JP5278276B2 - Ranging light source and ranging device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、測距用光源及びそれを用いた測距装置に関する。 The present invention relates to a distance measuring light source and a distance measuring apparatus using the same.
発光ダイオードは、例えばオートフォーカスカメラにおける被写体までの距離を測定するための測距装置の光源に利用されている(特許文献1、2、3、4参照)。
For example, the light emitting diode is used as a light source of a distance measuring device for measuring a distance to a subject in an autofocus camera (see
前記発光ダイオードは、一対のリードの一方の面側に、発光ダイオードチップ(以下、LEDチップと言う)を、その出射面を前記リードとは反対方向に向けるとともに前記一対のリードに接続して配置し、このLEDチップの配置部を、前記LEDチップの出射面に対向する面に凸レンズ部が形成されたモールド体によりモールドしたものであり、前記LEDチップの出射面からの出射光を前記モールド体の凸レンズ部によりその広がり角を小さくして出射する。 The light-emitting diode is arranged on one surface side of a pair of leads with a light-emitting diode chip (hereinafter referred to as an LED chip) with its emission surface facing away from the leads and connected to the pair of leads. The LED chip placement portion is molded by a mold body having a convex lens portion formed on the surface facing the emission surface of the LED chip, and the emitted light from the emission surface of the LED chip is the mold body. The convex lens part emits light with a smaller divergence angle.
しかし、従来の発光ダイオードは、前記LEDチップが発する光のうち、このLEDチップの出射面から出射した光が前記モールド体の凸レンズ部により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射するだけでなく、前記LEDチップの周面からこのLEDチップの出射面とは反対方向に出射した漏れ光が前記リードにより前記凸レンズ部の方向に反射され、その反射光が前記凸レンズ部により前記LEDチップの出射面から出射した光とは異なる方向に屈折されてゴースト光となって出射するため、前記測距装置に、前記ゴースト光の影響による測定誤差を生じさせてしまう。 However, in the conventional light emitting diode, not only the light emitted from the LED chip but also the light emitted from the emission surface of the LED chip is refracted and emitted by the convex lens portion of the mold body in a direction in which the spread angle is reduced. Leaked light emitted from the peripheral surface of the LED chip in a direction opposite to the emission surface of the LED chip is reflected by the lead toward the convex lens portion, and the reflected light is reflected by the convex lens portion on the emission surface of the LED chip. Since the light is refracted in a direction different from the light emitted from the light and emitted as ghost light, the distance measuring device causes a measurement error due to the influence of the ghost light.
この発明は、LEDチップの出射面とは反対方向に出射した漏れ光のリードによるモールド体の凸レンズ部方向への反射を無くし、ゴースト光をほとんど含まない光を出射することができる発光ダイオードを提供するとともに、その発光ダイオードを用いた、精度の高い距離測定を行なうことができる測距用光源及び測距装置を提供することを目的としたものである。 The present invention provides a light emitting diode capable of emitting light containing almost no ghost light by eliminating the reflection of leakage light emitted in the direction opposite to the emitting surface of the LED chip toward the convex lens portion of the mold body. In addition, an object of the present invention is to provide a distance measuring light source and a distance measuring device that can perform distance measurement with high accuracy using the light emitting diode.
この発明の測距用光源は、一対のリードと、これらのリードの一方の面側に、出射面を前記リードとは反対方向に向けて配置され、前記一対のリードに接続されたLEDチップと、前記LEDチップの配置部をモールドし、且つ前記LEDチップの出射面に対向する面に前記LEDチップの出射面からの出射光をその広がり角を小さくして出射する凸レンズ部が形成されたモールド体と、前記モールド体の前記凸レンズ部以外の部分において、凸レンズ部のレンズ軸に対して直交する方向に前記出射面側を凸とした角錐形状または円錐形状で前記LEDチップ部分を除く前記モールド体を断面する断面形状を有して設けられ、前記LEDチップが発する光のうち、このLEDチップの周面から前記出射面とは反対方向の前記一対のリード上に向かって出射した漏れ光を遮る非反射性の遮光膜と、前記LEDチップの出射側に配置され、前記LEDチップから前記モールド体の凸レンズ部により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射した光を平行光に補正して出射する投射レンズとを備えたことを特徴とする。 The distance measuring light source according to the present invention includes a pair of leads and an LED chip disposed on one surface side of these leads with the emission surface facing away from the leads and connected to the pair of leads. A mold in which the arrangement portion of the LED chip is molded, and a convex lens portion is formed on the surface facing the emission surface of the LED chip to emit the emitted light from the emission surface of the LED chip with a reduced divergence angle. And the mold body excluding the LED chip part in a pyramid shape or a conical shape in which the exit surface side is convex in a direction orthogonal to the lens axis of the convex lens part in a part other than the convex lens part of the body and the mold body the provided having a cross-sectional shape to cross-section, wherein among the light emitted from the LED chip is emitted, the emission surface opposite direction of the pair of the leads from the peripheral surface of the LED chip A non-reflective light-shielding film for shielding the leakage light selfish emitted, disposed on the emission side of the LED chip, the light emitted is refracted in the direction in which the divergence angle is reduced by the convex lens portion of the mold body from the LED chip And a projection lens that emits light after being corrected to parallel light .
