CN115249942A - 发光部件、发光元件阵列芯片和光计测装置 - Google Patents

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Abstract

提供发光部件、发光元件阵列芯片和光计测装置。发光部件具有：基板；多个发光元件，该多个发光元件设置在所述基板上，向与该基板的面交叉的方向射出光；多个孔部，该多个孔部配置在多个所述发光元件的各自的周围；以及栅电极，其与多个所述发光元件分别电连接，并以使多个该发光元件的点亮以及熄灭一起进行的方式进行控制。

Description

发光部件、发光元件阵列芯片和光计测装置
技术领域
本发明涉及发光部件、发光元件阵列芯片和光计测装置。
背景技术
在日本特开平1-238962号公报中记载了如下的发光元件阵列：一维、二维或三维地排列阈值电压或阈值电流能够从外部控制的多个发光元件，使对各发光元件的阈值电压或阈值电流进行控制的电极彼此电连接，在各发光元件连接有从外部施加电压或电流的时钟线。
在日本特开2009-286048号公报中记载了如下的自扫描型的光源头：其具有基板、呈阵列状配设于基板上的面发光型半导体激光器、以及排列于基板上且选择性地使所述面发光型半导体激光器的发光接通/断开的作为开关元件的晶闸管。
在3D传感等中，采用使用发光元件头的发光部，该发光元件头配置有多个发光元件。该各个发光元件不是由单体的发光元件构成，而是由多个发光元件构成，考虑使该多个发光元件的点亮和熄灭同步地进行动作来实现阵列化。此时，阵列化的多个发光元件的进行点亮和熄灭的构造有时也是用于同步地进行动作的构造。
发明内容
本发明的目的在于，使阵列化的多个发光元件的点亮和熄灭同步地进行动作。
根据本发明的第1方案，提供一种发光部件，其具有：基板；多个发光元件，该多个发光元件设置在所述基板上，向与该基板的面交叉的方向射出光；多个孔部，该多个孔部配置在多个所述发光元件的各自的周围；以及栅电极，其与多个所述发光元件分别电连接，并以使多个该发光元件的点亮以及熄灭一起进行的方式进行控制。
根据本发明的第2方案，所述发光元件呈层构造，该层构造具有晶闸管和设置在构成该晶闸管的层之间并进行发光的发光层。
根据本发明的第3方案，所述晶闸管的栅极层介于多个所述孔部之间，在多个发光元件之间作为共同的层而相连，并且与所述栅电极电连接。
根据本发明的第4方案，所述晶闸管的最上层介于多个所述孔部之间，在多个发光元件之间作为共同的层而相连。
根据本发明的第5方案，所述晶闸管具有电流狭窄层，该电流狭窄层经由所述孔部被氧化，使流过所述发光层的电流变窄。
根据本发明的第6方案，所述孔部在该孔部处具有至少到达所述栅电极的下表面的位置的深度。
根据本发明的第7方案，所述孔部具有进一步到达具有晶闸管构造的所述发光元件的各层中的最下层的位置的深度。
根据本发明的第8方案，为了将经由所述孔部而被氧化并使流过所述多个发光元件的发光层的电流变窄的电流狭窄层形成为圆形状，将多个所述孔部在所述发光元件射出光的射出口的周围以具有预先规定的间隔的方式排列成圆形状。
根据本发明的第9方案，该发光部件还具有层叠在所述发光元件上的晶闸管。
根据本发明的第10方案，所述晶闸管隔着隧道结层或具有金属导电性的III-V族化合物层而层叠在所述发光元件上。
根据本发明的第11方案，提供一种发光元件阵列芯片，其具有：发光部件列，其由发光部件在主扫描方向上呈列状配置而成；以及驱动单元，其用于输入输出对所述发光部件进行驱动的信号。
根据本发明的第12方案，提供一种光计测装置，其具有：发光部件；受光部，其从被从所述发光部件照射了光的对象物接受反射光；以及处理部，其对与所述受光部接受到的光相关的信息进行处理，计测从所述发光部件到对象物的距离或者该对象物的形状。
(效果)
根据所述第1方案，能够使阵列化的多个发光元件的点亮、熄灭同步地进行动作。
根据所述第2方案，能够简化发光元件的构造。
根据所述第3、4的各方案，提高了开关的效率。
根据所述第5方案，能够使电流流过射出光的射出口。
根据所述第6方案，容易将多个发光元件的各自的发光点分离。
根据所述第7方案，容易将多个发光元件的各自的发光点进一步分离。
根据所述第8方案，能够使射出口近似于圆形。
根据所述第9方案，能够将发光层和传送晶闸管分离。
根据所述第10方案，能够降低用于驱动发光元件的电压。
根据所述第11方案，可提供能够使阵列化的多个发光元件的点亮、熄灭同步地进行动作的发光元件阵列芯片。
根据所述第12方案，可得到使发光元件并联点亮的光计测装置。
附图说明
图1是说明发光部件的电路结构的等效电路图。
图2是应用本实施方式的发光部件的平面布局图和剖视图的一例，(a)是发光部件的平面布局图，(b)是(a)的IIB-IIB线的剖视图。
图3是应用本实施方式的发光部件中的面发光激光元件的放大图。
图4是应用本实施方式的发光部件中的发光元件的放大图。
图5是说明发光部件的动作的时序图。
图6是示出应用本实施方式的发光部件中的发光元件的变形例的图。
图7是对在由层叠构造构成面发光激光元件和设定晶闸管时必须考虑的点进行说明的图。
图8是配置有使用发光部件的发光芯片的发光装置的俯视图。
图9是示出发光芯片的结构、发光装置的信号产生电路的结构和电路基板上的布线(线)的结构的一例的图。
图10是说明使用发光装置的光计测装置的图。
图11是说明使用发光装置的图像形成装置的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
另外，下面，将铝设为Al等，使用元素符号进行表述。
这里，首先对发光部件10进行说明。本实施方式的发光部件10在表面形状为矩形的基板80的正面具有呈列状设置的多个面发光激光元件VCSEL。
