CN112534206A - 光源装置、图像传感器和感测模块 - Google Patents

Abstract

为了在避免激光发光元件的温度上升的同时使得能够曝光足够的光能，该光源装置设置有多个激光发光元件和驱动单元。驱动单元驱动激光发光元件，使得在图像传感器的单个帧周期中多次发射光，以接收从多个激光发光元件发射并被被摄体反射的光，并捕获图像。

Description

光源装置、图像传感器和感测模块

技术领域

本技术涉及光源装置、图像传感器和感测模块，尤其涉及用图像捕获装置捕获从光源装置发射的光的反射光并感测距离、形状等的技术领域。

背景技术

已知一种距离测量装置的技术，该技术通过从用作多灯激光器的光源装置发射光并利用包括图像传感器的图像捕获装置捕获来自被检测物体的反射光来估计到物体的距离和物体的三维(3D)形状，在多灯激光器中设置有多个激光发光元件。

注意，下面描述的专利文献1公开了一种作为使用飞行时间的距离测量系统，从通过累积具有恒定周期和脉冲宽度的多次发光而获得的多幅图像计算距离的方法。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2017-517737

发明内容

本发明要解决的问题

通常，在距离测量系统中，执行控制，使得光源装置侧的发光时间和图像传感器侧的曝光时间彼此一致。

因此，如果长曝光时间被设置为增加曝光，则光源侧将不可避免地具有更长的发光持续时间。

此时，长时间持续发光的光源的温度有可能由于发热而升高，导致发光效率降低和由于高温而停止振荡。因此，由光源侧生成的热量决定曝光时间的上限。

因此，感测精度可能会降低，因为不能执行足够的曝光，不能从捕获的数据中检测准确的坐标，等等。

因此，本技术的目的是使得可以在实现期望的曝光时间的同时抑制光源的温度上升。

问题的解决方案

根据本技术的光源装置包括：多个激光发光元件；以及驱动单元，被配置为驱动每个激光发光元件，以在接收和捕获从多个激光发光元件发射并被被摄体反射的光的图像传感器中在一个帧周期中执行多次发光。

例如，假设通过使从光源装置的多个激光发光元件发射的光被被摄体反射并由图像传感器接收和捕获反射光来执行距离测量、物体识别等。在这种情况下，如果激光器连续发光，温度上升会增加。同时，在一些情况下，可能希望长时间暴露于激光，以确保图像传感器侧的辉度(luminance)水平。因此，一次激光发光被分成多次激光发光，以在一个帧周期中执行，用于在图像传感器侧获得一幅图像。

在根据上述本技术的光源装置中，认为驱动单元根据温度检测结果改变一个帧周期中的激光发光元件的发光次数。

例如，在没有检测到温度上升的周期期间，在一个帧周期中执行一次发光，并且如果检测到温度上升，则在一个帧周期中执行多次发光。

在根据上述本技术的光源装置中，认为驱动单元根据温度检测结果改变一个帧周期中的激光发光元件的多次发光的发光次数。

例如，根据温度条件，切换多次发光的发射次数，例如，一个帧周期中的两次发光或三次发光。

在根据上述本技术的光源装置中，认为激光发光元件包括垂直腔面发射激光器。

即，采用称为垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光源装置。

认为根据上述本技术的光源装置还包括温度传感器，其被配置为检测激光发光元件附近的温度。

例如，温度传感器被设置在作为VCSEL的激光发光元件附近。

在根据上述本技术的光源装置中，认为还设置了温度传感器，其被配置为检测激光发光元件附近的温度，并且驱动单元根据温度传感器的检测结果执行一个帧周期中的激光发光元件的发光暂停和发光恢复。

即，通过根据温度条件暂停和恢复激光发光元件的发光，在一个帧周期中执行多次发光。

在根据上述本技术的光源装置中，认为驱动单元根据发光参数驱动每个激光发光元件，发光参数定义每预定单元的激光发光元件的发光操作。

预定单元是一个激光发光元件的单元、被阻挡的多个激光发光元件的单元等。驱动单元具有对每个预定单元执行不同发光操作的配置。

在根据上述本技术的光源装置中，认为驱动单元根据定义激光发光元件的发光操作的发光参数来驱动每个激光发光元件，并且光源装置包括被配置为生成发光参数的控制单元。

即，在光源装置中(例如，在作为光源装置的芯片中)，例如，设置控制单元，以生成发光参数，该发光参数根据温度条件设置一个帧周期中的激光发光元件的发光次数。

在根据上述本技术的光源装置中，认为驱动单元用设定的发光参数控制多次发光中的一次发光的持续时间。

即，用发光参数来设定多次发光中的每次发光的发光周期长度。

在根据上述本技术的光源装置中，认为驱动单元用设定的发光参数控制多次发光的发光间隔。

即，在执行多次发光中的每次发光的情况下，用发光参数来设定发光间隔(非发光周期)。

根据本技术的图像传感器包括光电转换单元，该光电转换单元被配置为在光源装置的多个激光发光元件在生成捕获图像的一个帧周期中执行多次发光的情况下，在与多次发光中的每次发光的周期相对应的曝光周期中，对从激光发光元件发射并被被摄体反射的光执行曝光，并且图像传感器输出通过多次曝光获得的一帧捕获数据。

从光源装置发射的光被被摄体反射，并且反射的光被图像传感器接收和捕获，以执行距离测量和物体识别。此时，在光源装置侧，在图像捕获装置的一个帧周期中执行多次发光。相应地，图像捕获装置(图像传感器)执行多次曝光，以生成一帧捕获数据。

在根据上述本技术的图像传感器中，考虑进一步设置电荷保持单元，用于根据一个帧周期中激光发光元件的多次发光中的每次发光的周期，保持通过光电转换单元的曝光产生的电荷，并且从电荷保持单元读取在每个帧周期中生成一个图像的电荷信号。

电荷保持单元生成对应于多次曝光的一帧电荷信号。

在根据上述本技术的图像传感器中，认为光电转换单元允许设置：执行对应于一帧中多次发光中的每次发光的周期的曝光的操作；以及执行对应于多次发光的一部分的周期的曝光的操作。

即，可以选择性地执行：执行对应于激光发光元件的多次发光中的每次发光的周期的曝光的操作和执行在多次发光的一部分的周期中曝光的操作。

根据本技术的感测模块包括：多个激光发光元件；驱动单元，被配置为驱动每个激光发光元件，以在接收和捕获从多个激光发光元件发射并被被摄体反射的光的图像传感器中在一个帧周期中执行多次发光；以及图像传感器，包括光电转换单元，该光电转换单元被配置为在与多次发光中的每次发光的周期相对应的曝光周期中，对从激光发光元件发射并被被摄体反射的光执行曝光，图像传感器输出通过多次曝光获得的一帧捕获数据。

例如，配置执行距离测量和物体识别的感测模块。

该感测模块是距离测量系统，其通过使从光源发射的光被物体反射、利用图像传感器捕获反射光并基于捕获结果执行信号处理来估计物体的3D形状。感测模块执行来自光源的多次发光，以便获得一次性捕获图像，并且通过使用通过累积多次发光的反射光而生成的一幅捕获图像来估计距离、物体的3D形状等。

在根据上述本技术的感测模块中，认为还设置了温度传感器，该温度传感器被配置为检测激光发光元件附近的温度。驱动单元根据温度传感器的温度检测结果，改变一个帧周期中的激光发光元件的发光次数。

例如，在没有检测到温度上升的周期期间，在一个帧周期中执行一次发光，并且如果检测到温度上升，则在一个帧周期中执行多次发光。

本发明的效果

根据本技术，通过将发光分成多次发光，可以抑制光源的温度上升，同时实现期望的曝光时间，并且因此，可以有助于提高发光效率。

注意，本文描述的有利效果不一定是限制性的，并且可以应用本公开中描述的任何效果。

附图说明

[图1]是示出根据本技术的实施例的距离测量装置的配置示例的示图；

[图2]是通过结构光(STL)技术的距离测量方法的说明图；

[图3]是示出根据实施例的光源装置的电路配置示例的示图；

[图4]是示出根据实施例的光源装置中包括的驱动电路的修改示例的示图；

[图5]是示出根据实施例的作为光源装置的修改示例的电路配置的示图；

[图6]是示出根据实施例的光源装置的基板配置示例的示图；

[图7]是示出根据实施例的光源装置的另一基板配置示例的示图；

[图8]是示出根据实施例的光源装置的又一基板配置示例的示图；

[图9]是示出根据实施例的光源装置中包括的温度传感器的设置示例的示图；

[图10]是示出根据实施例的光源装置中包括的发光单元的结构示例的示图；

[图11]是示出根据实施例的光源装置中包括的发光单元的另一结构示例的示图；

[图12]是根据实施例的发光周期和曝光周期之间的关系的说明图；

[图13]是由于发光操作引起的温度上升的说明图；

[图14]是根据第一实施例的多次发光的操作的说明图；

[图15]是根据实施例的支持多次发光的图像传感器的配置示例的框图；

[图16]是根据实施例的支持多次发光的图像传感器的操作时间的说明图；

[图17]是根据第一实施例的多次发光的操作的修改示例的说明图；

[图18]是根据第二实施例的根据温度的多次自适应发光的操作的说明图；

[图19]是根据第二实施例的第一示例的流程图；

[图20]是根据第二实施例的第二示例的阈值的流程图和说明图；

[图21]是根据第三实施例的平面中不同曝光次数的说明图；

[图22]是根据第四实施例的发光参数的单独设置的说明图；

[图23]是根据第四实施例的要调整的可变因素的说明图；

[图24]是根据第四实施例的调节发光驱动的示例的说明图；

[图25]是根据第四实施例的静态控制的示例的说明图；

[图26]是根据第四实施例的动态控制的示例的说明图；

[图27]是根据第四实施例的参数调整处理的第一示例的流程图；

[图28]是根据第四实施例的静态校准处理示例I的流程图；

[图29]是根据第四实施例的静态校准处理示例II的流程图；

[图30]是根据第四实施例的静态校准处理示例III的流程图；

[图31]是根据第四实施例的参数调整处理的第二示例的流程图；

[图32]是根据第四实施例的参数调整处理的第三示例的流程图。

具体实施方式

下面将按照以下顺序描述实施例。

<1.距离测量装置的总体配置>

<2.关于距离测量方法>

<3.与发光驱动相关的电路配置>

<4.基板配置的变化>

<5.VCSEL的结构示例>

<6.第一实施例：多次发光>

<7.第二实施例：根据温度的多次自适应发光>

<8.第三实施例：平面内不同曝光次数>

<9.第四实施例：发光参数的单独设置>

<10.参数设置处理示例>

<11.结论和修改示例>

<1.距离测量装置的总体配置>

图1示出了根据本技术的作为实施例的距离测量装置1的配置示例。

注意，在该示例中，距离测量装置1具有包括光源装置100和图像捕获装置101的配置。

如图所示，距离测量装置1包括：作为光源装置100的发光单元2、驱动单元3、电源电路4、发光侧光学系统5和温度检测单元10；以及作为图像捕获装置101的图像捕获侧光学系统6、图像传感器7和图像处理单元8。此外，距离测量装置1包括控制单元9。

