光學式測距傳感器和電子儀器的製作方法

2023-06-19 18:34:11 2

專利名稱：光學式測距傳感器和電子儀器的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學式測距傳感器和電子儀器，特別是涉及用於測定距位 於規定範圍的被測定物的距離的光學式測距傳感器和包含該傳感器的電子儀器。
背景技術：
現有知道利用三角測量方式用於測定到位於規定範圍的被測定物的距
離的光學式測距傳感器。圖13是表示現有光學式測距傳感器的剖視圖。
參照圖13,現有的光學式測距傳感器包括發光元件100、受光元件 200、進行發光元件100的驅動和受光元件200的輸出信號處理的集成電路 部200A、把發光元件100和受光元件200分別封固的透光性樹脂部300 (300A、 300B)、發光側和受光側的透鏡400 (400A、 400B )、保持發光元 件100、受光元件200和透光性樹脂部300的遮光性樹脂部500、引線框600 和透鏡殼體700。
圖13所示的測距傳感器在受光元件200中僅設置了一個受光部(PSD: Position Sensitive Detector )。該受光部的電阻值在受光部內是均勻且一定 的。當把從受光元件200的兩個端子得到的信號(電流值)分別設定為是I ,、12時，通過I,/ (I!+l2)得到與距離對應的輸出值，進行距離計測。
上述的光學式測距傳感器例如在特開平09-318315號公報和特開 2003-287420號公報中有記載。
在特開2002-195807號公報中記載有作為位置檢測元件而利用CMOS 圖像傳感器的內容。
圖13所示的現有光學式測距傳感器中，作為受光側元件而使用的位置 檢測受光元件(PSD)的受光部僅是一個，由於該受光部的電阻值在受光部 內是均勻且一定的，所以距物體的距離短時能夠高精度地計測距離，但有 距物體的距離長時計測距離的精度就變差的問題。使用圖14、圖15來說朋 其原因。
4參照圖l4,在利用三角測量方式來檢測距物體的距離(d)的光學式測 距傳感器中，距物體的距離(d)與受光部的輸出(X)如圖15所示那樣是 反比例關係，在距物體的距離短時，由距離變動而引起的輸出變化增大， 在距物體的距離長時，由距離變動而引起的輸出變化減小。因此，在距物
體的距離(d)長時，即使該距離(d)規定量有變化，受光部的輸出(X)
也不太變動。
相對地，通過加大發光側的透鏡中心與受光側的透鏡中心的中心之間
距離(A)和受光側透鏡與受光元件之間的距離，即，受光側透鏡的焦距(f), 就能夠提高精度。但是通過加大上述的A、 f，光學式測距傳感器的尺寸就變大。
現有的測距傳感器由於距物體的距離(d)長時，計測距離的精度就變 差，所以實用上的計測距離範圍是能夠計測的最大距離與最小距離的比僅 有8左右。
在特開2002-195807中表示了作為位置檢測元件而適用CMOS圖像傳 感器的內容，該文獻的發光元件和受光元件不是同一平面狀，而封裝也4安 每個元件分別形成，且從CMOS圖像傳感器取出信號的處理部和發光元件 的驅動電路部位於CMOS圖像傳感器晶片的外部。其結果是在特開 2002-195807中有測距傳感器的尺寸大的問題，且生產工序也多，各工序的 作業也追求精度而變複雜，有製造成本高的問題。

發明內容
本發明的目的在於低成本地提供一種小型化且計測精度高的光學式測 距傳感器和包含該傳感器的電子儀器。
本發明的光學式測距傳感器是通過三角測量方式來檢測距被測定物距 離的光學式測距傳感器。該傳感器具備發光元件、與發光元件設置在同 一平面上的受光元件、把發光元件和受光元件分別封固的第 一和第二透光 性樹脂部、分別設置在發光元件和受光元件前方的第一和第二透鏡、為了 在發光元件與受光元件之間形成規定的間隔而保持發光元件和受光元件的 遮光性樹脂部。受光元件包括受光部，其具有多個單元且把從發光元件 發出而由被測定物反射的光進行聚光；存儲部，其記憶受光部中的規定位 置；運算部，其根據由多個單元得到的所述光的檢測結果來檢測受光部中所述光的聚光位置，而且根據存儲部記憶的規定位置與受光部中所述光的 聚光位置的相對關係來計測距測定物的距離。
