JPH11166830A

JPH11166830A - 測量用反射部材

Info

Publication number: JPH11166830A
Application number: JP9335950A
Authority: JP
Inventors: Masami Shirai; 雅実白井; Atsumi Kaneko; 敦美金子
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 1999-06-22
Anticipated expiration: 2017-12-05
Also published as: JP3569426B2; US6324024B1; DE19856106A1; DE19856106B4

Abstract

(57)【要約】【課題】視準望遠鏡用オートフォーカス機構を組み込
んだ光波測距儀とともに用いられる場合に、視準望遠鏡
用オートフォーカス機構が反射プリズムに写る光波測距
儀自身にピントを合わせてしまうことを防止できる反射
プリズムを提供する。【解決手段】コーナーキューブ２１の入射面２１ａの
前面に、赤外光を透過し、可視光を遮断するフィルタ３
０を設けた。また、フィルタ３０の外側面３０ａには、
その入射面２１ａの中心を示す十字線３２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測量に使用される
反射部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】土地の測量など、２点間の距離を測量す
る測量器機として、従来より光波測距儀などの測距儀が
一般的に用いられている。また、電子セオドライトのよ
うな測角器と一体に組み合わされたトータルステーショ
ンも広く使用されている。

【０００３】従来の光波測距儀による測量方法の原理を
以下に示す。まず、測定の基準点（以下、測点と表記す
る）となる位置に設置された光波測距儀からは、振幅変
調された赤外光が出射され、その赤外光（測距用変調
光）は、測定の目標点となる位置に設置された反射プリ
ズムによって反射し、再び光波測距儀に入射する。この
ときの出射光と入射光との位相差を求めることにより、
２点間の距離を求める。作業者は、測量を行う際に、光
波測距儀に備えられた視準望遠鏡を用いて測距目標であ
る反射プリズムを視準して出射光の方向と反射プリズム
の位置とを合致させる。このような視準望遠鏡として
は、一眼レフカメラ等に用いられる位相差検出方式のオ
ートフォーカス機構を用いて視準線上の物体にピント合
わせを行うものもある。

【０００４】図８に、光波測距に用いられる従来の反射
プリズムユニットの構造を示す。図８（ａ）は、従来の
反射プリズムユニットの正面図であり、図８（ｂ）は、
図８（ａ）のＥの方向から見た側面図（但し、支持部材
３４から上の部分に関しては、V−V線に沿った断面を示
す）である。反射プリズム１２１は、外周部材２２内に
埋め込まれるように納められており、支持部材３４によ
って固定されている。反射プリズム１２１としては、コ
ーナーキューブが最も一般的に用いられる。コーナーキ
ューブは光を入射した方向と同一方向に反射するため、
入射面が入射光に対して垂直な方向からある程度傾いて
いても測距が可能であるという利点がある。

【０００５】支持部材３４は、軸３５及び台３７によっ
て保持されており、整準台４０上に載置されている。そ
の整準台４０上には、気泡管３８も載置されている。ま
た、台３７の側面には求心望遠鏡３６が、その接眼部が
突出するように設けられている。

【０００６】光波測距儀から出射された測距用変調光
（赤外光）は、反射プリズム１２１の入射面１２１ａに
入射し、反射面１２１ｂで反射してその変調光の入射方
向と平行に、光波測距儀に向けて進行する。この変調光
を光波測距儀が受光し、出射光と入射光との位相差を検
出することにより２点間の距離が測定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、視準望遠鏡用
オートフォーカス機構を組み込んだ光波測距儀とともに
従来の反射プリズムを用いた場合、視準望遠鏡の視準線
が反射プリズムに合致した瞬間に視準望遠鏡用オートフ
ォーカス機構が、光波測距儀と反射プリズムとの間の距
離の２倍の距離だけ離れた位置に存在している（反射プ
リズムに写った）光波測距儀の虚像にピントを合わせて
しまって、反射プリズムが見えなくなってしまう問題が
あった。

【０００８】そこで、本発明は、視準望遠鏡用オートフ
ォーカス機構を組み込んだ光波測距儀とともに用いられ
る場合に、視準望遠鏡用オートフォーカス機構が視準望
遠鏡のピントを反射プリズムに正確に合わせることがで
きる反射プリズムを提供することを、課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下の構成を採用した。すなわち、請求
項１の発明は、入射面から入射した光を、この光が入射
した方向と同一方向に反射する反射部材と、第１波長領
域の光を透過するとともに第２波長領域の光を遮断する
ために前記反射部材の前記入射面の前面に配置された波
長選択透過層と、を備えることを特徴とする。

【００１０】このような反射部材を採用すれば、第１波
長領域の光を測距用変調光とし、第２波長領域の光をオ
ートフォーカス検出用の光とする光波測距儀とともに用
いた場合、測距用変調光のみを反射部材に入射させ、オ
ートフォーカス検出用の光を遮断することができる。従
って、光波測距儀のオートフォーカス機構が、反射部材
に写った光波測距儀自身にピントを合わせてしまうこと
もない。また、光波測距儀のオートフォーカス機構が前
記波長選択透過層の外縁を検出することにより、オート
フォーカス機構が組み込まれた視準望遠鏡のピントを、
正確に反射部材に合わせることができる。

【００１１】ここで、第１波長領域の光を赤外光とし、
第２波長領域の光は可視光とすることができる。また、
波長選択透過層は、可視光帯域の全域又は一部帯域の光
の全部又は一部のエネルギーを吸収する層とすることが
できる。この場合、吸収されなかった部分については、
波長選択透過層は、反射させても良いし透過させても良
い。

【００１２】また、波長選択透過層は、可視光帯域の全
域又は一部帯域の光の全部又は一部のエネルギーを反射
する層とすることもできる。但し、エネルギーの吸収を
起こさず、可視光帯域の全域を全反射する層は、本発明
の範囲から除かれる。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の測量用反射
部材が、前記波長選択透過層は前記光が入射する側の面
上に指示模様を備えることで特定したものである。請求
項３の発明は、請求項２の測量用反射部材が、前記指示
模様は十字線状に描かれた目盛りであることで特定した
ものである。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれかの測量用反射部材が、前記波長選択透過層
は前記入射面に対して着脱自在に装着されていることで
特定したものである。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれかの測量用反射部材が、前記波長選択透過層
は前記反射部材の入射面上に直接形成されたものである
ことで特定したものである。

