JP2003195153A

JP2003195153A - 光学式測距装置

Info

Publication number: JP2003195153A
Application number: JP2001400174A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Nakano; 龍三中野; Koichi Kubo; 浩一久保
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-09
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP3663172B2; US6704507B2; US20030123868A1

Abstract

(57)【要約】【課題】支持基板を通って発光素子側から受光素子側
に到達する漏れ光を遮断して、測距精度を改善する。【解決手段】光学式測距装置は、光軸方向にある対象
物に対して光束を投光する投光部１と、対象物から戻っ
て来る光束を受光する受光部２と、投光部１及び受光部
２を組み込む保持枠３と、保持枠３を搭載する支持基板
４とを備え、対象物の光軸方向距離を測定する。保持枠
３は受光部２と投光部１を互いに隔てる隔壁３１を有す
る。隔壁３１の端部は保持枠３の底面から突出た突端３
２を備える。支持基板４は、保持枠３の底面と接する表
面側に隔壁の突端３２と係合する溝４１が形成されてい
る。支持基板４の肉厚部を介して投光部１から受光部２
にもれる光を突端３２と溝４１との組み合わせで遮断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学式測距装置に関
する。より詳しくは、カメラなどに組み込まれ自動焦点
調節などに用いられる小型の光学式測距装置の実装構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラなどに実装される小型の光学式測
距装置は、基本的に投光部と受光部と保持枠と支持基板
とを備え、対象物の光軸方向距離を測定する。投光部は
光軸方向にある対象物に対して光束を投光する。受光部
は、該対象物から戻って来る光束を受光する。保持枠は
モールド成形品などからなり、投光部及び受光部を一体
的に組み込む。支持基板は保護枠を搭載するとともに、
必要なＩＣなどの電子部品を組み付けてある。

【０００３】投光部はレンズと発光素子と背面基板とで
構成されている。レンズは、光軸方向に光束を集束する
為に保持枠の前面側に取り付けられている。発光素子は
赤外線ＬＥＤなどからなり、該レンズに光束を放射す
る。背面基板は、発光素子を背面から遮閉する為に保持
枠に取り付けられる。一方受光部は、レンズと受光素子
と背面基板とで構成されている。レンズは、対象物から
戻って来る光束を集光する為に保持枠の前面側に取り付
けられている。受光素子は、該光束を受光する為に保持
枠に組み込まれている。背面基板は、受光素子を背面か
ら遮閉する為に保持枠に取り付けられている。係る構成
を有するカメラ用の光学式測距装置は種々開発が進めら
れており、その実装構造が特開平１１−１３３２９３号
公報、特開平１１−３０５１１１号公報、特開２０００
−８９０９５公報、特開２０００−３４７０９８公報、
特開２００１−３３２３７公報などに開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】発光素子と受光素子は
保持枠に組み込まれており、両者共に背面基板で遮閉さ
れている。従って、基本的に発光素子から受光素子への
光漏れは生じない構成となっている。しかしながら、保
持枠を搭載する支持基板を介して、発光素子側から受光
素子側へ若干の光漏れがある為、測定精度の悪化を招い
ており、誤差の生じる原因となっている。発光素子から
放射した光は大部分が前面側のレンズを介して対象物に
投光される。しかしながら、一部が発光素子の端子など
を伝わって支持基板側に漏れ出し、更に支持基板の肉厚
部や表面部を通って受光素子側に到達する漏れ光があ
る。従来、この様な漏れ光を完全に遮断することが困難
であるか、もしくは完全に遮断する為に多大な労力を要
していた。

【０００５】発光素子は樹脂モールド成形品からなる保
持枠に組み付けられる。保持枠にあらかじめ形成された
開口に発光素子のユニットを挿入することで、自動的に
位置決めがなされ、対向するレンズに対して所定のパラ
ラックスが設定される。しかしながら、発光素子を挿入
した時点では確実に所定の位置にセットされたか否か、
確認することができない。従来、光学式測距装置を組み
立てた後、実際に測定を行なって、発光素子の位置の確
認を行なっていた。組み込み段階で目視により発光素子
の位置を確認することができない為、作業上の障害とな
っていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決するために、以下の手段を講じた。即ち、本発
明は第１面と第２面と第３面がある。第１面では、光軸
方向にある対象物に対して光束を投光する投光部と、該
対象物から戻って来る光束を受光する受光部と、該投光
部及び受光部を組み込む保持枠と、該保持枠を搭載する
支持基板とを備え、該対象物の光軸方向距離を測定する
光学式測距装置であって、前記投光部は、光軸方向に光
束を放射する発光素子と、該発光素子を背面から遮閉す
る為に該保持枠に取り付けられる背面基板とからなり、
前記受光部は、該対象物から戻って来る光束を受光する
為に該保持枠に取り付けられる受光素子と、該受光素子
を背面から遮閉する為に該保持枠に取り付けられる背面
基板とからなる。特徴事項として、前記保持枠は該受光
部と該投光部を互いに隔てる隔壁を有し、前記隔壁の端
部は該保持枠の底面から突出た突端を備える。前記支持
基板は、該保持枠の底面と接する表面側に該隔壁の突端
と係合する溝が形成されている。該支持基板の肉厚部を
介して該投光部から該受光部にもれる光を該突端と該溝
との組み合わせで遮断する。

