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专利名称：光学式检测装置及使用该光学式检测装置的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学式检测装置及使用该光学式检测装置的设备。
背景技术：
以往，作为光学式检测装置，提出了用于在规定的检测区域内检测从人体发出的红外线的变化量、并对照明器具等设备进行控制的用途的光学检测装置(例如日本国专利第3090336号公报及日本国专利第3090337号公报)。上述2个文献所记载的光学式检测装置具备多分割透镜(multi segmentlens)，在ー个平面上组合有焦点位置大致相同的多片透镜；以及红外线检测元件，作为配置在上述焦点位置的受光元件。另外，上述2个文献记载有在作为红外线检测元件而使用 4个受光部(元件単元)并列的结构，作为多分割透镜而使用15个透镜以每列5个排列3列的结构的情况下，产生4X 15个检测光束。多分割透镜的各透镜的第一面是平面，第二面是具有与第一面的法线斜交的主轴的双曲面。具体地说，如图19所示，在透镜101中，使作为第二面的双曲面120的旋转轴C以与作为第一面的平面110的法线H成角度0的方式傾斜。在此，如果将透镜101的顶点0与红外线检测元件(未图示)的中心的距离设为L、将透镜101的焦点距离设为f，则经过透镜的顶点0而到达焦点F的入射光D与法线H所成的角度S为[数I]8 =arctan (L/f)式(I)此外，如果将透镜101的折射率设为n，则[数2]n sin 0 =sin 6 式⑵因此，角度0由下式决定[数3]9 =arcsin (sin 6 /n)式(3)透镜101作为聚光光学系统而设置，经过顶点0而到达焦点F的入射光D与法线H成角度S，并且无像差地聚光于焦点F。此外，在该透镜101中，如果增大角度0，则无像差地聚光于焦点F的入射光D与法线H所成的角度5也变大。另外，在上述2个文献中记载有作为多分割透镜的材料而采用聚こ烯，通过注塑成型来制作多分割透镜。然而，在由聚こ烯形成的透镜101中，即使壁厚为1mm，向透镜101的平面110垂直入射的波长IOym附近的红外线的透射率也不过是40%，壁厚越厚则透射率越降低。并且，相对于透镜101的平面110从非垂直的方向入射的入射光D的光路长度度比透镜101的最大壁厚更长，透射率可能会过低。此外，在由聚こ烯形成的透镜101中，在壁厚的变化较大的情况下，由于在注塑成型的冷却、硬化过程中产生的收缩不均等，在透镜101的表面产生缩痕(sink mark),会有损于透镜101的外观。因此，在上述2个文献中，为了抑制透射率的降低和缩痕的产生，将透镜101的最小壁厚设为注塑成型时的聚こ烯的流动性方面所允许的最小值0. 3mm，将给透镜面积(有效透镜面积)的确保带来影响的透镜101的最大最小壁厚差设为确保与光学式检测装置的用途(厨房灯用)对应的规定透镜面积所需要的最小值0. 5_，从而将透镜101的最大壁厚抑制为Imm以下。此外，在日本国专利公告7-36041号公报中，如图20所示，将聚光透镜401设为菲涅耳透镜，为了抑制轴外像差的产生，使第二面的各双曲面421、422、423所共用的旋转轴C与作为第一面的平面410斜交。在此，各双曲面421、422、423分别构成透镜面。
上述文献记载有在图20的菲涅耳透镜401中，能够根据各双曲面421、422、423所共用的旋转轴C与平面410所成的角度，在无像差地聚光于焦点的平行光线与平面410的法线N之间具有角度。因此，在图20的菲涅耳透镜401中，能够抑制轴外像差的产生，能够将来自与平面410的法线N斜交的方向的光线高效地聚光。然而，在构成出射面的各双曲面421、422、423的旋转轴C与作为入射面的平面410的法线N斜交的菲涅耳透镜401中，各双曲面421、422、423相对于平面410的法线N并不是旋转对称。因此，菲涅耳透镜401及用于菲涅耳透镜401的模具很难通过转盘等的旋转加工来制作。