【００１６】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５のいずれかの測量用反射部材が、前記反射部材は互い
に直角に接する３つの反射面を有するコーナーキューブ
であることで特定したものである。

【００１７】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６のいずれかの測量用反射部材が、前記波長選択透過層
を前記反射部材の前記入射面の前面に配置するための固
定部材をさらに備え、前記固定部材は前記波長選択透過
層に対して明度が異なる色を有していることで特定した
ものである。

【００１８】請求項８の発明は、入射面から入射した光
のうち、第１波長領域の光をその入射方向と同一方向に
反射するとともに第２波長領域の光を透過する波長選択
反射面と、前記波長選択反射面で透過された光を吸収す
る面と、を備えることを特徴とする。

【００１９】このような反射部材を採用すれば、第１波
長領域の光を測距用変調光とし、第２波長領域の光をオ
ートフォーカス検出用の光とする光波測距儀とともに用
いた場合、測距用変調光のみを波長選択反射面によって
反射させ、オートフォーカス検出用の光を、光を吸収す
る面によって吸収することができる。従って、光波測距
儀のオートフォーカス機構が、反射部材に写った光波測
距儀自身にピントを合わせてしまうこともない。また、
光波測距儀のオートフォーカス機構が反射部材を検出す
ることにより、光波測距儀のオートフォーカス機構が組
み込まれた視準望遠鏡のピントを、正確に反射部材に合
わせることができる。

【００２０】請求項９の発明は、請求項８の測量用反射
部材が、前記波長選択反射面はその入射面上に指示模様
を備えることで特定したものである。請求項１０の発明
は、請求項８の測量用反射部材が、前記光を吸収する面
はその入射面上に指示模様を備えることで特定したもの
である。

【００２１】請求項１１の発明は、請求項９または請求
項１０の測量用反射部材が、前記指示模様は十字線状に
描かれた目盛りであることで特定したものである。請求
項１２の発明は、請求項８ないし請求項１１のいずれか
の測量用反射部材が、前記波長選択反射面は互いに直角
に接する３つの面からなっていることで特定したもので
ある。

【００２２】請求項１３の発明は、請求項８ないし請求
項１２のいずれかの測量用反射部材が、前記光を吸収す
る面は黒色塗装により形成されることで特定したもので
ある。

【００２３】請求項１４の発明は、請求項８ないし請求
項１３のいずれかの測量用反射部材が、前記波長選択反
射面を有する光学素子と、前記光学素子を保持するため
の固定部材とをさらに備え、前記固定部材は前記波長選
択反射面に対して明度が異なる色を有していることで特
定したものである。

【００２４】請求項１５の発明は、請求項１ないし請求
項１４のいずれかに記載の測量用反射部材が、前記第１
波長領域の光は赤外光であり、前記第２波長領域の光は
可視光であることで特定したものである。

【００２５】請求項１６の発明は、入射面から入射した
光を、この光が入射した方向と同一方向に反射する反射
部材と、前記反射部材の前記入射面の前面に設けられた
指示模様と、を備えることを特徴とする。

【００２６】このような反射部材を採用すれば、測距用
変調光は、反射部材によって正確に光波測距儀に向けて
反射される。また、光波測距儀と反射部材との間の距離
が短ければ、光波測距儀のオートフォーカス機構に組み
込まれた撮像素子上には、指示模様が強いコントラスト
にて投影される。従って、このオートフォーカス機構
は、指示模様の背景に見える光波測距儀の像ではなく
て、この指示模様自体を検出する。そのため、オートフ
ォーカス機構が組み込まれた視準望遠鏡のピントを、正
確に反射部材に合わせることができる。

【００２７】なお、指示模様は、反射部材の入射面の前
面に設けられていれば良いので、入射面上に直接描かれ
ていても良いし、入射面上に配置された透光部材の表面
に描かれていても良い。また、指示模様は、入射面の位
置を示すものであればいかなる形状のものであってもよ
い。例えば十字線であってもよいし、十字線上に目盛り
が付されたものであってもよい。また、他の指示線や幾
何学模様であってもよい。

【００２８】請求項１７の発明は、請求項１６の測量用
反射部材が、前記指示模様は十字線状に描かれた目盛り
であることで特定したものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。（i）光波測距儀本発明の反射プリズムの実施形態を説明する前に、本発
明の反射プリズムとともに用いられる視準望遠鏡用オー
トフォーカス機構を組み込んだ光波測距儀（以下、「オ
ートフォーカス光波測距儀」という）を説明する。〈オートフォーカス光波測距儀の全体構成〉図４は、オ
ートフォーカス光波測距儀の正面図であり、図５は、図
４の左側から見た状態を示す側面図である。このオート
フォーカス光波測距儀は、取手部１１，支柱部２，基台
部３，及び整準ブロック４を、図面上上方から順に積載
して構成されている。また、支柱部２に形成された略Ｕ
字状凹部２ａ内には、視準望遠鏡部１が回転自在に保持
されている。以下、これら各構成部分の説明を行う。

【００３０】視準望遠鏡部１は、測距対象地点に配置さ
れた反射プリズムを覗くための視準望遠鏡１ａを内蔵し
ており、その接眼部１ｂ及び対物部１ｃが、この視準望
遠鏡部１の前後の端面から露出している。この視準望遠
鏡１ａは、光波測距のための変調光（以下、「測距用変
調光」という）の送光光学系，及び受光光学系を兼ねて
いる。