根據上述結構，由於把由被測定物反射的光進行聚光的受光部具有多 個單元，所以不過度加大透鏡之間的距離(A)和受光部與受光側透鏡的焦 距(f)，而能夠進行高精度的計測。因此，能夠低成本地得到小型化且計測 精度高的光學式測距傳感器。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，多個單元把發光元件和 受光元件在並列方向上設置成並列成一列。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，沿發光元件和受光元件
並列方向的多個單元的寬度是5 ju m以下。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，第一和第二透鏡的中心 之間距離是10mm以下，沿發光元件和受光元件並列方向的受光部的寬度 是5mm以下。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，第一和第二透鏡的中心 之間距離是2mm以下，沿發光元件和受光元件並列方向的受光部的寬度是 1.5mm以下。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，運算部根據受光部的光 量分布，把與光量峰值對應的位置作為受光部中所述光的聚光位置來檢測。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，運算部根據受光部的光 量分布，把與光量重心對應的位置作為受光部中所述光的聚光位置來4企測。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，運算部根據受光部的光 量分布，把與分布區域的幾何學重心對應的位置作為受光部中所述光的聚 光位置來檢測。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，運算部根據受光部的光 量分布而檢測與光量峰值對應的位置、與光量重心對應的位置和與分布區 域的幾何學重心對應的位置中至少兩個位置，並根據其檢測結果的組合來
計算受光部中所述光的聚光位置。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，存儲部所記憶的受光部 中的規定位置是根據由發光元件發出光，被僅離開光學式測距傳感器規 定距離的物體反射後，向受光部聚光的光的光量分布所求得的的下列的位 置與光量峰值對應的位置、與光量重心對應的位置、與分布區域的幾何學重心對應的位置或基於它們的組合所計算出的位置。
本申請的說明書中，"光量重心"是指利用在受光部聚光的光的光量 進行加權而求出的聚光區域的中心。
本申請的說明書中，"分布區域的幾何學重心"是指向受光部聚光的 光分布的區域的幾何學重心。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，設置在受光元件前方的 第二透鏡是費涅爾透鏡。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，發光元件是諧振器型發 光二極體。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，發光元件是面發光雷射器。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，還具備衍射光柵，其被 設置在從發光元件到達被測定物的光路徑上，在與發光元件和受光元件並 列的方向垂直交叉的方向上把來自發光元件的光進行分割。
一個實施形態是在所述光學式測距傳感器中，發光元件和受光元件被 安裝在同一引線框上。
本發明的電子儀器具備上述的光學式測距傳感器。 一個實施形態是上 述電子儀器是電腦或可攜式電話。
根據本發明，如上所述能夠低成本地得到小型化且計測精度高的光學 式測距傳感器和包含該傳感器的電子儀器。
本發明的上述和其他目的、特點、狀態和優點，從與附圖相關的理解 和關於本發明的下面詳細的說明就可明白。


