自動焦点検出測量機の遮光構造

【目的】トータルステーションなどの自動焦点検出測量機において、接眼レンズからの外光をオートフォーカスセンサーが受光することを防止し、正確なオートフォーカス処理が可能な測量機を提供すること。
【構成】対物光学系および接眼光学系を備えた望遠光学系と、前記対物光学系を透過した物体光束を分岐面１１ａにおいて前記望遠光学系から分岐するプリズム９と、このプリズム９で分岐された物体光束をそれぞれ受光する受光手段を備えたＡＦ検出センサ７と、を備えた自動焦点検出測量機において、前記プリズム９の１つの面に反射防止処理を施した。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は、自動焦点検出測量機のＡＦ検出センサーへの遮光に関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】従来のトータルステーションなどの視準望遠鏡を備えた自動焦点検出測量機の光学系は、目標物から順に、対物レンズ、合焦レンズ、ポロプリズム、焦点板、接眼レンズを有する視準光学系と、ポロプリズム近傍に設けられた分岐光学素子により視準光学系から焦点検出光学系を分岐させた分岐光学系から構成されていた。合焦方式は、焦点検出光学系内に位置する視準光学系の焦点面と光学的に等価な面の焦点状態を、一対のＣＣＤセンサーを有するいわゆる位相差方式のオートフォーカスセンサーにより検出してデフォーカス量を演算し、そのデフォーカス量に基づいて合焦レンズを合焦位置に移動させて自動合焦（ＡＦ）を行うものであった。
【０００３】しかし、前記構造では分岐光学素子とポロプリズムが視準光学系の光軸上に位置するため、接眼レンズから外光が入射すると、その外光が内面反射などによりＡＦセンサーに到達し、対物レンズからの光束と重なり合い、正確な合焦ができないという問題があった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、以上の従来の問題点に鑑みてなされたものであり、接眼レンズからの入射光を遮光し、ＡＦセンサーが受光することを防止することにより、正確な合焦が可能である自動焦点検出測量機を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、対物光学系および接眼光学系を備えた望遠光学系と、前記対物光学系を透過した物体光束を前記望遠光学系から分岐する分岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐された物体光束を受光する受光手段を備えた焦点検出手段と、を備えた自動焦点検出測量機において、前記接眼光学系から入射した外光が前記分岐光学素子の分岐面を透過又は反射した後に最初に到達する前記分岐光学素子の１つの面に反射防止処理を施したことを特徴としている。
【０００６】また、本発明の別の態様は、対物光学系および接眼光学系を備えた望遠光学系と、前記対物光学系を透過した物体光束を前記望遠光学系から分岐する分岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐された物体光束を受光する受光手段を備えた焦点検出手段と、を備えた自動焦点検出測量機において、前記接眼光学系から入射した外光が前記分岐光学素子の分岐面を透過又は反射した後に最初に到達する面と対向する位置に、該分岐光学素子から射出した外光が分岐光学素子に入射しない方向に反射する面を設けたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施形態】本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態を表すトータルステーション１の部分断面側面図である。被写体からの光束は、対物レンズ２，合焦レンズ３を通り、ポロプリズム４の４つの反射面で反射して焦点板５に正立像を形成し、接眼レンズ６を通して見ることができる。また、図２に示す通り、ポロプリズム４の第２反射面８ｂにプリズム９を密着し、境界部分の分割コート面１１ａは分岐光学素子として形成されている。分割コート面１１ａに入射した光の一部は分割コート面１１ａを透過してプリズム９に入射・透過して、ＡＦ検出センサ７へ到達する。
【０００８】しかし、図７に示すように、この構造では接眼レンズ６から入射した外光１０もＡＦ検出センサ７が受光し、対物レンズ２からの光束と重なり合って正確な合焦ができない。すなわち、接眼レンズ６からの外光１０はポロプリズム４の第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃで反射し、分割コート面１１ａを透過し、透過した外光１０は、プリズム９の側面１２あるいは鏡筒内面１３で反射し、反射した外光１０は再度分割コート面１１ａで反射しＡＦ検出センサー７に達する。
【０００９】上記はポロプリズム４の第２反射面８ｂを分岐面とした場合であるが、ポロプリズム４には４つの反射面があり、他の各反射面を分岐面とした場合も同様の問題が発生する。その他の各反射面で分岐した場合におけるポロプリズム４とプリズム９の配置を表す斜視図を図３ないし図５に示す。また、ポロプリズム４の前側（対物レンズ側）又は後側にビームスプリッタ１７を配置した場合（図６参照）も同様の問題が発生する。
