JP2005195416A - Distance measuring sensor and electronic device equipped therewith - Google Patents

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Takahiko Nakano
貴彦 中野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distance measuring sensor capable of detecting an object at a short distance quickly and accurately, and an electronic device equipped therewith. <P>SOLUTION: This distance measuring sensor 1 is equipped with an LED 2, a floodlighting lens 3 for floodlighting emitted light 13 from the LED 2 to the object, a light guide path 11 for branching branched light 14 from the emitted light 13, a floodlighting lens 12 for floodlighting the branched light 14 to the object, a light receiving lens 4 for collecting reflected light reflected by the object, and a PSD 5 for receiving the reflected light and outputting a signal corresponding to a receiving position of the reflected light. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、測距センサおよびこれを備えた電子機器に関し、特に近距離にある対象物を迅速かつ正確に検出可能な測距センサおよびこれを備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a distance measuring sensor and an electronic apparatus including the same, and more particularly to a distance measuring sensor capable of quickly and accurately detecting an object at a short distance and an electronic apparatus including the same.

対象物の距離を測定する装置として、いわゆる三角測距方式を用いた測距センサが知られている。図１１は、三角測距方式を用いた従来の測距センサの構成を概略的に示す断面図である。   A distance measuring sensor using a so-called triangular distance measuring method is known as an apparatus for measuring the distance of an object. FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional distance measuring sensor using a triangular distance measuring method.

図１１を参照して、従来の測距センサ１０１は、発光ダイオード（Light-Emitting Diode ;ＬＥＤ）１０２と、投光レンズ１０３と、受光レンズ１０４と、半導体光入射位置検出素子（Position Sensitive Detector ;ＰＳＤ）１０５と、ＩＣ１０６とを備えている。リードフレーム１０８上に、ＬＥＤ１０２、ＰＳＤ１０５、およびＩＣ１０６がダイボンドやワイヤーボンドなどによって実装されている。これらの周囲は、光透過性樹脂１０９によってモールドされている。さらにこの光透過性樹脂１０９の外側が遮光性樹脂からなるケース１０７によってモールドされている。ケース１０７の上面には、投光レンズ１０３および受光レンズ１０４が組み付けられている。投光レンズ１０３および受光レンズ１０４は、それぞれＬＥＤ１０２およびＰＳＤ１０５に対向するようにケース１０７に組み付けられている。   Referring to FIG. 11, a conventional distance measuring sensor 101 includes a light emitting diode (LED) 102, a light projecting lens 103, a light receiving lens 104, and a semiconductor light incident position detecting element (Position Sensitive Detector). PSD) 105 and IC 106. The LED 102, PSD 105, and IC 106 are mounted on the lead frame 108 by die bonding, wire bonding, or the like. These areas are molded with a light transmissive resin 109. Further, the outside of the light transmitting resin 109 is molded by a case 107 made of a light shielding resin. A light projecting lens 103 and a light receiving lens 104 are assembled on the upper surface of the case 107. The light projecting lens 103 and the light receiving lens 104 are assembled to the case 107 so as to face the LED 102 and the PSD 105, respectively.

続いて、従来の三角測距方式を応用した測距センサにおける対象物の距離の測定原理を説明する。   Next, the principle of measuring the distance of the object in the distance measuring sensor applying the conventional triangular distance measuring method will be described.

図１２は、三角測距方式を用いた従来の測距センサにおける対象物の測定原理を説明するための模式図である。   FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the measurement principle of an object in a conventional distance measuring sensor using a triangular distance measuring method.

図１２を参照して、ＬＥＤ１０２から出射された光は、投光レンズ１０３によって集光されて位置１５１にある対象物に投光される。対象物によって反射された散乱反射光は、受光レンズ１０４によって集光され、ＰＳＤ１０５で受光される。このとき、受光レンズ１０４とＰＳＤ１０５との距離をｆ、受光レンズ１０４の光軸と投光レンズ１０３の光軸との距離（基線長）をＡ、受光レンズ１０４の光軸からＰＳＤ１０５上の受光位置までの距離をｘ1とすると、受光レンズ１０４と投光レンズ１０３との基線から対象物までの距離Ｄは以下の式で表わされる。 Referring to FIG. 12, the light emitted from LED 102 is condensed by light projecting lens 103 and projected onto the object at position 151. The scattered reflected light reflected by the object is collected by the light receiving lens 104 and received by the PSD 105. At this time, the distance between the light receiving lens 104 and the PSD 105 is f, the distance (base length) between the optical axis of the light receiving lens 104 and the light projecting lens 103 is A, and the light receiving position on the PSD 105 from the optical axis of the light receiving lens 104. X 1 is a distance D from the base line of the light receiving lens 104 and the light projecting lens 103 to the target object.

Figure 2005195416
Figure 2005195416

ＰＳＤ１０５の両端からは、この受光位置に応じた一対の光電流が出力されるので、この出力に基づいてＰＳＤ１０５によって受光された反射光の受光位置（スポット位置）を求めることができる。したがって、これに基づいてＩＣ１０６（図１１）により受光レンズ１０４と投光レンズ１０３との基線から対象物までの距離Ｄが出力される。   Since a pair of photocurrents corresponding to the light receiving position are output from both ends of the PSD 105, the light receiving position (spot position) of the reflected light received by the PSD 105 can be obtained based on this output. Therefore, based on this, the distance D from the base line between the light receiving lens 104 and the light projecting lens 103 to the object is output by the IC 106 (FIG. 11).

しかしながら、従来の測距センサ１０１では、近距離の対象物の測定を行なう場合に限界があった。すなわち、図１２において対象物が位置１５２よりも近い位置にある場合には、ｘ1が大きくなり、反射光がＰＳＤ１０５で受光されなくなる。その結果、基線から対象物までの距離Ｄが測定できなくなっていた。同様の理由により、従来の測距センサ１０１では近距離にある対象物の検出をする場合にも限界があった。 However, the conventional distance measuring sensor 101 has a limit in measuring an object at a short distance. That is, in FIG. 12, when the object is at a position closer to the position 152, x 1 becomes large and the reflected light is not received by the PSD 105. As a result, the distance D from the base line to the object cannot be measured. For the same reason, the conventional distance measuring sensor 101 has a limit in detecting an object at a short distance.

そこで、たとえば特開平７−３８０４８号公報（特許文献１）や特開平１１−６３９７３号公報（特許文献２）などに、近距離にある対象物の検出が可能な技術が開示されている。   Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-38048 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-63973 (Patent Document 2) disclose a technique capable of detecting an object at a short distance.

上記特許文献１に開示された測距センサにおいては、遠距離用ＬＥＤと近距離用ＬＥＤとの２つのＬＥＤが基線長方向の異なる位置に配置される。そして、それぞれのＬＥＤを選択的に発光し、反射光が受光されたＰＳＤの出力をそれぞれに応じて補正することにより、近距離にある対象物の検出が可能となっている。   In the distance measuring sensor disclosed in Patent Document 1, two LEDs, a long-distance LED and a short-distance LED, are arranged at different positions in the baseline length direction. Then, by selectively emitting light from each LED and correcting the output of the PSD that has received the reflected light, it is possible to detect an object at a short distance.

