KR100538900B1

KR100538900B1 - 거리 측정 장치

Info

Publication number: KR100538900B1
Application number: KR10-1999-0002345A
Authority: KR
Inventors: 스기야마오사무; 히라타노부오; 후카무라하지메; 이쯔미아키오
Original assignee: 후지 덴키 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2005-12-27
Also published as: KR19990068122A; DE19902523A1; JPH11281351A; US6046795A

Abstract

(과제) 주위의 온도, 습도에 기인하는 결상 렌즈간과 센서 어레이간의 기선 길이의 어긋남을 없애고 측정정밀도를 높히며, 제조 비용의 절감을 꾀한다.

(해결수단) 1쌍의 결상 렌즈 및 광 센서 어레이로 이루어지는 촬상수단과, 이 촬상수단에 의해 촬상한 거리 측정 대상물의 2개의 화상에서 거리 측정 대상물까지의 거리를 3 각 측량의 원리에 의거해서 계산하는 연산수단을 구비한 거리 측정 장치에 관한것이다. 상기 결상 렌즈와, 이 결상 렌즈의 유지 부재와, 상기 광 센서 어레이의 유지 부재를 비정질의 시클로올레핀 폴리머 등의 흡습성없는 플라스틱으로 이루어지는 동일 재료로 형성한다.

Description

거리 측정 장치{Distance-measuring instrument}

본 발명은 자동차 등에 탑재하여 전방 차량까지의 거리를 검출하는 거리 측정 장치에 관한것이다.

[종래의 기술]

거리를 검출하는 거리 측정 장치로서 1 쌍의 결상 렌즈 및 광 센서 어레이로 구성되는 촬상수단과, 상기 촬상수단에 의해 촬상한 거리 측정 대상물의 2 개의 화상으로부터 거리 측정 대상물까지의 거리를 3 각 측량의 원리에 의거해서 계산하는 연산수단을 구비하는 장치가 이미 알려져 있다.

우선, 이 3 각 측량의 원리를 도 8 에 의해서 간단히 설명한다.

즉, 결상 렌즈(51a, 51b)에 의해 피사체상(23, 24)이 광 센서의 어레이(25, 26)상에 결상된다. 여기에서 3 각형(27 과 27'), (28 과 28')이 각각 상이하므로피사체까지의 거리(L)는 수학식 1 로 나타내어진다.

L = Bf/(X1 + X2) = Bf/X

여기에서 결상렌즈(51a, 51b)의 광축간 거리(이하, 기선 길이라고 부른다)인 B와 초점거리(f)는 정수이므로 X 를 검출하면 피사체까지의 거리 L를 구할 수 있다.

도 9 는 상술한 거리 측정 원리에 의해서 구성된 종래의 거리 측정 장치의 단면도를 도시하고 있으며, 결상렌즈(51a, 51b), 렌즈 유지 부재(52), 광 센서 어레이로서의 CCD 패키지(53a, 53b) 및 CCD 유지 부재(54)로 이루어진다.

이들 부재중 결상 렌즈(51a, 51b)는 흡수율이 낮고 광학 특성이 우수한 폴리카보네이트 플라스틱렌즈, CCD 패키지(53a, 53b)는 세라믹, 렌즈 유지 부재(52) 및 CCD 유지 부재(54)는 렌즈간 및 CCD간의 위치 정밀도를 유지하기 위해서 열팽창이 작은 알루미늄 다이캐스트를 쓰고 있다.

특히, 렌즈 유지 부재(52) 및 CCD 유지 부재(54)는 동일 재질의 알루미늄이기 때문에, (UV+열) 경화형 접착제(55)에 의해 이 양자의 위치를 고정하는 것만으로 열팽창을 해도 동등한 신축을 하기 때문에 문제는 없다.

그런데 결상렌즈(51a, 51b)와 렌즈 유지 부재(52)의 접합에는 위치 고정용 (UV+열) 경화형 접착제(55)와 접착강도 유지용의 열경화형 접착제(56)의 2 종류를 쓰고 있다.

