光学式測距装置および電子機器
【課題】高耐熱かつ高精度の光学式測距装置を提供する。
【解決手段】発光レンズ５および受光レンズ６を保持した、金属からなるレンズフレーム１１を遮光性樹脂からなる２次モールド９および３次モールド１０の間に保持する。２次モールド９の上面に形成された固定穴９ａと、レンズフレーム１１に形成された貫通穴１１ａに３次モールド１０を形成するための遮光性樹脂を充填することにより、アンカー１０ａを形成する。レンズフレーム１１が金属からなることにより、周囲温度の変化および自己発熱によってもほとんど熱膨張しないために、レンズ間距離の変化量の差がほとんどない。また、アンカー１０ａにより、レンズフレーム１１を２次モールド９および３次モールド１０の間に固定するので、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との間で生じる熱膨張係数の差による滑りを抑える。
【解決手段】発光レンズ５および受光レンズ６を保持した、金属からなるレンズフレーム１１を遮光性樹脂からなる２次モールド９および３次モールド１０の間に保持する。２次モールド９の上面に形成された固定穴９ａと、レンズフレーム１１に形成された貫通穴１１ａに３次モールド１０を形成するための遮光性樹脂を充填することにより、アンカー１０ａを形成する。レンズフレーム１１が金属からなることにより、周囲温度の変化および自己発熱によってもほとんど熱膨張しないために、レンズ間距離の変化量の差がほとんどない。また、アンカー１０ａにより、レンズフレーム１１を２次モールド９および３次モールド１０の間に固定するので、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との間で生じる熱膨張係数の差による滑りを抑える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距対象物までの距離を光学的に測定する光学式測距装置、特にリフロー等による温度変化により熱膨張または収縮する場合においても高い測距精度を有する光学式測距装置およびそれを搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１７は、一般的な三角測距法の原理を説明するための図である。
【０００３】
図１７に示すように、従来の一般的な光学式測距装置は、例えば、発光素子２０１、受光素子２０２、発光レンズ２０３および受光レンズ２０４を備えている。
【０００４】
この光学式測距装置において、原点（０，０）に配置された発光素子２０１より出射された光束は、Ａ点（０，ｄ）に配置された発光レンズ２０３により略平行光束（発光軸２０５）となり、スポット光として、測距対象物２１１上のＢ点（０，ｙ）に照射される。測距対象物２１１により反射された光束（受光軸２０６）は、Ｃ点（Ｌ，ｄ）に配置された受光レンズ２０４（集光レンズ）により集光され、ｘ方向に沿った軸上に配置された受光素子２０２上のＤ点（Ｌ＋ｌ，０）に結像されて、受光スポットを形成する。ここで、Ｃ点（受光レンズ２０４の中心）を通りｙ軸と平行な線が受光素子２０２の受光面と交差する点をＥ点（Ｌ，０）とすると、三角形ＡＢＣと三角形ＥＣＤとは相似する。したがって、測距対象物２１１までの距離ｙは、受光素子２０２により受光スポットの位置を検出して辺ＥＤ（＝ｌ）を測定することにより、下記の式（１）によって算出される。
【０００５】
【数１】
【０００６】
上記のように、光学式測距装置は、受光素子２０２上に形成された受光スポットの位置を検出し、式（１）に基づいて測距対象物２１１までの距離を算出する。当該距離を正確に求めるためには、発光レンズ２０３と受光レンズ２０４との間の距離Ｌ、および受光レンズ２０４と受光素子２０２との間の距離ｄが固定されている必要がある。
【０００７】
図１８は、上記の原理を利用した一般的な光学式測距装置３００の構成を示す断面図である。
【０００８】
図１８に示すように、光学式測距装置３００は、上記の発光素子２０１、受光素子２０２、発光レンズ２０３および受光レンズ２０４を備えるとともに、これらをケース３０１によって保持している。ケース３０１は、一般に低価格化のために遮光性樹脂により形成されている。
【０００９】
この光学式測距装置３００では、ケース３０１は、一般に大きな熱膨張係数を有する樹脂により形成されていることから、周囲温度が変化すると、その影響を受けて伸縮する。このため、例えば、周囲温度が上昇することによりケースが伸長すると、発光レンズ２０３と受光レンズ２０４とがそれぞれ点線で示す位置に移動し、レンズ間の距離Ｌが変化してしまう（大きくなる）。その結果、室温時の発光レンズ２０３の光軸２０５ａおよび受光レンズ２０４の光軸２０６ａは、それぞれ破線にて示す光軸２０５ｂおよび光軸２０６
ｂのように変化してしまう。この状態では、測距対象物２１１の位置が変わっていないにも関わらず、受光素子２０２上に形成される受光スポットの位置は、室温時に比べて外側にシフトしてしまう。このように、例えば周囲温度が上昇した場合には、測距対象物２１１は、実際よりも近い位置にあると誤って測定されてしまう。
【００１０】
特許文献１，２には、このような不都合を解消することができる技術が開示されている。図１９は、特許文献１に記載された光学式測距装置４００の構成を示す断面図である。図２０は、特許文献２に記載された光学式測距装置５００の構成を示す断面図である。
【００１１】
図１９に示すように、光学式測距装置４００は、発光素子４０１、受光素子４０２、投光レンズ４０３（発光レンズ）および受光レンズ４０４を備えている。発光素子４０１を収納するパッケージ４０５および投光レンズ４０３は、同一の第１ケース４０６に固定される一方、受光素子４０２を収納するパッケージ４０７および受光レンズ４０４は、同一の第２ケース４０８に固定されている。第１ケース４０６および第２ケース４０８は、本体部４０９によって接続されて本体ケース４１０を構成している。
【００１２】
このような光学式測距装置４００では、本体ケース４１０に熱膨張が生じた場合でも、第１ケース４０６において発光素子４０１および投光レンズ４０３の位置関係が維持され、第２ケース４０８において受光素子４０２および受光レンズ４０４の位置関係が維持される。これにより、受光素子４０２の中心から反射光の光スポットの位置までの距離に変動が生じなくなるので、測距精度が保持される。
【００１３】
図２０に示すように、光学式測距装置５００は、結像レンズ５０１ａ，５０１ｂ、結像レンズ５０１ａ、５０１ｂの保持部材５０２、ＣＣＤパッケージ５０３ａ，５０３ｂ（光センサアレイ）、およびＣＣＤパッケージ５０３ａ，５０３ｂの保持部材５０４を備えている。この光学式測距装置５００では、結像レンズ５０１ａ，５０１ｂおよび保持部材５０２，５０４が吸湿性のないプラスチックからなる同一材料により形成されている。
【００１４】
このような光学式測距装置５００では、結像レンズ５０１ａ，５０１ｂおよび保持部材５０２，５０４が熱膨張により全体に均等に伸びる。これにより、温度変化による測距精度の低下を防ぐことができる。
【００１５】
このように、上記の光学式測距装置４００，５００では、受発光素子およびレンズを保持する部材が周囲温度の変化により均等に伸縮する場合において、三角測量の原理を満足するように、受発光素子およびレンズの位置関係が保持される。しかしながら、光学式測距装置４００，５００では、受発光素子が自己発熱した場合には、装置全体における温度変化が均等でないため、受発光素子の近傍の部材とレンズ近傍の部材とが、異なる温度となる結果、それに応じて異なる伸縮量で伸縮する。このため、受発光素子とレンズとの位置関係を維持することができない。
【００１６】
このように均等でない温度変化が生じた場合における受光スポットの位置の補正方法について、特許文献１，２には記載されていない。したがって、特許文献１，２に記載された技術では、受発光素子の自己発熱による測距精度の低下を防ぐことができないため、三角測距法の原理を満足に利用することができない。
【００１７】
特許文献３には、このような不都合を解消することができる技術が開示されている。図２１は、特許文献３に記載された光学式測距装置６００の構成を示す断面図である。
【００１８】
図２１に示すように、光学式測距装置６００は、一対のレンズ６０１ａ，６０１ｂ、一対のＣＣＤパッケージ６０２ａ，６０２ｂ、レンズ保持部材６０３、ＣＣＤ保持部材６０
４および温度センサ６０５，６０６を備えている。温度センサ６０５は、レンズ保持部材６０３上のレンズ６０２ａ，６０２ｂの間に取り付けられ、温度センサ６０６は、ＣＣＤ保持部材６０４上のＣＣＤパッケージ６０２ａ，６０２ｂの間に取り付けられている。
【００１９】
このような光学式測距装置６００では、温度センサ６０５，６０６の出力を用いて、ＣＣＤパッケージ６０２ａ，６０２ｂ内のＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂ（受光素子）の自己発熱によるレンズ保持部材６０３およびＣＣＤ保持部材６０４の温度差が求められる。そして、この温度差を利用して、ＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂ上の物体像のシフト量が補正される。これにより、ＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂの自己発熱によるレンズ保持部材６０３およびＣＣＤ保持部材６０４の熱膨張の差を補正して測距精度を保つことができる。
【００２０】
ところが、光学式測距装置６００では、測距精度の低下を防ぐために、温度センサ６０５，６０６を必要とする。また、温度センサ６０５，６０６は、ＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂ等に内蔵することができず、個別にレンズ保持部材６０３およびＣＣＤ保持部材６０４に接触するように配置されなければならない。しかも、温度センサ６０５，６０６が出力した信号を送信するための配線も必要となる。このため、光学式測距装置６００の構造が複雑になる結果、組み立て工数が増加してしまい、光学式測距装置６００を安価に提供することが困難となる。
【００２１】
そこで、温度センサ６０５，６０６をいずれか１つのみ設けることで、光学式測距装置６００の構造をより簡素化することが考えられる。しかしながら、温度センサ６０５，６０６をいずれか１つのみ設けることは、次に説明するような不具合を招来する。
【００２２】
図２２は、従来の光学式測距装置７００の構成を示す断面図である。
【００２３】
図２２に示すように、光学式測距装置７００において、周囲熱は、光学式測距装置７００の側面を含めた光学式測距装置７００全体を均等に加熱または冷却し、各部材を膨張または収縮させる。これにより、発光レンズ７０３と受光レンズ７０４との間の距離、および発光素子７０１と受光素子７０２との間の距離を変化させる。一方、発光素子７０１および受光素子７０２の通電による自己発熱は、これらの素子を封止している遮光性樹脂部７０５を直接加熱して膨張させる。また、発光素子７０１および受光素子７０２からの放射熱と、遮光性樹脂部７０５から発光レンズ７０３および受光レンズ７０４を保持するレンズ保持部材７０６を伝導する熱とは、レンズ保持部材７０６におけるレンズ保持部分を間接的に加熱して膨張させる。
【００２４】
したがって、自己発熱が生じた場合には、遮光性樹脂部７０５とレンズ保持部材７０６とは、温度が異なるために、固有の熱膨張係数によって、それぞれの温度変化にしたがって膨張することとなる。そのため、発光レンズ７０３および受光レンズ７０４の間の距離の変化量は、周囲熱によって光学式測距装置７００が加熱された場合に矢印Ｉに示すようになり、自己発熱によって光学式測距装置７００が加熱された場合に矢印Ｊに示すようになり、それぞれの場合で異なる。
【００２５】
したがって、自己発熱による、両素子７０１，７０２間の距離の変化と、両レンズ７０３，７０４間の距離の変化とをそれぞれ予測するためには、遮光性樹脂部７０５の温度と、レンズ保持部材７０６の温度とをそれぞれ個別に検出する温度センサを備える必要がある。
【００２６】
光学式測距装置６００においても、レンズ６０１ａ，６０１ｂ間の距離の変化量は、周囲熱によって光学式測距装置６００が加熱された場合と、自己発熱によって光学式測距装
置６００が加熱された場合とで異なる。したがって、温度センサ６０５，６０６をレンズ保持部材６０３にのみ、またはＣＣＤ保持部材６０４にのみに取り付けると、例えば温度が上昇した場合に、周囲温度の上昇または自己発熱のいずれの影響により温度が変化したのかが不明である。それゆえ、レンズ６０１ａ，６０１ｂとＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂとの位置関係を正確に把握することができず、測距精度が低下してしまうという問題が生じる。
【００２７】
そこで、周囲熱および自己発熱が原因で生じる熱膨張による受発光レンズの間の距離の変化そのものを抑えるため、例えば図１８に示す光学式測距装置３００において、発光レンズ２０３および受光レンズ２０４を保持するケース３０１の一部を金属により形成することが考えられる。具体的には、発光レンズ２０３および受光レンズ２０４を保持する部分を金属製のフレーム（レンズフレーム）で構成し、このレンズフレームをケース３０１に取り付ける。このように、ケース３０１の一部を熱膨張係数の小さい金属製にすることで、熱膨張による受発光レンズの間の距離の変化を抑えることができ、周囲熱および自己発熱に応じて生じる熱膨張による受発光レンズ間の距離の変化の相違をなくすことができる。また、ケース３０１の全体を金属製にすることに比べて価格の上昇を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００６−３３７３２０号公報（２００６年１２月１４日公開）
【特許文献２】特開平１１−２８１３５１号公報（１９９９年１０月１５日公開）
【特許文献３】特開２００１−９９６４３号公報（２００１年４月１３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
ところで、光学式測距装置を電子機器に搭載するためには、光学式測距装置を基板等に実装する必要がある。実装においては、発光素子および受光素子に対する信号の入出力や電源供給のために、発光素子および受光素子が実装されるリードフレームに設けられる複数の端子が基板に半田付けされる。
【００３０】
近年の光学式測距装置の小型化に伴って、上記の端子間の間隔が狭くなってきている。また、このような小型化された光学式測距装置を搭載する電子機器を効率的に大量生産することも求められる。このような要求を受けて、端子の半田付けの手段として、従来の手作業よりもリフローへの需要が非常に高まっている。
【００３１】
光学式測距装置をリフロー炉に通すと、一般に２６０℃以上の高温に短時間ではあるが曝される。このとき、受発光レンズ、受発光素子、ケース、受発光素子を封止する素子封止部等の各部を形成する各樹脂は、その熱膨張係数にしたがって膨張し、リードフレームや前述のレンズフレームも同様にその熱膨張係数にしたがって膨張する。
【００３２】
しかしながら、リードフレームおよびレンズフレームを構成する金属の熱膨張係数は樹脂の熱膨張係数より小さい。このため、リードフレームと素子封止部との界面、レンズフレームとケースとの界面、およびレンズフレームとレンズとの界面には熱膨張係数の差による応力が発生する。また、リフロー炉から排出されるときには、光学式測距装置が逆に室温付近まで急激に冷却される。このため、高温雰囲気により膨張した光学式測距装置が急激に収縮する。
【００３３】
このような加熱から冷却に至る過程において、例えばケースおよびレンズフレームに着目すると、ケースとレンズフレームとの密着力が不十分な場合、高温雰囲気中の昇温中に
それらの界面の応力により、レンズフレームがケースから滑ってしまう。また、室温への急激な降温中にもそれらの界面には応力が作用し、レンズフレームがケースから滑ってしまう。このため、リフローによる実装前に比べて受発光レンズと受発光素子との相対的な位置関係が変化してしまう。この結果、前述の三角測距の原理で説明したように受光スポットの位置がシフトするので、この位置を用いて前述の式（１）による演算を行っても、得られた距離が正しい値からずれる。
【００３４】
冷却時に過熱時と全く逆の滑りが生じれば、ケースとレンズフレームとの位置関係が元に戻ることにより、リフローによる上記のような不都合は生じない。しかしながら、実際には、ケースとレンズフレームとの位置関係が元に戻ることはない。
【００３５】
ケースとレンズフレームとの界面に着目した場合、加熱時の膨張と冷却時の収縮とで、当該界面で発生する歪みが全く正反対のベクトルで生じない。例えば、リフローの昇温プロファイルと降温プロファイルとが異なることから、上記の界面における内部温度分布が加熱時と冷却時とで対称になることはない。したがって、加熱時に発生する滑りと冷却時に発生する滑りとが異なり、受発光素子に対する受発光レンズの相対的な位置関係が変化してしまう。
【００３６】
このように、金属製のレンズフレームを用いたとしても、急激な加熱および冷却によるレンズフレームと樹脂部材との界面に生じる滑りのために、測距精度が低下するという問題が生じる。
【００３７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高耐熱かつ高精度の光学式測距装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明に係る光学式測距装置は、前記の課題を解決するために、測距対象物までの距離を測定する光学式測距装置であって、実装部材上に実装された発光素子と、上記発光素子の出射光を上記測距対象物に照射する発光レンズと、上記実装部材上に実装され、上記測距対象物による反射光が集束する位置を検出する受光素子と、上記反射光を上記受光素子に集束させる受光レンズと、上記出射光が上記発光素子から上記発光レンズに至る空間および上記反射光が上記受光レンズから上記受光素子に至る空間を形成するように上記透光性樹脂体を覆う第１の遮光性樹脂体と、金属で形成され、上記発光レンズおよび上記受光レンズを保持するレンズフレームと、上記第１の遮光性樹脂体を封止するとともに、上記第１の遮光性樹脂体とで上記レンズフレームを保持する第２の遮光性樹脂体とを備え、上記レンズフレームには貫通穴が形成され、上記第１の遮光性樹脂体または上記第２の遮光性樹脂体のいずれか一方が他方側に向けて突出する凸部を有し、当該凸部が上記貫通穴を貫通して上記レンズフレームから突出した状態で、他方が当該凸部の突出部分と結合していることを特徴としている。
【００３９】
上記構成において、第１の遮光性樹脂体または第２の遮光性樹脂体のいずれか一方に設けられる凸部は、レンズフレームの貫通穴を貫通してレンズフレームから突出した突出部分で他方と結合している。このようにして、第１遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とが凸部で結合することにより、レンズフレームは、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とに保持された状態で、さらに凸部によって固定される。それゆえ、光学式測距装置をリフロー処理するときの周囲温度変化により、レンズフレームと第１および第２の遮光性樹脂体との界面に熱膨張による応力が作用する場合においても、それぞれが滑りを起こすことはない。
【００４０】
したがって、リフロー処理後の発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子
との相対的な位置関係が保たれる。よって、光学式測距装置の耐熱性および測距精度を高いレベルに維持することができる。
【００４１】
前記光学式測距装置において、上記第１の遮光性樹脂体には上記レンズフレームの上記貫通穴と一致する位置に固定穴が形成され、上記第２の遮光性樹脂体は上記凸部を有しており、当該凸部は上記貫通穴および上記固定穴に遮光性樹脂が充填されることにより形成されていることが好ましい。
【００４２】
上記構成においては、第２の遮光性樹脂体に設けられた凸部が貫通穴および上記固定穴に遮光性樹脂が充填されることにより形成されている。これにより、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体との結合構造が得られる。また、凸部と貫通穴および固定穴とが密着するので、レンズフレームが強固に第１および第２の遮光性樹脂体に固定される。
【００４３】
あるいは、前記光学式測距装置において、上記第１の遮光性樹脂体は上記凸部を有し、上記第２の遮光性樹脂体は遮光性樹脂が上記レンズフレームの上を覆うことにより上記凸部と結合していることが好ましい。
【００４４】
