(57)【要約】【課題】厚肉、広面積のレンズ部を備えたレンズ構造体を備える光学デバイスおよびこのような光学デバイスを搭載した電子機器を提供する。【解決手段】レンズ構造体１０は、レンズ部１１とレンズ部１１のコバ１１ｔから延在するスカート部１２を有する。スカート部１２は、コバ１１ｔからレンズ部１１の光軸方向と交差する方向に２平面を有するように延伸され、周囲端部に脚部１３を有する。レンズ構造体１０は、合成樹脂を用いてレンズ部１１とスカート部１２を一体に射出成形して形成される。射出成形は、成形ゲートＦＧから成形ゲート受け部１４へ合成樹脂を射出することにより行なう。成形ゲート受け部１４は、スカート部１２の端部に設けられ、射出成形を容易に行なえるように構成してある。成形ゲート受け部１４は、スカート部１２と同様にレンズ部１１の光軸方向と交差する方向に平行に配置された２平面を有する。【選択図】図１
2008026648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ部および該レンズ部のコバから延在するスカート部を一体に射出成形されたレンズ構造体と、該レンズ構造体を保持する筐体とを備える光学デバイスであって、
前記スカート部は、射出成形の成形ゲートに対応する成形ゲート用受け部を有し、前記コバの厚さ＜前記成形ゲート用受け部の厚さ＜前記レンズ部の厚さとしてあること
を特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記コバの厚さは、０．２ないし０．５ｍｍ程度としてあることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記成形ゲート用受け部は、前記レンズ部の光軸方向に平行に配置された２平面を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記レンズ部は、非球面形状としてあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記筐体の内側には、光半導体素子を実装したプリント基板が前記レンズ構造体に対向させて挿入してあり、前記プリント基板は、前記筐体の内側底面に形成された基板固定用支柱にネジ止めしてあることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記プリント基板は、前記筐体の内側側面に形成された回転防止部に当接する構成としてあることを特徴とする請求項５に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記回転防止部は、半円柱状に形成してあることを特徴とする請求項６に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記回転防止部は、前記プリント基板を挿入するための傾斜部を有することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光学デバイス。
【請求項９】
前記基板固定用支柱は、複数の板状補強部で支持してあることを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【請求項１０】
前記レンズ構造体と前記筐体は、一体成形してあることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【請求項１１】
前記光半導体素子は、前記プリント基板に相互に分離して実装された半導体発光素子および半導体受光素子であり、前記半導体発光素子に対向して配置された発光用レンズ構造体および前記半導体受光素子に対向して配置された受光用レンズ構造体が前記レンズ構造体として配置してあることを特徴とする請求項５ないし請求項１０のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【請求項１２】
前記発光用レンズ構造体を介して前記半導体発光素子の光を測距対象物に照射し、前記受光用レンズ構造体を介して前記測距対象物からの反射光を前記半導体受光素子で受光することにより前記測距対象物までの距離を測定する測距装置であることを特徴とする請求項１１に記載の光学デバイス。
【請求項１３】
光学デバイスを搭載した電子機器であって、前記光学デバイスは請求項１ないし請求項１２のいずれか一つに記載の光学デバイスであることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形されたレンズ構造体を筐体で保持する光学デバイスおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からトランスファー法などの射出成型法によりレンズをつくる方法が提案されている。このような製造方法によるレンズの形成では、高性能を実現するために成型工程での十分な冷却時間が必要とされる。また、このようなレンズを用いた光学デバイスの用途としては、赤外線方式の測距センサ、反射型赤外線センサ、または、これら複数のセンサを組み合わせたものが挙げられる。