【０００７】第２面では、光軸方向にある対象物に対し
て光束を投光する投光部と、該対象物から戻って来る光
束を受光する受光部と、該投光部及び受光部を組み込む
保持枠と、該保持枠を搭載する支持基板とを備え、該対
象物の光軸方向距離を測定する光学式測距装置であっ
て、前記投光部は、光軸方向に光束を放射する発光素子
と、該発光素子を背面から遮閉する為に該保持枠に取り
付けられる背面基板とからなり、前記受光部は、該対象
物から戻って来る光束を受光する為に該保持枠に取り付
けられる受光素子と、該受光素子を背面から遮閉する為
に該保持枠に取り付けられる背面基板とからなる。特徴
事項として、前記保持枠は該支持基板の表面に接する底
面を有し、前記底面には、該保持枠に収納した発光素子
を囲む様に土手部が形成されている。前記支持基板は、
その表面に選択的に形成された配線パタン及びレジスト
パタンを有する。前記配線パタン及びレジストパタンの
少なくとも片方は、該土手部と整合する部分から除かれ
ており、該支持基板の表面を介して該投光部から該受光
部にもれる光を遮断する。

【０００８】第３面では、光軸方向にある対象物に対し
て光束を投光する投光部と、該対象物から戻って来る光
束を受光する受光部と、該投光部及び受光部を組み込む
保持枠と、該保持枠を搭載する支持基板とを備え、該対
象物の光軸方向距離を測定する光学式測距装置であっ
て、前記投光部は、光軸方向に光束を放射する発光素子
と、該発光素子を背面から遮閉する為に該保持枠に取り
付けられる背面基板とからなり、前記受光部は、該対象
物から戻って来る光束を受光する為に該保持枠に取り付
けられる受光素子と、該受光素子を背面から遮閉する為
に該保持枠に取り付けられる背面基板とからなりる。特
徴事項として、前記保持枠は該支持基板の表面に接する
底面側に、該発光素子を収納する為の開口が形成されて
いる。該開口から該発光素子を該保持枠に挿入する時、
目視で位置決めの案内となる部分が該開口の内部に形成
されている。

【０００９】本発明の第１面によれば、投光部と受光部
を隔てる為に保持枠に形成されている隔壁の突端を支持
基板に貫通させることで、基板の肉厚部（内部）を通る
光の回り込みを防いでいる。又、本発明の第２面によれ
ば、保持枠の底面に形成された土手部と、支持基板の表
面に形成されたパタンとをかみ合わせることで、支持基
板の表面を伝わって投光部側から受光部側へ回り込む光
を遮断している。更に本発明の第３面によれば、発光素
子を保持枠に形成された開口から挿入する際、位置決め
の目印となる案内部分を、あらかじめ開口の内部に形成
している。これにより、発光素子を組み込んだ直後目視
で位置を確認することができる。以上の対策を施すこと
により、光学式測距装置の測定精度を高めることが可能
になった。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る光学式
測距装置を組み込んだカメラの一例を示す模式的な斜視
図である。図示する様に、カメラ５はボディ６とレンズ
鏡筒７とを備えている。ボディ６の前面側に投光部１と
受光部２とからなる光学式測距装置が取り付けられてい
る。この光学式測距装置は、カメラ５の被写体の光軸方
向距離を測定するものであって、測定結果は自動焦点調
節などに利用される。

【００１１】図２は、本発明に係る光学式測距装置の全
体的な構成を示す模式的な斜視図である。図示する様
に、本光学式測距装置は基本的に、投光部１と受光部２
と保持枠３と支持基板４とで構成されている。投光部１
は光軸方向にある対象物に対して光束を投光する。受光
部２は、対象物から戻って来る光束を受光する。保持枠
３は樹脂モールドの成形品などからなり、投光部１及び
受光部２を一体的に組み込む。支持基板４は保持枠３を
搭載する。本光学式測距装置は、この支持基板４を介し
てカメラ５に取り付けられる。支持基板４は投光部１及
び受光部２に対して必要な動作電圧を供給するととも
に、制御信号や検出信号の授受を行なう。