また、上記特許文献２に開示された測距センサにおいては、遠距離用ＬＥＤと、広角度の散乱光を照射する近距離用ＬＥＤとが配置され、それぞれのＬＥＤが選択的に発光される。対象物で反射した近距離用ＬＥＤの光の光量に基づいて、近距離にある対象物の測定が可能となっている。
特開平７−３８０４８号公報 特開平１１−６３９７３号公報 In the distance measuring sensor disclosed in Patent Document 2, a long-distance LED and a short-distance LED that irradiates scattered light at a wide angle are arranged, and each LED emits light selectively. An object at a short distance can be measured based on the amount of light of the short-distance LED reflected by the object.
JP 7-38048 A JP-A-11-63973

しかしながら、上記特許文献１に開示された測距センサにおいては、対象物の検出の際に遠距離用ＬＥＤと近距離用ＬＥＤとの各々を選択的に発光する必要があるため、対象物の検出を迅速に行なうことができないという問題があった。   However, in the distance measuring sensor disclosed in Patent Document 1, it is necessary to selectively emit each of the long-distance LED and the short-distance LED when detecting the object. There was a problem that could not be performed quickly.

また、上記特許文献２に開示された測距センサにおいては、対象物で反射した近距離用ＬＥＤの光の光量に基づいて近距離にある対象物の検出が行なわれるため、対象物の反射率が検出に影響しやすい。すなわち、近距離に反射率が低い対象物がある場合には十分な反射光が得られず、その結果、対象物の存否の判断を誤るおそれがあり、対象物を正確に検出することができないという問題があった。   Further, in the distance measuring sensor disclosed in Patent Document 2, an object at a short distance is detected based on the amount of light of the short-distance LED reflected by the object. Is susceptible to detection. That is, when there is an object with a low reflectance at a short distance, sufficient reflected light cannot be obtained, and as a result, there is a risk of misjudgment of the existence of the object, and the object cannot be accurately detected. There was a problem.

したがって、本発明の目的は、近距離にある対象物を迅速かつ正確に検出可能な測距センサおよびこれを備えた電子機器を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a distance measuring sensor capable of quickly and accurately detecting an object at a short distance and an electronic apparatus including the same.

本発明の測距センサは、発光素子と、発光素子の発光光を対象物に投光する第１の投光用集光部材と、発光光から分岐光を分岐する分岐部材と、分岐光を対象物に投光する第２の投光用集光部材と、対象物で反射した反射光を集光する受光用集光部材と、反射光を受光し、かつ反射光の受光位置に応じた信号を出力する受光素子とを備えている。   The distance measuring sensor of the present invention includes a light emitting element, a first light projecting condensing member that projects light emitted from the light emitting element onto an object, a branch member that branches branched light from the emitted light, and a branched light. A second light projecting light condensing member that projects light onto the object, a light receiving light condensing member that condenses the reflected light reflected by the object, and receives the reflected light and corresponds to the light receiving position of the reflected light And a light receiving element for outputting a signal.

本発明の測距センサによれば、第１の投光用集光部材から発光光が対象物に投光され、その反射光を受光素子で受光することにより遠距離にある対象物が検出される。また、第２の投光用集光部材から分岐光が対象物に投光され、その反射光を受光素子で受光することにより近距離にある対象物が検出される。また、発光素子は１つで足りるので、複数の発光素子を選択的に発光させる必要がなくなり、迅速な対象物の検出が可能である。さらに、受光素子で受光される反射光の位置に基づいて対象物が検出されるので、対象物の反射率が検出に影響を与えにくい。そして、分岐光は発光光の一部を分岐して用いているので光量が小さい。このため、遠距離にある対象物の検出の際、分岐光の反射光が発光光の反射光に与える影響は少ない。したがって、正確な対象物の検出が可能である。以上により、近距離にある対象物を迅速かつ正確に検出可能となる。   According to the distance measuring sensor of the present invention, the emitted light is projected onto the object from the first light projecting condensing member, and the object at a long distance is detected by receiving the reflected light with the light receiving element. The Further, the branched light is projected onto the object from the second light projecting condensing member, and the object at a short distance is detected by receiving the reflected light by the light receiving element. In addition, since only one light emitting element is required, it is not necessary to selectively emit light from a plurality of light emitting elements, and it is possible to quickly detect an object. Furthermore, since the object is detected based on the position of the reflected light received by the light receiving element, the reflectance of the object is unlikely to affect the detection. The branched light has a small amount of light because a part of the emitted light is branched. For this reason, when detecting an object at a long distance, the reflected light of the branched light has little influence on the reflected light of the emitted light. Accordingly, it is possible to accurately detect an object. As described above, an object at a short distance can be detected quickly and accurately.

本発明の測距センサにおいて好ましくは、第１の投光用集光部材の光軸と、第１の投光用集光部材と受光用集光部材との基線とで形成される平面外にある光軸を第２の投光用集光部材は有している。   Preferably, in the distance measuring sensor according to the present invention, the optical axis of the first light projecting condensing member and the plane formed by the base lines of the first light projecting condensing member and the light receiving condensing member are out of the plane. The second light condensing member has a certain optical axis.

これにより、第２の投光用集光部材から投光される分岐光は、基線からの距離が遠くなるにつれて受光用集光部材の視野から外れる。このため、遠距離に対象物がある場合に、第２の投光用集光部材から投光される分岐光の反射光を受光素子で受光されにくくすることができる。したがって、遠距離にある対象物の検出の際、分岐光の反射光が発光光の反射光に与える影響を少なくすることができ、遠距離にある対象物を正確に検出することができる。また、分岐光の反射光が発光光の反射光に与える影響が少なくなるので、第２の投光用集光部材から投光される分岐光の光量を増やすことができる。したがって、近距離にある対象物を正確に検出することができる。   Thereby, the branched light projected from the second light projecting condensing member deviates from the field of view of the light receiving condensing member as the distance from the base line increases. For this reason, when there is an object at a long distance, it is possible to make it difficult for the light receiving element to receive the reflected light of the branched light projected from the second light projecting condensing member. Therefore, when detecting an object at a long distance, the influence of the reflected light of the branched light on the reflected light of the emitted light can be reduced, and the object at a long distance can be accurately detected. Further, since the influence of the reflected light of the branched light on the reflected light of the emitted light is reduced, it is possible to increase the amount of the branched light projected from the second light projecting light collecting member. Therefore, it is possible to accurately detect an object at a short distance.

本発明の測距センサにおいて好ましくは、第２の投光用集光部材の光軸は、第１の投光用集光部材の近距離側の測定限界位置よりも基線に近い位置で受光用集光部材の視野と交差している。   In the distance measuring sensor of the present invention, preferably, the optical axis of the second light projecting condensing member is for receiving light at a position closer to the base line than the measurement limit position on the short distance side of the first light projecting condensing member. It intersects the field of view of the light collecting member.

これにより、遠距離にある対象物の検出の際、分岐光の反射光は発光光の反射光にほとんど影響を与えなくなり、遠距離にある対象物を一層正確に検出することができる。また、分岐光の反射光が発光光の反射光にほとんど影響を与えなくなるので、第２の投光用集光部材から投光される分岐光の光量を増やすことができる。したがって、近距離にある対象物を一層正確に検出することができる。   Thereby, when detecting the object at a long distance, the reflected light of the branched light hardly affects the reflected light of the emitted light, and the object at a long distance can be detected more accurately. Further, since the reflected light of the branched light hardly affects the reflected light of the emitted light, the amount of the branched light projected from the second light projecting light collecting member can be increased. Therefore, it is possible to more accurately detect an object at a short distance.