그 이유는 (UV+열) 경화형 접착제(55)를 렌즈 전면에 사용하면 위치 고정은 되지만 전면이 틈없이 고정되고 있기 때문에 고온으로 되면 열에 의한 스트레스가 가해지며 선팽창계수의 차이로 플라스틱/알루미늄 사이에서 박리가 일어난다.

그때문에 (UV+열) 경화형 접착제(55)로는 렌즈의 보스(51c)의 부분의 1 점만을 견고하게 고정해두고, 주요부는 열경화형 접착제(56)로 접착 강도를 유지하게 접착제를 병용할 필요가 있다.

한편, CCD 패키지(53a, 53b)와 CCD 유지 부재(54)간에선 세라믹과 알루미늄의 선팽창계수의 차이로 이 양자를 그대로 접합시키는 것은 신축시의 열 스트레스의 원인으로 되기 때문에, 그 중간의 값을 갖는 철편(57)을 삽입하고 각각의 사이를 (UV+열) 경화형 접착제(55)에 의해서 고정하고 있다.

이렇게 하므로서 환경 온도의 변화에 있어서 열 스트레스가 각각의 부재간에서 완화하게 되며 박리의 발생을 방지하고 있다.

또한, 도 9 에 있어서의 호흡 필터(59)는 케이스내의 수분을 외부로 배출하여 케이스 내외의 온도를 동일하게 하기 위한 것이다.

[발명이 해결하려는 과제]

그러나, 이같이 렌즈 유지 부재(52)와 CCD 유지 부재(54)를 알루미늄 다이캐스트로 통일해도 CCD 패키지(53a, 53b)와 결상렌즈(51a, 51b)의 재질을 동일하게 할 수 없고 CCD패키지/CCD 유지 부재간, 결상렌즈/렌즈 유지 부재간에서의 선팽창 계수의 차이로 인해 그렇게 해도 종류가 다른 재료간의 접합부에서의 열 스트레스를 완전히 제거할 수 없었다.

예컨대, 플라스틱의 결상렌즈(51a, 51b)와 알루미늄 재료의 렌즈 유지 부재(52)간의 접합엔 실리콘계의 열경화형 접착제(56)가 쓰이고 있으며 특히, 고온부에선 이 실리콘재가 고무의 역할을 하고 알루미늄과 플라스틱간의 계면 박리를 방지하고 있었다.

그러나, 한번 고온부에서 열팽창한 알루미늄과 플라스틱은 접착 강도를 유지하고 있으나 수축시에 원위치로 정확하게 되돌아가지는 않아 CCD 간의 기선 길이의 상대적인 어긋남이 5μm 정도 나오는 경우가 있다.

상술한 3 각 측량의 원리로 이 5μm 의 어긋남은 약 4m(진값 L=30m 에 대해서) 만큼의 거리 측정 오차에 상당하며, 재료 사이에서의 미소한 어긋남도 거리 측정 정밀도에 크게 영향을 미친다.

또, 도 10a 및 10b 에는 CCD 의 접착 위치의 차이가 도시되어 있다.

도 10a 와 같이 CCD 패키지(53a, 53b)의 중심이 기선 길이 B 만큼 사이를 두어 고정되어 있으면, CCD 간의 열팽창이라는 것은 CCD 유지 부재(54)의 기선 길이 만큼이며 결상렌즈간의 열팽창의 신장과 변함이 없다. 따라서 거리 측정 오차로는 되지 않는다.

그런데, 예를들면, 도 10b 와 같이 접착의 중심이 기선 길이보다 짧은 위치에서 고정되어 있다고 하면 CCD 간의 열팽창이라는 것은 그만큼 짧아지므로 렌즈간의 기선 길이와의 사이에 오차가 생기게 된다. 또한, B'는 접착의 중심간의 거리이다(B > B').

CCD/CCD 유지 부재간은 철편(57)을 거쳐서 면접착으로 되어 있으므로 그 접착의 중심이 반드시 면의 중심으로 온다고는 장담할 수 없다.