控制单元9可以包括在光源装置100中，可以包括在图像捕获装置101中，或者可以与光源装置100或图像捕获装置101分开配置。

发光单元2从多个光源发射光。如后所述，该示例的发光单元2包括通过VCSEL作为每个光源的激光发光元件2a(在下文中，也简称为“发光元件2a”)。发光元件2a例如以预定方式(例如，矩阵)设置。

驱动单元3包括用于驱动发光单元2的电路。

电源电路4例如基于来自距离测量装置1中提供的电池等(未示出)的输入电压(输入电压Vin，如后所述)，为驱动单元3生成电源电压(驱动电压Vd，如后所述)。驱动单元3基于电源电压驱动发光单元2。

从发光单元2发射的光经由发光侧光学系统5发射到作为距离测量目标的被摄体S。然后，从被摄体S这样发射的光的反射光经由图像捕获侧光学系统6进入图像传感器7的图像捕获表面。

图像传感器7例如是图像捕获元件，例如，电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器，并且如上所述经由图像捕获侧光学系统6接收从被摄体S进入的反射光，将反射光转换成电信号并输出电信号。

图像传感器7对通过光电转换接收的光获得的电信号执行例如相关双采样(CDS)处理、自动增益控制(AGC)处理等，并且进一步执行模拟/数字(A/D)转换处理。然后，在后续阶段，图像传感器7将图像信号作为数字数据输出到图像处理单元8。

此外，该示例的图像传感器7向驱动单元3输出帧同步信号Fs。这允许驱动单元3使发光单元2中的发光元件2a在根据图像传感器7的帧周期的时刻发光。

图像处理单元8通过例如数字信号处理器(DSP)等被配置为图像处理处理器。图像处理单元8对从图像传感器7输入的数字信号(图像信号)执行各种类型的图像信号处理。

控制单元9包括例如具有中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等的微型计算机或信息处理装置(例如，DSP)。控制单元9控制用于控制发光单元2的发光操作的驱动单元3，并控制图像传感器7的图像捕获操作。

控制单元9具有作为距离测量单元9a的功能。距离测量单元9a基于经由图像处理单元8输入的图像信号(即，通过接收来自被摄体S的反射光获得的图像信号)来测量到被摄体S的距离。该示例的距离测量单元9a测量到被摄体S的每个部分的距离，以便能够识别被摄体S的三维形状。

在此处，稍后将再次描述距离测量装置1中的具体距离测量方法。

此外，控制单元9可以被配置为控制电源电路4。

温度检测单元10检测发光单元2的温度。温度检测单元10可以具有通过使用例如二极管来检测温度的配置。

温度检测单元10的检测信号由控制单元53检测，并且执行必要的控制。然而，如虚线所示，还考虑驱动单元3通过温度检测单元10检测检测信号并且驱动单元3改变发光单元2的发光元件2a的驱动的配置。

注意，稍后将描述温度检测单元10的配置和控制单元9根据温度检测单元10的温度检测结果执行的具体处理。

<2.关于距离测量方法>

作为距离测量装置1中的距离测量方法，例如，可以采用使用结构光(STL)技术或飞行时间(ToF)技术的距离测量方法。

STL技术例如是一种基于通过捕获被摄体S的图像而获得的图像来测量距离的技术，在该被摄体S上发射具有预定亮/暗图案(例如，点图案或网格图案)的光。

图2是STL技术的说明图。

在STL技术中，例如，在被摄体S上发射具有如图2A所示的点图案的图案光Lp。图案光Lp被分成多个块BL，并且不同的点图案被分配给各个块BL(在块B之间不复制点图案)。

图2B是STL技术的距离测量原理的说明图。

在此处的示例中，壁W和设置在壁W前面的盒子BX是被摄体S，并且图案光Lp被发射到被摄体S。图中的“G”示意性地表示图像传感器7的视角。

此外，图中的“BLn”表示图案光Lp中某个块BL的光，“dn”表示出现在由图像传感器7捕获的图像上的块BLn的点图案。

在此处，在壁W前面不存在盒子BX的情况下，块BLn的点图案出现在捕获的图像中的图中的“dn”的位置。即，块BLn的图案出现在捕获图像中的位置在存在盒子BX的情况和不存在盒子BX的情况之间不同。具体地，会出现图案失真。

STL技术是一种通过利用以这种方式发射的图案被被摄体S的物体形状扭曲这一事实来获得被摄体S的形状和深度的技术。具体地，这是一种从图案的扭曲中获得被摄体S的形状和深度的技术。

在采用STL技术的情况下，例如，通过全局快门技术的红外(IR)图像传感器用作图像传感器7。然后，在使用STL技术的情况下，距离测量单元9a控制驱动单元3，使得发光单元2发射图案光，检测经由图像处理单元8获得的图像信号中的图案失真，并且基于图案如何失真来计算距离。

随后，ToF技术是通过检测从发光单元2发射的光的飞行时间(时间差)来测量到物体的距离的技术，直到光被物体反射并到达图像传感器7。

在采用所谓的直接ToF技术作为ToF技术的情况下，单光子雪崩二极管(SPAD)用作图像传感器7，并且发光单元2被脉冲驱动。在这种情况下，基于经由图像处理单元8输入的图像信号，距离测量单元9a计算从发光单元2发射并由图像传感器7接收的光的光发射到光接收的时间差，并基于时间差和光速计算到被摄体S的每个部分的距离。

注意，在采用所谓的间接ToF技术(相位差方法)作为ToF技术的情况下，例如，IR图像传感器用作图像传感器7。

<3.与发光驱动相关的电路配置>

图3示出了包括图1所示的发光单元2、驱动单元3和电源电路4的光源装置100的电路配置示例。注意，图3示出了图1所示的图像传感器7和控制单元9以及光源装置100的电路配置示例。

在该示例中，发光单元2、驱动单元3和电源电路4形成在公共基板(稍后描述的基板B)上。在此处，至少包括发光单元2并且形成在发光单元2共有的基板上的配置单元被称为光源装置100。

如图所示，光源装置100包括温度检测单元10以及发光单元2、驱动单元3和电源电路4。

如上所述，发光单元2包括作为VCSEL的多个发光元件2a。在图3中，为了便于说明，发光元件2a的数量被设置为“4”，但是发光单元2中的发光元件2a的数量不限于4个，并且仅需要至少2个或更多。

电源电路4包括DC/DC转换器40，并基于DC电压的输入电压Vin生成驱动单元3用来驱动发光单元2的驱动电压Vd(DC电压)。

驱动单元3包括驱动电路30和驱动控制单元31。

驱动电路30包括用于每个发光元件2a的开关元件Q1和开关SW，并且还包括开关元件Q2和恒流源30a。

场效应晶体管(FET)用于开关元件Q1和开关元件Q2，并且在这个示例中，使用了P沟道金属氧化物半导体(MOS)FET。

每个开关元件Q1并联连接到DC/DC转换器40的输出线，即驱动电压Vd的电源线。开关元件Q2并联连接到开关元件Q1。

具体地，每个开关元件Q1和开关元件Q2的源极连接到DC/DC转换器40的输出线。每个开关元件Q1的漏极连接到发光单元2中的发光元件2a的一个对应的发光元件2a的阳极。

如图所示，每个发光元件2a的阴极连接到地(GND)。

开关元件Q2的漏极经由恒流源30a连接到地，栅极连接到漏极和恒流源30a的连接点。

每个开关元件Q1的栅极经由一个相应的开关SW连接到开关元件Q2的栅极。

在具有上述配置的驱动电路30中，开关SW导通的开关元件Q1导通。驱动电压Vd被施加到连接到导电开关元件Q1的发光元件2a，并且发光元件2a发光。

此时，驱动电流Id流过发光元件2a。在具有上述配置的驱动电路30中，开关元件Q1和开关元件Q2形成电流镜电路。驱动电流Id的电流值被设置为对应于恒流源30a的电流值的值。

驱动控制单元31通过控制驱动电路30中的开关SW的开/关来控制发光元件2a的开/关。

驱动控制单元31基于来自控制单元9的指令来确定发光元件2a的开/关控制时间、激光功率(驱动电流Id的电流值)等。例如，驱动控制单元31从控制单元9接收指定这些作为发光参数的值，并相应地控制发光元件2a的驱动。

此外，帧同步信号Fs从图像传感器7提供给驱动控制单元31，从而使得驱动控制单元31能够使发光元件2a的导通时间和关闭时间与图像传感器7的帧周期同步。

注意，驱动控制单元31可以具有向图像传感器7发送帧同步信号Fs和指示曝光时间的信号的配置。

此外，控制单元9可以具有向驱动控制单元31和图像传感器7发送指示帧同步信号Fs发射和曝光的时间的信号的配置。

在此处，图3示出了开关元件Q1设置在发光元件2a的阳极侧的配置，但是与图4所示的驱动电路30A中一样，可以具有开关元件Q1设置在发光元件2a的阴极侧的配置。

在这种情况下，发光单元2中的每个发光元件2a的阳极连接到DC/DC转换器40的输出线。

N沟道MOSFET用于构成电流镜电路的开关元件Q1和开关元件Q2。开关元件Q2的漏极和栅极经由恒流源30a连接到DC/DC转换器40的输出线，并且源极经由恒流源30a连接到地。

每个开关元件Q1的漏极连接到对应的发光元件2a的阴极，源极连接到地。每个开关元件Q1的栅极经由相应的开关SW连接到开关元件Q2的栅极和漏极。

同样在这种情况下，驱动控制单元31可以通过控制开关SW的开/关来打开/关闭发光元件2a。

图5示出了作为修改示例的光源装置100A的配置示例。

光源装置100A设置有代替电源电路4的电源电路4A，并且设置有代替驱动单元3的驱动单元3A。

电源电路4A包括多个DC/DC转换器40(在该图的示例中为两个)。输入电压Vin1被提供给一个DC/DC转换器40，输入电压Vin2被提供给另一DC/DC转换器40。驱动单元3A包括多个驱动电路30，每个驱动电路30从不同的DC/DC转换器40输入驱动电压Vd。如图所示，每个驱动电路30设置有可变电流源30b来代替恒流源30a。可变电流源30b是具有可变电流值的电流源。

在这种情况下，发光单元2中的发光元件2a被分成多个发光元件组，这些发光元件组受到不同驱动电路30的开/关控制。

在这种情况下，驱动控制单元31控制每个驱动电路30中的开关SW的开/关。

如在光源装置100A中，利用至少一对DC/DC转换器40和驱动电路30被分成多个系统的配置，可以将发光元件2a的驱动电流Id设置为每个系统的不同值。例如，通过使每个系统的驱动电压Vd的电压值和可变电流源30b的电流值不同，可以使每个系统的驱动电流Id的值不同。此外，如果DC/DC转换器40具有对驱动电流Id执行恒流控制的配置，则通过使DC/DC转换器40之间的恒流控制的目标值不同，还可以使每个系统的驱动电流Id的值不同。

在采用图5中的配置的情况下，考虑根据发光单元2中的发光强度分布、温度分布等，使每个系统的驱动电压Vd和驱动电流Id的值不同。例如，对于对应于发光单元2中温度高的位置的系统等，考虑增加驱动电流Id并增加驱动电压Vd。