圖1是本發明一實施例光學式測距傳感器的俯視圖； 圖2是圖i的n-n剖視圖3是圖1、圖2所示光學式測距傳感器的受光元件的俯視圖； 圖4~圖6是說明受光部上聚光狀態的圖； 圖7A 圖7C是說明發光元件結構變化的圖8是本發明 一 實施例光學式測距傳感器變形例的剖視圖； 圖9A、圖9B是表示費涅爾透鏡的圖，圖9A是俯視圖、圖9B是側視圖IO是本發明一實施例光學式測距傳感器其他變形例的剖視圖； 圖11是圖IO所示光學式測距傳感器所包含的衍射光柵的俯視圖； 圖12是用於說明圖IO所示光學式測距傳感器的使用狀態的立體圖； 圖13是表示現有光學式測距傳感器的剖視圖； 圖14、圖15是用於說明三角測量方式原理的圖。
具體實施例方式
以下說明本發明的實施例。有時對於同 一或相當的部分則付與同 一 的 參照符號而不反覆其說明。
在以下說明的實施例中，在提到個數、量等對，除了有特別記載的情 況之外，本發明的範圍並不一定限定於該個數、量等。在以下的實施例中 的各個結構元件，除了有特別記載的情況之外，對於本發明來說也不一定 是必須的。以下在有多個實施例存在的情況下，除了有特別記載的情況之 外，把各個實施例的結構適當組合是從當初就預定的。
圖1是本發明一實施例光學式測距傳感器的俯視圖，圖2是圖1的II-
n剖視圖。
參照圖1、圖2，本實施例的光學式測距傳感器包括發光元件l、受 光元件2、透光性樹脂部3(3A、 3B)、透鏡4(4A、 4B )、遮光性樹脂部5、 引線框6和透鏡殼體7。
發光元件1例如由一個紅外LED等構成。發光元件1和受光元件2 4皮 安裝在引線框6上。發光元件1和受光元件2被按規定的間隔(A)並列配 置。且發光元件1和受光元件2通過連續自動送進成型而各自被環氧類的 透光性樹脂3 (3A、 3B)所封固。且發光元件1和受光元件2除了接受光 的窗部1A、 1B之外，利用注射成型而被遮光性樹脂部5所包圍。
透鏡殼體7保持發光側透鏡4A和受光側透鏡4B。透鏡4A、 4B被由
可見光截止材料構成的丙烯酸樹脂或聚碳酸酯樹脂所形成。透鏡殼體7由 ABS樹脂或聚碳酸酯樹脂所形成。透鏡4和透鏡殼體7通過雙色成型而^皮 一體成型。
圖3是受光元件2的俯視圖。參照圖3，受光元件2包括受光部21、 信號處理電路部22、軟體存儲部23、數據存儲部24、快閃記憶體部25和驅動電
8路部26。
受光部21是m行xn列的CMOS面傳感器。受光部21包含多個受光 單元21A。圖3的例中，是111=14(行)、n-4(列)。即，在圖3的例中， 合計設置有56個受光單元21A。但典型的其他例也可以是n = 1 (列)。這 時，多個受光單元21A被設置成沿發光元件1和受光元件2並列的方向(圖 3中的左右方向)並列成一列。
信號處理電路部22具有利用後述的方法來運算距測定物的距離的"運 算部，，的功能。軟體存儲部23是容納用於進行信號處理電路部22的運算 的軟體的部分。數據存儲部24是在信號處理電路部22進行運算時用於臨 時記憶數據的必要部分。快閃記憶體部25記憶受光部21中規定的位置。信號處 理電路部22如後述那樣根據快閃記憶體部25記憶的"》見定位置"與受光部21受 光的光的聚光位置的相對位置關係來運算距測定物的距離。
受光單元21A的寬度可適當變更，但在本實施例典型的一個例中，沿 發光元件1和受光元件2並列方向(圖3中的左右方向)的受光單元21A 的寬度是5jum以下程度。且本實施例典型的一個例中，透鏡4A、 4B的中 心間距離是10mm以下程度，沿發光元件1和受光元件2並列方向(圖3 中的左右方向)的受光部21的寬度是5mm以下程度。
而且本實施例典型的 一個例中，透鏡4A、 4B的中心間距離是2mm以 下程度，沿發光元件1和受光元件2並列方向(圖3中的左右方向)的受 光部21的寬度是1.5mm以下程度。
在利用三角測量方式來檢測距物體的距離(d )的光學式測距傳感器中， 距物體的距離(d)與輸出是反比例關係，在距物體的距離短時，由距離變 動而引起的輸出變化大，在距物體的距離長時，由距離變動而引起的輸出 變化小，而且具有上述的變化的傾向。因此，在距物體的距離(d)長時， 相對距離變化，受光部21上的光點移動量小。這也可利用發光側的透鏡4A 中心與受光側的透鏡4B中心之間的距離(A)和受光側透鏡4B與受光部 之間的距離，即，受光側透鏡4B的焦距(f)而進行變化。即，通過加大 透鏡中心間距離(A)和受光側的焦距(f)，就能夠使根據距測定物的距離 變化的光點移動量變大。但如果是這樣，光學式測距傳感器的尺寸就變大。