그것은 접착 도포시의 불균일(접착 도포량, 가압량, 가압방향 등)이 원인으로 되고 있기 때문이다.

이때문에 클때엔 접착 중심 위치가 ±5mm 정도 불균일해진다는 것도 생각된다.

특히, 고온측에선 이 불균일에 의한 팽창의 차이가 크게 기인하게 된다.

또한, 알루미늄과 플라스틱의 열전도율은 100 배 가까이나 다르기 때문에 냉난방을 반복하는 자동차내의 환경하에선 촬상수단 모듈내의 온도가 전역에 걸쳐서 안정하기까지 시간이 들게 되며 결상 렌즈간과 CCD 간의 기선 길이의 어긋남이 생긴다.

결국, 케이스 부분에 열팽창이 작은 알루미늄재를 선정한다고 해도 CCD 패키지와 결상 렌즈만은 재질이 한정되므로 이 부분의 종류가 다른 재료 사이에서의 열 스트레스를 완전하게 제거할 수는 없다.

또, CCD 유지 부재(54) 및 렌즈 유지 부재(52)를 알루미늄다이케스트, CCD 패키지(53a, 53b)를 세라믹으로 하는 것은 부재만으로도 상당히 고가인 것으로 된다. 덧붙여서 조립공정도 상술한 접착의 복잡성 및 부품 수의 많음에 기인해서 번잡해지며 이점에서도 비용을 상승시키는 원인으로 되어 있었다.

이 경우, CCD 유지 부재(54) 및 렌즈 유지 부재(52)를 플라스틱, CCD 패키지(53a, 53b)를 세라믹으로 하는 구조와 비교하면 종류가 다른 재료간의 선팽창율의 차이는 적어지지만 그래도 접착부분의 어긋남이나 박리가 발생한다.

또한, 도 11과 같이 CCD 패키지(53a, 53b)나 CCD 유지 부재(54)를 플라스틱 구조로 한 경우에도 CCD 패키지(53a, 53b)를 CCD 유지 부재(54)에 밀착시켜서 접합하면 CCD 칩(58a, 58b)의 발열이 곧바로 전해지므로 CCD 유지 부재(54)가 크게 팽창된다.

전원 투입시에는, CCD 유지 부재/렌즈 유지 부재간에 온도로 해서 약 10℃ 가까운 온도 차이가 만들어지므로 길이로 해서 약 30μm 의 기선 길이 차이로 된다.

그때문에 렌즈 유지 부재와의 기선 길이의 차이 때문에 거리 측정 오차로 되고 만다는 문제도 있다.

또, CCD 칩(58a, 58b)의 발열 이외에도 CCD 패키지(53a, 53b)가 납땜되는 CCD 기판상에 D/D 컨버터 등이 실제 장치되는 경우엔 이것들의 열원에서 발생하는 열이 CCD 유지 부재(54)로 전해져서 CCD 유지 부재(54)를 팽창시키며 렌즈 유지 부재와의 기선 길이의 차이에 의한 거리 측정 오차를 발생하게 된다.

이상과 같이 결상렌즈, 렌즈 유지 부재, CCD 유지 부재중의 하나라도 재질이 다른 경우엔 각 부재의 선팽창계수의 상이함이나 접착제의 종류, 접착위치 등에 기인해서 결상렌즈간과 CCD간의 기선 길이의 어긋남이 커진다.

따라서, 이상적으로는 이들 모두의 재질을 플라스틱으로 통일하는 것이 소망된다. 그런데 도 11에 도시하는 것처럼 종래의 플라스틱제의 CCD 패키지(53a, 53b)는 통상, 아크링 등을 사출성형해서 제조되기 때문에 흡습에 의한 치수변화, 내부의 이슬 맺힘 발생하기 쉽다.

이같이 결상렌즈와 렌즈 유지 부재와 CCD 유지 부재를 모두 동일재료(플라스틱)로 형성한다고 해도 종래의 기술로는 실용상의 문제가 많다.