【０００３】
例えば、従来の射出圧縮成形方法として特許文献１が知られている。特許文献１に記載された射出圧縮成形方法によれば、キャビティ内の設定圧縮代およびゲートの開口空間をレンズ形状、たとえば、プラスレンズやマイナスレンズに対応して、あるいは、レンズ度数に対応して設定した場合でも、溶融樹脂の射出完了後にはゲートの開口が閉じられてい  ることから、冷却時において、溶融樹脂のゲートから樹脂流路への戻りを防ぐことができる。
【０００４】
したがって、溶融樹脂のゲートから樹脂流路への戻りの防止を考慮することなく、キャビティ内の設定圧縮代およびゲートの開口空間をレンズ形状に対応して任意に設定できる。たとえば、プラスレンズ成形では、「ヒケ」の発生を極力抑えられるように、ゲートの開口形状を小さく設定できる。
【０００５】
しかしながら、このような成型方法では成型条件や金型の構造・動作が複雑となり、大型化し、成型装置などに種々の制限が必要となる。また、価格面でも構造の複雑さからコスト低減の阻害要因となる。
【０００６】
つまり、従来の製造方法によるレンズ構造では、レンズ厚を肉厚とする成型は困難であり、また、レンズ周囲の樹脂注入部が薄いことから成形樹脂の注入に際して抵抗作用を及ぼし、成形樹脂がレンズへスムーズに流れないという問題がある。
【０００７】
光学デバイスの小型化・高性能化のために、短焦点・広開口率特性を有するレンズ（レンズ構造体）が要求されている。短焦点・広開口率特性を実現するためには厚肉・広面積形状のレンズを実現する必要がある。
【０００８】
しかしながら、従来の合成樹脂を用いた射出成型によるレンズ作製方法では、曲率の小さい広面積のレンズを作製しようとした場合に、レンズ端部とレンズ周囲のスカート部との接合部分（つまり、コバ）が非常に薄くなってしまい、成形ゲートから注入した成形樹脂がスカート部を介してレンズ本体へと流れていくときの流動性を阻害することとなっている。
【０００９】
成形樹脂の流動性が阻害される結果、レンズを成形する金型空間に対して圧力がかからなくなり、レンズにヒケ、未充填などが発生して高精度のレンズ成型が行なえないという問題がある。この対策として、レンズ面積を小さくして接合部分を厚くすることが考えられるが、レンズ面積を小さくとレンズの開口率（レンズの直径／焦点距離）が低下し、完成品の光学デバイスとしての性能が低下するという問題がある。
【００１０】
また、広面積のレンズとした場合には、レンズの巨大化に伴ってレンズと発光素子や受光素子との位置関係を固定するための位置決め構造を取り込むことが困難となり、高品質な光学デバイスを作製するための組み立てでの作業性が低下するという問題がある。
【００１１】
つまり、大径で曲率が小さい厚肉のレンズを作製するためには、上述した問題を解決する必要がある。
【特許文献１】特開２０００−７９６２９号公報（図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、射出成形での成形ゲートに対応する成形ゲート用受け部の厚さをコバの厚さより厚くし、また、成形ゲート用受け部の厚さをレンズ部の厚さより薄くすることにより厚肉、広面積のレンズ部を有するレンズ構造体を備える光学デバイスを提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は本発明に係る光学デバイスを搭載した電子機器とすることにより、短焦点、広開口率の光学特性を有することから小型化、高機能化を実現する電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る光学デバイスは、レンズ部および該レンズ部のコバから延在するスカート部を一体に射出成形されたレンズ構造体と、該レンズ構造体を保持する筐体とを備える光学デバイスであって、前記スカート部は、射出成形の成形ゲートに対応する成形ゲート用受け部を有し、前記コバの厚さ＜前記成形ゲート用受け部の厚さ＜前記レンズ部の厚さとしてあることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、成形ゲート用受け部からスカート部およびレンズ部へ供給される合成樹脂（成形樹脂）の流れに対する抵抗を低減することが可能となり、スカート部およびレンズ部への成形樹脂の流動性を確保し流れ込みを円滑化、安定化させることができる。したがって、合成樹脂の流動性を損なわず円滑に流動性良くスカート部およびレンズ部を充填、形成することが可能となり、歩留まりの良い安定した射出成形とすることができ、所望のレンズ構造体とすることが可能となる。つまり、厚肉、広面積のレンズ部を備えるレンズ構造体とすることが可能となり、短焦点、広開口率のレンズ構造体を備えた光学デバイスとすることができる。
