JPH085742A - 測量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 対象反射物体の検出の信頼性、対象反射物体
までの距離測定の信頼性の向上を図る。 【構成】 対象反射物体１０２に向けて照射光束を照射
し、反射される反射光束に基づき対象反射物体１０２を
検出すると共に距離を測定する測量装置において、照射
光束を所定の偏光方向を有する光束として発射する光源
部１０６と、対象反射物体１０２に向けて照射する照射
光学系１０１と、対象反射物体１０２による反射の際に
変化した偏光方向の偏光反射光束を分離する偏光光学部
材１２２と、偏光光学部材１２２で分離した偏光反射光
束を受光する第１受光部１２４、１２６と、対象反射物
体１０２により反射される反射光束を受光する第２受光
部１２０と、第１受光部１２４、１２６の出力信号に基
づいて対象反射物体１０２の検出を行う検出部１０４
と、第２受光部１２０の出力信号に基づいて対象反射物
体１０２までの距離を測定する距離測定部１３１とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入射光の偏向方向に対
して反射光の偏光方向を変化させる対象反射物体に向け
て照射光束を照射し、前記対象反射物体により反射され
る反射光束に基づき対象反射物体を検出すると共に対象
反射物体までの距離を測定する測量装置に関し、レーザ
光束を反射対象物体に投射し、このレーザ光束の投射位
置を基準として使用する墨出し用レーザ回転機器又はそ
の他の回転照射型レーザ機器に用いられる回転レーザ装
置を含む。

【０００２】

【従来の技術】従来から、対象反射物体に向けて照射光
束を照射し、対象反射物体により反射された反射光束に
基づき対象反射物体を検出すると共に対象反射物体まで
の距離を測定する測量装置が知られている。例えば、特
開昭６３−２５９４１１号公報には、送波器と受波器と
を有し、レーザ光束を回転させてレーザ基準面を形成
し、互いに間隔を開けて設けられた２個の反射対象物体
を検出すると共に、この２個の反射対象物体により反射
されたレーザ光束を受光することにより形成される２個
のパルスのパルス間隔により測量装置から反射対象物体
までの距離を測定することが開示されている。また、こ
の公報には、レーザビームを変調し、変調信号と反射さ
れたレーザエネルギーを復調することにより得られた信
号との位相差を測定することにより距離を測定すること
も知られている。また、例えば、特開平４−３１３０１
３号公報には、位相差方式の光波距離計をレーザ光束を
回転させてレーザ基準面を形成する測量装置に組み込む
構成が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の測量装置では、受光部に外光が混入するおそれ、反
射対象物体とは異なる物体からの反射光を反射対象物体
からの反射光であるとして受光するおそれがあり、基準
面出し、距離測定の信頼性に欠けるという問題があっ
た。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは、基準面出し、距離測定
の信頼性の向上を図ることのできる測量装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる請求項１
に記載の測量装置は、上記課題を解決するため、入射光
の偏向方向に対して反射光の偏光方向を変化させる対象
反射物体に向けて照射光束を照射し、前記対象反射物体
により反射される反射光束に基づき対象反射物体を検出
すると共に対象反射物体までの距離を測定する測量装置
において、前記照射光束を所定の偏光方向を有する光束
として発射する光源部と、前記光源部からの照射光束を
前記対象反射物体に向けて照射する照射光学系と、前記
対象反射物体による反射の際に変化した偏光方向の偏光
反射光束を分離する偏光光学部材と、前記偏光光学部材
で分離した偏光反射光束を受光する第１受光部と、前記
対象反射物体により反射される反射光束を受光する第２
受光部と、前記第１受光部の出力信号に基づいて前記対
象反射物体の検出を行う検出部と、前記第２受光部の出
力信号に基づいて前記対象反射物体までの距離を測定す
る距離測定部とを有する。

【０００６】本発明に係わる請求項４に記載の測量装置
は、上記課題を解決するため、偏光特性の異なる二つの
偏光部材によって反射面が形成されかつ入射光の一部の
偏光方向を変化させる対象反射物体に向けて照射光束を
照射し、該対象反射物体により反射された反射光束に基
づき対象反射物体を検出すると共に前記対象反射物体ま
での距離を測定する測量装置において、前記照射光束を
所定の偏光方向を有する偏光照射光束として発射する光
源部と、前記偏光照射光束を前記対象反射物体に向けて
射出する射出光学系と、前記対象反射物体により反射さ
れた反射光束を一の偏光方向を有する第１偏光光束と他
の偏光方向を有する第２偏光光束とに分離するビームス
プリッターと、該ビームスプリッターにより分離された
第１偏光光束を受光する第１受光部と、該ビームスプリ
ッターにより分離された第２偏光光束を受光する第２受
光部と、前記偏光反射光束を前記ビームスプリッターを
介さずに受光する第３受光部と、前記第１受光部の出力
信号と前記第２受光部の出力信号とに基づいて、前記対
象反射物体の検出を行う検出部と、前記第３受光部の出
力信号に基づいて前記対象反射物体までの距離を測定す
る距離測定部とを有する。

【０００７】本発明に係わる請求項６に記載の測量装置
は、上記課題を解決するため、入射光の偏光方向に対し
て反射光の偏光方向を変化させる対象反射物体に向けて
照射光束を照射し、前記対象反射物体により反射される
反射光束に基づき対象反射物体を検出すると共に対象反
射物体までの距離を測定する測量装置において、前記対
象反射物体を検出するために所定の偏光方向を有する光
束として発射する第１光源部と、前記対象反射物体まで
の距離を測定するために該第１光源部よりも波長の長い
照射光束を発射する第２光源部と、前記第１光源部及び
第２光源部からの照射光束を前記対象反射物体に向けて
照射する照射光学系と、前記対象反射物体により反射さ
れた反射光束のうち、前記第１光源部の波長を有する反
射光束と前記第２光源部の波長を有する反射光束とを分
ける波長分割部材と、該波長分割部材で分けられた前記
第１光源部の波長を有する反射光束のうち、前記対象反
射物体による反射の際に変化した偏光方向の偏光反射光
束を分離する偏光光学部材と、該偏光光学部材により分
離された偏光反射光束を受光する第１受光部と、前記光
源部の波長を有する反射光束を受光する第２受光部と、
前記第１受光部の出力信号に基づいて前記対象反射物体
の検出を行う検出部と、前記第２受光部の出力信号に基
づいて前記対象反射物体までの距離を測定する距離測定
部とを有する。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【０００９】（実施例１）この実施例１は、図１に示す
反射対象物体（以下、反射部という）102に照射するレ
ーザ光束を同時に測距光及びデータ通信用光として利用
するものであり、回動部101は反射部102の方向に向けら
れているものとして説明する。