上記構成においては、第２の遮光性樹脂体は遮光性樹脂がレンズフレームの上を覆うことにより、第１の遮光性樹脂体に設けられた凸部と結合している。これにより、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体との結合構造が得られる。また、凸部を貫通穴に貫通させることにより、レンズフレームを第１の遮光性樹脂体上に配置するときに、凸部をレンズフレームの位置決めの基準として用いることができる。それゆえ、光学式測距装置の製造時に、レンズフレームを第１の遮光性樹脂体上に配置するときの位置決めを容易にすることができる。
【００４５】
前記光学式測距装置において、上記貫通穴は上記発光レンズおよび上記受光レンズの間に少なくとも２つ形成されることが好ましい。
【００４６】
上記構成においては、貫通穴が受発光レンズ間に少なくとも２つ形成されるので、固定穴も同じ位置に形成される。これにより、周囲温度の変化時に、レンズフレームが固定穴を中心に回転方向に滑ることはない。また、発光レンズおよび受光レンズの間でレンズフレームを固定するので、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの熱膨張の差の影響が大きいレンズフレームの端部で滑りを抑えることができる。したがって、発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係に与える影響を小さくすることができる。
【００４７】
前記光学式測距装置において、上記貫通穴は上記レンズフレームの端部側に少なくとも２つ形成されることが好ましい。
【００４８】
上記構成においては、貫通穴がレンズフレームの端部側に少なくとも２つ形成されるので、固定穴も同じ位置に形成される。これにより、周囲温度の変化時に、レンズフレームが固定穴を中心に回転方向に滑ることはない。また、レンズフレームの端部側でレンズフレームを固定するので、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの熱膨張の差の影響が大きいレンズフレームの端部で滑りを抑えることができる。したがって、発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係に与える影響を小さくすることができる。
【００４９】
前記光学式測距装置において、上記貫通穴は上記レンズフレームの４隅に形成されることが好ましい。
【００５０】
上記構成においては、貫通穴がレンズフレームの４隅に形成されるので、固定穴も同じ位置に形成される。これにより、周囲温度の変化時に、レンズフレームが固定穴を中心に回転方向に滑ることはない。また、レンズフレームの４隅でレンズフレームを強固に固定するので、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの熱膨張の差の影響が大きいレンズフレームの端部で滑りをより効果的に抑えることができる。したがって、発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係に与える影響を一層小さくすることができる。
【００５１】
また、上記貫通穴は４隅だけではなく、さらに上記発光レンズおよび上記受光レンズの間に２つ形成されることが好ましい。
【００５２】
上記構成においては、貫通穴がレンズフレームの４隅および受光レンズの間に２つ形成されるので、固定穴も同じ位置に形成される。これにより、レンズフレームは、滑りを起こす可能性がある領域のすべてが固定される。それゆえ、周囲温度の変化による滑りをより強固に抑えることができる。したがって、発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係に与える影響をより一層小さくすることができる。
【００５３】
前記光学式測距装置において、上記貫通穴の位置は、上記発光レンズの中心と上記受光レンズの中心とを結ぶレンズ中心線の中心を通り、かつ当該レンズ中心線に直交する中心線について対称であることが好ましい。
【００５４】
上記構成においては、固定穴が上記の位置に配置されるので、周囲温度の変化による応力が均等に分散する。これにより、応力が１つの固定穴に集中することはないので、より効果的に滑りを防止することができる。
【００５５】
前記光学式測距装置において、上記レンズフレームは上記レンズフレームの面に垂直な方向に突出する突出部を有し、当該突出部内に上記貫通穴が形成され、上記突出部が上記固定穴に嵌合されていることが好ましい。
【００５６】
上記構成においては、貫通穴を通して充填される遮光性樹脂により、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とが固定される。また、レンズフレームが有する突出部が固定穴に嵌合されることにより、突出部が、滑りを発生させる応力が作用するレンズフレームの面と垂直方向に固定穴に杭打ちされる。これにより、レンズフレームの第１の遮光性樹脂体への固定力が増すので、より効果的に滑りを防止することができる。
【００５７】
前記光学式測距装置において、上記突出部は上記レンズフレームの面方向と平行な方向に貫通する穴が形成されていることが好ましい。
【００５８】
上記構成においては、突起部に上記穴が形成されていることにより、この穴を通して充填される遮光性樹脂により、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とが固定される。これにより、周囲温度の変化時に、レンズフレームが、レンズフレームを持ち上げようとする応力に対しても固定されるので、より強固に滑りを防止することができる。
【００５９】
光学式測距装置において、上記レンズフレームの表面、裏面または両面に、上記発光レンズおよび上記受光レンズを形成する透光性樹脂により薄膜が形成されていることが好ましい。
【００６０】
上記構成においては、レンズフレームの表面、裏面または両面に、発光レンズおよび受光レンズを形成する透光性樹脂により薄膜が形成されているので、金属製のレンズフレームと第１および第２の遮光性樹脂体との間の密着性が高まる。これにより、レンズフレー
ムのすべりを防止することができる。
【００６１】
光学式測距装置において、上記第１の遮光性樹脂体は上記発光レンズの中心と上記受光レンズの中心とを結ぶレンズ中心線について略対称に形成されていることが好ましい。
【００６２】
上記構成においては、第１の遮光性樹脂体がレンズ中心線に対して対称に形成されているので、周囲温度の変化時に、第１の遮光性樹脂体が対称に膨張する。これにより、応力が特定の固定穴に集中することを回避できる。したがって、効果的に滑りを防止することができる。
【００６３】
光学式測距装置において、上記第１の遮光性樹脂体および上記第２の遮光性樹脂体は同一樹脂により形成されていることが好ましい。
【００６４】
上記構成においては、第１の遮光性樹脂体および第２の遮光性樹脂体が同一樹脂で形成されるので、周囲温度の変化時の膨張を両遮光性樹脂体の間で等しくすることができる。これにより、レンズフレームとの第１および第２の遮光性樹脂体との界面に作用する応力が低減されるので、レンズフレームの滑りを防止することができる。
【００６５】
光学式測距装置において、上記レンズフレームを形成する金属の熱膨張係数と上記第１の遮光性樹脂体および上記第２の遮光性樹脂体の熱膨張係数とが略等しいことが好ましい。特に、上記レンズフレームを形成する金属が銅または銅合金であることにより、金属および遮光性樹脂体の熱膨張係数が略等しくなる。
【００６６】
上記構成においては、金属および遮光性樹脂体の熱膨張係数が略等しいので、周囲温度の変化時のレンズフレームと第１および第２の遮光性樹脂体との界面に作用する応力を最小化することができる。これにより、レンズフレームの滑りをさらに防止することができる。
【００６７】
なお、金属および遮光性樹脂体の熱膨張係数を略等しくすることにより、受発光レンズを樹脂部材で保持する従来の光学式測距装置と同様、周囲熱および自己発熱に応じて生じる熱膨張による受発光レンズ間の距離に変化の相違が生じる。しかしながら、その相違をなくすように温度特性を向上させること（レンズフレームの熱膨張を抑えること）より、リフローによるレンズフレームの滑りを防止することを優先させる必要がある場合は、上記の構成を採用することが好ましい。
【００６８】
本発明に係る電子機器は、上記のいずれかの光学式測距装置を搭載していることを特徴としている。
【００６９】
これにより、光学式測距装置を、パソコン、キッチン家電、サニタリ機器等の電子機器を搭載して、人までの距離を検出して機器を制御したり、非接触スイッチや非接触コントローラとして電子機器を制御したりするセンサとして利用することができる。
【発明の効果】
【００７０】
本発明に係る光学式測距装置は、上記のように構成されることにより、光学式測距装置の高耐熱化および高精度化を容易に図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１に係る光学式測距装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は当該平面図のＭ−Ｍ線矢視断面図である。
【図２】上記光学式測距装置における発光素子および受光素子の他の配置を示す側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は上記光学式測距装置においてレンズフレームが２次モールドおよび３次モールドの間に固定される保持構造を得るための工程を示す断面図であり、（ｄ）は、当該工程により得られる上記レンズフレームの保持構造と異なる他の保持構造を示す断面図である。
【図４】実施形態１の変形例を示すものであり、固定穴および貫通穴が２つずつ光学式測距装置の長辺側の側方に配置された構成を示す平面図である。
【図５】実施形態１の変形例を示すものであり、固定穴および貫通穴が２つずつ対角位置に配置された構成を示す平面図である。
【図６】実施形態１の変形例を示すものであり、固定穴および貫通穴が４つずつ配置された構成を示す平面図である。
【図７】実施形態１の変形例を示すものであり、固定穴および貫通穴が６つずつ配置された構成を示す平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は実施形態１の変形例を示すものであり、レンズフレームの保持構造を形成するためにレンズフレームが２次モールドおよび３次モールドの間に固定される工程を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は実施形態１の変形例を示すものであり、レンズフレームの他の保持構造を形成するためにレンズフレームが２次モールドおよび３次モールドの間に固定される工程を示す図である。
【図１０】（ａ）は本発明の実施形態２に係る光学式測距装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は当該平面図のＮ−Ｎ線矢視断面図である。
【図１１】図１０の光学式測距装置に設けられるレンズ付レンズフレームの構成を示す平面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｆ）は図１０の光学式測距装置の製造の各工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係る光学式測距装置の構成を示す断面図である。
【図１４】（ａ）は図１３の光学式測距装置におけるレンズ付レンズフレームの構成を示す平面図であり、（ｂ）は当該平面図のＰ−Ｐ線矢視断面図である。
【図１５】本発明の実施形態４に係るパソコンの構成を示す斜視図である。
【図１６】（ａ）は本発明の実施形態に対する比較例に係る光学式測距装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は当該平面図のＱ−Ｑ線矢視断面図である。
【図１７】一般的な三角測距法の原理を説明するための図である。
【図１８】一般的な測距装置の構成を示す断面図である。
【図１９】特許文献１に記載された測距装置の構成を示す断面図である。
【図２０】特許文献２に記載された測距装置の構成を示す断面図である。
【図２１】特許文献３に記載された測距装置の構成を示す断面図である。
【図２２】測距装置において周囲熱および自己発熱によるレンズ間距離の変化量がそれぞれ異なることを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
［実施形態１］
本発明に係る一実施形態について、図１〜図９を参照して以下に説明する。
【００７３】
〔光学式測距装置の構成〕
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る光学式測距装置１の構成を示す平面図および断面図である。図２は、光学式測距装置１における発光素子２および受光素子３の配置を示す側面図である。
【００７４】
本実施形態に係る光学式測距装置１は、測距対象物までの距離を測定するための装置である。図１（ａ）および（ｂ）に示すように、光学式測距装置１は、発光素子２、受光素
子３、リードフレーム４、発光レンズ５、受光レンズ６、発光側１次モールド７、受光側１次モールド８、２次モールド９、３次モールド１０およびレンズフレーム１１を備えている。
【００７５】
リードフレーム４（実装部材）は、搭載部４ａと複数の端子４ｂとを有している。搭載部４ａは、発光素子２および受光素子３を搭載するように平板状に形成されている。端子４ｂは、光学式測距装置１の長辺側の対向する２つの外壁面からＭ−Ｍ線方向と直交する方向に互いに平行に伸びるように、搭載部４ａと一体に形成されている。
【００７６】
発光素子２は、リードフレーム４の搭載部４ａ上の一端側に搭載されており、透光性樹脂からなる発光側１次モールド７（透光性樹脂体）で封止されている。一方、受光素子３は、リードフレーム４の搭載部４ａ上の他端側に搭載されており、発光側１次モールド７と同じ透光性樹脂からなる受光側１次モールド８（透光性樹脂体）で封止されている。これらの発光側１次モールド７および受光側１次モールド８は、遮光性樹脂からなる２次モールド９（第１の遮光性樹脂体）で覆われている。これにより、発光素子２から受光素子３へ光が直接入射することが防止される。
【００７７】
受光素子３としては、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）、複数のフォトダイオード（ＰＤ）が配置されたリニアセンサ、イメージセンサなどが用いられる。この受光素子３は、受光した反射光が集束したスポットの位置を検出するために、受光光量を電気信号に変換するが、その電気信号に所定の演算処理を施す信号処理部を内蔵している。あるいは、図２に示すように、信号処理部１２が受光素子３と別の素子としてリードフレーム４上に構成されていてもよい。
【００７８】
なお、発光素子２および受光素子３は、リードフレーム４に代えて、表面に配線が形成された基板（実装部材）上に配置されてもよい。
【００７９】
上記の２次モールド９は、開口部９１，９２を有している。開口部９１は、発光素子２の上方に開口するようにすり鉢状に形成され、開口部９２は、受光素子３の上方に開口し、かつ開口部９１より傾斜度の大きい傾斜面を有するように形成されている。２次モールド９の上端部には、開口部９１，９２をそれぞれ覆うように発光レンズ５および受光レンズ６が配置されている。開口部９１により、発光素子２からの出射光が発光レンズ５に至る空間が形成され、開口部９２により、受光レンズ６に入射した測距対象物からの反射光が受光素子３に至る空間が形成される。
【００８０】
発光レンズ５は、透光性を有しており、発光素子２からの出射光を平行光束に変換して測距対象物に照射する。受光レンズ６は、透光性を有しており、測距対象物からの反射光を受光素子３の受光面上に集束させる。発光レンズ５および受光レンズ６は、レンズフレーム１１に保持されており、当該レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置されることにより、それぞれ開口部９１，９２に配置される。また、発光レンズ５および受光レンズ６は、透光性を有するように透光性樹脂によって形成されている。この透光性樹脂としては、レンズを形成するために一般的に用いる公知の透光性の樹脂（例えばエポキシ樹脂）を用いることができる。
【００８１】
なお、発光レンズ５および受光レンズ６は、同一の透光性樹脂により構成されていてもよいし、それぞれ異なる透光性樹脂により構成されていてもよい。
【００８２】
遮光性樹脂からなる３次モールド１０（第２の遮光性樹脂体）は、２次モールド９の外周面およびレンズフレーム１１の上端面を覆い、かつ発光レンズ５および受光レンズ６を露出するように形成される。これにより、３次モールド１０は、２次モールド９とレンズ
フレーム１１とを保持している。
【００８３】
２次モールド９および３次モールド１０は、射出成形によって形成される。また、２次モールド９および３次モールド１０を構成する遮光性樹脂としては、公知の遮光性の樹脂を用いることができる。このような樹脂としては、例えば、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ，熱膨張係数：５Ｅ−５）を好適に用いることができる。このように、遮光性樹脂からなる２次モールド９および３次モールド１０は、後述する金属からなるレンズフレーム１１に対して大きい熱膨張係数を有する。
【００８４】
レンズフレーム１１は金属により長方形をなす平板状に形成されている。また、レンズフレーム１１は、発光レンズ５および受光レンズ６を保持するための保持穴を有している。レンズフレーム１１を構成する金属材料としては、例えば４２アロイ（熱膨張係数：５．５Ｅ−６）が好適であるが、これに限定されない。
【００８５】
レンズフレーム１１には、所定の位置に貫通穴１１ａが形成されている。具体的には、貫通穴１１ａは、発光レンズ５および受光レンズ６の中心を結ぶＭ−Ｍ線に直交する方向で両レンズ５，６間の中心を通る中心線ＣＬ上に、Ｍ−Ｍ線に対して対称となる端子４ｂ寄りの位置に形成される。
【００８６】
一方、２次モールド９には、所定の位置に固定穴９ａが形成されている。具体的には、固定穴９ａは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ａと重なる（一致する）位置（中心線ＣＬ上）に形成される。また、固定穴９ａおよび貫通穴１１ａには、３次モールド１０の一部となるアンカー１０ａが嵌合している。
【００８７】
なお、図１（ｂ）に示す固定穴９ａは、説明の便宜上、図１（ａ）のＭ−Ｍ線の断面に位置するように描かれているが、実際には図示する位置に存在していない。
【００８８】
ここで、レンズフレーム１１の保持構造について説明する。
【００８９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、上記の保持構造（第１の保持構造）を形成するためにレンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０の間に固定される工程を示す断面図である。また、図３（ｄ）は、上記の保持構造と異なる他の保持構造（第２の保持構造）を示す断面図である。
【００９０】
図３（ａ）に示すように、貫通穴１１ａの位置を固定穴９ａの位置とを合わせるようにして、図３（ｂ）に示すように、２次モールド９上にレンズフレーム１１を重ねる。この状態で、射出成形により３次モールド１０を形成する。具体的には、２次モールド９を装着した金型内に遮光性樹脂を注入することにより、３次モールド１０が２次モールド９を覆うように形成され、レンズフレーム１１が２次モールド９と３次モールド１０との間にインサート部品として挿入される。このとき、図３（ｃ）に示すように、固定穴９ａおよび貫通穴１１ａに遮光性樹脂が充填されることにより、アンカー１０ａ（凸部）が隙間なく形成される。アンカー１０ａは、貫通穴１１ａを貫通してレンズフレーム１１から２次モールド９側に突出しており、この突出部分で２次モールド９と結合している。このようにして第１の保持構造が得られる。この第１の保持構造において、３次モールド１０は、アンカー１０ａにより２次モールド９に固着され、レンズフレーム１１は、２次モールド９と３次モールド１０との間に挟持されるように固定される。
【００９１】
また、上記の構成によって得られる保持構造とは異なる保持構造として、図３（ｄ）に
示す保持構造を採用してもよい。
【００９２】
図３（ｄ）に示すように、この保持構造では、２次モールド９に設けられた固定ピン９ｈ（凸部）が、レンズフレーム１１の貫通穴１１ａを貫通しており、３次モールド１０と結合している。固定ピン９ｈは、２次モールド９の上面に垂直な方向に立ち上がるように形成されている。
【００９３】
