WO2020017228A1 - Lens unit and subject detection device - Google Patents
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Abstract
This lens unit (40) provided in a subject detection device is provided with: a light-receiving lens (16) on which light reflected from the subject is incident; and a base (30) on which the light-receiving lens (16) is mounted. Lens support parts (18) are provided at end sections of the light-receiving lens (16). The lens support parts (18) are fixed to a separation wall (30w) of the base (30) via an adhesive (19) and support the light-receiving lens (16). In addition, the lens support parts (18) each have a stress absorbing section (18c) that absorbs the stress (particularly, shear stress) received due to the difference in thermal expansion between the light-receiving lens (16) and the base (30).
Description
本発明は、レンズおよびベースを有するレンズユニットと、該レンズユニットを備えた対象物検出装置とに関し、特にレンズの固定構造に関するものである。
The present invention relates to a lens unit having a lens and a base, and an object detection device provided with the lens unit, and particularly to a lens fixing structure.
たとえば、車載用のレーザレーダのような対象物検出装置には、特許文献１に開示されているように、測定光を投光する投光部と、測定光の対象物による反射光を受光する受光部と、測定光や反射光を光学的に調整するレンズや鏡のような光学部品とが備わっている。また、特許文献１のような対象物検出装置には、対象物の検出範囲を広げるため、測定光や反射光を走査する光走査部が備わっている。投光部には、レーザダイオードなどの発光素子が設けられている。受光部には、フォトダイオードなどの受光素子が設けられている。光走査部には、測定光や反射光を偏向する回転鏡が備わっている。
For example, as disclosed in Patent Document 1, a target detecting device such as a vehicle-mounted laser radar receives a light projecting unit that emits measuring light and receives reflected light of the measuring light reflected by the target. A light receiving unit and optical components such as a lens and a mirror for optically adjusting measurement light and reflected light are provided. Further, an object detection device as disclosed in Patent Document 1 includes an optical scanning unit that scans measurement light and reflected light in order to widen the detection range of the object. The light emitting unit is provided with a light emitting element such as a laser diode. The light receiving section is provided with a light receiving element such as a photodiode. The optical scanning unit includes a rotating mirror that deflects measurement light and reflected light.
上記の対象物検出装置では、投光部の発光素子から発せられた測定光が、光学部品に含まれる投光レンズで平行光に変換された後、光走査部で偏向されて、所定範囲に投光される。測定光が所定範囲にある対象物で反射されると、その反射光は、光走査部で偏向されて、光学部品に含まれる受光レンズで集光された後、受光部の受光素子で受光される。そして、対象物検出装置は、反射光の受光状態に応じて受光素子から出力される信号に基づいて、対象物の有無を検出する。また、投光部により測定光を投光してから、受光部で反射光を受光するまでの時間に基づいて、対象物までの距離を検出する。
In the above object detection device, the measuring light emitted from the light emitting element of the light projecting unit is converted into parallel light by the light projecting lens included in the optical component, and then is deflected by the optical scanning unit to fall within a predetermined range. Light is emitted. When the measurement light is reflected by an object within a predetermined range, the reflected light is deflected by an optical scanning unit, collected by a light receiving lens included in an optical component, and then received by a light receiving element of the light receiving unit. You. Then, the object detection device detects the presence or absence of the object based on a signal output from the light receiving element according to a state of receiving the reflected light. Further, the distance to the target is detected based on the time from when the light projecting unit emits the measurement light to when the light receiving unit receives the reflected light.
対象物検出装置において、対象物の検出精度を向上させるためには、各部を所定位置に精度良く設置する必要がある。投光路の始点に配置される発光素子や、受光路の終点に配置される受光素子は、電子部品であるため、プリント基板に実装される。そして、そのプリント基板は、筐体内でフレームなどのベースに取り付けられる。投光路や受光路の途中に配置されるレンズは、光軸方向を含む直交３光軸方向に光学的に位置調整されて、ベースに取り付けられる。詳しくは、たとえば、自動機のステージにベースを設置し、自動機のアームでレンズを把持してベース上の所定位置まで移動させた後、レンズに光（測定光または反射光）を透過させて、レンズからの出射光を光計測器で観測し、該出射光が適正な状態になるように、アームでレンズを直交３光軸方向に位置調整して、レンズをベースに固定する。
に お い て In the object detection device, in order to improve the detection accuracy of the object, it is necessary to precisely install each unit at a predetermined position. The light emitting element arranged at the start point of the light emitting path and the light receiving element arranged at the end point of the light receiving path are electronic components, and are therefore mounted on a printed circuit board. Then, the printed circuit board is attached to a base such as a frame in the housing. The lens arranged in the middle of the light projecting path or the light receiving path is optically adjusted in three orthogonal optical axis directions including the optical axis direction, and is attached to the base. Specifically, for example, a base is set on a stage of an automatic machine, a lens is gripped by an arm of the automatic machine and moved to a predetermined position on the base, and then light (measurement light or reflected light) is transmitted through the lens. The light emitted from the lens is observed by an optical measuring instrument, and the position of the lens is adjusted in three orthogonal optical axis directions by an arm so that the emitted light is in an appropriate state, and the lens is fixed to the base.
レンズは、透光性を有する合成樹脂やガラスなどの材料で形成されている。レンズを取り付けるベースは、遮光性を有する合成樹脂や金属などで形成されている。このように、レンズとベースとは異なる材料で形成されているため、周囲の温度変化により両者に熱膨張収縮差が生じて、レンズが位置ずれし、レンズの光学的特性が劣化するおそれがある。特に、反射光を光学的に調整する受光レンズは、投光レンズより大型であるため、ベースとの熱膨張収縮差による位置ずれ量が多くなり易い。また、車載用の対象物検出装置では、高温環境下や低温環境下で使用されることがあり、レンズとベースとの熱膨張収縮差により、レンズが位置ずれし易くなる。
The lens is formed of a material such as synthetic resin or glass having translucency. The base on which the lens is mounted is made of a synthetic resin or metal having a light shielding property. As described above, since the lens and the base are formed of different materials, a difference in thermal expansion and contraction occurs between the two due to a change in ambient temperature, which may cause the lens to be displaced and deteriorate the optical characteristics of the lens. . In particular, since the light receiving lens that optically adjusts the reflected light is larger than the light projecting lens, the amount of misalignment due to the difference in thermal expansion and contraction from the base tends to increase. In addition, the on-vehicle object detection device may be used in a high-temperature environment or a low-temperature environment, and the lens is likely to be displaced due to a difference in thermal expansion and contraction between the lens and the base.
熱膨張によるレンズの位置ずれ対策として、特許文献２に開示されたレンズユニットでは、ベースに保持されたレンズホルダの内周部に、レンズの外周部を固定する溝状の保持部を形成している。そして、レンズの外周部に、レンズの有効径内の最薄部より厚みの薄い部分を形成している。
As a countermeasure against lens displacement caused by thermal expansion, in the lens unit disclosed in Patent Document 2, a groove-shaped holding portion for fixing the outer peripheral portion of the lens is formed in the inner peripheral portion of the lens holder held by the base. I have. Then, a portion thinner than the thinnest portion within the effective diameter of the lens is formed on the outer peripheral portion of the lens.
また、特許文献３では、ベース（保持体）に対してレンズ（光学要素）の外周部を接着剤により固定しているが、両者の線膨張率の違いにより接着剤がせん断されるおそれがある。そこで、レンズを取り付けるベースの取り付け平面に凹部を複数形成し、該凹部内に接着剤を充填して、接着剤の厚みを厚くし、接着剤のせん断応力に対する強度を向上させている。
Further, in Patent Document 3, the outer periphery of the lens (optical element) is fixed to the base (holding member) with an adhesive, but the adhesive may be sheared due to a difference in the coefficient of linear expansion between the two. . Therefore, a plurality of recesses are formed in the mounting plane of the base on which the lens is mounted, and the recesses are filled with an adhesive to increase the thickness of the adhesive, thereby improving the strength of the adhesive against shear stress.
前述したように、対象物の検出精度を向上させるため、レンズを光学的に位置調整してベースに取り付ける必要がある。しかし、特許文献２のような構造では、レンズとレンズホルダが隙間なく係合し、レンズホルダとベースも隙間なく係合しているので、ベースに対してレンズを直交３軸方向に位置調整し難い。また、特許文献３のような構造では、レンズの厚み方向にレンズとベースが密着しているので、ベースに対してレンズを光軸方向に位置調整し難い。
レ ン ズ As described above, it is necessary to adjust the position of the lens optically and attach it to the base in order to improve the detection accuracy of the object. However, in the structure as in Patent Document 2, the lens and the lens holder are engaged without any gap, and the lens holder and the base are also engaged without any gap. hard. Further, in the structure as in Patent Document 3, since the lens and the base are in close contact with each other in the thickness direction of the lens, it is difficult to adjust the position of the lens with respect to the base in the optical axis direction.
また、接着剤を用いてレンズをベースに固定した場合、周囲の温度変化により、レンズとベースとの間で熱膨張収縮差が生じると、硬化状態の接着剤に応力（特にせん断応力）がかかって、該接着剤が損傷（特にせん断）するおそれがある。そして、硬化状態の接着剤が損傷すると、レンズの固定状態が維持されず、レンズが位置ずれして、レンズの光学的特性が劣化してしまう。
Also, when the lens is fixed to the base using an adhesive, a stress (particularly shear stress) is applied to the cured adhesive when a difference in thermal expansion and contraction occurs between the lens and the base due to a change in ambient temperature. Thus, the adhesive may be damaged (particularly sheared). When the cured adhesive is damaged, the fixed state of the lens is not maintained, the lens is displaced, and the optical characteristics of the lens deteriorate.
本発明は、レンズを光学的に位置調整してベースに精度良く取り付け、かつ周囲の温度変化によりレンズが位置ずれするのを防止することを課題とする。
The object of the present invention is to optically adjust the position of a lens and accurately attach the lens to a base, and to prevent the lens from being displaced due to a change in ambient temperature.
本発明によるレンズユニットは、レンズと、レンズを取り付けるベースと、レンズの端部に設けられ、ベースに対して接着剤で固定されて、レンズを支持するレンズ支持部とを備えている。レンズ支持部は、レンズとベースとの間の熱膨張収縮差により受ける応力を吸収する応力吸収部を有する。
The lens unit according to the present invention includes a lens, a base on which the lens is mounted, and a lens support provided at an end of the lens and fixed to the base with an adhesive to support the lens. The lens support has a stress absorbing portion that absorbs a stress caused by a difference in thermal expansion and contraction between the lens and the base.
また、本発明による対象物検出装置は、上記レンズユニットと、所定範囲に測定光を投光する投光部と、所定範囲にある対象物での測定光の反射光を受光する受光部とを備え、反射光の受光状態に応じて受光部から出力される受光信号に基づいて対象物を検出する。
Further, the object detection device according to the present invention includes the lens unit, a light emitting unit that emits measurement light in a predetermined range, and a light receiving unit that receives reflected light of the measurement light from the object in the predetermined range. And detecting an object based on a light receiving signal output from the light receiving unit according to a light receiving state of the reflected light.
上記によると、レンズをレンズ支持部ごと光軸方向を含む直交３軸方向に光学的に位置調整してから、接着剤によりレンズ支持部をベースに固定することで、レンズをベースに精度良く取り付けることができる。またその後、周囲の温度変化により、レンズとベースとの間で熱膨張収縮差が生じて、レンズ支持部に応力がかかっても、該応力が応力吸収部で吸収される。このため、レンズ支持部をベースに固定する接着剤にかかる応力が軽減され、接着剤の損傷を防止することができる。その結果、ベースに対するレンズ支持部の固定状態を維持して、レンズの位置ずれも防止することができる。そして、このようなレンズユニットを備えた対象物検出装置では、レンズの位置精度を高く維持して、レンズの光学的特性が劣化するのを防止することができ、対象物を安定して精度良く検出することが可能となる。
According to the above, the lens is optically adjusted in the three orthogonal directions including the optical axis direction together with the lens support portion, and then the lens support portion is fixed to the base with an adhesive, so that the lens is accurately attached to the base. be able to. Further, after that, due to a change in ambient temperature, a difference in thermal expansion and contraction occurs between the lens and the base, and even if a stress is applied to the lens supporting portion, the stress is absorbed by the stress absorbing portion. Therefore, the stress applied to the adhesive for fixing the lens support to the base is reduced, and damage to the adhesive can be prevented. As a result, it is possible to maintain the fixed state of the lens support portion with respect to the base and prevent the lens from being displaced. And in the object detection device provided with such a lens unit, the position accuracy of the lens can be maintained at a high level, and the optical characteristics of the lens can be prevented from deteriorating. It becomes possible to detect.