【００１０】［装置の構成］この測量装置（回転レーザ
装置）は、図１に示すように固定部100、回動部101を有
し、固定部100、回動部101は本体部を構成している。反
射部102は本体部から離れた位置に配置される。回動部1
01は固定部100に回動可能に支持され、照射光学系とし
て機能する。固定部100は、発光部103、位置制御用検出
部104、測距用検出部105、エンコーダー129、及びその
他の制御回路によって構成されている。発光部103は、
レーザダイオード（光源部）106の光軸上に、コリメー
タレンズ107、傾斜角補正部108、ハーフミラー112、穴
開きミラー109、λ／４複屈折部材110を順次配置するこ
とにより構成される。レーザダイオード106の光束は回
転レーザとして基準水平面出しに利用されるが、反射部
102に投射して本体部から反射部102までの水平直線距離
を測る測距光としても利用される。

【００１１】傾斜角補正部108は、レーザダイオード106
の光軸が垂直からずれている時、光源106から出射され
た光束を垂直に補正して射出させる作用を有し、例え
ば、自由液面による反射を利用した液体式コンペンセー
ター等が使用される。ハーフミラー112は、測距時に本
体内部の不安定要因除去に必要な内部光路113を形成す
る役割を果たす。装置内部に使用する多数の電子部品
は、温度変化等の影響により遅延時間が変化しかつ測定
の誤差要因となるので、測距光路（後述する）114と内
部光路113とにより測定を行ない、その測定値の差を得
ることによって、両光路114,113に共通の本体内部の不
安定要素を除去する。穴開きミラー109は、レーザダイ
オード106から射出された光束を通過させる穴109aを有
する。穴開きミラー109は反射部102によって反射された
戻り光束を位置制御用検出部104、測距用検出部105に向
けて反射する。λ／４複屈折部材110は、これに入射す
る直線偏光のレーザ光束を円偏光に変換して射出する。

【００１２】位置制御用検出部104は、穴開きミラー109
の反射光軸上に設けられたハーフミラー121と、このハ
ーフミラー121の反射光軸上に設けられた偏光ビームス
プリッター122と、順次配置されたコンデンサーレンズ1
23、第１光電検出器124と、偏光ビームスプリッター122
の反射光軸上に設けられて順次配置されたコンデンサー
レンズ125、第２光電検出器126とから構成されている。
ハーフミラー121は、反射部102によって反射された戻り
光束を位置制御用と測距用とに分離する。反射部102か
らの戻り光は、後述するように反射部102上の照射箇所
の違いによってその偏光方向が変わるので、偏光ビーム
スプリッター122によって偏光を分離し区別するのであ
る。第１光電検出器124、第２光電検出器126は、偏光ビ
ームスプリッター122によって二つの偏光成分に分離さ
れた光束をそれぞれ受光検出する。

【００１３】測距用検出部105は、穴開きミラー109の反
射光軸上に順次配置されたハーフミラー118、コンデン
サーレンズ119、測距用光電検出器120を有すると共に、
ハーフミラー112の反射光軸上に設けられたミラー117を
有する。内部光路113はハーフミラー112からミラー11
7、ハーフミラー118を順次経由して測距用光電検出器１
２０に至るまでの光路である。測距光路114は反射部102
から、ペンタプリズム111、λ／４複屈折部材110、穴開
きミラー109、ハーフミラー121を順次経由して測距用光
電検出器120に至るまでの光路である。内部光路113、測
距光路114の途中には、光路切り換え器115、光量調整器
116が設けられている。

【００１４】ハーフミラー118は、測距光路114を通る戻
り光束を透過させて測距用光電検出器120に導き、か
つ、ミラー117によって反射された内部光路113の光束を
反射させ測距用光電検出器120に導く。測距光路１１４
に偏光フィルター等の偏光光学部材が設けられていない
のは、対象反射物体から１０２から反射した光を十分に
受光し、より高いレベルの測距用の信号を得るためであ
る。光路切り換え器115は測距光路114と内部光路113と
を切り換える。光量調整器116は内部光路113、測距光路
114をそれぞれ通過する光束の光量を調整する。エンコ
ーダー129は基準方向に対するレーザ光束の照射方向の
角度（回転角度）を検出する。この他、固定部100は各
種制御回路を有する。

【００１５】位置制御部127は、位置制御用検出部104か
らの受光信号に基づき反射部102の位置を検出し、位置
検出信号を測角部130に向けて出力すると共に、回動部1
01の回転を制御する回転制御信号を駆動部128に出力す
る。駆動部128は回転制御信号に基づき回動部101の回
転、停止等の制御を行なう。測角部130は、位置制御部1
27から出力される位置検出信号とエンコーダー129から
出力されるパルス信号とにより反射部102の水平角度を
測定する。ＬＤ変調部132は、測距時の基準に用いる発
振器を有し、測距、データ通信を行う為にレーザダイオ
ード106を変調する。測距部131は、測距用検出部105か
らの受光信号と、ＬＤ変調部132の基準発振器出力に基
づく信号に基づいて距離の測定を行なう。システム制御
部133は、装置全体の動作タイミングを制御し、測定結
果に基づいて各種データの処理を行なう。

【００１６】回動部101は駆動部128により駆動され、ペ
ンタプリズム111、エンコーダー129の回転部を有する。
ペンタプリズム111は傾斜角補正部108より垂直に延びる
光軸を水平方向に光路変換する役割を果たし、この垂直
な光軸を中心に揺動又は回転する。

【００１７】反射部102は、図２、図３又は図４に示す
ように、基板200、300、400、反射板201、301、401、複
屈折部材202、302、402、データ受光部203、303、403、
データ表示部204、304、404、を有する。基板200、30
0、400の内部には、本体部から送信されたデータを受信
する電子回路が内蔵されている。反射板201、301、401
は再帰反射部材から構成され、複数の微小なコーナーキ
ューブ又は球反射体等を配置して形成される。複屈折部
材202、302、402は、入射光束に対してλ／４の位相差
を与える。データ受光部203、303、403及びデータ表示
部204、304、404は、光通信によって本体部から送信さ
れた測定データを受光して表示する役割を果たす。反射
部102の基本構成は、基板200、300、400、反射板201、3
01、401、複屈折部材202、302、402からなるものであ
り、データ通信を行なわない場合には、データ受光部20
3、303、403及びデータ表示部204、304、404は設けなく
ともよい。

【００１８】円偏光のレーザ光束が反射部102の複屈折
部材の存在する箇所に入射した場合、複屈折部材202、3
02、402によって直線偏光に変換され、反射板201、30
1、401によって反射され、再び複屈折部材202、302、40
2に入射して逆方向の円偏光に変換されて、本体部のペ
ンタプリズム111に再入射する。一方、複屈折部材の存
在しない箇所に入射した場合、反射板201、301、401に
よって円偏光の方向はその円偏光の方向が保存されて本
体部のペンタプリズム111に再入射する。