因此，在制作菲涅耳透镜401及用于菲涅耳透镜401的模具时，使用多轴控制的加エ机，如图21所示，需要通过仅使刀尖半径(也称作圆角半径)为几Pm的鋭利的车刀(エ具)430的刃尖与工作物440点接触而以微小间距进行切削加工，来形成各双曲面421、422、423或各曲面。工作物440是用于直接形成菲涅耳透镜401的基材或用于形成模具的基材。因此，上述的制作菲涅耳透镜401及菲涅耳透镜401用模具的加工时间变长，成为菲涅耳透镜401的成本增加的重要原因。与此相对，在菲涅耳透镜的包含作为入射面的平面的法线在内的剖面形状中，如果各透镜面的剖面形状为直线，则如图22所示，通过使车刀430相对于工作物440傾斜，而使刀刃的侧面线接触来进行切削加工，能够形成与透镜面或透镜面相对应的曲面，所以能够大幅缩短加工时间。在此，已知的是，在出射面上的各透镜面的形状以入射面的法线为旋转轴而旋转对称的菲涅耳透镜中，用圆锥台的侧面对各透镜面进行近似，从而能够使各透镜面的剖面形状为直线(美国专利第4787722号说明书)。另外，在上述的日本国专利公告7-36041号公报所公开的菲涅耳透镜401及上述的美国专利第4787722号说明书所公开的菲涅耳透镜中，成为对象的光线为红外线，在这2个文献中，公开了作为透镜材料而使用聚こ烯。然而，本申请发明者考虑了如下情况在搭载光学式检测装置的设备中，多分割透镜构成设备的外观的一部分，所以为了避免损害设备的设计性，在多分割透镜的各透镜中将红外线入射的一侧的面的形状设为平面或者曲率较小的曲面。在此，在搭载光学式检测装置的设备为防犯传感器的情况下，可能会设置成不让可疑者意识到光学式检测装置的存在及防犯传感器的检测区域。而且，本申请发明者还考虑到，在作为搭载光学式检测装置的设备而考虑例如电视机、个人计算机的显示器等设备那样的、人与光学式检测装置的距离比较短的设备、或防犯传感器等设备的情况下，多分割透镜的外观很重要，优选为即便从较近处(例如以30cm左右)窥视也无法通过肉眼视觉辨认出透镜图案。因此，在上述的光学式检测装置中，可以想到将多分割透镜的各透镜101的最大最小壁厚差设为比例如上述0. 5mm的值更小的值，这样虽然能够加大视觉辨认透镜图案的难度，但是另一方面，无法确保规定的透镜面积，结果导致灵敏度降低。因此，作为能够加大视觉辨认形成于第二面侧的透镜图案的难度的透镜，有采用菲涅耳透镜的选项。然而，在出射面上的各透镜面的形状以入射面的法线为旋转轴而旋转対称的菲涅耳透镜中，在用圆锥台的侧面对各透镜面进行近似时，在利用从外界向第一面倾斜入射的入射光(例如红外线)的情况下，会产生轴外像差。

发明内容
因此，本发明的目的在于，提供ー种光学式检测装置及使用该光学式检测装置的设备，通过加大从各透镜的第一面侧视觉辨认出形成于多分割透镜的各透镜的第二面侧的透镜图案的难度，能够提高多分割透镜的外观，还能够抑制利用从外界向第一面倾斜入射的入射光的透镜的轴外像差的产生，抑制灵敏度的降低，并且能够实现低成本化。本发明的光学式检测装置具备多分割透镜，组合有多片透镜，所述各透镜的焦点位置相同；以及红外线传感器，具有配置在所述焦点位置的红外线受光元件；所述多分割透镜的所述各透镜是与第一面相反侧的第二面具有多个透镜面的菲涅耳透镜，所述多个所述透镜面中的至少I个所述透镜面由椭圆锥的侧面的一部分构成，所述第一面上的各点的法线中的与由所述椭圆锥的侧面的一部分构成的所述透镜面交叉的任意的法线，和与该任意的法线所交叉的所述透镜面对应的所述椭圆锥的中心轴不平行。在本发明的光学式检测装置中，能够通过从各透镜的第一面侧不容易视觉辨认出在多分割透镜的各透镜的第二面侧形成的透镜图案来提高多分割透镜的外观，还能够抑制利用从外界向第一面倾斜入射的入射光的透镜产生轴外像差而抑制灵敏度降低，而且实现了低成本化。在该光学式检测装置中，优选的是，所述多个所述透镜面中的至少2个所述透镜面分别由所述中心轴不同的所述椭圆锥的所述侧面的所述一部分构成，越是与位于外侧的所述透镜面对应的所述椭圆锥，所述中心轴和所述法线所成的角度越大。