(57)【要約】【課題】広範囲の対象物の距離に関する情報が迅速に得られ、かつ部品点数の増加が抑止可能である測距センサおよびこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】本発明の測距センサ１は、ＬＥＤ２と、ＬＥＤ２から発光された光を対象物に投光する投光レンズ３と、対象物で反射した光を集光する受光レンズ４と、受光レンズ４によって集光された光を受光し、かつ光の受光位置に応じた信号を出力するＰＳＤ５とを備えている。受光レンズ４からＰＳＤ５までの光軸に沿った距離が調整可能であるように受光レンズ４とＰＳＤ５とは構成されている。【選択図】        図１
2005017382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子から発光された光を対象物に投光する投光レンズと、
前記対象物で反射した光を集光する受光レンズと、
前記受光レンズによって集光された光を受光し、かつ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、
前記受光レンズから前記受光素子までの光軸に沿った距離が調整可能であるように前記受光レンズと前記受光素子とは構成されていることを特徴とする、測距センサ。
【請求項２】
発光素子と、
前記発光素子から発光された光を対象物に投光する投光レンズと、
前記対象物で反射した光を集光する受光レンズと、
前記受光レンズによって集光された光を受光し、かつ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、
前記投光レンズと前記受光レンズとの基線長が調節可能であるように前記投光レンズと前記受光レンズとは構成されていることを特徴とする、測距センサ。
【請求項３】
発光素子と、
前記発光素子から発光された光を対象物に投光する投光レンズと、
前記対象物で反射した光を集光する受光レンズと、
前記受光レンズによって集光された光を受光し、かつ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、
前記受光レンズは第１の絞りと第２の絞りとを有することを特徴とする、測距センサ。
【請求項４】
前記第１の絞りと前記第２の絞りとは、光軸に垂直な一平面上に並んでいることを特徴とする、請求項３に記載の測距センサ。
【請求項５】
前記受光レンズは、前記第１の絞りを有する第１の受光レンズと、前記第２の絞りを有する第２の受光レンズとを含むことを特徴とする、請求項３または４に記載の測距センサ。
【請求項６】
前記第１の絞りと前記第２の絞りとの間に配置される遮光部材をさらに備える、請求項５に記載の測距センサ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の測距センサを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物に光を投光してその反射光を受光することにより、対象物の距離に関する情報を得ることができる測距センサおよびこれを備えた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
対象物の距離に関する情報を出力する装置として、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１０は、三角測距方式を用いた従来の測距センサの構造を説明するための断面図である。
【０００３】
図１０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  Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ  ；ＰＳＤ）１０５と、ＩＣ１０６とを備えている。リードフレーム１０８上に、発光ダイオードよりなる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、透光性樹脂１０９によってモールドされている。さらにこの透光性樹脂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。
【０００４】
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。
【０００５】
図１１は、従来の三角測距方式を用い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ための模式図である。
【０００６】
図１１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たとえば位置１５１や位置１５２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。ＰＳＤ１０５によって受光された反射光の受光位置（スポット位置）は、測距センサ１０１から対象物までの距離によって変化する。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。この出力に基づいて、ＩＣ１０６（図１０）により対象物の距離に関する情報が出力される。