【００１９】［本体部の動作説明］次に、この測量装置
（回転レーザ装置）の動作について説明する。

【００２０】（検出方法）この実施例に示されている対
象反射物体の検出方法は、特願平5-231522号に開示のも
のと基本的には同様な検出方法である。本体部から射出
される照射光束の偏光方向は所定方向にあらかじめ規定
されている。その照射光束が反射部102の複屈折部材20
2,302,402を通過し、反射板201,301,401により反射され
て、再度、複屈折部材202,302,402を通過して本体部に
戻り、その内部に取り込まれた時の偏光反射光束は第１
光電検出器124の前に配置の偏光ビームスプリッター122
を透過する。第１光電検出器124は複屈折部材に202,30
2,402によって偏光方向を変化させられた光束に基づき
受光信号を出力し、第２光電検出器126は本体部から射
出される照射光束の偏光方向を保存する反射偏光光束に
基づき受光信号を出力するので、本体部から射出された
照射光束が反射部102を横切る場合、第１光電検出器124
の出力と第２光電検出器126の出力との組み合せはある
決まったパターンを持つことになる。そこで、この両検
出器の出力パターンを検出することにより反射部102か
らの反射光束であるかそれ以外からの光束であるかの判
別を行なうことができる。

【００２１】図５は反射部102からの偏光反射光束に基
づく受光出力のパターンを示し、（ａ）は反射部102の
構成が図２の場合の受光出力のパターン、（ｂ）は反射
部102の構成が図３の場合の受光出力のパターン、
（ｃ）は反射部102の構成が図４の場合の受光出力のパ
ターンであり、また図５において、〈Ａ〉は第１光電検
出器124の受光出力、〈Ｂ〉は第２光電検出器126の受光
出力をそれぞれ示している。反射部102が（ａ）の場
合、複屈折部材202が全面を覆っているので第１光電検
出器124の受光出力〈Ａ〉は大きく、第２光電検出器126
の受光出力〈Ｂ〉は微小である。

【００２２】反射部102が（ｂ）の場合、両側に複屈折
部材302が存在しかつ中央は反射板301がむき出しの状態
であるので、第１光電検出器124の受光出力〈Ａ〉は２
つのピークを持つ波形となり、一方、第２光電検出器12
6の受光出力〈Ｂ〉は、時間軸上で受光出力〈Ａ〉の２
つのピーク位置の中央にピークが存在する波形となる。

【００２３】反射部102が（ｃ）の場合、一側に複屈折
部材402が配置され、他側には反射板401が配置されてい
るのみであるので、第１光電検出器124の受光出力
〈Ａ〉と第２光電検出器126の受光出力〈Ｂ〉とは時間
軸上でピーク位置がずれた波形となる。

【００２４】回動部101を反射部102に向けた状態に保持
させる場合等のように反射部102の中心を検出する必要
がある場合には、第１光電検出器124の受光出力〈Ａ〉
から第２光電検出器126の受光出力〈Ｂ〉を引算するこ
とにより得られる波形＜Ａ−Ｂ＞を用いて中央の検出を
行なうと都合が良い。

【００２５】（ａ）の場合、受光出力〈Ｂ〉がほぼゼロ
なので受光出力〈Ａ〉のピークを検出し、これにより回
動部101が反射部102の中央を向いたものと判定する。
（ｂ）の場合、波形〈Ａ−Ｂ〉が最小値を有するので、
回動部101がこの最小値を検出した時に反射部102の中央
を向いたものと判定する。（ｃ）の場合は、波形〈Ａ−
Ｂ〉が正負反転した最大値と最小値を持つので、波形値
〈Ａ−Ｂ〉がマイナスからプラスに変化する点を検出
し、これにより回動部101が反射部102の中央を向いたも
のと判定する。

【００２６】この方法による反射部102の中央検出であ
れば、一度、反射部102を検出すれば、その後は本体部
から射出される照射光束を含む水平面内であれば、反射
部102を前後左右どの様に移動させても回動部101による
反射部102の中央の追尾が可能となる。さらに、ある基
準に対する反射部102の水平角度が必要な場合、この方
法により反射部102の中央を検出し、その検出時点での
回動部101の回転角度をエンコーダ129のパルス出力によ
り記憶させるようにしてもよい。

【００２７】（装置動作の説明）図６は装置動作を説明
するためのフローチャートである。

【００２８】回動部101は、サーチモードと追尾モード
の２種類の動作モードで回動する。サーチモードとは反
射部102を捜し出すモードであり、回動部101は反射部10
2が見つかるまで一方向に回転し続ける。以下、この動
作をサーチ動作と呼ぶ。追尾モードは、回動部101から
射出される照射光束の照射方向をサーチ動作で検出した
反射部102の方向に向けて保持するモードであり、反射
部102が回動部101からの照射光束を含む水平面内で移動
した場合にそれを追尾する。測距及びデータ送信はこの
追尾モードで行なう。

【００２９】まず、本体部は反射部102を探すため、始
めにサーチモードに入る（Ｓ1）。サーチモードに入る
と、位置制御部127は、回動部101の回転速度を決められ
た回転速度（サーチ速度）に設定する（Ｓ2）。次に、
位置制御用検出部104から得られる位置検出信号が、反
射部102からの信号かそれ以外のものからの信号かを判
別し、反射部102が検出されるまでこれを繰り返す（Ｓ
3）。反射部102が検出されると、本体部は追尾モードに
入る（Ｓ4）。回動部101の停止は既に述べた反射部の検
出方法によって行なう。

【００３０】追尾モードに入ると、位置制御部１２７が
位置制御用検出部104から得られる位置検出信号に基づ
いて回動部101が反射部102の中心を向いているかどうか
判断する（Ｓ5）。ここで、反射部102の中心を向いてい
る場合、測距（必要によっては測距、測角）、及び測定
データの送信を行なう（Ｓ6〜Ｓ8）。反射部102の中心
が確認されている間、少なくとも測距と測定データの送
信動作を繰り返す（Ｓ6〜Ｓ8）。この途中で、位置制御
部１２７が反射部102の中心を向いていないと判断した
場合、位置制御用検出部104から得られる信号が反射部1
02による反射光であるかどうかを判断する（Ｓ9）。こ
こで、反射部102であると判定された時、位置制御用検
出部104から得られる信号が所定の出力となるようにモ
ータ（図示を略す）を駆動して、回動部101を反射部102
の中心に向ける（Ｓ10）。反射部102からの反射光でな
いと判定されたとき、サーチ動作に入る（Ｓ2）。

【００３１】これらの手順を踏むことにより、本体部か
ら射出される照射光束を含む水平面内に反射部102が存
在する間、反射部102が移動してもこれを追尾すること
が可能となる。

【００３２】反射部102が複数個存在する場合、又は、
複数の測定点で測定を行なう場合、最初の測定点におい
て反射部102が存在する方向を特定するために、エンコ
ーダ129の出力に基づき回動部101の基準に対する方向を
示す角度データを記憶し、この角度データと次の測定点
におけるエンコーダ129の出力に基づき、最初の測定点
と次の測定点との測定点間の水平角度を算出するように
してもよい。この場合、反射部102へは、その測定点に
おける測距値と、その前の測定点からの水平角度とが測
定データとして送信される。

