(57)【要約】【課題】  広範囲な視野角を有し、この広範囲な視野角内に存在する測距対象物の方向および距離を検出できる光学式測距センサを提供することにある。【解決手段】  基板１０と、上記基板１０に取り付けられる複数の発光素子１と、上記各発光素子１に対応して配置される複数の発光側レンズ２と、上記基板１０に取り付けられる一つの位置検出受光素子３と、上記位置検出受光素子３に対応して配置される一つの受光側トロイダルレンズ４と、上記基板１０に取り付けられる制御部６とを備える。この制御部６は、上記各発光素子１を所定のタイミングで駆動すると共に、上記位置検出受光素子３から出力される信号を処理する。【選択図】  図１Ｂ
2006125862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板に取り付けられると共に上記基板に対して略平行な同一の平面上に配置される複数の発光素子と、
上記各発光素子に対応して配置されると共に上記各発光素子から出射された光を略平行光にする複数の発光側レンズと、
上記基板に取り付けられる一つの位置検出受光素子と、
上記位置検出受光素子に対応して配置される一つの受光側トロイダルレンズと、
上記基板に取り付けられ、上記各発光素子を所定のタイミングで駆動すると共に上記位置検出受光素子から出力される信号を処理する制御部と
を備えることを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
相互に対応する一の組の発光素子および発光側レンズと、この一の組の発光素子および発光側レンズに隣接する他の組の発光素子および発光側レンズとの間に、遮光板を備えることを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
上記複数の発光側レンズと上記一つの受光側トロイダルレンズとを一体に支持すると共に、上記基板が取り付けられた状態で、上記複数の発光素子、上記一つの位置検出受光素子および上記制御部を収容する支持部材を備えることを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
上記発光素子は、５つあり、
この５つの発光素子は、同一の直線上に配列され、
隣接する上記発光素子の光軸のなす角度は、略２２．５度であることを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項５】
請求項３に記載の光学式測距センサにおいて、
上記支持部材は、導電性材料で形成され、
上記基板は、グランド端子を有し、
上記支持部材は、上記基板の上記グランド端子と電気的に接続されていることを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項６】
請求項３に記載の光学式測距センサにおいて、
上記複数の発光素子を搭載するリードフレームと、
上記複数の発光素子を封止する光透過性の封止部と
を有し、
上記リードフレームは、上記基板に対して略平行に上記封止部から突出している突出部を有し、
この突出部は、少なくとも一つの孔部を有し、
上記支持部材は、上記突出部の上記孔部に挿入される突起部を有することを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項７】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
上記位置検出受光素子は、一端から他端にかけて微小区間内の抵抗値が増加するような受光面を有することを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項８】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
上記位置検出受光素子は、２つの受光面を有する２分割フォトダイオードであることを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項９】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
上記制御部は、さらに、上記位置検出受光素子の受光量の和による信号を出力することを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項１０】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
上記位置検出受光素子とは別の他の受光素子を備え、