(发光部件10的电路结构)
图1是说明发光部件10的电路结构的等效电路图。下面说明的各元件除了端子(
Figure BDA0003250108220000041
端子、
Figure BDA0003250108220000042
端子、Vgk端子、
Figure BDA0003250108220000043
端子)以外，根据发光部件10上的布局(参照后述图2)来配置。而且，将设置于基板80的背面的Vsub端子引出到基板80的外部来示出。
发光部件10具有由面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128构成的发光部102。
并且，发光部件10具有与面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128同样地呈列状排列的传送晶闸管T1～T128(在不进行区分的情况下表述为传送晶闸管T。)。
另外，这里，作为传送元件的一例，使用传送晶闸管T进行说明，但是，只要是依次成为接通状态的元件即可，也可以是其他电路元件，例如也可以使用组合移位寄存器和多个晶体管而得到的电路元件。
此外，在发光部件10中，使传送晶闸管T1～T128分别按照编号顺序以2个为1对，在各个对之间具有耦合二极管D1～D127(在不进行区分的情况下表述为耦合二极管D。)。
并且，发光部件10具有电源线电阻Rg1～Rg128(在不进行区分的情况下表述为电源线电阻Rg。)。
此外，发光部件10具有1个启动二极管SD。而且，具有电流限制电阻R1、R2，该电流限制电阻R1、R2是为了防止在后述的被发送第1传送信号
Figure BDA0003250108220000044
的第1传送信号线72和被发送第2传送信号
Figure BDA0003250108220000045
的第2传送信号线73中流过过剩电流而设置的。
这里，通过传送晶闸管T1～T128、电源线电阻Rg1～Rg128、耦合二极管D1～D127、启动二极管SD和电流限制电阻R1、R2构成驱动部101。
另外，如后述图2的(b)所示，面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128、传送晶闸管T1～T128、电源线电阻Rg1～Rg128、耦合二极管D1～D127、启动二极管SD和电流限制电阻R1、R2在基板80上呈列状排列。
发光部102的面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128、驱动部101和传送晶闸管T1～T128在图1中从左侧起按照编号顺序排列。并且，耦合二极管D1～D127、电源线电阻Rg1～Rg128也在图中从左侧起按照编号顺序排列。
在本实施方式中，发光部102中的面发光激光元件VCSEL、传送晶闸管T和电源线电阻Rg分别设为128个。另外，耦合二极管D的数量为比传送晶闸管T的数量少1个的127个。
面发光激光元件VCSEL等的数量不限于上述数量，设为预定的个数即可。而且，传送晶闸管T的数量也可以比面发光激光元件VCSEL的数量多。
上述耦合二极管D、启动二极管SD是具有阳极端子(阳极)和阴极端子(阴极)的二极管构造的2个端子的半导体元件，面发光激光元件VCSEL、传送晶闸管T是具有阳极端子(阳极)、栅极端子(栅极)和阴极端子(阴极)这3个端子的晶闸管构造的半导体元件。
另外，面发光激光元件VCSEL、耦合二极管D、启动二极管SD和传送晶闸管T有时不一定具有作为电极而构成的阳极端子、栅极端子和阴极端子。由此，下面，有时省略端子进行表述。
接着，对发光部件10中的各元件的电连接进行说明。
面发光激光元件VCSEL、传送晶闸管T各自的阳极与发光部件10的基板80连接(阳极共用)。
这些阳极经由设置于基板80的背面的Vsub端子即背面电极89(参照后述图2的(b))而与电源线200a连接。该电源线200a从基准电位供给部160被供给基准电位Vsub。
另外，该连接是使用p型的基板80时的结构，在使用n型的基板的情况下，极性相反，在使用未添加杂质的本征(i)型的基板的情况下，在基板的设置有驱动部101和发光部102的一侧设置与供给基准电位Vsub的电源线200a连接的端子。
沿着传送晶闸管T的排列，奇数编号的传送晶闸管T1、T3、…的阴极与第1传送信号线72连接。而且，第1传送信号线72经由电流限制电阻R1而与
Figure BDA0003250108220000051
端子连接。在该
Figure BDA0003250108220000052
端子连接有第1传送信号线201，从传送信号产生部120被发送第1传送信号
Figure BDA0003250108220000053
另一方面，沿着传送晶闸管T的排列，偶数编号的传送晶闸管T2、T4、…的阴极与第2传送信号线73连接。而且，第2传送信号线73经由电流限制电阻R2而与
Figure BDA0003250108220000054
端子连接。在该
Figure BDA0003250108220000055
端子连接有第2传送信号线202，从传送信号产生部120被发送第2传送信号
Figure BDA0003250108220000056
面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128各自的阴极与点亮信号线75连接。点亮信号线75与
Figure BDA0003250108220000057
端子连接。在发光部件10中，
Figure BDA0003250108220000058