<4.基板配置的变化>

此处，光源装置100可以具有图6至图8所示的配置。

光源装置100可以具有图6A所示的配置，其中，在同一基板B上形成：芯片Ch2，其中，形成作为发光单元2的电路；芯片Ch3，其中，形成作为驱动单元3的电路；以及芯片Ch4，其中，形成电源电路4。

此外，驱动单元3和电源电路4可以形成在相同的芯片Ch34上，并且在这种情况下，光源装置100可以具有芯片Ch2和芯片Ch34形成在相同的基板B上的配置，如图6B所示。

此外，光源装置100可以具有在芯片Ch上安装另一芯片Ch的配置。

在这种情况下，光源装置100可以具有例如：图7A中的配置，其中，其上安装有芯片Ch2的芯片Ch3和芯片Ch4形成在基板B上；图7B中的配置，其中，其上安装有芯片Ch2和芯片Ch4的芯片Ch3形成在基板B上；或者图7C中的配置，其中，其上安装有芯片Ch2的芯片Ch34形成在基板B上。

此外，光源装置100可以包括图像传感器7。

例如，图8A示出了光源装置100的配置，其中，与芯片Ch2、芯片Ch3和芯片Ch4一起，在同一基板B上形成芯片Ch7，在芯片Ch7中形成作为图像传感器7的电路。

此外，图8B示出了光源装置100的配置，其中，其上安装有芯片Ch2的芯片Ch34和芯片Ch7形成在同一基板B上。

注意，上述光源装置100A也可以采用与图6至图8中描述的配置类似的配置。

在此处，关于温度检测单元10，例如，在如图6A、图6B和图8A所示芯片Ch2形成在基板B上的情况下，温度检测元件(例如，二极管)只需要形成在基板B上芯片Ch2附近的位置(例如，芯片Ch2在基板B上的横向位置等)。

此外，在芯片Ch2安装在另一芯片Ch上的配置中，例如，在图7A至图7C和图8B中，温度检测元件仅需要形成在另一芯片Ch上的芯片Ch2附近的位置(例如，芯片Ch2正下方的位置等)。

温度检测单元10可以包括多个温度传感器10a，每个温度传感器10a具有温度检测元件，例如，二极管。

图9示出了在温度检测单元10包括多个温度传感器10a的情况下每个温度传感器10a的设置示例。

在图9的这个示例中，多个温度传感器10a不仅仅位于一个位置，而是离散地设置在与设置发光元件2a的平面平行的平面中。具体地，多个温度传感器10a可以例如在包括预定数量的发光元件2a(例如，垂直2×水平2＝4)的每个发光块中逐个设置。此时，各个温度传感器10a也可以在与设置发光元件2a的平面平行的平面中以相等的间隔设置。

注意，图9示出了为九个发光元件2a设置四个温度传感器10a的示例，但是设置的发光元件2a和温度传感器10a的数量不限于该示例。

通过如图9的示例中那样离散地设置多个温度传感器10a，可以检测发光单元2的面内温度分布。此外，可以检测和分类发光表面上的每个区域的温度，此外，还可以通过增加设置的温度传感器10a的数量来检测和分类每个发光元件2a的温度。

<5.VCSEL的结构示例>

随后，将参考图10和图11描述形成发光单元2的芯片Ch2的结构示例。

图10示出了在如图6A、图6B和图8A中芯片Ch2形成在基板B上的情况下芯片Ch2的结构示例。图11示出了如图7A至图7C和图8B中芯片Ch2安装在另一芯片Ch上的情况下的芯片Ch2的结构示例。

注意，作为一个示例，图10和图11示出了对应于驱动电路30插入发光元件2a的阳极侧的情况的结构示例(参见图3)。

如图10所示，在芯片Ch2中，对应于每个发光元件2a的部分形成为台面M。

半导体基板20用作芯片Ch2的基板。阴极电极Tc形成在半导体基板20的下层侧。对于半导体基板20，例如，使用砷化镓(GaAs)基板。

在半导体基板20上，在每个台面M中从下层侧到上层侧依次形成第一多层膜反射层21、有源层22、第二多层膜反射层25、接触层26和阳极电极Ta。

电流收缩层24形成在第二多层膜反射层25的一部分(具体地，下端)中。此外，包括有源层22并夹在第一多层膜反射层21和第二多层膜反射层25之间的部分是谐振器23。

第一多层膜反射层21包括呈现N型导电性的化合物半导体，并且第二多层膜反射层25包括呈现P型导电性的化合物半导体。

有源层22是用于产生激光的层，电流收缩层24是将电流有效地注入有源层22以产生透镜效应的层。

在电流收缩层24中，在形成台面M之后，在未氧化状态下进行选择性氧化。电流收缩层24包括在中心部分(或选择性氧化区域)24a中的氧化区域和在氧化区域24a周围未氧化的未氧化区域24b。在电流收缩层24中，电流收缩结构由氧化区域24a和未氧化区域24b形成，并且电流在作为未氧化区域24b的电流收缩区域中传导。

提供接触层26，以确保与阳极电极Ta欧姆接触。

阳极电极Ta形成在接触层26上，例如，当在平面图中观察基板B时，形成为中心部分(例如，环形(圆环形))开口的形状。在接触层26中，阳极电极Ta未形成在上部的部分是开口26a。

有源层22中生成的光在谐振器23中往复运动，然后经由开口26a发射到外部。

在此处，芯片Ch2中的阴极Tc经由形成在基板B中的布线层中的地线Lg连接到地。

此外，在该图中，焊盘Pa表示形成在用于阳极电极的基板B上的焊盘。焊盘Pa经由形成在基板B的布线层中的导线Ld连接到驱动电路30的任何一个开关元件Q1的漏极。

该图示出，对于仅一个发光元件2a，阳极电极Ta经由形成在芯片Ch2上的阳极线La和接合线BW连接到一个焊盘Pa。每个发光元件2a的焊盘Pa和导线Ld形成在基板B上，并且每个发光元件2a的阳极线La形成在芯片Ch2上。每个发光元件2a的阳极电极Ta经由相应的阳极线La和接合线BW连接到相应的焊盘Pa。

随后，在图11的情况下，背光芯片Ch2用作芯片Ch2。即，使用不在半导体基板20的上层侧方向(正面方向)发光(如在图10的示例中)，而是在半导体基板20的背面方向发光的类型的芯片Ch2。

在这种情况下，用于发光的孔不形成在阳极电极Ta中，并且开口26a不形成在接触层26中。

在形成驱动单元3(驱动电路30)的芯片Ch3(或芯片Ch34：下文中，类似于图11的描述)中，为每个发光元件2a形成用于与阳极电极Ta进行电连接的焊盘Pa。在芯片Ch3的布线层中，为每个焊盘Pa形成布线Ld。虽然省略了图示，但是导线Ld将每个焊盘Pa连接到芯片Ch3中形成的驱动电路30中的一个对应的开关元件Q1的漏极。

此外，在芯片Ch2中，阴极电极Tc分别经由导线Lc1和导线Lc2连接到电极Tc1和电极Tc2。电极Tc1和电极Tc2是用于分别连接到形成在芯片Ch3上的焊盘Pc1和焊盘Pc2的电极。

连接到焊盘Pc1的地线Lg1和连接到焊盘Pc2的地线Lg2形成在芯片Ch3的布线层中。虽然省略了图示，但接地线Lg1和Lg2连接到地。

分别经由焊料凸块Hb来执行芯片Ch2中的每个阳极电极Ta到芯片Ch3中的每个焊盘Pa的连接以及芯片Ch2中的电极Tc1和电极Tc2到芯片Ch3中的焊盘Pc1和焊盘Pc2的连接。

即，在这种情况下，通过所谓的倒装芯片安装来执行芯片Ch2相对于芯片Ch3的安装。

<6.第一实施例：多次发光>

作为第一实施例的操作，将描述光源装置100中的多次发光。此处提到的多次发光意味着发光单元2在图像捕获装置101侧的一帧中，即在作为图像传感器7中的一幅图像的曝光和图像捕获周期的一帧中，执行多次发光。

首先，将描述在发光单元2和图像传感器7中，发光和曝光是同步的。

图12示出了发光单元2的发光元件2a的发光周期Tp和图像传感器的曝光周期Tr。在此处的示例中，在一个帧周期Tf中执行一次发光和一次曝光。

在一个帧周期Tf中，曝光周期Tr的长度在图像传感器7侧是可变的。调整是可能的，例如，在辉度不足的情况下使Tr变长，以及使Tr变短以避免饱和。

然而，对于本实施例的距离测量装置1，假设同步控制曝光周期Tr和发光周期Tp。这是因为距离测量装置1只想捕获来自被摄体S的激光的反射光的图像。换言之，这是因为除了来自发光单元2的激光之外的环境光是噪声。即，除了在发光周期Tp中，优选避免曝光。

因此，例如，如图所示，发光周期Tp基本上与曝光周期Tr一致。因此，如图1所示，在驱动单元3和图像传感器7之间使用同步信号Fs，并且定义发光周期Tp和曝光周期Tr。

注意，优选地，发光周期Tp与曝光周期Tr完全一致，但是在图12中，曝光周期Tr略长于发光周期Tp。这是通过以微小余量覆盖发光周期Tp来执行曝光的一个示例。尽管在发光周期Tp中执行曝光，但是仍然优选的是，除了在发光周期Tp中之外，不执行曝光，因此缩短了余量周期。

此外，在一些情况下，曝光周期Tr可以短于发光周期Tp，尽管可能存在不执行曝光的一些无用的激光输出周期。即，在曝光周期Tr期间连续发光。

以这种方式，发光周期Tp不一定必须与曝光周期Tr完全一致，但是为了描述，假设将发光周期Tp设置为对应于并且基本上与曝光周期Tr一致，这是“同步”的状态。

如果假设实现了这种同步，则可能存在对周期调整的限制。

图13示出了图像传感器7中的曝光和电荷累积的状态以及对应于发光周期Tp的波形的发光元件2a的温度。

如图所示，发光元件2a的温度在发光周期Tp中上升，并且随着发光停止，发光元件2a的温度下降。这表明随着发光周期Tp变长，温度上升变得更加显著。

在此处，考虑捕获数据的辉度不足的情况。这是由于某种原因在检测所需的像素处辉度值低并且不能执行良好感测的情况。

在这种情况下，考虑延长曝光周期Tr，但是为了同步控制，发光元件2a的发光周期Tf也被延长。换言之，除非发光周期Tp也被延长，否则延长曝光周期Tr是没有意义的。

在发光元件2a长时间持续发光的情况下，存在发光单元2的温度由于发热而升高的可能性，这导致发光效率降低和由于高温导致的振荡停止。

在这种情况下，曝光时间的上限可以由光源侧产生的热量来确定，因此，由于不能执行足够的曝光并且不能从捕获的数据中检测到准确的坐标等，所以感测精度会降低。

因此，本实施例使得可以在实现期望的曝光时间的同时抑制光源的温度上升。

即，为了获得一次性捕获的数据，发光单元2在一帧中执行多次发光。使用由累积多次发光的反射光的图像传感器7生成的一条捕获数据(图像)来执行被摄体S的距离测量和3D形状估计。