그래서 본 발명의 주된 목적은 결상렌즈, 렌즈 유지 부재, 광센서(CCD) 어레이 유지 부재를 플라스틱의 동일 재료로 형성한 경우에도 흡습에 의한 치수변화등을 초래하지 않는 거리 측정 장치를 제공하는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은 동일 재료이면 각 구성요소의 선팽창계수가 동일한 점에 착안하여 어떤 온도범위에 있어서도 거리 측정 정밀도를 손상시키지 않는 거리 측정 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 저비용으로 제조가능한 거리 측정 장치를 제공하는데 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위해 제 1 항 기재의 발명은 1쌍의 결상렌즈 및 CCD 등의 광센서 어레이로 이루어지는 촬상수단과 이 촬상수단에 의해 촬상한 거리 측정 대상물의 2개의 화상에서 거리 측정 까지의 거리를 3각 측량의 원리에 의거해서 계산하는 연산수단을 구비하는 거리 측정 장치에 관한것이다.

그리고 본 발명은 상기 결상 렌즈와, 이 결상렌즈의 유지 부재와, 상기 광센서 어레이의 유지 부재를 흡습성이 없는 플라스틱으로 이루어지는 동일 재료에 의해 형성하는 것이다.

또, 제 2 항 기재의 발명은 제 1 항 기재의 거리 측정 장치에 있어서 결상렌즈의 유지 부재와 광센서 어레이의 유지 부재를 연결하는 결합부재를 상기 동일 재료와 같은 재료로 형성하는 것이다.

또한, 제 3 항에 기재하듯이 흡습성이 없는 플라스틱으로서는 비정질의 시클로올레핀 폴리머를 사용할 것이 소망된다.

또한, 제 4 항 기재의 발명은 제 1 항 기재의 거리 측정 장치에 있어서 상기 동일재료로 형성되는 각 부재끼리를 유기 용제에 의한 용착으로 접합하는 것이다.

제 5 항 기재의 발명은 제 1 항 또는 제 2 항 기재의 거리 측정 장치에 있어서 광의 입사방향을 따라서 결상렌즈, 광센서 어레이의 유지 부재, 광센서 어레이의 순서로 되도록 광센서 어레이를 배치하는 것이다.

이하, 도면을 따라서 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 1은 제 1 실시형태의 종단면도이다. 또한, 거리 측정 대상물까지의 거리를 3각측량의 원리에 기초해서 계산하는 연산수단에 대해선 도시 및 설명을 생략한다.

1쌍의 결상 렌즈(1a, 1b)는 기선 길이(소정의 광축간거리)만큼 사이를 두어서 렌즈 유지 부재(이하, 프레임이라 부른다)(2)에 고정되어 있으며, 광센서 어레이로서의 1쌍의 CCD 패키지(3a, 3b)도 마찬가지로 기선 길이만큼 사이를 두어서 CCD 유지 부재(이하, 플레이트라 부른다)(4)에 고정되어 있다. 또한, 8a, 8b는 CCD 칩이다.

또한, 이들 프레임(2)과 플레이트(4)는 결상렌즈(1a, 1b)와 CCD 패키지(3a, 3b)와의 광축을 조정한 후, 용제 유입구(9)에 용제를 유입하여 고착된다.

그리고, 상술한 것처럼 종래에는 도 9에 있어서의 프레임(52) 및 플레이트(54)는 알루미늄다이캐스트에 의한 것이며 CCD 패키지(53a, 53b)는 세라믹인 것에 대해서 이 실시형태에서는 프레임(2), 플레이트(4), CCD 패키지(3a, 3b) 모두를 결상렌즈(1a, 1b)를 구성하는 재료인 플라스틱(비정질의 시클로올레핀 폴리머(COP))에 의해 구성한다.

또한, 결상렌즈(1a, 1b)는 투명한 것에 대해서 프레임(2), 플레이트(4), CCD 패키지(3a, 3b)는 흑색의 플라스틱인데 재질적으로는 상이하지 않다.

이같이 주요부품을 모두 플라스틱의 동일 재료로 구성하므로서 부품간의 접합에는 접착제를 필요로 하지 않으며 토루엔 등의 유기 용제에 의한 용착을 쓸 수 있다.