例如，把光學式測距傳感器作為電腦的人體檢測(檢測人是否在電腦 前，若不在則進行消除監視等的控制，實現節能)和作為手機的照相機自動對焦用途而用於安裝的尺寸時，發光側的透鏡4A中心與受光側的透鏡
4B中心之間的距離(A)優選大致是10mm以下程度，透鏡焦距f優選大 致是5mm以下。這時，當把測距範圍設定為lcm 200cm左右時，受光部 21上的光點移動量是10x 5 x ( 1 / 10 - 1 /2000) = 4.975mm。本實施例中， 受光部21的寬度(由多個受光單元21A構成的受光部21的寬度)在連結 發光元件1的中心與受光部21的中心的直線方向上是大致5mm，但由於測 距範圍變窄則光點的移動量也就變小，所以也可以比5mm小。這時，例如 在遠距離側的200cm附近要檢測10cm左右的差(檢測該以下的差的必要性 在實際應用上是低的)時，受光部21上的光點的移動量是10 x 5 x ( 1 / 1900 -1 /2000) ^1.3lim左右。CMOS面傳感器能夠以一定程度的精度(20% 左右)檢測在一個單元內光向哪種程度的區域照射。即受光單元21A的寬 度只要是5pm以下程度，就能夠檢測1.3 jim程度的光點的移動量。因此， 受光部21的受光單元21A的寬度在連結髮光元件1的中心與受光部21的 中心的直線方向上優選大致是5ium以下程度。這樣能夠一邊確保作為測距 範圍是1 200cm的寬廣範圍(最大值/最小值=200), —邊實現比現有是 小型且精度好的測距傳感器。
在測距範圍與現有技術同樣(例如10 80cm，即最大值/最小值=8) 的情況下，即使確保與上述例同樣的精度，也能夠使發光側的透鏡4A中心 與受光側的透鏡4B中心的中心間距離(A)大致是5mm、透鏡焦距(f) 大致是2.5mm而大幅度小型化。這時，受光部21上的光點移動量是5 x 2.5 x ( 1 / 100- 1 /800) =0.11mm,受光部21的寬度(由多個受光單元21A 構成的受光部21的寬度)也能夠大幅度變小。
而且在測距範圍1 30mm程度的接近區域，在遠距離側即30mm附近 能夠檢測lmm左右距離變動的最小尺寸，即，在30mm附近能夠得到受光 部21上的光點移動量是大致1 jam左右的最小尺寸，發光側的透鏡4A中 心與受光側的透鏡4B中心的中心間距離(A)大致是2mm、透鏡焦距(f) 大致是0.5mm。這時，受光部21上的光點移動量是2 x 0.5 x (1/1-1/ 30) = 0.97mm,受光部21的寬度(由多個受光單元21A構成的受光部21 的寬度)在連結髮光元件1的中心與受光部21的中心的直線方向上是大致 1.5mm便可。因此，能夠實現相當小型的接近傳感器。
如上所述，由於通過縮小受光部21的寬度而能夠使包含CMOS圖像傳感器和其他電路部的受光元件2的尺寸變小，且還能夠把封裝變小，所以 能夠實現低成本的接近傳感器。這種接近傳感器代替機械開關例如檢測手 機是否在通話中(手機是否位於在耳朵近旁)，根據該檢測結果來把監視關 閉以謀求省能，在控制其他功能中能夠使用。
且在測距範圍500~5000mm程度的區域，在5000mm附近能夠檢測 100mm左右距離變動的最小尺寸，即在5000mm附近能夠得到受光部21上 的光點移動量是大致1 iam左右的最小尺寸，發光側的透鏡4A中心與受光 側的透鏡4B中心的中心間距離(A)大致是25mm、透#:焦距(f)大致是 10mm。這時，受光部21上的光點移動量是25 x 10x ( 1 /500- 1 /5000) =0.45mm，受光部21的寬度(由多個受光單元21A構成的受光部21的寬 度)在連結髮光元件1的中心與受光部21的中心的直線方向上是大致lmm 便可。因此，能夠實現相當小型的遠距離傳感器。這種遠距離傳感器能夠 適用於檢測在道路、走廊和大門等的人的防止犯罪用途(與防止犯罪照相 機連動使用。這是由於照相機能夠對人體攝影，但不能計測距人體的距離 的緣故)和適用於例如計測放映機到銀幕的距離並自動對焦的功能(特別 是可攜式放映機由於每次使用時到銀幕的距離在變化，所以該功能是有效 的)等。
