[发明专利]光点位置检测装置和光部件、电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及检测通过光学系统在固体拍摄元件上形成的光点的位置的光 点位置检测装置和包含其的光部件、以及包含该光部件的电子设备。

背景技术

作为搭载了光点位置检测装置的装置的代表，有光学式测距装置，所述 光点位置检测装置检测通过光学系统在固体拍摄元件上形成的光点在上述固 体拍摄元件上的位置。该光学式测距装置的测定原理一般利用已知的三角测 距，基于来自测定对象物的反射光束相对于上述固体拍摄元件的入射角根据 至上述测定对象物的距离而变化的原理，检测上述固体拍摄元件上的受光点 位置从而计算至上述测定对象物的距离。

作为这样的光学式测距装置有(日本)特开平5-280973号公报(专利文 献1)中公开的测距装置。在该测距装置中，如图19所示，具有相互平行的 光轴的投光镜1和受光镜2相隔基线长度S量而配置，投光镜1的光轴上配 置有近红外发光LED(IRED)3，在受光镜2的光轴上的从受光镜2距离受 光镜2的焦点距离fj的位置，配置有从上述光轴偏离距离a的地方有端面的 长度b的位置检测元件(PSD)4。

从上述IRED3射出的光能在距离L处的被摄体5上反射，并通过受光镜 2在PSD4上成像。该PSD4上有两个输出端子1ch和2ch，通过去除太阳光 等稳定光电流分量，从而在来自输出端子1ch、2ch的输出电流i₁、i₂和反射 光点的入射位置x之间成立规定的关系式。因此，通过进行IRED3的驱动和 距离运算的信号处理IC(集成电路)，求出[i₂/(i₁+i₂)]，能够求出至被摄体5 的距离L的倒数。

此外，作为受光元件而代替上述PSD利用了固体拍摄装置的光学式测距 装置，有在(日本)特开平11-337815号公报(专利文献2)中公开的照相机 用测距装置。在该照相机用测距装置中，如图20所示，红外LED6发射的光 通过投光镜7而到达被摄体8，该反射光经由受光镜9而入射到成为固体拍 摄装置的受光元件10。根据在该固体拍摄装置10的哪个位置有红外LED6 的像，进行有源方式的测距。此时，固体拍摄装置10上的红外LED6的像的 位置的检测是通过计算在固体拍摄装置10上成像的光点的光量分布来求出 的。

对光学式测距装置，在能够测定从近距离至远距离的宽范围的至测定对 象物的距离，且即使在屋外等环境光强的环境下也能够测定等性能提高和小 型化这一点上，具有各种要求。

在上述专利文献1中公开的测距装置中，由上述IRED3、PSD4以及上 述信号处理IC的三个芯片构成。此外，PSD4的光点位置的检测分辨率低， 因此需要PSD4的尺寸比较大，受光发光间距离S取较大的值。从而，在小 型化这一点上有很多困难。而且，由于PSD4的尺寸大，因此在制造成本上 难以应对与信号处理IC一同集成在一个芯片上。

相对于此，在上述专利文献2中公开的照相机用测距装置中，由于利用 固体拍摄装置作为上述受光元件10，因此能够在受光元件10内内置信号处 理电路。从而，能够由作为红外LED6的发光元件和作为固体拍摄元件的受 光元件10的2个芯片构成，这一点在小型化上出色。而且，对于受光元件 10的光点的位置分辨率，也比上述专利文献1的PSD4出色，因此能够使投 光镜7和受光镜9之间的距离减小，在小型化上出色。

此外，为了能够进行从近距离至远距离的宽范围的距离测定，需要将受 光元件中的受光量的动态范围(dynamic range)设为较宽。关于这一点，在 上述专利文献1中公开的测距装置中，控制积分条件和投光条件等，从而来 自PSD4的输出数据被纳入A/D变换部件的可变换的范围内。

此外，关于提高耐环境光这一点上，在上述专利文献1中公开的测距装 置中，通过控制对于来自PSD4的输出电流i₁、i₂的积分条件等，从而使数据 不会对于A/D变换单元部件的动态范围饱和，从积累的数据提取信号分量。 此外，在上述专利文献2中公开的照相机用测距装置中，利用可见光截止滤 波器，从有无滤波器的差提取信号分量。

但是，上述以往的光学式测距装置存在以下的问题。