本発明の測距センサにおいて好ましくは、第１の投光用集光部材の光軸と、第１の投光用集光部材と受光用集光部材との基線とで形成される平面外に、第２の投光用集光部材が配置されている。   Preferably, in the distance measuring sensor according to the present invention, the optical axis of the first light projecting condensing member and the plane formed by the base lines of the first light projecting condensing member and the light receiving condensing member are out of the plane. The second light condensing member for light projection is disposed.

これにより、第２の投光用集光部材の光軸と受光用集光部材の視野とがなす角を大きくしやすくなる。第２の投光用集光部材の光軸と受光用集光部材の視野とがなす角を大きくすると、対象物の基線からの距離に従って分岐光の反射光の光量が減少する割合が大きくなる。したがって、遠距離にある対象物の検出の際、分岐光の反射光が発光光の反射光に与える影響を容易に少なくすることができ、遠距離にある対象物の正確な検出を容易にすることができる。また、第２の投光用集光部材から投光される分岐光の光量を増やすことができるので、近距離に存在する対象物の正確な検出を容易にすることができる。   This makes it easy to increase the angle formed by the optical axis of the second light projecting light collecting member and the field of view of the light receiving light collecting member. Increasing the angle formed by the optical axis of the second light projecting condensing member and the field of view of the light receiving condensing member increases the rate at which the amount of reflected light of the branched light decreases according to the distance from the base line of the object. . Therefore, when detecting an object at a long distance, the influence of the reflected light of the branched light on the reflected light of the emitted light can be easily reduced, and the accurate detection of the object at a long distance is facilitated. be able to. Moreover, since the light quantity of the branched light projected from the 2nd light projection condensing member can be increased, the exact detection of the target object which exists in a short distance can be made easy.

本発明の測距センサにおいて好ましくは、発光光から他の分岐光を分岐する他の分岐部材と、他の分岐光を対象物に投光する第３の投光用集光部材とをさらに備えている。第１の投光用集光部材の光軸と、第１の投光用集光部材と受光用集光部材との基線とで形成される平面に関して、第３の投光用集光部材の光軸が第２の投光用集光部材の光軸と対称となるように、第３の投光用集光部材が配置されている。   Preferably, the distance measuring sensor according to the present invention further includes another branch member that branches other branched light from the emitted light, and a third light condensing member that projects the other branched light onto the target. ing. With respect to the plane formed by the optical axis of the first light projecting condensing member and the base line of the first light projecting condensing member and the light receiving condensing member, the third light projecting condensing member The third light projecting condensing member is arranged so that the optical axis is symmetrical with the optical axis of the second light projecting condensing member.

これにより、第３の投光用集光部材から投光された他の分岐光の反射光は、上述の平面に関して第２の投光用集光部材から投光された分岐光の反射光と対称になるように受光素子に入射する。その結果、これら２つの反射光の受光位置は、基線方向で同一の受光位置となるので、受光素子で異なる２つの信号が出力されることはない。したがって、対象物の検出に影響を及ぼすことなく、近距離にある対象物へ投光される分岐光の光量を他の分岐光により増やすことができるので、近距離に存在する対象物を一層正確に検出することができる。   Thereby, the reflected light of the other branched light projected from the third light projecting condensing member is the same as the reflected light of the branched light projected from the second light projecting condensing member with respect to the plane described above. The light enters the light receiving element so as to be symmetrical. As a result, since the light receiving positions of these two reflected lights are the same light receiving position in the base line direction, two different signals are not output by the light receiving element. Therefore, the amount of the branched light projected to the target at a short distance can be increased by other branched light without affecting the detection of the target, so that the target at a short distance can be more accurately detected. Can be detected.

本発明の測距センサにおいて好ましくは、第２の投光用集光部材はレンズよりなっている。これにより、簡易な構成で分岐光を対象物に投光することができる。また、レンズを設置する位置やレンズの大きさによって、分岐光の光量や光軸の方向を容易に調整することができる。   In the distance measuring sensor of the present invention, it is preferable that the second light condensing member is a lens. Thereby, branch light can be projected on a target object with a simple structure. Further, the amount of branched light and the direction of the optical axis can be easily adjusted depending on the position where the lens is installed and the size of the lens.

本発明の測距センサにおいて好ましくは、第２の投光用集光部材は分岐光を透過するための穴が開口された遮光部材よりなっている。これにより、簡易な構成で分岐光を対象物に投光することができる。また、穴の大きさや向きによって、分岐光の光量や光軸の方向を容易に調整することができる。   In the distance measuring sensor of the present invention, preferably, the second light projecting condensing member is a light shielding member having a hole for transmitting the branched light. Thereby, branch light can be projected on a target object with a simple structure. Moreover, the light quantity of branched light and the direction of an optical axis can be easily adjusted with the magnitude | size and direction of a hole.

本発明の測距センサにおいて好ましくは、第２の投光用集光部材の対象物側に配置されたフィルタをさらに備えている。これにより、異物が遮光部材の穴に入り込んで、近距離にある対象物の検出が困難になることがなくなる。また、異物はフィルタに付着するので、フィルタを取り外すことで容易に異物を除去することができる。   Preferably, the distance measuring sensor of the present invention further includes a filter disposed on the object side of the second light projecting light collecting member. As a result, the foreign object does not enter the hole of the light shielding member and it becomes difficult to detect an object at a short distance. Moreover, since a foreign material adheres to a filter, a foreign material can be easily removed by removing a filter.

本発明における電子機器は、上述のいずれかの測距センサを備えている。これにより、近距離にある対象物を迅速かつ正確に検出可能な電子機器を得ることができる。   An electronic apparatus according to the present invention includes any one of the distance measuring sensors described above. Thereby, the electronic device which can detect the target object in a short distance rapidly and correctly can be obtained.

本発明の測距センサによれば、第１の投光用集光部材から発光光が対象物に投光され、その反射光を受光素子で受光することにより遠距離にある対象物が検出される。また、第２の投光用集光部材から分岐光が対象物に投光され、その反射光を受光素子で受光することにより近距離にある対象物が検出される。また、発光素子は１つで足りるので、複数の発光素子を選択的に発光させる必要がなくなり、迅速な対象物の検出が可能である。さらに、受光素子で受光される反射光の位置に基づいて対象物が検出されるので、対象物の反射率が検出に影響を与えにくい。そして、分岐光は発光光の一部を分岐して用いているので光量が小さい。このため、遠距離にある対象物の検出の際、分岐光の反射光が発光光の反射光に与える影響は少ない。したがって、正確な対象物の検出が可能である。以上により、近距離にある対象物を迅速かつ正確に検出可能となる。   According to the distance measuring sensor of the present invention, the emitted light is projected onto the object from the first light projecting condensing member, and the object at a long distance is detected by receiving the reflected light with the light receiving element. The Further, the branched light is projected onto the object from the second light projecting condensing member, and the object at a short distance is detected by receiving the reflected light by the light receiving element. In addition, since only one light emitting element is required, it is not necessary to selectively emit light from a plurality of light emitting elements, and it is possible to quickly detect an object. Furthermore, since the object is detected based on the position of the reflected light received by the light receiving element, the reflectance of the object is unlikely to affect the detection. The branched light has a small amount of light because a part of the emitted light is branched. For this reason, when detecting an object at a long distance, the reflected light of the branched light has little influence on the reflected light of the emitted light. Accordingly, it is possible to accurately detect an object. As described above, an object at a short distance can be detected quickly and accurately.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における測距センサの構成を概略的に示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the distance measuring sensor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.