また、前記遮光膜は、前記一対のリードと交差する部分にそれぞれリード通し孔を設け、前記一対のリードは、当該リード通し孔に挿通して配置されることが望ましい。In addition, it is preferable that the light shielding film is provided with a lead through hole at a portion intersecting with the pair of leads, and the pair of leads are inserted through the lead through holes.
さらに、前記遮光膜は、そのLEDチップ側の部分を前記LEDチップの出射面のうち、前記LEDチップの発光部の周囲部分に対応する領域に重ねて形成するのが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the light shielding film is formed such that a portion on the LED chip side is overlapped with a region corresponding to a peripheral portion of the light emitting portion of the LED chip on the emission surface of the LED chip.
さらに、この発明の測距装置は、前記発明の発光ダイオードと、その出射側に配置され、前記発光ダイオードから前記モールド体の凸レンズ部により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射した光を平行光に補正して出射する投射レンズと、前記発光ダイオードの側方に配置され、前記投射レンズから出射し、測距対象物により反射された戻り光を受光してその信号を出力する光センサとを備えたことを特徴とする。 Further, the distance measuring device of the present invention is parallel to the light emitting diode of the present invention and light emitted from the light emitting diode by being refracted in a direction in which a divergence angle is reduced by the convex lens portion of the mold body. A projection lens that corrects and emits light; and an optical sensor that is disposed on the side of the light-emitting diode, receives return light that is emitted from the projection lens and reflected by a distance measuring object, and outputs the signal. It is provided with.
この発明の測距装置は、前記光センサに、前記投射レンズからの光の出射方向に対して交差する方向に配列した複数の光電変換素子を備え、前記投射レンズから出射して測距対象物により反射され、前記投射レンズから前記測距対象物までの距離に対応した角度で前記光センサに向かって戻った光を、前記複数の光電変換素子のうちの前記戻り光の入射点の光電変換素子により受光してその信号を出力するものを用いて三角測距を行なうものに好適である。 The distance measuring apparatus of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a direction intersecting with an emission direction of light from the projection lens in the optical sensor, and is emitted from the projection lens to be a distance measurement object. Photoelectric conversion of the return light incident point of the plurality of photoelectric conversion elements, the light reflected toward the optical sensor at an angle corresponding to the distance from the projection lens to the distance measuring object. It is suitable for a device that performs triangulation using a device that receives light by an element and outputs the signal.
この発明の測距装置において、遮光膜は、前記一対のリードと交差する部分にそれぞれリード通し孔を設け、前記一対のリードは、当該リード通し孔に挿通して配置されるのが望ましい。 In the distance measuring apparatus according to the present invention, it is preferable that the light shielding film is provided with a lead through hole at a portion intersecting with the pair of leads, and the pair of leads are inserted through the lead through holes.
さらに、この発明の測距装置において、前記発光ダイオードの遮光膜は、そのLEDチップ側の部分を前記LEDチップの出射面のうち、前記LEDチップの発光部の周囲部分に対応する領域に重ねて形成するのが好ましい。 Furthermore, in the distance measuring device according to the present invention, the light-shielding film of the light-emitting diode has a portion on the LED chip side overlapped with an area corresponding to a peripheral portion of the light-emitting portion of the LED chip on the emission surface of the LED chip. Preferably formed.
本発明によれば、LEDチップの出射面とは反対方向に出射した漏れ光のリード上による反射を軽減し、ゴースト光をほとんど含まない光を出射することができる。According to the present invention, it is possible to reduce reflection on the lead of leakage light emitted in the direction opposite to the emission surface of the LED chip, and to emit light containing almost no ghost light.