【００１２】投光部１はレンズ１１と発光素子１２と背
面基板（図示省略）とで構成されている。レンズ１１
は、光軸方向に光束を集束する為に、保持枠３の前面側
に取り付けられている。発光素子１２はレンズに光束を
放射する為に、保持枠３内に挿入されている。発光素子
１２に設けられた一対の接続端子は、支持基板４側の配
線パタンに半田付けされる。図示しない背面基板は、支
持基板４に対して直立しており、発光素子１２を背面か
ら遮閉する為に保持枠３に取り付けられている。これに
対し、受光部２はレンズ２１と受光素子２２と背面基板
（図示せず）とで構成されている。レンズ２１は、対象
物から戻って来る光束を集光する為に、保持枠３の前面
側に取り付けられている。受光素子２２は、光束を受光
する為に保持枠３に組み込まれている。受光素子２２の
一対の接続端子は、支持基板４の配線パタンに半田付け
されている。図示しない背面基板は、受光素子２２を背
面から遮閉する為に、保持枠３に取り付けられている。
尚、図示しないが、保持枠３の内部には隔壁が形成され
ており、投光部１と受光部２とを互いに隔てている。こ
れにより、発光素子１２から放射された光が受光素子２
２側に回り込まない様にしている。

【００１３】図３は、本発明に係る光学式測距装置の形
状を表わしており、（Ａ）は前面図、（Ｂ）は上面図、
（Ｃ）は背面図である。尚、本明細書では光学式測距装
置の支持基板と接する側を底面とし、これと反対側を上
面としている。（Ａ）の前面図に示す様に、保持枠３の
前面には、投光用のレンズ１１と受光用のレンズ２１が
並列して配されている。（Ｂ）の上面図に示す様に、保
持枠３はほぼ台形を有しており、長辺側が前面に位置
し、短辺側が背面に位置する。前面側には、前述した様
にレンズがはめ込まれている。背面側には、発光素子１
２と受光素子２２が取り付けられている。図では、発光
素子１２の接続端子が背面から突出しており、図示しな
い支持基板側に半田付けされる。同様に、受光素子２２
の一対の接続端子が保持枠３の背面から突出しており、
同じく図示しない支持基板に半田付けされる。

【００１４】（Ｃ）に示す様に、樹脂モールド品からな
る保持枠３の背面には、投光部１側の背面基板１３と、
受光部２側の背面基板２３がそれぞれ装着されている。
投光部１に着目すると、内部の発光素子１２は背面基板
１３によって遮閉されており、基本的に光は漏れ出さな
い様になっている。しかしながら、背面基板１３には発
光素子１２の接続端子が挿通しており、これを介して光
が漏れ出す可能性がある。尚、保持枠３には、投光部１
と受光部２とを互いに隔てる為、隔壁３１が形成されて
いる。

【００１５】図４は、図３の（Ｂ）に示した線分Ｚ−Ｚ
に沿って切断した断面図であり、投光部１の内部構造を
表わしている。図示する様に、保持枠３の前面側にはレ
ンズ１１が装着されている。保持枠３の背面側には、背
面基板１３がネジなどで取り付けられている。前面側の
レンズ１１と背面側の基板１３との間に、発光素子１２
が配置されている。発光素子１２は、保持枠３の底面に
形成された開口３５を介して、保持枠３内に挿入され
る。発光素子１２の一対の端子１２ｔは、背面基板１３
を通って外部に突出しており、支持基板と半田付けされ
る。発光素子１２を保持枠３の開口に挿入する際、レン
ズ１１の光軸に対して所定のパララックスが得られる様
に位置決めする必要がある。通常、保持枠１に度当りす
るまで発光素子１２を押し込むことで、自動的に位置決
めがなされる。しかしながら、度当りするまで挿入され
たか否かを判断することは困難な場合がある。

【００１６】図５は、本発明に係る光学式測距装置の底
面図であり、図３（Ｂ）に示した上面図と対になってい
る。前述した様に、発光素子１２は、保持枠３の底面に
形成された開口３５を介して内部に組み付けられる。