上記制御部は、さらに、上記他の受光素子による信号を出力することを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項１１】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
上記複数の発光素子によって形成される視野角度と略同一の視野角度を有する焦電センサを備えることを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項１２】
請求項１に記載の光学式測距センサにおいて、
上記複数の発光素子は、少なくとも２つの直線上に分けて配列され、同一の直線上に配列されていないことを特徴とする光学式測距センサ。
【請求項１３】
請求項１に記載の光学式測距センサを備えることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項１４】
請求項１に記載の光学式測距センサを備えることを特徴とするエアコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、所定範囲に存在する測距対象物を検出すると共に、上記測距対象物が存在する方向と、上記測距対象物までの距離とを測定する光学式測距センサに関する。また、この発明は、上記光学式測距センサを備える自走式掃除機に関する。また、この発明は、上記光学式測距センサを備えるエアコンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物体の検出を目的にしたセンサとして、超音波センサ、反射型赤外線センサ、および、赤外線方式の測距センサなどが使用されている。
【０００３】
超音波センサでは、広い視野角を持ち、検知距離が長い。しかし、柔らかい物体（布団、毛布、カーテン、ソファー等）は、音波を吸収してしまうため、検出できない。また、物体が存在する方向は、検知できない。
【０００４】
反射型赤外線センサでは、センサから発光された赤外線の反射光を検出する方式なので、構造が簡易である。しかし、検出対象物の色によって検出距離が変化するので、検出対象物の色などの影響で検出結果が不安定になる。
【０００５】
赤外線を利用した測距センサは、図１１に示すように、一つの発光素子１０１および一つの受光素子１０３を備え、上記発光素子１０１から測距対象物Ｂに照射し、この測距対象物Ｂからの反射光を上記受光素子１０３にて受光し、上記測距対象物Ｂが存在する方向と、上記測距対象物Ｂまでの距離とを測定していた（特開平５−３１２９４８号公報：特許文献１参照）。
【０００６】
この赤外線を利用した測距センサでは、上記測距対象物Ｂの色の影響をうけにくく、上記測距対象物Ｂまでの距離を精度よく検知することができる。
【０００７】
しかし、この測距センサでは、上記発光素子１０１からの発光ビームを絞るために、検出の視野角は、(±数°と)狭くなる。また、１ビームタイプ（一つの発光素子１０１）では、上記測距対象物Ｂが存在する方向を検知できず、この方向を検知するためには、複数の測距センサを用いる必要があり、大型化してしまう。
【０００８】
また、一つの測距センサにおいて、発光側のレンズを一つにし、複数個の発光素子を使用して、マルチビームをつくることができる。しかし、発光素子からのビームが、レンズの光軸から離れるほど、収差によって、測距対象物上に形成される光スポットは、ぼやけて大きくなり、測距精度に影響する。このため、実現できる視野角は、３０度程度と小さくなる。
【特許文献１】特開平５−３１２９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明の課題は、広範囲な視野角を有し、この広範囲な視野角内に存在する測距対象物の方向および距離を検出できる光学式測距センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の光学式測距センサは、
基板と、
上記基板に取り付けられると共に上記基板に対して略平行な同一の平面上に配置される複数の発光素子と、
上記各発光素子に対応して配置されると共に上記各発光素子から出射された光を略平行光にする複数の発光側レンズと、
上記基板に取り付けられる一つの位置検出受光素子と、
上記位置検出受光素子に対応して配置される一つの受光側トロイダルレンズと、
上記基板に取り付けられ、上記各発光素子を所定のタイミングで駆動すると共に上記位置検出受光素子から出力される信号を処理する制御部と
を備えることを特徴としている。
【００１１】
この発明の光学式測距センサによれば、上記複数の発光素子、上記複数の発光側レンズ、上記一つの位置検出受光素子、上記一つの受光側トロイダルレンズおよび上記制御部を備えるので、上記各発光素子を所定のタイミングで駆動し、上記位置検出素子から出力される信号を処理して、三角測量方式によって、広範囲に渡り測距対象物までの距離および方向を検出する。