本発明において、接着剤は、レンズ支持部とベースとに渡るように設けられ、所定の波長の光を照射することにより硬化して、レンズ支持部とベースとを固定してもよい。
In the present invention, the adhesive may be provided so as to extend between the lens support portion and the base, and may be cured by irradiating light of a predetermined wavelength to fix the lens support portion and the base.
また、本発明において、レンズ支持部は、所定の波長の光を接着剤まで導く導光部、または所定の波長の光を透過させつつ散乱させる光散乱部を有していてもよい。
In the present invention, the lens support may have a light guide that guides light of a predetermined wavelength to the adhesive, or a light scattering unit that transmits and scatters light of a predetermined wavelength.
また、本発明において、レンズ支持部は、レンズの径方向の両側に突出するように柱状に設けられ、先端部が接着剤によりベースに固定され、応力吸収部は、レンズ支持部の中間部分に設けられて、レンズおよびベースより高い可撓性を有し、レンズとベースとの間の熱膨張収縮差による応力を受けて撓むことにより、前記応力を吸収してもよい。
Further, in the present invention, the lens support portion is provided in a columnar shape so as to protrude on both sides in the radial direction of the lens, the tip portion is fixed to the base with an adhesive, and the stress absorbing portion is provided at an intermediate portion of the lens support portion. It may be provided to have higher flexibility than the lens and the base, and to absorb the stress by bending under the stress due to the difference in thermal expansion and contraction between the lens and the base.
または、本発明において、レンズ支持部は、レンズを周方向に囲むように枠状に設けられ、応力吸収部は、レンズ支持部のレンズと対向する部分に設けられて、レンズおよびベースより高い可撓性を有し、レンズとベースとの間の熱膨張収縮差による応力を受けて撓むことにより、前記応力を吸収してもよい。この場合、レンズとレンズ支持部との間に、開口部が設けられていてもよい。
Alternatively, in the present invention, the lens supporting portion is provided in a frame shape so as to surround the lens in the circumferential direction, and the stress absorbing portion is provided in a portion of the lens supporting portion facing the lens, and is higher than the lens and the base. It may have flexibility, and may absorb the stress by bending under the stress due to the difference in thermal expansion and contraction between the lens and the base. In this case, an opening may be provided between the lens and the lens support.
また、本発明において、レンズ支持部は、レンズとベースのうち、いずれか一方と同一の材料で形成されていてもよい。
In the present invention, the lens support may be made of the same material as one of the lens and the base.
また、本発明において、ベースは、レンズ支持部の先端部が嵌入され、かつ接着剤が充填される凹部を有していてもよい。
Also, in the present invention, the base may have a concave portion into which the distal end of the lens support portion is fitted and filled with an adhesive.
さらに、本発明の対象物検出装置において、投光部から投光された測定光を偏向して、所定範囲に走査し、対象物からの反射光を走査して、受光部に導くように偏向する光走査部をさらに備え、レンズユニットに備わるレンズが、受光部で受光される前の反射光を光学的に調整する受光レンズであってもよい。
Further, in the object detecting device of the present invention, the measuring light emitted from the light projecting unit is deflected to scan over a predetermined range, scans the reflected light from the object, and deflects the light to the light receiving unit. And a lens provided in the lens unit may be a light receiving lens that optically adjusts reflected light before being received by the light receiving unit.
本発明によれば、レンズを光学的に位置調整してベースに精度良く取り付け、かつ周囲の温度変化によりレンズが位置ずれするのを防止することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to optically adjust the position of the lens and accurately attach the lens to the base, and to prevent the lens from being displaced due to a change in ambient temperature.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
まず、実施形態の対象物検出装置１００の電気的構成を説明する。
First, the electrical configuration of the object detection device 100 according to the embodiment will be described.
図１は、対象物検出装置１００の電気的構成を示した図である。対象物検出装置１００は、車載用のレーザレーダである。制御部１は、ＣＰＵなどから成り、対象物検出装置１００の各部の動作を制御する。
FIG. 1 is a diagram showing an electrical configuration of the object detection device 100. The object detection device 100 is an on-board laser radar. The control unit 1 includes a CPU or the like, and controls the operation of each unit of the object detection device 100.
ＬＤ（レーザダイオード）モジュール２はパッケージ化されている。ＬＤモジュール２には、ＬＤが複数（たとえば４チャンネル）含まれている。各ＬＤは、高出力光パルスを発する発光素子である。充電回路３は、ＬＤモジュール２と接続されている。
The LD (laser diode) module 2 is packaged. The LD module 2 includes a plurality of LDs (for example, four channels). Each LD is a light emitting element that emits a high output light pulse. The charging circuit 3 is connected to the LD module 2.
制御部１は、ＬＤモジュール２の各ＬＤの動作を制御する。詳しくは、たとえば制御部１は、各ＬＤを発光させて、所定範囲にある人や物体などの対象物に測定光を投光する。また、制御部１は、各ＬＤの発光を停止させて、充電回路３により各ＬＤを充電する。ＬＤモジュール２は、本発明の「投光部」の一例である。
The control unit 1 controls the operation of each LD of the LD module 2. More specifically, for example, the control unit 1 causes each LD to emit light and emits measurement light to an object such as a person or an object within a predetermined range. Further, the control unit 1 stops the light emission of each LD, and charges each LD by the charging circuit 3. The LD module 2 is an example of the “light projecting unit” of the present invention.
モータ４ｃは、後述する光走査部４（図３など）の駆動源である。モータ駆動回路５は、モータ４ｃを駆動する。エンコーダ６は、モータ４ｃの回転状態（角度や回転数など）を検出する。制御部１は、モータ駆動回路５によりモータ４ｃを回転させて、光走査部４の動作を制御する。また、制御部１は、エンコーダ６の出力に基づいて、光走査部４の動作状態（動作量や動作位置など）を検出する。
The motor 4c is a drive source of the optical scanning unit 4 (FIG. 3 and the like) described later. The motor drive circuit 5 drives the motor 4c. The encoder 6 detects a rotation state (angle, rotation number, and the like) of the motor 4c. The control unit 1 controls the operation of the optical scanning unit 4 by rotating the motor 4c by the motor drive circuit 5. Further, the control unit 1 detects an operation state (an operation amount, an operation position, and the like) of the optical scanning unit 4 based on an output of the encoder 6.
ＰＤ（フォトダイオード）モジュール７はパッケージ化されている。ＰＤモジュール７には、受光素子であるＰＤ、ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）、ＭＵＸ（マルチプレクサ）、およびＶＧＡ（可変ゲインアンプ）が含まれている（詳細回路は図示省略）。
The PD (photodiode) module 7 is packaged. The PD module 7 includes a light receiving element PD, TIA (transimpedance amplifier), MUX (multiplexer), and VGA (variable gain amplifier) (detailed circuits are not shown).
ＰＤは、ＰＤモジュール７に複数（たとえば３２チャンネル）設けられている。ＭＵＸは、ＴＩＡの出力信号をＶＧＡに入力させる。昇圧回路９は、フォトダイオードの動作に必要な昇圧された電圧を、ＰＤモジュール７の各ＰＤに供給する。ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）８は、ＰＤモジュール７から出力されるアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
A plurality of PDs (for example, 32 channels) are provided in the PD module 7. The MUX causes the output signal of the TIA to be input to the VGA. The booster circuit 9 supplies a boosted voltage necessary for the operation of the photodiode to each PD of the PD module 7. The ADC (analog-to-digital converter) 8 converts an analog signal output from the PD module 7 into a digital signal.
制御部１は、ＰＤモジュール７の各部の動作を制御する。詳しくは、たとえば制御部１は、ＬＤモジュール２のＬＤを発光させることにより、所定範囲に測定光を投光し、所定範囲にある対象物で反射された測定光の反射光をＰＤモジュール７のＰＤにより受光する。そして、制御部１は、その受光状態に応じてＰＤから出力される受光信号を、ＰＤモジュール７のＴＩＡおよびＶＧＡにより信号処理する。さらに、制御部１は、ＰＤモジュール７から出力されるアナログの受光信号を、ＡＤＣ８によりデジタルの受光信号に変換し、該デジタルの受光信号に基づいて、対象物の有無を検出する。また、制御部１は、ＬＤが発光してから対象物での反射光をＰＤで受光するまでの時間を算出し、該時間に基づいて対象物までの距離を検出する。ＰＤモジュール７は、本発明の「受光部」の一例である。
The control unit 1 controls the operation of each unit of the PD module 7. More specifically, for example, the control unit 1 causes the LD of the LD module 2 to emit light, thereby projecting measurement light in a predetermined range, and reflecting reflected light of the measurement light reflected by an object in the predetermined range on the PD module 7. Light is received by the PD. Then, the control unit 1 processes the light receiving signal output from the PD according to the light receiving state by the TIA and the VGA of the PD module 7. Further, the control unit 1 converts the analog light receiving signal output from the PD module 7 into a digital light receiving signal by the ADC 8, and detects the presence or absence of an object based on the digital light receiving signal. Further, the control unit 1 calculates a time from when the LD emits light to when the reflected light from the object is received by the PD, and detects a distance to the object based on the time. The PD module 7 is an example of the “light receiving unit” of the present invention.
記憶部１０は、揮発性や不揮発性のメモリから成る。記憶部１０には、制御部１が対象物検出装置１００の各部を制御するための情報や、対象物を検出するための情報などが記憶されている。インタフェイス１１は、通信回路から成る。制御部１は、車両に搭載された他の装置に対して、インタフェイス１１により対象物に関する情報を送受信したり、各種制御情報を送受信したりする。
(4) The storage unit 10 is composed of a volatile or non-volatile memory. The storage unit 10 stores information for the control unit 1 to control each unit of the object detection device 100, information for detecting the object, and the like. The interface 11 includes a communication circuit. The control unit 1 transmits and receives information on the target object and various control information to and from other devices mounted on the vehicle through the interface 11.
次に、対象物検出装置１００の構造および機能について説明する。
Next, the structure and function of the object detection device 100 will be described.
図２は、対象物検出装置１００の外観を示した斜視図である。図３は、対象物検出装置１００の内部構造を示した斜視図である。図４は、図３からベース３０を省略した状態を示した図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the object detection device 100. FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the object detection device 100. FIG. 4 is a diagram showing a state where the base 30 is omitted from FIG.
図２に示すように、対象物検出装置１００のケース１２は、正面視が矩形状の箱体である。ケース１２の開口部１２ａは、透光カバー１３で覆われている。透光カバー１３は、所定の厚みのドーム状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the case 12 of the object detection device 100 is a rectangular box when viewed from the front. The opening 12 a of the case 12 is covered with a translucent cover 13. The light transmitting cover 13 is formed in a dome shape having a predetermined thickness.
ケース１２と透光カバー１３で囲まれた内部空間には、図３および図４に示すような光学系と、図１に示した電気系などが収納されている。図２の透光カバー１３は、ケース１２の内外に対して光を透過させる。
(3) In the internal space surrounded by the case 12 and the light transmitting cover 13, an optical system as shown in FIGS. 3 and 4 and an electric system as shown in FIG. 1 are housed. The light-transmitting cover 13 in FIG. 2 transmits light to the inside and outside of the case 12.
対象物検出装置１００は、たとえば、透光カバー１３が車両の前方、後方、または左右側方を向くように、車両の前部、後部、または左右側部に設置される。その際、図２に示すように、ケース１２の短辺方向が上下方向を向くように、対象物検出装置１００は車両に設置される。
The object detection device 100 is installed on the front, rear, or left and right sides of the vehicle, for example, such that the translucent cover 13 faces forward, rearward, or left and right sides of the vehicle. At that time, as shown in FIG. 2, the object detection device 100 is installed on the vehicle such that the short side direction of the case 12 is oriented in the up-down direction.
図３および図４に示すように、ケース１２などの内部空間に収納された光学系は、ＬＤモジュール２のＬＤ、投光レンズ１４、光走査部４、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＰＤモジュール７のＰＤから成る。
As shown in FIGS. 3 and 4, the optical system housed in the internal space such as the case 12 includes the LD of the LD module 2, the light projecting lens 14, the light scanning unit 4, the light receiving lens 16, the reflecting mirror 17, and the PD. It consists of the PD of module 7.
そのうち、ＬＤモジュール２のＬＤ、投光レンズ１４、および光走査部４は、投光光学系である。また、光走査部４、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＰＤモジュール７のＰＤは、受光光学系である。
The LD of the LD module 2, the light projecting lens 14, and the light scanning unit 4 are a light projecting optical system. The optical scanning unit 4, the light receiving lens 16, the reflecting mirror 17, and the PD of the PD module 7 are a light receiving optical system.
