JP2002202121A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】測距装置としての性能を低下させることなく、
絞り部の一対の導光空隙内に透明充填剤の未充填部を残
さずに隅々まで均一に充填できるようにその筐体構造を
改良する。 【解決手段】一対の測距レンズ１Ｒ，１Ｌを備えた光学
レンズ部１と、胴内に前記レンズと個々に対応する導光
空隙２ａおよび入射光の絞り穴２Ｒ，２Ｌを形成した絞
り部２と、測距レンズを通じて結像された被写体像から
被写体までの距離を測定する半導体光センサチップ５を
収めたセンサステージ３を重ね合わせて結合し、その内
部空隙に透明充填剤６を充填して半導体光センサチップ
を封止した測距装置において、前記絞り部に、一対の導
光空隙の間を連通して透明充填剤を充填する際の連通路
となる導通流路２ｃを形成し、さらにこの導通流路内に
遮光壁を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動焦点カメラな
どに搭載する測距装置に関し、詳しくはそのモジュール
の筐体構造に係わる。

【０００２】

【従来の技術】まず、自動焦点カメラなどに搭載して使
用する外光三角方式の測距装置の原理を図５で説明す
る。すなわち、測距装置は図示のように、カメラ前面に
配置された左右一対の測距レンズ１Ｌと１Ｒからなる結
像光学系と、その被写体像を電気信号に変換する左右一
対のフォトセンサアレイ５Ｌ，５Ｒ、フォトセンサアレ
イ５Ｌ，５Ｒの出力信号をディジタル信号に変換する量
子化回路５１Ｌ，５１Ｒ、量子化回路５１Ｌ，５１Ｒか
らのディジタル信号に基づいて距離信号を算出する論理
部５２を１チップに集積した半導体光センサチップ５と
の組合せからなる。そして、被写体Ｔは基線長Ｂだけ隔
てて左右に並ぶ測距レンズ１Ｌ，１Ｒに入射して半導体
光センサチップ５のフォトセンサアレイ５Ｌ，５Ｒに結
像される。ここで、レンズから被写体Ｔまでの距離ｄは
三角測量の原理に基づいて次式で与えられる。

【０００３】

【数式１】 ｄ＝Ｂ・ｆe ／（ｘ1 ＋ｘ2 ）＝Ｂ・ｆe ／ｘ 但し、ｆe は測距レンズ１Ｌ，１Ｒとフォトセンサアレ
イ５Ｌ，５Ｒまでの距離（測距レンズ１Ｌ，１Ｒの焦点
距離に等しい）、ｘ1 ，ｘ2 はフォトセンサアレイ５
Ｌ，５Ｒ上の像点位置と被写体Ｔが無限遠にあるときの
像点位置との距離、ｘ（＝ｘ1 ＋ｘ2 ）はフォトセンサ
アレイ５Ｌ，５Ｒ上の被写体像の相対的なずれ量（位相
量）である。

【０００４】次に、カメラなどの搭載用としてモジュー
ル化された前記測距装置の組立構造を図６〜図８に示
す。各図において、１は左右一対の測距レンズ１Ｌ，１
Ｒを備えた光学レンズ部、２は測距レンズ１Ｌ，１Ｒに
入射した光線を半導体光センサチップ５のフォトセンサ
アレイ５Ｌ，５Ｒに導光する絞り部（鏡胴）、３は半導
体光センサチップ５を組み込んだセンサステージであ
り、これら三つのパーツはプラスチック製になり、図示
のように上下に重ね合わせてその接合面を接着して一体
に組立てられている。

【０００５】ここで、光学レンズ部１には測距レンズ１
Ｌ，１Ｒが左右に並んで一体成形されている。また、絞
り部２は、その胴内に測距レンズ１Ｌ，１Ｒと個々に対
応して入射光線を半導体光センサチップ５のフォトセン
サアレイ５Ｌ，５Ｒに導光する左右一対の導光空隙２
ａ、および各導光空隙２ａには半導体光センサチップ５
への光量を決める絞り穴２Ｌ，２Ｒが形成されている。
一方、センサステージ３にはリードフレーム４がインサ
ート成形されており、該ステージ内の定位置に搭載，固
着した半導体光センサチップ５とリードとの間をボンデ
ィングワイヤで接続している。