【００１２】
このように、広範囲な視野角を有し、この広範囲な視野角内に存在する測距対象物の方向および距離を検出できる。また、上記位置検出受光素子および上記受光側トロイダルレンズは、一つなので、小型化およびコストダウンを図ることができる。
【００１３】
上記複数の発光素子、上記一つの位置検出受光素子および上記制御部は、同一の上記基板に取り付けられるので、容易に組み立てることができ、部品数の減少を図ることができる。
【００１４】
上記複数の発光素子は、上記基板に対して略平行な同一の平面上に配置されるので、上記基板と垂直方向の寸法（高さ寸法）を小さくすることができて、薄型化を図ることができる。また、上記各発光素子に接続される配線（例えば、上記各発光素子と上記制御部とを接続する配線）の長さを、略均一にすることができる。
【００１５】
また、上記受光側トロイダルレンズを備えるので、上記位置検出受光素子に焦点を合わせる精度が向上して、測距の精度が大幅に向上する。
【００１６】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、相互に対応する一の組の発光素子および発光側レンズと、この一の組の発光素子および発光側レンズに隣接する他の組の発光素子および発光側レンズとの間に、遮光板を備えている。
【００１７】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、一の組の発光素子および発光側レンズと、この一の組の発光素子および発光側レンズに隣接する他の組の発光素子および発光側レンズとの間に、遮光板を備えるので、一の発光側レンズに、この一の発光側レンズに対応する一の発光素子以外の他の発光素子から出射された光が、入射しないようにすることができて、正確に測距することができる。
【００１８】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、上記複数の発光側レンズと上記一つの受光側トロイダルレンズとを一体に支持すると共に、上記基板が取り付けられた状態で、上記複数の発光素子、上記一つの位置検出受光素子および上記制御部を収容する支持部材を備えている。
【００１９】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記複数の発光側レンズと上記一つの受光側トロイダルレンズとを一体に支持する支持部材を備えるので、上記基板を上記支持部材に取り付けることで、上記発光素子と上記発光側レンズとの間の距離と、上記位置検出受光素子と上記受光側トロイダルレンズとの間の距離とを、同時に、所望の値に調整することができる。
【００２０】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、
上記発光素子は、５つあり、
この５つの発光素子は、同一の直線上に配列され、
隣接する上記発光素子の光軸のなす角度は、略２２．５度である。
【００２１】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記５つの発光素子は、同一の直線上に配列され、隣接する上記発光素子の光軸のなす角度は、略２２．５度であるので、両端にある上記発光素子の光軸のなす角度は、略９０度になって、視野角度を大きくすることができる。
【００２２】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、
上記支持部材は、導電性材料で形成され、
上記基板は、グランド端子を有し、
上記支持部材は、上記基板の上記グランド端子と電気的に接続されている。
【００２３】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記支持部材は、導電性材料で形成され、上記支持部材は、上記基板の上記グランド端子と電気的に接続されているので、上記支持部材のシールド効果により、外部からの電磁ノイズの影響を除去して、上記発光素子および上記位置検出受光素子から安定した出力が得られる。このように、測距の精度を一層向上できる。
【００２４】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、
上記複数の発光素子を搭載するリードフレームと、
上記複数の発光素子を封止する光透過性の封止部と
を有し、
上記リードフレームは、上記基板に対して略平行に上記封止部から突出している突出部を有し、
この突出部は、少なくとも一つの孔部を有し、
