JPH0325307A - 外光三角方式測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動焦点カメラ等への搭載に好適な外光三角
方式測距装置に関する。

〔従来の技術〕

外光三角方式測距装置は、例えば第７図に示すように、
カメラ前面に配置された左右一対の測距用レンズ１ｍ，
ＩＬを含む対称光学系と、被写体像を電気信号に変換す
るフォトセンサアレイ２，，２，、フォトセンサアレイ
２．，２Ｌからの信号をディジタル信号に変換する量子
化回路３１３，及び量子化回路３ｍ，３Ｌ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４を備え
た距離測定半導体集積回路チップ５と、から大略構或さ
れている。被写体Ｔは基準長Ｂだけ隔てた測距用レンズ
１１．ＬＬによりその結像がチシブ５のフォトセンサア
レイ２１．２Ｌ上に夫々投影される。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。

但し、ｒ．は測距用レンズ１１，ＩＬとフォトセンサア
レイ２１．２Ｌまでの距離（測距用レンズ１え，１，．
の焦点距離に等しい）、Ｘ，，Ｘ．はフォトセンサアレ
イ２１．２Ｌ上の像点と被写体Ｔが無限遠にあるときの
像点との距離で、Ｘ（−Ｘ，＋Ｘ，）はフォトセンサア
レイ２１．２Ｌ上の被写体像の相対的ずれ量（位相量）
である．従来の自動焦点カメラに適用される外光三角方
式測距装置の実体構造は、第８図に示すように、カメラ
前面に配置された結像系を構成すべき平凸の測距用レン
ズＩｇ＋，ｉｔと、光線に偏角を付与する偏向系を構或
すべき光学要素たる反射１１ＭＲ，Ｍ，及び直角プリズ
ム６と、距離測定半導体集積回路チップ５を封入したＩ
Ｃパッケージ７とを備えたものである．このＩＣパッケ
ージ７は例えばセラ累ツクパッケージで、第９図に示す
ように、距！！ｉＩｌ９１定半導体集積回路チップ５を
セラミックケース７ａヘマウントし、ワイヤを配線した
後、透明窓としてのカバーグラス７ｂをフォトセンサア
レイ２Ｒ．２Ｌ上に取り付けたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の外光三角方式測距装置ユニットに
あっては次の問題点がある。即ち、測距用レンズｌｍ，
ｉｔ間の距離（基準長Ｂ）は測距精度を高めるためでき
るだけ長い方が有利であるが、距離測定半導体集積回路
チップ５のフォトセンサアレイ２１．２Ｌの間隔は約論
オーダであるから、結像系の測距用レンズ１ｍ，ＬＬの
外に、反射鏡Ｍ．，ＭＬ及び直角プリズム６を光学要素
とする偏向系を用いて左右の結像光線を互いに接近させ
てフォトセンサアレイ２ｍ．２Ｌ上まで導入させる必要
がある。そのため、光学要素のみならず、それらの保持
部品などの部品点数の増加を余儀無くされ、加えて光学
要素間の相互組付け及び調整が煩雑化することは勿論、
特に光学系とＩＣパッケージ７との相互調整を入念に行
なう必要がある． そこで、本発明の課硬は上記問題点を除去することにあ
り、光学系のうち偏向系と距離測定半導体集積回路パッ
ケージとを予め一体化させることにより、測距装置ユニ
ットの組付け時における相互調整の手間を軽減できる外
光三角方式測距装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明の講じた手段は、チ
ップの左右センサ部へ結像光線を導くべき偏向系を固体
内反射面を有するプラスチック等の光線ガイド部材たる
戒形体として構戒し、その光線ガイド部材たる戒形体の
終端面とＩＣパッケージの透明窓とを接合固着したもの
である。

［作用〕 かかる手段によれば、チップを搭載したＩＣパッケージ
自体に光線ガイド部材が隙間なく一体化されていること
から、測距装置のユニットの組付けに際しては、要すれ
ば、残る光学要素（測距用Ｉ／ンズ又は偏向系の一部）
と光線ガイド部材との相互調整だけで済み、調整パラメ
ータの数が少ないので、迅速且つ容易な調整作業が達或
される。

また、光線ガイド部材の終端面がＩＣパッケージの透明
窓に密着しているので、センサ部と光学系との間に塵埃
などの介入付着が起こらず、測距動作の誤作動を極力防
止することができ、信頼性向上が図れる。

また遮光仕切板などの遮光手段を光線ガイド部材の左右
光路の会合部中央に設けた場合には、下端部に起立基部
を備える全反射プリズム又は２重全反射プリズムの一対
の接合固着が容易となるばかりか、左右の結像光線の相
互干渉を防止できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する． 第１図（Ａ）は本発明の第１実施例を示す正面図で、第
２図ＣＢ）は同実施例の平面図である。