図１および図２を参照して、測距センサ１は、ＬＥＤ２（発光素子）と、投光レンズ３（第１の投光用集光部材）と、導光路１１（分岐部材）と、投光レンズ１２（第２の投光用集光部材）と、受光レンズ４（受光用集光部材）と、ＰＳＤ５（受光素子）と、ＩＣ６とからなる。ＬＥＤ２とＩＣ６とＰＳＤ５とはリードフレーム８上に配置されていて、ダイボンドやワイヤーボンドなどによって実装されている。ＬＥＤ２と、ＩＣ６およびＰＳＤ５とは、遮光性のケース７によって隔たれている。さらに、ＬＥＤ２とＩＣ６とＰＳＤ５との周囲は、光透過性樹脂９により覆われることによりケース７内に固定されている。投光レンズ３は、図２中左上のケース７の突起部分に固定して配置されている。受光レンズ４は図２中右上のケース７に固定されて配置されている。導光路１１と投光レンズ１２とは一体化していて、ＬＥＤ２と、ＩＣ６およびＰＳＤ５とを隔てているケース７の上に配置されている。   1 and 2, the distance measuring sensor 1 includes an LED 2 (light emitting element), a light projecting lens 3 (first light condensing member), a light guide path 11 (branching member), and a projector. The optical lens 12 (second light projecting condensing member), a light receiving lens 4 (light receiving condensing member), a PSD 5 (light receiving element), and an IC 6 are included. The LED 2, IC 6, and PSD 5 are disposed on the lead frame 8 and are mounted by die bonding or wire bonding. The LED 2 is separated from the IC 6 and the PSD 5 by a light shielding case 7. Further, the periphery of the LED 2, the IC 6, and the PSD 5 is fixed in the case 7 by being covered with a light transmissive resin 9. The light projecting lens 3 is fixed to the protruding portion of the case 7 at the upper left in FIG. The light receiving lens 4 is fixed to the case 7 at the upper right in FIG. The light guide 11 and the light projecting lens 12 are integrated, and are disposed on the case 7 that separates the LED 2 from the IC 6 and the PSD 5.

続いて、本実施の形態の測距センサの測定原理について説明する。   Next, the measurement principle of the distance measuring sensor according to this embodiment will be described.

図３は、本発明の実施の形態１の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｙｚ平面図である。   FIG. 3 is a yz plan view for explaining the detection principle of the object in the distance measuring sensor according to the first embodiment of the present invention.

図３を参照して、投光レンズ３と投光レンズ１２と受光レンズ４との各々がｙｚ平面内に配置されている。ＬＥＤ２の発光光１３は、投光レンズ３によって集光されて、対象物に投光される。また、ＬＥＤ２の発光光１３の一部は導光路１１により分岐されて、この分岐光１４が投光レンズ１２によって集光されて、対象物に投光される。投光レンズ３と投光レンズ１２とはｙｚ平面内に各々の光軸を有している。対象物によって反射された反射光は、受光レンズ４によって集光され、ＰＳＤ５で受光される。ＰＳＤ５によって受光された反射光の受光位置は、基線２０から対象物までの距離によって変化する。ＰＳＤ５の両端５ａ、５ｂからは、この受光位置に応じた一対の光電流Ｉ１、Ｉ２が出力される。この光電流Ｉ１と光電流Ｉ２とは、信号処理回路であるＩＣ６により出力信号Ｓ（Ｓ１またはＳ２）に変換される。この出力信号Ｓに基づいて、対象物の検知が行なわれる。出力信号Ｓ１、Ｓ２は、それぞれ以下の式（２）および式（３）で表わされる。   Referring to FIG. 3, each of light projecting lens 3, light projecting lens 12, and light receiving lens 4 is arranged in the yz plane. The emitted light 13 of the LED 2 is condensed by the light projecting lens 3 and projected onto the object. Moreover, a part of the emitted light 13 of the LED 2 is branched by the light guide path 11, and this branched light 14 is condensed by the light projecting lens 12 and projected onto the object. The light projecting lens 3 and the light projecting lens 12 have respective optical axes in the yz plane. The reflected light reflected by the object is collected by the light receiving lens 4 and received by the PSD 5. The light receiving position of the reflected light received by the PSD 5 varies depending on the distance from the base line 20 to the object. A pair of photocurrents I1 and I2 corresponding to the light receiving position is output from both ends 5a and 5b of the PSD 5. This photocurrent I1 and photocurrent I2 are converted into an output signal S (S1 or S2) by IC6 which is a signal processing circuit. Based on the output signal S, the object is detected. The output signals S1 and S2 are expressed by the following equations (2) and (3), respectively.

Ｓ１＝Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２） ・・・（２）
Ｓ２＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２） ・・・（３）
ここで、Ｉ１、Ｉ２は以下の式（４）および式（５）で表わされる。 S1 = I1 / (I1 + I2) (2)
S2 = (I1-I2) / (I1 + I2) (3)
Here, I1 and I2 are represented by the following formulas (4) and (5).

Ｉ１＝（Ｗ＋２Ｘ）×Ｉ０／２Ｗ ・・・（４）
Ｉ２＝（Ｗ−２Ｘ）×Ｉ０／２Ｗ ・・・（５）
式（４）および式（５）において、ＷはＰＳＤの両端にある電極間の距離であり、Ｉ０は全光電流（Ｉ１とＩ２との和）であり、ＸはＰＳＤの中心から反射光の受光位置までの距離である。したがって、三角測距の原理となる以下の式（６）から、出力信号Ｓ１、Ｓ２と距離Ｄとの関係は以下の式（７）および式（８）で表わされる。 I1 = (W + 2X) × I0 / 2W (4)
I2 = (W−2X) × I0 / 2W (5)
In the equations (4) and (5), W is the distance between the electrodes at both ends of the PSD, I0 is the total photocurrent (sum of I1 and I2), and X is the reflected light from the center of the PSD. This is the distance to the light receiving position. Therefore, from the following equation (6), which is the principle of triangulation, the relationship between the output signals S1, S2 and the distance D is expressed by the following equations (7) and (8).

Ｘ＝（Ａ×ｆ）／Ｄ ・・・（６）
Ｓ１＝（Ｗ＋２Ｘ）／２Ｗ＝（Ａ×ｆ）／（Ｗ×Ｄ）＋１／２ ・・・（７）
Ｓ２＝２Ｘ／Ｗ＝２（Ａ×ｆ）／（Ｗ×Ｄ） ・・・（８）
図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態１における測距センサからの対象物の距離Ｄと出力信号との関係を示す図である。 X = (A × f) / D (6)
S1 = (W + 2X) / 2W = (A × f) / (W × D) +1/2 (7)
S2 = 2X / W = 2 (A × f) / (W × D) (8)
4A and 4B are diagrams showing the relationship between the distance D of the object from the distance measuring sensor and the output signal in the first embodiment of the present invention.

図３および図４（ａ）を参照して、Ｓ１およびＳ２の式から明白なように、出力信号Ｓと距離Ｄとの関係は、基本的に反比例の関係にある。しかしながら、図３の位置５２より近距離に対象物がある場合、この関係は成り立たない。対象物が位置５２にある場合に、投光レンズ３から投光される発光光１３の反射光はＰＳＤ５の一端５ｂで受光される。対象物が位置５２より近距離に来ると、受光位置はＰＳＤの一端５ｂから外れていくため、受光する光量が急激に減少し、それに伴ない出力信号Ｓも急激に減少する。   Referring to FIGS. 3 and 4A, as is apparent from the expressions S1 and S2, the relationship between the output signal S and the distance D is basically an inversely proportional relationship. However, this relationship does not hold when there is an object at a short distance from the position 52 in FIG. When the object is at the position 52, the reflected light of the emitted light 13 projected from the light projecting lens 3 is received by one end 5 b of the PSD 5. When the object comes closer to the position 52 than the position 52, the light receiving position moves away from the one end 5b of the PSD, so that the amount of light received decreases rapidly, and the output signal S also decreases accordingly.

