JPS6247613A - Optical system for range finder - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To irradiate an image of a light source sharply without reference to the distance to an object by composing an optical system of the 1st biconvex lens and the 2nd lens which has positive power and a large-curvature convex surface on the opposite side from the object successively from the object side and allowing the optical system to meet a specific requirement. CONSTITUTION:A range finder consists of a projection part which irradiates the object with light for distance measurement and a photodetection part which photodetects reflected light from the object. The optical system used for the projection or photodetection part consists of the 1st biconvex lens 15 and the 2nd lens 16 which has positive power and the large-curvature convex surface on the opposite side from the object successively from the object side. Then, an inequality holds, where H12 is the gap between the rear principal point of the 1st lens 15 and the front principal point of the 2nd lens 16 and (f) is the focal length of the whole system.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクティブタイプの測距装置の投光部もしく
は受光部に使用される光学系に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical system used in a light projecting section or a light receiving section of an active type distance measuring device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

カメラのオートフォーカス装置などに利用されているア
クティブタイプの測距装置は、投光部と受光部とを備え
ている。投光部は、例えば赤外光を発光する発光ダイオ
ードなどの光源と、その前面に配置された投光レンズと
からなる。また、受光部は、例えば受光素子とＣＯＤと
を組み合わせたラインセンサなどのように、受光位置の
検出機能をもった受光体と、その前面に配置された受光
レンズとからなる。この受光部は、投光部から一定の基
線長隔てて配置されるとともに、受光体の長手方向が前
記基線長方向に一致するように配設される。An active type distance measuring device used in an autofocus device of a camera, etc. includes a light projector and a light receiver. The light projecting unit includes a light source such as a light emitting diode that emits infrared light, and a light projecting lens disposed in front of the light source. Further, the light receiving section includes a light receiving body having a function of detecting a light receiving position, such as a line sensor that combines a light receiving element and a COD, and a light receiving lens disposed in front of the light receiving body. The light receiving section is arranged at a certain baseline length apart from the light projecting section, and is arranged so that the longitudinal direction of the light receiving body coincides with the baseline length direction.

前記光源を点灯させると、光源からの光は投光レンズに
よって細径の光ビームとなり、物体の表面にはスポット
光が照射される。このスポット光は物体の表面で反射さ
れ、その反射光束の一部は受光レンズを介して受光体上
に結像される。このとき、物体から受光レンズに至る反
射光軸は、物体距離に対応した角度をもって受光レンズ
に入射し、これに応じて受光体上の異なった位置にスポ
ット光が結像されるから、その結像位置を検出すること
によって、物体までの距離を判定することができる。When the light source is turned on, the light from the light source is turned into a narrow light beam by the projecting lens, and the surface of the object is irradiated with spot light. This spot light is reflected by the surface of the object, and a portion of the reflected light beam is imaged on the photoreceptor via the photoreceptor lens. At this time, the reflected optical axis from the object to the light receiving lens enters the light receiving lens at an angle corresponding to the object distance, and the spot light is imaged at different positions on the light receiving body accordingly. By detecting the image position, the distance to the object can be determined.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、上述のようにして使用されている受光レンズ
は固定焦点であることから、物体から反射されてきたス
ポット光を物体距離の全範囲に亘って、受光体上に鮮明
に結像させることは非常に困難である。例えば５ｍ以遠
を無限遠とし、この無限遠からのスポット光が受光体上
に正しく結像されるようにすると２．測距可能な至近距
離としては１ｍ程度が限界となっていた。というのは、
この至近距離をさらに近距離（例えば５Ｑｃｍ程度）に
しようとしても、その距離では物体から反射されてきた
スポット光が、受光体上で広がりをもったボケ像になっ
てしまい、測距不能になってしまうからである。一方、
至近距離側のスポット光を受光体上に鮮明に結像させる
ようにしておくと、今度は無限遠側からのスポット光が
不鮮明になってしまう。By the way, since the light-receiving lens used as described above has a fixed focus, it is difficult to form a clear image of the spot light reflected from the object on the light-receiving body over the entire range of the object distance. Very difficult. For example, if the distance beyond 5 m is set to infinity, and the spot light from this infinity is correctly imaged on the photoreceptor, 2. The maximum distance that could be measured was about 1 meter. I mean,
Even if you try to make this close distance even closer (for example, about 5Qcm), the spot light reflected from the object at that distance will become a spread out blurred image on the photoreceptor, making distance measurement impossible. This is because on the other hand,
If the spotlight from the close distance side is clearly focused on the photoreceptor, the spotlight from the infinity side will become unclear.