上記支持部材は、上記突出部の上記孔部に挿入される突起部を有している。
【００２５】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記リードフレームの上記突出部は、上記孔部を有し、上記支持部材は、上記突出部の上記孔部に挿入される上記突起部を有するので、上記支持部材の上記突起部を、上記リードフレームの上記突出部の上記孔部に挿入することで、上記リードフレーム（上記複数の発光素子）を上記支持部材（上記複数の発光側レンズ）に対して位置決めできる。このように、上記各発光素子から出射された光は、上記各発光側レンズの光軸から外れずに、測距対象物まで到達できるので、精度のよい測距ができる。すなわち、上記各発光素子からの出射光の方向の精度を向上できる。
【００２６】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、上記位置検出受光素子は、一端から他端にかけて微小区間内の抵抗値が増加するような受光面を有している。
【００２７】
ここで、一端から他端への方向とは、上記測距対象物からの反射光により上記受光面に形成される光スポットが、上記発光素子から上記測距対象物までの距離が長くなるにつれて、移動する方向である。
【００２８】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記位置検出受光素子は、一端から他端へかけて微小区間内の抵抗値が増加するような受光面を有するので、上記測距対象物までの距離と上記位置検出受光素子からの出力との関係が、略直線状（リニア）になる。このように、上記測距対象物までの距離が遠い範囲において、距離変化に対する出力変化を大きくとれて、精度の良い測距が可能になる。
【００２９】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、上記位置検出受光素子は、２つの受光面を有する２分割フォトダイオードである。
【００３０】
ここで、上記２つの受光面の境界は、上記発光素子から上記測距対象物までの距離が変化するときに、上記測距対象物からの反射光により上記受光面に形成される光スポットが、横切る位置にある。
【００３１】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記位置検出受光素子は、２つの受光面を有する２分割フォトダイオードであるので、上記測距対象物からの反射光により上記受光面に形成される光スポットが、上記２つの受光面の境界を横切るときに、上記位置検出受光素子からの出力が急に変化する。このように、上記光スポットが上記２つの受光面の境界に位置するときの上記測距対象物までの距離の近傍を、精度よく測定することができる。
【００３２】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、上記制御部は、さらに、上記位置検出受光素子の受光量の和による信号を出力している。
【００３３】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記制御部は、さらに、上記位置検出受光素子の受光量の和による信号を出力するので、別途、光のトータル強度を検知できる。このように、別途、外乱光の強度を検知できて、正確な距離を測定できる。
【００３４】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、
上記位置検出受光素子とは別の他の受光素子を備え、
上記制御部は、さらに、上記他の受光素子による信号を出力している。
【００３５】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記制御部は、さらに、上記他の受光素子による信号を出力するので、別途、光のトータル強度を検知できる。このように、別途、外乱光の強度を検知できて、正確な距離を測定できる。
【００３６】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、上記複数の発光素子によって形成される視野角度と略同一の視野角度を有する焦電センサを備える。
【００３７】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記複数の発光素子によって形成される視野角度と略同一の視野角度を有する焦電センサを備えるので、上記複数の発光素子によって形成される測距範囲内の移動熱源を検知できて、例えば、測距範囲内にある測距対象物が、物体または人体のいずれであるかを区別することができる。
【００３８】