出力信号Ｓに一定の閾値を設け、出力信号Ｓが閾値を超えるか否かに基づいて、距離Ｌ以内に存在する対象物が検出される。以上のようにして、投光レンズ３から投光される発光光１３により、位置５２より遠距離に存在する対象物の検出が可能となる。   A certain threshold value is provided in the output signal S, and an object existing within the distance L is detected based on whether or not the output signal S exceeds the threshold value. As described above, it is possible to detect an object existing at a distance from the position 52 by the emitted light 13 projected from the light projecting lens 3.

一方、位置５２より近距離の範囲Ｌ２にある対象物の検出は、投光レンズ１２から投光された分岐光を用いて以下のように行なわれる。   On the other hand, the detection of the object in the range L2 closer to the position 52 is performed using the branched light projected from the light projecting lens 12 as follows.

図３および図４（ｂ）を参照して、投光レンズ１２の光軸は、ｙｚ平面内において投光レンズ３の光軸と交差しており、その交点は位置５２である。さらに、投光レンズ１２から投光される分岐光１４は幅ｄで表わされる広がりを持っている。位置５３に対象物がある場合、分岐光１４の最外部の光線１４ａの拡散反射光は、位置５２と、受光レンズ４と、ＰＳＤ５の一端５ｂとを結ぶ直線上を通る。分岐光１４において、最も強度が強いのは光軸の光であり、光軸の周辺になる程強度は弱くなる。このように、分岐光１４には広がりがあるため、対象物が位置５２にある場合には、ＰＳＤ５上で受光される反射光は一端５ｂから他端５ａまで連続している。この場合には、光の強度が最も強い光軸の反射光により、ＰＳＤ５上での受光位置が決定される。   With reference to FIGS. 3 and 4B, the optical axis of the light projecting lens 12 intersects the optical axis of the light projecting lens 3 in the yz plane, and the intersection is a position 52. Further, the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 has a spread represented by a width d. When there is an object at the position 53, the diffusely reflected light of the outermost light beam 14 a of the branched light 14 passes on a straight line connecting the position 52, the light receiving lens 4, and one end 5 b of the PSD 5. In the branched light 14, the light having the highest intensity is light on the optical axis, and the intensity decreases as the distance from the optical axis is increased. Thus, since the branched light 14 has a spread, when the target is at the position 52, the reflected light received on the PSD 5 is continuous from the one end 5b to the other end 5a. In this case, the light receiving position on the PSD 5 is determined by the reflected light of the optical axis having the strongest light intensity.

位置５２より近距離の範囲Ｌ２に対象物がある場合、分岐光１４の拡散反射光には、位置５２と、受光レンズ４と、ＰＳＤ５の一端５ｂとを結ぶ直線状を通る光が存在し、その光の強度が拡散反射光の中で最も強い。すなわち、位置５２より近距離の範囲Ｌ２に対象物がある場合、ＰＳＤ５上の受光位置が常に一端５ｂにある状態ができる。   When there is an object in the range L2 at a short distance from the position 52, the diffuse reflected light of the branched light 14 includes light passing through a straight line connecting the position 52, the light receiving lens 4 and one end 5b of the PSD 5, The intensity of the light is the strongest among the diffuse reflected light. That is, when there is an object in the range L2 closer to the position 52, the light receiving position on the PSD 5 can always be at the one end 5b.

この状況では、測距センサから対象物までの距離Ｄと出力信号Ｓとの関係は、図４Ｂのようになる。そこで、出力信号が閾値を越えるか否かに基づいて、位置５２より近距離の範囲Ｌ２に存在する対象物が検出される。   In this situation, the relationship between the distance D from the distance measuring sensor to the object and the output signal S is as shown in FIG. 4B. Therefore, based on whether or not the output signal exceeds the threshold, an object existing in the range L2 at a short distance from the position 52 is detected.

位置５２より遠距離にある対象物に対して、投光レンズ１２から投光される分岐光１４の光量を投光レンズ３から投光される発光光１３の光量より十分小さくしておくことで、分岐光１４の反射光は発光光１３の反射光に影響をほとんど与えない。   By making the light quantity of the branched light 14 projected from the light projection lens 12 sufficiently smaller than the light quantity of the emitted light 13 projected from the light projection lens 3 with respect to the object at a distance from the position 52. The reflected light of the branched light 14 hardly affects the reflected light of the emitted light 13.

以上のようにして、投光レンズ１２から投光される分岐光１４により位置５２より近距離の範囲Ｌ２に存在する対象物の検出が可能となる。   As described above, the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 can detect an object existing in the range L2 at a short distance from the position 52.

本実施の形態における測距センサ１によれば、投光レンズ３から発光光１３が対象物に投光され、その反射光をＰＳＤ５で受光することによって遠距離（範囲Ｌ1）にある対象物が検出される。また、投光レンズ１２から分岐光１４が対象物に投光され、その反射光をＰＳＤ５で受光することによって近距離（範囲Ｌ2）にある対象物が検出される。また、ＬＥＤは１つで足りるので、複数のＬＥＤを選択的に発光させる必要がなくなり、迅速な対象物の検出が可能である。さらに、ＰＳＤ５で受光される反射光の位置に基づいて対象物が検出されるので、対象物の反射率が検出に影響を与えにくい。そして、分岐光１４は発光光１３の一部を分岐して用いているので光量が小さい。このため、遠距離にある対象物の検出の際、分岐光１４の反射光が発光光１３の反射光に与える影響は少ない。したがって、正確な対象物の検出が可能である。以上により、近距離にある対象物を迅速かつ正確に検出可能となる。 According to the distance measuring sensor 1 in the present embodiment, the emitted light 13 is projected from the light projecting lens 3 onto the object, and the reflected light is received by the PSD 5 so that the object is at a long distance (range L 1 ). Is detected. Further, the branched light 14 is projected from the light projecting lens 12 onto the object, and the object at a short distance (range L 2 ) is detected by receiving the reflected light by the PSD 5. Moreover, since one LED is sufficient, it is not necessary to selectively emit a plurality of LEDs, and a target can be detected quickly. Furthermore, since the object is detected based on the position of the reflected light received by the PSD 5, the reflectance of the object hardly affects the detection. And since the branched light 14 branches and uses a part of emitted light 13, the light quantity is small. For this reason, the influence of the reflected light of the branched light 14 on the reflected light of the emitted light 13 is small when detecting an object at a long distance. Therefore, it is possible to accurately detect an object. As described above, an object at a short distance can be detected quickly and accurately.

本実施の形態の測距センサにおいては、投光レンズ１２により分岐光１４が対象物に投光されている。これにより、簡易な構成で分岐光１４を対象物に投光することができる。また、投光レンズ１２を設置する位置や投光レンズ１２の大きさによって、分岐光１４の光量や光軸の方向を容易に調整することができる。   In the distance measuring sensor of the present embodiment, the branched light 14 is projected onto the object by the light projecting lens 12. Thereby, the branched light 14 can be projected onto the object with a simple configuration. Further, the amount of the branched light 14 and the direction of the optical axis can be easily adjusted according to the position where the light projecting lens 12 is installed and the size of the light projecting lens 12.