【００１０】この問題を解消する本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明を適用した第一の実施形態は、図８〜図１２に示す通り、接眼レンズ６からの外光１０が内部反射によりＡＦ検出センサー７に到達するのを防止するための処置として、プリズム９の１つの面を磨り面にする、又は磨り面に、例えば無反射塗装等の無反射処理を施したという形態である。磨り面または無反射処理を施した磨り面により、分割コート面１１ａを透過した外光１０は拡散又は吸収され、ＡＦ検出センサ７へ入射する外光１０は減少する。以下に、それぞれの実施例における上記処置を施すべき面を記す。
【００１１】（実施例１）ポロプリズム４の第２反射面８ｂにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ａにした場合（図２参照）には、図８に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ａを透過後最初に到達する面、すなわち側面１２に上記処置を施す。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃで反射し、分割コート１１ａを透過するが、側面１２で拡散又は吸収される。そのため、側面１２で反射し、さらに分割コート面１１ａで反射しＡＦセンサ７に到達する外光１０は著しく減少する。
（実施例２）ポロプリズム４の第３反射面８ｃにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｂにした場合（図３参照）には、図９に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｂを透過後最初に到達する面、すなわち側面１４に上記処置を施す。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄで反射し、分割コート１１ｂを透過するが、側面１４で拡散又は吸収される。そのため、側面１４で反射し、さらに分割コート１１ｂで反射しＡＦセンサ７に到達する外光１０は著しく減少する。
（実施例３）ポロプリズム４の第４反射面８ｄにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｃにした場合（図４参照）には、図１０に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｃを透過後最初に到達する面、すなわち側面１５に上記処置を施す。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０はプリズム９に入射し、分割コート１１ｃを透過するが、側面１５で拡散又は吸収される。そのため、側面１５で反射し、さらに分割コート１１ｃで反射しＡＦセンサ７に到達する外光１０は著しく減少する。
（実施例４）ポロプリズム４の第１反射面８ａにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｄにした場合（図５参照）には、図１１に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｄを透過後最初に到達する面、すなわち側面１６に上記処置を施す。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃ、第２反射面８ｂで反射し、分割コート１１ｄを透過するが、側面１６で拡散又は吸収される。そのため、側面１６で反射し、さらに分割コート面１１ｄで反射しＡＦセンサ７に到達する外光１０は著しく減少する。
（実施例５）ポロプリズムの前側（対物レンズ側）にビームスプリッタ１７を配置した場合（図６参照）には、図１２に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｅを反射後最初に到達する面、すなわちビームスプリッタ１７の側面１８に上記処置を施す。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃ、第２反射面８ｂ、第１反射面８ａで反射し、ビームスプリッタ１７に入射し、分割コート面１１ｅで反射して側面１８で拡散又は吸収される。従って、分割コート面１１ｅで反射し又は分割コート面１１ｅを透過し、再度分割コート面１１ｅに戻り透過又は反射することによりＡＦセンサ７に到達する外光１０は著しく減少する。また、ビームスプリッタ１７をポロプリズム４の後側に配置した場合も同様の処置を施す。
【００１２】本発明を適用した第二の実施形態は、図１３R>３〜図１７に示す通り、プリズム９の１つの面を外光１０が透過するように、その面に無反射コート１９を施し、さらにその面と向き合う鏡筒内面に無反射面２０を形成したという形態をである。無反射面は例えば、モケット・ベルセード張り付け、無反射塗装などによって形成する。分割コート面１１を透過した外光１０は、プリズム９の１つの面における無反射コート面１９により反射が減少し、さらに無反射面２０を形成した鏡筒内面にて吸収されることにより、ＡＦ検出センサー７への入射は減少する。以下に、それぞれの実施例における上記処置を施すべき面を記す。