図1及び図2はこの発明の第1の実施例を示す発光ダイオードの断面図及び一部切開正面図である。 1 and 2 are a sectional view and a partially cutaway front view of a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
この発光ダイオード1は、一対のリード2,3と、これらのリード2,3の一方の面側に、出射面4aを前記リード2,3とは反対方向に向けて配置され、前記一対のリード2,3に接続されたLEDチップ4と、前記LEDチップ4の配置部をモールドし、且つ前記LEDチップ4の出射面4aに対向する面に前記LEDチップ4の出射面4aからの出射光をその広がり角を小さくして出射する凸レンズ部7が形成されたモールド体6と、前記モールド体6内に、前記一対のリード2,3のLEDチップ4側の面を覆って設けられ、前記LEDチップ4が発する光のうち、このLEDチップ4の周面から前記出射面とは反対方向に向かって出射した漏れ光を遮る非反射性遮光膜8とを備えている。
The light-
前記一対のリード2,3は、表面に半田メッキが施された鉄系金属からなっており、これらのリード2,3のうち、一方のリード2には、その一端部に、前記LEDチップ4の平面形状よりも若干大きい面積のチップ搭載部が形成されている。
The pair of
前記LEDチップ4は、その構造は図示しないが、一方の面側の中心部にpn接合面からなる点状の発光部を形成したチップ状半導体のp層及びn層にそれぞれ電極を設けたものであり、前記チップ状半導体の前記発光部側の面が出射面4aとされている。
Although the structure of the
このLEDチップ4は、その出射面4aとは反対面を前記一方のリード2の一端部に形成されたチップ搭載部の上に接着するとともに、一方の電極を前記一方のリード2の一端部に接続し、他方の電極を他方のリード3の一端部にリードワイヤ5を介して接続して配置されている。
The
また、前記モールド体6は、エポキシ樹脂等の透明樹脂からなっており、その凸レンズ部7の軸線は、前記LEDチップ4の出射面からの出射光軸(出射面に垂直で且つ発光部aの中心を通る線)に一致している。
The
一方、前記非反射性遮光膜8は、例えば、前記モールド体6の凸レンズ部7以外の部分の前記凸レンズ部7の軸線に対して直交する方向の断面形状と略同じ外形を有し、その中心部に前記LEDチップ4の外周に密に嵌合する開口が形成された黒色の光吸収膜からなっており、この遮光膜8は、前記開口内に前記LEDチップ4を嵌合させて前記一対のリード2,3のLEDチップ4側の面上に重ねられ、前記LEDチップ4及びリード2,3の一端部とともに前記モールド体6によりモールドされている。
On the other hand, the non-reflective light-
この発光ダイオード1は、一対のリード2,3の一方の面側に、LEDチップ4を、その出射面4aを前記リード2,3とは反対方向に向けて配置し、このLEDチップ4の配置部を、前記LEDチップ4の出射面4aに対向する面に凸レンズ部7が形成されたモールド体6によりモールドし、さらに前記モールド体6内に、前記一対のリード2,3のLEDチップ4側の面を覆って、前記LEDチップ4が発する光のうち、このLEDチップ4の周面から前記出射面4aとは反対方向に向かって出射した漏れ光を遮る非反射性遮光膜8を設けたものであるため、前記LEDチップ4の周面から前記出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光の前記リード2,3による反射を無くし、前記凸レンズ部7からゴースト光をほとんど含まない光を出射することができる。
In the
すなわち、図3は上記実施例の発光ダイオード1からの光の出射状態を示し、図4は、前記非反射性遮光膜8を備えない発光ダイオード1aからの光の出射状態を示している。
That is, FIG. 3 shows the light emission state from the
まず、図4に示した非反射性遮光膜8を備えない発光ダイオード1aからの光の出射について説明すると、この発光ダイオード1aは、LEDチップ4が発する光のうち、このLEDチップ4の出射面4aから出射した光が、図4に実線で示したようにモールド体6の凸レンズ部7により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射するだけでなく、前記LEDチップ4の周面からこのLEDチップ4の出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光が、図4に破線で示したようにリード2,3により前記凸レンズ部7の方向に反射され、その反射光が前記凸レンズ部7により前記LEDチップ4の出射面4aから出射した光とは異なる方向に屈折されてゴースト光となって出射する。
First, the light emission from the
なお、図4には示していないが、前記LEDチップ4の周面から前記出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光には、前記リード2,3の側方を通過して前記モールド体後面、つまり凸レンズ部形成面とは反対面に向かう光もあり、非反射性遮光膜8を備えない発光ダイオード1aは、その漏れ光が前記モールド体6の後面で内面反射(モールド体の後面と外気である空気層との界面で全反射)し、その反射光も前記凸レンズ部7により前記LEDチップ4の出射面4aから出射した光とは異なる方向に屈折されてゴースト光となって出射する。
Although not shown in FIG. 4, leakage light emitted from the peripheral surface of the