同様に投光レンズにおいても、至近距離にある物体から
遠距離にある物体まで、はぼ一定の大きさをもったスポ
ット光を照射することは、従来の投光レンズでは非常に
困難となっている。Similarly, with conventional floodlight lenses, it is extremely difficult to irradiate a spot of light with a uniform size from an object at a close distance to an object at a far distance. There is.

本発明は、上述のような従来技術の欠点に鑑みてなされ
たもので、物体に照射される測距用の光あるいは受光体
に形成される前記測距用の光の像が、物体距離によらず
ボケることがなく、はぼ一定の大きさに維持できるよう
にした測距装置の光学系を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned shortcomings of the prior art, and the present invention has been made in view of the above-mentioned shortcomings of the prior art. To provide an optical system for a distance measuring device that can maintain an approximately constant size without blurring or blurring.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記目的を達成するために、光源からの光を集
光して物体に測距用の光を照射するための投光レンズ、
あるいは物体に照射された光の像を受光体上に形成する
ための受光レンズの少なくともいずれかに使用される光
学系を、測距用の光が照射される前記物体側から順に、
両凸の第゛ルンズ、そして正のパワーをもち前記物体と
逆側の面に強い凸面を向けた第２レンズとを配列して構
成したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a projecting lens for condensing light from a light source and irradiating an object with light for distance measurement;
Alternatively, the optical system used for at least one of the light-receiving lenses for forming an image of the light irradiated on the object on the photoreceptor is arranged in order from the object side to which the distance-measuring light is irradiated.
It is constructed by arranging a biconvex lens and a second lens with positive power and a strong convex surface facing away from the object.

このように構成された光学系は、従来より使用されてい
る単レンズに較べてペッツバール和が大きくなり、像面
が独特の形状に湾曲するので、これを例えば受光レンズ
として使用したときには、受光レンズと受光体との間隔
を一定に保ったままでも、物体距離によらずボケの少な
い良好な測距用の光の像が、受光体上に形成されるよう
になる。In an optical system configured in this way, the Petzval sum is larger than that of a single lens conventionally used, and the image plane is curved in a unique shape. Even if the distance between the object and the photoreceptor is kept constant, a good distance-measuring light image with little blur can be formed on the photoreceptor regardless of the object distance.

さらに、受光体を固定して光源を基線長方向にスキャン
しながら測距を行う測距装置において、上述のように構
成された光学系を投光レンズに用いれば、物体距離によ
らず、鮮明な測距用の光を物体上に照射することができ
るようになるので、測距精度が向上するようになる。な
お、測距用の光としては、前述したスポット光のほかに
、スリット光などを利用することも可能である。Furthermore, if the optical system configured as described above is used for the projecting lens in a distance measuring device that measures distance while fixing the photoreceptor and scanning the light source in the baseline length direction, it will be possible to obtain clear images regardless of the object distance. Since it becomes possible to irradiate a distance measuring light onto an object, distance measuring accuracy improves. In addition to the above-mentioned spot light, it is also possible to use a slit light as the light for distance measurement.

以下、添付した図面に基づき、本発明の実施例について
説明する。Embodiments of the present invention will be described below based on the attached drawings.

〔実施例〕〔Example〕

アクティブタイプの測距装置を示す第５図において、近
赤外光を発光する発光ダイオード１からの光は、投光レ
ンズ２によって集光され、光軸３にしたがって直進し、
スポット光５として物体６に照射される。スポット光５
は物体６の表面で拡散反射し、その一部の光束は光軸７
にしたがって受光レンズ８に入射する。In FIG. 5, which shows an active type distance measuring device, light from a light emitting diode 1 that emits near-infrared light is focused by a light projecting lens 2, and travels straight along an optical axis 3.
The object 6 is irradiated as a spot light 5. spot light 5
is diffusely reflected on the surface of the object 6, and a part of the luminous flux is directed toward the optical axis 7.
The light enters the light receiving lens 8 according to the following.