図４に示すように、ＬＤモジュール２は、厚みの薄い直方体状に形成されている。ＬＤモジュール２の一側面には、複数のＬＤの発光部分（図４の符号ＬＤの部分）が露出している。各ＬＤは、測定光（高出力光パルス）を投射する。
(4) As shown in FIG. 4, the LD module 2 is formed in a thin rectangular parallelepiped shape. On one side surface of the LD module 2, the light emitting portions of the plurality of LDs (the portions denoted by reference numeral LD in FIG. 4) are exposed. Each LD projects measurement light (high-output light pulse).
ＬＤモジュール２は、第１基板２１の一方の板面に実装されている。そして、ＬＤモジュール２は、対象物検出装置１００の中央部に配置されている。ＬＤモジュール２の各ＬＤの発光部分は、対象物検出装置１００の中央側でかつ第１基板２１の板面に対して平行な方向を向いている。このため、各ＬＤは、第１基板２１の板面に対して平行な方向に測定光を投射する。
The LD module 2 is mounted on one plate surface of the first substrate 21. The LD module 2 is arranged at the center of the object detection device 100. The light emitting portion of each LD of the LD module 2 faces the center side of the object detection device 100 and in a direction parallel to the plate surface of the first substrate 21. For this reason, each LD projects the measuring light in a direction parallel to the plate surface of the first substrate 21.
図３に示すように、第１基板２１は、ベース３０の対象物側を向いた取り付け面３０ａに、ねじなどにより固定されている。ベース３０は、アルミニウム製のダイキャストから成り、ケース１２の内面に対してねじなどにより固定されている。
(3) As shown in FIG. 3, the first substrate 21 is fixed to a mounting surface 30a of the base 30 facing the object by screws or the like. The base 30 is made of die-cast aluminum and is fixed to the inner surface of the case 12 with screws or the like.
ＬＤモジュール２の発光方向側には、投光レンズ１４が配置されている。投光レンズ１４は、ベース３０の取り付け面３０ａに固定されている（詳細図示省略）。投光レンズ１４は、ＬＤモジュール２の各ＬＤから発せられた光の拡がりを調整し、該光を平行光に変換する。
光 A light projecting lens 14 is arranged on the light emitting direction side of the LD module 2. The light projecting lens 14 is fixed to the mounting surface 30a of the base 30 (details not shown). The light projecting lens 14 adjusts the spread of light emitted from each LD of the LD module 2 and converts the light into parallel light.
ＰＤモジュール７は、四角棒状に形成されている。ＰＤモジュール７の一側面には、複数のＰＤの受光部分が上下方向に１列に配列されている（詳細図示省略）。ＰＤモジュール７は、第２基板２２の一方の板面に実装されている。ＰＤモジュール７の各ＰＤは、透光カバー１３側を向いている。
The PD module 7 is formed in a square bar shape. On one side surface of the PD module 7, light receiving portions of a plurality of PDs are vertically arranged in a row (not shown in detail). The PD module 7 is mounted on one plate surface of the second substrate 22. Each PD of the PD module 7 faces the translucent cover 13 side.
第２基板２２は、ベース３０の反対象物側を向いた取り付け面３０ｂにねじなどにより固定されている。ＰＤモジュール７は、ベース３０の上部に設けられた開口部３０ｋから露出している。すなわち、対象物側から開口部３０ｋを通して、ＰＤモジュール７のＰＤの受光部分を臨めるようになっている。第１基板２１と第２基板２２とは、両基板２１、２２の板厚方向に所定の間隔をおいて平行に配置されている。また、第１基板２１は、第２基板２２より小さく形成されていて、第２基板２２より対象物側に配置されている。
The second substrate 22 is fixed to the mounting surface 30b of the base 30 facing away from the object by screws or the like. The PD module 7 is exposed from an opening 30k provided on the upper part of the base 30. That is, the light receiving portion of the PD of the PD module 7 can be viewed from the object side through the opening 30k. The first substrate 21 and the second substrate 22 are arranged in parallel at a predetermined interval in the thickness direction of the two substrates 21 and 22. Further, the first substrate 21 is formed smaller than the second substrate 22, and is disposed closer to the object than the second substrate 22.
第１基板２１には、ＬＤモジュール２の他に、図１に示した充電回路３が実装されている。第２基板２２には、ＰＤモジュール７の他に、図１に示したＡＤＣ８、昇圧回路９、モータ駆動回路５、制御部１、記憶部１０、およびインタフェイス１１などが実装されている。第１基板２１と第２基板２２とは、図示しないコネクタやＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）により電気的に接続されている。
充電 The charging circuit 3 shown in FIG. 1 is mounted on the first substrate 21 in addition to the LD module 2. On the second substrate 22, in addition to the PD module 7, the ADC 8, the booster circuit 9, the motor drive circuit 5, the control unit 1, the storage unit 10, the interface 11, and the like shown in FIG. The first substrate 21 and the second substrate 22 are electrically connected by a connector (not shown) or an FPC (Flexible Printed Circuits).
第２基板２２より対象物側には、投光レンズ１４、光走査部４、受光レンズ１６、および反射鏡１７が配置されている。
光 The light projecting lens 14, the light scanning unit 4, the light receiving lens 16, and the reflecting mirror 17 are arranged on the object side of the second substrate 22.
光走査部４は、光偏向器とも呼ばれていて、両面鏡４ａとモータ４ｃなどを備えている。モータ４ｃは第３基板２３上に実装されている。第３基板２３は、モータ４ｃの回転軸（図示せず）が上下方向と平行になるように、ケース１２内に固定具により固定されている。第３基板２３の板面は、第１基板２１および第２基板２２の各板面に対して垂直になっている。第３基板２３と第２基板２２は、図示しないコネクタやＦＰＣにより電気的に接続されている。モータ４ｃの回転軸の一端部には、両面鏡４ａが連結されている。モータ４ｃの回転軸に連動して、両面鏡４ａは回転する。
The optical scanning unit 4 is also called an optical deflector, and includes a double-sided mirror 4a and a motor 4c. The motor 4c is mounted on the third board 23. The third substrate 23 is fixed in the case 12 by a fixing tool such that a rotation axis (not shown) of the motor 4c is parallel to the vertical direction. The plate surface of the third substrate 23 is perpendicular to the plate surfaces of the first substrate 21 and the second substrate 22. The third substrate 23 and the second substrate 22 are electrically connected by a connector or an FPC (not shown). A double-sided mirror 4a is connected to one end of the rotation shaft of the motor 4c. The double-sided mirror 4a rotates in conjunction with the rotation axis of the motor 4c.
受光レンズ１６と反射鏡１７は、第１基板２１の上方に配置されている（図４）。受光レンズ１６は、集光レンズから成り、投光レンズ１４より大型に形成されている。受光レンズ１６は、光の入射面（凸面）が光走査部４と対向するように、ベース３０に取り付けられている。受光レンズ１６とベース３０を備えたレンズユニット４０の詳細は後述する。
(4) The light receiving lens 16 and the reflecting mirror 17 are arranged above the first substrate 21 (FIG. 4). The light receiving lens 16 is formed of a condenser lens and is formed larger than the light projecting lens 14. The light receiving lens 16 is attached to the base 30 such that the light incident surface (convex surface) faces the light scanning unit 4. Details of the lens unit 40 including the light receiving lens 16 and the base 30 will be described later.
反射鏡１７は、受光レンズ１６の光走査部４と反対側に配置されている。反射鏡１７は、受光レンズ１６とＰＤモジュール７の各ＰＤの受光部分とに対して所定の角度で傾斜するように、ベース３０の取り付け面３０ｃに取り付けられている。
The reflecting mirror 17 is arranged on the side of the light receiving lens 16 opposite to the optical scanning unit 4. The reflecting mirror 17 is mounted on the mounting surface 30c of the base 30 so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the light receiving lens 16 and the light receiving portion of each PD of the PD module 7.
図４に１点鎖線の矢印で示すように、ＬＤモジュール２のＬＤから投射された測定光は、投光レンズ１４により拡がりを調整された後、光走査部４の両面鏡４ａの下半分の部分に当たる。そして、その測定光は、両面鏡４ａの下半分の部分により偏向されて、透光カバー１３（図２）を透過し、対象物に照射される。つまり、光走査部４は、ＬＤモジュール２のＬＤから発せられた測定光を対象物側に偏向する。その際、モータ４ｃが回転して、両面鏡４ａの角度（向き）が変化することで、ＬＤから発せられた測定光が透光カバー１３の外方の所定範囲に走査される。
As shown by a dashed-dotted arrow in FIG. 4, the measurement light projected from the LD of the LD module 2 is adjusted in spread by the light projecting lens 14, and then adjusted in the lower half of the double-sided mirror 4 a of the light scanning unit 4. Hit the part. The measurement light is deflected by the lower half of the double-sided mirror 4a, passes through the light-transmitting cover 13 (FIG. 2), and irradiates the object. That is, the optical scanning unit 4 deflects the measurement light emitted from the LD of the LD module 2 toward the target. At that time, the rotation of the motor 4c changes the angle (direction) of the double-sided mirror 4a, so that the measurement light emitted from the LD is scanned over a predetermined range outside the light transmitting cover 13.
透光カバー１３を透過した測定光は、所定範囲にある人や物体などの対象物で反射される。その反射光は、透光カバー１３を透過した後、図４に２点鎖線の矢印で示すように、光走査部４の両面鏡４ａの上半分の部分で偏向されて、受光レンズ１６に入射する。その際、モータ４ｃが回転して、両面鏡４ａの角度（向き）が変化することで、透光カバー１３の外方の所定範囲から来た反射光が両面鏡４ａにより反射されて、受光レンズ１６の方へ偏向される。光走査部４を経由して受光レンズ１６に入射した反射光は、受光レンズ１６により集光された後、反射鏡１７で反射して、ＰＤモジュール７のＰＤにより受光される。
(4) The measurement light transmitted through the translucent cover 13 is reflected by an object such as a person or an object within a predetermined range. The reflected light passes through the light-transmitting cover 13 and is deflected by the upper half of the double-sided mirror 4a of the optical scanning unit 4 as shown by the two-dot chain line arrow in FIG. I do. At this time, when the motor 4c rotates and the angle (direction) of the double-sided mirror 4a changes, reflected light coming from a predetermined range outside the light transmitting cover 13 is reflected by the double-sided mirror 4a, and the light receiving lens It is deflected towards 16. The reflected light that has entered the light receiving lens 16 via the light scanning unit 4 is condensed by the light receiving lens 16, reflected by the reflecting mirror 17, and received by the PD of the PD module 7.
上記の反射光の受光状態に応じてＰＤから出力される受光信号は、ＰＤモジュール７やＡＤＣ８で信号処理される。そして、この処理後の受光信号に基づいて、制御部１が対象物の有無を検出したり、対象物までの距離を算出したりする。上述した光の投光経路と受光経路とは、ベース３０に設けられた隔壁３０ｗにより区切られている。
(4) The light receiving signal output from the PD according to the light receiving state of the reflected light is subjected to signal processing by the PD module 7 and the ADC 8. Then, based on the light receiving signal after the processing, the control unit 1 detects the presence or absence of the target or calculates the distance to the target. The light projecting path and the light receiving path described above are separated by a partition wall 30w provided on the base 30.
次に、レンズユニット４０の構造および機能について説明する。
Next, the structure and function of the lens unit 40 will be described.
図５Ａ～図５Ｃは、第１実施形態のレンズユニット４０を示した図である。図６は、図５ＢのＡ矢視図である。
FIGS. 5A to 5C are views showing the lens unit 40 of the first embodiment. FIG. 6 is a view on arrow A in FIG. 5B.
第１実施形態のレンズユニット４０では、図５Ａ～図５Ｃに示すように、受光レンズ１６の両端部に左右一対のレンズ支持部１８が設けられている。詳しくは、レンズ支持部１８は、受光レンズ１６の長手径方向Ｘの両側に柱状に設けられていて、逆Ｌ字形に形成されている。
In the lens unit 40 of the first embodiment, as shown in FIGS. 5A to 5C, a pair of left and right lens support portions 18 is provided at both ends of the light receiving lens 16. Specifically, the lens support portions 18 are provided in a column shape on both sides in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16 and formed in an inverted L-shape.