【００３１】この視準望遠鏡部１は、支柱部２のＵ字状
凹部２ａ内に掛け渡された軸６によって軸支され、図４
の紙面の上下方向に沿って立てた垂直面内で回転（傾
動）可能となっている。視準望遠鏡部１と一体に回転す
る軸６の端部にはインクリメンタル方式の鉛直方向エン
コーダ７が構成されている。このエンコーダ７により、
軸６周りにおける視準望遠鏡部１と支柱部２との間の回
転角度が求められる。

【００３２】基台部３は、図５に示すように、オートフ
ォーカス光波測距儀の使用時において鉛直方向に向けら
れる軸９によって、支柱部２の底面に軸支される。この
軸９は、軸６に直交するように配置されている。このよ
うな構成により、基台部３は、図４及び図５の紙面の左
右方向に沿って立てた面内で、支柱部２に対して回転可
能となっている。この基台部３と一体に回転する軸９の
端部にはインクリメンタル方式の水平方向エンコーダ１
０が構成されている。このエンコーダ１０により、軸９
周りにおける視準望遠鏡部１と基台部３との間の回転角
度が求められる。

【００３３】支柱部２は、上述した鉛直方向エンコーダ
７及び水平方向エンコーダ１０のほか、オートフォーカ
ス光波測距儀全体の制御を行うための回路を内蔵してい
る。そして、その前面及び後面には、この回路によって
出力される各種データや操作指示を表示する表示装置１
２ａ，１２ｂがそれぞれ設けられている。これらの表示
装置１２ａ，１２ｂは共に液晶表示素子（ＬＣＤ）であ
り、支柱部２の内部に設けられたバックライト１４ａ，
１４ｂによりそれぞれ照明される。これら各表示装置１
２ａ，１２ｂの下側には、各種データや操作コマンドを
支柱部２の内部回路に入力するための入力操作部１３が
設けられている。なお、支柱部２の後面に設けられた鉛
直方向微調整ネジ２ｂは、視準望遠鏡部１の支柱部２に
対する回転量を微調整するためのネジである。また、支
柱部２の下部近傍に設けられた水平方向微調整ネジ２ｃ
は、支柱部２の基台部３に対する回転量を微調整するた
めのネジである。

【００３４】支柱部２の上部には、そのＵ字状凹部２ａ
を跨ぐように、取手部１１が着脱自在に取り付けられて
いる。即ち、トータルステーションの上方に位置する地
点を測距する場合には、この取手１１が測距光軸を遮っ
てしまうので、この取手１１を取り外す。

【００３５】整準ブロック４は、上部板４ａ及び下部板
４ｂから構成されて、下部板４ｂからの突出量が微調整
可能な３個の整準ネジ８をその周方向における等角度間
隔位置に有している。そして、これら整準ネジ８の突出
量を微調整することにより、上部板４ａの下部板４ｂに
対する向き及び角度を任意に調整し、軸９を鉛直方向に
向けさせることができる。なお、基台部３と上部板４ａ
との間は相互に水平方向にシフト可能な求心軸受けとな
っており、軸９を所定の測点上に移動させる求心作業が
できるようになっている。図５に示すように支柱部２の
側面からその接眼部が突出するように設けられた求心望
遠鏡２ｄは、軸９と同軸の対物光軸を有し、上述の求心
作業を行うためのガイドとして機能する。また、上部板
４ａに設けられた固定ネジ４ｃは、基台部３と上部板４
ａとの間の動きを固定するためのネジである。

【００３６】以上の機械構成により、視準望遠鏡部１
は、基台部３に対してあらゆる方向を向くことができ
る。そして、このときの視準望遠鏡１ａの方向は、鉛直
方向エンコーダ７及び水平方向エンコーダ１０によって
測角される。〈視準望遠鏡の光学系〉次に、視準望遠鏡１ａ内の光学
構成を、図６を参照して説明する。

【００３７】図６に示すように、視準望遠鏡１ａ内に
は、物体側から順番に、対物レンズ６６，ダイクロイッ
クプリズム６８，フォーカスレンズ７０，ＡＦセンサ用
ビームスプリッタ７２，カバーガラス７４及びピント板
７６，接眼レンズ７８が、同一光軸（視準線）ｌ上に配
置されている。

【００３８】ダイクロイックプリズム６８内には、光軸
（視準線）ｌに対して４５度傾いた分離面６８ａが形成
されている。この分離面６８ａは、赤外光を１００％反
射するとともに、可視光を１００％透過する特性を有し
ている。

【００３９】この分離面６８ａによって９０度折り曲げ
られた光軸ｌ’上における対物レンズ６６の焦点位置に
は、ＬＥＤからなる測距用光波発光素子６０が配置され
ている。この測距用光波発光素子６０からは、近赤外光
である７５０〜９００ｎｍ付近の波長領域の測距用変調
光Ｌ₁が、光軸ｌ’に沿って出射される。

【００４０】測距用光波発光素子６０とダイクロイック
プリズム６８との間には、光軸ｌ’の片側において、測
距用光波発光素子６０側からの光を遮光するとともにダ
イクロイックプリズム６８側からの光を光軸ｌ’に対し
て直角方向に反射するプリズム６４が配置されている。
従って、測距用光波発光素子６０から出射された測距用
変調光Ｌ₁は、プリズム６４によって一部遮断され、残
りがダイクロイックプリズム６８の分離面６８ａによっ
て対物レンズ６６側へ反射される。反射された変調光Ｌ
₁は、対物レンズ６６によって平行光とされ、測量目標
点に設置された反射プリズムによって、入射方向と同一
方向に反射される。反射プリズムにおいて反射された変
調光Ｌ₁の反射光Ｌ₂は、再度対物レンズ６６を透過し、
ダイクロイックプリズム６８の分離面６８ａによって、
光軸ｌ’の方向へ反射される。プリズム６４は、反射光
Ｌ₂の一部を９０度屈曲させて、対物レンズ６６の焦点
位置に配置された測距用光波受光素子６２に入射させ
る。測距用光波発光素子６０から発光された変調光Ｌ₁
と測距用光波受光素子６２が受光した変調光Ｌ₂との位
相差は、図示せぬ処理装置によって検出され、検出され
た位相差に基づいて２点間の距離が求められる。