【００１６】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記コバの厚さは、０．２ないし０．５ｍｍ程度としてあることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、歩留まり良く高精度のレンズ構造体を形成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記成形ゲート用受け部は、前記レンズ部の光軸方向に平行に配置された２平面を有することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、成形ゲートからスカート部、レンズ部への成形樹脂の流れを安定化させて流動性を確保できることから、歩留まりの良い安定した射出成形とすることができる。また、金型構造を簡略化し、容易に製造することが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記レンズ部は、非球面形状としてあることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、収差の生じないレンズ部を備えた、小型軽量の光学デバイスとすることが可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記筐体の内側には、光半導体素子を実装したプリント基板が前記レンズ構造体に対向させて挿入してあり、前記プリント基板は、前記筐体の内側底面に形成された基板固定用支柱にネジ止めしてあることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、光半導体素子とレンズ構造体とを対向させて容易に位置決め固定することが可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記プリント基板は、前記筐体の内側側面に形成された回転防止部に当接する構成としてあることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、プリント基板のネジ止めによる回転を確実に防止することが可能となり、光半導体素子とレンズ構造体との位置合わせを高精度に行なうことが可能となることから、高精度の光学デバイスとすることができる。
【００２６】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記回転防止部は、半円柱状に形成してあることを特徴とする。
【００２７】
この構成により、容易かつ高精度にプリント基板を筐体に挿入することが可能となる。
【００２８】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記回転防止部は、前記プリント基板を挿入するための傾斜部を有することを特徴とする。
【００２９】
この構成により、プリント基板を容易かつ確実に筐体に挿入することが可能となる。
【００３０】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記基板固定用支柱は、複数の板状補強部で支持してあることを特徴とする。
【００３１】
この構成により、基板固定用支柱を確実に支持して強度を確保すると共に光半導体素子を周囲から遮光することが可能となり、信頼性の高い光学デバイスとすることができる。また、筐体を射出成形する場合に、ヒケの発生を防止して変形の生じない筐体とすることが可能となり、歩留まりの良い光学デバイスとすることができる。
【００３２】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記レンズ構造体と前記筐体は、一体成形してあることを特徴とする。
【００３３】
この構成により、製造工程を簡略化した光学デバイスとすることが可能となる。
【００３４】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記光半導体素子は、前記プリント基板に相互に分離して実装された半導体発光素子および半導体受光素子であり、前記半導体発光素子に対向して配置された発光用レンズ構造体および前記半導体受光素子に対向して配置された受光用レンズ構造体が前記レンズ構造体として配置してあることを特徴とする。
【００３５】
この構成により、半導体発光素子および半導体受光素子の組み合わせに対応する機能を有する光学デバイスとすることが可能となる。
【００３６】
また、本発明に係る光学デバイスでは、前記発光用レンズ構造体を介して前記半導体発光素子の光を測距対象物に照射し、前記受光用レンズ構造体を介して前記測距対象物からの反射光を前記半導体受光素子で受光することにより前記測距対象物までの距離を測定する測距装置であることを特徴とする。