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｘｚ平面図である。 (Embodiment 2)
FIG. 5 is an xz plan view for explaining the principle of detection of an object in the distance measuring sensor according to the second embodiment of the present invention.

図５を参照して、本実施の形態の測距センサにおける投光レンズ１２は、投光レンズ３の光軸と、投光レンズ３と受光レンズ４との基線とで形成される平面（ｙｚ平面）外にある光軸を有している。すなわち、投光レンズ１２から投光される分岐光１４は受光レンズ４の視野１５と交差している。また、投光レンズ１２から投光される分岐光１４は、投光レンズ３の近距離側の測定限界位置である位置５２よりも基線に近い位置（図５中下側）で、受光レンズ４の視野１５と交差している。分岐光１４は幅ｄで表される広がりを持っている。投光レンズ１２から離れるほど、分岐光の幅ｄは大きくなっている。   With reference to FIG. 5, the light projecting lens 12 in the distance measuring sensor of the present embodiment is a plane (yz) formed by the optical axis of the light projecting lens 3 and the base line of the light projecting lens 3 and the light receiving lens 4. The optical axis is outside the plane. That is, the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 intersects the visual field 15 of the light receiving lens 4. Further, the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 is closer to the base line than the position 52 that is the measurement limit position on the short distance side of the light projecting lens 3 (lower side in FIG. 5). Intersects with the field of view 15. The branched light 14 has a spread represented by a width d. The further away from the light projecting lens 12, the larger the width d of the branched light.

なお、これ以外の測距センサの構成、ｙｚ平面における各部材の位置関係および測定原理については図１〜図４に示す実施の形態１とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。   Since the configuration of the other distance measuring sensors, the positional relationship of each member on the yz plane, and the measurement principle are almost the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the same reference numerals are used for the same members. The description is omitted.

本実施の形態の測距センサにおいては、受光レンズ４の視野１５と、投光レンズ１２から投光される分岐光１４とが重なる領域（図５中斜線部分）に対象物が存在すると、分岐光１４は対象物で拡散反射し、その反射光の一部が受光レンズ４を介してＰＳＤ５で受光される。これにより、投光レンズ１２から投光される分岐光１４により近距離にある対象物の検出が可能となる。一方、投光レンズ１２から投光される分岐光１４は、基線２０からの距離が遠くなるにつれて受光レンズの視野１５から外れていく。このため、基線２０からの対象物の距離が遠くなるにつれて分岐光１４の反射光の光量は減少する。したがって、遠距離にある対象物の検出の際、投光レンズ１２から投光される分岐光１４が投光レンズ３から投光される発光光１３に与える影響を少なくすることができ、遠距離にある対象物を正確に検出することができる。また、投光レンズ１２から投光される分岐光の光量を増やすことができるので、近距離にある対象物を正確に検出することができる。   In the distance measuring sensor according to the present embodiment, if there is an object in a region where the field of view 15 of the light receiving lens 4 and the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 overlap (the shaded area in FIG. 5), the branching occurs. The light 14 is diffusely reflected by the object, and a part of the reflected light is received by the PSD 5 through the light receiving lens 4. Thereby, it is possible to detect an object at a short distance by the branched light 14 projected from the light projecting lens 12. On the other hand, the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 deviates from the visual field 15 of the light receiving lens as the distance from the base line 20 increases. For this reason, the amount of reflected light of the branched light 14 decreases as the distance of the object from the base line 20 increases. Therefore, when detecting an object at a long distance, the influence of the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 on the emitted light 13 projected from the light projecting lens 3 can be reduced. It is possible to accurately detect an object in the area. Moreover, since the light quantity of the branched light projected from the light projection lens 12 can be increased, it is possible to accurately detect an object at a short distance.

本実施の形態の測距センサにおいて、投光レンズ１２の光軸は、位置５２よりも基線２０に近い位置で受光レンズ４の視野１５と交差している。   In the distance measuring sensor of the present embodiment, the optical axis of the light projecting lens 12 intersects the visual field 15 of the light receiving lens 4 at a position closer to the base line 20 than the position 52.

これにより、位置５２よりも遠い位置にある対象物の検出の際、投光レンズ１２からの分岐光１４の反射光は投光レンズ３からの発光光１３の反射光にほとんど影響を与えなくなり、遠距離にある対象物を一層正確に検出することができる。また、分岐光１４の反射光が発光光１３の反射光にほとんど影響を与えなくなるので、投光レンズ１２から投光される分岐光１４の光量を増やすことができる。したがって、近距離にある対象物を一層正確に検出することができる。   Thereby, when detecting an object located farther than the position 52, the reflected light of the branched light 14 from the light projecting lens 12 hardly affects the reflected light of the emitted light 13 from the light projecting lens 3, An object at a long distance can be detected more accurately. Further, since the reflected light of the branched light 14 hardly affects the reflected light of the emitted light 13, the amount of the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 can be increased. Therefore, it is possible to more accurately detect an object at a short distance.

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｙｚ平面図、図７はｘｚ平面図である。 (Embodiment 3)
FIG. 6 is a yz plan view for explaining the principle of detection of an object in the distance measuring sensor according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an xz plan view.

図６および図７を参照して、本実施の形態の測距センサにおける投光レンズ１２はｙｚ平面外に配置されており、具体的には受光レンズ４のｘ軸の正方向に配置されている。そして、投光レンズ１２は、ｙｚ平面外にある光軸を有している。また、投光レンズ１２から投光される分岐光１４は、投光レンズ３の近距離側の測定限界位置である位置５２よりも基線に近い位置（図７中下側）で、受光レンズ４の視野１５と交差している。   With reference to FIGS. 6 and 7, the light projecting lens 12 in the distance measuring sensor according to the present embodiment is disposed outside the yz plane, and specifically is disposed in the positive direction of the x-axis of the light receiving lens 4. Yes. The light projecting lens 12 has an optical axis outside the yz plane. Further, the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 is closer to the base line (lower side in FIG. 7) than the position 52 that is the measurement limit position on the short distance side of the light projecting lens 3. Intersects with the field of view 15.

本実施の形態の測距センサにおいては、受光レンズ４の視野１５と、投光レンズ１２から投光される分岐光１４とが重なる領域（図７中斜線部分）、たとえば位置５４に対象物が存在すると、分岐光１４は対象物で拡散反射し、その反射光の一部が受光レンズ４を介してＰＳＤ５で受光される。これにより、投光レンズ１２から投光される分岐光１４により近距離にある対象物の検出が可能となる。   In the distance measuring sensor according to the present embodiment, the object is located in a region (shaded area in FIG. 7) where the field of view 15 of the light receiving lens 4 and the branched light 14 projected from the light projecting lens 12 overlap, for example, the position 54. When present, the branched light 14 is diffusely reflected by the object, and a part of the reflected light is received by the PSD 5 via the light receiving lens 4. Thereby, it is possible to detect an object at a short distance by the branched light 14 projected from the light projecting lens 12.