上記の保持構造を得るには、まず、貫通穴１１ａの位置を２次モールド９の固定ピン９ｈの位置とを合わせ、固定ピン９ｈが貫通穴１１ａを通してレンズフレーム１１から突出するようにして、２次モールド９上にレンズフレーム１１を重ねる。次に、この状態で、上記と同様の射出成形により、３次モールド１０を形成する。このとき、図３（ｄ）に示すように、固定ピン９ｈが貫通穴１１ａを貫通してレンズフレーム１１から突出していることにより、３次モールド１０を形成する遮光性樹脂が、レンズフレーム１１上に流し込まれると、固定ピン９ｈの突出部分を隙間のないように覆う。このようにして第２の保持構造が得られる。この第２の保持構造において、３次モールド１０は、固定ピン９ｈの突出部分と結合することにより、２次モールド９に固着され、レンズフレーム１１は、２次モールド９と３次モールド１０との間に挟持されるように固定される。
【００９４】
なお、上述のように、第１の保持構造および第２の保持構造においては、ともに貫通穴１１ａを介して２次モールド９と３次モールド１０とが結合されることにより、２次モールド９と３次モールド１０との間にレンズフレーム１１を固定している。したがって、以降の説明においては、便宜上、アンカー１０ａが固定穴９ａに形成される保持構造にのみ言及する。
【００９５】
ただし、第１の保持構造および第２の保持構造には、２次モールド９および３次モールド１０の間におけるレンズフレーム１１の固定構造に次の相違がある。
【００９６】
第１の保持構造では、アンカー１０ａが固定穴９ａおよび貫通穴１１ａに隙間のない状態で流れ込んだ遮光性樹脂が固化することにより形成される。このため、第１の保持構造では、固定穴９ａおよび貫通穴１１ａに遮光性樹脂が充填される前に、固定穴９ａおよび貫通穴１１ａが正しく位置合わせされていれば、レンズフレーム１１を正確な位置で２次モールド９と３次モールド１０との間に固定することができる。
【００９７】
これに対し、第２の保持構造では、固定ピン９ｈを挿入するために、固定ピン９ｈと貫通穴１１ａとの間に隙間を設ける必要があるので、貫通穴１１ａの直径が固定ピン９ｈの直径より大きくなければならない。このため、第２の保持構造では、２次モールド９と貫通穴１１ａとの間に形成される隙間によって、レンズフレーム１１の配置位置にずれが生じる可能性がある。したがって、このようなずれを極力小さくするために、貫通穴１１ａに固定ピン９ｈが貫通できる範囲で、固定ピン９ｈの直径と貫通穴１１ａの直径とを近づけるように設定する。
【００９８】
このようして、固定ピン９ｈと貫通穴１１ａとの隙間が小さく設定されると、３次モールド１０を形成する遮光性樹脂が、その粘性のため、上記の隙間に流れ込めない。このため、第１の保持構造のような貫通穴１１ａにおける密着構造を得ることができない。そこで、３次モールド１０の形成時に、粘性を有する遮光性樹脂が流れ込むことができる程度に、上記の隙間を大きく形成することが考えられる。しかしながら、このように隙間が大きくなると、固定ピン９ｈと貫通穴１１ａとの位置合わせを高精度で行うことが難しいので、上記のずれを小さくすることがより困難になる。このように、貫通穴１１ａにおける密着構造を得ることと、固定ピン９ｈと貫通穴１１ａとの位置合わせを高精度で行うことは、トレードオフの関係にある。
【００９９】
したがって、レンズフレーム１１を高精度かつ強固に２次モールド９と３次モールド１０との間に固定するという観点から、第１の保持構造が第２の保持構造よりも好ましいといえる。
【０１００】
なお、固定ピン９ｈは、貫通穴１１ａに貫通されることから、後述する位置決めピン９ｇ（図１０（ａ）および（ｂ）参照）と同様、レンズフレーム１１を２次モールド９上に配置するときの位置決めの基準として利用することができる。
【０１０１】
上記のように構成される光学式測距装置１は、金属からなるレンズフレーム１１により発光レンズ５および受光レンズ６を保持している。これにより、周囲熱または発光素子２および受光素子３の自己発熱によって２次モールド９および３次モールド１０が熱膨張しても、レンズフレーム１１はほとんど膨張することがない。それゆえ、周囲熱および自己発熱による発光レンズ５および受光レンズ６の間の距離の変動量の差がほとんどない。したがって、前述の測距装置６００のように、周囲熱および自己発熱によるレンズ間距離の変動量の相違が生じることなく、測距精度の低下を防ぐことができる。よって、簡単な構造にて、周囲温度の変化と自己発熱とによる測距精度の低下を防ぐことができる。
【０１０２】
〔レンズフレームのすべり防止効果〕
ここでは、光学式測距装置１が、リフロー等により高温雰囲気中または低温雰囲気中に置かれた場合に熱膨張または収縮する状態について説明する。
【０１０３】
遮光性樹脂からなる２次モールド９および３次モールド１０は、金属からなるレンズフレーム１１に対して大きな熱膨張係数を有する。このため、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との界面には、膨張係数の差により生じる応力が発生する。この応力は、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との密着力より大きいとき、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との間に滑りを生じさせる。
【０１０４】
しかしながら、３次モールド１０のアンカー１０ａがレンズフレーム１１を貫通して２次モールド９の固定穴９ａに嵌合しているので、レンズフレーム１１は、２次モールド９および３次モールド１０の間に強固に固定される。これにより、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との滑りを抑えることができる。したがって、常温に戻ったときに、発光素子２および受光素子３と発光レンズ５および受光レンズ６との相対的な位置関係にずれが生じない。
【０１０５】
温度変化により光学式測距装置１が膨張（収縮）するとき、熱膨張係数の小さいレンズフレーム１１の変化量は２次モールド９および３次モールド１０の変化量より小さい。このため、２次モールド９および３次モールド１０は、レンズフレーム１１との界面に歪みを生じ、その大きさは外側ほど大きくなる。
【０１０６】
光学式測距装置１においては、２つの固定穴９ａおよび２つの貫通穴１１ａが、発光レンズ５および受光レンズ６の間において、レンズ中心線に対して対称に配置されている。これにより、レンズフレーム１１は、発光レンズ５および受光レンズ６の間で２つのアンカー１０ａにより固定されるので、歪みの大きいレンズフレーム１１の周囲部分での滑りが抑えられる。それゆえ、発光素子２および受光素子３と発光レンズ５および受光レンズ６との相対的な位置関係を保つことができる。したがって、光学式測距装置１の高耐熱化および高精度化を容易に図ることができる。
【０１０７】
また、光学式測距装置１では、アンカー１０ａが、上記のように、発光レンズ５および
受光レンズ６の間で対称となる位置に２つ配置されている。これにより、周囲温度の不均一により膨張（収縮）が一様でない場合に、レンズフレーム１１が滑りにより回転することを防止できる。しかも、温度変化による応力が均等に分散されることから、１つの固定穴９ａに応力が集中しなくなるので、より効果的に滑りを防止することができる。
【０１０８】
したがって、本実施形態の光学式測距装置１は、リフロー等による高温雰囲気中や低温雰囲気中においても、発光素子２および受光素子３と発光レンズ５および受光レンズ６との相対的な位置関係を保つことにより、高い測距精度を維持することができる。
【０１０９】
また、上記の構成においては、２次モールド９がレンズ中心線に対して略対称となる形状に形成されている。これにより、熱膨張（収縮）が均等になり、レンズ中心線に対して対称に配置されたそれぞれのアンカー１０ａにはバランスのとれた応力が作用するので、効果的にレンズフレーム１１の滑りを防止することができる。
【０１１０】
また、上述の２次モールド９および３次モールド１０を形成する遮光性樹脂は同一樹脂であることが好ましい。これにより、２次モールド９および３次モールド１０は同じ熱膨張係数を有するので、その界面において膨張（収縮）が同じになる。それゆえ、レンズフレーム１１に作用する歪応力を低減することができる。したがって、レンズフレーム１１の滑りを防止しやすくなる。
【０１１１】
２次モールド９および３次モールド１０を形成する遮光性樹脂としては、例えば前述のようにＰＰＳが用いられる。このＰＰＳは、樹脂の流動方向に対して２Ｅ−５程度の熱膨張係数を有する。また、レンズフレーム１１を形成する金属としては、例えば銅または銅合金を用いてもよい。この銅または銅合金は、ＰＰＳと同程度（あるいは略等しい）の１．７Ｅ−５の熱膨張係数を有する。このように、２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１とを熱膨張係数が同程度の材料を用いて形成することにより、それぞれの熱膨張（収縮）が同程度になる。これにより、レンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０に対して、より滑りにくくすることができる。
【０１１２】
なお、上記のように、２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１との熱膨張（収縮）が同程度になったとしても、両者の間の滑りが完全になくなるわけではない。例えば、前述のように、リフローの昇温プロファイルと降温プロファイルとが相違することによる加熱時と冷却時との滑りの相違のために、冷却後に２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１との間にずれが生じてしまう。したがって、この場合でも、アンカー１０ａによって、２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１との間の滑りを阻止することが有効であることは勿論である。
【０１１３】
また、レンズフレーム１１を熱膨張係数の大きい銅または銅合金で形成することにより、受発光レンズを樹脂部材で保持する従来の光学式測距装置と同様、周囲熱および自己発熱に応じて生じる熱膨張による受発光レンズ間の距離の変化に相違が生じる。しかしながら、その相違をなくすように温度特性を向上させること（レンズフレーム１１の熱膨張を抑えること）より、リフローによるレンズフレーム１１の滑りを防止することを優先させる必要がある場合は、上記の構成を採用することが好ましい。
【０１１４】
〔変形例１〕
本実施形態の変形例について説明する。図４〜図７は、本実施形態の変形例に係る光学式測距装置１の要部の構成を示す平面図である。
【０１１５】
なお、図４〜図７においては、説明の便宜上、３次モールド１０の記載を省略している。
【０１１６】
〈２つのアンカーを有する構成〉
本変形例に係る光学式測距装置１は、図４に示すように、２次モールド９が２つの固定穴９ｂを有し、レンズフレーム１１が２つの貫通穴１１ｂを有している。
【０１１７】
貫通穴１１ｂは、レンズフレーム１１における一方の長辺側の２つの頂角の近傍に形成されている。また、貫通穴１１ｂは、中心線ＣＬに対して対称な位置に配置されている。
【０１１８】
固定穴９ｂは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ｂと重なる位置に形成される。
【０１１９】
本変形例に係る他の光学式測距装置１は、図５に示すように、２次モールド９が２つの固定穴９ｃを有し、レンズフレーム１１が２つの貫通穴１１ｃを有している。
【０１２０】
一方の貫通穴１１ｃは、レンズフレーム１１における一方の長辺側の１つの頂角の近傍に形成されている。また、他方の貫通穴１１ｃは、レンズフレーム１１における他方の長辺側の上記の頂角と対角の関係にある頂角の近傍に形成されている。
【０１２１】
固定穴９ｃは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ｃと重なる位置に形成される。
【０１２２】
上記の構成では、固定穴９ｂおよび貫通穴１１ｂならびに固定穴９ｃおよび貫通穴１１ｃにアンカー１０ａが形成される。すなわち、アンカー１０ａは、固定穴９ｂおよび貫通穴１１ｂならびに固定穴９ｃおよび貫通穴１１ｃの位置に配置される。このような構造では、２次モールド９および３次モールド１０において周囲温度の変化による膨張（収縮）時に大きな歪みを生じるレンズフレーム１１の周囲部分（端部）が固定される。これにより、レンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０に対して滑りを起こすことはない。また、レンズフレーム１１が２点でアンカー１０ａにより固定されているので、図１（ａ）および（ｂ）に示す構成と同様、不均一な膨張時においてもレンズフレーム１１が回転することもない。
【０１２３】
〈４つのアンカーを有する構成〉
本変形例に係る光学式測距装置１は、図６に示すように、２次モールド９が４つの固定穴９ｄを有し、レンズフレーム１１が４つの貫通穴１１ｄを有している。
【０１２４】
貫通穴１１ｄは、レンズフレーム１１における４つの頂角の近傍に形成されている。また、貫通穴１１ｄは、レンズフレーム１１における同一の長辺側の頂角に位置するもの同士が、中心線ＣＬに対して対称な位置に配置されている。
【０１２５】
固定穴９ｄは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ｄと重なる位置に形成される。
【０１２６】
上記の構成では、固定穴９ｄおよび貫通穴１１ｄにアンカー１０ａが形成される。すなわち、アンカー１０ａは、レンズフレーム１１の４隅に配置される。これにより、レンズフレーム１１を強固に２次モールド９および３次モールド１０の間に固定することができる。
【０１２７】
〈６つのアンカーを有する構成〉
本変形例に係る光学式測距装置１は、図７に示すように、２次モールド９が６つの固定穴９ｅを有し、レンズフレーム１１が６つの貫通穴１１ｅを有している。
【０１２８】
貫通穴１１ｅは、レンズフレーム１１における４つの頂角の近傍に４つ形成され、レンズフレーム１１における発光レンズ５および受光レンズ６の間の中心線ＣＬ上に２つ形成されている。また、貫通穴１１ｅは、レンズフレーム１１における同一の長辺側の頂角に位置するもの同士が、中心線ＣＬに対して対称な位置に配置されている。
【０１２９】
固定穴９ｅは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ｅと重なる位置に形成される。
【０１３０】
上記の構成では、固定穴９ｅおよび貫通穴１１ｅにアンカー１０ａが形成される。すなわち、アンカー１０ａは、レンズフレーム１１の４隅と発光レンズ５および受光レンズ６の間とに配置される。これにより、レンズフレーム１１をより強固に２次モールド９および３次モールド１０の間に固定することができる。
【０１３１】
〔変形例２〕
本実施形態の他の変形例について説明する。図８および図９は、レンズフレーム１１の保持構造を形成するためにレンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０の間に固定される工程を示す図である。
【０１３２】
〈レンズフレームがアンカーを有する構成〉
図８（ａ）に示すように、レンズフレーム１１は、貫通穴１１ｆの位置にレンズフレーム１１の面に垂直な方向に筒状に突出するように伸びる突出部１１ｇを有している。貫通穴１１ｆは、突出部１１ｇ内に突出部１１ｇの下端まで形成されている。一方、２次モールド９は、突出部１１ｇが嵌合する形状の固定穴９ｆを有している。
【０１３３】
図８（ａ）に示すように、突出部１１ｇを固定穴９ｆの位置とを合わせるようにして、図８（ｂ）に示すように、突出部１１ｇを固定穴９ｆに嵌め合わせて、２次モールド９上にレンズフレーム１１を重ねる。この状態で、図８（ｃ）に示すように、レンズフレーム１１上に遮光性樹脂を塗布することにより、３次モールド１０が形成される。このとき、貫通穴１１ｆに遮光性樹脂が充填されることによりアンカー１０ａが形成される。このようにして、３次モールド１０は、アンカー１０ａにより２次モールド９およびレンズフレーム１１に固着される。したがって、レンズフレーム１１は、２次モールド９と３次モールド１０との間に挟持されるように固定される。
【０１３４】
上記の構成では、図８（ｃ）に示すように、アンカー１０ａだけでなく、金属からなるレンズフレーム１１の突出部１１ｇを含めて２次モールド９の固定穴９ｆに嵌め込まれる。これにより、滑りが生じるレンズフレーム１１の面方向に対して垂直に、突出部１１ｇからなる金属のアンカーが２次モールド９に打ち込まれることになる。したがって、遮光性樹脂からなるアンカー１０ａのみでレンズフレーム１１を固定する構造と比較して、より強固にレンズフレーム１１を２次モールド９および３次モールド１０の間に固定することができる。よって、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との間の滑りをより確実に防止することができる。
【０１３５】
また、光学式測距装置１の製造において、レンズフレーム１１を２次モールド９上に重ね合わせるときに、固定穴９ｆに嵌合可能な突出部１１ｇが位置決めとして機能する。これにより、レンズフレーム１１の位置決めが容易になり、光学式測距装置１の製造の容易化を図ることができる。
【０１３６】
〈レンズフレームが浮き上がり防止機能を有する構成〉
図９（ａ）に示すように、レンズフレーム１１は、図８（ａ）に示す構成と同様、突出
部１１ｇを有している。この突出部１１ｇは、レンズフレーム１１の面方向と平行な方向に貫通する横穴１１ｈ（穴）を有している。一方、２次モールド９は、図８（ａ）に示す構成と同様、固定穴９ｆを有している。
【０１３７】
図９（ａ）に示すように、突出部１１ｇを固定穴９ｆの位置とを合わせるようにして、図９（ｂ）に示すように、突出部１１ｇを固定穴９ｆに嵌め合わせて、２次モールド９上にレンズフレーム１１を重ねる。この状態で、図９（ｃ）に示すように、レンズフレーム１１上に遮光性樹脂を塗布することにより、３次モールド１０が形成される。このとき、貫通穴１１ｆおよび横穴１１ｈに遮光性樹脂が充填されることにより突起１０ｂを有するアンカー１０ａが形成される。このようにして、３次モールド１０は、アンカー１０ａにより２次モールド９およびレンズフレーム１１に固着される。したがって、レンズフレーム１１は、２次モールド９と３次モールド１０との間に挟持されるように保持される。
【０１３８】
上記の構成では、図９（ｃ）に示すように、図８（ｂ）に示す構成と同様、滑りが生じるレンズフレーム１１の面方向に対して垂直に、突出部１１ｇからなる金属のアンカーが２次モールド９に打ち込まれることになる。したがって、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との間の滑りをより確実に防止することができる。
【０１３９】
また、突起１０ｂによっても２次モールド９とレンズフレーム１１とが固定されるので、レンズフレーム１１の面方向と垂直な方向に作用する応力に抗することができる。したがって、レンズフレーム１１が上記の応力によって浮き上がることを防止できる。
【０１４０】
［実施形態２］
本発明に係る他の実施形態について、図１０〜図１２を参照して以下に説明する。
【０１４１】
なお、本実施形態において、前述の実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。
【０１４２】
〔光学式測距装置の構成〕
図１０（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る光学式測距装置２１の構成を示す平面図および断面図である。図１１は、光学式測距装置２１におけるレンズ付レンズフレーム２２の構成を示す平面図である。
【０１４３】
なお、図１０（ａ）および（ｂ）においては、説明の便宜上、３次モールド１０の記載を省略している。
【０１４４】
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、光学式測距装置２１は、光学式測距装置１と同様に、発光素子２、受光素子３、リードフレーム４、発光レンズ５、受光レンズ６、発光側１次モールド７、受光側１次モールド８および２次モールド９を備えている。また、図１０（ａ）および（ｂ）に示さないが、光学式測距装置２１は、３次モールド１０を備えている。さらに、光学式測距装置２１は、図１１に示すレンズ付レンズフレーム２２を備えている。
【０１４５】
２次モールド９は、その上面に、前述の図５に示す２次モールド９と同様に、その上面に、２つの固定穴９ｃを有するとともに、２つの位置決めピン９ｇを有している。
【０１４６】
なお、２次モールド９は、固定穴９ｃに限定されず、図４に示す固定穴９ｂまたは図６に示す固定穴９ｄを有していてもよい。
【０１４７】
位置決めピン９ｇは、２次モールド９の上面に垂直な方向に立ち上がるように形成され
ている。この位置決めピン９ｇは、位置決め用穴１１ｉへの挿入が容易になるように、先端部分にテーパ面を有している。また、位置決めピン９ｇは、発光レンズ５が配置される開口部９１と受光レンズ６が配置される開口部９２との間の中心線ＣＬ上に、Ｎ−Ｎ線（レンズ中心線）に対して互いに対称となる端子４ｂ寄りの位置に配置される。