たとえば、受光レンズ１６は、ポリカーボネイトなどのような、透光性を有する合成樹脂で形成されている。レンズ支持部１８は、ステンレスやアルミニウムなどのような金属で形成されている。受光レンズ１６のインサート成形時に、レンズ支持部１８を成形金型内に装填することで、レンズ支持部１８の根元部１８ａが受光レンズ１６の両端部に固定される。
For example, the light receiving lens 16 is formed of a synthetic resin having a light transmitting property, such as polycarbonate. The lens support 18 is formed of a metal such as stainless steel or aluminum. At the time of insert molding of the light receiving lens 16, the root portion 18 a of the lens supporting portion 18 is fixed to both ends of the light receiving lens 16 by loading the lens support portion 18 into a molding die.
他の例として、たとえばレーザ溶着や接着剤などにより、レンズ支持部１８の根元部１８ａを受光レンズ１６の両端部に固定してもよい。
As another example, the root portion 18a of the lens support 18 may be fixed to both ends of the light receiving lens 16 by, for example, laser welding or an adhesive.
各レンズ支持部１８は、受光レンズ１６の長手径方向Ｘの両端部から、同径方向Ｘに所定長突出した後、受光レンズ１６の短手径方向Ｙと平行に下方へ垂直に曲げられて、該下方へ所定長突出している。各レンズ支持部１８の先端部１８ｂは、ベース３０の隔壁３０ｗの所定位置に設けられた凹部３０ｖに嵌入されている。図５Ａ～図６に示すように、凹部３０ｖの内径は、レンズ支持部１８の外径（太さ）より大きくなっている。
Each of the lens support portions 18 protrudes from both ends of the light receiving lens 16 in the longitudinal direction X in the same radial direction X by a predetermined length, and is bent vertically downward in parallel with the short diameter direction Y of the light receiving lens 16. , Protruding downward by a predetermined length. The distal end portion 18b of each lens support portion 18 is fitted into a concave portion 30v provided at a predetermined position of the partition wall 30w of the base 30. As shown in FIGS. 5A to 6, the inner diameter of the concave portion 30v is larger than the outer diameter (thickness) of the lens support portion 18.
各凹部３０ｖ内には、光硬化型の接着剤１９が充填されている。具体的には、接着剤１９は、紫外線を照射することにより硬化するＵＶ接着剤、またはレーザ光を照射することにより、レーザ光の熱で硬化するレーザ熱硬化型接着剤から成る。接着剤１９は、凹部３０ｖ内でレンズ支持部１８とベース３０の隔壁３０ｗに渡るように充填され、所定の波長の光を照射することにより硬化して、レンズ支持部１８を隔壁３０ｗに固定している。
光 The light curing adhesive 19 is filled in each recess 30v. Specifically, the adhesive 19 is made of a UV adhesive that cures by irradiating ultraviolet light, or a laser thermosetting adhesive that cures by heat of laser light by irradiating laser light. The adhesive 19 is filled so as to extend between the lens support 18 and the partition 30w of the base 30 in the recess 30v, and is cured by irradiating light of a predetermined wavelength to fix the lens support 18 to the partition 30w. ing.
受光レンズ１６をベース３０に取り付ける際は、たとえば、まず、図示しない自動機のステージにベース３０を設置し、自動機のアームで受光レンズ１６または受光レンズ１６と一体化されたレンズ支持部１８を把持して、ベース３０の隔壁３０ｗ上の所定位置まで移動させる。次に、アームを動かして、図５Ａに示すように、各レンズ支持部１８の先端部１８ｂを各凹部３０ｖ内に挿入し、かつ硬化前の接着剤１９を各凹部３０ｖ内に注入する。
When attaching the light receiving lens 16 to the base 30, for example, first, the base 30 is installed on a stage of an automatic machine (not shown), and the light receiving lens 16 or the lens support 18 integrated with the light receiving lens 16 is moved by the arm of the automatic machine. The user grips and moves the base 30 to a predetermined position on the partition 30w. Next, as shown in FIG. 5A, the arm is moved to insert the distal end portion 18b of each lens support portion 18 into each concave portion 30v, and to inject the uncured adhesive 19 into each concave portion 30v.
次に、アームを動かして、図５Ｂおよび図６に矢印で示すように、レンズ支持部１８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに光学的に位置調整する。詳しくは、受光レンズ１６に光（反射光）を透過させて、図示しない光計測器により受光レンズ１６からの出射光またはＰＤモジュール７の各ＰＤの受光状態を観測し、当該出射光または当該受光状態が適正な状態になるように、アームで受光レンズ１６を直交３光軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに位置調整する。直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚは、図５Ａ～図５Ｃに示す受光レンズ１６の長手径方向Ｘ、短手径方向Ｙ、および図６に示す受光レンズ１６の光軸方向Ｚから成る。
(5) Next, the arm is moved to optically adjust the position of the light receiving lens 16 together with the lens support 18 in the three orthogonal X, Y, and Z directions, as indicated by arrows in FIGS. 5B and 6. More specifically, the light (reflected light) is transmitted through the light receiving lens 16, and the light emitted from the light receiving lens 16 or the light receiving state of each PD of the PD module 7 is observed by an optical measuring device (not shown). The position of the light receiving lens 16 is adjusted by the arm in three orthogonal optical axis directions X, Y, and Z so that the state becomes an appropriate state. The orthogonal three-axis directions X, Y, and Z are composed of the long diameter direction X, the short diameter direction Y of the light receiving lens 16 shown in FIGS. 5A to 5C, and the optical axis direction Z of the light receiving lens 16 shown in FIG.
なお、レンズ支持部１８の先端部１８ｂを凹部３０ｖ内に嵌入した状態で、レンズ支持部１８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに光学的に位置調整してから、凹部３０ｖ内に接着剤１９を注入してもよい。
In a state where the distal end portion 18b of the lens support portion 18 is fitted into the concave portion 30v, the light receiving lens 16 together with the lens support portion 18 is optically adjusted in three orthogonal directions X, Y, and Z. The adhesive 19 may be injected therein.
そして、図５Ｃに示すように、光源５０から所定の波長の光を各凹部３０ｖ内の接着剤１９に照射することにより、接着剤１９を硬化させて、レンズ支持部１８とベース３０の隔壁３０ｗとを固定する。これにより、隔壁３０ｗ上でレンズ支持部１８により受光レンズ１６が支持されて、受光レンズ１６が適正な３次元位置でベース３０に取り付けられる。つまり、対象物検出装置１００内の所定位置に、受光レンズ１６が配置される。
Then, as shown in FIG. 5C, the light source 50 irradiates the adhesive 19 in each recess 30v with light of a predetermined wavelength, thereby curing the adhesive 19, and the lens support 18 and the partition 30w of the base 30. And fix. Thereby, the light receiving lens 16 is supported by the lens support 18 on the partition wall 30w, and the light receiving lens 16 is attached to the base 30 at an appropriate three-dimensional position. That is, the light receiving lens 16 is arranged at a predetermined position in the object detection device 100.
各レンズ支持部１８の太さは、受光レンズ１６の径や厚み、およびベース３０の隔壁３０ｗの厚みより細くなっている。このため、各レンズ支持部１８の中間部分には、受光レンズ１６やベース３０より高い可撓性を有した応力吸収部１８ｃが設けられている。
太 The thickness of each lens support portion 18 is smaller than the diameter and thickness of the light receiving lens 16 and the thickness of the partition 30w of the base 30. For this reason, a stress absorbing portion 18 c having higher flexibility than the light receiving lens 16 and the base 30 is provided in an intermediate portion of each lens supporting portion 18.
受光レンズ１６の線膨張係数は、ベース３０の線膨張係数より大きくなっている。このため、周囲の温度変化により、受光レンズ１６とベース３０とが膨張または収縮すると、両者の間で熱膨張収縮差が生じて、各レンズ支持部１８に応力がかかる。そして、受光レンズ１６は投光レンズ１４より大型であるため、受光レンズ１６とベース３０との熱膨張収縮差により、レンズ支持部１８に強い応力がかかる。
線 The linear expansion coefficient of the light receiving lens 16 is larger than the linear expansion coefficient of the base 30. For this reason, when the light receiving lens 16 and the base 30 expand or contract due to a change in ambient temperature, a difference in thermal expansion and contraction occurs between the two, and stress is applied to each lens support portion 18. Since the light receiving lens 16 is larger than the light projecting lens 14, a strong stress is applied to the lens support 18 due to a difference in thermal expansion and contraction between the light receiving lens 16 and the base 30.
特に、受光レンズ１６はレンズ支持部１８により長手径方向Ｘの両側から拘束されているので、該径方向Ｘに生じる受光レンズ１６とベース３０との熱膨張収縮差により、該径方向Ｘに作用する大きなせん断応力が各レンズ支持部１８にかかる。各レンズ支持部１８では、応力吸収部１８ｃが、受光レンズ１６とベース３０との間の熱膨張収縮差による応力を受けて撓むことで、該熱膨張収縮差による応力を吸収する。
In particular, since the light receiving lens 16 is constrained from both sides in the longitudinal radial direction X by the lens support portion 18, the light receiving lens 16 acts in the radial direction X due to a difference in thermal expansion and contraction between the light receiving lens 16 and the base 30 generated in the radial direction X. Large shear stress is applied to each lens support 18. In each lens support portion 18, the stress absorbing portion 18c absorbs the stress due to the difference in thermal expansion and contraction by being bent by receiving the stress due to the difference in thermal expansion and contraction between the light receiving lens 16 and the base 30.
上記第１実施形態によると、レンズ支持部１８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに光学的に位置調整してから、接着剤１９によりレンズ支持部１８をベース３０の隔壁３０ｗに固定することで、受光レンズ１６をベース３０に精度良く取り付けることができる。またその後、周囲の温度変化により、受光レンズ１６とベース３０との間で熱膨張収縮差が生じて、レンズ支持部１８に応力がかかっても、該応力が応力吸収部１８ｃで吸収される。このため、レンズ支持部１８をベース３０の隔壁３０ｗに固定する接着剤１９にかかる応力が軽減され、接着剤１９の損傷を防止することができる。その結果、隔壁３０ｗに対するレンズ支持部１８の固定状態を維持して、受光レンズ１６の位置ずれも防止することができる。
According to the first embodiment, after the light receiving lens 16 is optically adjusted with respect to the lens support 18 in the three orthogonal directions X, Y, and Z, the lens support 18 is moved to the partition 30 w of the base 30 by the adhesive 19. , The light receiving lens 16 can be attached to the base 30 with high accuracy. Further, after that, due to a change in ambient temperature, a difference in thermal expansion and contraction occurs between the light receiving lens 16 and the base 30, and even if stress is applied to the lens support portion 18, the stress is absorbed by the stress absorbing portion 18c. Therefore, the stress applied to the adhesive 19 for fixing the lens support portion 18 to the partition wall 30w of the base 30 is reduced, and damage to the adhesive 19 can be prevented. As a result, it is possible to maintain the fixed state of the lens support portion 18 with respect to the partition wall 30w and also prevent the light receiving lens 16 from being displaced.
そして、このようなレンズユニット４０を備えた対象物検出装置１００では、受光レンズ１６の位置精度を高く維持して、受光レンズ１６の光学的特性が劣化するのを防止することができ、対象物を安定して精度良く検出することが可能となる。特に、光走査部４を備えた対象物検出装置１００では、対象物からの反射光を光走査部４で偏向した後、受光モジュール７の所定のＰＤへ的確に導くために、受光レンズ１６に高い位置精度が要求される。このため、上記のように受光レンズ１６の位置精度を高めて、該位置精度を維持することは、対象物検出装置１００の受光性能を高めて、対象物を精度良く検出することに大きく貢献する。
In the object detection device 100 including such a lens unit 40, the positional accuracy of the light receiving lens 16 can be maintained high, and the optical characteristics of the light receiving lens 16 can be prevented from deteriorating. Can be detected stably and accurately. In particular, in the object detection device 100 including the light scanning unit 4, after the reflected light from the object is deflected by the light scanning unit 4, the reflected light is directed to the light receiving lens 16 in order to accurately guide the light to a predetermined PD of the light receiving module 7. High position accuracy is required. For this reason, increasing the position accuracy of the light receiving lens 16 and maintaining the position accuracy as described above greatly contributes to enhancing the light receiving performance of the object detection device 100 and accurately detecting the object. .
また、上記第１実施形態では、レンズ支持部１８をベース３０に固定するのに、光硬化型の接着剤１９を用いている。このため、レンズ支持部１８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに光学的に位置調整してから、所定の波長の光を照射することにより接着剤１９を即座に硬化させて、レンズ支持部１８をベース３０に確実に固定し、受光レンズ１６をベース３０に精度良く取り付けることができる。
In the first embodiment, the light-curing adhesive 19 is used to fix the lens support 18 to the base 30. Therefore, the light receiving lens 16 together with the lens support 18 is optically adjusted in the three orthogonal directions X, Y, and Z, and then the adhesive 19 is immediately cured by irradiating light of a predetermined wavelength. The lens support 18 can be securely fixed to the base 30, and the light receiving lens 16 can be accurately attached to the base 30.