それに対して、上記実施例の発光ダイオード1は、LEDチップ4が発する光のうち、このLEDチップ4の出射面4aから出射した光は、図3に実線で示したようにモールド体6の凸レンズ7により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射するが、前記LEDチップ4の周面から前記出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光は、非反射性遮光膜8により遮られるため、前記漏れ光がリード2,3により反射されて前記凸レンズ部7から出射することは無く、したがって、前記漏れ光の前記リード2,3による反射光、つまりゴースト光をほとんど含まない光を前記凸レンズ部7から出射することができる。
On the other hand, in the light-emitting
しかも、この発光ダイオード1は、前記遮光膜8を、一対のリード2,3のモールド体6内の部分の略全体を覆って設けているため、前記LEDチップ4の周面から前記出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光のリード2,3による反射を略完全に無くし、よりゴースト光の少ない光を出射することができる。
Moreover, since the light-emitting
さらに、この発光ダイオード1は、前記遮光膜8の外形を前記モールド体6の凸レンズ部7以外の部分の前記凸レンズ部7の軸線に対して直交する方向の凸レンズ部7以外の部分の断面形状(凸レンズ部7の軸線に対して直交する方向の断面形状)と略同じにし、この遮光膜8を、LEDチップ4部分を除いて前記モールド体6の断面積の略全体にわたって設けているため、前記LEDチップ4の周面から前記出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光のうち、前記リード2,3の側方を通過した光の前記モールド体後面での内面反射も無くすことができ、したがって、さらにゴースト光の少ない光を出射することができる。
Further, the light-emitting
なお、上記第1の実施例では、非反射性遮光膜8を、一対のリード2,3のモールド体6内の部分の略全体を覆って設けているが、LEDチップ4の周面からこのLEDチップ4の出射面4aとは反対方向に向かって出射し、リード2,3により反射された漏れ光のうち、前記モールド体6の凸レンズ部7に向かう反射光のほとんどは、リード2,3のLEDチップ4の近傍の部分で反射された光であるため、前記遮光膜8は、前記LEDチップ4の周囲部分に、一対のリード2,3のLEDチップ4側の面を覆って設けてもよく、このようにしても、前記漏れ光のリード2,3による前記凸レンズ部7方向への反射をほとんど無くし、ゴースト光の少ない光を出射することができる。
In the first embodiment, the non-reflective
図5及び図6はこの発明の第2の実施例を示す発光ダイオードの断面図及び一部切開正面図であり、この実施例の発光ダイオード1は、非反射性遮光膜8を、モールド体6の凸レンズ部7以外の部分の断面形状(凸レンズ部7の軸線に対して直交する方向の断面形状)と略同じ外形を有し、頂部にLEDチップ4の外周に密に嵌合する開口が形成された角錐面状または円錐面状に形成し、この遮光膜8を、その頂部付近の領域、つまりLEDチップ4の周囲部分に対応する領域で一対のリード2,3のLEDチップ4側の面を覆って配置したものである。
5 and 6 are a sectional view and a partially cutaway front view of a light emitting diode according to a second embodiment of the present invention. The
なお、この実施例では、前記角錐面状または円錐面状の遮光膜8の傾斜面の一対のリード2,3と交差する部分にそれぞれリード通し孔を設け、この遮光膜8を、前記リード通し孔に前記リード2,3を挿通して配置している。
In this embodiment, a lead-through hole is provided in each of the portions of the inclined surface of the pyramid-shaped or conical light-shielding
この発光ダイオード1は、一対のリード2,3のLEDチップ4の近傍の部分を非反射性遮光膜8により覆っているため、前記LEDチップ4の周面からこのLEDチップ4の出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光のリード2,3による反射をほとんど無くすとともに、前記遮光膜8の外形をモールド体6の凸レンズ部7以外の部分の断面形状と略同じにし、この遮光膜8を、LEDチップ4部分を除いて前記モールド体6の断面積の略全体にわたって設けているため、前記LEDチップ4の周面から前記出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光のうち、前記リード2,3の側方を通過した光のモールド体後面での内面反射も無くすことができ、したがって、前記凸レンズ部7からゴースト光をほとんど含まない光を出射することができる。
Since the
図7はこの発明の第3の実施例を示す発光ダイオードの断面図であり、この実施例の発光ダイオード1は、非反射性遮光膜8の外形をモールド体6の凸レンズ部7以外の部分の前記凸レンズ部7の軸線に対して直交する方向の凸レンズ部7以外の部分の断面形状と略同じにし、この遮光膜8を一対のリード2,3のモールド体6内の部分の略全体を覆って設けるとともに、この遮光膜8のLEDチップ4側の部分を、前記LEDチップ4の出射面4aのうち、前記LEDチップ4の中心部の発光部に対応する部分を除く外周領域に重ねて形成したものである。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a light emitting diode according to a third embodiment of the present invention. In the