端子经由设置于发光部件10的外侧的电流限制电阻RI而与点亮信号线204连接，从点亮信号产生部140被发送点亮信号
Figure BDA0003250108220000061
点亮信号
Figure BDA0003250108220000062
向面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128供给点亮用的电流。
传送晶闸管T1～T128各自的栅极Gt1～Gt128(在不进行区分的情况下表述为栅极Gt。)与相同编号的面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128的栅极Gs1～Gs128(在不进行区分的情况下表述为栅极Gs。)一对一地连接。由此，关于栅极Gt1～Gt128和栅极Gs1～Gs128，相同编号的栅极成为相同电位。由此，例如表述为栅极Gt1(栅极Gs1)，表示电位相同。
在使传送晶闸管T1～T128各自的栅极Gt1～Gt128按照编号顺序以2个为1对的栅极Gt之间分别连接有耦合二极管D1～D127。即，耦合二极管D1～D127分别以被夹在栅极Gt1～Gt128各自之间的方式串联连接。而且，关于耦合二极管D1的朝向，在使电流从栅极Gt1朝向栅极Gt2流过的方向上连接。其他耦合二极管D2～D127也是同样的。
传送晶闸管T的栅极Gt(栅极Gs)经由与传送晶闸管T分别对应地设置的电源线电阻Rg而与电源线71连接。电源线71与Vgk端子连接。在Vgk端子连接有电源线200b，从电源电位供给部170被供给电源电位Vgk。
而且，传送晶闸管T1的栅极Gt1与启动二极管SD的阴极端子连接。另一方面，启动二极管SD的阳极与第2传送信号线73连接。
(发光部件10的具体结构)
图2是应用本实施方式的发光部件10的平面布局图和剖视图的一例。此外，图3是应用了本实施方式的发光部件10中的面发光激光元件VCSEL的放大图。
另外，为了便于说明，在之后有时将图中上侧称为上侧，将图中下侧称为下侧，但是，作为实际设置的朝向，不一定成为上侧、下侧。
其中，图2的(a)是发光部件10的平面布局图，图2的(b)是图2的(a)的IIB-IIB线的剖视图。在图2的(a)中，纸面的右方是x方向，纸面的上方是y方向，纸面的表面方向是z方向。而且，平面是从纸面的表面侧(z方向)观察到的面。由此，在图2的(b)中，纸面的左方是z方向，纸面的上方是y方向。
在图2的(a)中，示出以面发光激光元件VCSEL1～VCSEL4、传送晶闸管T1～T4为中心的部分。另外，设置于基板80的背面的Vsub端子(背面电极89)引出到基板80的外部来示出。
在图2的(a)的IIB-IIB线的剖视图即图2的(b)中，从图中下方起示出面发光激光元件VCSEL1、传送晶闸管T1、耦合二极管D1和电源线电阻Rg1。而且，在图2的(a)、(b)的图中，利用名称来表述主要元件和端子。另外，在基板80的正面，面发光激光元件VCSEL(面发光激光元件VCSEL1～VCSEL4)在x方向上排列。
如图2和图3所示，在本实施方式中，面发光激光元件VCSEL由多个发光元件Hs构成。这些多个发光元件Hs分别具有作为面发光激光元件VCSEL的功能，从多个射出口50射出光。这里，为了简化说明，作为多个发光元件Hs，图示了5个发光元件Hs1～Hs5，但是，实际上，多个发光元件Hs例如设置有40个，构成面发光激光元件VCSEL。
首先，根据图2的(b)对发光部件10的截面构造进行说明。
在p型的基板80(基板80)上依次设置有构成面发光激光元件VCSEL、传送晶闸管T、耦合二极管D1、电源线电阻Rg1的p型的DBR构造的阳极(DBR)层81(pDBR层81)、n型的栅极层82(n栅极层82)、发光层83、p型的栅极层84(p栅极层84)、n型的DBR构造的阴极(DBR)层85(nDBR层85)。另外，下面使用()内的表述。其他情况也是同样的。这里，将由pDBR层81、n栅极层82、发光层83、p栅极层84、nDBR层85层叠而成的半导体层表述为半导体层叠体。
而且，如图2的(b)所示，在发光部件10设置有以覆盖这些层叠构造体的正面和侧面的方式设置的由透光性的绝缘材料构成的保护层90。在图2的(b)中，利用箭头示出面发光激光元件VCSEL的光射出的方向(光射出方向)。这里，是与基板80的面交叉的方向(这里为z方向)。这里，“面”是发光部件10的正面或背面。
而且，这些层叠构造体与电源线71、第1传送信号线72、第2传送信号线73、点亮信号线75等的布线经由设置于保护层90的通孔(在图2的(a)中用○表示。)连接。在以下的说明中，省略与保护层90和通孔有关的说明。
此外，如图2的(b)所示，在基板80的背面设置有成为Vsub端子的背面电极89。
pDBR层81、n栅极层82、发光层83、p栅极层84、nDBR层85分别是半导体层，通过外延生长以单片的方式被层叠。而且，通过蚀刻(台面蚀刻)去除层叠构造体之间的半导体层叠体，成为彼此电分离的多个层叠构造体(岛)(后述的层叠构造体301、302、303、…)。另外，多个层叠构造体之间也可以不是通过蚀刻、而是通过离子注入等而电分离。
这里，pDBR层81、nDBR层85的表述对应于构成面发光激光元件VCSEL的情况下的功能(作用)。即，pDBR层81作为面发光激光元件VCSEL的阳极发挥功能，并且作为DBR层发挥功能。此外，nDBR层85作为面发光激光元件VCSEL的阴极发挥功能，并且作为DBR层发挥功能。即，面发光激光元件VCSEL具备具有阳极和阴极的晶闸管构造。此外，也可以说面发光激光元件VCSEL呈层构造，该层构造具有晶闸管和设置于构成晶闸管的层之间且进行发光的发光层83。