図中、１０は距離測定半導体集積回路チップ１２を封入
したＩＣパッケージである。このＩＣパッケージ１０は
全体的に透明プラスチックの戊形品であり、封入された
チップ１２の真上は透明窓１０ａとして透明プラスチッ
クで被覆されており、結像光線の透過性を有する。透明
窓１０ａの上面には段差四部１０ｂが形或され、これは
後述する光線ガイド部材の終端面（出射面）を位置決め
受容するものである．１４は透明プラスチックで戒形さ
れた光線ガイド部材で、斜形長方体の２重全反射プリズ
ム１４ｍ　，　１４Ｌを互いに左右対称状に突き合わせ
たものである。２重全反射プリズム１４１　，　１４Ｌ
の各々は互いに平行な全反射面ａ，ｂを備え、両プリズ
ムの交叉角は直角に設定されている。プリズム１４１　
．　１４＋−の上面には透明接着剤を以て平凸の測距用
レンズ１６ｍ，　１６ｔが一体化されており、また光線
ガイド部材１４の終端面（光線射出面）はＩＣパッケー
ジ１０の段差凹部１０ｂに嵌合位置決め後、透明接着剤
（紫外線硬化型接着剤）を以て一体化されている。

この光線ガイド部材１４とＩＣパッケージ１０との結合
調整は、微少定量吐出機を使用して２重全反射プリズム
１４Ｒ．　１４Ｌの双方に紫外線硬化型接着剤を自動塗
布し、これらをｘ−ｙ−ｅテーブル上に載置してから位
置決め微調整を行ない、調整の合致したところで紫外光
を照射して接着剤を硬化させ泡なし接着を行なうもので
ある。

このように、２重全反射プリズム１４ｍ　，　１４Ｌか
らなる光線ガイド部材ｌ４を用いると、部品点数の削減
及び調整操作の軽減を図ることができるが、ＩＣパッケ
ージｌＯと光線ガイド部材ｌ４との接合一体型構造によ
り、両者間の相互調整がユニットの組付けの際において
不要となるばかりか、少なくとも光線ガイド部材１４の
保持部はＩＣパッケージ１０自体が機能するため、部品
点数の大幅削減及び組付け調整の容易化が実現される。

また、ＩＣパッケージ１０の透明窓１０ａと光線ガイド
部材１４の終端面との密着接合によって空隙が存在しな
いことから、フォトセンサ部上における塵埃などの介入
付着が防止できる。

上記２重全反射プリズム１４Ｋ　，　１４Ｌはトランス
ファー又はインジェクション戊形法により得ることがで
きるが、樹脂硬化のヒケによる全反射面の精度劣化を防
止するため、例えば鏡面仕上げされたガラス，石英又は
プラスチック材の外面に鏡面素材を蒸着してから、斜め
に切断してその切断面を鏡面仕上げしたものでも良い。

なお、上記実施例においては、光線ガイド部材１４とＩ
Ｃパッケージ１０とはもともと別体のものであるが、Ｉ
ＣパッケージＩＯの透明窓１０ｂと光線ガイド部とがも
ともと一体的なＩＣパッケージを或形しても良い。また
測距用レンズ１４，Ｉ，　１４＋．と光線ガイド部材１
４とが一体或形品であっても良い。

第２図（Ａ）は本発明の第２実施例を示す正面図で、第
２図（Ｂ）は同実施例の平面図である。

なお第２図において第１図に示す部分と同一部分には同
一参照符号を付し、その説明は省略する。

この実施例においては、各２重全反射プリズムｔ４’　
＊　，　１４’　Ｌの下端部には起立基部Ｃが一体的に
戒形されている。この起立基部Ｃの意義は別体の２重全
反射プリズム１４’　Ｒ　，　１４’　Ｌを予め接着剤
等で容易に一体化させるべく接合しろとしての機能を果
たす。しかるに起立基部Ｃ同士の接合は左右の結像光線
の相互干渉や迷光の人来を招くので、本実施例において
は、第３図（Ｃ）に示す如く、遮光仮２０が２重全反射
プリズム１４’　＊　，１４　’　ＬとＩＣパッケージ
１０との間に挿入されている。こ？遮光板２０は、入射
瞳としての左右一対の矩形窓２２．　．　２２Ｌを有す
る遮光マスク板２２とその中央線上に起立した遮光仕切
板２３とから構成されている。

この実施例においては、遮光板２０と２重全反射プリズ
ム１４’　ｗ＝　，　１４’　Ｌとを接着剤で以て一体
化した組立体をＩＣパッケージ１０に接合固着したもの
であるから、第１実施例の場合に比して光線ガイド部材
１４′　とＩＣパッケージ１０との一体化が極めて容易
になる。

第４図（Ａ）は本発明の第３実施例を示す正面図であり
、第４図（Ｂ）は同実施例の平面図である。

この実施例は従来使用の個別の光学要素たる反射！Ｍｍ
　．ＭＬをユーザ仕様に対応してそのまま利用するもの
で、光線ガイド部材３０はプラスチック製の同型で１つ
の全反射面ｂを有する全反射プリズム３０■１３０Ｌを
以て構成されており、各側面には透明接着剤を以て平凸
の測距用レンズ１６■１６Ｌが固着されている。また光
線ガイド部材３０の下面とＩＣパッケージＩＯの上面と
が透明接着剤を以て接合固着されている。