この実施例の発光ダイオード1によれば、前記LEDチップ4の周面から前記出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光のリード2,3による反射と、前記漏れ光のうちの前記リード2,3の側方を通過した光のモールド体後面での内面反射とを無くすとともに、前記LEDチップ4の出射面4aの前記発光部に対応する部分だけから光を出射させ、さらにゴースト光の少ない光を出射することができる。
According to the light-emitting
すなわち、前記LEDチップ4は、その発光部からの光を記出射面4aから直接出射するとともに、前記発光部からLEDチップ内に向かう光を、その出射面4aとは反対面での内面反射またはリード2面での反射及びLEDチップ4の周面での内面反射により前記出射面4aに入射させてこの出射面4aから出射するが、その光には、前記出射面4aから直接出射する光に対して大きくずれた方向に出射する迷光もあり、この迷光が、モールド体6の凸レンズ部7により前記LEDチップ4の出射面4aから直接出射した光とは異なる方向に屈折されてゴースト光となる。
That is, the
しかし、この実施例の発光ダイオード1は、前記遮光膜8のLEDチップ4側の部分を、前記LEDチップ4の出射面4aのうち、前記LEDチップ4の発光部に対応する部分を除く領域に重ねて形成しているため、前記LEDチップ4の出射面4aの発光部に対応する部分だけから光を出射させることができ、したがって、前記迷光の出射をほとんど無くし、さらにゴースト光の少ない光を出射することができる。
However, in the light-emitting
図8はこの発明の第4の実施例を示す発光ダイオードの断面図であり、この実施例の発光ダイオード1は、非反射性遮光膜8を、一対のリード2,3のLEDチップ4側の面上にモールド体6内の部分の略全体を覆って設けるとともに、モールド体後面にその全体にわたって光吸収膜9を設けたものであり、この発光ダイオード1によれば、前記LEDチップ4の周面から出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光のリード2,3による反射と前記モールド体後面での内面反射とを無くし、よりゴースト光の少ない光を出射することができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a light emitting diode according to a fourth embodiment of the present invention. In the
前記発光ダイオード1は、例えばオートフォーカスカメラの測距装置等、測距対象物(オートフォーカスカメラの場合は被写体)までの距離を測定するための測距装置の光源に利用される。
The
図9はこの発明の測距用光源の一実施例を示しており、この実施例の測距用光源は、前記第1の実施例の発光ダイオード1と、その出射側に配置され、前記発光ダイオード1のLEDチップ4の出射面4aから出射し、前記モールド体6の凸レンズ部7により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射した光を平行光に補正して出射する投射レンズ10とを備えたものである。
FIG. 9 shows an embodiment of a distance measuring light source according to the present invention. The distance measuring light source of this embodiment is disposed on the
なお、この測距用光源は、オートフォーカスカメラに実装される被写体までの距離を測定するための赤外線測距装置に利用されるものであり、前記発光ダイオード1のLEDチップ4は、赤外線光を発するチップ状半導体を備えている。
The distance measuring light source is used in an infrared distance measuring device for measuring a distance to a subject mounted on an autofocus camera, and the
この測距用光源は、前記第1の実施例の発光ダイオード1の出射側に前記投射レンズ10を配置したものであるため、前記発光ダイオード1からゴースト光をほとんど含まない光を出射させ、その光を前記投射レンズ10により平行光に補正して出射することができ、したがって、この測距用光源を測距装置に利用することにより、精度の高い距離測定を行なうことができる。
Since the distance measuring light source has the
すなわち、図10は、非反射性遮光膜8を備えない発光ダイオード1aを用いた測距用光源を示しており、前記非反射性遮光膜8を備えない発光ダイオード1aは、図4に示したように、LEDチップ4の出射面4aから出射し、モールド体6の凸レンズ部7により広がり角を小さくされた正規光と、前記LEDチップ4の周面から出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光の反射光が前記凸レンズ部7により前記正規光とは異なる方向に屈折されたゴースト光とを出射する。
That is, FIG. 10 shows a light source for distance measurement using the
そのため、この測距用光源では、前記発光ダイオード1aからの正規光が図10に実線で示したように投射レンズ10により平行光に補正されて出射するだけでなく、前記発光ダイオード1aからのゴースト光が図10に破線で示したように前記投射レンズ10により前記平行光とは異なる方向に出射し、測距装置に、前記ゴースト光の影響による測定誤差を生じさせてしまう。
For this reason, in this distance measuring light source, the regular light from the