投光レンズ２と基線長！隔てて配置された受光レンズ８
の後方には、この基線長ｌ方向に長手方向が一致するよ
うに、ラインセンサｌＯが配置されている。図示のよう
に、物体６が至近距離にあるときには、光軸７が受光レ
ンズの光軸１１に対して大きく傾き、また、物体６が遠
距離になってゆくにつれ光軸７の傾きが小さくなってゆ
くから、受光レンズ８によって収斂される光束は、物体
距離に対応し、ラインセンサ１０上の異なった位置に結
像される。ラインセンサ１０は、その結像位置を電気信
号として出力するから、この電気信号を利用して物体６
までの距離を測定することができるようになる。なお、
物体距離が無限遠に近づ（につれ、前記光軸７は、受光
レンズ８の光軸工Ｉに接近してゆく。Light projection lens 2 and baseline length! Light receiving lenses 8 arranged apart from each other
A line sensor 1O is arranged behind the line sensor 10 so that its longitudinal direction coincides with the base line length 1 direction. As shown in the figure, when the object 6 is at a close distance, the optical axis 7 is tilted greatly with respect to the optical axis 11 of the light receiving lens, and as the object 6 becomes far away, the tilt of the optical axis 7 becomes smaller. Therefore, the light beam converged by the light receiving lens 8 is imaged at different positions on the line sensor 10, corresponding to the object distance. Since the line sensor 10 outputs its imaging position as an electrical signal, this electrical signal is used to detect the object 6.
You will be able to measure the distance to. In addition,
As the object distance approaches infinity, the optical axis 7 approaches the optical axis I of the light receiving lens 8.

ところで、前記ラインセンサ１０の受光面１２は、第６
図に示すように、受光レンズ８の焦点距離ｆ′に一致す
るように固定して配置されている。By the way, the light receiving surface 12 of the line sensor 10 has a sixth
As shown in the figure, it is fixedly arranged so as to match the focal length f' of the light receiving lens 8.

したがって、物体距離が無限遠の場合にはスポット光５
からの光束１３は、受光面１２上に正しく結像されるこ
とになるが、物体距離が至近距離のときの光束１４は、
通常では破線で示したように受光面１２よりも後方で結
像されるようになる。Therefore, if the object distance is infinite, the spot light 5
The light beam 13 from the object will be correctly imaged on the light-receiving surface 12, but the light beam 14 when the object distance is close is:
Normally, the image is formed behind the light-receiving surface 12, as shown by the broken line.

この結果、至近距離側では、ラインセンサ１０上には前
記スポット光５の像がボケをもって形成され、測距精度
を劣化させることになる。As a result, on the close distance side, a blurred image of the spot light 5 is formed on the line sensor 10, which deteriorates the distance measurement accuracy.

しかしながら、本発明を用いた受光レンズ８によれば、
至近距離のときの光軸７にしたがって入射した光束Ｉ４
も実線１４′で示したように、受光レンズ８の焦点距離
ｆ′に一致して配置されたラインセンサ１０の受光面１
２上に、鮮明に結像されるようになる。このような作用
を得るために、本発明の受光レンズ８は、例えば後述す
るようなデータをもって構成されており、湾曲した像面
をもつものである。この像面湾曲は少なくとも基線長ρ
方向、すなわちメリディオナル像面について与えられる
ことになる。なお、この場合の焦点距離ｒ′は、物体距
離が５ｍ以遠をもって無限遠としていることから、正確
には、物体距離が５ｍのときの結像面の位置として定め
られており、平行光が入射したときの結像位置から求め
られる焦点距離ｆとはわずかに異なる値になっている。However, according to the light receiving lens 8 using the present invention,
Luminous flux I4 incident along optical axis 7 at close range
As indicated by a solid line 14', the light receiving surface 1 of the line sensor 10 is arranged to correspond to the focal length f' of the light receiving lens 8.
2, a clear image will be formed. In order to obtain such an effect, the light-receiving lens 8 of the present invention is configured with, for example, data as described below, and has a curved image surface. This field curvature is at least equal to the baseline length ρ
direction, that is, the meridional image plane. Note that the focal length r' in this case is defined as infinity when the object distance is 5 m or more, so it is precisely determined as the position of the imaging plane when the object distance is 5 m, and the focal length r' is defined as the position of the imaging plane when the object distance is 5 m. This value is slightly different from the focal length f determined from the imaging position at that time.