【００４１】一方、負レンズからなるフォーカスレンズ
７０は、図示せぬレンズ駆動機構により、光軸（視準
線）ｌ上において移動可能に設けられている。このフォ
ーカスレンズ７０は、対物レンズ６６とともに対物光学
系を構成し、ダイクロイックプリズム６８の分離面６８
ａを透過した可視光Ｌ₃による物体像（視準線上に存す
る物体の像）を、ピント板７６近傍に形成する。

【００４２】ＡＦセンサ用ビームスプリッタ７２には、
光軸（視準線）ｌに対して、４５度傾いた分離面７２ａ
が形成されている。この分離面７２ａは、入射光の一部
を反射し、残りを接眼レンズ７８側に透過する特性を有
している。

【００４３】ＡＦセンサ用ビームスプリッタ７２を透過
した可視光Ｌ₄は、焦点板７４を通過し、接眼レンズ７
８に入射する。焦点板７４の、対物レンズ６６側の面
は、視準用の十字線が描かれたピント面７４ａであり、
埃等が付着しないようにカバーガラス７６により保護さ
れている。ピント面７４ａ上に結ばれた像を、作業者は
接眼レンズ７８により観測する。

【００４４】一方、ＡＦセンサ用ビームスプリッタ７２
により反射された可視光Ｌ₅は、ピント面７４ａと等価
な面（以下、「ピント等価面８０」という）を通過し、
視路マスク８２を通してＡＦセンサユニット８１に入射
する。このＡＦセンサユニット８１は、位相差検出方式
により、対物レンズ６６およびフォーカスレンズ７０に
よる物体像のピント面７４ａ（ピント等価面８０）に対
するデフォーカス量の検出を行う。すなわち、ＡＦセン
サユニット８１内では、光Ｌ₅は、コンデンサレンズ８
４、絞りマスク８６、セパレータレンズ８８を通過する
ことにより、対物レンズ６６の中心近傍の対称位置をそ
れぞれ通過した２つの光束に分割され、ＣＣＤ９０上の
２つの領域に物体像をそれぞれ再結像する。このＣＣＤ
９０上に再結像された２つの像は、電気的な画像情報デ
ータに変換され、それらの像間隔の違いを利用してデフ
ォーカス量の演算を行う図示せぬ処理装置に入力され
る。そして、この図示せぬ処理装置によって算出された
デフォーカス量を打ち消すように、図示せぬレンズ駆動
装置がフォーカスレンズ７０を光軸方向に移動させ、物
体像をピント面７４ａの上に結像させる。なお、各実施
形態においては、第１波長領域の光を赤外光とし、第２
波長領域の光を可視光としている。

【００４５】（ii）反射プリズムユニット次に、以上のようなオートフォーカス光波測距儀ととも
に用いられる本発明の実施の形態である反射プリズムユ
ニットについて、説明する。〈第１実施形態〉図１（ａ）は、第１実施形態による反
射プリズムユニット１５の構造を示す正面図であり、図
１（ｂ）は、図１（ａ）のＡの方向から見た側面図（但
し、支持部材３４から上の部分に関してはI−I線に沿っ
た断面を示す）である。この反射プリズムユニット１５
は、反射プリズム部１８，支持部材３４，及び整準ブロ
ック１４を、図面上上方から順に積載して構成されてい
る。以下、これら各構成部分の説明を行う。

【００４６】反射プリズム部１８は、コーナーキューブ
２１，このコーナーキューブ２１を収容する外周部材２
２，コーナーキューブ２１の入射面に重ねられて配置さ
れたフィルタ３０，及び、このフィルタ３０を外周部材
２２に固定するための固定環２６から構成されている。

【００４７】コーナーキューブ２１（特許請求の範囲に
記載の反射部材に該当する）の外周面は、その入射面２
１ａの形状が円形となるように、円柱面状に面取りされ
ている。そして、コーナーキューブの入射面２１ａは、
コーナーキューブ２１の背面側に形成された反射面２１
ｂの頂点（互いに直角に接する３つの反射面の交点）を
通る中心軸ｏ₁に対して、その中心において直交してい
る。

【００４８】外周部材２２は、略円柱形状を有する不透
明部材からなり、その内部にコーナーキューブ２１が埋
め込まれている。より具体的に述べると、コーナーキュ
ーブ２１の中心軸ｏ₁は、外周部材２２の中心軸に対し
て同軸となっており、コーナーキューブ２１の入射面２
１ａは、外周部材２２の一端面に形成された（外周部材
２２全体と同軸な）円形凹部２２ｂの底に、露出してい
る。また、外周部材２２における円形凹部２２ｂが形成
されている端面の縁には、外周部材２２の中心軸ｏ₁に
直交する方向を向いた回転軸３３が固着されている。

【００４９】フィルタ３０（波長選択透過層）は、円形
凹部２２ｂよりも若干小径の円盤形状を有し、円形凹部
２２ｂの深さと同一の厚さを有している。また、このフ
ィルタ３０は、赤外光を透過するとともに、可視光を吸
収する性質を有している。さらに、このフィルタ３０の
外表面３０ａには、その中心点を示す目盛付きの十字線
３２（指示模様）が、白色塗料によって描かれている。

【００５０】このフィルタ３０を保持する固定環（固定
部材）２６は、図１（ａ）に示すように、正面から見
て、左右両脇が互いに平行且つ直線状に切り欠かれた環
状形状を有している。この固定環２６の外縁は、外周部
材２２の外径よりも若干大径であり、その裏面２６ａ
（外周部材２２に接する面）側には、外周部材２２の外
径とほぼ同じ内径を有する嵌合筒部２６ｂが、一体に突
出形成されている（但し、固定環２６両脇が直線状に切
り欠かれた部分においては、この嵌合筒部２６ｂも欠落
している。）。この嵌合筒部２６ｂにおける両欠落部分
の中間には、内外面を貫通するネジ孔が切られており、
このネジ孔には固定ネジ２８が螺合している。