【０００６】さらに前記した測距モジュールの筐体内部
空間には、半導体光センサチップ５のパッド部及びボン
デイングワイヤが温湿度，熱的応力，および異物混入な
どにより劣化するのを防ぐために、例えば透明シリコー
ンゲルの透明充填剤６を充填して半導体光センサチップ
５およびその周辺を封止するようにしている。次に、前
記した透明充填剤６の充填方法を図９で説明する。すな
わち、図示のように前記した組立体を上下逆さまにし、
この姿勢でセンサステージ３の裏面側の開放面（センサ
ステージの裏面には透明充填剤の注入口を兼ねて透明充
填剤の熱膨張，熱収縮を吸収するように開放されてい
る）に流動性を有する透明充填剤を入れたシリンジをセ
ットし、半導体光センサチップ５との間の空間を通じて
透明充填剤６を注入する。これにより透明充填剤６はレ
ンズ部１，絞り部２，センサステージ３で取り囲まれた
空隙内に流れ込んでこの領域を埋め尽くし、さらに半導
体光センサチップ５を覆う。その後に熱処理を施して透
明充填剤６を硬化させる。なお、透明充填剤６の充填量
は注入が終了した時点でセンサステージ３の開放面を完
全に満たすように管理して作業を行うようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来構造の装置組立体では、その筐体内部に透明充填剤を
充填する際に次に記すような問題点が発生する。すなわ
ち、透明充填剤はその充填工程での注入速度，注入量に
ばらつきがあると、絞り部２の胴内に形成されている左
右の導光空隙２ａの隅々まで完全に充填できないことが
あり、このままの熱処理を行うと未充填部分が気泡（ボ
イド）となってレンズ／フォトセンサ間の視野内に残っ
てしまい、その結果として左右のフォトセンサには正常
な被写体像が結像されない不具合が生じる。

【０００８】そこで、発明者等は未充填の発生原因を究
明したところ、その原因は次の点にあることが判明し
た。すなわち、図９に示した透明充填剤６の注入工程
で、透明充填剤の注入口は一箇所であるのに対し、筐体
内の充填領域は絞り部２において左右二つの導光空隙に
分岐している。ここで、絞り部２の前端にはレンズ部１
が当接し、かつ各導光空隙２ａの間が隔壁２ｂ（図８参
照）で隔離されているために左右の導光空隙はそれぞれ
ポケット状の空隙となり、しかも空隙の中間部分が絞り
穴２Ｒ，２Ｌで狭まっている。

【０００９】したがって、図９に示す透明充填剤の充填
過程で、絞り穴２Ｌ，２Ｒを通して少量ずつレンズ部１
との間の領域に透明充填剤が流入する限りは、透明充填
剤で置換された空隙内の空気は絞り穴を通じて上方に抜
け出ることかできるが、この空隙領域内に未充填部分が
残っているにもかかわらず絞り穴の上面側に流入する透
明充填剤が狭い絞り穴２Ｒ，２Ｌを塞ぐような状態にな
ると、未充填部分の空気は逃げ場を失って絞り穴の下方
領域に閉じ込められ、それ以上に透明充填剤が充填でき
なくなって透明充填剤の層内に気泡が発生する。

【００１０】しかも、前記のようにセンサステージ３の
注入口から流入し、二手に分かれて絞り部２の左右導光
空隙２ａに流れ込む透明充填剤の量はばらついて左右で
バランスせず、このために一方の導光空隙に流入した透
明充填剤の液面が他方の導光空隙よりも早く絞り穴の高
さレベルまで到達するようになると、それ以降はオーバ
ーフローした分を含めて透明充填剤が他方側の導光空隙
へ集中して流れ、このために狭い絞り穴が塞がれて未充
填が発生する。

【００１１】さらに、筐体内部に未充填領域が発生する
と、その容積に相当した量の透明充填剤がセンサステー
ジ３の注入口から溢れ出し、プラスチック筐体の外壁面
やリードフレーム４の端子部分に付着して外観を損ねる
といった問題も派生する。本発明は上記の点に鑑みなさ
れたものであり、その目的は前記課題を解決し、測距装
置としての性能を低下させることなく、絞り部の左右導
光空隙内に透明充填剤の未充填部を残さずに隅々まで均
−に充填できるように筐体構造を改良した測距装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、左右に並ぶ一対の測距レンズを備
えた光学レンズ部と、胴内に前記レンズと個々に対応す
る左右一対の導光空隙および入射光の絞り穴を形成した
絞り部と、測距レンズを通じて結像された被写体像から
被写体までの距離を測定する半導体光センサチップを収
めたセンサステージとを上下に重ね合わせて一体に結合
し、その筐体内部の空隙に透明充填剤を充填して構成し
た半導体光センサチップを封止した測距装置において、
前記絞り部に、左右の導光空隙の間を連通して隔壁に透
明充填剤の導通流路を形成する（請求項１）ものとし、
その具体的な態様として、レンズと対峙する絞り部の開
口端側で導光空隙の間を仕切る隔壁に凹溝を形成する
（請求項２）。