また、上記第１実施形態では、受光レンズ１６の長手径方向Ｘの両側にレンズ支持部１８が柱状に設けられ、レンズ支持部１８の中間部分にある応力吸収部１８ｃが受光レンズ１６やベース３０より高い可撓性を有している。このため、周囲の温度変化により、受光レンズ１６とベース３０との間で大きな熱膨張収縮差が生じて、受光レンズ１６の長手径方向Ｘに作用する大きなせん断応力がレンズ支持部１８にかかっても、応力吸収部１８ｃが撓むことで当該せん断応力を効果的に吸収することができる。
Further, in the first embodiment, the lens support portions 18 are provided in a columnar shape on both sides in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16, and the stress absorbing portions 18 c in the middle portion of the lens supporting portion 18 are connected to the light receiving lens 16 and the base 30. It has higher flexibility. For this reason, a large difference in thermal expansion and contraction occurs between the light receiving lens 16 and the base 30 due to a change in ambient temperature, and a large shear stress acting in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16 is applied to the lens support portion 18. Also, the shear stress can be effectively absorbed by bending the stress absorbing portion 18c.
また、上記第１実施形態では、各レンズ支持部１８が、受光レンズ１６から長手径方向Ｘへ突出した後、下方へ屈曲して、ベース３０の隔壁３０ｗに固定されている。このため、各レンズ支持部１８の長さを長くして、応力吸収部１８ｃを撓み易くし、レンズ支持部１８にかかる応力を吸収し易くすることができる。
In addition, in the first embodiment, after each lens support portion 18 protrudes from the light receiving lens 16 in the longitudinal direction X, it is bent downward and fixed to the partition 30 w of the base 30. For this reason, it is possible to increase the length of each of the lens supporting portions 18, make the stress absorbing portions 18 c easy to bend, and easily absorb the stress applied to the lens supporting portions 18.
また、上記第１実施形態では、レンズ支持部１８の先端部１８ｂを嵌入させる凹部３０ｖを、ベース３０の隔壁３０ｗに形成している。このため、レンズ支持部１８の先端部１８ｂを凹部３０ｖに嵌入させた状態で、レンズ支持部１８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに容易に光学的に位置調整することができる。そして、凹部３０ｖに充填した接着剤１９を硬化させることで、レンズ支持部１８を隔壁３０ｗに確実に固定し、受光レンズ１６をベース３０に精度良く取り付けることができる。また、その後、受光レンズ１６やベース３０が熱膨張した場合には、凹部３０ｖの硬化状態の接着剤１９に圧縮応力がかかるので、レンズ支持部１８の固定強度を向上させることができる。
In the first embodiment, the concave portion 30v into which the distal end portion 18b of the lens support portion 18 is fitted is formed in the partition wall 30w of the base 30. For this reason, it is possible to easily optically adjust the position of the light receiving lens 16 together with the lens support portion 18 in the three orthogonal directions X, Y, and Z with the distal end portion 18b of the lens support portion 18 fitted in the concave portion 30v. it can. Then, by curing the adhesive 19 filled in the concave portion 30v, the lens support portion 18 is securely fixed to the partition wall 30w, and the light receiving lens 16 can be attached to the base 30 with high accuracy. Further, when the light receiving lens 16 and the base 30 are thermally expanded thereafter, a compressive stress is applied to the adhesive 19 in the hardened state of the concave portion 30v, so that the fixing strength of the lens support 18 can be improved.
さらに、上記第１実施形態において、レンズ支持部１８をベース３０と同じアルミニウムなどの材料で形成することで、レンズ支持部１８とベース３０との間の熱膨張収縮差を低減して、接着剤１９にかかる応力を一層軽減することができる。
Furthermore, in the first embodiment, by forming the lens support 18 from the same material as the base 30 such as aluminum, the difference in thermal expansion and contraction between the lens support 18 and the base 30 is reduced, and the adhesive 19 can be further reduced.
レンズユニット４０において、受光レンズ１６の直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚへの位置調整幅を大きくしたり、レンズ支持部１８をベース３０に強固に固定したりするためには、凹部３０ｖの深さを深くしたり、凹部３０ｖの径を大きくしたりすることが好ましい。
In the lens unit 40, in order to increase the position adjustment width of the light receiving lens 16 in the three orthogonal directions X, Y, and Z and to firmly fix the lens support 18 to the base 30, the depth of the concave portion 30 v is required. It is preferable to increase the depth or increase the diameter of the recess 30v.
然るにそうすると、凹部３０ｖ内への接着剤１９の充填量が多くなり、接着剤１９の全域に光を照射して、接着剤１９を均一に硬化させることが難くなる。特に、図３に示したように複雑な形に形成されたベース３０では、受光レンズ１６以外の部品も固定されるので、光源５０から凹部３０ｖ内の接着剤１９に光を照射し難く、凹部３０ｖ内の深い位置にある接着剤１９に光が到達しないおそれがある。
If it does so, the filling amount of the adhesive 19 into the recess 30v will increase, and it will be difficult to irradiate the entire area of the adhesive 19 with light and to cure the adhesive 19 uniformly. Particularly, in the base 30 formed in a complicated shape as shown in FIG. 3, parts other than the light receiving lens 16 are also fixed, so that it is difficult to irradiate light from the light source 50 to the adhesive 19 in the concave portion 30v. Light may not reach the adhesive 19 at a deep position within 30v.
上記の対策として、たとえば、図７Ａ～図９に示す他の実施形態の構造を、レンズユニット４０に備えてもよい。
As a measure against the above, for example, the structure of another embodiment shown in FIGS. 7A to 9 may be provided in the lens unit 40.
図７Ａ～図７Ｄは、第２実施形態のレンズユニット４０を示した図である。第２実施形態のレンズユニット４０では、レンズ支持部１８をベース３０の隔壁３０ｗに固定するため、図７Ｄに示すように、２種類の接着剤１９、２９を用いている。一方の接着剤１９は、光硬化型の接着剤から成る。他方の接着剤２９は、光硬化型ではない接着剤であって、たとえば湿気や熱により硬化するエポキシ系などの接着剤から成る。この非光硬化型の接着剤２９が硬化するまでの所要時間は、光硬化型の接着剤１９が硬化するまでの所要時間より長い。
FIGS. 7A to 7D are views showing the lens unit 40 of the second embodiment. In the lens unit 40 of the second embodiment, as shown in FIG. 7D, two types of adhesives 19 and 29 are used to fix the lens support 18 to the partition 30w of the base 30. One adhesive 19 is made of a photo-curable adhesive. The other adhesive 29 is a non-light-curable adhesive, for example, an epoxy-based adhesive that is cured by moisture or heat. The time required for the non-light-curable adhesive 29 to cure is longer than the time required for the light-curable adhesive 19 to cure.
受光レンズ１６をベース３０に取り付ける際は、たとえば、まず、自動機のステージにベース３０を設置し、自動機のアームで受光レンズ１６とレンズ支持部１８をベース３０の隔壁３０ｗ上の所定位置まで移動させる。次に、アームを動かして、図７Ａに示すように、各レンズ支持部１８の先端部１８ｂを各凹部３０ｖ内に挿入し、かつ硬化前の光硬化型の接着剤１９を各凹部３０ｖの所定の深さ（たとえば５分目以下）まで注入する。この際、レンズ支持部１８の先端部１８ｂの少なくとも下端面が接着剤１９に浸かるようにする。
When attaching the light receiving lens 16 to the base 30, for example, first, the base 30 is set on the stage of the automatic machine, and the light receiving lens 16 and the lens support 18 are moved to a predetermined position on the partition wall 30w of the base 30 by the arm of the automatic machine. Move. Next, as shown in FIG. 7A, the arm is moved so that the distal end portion 18b of each lens support portion 18 is inserted into each concave portion 30v, and the light-curing type adhesive 19 before curing is applied to each concave portion 30v. (For example, 5 minutes or less). At this time, at least the lower end surface of the distal end portion 18 b of the lens support 18 is soaked in the adhesive 19.
次に、アームを動かして、図７Ｂに矢印で示すように、レンズ支持部１８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに光学的に位置調整する。次に、図７Ｃに示すように、光源５０から所定の波長の光を各凹部３０ｖ内の接着剤１９に照射することにより、該接着剤１９を硬化させて、レンズ支持部１８をベース３０の隔壁３０ｗに仮固定する。
Next, the arm is moved to optically adjust the position of the light receiving lens 16 together with the lens support 18 in the three orthogonal X, Y, and Z directions, as indicated by arrows in FIG. 7B. Next, as shown in FIG. 7C, the light source 50 irradiates the adhesive 19 in each of the recesses 30v with light of a predetermined wavelength to cure the adhesive 19, and the lens support 18 is attached to the base 30. Temporarily fixed to the partition 30w.
さらに、図７Ｄに示すように、硬化前の非光硬化型の接着剤２９を各凹部３０ｖに充填し、該接着剤２９が硬化するのを待つ。接着剤２９が硬化すると、レンズ支持部１８がベース３０の隔壁３０ｗに強固に固定される。そして、隔壁３０ｗ上でレンズ支持部１８により受光レンズ１６が支持されて、受光レンズ１６がベース３０に取り付けられる。
(7) Further, as shown in FIG. 7D, the non-light-curable adhesive 29 before curing is filled in each recess 30v, and the adhesive 29 waits for curing. When the adhesive 29 cures, the lens support 18 is firmly fixed to the partition 30w of the base 30. Then, the light receiving lens 16 is supported by the lens support portion 18 on the partition wall 30w, and the light receiving lens 16 is attached to the base 30.
上記第２実施形態によると、ベース３０の隔壁３０ｗの凹部３０ｖの深さを深くしたり、凹部３０ｖの径を大きくしたりしても、凹部３０ｖの深い位置に充填された光硬化型の接着剤１９の全体に所定の波長の光を照射して、該接着剤１９を均一に硬化させ、受光レンズ１６を精度良く位置決めすることができる。そして、光硬化型の接着剤１９の硬化後に、非光硬化型の接着剤２９を凹部３０ｖに充填して、該接着剤２９を硬化させるので、レンズ支持部１８をベース３０の隔壁３０ｗに強固に固定することができる。
According to the second embodiment, even when the depth of the concave portion 30v of the partition wall 30w of the base 30 is increased or the diameter of the concave portion 30v is increased, the photo-curing type adhesive filled in the deep position of the concave portion 30v is used. By irradiating the entirety of the agent 19 with light of a predetermined wavelength, the adhesive 19 is uniformly cured, and the light-receiving lens 16 can be accurately positioned. Then, after the photo-curing adhesive 19 is cured, the non-photo-curing adhesive 29 is filled in the concave portion 30v and the adhesive 29 is cured, so that the lens support 18 is firmly attached to the partition 30w of the base 30. Can be fixed.
図８は、第３実施形態のレンズユニット４０を示した図である。図９は、図８の要部拡大図である。第３実施形態のレンズユニット４０では、図８に示すように、受光レンズ１６の両端部に、レンズ支持部１６ｄを受光レンズ１６と同一の透光性を有する合成樹脂で一体的に形成している。詳しくは、受光レンズ１６を成形するのと同時に、レンズ支持部１６ｄは成形されている。このため、レンズ支持部１６ｄは、光源５０から発せられた所定の波長の光を、先端部１６ｅの周辺にある接着剤１９まで導く。つまり、レンズ支持部１６ｄ全体が導光部になっている。また、レンズ支持部１６ｄの中間部分は、受光レンズ１６の本体部分（レンズ部分）やベース３０より可撓性を有する応力吸収部１６ｈになっている。レンズ支持部１６ｄの受光レンズ１６における形成位置は、第１実施形態のレンズ支持部１８と同様である。
FIG. 8 is a view showing a lens unit 40 according to the third embodiment. FIG. 9 is an enlarged view of a main part of FIG. In the lens unit 40 of the third embodiment, as shown in FIG. 8, the lens supporting portions 16d are integrally formed on both ends of the light receiving lens 16 with the same light-transmitting synthetic resin as the light receiving lens 16. I have. More specifically, the lens supporting portion 16d is formed at the same time as the light receiving lens 16 is formed. For this reason, the lens support 16d guides light of a predetermined wavelength emitted from the light source 50 to the adhesive 19 around the distal end 16e. That is, the entire lens support 16d is a light guide. An intermediate portion of the lens supporting portion 16 d is a stress absorbing portion 16 h which is more flexible than the main body portion (lens portion) of the light receiving lens 16 and the base 30. The formation position of the lens support 16d on the light receiving lens 16 is the same as that of the lens support 18 of the first embodiment.
