光學式測距裝置及電子設備制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種光學式測距裝置及電子設備。該光學式測距裝置中，在由遮光性樹脂形成的二次模制件（9）及三次模制件（10）之間保持透鏡架（11），該透鏡架（11）由金屬形成，保持發光透鏡（5）及受光透鏡（6）。透鏡架（11）在表面及背面具有凹凸結構（11b）。因為大幅提高發光透鏡（5）及受光透鏡（6）與透鏡架（11）的緊密結合力，所以能夠防止發光透鏡（5）、受光透鏡（6）與透鏡架（11）之間發生滑動。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光學式測距裝置及搭載該裝置的電子設備，該光學式測距裝置用來以光學方式測量距測距對象物的距離，特別是即使在由于回流焊等導致溫度變化而發生熱膨脹或收縮的情況下也具有高測距精度。
技術介紹
圖12是說明普通的三角測距法的原理的示意圖。如圖12所示，現有的普通光學式測距裝置例如具有發光元件201、受光元件202、發光透鏡203及受光透鏡204。在該光學式測距裝置中，從配置在原點(0，0)的發光元件201射出的光束通過配 置在A點(0，d)的發光透鏡203，成為大致平行的光束(發光軸205)，作為點光源(7 ”卜光)，向測距對象物211上的B點(0，y)照射。被測距對象物211反射的光束(受光軸206)通過配置在C點(L，d)的受光透鏡204 (聚光鏡)聚光，在配置于沿X方向的軸上的受光元件202上的D點(L+1，0)成像，形成受光點(受光^ ”卜)。在此，如果將通過C點(受光透鏡204的中心)且與y軸平行的線與受光元件202的受光面交叉而形成的點作為E點(L，0)，則三角形ABC與三角形E⑶相似。因此，檢測出受光元件202上的受光點的位置，測量邊長ED (=1)，根據下述公式(I)即可算出距測距對象物211的距離y。 L-dr 、y = —j-(I)如上所述，光學式測距裝置檢測出形成于受光元件202上的受光點的位置，根據公式(I)算出距測距對象物211的距離。為了正確求得該距離，需要固定發光透鏡203和受光透鏡204之間的距離L、以及受光透鏡204和受光元件202之間的距離d。圖13是表示利用了上述原理的普通光學式測距裝置300的結構剖面圖。如圖13所示，光學式測距裝置300具有上述發光元件201、受光元件202、發光透鏡203及受光透鏡204，并且由殼體301保持上述部件。通常，為了達到低價格的目的而由遮光性樹脂形成殼體301。在該光學式測距裝置300中，因為殼體301通常由具有較大的熱膨脹系數的樹脂形成，所以如果周圍溫度發生變化，則受其影響而發生伸縮。因此，例如如果由于周圍溫度上升而使殼體伸長，那么發光透鏡203和受光透鏡204分別向橢圓形虛線所示的位置移動，使透鏡間的距離L發生變化(增大)。其結果為室溫時的發光透鏡203的光軸205a及受光透鏡204的光軸206a分別如虛線所示的光軸205b及光軸206b那樣發生變化。在該狀態下，雖然測距對象物211的位置并未改變，形成于受光元件202上的受光點的位置與室溫時相比，向外側發生偏移。這樣，例如在周圍溫度升高的情況下，會錯誤地測量出測距對象物211位于比實際位置近的位置。在專利文獻1，2中已經公開了能夠解決上述問題的技術。圖14是表示專利文獻I記載的光學式測距裝置400的結構剖面圖，圖15是表示專利文獻2記載的光學式測距裝置500的結構剖面圖。如圖14所示，光學式測距裝置400具有發光元件401、受光元件402、投光透鏡403(發光透鏡)及受光透鏡404。收納發光元件401的盒體405及投光透鏡403被固定在同一個第一殼體406中，另一方面，收納受光元件402的盒體407及受光透鏡404被固定在同一個第二殼體408中，第一殼體406與第二殼體408通過主體部409連接，構成主體殼體410。在這樣的光學式測距裝置400中，即使主體殼體410發生熱膨脹，也能夠在第一殼體406中維持發光元件401與投光透鏡403的位置關系、在第二殼體408中維持受光元件402及受光透鏡404的位置關系。由此，因為從受光元件402的中心至反射光的光點位置的距離不發生改變，所以能夠保證測距精度。如圖15所示，光學式測距裝置500具有成像透鏡501a，501b、成像透鏡501a，501b的保持部件502、CCD盒體503a，503b (光傳感器陣列)、以及CCD盒體503a，503b的保 持部件504。