在该光学式检测装置中，优选的是，所述各透镜中的所述多个所述透镜面中的中央的所述透镜面，由曲率连续地变化的非球面的一部分构成，所述第一面上的各点的法线中的与由所述非球面的一部分构成的中央的所述透镜面交叉的任意的法线，和与该任意的法线所交叉的中央的所述透镜面对应的所述非球面的对称轴不平行。在该光学式检测装置中，优选的是，所述非球面是双曲面。在该光学式检测装置中，优选的是，所述多分割透镜设定成，在所述多片所述透镜中，越是远离所述多分割透镜的中心的所述透镜，所述第二面的透镜面积越大。在该光学式检测装置中，优选的是，所述多分割透镜设定成，所述各透镜的最大壁厚成为相同的壁厚。在该光学式检测装置中，优选的是，所述红外线受光元件具备形成为长方形状的多个元件単元，所述多个所述元件单元以各自的短边方向一致的方式排列。在该光学式检测装置中，优选的是，所述红外线受光元件将形成为正方形状的4个元件単元排列为2 X 2的矩阵状，并将利用一直线把所述4个所述元件単元中的位于对角位置的2个所述元件単元各自的I个对角线彼此连结起来的方向作为左右方向来配置。在该光学式检测装置中，优选的是，由所述多分割透镜的所述各透镜和所述红外线检测元件形成的多个检测光束的配置为棋盘格状配置。在该光学式检测装置中，优选的是，所述多片所述透镜至少具备沿着ー个方向以直线状排列的第一透镜群，所述红外线受光元件将形成为正方形状的4个元件単元排列为2X2的矩阵状，以使利用一直线把所述4个所述元件単元中的位于对角位置的2个所述元件单元各自的I个对角线彼此连结起来的方向与所述ー个方向一致的方式来配置。在该光学式检测装置中，优选的是，所述多片所述透镜还具备与所述第一透镜群相邻且沿着所述ー个方向排列的第二透镜群，所述第二透镜群的所述透镜相对于所述第一透镜群的所述透镜配置成棋盘格状。此外，在该光学式检测装置中，优选的是，所述多分割透镜的透镜材料是聚こ烯。此外，在该光学式检测装置中，优选的是，所述多分割透镜的透镜材料为聚こ烯，并且所述第一面是向所述第二面侧的相反侧凸出的曲面。 本发明的设备的特征在干，具备所述光学式检测装置。在本发明的设备中，具备如下的光学式检测装置，该光学式检测装置通过加大从各透镜的第一面侧视觉辨认出形成于多分割透镜的各透镜的第二面侧的透镜图案的难度，能够提高多分割透镜的外观，还能够抑制利用从外界向第一面倾斜入射的入射光的透镜的轴外像差的产生，抑制灵敏度的降低，并且能够实现低成本化，因此，该设备能够抑制光学式检测装置的灵敏度降低并且实现低成本化，同时提高了搭载光学式检测装置的设备整体的外观。


更详细地描述本发明的优选的实施方式。本发明的其他特征及优点通过以下的详细描述和附图能够更好地理解。
图1A是实施方式的光学式检测装置的概略截面图。图1B是实施方式的光学式检测装置的要部概略仰视图。图1C是图1B的放大图。图2是实施方式的光学式检测装置的概略结构图。图3A是实施方式的光学式检测装置的检测区域的说明图。图3B是实施方式的光学式检测装置的检测区域的说明图。图4A是实施方式的光学式检测装置中的多分割透镜的要部截面图。图4B是实施方式的光学式检测装置中的多分割透镜的红外线的行进路线的说明图。图5是实施方式的光学式检测装置中的多分割透镜的I个透镜的俯视图。图6A是实施方式的光学式检测装置中的红外线受光元件与检测光束之间的关系的说明图。图6B是实施方式的光学式检测装置中的红外线受光元件与检测光束之间的关系的说明图。