【００３３】本体部から送信される通信データは反射部
102で受信され、データ復調が行なわれる。反射部102の
内部にはＰＳＫ変調された通信データを復調するための
電子回路としてデータ受信回路が内蔵されている。

【００３４】図７はデータ受信回路のブロック図であ
る。データ受信回路は受光部203、303、403としての受
光素子700,アンプリファイア701,加算回路702,ローパス
フィルタ705,加算回路709,ループフィルタ707,ＶＣＯ発
振回路706,９０度シフト回路703,加算回路704,ローパス
フィルタ708,ローパスフィルタ710,ＣＰＵ711を備え、
加算回路702,ローパスフィルタ705,加算回路709,ループ
フィルタ707,ＶＣＯ発振回路706,９０度シフト回路703,
加算回路704,ローパスフィルタ708はＰＳＫ変調された
データを復調する周知のコスタスループ回路を構成して
いる。復調データは、ＣＰＵ711により解読され、反射
部102のデータ表示部204,304,404に表示される。

【００３５】（測距方法）前記測距方法は公知の方法で
あるが、次にデータ転送レートを向上させるために測距
とデータ送信を時分割せずに同時に行なう方法を説明す
る。

【００３６】この測距方法は、基本的には300kHzと15MH
zの２波長を用いる測定方法であるが、測距用の長波長
である300kHz信号はこの周波数をキャリアとし通信デー
タでキーイングを行うＰＳＫ変調とすることにより通信
データを乗せるものである。つまり、300kHzの信号は連
続変調ではないので、次の方法で測距を行なう。

【００３７】まず、反射部102からの反射光を光電変換
手段により電気信号に変換する。受光信号が周波数15MH
zの場合、周波数300kHzの信号にビートダウンし、周波
数300kHzの場合にはそのままその信号を被測定信号とし
て位相差測定を行なう。次に、光電変換された周波数30
0kHzの被測定信号の１周期分を、本体内部の基準信号発
振器の出力周波数15MHzをサンプリング周期としてアナ
ログ／デジタル変換し（以下、Ａ／Ｄ変換と略す）、50
個のデジタルデータ列に変換する。このデジタルデータ
列は、それぞれ記憶装置内の50個のアドレスに記憶され
る。そして、このＡ／Ｄ変換を数周期分行なって、その
都度各アドレスの旧データと加算し、この加算データを
新たに記憶する。この時、データを加算して記憶するア
ドレス番号はＰＳＫ変調の位相状態が変わる度にシフト
させる。この手法により、ＰＳＫ変調された信号を見か
け上位相変化の無い連続変調信号として取り扱うことが
できる。あらかじめ決められた周期分を加算して得られ
る積算データが得られたなら、この積算データの各値を
平均化し、位相検出手段によってフーリエ変換手法を用
いて被測定信号と本体内部の基準信号との間の位相差を
検出して、距離データに換算する。この操作を行なうこ
とにより、ノイズに埋もれた微小信号をも取り出すこと
が可能となる。

【００３８】この測距方法を実現する測距系の電気回路
の構成を図.８に示すブロック図を参照しつつ説明す
る。

【００３９】この測距系の電気回路は、受光素子800、
アンプ801、ミキサー802、ローカル信号発振器803、バ
ンドパスフィルター804、ゲート805、信号検出回路80
6、Ａ／Ｄコンバータ807、加算器808、ランダムメモリ8
09、ＣＰＵ810、アドレスカウンタ811、コントロールゲ
ート812、基準信号発振器813、カウンタ814、切り換え
ゲート815、ドライバー816、発光素子817（光源106に対
応する）、及びアドレスシフタ818によって構成されて
いる。

【００４０】発光素子817から射出される光は、光源駆
動用のドライバー回路816により周波数15MHzの連続変
調、又は周波数300kHzのＰＳＫ変調のいずれかがかけら
れ、この変調の切り換えは、ＣＰＵ810から出される周
波数切り換え信号によって制御される。周波数15MHzの
基準信号は基準信号発振器813により生成され、この基
準信号をカウンタ814により５０分の１に分周して周波
数300kHzの基準信号が作られる。反射部102から反射し
て戻ってくる反射光の位相差測定において、精測定の場
合には周波数15MHzを用い、粗測定の場合には周波数300
kHzを用いる。

【００４１】本体部から射出された照射光は、反射部10
2により反射されて本体内部に戻り、受光素子800に受光
される。この受光光束は受光素子800により受光されて
光電変換されかつアンプ801により増幅された後、ゲー
ト805を通過して信号検出回路806とＡ／Ｄコンバータ80
7とに送られる。ゲート805は被測定信号が周波数300kHz
のＰＳＫ変調の場合、そのゲート805に入力される信号
をそのまま出力し、被測定信号が周波数15MHzの連続変
調信号の場合、周波数300kHzにビートダウンされた信号
を出力する。このビートダウン信号は、周波数15MHzの
連続変調信号とローカル信号発振器803の周波数15MHz−
300kHzのローカル信号とをミキサー802によりミキシン
グすることにより得られ、その後、中心周波数300kHzの
バンドパスフィルター804を経由してゲート805に送られ
る。

【００４２】信号検出回路806は反射光の光量レベルを
検出する役割を果たし、同期検波回路によって構成され
ている。この信号検出回路806はＰＳＫ変調信号を受光
している時、同期信号の位相をＰＳＫ変調の位相状態に
対応してシフトさせる。ＣＰＵ810はこの光量レベルが
あらかじめ決められたレベルとなるように光量調整器11
6を調整する。Ａ／Ｄコンバータ807に送られた信号は、
加算器808、ランダムメモリ809、ＣＰＵ810、アドレス
カウンター811、コントロールゲート812、アドレスシフ
タ818により後述する方法により演算処理される。

【００４３】次に、この測距方法の原理の詳細を、図
９、図10、図11に従って説明する。

【００４４】図９、図10は受光信号が周波数300kHzのＰ
ＳＫ変調の場合の測距方法の説明図である。

【００４５】図９は送信データの構成とＰＳＫ変調の様
子とを示している。

【００４６】ＣＰＵ810内部で作られる測定結果データ
はデジタル２値化信号に変換され、粗測定用の300kHz信
号をキャリアとするＰＳＫ変調によって、反射部102へ
送信される。図９（ａ）に示すように、"a"ビットで構
成される全送信データは、あらかじめ決められた回数だ
け繰返し送信される。送信データの１ビットは、図９
（ｂ）に示すように周波数300kHzの信号の10周期分によ
り構成され、通信データのデジタル２値化信号の値に合
わせて10周期毎に位相がシフトされる。図９は、デジタ
ル２値化信号の値が"0"の時に位相シフト量をゼロに対
応させ、値が"1"の時に位相シフト量をπに対応させた
例を示している。以下、位相シフト量ゼロの状態を位相
状態"A"、位相シフト量πの状態を位相状態"B"という。
ＰＳＫ変調は、このように測定結果データのデジタル２
値化信号によって、周波数300kHzの基準信号をキーイン
グすることにより作られる。