【００１７】図６は、本発明の第１面を模式的に表わし
たものであり、光学式測距装置を背面側から見た図であ
る。図示する様に、保持枠３は支持基板４の上に搭載さ
れている。ここで、保持枠３は受光部２と投光部１を互
いに隔てる隔壁３１を有している。隔壁３１の端部は保
持枠３の底面から突出した突端３２を備えている。一
方、支持基板４は、保持枠３の底面と接する表面側に、
隔壁３１の突端３２と係合する溝４１が形成されてい
る。この溝４１と突端３２の組み合わせにより、透光性
を備えたガラス入りエポキシ樹脂等よりなる支持基板４
の肉厚部を介して投光部１から受光部２に漏れる光を遮
断している。係る構成により、光学式測距装置の測定精
度を高めることが可能となり、漏れ光による誤差を除い
ている。

【００１８】図７は、本発明の第２面を表わしており、
光学式測距装置を底面側から見た図である。図示する様
に、保持枠３は底面側で、支持基板４の表面に接してい
る。保持枠３の底面には、保持枠３の内部に収納した発
光素子１２を囲む様に額縁状の土手部３３が形成されて
いる。一方支持基板４は、その表面に選択的に形成され
た配線やレジストなどのパタン４２を有している。ここ
で配線やレジストなどのパタン４２は、土手部３３と整
合する部分から選択的にエッチングなどで除かれてい
る。係る構成により、支持基板４の表面を介して投光部
から受光部に漏れる光を遮断することが可能である。

【００１９】図８は、図７に示したＸ−Ｘ線に沿った断
面図である。前述した様に、保持枠３の底面は、支持基
板４の表面と接している。保持枠３の底面には発光素子
（図示せず）を囲む様に額縁状の土手部３３が形成され
ている。これに対し、支持基板４の表面には配線やレジ
ストなどのパタン４２がエッチングなどで選択的に形成
されている。このパタン４２はちょうど土手部３３と整
合する様に、額縁状に選択的にエッチングされている。
従って、土手部３３とパタン４２が保持枠３と支持基板
４の界面でかみ合うことになり、支持基板４の表面を伝
搬する漏れ光を効果的に遮断することが可能である。な
お、配線パタンやレジストパタンは少なくとも片方が図
示の様にパタンニングされていれば、所望の効果が得ら
れる。

【００２０】図９は、本発明の第３面を模式的に表わし
ており、光学式測距装置を底面側から見た図であり、投
光部１のみを部分的に表わしている。前述した様に、保
持枠３は、支持基板の表面に接する底面側に、発光素子
１２を収納する為の開口３５が形成されている。この開
口３５の内部には段差３６が設けられている。この段差
３６は、開口３５から発光素子１２を保持枠３に挿入す
る時、目視で位置決めの案内となるものである。

【００２１】図１０は、図９に示したＺ−Ｚ線に沿った
断面図である。図示する様に、保持枠３の前面側にはレ
ンズ１１が組み付けられ、背面側には背面基板１３が装
着されている。保持枠３の底面には開口３５が形成され
ており、更にその内部には位置決め案内の為の段差３６
が形成されている。発光素子１２は開口３５から保持枠
３の内部に押し込まれる。この時、一対の接続用端子１
２ｔは、保持枠３の背面側から突出し、保持枠３の底面
と接する支持基板（図示せず）に半田付けされる。発光
素子１２はモールド成形品からなり、下側の外形が１２
ｋで表わされている。発光素子１２を保持枠３に押し込
んで度当りした時、ちょうどこの外形１２ｋが、段差３
６と整合する様になっている。この整合状態を目視で観
察することにより、発光素子１２が正しく組み込まれた
ことを確認できる。

【００２２】なお、本実施例の装置において、保持枠の
前面には受光部に光束をより効率よく集束するためのレ
ンズと、投光部において戻ってくる光束を同様に集光す
るためのレンズを備えていることとしているが、必ずし
も要するのではなく、他の手段で必要な集束が得られれ
ば前面にレンズを備えていない同装置にも同様に適用で
きることは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の第１面によ
れば、保持枠は受光部と投光部を互いに隔てる隔壁を有
し、隔壁の端部は保持枠の底面から突出した突端を備え
る一方、支持基板は保持枠の底面と接する表面側に隔壁
の突端と係合する溝が形成されている。係る突端と溝と
の組み合わせで、支持基板の肉厚部を介して投光部から
受光部に漏れる光を遮断することが可能となり、光学式
測距装置の測定精度の改善に効果がある。又、本発明の
第２面によれば、保持枠の底面には、発光素子を囲む様
に土手部が形成されている一方、支持基板に形成された
パタンは、土手部と整合する部分から選択的に除かれて
いる。係る構成により、支持基板の表面を介して投光部
から受光部に漏れる光を遮断することが可能となり、光
学式測距装置の測定精度の改善及び誤差の低減に寄与で
きる。更に本発明の第３面によれば、保持枠の底面に形
成された開口から発光素子を挿入する時、目視で位置決
めの案内となる段差が開口の内部に形成されている。こ
れにより、発光素子の位置決めが容易且つ正確となり、
光学式測距装置の測定精度改善と誤差の削減に寄与でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学式測距装置を組み込んだカメ
ラの例を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る光学式測距装置を示す斜視図であ
る。