【００３７】
この構成により、高精度に距離を測定できる小型化した測距装置とすることができる。
【００３８】
また、本発明に係る電子機器は、光学デバイスを搭載した電子機器であって、前記光学デバイスは本発明に係る光学デバイスであることを特徴とする。
【００３９】
この構成により、短焦点、広開口率の光学特性を有することから小型化、高機能化を実現した電子機器とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る光学デバイスによれば、レンズ部およびスカート部を射出成形により形成したレンズ構造体に、コバの厚さ＜成形ゲート用受け部の厚さ＜レンズ部の厚さという関係を持たせることから、スカート部からレンズ部へ充填する成形樹脂の流動性を向上させて厚肉、広面積のレンズ部を形成することが可能となり、短焦点、広開口率のレンズ構造体を備えることが可能となるという効果を奏する。
【００４１】
本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る光学デバイスを搭載することから、短焦点、広開口率の光学特性を有し、小型化、高機能化を実現することが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４３】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態に係る光学デバイスに適用するレンズ構造体の構造を説明する説明図であり、（Ａ）はレンズ構造体の表面を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を透視的に示す断面図である。なお、同図（Ｂ）では、断面のハッチングを省略してある。
【００４４】
本実施の形態に係る光学デバイス１（図２参照。）に適用するレンズ構造体１０は、レンズ部１１とレンズ部１１のコバ１１ｔから延在するスカート部１２とを有する。つまり、コバ１１ｔは、レンズ部１１とスカート部１２との接合部を構成する。また、スカート部１２は、レンズ部１１の光学調整を容易かつ高精度に行なうため、コバ１１ｔからレンズ部１１の光軸方向と交差する方向に２平面を有するように延伸して形成され、周囲端部に脚部１３を有する。脚部１３は、レンズ構造体１０の表面側に対して反対側（裏面側）に延伸して形成してある。
【００４５】
レンズ構造体１０は、合成樹脂を用いてレンズ部１１とスカート部１２を一体に射出成形して形成される。射出成形は、成形ゲートＦＧから成形ゲート受け部１４へアクリル樹脂などの合成樹脂を射出することにより行なうことができる。成形ゲート受け部１４は、スカート部１２の端部に設けられ、射出成形を容易に行なえるように構成してある。なお、樹脂としてはアクリル樹脂の他に、ポリカーボネート樹脂などを適用することが可能である。
【００４６】
また、成形ゲート受け部１４は、スカート部１２と同様にレンズ部１１の光軸方向と交差する方向に平行に配置された２平面を有する。つまり、成形ゲート受け部１４は、スカート部１２の端部にスカート部１２と同様に形成することができることから、成形ゲート受け部１４を形成するための金型構造を簡略化することが可能となる。
【００４７】
レンズ部１１の曲率が小さく、レンズ径φが大きい場合は、一般的にコバ１１ｔの厚さｔ２が小さくなり、結果としてスカート部１２の厚さも薄くなり、射出成形での合成樹脂の流れに対する抵抗が大きくなる。
【００４８】
しかし、本実施の形態では、コバ１１ｔの厚さｔ２より厚い厚さｔ３を有する成形ゲート受け部１４を設けていることから、射出成形のときに、成形ゲートＦＧ（成形ゲート受け部１４）からスカート部１２およびレンズ部１１へ供給される合成樹脂（成形樹脂）の流れに対する抵抗を低減することが可能となる。
【００４９】
つまり、スカート部１２およびレンズ部１１への成形樹脂の流動性を確保して流れ込みを円滑化、安定化させることから、合成樹脂の流動性を損なわず円滑に流動性良くスカート部１２およびレンズ部１１を充填、形成することが可能となり、ヒケやクラックの生じない安定したレンズ部１１を高精度に形成でき、歩留まりの良い安定した射出成形とすることが可能となる。
【００５０】
上述したとおり、コバ１１ｔの厚さｔ２＜成形ゲート受け部１４の厚さｔ３の関係としてあることから、曲率が小さく、レンズ径φが大きい高精度のレンズ部１１を有するレンズ構造体１０とすることが可能となる。また、成形ゲート受け部１４の厚さｔ３は、レンズ部１１でのヒケの発生を防止するため、レンズ部１１の厚さｔ１に対して小さく構成してある。つまり、成形ゲート受け部１４の厚さｔ３＜レンズ部１１の厚さｔ１の関係としてある。
【００５１】