從受光部21輸出的信號的處理方法是對於各個測距傳感器對應下面的 兩個光點位置的相對位置關係進行輸出， 一個光點位置是構成受光元件2 的晶片內的快閃記憶體部25預先記憶的與規定距離對應的受光部21上的光點位 置，另一個光點位置是把被測定物放置在要計測的距離位置並使該物體 反射從發光側發出的光，根據通過受光側透鏡4B而向受光部21聚光的結 果所得到的各受光單元21A的光量分布所求得的光點位置。通過這樣利用 快閃記憶體部25記憶的與規定距離對應的受光部21上的光點位置來進行測定， 能夠進行精度好的測距。
下面使用圖4 圖6來說明求光點位置的方法。如圖4所示，在典型的 一個例中，把與光量峰值對應的位置作為受光部中光點位置(聚光位置) 來檢測。但也有如圖5所示那樣把進行利用光量進行的加權所求得的與光 量分布的重心(光量重心)對應的位置作為光點位置的情況，也有如圖6 所示那樣把與光的分布區域的幾何學重心對應的位置作為光點位置的情 況。把與光量峰值對應的位置作為點位置的方法，在圖4所示那樣光量分
布以峰值為中心且平穩減少的分布的情況是有效的。但如圖5、圖6所示那 樣，光量有大部分分散存在於數個部位的分布情況下，若單純地利用峰值 位置來檢測點位置，就成為比檢測的峰值稍微小的部分的位置被忽略，不 能求出正確的點位置。在這種情況下，優選採用求出成為光量分布重心的 位置的方法和求出成為該分布區域重心的位置(面積重心)的方法。
在上述三個方法中，通過根據至少兩種處理結果來再計算點位置並且 求出，就能夠把光點位置再現性良好地正確求出。
下面使用圖7A 圖7C來說明發光元件1結構的變化。如圖7A所示， 在一個實施例中作為發光元件1而使用發光二極體11。這時，由於向所有 方向射出光，所以為了儘可能地有效利用該光而必須一定程度地加大透鏡 4A。對此，如圖7B和圖7C所示那樣，通過採用諧振器型發光二極體 (RCLED: resonant cavity LED) 12和面發光雷射器(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 13來把光的放射角變小，由於能夠限定 其射出方向，所以能夠縮小透鏡4A的口徑和焦距。這對於測距傳感器的小 型化是有效的。
若比較諧振器型發光二極體12和面發光雷射器13，則面發光雷射器 13的光的放射角小，小型化的效果大，但諧振器型發光二極體12有成本低 的優點。面發光雷射器13由於是從晶片上面射出光，所以如本實施例那樣， 把發光元件1安裝在引線框6上的結構中，安裝性優良(由於普通的半導 體雷射器是從晶片側面發光，所以不能安裝在引線框上)。且在採用諧振器 型發光二極體12或面發光雷射器13的情況下，與發光二極體11相比能夠 有效利用的光格外地多，用於使發光的必要的電流小，具有也能夠減少消 耗電流的優點(關於這點是面發光雷射器13比諧振器型發光二極體12的 效果大)。由於諧振器型發光二極體12和面發光雷射器13的發光點的大小 比發光二極體11的小，所以在發光側透鏡4A容易製作平行光(發光二極 管11的情況並不是平行光，而是產生一定程度的光束擴展)，提高計測距 離的精度(關於這點也是面發光雷射器13比諧振器型發光二極體12的效 果大)。
圖8是本實施例光學式測距傳感器變形例的剖視圖。如圖8所示，本 變形例中受光側透鏡4B使用費涅爾透鏡。
12由於對受光側透鏡4B來說需要把被測定物反射的光儘可能多地向受
光部21取入，所以有要增大透鏡徑的要求，但通常的透鏡若增大透鏡徑，
則透鏡焦距就變大，測距傳感器容易被大型化。對此，在使用了費涅爾透
鏡時，能夠不變地保持透鏡口徑大並且減小透鏡焦距。且如圖9A、圖9B 所示，能夠把透鏡4B的厚度變薄。其結果是能夠謀求測距傳感器的小型化。 特別是能夠把測距傳感器的高度變小。
圖IO是本實施例光學式測距傳感器其他變形例的剖視圖。參照圖10, 本變形例測距傳感器的特點是在從發光元件1到達^t測定物的光路徑上設 置了衍射光柵8 (參照圖11 )。衍射光柵8在與發光元件1和受光元件2並 列方向垂直交叉的方向(圖10中紙面的前後方向)上把來自發光元件1的 光進行分割。即，本變形例的測距傳感器是發光光束被分割的多光束光學 式測距傳感器。被分割的各光束的光強度相互相同。