换言之，在实现期望的曝光时间时，通过将发光分成多次发光并同步曝光时间，以抑制光源的发热，获得等效的图像。

图14示出了多次发光的操作。

图14示出了发光元件2a在一个帧周期Tf中执行两次发光(作为发光周期Tp1和Tp2)的示例。例如，假设发光周期Tp1和Tp2的组合周期长度是近似对应于图13的发光周期Tp的长度。

在图像传感器7侧，曝光周期Tr1和Tr2与发光周期Tp1和Tp2同步设置，并且执行曝光和电荷累积。该图用实线显示了电荷是如何累积的。

如上所述，发光元件2a的温度在发光期间上升，并且当发光停止时下降，因此在发光周期Tp1和Tp2期间上升，但是当发光周期Tp1和Tp2结束时下降。由于发光周期Tp1和Tp2相对较短，所以相对较早完成的温度上升和随后的温度下降将重复。

这使得能够抑制发光单元2的温度上升，并且允许电荷在图像传感器7侧累积足够的时间。因此，即使在捕获的数据中缺乏辉度，也可以解决这种缺乏。

为了执行划分曝光，例如，图像传感器7可以具有如图15所示的配置。

图像传感器7包括光电转换单元51、电荷保持单元52、读取控制单元53、读取放大器54、初始化门55和56、传输门57、读取门58和A/D转换器59。

在光电转换单元51中，设置了要暴露于来自被摄体的反射光的光电转换元件。光电转换单元51具有初始化门55控制电压VDD的电源的开/关并执行初始化的配置。

从光电转换单元51读取的电荷(光电子)经由传输门57被提供给电荷保持单元52。电荷保持单元52暂时保持光电转换单元51的每个光电转换元件(每个像素)的电荷。电荷保持单元52具有初始化门56控制电压VDD的电源的开/关并执行初始化的配置。

由电荷保持单元52保持的每个像素的电荷经由读取门58读取，由读取放大器54进行放大(增益控制)处理，然后由A/D转换器59转换成数字数据，并作为一帧的捕获数据DT输出到图1的图像处理单元8。

在此处，如图16所示，读取控制单元53控制每个门，从而实现对应于如图14所示的多次发光的曝光。

首先，在时间点t0处，读取控制单元53使初始化门55和56初始化光电转换单元51和电荷保持单元52。

在初始化之后，由光电转换单元51执行曝光，作为曝光周期Tr1。

在时间点t1处，读取控制单元53控制传输门57将曝光周期Tr1中光电转换单元51中累积的每个像素的电荷传输到电荷保持单元52。

然而，此时，读取控制单元53不打开读取门58，使得从光电转换单元51传输的电荷被保持在电荷保持单元52中。

此后，在时间点t2处，读取控制单元53控制初始化门55来初始化光电转换单元51。此时，电荷保持单元52没有初始化。

在光电转换单元51初始化之后，由光电转换单元51执行曝光，作为曝光周期Tr2。

在时间点t3处，读取控制单元53控制传输门57将曝光周期Tr2中光电转换单元51中累积的每个像素的电荷传输到电荷保持单元52。除了曝光周期Tr1之外，电荷保持单元52还保持曝光周期Tr2的电荷。

读取控制单元53在时间点t4控制读取门58，以将电荷保持单元52中保持的每个像素的电荷输出到读取放大器54。

通过上述操作，输出由曝光周期Tr1和Tr2的两次曝光引起的电荷，作为构成一幅图像的一帧捕获数据DT的每个像素数据。

注意，通过在时间点t2处释放初始化门55，在曝光周期Tr1和曝光周期Tr2之间(从时间点t1到时间点t2)产生的光电子没有累积在电荷保持单元52中，而是被丢弃到电压VDD线。通过该控制，累积在电荷保持单元52中的电荷仅是在发光周期Tp1和Tp2中产生的光电子。所获得的图像相当于发光周期Tp1和Tp2的周期连续的情况下的图像。

同时，由于划分为发光周期Tp1和Tp2，发光元件2a的发光持续时间缩短，因此由发热引起的温度上升的峰值降低，并且发光效率提高。

在这方面，图14示出了在一个帧周期Tf中执行两次发光和曝光的示例，但是当然这不限于两次。

图17示出了在一个帧周期Tf中执行三次发光的情况。即，发光元件2a执行发光周期Tp1、Tp2和Tp3的发光，并且图像传感器7执行曝光周期Tr1、Tr2和Tr3的曝光。

在这种情况下，由于发光周期Tp1、Tp2和Tp3相对较短，所以发光元件2a的温度相对较早地结束温度上升，并转变为温度下降。因此，更有效地抑制温度上升。

例如，如果一个帧周期Tf(图17的Tp1+Tp2+Tp3)中的总发光周期长度等于图14的总发光周期长度(图14的Tp1+Tp2)，则在图17的三次发光中比在图14的两次发光中更抑制温度上升。

即，随着一次发光周期的缩短和一个帧周期Tf中发光次数的增加，在抑制温度上升方面被认为是更有利的。

因此，考虑通过在一个帧周期Tf内分成四次、五次或者甚至更多次来执行发光和曝光。例如，也假设50次、100次或更多次。

考虑在距离测量装置1的感测期间，在一个帧周期Tf中始终执行这样的多次发光和多次曝光。通过这样做，可以随时抑制温度上升的感测成为可能。

此外，还考虑在一个帧周期Tf中的一次连续发光和曝光与一个帧周期Tf中的多次发光和多次曝光之间切换。

例如，在通过在预定曝光时间长度内曝光可以很好地执行图像捕获的情况下，执行一个帧周期Tf中的一次连续发光和曝光。

同时，在由于光量不足等而希望延长曝光时间的情况下，还考虑在一个帧周期Tf中切换到多次发光和多次曝光，以防止发光单元2侧的温度上升变大，同时增加一个帧周期Tf中的曝光时间量。

此外，在一个帧周期Tf中执行多次发光和多次曝光的情况下，考虑切换次数。

例如，如上所述，在一个帧周期Tf中始终执行多次发光和多次曝光的情况下，或者在通过在一个帧周期Tf中从一次发光和曝光切换来执行多次发光和曝光的情况下，这是例如根据需要在两次发光和曝光以及三次发光和曝光之间切换的操作。

例如，当曝光时间被设置为某个阈值内的值时，执行两次发光和曝光，并且当期望曝光时间长于该阈值时，执行三次发光和曝光，诸如此类。当然，两次或三次发光和曝光是一个示例，并且可以执行两次或三次或更多次发光和曝光。

此外，由于在一个帧周期Tf中的多次发光和曝光特别抑制了温度上升，因此考虑根据如下所述的温度条件来执行切换控制。

此外，当控制上述多次发光时，关于一个帧周期Tf中的多次发光，还考虑控制发光周期Tp1和Tp2之间的间隔(非发光周期的长度)。由于非发光周期是温度下降的周期，所以可以控制发光间隔，以确保温度下降。

例如，最小长度被保证为发光间隔(非发光周期)，确认温度检测单元10的温度检测信号在温度下降到预定温度或更低的条件下转换到下一次发光周期Tp，诸如此类。

当然，也可以通过定义发光周期Tp1、Tp2，....的每个时间的参数控制来进行这种非发光周期控制。

<7.第二实施例：根据温度的多次自适应发光>

在下文中，作为第二实施例，将描述根据温度控制多次自适应发光和曝光的示例。

首先，将描述根据温度的多次自适应发光的第一示例。

图18A示出了如上图13所示在一个帧周期Tf中执行一次发光和曝光的情况。即，以发光周期Tp和曝光周期Tr在一个帧周期Tf中执行连续发光和曝光。发光元件2a的温度上升相对较高。

相反，图18B示出了通过根据温度暂停和恢复发光和曝光来抑制发光元件2a的温度上升的状态。

即，在图18B中，在一个帧周期Tf中，执行三次划分的发光和曝光，作为发光周期Tp1、Tp2和Tp3以及曝光周期Tr1、Tr2和Tr3。

特别地，驱动单元3或控制单元9在发光周期Tp1中通过温度检测单元10监控温度，并控制发光元件2a的驱动。

例如，当发光元件2a的温度达到温度阈值th1时，驱动单元3暂停发光元件2a的发光。此后，当检测到发光元件2a的温度下降到温度阈值th2时，驱动单元3恢复发光元件2a的发光。即，发光周期Tp2开始。

类似地，当发光元件2a的温度达到温度阈值th1时，发光周期Tp2暂停。此外，此后，当检测到发光元件2a的温度下降到温度阈值th2时，恢复发光。即，发光周期Tp3开始。

在此处，例如，如果图18A的发光周期Tp的长度是发光周期长度TpG，则图18B的发光周期Tp1、Tp2和Tp3被设置为使得Tp1+Tp2+Tp3＝TpG。即，在设置发光周期长度TpG的情况下，划分发光的总周期长度被设置为发光周期长度TpG。

因此，当发光周期Tp1、Tp2和Tp3的总发光时间达到发光周期长度TpG时，发光周期Tp3结束。

当然，在图18B的情况下，分别与发光周期Tp1、Tp2和Tp3同步控制图像传感器7中的曝光周期Tr1、Tr2和Tr3。

注意，该图显示了执行三次发光和曝光的示例，但是这不限于三次，因为发光暂停和恢复，并且根据温度条件管理发光周期长度TpG。还认为发光和曝光的次数根据当时的温度条件而变化。

根据温度检测单元10的检测信号，可以通过例如驱动单元3等中的逻辑电路来执行这种暂停和恢复发光的控制，并且其时间可以被传输到图像传感器7。控制单元9可以监控温度检测单元10的温度检测信号，以同步控制驱动单元3和图像传感器7。

图19示出了处理示例，其中，例如，控制单元9控制在一个帧周期Tf内暂停、恢复和结束发光的时间。驱动单元3可以执行类似的处理。

首先，在图19的步骤S101中，控制单元9设置发光周期长度TpG，其是一个帧周期Tf中的总发光时间。

然后，每当从帧同步信号中检测到一帧的开始时间时，控制单元9从步骤S102前进到S103。

在步骤S103中，控制单元9指示驱动单元3开始来自发光单元2的发光。此外，在步骤S104中，控制单元9开始对发光时间计数。

在步骤S105中，控制单元9确认正在计数的发光时间的值是否达到发光周期长度TpG。

如果计数的发光时间的值没有达到发光周期长度TpG，则在步骤S106中，控制单元9检查温度检测单元10的温度检测信号，并确认当前温度(发光元件2a的温度)TMP是否等于或高于温度阈值th1。

在当前温度TMP没有达到温度阈值th1的情况下，控制单元9继续步骤S105和S106的监控。

在检测到当前温度TMP等于或高于温度阈值th1的情况下，控制单元9从步骤S106前进到S107，以控制发光暂停。即，控制单元9使驱动单元3暂停发光单元2的发光，并指示图像传感器7暂停曝光。

在执行发光暂停控制之后，控制单元9在步骤S108中检查温度检测单元10的温度检测信号，并确认当前温度TMP是否等于或低于温度阈值th2。直到当前温度TMP下降到等于或低于温度阈值th2，暂停状态将照原样继续。

