光学式测距传感器、自行式吸尘器及空气调节器制造技术

一种光学式测距传感器，具有：基板（１０）；多个发光元件（１），其安装于上述基板（１０）上；多个发光侧透镜（２），其与上述发光元件（１）对应配置；一个位置检测光接收元件（３），其安装于上述基板（１０）上；一个光接受侧环形透镜（４），其与上述位置检测光接收元件（３）对应配置；控制部（６），其安装于上述基板（１０）上。该控制部（６）以规定的定时驱动上述各发光元件（１），同时，处理从上述位置检测光接收元件（３）输出的信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测在规定范围内存在的测距对象物，同时，测定上述测距对象物存在的方向和到上述测距对象物的距离的光学式测距传感器。另外，本专利技术涉及具有上述光学式测距传感器的自行式吸尘器。本专利技术涉及具有上述光学式测距传感器的空气调节器。
技术介绍
目前，作为以检测物体为目的的传感器，使用超声波传感器、反射型红外线传感器、及红外线方式测距传感器等。超声波传感器具有宽视角，检测距离长。但是，由于柔软的物体(布团、毛布、窗帘、沙发)吸收声波，故不能检测。另外，物体存在的方向也不能被检测到。反射型红外线传感器是检测从传感器发光的红外线的反射光的方式，结构简单。但是，由于根据检测对象物的颜色而使检测距离改变，故由于检测对象物的颜色等影响，而使检测结果不稳定。如图11所示，利用红外线的测距传感器具有一个发光元件101及一个光接收元件103，从上述发光元件101向测距对象物B进行照射，由上述光接收元件103接收来自该测距对象物B的反射光，测定上述测距对象物B存在的方向和到上述测距对象物B的距离(例如参照特开平5-312948号公报)。在使用有该红外线的测距传感器中，难以受到上述测距对象物B的颜色的影响，而可高精度地检测出至上述测距对象物B的距离。但是，在该测距传感器中，为把来自上述发光元件101的发光束缩小光圈，将检测到的视角缩小到±数°。另外，在一束型即仅具有一个发光元件101的传感器中，不能检测到上述测距对象物B存在的方向，而为了检测该方向则需要使用多个测距传感器，使其大型化。另外，在一个测距传感器中，可设置一个发光侧的透镜，使用多个发光元件制作多束。但是，来自发光元件的光束从透镜的光轴离开，由于色差，而使形成于测距对象物上的光点模糊地增大，对测距精度有影响。因此，将可实现的视角减小到30度左右。
技术实现思路
因此，本专利技术的课题在于提供一种光学式测距传感器、及具有这种传感器的自行式吸尘器和空气调节器，该光学式测距传感器具有宽范围的视角，可检测在该宽范围的视角内存在的测距对象物的方向及距离。为解决上述课题，本专利技术的光学式测距传感器，包括基板；多个发光元件，其安装于所述基板上，且配置于相对上述基板平行的同一平面上；多个发光侧透镜，其对应所述各发光元件配置，并使从所述各发光元件射出的光构成平行光；一个位置检测光接收元件，其安装于所述基板上；一个光接收侧环形透镜，其对应所述位置检测光接收元件配置；控制部，其安装于所述基板上，在规定的定时驱动所述各发光元件，同时，处理从所述位置检测光接收元件输出的信号。另外，本说明书中使用的“平行”不仅是指“完全平行”而且还是指“大致平行”，在视为“实用上平行”的程度上则解释为平行。根据本专利技术的光学式测距传感器，由于具有所述多个发光元件、所述多个发光侧透镜、所述一个位置检测光接收元件、所述一个光接收侧环形透镜以及所述控制部，因此，在规定的定时驱动所述各发光元件，处理从所述位置检测元件输出的信号，通过三角测量方式在宽范围内检测到测距对象物的距离及方向。这样，具有宽范围的视角，可检测在该宽范围的视角内存在的测距对象物的方向及距离。另外，所述位置检测光接收元件及所述光接收侧环形透镜由于是一个，故可谋求小型化及低成本化。所述多个发光元件、所述一个位置检测光接收元件及所述控制部由于安装在同一所述基板上，故可容易地进行组装，可谋求零件数量的减少。所述多个发光元件由于配置于相对所述基板平行的同一平面上，故可减小与所述基板垂直的方向的尺寸(高度尺寸)，可谋求薄型化。另外，可使连接于所述各发光元件的配线(例如连接所述各发光元件和所述控制部的配线)的长度大致均匀。另外，由于具有所述光接收侧环形透镜，故提高焦点与所述位置检测光接收元件重合的精度，大幅提高测距的精度。