図９に示すように、各レンズ支持部１６ｄの先端部１６ｅには、規則的または不規則な凹凸からなる光散乱部１６ｆが形成されている。光散乱部１６ｆは、レンズ支持部１６ｄの内部を透過した光を透過させつつ、該光を外部に対して散乱させる。
光 As shown in FIG. 9, a light scattering portion 16f formed of regular or irregular unevenness is formed at the tip end 16e of each lens support portion 16d. The light scattering portion 16f transmits the light transmitted through the inside of the lens support portion 16d and scatters the light to the outside.
また、光源５０からの光が入射するレンズ支持部１６ｄの入射部分（上面）にも、同様の光散乱部１６ｇが形成されている。光散乱部１６ｇは、光源５０からレンズ支持部１６ｄに入射する光を透過させつつ散乱させる。
{Circle around (4)} Similar light scattering portions 16g are also formed on the incident portion (upper surface) of the lens support portion 16d where the light from the light source 50 is incident. The light scattering section 16g transmits and scatters light incident on the lens support section 16d from the light source 50.
光散乱部１６ｆ、１６ｇ以外のレンズ支持部１６ｄの形状は、第１実施形態のレンズ支持部１８と同様である。他の例として、レンズ支持部１６ｄの光の入射部分や出射部分の表面をすりガラス状に加工して、当該部分を光散乱部としてもよい。
形状 The shape of the lens supporting portion 16d other than the light scattering portions 16f and 16g is the same as the lens supporting portion 18 of the first embodiment. As another example, the surface of the light incident portion and the light emitting portion of the lens support portion 16d may be processed into a ground glass shape, and the portion may be used as a light scattering portion.
上記第３実施形態によると、レンズ支持部１６ｄが導光部として機能するので、光源５０から発せられた所定の波長の光を、レンズ支持部１６ｄの内部を透過させて、ベース３０の凹部３０ｖ内に嵌入された先端部１６ｅから、周囲にある光硬化型の接着剤１９に導くことができる。また、レンズ支持部１６ｄの光の入射部分や出射部分に光散乱部１６ｇ、１６ｆを設けているので、光源５０からの光を光散乱部１６ｇ、１６ｆで散乱させて、凹部３０ｖ内の接着剤１９全体に照射することができる。このため、凹部３０ｖの深さを深くしたり、凹部３０ｖの径を大きくしたりしても、凹部３０ｖ内に充填された接着剤１９の全体に光を照射して、該接着剤１９を確実に硬化させることができる。また、凹部３０ｖの深さや径を大きくして、凹部３０ｖ内への接着剤１９の充填量を多くすることで、受光レンズ１６の直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚへの位置調整幅を大きくしたり、レンズ支持部１６ｄをベース３０に強固に固定したりすることができる。
According to the third embodiment, since the lens supporting portion 16d functions as a light guiding portion, light of a predetermined wavelength emitted from the light source 50 is transmitted through the inside of the lens supporting portion 16d, and the concave portion 30v of the base 30 is formed. It can be guided to the surrounding photo-curing adhesive 19 from the tip 16e fitted therein. Further, since the light scattering portions 16g and 16f are provided in the light incident portion and the light emitting portion of the lens support portion 16d, the light from the light source 50 is scattered by the light scattering portions 16g and 16f, and the adhesive in the concave portion 30v is formed. 19 can be irradiated. For this reason, even if the depth of the concave portion 30v is increased or the diameter of the concave portion 30v is increased, the entirety of the adhesive 19 filled in the concave portion 30v is irradiated with light so that the adhesive 19 is securely formed. Can be cured. In addition, by increasing the depth and diameter of the concave portion 30v and increasing the amount of the adhesive 19 filled in the concave portion 30v, the position adjustment width of the light receiving lens 16 in the three orthogonal X-axis directions X, Y, and Z can be increased. Or the lens support 16 d can be firmly fixed to the base 30.
また、レンズ支持部１６ｄの先端部１６ｅに設けた光散乱部１６ｆを凹凸状に形成しているので、レンズ支持部１６ｄを接着剤１９に食い込ませて、レンズ支持部１６ｄの固定強度を高くすることができる。さらに、レンズ支持部１６ｄを受光レンズ１６と同じ材料で形成しているので、レンズ支持部１６ｄと受光レンズ１６との間の熱膨張収縮差を低減して、接着剤１９にかかる応力を一層軽減することができる。
Further, since the light scattering portion 16f provided at the tip portion 16e of the lens support portion 16d is formed in an irregular shape, the lens support portion 16d is cut into the adhesive 19 to increase the fixing strength of the lens support portion 16d. be able to. Further, since the lens supporting portion 16d is formed of the same material as the light receiving lens 16, the difference in thermal expansion and contraction between the lens supporting portion 16d and the light receiving lens 16 is reduced, and the stress applied to the adhesive 19 is further reduced. can do.
以上の実施形態では、レンズ支持部１８、１６ｄを逆Ｌ字形に形成して、径を細くすることにより、レンズ支持部１８、１６ｄの中間部分に可撓性を有する応力吸収部１８ｃ、１６ｈを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、図１０～図１３に示すようなレンズ支持部２８、３８および応力吸収部２８ｃ、３８ｃを設けてもよい。
In the above embodiments, the lens supporting portions 18 and 16d are formed in an inverted L-shape to reduce the diameter, so that the stress absorbing portions 18c and 16h having flexibility are provided in the intermediate portions of the lens supporting portions 18 and 16d. Although the example in which it was provided was shown, the present invention is not limited to this. In addition, for example, the lens supporting portions 28 and 38 and the stress absorbing portions 28c and 38c as shown in FIGS. 10 to 13 may be provided.
図１０は、第４実施形態のレンズユニット４０を示した図である。図１１は、図１０（ａ）のＢ矢視図である。第４実施形態のレンズユニット４０では、図１０（ａ）に示すように、受光レンズ１６の両端部にまっすぐなレンズ支持部２８が設けられている。詳しくは、レンズ支持部２８は、受光レンズ１６の長手径方向Ｘの両側に柱状に設けられている。また、各レンズ支持部２８は、受光レンズ１６の短手径方向Ｙと平行に設けられている。各レンズ支持部２８の先端部２８ｂは、ベース３０の隔壁３０ｗに設けられた凹部３０ｖに嵌入されて、凹部３０ｖ内に充填された接着剤１９により隔壁３０ｗに固定されている。
FIG. 10 is a view showing a lens unit 40 of the fourth embodiment. FIG. 11 is a view taken in the direction of the arrow B in FIG. In the lens unit 40 of the fourth embodiment, as shown in FIG. 10A, straight lens support portions 28 are provided at both ends of the light receiving lens 16. Specifically, the lens support portions 28 are provided in a columnar shape on both sides in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16. Further, each lens support portion 28 is provided in parallel with the short diameter direction Y of the light receiving lens 16. The distal end portion 28b of each lens support portion 28 is fitted into a concave portion 30v provided in the partition wall 30w of the base 30, and is fixed to the partition wall 30w by the adhesive 19 filled in the concave portion 30v.
各レンズ支持部２８は、ステンレスやアルミニウムなどのような金属で形成されている。各レンズ支持部２８には、図１１に示すように２つのスリット２８ｓが設けられている。２つのスリット２８ｓは、レンズ支持部２８をＸ方向に貫通し、かつＹ方向に延びている。２つのスリット２８ｓの間は、受光レンズ１６やベース３０より高い可撓性を有する応力吸収部２８ｃになっている。また、応力吸収部２８ｃは、受光レンズ１６の長手径方向Ｘに弾性変形可能になっている。２つのレンズ支持部２８の各応力吸収部２８ｃには、受光レンズ１６の両端部が固定されており、受光レンズ１６は一対のレンズ支持部２８の間に支持されている。
Each lens support 28 is formed of a metal such as stainless steel or aluminum. Each lens support portion 28 is provided with two slits 28s as shown in FIG. The two slits 28s penetrate the lens support 28 in the X direction and extend in the Y direction. Between the two slits 28s, a stress absorbing portion 28c having higher flexibility than the light receiving lens 16 and the base 30 is formed. Further, the stress absorbing portion 28 c is elastically deformable in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16. Both ends of the light receiving lens 16 are fixed to each stress absorbing portion 28c of the two lens supporting portions 28, and the light receiving lens 16 is supported between the pair of lens supporting portions 28.
上記第４実施形態によると、周囲の温度変化により、受光レンズ１６とベース３０との間で大きな熱膨張収縮差が生じて、受光レンズ１６の長手径方向Ｘに作用する大きなせん断応力がレンズ支持部２８にかかっても、たとえば図１０（ｂ）に示すように、応力吸収部２８ｃがＸ方向に弾性変形することで、当該せん断応力を効果的に吸収することができる。このため、レンズ支持部２８から接着剤１９にかかる応力が軽減され、接着剤１９の損傷を防止することができ、隔壁３０ｗに対するレンズ支持部２８の固定状態を維持して、受光レンズ１６の位置ずれも防止することができる。
According to the fourth embodiment, a large difference in thermal expansion and contraction occurs between the light receiving lens 16 and the base 30 due to a change in ambient temperature, and a large shear stress acting in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16 causes the lens support. Even when it is applied to the portion 28, the shear stress can be effectively absorbed by the elastic deformation of the stress absorbing portion 28c in the X direction as shown in FIG. 10B, for example. Therefore, the stress applied to the adhesive 19 from the lens support portion 28 is reduced, the damage of the adhesive 19 can be prevented, and the fixed state of the lens support portion 28 with respect to the partition wall 30w is maintained, and the position of the light receiving lens 16 is maintained. Deviation can also be prevented.
図１２は、第５実施形態のレンズユニット４０を示した図である。第５実施形態のレンズユニット４０では、受光レンズ１６の両端部に渦巻き形のレンズ支持部３８が設けられている。詳しくは、レンズ支持部３８は、受光レンズ１６の長手径方向Ｘの両側に設けられている。各レンズ支持部３８の根元部３８ａは、受光レンズ１６の両端部に固定されている。
FIG. 12 is a view showing a lens unit 40 according to the fifth embodiment. In the lens unit 40 of the fifth embodiment, a spiral lens support 38 is provided at both ends of the light receiving lens 16. Specifically, the lens support portions 38 are provided on both sides of the light receiving lens 16 in the longitudinal direction X. The root portions 38 a of the lens support portions 38 are fixed to both end portions of the light receiving lens 16.
各レンズ支持部３８の中間部分には、渦巻き状に巻回された応力吸収部３８ｃが設けられている。応力吸収部３８ｃは、受光レンズ１６やベース３０より高い可撓性を有し、弾性変形可能になっている。
応 力 A spirally wound stress absorbing portion 38c is provided at an intermediate portion of each lens supporting portion 38. The stress absorbing portion 38c has higher flexibility than the light receiving lens 16 and the base 30, and is elastically deformable.
ベース３０の隔壁３０ｗ上には、左右一対の側壁３０ｄがＹ方向と平行に立設されている。各レンズ支持部３８の先端部３８ｂは、接着剤１９により各側壁３０ｄの側面に固定されている。
左右 On the partition 30w of the base 30, a pair of left and right side walls 30d is erected in parallel with the Y direction. The distal end portion 38b of each lens support portion 38 is fixed to the side surface of each side wall 30d by an adhesive 19.
他の例として、たとえば図１３に示す第６実施形態のように、各レンズ支持部３８の先端部３８ｂにＺ方向へ突出する凸部３８ｄを設けるとともに、各側壁３０ｄに凸部３８ｄを嵌入させる凹部３０ｖを設け、凹部３０ｖに充填した接着剤１９で凸部３８ｄを側壁３０ｄに固定してもよい。
As another example, as in a sixth embodiment shown in FIG. 13, for example, a convex portion 38d protruding in the Z direction is provided at the distal end portion 38b of each lens support portion 38, and the convex portion 38d is fitted into each side wall 30d. The concave portion 30v may be provided, and the convex portion 38d may be fixed to the side wall 30d with the adhesive 19 filling the concave portion 30v.