第１図は、基線長βを３０ｍｍにして使用する測距装置
の、受光レンズ８に本発明を用いた一実施例を示し、第
２図はその収差曲線である。この実施例においては、受
光レンズ８は物体側に配置された両凸の第２レンズ１６
と、その後方に配置され受光面１２側に強い凸面が向け
られた第２レンズ１６とからなる。この光学系において
物体側から順に第１面〜第４面としたとき、第１面と第
３面とは非球面に形成されている。これらの各面のデー
タは、ｒを曲率半径、ｄを面間隔、Ｎを屈折率としたと
き、次の通りである。FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to the light-receiving lens 8 of a distance measuring device used with a base line length β of 30 mm, and FIG. 2 shows its aberration curve. In this embodiment, the light receiving lens 8 is a biconvex second lens 16 disposed on the object side.
and a second lens 16 disposed behind it and having a strongly convex surface facing the light receiving surface 12 side. In this optical system, when the first surface to the fourth surface are defined in order from the object side, the first surface and the third surface are formed into aspherical surfaces. The data for each of these surfaces is as follows, where r is the radius of curvature, d is the interplanar spacing, and N is the refractive index.

面番号　　ｒ　　　　　　　ｄ　　　　　　　Ｎ１　　
非球面　　　　５．５１１５１　　　１．４９１７２　
−２２．７２５２６　　１５．０５６９５３　　非球面
　　　　２．４５８０３　　　１．４９１７４　　−３
．３６４８６　　　０．５３３５７また、第１面および
第３面の非球面形状は、Ｃを近軸曲率（近軸曲率半径ｒ
の逆数）、ｋを円錐係数、Ａ−Ｄを非球面係数としたと
き、Ｘを非球面の頂点を原点とする光軸方向の座標、ｈ
をＸの座標軸に直交する方向の座標として、次式で一表
される。Surface number r d N1
Aspheric surface 5.51151 1.49172
-22.72526 15.056953 Aspheric 2.45803 1.49174 -3
．． 36486 0.53357 In addition, the aspherical shape of the first and third surfaces has C as paraxial curvature (paraxial curvature radius r
), where k is the conic coefficient and A-D is the aspheric coefficient, X is the coordinate in the optical axis direction with the apex of the aspheric surface as the origin, h
is expressed by the following equation, where is the coordinate in the direction perpendicular to the X coordinate axis.

そして、第１面、第３面の近軸曲率半径ｒ、円錐係数に
および非球面係数Ａ−Ｄは、次の値に設定されている。The paraxial radius of curvature r, conic coefficient, and aspheric coefficient AD of the first surface and the third surface are set to the following values.

「第１面」 ｒ　　　１５．０１８８７ ｋ　　　−４，２４３１８ Ａ　　　　８．２６３４１Ｘ１０−５ Ｂ　　　−１，９３９９３Ｘ１０−６ Ｃ３，３７０１３ｘｌＯ−８ Ｄ　　　−３，４５４１９Ｘ１０−” 「第３面」 ｒ　　　−９，６４０８７ ｋ　　　−８７１，９３３６ Ａ　　　　９．２７７６１Ｘ１０−３ Ｂ　　　−２，０６５１０Ｘ１０−’ Ｃ−７，９２０６７ｘｌＯ−” Ｄ　　　　０．０００００ 上記のように構成された受光レンズ８は、焦点距離ｆが
２０．００００、バンクフォーカスｂｒが０．４５３９
、Ｆナンバーが１．６７、画角３゜５２″を有する。な
お、第１レンズ１５の焦点距離ｆ１と第２レンズ１６の
焦点距離ｆ２との比は、２．０７５２、第１レンズ１５
の後側主点と第２レンズ１６の前側主点との間隔ＨＩ２
は、１９．６４となっている。この受光レンズ８によれ
ば、第２図に示した収差曲線からも明らかなように、正
のパワーを持つ第１レンズ１５と、像面側に強い凸面を
向けた第２レンズ１６とから構成されているから、ペッ
ツバール和が太き（なり像面湾曲をかなり残した形の特
性となっている。しかも、物体距離りに関しメリディオ
ナル平面でのコマ収差はかなり改良されているから、受
光面１２には物体距離によらず鮮明なスポット光５の像
が形成されるようになる。"First side" r 15.01887 k -4,24318 A 8.26341X10-5 B -1,93993X10-6 C3,37013xlO-8 D -3,45419X10-""Thirdside" r -9,64087 k -871,9336 A 9,27761 br is 0.4539
, has an F number of 1.67 and an angle of view of 3°52''.The ratio of the focal length f1 of the first lens 15 to the focal length f2 of the second lens 16 is 2.0752.
Distance HI2 between the rear principal point and the front principal point of the second lens 16
is 19.64. According to this light-receiving lens 8, as is clear from the aberration curve shown in FIG. Since the Petzval sum is large (and the field curvature remains considerably), the coma aberration at the meridional plane has been considerably improved with respect to the object distance, so the light receiving surface 12 A clear image of the spot light 5 is formed regardless of the object distance.