それに対し、前記第1の実施例の発光ダイオード1の出射側に投射レンズ10を配置した測距用光源は、前記発光ダイオード1からの出射光が図3に示したようにゴースト光をほとんど含まない光であり、その光が図9に実線で示したように投射レンズ10により平行光に補正されて出射するため、この測距用光源を測距装置に利用することにより、精度の高い距離測定を行なうことができる。
On the other hand, in the distance measuring light source in which the
なお、上記実施例の測距用光源は、図1〜図3に示した第1の実施例の発光ダイオード1を用いたものであるが、発光ダイオード1は、図5及び図6に示した第2の実施例、図7に示した第3の実施例、図8に示した第4の実施例のものでもよく、その場合も、この測距用光源を測距装置に利用することにより、精度の高い距離測定を行なうことができる。
The distance measuring light source of the above embodiment uses the
また、この発明の測距用光源は、オートフォーカスカメラの測距装置に限らず、他の測距装置の光源にも利用することもできる。 The distance measuring light source of the present invention is not limited to the distance measuring device of the autofocus camera, but can also be used for the light source of other distance measuring devices.
図11はこの発明の測距装置の一実施例を示しており、この測距装置は、前記第1〜第4のいずれかの実施例の発光ダイオード1と、その出射側に配置され、前記発光ダイオード1のLEDチップ4の出射面4aから出射し、前記モールド体6の凸レンズ部7により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射した光を平行光に補正して出射する投射レンズ10と、前記発光ダイオード1の側方に十分な間隔をおいて配置され、前記投射レンズ10から出射し、測距対象物Aにより反射された戻り光を受光してその信号を出力する光センサ11と、前記光センサ11からの出力信号に基づいて測距対象物Aまでの距離を判定する測距回路14とを備えている。
FIG. 11 shows an embodiment of the distance measuring device according to the present invention. This distance measuring device is disposed on the
なお、この実施例の測距装置は、オートフォーカスカメラに実装される赤外線測距装置であり、前記発光ダイオード1のLEDチップ4は、赤外線光を発するチップ状半導体を備えている。
The distance measuring device of this embodiment is an infrared distance measuring device mounted on an autofocus camera, and the
この測距装置において、前記光センサ11は、一方の面に、複数の光電変換素子、例えばフォトダイオード12を、前記投射レンズ10からの光(平行光)の出射方向に対して交差する方向に1列に密に並べて配列形成したものであり、前記投射レンズから出射して測距対象物(以下、被写体と言う)Aにより反射され、前記光センサ11に対して前記投射レンズ10から前記被写体Aまでの距離に対応した角度方向から入射する戻り光を、前記複数のフォトダイオード12のうちの前記戻り光の入射点のフォトダイオード12により受光してその信号を出力する。
In the distance measuring apparatus, the
この光センサ11は、そのフォトダイオード形成面を前記投射レンズ10からの出射光が向かう方向に向けて、フォトダイオード形成面が前記投射レンズ10からの出射光の軸線Oに対して垂直になるように配置されており、したがって、この光センサ11の複数のフォトダイオード12は、前記投射レンズ10からの出射光の軸線Oと直交する方向に配列している。
The
そして、前記光センサ11の光入射側、つまりフォトダイオード形成面の前方には、前記被写体Aにより反射された戻り光を集光させて前記フォトダイオード12の受光面に入射させるセンサ側レンズ13が配置されている。
A
この測距装置は、三角測距を行なうものであり、前記発光ダイオード1から出射し、前記投射レンズ10により平行光とされてこの投射レンズ10から出射した光を被写体Aに向けて投射することにより、前記被写体Aにより反射され、前記投射レンズ10から前記被写体Aまでの距離に対応した角度方向から前記光センサ11に向かって戻った光を、前記光センサ11の複数のフォトダイオード12のうちの前記戻り光の入射点に位置するフォトダイオード12により受光し、その信号を前記光センサ11から測距回路14に出力する。
This distance measuring device performs triangulation, and projects the light emitted from the
なお、前記被写体Aにより反射された戻り光は、前記センサ側レンズ13により集光され、前記光センサ11の複数のフォトダイオード12のうち、前記戻り光の入射点に位置するフォトダイオード12に入射する。
The return light reflected by the subject A is collected by the sensor-
図11において、実線は前記投射レンズ10から被写体Aまでの距離が短いときの光路、鎖線は前記投射レンズ10から被写体Aまでの距離が長いときの光路を示しており、前記投射レンズ10から被写体Aまでの距離が短いときは、前記被写体Aにより反射された戻り光が前記光センサ11の前記発光ダイオード1に近い側のフォトダイオード12に入射し、前記投射レンズ10から被写体Aまでの距離が長いときは、前記被写体Aにより反射された戻り光が前記光センサ11の前記発光ダイオード1から遠い側のフォトダイオード12に入射する。