また、一実施形態の光学式測距センサでは、上記複数の発光素子は、少なくとも２つの直線上に分けて配列され、同一の直線上に配列されていない。
【００３９】
この一実施形態の光学式測距センサによれば、上記複数の発光素子は、少なくとも２つの直線上に分けて配列され、同一の直線上に配列されていないので、上記発光素子から光を、２次元でなく３次元的に出射できて、上記測距対象物の方向および距離を３次元的に検出できる。
【００４０】
また、この発明の自走式掃除機は、上記光学式測距センサを備えることを特徴としている。
【００４１】
この発明の自走式掃除機によれば、上記光学式測距センサを備えるので、部屋の障害物または壁等を検知しながら、効率よく自動で掃除できる。
【００４２】
また、この発明のエアコンは、上記光学式測距センサを備えることを特徴としている。
【００４３】
この発明のエアコンによれば、上記光学式測距センサを備えるので、部屋のどの位置に人が居るかを検知して、風向き、強さおよび温度等において最適な状態を制御できるので、人に優しく、省エネルギーを図ることができる。
【発明の効果】
【００４４】
この発明の光学式測距センサによれば、上記複数の発光素子、上記複数の発光側レンズ、上記一つの位置検出受光素子、上記一つの受光側トロイダルレンズおよび上記制御部を備えるので、広範囲な視野角を有し、この広範囲な視野角内に存在する測距対象物の方向および距離を検出できる。
【００４５】
また、この発明の自走式掃除機によれば、上記光学式測距センサを備えるので、効率よく自動で掃除できる。
【００４６】
また、この発明のエアコンによれば、上記光学式測距センサを備えるので、人に優しく、省エネルギーを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４８】
（第１の実施形態）
図１Ａは、この発明の光学式測距センサの一実施形態である正面断面図を示している。図１Ｂは、この発明の光学式測距センサの側面断面図を示している。図１Ａは、図１ＢのＡ−Ａ断面図である。
【００４９】
この光学式測距センサは、いわゆる、マルチビーム光学式測距センサであり、基板１０と、上記基板１０に取り付けられる複数の発光素子１と、上記各発光素子１に対応して配置される複数の発光側レンズ２と、上記基板１０に取り付けられる一つの位置検出受光素子３と、上記位置検出受光素子３に対応して配置される一つの受光側トロイダルレンズ４と、上記基板１０に取り付けられる一つの制御部６とを備える。
【００５０】
上記発光素子１としては、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いる。上記発光素子１は、５つある。この５つの発光素子１は、上記基板１０に対して略平行な同一の平面上に配置されると共に、同一の直線上に配列されている。
【００５１】
上記発光側レンズ２は、上記発光素子１から出射された光を略平行光にする。上記発光側レンズ２は、上記発光素子１と同数（５つ）ある。この５つの発光側レンズ２は、上記複数の発光素子１の上側（出射方向）に、上記基板１０に対して略垂直な同一の平面上に配置されている。また、この５つの発光側レンズ２は、上記発光素子１側を中心とした略円弧状に配列されている。
【００５２】
上記位置検出受光素子３としては、例えば、ＰＳＤ（ポジションセンシングディテクター：位置検出素子）を用いる。上記位置検出受光素子３は、上記複数の発光素子１の配列方向に垂直な方向に位置している。上記受光側トロイダルレンズ４は、上記位置検出受光素子３の上側に、位置している。
【００５３】
上記位置検出受光素子３と上記受光側トロイダルレンズ４との間の距離は、上記発光素子１と上記発光側レンズ２との間の距離よりも大きい。
【００５４】
上記制御部６としては、例えば、ＩＣ（集積回路）を用いる。この制御部６は、上記各発光素子１を所定のタイミングで駆動すると共に、上記位置検出受光素子３から出力される信号を処理する。
【００５５】
上記複数の発光側レンズ２および上記一つの受光側トロイダルレンズ４は、一体に、支持部材５に支持される。この支持部材５としては、例えば、ケーシングを用いる。この支持部材５は、上記基板１０が取り付けられた状態で、上記複数の発光素子１、上記一つの位置検出受光素子３および上記制御部６を収容する。
【００５６】
上記支持部材５の内部には、相互に対応する一の組の発光素子１および発光側レンズ２と、この一の組の発光素子１および発光側レンズ２に隣接する他の組の発光素子１および発光側レンズ２との間に、仕切板としての遮光板５ａを備える。
【００５７】
隣接する上記発光素子１の光軸のなす角度は、略２２．５度である。そして、両端にある上記発光素子１の光軸のなす角度（すなわち、センサの視野角度）は、略９０度になる。
