場合（前記分光特性１７２）には、測距光はロングパスフィルタに反射され、追尾光はロングパスフィルタを透過することとなる。

前記ダイクロイックプリズム１６７では、第１面１６７ａを透過した反射測距光及び反射追尾光は、前記第２面１６７ｂに入射する。該第２面１６７ｂに対する１度目の反射測距光と反射追尾光の入射角は小さい（前記分光特性１７１）為、反射測距光と反射追尾光は共に前記第２面１６７ｂにより反射される。

該第２面１６７ｂで反射された反射測距光と反射追尾光は、前記第１面１６７ａ、第３面１６７ｃで順次反射された後、前記第２面１６７ｂに入射する。該第２面１６７ｂに対する２度目の反射測距光と反射追尾光の入射角は大きい（前記分光特性１７２）為、反射測距光は前記第２面１６７ｂで反射され、反射追尾光は前記第２面１６７ｂを透過する。

前記ダイクロイックプリズム１６７では、第２面にロングパスフィルタを蒸着させているので、前記第２面１６７ｂに反射測距光と反射追尾光を分離させる為の分離面としての機能を持たせることができる。

図１７（Ａ）に示されるダイクロイックプリズム１７３は、前記ダイクロイックプリズム１６７と同様、第２面１７３ｂを介して第１プリズム１７４と第３プリズム１７５が一体化されており、前記第２面１７３ｂにはロングパスフィルタが蒸着されている。

第１面１７３ａを透過し、第２面１７３ｂに１度目に入射する際の入射角は小さい為、反射測距光と反射追尾光は共に全反射される。又、前記第１面１７３ａ、第３面１７３ｃで順次反射された後、前記第２面１７３ｂに２度目に入射する際の入射角は大きい為、反射追尾光は前記第２面１７３ｂを透過し、反射測距光は前記第２面１７３ｂで反射される。即ち、該第２面１７３ｂは分離面としても機能する。

前記第２面１７３ｂで反射された反射測距光は、前記第１面１７３ａで反射された後、第６面１７３ｆを透過して前記受光部３９に受光される。

前記ダイクロイックプリズム１７３は、該ダイクロイックプリズム１７３の内部で反射測距光が５回内部反射する構成であるので、前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを小さくすることができ、前記測距光受光部２３の小型化を図ることができる。

図１７（Ｂ）に示されるダイクロイックプリズム１７６は、前記ダイクロイックプリズム１６７と同様、第２面１７６ｂを介して第１プリズム１７７と第３プリズム１７８が一体化されており、前記第２面１７６ｂにはロングパスフィルタが蒸着されている。

第１面１７６ａを透過し、第２面１７６ｂに１度目に入射する際の入射角は小さい為、反射測距光と反射追尾光は共に全反射される。又、前記第１面１７６ａ、第３面１７６ｃで順次反射された後、前記第２面１７６ｂに２度目に入射する際の入射角は大きい為、反射追尾光は前記第２面１７６ｂを透過し、反射測距光は前記第２面１７６ｂで反射される。即ち、該第２面１７６ｂは分離面としても機能する。

前記第２面１７６ｂで反射された反射測距光は、前記第１面１７６ａで反射された後、前記第２面１７６ｂに小さい入射角で入射して反射され、前記第１面１７６ａを透過して前記受光部３９に受光される。

前記ダイクロイックプリズム１７６は、該ダイクロイックプリズム１７６の内部で反射測距光が６回内部反射する構成であるので、前記測距光受光部２３の光軸方向の長さを小さくすることができ、前記測距光受光部２３の小型化を図ることができる。

尚、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）～図１５（Ｄ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に於いても、前記測距光受光部２３と前記追尾光受光部２５を入れ替えてもよい。

又、第４の実施例及び変形例を第２の実施例と組合わせ、色ガラスを追加してもよい。色ガラスの追加により、反射測距光と反射追尾光の外乱光を減衰又は除去でき、測距精度及び追尾精度を向上させることができる。

１ 測量装置
３ 測量装置本体
１９ 距離測定部
２２ 測距光射出部
２３ 測距光受光部
２４ 追尾光射出部
２５ 追尾光受光部
２６ 視準部
３８ ダイクロイックプリズム
３９ 受光部
８０ ダイクロイックプリズム
９０ 色ガラス
１２４ ダイクロイックプリズム
１４４ ダイクロイックプリズム

Claims (8)

1. 測距光を測定対象物に照射し、該測定対象物からの反射測距光に基づき前記測定対象物迄の距離を測定する距離測定部を具備し、該距離測定部は前記測距光を射出する測距光射出部と、前記反射測距光を受光する測距光受光部とを有し、該測距光受光部は、該測距光受光部の光軸上にダイクロイックプリズム及び受光部を有し、前記ダイクロイックプリズムは前記反射測距光が前記ダイクロイックプリズム内で少なくとも３回内部反射された後、前記受光部に受光される様構成され、
   前記反射測距光は、３度目の内部反射の際に前記ダイクロイックプリズム内に入射した前記反射測距光の光軸及び１度目に内部反射された前記反射測距光の光軸と交差する様構成された測量装置。
2. 前記距離測定部は、前記測定対象物を視準する為の視準部を更に具備し、前記ダイクロイックプリズムは、前記反射測距光と同軸で入射した可視光又は赤色の一部を除く可視光を分離する様構成された請求項１に記載の測量装置。
3. 前記距離測定部は、前記測定対象物に追尾光を射出する追尾光射出部と、前記測定対象物からの反射追尾光を受光する追尾光受光部とを更に具備し、前記ダイクロイックプリズムは、前記反射測距光と前記反射追尾光とをそれぞれ前記ダイクロイックプリズム内で少なくとも３回内部反射させた後、前記反射測距光と前記反射追尾光とを分離する様構成された請求項１又は請求項２に記載の測量装置。
4. 前記ダイクロイックプリズムは、前記可視光又は赤色の一部を除く可視光を分離する面を有する第２プリズムを更に有する請求項２に記載の測量装置。
5. 前記ダイクロイックプリズムは、前記反射測距光と前記反射追尾光を内部反射させる為の第１プリズムと、前記反射測距光と前記反射追尾光とを分離させる為の分離面を有する第３プリズムとを有する請求項３に記載の測量装置。
6. 前記分離面は、前記反射測距光と前記反射追尾光のうちいずれか一方を透過し、いずれか他方を反射するダイクロイックフィルタ面である請求項５に記載の測量装置。
7. 前記分離面は、入射角に基づき反射率が変化するロングパスフィルタ面である請求項５に記載の測量装置。
8. 前記ダイクロイックプリズムは、前記反射測距光と前記反射追尾光の少なくとも一方の光路上に設けた色ガラスを更に有する請求項３又は請求項５～請求項７のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

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