【００５１】また、固定環２６の内縁は、フィルタ３０
の外径とほぼ同径であり、その裏面２６ａ側には、円形
凹部２２ｂの内径と略同じ外径を有するフィルタ保持筒
部２６ｃが、一体に突出形成されている。このフィルタ
保持筒部２６ｃの幅（突出量）は、フィルタ３０の厚
さ，即ち円形凹部２２ｂの深さと略同じである。そし
て、このフィルタ保持筒部２６ｃには、フィルタ３０が
はめ込まれている。

【００５２】なお、前述したオートフォーカス光波側距
儀のオートフォーカス機構によるフィルタ３０の検出を
行いやすくするために、固定環２６は、フィルタ３０に
対する明度（コントラスト）が比較的大きく異なる色に
塗装されている。

【００５３】以上の構成により、固定環２６の嵌合筒部
２６ｂの両欠落部分に夫々回転軸３３を通しつつ、この
嵌合筒部２６ｂを外周部材２２の縁２２ａに嵌合させる
と、フィルタ保持筒部２６ｃが円形凹部２２ｂ内にはま
り込み、フィルタ３０がコーナーキューブ２１の入射面
２１ａに接合される。そして、固定環２６が固定ネジ２
８によって外周部材２２に固定されることにより、フィ
ルタ３０は、コーナーキューブ２１の入射面２１ａに接
した状態で固定される。このようにして、フィルタ３０
は、コーナーキューブ２１に対して、着脱自在に装着さ
れている。支持部材３４は、正面から見てＵ字状に折
曲された板状部材からなり、その両端近傍に形成された
保持孔３４ａにて外周部材２２に固定された回転軸３３
を軸支することにより、反射プリズム部１８を、図１
（ａ）の紙面の上下方向に沿って立てた垂直面内で回転
（傾動）可能に支持している。また、支持部材３４の中
心には、整準ブロック１４の台３７の上面中心に固定さ
れた軸３５が貫通している。従って、支持部材３４は、
この軸３５によって軸支され、図１（ａ）の紙面の左右
方向に沿って立てた垂直面内で回転（傾動）可能となっ
ている。なお、軸３５は鉛直方向を向いており、軸３３
とは互いに直交するように配置されている。このような
構成により、反射プリズム部１８を、あらゆる方向に向
けることができる。

【００５４】整準ブロック１４は、上述した台３７と、
この台３７を支える整準台４０と、底板４４とから、構
成されている。この底板４４上面には、突出量が微調整
可能な３個の整準ネジ４２が、その周方向における等角
度間隔位置に設けられている。従って、これら整準ネジ
４２の突出量を微調整することにより、整準台４０を底
板４４に対して任意の角度に向けることができる。これ
により、整準台４０を水平に、すなわち軸３５を正確に
鉛直方向に向けることができる。なお、整準台４０上に
設置された気泡管３８は、この整準作業を行うためのガ
イドとして機能する。また、台３７の側面からその接眼
部が突出するように設けられた求心望遠鏡３６は、軸３
５と同軸の対物光軸を有している。この求心望遠鏡３６
は、コーナーキューブ２１を測量目標点上に正確に配置
させるための求心作業のガイドとして、機能する。

【００５５】以下、本第１実施形態による反射プリズム
ユニット１５を用いた測量の手順を、説明する。図７
は、本第１実施形態による反射プリズムユニット１５と
ともにオートフォーカス光波測距儀１０を用いて測量を
行っている状態を、示す。

【００５６】測量の準備段階では、まず、オートフォー
カス光波測距儀１０及び反射プリズムユニット１５を、
三脚Ｓ₁，Ｓ₂上にそれぞれ固定する。そして、これら測
量機１０を載置した三脚Ｓ₁を測点Ｐ₁に、反射プリズム
ユニット１５を載置した三脚Ｓ₂を測量目標点Ｐ₂に、そ
れぞれ設置し、整準，求心作業を行う。

【００５７】次に、コーナーキューブ２１の入射面２１
ａがオートフォーカス光波測距儀１０の方に向くよう
に、反射プリズムユニット１５の反射プリズム部１８を
水平、高度方向に回転させる。

【００５８】さらに、オートフォーカス光波測距儀１０
に備えられた視準望遠鏡１ａの向きを、反射プリズムユ
ニット１５の方へ向けて、オートフォーカス光波測距儀
１０のＡＦセンサユニット８１を作動させる。すると、
フォーカスレンズ７０が適宜移動され、その時点で視準
望遠鏡１ａの視準線（対物レンズ６６の光軸ｌ）上に位
置する物体にピントが合わせられ、この物体がピント面
７４ａの十字線と重なって明瞭に見えるようになる。従
って、作業者が視準望遠鏡１ａの向きを変えても、常
に、この視準望遠鏡１ａの視準線上に位置する物体が明
瞭に見えるのである。

【００５９】そして、作業者は、視準望遠鏡１ａによっ
て見える像を頼りに、視準望遠鏡１ａの向きを調整し
て、その視野内に反射プリズムユニット１５を入れ、更
に、視野の中心（ピント面７４ａにおける十字線）にフ
ィルタ３０の外表面３０ａを重ねる。

【００６０】このとき、オートフォーカス光波測距儀１
０と反射プリズムユニット１５との間の距離が短けれ
ば、フィルタ３０の外表面３０ａに形成された十字線３
２は、ＡＦセンサユニット８１内のＣＣＤ９０上に、高
コントラストで太く写り込む。従って、（コーナーキュ
ーブ２１に何が写っているかどうかに拘わらず、）ＡＦ
センサユニット８１は、この十字線３２を検出する。