【０００７】
以上、本発明についての従来の技術を出願人の知得した一般的技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、測距センサ１０１においては、対象物の距離に関する情報が得られる位置範囲は、反射光がＰＳＤ１０５に入射するような位置１５１〜位置１５２の位置範囲に限られている。このため、対象物の距離に関する情報が得られる位置範囲が小さいという問題があった。対象物の距離に関する情報が得られる位置範囲の距離Ｌ（測距可能距離Ｌ）は、三角測量の原理から以下の関係式により決定される。
【０００９】
【数１】
2005017382.tif 000003
【００１０】
ここで、Ｘは、ＰＳＤが検出可能なスポットの位置範囲である。Ａは、投光レンズと受光レンズとの基線長（投光レンズの絞り位置から受光レンズの絞り位置までの距離）である。ｆは、光学軸に沿った受光レンズとＰＳＤとの距離である。この関係式から、検出可能なスポットの位置範囲Ｘを短くすることによって測距可能距離Ｌを大きくすることができることがわかる。しかし、位置範囲Ｘを短くすると測距センサ１０１の精度が低下するため、このような方法により測距可能距離Ｌを大きくすることには限界がある。
【００１１】
そこで、測距センサの測定精度を保ちながら測距可能距離Ｌを大きくするためには、近距離用のＬＥＤおよびＰＳＤと、遠距離用のＬＥＤとＰＳＤと、さらに２つのＰＳＤの各々から出力された信号に基づいて距離に関する情報を出力する２つの処理装置が必要であった。しかしながら、このような構成では部品点数が大幅に増加するという問題点があった。
【００１２】
また、測距センサが１個のＬＥＤと複数個のＰＳＤとを備える構成も考えられる。しかし、この場合には、複数個のＰＳＤで同時に光が受光されやすい。これにより、互いの光が干渉するため、測距センサの精度が低下する。また、測距センサが複数個のＬＥＤと１個のＰＳＤとを備える構成も考えられる。しかし、この場合には、複数個のＬＥＤの各々で投光された光が１つのＰＳＤで同時に受光されやすい。これにより、互いの光が干渉するため、測距センサの精度が低下する。このように測距センサの精度が低下することを防ぐため、複数のＬＥＤまたはＰＳＤが設置される場合には、複数のＬＥＤまたはＰＳＤの各々を１個ずつ駆動させ、各々の場合におけるＰＳＤからの出力に基づいて距離に関する情報が出力される必要がある。このため、対象物の距離に関する情報が迅速に得られないという問題があった。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、広範囲の対象物の距離に関する情報が迅速に得られ、かつ部品点数の増加が抑止可能である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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一の局面における測距センサは、発光素子と、発光素子から発光された光を対象物に投光する投光レンズと、対象物で反射した光を集光する受光レンズと、受光レンズによって集光された光を受光し、かつ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。受光レンズから受光素子までの光軸に沿った距離が調整可能であるように受光レンズと受光素子とは構成されている。
【００１５】
本発明の一の局面における測距センサによれば、受光レンズと受光素子との距離を調節することにより、測距センサの測定範囲および測距可能距離を変えることができる。そこで、測距センサの測定範囲および測距可能距離を変えて、それぞれの場合について対象物の距離に関する情報の出力をすることにより、測距センサの測距可能距離は大きくなる。また、対象物の距離に関する情報を出力する際、複数の発光素子または受光素子を別々に駆動する必要がない。したがって、広範囲の対象物の距離に関する情報が迅速に得られる。また、複数の発光素子、受光素子および処理装置は不要であるので、測距センサの部品点数の増加が抑止される。
【００１６】
なお、本明細書中において「光軸」とは、投光レンズから対象物に投光される光の光軸を意味している。
【００１７】
本発明の他の局面における測距センサは、発光素子と、発光素子から発光された光を対象物に投光する投光レンズと、対象物で反射した光を集光する受光レンズと、受光レンズによって集光された光を受光し、かつ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。投光レンズと受光レンズとの基線長が調節可能であるように投光レンズと受光レンズとは構成されている。
【００１８】
本発明の他の局面における測距センサによれば、投光レンズと受光レンズとの基線長を調節することにより、測距センサの測定範囲および測距可能距離を変えることができる。そこで、測距センサの測定範囲および測距可能距離を変えて、それぞれの場合について対象物の距離に関する情報の出力をすることにより、測距センサの測距可能距離は大きくなる。また、距離の測定の際、複数の発光素子または受光素子を別々に駆動する必要がない。したがって、広範囲の対象物の距離に関する情報が迅速に得られる。また、複数の発光素子、受光素子および処理装置は不要となるので、測距センサの部品点数の増加が抑止される。
