[发明专利]光学式测距装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学式测距装置以及其制造方法，该光学式测距装置基于使从发光元件射出的光被测距对象物反射而到达受光元件的第一光路、和使从发光元件射出的光到达受光元件的第二光路这两个光路，来测定距上述测距对象物的距离。

背景技术

以往，作为测距方法，普遍公知的是测定光的往返时间而算出距测定对象的距离的方法、即所谓的TOF(Time Of Flight)法。该测距方法如下进行：由于众所周知光速c为3.0×10⁸m/s，故通过测定其往返时间t1，利用以下的算式(1)算出距对象物的距离L。

L＝(c·t1)/2...(1)

上述TOF法中的具体信号处理方法有如下各种提案：例如(日本)特开平6-18665号公报(文献1)所公开的距离计测装置，将开始脉冲(与发光元件同步)作为开始信号，在积分器上持续累积(或者放电)电荷，直至检测到结束脉冲(受光信号)，由其增加(或减少)量检测光的往返时间。这样，作为测定上述开始脉冲与结束脉冲之间的时间的测定方法，具有如下的方法等，例如(日本)特开平7-294642号公报(文献2)所公开的距离测定装置，与开始脉冲同时开始对基准CLK的脉冲数进行计数，基于检测到开始脉冲时的脉冲数而得到光的往返时间。

这些方法都是对来自检测被测距对象物反射的光的受光元件的检测信号进行处理而得到距离信息。此时，由于上述发光元件的应答速度的波动、上述受光元件的应答速度的波动、环境(主要是温度)等影响造成的上述两元件的特性变化等，在距离信息上会产生误差。

因此，为了减少上述这样的误差，使用将从上述发光元件射出的光由上述测距对象物反射而由受光元件检测的第一光路、和从上述发光元件射出的光由上述受光元件检测的、与上述第一光路不同的第二光路，若上述第二光路的长度为已知的且是一定的，则能够以上述第二光路为基准校正基于上述第一光路算出的距离信息。因此，提出有(日本)专利第3225682号公报(文献3)所公开的距离测定装置、(日本)特开2002-286844号公报(文献4)所公开的距离测定装置、(日本)专利第2896782号公报(文献5)所公开的脉冲方式的光波距离计等使用上述第二光路的各种测距装置。

但是，在上述文献3～文献5公开的现有的测距装置中，存在以下的问题。

即，上述第二光路在上述文献3公开的距离测定装置的情况下，由反射境或棱镜形成，在上述文献4公开的距离测定装置的情况下由导光部件形成，在上述文献5公开的脉冲方式的光波距离计的情况下由光纤形成。

如上所述，为了校正基于上述第一光路算出的距离信息，重要的是使上述第二光路的长度总是一定的。通常，若温度上升，则光路的长度由于热膨胀而变长。但是，上述文献3～文献5公开的现有的测距装置中，对于上述第二光路的热膨胀完全没有提及。另外，由于上述第二光路由分离的光学元件构成，距离测定装置变大，用于电子设备时成为不适当的构造。

发明内容

因此，本发明的课题是提供一种即使在温度变化很大的环境下也能够得到高的测距精度的小型光学式测距装置以及其制造方法。

为了解决上述课题，本发明的光学式测距装置包括：发光元件；受光元件，其接受从上述发光元件射出的光；第一光学系统，其用于形成使从上述发光元件射出的光被测距对象物反射而到达上述受光元件的第一光路；第二光学系统，其用于形成使从上述发光元件射出的光不被上述测距对象物反射地到达上述受光元件的第二光路；距离信息计算机构，其基于接受通过了上述第一光路的光时从上述受光元件射出的信号、和接受通过了上述第二光路的光时从上述受光元件输出的信号，得到距上述测距对象物的距离信息，上述第二光学系统具有透明树脂，其与上述发光元件的发光部和上述受光元件的受光部直接接触并将从上述发光部射出的一部分光导向上述受光部。

光路长是光路的长度与折射率的乘积，在光路为透明树脂的情况下，若温度上升则光路的长度增加，但光路的折射率下降。因此，光路长自身大致一定。根据上述构成，形成第二光路的第二光学系统含有直接接触发光元件的发光部和受光元件的受光部的透明树脂而构成。因此，由上述透明树脂形成的上述第二光路不依赖温度而使长度大致一定，能够将得到的距离信息的温度误差减少。

另外，在上述第一方面的光学式测距装置中，上述受光元件的受光部具有多个，并且，上述多个受光部中的一部分与上述第一光学系统光学地耦合，其他受光部与上述第二光学系统光学地耦合。