【００６１】また、たとえオートフォーカス光波測距儀
１０と反射プリズムユニット１５との間の距離が長かっ
たとしても、反射プリズム１５に入射する光のうち可視
光はフィルタ３０によって遮断されるため、ＡＦセンサ
ユニット８１からはコーナーキューブ２１が見えない。
よって、コーナーキューブ２１の反射面２１ｂに光波測
距儀１０が写って見えることはない。これに対して、フ
ィルタ３０の外表面３０ａに形成された十字線３２及び
フィルタ３０の外縁は、常にＡＦセンサユニット８１か
ら見えている。従って、他にコントラストが強い物体は
ＡＦセンサユニット８１からは見えないので、このＡＦ
センサユニット８１は、従来のように反射プリズムユニ
ット１５に写ったオートフォーカス光波測距儀１０自身
を検出すること無く、フィルタ３０の外表面３０ａを正
確に検出する。従って、正確にフィルタ３０の外表面３
０ａにピントが合わせられ続けるので、フィルタ３０の
外表面３０ａに形成された十字線３２がボケることなく
明瞭に見え続ける。

【００６２】そして、作業者は、視準望遠鏡１ａのピン
ト面７４ａに形成された十字線の中心をフィルタ３０の
外表面３０ａに形成された十字線３２の中心に合致させ
ることにより、視準望遠鏡１ａの視準線（対物レンズ６
６の光軸，即ち、測距用変調光Ｌ₁のビーム軸）を正確
にコーナーキューブ２１の中心軸ｏ₁に合わせる。

【００６３】このように、オートフォーカス光波測距儀
１の視準望遠鏡１ａの反射プリズム１５への視準を取っ
た後に、作業者は、測距を行う。このとき、オートフォ
ーカス光波測距儀１０から出射された測距用変調光は、
フィルタ３０を透過してコーナキューブ２１に入射し、
３つの反射面２１ｂで順次反射された後に、再度フィル
タ３０を透過してオートフォーカス光波測距儀１０に戻
る。このときの測距用変調光の出射時における位相と、
オートフォーカス光波測距儀１０に戻った時点における
位相との位相差に基づいて、Ｐ₁−Ｐ₂間の距離が算出さ
れる。なお、この際には、フィルタ３０の厚さ分のプリ
ズム定数の補正を行う必要がある。

【００６４】このように、本第１実施形態によれば、コ
ーナーキューブ２１の入射面２１ａに、測距用変調光を
透過するが可視光を遮断するフィルタ３０を設けること
により、コーナーキューブ２１を視準する際に、コーナ
ーキューブ２１に写ったオートフォーカス光波測距儀１
０自身の像にピントが合ってしまうことが防止され、正
確に視準することが可能となる。

【００６５】また、本第１実施形態では、フィルタ３０
を着脱自在なアダプタタイプとしているので、従来の測
距用反射プリズムにも、このフィルタ３０を装着するこ
とが可能となる。このようにしてフィルタ３０が装着さ
れた従来の測距用反射プリズムも、オートフォーカスの
測量機に用いることが可能となる。〈第２実施形態〉図２（ａ）は、第２実施形態による反
射プリズムユニット１６の構造を示す正面図であり、図
２（ｂ）は、図２（ａ）のＢの方向から見た側面図（但
し、支持部材３４から上の部分に関しては、II−II線に
沿った断面を示す）である。本第２実施形態における反
射プリズムは、可視光を吸収するフィルタ３０’を予め
外周部材２２に固定したことを特徴とし、他の部分を第
１実施形態と同一とする。

【００６６】反射プリズム部１９は、コーナーキューブ
２１（反射部材），このコーナーキューブ２１を収容す
る外周部材２２（固定部材），及びコーナーキューブ２
１の入射面に重ねられて固定されたフィルタ３０’から
構成されている。

【００６７】フィルタ３０’（波長選択透過層）は、反
射プリズム２１の入射面２１ａと同じ径の円板形状を有
しており、フィルタ３０’の内表面３０’ｂと反射プリ
ズム２１の入射面２１ａとが一体に固着されている。そ
して、フィルタ３０’は、コーナーキューブ２１ととも
に、不透明部材からなる略円柱形状の外周部材２２に埋
め込まれており、フィルタ３０’の外表面３０’ａが露
出されている。このフィルタ３０’は、第１実施形態と
同様、赤外光を透過するとともに、可視光を吸収する性
質を有している。さらに、このフィルタ３０の外表面３
０ａには、その中心点を示す目盛り付きの十字線３２
（指示模様）が、白色塗料によって描かれている。ま
た、本実施形態においては、オートフォーカス光波側距
儀のオートフォーカス機構によるフィルタ３０’の検出
を行いやすくするために、外周部材２２は、このフィル
タ３０’に対する明度が比較的大きく異なる色に塗装さ
れている。

【００６８】上記のような構成とすることにより、第１
実施形態と同様に測量を行うことができる。従って、第
２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、コーナー
キューブ２１を視準する際に、コーナーキューブ２１に
写ったオートフォーカス光波測距儀１０自身の像にピン
トが合ってしまうことが防止され、正確に視準すること
が可能となる。〈第３実施形態〉図３（ａ）は第３実施形態による反射
プリズムの構造を示す正面図であり、図３（ｂ）は図３
（ａ）のＣの方向から見た側面図（但し、支持部材３４
から上の部分に関しては、III−III線に沿った断面を示
す）である。また、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のIV−IV
線に沿った断面図である。本第３実施形態による反射プ
リズムは、入射された赤外光を、その入射方向と同一の
方向に反射させるとともに反射プリズムに入射された可
視光線を透過させる反射面を有するビームスプリッタ型
コーナーキューブを用いることを特徴とし、他の部分を
第１実施形態と同一とする。