【００１９】
本発明のさらに他の局面における測距センサは、発光素子と、発光素子から発光された光を対象物に投光する投光レンズと、対象物で反射した光を集光する受光レンズと、受光レンズによって集光された光を受光し、かつ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。受光レンズは、第１の絞りと第２の絞りとを有している。
【００２０】
本発明のさらに他の局面における測距センサによれば、第１の絞りによって集光される反射光と、第２の絞りによって集光される反射光とが受光素子で受光される。これにより、第１の絞りによる測定範囲と第２の絞りによる測定範囲とを合わせた測距範囲における対象物の有無に関する情報が得られる。また、測定の際、複数の発光素子または受光素子を別々に駆動する必要がなく、受光レンズを移動する必要もないので、広範囲の対象物の距離に関する情報が一層迅速に得られる。また、複数の発光素子、受光素子および処理装置は不要であるので、測距センサの部品点数の増加が抑止される。
【００２１】
本発明の測距センサにおいて好ましくは、第１の絞りと第２の絞りとは、光軸に垂直な一平面上に並んでいる。
【００２２】
これにより、第１の絞りを通過した光が第２の絞りに再び入射することが防止されるので、第１の絞りに入射した光と第２の絞りに入射した光とが干渉することが防止され、測定誤差の発生が防止される。
【００２３】
本発明の測距センサにおいて好ましくは、受光レンズは、第１の絞りを有する第１の受光レンズと、第２の絞りを有する第２の受光レンズとを含んでいる。
【００２４】
これにより、受光レンズの第１の絞りと第２の絞りとが別々のレンズにより構成されるので、受光レンズの一方の絞りに入射した光がリークして他方の絞りに入射した光と干渉する（迷光が発生する）ことが抑止される。
【００２５】
本発明の測距センサにおいて好ましくは、第１の絞りと第２の絞りとの間に配置される遮光部材をさらに備える。
【００２６】
これにより、第１の絞りに入射した光と第２の絞りに入射した光とが遮光部材によって隔てられるので、一方の絞りに入射した光がリークして他方の絞りに入射した光と干渉する（迷光が発生する）ことが一層抑止される。
【００２７】
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。このように、上述の測距センサは種々の電子機器に応用することが可能であり、その用途は様々である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
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。
【００２９】
（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概略断面図である。
【００３０】
図１を参照して、測距センサ１は、ＬＥＤ２（発光素子）と、投光レンズ３と、受光レンズ４と、ＰＳＤ５（受光素子）と、ＩＣ６（処理装置）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、透光性樹脂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。
【００３１】
投光レンズ３は、図１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１中右上のケース７ａに固定されて配置されている。受光レンズ４を固定しているケース７ａは、たとえば歯車（図示なし）などによりケース７に固定されている。たとえば歯車などが回転することにより、ケース７ａは、受光レンズ４を保持している状態で光軸に平行に（図１中上下方向に）ｘ１の範囲内を移動可能である。
【００３２】
続いて、本実施の形態の測距センサ１における対象物の距離の測定原理について説明する。
【００３３】
図２は、本発明の実施の形態１における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ための模式図である。
【００３４】
図２を参照して、ＬＥＤ２から出射された光は、投光レンズ３によって集光されて、たとえば位置５１〜５３にある対象物に投光される。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。
【００３５】
ＰＳＤ５によって受光された反射光の受光位置は、測距センサ１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が出力される。この出力に基づいて、ＩＣ６（図１）により対象物の距離に関する情報が出力される。なお、図２中の距離Ａは、投光レンズ３から受光レンズ４までの距離（基線長）を示しており、長さＸは、ＰＳＤ５が検出可能なスポットの位置範囲を示している。
【００３６】