另外，在构成耦合二极管D、电源线电阻Rg的情况下，如后述那样具有不同的功能。
如以下说明的那样，多个层叠构造体包含不具有pDBR层81、n栅极层82、发光层83、p栅极层84、nDBR层85这多个层中的层的一部分的层叠构造体。例如，层叠构造体301存在不具有pDBR层81、n栅极层82、发光层83、p栅极层84、nDBR层85的一部分的部位。
接着，根据图2的(a)对发光部件10的平面布局进行说明。
在层叠构造体301设置有面发光激光元件VCSEL1。在层叠构造体302设置有传送晶闸管T1和耦合二极管D1。在层叠构造体303设置有电源线电阻Rg1。在层叠构造体304设置有启动二极管SD。在层叠构造体305设置有电流限制电阻R1，在层叠构造体306设置有电流限制电阻R2。
而且，在发光部件10并联形成有多个与层叠构造体301、302、303相同的层叠构造体。与层叠构造体301、302、303同样，在这些层叠构造体设置有面发光激光元件VCSEL2、VCSEL3、VCSEL4、…、传送晶闸管T2、T3、T4、…耦合二极管D2、D3、D4、…等。
这里，根据图2的(a)、(b)对层叠构造体301～层叠构造体306进行详细说明。
如图2的(b)所示，设置于层叠构造体301的面发光激光元件VCSEL1由pDBR层81、n栅极层82、发光层83、p栅极层84、nDBR层85构成。
如图2的(b)中涂黑部分所示，在面发光激光元件VCSEL的pDBR层81包含有使流过发光层83的电流变窄的电流狭窄层(后述图4中的电流狭窄层81b)。电流狭窄层是为了将流过面发光激光元件VCSEL的电流限制在面发光激光元件VCSEL的中央部而设置的层。即，由于台面蚀刻，面发光激光元件VCSEL的周边部的缺陷较多。因此，容易引起非发光再耦合。因此，设置电流狭窄层，以使面发光激光元件VCSEL的中央部成为容易流过电流的电流通过部(区域)α，周边部成为不容易流过电流的电流阻止部(区域)β。另外，有时将电流阻止部β表述为电流狭窄区域。
当设置了电流阻止部β时，则会抑制非发光再耦合所消耗的电力，因此，能够实现低功耗并提高光提取效率。另外，光提取效率是每单位电力能够转化的光量。
另外，关于电流狭窄层在后面叙述。
此外，在面发光激光元件VCSEL设置有从面发光激光元件VCSEL的发光元件Hs1～Hs5射出光的射出口50，以抑制因面发光激光元件VCSEL射出的光的通过而引起的损失。另外，射出口50也可以说是在面发光激光元件VCSEL的射出面上射出光量最强的部分。
而且，在设置于面发光激光元件VCSEL的各个发光元件Hs1～Hs5各自的周围设置有多个孔部55。这里，针对发光元件Hs1～Hs5的每一个而设置有8个孔部55。8个孔部55设置成在射出口50的周围包围射出口50。与层叠构造体之间同样，孔部55被去除pDBR层81、n栅极层82、发光层83、p栅极层84、nDBR层85。如后所述，电流狭窄层81b经由层叠构造体301的缘边部和孔部55被氧化，形成电流阻止部β。另外，层叠构造体301的缘边部是指去除半导体层叠体而形成的层叠构造体301的端部的部分。即，层叠构造体301的缘边部是层叠构造体301的半导体层叠体露出的侧面。
而且，将设置于nDBR层85(区域311)上的n型的欧姆电极321(n欧姆电极321)设为阴极电极。另外，n欧姆电极321设置成在射出口50与孔部55之间包围射出口50。此外，将设置于去除nDBR层85而露出的p栅极层84上的p型的欧姆电极331(p欧姆电极331)设为栅极Gs1。p型的欧姆电极331是栅电极的一例，其与在后面详细叙述的多个发光元件分别电连接，以同时进行多个发光元件Hs的点亮和熄灭的方式进行控制。
另外，在相同的VCSEL中包含的多个发光元件Hs彼此之间，连接有p栅极层84。但是，在一个VCSEL中包含的发光元件Hs和其他VCSEL中包含的发光元件Hs之间形成有孔56而使得在两者之间没有连接p栅极层84。例如，在VCSEL1中包含的发光元件Hs和相邻的VCSEL2中包含的发光元件Hs这两者之间形成有孔56，使得p栅极层84没有连接在这两者之间。
传送晶闸管T1由被层叠的pDBR层81、n栅极层82、发光层83、p栅极层84、nDBR层85构成。而且，将设置于nDBR层85(区域313)上的n欧姆电极323设为阴极端子。并且，将设置于去除nDBR层85而露出的p栅极层84上的p欧姆电极332设为栅极Gt1的端子(有时表述为栅极端子Gt1。)。
同样，设置于层叠构造体302的耦合二极管D1由p栅极层84、nDBR层85构成。而且，将设置于nDBR层85(区域314)上的n欧姆电极324设为阴极端子。并且，将设置于去除nDBR层85而露出的p栅极层84上的p欧姆电极332设为阳极端子。这里，耦合二极管D1的阳极端子与栅极Gt1(栅极端子Gt1)相同。
设置于层叠构造体303的电源线电阻Rg1由p栅极层84构成。即，电源线电阻Rg1是将设置于去除nDBR层85而露出的p栅极层84上的p欧姆电极333与p欧姆电极334之间的p栅极层84作为电阻而设置的。
设置于层叠构造体304的启动二极管SD由p栅极层84、nDBR层85构成。即，启动二极管SD将设置于nDBR层85(区域315)上的n欧姆电极325作为阴极端子。并且，将设置于去除nDBR层85而露出的p栅极层84上的p欧姆电极335作为阳极端子。
设置于层叠构造体305的电流限制电阻R1、设置于层叠构造体306的电流限制电阻R2与设置于层叠构造体303的电源线电阻Rg1同样地设置，分别将2个p欧姆电极(没有标号)之间的p栅极层84作为电阻。
在图2的(a)中，对各元件之间的连接关系进行说明。