图7A是实施方式的光学式检测装置的检测区域的说明图。图7B是实施方式的光学式检测装置的检测区域的说明图。图8是实施方式的光学式检测装置的其他结构例的要部概略仰视图。图9A是实施方式的光学式检测装置的其他结构例的检测区域的说明图。图9B是实施方式的光学式检测装置的其他结构例的检测区域的说明图。图1OA是实施方式的光学式检测装置的又一其他结构例的检测区域的说明图。图1OB是实施方式的光学式检测装置的又一其他结构例的检测区域的说明图。图11是实施方式的光学式检测装置的多分割透镜中的透镜的光点图。图12A是实施方式的光学式检测装置中的多分割透镜的其他结构例的要部截面图。图12B是实施方式的光学式检测装置中的多分割透镜的其他结构例的红外线的行进路线的说明图。图13是实施方式的光学式检测装置中的多分割透镜的其他结构例的要部俯视图。图14是实施方式的光学式检测装置的多分割透镜中的其他结构例的透镜的光点图。图15A是实施方式的光学式检测装置中的多分割透镜的又一其他结构例的要部截面图。图15B是实施方式的光学式检测装置中的多分割透镜的又一其他结构例的红外线的行进路线的说明图。图16是实施方式的光学式检测装置的多分割透镜中的又一其他结构例的透镜的光点图。图17A是具备实施方式的光学式检测装置的设备的概略主视图。图17B是具备实施方式的光学式检测装置的设备的概略俯视图。图17C是具备实施方式的光学式检测装置的设备的概略侧面图。图18A是具备实施方式的光学式检测装置的其他设备的概略立体图。图18B是具备实施方式的光学式检测装置的其他设备的多分割透镜的概略说明图。图18C是具备实施方式的光学式检测装置的其他设备的检测区域的说明图。图19是以往例的光学式检测装置中的多分割透镜的I个透镜的说明图。图20A是其他以往例的菲涅耳透镜的仰视图。图20B是其他以往例的菲涅耳透镜的截面图。图21是菲涅耳透镜的第二面侧的各透镜面为双曲面的情况下的菲涅耳透镜的制作方法的说明图。图22是菲涅耳透镜的第二面侧的各透镜面的剖面形状为直线的情况下的菲涅耳透镜的制作方法的说明图。
具体实施例方式以下，对光学式检测装置，首先基于图1A 图6B进行说明。
光学式检测装置A具备多分割透镜1，组合有多片透镜101，各透镜101的焦点位置F相同；以及红外线传感器2，具有配置在焦点位置(焦点)F的红外线受光元件3。也就是说，多分割透镜I构成对红外线进行聚光的聚光光学系统。另外，多片透镜101以位于同一面上的方式组合。该光学式检测装置A对放射红外线的物体(例如人等)的运动进行检测，并输出检测信号。在此，光学式检测装置A作为红外线受光元件3，使用焦电型红外线检测元件。红外线传感器2除了具备红外线受光元件3之外，还具备放大部4，将红外线受光元件3的输出信号放大；判断部5，比较由放大部4放大后的电压信号和阈值，判断电压信号是否超过了阈值；以及输出部6，在判断部5中判断为电压信号超过了阈值时，发出输出。另外，在光学式检测装置A的检测对象的物体为人的情况下，作为放大部4，例如优选构成为，对与人的运动接近的频率成分(以IHz为中心的成分)的电压信号进行放大，例如能够使用具有与上述的日本国专利第3090336号公报及日本国专利第3090337号公报所记载的放大部同样的频率特性的放大部。此外,放大部4例如具有电流电压变换电路，将从红外线受光元件3输出的输出信号、即焦电电流变换为电压信号；以及电压放大电路，对由该电流电压变换电路变换后的电压信号中的规定频带的电压信号进行放大。此外，判断部5能够由使用比较器等的比较电路构成。此外，输出部6例如由输出电路构成，在判断部5中判断为电压信号超过阈值时，该输出电路将检测信号作为输出来发出。此外，红外线传感器2具备容纳红外线受光元件3、放大部4、判断部5及输出部6等的封装件7，能够安装在由印刷布线板构成的电路基板8上来使用。在此，在封装件7内，容纳有安装了红外线受光元件3等的元件保持部件(例如MID基板等)9。并且,在元件保持部件9上还安装有将放大部4、判断部5和输出部6单芯片化而成的IC元件(未图示)。封装件7具有圆盘状的基座(stem) 71 ;有底圆筒状的帽72，与该基座71接合；红外线透射部件73，配置成将形成于该帽72的底部的开ロ部72a闭塞，具有使所需的红外线透射的功能。作为红外线透射部件73，例如优选使用硅基板、锗基板等。另外，封装件7中，基座71和帽72双方都由金属材料形成，通过导电性材料将红外线透射部件73和帽72接合。在光学式检测装置A中，具有多分割透镜I的罩部件10以覆盖封装件7的方式配置在电路基板8的一表面侧。另外，罩部件10与封装件7之间的空间为空气层，作为隔热层发挥功能。