【０１４８】
図１１に示すように、レンズ付レンズフレーム２２は、レンズフレーム１１に発光レンズ５および受光レンズ６が保持されて構成されている。このレンズフレーム１１は、図５に示すレンズフレーム１１と同様に、２つの貫通穴１１ｃを有しており、さらに２つの位置決め用穴１１ｉを有している。
【０１４９】
なお、レンズフレーム１１は、貫通穴１１ｃに限定されず、図４に示す貫通穴１１ｂまたは図６に示す貫通穴１１ｄを有していてもよい。
【０１５０】
位置決め用穴１１ｉは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で、位置決めピン９ｇに嵌合される大きさおよび位置に配置される。また、位置決め用穴１１ｉは、発光レンズ５および受光レンズ６の間における２つの長辺寄りに配置される。
【０１５１】
上記の構成では、２次モールド９が位置決めピン９ｇを有しているので、光学式測距装置２１の製造において、位置決め用穴１１ｉに位置決めピン９ｇを挿入することにより、レンズフレーム１１の位置決めを行うことができる。これにより、レンズフレーム１１の位置決めが容易になり、光学式測距装置２１の製造の容易化を図ることができる。
【０１５２】
ここで、位置決めピン９ｇは、位置決め用穴１１ｉに挿入されるときに破損しないように、一定の強度が要求されることから、所定以上の直径を必要とする。このため、図１０（ａ）に示すように、２次モールド９の上面における開口部９１，９２の間の比較的広い中央部分に、十分な強度を有する位置決めピン９ｇが配置される。一方、アンカー１０ａを形成するために固定穴９ｃは、２次モールド９の中央部分ではなく、端子４ｂが設けられていない端部側に配置される。
【０１５３】
位置決めピン９ｇは、上記のように十分な強度を有するように形成されることから、アンカー１０ａと同様に、レンズフレーム１１を固定することにより、２次モールド９および３次モールドとレンズフレーム１１との間の滑りの防止に寄与することができる。また、位置決めピン９ｇ（凸部）は、図３（ｄ）に示す前述の固定ピン９ｈと同様、射出成形によって形成される３次モールド１０と結合することから、固定ピン９ｈと同様のレンズフレーム１１の保持効果を有する。
【０１５４】
ただし、位置決めピン９ｇを位置決め用穴１１ｉに挿入できるように、挿入された状態で位置決めピン９ｇと位置決め用穴１１ｉとの間には隙間が設けられている。このため、２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１との間には、上記の隙間により僅かなずれが生じてしまう。したがって、発光素子２および受光素子３と発光レンズ５および受光レンズ６との相対的な位置関係のずれをより少なくする観点では、遮光性樹脂が固定穴９ｃおよび貫通穴１１ｃに隙間なく充填されることにより形成されるアンカー１０ａを用いる方が好ましい。
【０１５５】
〔光学式測距装置の製造〕
光学式測距装置２１の製造手順について説明する。図１２（ａ）〜（ｆ）は、光学式測距装置２１の製造における各工程を示す断面図である。
【０１５６】
なお、図１２（ｄ）〜（ｆ）に示す位置決め用穴１１ｉは、説明の便宜上、レンズ中心
線（図１０（ａ）のＮ−Ｎ線）の断面に位置するように描かれているが、実際には図示する位置に存在していない。
【０１５７】
まず、図１２（ａ）に示すように、リードフレーム４上に発光素子２と受光素子３とを配置する。この状態で、Ａｕワイヤ（図示せず）により、発光素子２および受光素子３と端子４ｂとを電気的に接続する。
【０１５８】
次に、図１２（ｂ）に示すように、透光性樹脂により発光素子２を封止することにより発光側１次モールド７を形成する。同時に、透光性樹脂により受光素子３を封止することにより受光側１次モールド８を形成する。
【０１５９】
別工程では、図１２（ｃ）に示すように、発光レンズ５および受光レンズ６をレンズフレーム１１に透光性樹脂により形成する。このレンズフレーム１１には、位置決め用穴１１ｉが位置決めピン９ｇに対応する位置に予め形成されている。
【０１６０】
その後、図１２（ｄ）に示すように、遮光性樹脂により２次モールド９を形成する。このとき、２次モールド９の上面における開口部９１，９２の間の領域には、位置決めピン９ｇが形成される。
【０１６１】
さらに、図１２（ｅ）に示すように、位置決めピン９ｇを位置決め用穴１１ｉに挿入することにより、２次モールド９上にレンズフレーム１１を配置する。
【０１６２】
そして、図１２（ｆ）に示すように、遮光性樹脂により３次モールド１０を形成することにより光学式測距装置２１が完成する。
【０１６３】
なお、実施形態１に係る光学式測距装置１も上記の工程と同様にして製造することができる。光学式測距装置１は、位置決めピン９ｇを有していないので、位置決めピン９ｇによるレンズフレーム１１の位置決めの工程は省かれる。しかしながら、光学式測距装置１にも、２次モールド９に位置決めピン９ｇと同様な位置決めピンを設け、レンズフレーム１１に位置決め用穴１１ｉと同様な位置決め用穴を設けてもよい。これにより、図１２（ｅ）に示すようなレンズフレーム１１の位置決め工程を実施することができる。この場合、発光レンズ５および受光レンズ６の間の領域がアンカー１０ａの形成のために使用されない図４、図５および図６に示す構成に、上記の位置決めピンおよび位置決め用穴を設けることが好ましい。
【０１６４】
［実施形態３］
本発明に係るさらに他の実施形態について、図１３および図１４を参照して以下に説明する。
【０１６５】
なお、本実施形態において、前述の実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。
【０１６６】
〔光学式測距装置の構成〕
図１３は、本発明のさらに他の実施形態に係る光学式測距装置３１の構成を示す断面図である。図１４（ａ）および（ｂ）は、光学式測距装置３１におけるレンズ付レンズフレーム３２の構成を示す平面図および断面図である。
【０１６７】
なお、図１４（ａ）においては、説明の便宜上、貫通穴の記載を省略している。
【０１６８】
図１３に示すように、光学式測距装置３１は、光学式測距装置１と同様に、発光素子２
、受光素子３、リードフレーム４、発光側１次モールド７、受光側１次モールド８、２次モールド９および３次モールド１０を備えている。また、光学式測距装置３１は、レンズ付レンズフレーム３２を備えている。
【０１６９】
図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、レンズ付レンズフレーム３２は薄膜部３３を有している。薄膜部３３は、発光レンズ５および受光レンズ６が取り付けられる部分以外のレンズフレーム１１の表面、裏面または両面の領域に、発光レンズ５および受光レンズ６を形成する樹脂と同樹脂により一体に形成されている。
【０１７０】
上記のように構成される光学式測距装置３１において、レンズ付レンズフレーム３２のレンズフレーム１１が薄膜部３３により覆われているので、レンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０と接しない。これにより、図１３において破線で示す破線で示すＵ部、Ｖ部およびＷ部では、レンズ付レンズフレーム３２と２次モールド９および３次モールド１０とが樹脂同士で接触することとなり、密着性が高まる。したがって、レンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０と接する構成と比較して、滑りの発生をより低減することができる。
【０１７１】
例えば、発光レンズ５における３次モールド１０の外側端部のＵ部で滑りが発生するためには、３次モールド１０の中心側のＶ部および反対側の外側端部のＷ部でも同様に滑りを起こす必要がある。このため、非常に大きな応力が作用しない限り滑りが生じることはない。それゆえ、滑り防止の大きな効果を期待することができる。
【０１７２】
ただし、Ｖ部におけるレンズフレーム１１の下面側の薄膜部３３は、その膜厚によっては、発光素子２から出射した光の導波路となって受光素子３側へ直接入射するパスとなりえる。したがって、薄膜部３３については、光が侵入しないような膜厚の設計や、薄膜部３３内で光の迷路となるような薄膜構造を採用することが好ましい。
【０１７３】
また、上記の構成では、薄膜部３３が発光レンズ５および受光レンズ６を形成する樹脂と同樹脂により一体に形成されている。これにより、レンズフレーム１１に発光レンズ５および受光レンズ６を形成するときに、同時に薄膜部３３を形成することができる。したがって、薄膜部３３を容易に形成することができる。
【０１７４】
［実施形態４］
本発明に係るさらに他の実施形態について、図１５を参照して以下に説明する。
【０１７５】
図１５は、電子機器としてのパーソナルコンピュータ（パソコン）５１を示す斜視図である。
【０１７６】
図１５に示すように、パソコン５１は、本体部５２および表示部５３を有している。表示部５３の額縁部分の上端部には光学式測距装置５４が取り付けられている。光学式測距装置５４としては、前述の高耐熱かつ高性能である光学式測距装置１，２１，３１のうちのいずれか１つが用いられる。
【０１７７】
このパソコン５１では、光学式測距装置５４によってパソコン５１の前における人の有無を正確に検知することができる。これにより、パソコン５１の前から人がいなくなるとパソコン５１の動作をスリープモードに切り替えることによって、省エネルギー化を効率よく行うことが可能となる。
【０１７８】
また、光学式測距装置５４は、高耐熱かつ高性能であるので、リフローにより容易に短時間で大量に基板に実装することができる。
【０１７９】
なお、光学式測距装置５４を搭載することができる電子機器は、パソコン５１に限定されない。例えば、光学式測距装置５４は非接触での操作に用いることができる。具体的には、キッチン家電やサニタリ機器では、非接触で動作をＯＮ／ＯＦＦさせる非接触スイッチとして光学式測距装置５４を利用することができる。また、手までの距離を検知してボリュームコントロールを行うなど、手が濡れていたり汚れていたりする場合における電子機器の操作に光学式測距装置５４を利用することができる。
【０１８０】
［比較例］
本発明に係る比較例について、図１６を参照して以下に説明する。
【０１８１】
図１６（ａ）および（ｂ）は、本比較例に係る光学式測距装置６１の構成を示す平面図および断面図である。
【０１８２】
図１６に示すように、光学式測距装置６１は、発光素子６２、受光素子６３、リードフレーム６４、発光レンズ６５、受光レンズ６６、ベース６７、ケース６８およびレンズフレーム６９を備えている。
【０１８３】
リードフレーム６４上に形成された発光素子６２および受光素子６３は、遮光性樹脂からなるベース６７によって封止されている。ベース６７は、発光素子６２からの出射光および受光素子６３への入射光を互いに遮光する遮光壁６７ａと、側方に形成される側壁６７ｂとを有している。さらに、側壁６７ｂを覆うように遮光性樹脂からなるケース６８が形成されている。
【０１８４】
レンズフレーム６９は、金属により平板状に形成されており、発光レンズ６５および受光レンズ６６を保持している。このレンズフレーム６９は、ベース６７およびケース６８の間に挟持されるように保持されている。
【０１８５】
上記のように構成される光学式測距装置６１では、レンズフレーム６９が、ベース６７およびケース６８を形成する遮光性樹脂の熱膨張係数より小さい熱膨張係数を有する金属により形成されている。これにより、周囲熱または発光素子６２および受光素子６３の自己発熱によってベース６７およびケース６８が熱膨張しても、レンズフレーム６９はほとんど膨張することがない。それゆえ、周囲熱および自己発熱による発光レンズ６５および受光レンズ６６の間の距離の変化量の差がほとんどない。したがって、前述の光学式測距装置６００のように、周囲熱および自己発熱によるレンズ間距離の変化量の相違が生じることなく、測距精度の低下を防ぐことができる。
【０１８６】
しかしながら、光学式測距装置６１に対してリフローによるはんだ付けを行う場合、短時間ではあるが周囲温度が２６０℃程度に上昇する。このため、発光レンズ６５および受光レンズ６６、ベース６７およびケース６８を構成する樹脂が大きく膨張する一方、リードフレーム６４やレンズフレーム６９を構成する金属は樹脂に比べるとその熱膨張係数が小さくほとんど膨張しない。
【０１８７】
このため、ベース６７およびケース６８とレンズフレーム６９との界面で熱膨張係数の差に起因する応力が大きくなる。この結果、レンズフレーム６９が、ベース６７およびケース６８を構成する樹脂に対して滑ってしまう。この滑りが発生すると、リフロー後に常温に戻ったときに、リフロー前の発光レンズ６５および受光レンズ６６と発光素子６２および受光素子６３との相対的な位置関係が変化する。したがって、前述の三角測量の原理によって得られる反射光のスポット位置が変化するため、測距値が正確な値からシフトするという不都合が生じる。
【０１８８】
これに対し、前述の各実施形態に係る光学式測距装置１，２１，３１では、アンカー１０ａでレンズフレーム１１を保持することにより、上記のような滑りの発生を抑えることができる。したがって、リフローによる高熱に対しても、測距精度の低下を防ぐことができる。
【０１８９】
［付記事項］
本発明は、下記のようにも表現することができる。
【０１９０】
光学式測距装置は、測距対象物までの距離を測定する光学式測距装置であって、実装部材上に実装された発光素子と、上記発光素子の出射光を上記測距対象物に照射する発光レンズと、上記実装部材上に実装され、上記測距対象物による反射光が集束する位置を検出する受光素子と、上記反射光を上記受光素子に集束させる受光レンズと、上記発光素子および上記受光素子を封止する透光性樹脂体と、上記透光性樹脂体を封止する第１の遮光性樹脂体と、金属で形成され、上記発光レンズおよび上記受光レンズが設けられたレンズフレームと、上記第１の遮光性樹脂体を封止するとともに、上記第１の遮光性樹脂体とで上記レンズフレームを保持する第２の遮光性樹脂体とを備え、上記レンズフレームには所定の位置に貫通穴が形成され、上記第１の遮光性樹脂体には上記レンズフレームの貫通穴と一致する位置に固定穴が形成され、上記第２の遮光性樹脂体は上記貫通穴および上記固定穴に遮光性樹脂が充填されることにより形成される充填部を有していることを特徴としている。
【０１９１】
上記構成においては、第２の遮光性樹脂体は、遮光性樹脂が、レンズフレームに形成された貫通穴を通して第１の遮光性樹脂体に形成された固定穴に充填されることにより形成される充填部を有している。これにより、レンズフレームは、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とに保持された状態で、さらに充填部によって固定される。それゆえ、光学式測距装置をリフロー処理するときの周囲温度変化により、レンズフレームと第１および第２の遮光性樹脂体との界面に熱膨張による応力が作用する場合においても、それぞれが滑りを起こすことはない。
【０１９２】
また、充填部は、貫通穴および固定穴に隙間のない状態で流れ込んだ遮光性樹脂が固化することにより形成される。これに対し、充填部の代わりにピン等の固定部を貫通穴および固定穴に挿入する構造では、固定部の挿入のために固定部と貫通穴および固定穴との間に隙間を設ける必要があり、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの間にその隙間によるずれが生じる。充填部は、このような隙間を生じないので、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの間のずれをなくすことができる。
【０１９３】
したがって、リフロー処理後の発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係が保たれる。よって、光学式測距装置の耐熱性および測距精度を高いレベルに維持することができる。
【０１９４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
本発明に係る光学式測距装置は、リフローによるはんだ付けにより電子機器に実装されることに対して好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１９６】
１ 光学式測距装置
２ 発光素子
３ 受光素子
４ リードフレーム（実装部材）
５ 発光レンズ
６ 受光レンズ
７ 発光側１次モールド（透光性樹脂体）
８ 受光側１次モールド（透光性樹脂体）
９ ２次モールド（第１の遮光性樹脂体）
９ａ〜９ｆ 固定穴
９ｇ 位置決めピン（凸部）
９ｈ 固定ピン（凸部）
１０ ３次モールド（第２の遮光性樹脂体）
１０ａ アンカー（凸部）
１０ｂ 突起
１１ レンズフレーム
１１ａ〜１１ｆ 貫通穴
１１ｇ 突出部
１１ｈ 横穴（穴）
１１ｉ 位置決め用穴
２１ 光学式測距装置
２２ レンズ付レンズフレーム
３１ 光学式測距装置
３２ レンズ付レンズフレーム
３３ 薄膜部（薄膜）
５１ パソコン（電子機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距対象物までの距離を光学的に測定する光学式測距装置、特にリフロー等による温度変化により熱膨張または収縮する場合においても高い測距精度を有する光学式測距装置およびそれを搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１７は、一般的な三角測距法の原理を説明するための図である。
【０００３】
図１７に示すように、従来の一般的な光学式測距装置は、例えば、発光素子２０１、受光素子２０２、発光レンズ２０３および受光レンズ２０４を備えている。
【０００４】
この光学式測距装置において、原点（０，０）に配置された発光素子２０１より出射された光束は、Ａ点（０，ｄ）に配置された発光レンズ２０３により略平行光束（発光軸２０５）となり、スポット光として、測距対象物２１１上のＢ点（０，ｙ）に照射される。測距対象物２１１により反射された光束（受光軸２０６）は、Ｃ点（Ｌ，ｄ）に配置された受光レンズ２０４（集光レンズ）により集光され、ｘ方向に沿った軸上に配置された受光素子２０２上のＤ点（Ｌ＋ｌ，０）に結像されて、受光スポットを形成する。ここで、Ｃ点（受光レンズ２０４の中心）を通りｙ軸と平行な線が受光素子２０２の受光面と交差する点をＥ点（Ｌ，０）とすると、三角形ＡＢＣと三角形ＥＣＤとは相似する。したがって、測距対象物２１１までの距離ｙは、受光素子２０２により受光スポットの位置を検出して辺ＥＤ（＝ｌ）を測定することにより、下記の式（１）によって算出される。
【０００５】
【数１】
【０００６】
上記のように、光学式測距装置は、受光素子２０２上に形成された受光スポットの位置を検出し、式（１）に基づいて測距対象物２１１までの距離を算出する。当該距離を正確に求めるためには、発光レンズ２０３と受光レンズ２０４との間の距離Ｌ、および受光レンズ２０４と受光素子２０２との間の距離ｄが固定されている必要がある。
【０００７】
図１８は、上記の原理を利用した一般的な光学式測距装置３００の構成を示す断面図である。
【０００８】
図１８に示すように、光学式測距装置３００は、上記の発光素子２０１、受光素子２０２、発光レンズ２０３および受光レンズ２０４を備えるとともに、これらをケース３０１によって保持している。ケース３０１は、一般に低価格化のために遮光性樹脂により形成されている。
【０００９】
この光学式測距装置３００では、ケース３０１は、一般に大きな熱膨張係数を有する樹脂により形成されていることから、周囲温度が変化すると、その影響を受けて伸縮する。このため、例えば、周囲温度が上昇することによりケースが伸長すると、発光レンズ２０３と受光レンズ２０４とがそれぞれ点線で示す位置に移動し、レンズ間の距離Ｌが変化してしまう（大きくなる）。その結果、室温時の発光レンズ２０３の光軸２０５ａおよび受光レンズ２０４の光軸２０６ａは、それぞれ破線にて示す光軸２０５ｂおよび光軸２０６
ｂのように変化してしまう。この状態では、測距対象物２１１の位置が変わっていないにも関わらず、受光素子２０２上に形成される受光スポットの位置は、室温時に比べて外側にシフトしてしまう。このように、例えば周囲温度が上昇した場合には、測距対象物２１１は、実際よりも近い位置にあると誤って測定されてしまう。
【００１０】
特許文献１，２には、このような不都合を解消することができる技術が開示されている。図１９は、特許文献１に記載された光学式測距装置４００の構成を示す断面図である。図２０は、特許文献２に記載された光学式測距装置５００の構成を示す断面図である。
【００１１】
図１９に示すように、光学式測距装置４００は、発光素子４０１、受光素子４０２、投光レンズ４０３（発光レンズ）および受光レンズ４０４を備えている。発光素子４０１を収納するパッケージ４０５および投光レンズ４０３は、同一の第１ケース４０６に固定される一方、受光素子４０２を収納するパッケージ４０７および受光レンズ４０４は、同一の第２ケース４０８に固定されている。第１ケース４０６および第２ケース４０８は、本体部４０９によって接続されて本体ケース４１０を構成している。