In FIG. 11, a solid line indicates an optical path when the distance from the
そして、前記光センサ11は、その複数のフォトダイオード12のうち、前記戻り光を受光したフォトダイオード12の位置に対応する信号を測距回路14に出力する。
Then, the
一方、前記測距回路14には前記投射レンズ10からの出射光、つまり被写体投射光の軸線Oから前記光センサ11の配置位置までの距離データが予め設定されており、この測距回路14は、前記光センサ11からの出力信号に基づいて、前記被写体投射光の軸線Oに対して直交する線上における前記軸線Oから前記光センサ11の戻り光入射点までの距離と、前記光センサ11に対する前記戻り光の入射角とを求め、これらの距離及び角度から三角測量の原理により前記被写体Aまでの距離を判定し、その測距データを図示しないレンズ焦点調整部に出力する。
On the other hand, the
この測距装置は、前記第1〜第4のいずれかの実施例の発光ダイオード1と、この発光ダイオード1からモールド体6の凸レンズ部7により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射した光を平行光に補正して出射する投射レンズ10と、前記発光ダイオード1の側方に配置され、前記投射レンズ10から出射し、測距対象物Aにより反射された戻り光を受光してその信号を出力する光センサ11とを備えたものであるため、前記発光ダイオード1からゴースト光をほとんど含まない光を出射させ、その光を前記投射レンズ10により平行光に補正して出射して被写体Aに投射することができ、したがって、前記被写体Aにより反射された戻り光を前記光センサ11に受光させることによる前記被写体Aまでの距離測定を高い精度で行なうことができる。
The distance measuring device includes the
すなわち、この実施例の測距装置は、光センサ11に、前記投射レンズ10からの光の出射方向に対して交差する方向に配列した複数のフォトダイオード12を備え、前記投射レンズ10から出射して被写体Aにより反射され、前記光センサ11に対して前記投射レンズ10から前記被写体Aまでの距離に対応した角度方向から入射する戻り光を、前記複数のフォトダイオード12のうちの前記戻り光の入射点のフォトダイオード12により受光してその信号を出力するものを用いて三角測距を行なうものであり、この三角測距では、前記発光ダイオード1から出射し、前記投射レンズ10により被写体Aに投射される光がゴースト光を含んでいると、そのゴースト光が測距精度に影響するが、この測距装置によれば、前記発光ダイオード1からゴースト光をほとんど含まない光を出射させ、その光を前記投射レンズ10により平行光に補正して出射して被写体Aに投射することができるため、前記三角測距の精度を飛躍的に高くすることができる。
That is, the distance measuring apparatus of this embodiment includes a plurality of
前記測距装置において、前記発光ダイオード1の遮光膜8は、図1〜図3に示した第1の実施例のように、一対のリード2,3のモールド体6内の部分の略全体を覆って設けるのが望ましく、このようにすることにより、LEDチップ4の周面から出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光の前記リード2,3による反射を略完全に無くし、前記発光ダイオード1からよりゴースト光の少ない光を出射させて、より高精度の距離測定を行なうことができる。
In the distance measuring device, the light-shielding
また、前記測距装置において、前記発光ダイオード1の遮光膜8は、図5及び図6に示した第2の実施例のように、LEDチップ4部分を除いてモールド体6の断面積の略全体にわたって設けるのが望ましく、このようにすることにより、前記LEDチップ4の周面から出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光のうち、リード2,3の側方を通過した光のモールド体後面、つまり凸レンズ部形成面とは反対面での内面反射も無くして前記発光ダイオード1からさらにゴースト光の少ない光を出射させ、さらに高精度の距離測定を行なうことができる。
Further, in the distance measuring device, the
さらに、前記測距装置において、前記発光ダイオード1の遮光膜8は、図7に示した第3の実施例のように、LEDチップ4側の部分を前記LEDチップ4の出射面4aのうち、前記LEDチップ4の発光部に対応する部分を除く領域に重ねて形成するのが好ましく、このようにすることにより、前記LEDチップ4の出射面4aの前記発光部に対応する部分だけから光を出射させ、前記発光ダイオード1からさらにゴースト光の少ない光を出射させて、さらに高精度の距離測定を行なうことができる。
Furthermore, in the distance measuring device, the
また、前記測距装置において、前記発光ダイオード1の遮光膜8は、図8に示した第4の実施例のように、一対のリード2,3のLEDチップ4側の面上に形成してもよく、その場合は、前記モールド体6の凸レンズ部形成面とは反対面に光吸収膜9を設けることにより、前記LEDチップ4の周面から出射面4aとは反対方向に出射した漏れ光の前記リード2,3による反射とモールド体後面での内面反射とを無くして前記発光ダイオード1からよりゴースト光の少ない光を出射させ、より高精度の距離測定を行なうことができる。
In the distance measuring apparatus, the