【００５８】
次に、上記構成の光学式測距センサの作用を説明する。
【００５９】
上記制御部６によって、上記複数の発光素子１を所定の周期で順に点灯させる。同時に、上記制御部６によって、上記所定の周期に同期して上記位置検出受光素子３の出力を信号処理して、センサの出力としてアウトプットする。
【００６０】
そして、所定範囲に存在する測距対象物を検出すると共に、上記測距対象物が存在する方向と、上記測距対象物までの距離とを測定する。上記測距対象物までの距離は、三角測量方式によって、検出される。
【００６１】
上記構成の光学式測距センサによれば、広範囲な視野角を有し、この広範囲な視野角内に存在する測距対象物の方向および距離を検出できる。また、上記位置検出受光素子３および上記受光側トロイダルレンズ４は、一つなので、小型化およびコストダウンを図ることができる。
【００６２】
また、上記複数の発光素子１、上記一つの位置検出受光素子３および上記制御部６は、同一の上記基板１０に取り付けられるので、容易に組み立てることができ、部品数の減少を図ることができる。
【００６３】
また、上記複数の発光素子１は、上記基板１０に対して略平行な同一の平面上に配置されるので、上記基板１０と垂直方向の寸法（高さ寸法）を小さくすることができて、薄型化を図ることができる。また、上記各発光素子１に接続される配線（例えば、上記各発光素子１と上記制御部６とを接続する配線）の長さを、略均一にすることができる。
【００６４】
また、上記受光側トロイダルレンズ４を備えるので、上記位置検出受光素子３に焦点を合わせる精度が向上して、測距の精度が大幅に向上する。
【００６５】
また、上記遮光板５ａを備えるので、一の発光側レンズ２に、この一の発光側レンズ２に対応する一の発光素子１以外の他の発光素子１から出射された光が、入射しないようにすることができて、正確に測距することができる。
【００６６】
また、上記複数の発光側レンズ２と上記一つの受光側トロイダルレンズ４とを一体に支持する支持部材５を備えるので、上記基板１０を上記支持部材５に取り付けることで、上記発光素子１と上記発光側レンズ２との間の距離と、上記位置検出受光素子３と上記受光側トロイダルレンズ４との間の距離とを、同時に、所望の値に調整することができる。
【００６７】
また、上記５つの発光素子１は、同一の直線上に配列され、隣接する上記発光素子１の光軸のなす角度は、略２２．５度であるので、両端にある上記発光素子１の光軸のなす角度は、略９０度になって、視野角度を大きくすることができる。
【００６８】
次に、図２の要部拡大図に示すように、上記基板１０は、グランド端子としてのグランドパターン１０ａを有する。上記支持部材５は、（導電性の樹脂等の）導電性材料で形成されている。上記支持部材５は、金属のネジ７によって、上記基板１０の上記グランドパターン１０ａと電気的に接続されている。
【００６９】
このように、上記支持部材５は、導電性材料で形成され、上記支持部材５は、上記基板１０の上記グランドパターン１０ａと電気的に接続されているので、上記支持部材５のシールド効果により、外部からの電磁ノイズの影響を除去して、上記発光素子１および上記位置検出受光素子３から安定した出力が得られる。したがって、測距の精度を一層向上できる。
【００７０】
次に、図３Ａの平面図と図３Ｂの側面図に示すように、上記複数の発光素子１は、リードフレーム８に搭載されると共に、光透過性の封止部１２に封止されている。すなわち、上記複数の発光素子１、上記リードフレーム８および上記封止部１２によって、１パッケージの発光側デバイス９が形成される。
【００７１】
上記リードフレーム８は、上記基板１０に対して略平行に上記封止部１２から突出している突出部８０を有している。この突出部８０は、少なくとも一つの孔部８０ａを有している。上記支持部材５は、上記リードフレーム８の上記突出部８０の上記孔部８０ａに挿入される突起部５ｂを有する。
【００７２】
このように、上記支持部材５の上記突起部５ｂを、上記リードフレーム８の上記突出部８０の上記孔部８０ａに挿入することで、上記発光側デバイス９を上記基板１０に対して位置決めできる。すなわち、上記リードフレーム８（上記複数の発光素子１）を上記支持部材５（上記複数の発光側レンズ２）に対して位置決めできる。このとき、上記リードフレーム８は、上記基板１０に対して略平行に配置されている。
【００７３】
したがって、上記各発光素子１から出射された光は、上記各発光側レンズ２の光軸から外れずに、測距対象物まで到達できるので、精度のよい測距ができる。すなわち、上記各発光素子１からの出射光の方向の精度を向上できる。