【００１３】上記構成により、測距装置の組立体を上下
逆さまにしてセンサステージの注入口から筐体内部の空
隙に透明充填剤を注入すると、次のような経過を辿って
未充填領域を発生することなく筐体内部空隙の隅々まで
完全に充填されるようになる。すなわち、透明充填剤の
注入過程で、注入口から二手に分かれて絞り部の左右導
光空隙に流入する透明充填剤の量のばらつきにより、双
方の空隙の間で透明充填剤の液面に高低差が生じた状態
になると、その液面レベル差に相応した重力の働きによ
り、左右の導光空隙相互間を連通する導通流路を通じて
高レベル側から低レベル側に透明充填剤が移動して左右
の液面高さが平衡するようになる。

【００１４】したがって、絞り部の導光空隙に流入した
透明充填剤は左右で同じ液面高さを保ちながら上昇して
行くようになる。これにより、絞り穴が上方から流入し
て来る透明充填剤で閉ざされることなしに充填が円滑に
進行し、導光空隙内には透明充填剤が未充填を残すこと
なく隅々まで充填される。また、透明充填剤は半導体光
センサチップ近辺においても液面が均一に上昇するの
で、センサステージの注入口から溢れ出ることなく規定
量の透明充填剤を全て注入することができる。さらに、
このように透明充填剤の流入がスムーズに進行すること
で、その注入工程時間の短縮が可能となる。

【００１５】また、本発明では、前記した透明充填剤の
導通流路にレンズを通じて導光空隙に入射した光が透明
充填剤の導通流路を通過して他方の導光空隙に入光する
のを阻止する遮光壁を設ける（請求項３）ものとし、そ
の具体的な態様として、遮光壁を透明充填剤の導通流路
内に向けて側方から互い違いに突き出した少なくとも二
つの壁で構成し（請求項４）、さらに前記の遮光壁と光
学レンズ部との間には空隙を形成する（請求項５）。

【００１６】この構成により、レンズを通して入射した
光線のうち、特に入射角度の大きな光線の一部はレンズ
部を屈折通過した後に、絞り部内の導光空隙内をそのま
ま直進するか、あるいは壁に反射して先記した導通流路
に向かうが、導通流路に設けた遮光壁に阻まれて光線は
隣の導光空隙空隙領域に進入することができず、遮光壁
に反射もしくは吸収されて消滅する。かかる点、導通流
路に遮光壁がないと、レンズを通じて導光空隙内に入射
した光線の一部が導通流路を透過して隣の導光空隙に進
入するために、この光線が迷光となって被写体が半導体
光センサチップのフォトセンサアレイに正しく結像する
ことを阻害するために測距精度が低下するおそれがある
が、遮光壁を設けることでこのような迷光現象を引き起
こすことがなくなる。

【００１７】また、この場合に遮光壁を導通流路内で互
い違いに設けたことにより、この遮光壁の間を縫って左
右の導光空隙の間には迷路状の導光流通路が確保される
ので、筐体内への透明充填剤の円滑な充填を確保でき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
実施例に基づいて説明する。なお、各実施例図中で図６
〜図８に対応する同一部材には同じ符号を付してその詳
細な説明は省略する。 〔実施例１〕まず、本発明の請求項１，２に対応する実
施例の構成を図１，図２に示す。すなわち、この実施例
においては、その基本的な組立構造は図６〜図８で述べ
た従来構造と同じであるが、絞り部２においてその胴内
に形成した左右の導光空隙２ａの間を連通するように導
通流路２ｃが形成されている。この導通流路２ｃは、光
学レンズ部１と対峙する端面側で左右の導光空隙２ａの
間を隔離している隔壁に形成した凹溝とし、その溝深さ
は絞り部２の端面から導光空隙内に形成した絞り穴２
Ｌ．２Ｒの開口位置と同じレベルに達するように定めて
いる。

【００１９】かかる構成で、光学レンズ部１，絞り部
２，センサステージ３を上下に重ね合わせて接合して組
立てた状態で、その筐体内部の空隙に透明充填剤６を充
填する際には、図９で述べたと同様に装置の組立体を上
下逆さまにし、この倒置姿勢でセンサステージ３の裏面
側に開口している注入口にゲル状の透明充填剤６を収容
したシリンジをセットし、規定量の透明充填剤を指定の
速度で注入する。