在检测到当前温度TMP等于或低于温度阈值th2的情况下，控制单元9从步骤S108前进到S109，以控制发光恢复。即，控制单元9使驱动单元3恢复发光单元2的发光，并指示图像传感器7恢复曝光。

然后，控制单元9返回到步骤S105和S106的监控。

如果检测到在步骤S105中计数的发光时间的值达到发光周期长度TpG，则控制单元9前进到步骤S110，并指示驱动单元3和图像传感器7在当前帧周期Tf内完成发光和曝光。

然后，控制单元9重置发光时间计数器，返回到步骤S102，并等待下一帧的开始时间。

注意，在该等待周期中，如果在步骤S112中完成感测，则图19的控制在该时间点完成。

此外，例如，在由于辉度不足或一些其他条件而出现诸如期望增加曝光时间等情况的情况下，控制单元9相应地改变发光周期长度TpG。在控制单元9由于各种原因改变发光周期长度TpG的情况下，控制单元9从步骤S113返回到S101，并且改变发光周期长度TpG的设置。

当执行上述图19的控制时，如图18B所示，根据温度条件控制一次发光持续时间。利用这种控制，执行在一个帧周期Tf中执行多次发光和曝光的操作。

注意，在执行上述操作的情况下，在温度频繁上升到等于或高于温度阈值th1的情况下，有可能出现总发光时间不能在一个帧周期内达到发光周期长度TpG的情况。优选适当地设置温度阈值th1和th2，使得不会发生这种情况。或者，考虑到作为距离测量装置1，图像捕获的一个帧周期Tf不一定必须是固定的，一个帧周期Tf可以是可变的，并且根据当前温度TMP的图19的控制可以优先化。

随后，将描述根据温度执行多次自适应发光的处理的第二示例。

这是根据温度条件在一个帧周期Tf中在一次发光、两次发光和三次发光之间切换的示例。

将在图20A中描述由控制单元9进行控制的示例。

在步骤S150中，控制单元9开始发光和曝光，作为一个帧周期Tf中的一次发光。例如，执行如图13所示的操作。

注意，在这样的开始时间点，稍后将描述的标志FT1和FT2关闭。标志FT1是表示正在执行两次发光的状态的标志，标志FT2是表示正在执行三次发光的状态的标志。

在步骤S151中，控制单元9监控感测的完成。

在步骤S152中，控制单元9根据温度检测单元10的温度检测信号检查当前温度TMP(发光元件2a的温度)。

然后，在步骤S153、S154、S155和S156中，控制单元9执行监控当前温度或标志状态的处理。

在步骤S153中，当标志FT2关闭时，确认当前温度TMP是否等于或高于特定温度阈值th20。

在步骤S154中，确认标志FT2是否打开。

在步骤S155中，当标志FT1关闭时，确认当前温度TMP是否等于或高于特定温度阈值th10。

在步骤S156中，确认标志FT1是否打开。

在标志FT1关闭并且当前温度TMP高于特定温度阈值th10的情况下，控制单元9从步骤S155前进到S164，并且执行控制，以切换到在一个帧周期Tf中执行两次发光的操作。

即，从下一帧开始，控制单元9指示驱动单元3执行如图14所示的发光周期Tp1和TP2的两次发光，并指示图像传感器7执行曝光周期Tr1和Tr2的两次曝光。

然后，在步骤S165中，控制单元9打开标志FT1。

在标志FT1打开的周期中，控制单元9监视步骤S153或S156。

由于可以通过切换到两次发光来抑制温度上升，因此认为当前温度TMP将下降。

因此，在标志FT1打开的情况下，控制单元9从步骤S156前进到步骤S166，以确定当前温度TMP是否等于或低于温度阈值th10u。

在此处，温度阈值th10u是稍微低于温度阈值th10的温度，用于转换到如图20B所示的两次发光。

如果当前温度TMP等于或低于温度阈值th10u，则控制单元9前进到步骤S167，并且执行控制，以在一个帧周期Tf中切换到一次发光。

即，从下一帧开始，控制单元9指示驱动单元3执行如图13所示的发光周期Tp的一次发光，并指示图像传感器7执行曝光周期Tr的曝光。

然后，在步骤S168中，控制单元9关闭标志FT1。

注意，由于温度阈值th10u略低于温度阈值th10，所以防止了频繁切换两次发光和一次发光的情况。

即使在标志FT1打开并且执行两次发光的周期中，温度也可能进一步升高。因此，控制单元9在步骤S153中监控当前温度TMP是否等于或高于温度阈值th20。

温度阈值th20是高于温度阈值th10的温度，如图20B所示。

如果当前温度TMP高于温度阈值th20，则控制单元9从步骤S153前进到S160，并且执行控制，以在一个帧周期Tf中切换到三次发光。

即，从下一帧开始，控制单元9指示驱动单元3执行如图17所示的发光周期Tp1、Tp2和Tp3的三次发光，并指示图像传感器7执行曝光周期Tr1、Tr2和Tr3的三次曝光。

然后，在步骤S161中，控制单元9打开标志FT2。

在标志FT2打开的周期中，控制单元9监控步骤S154。

由于通过切换到三次发光可以进一步抑制温度上升，因此认为当前温度TMP将下降。

因此，在标志FT2打开的情况下，控制单元9从步骤S154前进到步骤S162，以确定当前温度TMP是否等于或低于温度阈值th20u。

此处，温度阈值th20u是稍微低于温度阈值th20的温度，用于转换到如图20B所示的三次发光。

如果当前温度TMP等于或低于温度阈值th20u，则控制单元9在步骤S163中关闭标记FT2，并且进一步前进到步骤S164，并且执行控制，以在一个帧周期Tf中切换到两次发光。即，控制单元9从三次发光返回到两次发光。此时，如果标志FT1关闭，则在步骤S165中将打开标志FT1。

注意，由于温度阈值th20u略低于温度阈值th20，所以防止了频繁切换三次发光和两次发光的情况。

如上所述，根据温度条件，一个帧周期Tf中的发光和曝光的次数在一次、两次和三次之间切换。然后，在感测结束的时间点，控制单元9从步骤S151结束图20A的处理。

通过这样做，有效地抑制了由多次发光引起的温度上升。此外，当温度上升不大时，感测操作的控制变得简单，因为执行一次发光和曝光。

如上述第二实施例，在距离测量装置1中，通过在进行多次发光或曝光以获得一次性图像时控制发光间隔、每次发光持续时间以及发光次数，可以抑制光源的发热并提高功率效率。

<8.第三实施例：平面内不同的曝光次数>

作为第三实施例，将描述根据图像传感器7的曝光表面以不同次数执行发光和曝光的示例。

图21A示出了发光单元2在一个帧周期Tf中执行例如四次发光(发光周期Tp1、Tp2、Tp3、Tp4)的示例，如光学波形所示。

此外，图21A示出了累积电荷量如何根据发光操作随着像素G1和G2的曝光操作而增加。

在像素G1中，根据发光周期Tp1和Tp2执行曝光周期Tr1和Tr2的曝光。然而，在发光周期Tp3和Tp4中不进行曝光。

在像素G2中，根据发光周期Tp1、Tp2、Tp3和Tp4执行曝光周期Tr1、Tr2、Tr3和Tr4的曝光。

在此处，假设例如如图21B所示，像素G1是靠近图像传感器7(光电转换单元51)的图像捕获表面的中心并且具有较高灵敏度的像素。

同时，假设像素G2是例如靠近图像捕获表面的屏幕末端并且具有较低灵敏度的像素。

如果曝光时间延长，则在具有高灵敏度的像素G1变得饱和的情况下，如果曝光时间均匀地缩短，则可能出现像素G2中辉度不足的情况。

因此，可以根据像素设置多次发光的曝光次数。这使得即使在像素灵敏度存在差异的情况下，也可以获得任何像素都处于良好辉度范围内的捕获数据。

注意，像素灵敏度不仅受像素特性的影响，还受发光元件2a的特性的影响。例如，发光单元2的中心附近的温度上升程度大于端部。作为VCSEL的激光发光元件具有功率随着温度上升而降低的特性。因此，发光元件2a的光量可能随着更靠近中心部分而下降。

例如，由于这种情况，辉度可能在图像传感器7的图像捕获表面的中心附近下降。在这种情况下，可以考虑增加中心附近像素G1的曝光次数。

此外，图21A还示出了像素G3的示例，并且在这种情况下，在曝光周期Tr3中，曝光在发光周期Tp3的中间完成。

通过这种方式，不仅通过根据发光周期的曝光，而且通过在某个发光周期的中间完成曝光，也可以执行控制，以均衡辉度。

如上所述，与光源装置100的多次发光同步，通过对图像传感器7的图像捕获表面中的每个像素或包括多个像素的每个块单独控制曝光持续时间和每次曝光次数，可以配置距离测量装置1来控制由图像传感器7捕获的图像上的被摄体S反射的光源的反射光图像的辉度。

<9.第四实施例：发光参数的单独设置>

随后，作为第四实施例，将描述发光参数的单独设置。

在光源装置100使大量发光元件2a发光并且其反射光被图像捕获装置101捕获以测量距离的距离测量装置1中，由于激光器(发光元件2a)的制造变化、温度波动和光学系统特性，获得的图像上的亮点的辉度不总是均匀的。

例如，在图22A中，发光元件X和Y仅在由开始时间Tst和结束时间Ted定义的发光周期Tp中发光。在图像传感器7侧，在与其同步的曝光周期Tr中进行曝光。注意，在这种情况下，“同步”的含义如上所述。

在此处，假设发光元件X和Y是大量发光元件2a中在描述中提到的某两个发光元件2a的样本。

图22A示出了由于制造变化、温度分布、寄生电阻等，即使用相同的参数控制发光元件X和Y的驱动，发光强度PW1和PW2也不能相等。

除了发光强度的这种变化之外，如图23进一步所示，还有影响到达图像传感器7的光量的因素。

即，这些因素包括发光侧光学系统5的透射率的空间分布、从距离测量装置1到被摄体S的距离、被摄体S的反射率、图像捕获侧光学系统6的透射率的空间分布、图像传感器7的灵敏度对入射角的依赖性等。

图22B示意性地示出了图像传感器7如何捕获在这种情况下被照射的被摄体S的反射光。如图所示，每个像素(或每个像素块)表现为辉度的变化。

因此，如果根据暗点调整曝光(增益/曝光时间)，亮点将饱和，并且不能获得精确的坐标。

同样，按照亮点调整曝光，也不会出现暗点，通过相同的方式无法获得准确的坐标。

因此，如第四实施例一样，对于每个多灯光源或包括多个光源的每个块，通过控制照明开始时间、照明结束时间或电流量以根据情况而不同，将捕获图像上的反射光的辉度调节到期望的量。

特别地，此时，为了确定电流和电流量的开/关时间，用图像传感器7捕获二维分布的光源，作为二维图像，并且控制每个光源块的电流或发光时间或这两者，使得图像中的辉度变成期望的状态。

在这种情况下，由于发光侧光学系统5、被摄体S和图像捕获侧光学系统6位于从发光单元2到图像传感器7的光路上，所以不仅可以考虑多灯光源的制造变化，还可以考虑由上述光路上的每个组件引起的变化来执行控制。