上記第５および第６実施形態によると、周囲の温度変化により、受光レンズ１６とベース３０との間で大きな熱膨張収縮差が生じて、受光レンズ１６の長手径方向Ｘに作用する大きなせん断応力がレンズ支持部３８にかかっても、応力吸収部３８ｃが弾性変形することで、当該せん断応力を効果的に吸収することができる。このため、レンズ支持部３８から接着剤１９にかかる応力が軽減され、接着剤１９の損傷を防止することができ、側壁３０ｄに対するレンズ支持部３８の固定状態を維持して、受光レンズ１６の位置ずれも防止することができる。
According to the fifth and sixth embodiments, a large difference in thermal expansion and contraction occurs between the light receiving lens 16 and the base 30 due to a change in ambient temperature, and a large shear stress acting in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16. Is applied to the lens support portion 38, the shear stress can be effectively absorbed by the elastic deformation of the stress absorbing portion 38c. For this reason, the stress applied to the adhesive 19 from the lens support 38 is reduced, the damage of the adhesive 19 can be prevented, and the fixed state of the lens support 38 with respect to the side wall 30 d is maintained, and the position of the light receiving lens 16 is maintained. Deviation can also be prevented.
以上の実施形態では、レンズ支持部１８、１６ｄ、２８、３８を梁状に形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、図１４に示す第７実施形態のように、レンズ支持部４８を枠状に形成してもよい。
In the above embodiment, an example was shown in which the lens support portions 18, 16d, 28, and 38 were formed in a beam shape, but the present invention is not limited to this. Alternatively, for example, as in the seventh embodiment shown in FIG. 14, the lens support portion 48 may be formed in a frame shape.
図１４は、第７実施形態のレンズユニット４０を示した図である。第７実施形態のレンズユニット４０では、レンズ支持部４８が、受光レンズ１６を周方向に囲むように枠状に形成されている。レンズ支持部４８は、受光レンズ１６またはベース３０と同一の材料で形成されてもよい。
FIG. 14 is a diagram showing a lens unit 40 of the seventh embodiment. In the lens unit 40 of the seventh embodiment, the lens support 48 is formed in a frame shape so as to surround the light receiving lens 16 in the circumferential direction. The lens support 48 may be formed of the same material as the light receiving lens 16 or the base 30.
レンズ支持部４８の受光レンズ１６と対向する各枠部４８ｕ、４８ｂ、４８Ｌ、４８ｒの太さは、受光レンズ１６の径や厚み、およびベース３０の隔壁３０ｗや側壁３０ｄの厚みより細くなっている。このため、各枠部４８ｕ、４８ｂ、４８Ｌ、４８ｒは、受光レンズ１６やベース３０より高い可撓性を有した応力吸収部を構成している。
The thickness of each of the frame portions 48u, 48b, 48L, 48r of the lens support portion 48 facing the light receiving lens 16 is smaller than the diameter and thickness of the light receiving lens 16, and the thickness of the partition wall 30w and the side wall 30d of the base 30. . Therefore, each of the frame parts 48u, 48b, 48L, 48r constitutes a stress absorbing part having higher flexibility than the light receiving lens 16 and the base 30.
受光レンズ１６は、長手径方向Ｘと平行な上下の枠部４８ｕ、４８ｂにより上下方向（受光レンズ１６の短手径方向）Ｙから支持されている。上下の枠部４８ｕ、４８ｂの少なくとも一方に対して、受光レンズ１６を固定してもよい。その場合の固定手段として、接着剤、レーザ溶着、ねじ、またはばねなどを用いてもよい。
(4) The light receiving lens 16 is supported from the vertical direction (short diameter direction of the light receiving lens 16) Y by upper and lower frame portions 48u and 48b parallel to the longitudinal diameter direction X. The light receiving lens 16 may be fixed to at least one of the upper and lower frame portions 48u and 48b. In this case, an adhesive, laser welding, a screw, a spring, or the like may be used as a fixing means.
受光レンズ１６の短手径方向Ｙと平行な左右の枠部４８Ｌ、４８ｒと受光レンズ１６との間には、開口部４８ｋが設けられている。受光レンズ１６の長手径方向Ｘにおける、開口部４８ｋの開口幅は、受光レンズ１６の想定最大膨張幅より広くなっている。
(4) An opening 48k is provided between the left and right frame portions 48L, 48r parallel to the short diameter direction Y of the light receiving lens 16 and the light receiving lens 16. The opening width of the opening 48k in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16 is wider than the assumed maximum expansion width of the light receiving lens 16.
左右の枠部４８Ｌ、４８ｒのそれぞれの外側中央部には、Ｘ方向と平行に外方へ突出する一対の凸部４８ｔが形成されている。各凸部４８ｔは、ベース３０の側壁３０ｄに対して接着剤１９により固定されている。接着剤１９は、凸部４８ｔの周囲だけでなく、凸部４８ｔと側壁３０ｄとの間にも塗布されている。このため、レンズ支持部４８により受光レンズ１６が支持されて、受光レンズ１６がベース３０に取り付けられている。
一 対 A pair of convex portions 48t projecting outward in parallel with the X direction are formed at the outer central portions of the left and right frame portions 48L, 48r. Each projection 48t is fixed to the side wall 30d of the base 30 by the adhesive 19. The adhesive 19 is applied not only around the protrusion 48t but also between the protrusion 48t and the side wall 30d. For this reason, the light receiving lens 16 is supported by the lens support 48, and the light receiving lens 16 is attached to the base 30.
上記第７実施形態によると、レンズ支持部４８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに光学的に位置調整してから、接着剤１９によりレンズ支持部４８の凸部４８ｔをベース３０の側壁３０ｄに固定することで、受光レンズ１６をベース３０に精度良く取り付けることができる。またその後、周囲の温度変化により、受光レンズ１６、ベース３０、および／またはレンズ支持部４８で熱膨張収縮差が生じて、レンズ支持部４８に応力がかかっても、レンズ支持部４８の各枠部４８ｕ、４８ｂ、４８Ｌ、４８ｒが撓むことで、当該応力を効果的に吸収することができる。
According to the seventh embodiment, after the light receiving lens 16 is optically adjusted in the three orthogonal directions X, Y, and Z together with the lens supporting portion 48, the convex portion 48t of the lens supporting portion 48 is set to the base by the adhesive 19. By fixing the light receiving lens 16 to the side wall 30 d of the base 30, the light receiving lens 16 can be accurately attached to the base 30. After that, due to a change in the surrounding temperature, a difference in thermal expansion / contraction occurs between the light receiving lens 16, the base 30, and / or the lens support portion 48, and even if stress is applied to the lens support portion 48, each frame of the lens support portion 48 will not be affected. By bending the portions 48u, 48b, 48L, 48r, the stress can be effectively absorbed.
また、受光レンズ１６とレンズ支持部４８との間に開口部４８ｋを設けているので、熱による受光レンズ１６のＸ方向への膨張や収縮を開口部４８ｋ内に収めて、受光レンズ１６、ベース３０、および／またはレンズ支持部４８の熱膨張収縮差による応力をより効果的に吸収することができる。
Further, since the opening 48k is provided between the light receiving lens 16 and the lens supporting portion 48, expansion and contraction of the light receiving lens 16 in the X direction due to heat are accommodated in the opening 48k, and the light receiving lens 16 and the base 30 and / or the stress due to the difference in thermal expansion and contraction of the lens support 48 can be more effectively absorbed.
そして、上記の結果、レンズ支持部４８を側壁３０ｄに固定している接着剤１９にかかる応力が軽減され、接着剤１９の損傷を防止することができる。このため、側壁３０ｄに対するレンズ支持部４８の固定状態を維持して、受光レンズ１６の位置ずれも防止することができる。
応 力 As a result, the stress applied to the adhesive 19 that fixes the lens support 48 to the side wall 30d is reduced, and damage to the adhesive 19 can be prevented. For this reason, the fixed state of the lens support part 48 with respect to the side wall 30d can be maintained, and the displacement of the light receiving lens 16 can also be prevented.
上記第７実施形態では、レンズ支持部４８の左右の枠部４８Ｌ、４８ｒのそれぞれに凸部４８ｔを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、図１５に示す第８実施形態のように、レンズ支持部４８の左右の枠部４８Ｌ、４８ｒのうち、いずれか一方に凸部４８ｔを設けてもよい。
In the seventh embodiment, an example is shown in which the left and right frame portions 48L and 48r of the lens support portion 48 are provided with the convex portions 48t, but the present invention is not limited to this. In addition, for example, as in the eighth embodiment shown in FIG. 15, one of the left and right frame portions 48L and 48r of the lens support portion 48 may be provided with a convex portion 48t.
また、図１６に示す第９実施形態のように、レンズ支持部４８の上下の枠部４８ｕ、４８ｂのうちいずれか一方の外側中央部に、Ｙ方向と平行に外方へ突出するように凸部４８ｓを設けてもよい。そして、凸部４８ｓの先端をベース３０の隔壁３０ｗに設けた凹部３０ｖ内に嵌入させて、凹部３０ｖ内に充填した接着剤１９を硬化させることにより、レンズ支持部４８を隔壁３０ｗに固定してもよい。
Also, as in the ninth embodiment shown in FIG. 16, a convex portion is formed on one of the upper and lower frame portions 48u and 48b of the lens support portion 48 so as to project outward in parallel with the Y direction. A portion 48s may be provided. Then, the tip of the convex portion 48s is fitted into the concave portion 30v provided in the partition wall 30w of the base 30, and the adhesive 19 filled in the concave portion 30v is cured, thereby fixing the lens support portion 48 to the partition wall 30w. Is also good.
また、上記図１４～図１６に示した第７～第９実施形態では、レンズ支持部４８の可撓性を有する各枠部４８ｕ、４８ｂ、４８Ｌ、４８ｒと開口部４８ｋにより、受光レンズ１６、ベース３０、および／またはレンズ支持部４８の熱膨張収縮差による応力を吸収した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、図１７に示す第１０実施形態のように、レンズ支持部４８の各枠部４８ｕ、４８ｂ、４８Ｌ、４８ｒの内側に、板ばね状の応力吸収部４８ｆを一体的に設けてもよい。そして、受光レンズ１６を長手径方向Ｘの両側と短手径方向Ｙの両側から各応力吸収部４８ｆで支持し、受光レンズ１６、ベース３０、および／またはレンズ支持部４８の熱膨張収縮差により受光レンズ１６の径方向Ｘ、Ｙや光軸方向Ｚにかかる応力を各応力吸収部４８ｆで吸収してもよい。また、他の例として、枠部４８ｕ、４８ｂ、４８Ｌ、４８ｒのうち、一部の内側に応力吸収部４８ｆを一体的に設けてもよい。
Further, in the seventh to ninth embodiments shown in FIGS. 14 to 16, the light receiving lens 16, the flexible frame portions 48u, 48b, 48L, 48r of the lens support portion 48 and the opening 48k. Although an example has been shown in which the stress caused by the difference in thermal expansion and contraction of the base 30 and / or the lens support 48 is absorbed, the present invention is not limited to this. In addition, for example, as in a tenth embodiment shown in FIG. 17, a leaf spring-like stress absorbing portion 48f is integrally provided inside each of the frame portions 48u, 48b, 48L, and 48r of the lens supporting portion 48. You may. Then, the light receiving lens 16 is supported by the respective stress absorbing portions 48f from both sides in the longitudinal radial direction X and both sides in the short radial direction Y, and the thermal expansion and contraction difference of the light receiving lens 16, the base 30, and / or the lens supporting portion 48 is obtained. The stress applied in the radial direction X, Y or the optical axis direction Z of the light receiving lens 16 may be absorbed by each stress absorbing portion 48f. Further, as another example, a stress absorbing portion 48f may be integrally provided inside a part of the frame portions 48u, 48b, 48L, and 48r.
また、図５Ａ～図１３に示した第１～第６実施形態では、受光レンズ１６の長手径方向Ｘの両側に、レンズ支持部１８、１６ｄ、２８、３８を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、受光レンズ１６の短手径方向Ｙの両側に、梁状のレンズ支持部を設けてもよい。
Also, in the first to sixth embodiments shown in FIGS. 5A to 13, the example in which the lens support portions 18, 16 d, 28, and 38 are provided on both sides in the longitudinal direction X of the light receiving lens 16 has been described. The present invention is not limited to this. In addition, for example, beam-shaped lens support portions may be provided on both sides of the light receiving lens 16 in the short radial direction Y.
また、図１８に示す第１１実施形態のように、ベース３０の隔壁３０ｗと対向する受光レンズ１６の端部に梁状のレンズ支持部５８を複数設け、各レンズ支持部５８の先端部５８ｂを隔壁３０ｗに対して接着剤１９により固定してもよい。この場合、各レンズ支持部５８の中間部分に受光レンズ１６やベース３０より高い可撓性を有する応力吸収部５８ｃを設ければよい。
Further, as in the eleventh embodiment shown in FIG. 18, a plurality of beam-shaped lens support portions 58 are provided at the end of the light receiving lens 16 facing the partition wall 30w of the base 30, and the distal end portion 58b of each lens support portion 58 is provided. The partition wall 30w may be fixed by the adhesive 19. In this case, a stress absorbing portion 58c having higher flexibility than the light receiving lens 16 and the base 30 may be provided in an intermediate portion of each lens supporting portion 58.