作为构成红外线受光元件3的焦电型红外线检测元件，例如如图6B所示，能够使用在I张焦电体基板30上形成有4个元件単元(受光部)31的方阵型(quad type)的焦电元件。图6B所示的红外线受光元件3在I张焦电体基板30上以2 X 2的阵列状排列有4个元件单元31。在图6B所示的例中，各元件单元31的俯视形状为正方形,在焦电体基板30的中央部以使元件单元31的中心分别位于比焦电体基板30的外周线更靠内侧的虚拟正方形的4个角的方式配置。红外线受光元件3的各元件单元31是在ー对电极(未图示)之间夹设有焦电体基板30的一部分的电容器，在图6B中，将各元件单元31的一对电极中的位于多分割透镜I侦_电极的极性用“ + ”、“一”的符号来表示。在此，在红外线受光元件3中，4个元件単元31中的位于虚拟正方形的一条对角线上的同极性的2个元件单元31彼此并联连接，位于另一条对角线上的同极性的2个元件単元31彼此并联连接。也就是说，若如图6B的右侧所示的正交坐标系那样规定X轴、y轴及z轴各自的正方向，则红外线受光元件3的沿着X轴向井列形成的2个元件単元31彼此反并联连接，并且，沿着y轴向并列形成的2个元件单元31彼此反并联连接。光学式检测装置A的检测区域200 (參照图3A及3B)由红外线受光元件3和多分割透镜I決定。因此，在光学式检测装置A的检测区域200中，按照各透镜101分别设定元件单元31的数量的(图6B的例子中为4个)检测光束220。检测光束220是红外线向红外线受光元件3的入射量成为峰值范围的小范围，并且是检测来自检测对象的物体的红外线的有效领域，也称作检测区。在图1A所示的光学式检测装置A 中，多分割透镜I如图1B所示，由2X8片透镜101构成，因此，如图3所示，在检测区域200内设定16X4个检测光束220。另外，多分割透镜I中的透镜101的片数没有特别限定。换句话说，如图1B所示，多分割透镜I具备第一透镜群，由沿着左右方向(一方向)以直线状排列的上段的8片透镜101构成；以及第ニ透镜群，与第一透镜群相邻，由同样沿着左右方向(一方向)以直线状排列的下段的8片透镜101构成。图3A及3B示出了在地面的上方配置光学式检测装置A的情况下的检测区域200，在图3B中，对于检测区域200之中设定在地面上的检测面210中的各检测光束220，分别用“十”、“一”的符号表示该检测光束220所对应的元件単元31的极性。也就是说，检测光束220具有与元件单元31 —对一地对应的极性。检测面210上的检测光束220的形状是与对应于该检测光束220的元件单元31相似的形状。在此，优选的是，多分割透镜I将各透镜101的最大壁厚设定为相同的壁厚。在此，光学式检测装置A通过将各透镜101的最大壁厚t设为相同的壁厚，如图6A所示，从包含红外线检测元件3的受光面(元件単元31的多分割透镜I侧的表面)的平面至各透镜101的距离d成为一定距离，因此能够使检测面210上的检测光束220的宽度W相同。因此，通过在检测面210上使检测光束220的大小成为一定，能够使检测区域200内的各处的检测能力同等。另外，如果透镜101彼此的最大壁厚t之差为100 u m左右，则能够视为大致相同的壁厚。多分割透镜I为了在光学式检测装置A中増大水平视场角，使沿着图1C中的X轴向排列的透镜101的数量多余沿着y轴向排列的透镜101的数量。在此，在图1C所示的例子中，将沿着X轴向排列的透镜101的数量设为8，将沿着y轴向排列的透镜101的数量设为2。此外，在光学式检测装置A中，以使图1C中的X轴、y轴及z轴各自的正方向与图6B中的X轴、y轴及z轴各自的正方向相一致的方式，来规定多分割透镜I与红外线受光元件3的相对位置关系。也就是说，在红外线受光元件3中，形成为正方形的4个元件単元31在俯视时排列成2X2的矩阵状，将沿着上述虚拟正方形的I边的方向配置为左右方向。但是，红外线受光元件3的配置不限于此，例如也可以是，将用一直线连结以2X2的矩阵状排列的4个元件单元31中的、位于对角位置的2个元件单元31各自的I个对角线彼此而成的方向配置为左右方向。换句话说，也可以是，在红外线受光元件3中，将沿着上述虚拟正方形的I个对角线的方向配置为左右方向。