然后，本实施例的理念是执行控制，不是为了在发光单元2中以期望的辉度发光，而是以期望的方式出现在图像传感器7侧。

图22C示出了单独控制发光元件X和Y的发光时间的一个示例。

发光元件X的发光由开始时间Tst1和结束时间Ted1控制。发光元件Y的发光由开始时间Tst2和结束时间Ted2控制。利用这种配置，发光元件X和Y的发光周期TpX和TpY的长度彼此不同。

通过这种方式，通过为每个发光元件2a(或每个预定块)设置发光周期Tp的长度，如图22D所示，防止了由图像传感器7捕获的捕获数据的像素之间(或像素块之间)的辉度变化。

换言之，控制发光元件X和Y的发光时间，使得不会发生捕获数据的像素之间的辉度变化。

图22C的示例是一个示例。

图24示出了各种控制示例。

图24A是使发光元件X和Y在相同的开始时间Tst和结束时间Ted发光的示例，用于比较。

图24B是发光元件X和Y的开始时间Tst1和Tst2偏移并且结束时间Ted1和Ted2偏移的示例。在这种情况下，发光元件X和Y的发光周期TpX和TpY可以根据时间偏移量而不同。

注意，在捕获数据的辉度变化没有问题的情况下，通过将开始时间Tst2和结束时间Ted2相对于开始时间Tst1和结束时间Ted1移动相同的量，可以使发光周期TpX和TpY相等。通过改变发光元件X和Y中发光的开始和结束时间，获得了可以避免驱动单元3的芯片内的电源布线中的电流突然变化的优点。

图24C是开始时间Tst对于发光元件X和Y是公共的但是结束时间Ted1和Ted2根据需要是不同的时间的示例。

通过使发光周期TpX和TpY彼此不同，可以减小图像传感器7侧的辉度变化。

此外，通过以这种方式调整结束时间Ted，可以执行消除光学系统(5，6)的透射率的空间分布的注入。此外，可以执行消除被摄体S的反射率的空间分布的注入。此外，可以执行消除距离测量装置1和被摄体S之间的距离差的注入。

图24D是开始时间Tst1和Tst2固定偏移并且结束时间Ted1和Ted2根据需要在发光元件X和Y中是不同时间的示例。

同样利用这种配置，可以获得上述图24C和图24B中描述的效果。

注意，虽然图中未示出，但是也考虑执行控制，使得在发光元件X和Y中，结束时间Ted是公共的，并且可以根据需要改变开始时间Tst1和Tst2。

此外，在发光元件X和Y中，不管发光时间是相同还是不同，也考虑使输出激光功率(驱动电流量)不同。

此外，作为参数设置，还考虑在一个帧周期Tf中执行多次发光和曝光，如第一实施例至第三实施例中所述。

通过执行多次发光，在曝光时间不足的情况下，可以增加接收到的光量，同时如上所述抑制温度上升。因此，作为利用发光参数的时间控制，还采用了多次发光的时间设置。

如上所述的第四实施例的操作是根据图像传感器7侧的捕获数据可变地控制要提供给用于激光发光的驱动单元3的参数。静态参数控制和动态参数控制可以看作是参数控制的一种方法。

静态参数控制是根据固定情况进行校准来设置参数。

例如，如图25所示，首先，发光元件X和Y发射具有相同参数的光。即，通过使用与激光功率、开始时间Tst和结束时间Ted相同的值(相同的发光周期Tp)来驱动发光。

同样在这种情况下，根据发光元件2a、光学系统和物体的个体变化，在捕获的数据中出现辉度变化。因此，发光元件X和Y的参数被单独设置，以便解析辉度变化。例如，不同地设置电流值，或者改变时间参数以使发光周期TpX和TpY彼此不同。

同时，动态参数控制是根据感测过程中的情况变化自适应地可变地设置参数。

例如，如图26所示，首先，根据发光单元2的初始温度分布确定发光元件X和Y的参数，以发光。注意，可以认为在执行静态参数控制之后，其中包括根据初始温度分布的参数设置。

此后，在由于感测期间的温度变化而出现辉度变化的情况下，单独设置发光元件X和Y的参数，以便解析辉度变化。例如，不同地设置电流值，或者改变时间参数，以使发光周期TpX和TpY彼此不同。

注意，在这两种情况下，在根据发光参数在发光元件X和Y中不同地设置发光周期Tp的情况下，考虑到上述发光周期和曝光周期之间的同步点，假设曝光周期Tr也相应地单独不同地设置。

然而，在不能针对图像传感器7侧的每个单独像素(或块像素)可变地控制曝光周期的情况下，考虑在多个发光元件2a的最早参数中的从最早开始时间Tst到最晚结束时间Ted的周期中设置曝光周期，以执行曝光。

<10.参数设置处理示例>

下面将描述第四实施例中的参数设置处理示例。假设下面描述的处理示例是要由控制单元9执行的处理。如上所述，控制单元9可以是与驱动单元3分离的主体，或者可以设置在驱动单元3内。

首先，在图27的处理示例中，控制单元9在步骤S10中执行上述静态参数控制，作为静态校准。

然后，在步骤S11中，控制单元9控制驱动单元3和图像传感器7，使得发光单元2开始发光，并且图像传感器7基于由静态校准调整的参数开始图像捕获。

当感测完成时，控制单元9从步骤S12结束处理。

即，图27的处理是仅执行静态参数控制的处理示例。

将分别在图28、图29和图30中描述作为步骤S10中的静态校准的处理示例I、II和III。

首先，将在图28中描述静态校准处理示例I。

在步骤S200中，控制单元9为驱动单元3和图像传感器7设置初始参数。这是指定所有多个发光元件2a共有的激光功率和发光周期Tp的参数。

注意，如果发光周期Tp的长度相同，则初始参数可以是通过移动开始时间Tst和结束时间Ted而获得的参数。

此外，初始参数还包括要提供给图像传感器7侧的图像捕获信号的增益和曝光周期Tr。如上所述，曝光周期Tr与发光周期Tp同步。

然后，控制单元9在步骤S201中执行发光控制。即，控制单元9使驱动单元3开始发光，并使图像传感器7开始与发光同步的曝光。

通过该操作，在图像捕获装置101侧获得捕获的数据，并且控制单元9进入可以检查关于捕获的数据的信息(即每个像素或像素块中的辉度数据)的状态。

因此，在步骤S202中，控制单元9获取捕获数据的每个像素的辉度值。

在步骤S203中，控制单元9确认是否可以在距离测量感测所需的所有像素中检测到像素值(辉度值)。

注意，感测所需的所有像素意味着应该接收来自激光发光的反射光的所有像素，并且不一定指在图像传感器7中物理提供的所有像素。在下文中，在图28、图29和图30的描述中，“所有像素”都以这种含义使用。

在步骤S203中，控制单元9确认是否可以在所有像素中至少实现图像传感器7的动态范围内的光接收。

即，如果像素值不饱和并且没有被噪声所掩盖，并且获得了适当的像素值，则至少感测操作是可能的，并且因此仅需要可以在动态范围内实现光接收。

然而，在步骤S203中，可以更严格地定义所有像素都在预定辉度值范围内的条件。

如果所有的像素都可以被正确地检测到(未饱和且未被噪声掩埋)，则感测是可能的，因此控制单元9在步骤S207中存储当前参数并完成静态校准。例如，在初始参数没有问题的情况下，静态校准将在初始参数不变的情况下完成。

同时，在不能在所有或一些像素中执行适当的像素检测的情况下(或者在一些或所有像素的辉度值不在适当范围内的情况下)，控制单元9前进到步骤S204，以确定传感器参数是否可调。

在此处，例如，确定要提供给图像传感器7中的图像捕获信号的增益是否可调。

注意，在这种情况下，也考虑调整曝光时间Tr，并且在调整曝光时间Tr的情况下，发光周期Tp将同时一起改变。然而，假设在这种情况下对发光时间Tp的控制不在单个发光元件2a上执行，而是通常在所有发光元件2a上执行。

在传感器参数可调节为增益或曝光周期的情况下，控制单元9前进到步骤S205，以改变增益或曝光周期中的一个或两个。

在该状态下，执行步骤S201、S202和S203的处理，以确定是否实现了适当的像素检测。

此时，在步骤S203中可以适当检测所有像素这一事实意味着已经执行了调整，特别是不需要单独控制每个发光元件2a的参数。

在这种情况下，在步骤S207中，控制单元9将调整传感器参数后的状态下的参数存储为静态校准后的参数。

在步骤S203中没有确定能够检测到所有像素的情况下，可以在步骤S204中确定传感器参数不能改变。这是例如增益或曝光时间已经达到预先确定为可变范围的上限或下限的情况。

在这种情况下，不能执行公共控制，作为传感器参数调整，因此控制单元9前进到步骤S206，以进行单独的发光参数调整。

即，控制单元9改变发光参数，如图22C和图24所示。特别地，根据捕获数据的辉度变化来设置发光参数。

发光参数被设置为使得，例如，对于对应于辉度不足的像素(或像素块)的发光元件2a，发光周期Tp被设置为长，而对于对应于辉度过高(或饱和)的像素(或像素块)的发光元件2a，发光周期Tp被设置为短。

此外，还假设将执行参数设置，以在一个帧周期Tf中执行多次发光(和曝光)。

在配置允许单独控制激光功率的情况下，可以单独设置激光功率的参数。

然后，利用设置的参数执行步骤S201、S202和S203的处理，以确定是否实现了适当的像素检测。

特别地，通过单独设置发光参数，可以适当地解析饱和像素和辉度不足的像素。当然，可以在步骤S203→S204→S206中再次进行个体参数设置，并且在这种情况下，重复个体发光参数设置和捕获数据的确认。

当在步骤S203中可以适当检测所有像素的辉度时，控制单元9前进到步骤S207，并且存储该时间点的发光参数和传感器参数，作为静态校准结果的参数。

通过这样的处理，在捕获数据中的每个像素中出现辉度变化的情况下，首先，执行整体参数调整，并且如果仍然不能解析变化，则执行个体参数设置。

通过简单的参数设置优先进行整体控制，降低了处理负荷。同时，可以通过单独设置来处理大变化。

接下来，将在图29中描述静态校准处理示例II。注意，与处理示例I的处理已经类似的处理用相同的步骤编号表示，以避免重复描述。

这是发光参数的调整优先于传感器参数的调整的示例。

在步骤S203中确定不能适当检测所有像素的辉度值的情况下，控制单元9在步骤S210确认发光参数是否可调节。然后，如果可调节，则控制单元9前进到步骤S211，以对发光参数进行整体调节或单独调节。然后，控制单元9执行步骤S201、S202和S203的处理。

在前进到步骤S210的时间点，发光参数已经不可调节(已经达到调节极限)的情况下，控制单元9前进到步骤S212，以调节传感器参数。在这种情况下，执行图像传感器7中的增益调节。

其他处理类似于处理示例I。

在图29的处理示例II的情况下，首先，执行个体参数设置。因此，即使在捕获数据的辉度变化大的情况下，也可以设置参数，以有效地均衡辉度变化。图像传感器7的增益调节用作辅助。这适合于在由于放大等过程中的噪声而不希望这么多地调整图像传感器的增益的情况下的处理。