点亮信号线75具有主干部75a和多个分支部75b。主干部75a设置成在面发光激光元件VCSEL的列方向上延伸。分支部75b从主干部75a分支，与设置于层叠构造体301的面发光激光元件VCSEL1的阴极端子即n欧姆电极321连接。其他面发光激光元件VCSEL的阴极端子也是同样的。
点亮信号线75与设置于面发光激光元件VCSEL1侧的
Figure BDA0003250108220000101
端子连接。
第1传送信号线72与设置于层叠构造体302的传送晶闸管T1的阴极端子即n欧姆电极323连接。在第1传送信号线72连接有设置于与层叠构造体302相同的层叠构造体的其他奇数编号的传送晶闸管T的阴极端子。第1传送信号线72经由设置于层叠构造体305的电流限制电阻R1而与
Figure BDA0003250108220000111
端子连接。
另一方面，第2传送信号线73与设置于没有标号的层叠构造体的偶数编号的传送晶闸管T的阴极端子即n欧姆电极(没有标号)连接。第2传送信号线73经由设置于层叠构造体306的电流限制电阻R2而与
Figure BDA0003250108220000112
端子连接。
电源线71与设置于层叠构造体303的电源线电阻Rg1的一个端子即p欧姆电极334连接。其他电源线电阻Rg的一个端子也与电源线71连接。电源线71与Vgk端子连接。
而且，设置于层叠构造体301的p欧姆电极331(栅极端子Gs1)通过连接布线76而与层叠构造体302的p欧姆电极332(栅极端子Gt1)连接。
而且，p欧姆电极332(栅极端子Gt1)通过连接布线77而与层叠构造体303的p欧姆电极333(电源线电阻Rg1的另一个端子)连接。
设置于层叠构造体302的n欧姆电极324(耦合二极管D1的阴极端子)通过连接布线79而与相邻的传送晶闸管T2的栅极端子Gt2即p型欧姆电极(没有标号)连接。
这里省略了说明，但是，其他面发光激光元件VCSEL、传送晶闸管T、耦合二极管D等也是同样的。
层叠构造体302的p欧姆电极332(栅极端子Gt1)通过连接布线78而与设置于层叠构造体304的n欧姆电极325(启动二极管SD的阴极端子)连接。p欧姆电极335(启动二极管SD的阳极端子)与第2传送信号线73连接。
另外，上述连接和结构是使用p型的基板80时的连接和结构，在使用n型的基板的情况下，极性相反。此外，在使用i型的基板的情况下，在基板的设置有驱动部101和发光部102的一侧设置与供给基准电位Vsub的电源线200a连接的端子。而且，连接和结构与使用p型的基板的情况和使用n型的基板的情况中的某一种情况相同。
这里，参照图2的(b)对发光部件10的制造方法进行说明。
首先，在p型的基板80上，使pDBR层81、n栅极层82、发光层83、p栅极层84、nDBR层85依次外延生长，形成半导体层叠体。这里，基板80以p型的GaAs为例进行说明，但是，也可以是n型的GaAs、未添加杂质的本征(i)型的GaAs。
DBR层通过例如Al0.9Ga0.1As的高Al组分的低折射率层和例如Al0.2Ga0.8As的低Al组分的高折射率层的组合来构成。低折射率层和高折射率层各自的膜厚(光路长度)例如设定为中心波长的0.25(1/4)。另外，低折射率层与高折射率层的Al的组分比也可以在0～1的范围内进行变更。
pDBR层81是依次层叠下侧pDBR层81a、电流狭窄层81b、上侧pDBR层81c而构成的(参照后述图4的(b))。下侧pDBR层81a和上侧pDBR层81c例如杂质浓度为1×1018/cm3。电流狭窄层81b例如是AlAs或Al的杂质浓度较高的p型的AlGaAs。只要通过使Al氧化而形成Al2O3而使电阻变高，使电流路径变窄即可。
nDBR层85例如杂质浓度为1×1018/cm3。
n栅极层82例如是杂质浓度为1×1017/cm3的n型的Al0.9GaAs。Al组分也可以在0～1的范围内进行变更。
发光层83是阱(well)层和势垒(barrier)层交替层叠而成的量子阱构造。阱层例如是GaAs、AlGaAs、InGaAs、GaAsP、AlGaInP、GaInAsP、GaInP等，势垒层是AlGaAs、GaAs、GaInP、GaInAsP等。另外，发光层83也可以是量子线(量子线)或量子箱(量子点)。
p栅极层84例如是杂质浓度为1×1017/cm3的p型的Al0.9GaAs。Al组分也可以在0～1的范围内进行变更。
这些半导体层例如通过有机金属气相生长法(MOCVD：Metal Organic ChemicalVapor Deposition)、分子束外延法(MBE：Molecular Beam Epitaxy)等来进行层叠，形成半导体层叠体。
接着，在nDBR层85上形成有n欧姆电极321、323、324等。n欧姆电极(n欧姆电极321、323、324等)例如是包含容易与nDBR层85等n型的半导体层取得欧姆接触的Ge的Au(AuGe)等。n欧姆电极(n欧姆电极321、323、324等)例如通过剥离法等来形成。
接着，依次对nDBR层85、p栅极层84、发光层83、n栅极层82、pDBR层81进行蚀刻，分离出层叠构造体301、302等层叠构造体。同时，形成层叠构造体301中的孔部55。该蚀刻可以通过使用硫酸类的蚀刻液(在重量比中，硫酸：双氧水：水＝1：10：300)等的湿式蚀刻来进行，例如也可以通过使用氯化硼等的各向异性干式蚀刻(RIE)来进行。该分离出层叠构造体的蚀刻有时也称为台面蚀刻或柱蚀刻。
接着，在层叠构造体的缘边部和孔部55中，从侧面对侧面被露出的电流狭窄层81b进行氧化，形成电流阻止部β。例如，通过300～400℃的水蒸气氧化使AlAs、AlGaAs等的电流狭窄层81b的Al氧化，由此进行电流狭窄层81b的氧化。此时，从露出的侧面进行氧化，形成Al的氧化物即Al2O3的电流阻止部β。电流狭窄层81b的未被氧化的部分成为电流通过部α。