本実施の形態の測距センサ１においては、受光レンズ４とＰＳＤ５とは、受光レンズ４からＰＳＤ５までの光軸に沿った距離が調整可能であるように構成されている。具体的には、受光レンズ４は、図２中上下方向にｘ１の範囲内を移動可能である。そこで、ｘ１の範囲内で最もＰＳＤ５に近い位置ａ１に受光レンズ４が位置している場合には、受光レンズ４からＰＳＤ５までの光軸に沿った距離は、距離ｆ１となる。また、ｘ１の範囲内で最もＰＳＤ５から遠い位置ａ２に受光レンズ４が位置している場合には、受光レンズ４からＰＳＤ５までの光軸に沿った距離は、距離ｆ２となる。このように、受光レンズ４からＰＳＤ５までの光軸に沿った距離が距離ｆ１から距離ｆ２までの間で調整可能であるように、受光レンズ４とＰＳＤ５とが構成されている。
【００３７】
このとき、位置ａ１に受光レンズ４がある場合には、測距センサ１はＸ＝（Ａ×ｆ１）／Ｌ１を満たす測距可能距離Ｌ１を有している。この場合には、位置５１から位置５２までの範囲にある対象物について、ＩＣ６（図１）により対象物の距離に関する情報の出力が可能となる。また、位置ａ２に受光レンズ４がある場合には、測距センサ１はＸ＝（Ａ×ｆ２）／Ｌ２を満たす測距可能距離Ｌ２を有している。この場合には、位置５２から位置５３までの範囲にある対象物について、ＩＣ６により対象物の距離に関する情報の出力が可能となる。したがって、位置ａ１、ａ２の各々に受光レンズ４を配置し、それぞれの場合について対象物の位置に関する情報の出力をすることにより、測距センサ１の測距可能距離はＬ１＋Ｌ２＝Ｌとなり、測距可能距離が大きくなる。
【００３８】
ここで、位置ａ１に受光レンズ４がある場合と、位置ａ２に受光レンズ４がある場合とで、１つの対象物からの反射光が重複して受光されることにより測距可能距離が小さくならないように、位置ａ１、ａ２は、たとえば以下の方法により決定されている。
【００３９】
始めに、対象物の位置に関する情報を得たい位置範囲のうち最も近い位置（たとえば位置５３）を決定する。そして、その位置に対象物を配置する。このときに、対象物からの反射光がＰＳＤ５の一端５ａ（図２中右端）に入射するような受光レンズ４の位置が位置ａ１と決定される。次に、受光レンズ４を位置ａ１に固定した状態で、対象物からの反射光がＰＳＤ５の他端５ｂ（図２中左端）に入射するような対象物の位置（たとえば位置５２）が調べられる。続いて、反射光がＰＳＤ５の他端５ｂに入射するような位置（たとえば位置５２）に対象物がある場合に、対象物からの反射光がＰＳＤ５の一端５ａ（図２中右端）に入射するような受光レンズ４の位置が位置ａ２と決められる。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態１における対象物の測距センサからの距離とＰＳＤからの光電流の出力との関係を示す図である。
【００４１】
図３を参照して、受光レンズ４が位置ａ１にある場合において、たとえばＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力は図３の点線で示された曲線のようになる。すなわち、対象物が位置５３にあるときにＰＳＤ５の一端５ａで受光される光量は最も多くなり、光電流の出力は極大になる。そして、対象物が位置５３よりも遠くなるにしたがってＰＳＤ５の一端５ａで受光される光量は緩やかに減少するので、光電流の出力も緩やかに減少する。一方、対象物が位置５３よりも近いと反射光はＰＳＤ５で受光されないので、光電流ＰＳＤ５の一端５ａで受光される光量の出力は急激に減少する。
【００４２】
一方、受光レンズ４が位置ａ２にある場合において、たとえばＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力は図３の実線で示された曲線のようになる。すなわち、対象物が位置５２にあるときにＰＳＤ５の一端５ａで受光される光量は最も多くなり、光電流の出力は極大になる。そして、対象物が位置５２よりも遠くなるにしたがってＰＳＤ５の一端５ａで受光される光量は緩やかに減少するので、光電流の出力も緩やかに減少する。一方、対象物が位置５２よりも近いと反射光はＰＳＤ５で受光されないので、光電流ＰＳＤ５の一端５ａで受光される光量の出力は急激に減少する。
【００４３】
以上のようなＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力と同様の出力がＰＳＤ５の他端５ｂからも得られる。これら２つの光電流の出力に基づいて、ＩＣ６（図１）により対象物の距離に関する情報が出力される。対象物の距離に関する情報とは、たとえば測距センサ１から対象物までの距離や、一定検出範囲における対象物の有無などを意味している。
【００４４】
一定検出範囲における対象物の有無をＩＣ６が出力する場合には、ＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力に一定の閾値が設けられる。そして、その閾値よりもＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力が大きい場合には、対象物が存在するという出力がされ、閾値よりもＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力が小さい場合には、対象物が存在しないという出力がされる。これにより、位置ｄ１から位置ｄ２までの範囲内に存在する対象物が検出可能である。