なお、レンズ部１１のレンズ径φを例えば１０ｍｍとした場合に、レンズ部１１の厚さｔ１を３ないし５ｍｍとしたとき、成形ゲート受け部１４の厚さｔ３は、例えば２ないし３ｍｍ程度とすることが可能であった。コバ１１ｔの厚さｔ２は、０．２ないし０．５ｍｍとすることが可能であった。コバ１１ｔの厚さｔ２が０．２ｍｍより小さい場合は樹脂流れに対する抵抗が大きくなり、歩留まりが極端に低下した。なお、歩留まりの余裕を考慮すれば、０．３ｍｍないし０．５ｍｍとすることが好ましい。
【００５２】
また、コバ１１ｔの厚さｔ２が０．５ｍｍより大きい場合はレンズ構造体１０の小型化に反することとなり、好ましくない。つまり、コバ１１ｔの厚さｔ２を規定することにより、歩留まり良く高精度で所望のレンズ構造体１０を形成することが可能となった。
【００５３】
成形ゲート受け部１４に対する成形ゲートＦＧの位置は、ここでは断面図（同図Ｂ）で示すように平面に対して上側に配置したが、平面に対して下側に配置しても良い。いずれであっても、射出成形での合成樹脂の流れに対する抵抗を低減し、合成樹脂の流れを円滑に流動性良く行なうことが可能となる。
【００５４】
上述したとおり、コバ１１ｔの厚さｔ２＜成形ゲート受け部１４の厚さｔ３＜レンズ部１１の厚さｔ１とする関係を維持した構成により、曲率が小さく厚肉で広面積のレンズ部１１を形成することが可能となり、短焦点、高開口率特性を実現することが可能となった。また、レンズ構造体１０（レンズ部１１）は、ヒケやクラックなどを抑制して高精度に形成することができることから、レンズ部１１を非球面形状とした場合でも高精度で形成することが可能であった。非球面形状とすることにより、収差の生じない、小型軽量の光学デバイス１とすることができる。
【００５５】
図２は、本発明の実施の形態に係る光学デバイスの構成概要を説明する説明図であり、（Ａ）は筐体の内側にレンズ構造体を配置した状態での光学デバイスの背面を示す平面図、（Ｂ）は筐体の内側に挿入されるプリント基板の裏面を示す平面図、（Ｃ）は筐体の内側にプリント基板を挿入した状態での光学デバイスの背面を示す平面図である。
【００５６】
光学デバイス１は、裏面側が開口されたケース状の筐体２０の内側にレンズ構造体１０を備える。レンズ構造体１０は、例えば発光用レンズ構造体１０ｅ、受光用レンズ構造体１０ｒで構成される（同図Ａ）。以下、発光用レンズ構造体１０ｅおよび受光用レンズ構造体１０ｒを区別する必要がない場合は、単にレンズ構造体１０と記載することがある。なお、レンズ部１１は、筐体２０の表面側（紙面向こう側）に露出する構成としてある（図３参照。）。
【００５７】
なお、レンズ構造体１０は、筐体２０と別体として示すが、例えば２色成形により、レンズ構造体１０と筐体２０とを一体に形成することも可能である。一体に形成することにより、光学デバイス１の組み立て工程を簡略化して高精度化することが可能となり、製造歩留まりを向上させて製造コストを低減することが可能となる。
【００５８】
光半導体素子２２としての半導体発光素子２２ｅおよび半導体受光素子２２ｒを相互に分離して個別に実装したプリント基板２１が、レンズ構造体１０に対向させて筐体２０の裏面から挿入される構成としてある。つまり、筐体２０の内側に挿入されるプリント基板２１の表面（レンズ構造体１０に対向する面）に、光半導体素子としての半導体発光素子２２ｅ、半導体受光素子２２ｒが実装してある（同図Ｂ）。以下、半導体発光素子２２ｅおよび半導体受光素子２２ｒを区別する必要がない場合は、単に光半導体素子２２と記載することがある。
【００５９】
プリント基板２１には、適宜の配線パターンが形成してあり、チップ部品としての半導体発光素子２２ｅ、半導体受光素子２２ｒ、その他の回路部品が適宜実装してある。また、発光用レンズ構造体１０ｅは半導体発光素子２２ｅに対向して配置され、受光用レンズ構造体１０ｒは半導体受光素子２２ｒに対向して配置される。
【００６０】
プリント基板２１を筐体２０に固定するビスを挿入する基板固定用ビス穴２１ｈが、プリント基板２１の中央部に形成してある。また、プリント基板２１を筐体２０に固定するビスをねじ込むための基板固定用支柱２０ｃが、筐体２０の内側底面の中央部に立設（形成）してある。ビスを挿入するビス穴２０ｈが、基板固定用ビス穴２１ｈに対応して基板固定用支柱２０ｃに形成してある。この構成により、プリント基板２１を筐体２０（基板固定用支柱２０ｃ）にネジ止めして固定することが可能となり、光半導体素子２２とレンズ構造体１０とを対向させて容易に位置決め固定することが可能となる。
【００６１】
プリント基板２１は、筐体２０の内側側面（内壁２０ｗ）に開口側から内側底面に向けて形成された柱状の回転防止部２５に当接する構成としてある（同図Ｃ）。この構成により、ネジ止めに伴うプリント基板２１の回転（矢符Ｒｏｔ方向への回転）を確実に防止し、光半導体素子２２とレンズ構造体１０との位置合わせを高精度で行なうことが可能となり、高精度の光学デバイス１とすることができる。