【００１２】
このような光学式測距装置４００では、本体ケース４１０に熱膨張が生じた場合でも、第１ケース４０６において発光素子４０１および投光レンズ４０３の位置関係が維持され、第２ケース４０８において受光素子４０２および受光レンズ４０４の位置関係が維持される。これにより、受光素子４０２の中心から反射光の光スポットの位置までの距離に変動が生じなくなるので、測距精度が保持される。
【００１３】
図２０に示すように、光学式測距装置５００は、結像レンズ５０１ａ，５０１ｂ、結像レンズ５０１ａ、５０１ｂの保持部材５０２、ＣＣＤパッケージ５０３ａ，５０３ｂ（光センサアレイ）、およびＣＣＤパッケージ５０３ａ，５０３ｂの保持部材５０４を備えている。この光学式測距装置５００では、結像レンズ５０１ａ，５０１ｂおよび保持部材５０２，５０４が吸湿性のないプラスチックからなる同一材料により形成されている。
【００１４】
このような光学式測距装置５００では、結像レンズ５０１ａ，５０１ｂおよび保持部材５０２，５０４が熱膨張により全体に均等に伸びる。これにより、温度変化による測距精度の低下を防ぐことができる。
【００１５】
このように、上記の光学式測距装置４００，５００では、受発光素子およびレンズを保持する部材が周囲温度の変化により均等に伸縮する場合において、三角測量の原理を満足するように、受発光素子およびレンズの位置関係が保持される。しかしながら、光学式測距装置４００，５００では、受発光素子が自己発熱した場合には、装置全体における温度変化が均等でないため、受発光素子の近傍の部材とレンズ近傍の部材とが、異なる温度となる結果、それに応じて異なる伸縮量で伸縮する。このため、受発光素子とレンズとの位置関係を維持することができない。
【００１６】
このように均等でない温度変化が生じた場合における受光スポットの位置の補正方法について、特許文献１，２には記載されていない。したがって、特許文献１，２に記載された技術では、受発光素子の自己発熱による測距精度の低下を防ぐことができないため、三角測距法の原理を満足に利用することができない。
【００１７】
特許文献３には、このような不都合を解消することができる技術が開示されている。図２１は、特許文献３に記載された光学式測距装置６００の構成を示す断面図である。
【００１８】
図２１に示すように、光学式測距装置６００は、一対のレンズ６０１ａ，６０１ｂ、一対のＣＣＤパッケージ６０２ａ，６０２ｂ、レンズ保持部材６０３、ＣＣＤ保持部材６０
４および温度センサ６０５，６０６を備えている。温度センサ６０５は、レンズ保持部材６０３上のレンズ６０２ａ，６０２ｂの間に取り付けられ、温度センサ６０６は、ＣＣＤ保持部材６０４上のＣＣＤパッケージ６０２ａ，６０２ｂの間に取り付けられている。
【００１９】
このような光学式測距装置６００では、温度センサ６０５，６０６の出力を用いて、ＣＣＤパッケージ６０２ａ，６０２ｂ内のＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂ（受光素子）の自己発熱によるレンズ保持部材６０３およびＣＣＤ保持部材６０４の温度差が求められる。そして、この温度差を利用して、ＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂ上の物体像のシフト量が補正される。これにより、ＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂの自己発熱によるレンズ保持部材６０３およびＣＣＤ保持部材６０４の熱膨張の差を補正して測距精度を保つことができる。
【００２０】
ところが、光学式測距装置６００では、測距精度の低下を防ぐために、温度センサ６０５，６０６を必要とする。また、温度センサ６０５，６０６は、ＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂ等に内蔵することができず、個別にレンズ保持部材６０３およびＣＣＤ保持部材６０４に接触するように配置されなければならない。しかも、温度センサ６０５，６０６が出力した信号を送信するための配線も必要となる。このため、光学式測距装置６００の構造が複雑になる結果、組み立て工数が増加してしまい、光学式測距装置６００を安価に提供することが困難となる。
【００２１】
そこで、温度センサ６０５，６０６をいずれか１つのみ設けることで、光学式測距装置６００の構造をより簡素化することが考えられる。しかしながら、温度センサ６０５，６０６をいずれか１つのみ設けることは、次に説明するような不具合を招来する。
【００２２】
図２２は、従来の光学式測距装置７００の構成を示す断面図である。
【００２３】
図２２に示すように、光学式測距装置７００において、周囲熱は、光学式測距装置７００の側面を含めた光学式測距装置７００全体を均等に加熱または冷却し、各部材を膨張または収縮させる。これにより、発光レンズ７０３と受光レンズ７０４との間の距離、および発光素子７０１と受光素子７０２との間の距離を変化させる。一方、発光素子７０１および受光素子７０２の通電による自己発熱は、これらの素子を封止している遮光性樹脂部７０５を直接加熱して膨張させる。また、発光素子７０１および受光素子７０２からの放射熱と、遮光性樹脂部７０５から発光レンズ７０３および受光レンズ７０４を保持するレンズ保持部材７０６を伝導する熱とは、レンズ保持部材７０６におけるレンズ保持部分を間接的に加熱して膨張させる。
【００２４】
したがって、自己発熱が生じた場合には、遮光性樹脂部７０５とレンズ保持部材７０６とは、温度が異なるために、固有の熱膨張係数によって、それぞれの温度変化にしたがって膨張することとなる。そのため、発光レンズ７０３および受光レンズ７０４の間の距離の変化量は、周囲熱によって光学式測距装置７００が加熱された場合に矢印Ｉに示すようになり、自己発熱によって光学式測距装置７００が加熱された場合に矢印Ｊに示すようになり、それぞれの場合で異なる。
【００２５】
したがって、自己発熱による、両素子７０１，７０２間の距離の変化と、両レンズ７０３，７０４間の距離の変化とをそれぞれ予測するためには、遮光性樹脂部７０５の温度と、レンズ保持部材７０６の温度とをそれぞれ個別に検出する温度センサを備える必要がある。
【００２６】
光学式測距装置６００においても、レンズ６０１ａ，６０１ｂ間の距離の変化量は、周囲熱によって光学式測距装置６００が加熱された場合と、自己発熱によって光学式測距装
置６００が加熱された場合とで異なる。したがって、温度センサ６０５，６０６をレンズ保持部材６０３にのみ、またはＣＣＤ保持部材６０４にのみに取り付けると、例えば温度が上昇した場合に、周囲温度の上昇または自己発熱のいずれの影響により温度が変化したのかが不明である。それゆえ、レンズ６０１ａ，６０１ｂとＣＣＤチップ６０７ａ，６０７ｂとの位置関係を正確に把握することができず、測距精度が低下してしまうという問題が生じる。
【００２７】
そこで、周囲熱および自己発熱が原因で生じる熱膨張による受発光レンズの間の距離の変化そのものを抑えるため、例えば図１８に示す光学式測距装置３００において、発光レンズ２０３および受光レンズ２０４を保持するケース３０１の一部を金属により形成することが考えられる。具体的には、発光レンズ２０３および受光レンズ２０４を保持する部分を金属製のフレーム（レンズフレーム）で構成し、このレンズフレームをケース３０１に取り付ける。このように、ケース３０１の一部を熱膨張係数の小さい金属製にすることで、熱膨張による受発光レンズの間の距離の変化を抑えることができ、周囲熱および自己発熱に応じて生じる熱膨張による受発光レンズ間の距離の変化の相違をなくすことができる。また、ケース３０１の全体を金属製にすることに比べて価格の上昇を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００６−３３７３２０号公報（２００６年１２月１４日公開）
【特許文献２】特開平１１−２８１３５１号公報（１９９９年１０月１５日公開）
【特許文献３】特開２００１−９９６４３号公報（２００１年４月１３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
ところで、光学式測距装置を電子機器に搭載するためには、光学式測距装置を基板等に実装する必要がある。実装においては、発光素子および受光素子に対する信号の入出力や電源供給のために、発光素子および受光素子が実装されるリードフレームに設けられる複数の端子が基板に半田付けされる。
【００３０】
近年の光学式測距装置の小型化に伴って、上記の端子間の間隔が狭くなってきている。また、このような小型化された光学式測距装置を搭載する電子機器を効率的に大量生産することも求められる。このような要求を受けて、端子の半田付けの手段として、従来の手作業よりもリフローへの需要が非常に高まっている。
【００３１】
光学式測距装置をリフロー炉に通すと、一般に２６０℃以上の高温に短時間ではあるが曝される。このとき、受発光レンズ、受発光素子、ケース、受発光素子を封止する素子封止部等の各部を形成する各樹脂は、その熱膨張係数にしたがって膨張し、リードフレームや前述のレンズフレームも同様にその熱膨張係数にしたがって膨張する。
【００３２】
しかしながら、リードフレームおよびレンズフレームを構成する金属の熱膨張係数は樹脂の熱膨張係数より小さい。このため、リードフレームと素子封止部との界面、レンズフレームとケースとの界面、およびレンズフレームとレンズとの界面には熱膨張係数の差による応力が発生する。また、リフロー炉から排出されるときには、光学式測距装置が逆に室温付近まで急激に冷却される。このため、高温雰囲気により膨張した光学式測距装置が急激に収縮する。
【００３３】
このような加熱から冷却に至る過程において、例えばケースおよびレンズフレームに着目すると、ケースとレンズフレームとの密着力が不十分な場合、高温雰囲気中の昇温中に
それらの界面の応力により、レンズフレームがケースから滑ってしまう。また、室温への急激な降温中にもそれらの界面には応力が作用し、レンズフレームがケースから滑ってしまう。このため、リフローによる実装前に比べて受発光レンズと受発光素子との相対的な位置関係が変化してしまう。この結果、前述の三角測距の原理で説明したように受光スポットの位置がシフトするので、この位置を用いて前述の式（１）による演算を行っても、得られた距離が正しい値からずれる。
【００３４】
冷却時に過熱時と全く逆の滑りが生じれば、ケースとレンズフレームとの位置関係が元に戻ることにより、リフローによる上記のような不都合は生じない。しかしながら、実際には、ケースとレンズフレームとの位置関係が元に戻ることはない。
【００３５】
ケースとレンズフレームとの界面に着目した場合、加熱時の膨張と冷却時の収縮とで、当該界面で発生する歪みが全く正反対のベクトルで生じない。例えば、リフローの昇温プロファイルと降温プロファイルとが異なることから、上記の界面における内部温度分布が加熱時と冷却時とで対称になることはない。したがって、加熱時に発生する滑りと冷却時に発生する滑りとが異なり、受発光素子に対する受発光レンズの相対的な位置関係が変化してしまう。
【００３６】
このように、金属製のレンズフレームを用いたとしても、急激な加熱および冷却によるレンズフレームと樹脂部材との界面に生じる滑りのために、測距精度が低下するという問題が生じる。
【００３７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高耐熱かつ高精度の光学式測距装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明に係る光学式測距装置は、前記の課題を解決するために、測距対象物までの距離を測定する光学式測距装置であって、実装部材上に実装された発光素子と、上記発光素子の出射光を上記測距対象物に照射する発光レンズと、上記実装部材上に実装され、上記測距対象物による反射光が集束する位置を検出する受光素子と、上記反射光を上記受光素子に集束させる受光レンズと、上記出射光が上記発光素子から上記発光レンズに至る空間および上記反射光が上記受光レンズから上記受光素子に至る空間を形成するように上記透光性樹脂体を覆う第１の遮光性樹脂体と、金属で形成され、上記発光レンズおよび上記受光レンズを保持するレンズフレームと、上記第１の遮光性樹脂体を封止するとともに、上記第１の遮光性樹脂体とで上記レンズフレームを保持する第２の遮光性樹脂体とを備え、上記レンズフレームには貫通穴が形成され、上記第１の遮光性樹脂体または上記第２の遮光性樹脂体のいずれか一方が他方側に向けて突出する凸部を有し、当該凸部が上記貫通穴を貫通して上記レンズフレームから突出した状態で、他方が当該凸部の突出部分と結合していることを特徴としている。
【００３９】
上記構成において、第１の遮光性樹脂体または第２の遮光性樹脂体のいずれか一方に設けられる凸部は、レンズフレームの貫通穴を貫通してレンズフレームから突出した突出部分で他方と結合している。このようにして、第１遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とが凸部で結合することにより、レンズフレームは、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とに保持された状態で、さらに凸部によって固定される。それゆえ、光学式測距装置をリフロー処理するときの周囲温度変化により、レンズフレームと第１および第２の遮光性樹脂体との界面に熱膨張による応力が作用する場合においても、それぞれが滑りを起こすことはない。
【００４０】
したがって、リフロー処理後の発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子
との相対的な位置関係が保たれる。よって、光学式測距装置の耐熱性および測距精度を高いレベルに維持することができる。
【００４１】
前記光学式測距装置において、上記第１の遮光性樹脂体には上記レンズフレームの上記貫通穴と一致する位置に固定穴が形成され、上記第２の遮光性樹脂体は上記凸部を有しており、当該凸部は上記貫通穴および上記固定穴に遮光性樹脂が充填されることにより形成されていることが好ましい。
【００４２】
上記構成においては、第２の遮光性樹脂体に設けられた凸部が貫通穴および上記固定穴に遮光性樹脂が充填されることにより形成されている。これにより、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体との結合構造が得られる。また、凸部と貫通穴および固定穴とが密着するので、レンズフレームが強固に第１および第２の遮光性樹脂体に固定される。
【００４３】
あるいは、前記光学式測距装置において、上記第１の遮光性樹脂体は上記凸部を有し、上記第２の遮光性樹脂体は遮光性樹脂が上記レンズフレームの上を覆うことにより上記凸部と結合していることが好ましい。
【００４４】
上記構成においては、第２の遮光性樹脂体は遮光性樹脂がレンズフレームの上を覆うことにより、第１の遮光性樹脂体に設けられた凸部と結合している。これにより、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体との結合構造が得られる。また、凸部を貫通穴に貫通させることにより、レンズフレームを第１の遮光性樹脂体上に配置するときに、凸部をレンズフレームの位置決めの基準として用いることができる。それゆえ、光学式測距装置の製造時に、レンズフレームを第１の遮光性樹脂体上に配置するときの位置決めを容易にすることができる。
【００４５】
前記光学式測距装置において、上記貫通穴は上記発光レンズおよび上記受光レンズの間に少なくとも２つ形成されることが好ましい。
【００４６】
上記構成においては、貫通穴が受発光レンズ間に少なくとも２つ形成されるので、固定穴も同じ位置に形成される。これにより、周囲温度の変化時に、レンズフレームが固定穴を中心に回転方向に滑ることはない。また、発光レンズおよび受光レンズの間でレンズフレームを固定するので、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの熱膨張の差の影響が大きいレンズフレームの端部で滑りを抑えることができる。したがって、発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係に与える影響を小さくすることができる。
【００４７】
前記光学式測距装置において、上記貫通穴は上記レンズフレームの端部側に少なくとも２つ形成されることが好ましい。
【００４８】
上記構成においては、貫通穴がレンズフレームの端部側に少なくとも２つ形成されるので、固定穴も同じ位置に形成される。これにより、周囲温度の変化時に、レンズフレームが固定穴を中心に回転方向に滑ることはない。また、レンズフレームの端部側でレンズフレームを固定するので、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの熱膨張の差の影響が大きいレンズフレームの端部で滑りを抑えることができる。したがって、発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係に与える影響を小さくすることができる。
【００４９】
前記光学式測距装置において、上記貫通穴は上記レンズフレームの４隅に形成されることが好ましい。
【００５０】
上記構成においては、貫通穴がレンズフレームの４隅に形成されるので、固定穴も同じ位置に形成される。これにより、周囲温度の変化時に、レンズフレームが固定穴を中心に回転方向に滑ることはない。また、レンズフレームの４隅でレンズフレームを強固に固定するので、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの熱膨張の差の影響が大きいレンズフレームの端部で滑りをより効果的に抑えることができる。したがって、発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係に与える影響を一層小さくすることができる。
【００５１】
また、上記貫通穴は４隅だけではなく、さらに上記発光レンズおよび上記受光レンズの間に２つ形成されることが好ましい。
【００５２】
上記構成においては、貫通穴がレンズフレームの４隅および受光レンズの間に２つ形成されるので、固定穴も同じ位置に形成される。これにより、レンズフレームは、滑りを起こす可能性がある領域のすべてが固定される。それゆえ、周囲温度の変化による滑りをより強固に抑えることができる。したがって、発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係に与える影響をより一層小さくすることができる。
【００５３】
前記光学式測距装置において、上記貫通穴の位置は、上記発光レンズの中心と上記受光レンズの中心とを結ぶレンズ中心線の中心を通り、かつ当該レンズ中心線に直交する中心線について対称であることが好ましい。
【００５４】
上記構成においては、固定穴が上記の位置に配置されるので、周囲温度の変化による応力が均等に分散する。これにより、応力が１つの固定穴に集中することはないので、より効果的に滑りを防止することができる。
【００５５】
前記光学式測距装置において、上記レンズフレームは上記レンズフレームの面に垂直な方向に突出する突出部を有し、当該突出部内に上記貫通穴が形成され、上記突出部が上記固定穴に嵌合されていることが好ましい。
【００５６】
上記構成においては、貫通穴を通して充填される遮光性樹脂により、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とが固定される。また、レンズフレームが有する突出部が固定穴に嵌合されることにより、突出部が、滑りを発生させる応力が作用するレンズフレームの面と垂直方向に固定穴に杭打ちされる。これにより、レンズフレームの第１の遮光性樹脂体への固定力が増すので、より効果的に滑りを防止することができる。
【００５７】
前記光学式測距装置において、上記突出部は上記レンズフレームの面方向と平行な方向に貫通する穴が形成されていることが好ましい。
【００５８】
上記構成においては、突起部に上記穴が形成されていることにより、この穴を通して充填される遮光性樹脂により、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とが固定される。これにより、周囲温度の変化時に、レンズフレームが、レンズフレームを持ち上げようとする応力に対しても固定されるので、より強固に滑りを防止することができる。
【００５９】
光学式測距装置において、上記レンズフレームの表面、裏面または両面に、上記発光レンズおよび上記受光レンズを形成する透光性樹脂により薄膜が形成されていることが好ましい。
【００６０】