【００４５】
本実施の形態における測距センサ１によれば、受光レンズ４とＰＳＤ５との距離を調節することにより、測距センサ１の測定範囲および測距可能距離を変えることができる。そこで、測距センサ１の測定範囲および測距可能距離を変えて、それぞれの場合について対象物の距離に関する情報の出力をすることにより、測距センサ１の測距可能距離Ｌは大きくなる。また、距離に関する情報を出力する際、複数のＬＥＤまたはＰＳＤを別々に駆動する必要がない。したがって、広範囲の対象物の距離に関する情報が迅速に得られる。また、複数のＬＥＤ、ＰＳＤおよびＩＣは不要であるので、測距センサ１の部品点数の増加が抑止される。
【００４６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における測距センサの概略断面図である。
【００４７】
図４を参照して、本実施の形態における測距センサ１において、受光レンズ４を固定しているケース７ａは、たとえば歯車（図示なし）などによりケース７に固定されている。たとえば歯車などが回転することにより、ケース７ａは、受光レンズ４を保持している状態で光軸に垂直な方向（図４中横方向）にｘ２の範囲内を移動可能である。
【００４８】
なお、これ以外の構成については図１に示す実施の形態１の構成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。
【００４９】
続いて、本実施の形態の測距センサ１における対象物の距離の測定原理について説明する。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態２における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ための模式図である。
【００５１】
本実施の形態の測距センサ１においては、投光レンズ３と受光レンズ４とは、投光レンズ３と受光レンズ４との基線長（投光レンズ３の絞り１２と受光レンズ４の絞り１３との距離）が調節可能であるように構成されている。具体的には、受光レンズ４は、図５中横方向にｘ２の範囲内を移動可能である。そこで、ｘ２の範囲内で最も投光レンズ３に近い位置ｂ１に受光レンズ４が位置している場合には、投光レンズ３と受光レンズ４との基線長は、距離Ａ１となる。また、ｘ２の範囲内で最も投光レンズ３から遠い位置ｂ２に受光レンズ４が位置している場合には、投光レンズ３と受光レンズ４との基線長は、距離Ａ２となる。このように、投光レンズ３と受光レンズ４との基線長が距離Ａ１から距離Ａ２までの間で調整可能であるように、投光レンズ３と受光レンズ４とが構成されている。
【００５２】
このとき、位置ｂ１に受光レンズ４がある場合には、測距センサ１はＸ＝（Ａ１×ｆ）／Ｌ１を満たす測距可能距離Ｌ１を有している。この場合には、位置５２から位置５３までの範囲にある対象物について、ＩＣ６（図４）により対象物の距離に関する情報の出力が可能となる。また、位置ｂ２に受光レンズ４がある場合には、測距センサ１はＸ＝（Ａ２×Ｌ）／Ｌ２を満たす測距可能距離Ｌ２を有している。この場合には、位置５１から位置５２までの範囲にある対象物について、ＩＣ６により対象物の距離に関する情報の出力が可能となる。したがって、位置ｂ１、ｂ２の各々に受光レンズ４を配置し、それぞれの場合について対象物の位置に関する情報の出力をすることにより、測距センサ１の測距可能距離はＬ１＋Ｌ２＝Ｌとなり、測距可能距離が大きくなる。
【００５３】
なお、本実施の形態の測距センサ１においては、位置ｂ１に受光レンズ４がある場合と、位置ｂ２に受光レンズ４がある場合とで、１つの対象物からの反射光が重複して受光されることにより測距可能距離が小さくならないように、位置ｂ１、ｂ２は、実施の形態１と同様の方法により決定されている。
【００５４】
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と受光レンズ４との基線長を調節することにより、測距センサ１の測定範囲および測距可能距離を変えることができる。そこで、測距センサ１の測定範囲および測距可能距離を変えて、それぞれの場合について対象物の距離に関する情報の出力をすることにより、測距センサ１の測距可能距離は大きくなる。また、距離の測定の際、複数のＬＥＤまたはＰＳＤを別々に駆動する必要がない。したがって、広範囲の距離に関する情報が迅速に得られる。また、複数のＬＥＤ、ＰＳＤまたはＩＣは不要となるので、測距センサ１の部品点数の増加が抑止される。
【００５５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における測距センサの概略断面図である。
【００５６】
図６を参照して、本実施の形態における測距センサ１において、受光レンズ４は図６中右上のケース７に固定されて配置されている。受光レンズ４は絞り１３ａと絞り１３ｂとを有している。すなわち、受光レンズ４は、１つのレンズに曲率の異なる２つの絞りを有している。受光レンズ４における絞り１３ａと絞り１３ｂとは、図６中横方向に並んでいる。
【００５７】