용착을 행하는 이점은 플라스틱끼리의 표면부분이 용제에 의해서 녹여지고 용제가 증발한 후, 분자끼리가 굳게 결착하고 동일 플라스틱재료로서 일체화하는데 있다.

또, 접착제를 쓰는 경우와 달리 도포, UV 가장착, 열경화하는 복잡한 조립공정을 필요로 하지 않아 제조비용을 대폭 저감할 수 있다.

또한, 비정질 시클로올레핀 폴리머는 아크릴 등에 비해서 흡습성이 거의 없기 때문에 결상렌즈(1a, 1b), 프레임(2), 플레이트(4), CCD 패키지(3a, 3b)등이 흡습에 의해서 치수변화를 일으킬 우려가 없고, 결상렌즈간과 CCD간의 기선 길이의 어긋남도 발생하지 않는다.

또한, 온도, 습도 등의 조건변화가 생겨도 결상 렌즈간과 CCD간의 기선 길이의 어긋남이 생기지 않으면 좋으므로 결상렌즈(1a, 1b), 프레임(2), 플레이트(4), CCD 패키지(3a, 3b)를 다른 종류의 재료로 형성한 경우에도 결상렌즈간의 기선 길이와 CCD 간의 기선 길이가 동일 비율로 변화한다면 지장이 없다. 다만, 실제적으로 그같은 요구를 만족시키는 다른 종류의 재료를 찾기가 곤란하며 상술한 부품상호의 용착에 의한 장점을 생각하면 동일 재료로 하는 것이 최적이다.

도 2a 및 2b는 실시형태의 작용을 도시한 도면이다.

종래기술에서 설명한 3각측량의 원리에서 거리 측정 대상물까지의 거리 L은 상술한 수학식 1에 의해 주어지며 (도 2a를 참조), 도 2b는 촬상수단을 구성하는 모듈전체가 열팽창한 경우를 도시한 도면이다.

여기에서(B+△B)와 (f+△f)의 곱은 어긋난 량(X+△X)에 비례하고 있으며 온도에 의해 모듈전체가 열팽창해도 검출된 거리 측정 대상물까지의 거리(L)는 변화하지 않는다.

이 이유는 모듈전체가 플라스틱의 동일 재료로 구성되고 있기 때문에, 열팽창은 각 방향으로 균일하게 늘어나며 전술한 3각형의 상사관계가 유지되기 때문이다.

이같이 모듈전체를 동일 재료(플라스틱)로 구성하고 또한 열이 균일하게 전달되면 거리 측정 정밀도에 영향은 없다.

그러나 도 3에 도시하듯이 CCD 기판(10)은 CCD 패키지(3a, 3b)와 납땜되고 있다. 즉, CCD 기판(10)은 CCD와 CPU와의 사이를 케이블을 거쳐서 신호의 주고받음을 하기 위해서 실제 장치된 프린트판이기때문에 CCD 기판상에 배치된 D/D 컨버터 등의 전자부품이 발열하는 것이 고려된다.

게다가 CCD 기판(10)과 플레이트(4)는 거의 밀착하고 있기 때문에 CCD 기판(10)에서의 열이 플레이트(4)에 곧바로 전해진다.

일반적으로 플라스틱은 열팽창이 크고 열전도가 낮기 때문에 플레이트(4)는 열팽창에 의해 늘어나지만 프레임(2)까지는 열이 전달되지 않으며 플레이트(4)와 프레임(2)과의 온도가 다르며 신장율이 달라진다.

따라서, 결상렌즈(1a, 1b)간과 CCD 패키지(3a, 3b)간의 기선길이가 다르며 모듈 전체가 일정온도로 되기까지의 사이에, 거리 측정 정밀도가 약간 저하된다는 불편이 있다.