【００１３】（実施例１）ポロプリズム４の第２反射面８ｂにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート１１ａにした場合（図２参照）には、図１３に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ａを透過後最初に到達する面、すなわち側面１２に無反射コート１９及びその面と向き合う鏡筒内面１３ａに無反射面２０を形成する。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃで反射し、分割コート１１ａを透過するが、側面１２を透過して鏡筒内面１３ａの無反射面２０で吸収されるため、ＡＦセンサー７に到達する外光１０が著しく減少する。
（実施例２）ポロプリズム４の第３反射面８ｃにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｂにした場合（図３参照）には、図１４に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｂを透過後最初に到達する面、すなわち側面１４に無反射コート１９及びその面と向き合う鏡筒内面１３ｂに無反射面２０を形成する。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄで反射し、分割コート１１ｂを透過するが、側面１４を透過して鏡筒内面１３ｂの無反射面２０で吸収されるため、ＡＦセンサー７に到達する外光１０が著しく減少する。
（実施例３）ポロプリズム４の第４反射面８ｄにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｃにした場合（図４参照）には、図１５に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｃを透過後最初に到達する面、すなわち側面１５に無反射コート１９及びその面と向き合う鏡筒内面１３ｃに無反射面２０を形成する。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、分割コート１１ｃを透過するが、側面１５を透過して鏡筒内面１３ｃの無反射面２０で吸収されるため、ＡＦセンサー７に到達する外光１０が著しく減少する。
（実施例４）ポロプリズム４の第１反射面８ａにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｄにした場合（図５参照）には、図１６に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｄを透過後最初に到達する面、すなわち側面１６に無反射コート１９及びその面と向き合う鏡筒内面１３ｄに無反射面２０を形成する。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃ、第２反射面８ｂで反射し、分割コート１１ｄを透過するが、側面１６を透過して鏡筒内面１３ｄの無反射面２０で吸収されるため、ＡＦセンサー７に到達する外光１０が著しく減少する。
（実施例５）ポロプリズムの前側（対物レンズ側）にビームスプリッタ１７を配置した場合（図６参照）には、図１７に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｅを反射後最初に到達する面、すなわちビームスプリッタ１７の側面１８に無反射コート１９及びその面と向き合う鏡筒内面１３ｅに無反射面２０を形成する。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃ、第２反射面８ｂ、第１反射面８ａで反射し、ビームスプリッタ１７に入射し、分割コート１１ｅを反射して側面１８を透過して鏡筒内面１３ｅで吸収される。従って、分割コート面１１ｅで反射し又は分割コート面１１ｅを透過し、再度分割コート面１１ｅに戻り、透過又は反射することによりＡＦセンサ７に到達する外光１０は著しく減少する。また、ビームスプリッタ１７をポロプリズムの後側に配置した場合も同様の処置を施す。
【００１４】本発明を適用した第三の実施形態は、図１８R>８から図２２に示す通り、プリズム９の１つの面に無反射コート１９を施し、さらにその面とその面が向き合う鏡筒内面とのなす角度を一定の角度としたという形態である。分割コート１１を透過した外光１０は、プリズム９の１つの面における無反射コート１９により反射が減少する。さらにその面を透過し鏡筒内面に達し内面で反射した外光１０は、前記一定の角度がつけられたことにより、プリズム９から外れる方向に進む。前記一定の角度は、鏡筒内面を反射した外光１０が再度プリズム９に入光しない角度を設定する。以下に、それぞれの実施例における上記処置を施すべき面を記す。
【００１５】（実施例１）ポロプリズム４の第２反射面８ｂにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ａにした場合（図２参照）には、図１８に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ａを透過後最初に到達する面、すなわち側面１２に無反射コート１９を施し、かつ側面１２と向き合う鏡筒内面１３ａと側面１２のなす角度を一定角度α１とする。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃで反射し、分割コート１１ａを透過し、さらに側面１２を透過して鏡筒内面１３ａで、プリズム９から外れる方向に反射する。従って、ＡＦセンサーに到達する外光１０は著しく減少する。