なお、これ以外の測距センサの構成および測定原理は図１〜図４に示す実施の形態１とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure and measurement principle of a distance measuring sensor other than this are the same as Embodiment 1 shown in FIGS. 1-4, the same code | symbol is attached | subjected about the same member and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態の測距センサにおいては、投光レンズ１２がｙｚ平面外に配置されているので、実施の形態２の場合よりも投光レンズ１２の光軸と受光レンズ４の視野１５とがなす角を大きくしやすくなる。投光レンズ１２の光軸と受光レンズ４の視野とがなす角を大きくすると、対象物の基線２０からの距離に従って分岐光１４の反射光の光量が減少する割合が大きくなる。したがって、遠距離にある対象物の検出の際、分岐光１４の反射光が発光光１３の反射光に与える影響を容易に少なくすることができ、遠距離にある対象物の正確な検出を容易にすることができる。また、投光レンズ１２から投光される分岐光１４の光量を増やすことができるので、近距離に存在する対象物の正確な検出を容易にすることができる。   In the distance measuring sensor according to the present embodiment, since the light projecting lens 12 is arranged outside the yz plane, the optical axis of the light projecting lens 12 and the field of view 15 of the light receiving lens 4 are larger than those in the second embodiment. It becomes easy to enlarge the angle to make. When the angle formed by the optical axis of the light projecting lens 12 and the field of view of the light receiving lens 4 is increased, the rate at which the amount of reflected light of the branched light 14 decreases according to the distance from the base line 20 of the object increases. Therefore, when detecting an object at a long distance, the influence of the reflected light of the branched light 14 on the reflected light of the emitted light 13 can be easily reduced, and accurate detection of an object at a long distance is easy. Can be. Moreover, since the light quantity of the branched light 14 projected from the light projection lens 12 can be increased, it is possible to easily detect an object existing at a short distance.

（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４における測距センサの構成を概略的に示す斜視図である。図９は、本発明の実施の形態４の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｘｚ平面図である。 (Embodiment 4)
FIG. 8 is a perspective view schematically showing the configuration of the distance measuring sensor according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 9 is an xz plan view for explaining the detection principle of the object in the distance measuring sensor according to the fourth embodiment of the present invention.

図８および図９を参照して、本実施の形態の測距センサは、導光路１１ａ（他の分岐部材）と、投光レンズ１２ａ（第３の投光用集光部材）とをさらに備えている。投光レンズ１２ａはｙｚ平面外に配置されており、より具体的には受光レンズ４のｘ軸の負方向に配置されている。そして、ＬＥＤ２の発光光１３の一部が導光路１１ａに分岐されて、この分岐光１４ａ（他の分岐光）が投光レンズ１２ａによって集光されて、対象物に投光される。投光レンズ１２ａは、投光レンズ１２ａの光軸がｙｚ平面に関して投光レンズ１２の光軸と対称となるように配置されている。   With reference to FIGS. 8 and 9, the distance measuring sensor according to the present embodiment further includes a light guide path 11a (another branching member) and a light projecting lens 12a (a third light projecting condensing member). ing. The light projecting lens 12 a is disposed outside the yz plane, and more specifically, is disposed in the negative direction of the x axis of the light receiving lens 4. A part of the emitted light 13 of the LED 2 is branched to the light guide path 11a, and this branched light 14a (other branched light) is condensed by the light projecting lens 12a and projected onto the object. The light projecting lens 12a is disposed so that the optical axis of the light projecting lens 12a is symmetric with respect to the optical axis of the light projecting lens 12 with respect to the yz plane.

なお、これ以外の測距センサの構成および測定原理は図１〜図４に示す実施の形態１とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure and measurement principle of a distance measuring sensor other than this are the same as Embodiment 1 shown in FIGS. 1-4, the same code | symbol is attached | subjected about the same member and the description is abbreviate | omitted.

本実施の形態の測距センサ１は、発光光１３から分岐光１４ａを分岐する導光路１１ａと、分岐光１４ａを対象物に投光する投光レンズ１２ａとをさらに備えている。ｚｙ平面に関して、投光レンズ１２ａの光軸が投光レンズ１２の光軸と対称となるように、投光レンズ１２ａが配置されている。   The distance measuring sensor 1 according to the present embodiment further includes a light guide path 11a that branches the branched light 14a from the emitted light 13 and a light projecting lens 12a that projects the branched light 14a onto an object. With respect to the zy plane, the light projecting lens 12 a is arranged so that the optical axis of the light projecting lens 12 a is symmetrical with the optical axis of the light projecting lens 12.

これにより、投光レンズ１２ａから投光された分岐光１４ａの反射光は、ｙｚ平面に関して投光レンズ１２から投光された分岐光１４の反射光と対称になるようにＰＳＤ５に入射する。その結果、これら２つの反射光の受光位置は、ｙ軸方向で同一の受光位置となるので、ＰＳＤ５で異なる２つの信号が出力されることはない。したがって、対象物の検出に影響を及ぼすことなく、近距離にある対象物へ投光される分岐光の光量を分岐光１４ａにより増やすことができるので、近距離に存在する対象物を一層正確に検出することができる。   Thereby, the reflected light of the branched light 14a projected from the light projecting lens 12a enters the PSD 5 so as to be symmetric with respect to the reflected light of the branched light 14 projected from the light projected lens 12 with respect to the yz plane. As a result, since the light receiving positions of these two reflected lights are the same light receiving position in the y-axis direction, two different signals are not output by PSD5. Therefore, the branched light 14a can increase the amount of the branched light projected to the target at a short distance without affecting the detection of the target, so that the target at a short distance can be more accurately detected. Can be detected.

（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５における測距センサの構成を概略的に示す断面図である。 (Embodiment 5)
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the distance measuring sensor according to Embodiment 5 of the present invention.

図１０を参照して、本実施の形態の測距センサ１においては、導光路１１の一端が突起形状のケース７（遮光部材）で覆われており、ケース７のこの突起部分にはピンホール２１（穴）が開口されている。分岐光１４はこのピンホール２１から透過され、対象物に投光される。また、ピンホール２１を覆うように（ピンホール２１の対象物側に）光透過性のフィルタ２２が配置されている。   Referring to FIG. 10, in distance measuring sensor 1 of the present embodiment, one end of light guide path 11 is covered with a projecting case 7 (light-shielding member), and a pinhole is formed in this projecting portion of case 7. 21 (hole) is opened. The branched light 14 is transmitted through the pinhole 21 and projected onto the object. A light transmissive filter 22 is disposed so as to cover the pinhole 21 (on the object side of the pinhole 21).

なお、これ以外の測距センサの構成および測定原理は図１〜図４に示す実施の形態１とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。   In addition, since the structure and measurement principle of a distance measuring sensor other than this are the same as Embodiment 1 shown in FIGS. 1-4, the same code | symbol is attached | subjected about the same member and the description is abbreviate | omitted.

本発明の測距センサにおいて好ましくは、第２の投光用集光部材はレンズよりなっている。これにより、簡易な構成で分岐光を対象物に投光することができる。また、レンズを設置する位置やレンズの大きさによって、分岐光の光量や光軸の方向を容易に調整することができる。   In the distance measuring sensor of the present invention, it is preferable that the second light condensing member is a lens. Thereby, branch light can be projected on a target object with a simple structure. Further, the amount of branched light and the direction of the optical axis can be easily adjusted depending on the position where the lens is installed and the size of the lens.

本実施の形態の測距センサにおいては、分岐光を透過するためのピンホール２１が開口されたケース７により分岐光１４が対象物に投光されている。これにより、簡易な構成で分岐光１４を対象物に投光することができる。また、ピンホール２１の大きさや向きによって、分岐光１４の光量や光軸の方向を容易に調整することができる。   In the distance measuring sensor according to the present embodiment, the branched light 14 is projected onto the object by the case 7 in which the pinhole 21 for transmitting the branched light is opened. Thereby, the branched light 14 can be projected onto the object with a simple configuration. Further, the amount of the branched light 14 and the direction of the optical axis can be easily adjusted by the size and direction of the pinhole 21.