なお、図11に示した測距装置は三角測距を行なうものであるが、この発明は、前記発光ダイオード1からモールド体6の凸レンズ部7により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射した光を投射レンズ10により平行光に補正して出射し、被写体(測距対象物)Aにより反射された戻り光を前記発光ダイオード1の側方に配置された光センサにより受光して、前記発光ダイオード1からの光出射と前記光センサへの戻り光入射との時間差に基づいて前記被写体Aまでの距離を判定する時間差測距を行なう測距装置にも適用することができる。
Although the distance measuring device shown in FIG. 11 performs triangulation, the present invention is refracted and emitted from the
また、この発明の測距装置は、オートフォーカスカメラの測距装置に限らず、他の測距装置にも適用することができる。 Further, the distance measuring device of the present invention is not limited to the distance measuring device of the autofocus camera, but can be applied to other distance measuring devices.
1…発光ダイオード、2,3…リード、4…LEDチップ、4a…出射面、5…リードワイヤ、6…モールド体、7…凸レンズ部、8…非反射性遮光膜、9…光吸収膜、10…投射レンズ、11…光センサ、12…フォトダイオード(光電変換素子)、13…センサ側レンズ、14…測距回路、A…被写体(測距対象物)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記発光ダイオードの出射側に配置され、前記発光ダイオードから前記モールド体の凸レンズ部により広がり角が小さくなる方向に屈折されて出射した光を平行光に補正して出射する投射レンズと、
前記発光ダイオードの側方に配置され、前記投射レンズから出射し、測距対象物により反射された戻り光を受光してその信号を出力する光センサとを備えたことを特徴とする測距装置。 A pair of leads, a light emitting diode chip connected to the pair of leads, the light emitting diode chip disposed on one surface side of these leads with the emission surface facing away from the leads, and the arrangement portion of the light emitting diode chip And a mold body in which a convex lens portion is formed on the surface facing the light emission surface of the light emitting diode chip, and the light emitted from the light emission surface of the light emitting diode chip is emitted with a reduced divergence angle, and the mold A cross-section of the mold body excluding the light emitting diode chip portion in a pyramid shape or a cone shape with the exit surface side convex in a direction orthogonal to the lens axis of the convex lens portion in a portion other than the convex lens portion of the body Of the light emitted from the light-emitting diode chip, the light-emitting diode chip is provided with a shape from the peripheral surface of the light-emitting diode chip and the emission surface. A light emitting diode that includes a non-reflective light-shielding film for shielding the leakage light emitted toward the opposite direction of the pair of leads,
A projection lens that is disposed on the light emission side of the light emitting diode, corrects the light emitted from the light emitting diode by the convex lens portion of the mold body and is refracted in a direction in which the divergence angle is reduced, and emits the parallel light;
A distance measuring device, comprising: a light sensor disposed on a side of the light emitting diode, receiving a return light emitted from the projection lens and reflected by a distance measuring object, and outputting the signal. .
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