[发明专利]光学式测距装置及搭载该装置的电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及以光学方式检测距物体的距离的光学式测距装置及搭载该装置的电子设备，特别涉及能够以高精度检测长距离的小型光学式测距装置及搭载该装置的电子设备。

背景技术

以往，如图5所示，已有许多人提出如下的测距装置，即该测距装置向测量对象物照射点光源，接收该反射光，通过三角测距测量距上述测量对象物的距离。在如图5所示的测距装置中，将发光透镜2的中心作为原点O（0，0），将发光轴5作为y轴，将在原点O与发光轴5正交的轴作为x轴，从配置在点A（0，-d）的发光元件1射出的光束通过配置在原点O的发光透镜2，形成为大致平行的光束，向测量对象物3上的点B（0，y）照射光斑。被测量对象物3反射的光束通过配置在点C（L，0）的受光透镜4进行会聚，在配置于从点A向x轴方向延伸的线上的位置检测元件（例如PSD：Position Sensitive Detector，位置灵敏探测器）6上的点D（L+1，-d）成像，形成受光点。

在此，如果将与通过上述受光透镜4的中心即点C的y轴平行的线与位置检测元件6交叉的点作为点E（L，-d），则三角形OBC与三角形ECD相似。因此，检测位置检测元件6上受光点的位置，测量边长ED（=1），通过对公式（1）进行运算，

y=L·dl...(1)]]>

就能够算出距测量对象物3的距离y。这就是通常的三角测距原理。

作为上述位置检测元件6，可以使用上述PSD或配置有多个光电二极管的线性传感器或图像传感器等，检测照射在位置检测元件6上的受光点的光重心位置。

在此，如果将上述位置检测元件6的检测分辨能力作为Δl，则测量距离y的分辨能力Δy可以通过公式（2）表示。

Δy=-y2L·d·Δl...(2)]]>

即因为如果选定所使用的位置检测元件6，则能够确定位置检测元件6的检测分辨能力Δl，所以，测量距离y的分辨能力Δy由发光透镜2与受光透镜4之间的距离L（以下称为基线长）及受光透镜4的焦距d决定，因为距离L及焦距d越大，测量距离y的分辨能力Δy越小，所以对距离的检测分辨能力增强。特别是在测量远处的测量对象物的距离的情况下，因为测量距离y增大，所以，为了减小分辨能力Δy，需要增大基线长L或焦距d。

图6是表示现有光学式测距装置结构的概况图。首先在引线框11上按照规定位置安装发光元件12和受光元件13，由透光性树脂分别单独地密封发光元件12和受光元件13，形成发光侧一次模体14及受光侧一次模体15。由遮光性树脂密封两个一次模体14，15，形成二次模体16。然后，通过将具有发光透镜17和受光透镜18的透镜架19嵌合在二次模体16中，形成光学式测距装置。

通过如图7所示增大受光透镜18的焦距d、或者如图8所示增大发光透镜17与受光透镜18的中心之间的距离即基线长L，能够利用上述的现有光学式测量装置测量远处的测量对象物的距离。然而，无论在任何情况下，都要增大光学式测距装置的整个体积，且价格昂贵，并且在搭载这些光学式测距装置的电子设备中需要空间，使之成为难以操纵的设备。

为了解决这样的问题，已提出公开于日本特开平7-98205号公报（专利文献1）的距离测量装置、以及公开于日本特开2011-145115号公报（专利文献2）的测距装置。