なお、これ以外の構成については図１に示す実施の形態１の構成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。
【００５８】
続いて、本実施の形態の測距センサ１における対象物の距離の測定原理について説明する。
【００５９】
図７は、本発明の実施の形態３における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ための模式図である。
【００６０】
図７を参照して、受光レンズ４における絞り１３ａと絞り１３ｂとは、光軸に垂直な方向（図７中横方向）に並んでいる。投光レンズ３と受光レンズ４の絞り１３ａとの基線長Ａ３（投光レンズ３の絞り１２と受光レンズ４ａの絞り１３ａとの距離）と、投光レンズ３と受光レンズ４の絞り１３ｂとの基線長Ａ４（投光レンズ３の絞り１２と受光レンズ４ｂの絞り１３ｂとの距離）とは互いに異なる。
【００６１】
このとき、受光レンズ４の絞り１３ａによって集光される反射光が受光される際には、測距センサ１はＸ＝（Ａ３×ｆ）／Ｌ１を満たす測距可能距離Ｌ１を有している。この場合には、位置５２から位置５３までの範囲にある対象物について、ＩＣ６（図６）により対象物の距離に関する情報の出力が可能となる。また、受光レンズ４の絞り１３ａによって集光される反射光が受光される際には、測距センサ１はＸ＝（Ａ４×ｆ）／Ｌ２を満たす測距可能距離Ｌ２を有している。この場合には、位置５１から位置５２までの範囲にある対象物について、ＩＣ６により対象物の距離に関する情報の出力が可能となる。したがって、受光レンズ４における絞り１３ａ、１３ｂの各々によって集光される光が受光されるので、測距センサ１の測距可能距離はＬ１＋Ｌ２＝Ｌとなり、測距可能距離が大きくなる。
【００６２】
なお、本実施の形態の測距センサ１においては、絞り１３ａと絞り１３ｂとによって、１つの対象物からの反射光が重複してＰＳＤ５で受光されることにより測距可能距離が小さくならないように、受光レンズ４に形成する絞り１３ａと絞り１３ｂとの位置は、実施の形態１と同様の方法により決定されている。
【００６３】
図８は、本発明の実施の形態３における対象物の測距センサからの距離とＰＳＤからの光電流の出力との関係を示す図である。
【００６４】
図８を参照して、図３に示す実施の形態１の場合と比較して、本実施の形態における測距センサ１のＰＳＤ６（図６）からの光電流の出力は、受光レンズ４ａによって集光されてＰＳＤ５で受光された光と、受光レンズ４ｂによって集光されてＰＳＤ５で受光された光とが同時にＰＳＤ５で受光される。このため、測距センサ１からの距離が近い部分では、受光レンズ４ａによって集光された光による光電流の出力のピーク（図８中左側）が現れ、測距センサ１からの距離が遠い部分では、受光レンズ４ｂによって集光された光による光電流の出力のピーク（図８中右側）が現れる。
【００６５】
このような測距センサからの距離とＰＳＤからの光電流の出力との関係を利用して、たとえば一定検出範囲における対象物の有無を検出可能である。すなわち、ＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力に一定の閾値が設けられる。そして、その閾値よりもＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力が大きい場合には、対象物が存在するという出力がされ、閾値よりもＰＳＤ５の一端５ａからの光電流の出力が小さい場合には、対象物が存在しないという出力がされる。これにより、位置ｄ１から位置ｄ２までの範囲内に存在する対象物が検出可能である。
【００６６】
本実施の形態における測距センサによれば、絞り１３ａによって集光される反射光と、絞り１３ｂによって集光される反射光とがＰＳＤ５で受光される。これにより、絞り１３ａによる測定範囲と絞り１３ｂによる測定範囲とを合わせた測距範囲において、対象物の有無に関する情報が得られる。また、測定の際、複数のＬＥＤまたはＰＳＤを別々に駆動する必要がなく、受光レンズ４を移動する必要もないので、広範囲の対象物の距離に関する情報が一層迅速に得られる。また、複数のＬＥＤ、ＰＳＤおよびＩＣは不要であるので、測距センサ１の部品点数の増加が抑止される。
【００６７】
本実施の形態における測距センサ１において、絞り１３ａと絞り１３ｂとは、光軸に垂直な直線上に並んでいる。
【００６８】
これにより、絞り１３ａを通過した光が絞り１３ｂに再び入射することが防止されるので、絞り１３ａに入射した光と絞り１３ｂに入射した光とが干渉することが防止され、測定誤差の発生が防止される。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、絞り１３ａと絞り１３ｂとが光軸に垂直な直線上に並んでいる場合について示したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、受光レンズ４が第１の絞りと第２の絞りとを有していればよく、好ましくは、第１の絞りと第２の絞りとが光軸に垂直な一平面上に並んでいればよい。
【００７０】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４における測距センサの概略断面図である。