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図の実
施例と同様に第１レンズ１７．第２レンズ１８のそれぞ
れの面に物体側から順に面番号を付すと、各面のデータ
は次の通りである。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which the first lens 17. When surface numbers are assigned to each surface of the second lens 18 in order from the object side, the data for each surface is as follows.

面番号　　ｒ　　　　　　　ｄ　　　　　　　Ｎ１　　
１９．４７４０　　　６．５００００　　　１．４９１
７２　　非球面　　　１６．１１６８３ ３　５８７．６２３１　　　６．５００００　　　１．
４９１７４　　非球面　　　　０．５００１６ また、第２面と第４面の非球面形状については、第１図
の場合と同様の式によって表され、ｒ、ｋ。Surface number r d N1
19.4740 6.50000 1.491
72 Aspherical surface 16.11683 3 587.6231 6.50000 1.
49174 Aspherical surface 0.50016 The aspherical shapes of the second and fourth surfaces are expressed by the same formula as in FIG. 1, r, k.

Ａ−Ｄの各係数の値は以下の通りである。The values of each coefficient of A-D are as follows.

「第２面」 ｒ　　　−２５，５２２３０ ｋ　　　　−２，７１３１６ Ａ　　　　　４．２７８４３Ｘ１０−５Ｂ　　　　　５
．９６１９２ｘｌＯ−１ｌＣ１，３５４８７Ｘ１０−’ Ｄ　　　　−３，４５９６７Ｘ１０−”「第４面」 ｒ　　　　−１，３９７９８ ｋ　　　　−３，２５８４２ Ａ　　　　　　　　４．　７９９７９Ｘ１０−’Ｂ　　
　　　　　　６．　５０２６４ｘｌＯ−’ｃ　　　　　
　　　ｏ、　　ｏｏｏｏ。"Second side" r -25,52230 k -2,71316 A 4.27843X10-5B 5
．． 96192xlO-1lC1,35487X10-'D-3,45967X10-""Fourthsurface" r-1,39798 k-3,25842 A 4. 79979X10-'B
6. 50264xlO-'c
o, ooooo.

Ｄ　　　　　　　０．　０００００ このように構成された受光レンズ８は、焦点距離ｆが１
９．９９９１、バンクフォーカスｂｆが０．４２２４、
Ｆナンバーが１．６７、画角３゜５２°を有する。なお
、第２レンズ１６の焦点距離ｆ、と第２レンズ１８の焦
点距離ｆ２との比は、８．２８５９、第１レンズ１５の
後側主点と第２レンズ１６の前側主点との間隔Ｈ１２は
、２０．０４となっている。この光学系は第４図に示し
たような収差特性をもち、やはり強い像面湾曲をもって
いるとともに、メリディオナル面でのコマ収差が少ない
ことから、第１図に示した光学系と同様、測距装置の受
光レンズ８として使用すると効果的である。D 0. 00000 The light receiving lens 8 configured in this way has a focal length f of 1
9.9991, bank focus bf 0.4224,
It has an F number of 1.67 and an angle of view of 3°52°. The ratio of the focal length f of the second lens 16 to the focal length f2 of the second lens 18 is 8.2859, which is the distance between the rear principal point of the first lens 15 and the front principal point of the second lens 16. H12 is 20.04. This optical system has aberration characteristics as shown in Figure 4, and also has strong curvature of field and has little coma aberration on the meridional surface, so it is similar to the optical system shown in Figure 1 for distance measurement. It is effective to use it as the light receiving lens 8 of the device.