另外，在一实施方式的光学式测距传感器中，在相互对应的一组发光元件及发光侧透镜、和相邻该一组发光元件及发光侧透镜的另一组发光元件及发光侧透镜之间具有遮光板。根据该一实施方式的光学式测距传感器，可不使从对应该一发光侧透镜的一发光元件以外的其它发光元件射出的光入射到一发光侧透镜上，可准确地进行测距。另外，在一实施方式的光学式测距传感器中具有支承部件，其一体地支承所述多个发光侧透镜和所述一个光接收侧环形透镜，同时，在安装有所述基板的状态下收纳所述多个发光元件、所述一个位置检测光接收元件及所述控制部。根据该一实施方式的光学式测距传感器，通过将所述基板安装于所述支承部件上，可将上述发光元件和所述发光侧透镜之间的距离、和所述位置检测光接收元件和所述光接收侧环形透镜之间的距离同时调整为所希望的值。另外，在一实施方式的光学式测距传感器中，所述发光元件为五个，该五个发光元件被排列于同一直线上，相邻的所述发光元件的光轴构成的角度大致为22.5度。在此，“大致22.5度”是指在22.5度中含有容许误差的数值，是22.5度±2.5度的范围内的角度。根据该一实施方式的光学式测距传感器，位于两端的所述发光元件的光轴构成的角度大致构成90度，可增大视野角度。另外，在一实施方式的光学式测距传感器中，所述支承部件由导电性材料形成，所述基板具有接地端子，所述支承部件与所述基板的所述接地端子电连接。根据该一实施方式的光学式测距传感器，通过所述支承部件的屏蔽效果，消除来自外部的电磁噪声的影响，从所述发光元件及所述位置检测发光元件得到稳定的输出。另外，在一实施方式的光学式测距传感器中，具有搭载所述多个发光元件的引线架和密封所述多个发光元件的光透过性密封部，所述引线架具有相对于所述基板大致平行地从所述密封部突出的突出部，该突出部至少具有一个孔部，所述支承部件具有插入所述突出部的所述孔部的突起部。根据该一实施方式的光学式测距传感器，通过将所述支承部件的所述突出部插入所述引线架的所述突出部的所述孔部，可将所述引线架乃至所述多个发光元件相对于所述支承部件乃至所述多个发光侧透镜定位。其结果可提高来自所述各发光元件的射出光的方向精度。因此，从所述各发光元件射出的光不会从所述各发光侧透镜的光轴偏离，而可到达测距对象物，故可进行高精度的测距。另外，在一实施方式的光学式测距传感器中，所述位置检测光接收元件具有从一端至另一端微小区间内的电阻值增加的光接收面。在此，从一端至另一端的方向是指，通过来自所述测距对象物的反射光在所述光接收面上形成的光点随着从所述发光元件到所述测距对象物的距离的变长而移动的方向。根据该一实施方式的光学式测距传感器，到所述测距对象物的距离和自所述位置检测光接收元件的输出的关系为大致直线状(线性)。因此，在到所述测距对象物的距离远的范围内，可增大相对于距离变化的输出变化，可进行高精度的测距。另外，在一实施方式的光学式测距传感器中，所述位置检测光接收元件为具有两个光接收面的二分割光敏二极管。在此，所述两个光接收面的分界在从所述发光元件到所述测距对象物的距离改变时，使通过来自所述测距对象物的反射光而在所述光接收面上形成的光点位于横穿的位置。根据该一实施方式的光学式测距传感器，在通过来自所述测距对象物的反射光而在所述光接收面上形成的光点横穿所述两个光接收面的分界时，来自所述位置检测光接收元件的输出迅速变化。因此，可高精度地测定所述光点位于所述两个光接收面的分界时的到所述测距对象物的距离附近。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学式测距传感器，其特征在于，包括：基板；多个发光元件，其安装于所述基板上，且配置于相对所述基板平行的同一平面上；多个发光侧透镜，其与所述各发光元件对应配置，并使从所述各发光元件射出的光成为平行光；一个位置检测光接收元件，其安装于所述基板上；一个光接收侧环形透镜，其与所述位置检测光接收元件对应配置；控制部，其安装于所述基板上，以规定的定时驱动所述各发光元件，同时，处理从所述位置检测光接收元件输出的信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口阳史，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]