多重测距设备制造技术

本发明专利技术公开了一种多重测距设备，其具有发光部分和光接收部分，其中发光部分由发射波长彼此不同的光线的多个排成行的ＬＥＤ构成，光接收部分由具有对应于ＬＥＤ发射光线的不同波长的波长灵敏度的多个排成行的ＰＳＤ部件构成。因此，即使当各个点的测距在多重测距测量中被同时测量的时候，也能够识别出光是从哪个ＬＥＤ发出的，因此可以同时测量两个或者更多点的距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多重测距设备，其用于在多个点检测物体的存在与否、物体的方向、到该物体的距离等等。
技术介绍
通常，对于这种类型的设备，存在如图19所示的自动聚焦照相机的多重测距设备(例如，参见JP07-104477B)。在图19中，通过光学透镜2将从发光元件1发出的光制成用于投射的光束，发光元件由例如发光二极管(LED)或者激光二极管组成。当一物体存在于可检测范围中的时候，光在位于光束的投射轴上的物体3(或物体4)的表面上的点O1(或者点O2)处被反射。然后，光通过用于接收光的光学透镜5，使得光斑形成在由例如一维PSD(正向灵敏二极管)(positive sensitive diode)组成的一维光接收元件6上的点P1(或者点P2)上，其中点1(或者点2)在点O1(或者点O2)与用于接收光的光学透镜5的中心点的连线的延长线上。多个点的距离是根据光学三角测量原理通过在光学测距设备上应用常规的距离测量方法，使用多个发光元件1测量出来的，如下面(i)和(ii)所述。i)根据一维光接收元件6上形成的光斑上所接收的光的量检测物体的存在与否。ii)根据光斑的位置利用从一维光接收元件6输出的电压的变化测量从测距设备7至物体3、4的距离d1，d2。然而，常规的多重测距设备具有如下所述的缺点。在如图19所示的这种常规的多重测距设备中，利用一维光接收元件6作为光接收元件。在这种情况下，当同时进行多个点的距离测量时，不可能识别光从哪个发光元件1发出，因此不可能测量到两个或者更多点的距离。因此，在多个点的测距中，应该按测距测量的时机不同时发生的方式以某种时间间隔进行测距测量。因此，花费相当长的时间来进行测距。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能够同时测定到多个点的距离的多重测距设备。为了实现该目的，本专利技术提供了一种多重测距设备，其包括发光部分；光学透镜，其用于将发光部分发出的光形成光束；聚光部分，其用于聚集由发光部分发出并且由物体漫反射(diffuselyreflected)的部分光，以形成光斑；以及光接收部分，其用于输出代表聚光部分所形成的光斑所接收的光的量以及光斑位置的信号，其中发光部分包括波长倍增单元(wavelength multiplying unit)，其用于将发射的光的波长增倍，以及光接收部分包括逐个波长(wavelength-by-wavelength)光接收单元，其用于分离和接收通过波长倍增单元所倍增的具有多个波长的光线。根据上述结构，从发光部分发出彼此具有不同波长的多个类型的光线，并且部分光线被物体漫反射。部分光线被光接收部分的逐个波长光接收单元分离和接收。因此，即使从发光部分同时发出具有不同波长的多个类型的光线，由于在逐个波长的基础上可以获得代表光斑所接收的光的量以及代表光斑位置的信号，所以能够同时测量到两个或者更多点的距离。在本专利技术的一个实施例中，波长倍增单元是通过多个发光元件形成的，这些发光元件分别发出彼此具有不同波长的光线。根据该实施例，通过简单的结构能够分别发射出多种波长的光线，在该结构中仅仅提供分别具有彼此不同的发射波长的多个发光元件。在本专利技术的一个实施例中，波长倍增单元由多个滤光器形成，这些滤光器允许彼此间具有不同波长的光线通过。根据该实施例，构成发光部分的发光元件的发射波长可以相同。因此，多种波长的光线能够利用廉价的结构分别发射出来，这种廉价的结构仅仅通过为一个或者更多个发光元件提供多个滤光器而形成，所述一个或者更多个发光元件发出相同发射波长的光。在本专利技术的一个实施例中，波长倍增单元通过分光镜元件形成。根据该实施例，发光部分可以由一个发光元件构成。因此，多种波长的光线能够利用廉价的结构分别发射出来，这种廉价的结构仅仅通过为用所述一个发光元件提供一个分光镜元件而形成。