上記構成においては、レンズフレームの表面、裏面または両面に、発光レンズおよび受光レンズを形成する透光性樹脂により薄膜が形成されているので、金属製のレンズフレームと第１および第２の遮光性樹脂体との間の密着性が高まる。これにより、レンズフレー
ムのすべりを防止することができる。
【００６１】
光学式測距装置において、上記第１の遮光性樹脂体は上記発光レンズの中心と上記受光レンズの中心とを結ぶレンズ中心線について略対称に形成されていることが好ましい。
【００６２】
上記構成においては、第１の遮光性樹脂体がレンズ中心線に対して対称に形成されているので、周囲温度の変化時に、第１の遮光性樹脂体が対称に膨張する。これにより、応力が特定の固定穴に集中することを回避できる。したがって、効果的に滑りを防止することができる。
【００６３】
光学式測距装置において、上記第１の遮光性樹脂体および上記第２の遮光性樹脂体は同一樹脂により形成されていることが好ましい。
【００６４】
上記構成においては、第１の遮光性樹脂体および第２の遮光性樹脂体が同一樹脂で形成されるので、周囲温度の変化時の膨張を両遮光性樹脂体の間で等しくすることができる。これにより、レンズフレームとの第１および第２の遮光性樹脂体との界面に作用する応力が低減されるので、レンズフレームの滑りを防止することができる。
【００６５】
光学式測距装置において、上記レンズフレームを形成する金属の熱膨張係数と上記第１の遮光性樹脂体および上記第２の遮光性樹脂体の熱膨張係数とが略等しいことが好ましい。特に、上記レンズフレームを形成する金属が銅または銅合金であることにより、金属および遮光性樹脂体の熱膨張係数が略等しくなる。
【００６６】
上記構成においては、金属および遮光性樹脂体の熱膨張係数が略等しいので、周囲温度の変化時のレンズフレームと第１および第２の遮光性樹脂体との界面に作用する応力を最小化することができる。これにより、レンズフレームの滑りをさらに防止することができる。
【００６７】
なお、金属および遮光性樹脂体の熱膨張係数を略等しくすることにより、受発光レンズを樹脂部材で保持する従来の光学式測距装置と同様、周囲熱および自己発熱に応じて生じる熱膨張による受発光レンズ間の距離に変化の相違が生じる。しかしながら、その相違をなくすように温度特性を向上させること（レンズフレームの熱膨張を抑えること）より、リフローによるレンズフレームの滑りを防止することを優先させる必要がある場合は、上記の構成を採用することが好ましい。
【００６８】
本発明に係る電子機器は、上記のいずれかの光学式測距装置を搭載していることを特徴としている。
【００６９】
これにより、光学式測距装置を、パソコン、キッチン家電、サニタリ機器等の電子機器を搭載して、人までの距離を検出して機器を制御したり、非接触スイッチや非接触コントローラとして電子機器を制御したりするセンサとして利用することができる。
【発明の効果】
【００７０】
本発明に係る光学式測距装置は、上記のように構成されることにより、光学式測距装置の高耐熱化および高精度化を容易に図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１に係る光学式測距装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は当該平面図のＭ−Ｍ線矢視断面図である。
【図２】上記光学式測距装置における発光素子および受光素子の他の配置を示す側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は上記光学式測距装置においてレンズフレームが２次モールドおよび３次モールドの間に固定される保持構造を得るための工程を示す断面図であり、（ｄ）は、当該工程により得られる上記レンズフレームの保持構造と異なる他の保持構造を示す断面図である。
【図４】実施形態１の変形例を示すものであり、固定穴および貫通穴が２つずつ光学式測距装置の長辺側の側方に配置された構成を示す平面図である。
【図５】実施形態１の変形例を示すものであり、固定穴および貫通穴が２つずつ対角位置に配置された構成を示す平面図である。
【図６】実施形態１の変形例を示すものであり、固定穴および貫通穴が４つずつ配置された構成を示す平面図である。
【図７】実施形態１の変形例を示すものであり、固定穴および貫通穴が６つずつ配置された構成を示す平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は実施形態１の変形例を示すものであり、レンズフレームの保持構造を形成するためにレンズフレームが２次モールドおよび３次モールドの間に固定される工程を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は実施形態１の変形例を示すものであり、レンズフレームの他の保持構造を形成するためにレンズフレームが２次モールドおよび３次モールドの間に固定される工程を示す図である。
【図１０】（ａ）は本発明の実施形態２に係る光学式測距装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は当該平面図のＮ−Ｎ線矢視断面図である。
【図１１】図１０の光学式測距装置に設けられるレンズ付レンズフレームの構成を示す平面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｆ）は図１０の光学式測距装置の製造の各工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係る光学式測距装置の構成を示す断面図である。
【図１４】（ａ）は図１３の光学式測距装置におけるレンズ付レンズフレームの構成を示す平面図であり、（ｂ）は当該平面図のＰ−Ｐ線矢視断面図である。
【図１５】本発明の実施形態４に係るパソコンの構成を示す斜視図である。
【図１６】（ａ）は本発明の実施形態に対する比較例に係る光学式測距装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は当該平面図のＱ−Ｑ線矢視断面図である。
【図１７】一般的な三角測距法の原理を説明するための図である。
【図１８】一般的な測距装置の構成を示す断面図である。
【図１９】特許文献１に記載された測距装置の構成を示す断面図である。
【図２０】特許文献２に記載された測距装置の構成を示す断面図である。
【図２１】特許文献３に記載された測距装置の構成を示す断面図である。
【図２２】測距装置において周囲熱および自己発熱によるレンズ間距離の変化量がそれぞれ異なることを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
［実施形態１］
本発明に係る一実施形態について、図１〜図９を参照して以下に説明する。
【００７３】
〔光学式測距装置の構成〕
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る光学式測距装置１の構成を示す平面図および断面図である。図２は、光学式測距装置１における発光素子２および受光素子３の配置を示す側面図である。
【００７４】
本実施形態に係る光学式測距装置１は、測距対象物までの距離を測定するための装置である。図１（ａ）および（ｂ）に示すように、光学式測距装置１は、発光素子２、受光素
子３、リードフレーム４、発光レンズ５、受光レンズ６、発光側１次モールド７、受光側１次モールド８、２次モールド９、３次モールド１０およびレンズフレーム１１を備えている。
【００７５】
リードフレーム４（実装部材）は、搭載部４ａと複数の端子４ｂとを有している。搭載部４ａは、発光素子２および受光素子３を搭載するように平板状に形成されている。端子４ｂは、光学式測距装置１の長辺側の対向する２つの外壁面からＭ−Ｍ線方向と直交する方向に互いに平行に伸びるように、搭載部４ａと一体に形成されている。
【００７６】
発光素子２は、リードフレーム４の搭載部４ａ上の一端側に搭載されており、透光性樹脂からなる発光側１次モールド７（透光性樹脂体）で封止されている。一方、受光素子３は、リードフレーム４の搭載部４ａ上の他端側に搭載されており、発光側１次モールド７と同じ透光性樹脂からなる受光側１次モールド８（透光性樹脂体）で封止されている。これらの発光側１次モールド７および受光側１次モールド８は、遮光性樹脂からなる２次モールド９（第１の遮光性樹脂体）で覆われている。これにより、発光素子２から受光素子３へ光が直接入射することが防止される。
【００７７】
受光素子３としては、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）、複数のフォトダイオード（ＰＤ）が配置されたリニアセンサ、イメージセンサなどが用いられる。この受光素子３は、受光した反射光が集束したスポットの位置を検出するために、受光光量を電気信号に変換するが、その電気信号に所定の演算処理を施す信号処理部を内蔵している。あるいは、図２に示すように、信号処理部１２が受光素子３と別の素子としてリードフレーム４上に構成されていてもよい。
【００７８】
なお、発光素子２および受光素子３は、リードフレーム４に代えて、表面に配線が形成された基板（実装部材）上に配置されてもよい。
【００７９】
上記の２次モールド９は、開口部９１，９２を有している。開口部９１は、発光素子２の上方に開口するようにすり鉢状に形成され、開口部９２は、受光素子３の上方に開口し、かつ開口部９１より傾斜度の大きい傾斜面を有するように形成されている。２次モールド９の上端部には、開口部９１，９２をそれぞれ覆うように発光レンズ５および受光レンズ６が配置されている。開口部９１により、発光素子２からの出射光が発光レンズ５に至る空間が形成され、開口部９２により、受光レンズ６に入射した測距対象物からの反射光が受光素子３に至る空間が形成される。
【００８０】
発光レンズ５は、透光性を有しており、発光素子２からの出射光を平行光束に変換して測距対象物に照射する。受光レンズ６は、透光性を有しており、測距対象物からの反射光を受光素子３の受光面上に集束させる。発光レンズ５および受光レンズ６は、レンズフレーム１１に保持されており、当該レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置されることにより、それぞれ開口部９１，９２に配置される。また、発光レンズ５および受光レンズ６は、透光性を有するように透光性樹脂によって形成されている。この透光性樹脂としては、レンズを形成するために一般的に用いる公知の透光性の樹脂（例えばエポキシ樹脂）を用いることができる。
【００８１】
なお、発光レンズ５および受光レンズ６は、同一の透光性樹脂により構成されていてもよいし、それぞれ異なる透光性樹脂により構成されていてもよい。
【００８２】
遮光性樹脂からなる３次モールド１０（第２の遮光性樹脂体）は、２次モールド９の外周面およびレンズフレーム１１の上端面を覆い、かつ発光レンズ５および受光レンズ６を露出するように形成される。これにより、３次モールド１０は、２次モールド９とレンズ
フレーム１１とを保持している。
【００８３】
２次モールド９および３次モールド１０は、射出成形によって形成される。また、２次モールド９および３次モールド１０を構成する遮光性樹脂としては、公知の遮光性の樹脂を用いることができる。このような樹脂としては、例えば、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ，熱膨張係数：５Ｅ−５）を好適に用いることができる。このように、遮光性樹脂からなる２次モールド９および３次モールド１０は、後述する金属からなるレンズフレーム１１に対して大きい熱膨張係数を有する。
【００８４】
レンズフレーム１１は金属により長方形をなす平板状に形成されている。また、レンズフレーム１１は、発光レンズ５および受光レンズ６を保持するための保持穴を有している。レンズフレーム１１を構成する金属材料としては、例えば４２アロイ（熱膨張係数：５．５Ｅ−６）が好適であるが、これに限定されない。
【００８５】
レンズフレーム１１には、所定の位置に貫通穴１１ａが形成されている。具体的には、貫通穴１１ａは、発光レンズ５および受光レンズ６の中心を結ぶＭ−Ｍ線に直交する方向で両レンズ５，６間の中心を通る中心線ＣＬ上に、Ｍ−Ｍ線に対して対称となる端子４ｂ寄りの位置に形成される。
【００８６】
一方、２次モールド９には、所定の位置に固定穴９ａが形成されている。具体的には、固定穴９ａは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ａと重なる（一致する）位置（中心線ＣＬ上）に形成される。また、固定穴９ａおよび貫通穴１１ａには、３次モールド１０の一部となるアンカー１０ａが嵌合している。
【００８７】
なお、図１（ｂ）に示す固定穴９ａは、説明の便宜上、図１（ａ）のＭ−Ｍ線の断面に位置するように描かれているが、実際には図示する位置に存在していない。
【００８８】
ここで、レンズフレーム１１の保持構造について説明する。
【００８９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、上記の保持構造（第１の保持構造）を形成するためにレンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０の間に固定される工程を示す断面図である。また、図３（ｄ）は、上記の保持構造と異なる他の保持構造（第２の保持構造）を示す断面図である。
【００９０】
図３（ａ）に示すように、貫通穴１１ａの位置を固定穴９ａの位置とを合わせるようにして、図３（ｂ）に示すように、２次モールド９上にレンズフレーム１１を重ねる。この状態で、射出成形により３次モールド１０を形成する。具体的には、２次モールド９を装着した金型内に遮光性樹脂を注入することにより、３次モールド１０が２次モールド９を覆うように形成され、レンズフレーム１１が２次モールド９と３次モールド１０との間にインサート部品として挿入される。このとき、図３（ｃ）に示すように、固定穴９ａおよび貫通穴１１ａに遮光性樹脂が充填されることにより、アンカー１０ａ（凸部）が隙間なく形成される。アンカー１０ａは、貫通穴１１ａを貫通してレンズフレーム１１から２次モールド９側に突出しており、この突出部分で２次モールド９と結合している。このようにして第１の保持構造が得られる。この第１の保持構造において、３次モールド１０は、アンカー１０ａにより２次モールド９に固着され、レンズフレーム１１は、２次モールド９と３次モールド１０との間に挟持されるように固定される。
【００９１】
また、上記の構成によって得られる保持構造とは異なる保持構造として、図３（ｄ）に
示す保持構造を採用してもよい。
【００９２】
図３（ｄ）に示すように、この保持構造では、２次モールド９に設けられた固定ピン９ｈ（凸部）が、レンズフレーム１１の貫通穴１１ａを貫通しており、３次モールド１０と結合している。固定ピン９ｈは、２次モールド９の上面に垂直な方向に立ち上がるように形成されている。
【００９３】
上記の保持構造を得るには、まず、貫通穴１１ａの位置を２次モールド９の固定ピン９ｈの位置とを合わせ、固定ピン９ｈが貫通穴１１ａを通してレンズフレーム１１から突出するようにして、２次モールド９上にレンズフレーム１１を重ねる。次に、この状態で、上記と同様の射出成形により、３次モールド１０を形成する。このとき、図３（ｄ）に示すように、固定ピン９ｈが貫通穴１１ａを貫通してレンズフレーム１１から突出していることにより、３次モールド１０を形成する遮光性樹脂が、レンズフレーム１１上に流し込まれると、固定ピン９ｈの突出部分を隙間のないように覆う。このようにして第２の保持構造が得られる。この第２の保持構造において、３次モールド１０は、固定ピン９ｈの突出部分と結合することにより、２次モールド９に固着され、レンズフレーム１１は、２次モールド９と３次モールド１０との間に挟持されるように固定される。
【００９４】
なお、上述のように、第１の保持構造および第２の保持構造においては、ともに貫通穴１１ａを介して２次モールド９と３次モールド１０とが結合されることにより、２次モールド９と３次モールド１０との間にレンズフレーム１１を固定している。したがって、以降の説明においては、便宜上、アンカー１０ａが固定穴９ａに形成される保持構造にのみ言及する。
【００９５】
ただし、第１の保持構造および第２の保持構造には、２次モールド９および３次モールド１０の間におけるレンズフレーム１１の固定構造に次の相違がある。
【００９６】
第１の保持構造では、アンカー１０ａが固定穴９ａおよび貫通穴１１ａに隙間のない状態で流れ込んだ遮光性樹脂が固化することにより形成される。このため、第１の保持構造では、固定穴９ａおよび貫通穴１１ａに遮光性樹脂が充填される前に、固定穴９ａおよび貫通穴１１ａが正しく位置合わせされていれば、レンズフレーム１１を正確な位置で２次モールド９と３次モールド１０との間に固定することができる。
【００９７】
これに対し、第２の保持構造では、固定ピン９ｈを挿入するために、固定ピン９ｈと貫通穴１１ａとの間に隙間を設ける必要があるので、貫通穴１１ａの直径が固定ピン９ｈの直径より大きくなければならない。このため、第２の保持構造では、２次モールド９と貫通穴１１ａとの間に形成される隙間によって、レンズフレーム１１の配置位置にずれが生じる可能性がある。したがって、このようなずれを極力小さくするために、貫通穴１１ａに固定ピン９ｈが貫通できる範囲で、固定ピン９ｈの直径と貫通穴１１ａの直径とを近づけるように設定する。
【００９８】
このようして、固定ピン９ｈと貫通穴１１ａとの隙間が小さく設定されると、３次モールド１０を形成する遮光性樹脂が、その粘性のため、上記の隙間に流れ込めない。このため、第１の保持構造のような貫通穴１１ａにおける密着構造を得ることができない。そこで、３次モールド１０の形成時に、粘性を有する遮光性樹脂が流れ込むことができる程度に、上記の隙間を大きく形成することが考えられる。しかしながら、このように隙間が大きくなると、固定ピン９ｈと貫通穴１１ａとの位置合わせを高精度で行うことが難しいので、上記のずれを小さくすることがより困難になる。このように、貫通穴１１ａにおける密着構造を得ることと、固定ピン９ｈと貫通穴１１ａとの位置合わせを高精度で行うことは、トレードオフの関係にある。
【００９９】
したがって、レンズフレーム１１を高精度かつ強固に２次モールド９と３次モールド１０との間に固定するという観点から、第１の保持構造が第２の保持構造よりも好ましいといえる。
【０１００】
なお、固定ピン９ｈは、貫通穴１１ａに貫通されることから、後述する位置決めピン９ｇ（図１０（ａ）および（ｂ）参照）と同様、レンズフレーム１１を２次モールド９上に配置するときの位置決めの基準として利用することができる。
【０１０１】
上記のように構成される光学式測距装置１は、金属からなるレンズフレーム１１により発光レンズ５および受光レンズ６を保持している。これにより、周囲熱または発光素子２および受光素子３の自己発熱によって２次モールド９および３次モールド１０が熱膨張しても、レンズフレーム１１はほとんど膨張することがない。それゆえ、周囲熱および自己発熱による発光レンズ５および受光レンズ６の間の距離の変動量の差がほとんどない。したがって、前述の測距装置６００のように、周囲熱および自己発熱によるレンズ間距離の変動量の相違が生じることなく、測距精度の低下を防ぐことができる。よって、簡単な構造にて、周囲温度の変化と自己発熱とによる測距精度の低下を防ぐことができる。
【０１０２】
〔レンズフレームのすべり防止効果〕
ここでは、光学式測距装置１が、リフロー等により高温雰囲気中または低温雰囲気中に置かれた場合に熱膨張または収縮する状態について説明する。
【０１０３】
遮光性樹脂からなる２次モールド９および３次モールド１０は、金属からなるレンズフレーム１１に対して大きな熱膨張係数を有する。このため、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との界面には、膨張係数の差により生じる応力が発生する。この応力は、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との密着力より大きいとき、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との間に滑りを生じさせる。
【０１０４】
しかしながら、３次モールド１０のアンカー１０ａがレンズフレーム１１を貫通して２次モールド９の固定穴９ａに嵌合しているので、レンズフレーム１１は、２次モールド９および３次モールド１０の間に強固に固定される。これにより、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との滑りを抑えることができる。したがって、常温に戻ったときに、発光素子２および受光素子３と発光レンズ５および受光レンズ６との相対的な位置関係にずれが生じない。
【０１０５】
温度変化により光学式測距装置１が膨張（収縮）するとき、熱膨張係数の小さいレンズフレーム１１の変化量は２次モールド９および３次モールド１０の変化量より小さい。このため、２次モールド９および３次モールド１０は、レンズフレーム１１との界面に歪みを生じ、その大きさは外側ほど大きくなる。