그래서 도 4에 도시하듯이 CCD 패키지(3a, 3b)를 플레이트(4)의 뒤측으로부터 접합하고 (광의 입사방향에서 결상렌즈 1a, 1b, 플레이트 4, CCD 패키지 3a, 3b의 순서로 되게 배치한다), 플레이트(4)와 CCD 기판(10)과의 거리를 떨어지게 하므로써 CCD 기판(10)상의 전자부품의 열이 플레이트(4)에 도달하지 않는 구조로 하고 있다.

게다가, CCD 패키지(3a, 3b)는 도시생략된 겔로 충전되고 있기 때문에 CCD 칩에서의 열은 플레이트(4)에 전달되기 어렵고 열에 의한 거리 측정 정밀도의 저하는 거의 없다.

도 5는 제 2의 실시형태의 단면도이다.

제 2의 실시형태는 플레이트(4)에 CCD 칩(8a, 8b)을 직접 부착한 구조로 되어 있으며 CCD 패키지에 걸려있던 부품수 및 조립공수를 삭감하는 것을 도모하고 있다.

플레이트(4)에는 리드프레임(11) 및 다이패드(도시생략, CCD 칩(8)의 하부의 사선부(열경화형 접착제)의 밑에 배치된다)가 실시되고 있다. 이 다이패드의 작용은 CCD 칩(8a, 8b)과 플레이트(4)와의 접착을 원활하게 행하는데 있다.

CCD 칩(8a, 8b)에 와이어(12)를 편 후, 그 부분에 겔(도시생략, 와이어(12)를 덮듯이 충진된다)를 유입하면 방진 및 방습을 할 수 있게 되어 있다. 겔의 작용은 피복하므로써 와이어(12)를 공기에 직접 닿지 않게 보호하는데 있다.

또, CCD 칩(8a, 8b)에서의 발열은 플레이트내에 매립된 방열재(13)에 의해 뒤측에서 방열할 수 있게 되어 있는데 CCD 칩 자체가 발열이 작은 MOS형 칩 등이면 방열재(13)는 불필요하다.

도 6a 내지 6e 는 제 3 실시형태의 단면도이다.

제 3 실시형태는 제 1 실시형태의 프레임/플레이트의 케이스 부분의 구조의 조합을 바꾼것으로, 조립 용이, 다른 사양으로의 설계 변경 용이, 소형화, 저비용화 등의 목적에 따른 구조이다.

도 6a의 프레임/플레이트 반전형은 제 1, 제 2 실시형태에 있어서의 프레임과 플레이트의 구조를 반전시킨 것이며, 결상렌즈와 CCD의 광축조정기구에 있어서 조정공구를 간략히 하고 또 그 조립 정밀도를 향상시키는 특징을 갖는다.

즉, CCD 패키지(3a, 3b)를 프린트판(도시생략)에 부착하고, CCD의 출력신호를 보면서 광축을 조정하므로 전자부품을 갖지 않는 결상렌즈(1a, 1b)의 플레이트(15)를 조정공구의 회전 스테이지에 설치한 편이 소음, 응력으로부터의 영향을 받지 않고 조립할 수 있다. 또, 조립정밀도도 증가한다. 또한, 16은 플레이트이다.

도 6b의 프레임/플레이트 분리형은 렌즈, CCD 각각의 플레이트(15, 17)가 중간의 결합부재(18)를 거쳐서 분리되고 있으므로, 이 결합부재(18)를 대체하므로서 여러가지 촛점거리의 렌즈에 대응할 수 있기 때문에 거리 측정 시야 각의 사양 변경 등에 유리하다.

도 6c의 프레임/플레이트 일체형에서는, 프레임과 플레이트가 일체 구조로 되어서 프레임/플레이트부(19)를 형성하고 있는 만큼 비용이 내려가며 그 조립 공수도 줄어든다.

CCD 간의 위치조정 및 광축 조정을 동시에 행하게 하기 위해서 조립 장치가 복잡해지는데, 특히 조립 시간 단축면에서 장래적으로는 유망한 구조이다.

도 6d의 좌우 광학계 분리형은 좌우의 광학계를 각각 독립된 프레임/플레이트부(20, 21)에 의해 분리한 것으로 우선 소형화를 따르고 있다.