接着，对nDBR层85进行蚀刻，使p栅极层84露出。该蚀刻可以通过使用硫酸类的蚀刻液(在重量比中，硫酸：双氧水：水＝1：10：300)的湿式蚀刻来进行，例如也可以通过使用氯化硼的各向异性干式蚀刻来进行。然后，在p栅极层84上形成p欧姆电极(p欧姆电极331、332等)。p欧姆电极例如是包含容易与p栅极层84等p型的半导体层取得欧姆接触的Zn的Au(AuZn)等。而且，p欧姆电极(p欧姆电极331、332等)例如通过剥离法等来形成。
接着，例如以通过SiO2、SiON、SiN等绝缘性材料覆盖层叠构造体301、302等的表面的方式形成保护层90。然后，在n欧姆电极(n欧姆电极321、323、324等)和p欧姆电极(p欧姆电极331、332等)的上方的保护层90设置通孔(开口)。并且，形成经由设置于保护层90的通孔对n欧姆电极(n欧姆电极321、323、324等)和p欧姆电极(p欧姆电极331、332等)进行连接的布线(电源线71、第1传送信号线72、第2传送信号线73、点亮信号线75等)和背面电极89。布线和背面电极89为Al、Au等。
如上所述那样制造发光部件10。
另外，对于基板80，也可以使用InP、GaN、InAs、由其他III-V族、II-VI材料构成的半导体基板、蓝宝石、Si、Ge等。在变更了基板的情况下，在基板上以单片方式层叠的半导体层叠体的材料使用与基板的晶格常数大致匹配(晶格常数和其他晶格特性(包含应变构造、应变缓和层、变质生长等)的材料。作为一例，在InAs基板上使用InAs、InAsSb、GaInAsSb等，在InP基板上使用InP、InGaAsP等，在GaN基板上或蓝宝石基板上使用GaN、AlGaN、InGaN，在Si基板上使用Si、SiGe、GaP等。但是，在晶体生长后向其他支承基板粘贴的情况下，半导体材料不需要相对于支承基板进行大致晶格匹配。
(面发光激光元件VCSEL的发光元件Hs的层叠构造)
图4是应用本实施方式的发光部件10中的发光元件Hs的放大图。图4的(a)是发光元件Hs的俯视图，图4的(b)是图4的(a)的IVB-IVB线的剖视图，图4的(c)是图4的(a)的IVC-IVC线的剖视图。
如图4的(a)所示，在发光元件Hs的周围设置有8个孔部55。这些孔部55被称为沟槽，由此，该结构的面发光激光元件VCSEL也被称为沟槽型。如图4的(b)所示，孔部55被设置成，通过蚀刻将nDBR层85、p栅极层84、发光层83、n栅极层82、pDBR层81去除而到达基板80。经由孔部55，设置于pDBR层81的电流狭窄层81b被氧化。于是，从孔部55以孔部55为中心向其周围进行氧化。即，由8个孔部55包围的中央部成为未被氧化的部分(电流通过部α)。
如图4的(b)、(c)所示，除了射出口50中的电流通过部α以外，电流狭窄层81b从相邻的孔部55之间和层叠构造体301的外侧侧面被氧化。
多个孔部55配置成呈以包围射出口50的方式设置的圆状，由此，未被氧化的部分(电流通过部α)的平面形状接近圆形。在面发光激光元件VCSEL中，射出口50为圆形且直径越小，则越容易以单一模式进行振荡，强度分布越容易成为单峰。由此，多个孔部55可以呈圆状配置，电流通过部α接近圆形。即，该情况下，电流狭窄层81b也呈圆形状形成于孔部55的周围。而且，也可以说是，为了呈圆形状地形成电流狭窄层81b，将孔部55以具有预定的间隔的方式呈圆形状地排列于发光元件Hs射出光的射出口50的周围。
发光元件Hs的孔部55以外的nDBR层85、p栅极层84、发光层83、n栅极层82、pDBR层81作为设定(控制)面发光激光元件VCSEL的接通/断开的设定晶闸管发挥功能。此外，位于比电流狭窄层81b靠上侧的nDBR层85、p栅极层84、发光层83、n栅极层82、上侧pDBR层81c作为电流路径发挥功能。由此，发光元件Hs的孔部55以外的面积越大，则针对流过面发光激光元件VCSEL的电流的电阻越小。由此，孔部55的个数根据未被氧化的部分(电流通过部α)的形状和流过面发光激光元件VCSEL的电流的路径的电阻来设定即可。另外，孔部55的数量只要至少为4个即可。此外，孔部55的平面形状在图4的(a)中设为正方形，但是，也可以是圆形、长方形等其他形状。
此外，优选孔部55在孔部55的部位具有至少到达栅电极即p型的欧姆电极331的下表面的位置的深度。即，优选孔部55至少贯通nDBR层85而到达p栅极层84的上表面的位置。由此，可容易分离多个发光元件各自的发光点。
此外，更加优选具有到达具有晶闸管构造的发光元件Hs的各层中的最下层的位置的深度。即，更加优选孔部55具有到达pDBR层81的位置的深度。另外，在图4的(b)中示出如下情况：孔部55不仅到达pDBR层81，还贯通pDBR层81而到达基板80。此外，孔部55也可以不贯通pDBR层81而在到达pDBR层81的位置的部分停止。当以此方式构成时，蚀刻时间被缩短，另一方面，当贯通pDBR层81时，则更加容易分离多个发光元件Hs各自的发光点。
此外，如图4的(c)所示，呈晶闸管构造的发光元件Hs中的p栅极层84经由多个孔部55之间，在多个发光元件Hs之间作为共同的层而相连。并且，与栅电极即p型的欧姆电极331电连接。即，如图4的(b)所示，p栅极层84存在被孔部55被截断的部位，但是，如图4的(c)所示，在不存在孔部55的部位，彼此相连而电连接。由此，晶闸管的上部栅极层即p栅极层84在多个发光元件Hs之间作为共同的层而相连，在多个发光元件Hs之间作为共同的栅极层发挥功能。另外，上侧栅极层意为晶闸管的2个栅极层中的位于上侧的栅极层，下侧栅极层意为晶闸管的2个栅极层中的位于下侧的栅极层。