第５図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、第１
図の実施例と同様に物体側から順に面番号を付すと、各
面のデータは次の通りである。FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention.
When surface numbers are assigned in order from the object side as in the embodiment shown in the figure, the data for each surface is as follows.

面番号　　ｒ　　　　　　　ｄ　　　　　　　Ｎ１　　
非球面　　　　５．０４４４７４　　　１．４９１７２
　　−２５．１８１８４　　　１３．３６４１２８３　
　−１３．９０５９８　　　　６．５００００　　　　
　１．４９１７４　　非球面　　　　０．４２９８２１
また、第１面と第４面の非球面形状については、第１図
の場合と同様の式によって表され、ｒ、ｋ。Surface number r d N1
Aspherical surface 5.044474 1.49172
-25.18184 13.3641283
-13.90598 6.50000
1.49174 Aspherical surface 0.429821
Further, the aspherical shapes of the first surface and the fourth surface are expressed by the same formula as in FIG. 1, r, k.

Ａ−Ｄの各係数の値は以下の通りである。The values of each coefficient of A-D are as follows.

「第１面」 ｒ　　　　１４．６６８００ ｋ　　　　−４，０３７８９１５２ Ａ　　　　　９．２３２３８６Ｘ１０−５Ｂ　　　　−
１，７２５８７１Ｘ１０−６Ｃ３，１３８４２７Ｘ１０
−８ Ｄ　　　　−３，３６４９００ｘｌＯ−”「第４面」 ｒ　　　　−１，３３３７４ ｋ　　　　−２，９８０８３９７１ Ａ　　　　　２．６９７６７９Ｘ１０−’Ｂ　　　　　
　−２，３９２９７９Ｘ１０”’ｃ　　　　　　　ｏ、
　　ｏｏｏｏ。"First side" r 14.66800 k -4,03789152 A 9.232386X10-5B -
1,725871X10-6C3,138427X10
-8 D -3,364900xlO-""Fourthside" r -1,33374 k -2,98083971 A 2.697679X10-'B
-2,392979X10''co,
ooooo.

Ｄ　　　　　　　０．　０００００ このように構成された受光レンズ８は、焦点距離ｒが２
０．０Ｏ００ｔ’、第１図、第３図の光学系と同様、Ｆ
ナンバー１．６７、画角３．５２’を有する。なお、第
１レンズ１９の焦点距離ｆ。D 0. 00000 The light receiving lens 8 configured in this way has a focal length r of 2
0.0O00t', F
It has a number of 1.67 and an angle of view of 3.52'. Note that the focal length f of the first lens 19 is f.

と第２レンズ２０の焦点距離ｆ２との比は、７゜６７４
Ｌ第１レンズ１９の後側主点と第２レンズ２０の前側主
点との間隔Ｈ１□は、２１．０８４となっている。この
光学系は第６図に示したように、前述した実施例と同様
に、強い像面湾曲を伴っている。The ratio of the focal length f2 of the second lens 20 is 7°674
The distance H1□ between the rear principal point of the L-first lens 19 and the front principal point of the second lens 20 is 21.084. As shown in FIG. 6, this optical system is accompanied by a strong curvature of field, similar to the embodiment described above.

なお、第１図、第３図および第５図のいずれの光学系に
おいても、第１レンズの後側主点と第２レンズの前側主
点との間隔ＨＩ２は、光学系全系の焦点距離ｆに近い値
となっている。このＨＩ３の値と焦点距離ｆとの比が、 の関係を満足させるようにするのが望ましい。というの
は、この（Ｈ＋□／ｆ）の値が、下限を下回った場合に
は像面湾曲が減少し、上限を上回った場合には、第２レ
ンズの後面が受光面１２に干渉するおそれがでて（るか
らである。In addition, in any of the optical systems shown in FIGS. 1, 3, and 5, the distance HI2 between the rear principal point of the first lens and the front principal point of the second lens is equal to the focal length of the entire optical system. The value is close to f. It is desirable that the ratio between the value of HI3 and the focal length f satisfies the following relationship. This is because if the value of (H+□/f) falls below the lower limit, the curvature of field will decrease, and if it exceeds the upper limit, the rear surface of the second lens may interfere with the light-receiving surface 12. It's because it comes out.