圖12是用於說明圖10所示光學式測距傳感器的使用狀態的立體圖。 參照圖12，在檢測範圍內有被測定物A、 B的情況下，被各個^皮測定物A、 B反射的光的一部分通過受光側透鏡4B而向CMOS面傳感器的受光部21 聚光。該聚光位置(點位置)由於從傳感器到非測定物的距離而在圖中X 軸方向上有變動(距離越遠則點位置越靠近X軸的負方向)，由於從傳感器 朝向非測定物的方向而在圖中Y軸方向上有變動。因此，通過點位置處於 受光部21上的哪個位置就能夠檢測被測定物的位置。如圖12那樣有多個 被測定物存在的情況下，能夠檢測出各自的位置。
作為本光學式測距傳感器所利用的光的波長，由於通過適用紅外線而 能夠減少幹擾光的影響。例如，作為發光元件1的發光波長而適用紅外區 域，則CMOS面傳感器的受光波長也在紅外具有峰值靈敏度，通過作為受 光側透鏡4B和發光側透鏡4A而具有截止可見光的光學特性的，則只要有 屋內螢光燈程度的光，就能夠不受影響地進行測定。但在如白熱燈和太陽 光那樣包含紅外光的光的環境下使用時，則還需要想辦法。作為該辦法例 如考慮利用按規定的時間驅動發光元件1的驅動電路部26,來使發光元 件1在規定的期間內僅脈衝發光規定的次數，與該發光時間同步地把受光 元件2側的信號作為有效信號提取，具有作為脈衝發光次數的平均值來輸 出的功能。
根據本實施例的光學式測距傳感器，通過把被測定物反射的光進行聚光的受光部21具有多個單元，^使透鏡間距離(A)和受光部21與受光側透 鏡4B的焦距不過度大，能夠進行精度高的計測。因此，能夠得到小型化且 計測精度高的光學式測距傳感器。
若把上述內容歸納一下則如下所述。即本實施例的光學式測距傳感器 是通過三角測量方式來檢測距被測定物距離的光學式測距傳感器。具備 發光元件1、與發光元件1設置在同一平面上的受光元件2、把發光元件1 和受光元件2分別封固的作為"第一和第二透光性樹脂部"的透光性樹脂 部3(3A、 3B)、分別設置在發光元件1和受光元件2前方的作為"第一和 第二透鏡"的透鏡4(4A、 4B)、為了在發光元件1與受光元件2之間形成 規定的間隔(A)而保持發光元件1和受光元件2的遮光性樹脂部5。受光 元件2包括受光部21，其具有多個單元21A且把從發光元件1發出而由 被測定物反射的光進行聚光；快閃記憶體部25，其作為"存儲部"而記憶受光部 21中的規定位置；信號處理電路部22，其作為"運算部"而根據由多個單 元21A得到的所述光的檢測結果來檢測受光部21中所述光的聚光位置，而 且根據快閃記憶體部25記憶的規定位置與受光部21中所述光的聚光位置的相對 關係來計測距測定物的距離。
詳細說明並表示了本發明，但這僅是為了例示而不被限定，發明的範 圍應該清楚地理解為由權利要求範圍來解釋。
權利要求
1、一種光學式測距傳感器，是通過三角測量方式來檢測距被測定物距離的光學式測距傳感器，其中，具備發光元件(1)、與所述發光元件(1)設置在同一平面上的受光元件(2)、把所述發光元件(1)和所述受光元件(2)分別封固的第一和第二透光性樹脂部(3)、分別設置在所述發光元件(1)和所述受光元件(2)前方的第一和第二透鏡(4)、為了在所述發光元件(1)與所述受光元件(2)之間形成規定的間隔而保持所述發光元件(1)和所述受光元件(2)的遮光性樹脂部(5)，所述受光元件(2)包括受光部(21)，其具有多個單元(21A)且把從所述發光元件(1)發出而由所述被測定物反射的光進行聚光；存儲部(25)，其記憶所述受光部(21)中的規定位置；運算部(22)，其根據由所述多個單元(21A)得到的所述光的檢測結果來檢測所述受光部(21)中所述光的聚光位置，而且根據所述存儲部(25)記憶的規定位置與所述受光部(21)中所述光的聚光位置的相對位置關係來計測距所述被測定物的距離。
2、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述多個單元(21A) 在所述發光元件(1)和所述受光元件(2)並列的方向上設置排成一列。
3、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，沿所述發光元件(1 ) 和所述受光元件(2)並列方向的多個單元(21A)的寬度是5iam以下。