【００２０】この充填工程で絞り部２に流入し、ここか
ら二手に分かれて左右の絞り穴２Ｌ，２Ｒに２ａに流れ
込んだ透明充填剤は、導光空隙２ａを流下してレンズ部
１の表面に達する。ここで、レンズ部１と対峙する絞り
部の端面部には先記した導通流路２ｃが形成されてお
り、この導通流路２ｃを介して左右の導光空隙２ａの間
が連通している。したがって、左右の絞り穴２Ｌ，２Ｒ
を通じて別々に流れこんでレンズ部１の上に溜まった透
明充填剤は導通流路２ｃを通じて互いに導通し合うこと
になり、これにより透明充填剤の注入の進行経過に伴っ
て左右の導光空隙に充填された透明充填剤の液面は左右
で平衡状態を保ちながら上昇して行き、殆ど同時に絞り
穴２Ｌ，２Ｒの開口レベルまで到達するようになる。

【００２１】これにより、絞り部２の導光空隙内に透明
充填剤の未充填領域の残ることがなく、従来問題となっ
ていた透明充填剤の未充填に起因する層内の空隙発生を
防いで、筐体内部の隅々まで透明充填剤を確実に充填す
ることができる。なお、絞り部２の胴内空隙が埋め尽く
された後は、透明充填剤がセンサステージ部３の内部を
満たしてボンディングワイヤ、半導体光センサチップ５
を覆い、所定量の透明充填剤が注入し終わった状態では
センサステージ３の裏面に開口している注入口を一杯に
満たした状態となる。

【００２２】〔実施例２〕次に、先記実施例１をさらに
改良した本発明の請求項３，４に対応する実施例を図
３，図４で説明する。この実施例においては、絞り部２
に形成した先記の導通流路２ｃに対して、その流路内に
は図３で示すように遮光壁２ｄが追加して設けてある。
この遮光壁２ｄは、導通流路２ｃの凹溝側壁から流路内
に向けて互い違いに間隔を隔てて突き出し形成された二
つの壁からなり、この遮光壁２ｄの間を縫って左右の導
光空隙２ａの間に迷路状の導通流路２ｃが形成される。
なお、遮光壁２ｄの高さは、導通流路２ｃの深さよりは
多少低めに抑え、絞り部２とレンズ部１を結合した組立
状態で、遮光壁２ｄがレンズ面に接触しないように設定
している。これにより、レンズ部１と放り部２との溶着
に影響を与えることが無くなる。

【００２３】かかる構成により、実施例１で述べたと同
様に、透明充填剤６の充填工程では、前記の導通流路２
ｃを通じて絞り部２の胴内に形成した左右の導光間隙２
ａに未充填部を残すことなく隅々まで充填することがで
きるとともに、遮光壁２ｄが次記のような役目を果た
す。すなわち、図４(a),(b) において、(a) 図は実施例
１で述べた導通流路２ｃをそのまま採用し、(b) 図は導
通流路２ｃに図３の遮光壁２ｄを設けた構成を想定し
て、レンズ部１から大きな入射角度で入射した光線の進
行光路を表したものであり、入射角度の大きな光線の一
部はレンズ部１を屈折通過して絞り部２の導光空隙２ａ
に進入し、そのまま直進するか、あるいは空隙内の底部
壁に反射して導通流路２ｃに到達する。

【００２４】この場合に、(a) 図のように導通流路２ｃ
に遮光壁２ｄを設けて無いと、光線は流路２ｃを透過し
て隣の導光空隙に進入し、この光線が迷光となって先述
のように測距精度を低下させる原因となる。これに対し
て、(b) 図のように流路２ｃに遮光壁２ｄを設けておけ
ば、流路２ｃに到達した光線は遮光璧１０に阻まれて隣
の導光空隙に進入できず、遮光壁２ｄに反射もしくは吸
収されて消滅してしまうため、迷光現象を引き起こすこ
とはない。

【００２５】なお、図３(c),(d) は前記した遮光壁２ｄ
に関する別な実施例を示すものであり、(c) 図では導通
流路２ｃに沿って３枚の遮光壁２ｄが、また(d) 図は４
枚の遮光壁２ｄが互い違いに設けてある。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、左
右に並ぶ一対の測距レンズを備えた光学レンズ部と、胴
内に前記レンズと個々に対応する左右一対の導光空隙お
よび入射光の絞り穴を形成した絞り部と、測距レンズを
通じて結像された被写体像から被写体までの距離を測定
する半導体光センサチップを収めたセンサステージとを
上下に重ね合わせて一体に結合し、その筐体内部の空隙
に透明充填剤を充填して半導体光センサチップを封止し
た測距装置において、前記絞り部に、左右の導光空隙の
間を連通して隔壁に透明充填剤の導通流路を形成し、ま
たその導通流路に遮光壁を設けたことにより、次記のよ
うな効果を奏する。