在該光學式測距裝置500中，成像透鏡501a，50 Ib及保持部件502，504由不具有吸濕性的塑料形成的同一材料形成。在這樣的光學式測距裝置500中，成像透鏡501a，501b及保持部件502，504因熱膨脹而整體均勻地伸長，由此能夠防止由于溫度變化而使測距精度降低。這樣，在上述光學式測距裝置400，500中，在保持受光、發光元件及透鏡的部件由于周圍溫度的變化而均勻地伸縮的情況下，能夠維持受光、發光元件及透鏡的位置關系，從而滿足三角測量的原理。然而，在光學式測距裝置400，500中，在受光、發光元件自行發熱的情況下，由于裝置整體的溫度變化不均勻，所以受光、發光元件附近的部件與透鏡附近的部件為不同的溫度，其結果為按照不同的溫度以不同的伸縮量進行伸縮。因此，不能維持受光、發光元件與透鏡的位置關系。專利文獻1，2中未記載關于在上述溫度變化不均勻的情況下校正受光點位置的方法，因此，在專利文獻1，2所記載的技術中，因為不能夠防止由于受光、發光元件的自行發熱所導致的測距精度的降低，所以不能夠滿足要求地利用三角測距法的原理。在專利文獻3中已經公開了能夠解決上述問題的技術。圖16是表示專利文獻3所記述的光學式測距裝置600的結構剖面圖。如圖16所示，光學式測距裝置600具有一對透鏡601a，60lb、一對CCD盒體602a，602b、透鏡保持部件603、CXD保持部件604以及溫度傳感器605，606。溫度傳感器605安裝在透鏡保持部件603上的透鏡602a，602b之間，溫度傳感器606安裝在CXD保持部件604上的CCD盒體602a，602b之間。在這樣的光學式測距裝置600中，利用溫度傳感器605，606的輸出，計算出由于CXD盒體602a，602b內CXD芯片607a，607b (受光元件)的自行發熱所導致的透鏡保持部件603及CXD保持部件604的溫度差。然后，利用該溫度差，對CXD芯片607a，607b上的物像校正偏移量。由此，能夠校正由于CXD芯片607a，607b的自行發熱所導致的透鏡保持部件603與CXD保持部件604的熱膨脹之差，從而能夠確保測距精度。但是，在光學式測距裝置600中，為了防止測距精度降低，需要使用溫度傳感器605,606o而且，溫度傳感器605，606不能內置于CCD芯片607a，607b等中，必須配置為分別與透鏡保持部件603及CCD保持部件604接觸。并且，也需要用來傳輸溫度傳感器605，606所輸出的信號的配線。因此，光學式測距裝置600形成復雜結構的結果就是，增加組裝的工時，并且難以廉價地提供光學式測距裝置600。于是，考慮只設置溫度傳感器605，606中的任意一個，可以使光學式測距裝置600的結構相對簡單。但是，只設置溫度傳感器605，606中的任意一個將會帶來下面所說明的問題。圖17是表示現有光學式測距裝置700的結構剖面圖。如圖17所示，在光學式測距裝置700中，周圍溫度使包括光學式測距裝置700的側面在內的光學式測距裝置700整體均勻地加熱或冷卻，使各部件膨脹或收縮。由此，使發光透鏡703與受光透鏡704之間的距離、以及發光元件701與受光元件702之間的距離發生變化。另一方面，由于發光元件701及受光元件702的通電而使元件自行發熱，該自行發熱直接對密封這些元件的遮光性樹脂部705進行加熱，使之膨脹。而且，來自發光本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光學式測距裝置，是用來測量距測距對象物的距離的光學式測距裝置；該光學式測距裝置的特征在于，具有：發光元件，安裝在安裝部件上；發光透鏡，由透光性樹脂形成，將所述發光元件的射出光照射至所述測距對象物；受光元件，安裝在所述安裝部件上，用來檢測來自所述測距對象物的反射光會聚的位置；受光透鏡，由透光性樹脂形成，使所述反射光會聚于所述受光元件；透光性樹脂體，密封所述發光元件及所述受光元件；第一遮光性樹脂體，覆蓋所述透光性樹脂體，以形成使所述射出光從所述發光元件照射至所述發光透鏡的空間，以及使所述反射光從所述受光透鏡照射至所述受光元件的空間；透鏡架，由金屬形成，保持所述發光透鏡及所述受光透鏡；第二遮光性樹脂體，密封所述透鏡架及所述第一遮光性樹脂體；所述透鏡架在表面及背面的、至少形成所述發光透鏡及受光透鏡的區域形成凹凸結構。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：和田秀夫，山口陽史，久保勝，
申請(專利權)人：夏普株式會社，
類型：發明
國別省市：