在本专利技术的一个实施例中，分光镜元件通过棱镜形成。根据该实施例，该分光镜元件能够简单的由棱镜构建。在本专利技术的一个实施例中，分光镜元件通过衍射光栅形成。根据该实施例，分光镜元件能够简单的由衍射光栅构建。在本专利技术的一个实施例中，光接收部分包括多个PSD。根据该实施例，通过光接收部分能够分离和接收彼此间具有不同波长的光线。在本专利技术的一个实施例中，光接收部分包括通过划分一个PSD形成的多个PSD部件。根据该实施例，光接收部分能够由一个PSD组成，并且光接收部分的面积能够被减小。在本专利技术的一个实施例中，多个PSD具有彼此间不同的波长灵敏度并且构成逐个波长光接收单元。根据该实施例，能够更可靠地分离和接收彼此间波长不同的光线。因此，能够更准确地进行到两个或者更多个点的距离的同时测量。在本专利技术的一个实施例中，多个PSD部件具有彼此间不同的波长灵敏度并且构成逐个波长光接收单元。根据该实施例，能够更可靠地分离和接收彼此间具有不同波长的光线。因此能够更准确地进行到两个或者更多点的距离的同时测量。在本专利技术的一个实施例中，逐个波长光接收单元通过多个滤光器形成，这些滤光器放置在PSD的光接收表面上并且分别允许彼此间具有不同波长的光线通过。根据该实施例，构成光接收部分的PSD的波长灵敏度可以相同。因此，彼此间波长不同的光线能够利用利用廉价的结构被分离和接收，这种廉价的结构仅仅通过为具有相同波长灵敏度的多个PSD提供多个滤光器而形成。在本专利技术的一个实施例中，逐个波长光接收单元通过多个滤光器构成，这些滤光器放置在PSD部件的光接收表面上并且分别允许彼此间具有不同波长的光线通过。根据该实施例，通过利用一个PSD可以使光接收部分的面积较小，并且通过利用具有相同波长灵敏度的PSD减小了设备成本，且能够可靠地分离波长彼此不同的光线，使得能够更加准确地实现距离测量。在本专利技术的一个实施例中，逐个波长光接收单元通过多个滤色器形成，这些滤色器形成在PSD的光接收表面上，并且其分别允许彼此间具有不同波长的光线通过。根据该实施例，滤色器直接形成在PSD的光接收表面上。因此，能够减小多重测距设备的厚度。在本专利技术的一个实施例中，逐个波长光接收单元通过多个滤色器形成，这些滤色器形成在PSD部件的光接收表面上并且允许波长彼此不同的光线通过。根据该实施例，通过利用一个PSD可以使光接收部分的面积较小，并且通过利用具有相同波长灵敏度的PSD减小了设备成本，且能够可靠地分离波长彼此不同的光线，使得能够更加准确地实现距离测量，并且可以通过在PSD部件的光接收表面上直接形成滤色器来减小多重测距设备的厚度。在本专利技术的一个实施例中，聚光部分通过凸透镜形成。在本专利技术的一个实施例中，聚光部分通过环形透镜(toroidal lens)形成。根据该实施例，由于光能够从与通常的凸透镜等相比更宽的射束区域被聚集，因此光能够有效地在光接收部分上聚集。附图说明通过下面给出的详细说明和附图，将对本专利技术有更充分的理解，并且这些说明和附图仅仅是通过示例的方式给出，因此并不作为对本专利技术的限定，其中图1为根据本专利技术的多重测距设备的平面图；图2为沿着图1的线A-A’获得的截面图；图3为沿着图1的线B-B’获得的截面图；图4为根据本专利技术的具有波长倍增单元的发光装置的透视图； 图5为图4中所示的发光装置的垂直截面图；图6为利用图4和5中表示的发光装置的多重测距设备的透视图；图7为表示了物体和多重测距设备之间的距离比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多重测距设备，包括：发光部分；光学透镜，其用于将所述发光部分发射的光形成光束；聚光部分，其用于聚集由所述发光部分发射并且由物体漫反射的部分光以形成光斑；以及光接收部分，其用于输出代表由所述聚光部分形成的所 述光斑所接收的光的量以及所述光斑位置的信号，其中所述发光部分包括波长倍增单元，其用于将所发射的光的波长倍增，以及所述光接收部分包括逐个波长光接收单元，其用于分离和接收具有通过所述波长倍增单元所倍增的多个波长的光线。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长坂幸二，奈良迫诚一，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]