此外，晶闸管构造的最上层即nDBR层85经由多个孔部55之间，在多个发光元件Hs之间作为共同的层而相连。即，如图4的(b)所示，nDBR层85存在被孔部55被截断的部位，但是，如图4的(c)所示，在不存在孔部55的部位，彼此相连而电连接。
通过设为这种结构，基于p型的欧姆电极331的开关的效率提高。其结果，即使设为多个发光元件Hs，它们也能够在大致相同的时间进行点亮和熄灭。这也可以说是，能够使多个发光元件Hs的点亮和熄灭的定时一致。
<晶闸管>
接着，对晶闸管(面发光激光元件VCSEL、传送晶闸管T)的基本动作进行说明。如上所述，晶闸管是具有阳极端子(阳极)、阴极端子(阴极)、栅极端子(栅极)这3个端子的半导体元件，例如是在基板80上层叠基于GaAs、GaAlAs、AlAs等的p型的半导体层(pDBR层81、p栅极层84)、n型的半导体层(n栅极层82、nDBR层85)而构成的。即，晶闸管呈pnpn构造。这里，作为一例，设由p型的半导体层和n型的半导体层构成的pn结的正向电位(扩散电位)Vd为1.5V进行说明。
下面，作为一例，将供给到Vsub端子即背面电极89(参照图2)的基准电位Vsub作为高电平的电位(下面表述为“H”。)而设为0V，将供给到Vgk端子的电源电位Vgk作为低电平的电位(下面表述为“L”。)而设为-5V来进行说明。由此，有时表述为“H”(0V)、“L”(-5V)。
首先，对晶闸管单体的动作进行说明。这里，设晶闸管的阳极为0V。
关于在阳极与阴极之间未流过电流的断开状态的晶闸管，在比阈值电压低的电位(绝对值较大的负电位)被施加给阴极时，转移到接通状态(导通)。这里，晶闸管的阈值电压是从栅极的电位减去pn结的正向电位Vd(1.5V)而得到的值。
在成为接通状态时，晶闸管的栅极成为接近阳极端子的电位的电位。这里，阳极为0V，因此，设栅极成为0V。此外，接通状态下的晶闸管的阴极成为与从阳极的电位减去pn结的正向电位Vd(1.5V)而得到的电位接近的电位。这里，阳极为0V，因此，接通状态下的晶闸管的阴极成为接近-1.5V的电位(绝对值比1.5V大的负电位)。另外，阴极的电位根据与向接通状态下的晶闸管供给电流的电源之间的关系来设定。
接通状态下的晶闸管在阴极成为比维持接通状态所需要的电位(上述接近-1.5V的电位)高的电位(绝对值较小的负电位、0V或正电位)时，转移到断开状态(关断)。
另一方面，在持续对接通状态下的晶闸管的阴极施加比维持接通状态所需要的电位低的电位(绝对值较大的负电位)、且供给能够维持接通状态的电流(维持电流)时，晶闸管维持接通状态。
另外，上述所示的电压是一例，根据面发光激光元件VCSEL的发光波长和光量而改变。此时，对点亮信号
Figure BDA0003250108220000161
的电位(“L”)进行调整即可。
另外，晶闸管由GaAs等半导体构成，因此，在接通状态下，有时在n栅极层82与p栅极层84之间发光。另外，晶闸管射出的光的量根据阴极的面积和在阴极与阳极之间流过的电流来决定。由此，在不利用来自晶闸管的发光的情况下，例如，也可以通过减小阴极的面积或者利用构成电极或布线的材料等进行遮光，抑制不需要的光。
(发光部件10的动作)
接着，对发光部件10的动作进行说明。
<时序图>
图5是说明发光部件10的动作的时序图。
在图5中，示出对发光部件10的面发光激光元件VCSEL1～VCSEL5这5个发光激光元件VCSEL的点亮(振荡)或非点亮进行控制(表述为点亮控制。)的部分的时序图。另外，在图7中，使发光部件10的面发光激光元件VCSEL1、VCSEL2、VCSEL3、VCSEL5点亮，使面发光激光元件VCSEL4熄灭(非点亮)。
在图5中，设为时刻从时刻a到时刻k按照英文字母顺序经过。面发光激光元件VCSEL1在期间T(1)内进行点亮或非点亮的控制(点亮控制)，面发光激光元件VCSEL2在期间T(2)内进行点亮或非点亮的控制(点亮控制)，面发光激光元件VCSEL3在期间T(3)内进行点亮或非点亮的控制(点亮控制)，面发光激光元件VCSEL4在期间T(4)内进行点亮或非点亮的控制(点亮控制)。下面，以同样方式对编号为5以上的面发光激光元件VCSEL进行点亮控制。
这里，期间T(1)、T(2)、T(3)、…设为相同长度的期间，在各自不进行区别时称为期间T。
发送到
Figure BDA0003250108220000171
端子(参照图1、图2)的第1传送信号
Figure BDA0003250108220000172
和发送到
Figure BDA0003250108220000173
端子(参照图1、图2)的第2传送信号
Figure BDA0003250108220000174
是具有“H”(0V)和“L”(-5V)这2个电位的信号。而且，第1传送信号
Figure BDA0003250108220000175
和第2传送信号
Figure BDA0003250108220000176
以连续的2个期间T(例如期间T(1)和期间T(2))为单位使波形重复。
下面，有时将“H”(0V)和“L”(-5V)省略成“H”和“L”。
第1传送信号
Figure BDA0003250108220000177
在期间T(1)的开始时刻b从“H”(0V)转移到“L”(-5V)，在时刻f从“L”转移到“H”。然后，在期间T(2)的结束时刻i从“H”转移到“L”。
第2传送信号
Figure BDA0003250108220000178
在期间T(1)的开始时刻b为“H”(0V)，在时刻e从“H”(0V)转移到“L”(-5V)。然后，在期间T(2)的结束时刻i与时刻j之间从“L”转移到“H”。