원래 3 각 측량의 원리에서 좌우 광학계의 구성요소와 그 양자의 위치관계가 정확하면, 좌우 광학계간의 공간은 필요로 하지 않으므로 이 구조와 같이 완전히 분리되는 것도 가능하며 빈 공간을 이용해서 전자 회로 등을 설치할 수도 있다.

또, 좌우 광학계간의 위치 조정이 복잡해지는 것은 피할 수 없으나 각각의 렌즈와 CCD 의 광축 조정은 터프하게 행해지므로 개개의 조립으로선 매우 간단해지며 대량 생산에 알맞다.

최후로 도 6e의 렌즈/프레임 일체형은 결상 렌즈와 프레임을 일체로 한 비용절감 구조이다. 즉, 결상 렌즈(1a, 1b)를 프레임과 일체 형성한 렌즈/프레임부 (22)를 구비한다.

이 경우, 하나의 부재를 투명부분(결상렌즈 1a, 1b 의 부분)과 흑색부분(프레임 부분)으로 색구별하면 된다.

상기 5 개의 구조(도 6①-⑤)의 전부에 대해서 말할 수 있는데 이같이 케이스를 자유롭게 바꿀수 있는 것은 재질을 플라스틱으로 한 까닭이다.

또한, 상술한 도 4 에 있어서 CCD 패키지(3a, 3b)에서 인출되고 있는 리드가 그대로 CCD 기판(10)에 납땜될 경우, D/D 컨버터 등의 열원이 실제 장치되는 CCD 기판(10)과 CCD 패키지(3a, 3b), 플레이트(4)등의 사이의 선팽창 계수의 차가 문제로 된다. 그 대책으로서는 D/D 컨버터 등의 열원을 CCD 기판(10)에서 제거해서 다른 기판상으로 이설하는 것이 유효하며, 그밖에 도 7a 내지 7d 에서 도시하는 제 4 실시형태와 같은 방법이 고려된다.

도 7a 내지 7d에 있어서 CCD 패키지(3a, 3b)의 상부는 도 1, 도 4 에 도시한 바와 같이 플레이트(4)에 고정되어 있는데 편의상 도 7 에서는 플레이트(4)의 도시를 생략하고 있다.

우선 도 7a의 구조에서는 CCD 패키지(3a, 3b)의 리드(31)를 각각 CCD 기판(10a, 10b)에 납땜하고, 이것들의 기판(10a, 10b)을 적당한 간격을 두고 가요성 기판(41)에 의해 연결한다. 이것에 의해, CCD 패키지(3a, 3b)나 플레이트(4)측과 CCD 기판(10a, 10b)에서 선팽창 계수가 서로 다른 경우에도, 그 서로 다름에 기인하는 각부의 치수의 신축을 CCD 기판(10a, 10b)간의 간극에 의해서 흡수할 수 있다.

도 7b의 구조는 상기 가요성 기판(41)을 대신해서 커넥터(42)에 의해 CCD 기판(10a, 10b)을 연결한 예이다.

도 7c의 구조는 도 4 와 마찬가지로 단일의 CCD 기판(10) 위에 CCD 패키지(3a, 3b)를 꼰선(32)를 거쳐서 실제 장치한 예이다. 이 구조에 의하면 CCD 패키지(3a, 3b), 플레이트(4)측과 CCD 기판(10)과의 선팽창 계수의 서로 다름에 기인하는 각부의 치수의 신축을 연선(32)의 가요성에 의해서 흡수 가능하다.

또한, 도 7d에 도시하듯이, 한쪽의 CCD 패키지(3b)에만 연선(32)을 사용해도 좋다.

이상과 같이 제 1 항 또는 2 항 기재의 발명에 의하면, 촬상 수단이나 그 유지 부재 등을 흡습성이 없는 플라스틱의 동일 재료로 하므로서, 특히 열에 의한 팽창은 있지만 열 스트레스가 가해지지 않고 구성 부재의 전체가 동등하게 늘어나며게다가 흡습에 의한 치수 변화도 없기 때문에 거리 측정 정밀도에 영향을 주지 않는다.