【００７４】
次に、上記位置検出受光素子３を、以下の第１の種類から第３の種類に分けて、説明する。
【００７５】
第１の種類では、上記位置検出受光素子３が、一端から他端にかけて均一な抵抗値である受光面を有する。
【００７６】
図４Ａに示すように、上記位置検出受光素子３の受光面３０の抵抗値は、一端３ａから他端３ｂにかけて均一である。例えば、この均一な抵抗値Ｒとしては、等価回路を用いる。そして、上記一端３ａおよび上記他端３ｂから出力電流を取り出す。
【００７７】
ここで、上記一端３ａから上記他端３ｂへの方向とは、図４Ｂに示すように、上記測距対象物Ｂからの反射光により上記受光面３０に形成される光スポットＳが、上記発光素子１から上記測距対象物Ｂまでの距離が（仮想線の測距対象物Ｂから実線の測距対象物Ｂへ移動するように）長くなるにつれて、移動する方向である。
【００７８】
図４Ａに示すように、上記一端３ａ側から取り出される電流を、Ｉ2とする。上記他端３ｂ側から取り出される電流を、Ｉ1とする。上記受光面３０に形成される上記光スポットの位置において、上記一端３ａ側からの距離をＸ2とし、上記他端３ｂ側からの距離をＸ1とする。このとき、Ｉ1：Ｉ2＝Ｘ2：Ｘ1の関係が成り立つ。
【００７９】
そして、図４Ｃに示すように、上記位置検出受光素子３からの出力と、上記測距対象物Ｂまでの距離とは、反比例の関係になる。すなわち、上記受光面３０に形成される上記光スポットの位置によって、上記位置検出受光素子の両端からの出力に差が生じており、この出力の比（Ｉ2／（Ｉ1＋Ｉ2））をとるために、距離と出力は反比例の関係になる。
【００８０】
第２の種類では、上記位置検出受光素子３が、一端から他端にかけて微小区間内の抵抗値が増加するような受光面を有する。
【００８１】
図５Ａに示すように、上記位置検出受光素子３の受光面３０の抵抗値は、一端３ａから他端３ｂにかけて段階的に増加する。具体的に述べると、上記他端３ｂから上記一端３ａへの抵抗値を、Ｒ1，Ｒ2，・・・，Ｒnとすると、Ｒ1＞Ｒ2＞・・・＞Ｒnとなる。
【００８２】
そして、図５Ｂに示すように、上記位置検出受光素子３からの出力と、上記測距対象物Ｂまでの距離とは、略直線状（リニア）の関係になる。このように、上記測距対象物Ｂまでの距離が遠い範囲において、距離変化に対する出力変化を大きくとれて、精度の良い測距が可能になる。
【００８３】
第３の種類では、上記位置検出受光素子３が、２つの受光面を有する２分割フォトダイオードである。
【００８４】
図６Ａに示すように、上記位置検出受光素子３は、一端３ａ側の第１の受光面３１、および、他端３ｂ側の第２の受光面３２を有する。上記第１の受光面３１と上記第２の受光面３２との間の境界３３は、上記発光素子１から上記測距対象物Ｂまでの距離が変化するときに、上記測距対象物Ｂからの反射光により上記受光面３１，３２に形成される光スポットが、横切る位置にある。
【００８５】
そして、上記光スポットが、上記第１の受光面３１と上記第２の受光面３２との間の境界３３を横切るときに、図６Ｂに示すように、上記位置検出受光素子３からの出力が急に変化する。このように、上記光スポットが上記境界３３に位置するときの上記測距対象物Ｂまでの距離Ｌ1の近傍を、精度よく測定することができる。
【００８６】
なお、図示しないが、上記位置検出受光素子３の受光量の和による信号を、上記制御部６によって、出力するようにしてもよい。すなわち、上記一端３ａ側から取り出される電流と上記他端３ｂ側から取り出される電流との和を、出力するようにしてもよい。または、上記位置検出受光素子３とは別の他の受光素子を備え、この他の受光素子による信号を、上記制御部６によって、出力するようにしてもよい。このように、別途、光のトータル強度を検知できるので、別途、外乱光の強度を検知できて、正確な距離を測定できる。
【００８７】
次に、図７Ａの正面図と図７Ｂの側面図に示すように、上記複数の発光素子１によって形成される視野角度（実線の矢印にて示す）と略同一の視野角度（点線の矢印にて示す）を有する焦電センサ１１を備えるようにしてもよい。具体的に述べると、上記焦電センサ１１は、上記発光素子１に関して、上記位置検出受光素子３と反対側にある。
【００８８】
このように、上記焦電センサ１１によって、上記複数の発光素子１によって形成される測距範囲内の移動熱源を検知できて、例えば、測距範囲内にある測距対象物Ｂが、物体または人体のいずれであるかを区別することができる。
【００８９】
次に、図８Ａの斜視図および図８Ｂの側面図に示すように、上記複数の発光素子１は、少なくとも２つの直線上に分けて配列され、同一の直線上に配列されないようにしてもよい。すなわち、上記複数の発光素子１は、略Ｖ字状に配列されている。図８Ｂは、図８Ａの矢印Ｃ方向からみた図である。