以上、スポット光５を受光する側に本発明を適用する例
について述べてきたが、受光面１２の位置に発光ダイオ
ードｌの発光面を位置させるようにして、これらの光学
系をそのまま投光レンズ２として利用することも可能で
ある。The above has described an example in which the present invention is applied to the side that receives the spot light 5. However, by positioning the light emitting surface of the light emitting diode l at the position of the light receiving surface 12, these optical systems can be used as they are as a light emitting lens. It is also possible to use it as 2.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述のように、本発明の光学系では通常の光学系と異な
り、像面湾曲を積極的に利用することによって、光学系
に対して一定位置に置かれた光源の像を、物体距離にか
かわらず鮮明に照射し、あるいは光学系に対して一定距
離に置かれた結像面に、物体距離にかかわらず鮮明な像
を形成することができるようになる。したがって、この
光学系をアクティブタイプの測距装置の、投光レンズあ
るいは受光レンズに使用することによって、無限遠から
至近距離に至る測距範囲の全域に亘り、鮮明な投光ある
いは受光ができるようになり、測距精度を向上させる上
で非常に効果的である。As mentioned above, unlike ordinary optical systems, the optical system of the present invention makes active use of field curvature so that the image of a light source placed at a constant position with respect to the optical system can be viewed regardless of the object distance. It becomes possible to irradiate the object clearly, or to form a clear image on an imaging plane placed at a constant distance from the optical system, regardless of the object distance. Therefore, by using this optical system in the light emitting or light receiving lens of an active type distance measuring device, it is possible to clearly project or receive light over the entire distance measuring range from infinity to close range. This is very effective in improving distance measurement accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。 第２図は第１図の光学系の収差特性図である。 第３図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 第４図は第３図の光学系の収差特性図である。 第５図は本発明のさらに他の実施例を示す断面図である
。 第６図は第５図の光学系の収差特性図である。 第７図は測距装置の概略を示す原理図である。 第８図は本発明の作用説明図である。 １・・・発光ダイオード　２・・・投光レンズ５・・・
スポット光　　　８・・・受光レンズ１０・・ラインセ
ンサ　　１２・・受光面１’５，１７．１９・・第１レ
ン ズ１６．１８．２０・・第２レンズ。 第６図 （芦すゾｌブｔル）FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an aberration characteristic diagram of the optical system shown in FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the present invention. FIG. 4 is an aberration characteristic diagram of the optical system shown in FIG. 3. FIG. 5 is a sectional view showing still another embodiment of the present invention. FIG. 6 is an aberration characteristic diagram of the optical system shown in FIG. FIG. 7 is a principle diagram showing an outline of the distance measuring device. FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the present invention. 1... Light emitting diode 2... Light emitting lens 5...
Spot light 8... Light receiving lens 10... Line sensor 12... Light receiving surface 1'5, 17.19... First lens 16.18.20... Second lens. Figure 6 (Ashizorubuturu)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１）物体に測距用の光を照射する投光部と、前記光に
よる物体からの反射光を受光する受光部とからなる測距
装置の前記投光部もしくは受光部に用いられる光学系に
おいて、 前記物体側から順に配列された、両凸の第１レンズと、
正のパワーをもち前記物体と逆側の面が強い凸面にされ
た第２レンズとからなることを特徴とする測距装置の光
学系。 （２）前記第１レンズの後側主点と第２レンズの前側主
点との間隔をＨ＿１＿２、全系の焦点距離をｆとすると
き、 ０．８＜Ｈ＿１＿２／ｆ＜１．２ が満足されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の測距装置の光学系。 （３）前記第１レンズあるいは第２レンズの少なくとも
いずれかの一面を、非球面にしたことを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の測距装置の光学系。[Scope of Claims] (1) The light projector or light receiver of a distance measuring device comprising a light projector that irradiates distance measuring light onto an object, and a light receiver that receives light reflected from the object by the light. In the optical system used in the section, biconvex first lenses arranged in order from the object side;
1. An optical system for a distance measuring device, comprising a second lens having positive power and having a strongly convex surface opposite to the object. (2) When the distance between the rear principal point of the first lens and the front principal point of the second lens is H_1_2, and the focal length of the entire system is f, 0.8<H_1_2/f<1.2 is satisfied. An optical system of a distance measuring device according to claim 1, characterized in that: (3) The optical system of the distance measuring device according to claim 2, wherein at least one surface of the first lens or the second lens is an aspherical surface.