즉, 온도나 습도의 변화, 고저에 불구하고 거리 측정 정밀도를 거의 일정하게 유지할 수 있다.

또, (1) 사출 성형에 의한 양산에 알맞는 재료이므로 비용을 절감할 수 있다.

(2) 가볍기 때문에 진동 충격에 강하다는 등의 이점이 있다. 덧붙여서 여러가지 케이스 구조의 실현이 가능하다.

특히, 제 3 항에 기재한 것같이 플라스틱으로서 흡수율이 낮은(0.01% 이하) 비정질의 시클로올레핀 폴리머를 사용하므로, 광학적으로도 구조적으로도 온도에 의한 변화가 거의 없고, 그 결과 어떤 온습도 범위에 있어서도 높은 거리 측정 정밀도를 유지할 수 있다. 동시에 비정질의 시클로올레핀 폴리머는 내열성, 투명성도 우수하다.

제 4 항의 기재의 발명에 의하면 동일 재료에 의해서 형성한 각 부재를 유기 용제로 상호 용착하므로써 조립 공수가 줄며 제조 비용을 절감할 수 있다.

제 5 항 기재의 발명에 의하면 광 센서 어레이를 그 유지 부재의 뒤측에 배치해서 실제 장치용의 기판과 격리하는 구조로 할 수 있고 기판상의 열원의 영향이 광 센서 어레이나 결상 렌즈측에 미치는 것을 방지하여 고정밀도의 거리 측정 장치를 실현할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태의 단면도.

도 2a 및 2b 는 제 1 실시형태의 작용을 도시한 도면.

도 3 은 CCD 기판에서의 발열에 의한 불편을 설명하기 위한 단면도.

도 4 는 제 1 실시형태에 있어서 CCD 장착 구조를 개량한 것의 단면도.

도 5 는 제 2 실시형태의 단면도.

도 6a 내지 6e 는 제 3 실시형태의 실시예를 도시하는 단면도.

도 7a 내지 7d 는 제 4 실시형태의 실시예를 도시하는 단면도.

도 8 은 3 각 측량의 원리도.

도 9 는 종래의 거리 측정 장치의 단면도.

도 10a 및 10b 는 CCD 접착 위치의 다름에 의한 영향을 도시한 도면.

도 11 은 종래의 CCD 패키지의 배치도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1a, 1b : 결상 렌즈 2 : 렌즈 유지 부재(프레임)

3a, 3b : CCD 패키지 4 : CCD 유지 부재(플레이트)

9 : 유입구 10, 10a, 10b : CCD 기판

10c : 커넥터 11 : 리드 프레임

12 : 와이어 13 : 방열재

15 : 프레임 16, 17 : 플레이트

18 : 결합부재 19, 20, 21 : 프레임/플레이트부

22 : 렌즈/프레임부 31 : 리드

32 : 연선(꼬인선) 41 : 가요성 기판

42 : 커넥터

Claims

한쌍의 결상 렌즈 및 광 센서 어레이로 이루어지는 촬상 수단과, 이 촬상 수단에 의해 촬상된 거리 측정 대상물의 2 개의 화상으로부터 거리 측정 대상물까지의 거리를 3각 측량의 원리에 기초하여 계산하는 연산수단을 구비하는 거리 측정 장치에 있어서,

상기 결상 렌즈와, 이 결상 렌즈의 유지부재와, 상기 광 센서 어레이의 유지부재를 흡습성이 없는 플라스틱으로 이루어지는 동일 재료에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 결상 렌즈의 유지부재와 상기 광 센서 어레이의 유지부재를 연결하는 결합 부재를 상기 동일 재료와 같은 재료에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 플라스틱은 비정질의 시클로올레핀 폴리머인 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 동일 재료에 의해 형성되는 각 부재끼리를 유기 용재에 의한 용착에 의해 접합하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 빛의 입사방향을 따라서 결상 렌즈, 광 센서 어레이의 유지부재, 광 센서 어레이의 순서로 되도록 광 센서 어레이를 배치하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.