【００６９】ビームスプリッタ型コーナーキューブ４６
は、入射面４６ａを底面とする円柱形状を有している。
このビームスプリッタ型コーナーキューブ４６内部に
は、互いに直角に接する３つの平面からなり、ビームス
プリッタ型コーナーキューブ４６の光軸上に交点（立方
体の頂角にあたる部分）を持つ分離面４６ｂ（波長選択
反射面）が、形成されている。分離面４６ｂはダイクロ
イックミラーとして構成されており、赤外光を１００％
反射し、可視光を１００％透過する性質を有している。
従って、赤外光は分離面４６ｂの３つの面で順次反射さ
れて、再度入射面に向かって進み、可視光は、分離面４
６ｂを透過して、無反射面４６ｃに向かって進む。入射
面４６ａとは異なる底面に形成された無反射面４６ｃに
は黒色塗装が施されているため、この無反射面４６ｃに
入射した光は全く反射されない。さらに、コーナーキュ
ーブ４６の入射面４６ａには、その中心を示す目盛り付
き十字線３２（指示模様）が、白色塗料によって描かれ
ている。このビームスプリッタ型コーナーキューブ４６
を収容する外周部材２２’（固定部材）は、有底筒状の
形状を有している。また、本第３実施形態においても第
２実施形態と同様に、オートフォーカス光波側距儀のオ
ートフォーカス機構によるビームスプリッタ型コーナー
キューブ４６の検出を行いやすくするために、外周部材
２２’は、入射面４６ａに対する明度が比較的大きく異
なる色に塗装されている。

【００７０】以下、本第３実施形態による反射プリズム
ユニット１７を用いた測量の手順を、図７を用いて説明
する。測量の準備段階では、第１実施形態と同様に、測
量機１０及び反射プリズム１７を、三脚Ｓ₁，Ｓ₂上にそ
れぞれ固定する。そして、測量機１０を載置した三脚Ｓ
₁を測点Ｐ₁に、反射プリズムユニット１７を載置した三
脚Ｓ₂を測量目標点Ｐ₂に、それぞれ設置し、整準，求心
作業を行う。

【００７１】次に、ビームスプリッタ型コーナーキュー
ブ４６の入射面４６ａが測量機１０の方に向くように、
反射プリズムユニット１７の反射プリズム部２０を水
平、高度方向に回転させる。

【００７２】さらに、測量機１０に備えられた支準望遠
鏡１ａの向きを、反射プリズムユニット１７の方へ向け
て、オートフォーカス光波測距儀１０のＡＦセンサユニ
ット８１を作動させる。すると、フォーカスレンズ７０
が適宜移動され、その時点で視準望遠鏡１ａの視準線上
に位置する物体にピントが合わせられる。従って、作業
者が視準望遠鏡１ａの向きを変えても、常に、この視準
望遠鏡の１ａの視準線上に位置する物体が明瞭に見え
る。そして、作業者は、視準望遠鏡１ａによって見える
像を頼りに、視準望遠鏡１ａの方向を調整して、その視
野内に反射プリズムユニット１７を入れ、さらに、視野
の中心にビームスプリッタ型コーナーキューブ４６の入
射面４６ａを重ねる。

【００７３】このとき、ビームスプリッタ型コーナーキ
ューブ４６に入射する光のうち、可視光は分離層４６ｂ
を透過して無反射面４６ｃに入射する。そして、入射し
た可視光は無反射面４６ｃによって吸収されてしまうた
め、視準望遠鏡１ａからはビームスプリッタ型コーナー
キューブ４６が写って見えることはない。これに対し
て、ビームスプリッタ型コーナーキューブ４６の入射面
４６ａに形成された十字線３２は、常に視準望遠鏡１ａ
から見えている。これにより、ＡＦユニット８１は、従
来のように、反射プリズムユニット１７に写ったオート
フォーカス光波測距儀１０自身を検出することもなく、
ビームスプリッタ型コーナーキューブ４６の入射面４６
ａを正確に検出する。従って、正確にビームスプリッタ
型コーナーキューブ４６の入射面４６ａに視準望遠鏡１
ａのピントが合わせ続けられるので、ビームスプリッタ
型コーナーキューブ４６の入射面４６ａに形成された十
字線３２がぼけることなく明瞭に見え続ける。

【００７４】そして、作業者は、視準望遠鏡１ａのピン
ト面７４ａに形成された十字線の中心をビームスプリッ
タ型コーナーキューブ４６の入射面４６ａに形成された
十字線３２の中心に合致させることにより、視準望遠鏡
１ａの視準線を正確にビームスプリッタ型コーナーキュ
ーブ４６の入射面４６ａの中心軸ｏ₃に合わせる。

【００７５】このように、オートフォーカス光波測距儀
１の視準望遠鏡１ａの反射プリズムユニット１７への視
準を取った後に、測距を行う。このとき、オートフォー
カス光波測距儀１０から出射された測距用変調光は、ビ
ームスプリッタ型コーナキューブ４６に入射して、分離
面４６ｂに向かって進行する。前述したように、この分
離面４６ｂは赤外光を１００％反射するので、測距用変
調光は３つの反射面４６ｂで順次反射された後に、測量
機１０に戻る。このときの測距用変調光の出射時におけ
る位相と、オートフォーカス光波測距儀１０に戻った時
点における位相との位相差に基づいて、Ｐ₁−Ｐ₂間の距
離が算出される。

【００７６】このように、本第３実施形態によれば、コ
ーナーキューブとして、赤外光を反射して可視光を吸収
するビームスプリッタ型コーナーキューブ４６を用いる
ことにより、ビームスプリッタ型コーナーキューブ４６
を視準する際に、ビームスプリッタ型コーナーキューブ
４６に写ったオートフォーカス光波測距儀１０自身の像
にピントが合ってしまうことが防止され、正確に視準す
ることが可能となる。

【００７７】〈変形例〉上述した反射プリズムの実施形
態については、各種の変形が可能である。例えば、フィ
ルタ３０，３０’の外表面３０ａ，３０’ａ、またはビ
ームスプリッタ型コーナーキューブ４６の入射面４６ａ
に形成された目盛り付き十字線３２は、図示した形状の
ものに限らず、コーナーキューブの入射面の中心を示す
ものであれば、他の図形や模様，指示線などであっても
よい。

【００７８】また、第１，第２実施形態の反射プリズム
は、赤外光を透過し、可視光を吸収するフィルタ３０，
３０’と、目盛り付き十字線３２の両方を備えるもので
ある。しかし、反射プリズムの使用距離が近距離に限ら
れる場合には、フィルタ３０，３０’の代わりに透明な
ガラス等に目盛り付き十字線３２が描かれたものを用い
てもよい。すなわち、反射プリズムの使用距離が短い場
合は、波長選択透過層であるフィルタを用いずに、目盛
り付き十字線３２のみを有する構造であっても、オート
フォーカス機構による目盛り付き十字線３２の検出は可
能である。