【００６２】
回転防止部２５は、プリント基板２１の長辺に対応するように内壁２０ｗに対称的に複数配置してあり、内壁２０ｗから半円柱状に突出するように形成してある。この構成により、プリント基板２１と筐体２０との隙間を十分に確保できることから、プリント基板２１を筐体２０に容易かつ確実に挿入することが可能となり、作業効率を向上することができる。回転防止部２５は、適宜の曲率を有していれば良く、真円の半円柱状である必要はない。
【００６３】
また、プリント基板２１が外形寸法の公差により規定値より大きい状態となった場合でも、プリント基板２１を筐体２０に挿入するとき、プリント基板２１は、半円柱状の回転防止部２５がプリント基板２１の端部を削る状態の下で容易かつ高精度に挿入されることから、プリント基板２１と回転防止部２５との隙間を極小（最小）として正確な位置精度を確保することが可能となる。
【００６４】
基板固定用支柱２０ｃは、複数の板状補強部２６（板状補強部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ。以下、板状補強部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを区別する必要がない場合は、単に板状補強部２６とする。）により支持してある。複数の板状補強部２６とすることにより、基板固定用支柱２０ｃを確実かつ強固に支持して強度を確保し、プリント基板２１を強固に固定する構成としてある。したがって、信頼性の高い光学デバイス１とすることができる。
【００６５】
また、板状補強部２６は、基板固定用支柱２０ｃと同様に内側底面から立設され、内壁２０ｗと基板固定用支柱２０ｃとを相互に連結して一体とするよう構成してある。複数の板状補強部２６の間（板状補強部２６ａと板状補強部２６ｂとの間、板状補強部２６ｃと板状補強部２６ｄとの間）に空間を設けて肉盗み部２６ｓとすることにより、筐体２０の中央部周辺（基板固定用支柱２０ｃ、板状補強部２６周辺）での、成形樹脂のヒケの発生を防止して変形の生じない筐体２０とすることが可能となり、歩留まりの良い光学デバイス１とすることができる。
【００６６】
板状補強部２６は、半導体発光素子２２ｅと半導体受光素子２２ｒとの間に配置される。したがって、筐体２０内で半導体発光素子２２ｅからの光がレンズ構造体１０を透過しないで直接半導体受光素子２２ｒへ到達する光パスの発生を防止し、また、その他の迷光を遮光することが可能となり、光学デバイス１の光学特性を向上させることができる。
【００６７】
また、板状補強部２６に加えて板状遮光部２７が、半導体発光素子２２ｅと半導体受光素子２２ｒとの間に配置してある。したがって、確実に迷光を排除することが可能となり、光学デバイス１の光学特性をさらに向上させることができる。なお、板状補強部２６と板状遮光部２７との間にさらに追加の板状補強部を設けることも可能である。
【００６８】
図３は、図２に示した光学デバイスの断面を示す断面図であり、（Ａ）は図２（Ｃ）の矢符Ｘ−Ｘでの断面、（Ｂ）は同じく矢符Ｙ−Ｙでの断面を示す。
【００６９】
筐体２０の内側底面にレンズ構造体１０が挿入されスカート部１２により内壁２０ｗに当接され、位置決め固定してある。レンズ構造体１０ｅには半導体発光素子２２ｅが対応して配置され、レンズ構造体１０ｒには半導体受光素子２２ｒが対応して配置してある。また、プリント基板２１は、基板固定用支柱２０ｃにビス２１ｖによりネジ止めされ、固定してある。
【００７０】
また、回転防止部２５は、その端部（プリント基板２１を挿入する側）に傾斜部２５ｓを有することから、プリント基板２１を挿入するときに挿入口がより大きく開くこととなり、プリント基板２１を容易かつ確実に筐体２０へ挿入することができるので作業性を向上することが可能となる。
【００７１】
なお、回転防止部２５、板状補強部２６、遮光板２７は、適宜の合成樹脂で筐体２０と一体に形成することにより、製造工程を簡略化し、製造コスト（組立コスト）を低減することが可能となる。
【００７２】
上述したとおり、光学デバイス１は、短焦点、高開口率特性を有することから、小型化、高分解能化を達成できるようになり、例えば測距装置に適用することが可能となる。次に、光学デバイス１を光学式三角測量方式の測距装置とした場合について説明する。
【００７３】
図４は、本発明の実施の形態に係る光学デバイスを測距装置として動作させ、測距対象物までの距離を測定する態様を説明する説明図である。
【００７４】
例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される半導体発光素子２２ｅの光としてのビーム光ＢＬは、発光用レンズ構造体１０ｅ（レンズ部１１）で集光され、測距対象物ＯＢＪに照射される。測距対象物ＯＢＪに照射されたビーム光ＢＬは測距対象物ＯＢＪの表面で拡散反射し、反射光ＢＬＲとして受光用レンズ構造体１０ｒ（レンズ部１１）に入射し、集光されて例えば位置検出素子（ＰＳＤ）で構成される半導体受光素子２２ｒに結像する。