【００９０】
このように、上記複数の発光素子１から光を、円弧状に配列された上記複数の発光側レンズ２を介して、２次元でなく３次元的に出射できて、上記測距対象物Ｂの方向および距離を３次元的に検出できる。なお、上記複数の発光素子１を、略円弧状に配列してもよい。
【００９１】
（第２の実施形態）
図９は、この発明の自走式掃除機を示している。この自走式掃除機は、例えば進行方向に、上記第１の実施形態の光学式測距センサ５０を備えている。このように、上記光学式測距センサ５０を備えるので、上記測距対象物Ｂとしての部屋の障害物または壁等を検知しながら、効率よく自動で掃除できる。
【００９２】
（第３の実施形態）
図１０は、この発明のエアコンを示している。このエアコンは、例えば前面に、上記第１の実施形態の光学式測距センサ５０を備えている。このように、上記光学式測距センサ５０を備えるので、上記測距対象物Ｂとしての人が部屋のどの位置に居るかを検知して、風向き、強さおよび温度等において最適な状態を制御できるので、人に優しく、省エネルギーを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１Ａ】本発明の光学式測距センサの第１実施形態を示す正面断面図である。
【図１Ｂ】光学式測距センサの側面断面図である。
【図２】基板と支持部材との接続部位を示す拡大図である。
【図３Ａ】発光側デバイスの平面図である。
【図３Ｂ】発光側デバイスの側面図である。
【図４Ａ】位置検出受光素子の第１の種類を示す側面図である。
【図４Ｂ】測距対象物の位置と光スポットの位置との関係を示す説明図である。
【図４Ｃ】位置検出受光素子からの出力と測距対象物までの距離との関係を示すグラフ図である。
【図５Ａ】位置検出受光素子の第２の種類を示す側面図である。
【図５Ｂ】位置検出受光素子からの出力と測距対象物までの距離との関係を示すグラフ図である。
【図６Ａ】位置検出受光素子の第３の種類を示す側面図である。
【図６Ｂ】位置検出受光素子からの出力と測距対象物までの距離との関係を示すグラフ図である。
【図７Ａ】焦電センサを有する光学式測距センサを示す正面図である。
【図７Ｂ】焦電センサを有する光学式測距センサを示す側面図である。
【図８Ａ】３次元測距可能な発光素子の配置を示す斜視図である。
【図８Ｂ】３次元測距可能な発光素子の配置を示す側面図である。
【図９】本発明の自走式掃除機を示す側面図である。
【図１０】本発明のエアコンを示す正面図である。
【図１１】従来の測距センサの側面断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１    発光素子
２    発光側レンズ
３    位置検出受光素子
３ａ    一端
３ｂ    他端
３０    受光面
３１    第１の受光面
３２    第２の受光面
３３    境界
４    受光側トロイダルレンズ
５    支持部材（ケーシング）
５ａ    遮光板
５ｂ    突起部
６    制御部（ＩＣ）
７    ネジ
８    リードフレーム
８０    突出部
８０ａ    孔部
９    発光側デバイス
１０    基板
１０ａ    グランドパターン（グランド端子）
１１    焦電センサ
１２    封止部
５０    光学式測距センサ
Ｂ    測距対象物
Ｓ    光スポット
【図１Ａ】
2006125862.tif 000003
【図１Ｂ】
2006125862.tif 000004
【図２】
2006125862.tif 000005
【図３Ａ】
2006125862.tif 000006
【図３Ｂ】
2006125862.tif 000007
【図４Ａ】
2006125862.tif 000008
【図４Ｂ】
2006125862.tif 000009
【図４Ｃ】
2006125862.tif 000010
【図５Ａ】
2006125862.tif 000011
【図５Ｂ】
2006125862.tif 000012
【図６Ａ】
2006125862.tif 000013
【図６Ｂ】
2006125862.tif 000014
【図７Ａ】
2006125862.tif 000015
【図７Ｂ】
2006125862.tif 000016
【図８Ａ】
2006125862.tif 000017
【図８Ｂ】
2006125862.tif 000018
【図９】
2006125862.tif 000019
【図１０】
2006125862.tif 000020
【図１１】
2006125862.tif 000021