将在图30中描述静态校准处理示例III。步骤S200至S207类似于图28。然而，步骤S203A具有比步骤S203更严格的条件。即，该条件并不意味着可以仅仅适当检测所有像素，而是意味着所有像素的辉度值都在预定范围内。这意味着调整参数，直到变化减少。

然后，在该处理示例III中，在步骤S207中存储静态校准结果的参数之后，在步骤S220至S223中针对激光功率设置进一步执行参数调整。

首先，在步骤S220中，控制单元9改变发光参数，使得所有发光元件2a的激光功率降低一个步长。

注意，此处的一个步长意味着为步骤S220的处理设置的一步减少量，并且不一定限于可以设置的激光功率的分辨率(驱动电流值)方面的可变量。

然后，在步骤S221中，控制单元9控制驱动单元3，使得发光元件2a根据改变的发光参数发光，并且在步骤S222中，控制单元9获取对应于发光捕获的捕获数据的每个像素的辉度值。

然后，在步骤S223中，控制单元9确定是否检测到所有像素的辉度值等于或高于预定值。预定值是处于图像检测和距离测量感测中没有问题的水平的辉度值。

在检测到所有像素的情况下，控制单元9返回到步骤S207，并存储当前参数，该当前参数包括在前一步骤S220中降低的激光功率。

然后，在步骤S220中，控制单元9进一步将激光功率降低一个步长，并执行步骤S221、S222和S223的处理。

即，只要在步骤S223中在所有像素中检测到等于或高于预定值的辉度值，就降低激光功率。

如果在步骤S223中某个像素的辉度值变得小于预定值，则该过程在该时间点结束。

此时存储的参数是在辉度值在一些像素中变得小于预定值之前，在所有像素中辉度值变得等于或高于预定值的情况下的参数。即，该参数指示激光功率尽可能减小的状态。

因此，在图30的处理中，静态校准是尽可能减小激光功率，同时尽可能抑制捕获数据的每个像素中的辉度变化(在步骤S203A中抑制到适当的范围)。

注意，在步骤S223中用作阈值的预定值优选地被设置为与检测变得不可能的值有一定的余量。

通过这样的处理，可以在可以执行适当感测的范围内尽可能地降低激光功率，并且可以降低功耗并提高发光效率。

注意，图30基于添加了步骤S220至S223的图28的处理，但是也可以考虑基于添加了步骤S220至S223的图29的处理的处理示例。

在图27的参数设置处理的第一示例中，上述静态校准处理示例I、II和III已经被描述为步骤S10。随后将描述作为参数设置处理的第二示例，其中，可以采用这种静态校准处理示例I、II和III。

图31示出了参数设置处理的第二示例。

在该处理示例中，控制单元9在步骤S10中执行静态校准，然后在步骤S21中测量温度。即，控制单元9通过温度检测单元10从温度检测信号中检查当前温度TMP。

然后，在步骤S22中，控制单元9根据温度执行校准。

此后，在步骤S23中，控制单元9控制驱动单元3和图像传感器7，使得发光单元2开始发光，并且图像传感器7基于由静态校准和根据温度的进一步校准调整的参数开始图像捕获。

在感测期间，连续执行步骤S21、S22和S23，并且当感测完成时，控制单元9从步骤S12结束处理。

即，图31的处理是除了静态参数控制之外执行温度校准作为动态参数控制的示例。

步骤S22中的温度校准例如是根据当前温度TMP来控制激光功率(驱动电流量)。

为了响应于发光效率随着温度上升而降低，考虑根据温度上升来增加驱动电流量，以保持发射的光量。

注意，在根据温度的该校准中，驱动电流量可以作为对所有发光元件2a的总体控制而改变，但是可以根据温度分布单独控制(对于每个块)驱动电流量。

此外，在这种情况下，可以设置参数，以便在上述一个帧内执行所划分的多次发光。

特别地，由于根据温度上升的校准，为了尽可能避免更高的温度上升，通过在一个帧周期Tf中执行多次发光和曝光，优选地，在确保光量的同时不促进温度上升。

接下来，将在图32中描述参数设置处理的第三示例。

步骤S10、S21、S22和S23类似于图31。在该示例中，在步骤S24中，控制单元9根据在捕获的数据中出现的亮度来调整发光参数和传感器参数中的一个或两个。

在感测期间，连续执行步骤S21、S22、S23和S24，并且当感测完成时，控制单元9从步骤S12结束处理。

即，图32的处理是除了静态参数控制之外，执行温度校准和根据被摄体S的反射率的校准作为动态参数控制的示例。

作为发光参数调整，根据被摄体S的反射率和距离的变化，发光周期和激光功率被控制在非饱和范围内。这可以是发光元件2a的整体调整或单独调整。例如，在被摄体S的一部分的反射率高的情况下，对应的发光元件2a等的发光周期Tp缩短。

作为传感器参数调整，根据被摄体S的反射率和距离的变化，在非饱和范围内执行增益调整和曝光周期调整。

静态参数控制和动态参数控制通过上述各种处理示例来执行，由此可以获得辉度变化很小的捕获数据，并且可以提高感测精度。

<11.结论和修改示例>

在上述实施例中，可以获得以下效果。

根据实施例的光源装置100包括：多个激光发光元件2a；以及驱动单元3，被配置为驱动每个激光发光元件2a，以在图像传感器7中在一个帧周期内执行多次发光，图像传感器7接收并捕获从多个激光发光元件2a发射并被被摄体S反射的光。

如果连续执行激光发光的周期长度被分成多次并执行激光发光，则抑制每个发光周期Tp中的温度上升，并且在非发光周期中出现温度下降。即，即使整体上对相同的周期长度执行发光，与连续执行发光的情况相比，多次发光允许更多地抑制温度上升。

因此，例如，即使在图像传感器侧等辉度不足的情况下，通过驱动多次发光，可以增加光曝光量，而不会导致温度上升。利用这种配置，可以在图像传感器7侧实现适当的曝光，并且提高用于感测的坐标检测精度，从而提高距离和形状感测的精度。

此外，通过抑制温度上升，可以防止输出由于温度上升而降低，有助于提高发光效率。

此外，实施例的技术使得能够计算与通过累积多次发光而获得的一幅图像的距离等，并且可以在图像传感器7侧调整图像传感器7侧的曝光周期。这带来的优点是，根据诸如发热和环境温度等条件，可以在光源装置侧使用具有任意周期和脉冲宽度的发光。

注意，通过总是在一帧中执行多次发光，可以实现有效抑制温度上升的光源装置100。

同时，如在图20中描述的示例中，通常认为在一个帧周期中执行一次较长的发光，并且仅在必要时在一个帧周期中执行多次较短的发光。在一些情况下，这可以减少由多次发光引起的处理负荷的增加。

在实施例中，已经描述了驱动单元3根据温度检测结果改变一个帧周期中激光发光元件2a的发光次数的示例(参见图19和图20)。

通过总是在一帧中执行多次发光，可以有效地抑制温度上升，但是就更轻的处理负荷而言，连续执行激光发光和在图像传感器7侧连续执行曝光可能是有利的。

因此，在没有特定问题的周期中，即，在温度不高的周期中，在一个帧周期中执行一次发光。然后，在必要时，切换到一帧中的多次发光。这使得能够抑制温度上升并连续进行适当的检测。

在实施例中，已经描述了驱动单元3根据温度检测结果将激光发光元件2a的发光次数改变为一个帧周期中的多次发光的示例(参见图20)。

例如，根据温度条件，切换作为多次发光的发射次数，例如，一个帧周期中的两次发光或三次发光。

由于发光周期长度、发光间隔等根据一个帧周期中的发光次数而不同，所以抑制温度上升的效果可以不同。因此，即使在使用多次发光的情况下，发光次数也根据温度条件进行切换。

例如，如果温度稍微升高，则执行两次发光，如果温度进一步升高，则执行三次发光。利用这种配置，抑制温度上升的效果可以逐渐增加，以保持正常状态。

在实施例中，激光发光元件2a包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)。

通过在一帧中多次驱动作为VCSEL的激光发光元件2a，可以实现能够适当应对温度上升的光源装置100。

注意，本公开的技术不仅可以应用于VCSEL，还可以应用于配备有其他类型的激光发光元件的光源装置。

根据实施例的光源装置100还包括温度传感器10a(温度检测单元10)，其被配置为检测激光发光元件2a附近的温度。

例如，温度传感器10a设置在作为VCSEL的激光发光元件2a附近。

利用这种配置，可以获得激光发光元件2a的温度(例如，激光发光元件2a附近的台面温度)，并且可以相应地控制适当次数的发光。

此外，还可以通过设置温度传感器10a来检测发光表面上的温度分布。利用这种配置，考虑根据激光发光元件2a设置在平面中的位置来控制不同次数的发光的驱动。

在实施例中，已经描述了一个示例，其中，还提供了被配置为检测激光发光元件2a附近的温度的温度传感器10a，并且驱动单元3根据温度传感器10a的检测结果执行一个帧周期中的激光发光元件的发光暂停和发光恢复。

例如，通过执行例如图19中的驱动控制，将根据温度条件执行激光发光元件2a的多次发光。特别地，通过使用温度条件作为暂停和恢复发光的参考，这适合于控制温度的目的。

在实施例中，已经描述了驱动单元3根据定义每预定单元的激光发光元件2a的发光操作的发光参数来驱动每个激光发光元件的示例。

由于允许利用为预定单元的每个发光元件2a设置的发光参数进行驱动的配置，驱动单元3可以根据各种情况灵活地执行激光控制。例如，可以仅对特定块的激光发光元件2a执行控制，例如，在一帧中执行多次发光。例如，在由温度传感器10a检测面内分布的情况下，可以通过相应地仅对一些激光发光元件2a等执行多次发光来使温度均匀。

认为根据实施例的光源装置100具有这样的配置，其中，驱动单元3根据定义激光发光元件2a的发光操作的发光参数来驱动每个激光发光元件，并且光源装置100包括被配置为生成发光参数的控制单元9。

即，控制单元9设置在光源装置100中(例如，在作为光源装置100的芯片中)。

由于控制单元9与作为光源装置100的发光单元2和驱动单元3集成(例如，在同一芯片中)，所以可以具有有利于设置和传送发光参数的配置。

在实施例中，已经描述了一个示例，其中，驱动单元3利用设定的发光参数控制多次发光中的一次发光的持续时间(发光周期Tp1，Tp2，...)。

发光期间温度会升高。通过控制多次发光中每个发光周期的长度，控制发生温度上升的周期长度，因此，通过控制发光周期长度，可以发射适合温度条件的光。

在实施例中，已经描述了一个示例，其中，驱动单元3利用设定的发光参数控制多次发光的发光间隔(非发光周期)。

非发光周期是温度下降的周期。通过控制多次发光中的发光间隔，控制发生温度下降的周期长度，因此，通过控制发光间隔，可以发射适合温度条件的光。

根据实施例的图像传感器7包括光电转换单元51，光电转换单元51被配置为在光源装置100的多个激光发光元件2a在产生捕获图像的一个帧周期中执行多次发光的情况下，在对应于多次发光中的每次发光的周期Tp的曝光周期Tr中，对从激光发光元件2a发射并被被摄体S反射的光执行曝光。然后，输出通过多次曝光获得的一帧捕获数据。