4、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述第一和第二透 鏡(4 )的中心之間距離是10mm以下，沿所述發光元件(1 )和所迷受光元件(2 )並列方向的所述受光部(21 ) 的寬度是5mm以下。
5、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述第一和第二透 鏡(4)的中心之間距離是2mm以下，沿所述發光元件(1)和所述受光元件(2)並列方向的所述受光部21 的寬度是1.5mm以下。
6、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述運算部(22)根據所述受光部(21)的光量分布，把與光量峰值對應的位置作為所述受光部(21)中所述光的聚光位置來檢測。
7、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述運算部(22) 根據所述受光部(21)的光量分布，把與光量重心對應的位置作為所述受 光部(21)中所述光的聚光位置來檢測。
8、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述運算部(22) 根據所述受光部(21)的光量分布，把與分布區域的幾何學重心對應的位 置作為所述受光部(21)中所述光的聚光位置來檢測。
9、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述運算部(22) 根據所述受光部(21)的光量分布而檢測與光量峰值對應的位置、與光量 重心對應的位置和與分布區域的幾何學重心對應的位置中的至少兩個位 置，並根據其檢測結果的組合來計算所述受光部(21)中所述光的聚光位 置。
10、 如權利要求6到權利要求9中任一項所述的光學式測距傳感器， 其中，所述存儲部(25)所記憶的所述受光部(21)的規定位置是根據 由所述發光元件(1)發出光，被僅離開所述光學式測距傳感器規定距離的 物體反射後，向所述受光部(21)聚光的光的光量分布所求得的下列的位 置與光量峰值對應的位置、與光量重心對應的位置、與分布區域的幾何 學重心對應的位置或基於它們的組合所計算出的位置。
11、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，設置在所述受光 元件(2)前方的第二透鏡是費涅爾透鏡。
12、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述發光元件(1 ) 是諧振器型發光二極體。
13、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述發光元件(1 ) 是面發光雷射器。
14、 如權利要求13所述的光學式測距傳感器，其中，還具備衍射光柵， 其被設置在從所述發光元件(1)到達所述被測定物的光路徑上，在與所述 發光元件(1)和所述受光元件(2)並列的方向垂直交叉的方向上把來自 所述發光元件(1)的光進行分割。
15、 如權利要求1所述的光學式測距傳感器，其中，所述發光元件(1 ) 和所述受光元件(2)被安裝在同一引線框(6)上。
16、 一種電子儀器，具備權利要求1所述的光學式測距傳感器。
全文摘要
一種光學式測距傳感器，具備與發光元件設置在同一平面上的受光元件(2)。受光元件(2)包括受光部(21)，其具有多個單元(21A)且把從發光元件(1)發出而由被測定物反射的光進行聚光；快閃記憶體部(25)，其記憶受光部(21)中的規定位置；信號處理電路部(22)，其根據由多個單元(21A)得到的所述光的檢測結果來檢測受光部(21)中所述光的聚光位置，而且根據快閃記憶體部(25)記憶的規定位置與受光部(21)中所述光的聚光位置的相對關係來計測距測定物的距離。
文檔編號G01B11/14GK101655350SQ20091016293
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月20日 優先權日2008年8月20日
發明者久保勝, 山口陽史, 福島稔彥 申請人:夏普株式會社