再換言之，也可以是，配置成用一直线来连结以2X2的矩阵状排列的4个元件单元31之中的、位于对角位置的2个元件单元31各自的I个对角线彼此而成的方向与排列有第一透镜群的透镜101的方向(一方向)相一致。在该情况下，图6B所示的红外线受光元件3在xy平面内旋转了 45°，因此，光学式检测装置A的检测区域200如图7A、B所示那样设定。因此，在该情况下，在对相邻的透镜101分别设定的各4个检测光束220之中，能够减小由相互不同的透镜101形成且相邻的2个检测光束220间的间隔，能够检测到物体的更小的运动。此外，在该情况下，降低了人从极性不同的2个检测光束220经过而使元件単元31彼此的输出相抵消的可能性。此夕卜，如果如上述那样使图6B所示的红外线受光元件3在xy平面内旋转45°，而且将多分割透镜I的透镜101如图8所示那样设为棋盘格状的配置，则光学式检测装置A的检测区域200如图9A、9B所示那样设定，多个检测光束220的配置成为棋盘格状的配置。由此，光学式检测装置A能够检测到物体的更小的运动。另外，图8所示的多分割透镜I具备第一透镜群，由沿着左右方向(一方向)以直线状排列的上段的5片透镜101构成；第二透镜群，与第一透镜群相邻，由同样沿着左右方向(一方向)以直线状排列的中段的4片透镜101构成；第三透镜群；进ー步与第二透镜群相邻，由同样沿着左右方向(一方向)以直线状排列的下段的5片透镜101构成。在此，第二透镜群的透镜101通过调节配置在左右两端的2个透镜101的左右方向的宽度尺寸，相对于第一及第三透镜群的透镜101配置为棋盘格状。此外，红外线受光元件3也可以是，形成为长方形的多个元件単元31在俯视时沿元件单元31的短边方向排列，例如，长方形的元件单元31以1X4的阵列状排列。在该情况下，光学式检测装置A的检测区域200如图10AU0B所示那样设定，能够减小左右方向(水平方向)上的检测光束220的宽度、以及相邻的检测光束220间的间隔，容易检测到放射红外线的物体的运动。在此，多分割透镜I的各透镜101为菲涅耳透镜，第一面110为平面，与第一面110相反侧的第二面120具有多个透镜面121。在此，在本实施方式中，在搭载光学式检测装置A的设备中，多分割透镜I的周边部的外观面多为平面或者曲率较小的曲面，鉴于该情況，将第一面110设为平面。由此，在设备中，能够将多分割透镜I的周边部的外观面与多分割透镜的外观面设为大致同一面(设为连续的形状)。因此，在本实施方式的光学式检测装置中，搭载多分割透镜的设备的设计性不会因多分割透镜而受到损害，能够抑制观看设备的人因多分割透镜而感到设备的外观不协调感，能够使搭载有多分割透镜的设备的外观变得美观。透镜101如图4A所示，具有中心透镜部IOla和将中心透镜部IOla包围的多个(图示例中为2个)环状透镜部101b。环状透镜部IOlb的数量没有特别限定，也可以是3个以上。透镜101是与第一面110相反侧的第二面120具有多个透镜面121的聚光透镜，中心透镜部IOla的透镜面121为凸面。也就是说，透镜101是能够使厚度比凸透镜薄的聚光透镜。各环状透镜部IOlb在第二面120侧具有山部111b。山部Illb具有立起面(非透镜面)122，由中心透镜部IOla侧的侧面构成；以及透镜面121，由与中心透镜部IOla侧相反侧的侧面构成。因此，透镜101的第二面120具有各环状透镜部IOlb各自的透镜面121。此外,透镜101的第二面120还具有中心透镜部IOla的透镜面121。在此，在一般的非球面透镜中，用非球面的式子来表示透镜面时，成为(4)式。但是，在(4)式中，将与光轴正交的一个平面作为XY平面，将该XY平面与光轴的交点作为原点，将该XY平面内的与原点的距离定义为r，将光轴方向上的与XY平面的距离定义为z，将圆锥曲线常数(Conic Constant)定义为k,将透镜面与光轴的交点的曲率定义为c,a2 am是校正系数。[数4]
