[發明專利]光學式測距裝置和電子設備

有效

• 申請號: 201380039255.2
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN104508424A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 和田秀夫
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G01C3/06
• 分類號: G01C3/06;G01S7/481
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及對到達物體的距離進行光學檢測的光學式測距裝置和裝載該光學式測距裝置的電子設備，例如涉及在由于溫度變化和吸濕引起光學式測距裝置的膨脹/收縮的情況下能夠提高測距精度的光學式測距裝置和裝載該光學式測距裝置的電子設備。此外，本發明例如涉及能夠進行回流焊的光學式測距裝置和裝載它的電子設備。

背景技術

歷來，作為光學式測距裝置具有圖8所示的裝置。該光學式測距裝置接收被照射至測量對象物的匯聚光(光點)的反射光，通過三角測距測量到達對象物的距離。

詳細而言，通過配置在A點(0，d)的發光透鏡102使由配置在原點0的發光元件101射出的光束成為大致平行光束，將匯聚光照射至測量對象物上的B點(0，y)。通過配置在C點(L，d)的聚光透鏡104將被測量對象物反射來的光束聚光，在配置在x軸上的位置檢測元件(例如PSD)106上的D點(L+l，0)成像，形成受光點。

此處，在令E點(L，0)為與通過C點(受光透鏡中心)的y軸平行的線和x軸交叉的點時，與三角形ABC和三角形ECD成為相似形。因此，利用位置檢測元件106檢測受光點的位置，并測量邊ED(＝1)，由此能夠利用三角測距的原理求取到達測量對象物103的距離y，

(式1)

y=L·dl.]]>

此處，在上述位置檢測元件106使用配置有PSD和/或多個PD的線性傳感器、圖像傳感器等，對照射在位置檢測元件106上的受光點的光重心位置進行檢測。另外，在圖8中，108表示發光軸，109表示受光軸。

但是，所謂的能夠利用上述(式1)正確地求取到達被測量物的距離，僅限于透鏡間距離L、到達受光透鏡和位置檢測元件的距離d被固定的情況下。一般光學式測距裝置為了低價格化而將發光受光透鏡固定在利用遮光性樹脂形成的外殼。

此處，由于固定透鏡的樹脂一般具有大的膨脹系數，所以當周圍溫度發生變化時，外殼樹脂發生伸縮，使透鏡間距離L發生變化。其結果是，如圖9所示，表示測量時的光軸的存在位置的虛線從表示室溫時的光軸的存在位置的實線偏離，存在無論在同一距離是否存在被測量物，測量的受光點位置與室溫時的受光點位置相比均向外側偏移的問題。而且，例如在溫度上升的情況下，被測量物如果與實際相比處于近距離則被測量。另外，在圖9中，201是引線框，202是發光元件，203是受光元件，204是信號處理IC，205是透光性樹脂，206是遮光性樹脂，207和208是窗，209是發光透鏡，210是受光透鏡，211是外殼，212是遮光壁，213是被測量物。

為了避免這樣的問題，圖10所示的光學式測距裝置(專利文獻1的光學式測距裝置)利用撓性的材質將包括發光元件和發光透鏡的發光系統與包括受光元件和受光透鏡的受光系統連接。這樣，在熱膨脹時也維持發光受光元件與發光受光透鏡的位置關系，維持測距精度。

此外，圖11所示的光學式測距裝置(專利文獻2的光學式測距裝置)令兩個受光元件的保持部件、兩個透鏡的保持部件、它們的結合部件為相同材料。這樣，構成部件全部均等地伸展，防止由于溫度變化而引起的測距精度的降低。

但是，這些光學式測距裝置是在由于周圍溫度的變化而整個測距裝置均等地進行溫度變化的情況下維持透鏡和發光元件及受光元件的位置關系，以滿足三角測量的原理的裝置，不是在由于發光元件和受光元件的通電而這些元件自身發熱的情況下維持位置關系的裝置。

對此，圖12所示的光學式測距裝置(專利文獻3的光學式測距裝置)為了修正受光元件的自發熱而具備對兩個透鏡間的保持部件的溫度進行測量的溫度傳感器和對受光元件的保持部件的溫度進行測量的溫度傳感器，基于兩個溫度傳感器的輸出檢測受光元件的通電后的自發熱導致的各部件的熱膨脹，保持測距精度。

但是，在該光學式測距裝置，存在需要對受光元件保持部件的溫度變化進行測量的溫度傳感器和對受光透鏡的保持部件的溫度進行測量的溫度傳感器。而且，兩個溫度傳感器不能內置于受光元件，需要個別地與各保持部接觸而配置，因此其結構復雜而且需要用于獲取輸出的配線，光學式測距裝置成為復雜的結構。因此，組裝工時數增大，難以提高廉價的測距裝置。