【００７５】
ビーム光ＢＬおよび反射光ＢＬＲが光学デバイス１の外部で構成する三角形ＴＡ１と光学デバイス１の内部で受光用レンズ構造体１０ｒおよび半導体受光素子２２ｒが構成する三角形ＴＡ２は相似となる。
【００７６】
ここで、発光用レンズ構造体１０ｅと受光用レンズ構造体１０ｒとの間のレンズ間距離Ｌｅｒおよび受光用レンズ構造体１０ｒの焦点距離Ｌｆは光学デバイス１の構造により規定される。したがって、半導体受光素子２２ｒ上に集光された光スポットの変位距離Ｌｓ（基準位置からのずれ）を測定することにより、光学デバイス１から測距対象物ＯＢＪまでの測定距離Ｌａを求めることが可能となる。
【００７７】
つまり、（光学デバイス１から測距対象物ＯＢＪまでの測定距離Ｌａ）／（発光用レンズ構造体１０ｅと受光用レンズ構造体１０ｒとの間のレンズ間距離Ｌｅｒ）＝（受光用レンズ構造体１０ｒの焦点距離Ｌｆ）／（半導体受光素子２２ｒ上に集光された光スポットの変位距離Ｌｓ）の関係から、測定距離Ｌａ＝（焦点距離Ｌｆ・レンズ間距離Ｌｅｒ／変位距離Ｌｓ）として求めることが可能となる。
【００７８】
従来、レンズ構造体１０は、製造上の制限から短焦点、高開口率を実現できなかった。しかし、本実施の形態に係るレンズ構造体１０を光学デバイス１に適用することで小型化が可能で、かつ長距離の測距を実現できる光学式三角測量測距装置を実現することができた。つまり、光学式三角測量方式の測距装置に本実施の形態に係る光学デバイス１を適用することにより、長距離の測定が可能という高機能で小型化した測距装置を提供することが可能となる。
【００７９】
上述した測距装置（光学デバイス１）を電子機器としてのプロジェクタに搭載することによりスクリーンまでの距離を測定することが可能となることから、省スペースによる小型化とオートフォーカスという高機能を備えたプロジェクタとすることができる。
【００８０】
また、電子機器としての照明機器に搭載することにより、広い距離範囲での人体までの距離（位置）を検知して照明を点灯制御することが可能となる。また、人体までの距離に応じて明るさを変化させることにより、小型化、高機能化を実現したオートスイッチセンサとすることができる。
【００８１】
また、短焦点のレンズを製造することが可能なことから、上述した測距装置の他に高精度フォトインタラプタなどの電子機器の小型化と高機能化とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学デバイスに適用するレンズ構造体の構造を説明する説明図であり、（Ａ）はレンズ構造体の表面を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を透視的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光学デバイスの構成概要を説明する説明図であり、（Ａ）は筐体の内側にレンズ構造体を配置した状態での光学デバイスの背面を示す平面図、（Ｂ）は筐体の内側に挿入されるプリント基板の裏面を示す平面図、（Ｃ）は筐体の内側にプリント基板を挿入した状態での光学デバイスの背面を示す平面図である。
【図３】図２に示した光学デバイスの断面を示す断面図であり、（Ａ）は図２（Ｃ）の矢符Ｘ−Ｘでの断面、（Ｂ）は同じく矢符Ｙ−Ｙでの断面を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係る光学デバイスを測距装置として動作させ、測距対象物までの距離を測定する態様を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  光学デバイス
１０  レンズ構造体
１０ｅ  発光用レンズ構造体
１０ｒ  受光用レンズ構造体
１１  レンズ部
１１ｔ  コバ
１２  スカート部
１３  脚部
１４  成形ゲート用受け部
２０筐体
２０ｃ基板固定用支柱
２０ｈ  ビス穴
２０ｗ  内壁（内側側面）
２１  プリント基板
２１ｈ  基板固定用ビス穴
２１ｖ  ビス
２２  光半導体素子
２２ｅ  半導体発光素子
２２ｒ  半導体受光素子
２５  回転防止部
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ  板状補強部
２６ｓ  肉盗み部
２７  板状遮光部
ＢＬ  ビーム光（半導体発光素子の光）
ＢＬＲ  反射光
ＦＧ  成形ゲート
Ｌａ  測定距離（測距対象物までの距離）
ＯＢＪ  測距対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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