【図３】本発明に係る光学式測距装置を示す前面図、上
面図及び背面図である。

【図４】本発明に係る光学式測距装置の断面図である。

【図５】本発明に係る光学式測距装置の底面図である。

【図６】本発明の第１面を表わす模式図である。

【図７】本発明の第２面を表わす模式図である。

【図８】図７に示したＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

【図９】本発明の第３面を表わす模式図である。

【図１０】図９に示したＺ−Ｚ線に沿った断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・投光部、２・・・受光部、３・・・保持枠、４
・・・支持基板、５・・・カメラ、６・・・ボディ、７
・・・レンズ鏡筒、１１・・・レンズ、１２・・・発光
素子、１３・・・背面基板、２１・・・レンズ、２２・
・・受光素子、２３・・・背面基板、３１・・・隔壁、
３２・・・突端、３３・・・土手部、３５・・・開口、
３６・・・段差、４１・・・溝、４２・・・パタン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F112 AD03 BA07 BA12 CA02 DA13 DA32 2H051 BB20 CA12 CB30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸方向にある対象物に対して光束を投
光する投光部と、該対象物から戻って来る光束を受光する受光部と、該投
光部及び受光部を組み込む保持枠と、該保持枠を搭載す
る支持基板とを備え、該対象物の光軸方向距離を測定す
る光学式測距装置であって、前記投光部は、光軸方向に光束を放射する発光素子と、
該発光素子を背面から遮閉する為に該保持枠に取り付け
られる背面基板とからなり、前記受光部は、該対象物から戻って来る光束を受光する
為に該保持枠に取り付けられる受光素子と、該受光素子
を背面から遮閉する為に該保持枠に取り付けられる背面
基板とからなり、前記保持枠は該受光部と該投光部を互いに隔てる隔壁を
有し、前記隔壁の端部は該保持枠の底面から突出た突端を備
え、前記支持基板は、該保持枠の底面と接する表面側に該隔
壁の突端と係合する溝が形成されており、該支持基板の肉厚部を介して該投光部から該受光部にも
れる光を該突端と該溝との組み合わせで遮断することを
特徴とする光学式測距装置。
【請求項２】光軸方向にある対象物に対して光束を投
光する投光部と、該対象物から戻って来る光束を受光する受光部と、該投
光部及び受光部を組み込む保持枠と、該保持枠を搭載す
る支持基板とを備え、該対象物の光軸方向距離を測定す
る光学式測距装置であって、前記投光部は、光軸方向に光束を放射する発光素子と、
該発光素子を背面から遮閉する為に該保持枠に取り付け
られる背面基板とからなり、前記受光部は、該対象物から戻って来る光束を受光する
為に該保持枠に取り付けられる受光素子と、該受光素子
を背面から遮閉する為に該保持枠に取り付けられる背面
基板とからなり、前記保持枠は該支持基板の表面に接する底面を有し、前記底面には、該保持枠に収納した発光素子を囲む様に
土手部が形成されており、前記支持基板は、その表面に選択的に形成された配線パ
タン及びレジストパタンを有し、前記配線パタン及びレジストパタンの少なくとも片方
は、該土手部と整合する部分から除かれており、該支持基板の表面を介して該投光部から該受光部にもれ
る光を遮断することを特徴とする光学式測距装置。
【請求項３】光軸方向にある対象物に対して光束を投
光する投光部と、該対象物から戻って来る光束を受光する受光部と、該投
光部及び受光部を組み込む保持枠と、該保持枠を搭載す
る支持基板とを備え、該対象物の光軸方向距離を測定す
る光学式測距装置であって、前記投光部は、光軸方向に光束を放射する発光素子と、
該発光素子を背面から遮閉する為に該保持枠に取り付け
られる背面基板とからなり、前記受光部は、該対象物から戻って来る光束を受光する
為に該保持枠に取り付けられる受光素子と、該受光素子
を背面から遮閉する為に該保持枠に取り付けられる背面
基板とからなり、前記保持枠は該支持基板の表面に接する底面側に、該発
光素子を収納する為の開口が形成されており、該開口から該発光素子を該保持枠に挿入する時、目視で
位置決めの案内となる部分が該開口の内部に形成されて
いることを特徴とする光学式測距装置。