【００２７】(1) 測距装置の筐体内に透明充填剤を充填
するに際して、絞り部の胴内に形成した左右の導光空隙
に未充填部を残すことなく、空隙内の隅々まで透明充填
剤を完全に充填することができ、これにより透明充填剤
の未充填に起因する気泡の発生を抑止して製品の歩留り
が向上する。 (2) また、透明充填剤の未充填部をなくすことにより、
充填工程で規定した所定量の透明充填剤を過不足なく筐
体内部に充填することができ、透明充填剤が注入口から
溢れ出てセンサステージの外壁やリード端子に付着する
といった外観不良の発生を防止できる。

【００２８】(3) さらに、透明充填剤がスムーズに充填
されることで、その注入速度を早めて充填することがで
き、これにより透明充填剤充填工程の作業時間の短縮が
可能となって生産性が向上する。 (4) また、この導通流路に遮光壁を設けたことにより、
透明充填剤の充填工程では導通流路による効果を確保し
つつ、測距装置の実使用時にレンズを透過して絞り部に
入射した光線が導通流路を通過して隣の導光空隙に進入
するのを阻止して迷光現象，並びにこの迷光現象に起因
する測距精度の低下を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る測距装置の組立構造を
表す分解斜視図

【図２】図１に示した装置の組立状態の縦断面図

【図３】本発明の実施例２に係る測距装置の構成図であ
り、(a) は縦断面図、(b) は(a) 図における絞り部の外
形斜視図、(c),(d) はそれぞれ(b) 図と別な応用実施例
の遮光壁の配列を示す部分平面図

【図４】図３における遮光壁の機能を説明する図であ
り、(a),(b) はそれぞれ遮光壁無し、遮光壁有りの場合
を対比して表した入射光線の進行光路図

【図５】外光三角方式の測距装置の原理図

【図６】従来における測距装置の組立構成図であり、
(a) は平面図、(b) は正面図、(c) は側面図

【図７】図６におけるレンズ部，絞り部，センサステー
ジの分解斜視図

【図８】図６に示した測距装置の縦断面図

【図９】図８の測距装置の内部に透明充填剤を充填する
方法の説明図

【符号の説明】

１ 光学レンズ部 １Ｌ，１Ｒ 測距レンズ ２ 絞り部 ２Ｌ，２Ｒ 絞り穴 ２ａ 導光空隙 ２ｂ 隔壁 ２ｃ 導通流路 ２ｄ 遮光壁 ３ センサステージ ５ 半導体光センサチップ ５Ｌ，５Ｒ フォトセンサアレイ ６ 透明充填剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 晶雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F112 AC03 CA02 DA05 DA13 FA03 2H011 BA01 BB01 2H044 AB02 AB22 AB26 AD01 2H051 BB20 CA12 CB05 CB08 CB30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の測距レンズを備えた光学レンズ部
   と、胴内に前記レンズと個々に対応する一対の導光空隙
   および入射光の絞り穴を形成した絞り部と、測距レンズ
   を通じて結像された被写体像から被写体までの距離を測
   定する半導体光センサチップを収めたセンサステージと
   を重ね合わせて一体に結合し、その筐体内部の空隙に透
   明充填剤を充填して半導体光センサチップを封止した測
   距装置において、前記絞り部に、一対の導光空隙の間を
   連通して隔壁に透明充填剤の導通流路を形成したことを
   特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の測距装置において、透明充
   填剤の導通流路として、レンズと対峙する絞り部の開口
   端側で、導光空隙の間を仕切る隔壁に、凹溝を形成した
   ことを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載の測距
   装置において、透明充填剤の導通流路に、レンズを通じ
   て導光空隙に入射した光が導通流路を通過して他方の導
   光空隙に入光するのを阻止する遮光壁を設けたことを特
   徴とする測距装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の測距装置において、遮光壁
   が、透明充填剤の導通流路内に向けて側方から互い違い
   に突き出した少なくとも二つの壁からなることを特徴と
   する測距装置。
5. 【請求項５】請求項３または４のいずれかに記載の測距
   装置において、遮光壁と光学レンズ部との間に空隙を有
   することを特徴とする測距装置。