【００４７】図９（ｂ）に示すように、データ値が"0"
から"1"に変化する場合、周波数300kHzのキャリア信号
の位相を180°（π）シフトする。従って、このままの
状態では位相差測定ができない。そこで、Ａ／Ｄ変換後
のメモリに記憶する際、ＰＳＫ変調の位相状態に合わせ
てメモリ内部の50個のアドレス内でデータ列の記憶開始
場所をシフトさせて記憶する。

【００４８】本体部から射出されて反射部102により反
射された反射光により得られる信号は、図９（ｃ）に示
すように、本体内部の基準信号に対して位相の遅れた信
号となり、実際には、この位相の遅れた信号のＡ／Ｄ変
換値をメモリに記憶する。図９（ｄ）は位相状態とその
波形を記憶する際のアドレスの関係を示している。

【００４９】ＣＰＵ810は、通信データのデジタル２値
化信号（ＰＳＫ変調用キーイング信号（キャリア周波数
の位相を切り換える））の値が変化する度に、記憶開始
のメモリアドレスを１番目と25番目の間でシフトさせ
る。つまり、位相状態が"A"の時にはＡ／Ｄ変換値を１
番目から50番目のアドレスに記憶し、一方、位相状態
が"B"の時にはＡ／Ｄ変換値の記憶を26番目から開始し
て50番目のアドレスまで順に記憶した後、１番目のアド
レスに戻り、１番目のアドレスから25番目のアドレスま
で残りのデータを順に記憶させる。アドレスのカウント
はアドレスカウンタ811によって行なわれ、カウント後
のアドレスは既に述べたようにＣＰＵ810によってアド
レスシフタ818でシフトされる。このアドレスシフタ818
は加算器によって構成される。

【００５０】Ａ／Ｄコンバータ807から出力されたデー
タは加算器808に取り込まれ、アドレスシフタ818が示す
アドレスの旧データと加算され、今度はこの加算データ
が同じアドレスに記憶される。従って、位相状態により
記憶開始のアドレスをシフトすることによりＰＳＫ変調
波形を見かけ上連続波形と見なし、データの積算が行な
われる。後述する理由により、１ビットを構成する周波
数300kHz信号10周期分のうち、始めの１周期分を除く残
り９周期分を加算するので、"ａ"ビットにより構成され
る全送信データの１フレーム分に対する信号の全加算回
数は、（９×ａ）回となる。

【００５１】決められた回数分のＡ／Ｄ変換及び加算処
理が終了した場合、各アドレス毎にデータを平均化し、
位相検出手段によってこの平均化されたデータ列にフー
リエ変換を施して被測定信号の位相差を検出し、この位
相差から測距光路あるいは内部光路の光路長が求められ
る。

【００５２】位相差φの検出は次のように行う。

【００５３】今、上記手順により各アドレスに記憶され
た平均化データをＤ(n)とする。ここで、被測定信号の
１周期に対するサンプル数をＮとし、ｎは１≦ｎ≦Ｎの
整数で表されるものとする。この時、 を計算し、このａ、ｂを用いて を計算することにより、被測定信号と基準信号との位相
差を求める。本実施例ではＮ＝50であり、ｎはアドレス
の番号を示す。この演算は、フーリエ変換の手法により
被測定信号の基本波成分の位相を求めたことに相当す
る。

【００５４】この方法の場合、被測定信号の数周期分の
加算平均した結果のデータを用いて位相を求めているの
で平均効果が非常に高く、従って、被測定信号に存在す
るノイズに起因する測定値のバラツキを軽減する効果が
あり、平均回数を十分にとれば、Ｓ／Ｎ比の非常に悪い
信号の測定も可能である。また、Ａ／Ｄ変換時に発生す
る量子化誤差も同様に平均化されるため、分解能もきわ
めて高くなるという卓越した効果がある。なお、位相測
定は上述のようにフーリエ変換によって基本波成分の特
性を求めているので、被測定信号は正弦波である必要は
なく、矩形波や三角波であってもよい。

【００５５】図10はＰＳＫ変調及びＡ／Ｄ変換のタイミ
ングチャートを示している。

【００５６】ＰＳＫ変調及びその他のデータ処理のタイ
ミングは全て周波数300kHzの基準信号に同期している。
この実施例のＰＳＫ変調では、図９を参照しつつ述べた
ように、周波数300kHzのキャリア信号の10周期分により
通信データが１ビットとなるように構成されている。こ
れにより、通信データのクロック周波数が30kHzと決め
られる。つまり、周波数30kHzの信号の１クロックが通
信データの１ビット分に相当する。また、既に述べたよ
うに、通信データである測定結果データ（測定開始直後
はダミーデータ）のデジタル２値化信号値をメモリのア
ドレスシフト信号としてそのまま使用する。

【００５７】Ａ／Ｄ変換は、測定開始信号がＯＮ期間中
に、通信データのクロック信号の立ち上がり後であって
かつ基準信号の１クロック後毎にＡ／Ｄ変換を開始させ
るタイミングとされている。これは、反射して戻ってく
る光束は基準信号に対して位相が遅れているため、デー
タ送信と同時にＡ／Ｄ変換を始めると、直前のビットの
位相が始めに現れるのでこの部分を捨象するための処理
である。従って、データ１ビットに対して300kHzの信号
９周期分のＡ／Ｄ変換および加算が繰り返される。

【００５８】図11に示すフローチャートは、図９、図10
に基づき説明した測距原理を用いた場合の測距動作全体
フローを示している。

【００５９】この図11に示すフローは、図６に示す動作
フローチャート中の測距ステップ（Ｓ7）及び測定デー
タ送信ステップ（Ｓ8）の詳細を示している。

【００６０】まず、測距ステップ（Ｓ7）に入ると、Ｃ
ＰＵ810は測距を開始し（Ｓ70）、測距結果のデータの
有無を調べ、データがある場合はその値を通信用データ
として用意する。測距開始直後の場合通信用のデータは
存在しないので、ダミーのデータを通信用データとして
用意する（Ｓ71〜Ｓ73）。次に、ＣＰＵ810は光路切り
換え器115によって光路の選択を行なう（Ｓ74）。所望
する距離を得るためには測距光路長から内部光路長を引
く必要があるからである。周波数300kHzと周波数15MHz
の２波長測定により測距が行なわれるため、まず周波数
300kHzでＰＳＫ変調された照射光束を反射部102に向け
て発射する（Ｓ75）。このＰＳＫ変調は測距とデータ通
信を同時に行なうためであり、この時、ＰＳＫ変調によ
って送信されるデータは先ほど準備した通信用データで
ある。次に、光量の大小によって生ずる測定値のばらつ
き等を最小に押えるため、あらかじめ規定された値に光
量調整器116によって光量を調整する（Ｓ76）。光量調
整が終ったら測定を開始する。