第５図（Ａ）は本発明の第４実施例を示す正面図で、第
５図（Ｂ）は同実施例の平面図である。

なお、第５図において第４図に示す部分と同一部分には
同一参照符号を付し、その説明は省略する。

この実施例においては、各全反射プリズム３０’　ｌ　
，　３０’　Ｌの下端部には起立基部ｄが一体的に戒形
されており、一対の全反射プリズム３０′，３０′，同
士の接合固着の容易化が図られている。

また第２実施例と同様に、第６図（Ｃ）に示す遮光板３
５が光線ガイド部材３０′とＩＣパッケージ１０との間
に挿入されており、遮光仕切板３７による左右の結像光
線の相互干渉の防止と矩形窓３６ｍ　，　３６．と有す
る遮光マスク板３６による迷光トラップが達戒される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る外光三角方式測距装置
は、ＩＣパッケージの透明窓に対して偏向系たる少なく
とも１つの固体内反射面を備えた光線ガイド部材の終端
面を固着せしめた接合一体型構造であるから、次の効果
を奏する。

■　測距装置ユニットの組付において、光学系とＩＣチ
ップとの相互調整が不要であり、また偏向系の一部の保
持部材はＩＣパッケージそれ自身が兼用しているので、
部品点数の減少を図ることができ、製造コストの低減化
に寄与する。

■　ＩＣチップの像形戒面上における塵埃などの介入付
着を完全に防止できるので、高信頼性の測距装置が実現
される。

■　また遮光手段が光線ガイド部材の左右光路の会合部
に設けられている場合にあっては、左右の結像光線の相
互干渉を招かずに、下端部に起立基部を有し接合しろの
ある左右一対のガイド部材を使用することが可能となり
、ＩＣパッケージとの接合固着以前に予め左右一対のガ
イド部材同士の組付けができる利点を有する，

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の第１実施例を示す正面図で、第
１図（Ｂ）は同実施例の平面図である。 第２図（Ａ）は本発明の第２実施例を示す正面図で、第
２図（Ｂ）は同実施例の平面図である。 第３図（Ａ）は同実施例における光線ガイド部材と遮光
板との組付体を示す正面図で、第３図（Ｂ）は同組付体
の底面図であり、第３図（Ｃ）は同実施例における遮光
板を示す斜視図である。 第４図（Ａ）は本発明の第３実施例を示す正面図で、第
４図（Ｂ）は同実施例の平面図である。 第５図（Ａ）は本発明の第４実施例を示す正面図で、第
５図（Ｂ）は同実施例の平面図である。 第６図（Ａ）は同実施例における光線ガイド部材と遮光
板との組付体を示す正面図で、第６図（Ｂ）は同組付体
の底面図であり、第６図（Ｃ）は同実施例における遮光
板を示す斜視図である。 第７図は外光三角方弐測距装置の概略を示す模式図であ
る。 第８図は従来の外光三角方弐測距装置の実体構造を示す
縦断面図である。 第９図（Ａ）は同従来例において使用される距離測定半
導体集積回路チップのＩＣパッケージの外観を示す平面
図で、第９図（Ｂ）は同！Ｃパンケージの一部切断正面
図である。 〔符号の説明〕 １０・・・距離測定半導体集積回路チップのＩＣパッケ
ージ、１０ａ・・・透明窓、１０ｂ・・・段差凹部、１
２・・・距離測定半導体集積回路チップ、１４．　１４
’　，　３０、３０′・・・光線ガイド部材、１４職，
１４　Ｌ　，　１４’　＊１４′，・・・２重全反射プ
リズム、ａ，ｂ・・・全反射面、ｃ，　　ｄ・・・起立
基部、ＩＬ　．１６ｔ・・・測距用レンズ、２０．　３
５・・・遮光板、２２。３６・・・遮光マスク板、２２
Ｒ，２２Ｌ　，　３６＋＋　，　３６Ｌ・・・矩形窓、
２３．　３７・・・遮光仕切板、３０ｕ　，　３０Ｌ　
，　３０’　＊。３０′１・・・全反射プリズム、ＭＲ
　，ＭＬ・・・反射鏡。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）距離測定半導体集積回路チップの左右センサ部の
   夫々に対し、結像系及び偏向系で構成される同型左右一
   対の光学系を介して測距対象を結像する外光三角方式測
   距装置において、該偏向系が少なくとも１つの固体内反
   射面を有する光線ガイド部材で、封入された該チップの
   少なくとも該左右センサ部上に透明窓を備えたＩＣパッ
   ケージを有しており、該光線ガイド部材の終端面と該Ｉ
   Ｃパッケージの該透明窓とを固着せしめた接合一体型構
   造であることを特徴とする外光三角方式測距装置。
2. （２）前記光線ガイド部材の少なくとも左右光路の会合
   部中央に遮光手段を備えることを特徴とする請求項第（
   １）項に記載の外光三角方式測距装置。