利用这种配置，在图像传感器7侧，可以精确地对由激光发光元件2a的发光发射的反射光执行曝光。特别地，为了实现通过光源装置100侧的多次发光来抑制温度上升的效果，图像捕获装置101还将执行协作操作。

然后，利用这种配置，可以将捕获图像上的辉度控制到期望值，并且例如，可以提供能够精确地执行用于距离测量、物体的3D形状估计等的图像捕获的图像捕获装置。

在这种情况下，已经引用了一个示例，其中，图像传感器7还包括电荷保持单元52，该电荷保持单元52被配置为根据一个帧周期中激光发光元件2a的多次发光中的每次发光的周期保持通过光电转换单元51的曝光所产生的电荷，并且从电荷保持单元52读取在每个帧周期中产生一个图像的电荷信号(参见图15)。

利用这种配置，可以响应于光电转换单元的时分曝光，输出用于生成一帧捕获数据的电荷信号。

然后，可以从通过累积多次发光而获得的一幅图像来计算距离等。

此外，光电转换单元51允许设置对应于一帧中多次发光中的每次发光的周期执行曝光的操作以及对应于多次发光的一部分的周期执行曝光的操作。

即，如图21中所述，可以选择性地执行对应于激光发光元件的多次发光中的每次发光的周期执行曝光的操作和在多次发光的一部分的周期中执行曝光的操作。

例如，在灵敏度低的情况下，可以执行控制，例如，增加曝光次数或减少曝光次数，以防止饱和。通过这种控制，可以使捕获数据的辉度均匀，并且可以促进检测精度的提高。

特别地，实施例的图像传感器7不需要使每次曝光持续时间以及曝光次数与发光侧的相同。因此，可以在图像传感器平面内单独控制这些，并且可以控制由所获得的图像中的光源的反射光引起的亮点，以具有期望的辉度。

注意，光电转换单元51可以被配置为设置对应于每预定像素单元的一帧中的多次发光中的每次发光的周期的曝光次数。

例如，可以每预定像素单元选择性地执行每次对应于激光发光元件2a的多次发光中的每次发光的周期执行曝光的操作和在多次发光的一部分的周期中执行曝光的操作。此处提到的预定像素单元是一个像素的单元、被阻挡的多个像素的单元等。

利用这种配置，可以在图像传感器7的图像捕获表面中改变曝光时间，并且可以将获得的图像的辉度控制为期望的辉度。

因此，例如，对于灵敏度低的区域中的像素，可以执行控制，以增加曝光次数，而对于灵敏度高的像素，可以执行控制，以减少曝光次数，以防止饱和。通过这种控制，可以使捕获数据的辉度均匀，并且可以促进检测精度的提高。

实施例的距离测量装置1可以被配置为感测模块。该感测模块包括：多个激光发光元件2a；驱动单元3，被配置为驱动每个激光发光元件2a，以在图像传感器7中在一个帧周期内执行多次发光，图像传感器7接收并捕获从多个激光发光元件2a发射并被被摄体S反射的光；以及图像传感器7，包括光电转换单元51，光电转换单元51被配置为在对应于多次发光中的每次发光的周期的曝光周期中对从激光发光元件2a发射并被被摄体反射的光执行曝光，图像传感器7输出通过多次曝光获得的一帧捕获数据。

利用这种配置，例如，实现了执行距离测量、物体识别等的感测模块。此外，在这种情况下，光源执行多次发光，以获得一次性捕获图像，通过使用通过多次累积反射光而生成的一幅捕获图像，来估计物体的3D形状，并且可以通过在抑制温度上升的同时执行充分曝光来提高感测精度。

特别地，作为距离测量装置1的根据实施例的感测模块包括温度传感器10a(温度检测单元10)，其被配置为检测激光发光元件2a附近的温度。驱动单元3根据温度传感器10a的温度检测结果改变一个帧周期中激光发光元件的发光次数。

利用这种配置，可以根据温度上升在一个帧周期中适当地执行多次发光。

注意，本公开的技术不限于实施例的配置和处理示例，并且假设各种修改示例。

此外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性的而非限制性的，并且可以产生其他效果。

注意，本技术也可以具有以下配置。

(1)一种光源装置，包括：

多个激光发光元件；以及

驱动单元，被配置为驱动每个激光发光元件，以在接收和捕获从多个激光发光元件发射并被被摄体反射的光的图像传感器中在一个帧周期中执行多次发光。

(2)根据上述(1)的光源装置，其中，

驱动单元根据温度检测结果，改变一个帧周期中的激光发光元件的发光次数。

(3)根据上述(1)或(2)的光源装置，其中，

驱动单元根据温度检测结果，改变一个帧周期中的激光发光元件的多次发光的发光次数。

(4)根据上述(1)至(3)中任一项的光源装置，其中，

激光发光元件包括垂直腔面发射激光器。

(5)根据上述(1)至(4)中任一项的光源装置，还包括

温度传感器，被配置为检测激光发光元件附近的温度。

(6)根据上述(1)至(5)中任一项的光源装置，还包括

温度传感器，被配置为检测激光发光元件附近的温度，

其中，驱动单元根据温度传感器的检测结果，执行一个帧周期中的激光发光元件的发光暂停和发光恢复。

(7)根据上述(1)至(6)中任一项的光源装置，其中，

驱动单元根据发光参数驱动每个激光发光元件，发光参数定义每预定单元的激光发光元件的发光操作。

(8)根据上述(1)至(7)中任一项的光源装置，其中，

驱动单元根据定义激光发光元件的发光操作的发光参数来驱动每个激光发光元件，并且

所述光源装置包括被配置为生成发光参数的控制单元。

(9)根据上述(1)至(8)中任一项的光源装置，其中，

驱动单元用设定的发光参数控制多次发光中的一次发光的持续时间。

(10)根据上述(1)至(9)中任一项的光源装置，其中，

驱动单元用设定的发光参数控制多次发光的发光间隔。

(11)一种图像传感器，包括

光电转换单元，被配置为在光源装置的多个激光发光元件在生成捕获图像的一个帧周期中执行多次发光的情况下，在与多次发光中的每次发光的周期相对应的曝光周期中，对从激光发光元件发射并被被摄体反射的光执行曝光，

其中，图像传感器输出通过多次曝光获得的一帧捕获数据。

(12)根据上述(11)的图像传感器，还包括

电荷保持单元，被配置为根据一个帧周期中激光发光元件的多次发光中的每次发光的周期，保持通过光电转换单元的曝光产生的电荷，

其中，从电荷保持单元读取在每个帧周期中生成一个图像的电荷信号。

(13)根据上述(11)或(12)的图像传感器，其中，

光电转换单元允许设置

执行对应于一帧中多次发光中的每次发光的周期的曝光的操作，以及

执行对应于多次发光的一部分的周期的曝光的操作。

(14)一种感测模块，包括：

多个激光发光元件；

驱动单元，被配置为驱动每个激光发光元件，以在接收和捕获从多个激光发光元件发射并被被摄体反射的光的图像传感器中在一个帧周期中执行多次发光；以及

图像传感器，包括光电转换单元，该光电转换单元被配置为在与多次发光中的每次发光的周期相对应的曝光周期中，对从激光发光元件发射并被被摄体反射的光执行曝光，该图像传感器输出通过多次曝光获得的一帧捕获数据。

(15)根据上述(14)的感测模块，还包括

温度传感器，被配置为检测激光发光元件附近的温度，

其中，驱动单元根据温度传感器的温度检测结果，改变一个帧周期中的激光发光元件的发光次数。

附图标记列表

1 距离测量装置

2 发光单元

2a 发光元件

3 驱动单元

4 电源电路

5 发光侧光学系统

6 图像捕获侧光学系统

7 图像传感器

8 图像处理单元

9 控制单元

9a 距离测量单元

10 温度检测单元

10a 温度传感器

100 光源装置

101 图像捕获装置。

Claims (15)

1.一种光源装置，包括：

多个激光发光元件；以及

驱动单元，被配置为驱动每个激光发光元件，以在接收和捕获从所述多个激光发光元件发射并被被摄体反射的光的图像传感器中在一个帧周期中执行多次发光。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述驱动单元根据温度检测结果，改变一个帧周期中的所述激光发光元件的发光次数。

3.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述驱动单元根据温度检测结果，改变一个帧周期中的所述激光发光元件的多次发光的发光次数。

4.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述激光发光元件包括垂直腔面发射激光器。

5.根据权利要求1所述的光源装置，还包括

温度传感器，被配置为检测所述激光发光元件附近的温度。

6.根据权利要求1所述的光源装置，还包括

温度传感器，被配置为检测所述激光发光元件附近的温度，

其中，所述驱动单元根据所述温度传感器的检测结果，执行一个帧周期中的所述激光发光元件的发光暂停和发光恢复。

7.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述驱动单元根据发光参数驱动每个激光发光元件，所述发光参数定义每预定单元的所述激光发光元件的发光操作。

8.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述驱动单元根据定义所述激光发光元件的发光操作的发光参数来驱动每个激光发光元件，并且

所述光源装置包括被配置为生成所述发光参数的控制单元。

9.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述驱动单元用设定的发光参数控制所述多次发光中的一次发光的持续时间。

10.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述驱动单元用设定的发光参数控制所述多次发光的发光间隔。

11.一种图像传感器，包括

光电转换单元，被配置为在光源装置的多个激光发光元件在生成捕获图像的一个帧周期中执行多次发光的情况下，在与所述多次发光中的每次发光的周期相对应的曝光周期中，对从所述激光发光元件发射并被被摄体反射的光执行曝光，

其中，所述图像传感器输出通过多次曝光获得的一帧捕获数据。

12.根据权利要求11所述的图像传感器，还包括

电荷保持单元，被配置为根据一个帧周期中所述激光发光元件的所述多次发光中的每次发光的周期，保持通过所述光电转换单元的曝光产生的电荷，

其中，从所述电荷保持单元读取在每个帧周期中生成一个图像的电荷信号。

13.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，

所述光电转换单元允许设置

执行对应于一帧中所述多次发光中的每次发光的周期的曝光的操作，以及

执行对应于所述多次发光的一部分的周期的曝光的操作。

14.一种感测模块，包括：

多个激光发光元件；

驱动单元，被配置为驱动每个激光发光元件，以在接收和捕获从所述多个激光发光元件发射并被被摄体反射的光的图像传感器中在一个帧周期中执行多次发光；以及

图像传感器，包括光电转换单元，所述光电转换单元被配置为在与所述多次发光中的每次发光的周期相对应的曝光周期中，对从所述激光发光元件发射并被被摄体反射的光执行曝光，所述图像传感器输出通过多次曝光获得的一帧捕获数据。

15.根据权利要求14所述的感测模块，还包括

温度传感器，被配置为检测所述激光发光元件附近的温度，

其中，所述驱动单元根据所述温度传感器的温度检测结果，改变一个帧周期中的所述激光发光元件的发光次数。

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