【００６１】測定が開始されると、送信データの値に合
わせてアドレスがシフトされる（Ｓ77）。次に、Ａ／Ｄ
変換された被測定信号の加算回数をカウントし（Ｓ7
8）、記憶する場所を指定するためにアドレスカウンタ
ーによってアドレスがカウントされ（Ｓ79）、アドレス
シフタでそのアドレスがシフトされる。そして、Ａ／Ｄ
変換が開始される（Ｓ80）。Ａ／Ｄ変換されたデータ
は、アドレスシフタにより指定されたアドレスの旧デー
タに加算される（Ｓ81）。加算されたデータは、指定ア
ドレスに新しい値として記憶される（Ｓ82）。この操作
を50回（周波数300kHz信号１周期分）繰り返す（Ｓ8
3）。加算データが９回（１ビット分）に達したら（Ｓ8
4）、ここまでの処理をあらかじめ決められたビット数
分（１フレーム分）繰り返す（Ｓ85）。フローチャート
では、このビット数を全送信データ（１フレーム）分と
して説明しているが、送信データの数回分（数フレーム
分）のビット数に設定してもよく、さらに全送信データ
のビット数の整数倍である必要もない。

【００６２】これらの処理が終了したら、各アドレス毎
にデータの平均化を行なう（Ｓ86）。そして、位相検出
手段によってこの平均化されたデータ列に対しフーリエ
変換を施し、被測定信号と本体内部の基準信号との間の
位相差を検出し、距離データに換算する（Ｓ87）。

【００６３】次に、射出光の変調を周波数15MHzの連続
変調に切り換え、周波数15MHzの信号による測距を行な
う（Ｓ88）。

【００６４】図11に示すフローチャートは、受光信号の
周波数が15MHzの場合は周波数300kHzの信号にビートダ
ウンした後、従来の測距方法で測距を行なう例を示して
いるが、周波数300kHzのＰＳＫ変調時の測距と同様のデ
ジタルデータ処理によって測距を行ってもよい。

【００６５】次に測距が終了か否かを判断し、測距が終
了した場合、周波数300kHz及び周波数15MHzの両信号に
基づく測距により得られた測定データを用いて光路長の
算出を行なう。測距光路及び内部光路のそれぞれについ
て光路長の測定を行なった後、ＣＰＵ810は測距光路長
の値から内部光路長の値を引き、この演算によって得ら
れた値を距離に換算して装置本体から反射部までの距離
を求める。そして、この結果を新しい通信データとして
用意する（Ｓ89、Ｓ90）。これにより、測距ステップが
終了する（Ｓ91）。

【００６６】ここに述べた実施例では、測距結果の値そ
のものによりキーイングを行なったが、測距データを一
度符号化してからキーイングを行なってもよい。また、
ここではデータを２値の位相情報で送信する例を挙げて
いるが、さらに位相情報を多重化してデータ伝送速度を
上げることも可能である。

【００６７】この第１実施例によれば、同じ光源を用い
てデータ通信と測距を同時に行なう測距方法を用いるこ
とによりシステムの簡略化を図ることが可能となる。

【００６８】（第２実施例）次に、本体部から射出され
る光束を反射部102に照射して基準面を設定し、同時に
測距とデータ通信を行なう実施例を図12〜図14を参照し
つつ説明する。

【００６９】この第２実施例では、装置の構成、電気回
路、測距方法等は第１実施例と大略同一であるが、本体
部の動作、測距タイミング等のＣＰＵによる制御方法が
異なる。

【００７０】第１実施例では、回動部101の射出光束が
反射部102の中心に向くように制御したが、この第２実
施例では水平基準面を確認しやすいように射出光束を水
平基準面に沿ってスキャンさせるスキャンモード動作と
したものであり、図12はこの第２実施例の動作フローチ
ャートを示している。

【００７１】本体部がサーチモードに入ると（Ｓ1）、
位置制御部127は回動部101の回転速度を決められた回転
速度（サーチ速度）に設定する（Ｓ2）。次に、反射部
検出ステップ（Ｓ3）において、位置制御用検出部104に
より得られる信号が、反射部102の反射信号であるか否
かを判別する。反射部102からの信号であると判断され
た時スキャンモードに入る（Ｓ4）。

【００７２】スキャンモードは、回動部101を一定回転
角度内で往復（揺動）させるモードで、回転角の中心方
向に反射部102がある。このスキャンモードは、位置制
御用検出部104の光電検出器124、126により得られる信
号によって制御される。位置制御部１２７はスキャンモ
ードに入ると、回動部101の回転方向を反転させる（Ｓ
5）。次に、反射部102を横切ったかどうかを判定する。
反射部が走査されたか否かの判断は反射部102からの反
射光が既定パルスとして得られたかどうかにより行う
（Ｓ6）。反射部102が図５（ａ）の場合、第１光電検出
器124と第２光電検出器126との差信号が所定のレベル以
下になった時に反転するようにモーターを制御する。反
射部102が図５（ｂ）の場合、第１光電検出器124から得
られる信号を観測し、この信号が２パルス検出された時
点で反転するようにモータを制御する。反射部102が図
５（ｃ）の場合、第１光電検出器124と第２光電検出器1
26との差信号の絶対値を観測し、この信号が２パルス検
出された時点で反転するようにモータを制御する。

【００７３】反射部102を走査されたと判断された場
合、モーターの回転速度をスキャン速度に設定し（Ｓ
7）、回動部101の回転方向を反転させてスキャン動作を
繰り返す。反射部102の走査時に既定パルスが得られな
かった場合、反射部102であるか否かを確認する（Ｓ
8）。反射部102が回動部101の一定の回転角度内に存在
してかつ照射光束がまだ反射部102を横切っていない場
合、既定パルスの検出判断に戻る。反射部102であるこ
とが確認できない場合、反射部102がその回転角度内に
存在しない状態であるので、この場合、サーチモード
（Ｓ1）に入り、再び反射部102の検出動作に移る。これ
によって、本体部から照射されるレーザ光束が往復走査
され、照射面上に反射部102を中心とする一定長の水平
基準線が描かかれる。

【００７４】測距及び測定データの送信はスキャンモー
ド中に行われる。

【００７５】スキャンモードでは、照射光束が反射部10
2を横切った時にのみ反射光束が本体部に戻ってくるの
で、被測定信号は本体部側で断続的に受信される。この
ため、反射光束が本体部に戻っている期間中にのみ位相
差測定を行なうように、ＣＰＵは測距タイミングの制御
を行う。

【００７６】測距及び測定データの送信は図11に示すフ
ローチャートと同じであるが、変調周波数の切り換えは
回動部101の回転方向に合わせて行なう。例えば、反射
部102に対して右回転の走査時は周波数300kHzのＰＳＫ
変調の照射光束を本体部から発射し、左回転の走査時は
周波数15MHz連続変調の照射光束を本体部から発射して
測距を行なう。