また、図８および図９に示した第３実施形態では、レンズ支持部１６ｄ全体を受光レンズ１６と同一の透光性を有する材料で形成して、光を接着剤１９まで導く導光部とした例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、受光レンズ１６と異なる透光性を有する材料でレンズ支持部を形成してもよい。また、レンズ支持部の先端部だけを、透光性を有する材料で形成したり、光源５０と対向するレンズ支持部の光の入射部分から、接着剤１９と接する光の出射部分までの範囲を、透光性を有する材料で形成したりしてもよい。また、レンズ支持部の光の入射部分と出射部分のうち、少なくとも一方に光散乱部を設けたり、両方に光散乱部を設けたり、光散乱部を省略したりしてもよい。
In the third embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the entire lens supporting portion 16 d is formed of the same light-transmitting material as the light receiving lens 16, and the light guiding portion guides light to the adhesive 19. However, the present invention is not limited to this example. Alternatively, for example, the lens supporting portion may be formed of a material having a light transmitting property different from that of the light receiving lens 16. Further, only the front end of the lens support is formed of a light-transmitting material, or the range from the light incident portion of the lens support facing the light source 50 to the light output portion in contact with the adhesive 19. Or a material having a light-transmitting property. Further, a light scattering portion may be provided on at least one of the light incident portion and the light emitting portion of the lens support portion, a light scattering portion may be provided on both of them, or the light scattering portion may be omitted.
また、図５Ａ～図１１、図１３、図１６、および図１８に示した実施形態では、ベース３０に形成した凹部３０ｖに、レンズ支持部の一部を嵌入させるとともに、接着剤１９、１９ａを充填して、レンズ支持部をベース３０に固定した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、レンズ支持部に凹状の係合部を設け、ベースに凸状の係合部を設けて、これらの係合部を互いに係合させて接着剤で接着することにより、レンズ支持部をベースに固定してもよい。この場合、各係合部の係合状態を直交３軸方向に調整することにより、受光レンズをベースに対して位置調整すればよい。また、レンズ支持部をベースに固定するために、光硬化型の接着剤以外の接着剤を１種類または複数種類用いてもよい。
In the embodiments shown in FIGS. 5A to 11, 13, 16, and 18, a part of the lens support portion is fitted into the concave portion 30 v formed in the base 30, and the adhesives 19 and 19 a are attached. Although an example is shown in which the lens support is fixed to the base 30 by filling, the present invention is not limited to this. In addition, for example, a lens is provided by providing a concave engaging portion on the lens supporting portion, providing a convex engaging portion on the base, and engaging these engaging portions with each other with an adhesive. The support may be fixed to the base. In this case, the position of the light receiving lens may be adjusted with respect to the base by adjusting the engagement state of each engagement portion in the three orthogonal axes. Further, in order to fix the lens supporting portion to the base, one or more kinds of adhesives other than the photocurable adhesive may be used.
また、以上の実施形態では、正面視が矩形状の受光レンズ１６を備えたレンズユニット４０に本発明を適用した例を示したが、たとえば正面視が円形状または楕円形状のような、その他の形状のレンズを備えたレンズユニットに対しても本発明は適用することが可能である。また、受光レンズに限らず、投光レンズを位置調整してベースに取り付ける場合にも、本発明は適用することが可能である。
Further, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to the lens unit 40 including the light receiving lens 16 having a rectangular shape when viewed from the front has been described. The present invention is also applicable to a lens unit having a lens having a shape. The present invention is not limited to the light receiving lens, and can be applied to a case where the light projecting lens is adjusted in position and mounted on the base.
また、以上の実施形態では、測定光と反射光の両方を走査する光走査部４を備えた対象物検出装置１００に本発明を適用した例を示したが、たとえば測定光と反射光のうちいずれか一方を走査する光走査部を備えた対象物検出装置にも本発明を適用することは可能である。また、光走査部を備えない対象物検出装置にも本発明を適用することは可能である。
Further, in the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the object detection device 100 including the optical scanning unit 4 that scans both the measurement light and the reflected light has been described. The present invention can also be applied to an object detection device including an optical scanning unit that scans either one. In addition, the present invention can be applied to an object detection device that does not include an optical scanning unit.
さらに、以上の実施形態では、車載用のレンズユニット４０や対象物検出装置１００に本発明を適用した例を挙げたが、その他の用途のレンズユニットや対象物検出装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
Further, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to the vehicle-mounted lens unit 40 and the object detection device 100 has been described. However, the present invention is also applicable to a lens unit and an object detection device for other uses. It is possible to apply
２ ＬＤモジュール（投光部）
４ 光走査部
７ ＰＤモジュール（受光部）
１６ 受光レンズ（レンズ）
１６ｄ レンズ支持部（導光部）
１６ｅ 先端部
１６ｆ、１６ｇ 光散乱部
１６ｈ 応力吸収部
１８、２８、３８、４８、５８ レンズ支持部
１８ｂ、２８ｂ、３８ｂ、５８ｂ 先端部
１８ｃ、２８ｃ、３８ｃ、５８ｃ 応力吸収部
１９ 光硬化型の接着剤
２９ 非光硬化型の接着剤
３０ ベース
３０ｖ 凹部
４０ レンズユニット
４８ｂ、４８Ｌ、４８ｒ、４８ｕ 枠部（応力吸収部）
４８ｆ 応力吸収部
４８ｋ 開口部
１００ 対象物検出装置
Ｘ 受光レンズの長手径方向
Ｙ 受光レンズの短手径方向 2 LD module (light emitting unit)
4Optical scanning unit 7 PD module (light receiving unit)
16 Receiving lens (lens)
16d lens support (light guide)
16e Tip 16f, 16g Light scattering part 16h Stress absorbing part 18, 28, 38, 48, 58 Lens supporting part 18b, 28b, 38b, 58b Tip 18c, 28c, 38c, 58c Stress absorbing part 19 Light curing type bonding Agent 29 Non-light curing adhesive 30 Base 30v Concave 40 Lens unit 48b, 48L, 48r, 48u Frame (stress absorbing part)
48f Stress absorbingpart 48k Opening part 100 Object detection device X Longitudinal direction of light receiving lens Y Short direction of light receiving lens
４ 光走査部
７ ＰＤモジュール（受光部）
１６ 受光レンズ（レンズ）
１６ｄ レンズ支持部（導光部）
１６ｅ 先端部
１６ｆ、１６ｇ 光散乱部
１６ｈ 応力吸収部
１８、２８、３８、４８、５８ レンズ支持部
１８ｂ、２８ｂ、３８ｂ、５８ｂ 先端部
１８ｃ、２８ｃ、３８ｃ、５８ｃ 応力吸収部
１９ 光硬化型の接着剤
２９ 非光硬化型の接着剤
３０ ベース
３０ｖ 凹部
４０ レンズユニット
４８ｂ、４８Ｌ、４８ｒ、４８ｕ 枠部（応力吸収部）
４８ｆ 応力吸収部
４８ｋ 開口部
１００ 対象物検出装置
Ｘ 受光レンズの長手径方向
Ｙ 受光レンズの短手径方向 2 LD module (light emitting unit)
4
16 Receiving lens (lens)
16d lens support (light guide)
48f Stress absorbing
Claims (10)
- レンズと、
前記レンズを取り付けるベースと、を備えたレンズユニットにおいて、
前記レンズの端部に設けられ、前記ベースに対して接着剤で固定されて、前記レンズを支持するレンズ支持部をさらに備え、
前記レンズ支持部は、前記レンズと前記ベースとの間の熱膨張収縮差により受ける応力を吸収する応力吸収部を有する、ことを特徴とするレンズユニット。 Lens and
A base for attaching the lens,
Further provided is a lens support portion provided at an end of the lens, fixed to the base with an adhesive, and supporting the lens,
The lens unit, wherein the lens support portion includes a stress absorbing portion that absorbs stress caused by a difference in thermal expansion and contraction between the lens and the base. - 請求項１に記載のレンズユニットにおいて、
前記接着剤は、前記レンズ支持部と前記ベースとに渡るように設けられ、所定の波長の光を照射することにより硬化して、前記レンズ支持部と前記ベースとを固定する、ことを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to claim 1,
The adhesive is provided so as to extend between the lens support portion and the base, and is cured by irradiating light of a predetermined wavelength to fix the lens support portion and the base. Lens unit. - 請求項２に記載のレンズユニットにおいて、
前記レンズ支持部は、前記所定の波長の光を前記接着剤まで導く導光部、または前記所定の波長の光を透過させつつ散乱させる光散乱部を有している、ことを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to claim 2,
A lens, wherein the lens supporting portion has a light guiding portion for guiding the light of the predetermined wavelength to the adhesive, or a light scattering portion for transmitting and scattering the light of the predetermined wavelength. unit. - 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレンズユニットにおいて、
前記レンズ支持部は、前記レンズの径方向の両側に突出するように柱状に設けられ、先端部が前記接着剤により前記ベースに固定され、
前記応力吸収部は、前記レンズ支持部の中間部分に設けられて、前記レンズおよび前記ベースより高い可撓性を有し、前記熱膨張収縮差による応力を受けて撓むことにより、前記応力を吸収する、ことを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to any one of claims 1 to 3,
The lens support portion is provided in a columnar shape so as to protrude on both sides in the radial direction of the lens, and a tip portion is fixed to the base by the adhesive,
The stress absorbing portion is provided at an intermediate portion of the lens supporting portion, has higher flexibility than the lens and the base, and is bent by receiving a stress due to the difference in thermal expansion and contraction, thereby reducing the stress. A lens unit characterized by absorbing. - 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレンズユニットにおいて、
前記レンズ支持部は、前記レンズを周方向に囲むように枠状に設けられ、
前記応力吸収部は、前記レンズ支持部の前記レンズと対向する部分に設けられて、前記レンズおよび前記ベースより高い可撓性を有し、前記熱膨張収縮差による応力を受けて撓むことにより、前記応力を吸収する、ことを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to any one of claims 1 to 3,
The lens support portion is provided in a frame shape so as to surround the lens in a circumferential direction,
The stress absorbing portion is provided at a portion of the lens support portion facing the lens, has higher flexibility than the lens and the base, and is bent by receiving a stress due to the difference in thermal expansion and contraction. And a lens unit for absorbing the stress. - 請求項５に記載のレンズユニットにおいて、
前記レンズと前記レンズ支持部との間に、開口部が設けられている、ことを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to claim 5,
A lens unit, wherein an opening is provided between the lens and the lens support. - 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のレンズユニットにおいて、
前記レンズ支持部は、前記レンズと前記ベースのうち、いずれか一方と同一の材料で形成されている、ことを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to any one of claims 1 to 6,
The lens unit, wherein the lens support portion is formed of the same material as one of the lens and the base. - 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のレンズユニットにおいて、
前記ベースは、前記レンズ支持部の先端部が嵌入され、かつ前記接着剤が充填される凹部を有している、ことを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to any one of claims 1 to 7,
The lens unit according to claim 1, wherein the base has a concave portion into which a tip of the lens support portion is fitted and filled with the adhesive. - 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のレンズユニットと、
所定範囲に測定光を投光する投光部と、
前記所定範囲にある対象物での前記測定光の反射光を受光する受光部と、を備え、
前記反射光の受光状態に応じて前記受光部から出力される受光信号に基づいて前記対象物を検出する、ことを特徴とする対象物検出装置。 A lens unit according to any one of claims 1 to 8,
A light-emitting unit that emits measurement light to a predetermined range,
A light receiving unit that receives reflected light of the measurement light on the target object in the predetermined range,
An object detection device, wherein the object is detected based on a light receiving signal output from the light receiving unit according to a light receiving state of the reflected light. - 請求項９に記載の対象物検出装置において、
前記投光部から投光された前記測定光を偏向して、前記所定範囲に走査し、前記対象物からの前記反射光を走査して、前記受光部に導くように偏向する光走査部をさらに備え、
前記レンズユニットに備わるレンズは、前記受光部で受光される前の前記反射光を光学的に調整する受光レンズである、ことを特徴とする対象物検出装置。 The object detection device according to claim 9,
An optical scanning unit that deflects the measurement light emitted from the light emitting unit, scans the predetermined range, scans the reflected light from the object, and deflects the light to guide the light receiving unit. In addition,
The object detecting device, wherein the lens provided in the lens unit is a light receiving lens for optically adjusting the reflected light before being received by the light receiving unit.
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| WO2023119975A1 (en) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | オムロン株式会社 | Lens support structure and optical range sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7091908B2 (en) | 2022-06-28 |
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