（実施例２）ポロプリズム４の第３反射面８ｃにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｂにした場合（図３参照）には、図１９に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｂを透過後最初に到達する面、すなわち側面１４に無反射コート１９を施し、かつ側面１４と向き合う鏡筒内面１３ｂと側面１４のなす角度を一定角度α２とする。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄで反射し、分割コート１１ｂを透過し、さらに側面１４を透過して鏡筒内面１３ｂでプリズム９から外れる方向に反射する。従って、ＡＦセンサーに到達する外光１０は著しく減少する。
（実施例３）ポロプリズム４の第４反射面８ｄにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｃにした場合（図４参照）には、図２０に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｃを透過後最初に到達する面、すなわち側面１５に無反射コート１９を施し、かつ側面１５と向き合う鏡筒内面１３ｃと側面１５のなす角度を一定角度α３とする。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、分割コート１１ｃを透過し、さらに側面１５を透過して鏡筒内面１３ｃでプリズム９から外れる方向に反射する。従って、ＡＦセンサーに到達する外光１０は著しく減少する。
（実施例４）ポロプリズム４の第１反射面８ａにプリズム９を接合してできた接合面を分割コート面１１ｄにした場合（図５参照）には、図２１に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｄを透過後最初に到達する面、すなわち側面１６に無反射コート１９を施し、かつ側面１６と向き合う鏡筒内面１３ｄと側面１６のなす角度を一定角度α４とする。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃ、第２反射面８ｂで反射し、分割コート１１ｄを透過し、さらに側面１６を透過して鏡筒内面１３ｄでプリズム９から外れる方向に反射する。従って、ＡＦセンサーに到達する外光１０は著しく減少する。
（実施例５）ポロプリズム４の前側（対物レンズ側）にビームスプリッタ１７を配置した場合（図６参照）には、図２２に示すように、接眼レンズ６からの外光１０が、分割コート面１１ｅを反射後最初に到達する面、すなわちビームスプリッタ１７の側面１８に無反射コート１９を施し、かつ側面１８と向き合う鏡筒内面１３ｅと側面１８のなす角度を一定角度α５とする。この場合、ポロプリズム４に入射した接眼レンズ６からの外光１０は、第４反射面８ｄ、第３反射面８ｃ、第２反射面８ｂ、第１反射面８ａで反射し、ビームスプリッタ１７に入射し、分割コート１１ｅを反射し、側面１８を透過して鏡筒内面１３ｅでビームスプリッタ１７から外れる方向に反射する。従って、分割コート面１１ｅで反射し又は分割コート面１１ｅを透過し、再度分割コート面１１ｅに戻り透過又は反射することによりＡＦセンサ７に到達する外光１０は著しく減少する。また、ビームスプリッタ１７をポロプリズムの後側に配置した場合も同様の処置を施す。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明によれば接眼光学系からの外光が内面反射により焦点検出手段に入射しないようにしたため、該外光が対物光学系からの物体光束に干渉することなく正確なＡＦ検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したトータルステーションの部分断面側面図である。
【図２】ポロプリズムの第２反射面にプリズムを接合した場合を示す斜視図である。
【図３】ポロプリズムの第３反射面にプリズムを接合した場合を示す斜視図である。
【図４】ポロプリズムの第４反射面にプリズムを接合した場合を示す斜視図である。
【図５】ポロプリズムの第１反射面にプリズムを接合した場合を示す斜視図である。
【図６】ポロプリズムの前側（対物レンズ側）にビームスプリッターを配置した場合を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）接眼レンズからの入射光がＡＦ検出センサーへ入射する様子を示す側面図である。
（Ｂ）同正面図である。
【図８】本発明を適用した第一の実施形態の実施例１のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図９】本発明を適用した第一の実施形態の実施例２のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１０】本発明を適用した第一の実施形態の実施例３のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１１】本発明を適用した第一の実施形態の実施例４のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１２】本発明を適用した第一の実施形態の実施例５のポロプリズム、ビームスプリッタ、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１３】本発明を適用した第二の実施形態の実施例１のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１４】本発明を