【００７７】また、測角が必要である場合、測距、測定
データの送信と同様にスキャンモードの時に行う。図13
はスキャンモードでの測角の一例を示すフローチャート
である。測角方法は、スキャンモードにおいて、既述し
た反射部102の中心検出方法により反射部102の中心を検
出した時にエンコーダ出力を記憶し、この動作をあらか
じめ決められた回数分繰り返して得られたたデータを平
均し水平角として算出するもので、まず、加算回数をカ
ウントし（Ｓ1）、次に指定回数加算されたか否かを検
出し（Ｓ2）、反射部102の中心か否かを判断し（Ｓ
3）、この反射部102の中心が検出されたときのエンコー
ダ出力を記憶し（Ｓ4）、エンコーダ出力を指定回数加
算後、水平角を算出する（Ｓ5）。

【００７８】この第２実施例の場合も第１実施例と同様
にスキャンモード中に、本体部から発射された光束を含
む水平面内に反射部102がある間、反射部102を前後左右
どのように移動させても反射部102を追尾することが可
能である。

【００７９】図14はこの第２実施例のＰＳＫ変調及びＡ
／Ｄ変換タイミングチャートを示している。

【００８０】被測定信号が断続的に受信されるので、信
号検出器806により信号受信を確認する。信号検出器806
の出力のＯＮ後、通信データのクロック信号の立ち上が
り後であってかつ周波数300KZの基準信号の１クロック
後にＡ／Ｄ変換を開始する。その後のデータ処理方法は
第１実施例と同じである。

【００８１】この第２実施例によれば、基準面の設定、
測距、（必要な場合は測角）、データ通信を時分割する
ことなく同時に行なうことができるため、測距が終るま
で反射部102を固定しておく必要がなく、測量作業を効
率良く行うことができる。

【００８２】（第３実施例）第１実施例、第２実施例で
は、基準面照射用のレーザ光束を測距及びデータ通信に
兼用する場合であるが、測距精度を向上させるために
は、測距光路の測定と内部光路の測定との外光の状態を
同一にした方がよく、また、測距用の光源は低コヒーレ
ンスのものが好ましい。そこで光源を２個用いた場合を
図15を参照しつつ説明する。

【００８３】図15において、図１と同一構成要素につい
ては同一符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる
部分についてのみ説明する。

【００８４】この第３実施例では、測距及びデータ通信
用の光源1506として低コヒーレンスのレーザダイオード
（ＬＤ）、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬ
Ｄ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の低コヒーレンスの
特性を有する第２光源を使用している。この第２光源は
第１光源よりも波長の長い不可視の赤外光であり、第１
光源であるＬＤ1507は赤色光である。またダイクロイッ
クミラー1511は赤外光透過かつ赤色光反射の特性を有す
るミラーである。第２光源1506から発射される照射光束
は、ダイクロイックミラー1511によって基準面照射用光
源（第１光源）としてＬＤ1507から発射される照射光束
と合成され、本体部から射出される。また、この第３例
では、測距の受光時における外光の影響を軽減するた
め、発光側に光路切替え器1510を設けている。また、内
部光路113を形成するために、光路切替え器1510と光源1
506との間にハーフミラー1508、ミラー1509が設けら
れ、第１光源1507はＬＤ変調部132により変調され、第
２光源は測距用光源変調部1538により変調される。ま
た、穴開きミラー109と光量調整器114との間には波長分
割部材としてのダイクロイックミラー1526が設けられて
赤色光と赤外光とを分離する。また、コリメータレンズ
119とハーフミラー118との間にはノイズ光除去のためバ
ンドパスフィルタ1523が設けられている。更に、ミラー
1509と光量調整器116との間には光路を偏向するミラー1
513が設けられている。

【００８５】反射部102の中心に光束を向けて測距を行
なう場合、第１実施例と同一の方法で測定でき、スキャ
ンモードで測距を行なう場合、第２実施例と同一の方法
で測定できるので、その動作の説明は省略する。

【００８６】

【効果】本発明の請求項１、請求項４、請求項６に記載
の測量装置によれば、照射光束が偏光照射光であり、対
象反射物体の反射により偏光方向を変化させられた偏光
反射光束に基づき対象反射物体の検出と距離測定を行う
ので、誤検出及び誤測定を防止でき、対象反射物体の検
出の信頼性、対象反射物体までの距離測定の信頼性が向
上する。

【００８７】加えて、本発明の請求項４に記載の測量装
置は、照射光束を移動させなくとも対象反射物体が所定
範囲内にあるかどうかを知ることができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１、実施例２の測量装置の光学系を示す
図である。