本実施の形態の測距センサは、ピンホール２１の対象物側に配置されたフィルタ２２を備えている。これにより異物がピンホール２１に入り込んで、近距離にある対象物の検出が困難になることがなくなる。また、異物はフィルタ２２に付着するので、フィルタ２２を取り外すことで容易に異物を除去することができる。   The distance measuring sensor according to the present embodiment includes a filter 22 disposed on the object side of the pinhole 21. As a result, foreign matter does not enter the pinhole 21 and it becomes difficult to detect an object at a short distance. In addition, since the foreign matter adheres to the filter 22, the foreign matter can be easily removed by removing the filter 22.

なお、実施の形態１〜４においては、投光レンズ１２によって分岐光１４が投光される場合について示したが、本発明はこのような場合の他、遮光部材に開口された穴によって分岐光が投光されてもよい。   In the first to fourth embodiments, the case where the branched light 14 is projected by the light projecting lens 12 has been described. However, the present invention is not limited to such a case, and the branched light is formed by a hole opened in the light shielding member. May be projected.

以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。   The embodiment disclosed above should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the scope of claims, and is intended to include all modifications and variations within the scope and meaning equivalent to the scope of claims.

本発明の実施の形態１における測距センサの構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the structure of the ranging sensor in Embodiment 1 of this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 本発明の実施の形態１の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｙｚ平面図である。It is yz top view for demonstrating the detection principle of the target object in the ranging sensor of Embodiment 1 of this invention. （ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態１における測距センサからの対象物の距離と出力信号との関係を示す図である。(A), (b) It is a figure which shows the relationship between the distance of the target object from the ranging sensor in Embodiment 1 of this invention, and an output signal. 本発明の実施の形態２の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｘｚ平面図である。It is xz top view for demonstrating the detection principle of the target object in the ranging sensor of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｙｚ平面図である。It is yz top view for demonstrating the detection principle of the target object in the ranging sensor of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｘｚ平面図である。It is xz top view for demonstrating the detection principle of the target object in the ranging sensor of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４における測距センサの構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the structure of the distance measuring sensor in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態４の測距センサにおける対象物の検出原理を説明するためのｘｚ平面図である。It is xz top view for demonstrating the detection principle of the target object in the ranging sensor of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５における測距センサの構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the ranging sensor in Embodiment 5 of this invention. 三角測距方式を用いた従来の測距センサの構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the structure of the conventional ranging sensor using a triangulation system. 三角測距方式を用いた従来の測距センサにおける対象物の測定原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the measurement principle of the target object in the conventional ranging sensor using a triangulation system.

符号の説明Explanation of symbols

１，１０１ 測距センサ、２，１０２ ＬＥＤ、３，１０３ 投光レンズ、４，１０４ 受光レンズ、５，１０５ ＰＳＤ、５ａ ＰＳＤの他端、５ｂ ＰＳＤの一端、６，１０６ ＩＣ、７，１０７ ケース、８，１０８ リードフレーム、９，１０９ 光透過性樹
脂、１１，１１ａ 導光路、１２，１２ａ 投光レンズ、１３ 発光光、１４，１４ａ 分岐光、１５ 視野、２０ 基線、２１ ピンホール、２２ フィルタ、５１〜５４，１５１，１５２ 位置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Distance sensor, 2,102 LED, 3,103 Projection lens, 4,104 Light reception lens, 5,105 PSD, 5a The other end of PSD, 5b One end of PSD, 6,106 IC, 7,107 cases 8, 108 Lead frame, 9, 109 Light transmissive resin, 11, 11a Light guide path, 12, 12a Projection lens, 13 Emission light, 14, 14a Branch light, 15 field of view, 20 Base line, 21 Pinhole, 22 Filter 51-54, 151,152 positions.

Claims (9)

発光素子と、
前記発光素子の発光光を対象物に投光する第１の投光用集光部材と、
前記発光光から分岐光を分岐する分岐部材と、
前記分岐光を対象物に投光する第２の投光用集光部材と、
前記対象物で反射した反射光を集光する受光用集光部材と、
前記反射光を受光し、かつ前記反射光の受光位置に応じた信号を出力する受光素子とを備える、測距センサ。 A light emitting element;
A first light condensing member that projects light emitted from the light emitting element onto an object;
A branch member for branching the branched light from the emitted light;
A second light condensing member for projecting the branched light onto an object;
A light receiving condensing member for condensing the reflected light reflected by the object;
A distance measuring sensor comprising: a light receiving element that receives the reflected light and outputs a signal corresponding to a light receiving position of the reflected light. 前記第１の投光用集光部材の光軸と、前記第１の投光用集光部材と前記受光用集光部材との基線とで形成される平面外にある光軸を前記第２の投光用集光部材は有していることを特徴とする、請求項１に記載の測距センサ。   An optical axis outside the plane formed by the optical axis of the first light projecting condensing member and the base line of the first light projecting condensing member and the light receiving condensing member is the second optical axis. The distance measuring sensor according to claim 1, wherein the light projecting condensing member is provided. 前記第２の投光用集光部材の前記光軸は、前記第１の投光用集光部材の近距離側の測定限界位置よりも前記基線に近い位置で前記受光用集光部材の視野と交差していることを特徴とする、請求項２に記載の測距センサ。   The optical axis of the second light projecting light condensing member is closer to the base line than the measurement limit position on the short distance side of the first light projecting light condensing member. The distance measuring sensor according to claim 2, wherein the distance measuring sensor intersects with the distance measuring sensor. 前記平面外に前記第２の投光用集光部材が配置されることを特徴とする、請求項２または３に記載の測距センサ。   4. The distance measuring sensor according to claim 2, wherein the second light projecting light collecting member is disposed outside the plane. 5. 前記発光光から他の分岐光を分岐する他の分岐部材と、前記他の分岐光を前記対象物に投光する第３の投光用集光部材とをさらに備え、
前記第３の投光用集光部材の光軸が前記平面に関して前記第２の投光用集光部材の前記光軸と対称となるように、前記第３の投光用集光部材が配置されることを特徴とする、請求項４に記載の測距センサ。 Another branch member for branching other branched light from the emitted light, and a third light condensing member for projecting the other branched light onto the object,
The third light projecting condensing member is arranged so that the optical axis of the third light projecting condensing member is symmetrical with the optical axis of the second light projecting condensing member with respect to the plane. The distance measuring sensor according to claim 4, wherein: 前記第２の投光用集光部材はレンズよりなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の測距センサ。   The distance measuring sensor according to claim 1, wherein the second light condensing member is a lens. 前記第２の投光用集光部材は前記分岐光を透過するための穴が開口された遮光部材よりなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の測距センサ。   6. The distance measuring sensor according to claim 1, wherein the second light projecting light collecting member includes a light shielding member having a hole for transmitting the branched light. 前記第２の投光用集光部材の前記対象物側に配置されたフィルタをさらに備える、請求項７に記載の測距センサ。   The distance measuring sensor according to claim 7, further comprising a filter disposed on the object side of the second projecting light collecting member. 請求項１〜８のいずれかに記載の測距センサを備えた電子機器。   The electronic device provided with the ranging sensor in any one of Claims 1-8.
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