【００７１】
図９を参照して、本実施の形態における測距センサ１は、２つの受光レンズ４ａ、４ｂを備えている。受光レンズ４ａと受光レンズ４ｂとは、図９中横方向に並んでいる。受光レンズ４ａは絞り１３ａを有していて、受光レンズ４ｂは絞り１３ｂを有している。受光レンズ４ａの絞り１３ａと受光レンズ４ｂの絞り１３ｂとの間には、遮光部材１１が配置されている。
【００７２】
なお、これ以外の構成および対象物の距離の測定原理については図６に示す実施の形態３の構成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。
【００７３】
本実施の形態における測距センサ１は、絞り１３ａを有する受光レンズ４ａと、絞り１３ｂを有する受光レンズ４ｂとを備えている。
【００７４】
これにより、絞り１３ａと絞り１３ｂとが別々のレンズにより構成されるので、絞り１３ａに入射した光がリークして絞り１３ｂに入射した光と干渉する（迷光が発生する）ことが抑止される。
【００７５】
本実施の形態における測距センサ１は、絞り１３ａと絞り１３ｂとの間に配置される遮光部材１１をさらに備えている。
【００７６】
これにより、絞り１３ａに入射した光と絞り１３ｂに入射した光とが遮光部材１１によって隔てられるので、絞り１３ａに入射した光がリークして絞り１３ｂに入射した光と干渉する（迷光が発生する）ことが一層抑止される。
【００７７】
上記の実施の形態１〜９のいずれかの測距センサは、電子機器に搭載されることにより、電子機器において、広範囲にわたる対象物の距離に関する情報が迅速に出力され、かつ電子機器の部品点数の増加が抑止される。
【００７８】
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。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の一の局面における測距センサによれば、受光レンズと受光素子との距離を調節することにより、測距センサの測定範囲および測距可能距離を変えることができる。そこで、測距センサの測定範囲および測距可能距離を変えて、それぞれの場合について対象物の距離に関する情報の出力をすることにより、測距センサの測距可能距離は大きくなる。また、対象物の距離に関する情報を出力する際、複数の発光素子または受光素子を別々に駆動する必要がない。したがって、広範囲の対象物の距離に関する情報が迅速に得られる。また、複数の発光素子、受光素子および処理装置は不要であるので、測距センサの部品点数の増加が抑止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における測距センサの概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における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ための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１における対象物の測距センサからの距離とＰＳＤからの光電流の出力との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２における測距センサの概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２における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ための模式図である。
【図６】本発明の実施の形態３における測距センサの概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３における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ための模式図である。
【図８】本発明の実施の形態３における対象物の測距センサからの距離とＰＳＤからの光電流の出力との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態４における測距センサの概略断面図である。
【図１０】三角測距方式を用いた従来の測距センサの構造を説明するための断面図である。
【図１１】従来の三角測距方式を用い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ための模式図である。
【符号の説明】
１，１０１  測距センサ、２，１０２  ＬＥＤ、３，１０３  投光レンズ、４，４ａ，４ｂ，１０４  受光レンズ、５，１０５  ＰＳＤ、５ａ，５ｂ  ＰＳＤの端部、６，１０６  ＩＣ、７，７ａ，１０７  ケース、８，１０８  リードフレーム、９，１０９  透光性樹脂、１１  遮光部材、１２，１３ａ，１３ｂ  絞り、５１〜５３，１５１〜１５３  対象物の位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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