【図２】本発明に係わる反射対象物体の一例を示す斜視
図である。

【図３】本発明に係わる反射対象物体の他の例を示す斜
視図である。

【図４】本発明に係わる反射対象物体の更に他の例を示
す斜視図である。

【図５】本発明に係わる反射部からの偏光反射光束に基
づく受光出力のパターンを示す図である。

【図６】実施例１の装置動作を説明するフローチャート
である。

【図７】実施例１の公知のデータ受信回路のブロック図
である。

【図８】実施例１の新規なデータ受信回路のブロック図
である。

【図９】送信データの構成とＰＳＫ変調の様子とを示す
グラフである。

【図１０】実施例１のＰＳＫ変調及びＡ／Ｄ変換のタイ
ミングチャートである。

【図１１】実施例１の測距、通信データの詳細を示すフ
ローチャートである。

【図１２】実施例２の動作フローチャートである。

【図１３】実施例２の測角の一例を示すフローチャート
である。

【図１４】実施例２のＰＳＫ変調及びＡ／Ｄ変換のタイ
ミングチャートである。

【図１５】実施例３の測量装置の光学系を示す図であ
る。

【符号の説明】

100…固定部 101…回動部（照射光学系） 102…反射部（対象反射物体） 104…位置制御用検出部 105…測距用検出部 120…測距用光電検出器（第２受光部） 122…偏光ビームスプリッター（偏光光学部材） 124…第１光電検出器（第１受光部） 126…第２光電検出器（第１受光部） 131…測距部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光の偏向方向に対して反射光の偏光
   方向を変化させる対象反射物体に向けて照射光束を照射
   し、前記対象反射物体により反射される反射光束に基づ
   き対象反射物体を検出すると共に対象反射物体までの距
   離を測定する測量装置において、 前記照射光束を所定の偏光方向を有する光束として発射
   する光源部と、 前記光源部からの照射光束を前記対象反射物体に向けて
   照射する照射光学系と、 前記対象反射物体による反射の際に変化した偏光方向の
   偏光反射光束を分離する偏光光学部材と、 前記偏光光学部材で分離した偏光反射光束を受光する第
   １受光部と、 前記対象反射物体により反射される反射光束を受光する
   第２受光部と、 前記第１受光部の出力信号に基づいて前記対象反射物体
   の検出を行う検出部と、 前記第２受光部の出力信号に基づいて前記対象反射物体
   までの距離を測定する距離測定部と、を有する測量装
   置。
2. 【請求項２】 前記光源部は直線偏光光束を発射する半
   導体レーザと該半導体レーザからの直線偏光光束を円偏
   光光束とするλ／４板とを有し、前記対象反射物体に向
   けて円偏光の偏光照射光束が照射され、前記対象反射物
   体は偏光方向を変化させる偏光部材としてのλ／４板を
   有して前記偏光照射光束とは逆回りの円偏光として照射
   光束を反射し、前記λ／４板は前記対象反射物体で反射
   された逆回りの円偏光の反射光束を前記半導体レーザか
   ら出射された直線偏光方向と直交する偏光方向の直線偏
   光光束とし、前記偏光光学部材は前記半導体レーザの直
   線偏光と直交する方向の直線偏光の偏光反射光束を分離
   する偏光ビームスプリッターにより形成されていること
   を特徴としている請求項１に記載の測量装置
3. 【請求項３】 前記第２受光部が、前記対象反射物体に
   より反射される反射光束を受光する一方、前記対象反射
   物体を介さずに前記光源部からの光束を受光する構成と
   され、前記距離測定部は、前記対象反射物体により反射
   される反射光束を受光した時の信号と、前記対象反射物
   体を介さずに前記光源部からの光束を受光した時の信号
   との位相差に基づいて前記対象反射物体までの距離を測
   定する構成であることを特徴とする請求項１に記載の測
   量装置。
4. 【請求項４】 偏光特性の異なる二つの偏光部材によっ
   て反射面が形成されかつ入射光の一部の偏光方向を変化
   させる対象反射物体に向けて照射光束を照射し、該対象
   反射物体により反射された反射光束に基づき対象反射物
   体を検出すると共に前記対象反射物体までの距離を測定
   する測量装置において、 前記照射光束を所定の偏光方向を有する偏光照射光束と
   して発射する光源部と、 前記偏光照射光束を前記対象反射物体に向けて射出する
   射出光学系と、 前記対象反射物体により反射された反射光束を一の偏光
   方向を有する第１偏光光束と他の偏光方向を有する第２
   偏光光束とに分離するビームスプリッターと、 該ビームスプリッターにより分離された第１偏光光束を
   受光する第１受光部と、 該ビームスプリッターにより分離された第２偏光光束を
   受光する第２受光部と、 前記偏光反射光束を前記ビームスプリッターを介さずに
   受光する第３受光部と、 前記第１受光部の出力信号と前記第２受光部の出力信号
   とに基づいて、前記対象反射物体の検出を行う検出部
   と、 前記第３受光部の出力信号に基づいて前記対象反射物体
   までの距離を測定する距離測定部とを有する測量装置。
5. 【請求項５】 前記光源部は直線偏光光束を発射する半
   導体レーザと該半導体レーザからの直線偏光光束を円偏
   光光束とするλ／４板とを有し、前記対象反射物体に向
   けて円偏光の偏光照射光束が照射され、 前記対象反射物体は、入射する偏光照射光束の円偏光を
   保存して反射する第１反射部と、入射する偏光照射光束
   をその円偏光とは逆回りの円偏光として反射するλ／４
   板を有する第２反射部とから形成され、 前記対象反射物体により反射された反射光束は、前記λ
   ／４板を介して前記半導体レーザから出射された直線偏
   光光束の偏光方向と偏光方向が直交する直線偏光である
   第１偏光光束と前記半導体レーザから出射された直線偏
   光光束の偏光方向と偏光方向が一致する直線偏光である
   第２偏光光束とに変形されることを特徴とする請求項４
   に記載の測量装置。
6. 【請求項６】 入射光の偏光方向に対して反射光の偏光
   方向を変化させる対象反射物体に向けて照射光束を照射
   し、前記対象反射物体により反射される反射光束に基づ
   き対象反射物体を検出すると共に対象反射物体までの距
   離を測定する測量装置において、 前記対象反射物体を検出するために所定の偏光方向を有
   する光束として発射する第１光源部と、 前記対象反射物体までの距離を測定するために該第１光
   源部よりも波長の長い照射光束を発射する第２光源部
   と、 前記第１光源部及び第２光源部からの照射光束を前記対
   象反射物体に向けて照射する照射光学系と、 前記対象反射物体により反射された反射光束のうち、前
   記第１光源部の波長を有する反射光束と前記第２光源部
   の波長を有する反射光束とを分ける波長分割部材と、 該波長分割部材で分けられた前記第１光源部の波長を有
   する反射光束のうち、前記対象反射物体による反射の際
   に変化した偏光方向の偏光反射光束を分離する偏光光学
   部材と、 該偏光光学部材により分離された偏光反射光束を受光す
   る第１受光部と、 前記光源部の波長を有する反射光束を受光する第２受光
   部と、 前記第１受光部の出力信号に基づいて前記対象反射物体
   の検出を行う検出部と、 前記第２受光部の出力信号に基づいて前記対象反射物体
   までの距離を測定する距離測定部とを有することを特徴
   とする測量装置。
7. 【請求項７】 前記偏光光学部材は、前記波長分割部材
   で分けられた前記第１光源部の波長を有する反射光束の
   うち、前記対象反射部材による反射の際に変化した偏光
   方向の第１偏光光束と異なる偏光方向の第２偏光光束と
   に分ける構成とされ、前記第１受光部は、前記第１偏光
   光束を受光する第１受光素子と、第２受光素子とから構
   成されていることを特徴とする請求項６に記載の測量装
   置。
8. 【請求項８】 前記第２光源部は、所定の偏光方向を有
   する光束又は偏光を有さない光束を発射する構成とされ
   ていることを特徴とする請求項６に記載の測量装置。
9. 【請求項９】 前記射出光学系は、鉛直軸回りに回転す
   る回転プリズムを有し、照射光束を鉛直軸回りに回転さ
   せて射出することを特徴とする請求項１又は請求項４又
   は請求項６に記載の測量装置。
10. 【請求項１０】 前記光源部から発射される照射光束は
    変調光であり、前記距離測定部は受光信号の位相遅れに
    基づき対象反射物体までの距離を測定することを特徴と
    する請求項４に記載の測量装置。
11. 【請求項１１】 前記第２光源部から発射される照射光
    束は変調光であり、前記距離測定部は受光信号の位相遅
    れに基づき対象反射物体までの距離を測定することを特
    徴とする請求項６に記載の測量装置。
12. 【請求項１２】 前記照射光学系は、前記光源部からの
    光を基準平面内で回転走査し、かつ前記第１検出部の出
    力によって対象反射物体を検出した際に、その対象反射
    物体方向で照射光束を揺動するように構成されており、
    前記距離測定部は、前記照射光学系が照射光束を揺動し
    た際に距離測定を行う構成とされていることを特徴とす
    る請求項１又は請求項４又は請求項６に記載の測量装
    置。