权利要求
1.一种光学式检测装置，其特征在于，具备多分割透镜，组合有多片透镜，所述各透镜的焦点位置相同；以及红外线传感器，具有配置在所述焦点位置的红外线受光元件；所述多分割透镜的所述各透镜是与第一面相反侧的第二面具有多个透镜面的菲涅耳透镜，所述多个所述透镜面中的至少I个所述透镜面由椭圆锥的侧面的一部分构成，所述第一面上的各点的法线中的与由所述椭圆锥的侧面的一部分构成的所述透镜面交叉的任意的法线，和与该任意的法线所交叉的所述透镜面对应的所述椭圆锥的中心轴不平行。
2.如权利要求1所述的光学式检测装置，其特征在于，所述多个所述透镜面中的至少2个所述透镜面分别由所述中心轴不同的所述椭圆锥的所述侧面的所述一部分构成，越是与位于外侧的所述透镜面对应的所述椭圆锥，所述中心轴和所述法线所成的角度越大。
3.如权利要求1或2所述的光学式检测装置，其特征在于，所述各透镜中的所述多个所述透镜面中的中央的所述透镜面，由曲率连续地变化的非球面的一部分构成，所述第一面上的各点的法线中的与由所述非球面的一部分构成的中央的所述透镜面交叉的任意的法线，和与该任意的法线所交叉的中央的所述透镜面对应的所述非球面的对称轴不平行。
4.如权利要求3所述的光学式检测装置，其特征在于，所述非球面是双曲面。
5.如权利要求1 4中任一项所述的光学式检测装置，其特征在于，所述多分割透镜设定成，在所述多片所述透镜中，越是远离所述多分割透镜的中心的所述透镜，所述第二面的透镜面积越大。
6.如权利要求1 5中任一项所述的光学式检测装置，其特征在于，所述多分割透镜设定成，所述各透镜的最大壁厚成为相同的壁厚。
7.如权利要求1 6中任一项所述的光学式检测装置，其特征在于，所述红外线受光元件具备形成为长方形状的多个元件单元，所述多个所述元件单元以各自的短边方向一致的方式排列。
8.如权利要求1 6中任一项所述的光学式检测装置，其特征在于，所述红外线受光元件将形成为正方形状的4个元件单元排列为2X2的矩阵状，并将利用一直线把所述4个所述元件单元中的位于对角位置的2个所述元件单元各自的I个对角线彼此连结起来的方向作为左右方向来配置。
9.如权利要求8所述的光学式检测装置，其特征在于，由所述多分割透镜的所述各透镜和所述红外线检测元件形成的多个检测光束的配置是棋盘格状配置。
10.如权利要求1 6中任一项所述的光学式检测装置，其特征在于，所述多片所述透镜至少具备沿着一个方向以直线状排列的第一透镜群，所述红外线受光元件将形成为正方形状的4个元件单元排列为2X2的矩阵状，以使利用一直线把所述4 个所述元件单元中的位于对角位置的2个所述元件单元各自的I个对角线彼此连结起来的方向与所述一个方向一致的方式来配置。
11.如权利要求10所述的光学式检测装置，其特征在于，所述多片所述透镜还具备与所述第一透镜群相邻且沿着所述一个方向排列的第二透镜群，所述第二透镜群的所述透镜相对于所述第一透镜群的所述透镜配置成棋盘格状。
12.如权利要求1 11中任一项所述的光学式检测装置，其特征在于，所述多分割透镜的透镜材料是聚乙烯。
13.如权利要求1 11中任一项所述的光学式检测装置，其特征在于，所述多分割透镜的透镜材料为聚乙烯，并且所述第一面是向所述第二面侧的相反侧凸出的曲面。
14.一种设备，其特征在于，具备权利要求1 13中任一项所述的光学式检测装置。
全文摘要
多分割透镜的各透镜是与第一面相反一侧的第二面具有多个透镜面的菲涅耳透镜。多个透镜面将多个透镜面中的至少1个由中心轴相对于第一面的法线斜交的椭圆锥的侧面的一部分构成。透镜中，第一面上的各点处的法线中的与由椭圆锥的侧面的一部分构成的透镜面交叉的任意的法线和与该任意的法线所交叉的透镜面对应的椭圆锥的中心轴不平行。
文档编号G01J1/04GK103026190SQ201180036520
公开日2013年4月3日 申请日期2011年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者大井香菜, 西川尚之 申请人:松下电器产业株式会社