【００７９】さらに、上記各実施形態の反射プリズム
は、目盛り付き十字線３２を有しない構造であっても、
オートフォーカス機構による反射プリズムの検出は可能
である。すなわち、目盛り付き十字線３２がなくとも、
フィルタ３０，３０’，あるいはビームスプリッタ型コ
ーナーキューブ４６によって可視光は吸収されるので、
反射プリズムに写った側距儀自身にピントが合うことを
防ぐことができる。そして、オートフォーカス機構は、
コントラストの違いにより、固定環２６あるいは外周部
材２２，２２’を検出するため、視準望遠鏡の反射プリ
ズムへの合焦状態を維持することができる。

【００８０】また、第３実施形態においては、目盛り付
き十字線３２は、ビームスプリッタ型コーナーキューブ
４６の無反射面４６ｃ上に形成された後に黒色塗装が施
されることにより、形成されたものであってもよい。ま
た、第３実施形態において、無反射面４６ｃが用いられ
ているが、完全な無反射面でなくても、可視光の反射が
極めて少ないものであれば、実用上問題なく用いること
ができる。

【００８１】また、上記各実施形態においては、測距光
が近赤外光である場合について説明したが、測距光が可
視光以外の他の波長領域の光である場合でも同様に適用
することができる。

【００８２】

【発明の効果】本発明の測距用反射プリズムによれば、
視準望遠鏡用オートフォーカス機構を組み込んだ光波測
距儀とともに用いられる場合に、視準望遠鏡用オートフ
ォーカス機構が視準望遠鏡のピントを反射プリズムに正
確に合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による反射プリズムの構
造を示す正面図（ａ），及び側面図（ｂ）

【図２】本発明の第２実施形態による反射プリズムの構
造を示す正面図（ａ），及び側面図（ｂ）

【図３】本発明の第３実施形態による反射プリズムの構
造を示す正面図（ａ），及び側面図（ｂ）

【図４】本発明の反射プリズムを用いて測距が行われる
測量機としてのトータルステーションの外観を示す正面
図

【図５】図４のＤの方向から見た側面図

【図６】図４に示すトータルステーションに備えられた
視準望遠鏡の光学構成図

【図７】本発明による反射プリズムを用いた測量の状態
を示す図

【図８】従来技術の反射プリズムの構造を示す正面図
（ａ），及び側面図（ｂ）

【符号の説明】

１０オートフォーカス光波測距儀１５、１６、１７反射プリズムユニット２１コーナーキューブ２２、２２’ 外周部材２６固定環２８固定ネジ３０、３０’ フィルタ３２目盛り付き十字線３４支持部材３６求心望遠鏡３８気泡管４６ビームスプリッタ型コーナーキューブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射面から入射した光を、この光が入射し
た方向と同一方向に反射する反射部材と、第１波長領域の光を透過するとともに第２波長領域の光
を遮断するために前記反射部材の前記入射面の前面に配
置された波長選択透過層と、を備えることを特徴とする
測量用反射部材。
【請求項２】前記波長選択透過層は前記光が入射する側
の面上に指示模様を備えることを特徴とする請求項１記
載の測量用反射部材。
【請求項３】前記指示模様は十字線状に描かれた目盛り
であることを特徴とする請求項２記載の測量用反射部
材。
【請求項４】前記波長選択透過層は前記入射面に対して
着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の測量用反射部材。
【請求項５】前記波長選択透過層は前記反射部材の入射
面上に直接形成されたものであることを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の測量用反射部
材。
【請求項６】前記反射部材は互いに直角に接する３つの
反射面を有するコーナーキューブであることを特徴とす
る請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の測量用反
射部材。
【請求項７】前記波長選択透過層を前記反射部材の前記
入射面の前面に配置するための固定部材をさらに備え、前記固定部材は前記波長選択透過層に対して明度が異な
る色を有していることを特徴とする請求項１ないし請求
項６のいずれかに記載の測量用反射部材。
【請求項８】入射面から入射した光のうち、第１波長領
域の光をその入射方向と同一方向に反射するとともに第
２波長領域の光を透過する波長選択反射面と、前記波長選択反射面で透過された光を吸収する面と、を
備えることを特徴とする測量用反射部材。
【請求項９】前記波長選択反射面はその入射面上に指示
模様を備えることを特徴とする請求項８記載の測量用反
射部材。
【請求項１０】前記光を吸収する面はその入射面上に指
示模様を備えることを特徴とする請求項８記載の測量用
反射部材。
【請求項１１】前記指示模様は十字線状に描かれた目盛
りであることを特徴とする請求項９または請求項１０に
記載の測量用反射部材。
【請求項１２】前記波長選択反射面は互いに直角に接す
る３つの面からなっていることを特徴とする請求項８な
いし請求項１１のいずれかに記載の測量用反射部材。
【請求項１３】前記光を吸収する面は黒色塗装により形
成されることを特徴とする請求項８ないし請求項１２の
いずれかに記載の測量用反射部材。
【請求項１４】前記波長選択反射面を有する光学素子
と、前記光学素子を保持するための固定部材とをさらに備
え、前記固定部材は前記波長選択反射面に対して明度が異な
る色を有していることを特徴とする請求項８ないし請求
項１３のいずれかに記載の測量用反射部材。
【請求項１５】前記第１波長領域の光は赤外光であり、前記第２波長領域の光は可視光であることを特徴とする
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の測量用反
射部材。
【請求項１６】入射面から入射した光を、この光が入射
した方向と同一方向に反射する反射部材と、前記反射部材の前記入射面の前面に設けられた指示模様
と、を備えることを特徴とする測量用反射部材。
【請求項１７】前記指示模様は十字線状に描かれた目盛
りであることを特徴とする請求項１６記載の測量用反射
部材。