【０１０６】
光学式測距装置１においては、２つの固定穴９ａおよび２つの貫通穴１１ａが、発光レンズ５および受光レンズ６の間において、レンズ中心線に対して対称に配置されている。これにより、レンズフレーム１１は、発光レンズ５および受光レンズ６の間で２つのアンカー１０ａにより固定されるので、歪みの大きいレンズフレーム１１の周囲部分での滑りが抑えられる。それゆえ、発光素子２および受光素子３と発光レンズ５および受光レンズ６との相対的な位置関係を保つことができる。したがって、光学式測距装置１の高耐熱化および高精度化を容易に図ることができる。
【０１０７】
また、光学式測距装置１では、アンカー１０ａが、上記のように、発光レンズ５および
受光レンズ６の間で対称となる位置に２つ配置されている。これにより、周囲温度の不均一により膨張（収縮）が一様でない場合に、レンズフレーム１１が滑りにより回転することを防止できる。しかも、温度変化による応力が均等に分散されることから、１つの固定穴９ａに応力が集中しなくなるので、より効果的に滑りを防止することができる。
【０１０８】
したがって、本実施形態の光学式測距装置１は、リフロー等による高温雰囲気中や低温雰囲気中においても、発光素子２および受光素子３と発光レンズ５および受光レンズ６との相対的な位置関係を保つことにより、高い測距精度を維持することができる。
【０１０９】
また、上記の構成においては、２次モールド９がレンズ中心線に対して略対称となる形状に形成されている。これにより、熱膨張（収縮）が均等になり、レンズ中心線に対して対称に配置されたそれぞれのアンカー１０ａにはバランスのとれた応力が作用するので、効果的にレンズフレーム１１の滑りを防止することができる。
【０１１０】
また、上述の２次モールド９および３次モールド１０を形成する遮光性樹脂は同一樹脂であることが好ましい。これにより、２次モールド９および３次モールド１０は同じ熱膨張係数を有するので、その界面において膨張（収縮）が同じになる。それゆえ、レンズフレーム１１に作用する歪応力を低減することができる。したがって、レンズフレーム１１の滑りを防止しやすくなる。
【０１１１】
２次モールド９および３次モールド１０を形成する遮光性樹脂としては、例えば前述のようにＰＰＳが用いられる。このＰＰＳは、樹脂の流動方向に対して２Ｅ−５程度の熱膨張係数を有する。また、レンズフレーム１１を形成する金属としては、例えば銅または銅合金を用いてもよい。この銅または銅合金は、ＰＰＳと同程度（あるいは略等しい）の１．７Ｅ−５の熱膨張係数を有する。このように、２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１とを熱膨張係数が同程度の材料を用いて形成することにより、それぞれの熱膨張（収縮）が同程度になる。これにより、レンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０に対して、より滑りにくくすることができる。
【０１１２】
なお、上記のように、２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１との熱膨張（収縮）が同程度になったとしても、両者の間の滑りが完全になくなるわけではない。例えば、前述のように、リフローの昇温プロファイルと降温プロファイルとが相違することによる加熱時と冷却時との滑りの相違のために、冷却後に２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１との間にずれが生じてしまう。したがって、この場合でも、アンカー１０ａによって、２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１との間の滑りを阻止することが有効であることは勿論である。
【０１１３】
また、レンズフレーム１１を熱膨張係数の大きい銅または銅合金で形成することにより、受発光レンズを樹脂部材で保持する従来の光学式測距装置と同様、周囲熱および自己発熱に応じて生じる熱膨張による受発光レンズ間の距離の変化に相違が生じる。しかしながら、その相違をなくすように温度特性を向上させること（レンズフレーム１１の熱膨張を抑えること）より、リフローによるレンズフレーム１１の滑りを防止することを優先させる必要がある場合は、上記の構成を採用することが好ましい。
【０１１４】
〔変形例１〕
本実施形態の変形例について説明する。図４〜図７は、本実施形態の変形例に係る光学式測距装置１の要部の構成を示す平面図である。
【０１１５】
なお、図４〜図７においては、説明の便宜上、３次モールド１０の記載を省略している。
【０１１６】
〈２つのアンカーを有する構成〉
本変形例に係る光学式測距装置１は、図４に示すように、２次モールド９が２つの固定穴９ｂを有し、レンズフレーム１１が２つの貫通穴１１ｂを有している。
【０１１７】
貫通穴１１ｂは、レンズフレーム１１における一方の長辺側の２つの頂角の近傍に形成されている。また、貫通穴１１ｂは、中心線ＣＬに対して対称な位置に配置されている。
【０１１８】
固定穴９ｂは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ｂと重なる位置に形成される。
【０１１９】
本変形例に係る他の光学式測距装置１は、図５に示すように、２次モールド９が２つの固定穴９ｃを有し、レンズフレーム１１が２つの貫通穴１１ｃを有している。
【０１２０】
一方の貫通穴１１ｃは、レンズフレーム１１における一方の長辺側の１つの頂角の近傍に形成されている。また、他方の貫通穴１１ｃは、レンズフレーム１１における他方の長辺側の上記の頂角と対角の関係にある頂角の近傍に形成されている。
【０１２１】
固定穴９ｃは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ｃと重なる位置に形成される。
【０１２２】
上記の構成では、固定穴９ｂおよび貫通穴１１ｂならびに固定穴９ｃおよび貫通穴１１ｃにアンカー１０ａが形成される。すなわち、アンカー１０ａは、固定穴９ｂおよび貫通穴１１ｂならびに固定穴９ｃおよび貫通穴１１ｃの位置に配置される。このような構造では、２次モールド９および３次モールド１０において周囲温度の変化による膨張（収縮）時に大きな歪みを生じるレンズフレーム１１の周囲部分（端部）が固定される。これにより、レンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０に対して滑りを起こすことはない。また、レンズフレーム１１が２点でアンカー１０ａにより固定されているので、図１（ａ）および（ｂ）に示す構成と同様、不均一な膨張時においてもレンズフレーム１１が回転することもない。
【０１２３】
〈４つのアンカーを有する構成〉
本変形例に係る光学式測距装置１は、図６に示すように、２次モールド９が４つの固定穴９ｄを有し、レンズフレーム１１が４つの貫通穴１１ｄを有している。
【０１２４】
貫通穴１１ｄは、レンズフレーム１１における４つの頂角の近傍に形成されている。また、貫通穴１１ｄは、レンズフレーム１１における同一の長辺側の頂角に位置するもの同士が、中心線ＣＬに対して対称な位置に配置されている。
【０１２５】
固定穴９ｄは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ｄと重なる位置に形成される。
【０１２６】
上記の構成では、固定穴９ｄおよび貫通穴１１ｄにアンカー１０ａが形成される。すなわち、アンカー１０ａは、レンズフレーム１１の４隅に配置される。これにより、レンズフレーム１１を強固に２次モールド９および３次モールド１０の間に固定することができる。
【０１２７】
〈６つのアンカーを有する構成〉
本変形例に係る光学式測距装置１は、図７に示すように、２次モールド９が６つの固定穴９ｅを有し、レンズフレーム１１が６つの貫通穴１１ｅを有している。
【０１２８】
貫通穴１１ｅは、レンズフレーム１１における４つの頂角の近傍に４つ形成され、レンズフレーム１１における発光レンズ５および受光レンズ６の間の中心線ＣＬ上に２つ形成されている。また、貫通穴１１ｅは、レンズフレーム１１における同一の長辺側の頂角に位置するもの同士が、中心線ＣＬに対して対称な位置に配置されている。
【０１２９】
固定穴９ｅは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で貫通穴１１ｅと重なる位置に形成される。
【０１３０】
上記の構成では、固定穴９ｅおよび貫通穴１１ｅにアンカー１０ａが形成される。すなわち、アンカー１０ａは、レンズフレーム１１の４隅と発光レンズ５および受光レンズ６の間とに配置される。これにより、レンズフレーム１１をより強固に２次モールド９および３次モールド１０の間に固定することができる。
【０１３１】
〔変形例２〕
本実施形態の他の変形例について説明する。図８および図９は、レンズフレーム１１の保持構造を形成するためにレンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０の間に固定される工程を示す図である。
【０１３２】
〈レンズフレームがアンカーを有する構成〉
図８（ａ）に示すように、レンズフレーム１１は、貫通穴１１ｆの位置にレンズフレーム１１の面に垂直な方向に筒状に突出するように伸びる突出部１１ｇを有している。貫通穴１１ｆは、突出部１１ｇ内に突出部１１ｇの下端まで形成されている。一方、２次モールド９は、突出部１１ｇが嵌合する形状の固定穴９ｆを有している。
【０１３３】
図８（ａ）に示すように、突出部１１ｇを固定穴９ｆの位置とを合わせるようにして、図８（ｂ）に示すように、突出部１１ｇを固定穴９ｆに嵌め合わせて、２次モールド９上にレンズフレーム１１を重ねる。この状態で、図８（ｃ）に示すように、レンズフレーム１１上に遮光性樹脂を塗布することにより、３次モールド１０が形成される。このとき、貫通穴１１ｆに遮光性樹脂が充填されることによりアンカー１０ａが形成される。このようにして、３次モールド１０は、アンカー１０ａにより２次モールド９およびレンズフレーム１１に固着される。したがって、レンズフレーム１１は、２次モールド９と３次モールド１０との間に挟持されるように固定される。
【０１３４】
上記の構成では、図８（ｃ）に示すように、アンカー１０ａだけでなく、金属からなるレンズフレーム１１の突出部１１ｇを含めて２次モールド９の固定穴９ｆに嵌め込まれる。これにより、滑りが生じるレンズフレーム１１の面方向に対して垂直に、突出部１１ｇからなる金属のアンカーが２次モールド９に打ち込まれることになる。したがって、遮光性樹脂からなるアンカー１０ａのみでレンズフレーム１１を固定する構造と比較して、より強固にレンズフレーム１１を２次モールド９および３次モールド１０の間に固定することができる。よって、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との間の滑りをより確実に防止することができる。
【０１３５】
また、光学式測距装置１の製造において、レンズフレーム１１を２次モールド９上に重ね合わせるときに、固定穴９ｆに嵌合可能な突出部１１ｇが位置決めとして機能する。これにより、レンズフレーム１１の位置決めが容易になり、光学式測距装置１の製造の容易化を図ることができる。
【０１３６】
〈レンズフレームが浮き上がり防止機能を有する構成〉
図９（ａ）に示すように、レンズフレーム１１は、図８（ａ）に示す構成と同様、突出
部１１ｇを有している。この突出部１１ｇは、レンズフレーム１１の面方向と平行な方向に貫通する横穴１１ｈ（穴）を有している。一方、２次モールド９は、図８（ａ）に示す構成と同様、固定穴９ｆを有している。
【０１３７】
図９（ａ）に示すように、突出部１１ｇを固定穴９ｆの位置とを合わせるようにして、図９（ｂ）に示すように、突出部１１ｇを固定穴９ｆに嵌め合わせて、２次モールド９上にレンズフレーム１１を重ねる。この状態で、図９（ｃ）に示すように、レンズフレーム１１上に遮光性樹脂を塗布することにより、３次モールド１０が形成される。このとき、貫通穴１１ｆおよび横穴１１ｈに遮光性樹脂が充填されることにより突起１０ｂを有するアンカー１０ａが形成される。このようにして、３次モールド１０は、アンカー１０ａにより２次モールド９およびレンズフレーム１１に固着される。したがって、レンズフレーム１１は、２次モールド９と３次モールド１０との間に挟持されるように保持される。
【０１３８】
上記の構成では、図９（ｃ）に示すように、図８（ｂ）に示す構成と同様、滑りが生じるレンズフレーム１１の面方向に対して垂直に、突出部１１ｇからなる金属のアンカーが２次モールド９に打ち込まれることになる。したがって、レンズフレーム１１と２次モールド９および３次モールド１０との間の滑りをより確実に防止することができる。
【０１３９】
また、突起１０ｂによっても２次モールド９とレンズフレーム１１とが固定されるので、レンズフレーム１１の面方向と垂直な方向に作用する応力に抗することができる。したがって、レンズフレーム１１が上記の応力によって浮き上がることを防止できる。
【０１４０】
［実施形態２］
本発明に係る他の実施形態について、図１０〜図１２を参照して以下に説明する。
【０１４１】
なお、本実施形態において、前述の実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。
【０１４２】
〔光学式測距装置の構成〕
図１０（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る光学式測距装置２１の構成を示す平面図および断面図である。図１１は、光学式測距装置２１におけるレンズ付レンズフレーム２２の構成を示す平面図である。
【０１４３】
なお、図１０（ａ）および（ｂ）においては、説明の便宜上、３次モールド１０の記載を省略している。
【０１４４】
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、光学式測距装置２１は、光学式測距装置１と同様に、発光素子２、受光素子３、リードフレーム４、発光レンズ５、受光レンズ６、発光側１次モールド７、受光側１次モールド８および２次モールド９を備えている。また、図１０（ａ）および（ｂ）に示さないが、光学式測距装置２１は、３次モールド１０を備えている。さらに、光学式測距装置２１は、図１１に示すレンズ付レンズフレーム２２を備えている。
【０１４５】
２次モールド９は、その上面に、前述の図５に示す２次モールド９と同様に、その上面に、２つの固定穴９ｃを有するとともに、２つの位置決めピン９ｇを有している。
【０１４６】
なお、２次モールド９は、固定穴９ｃに限定されず、図４に示す固定穴９ｂまたは図６に示す固定穴９ｄを有していてもよい。
【０１４７】
位置決めピン９ｇは、２次モールド９の上面に垂直な方向に立ち上がるように形成され
ている。この位置決めピン９ｇは、位置決め用穴１１ｉへの挿入が容易になるように、先端部分にテーパ面を有している。また、位置決めピン９ｇは、発光レンズ５が配置される開口部９１と受光レンズ６が配置される開口部９２との間の中心線ＣＬ上に、Ｎ−Ｎ線（レンズ中心線）に対して互いに対称となる端子４ｂ寄りの位置に配置される。
【０１４８】
図１１に示すように、レンズ付レンズフレーム２２は、レンズフレーム１１に発光レンズ５および受光レンズ６が保持されて構成されている。このレンズフレーム１１は、図５に示すレンズフレーム１１と同様に、２つの貫通穴１１ｃを有しており、さらに２つの位置決め用穴１１ｉを有している。
【０１４９】
なお、レンズフレーム１１は、貫通穴１１ｃに限定されず、図４に示す貫通穴１１ｂまたは図６に示す貫通穴１１ｄを有していてもよい。
【０１５０】
位置決め用穴１１ｉは、レンズフレーム１１が２次モールド９上の所定の位置に配置された状態で、位置決めピン９ｇに嵌合される大きさおよび位置に配置される。また、位置決め用穴１１ｉは、発光レンズ５および受光レンズ６の間における２つの長辺寄りに配置される。
【０１５１】
上記の構成では、２次モールド９が位置決めピン９ｇを有しているので、光学式測距装置２１の製造において、位置決め用穴１１ｉに位置決めピン９ｇを挿入することにより、レンズフレーム１１の位置決めを行うことができる。これにより、レンズフレーム１１の位置決めが容易になり、光学式測距装置２１の製造の容易化を図ることができる。
【０１５２】
ここで、位置決めピン９ｇは、位置決め用穴１１ｉに挿入されるときに破損しないように、一定の強度が要求されることから、所定以上の直径を必要とする。このため、図１０（ａ）に示すように、２次モールド９の上面における開口部９１，９２の間の比較的広い中央部分に、十分な強度を有する位置決めピン９ｇが配置される。一方、アンカー１０ａを形成するために固定穴９ｃは、２次モールド９の中央部分ではなく、端子４ｂが設けられていない端部側に配置される。
【０１５３】
位置決めピン９ｇは、上記のように十分な強度を有するように形成されることから、アンカー１０ａと同様に、レンズフレーム１１を固定することにより、２次モールド９および３次モールドとレンズフレーム１１との間の滑りの防止に寄与することができる。また、位置決めピン９ｇ（凸部）は、図３（ｄ）に示す前述の固定ピン９ｈと同様、射出成形によって形成される３次モールド１０と結合することから、固定ピン９ｈと同様のレンズフレーム１１の保持効果を有する。
【０１５４】
ただし、位置決めピン９ｇを位置決め用穴１１ｉに挿入できるように、挿入された状態で位置決めピン９ｇと位置決め用穴１１ｉとの間には隙間が設けられている。このため、２次モールド９および３次モールド１０とレンズフレーム１１との間には、上記の隙間により僅かなずれが生じてしまう。したがって、発光素子２および受光素子３と発光レンズ５および受光レンズ６との相対的な位置関係のずれをより少なくする観点では、遮光性樹脂が固定穴９ｃおよび貫通穴１１ｃに隙間なく充填されることにより形成されるアンカー１０ａを用いる方が好ましい。
【０１５５】
〔光学式測距装置の製造〕
光学式測距装置２１の製造手順について説明する。図１２（ａ）〜（ｆ）は、光学式測距装置２１の製造における各工程を示す断面図である。
【０１５６】
なお、図１２（ｄ）〜（ｆ）に示す位置決め用穴１１ｉは、説明の便宜上、レンズ中心
線（図１０（ａ）のＮ−Ｎ線）の断面に位置するように描かれているが、実際には図示する位置に存在していない。
【０１５７】
まず、図１２（ａ）に示すように、リードフレーム４上に発光素子２と受光素子３とを配置する。この状態で、Ａｕワイヤ（図示せず）により、発光素子２および受光素子３と端子４ｂとを電気的に接続する。
【０１５８】
次に、図１２（ｂ）に示すように、透光性樹脂により発光素子２を封止することにより発光側１次モールド７を形成する。同時に、透光性樹脂により受光素子３を封止することにより受光側１次モールド８を形成する。
【０１５９】
別工程では、図１２（ｃ）に示すように、発光レンズ５および受光レンズ６をレンズフレーム１１に透光性樹脂により形成する。このレンズフレーム１１には、位置決め用穴１１ｉが位置決めピン９ｇに対応する位置に予め形成されている。
【０１６０】
その後、図１２（ｄ）に示すように、遮光性樹脂により２次モールド９を形成する。このとき、２次モールド９の上面における開口部９１，９２の間の領域には、位置決めピン９ｇが形成される。
【０１６１】
さらに、図１２（ｅ）に示すように、位置決めピン９ｇを位置決め用穴１１ｉに挿入することにより、２次モールド９上にレンズフレーム１１を配置する。
【０１６２】
そして、図１２（ｆ）に示すように、遮光性樹脂により３次モールド１０を形成することにより光学式測距装置２１が完成する。
【０１６３】
なお、実施形態１に係る光学式測距装置１も上記の工程と同様にして製造することができる。光学式測距装置１は、位置決めピン９ｇを有していないので、位置決めピン９ｇによるレンズフレーム１１の位置決めの工程は省かれる。しかしながら、光学式測距装置１にも、２次モールド９に位置決めピン９ｇと同様な位置決めピンを設け、レンズフレーム１１に位置決め用穴１１ｉと同様な位置決め用穴を設けてもよい。これにより、図１２（ｅ）に示すようなレンズフレーム１１の位置決め工程を実施することができる。この場合、発光レンズ５および受光レンズ６の間の領域がアンカー１０ａの形成のために使用されない図４、図５および図６に示す構成に、上記の位置決めピンおよび位置決め用穴を設けることが好ましい。
【０１６４】
［実施形態３］
本発明に係るさらに他の実施形態について、図１３および図１４を参照して以下に説明する。
【０１６５】
なお、本実施形態において、前述の実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。
【０１６６】
〔光学式測距装置の構成〕
図１３は、本発明のさらに他の実施形態に係る光学式測距装置３１の構成を示す断面図である。図１４（ａ）および（ｂ）は、光学式測距装置３１におけるレンズ付レンズフレーム３２の構成を示す平面図および断面図である。