適用した第二の実施形態の実施例２のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１５】本発明を適用した第二の実施形態の実施例３のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１６】本発明を適用した第二の実施形態の実施例４のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１７】本発明を適用した第二の実施形態の実施例５のポロプリズム、ビームスプリッタ、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１８】本発明を適用した第三の実施形態の実施例１のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図１９】本発明を適用した第三の実施形態の実施例２のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図２０】本発明を適用した第三の実施形態の実施例３のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図２１】本発明を適用した第三の実施形態の実施例４のポロプリズム、プリズム、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【図２２】本発明を適用した第三の実施例形態の実施例５のポロプリズム、ビームスプリッタ、ＡＦ検出センサの配置を示す図である。
【符号の説明】
１トータルステーション
２対物レンズ
３合焦レンズ
４ポロプリズム
５焦点板
６接眼レンズ
７ＡＦ検出センサ
８ａ第１反射面
８ｂ第２反射面
８ｃ第３反射面
８ｄ第４反射面
９プリズム
１０外光
１１ａ１１ｂ１１ｃ１１ｄ１１ｅ分割コート面
１２側面
１３鏡筒内面
１４側面
１５側面
１６側面
１７ビームスプリッタ
１８側面
１９無反射コート
２０無反射面
α１ α２ α３ α４ α５一定角度

【特許請求の範囲】
【請求項１】対物光学系および接眼光学系を備えた望遠光学系と、前記対物光学系を透過した物体光束を前記望遠光学系から分岐する分岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐された物体光束を受光する受光手段を備えた焦点検出手段と、を備えた自動焦点検出測量機において、前記接眼光学系から入射した外光が前記分岐光学素子の分岐面を透過又は反射した後に最初に到達する前記分岐光学素子の１つの面に反射防止処理を施したことを特徴とする自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項２】請求項１に記載の自動焦点検出測量機の遮光構造において、前記反射防止処理は、光拡散処理である自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項３】請求項２に記載の自動焦点検出測量機の遮光構造において、前記光拡散処理は磨り面加工である自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項４】請求項２または３に記載の自動焦点検出測量機の遮光構造において、前記反射防止処理を施した１つの面にさらに無反射塗装を施した自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項５】請求項１に記載の自動焦点検出測量機の遮光構造において、前記反射防止処理は無反射コートであって、その無反射コートを施した面から射出した外光が入射する自動焦点検出測量機の内面に反射防止加工を施した自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項６】請求項５に記載の自動焦点検出測量機の遮光構造において、前記反射防止加工に植毛部材を使用した自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項７】請求項５に記載の自動焦点検出測量機の遮光構造において、前記反射防止加工にモルトプレーンを使用した自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項８】請求項５に記載の自動焦点検出測量機の遮光構造において、前記反射防止加工を反射防止塗装とした自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項９】対物光学系および接眼光学系を備えた望遠光学系と、前記対物光学系を透過した物体光束を前記望遠光学系から分岐する分岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐された物体光束を受光する受光手段を備えた焦点検出手段と、を備えた自動焦点検出測量機において、前記接眼光学系から入射した外光が前記分岐光学素子の分岐面を透過又は反射した後に最初に到達する面と対向する位置に、該分岐光学素子から射出した外光が分岐光学素子に入射しない方向に反射する面を設けたことを特徴とする自動焦点検出測量機の遮光構造。
【請求項１０】請求項９に記載の自動焦点検出測量機の遮光構造において、前記分岐光学素子から射出した外光が該分岐光学素子に入射しない方向に反射する面は自動焦点検出測量機の鏡筒の内面に形成されている自動焦点検出測量機の遮光構造。

【図１】