【０１６７】
なお、図１４（ａ）においては、説明の便宜上、貫通穴の記載を省略している。
【０１６８】
図１３に示すように、光学式測距装置３１は、光学式測距装置１と同様に、発光素子２
、受光素子３、リードフレーム４、発光側１次モールド７、受光側１次モールド８、２次モールド９および３次モールド１０を備えている。また、光学式測距装置３１は、レンズ付レンズフレーム３２を備えている。
【０１６９】
図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、レンズ付レンズフレーム３２は薄膜部３３を有している。薄膜部３３は、発光レンズ５および受光レンズ６が取り付けられる部分以外のレンズフレーム１１の表面、裏面または両面の領域に、発光レンズ５および受光レンズ６を形成する樹脂と同樹脂により一体に形成されている。
【０１７０】
上記のように構成される光学式測距装置３１において、レンズ付レンズフレーム３２のレンズフレーム１１が薄膜部３３により覆われているので、レンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０と接しない。これにより、図１３において破線で示す破線で示すＵ部、Ｖ部およびＷ部では、レンズ付レンズフレーム３２と２次モールド９および３次モールド１０とが樹脂同士で接触することとなり、密着性が高まる。したがって、レンズフレーム１１が２次モールド９および３次モールド１０と接する構成と比較して、滑りの発生をより低減することができる。
【０１７１】
例えば、発光レンズ５における３次モールド１０の外側端部のＵ部で滑りが発生するためには、３次モールド１０の中心側のＶ部および反対側の外側端部のＷ部でも同様に滑りを起こす必要がある。このため、非常に大きな応力が作用しない限り滑りが生じることはない。それゆえ、滑り防止の大きな効果を期待することができる。
【０１７２】
ただし、Ｖ部におけるレンズフレーム１１の下面側の薄膜部３３は、その膜厚によっては、発光素子２から出射した光の導波路となって受光素子３側へ直接入射するパスとなりえる。したがって、薄膜部３３については、光が侵入しないような膜厚の設計や、薄膜部３３内で光の迷路となるような薄膜構造を採用することが好ましい。
【０１７３】
また、上記の構成では、薄膜部３３が発光レンズ５および受光レンズ６を形成する樹脂と同樹脂により一体に形成されている。これにより、レンズフレーム１１に発光レンズ５および受光レンズ６を形成するときに、同時に薄膜部３３を形成することができる。したがって、薄膜部３３を容易に形成することができる。
【０１７４】
［実施形態４］
本発明に係るさらに他の実施形態について、図１５を参照して以下に説明する。
【０１７５】
図１５は、電子機器としてのパーソナルコンピュータ（パソコン）５１を示す斜視図である。
【０１７６】
図１５に示すように、パソコン５１は、本体部５２および表示部５３を有している。表示部５３の額縁部分の上端部には光学式測距装置５４が取り付けられている。光学式測距装置５４としては、前述の高耐熱かつ高性能である光学式測距装置１，２１，３１のうちのいずれか１つが用いられる。
【０１７７】
このパソコン５１では、光学式測距装置５４によってパソコン５１の前における人の有無を正確に検知することができる。これにより、パソコン５１の前から人がいなくなるとパソコン５１の動作をスリープモードに切り替えることによって、省エネルギー化を効率よく行うことが可能となる。
【０１７８】
また、光学式測距装置５４は、高耐熱かつ高性能であるので、リフローにより容易に短時間で大量に基板に実装することができる。
【０１７９】
なお、光学式測距装置５４を搭載することができる電子機器は、パソコン５１に限定されない。例えば、光学式測距装置５４は非接触での操作に用いることができる。具体的には、キッチン家電やサニタリ機器では、非接触で動作をＯＮ／ＯＦＦさせる非接触スイッチとして光学式測距装置５４を利用することができる。また、手までの距離を検知してボリュームコントロールを行うなど、手が濡れていたり汚れていたりする場合における電子機器の操作に光学式測距装置５４を利用することができる。
【０１８０】
［比較例］
本発明に係る比較例について、図１６を参照して以下に説明する。
【０１８１】
図１６（ａ）および（ｂ）は、本比較例に係る光学式測距装置６１の構成を示す平面図および断面図である。
【０１８２】
図１６に示すように、光学式測距装置６１は、発光素子６２、受光素子６３、リードフレーム６４、発光レンズ６５、受光レンズ６６、ベース６７、ケース６８およびレンズフレーム６９を備えている。
【０１８３】
リードフレーム６４上に形成された発光素子６２および受光素子６３は、遮光性樹脂からなるベース６７によって封止されている。ベース６７は、発光素子６２からの出射光および受光素子６３への入射光を互いに遮光する遮光壁６７ａと、側方に形成される側壁６７ｂとを有している。さらに、側壁６７ｂを覆うように遮光性樹脂からなるケース６８が形成されている。
【０１８４】
レンズフレーム６９は、金属により平板状に形成されており、発光レンズ６５および受光レンズ６６を保持している。このレンズフレーム６９は、ベース６７およびケース６８の間に挟持されるように保持されている。
【０１８５】
上記のように構成される光学式測距装置６１では、レンズフレーム６９が、ベース６７およびケース６８を形成する遮光性樹脂の熱膨張係数より小さい熱膨張係数を有する金属により形成されている。これにより、周囲熱または発光素子６２および受光素子６３の自己発熱によってベース６７およびケース６８が熱膨張しても、レンズフレーム６９はほとんど膨張することがない。それゆえ、周囲熱および自己発熱による発光レンズ６５および受光レンズ６６の間の距離の変化量の差がほとんどない。したがって、前述の光学式測距装置６００のように、周囲熱および自己発熱によるレンズ間距離の変化量の相違が生じることなく、測距精度の低下を防ぐことができる。
【０１８６】
しかしながら、光学式測距装置６１に対してリフローによるはんだ付けを行う場合、短時間ではあるが周囲温度が２６０℃程度に上昇する。このため、発光レンズ６５および受光レンズ６６、ベース６７およびケース６８を構成する樹脂が大きく膨張する一方、リードフレーム６４やレンズフレーム６９を構成する金属は樹脂に比べるとその熱膨張係数が小さくほとんど膨張しない。
【０１８７】
このため、ベース６７およびケース６８とレンズフレーム６９との界面で熱膨張係数の差に起因する応力が大きくなる。この結果、レンズフレーム６９が、ベース６７およびケース６８を構成する樹脂に対して滑ってしまう。この滑りが発生すると、リフロー後に常温に戻ったときに、リフロー前の発光レンズ６５および受光レンズ６６と発光素子６２および受光素子６３との相対的な位置関係が変化する。したがって、前述の三角測量の原理によって得られる反射光のスポット位置が変化するため、測距値が正確な値からシフトするという不都合が生じる。
【０１８８】
これに対し、前述の各実施形態に係る光学式測距装置１，２１，３１では、アンカー１０ａでレンズフレーム１１を保持することにより、上記のような滑りの発生を抑えることができる。したがって、リフローによる高熱に対しても、測距精度の低下を防ぐことができる。
【０１８９】
［付記事項］
本発明は、下記のようにも表現することができる。
【０１９０】
光学式測距装置は、測距対象物までの距離を測定する光学式測距装置であって、実装部材上に実装された発光素子と、上記発光素子の出射光を上記測距対象物に照射する発光レンズと、上記実装部材上に実装され、上記測距対象物による反射光が集束する位置を検出する受光素子と、上記反射光を上記受光素子に集束させる受光レンズと、上記発光素子および上記受光素子を封止する透光性樹脂体と、上記透光性樹脂体を封止する第１の遮光性樹脂体と、金属で形成され、上記発光レンズおよび上記受光レンズが設けられたレンズフレームと、上記第１の遮光性樹脂体を封止するとともに、上記第１の遮光性樹脂体とで上記レンズフレームを保持する第２の遮光性樹脂体とを備え、上記レンズフレームには所定の位置に貫通穴が形成され、上記第１の遮光性樹脂体には上記レンズフレームの貫通穴と一致する位置に固定穴が形成され、上記第２の遮光性樹脂体は上記貫通穴および上記固定穴に遮光性樹脂が充填されることにより形成される充填部を有していることを特徴としている。
【０１９１】
上記構成においては、第２の遮光性樹脂体は、遮光性樹脂が、レンズフレームに形成された貫通穴を通して第１の遮光性樹脂体に形成された固定穴に充填されることにより形成される充填部を有している。これにより、レンズフレームは、第１の遮光性樹脂体と第２の遮光性樹脂体とに保持された状態で、さらに充填部によって固定される。それゆえ、光学式測距装置をリフロー処理するときの周囲温度変化により、レンズフレームと第１および第２の遮光性樹脂体との界面に熱膨張による応力が作用する場合においても、それぞれが滑りを起こすことはない。
【０１９２】
また、充填部は、貫通穴および固定穴に隙間のない状態で流れ込んだ遮光性樹脂が固化することにより形成される。これに対し、充填部の代わりにピン等の固定部を貫通穴および固定穴に挿入する構造では、固定部の挿入のために固定部と貫通穴および固定穴との間に隙間を設ける必要があり、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの間にその隙間によるずれが生じる。充填部は、このような隙間を生じないので、第１および第２の遮光性樹脂体とレンズフレームとの間のずれをなくすことができる。
【０１９３】
したがって、リフロー処理後の発光レンズおよび受光レンズと発光素子および受光素子との相対的な位置関係が保たれる。よって、光学式測距装置の耐熱性および測距精度を高いレベルに維持することができる。
【０１９４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
本発明に係る光学式測距装置は、リフローによるはんだ付けにより電子機器に実装されることに対して好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１９６】
１ 光学式測距装置
２ 発光素子
３ 受光素子
４ リードフレーム（実装部材）
５ 発光レンズ
６ 受光レンズ
７ 発光側１次モールド（透光性樹脂体）
８ 受光側１次モールド（透光性樹脂体）
９ ２次モールド（第１の遮光性樹脂体）
９ａ〜９ｆ 固定穴
９ｇ 位置決めピン（凸部）
９ｈ 固定ピン（凸部）
１０ ３次モールド（第２の遮光性樹脂体）
１０ａ アンカー（凸部）
１０ｂ 突起
１１ レンズフレーム
１１ａ〜１１ｆ 貫通穴
１１ｇ 突出部
１１ｈ 横穴（穴）
１１ｉ 位置決め用穴
２１ 光学式測距装置
２２ レンズ付レンズフレーム
３１ 光学式測距装置
３２ レンズ付レンズフレーム
３３ 薄膜部（薄膜）
５１ パソコン（電子機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距対象物までの距離を測定する光学式測距装置であって、
実装部材上に実装された発光素子と、
上記発光素子の出射光を上記測距対象物に照射する発光レンズと、
上記実装部材上に実装され、上記測距対象物による反射光が集束する位置を検出する受光素子と、
上記反射光を上記受光素子に集束させる受光レンズと、
上記発光素子および上記受光素子を封止する透光性樹脂体と、
上記出射光が上記発光素子から上記発光レンズに至る空間および上記反射光が上記受光レンズから上記受光素子に至る空間を形成するように上記透光性樹脂体を覆う第１の遮光性樹脂体と、
金属で形成され、上記発光レンズおよび上記受光レンズを保持するレンズフレームと、
上記第１の遮光性樹脂体を封止するとともに、上記第１の遮光性樹脂体とで上記レンズフレームを保持する第２の遮光性樹脂体とを備え、
上記レンズフレームには貫通穴が形成され、
上記第１の遮光性樹脂体または上記第２の遮光性樹脂体のいずれか一方が他方側に向けて突出する凸部を有し、当該凸部が上記貫通穴を貫通して上記レンズフレームから突出した状態で、他方が当該凸部の突出部分と結合していることを特徴とする光学式測距装置。
【請求項２】
上記第１の遮光性樹脂体には上記レンズフレームの上記貫通穴と一致する位置に固定穴が形成され、
上記第２の遮光性樹脂体は上記凸部を有しており、当該凸部は上記貫通穴および上記固定穴に遮光性樹脂が充填されることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項３】
上記第１の遮光性樹脂体は上記凸部を有し、
上記第２の遮光性樹脂体は遮光性樹脂が上記レンズフレームの上を覆うことにより上記凸部と結合していることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項４】
上記貫通穴は上記発光レンズおよび上記受光レンズの間に少なくとも２つ形成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光学式測距装置。
【請求項５】
上記貫通穴は上記レンズフレームの端部側に少なくとも２つ形成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光学式測距装置。
【請求項６】
上記貫通穴は上記レンズフレームの４隅に形成されることを特徴とする請求項５に記載の光学式測距装置。
【請求項７】
上記貫通穴は上記発光レンズおよび上記受光レンズの間に２つ形成されることを特徴とする請求項６に記載の光学式測距装置。
【請求項８】
上記貫通穴の位置は、上記発光レンズの中心と上記受光レンズの中心とを結ぶレンズ中心線の中心を通り、かつ当該レンズ中心線に直交する中心線について対称であることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の光学式測距装置。
【請求項９】
上記レンズフレームは上記レンズフレームの面に垂直な方向に突出する突出部を有し、当該突出部内に上記貫通穴が形成され、
上記突出部が上記固定穴に嵌合されていることを特徴とする請求項２に記載の光学式測距装置。
【請求項１０】
上記突出部は上記レンズフレームの面方向と平行な方向に貫通する穴が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光学式測距装置。
【請求項１１】
上記レンズフレームの表面、裏面または両面に、上記発光レンズおよび上記受光レンズを形成する透光性樹脂により薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項１２】
上記第１の遮光性樹脂体は上記発光レンズの中心と上記受光レンズの中心とを結ぶレンズ中心線について略対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項１３】
上記第１の遮光性樹脂体および上記第２の遮光性樹脂体は同一樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項１４】
上記レンズフレームを形成する金属の熱膨張係数と上記第１の遮光性樹脂体および上記第２の遮光性樹脂体の熱膨張係数とが略等しいことを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項１５】
上記レンズフレームを形成する金属は銅または銅合金であることを特徴とする請求項１４に記載の光学式測距装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載された光学式測距装置を搭載していることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
測距対象物までの距離を測定する光学式測距装置であって、
実装部材上に実装された発光素子と、
上記発光素子の出射光を上記測距対象物に照射する発光レンズと、
上記実装部材上に実装され、上記測距対象物による反射光が集束する位置を検出する受光素子と、
上記反射光を上記受光素子に集束させる受光レンズと、
上記発光素子および上記受光素子を封止する透光性樹脂体と、
上記出射光が上記発光素子から上記発光レンズに至る空間および上記反射光が上記受光レンズから上記受光素子に至る空間を形成するように上記透光性樹脂体を覆う第１の遮光性樹脂体と、
金属で形成され、上記発光レンズおよび上記受光レンズを保持するレンズフレームと、
上記第１の遮光性樹脂体を封止するとともに、上記第１の遮光性樹脂体とで上記レンズフレームを保持する第２の遮光性樹脂体とを備え、
上記レンズフレームには貫通穴が形成され、
上記第１の遮光性樹脂体または上記第２の遮光性樹脂体のいずれか一方が他方側に向けて突出する凸部を有し、当該凸部が上記貫通穴を貫通して上記レンズフレームから突出した状態で、他方が当該凸部の突出部分と結合していることを特徴とする光学式測距装置。
【請求項２】
上記第１の遮光性樹脂体には上記レンズフレームの上記貫通穴と一致する位置に固定穴が形成され、
上記第２の遮光性樹脂体は上記凸部を有しており、当該凸部は上記貫通穴および上記固定穴に遮光性樹脂が充填されることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項３】
上記第１の遮光性樹脂体は上記凸部を有し、
上記第２の遮光性樹脂体は遮光性樹脂が上記レンズフレームの上を覆うことにより上記凸部と結合していることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項４】
上記貫通穴は上記発光レンズおよび上記受光レンズの間に少なくとも２つ形成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光学式測距装置。
【請求項５】
上記貫通穴は上記レンズフレームの端部側に少なくとも２つ形成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光学式測距装置。
【請求項６】
上記貫通穴は上記レンズフレームの４隅に形成されることを特徴とする請求項５に記載の光学式測距装置。
【請求項７】
上記貫通穴は上記発光レンズおよび上記受光レンズの間に２つ形成されることを特徴とする請求項６に記載の光学式測距装置。
【請求項８】
上記貫通穴の位置は、上記発光レンズの中心と上記受光レンズの中心とを結ぶレンズ中心線の中心を通り、かつ当該レンズ中心線に直交する中心線について対称であることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の光学式測距装置。
【請求項９】
上記レンズフレームは上記レンズフレームの面に垂直な方向に突出する突出部を有し、当該突出部内に上記貫通穴が形成され、
上記突出部が上記固定穴に嵌合されていることを特徴とする請求項２に記載の光学式測距装置。
【請求項１０】
上記突出部は上記レンズフレームの面方向と平行な方向に貫通する穴が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光学式測距装置。
【請求項１１】
上記レンズフレームの表面、裏面または両面に、上記発光レンズおよび上記受光レンズを形成する透光性樹脂により薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項１２】
上記第１の遮光性樹脂体は上記発光レンズの中心と上記受光レンズの中心とを結ぶレンズ中心線について略対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項１３】
上記第１の遮光性樹脂体および上記第２の遮光性樹脂体は同一樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項１４】
上記レンズフレームを形成する金属の熱膨張係数と上記第１の遮光性樹脂体および上記第２の遮光性樹脂体の熱膨張係数とが略等しいことを特徴とする請求項１に記載の光学式測距装置。
【請求項１５】
上記レンズフレームを形成する金属は銅または銅合金であることを特徴とする請求項１４に記載の光学式測距装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載された光学式測距装置を搭載していることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−３３０２２（Ｐ２０１３−３３０２２Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７０１８２（Ｐ２０１２−７０１８２）
【出願日】平成２４年３月２６日（２０１２．３．２６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２６日（２０１２．３．２６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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