在对第1传送信号
Figure BDA0003250108220000179
和第2传送信号
Figure BDA00032501082200001710
进行比较时，第2传送信号
Figure BDA00032501082200001711
相当于使第1传送信号
Figure BDA00032501082200001712
在时间轴上向后移动期间T而得到的信号。另一方面，关于第2传送信号
Figure BDA00032501082200001713
其在期间T(1)中由虚线所示的波形和期间T(2)中的波形在期间T(3)以后重复。第2传送信号
Figure BDA00032501082200001714
的期间T(1)的波形与期间T(3)以后的波形不同是因为，期间T(1)是发光部件10开始动作的期间。
如后所述，第1传送信号
Figure BDA00032501082200001715
和第2传送信号
Figure BDA00032501082200001716
这一组传送信号按照编号顺序传播传送晶闸管T的接通状态，由此，指定与接通状态下的传送晶闸管T相同编号的面发光激光元件VCSEL作为点亮(振荡)或非点亮的控制(点亮控制)的对象。
接着，对发送到发光部件10的
Figure BDA00032501082200001717
端子的点亮信号
Figure BDA00032501082200001718
进行说明。点亮信号
Figure BDA00032501082200001719
是具有“H”(0V)和“L”(-5V)这2个电位的信号。
这里，在针对发光部件10的面发光激光元件VCSEL1的点亮控制的期间T(1)中，对点亮信号
Figure BDA0003250108220000181
进行说明。点亮信号
Figure BDA0003250108220000182
在期间T(1)的开始时刻b为“H”(0V)，在时刻c从“H”(0V)转移到“L”(-5V)。然后，在时刻d从“L”转移到“H”，在时刻e维持“H”。
参照图1，并且按照图5所示的时序图对发光部件10的动作进行说明。另外，下面，说明对面发光激光元件VCSEL1、VCSEL2进行点亮控制的期间T(1)、T(2)。
(1)时刻a
在时刻a，发光部件10的信号产生电路110的基准电位供给部160将基准电位Vsub设定为“H”(0V)。电源电位供给部170将电源电位Vgk设定为“L”(-5V)。于是，发光部件10的电源线200a成为基准电位Vsub的“H”(0V)，发光部件10的Vsub端子成为“H”。同样，电源线200b成为电源电位Vgk的“L”(-5V)，发光部件10的Vgk端子成为“L”(参照图1)。由此，发光部件10的电源线71成为“L”(参照图1)。
然后，信号产生电路110的传送信号产生部120将第1传送信号
Figure BDA0003250108220000183
第2传送信号
Figure BDA0003250108220000184
分别设定为“H”(0V)。于是，第1传送信号线201和第2传送信号线202成为“H”(参照图1)。由此，发光部件10的
Figure BDA0003250108220000185
端子和
Figure BDA0003250108220000186
端子成为“H”。经由电流限制电阻R1而与
Figure BDA0003250108220000187
端子连接的第1传送信号线72的电位也成为“H”，经由电流限制电阻R2而与
Figure BDA0003250108220000188
端子连接的第2传送信号线73也成为“H”(参照图1)。
并且，信号产生电路110的点亮信号产生部140将点亮信号
Figure BDA0003250108220000189
分别设定为“H”(0V)。于是，点亮信号线204成为“H”(参照图1)。由此，发光部件10的
Figure BDA00032501082200001810
端子经由电流限制电阻RI而成为“H”，与
Figure BDA00032501082200001811
端子连接的点亮信号线75也成为“H”(0V)(参照图1)。
面发光激光元件VCSEL的阳极(pDBR层81)与设定为“H”的Vsub端子连接。
传送晶闸管T的阳极(pDBR层81)与设定为“H”的Vsub端子连接。
奇数编号的传送晶闸管T1、T3、T5、…各自的阴极与第1传送信号线72连接，被设定为“H”(0V)。偶数编号的传送晶闸管T2、T4、T6、…各自的阴极与第2传送信号线73连接，被设定为“H”。由此，传送晶闸管T的阳极和阴极均成为“H”，传送晶闸管T处于断开状态。
面发光激光元件VCSEL的阴极端子与“H”(0V)的点亮信号线75连接。由此，面发光激光元件VCSEL的阳极和阴极均成为“H”，面发光激光元件VCSEL处于断开状态。
如上所述，栅极Gt1与启动二极管SD的阴极连接。栅极Gt1经由电源线电阻Rg1而与电源电位Vgk(“L”(-5V))的电源线71连接。而且，启动二极管SD的阳极端子与第2传送信号线73连接，经由电流限制电阻R2而与“H”(0V)的
Figure BDA0003250108220000194
端子连接。由此，启动二极管SD为正向偏置，启动二极管SD的阴极(栅极Gt1)成为从启动二极管SD的阳极的电位(“H”(0V))减去pn结的正向电位Vd(1.5V)而得到的值(-1.5V)。此外，在栅极Gt1成为-1.5V时，耦合二极管D1的阳极(栅极Gt1)为-1.5V，阴极经由电源线电阻Rg2而与电源线71(“L”(-5V))连接，因此成为正向偏置。由此，栅极Gt2的电位成为从栅极Gt1的电位(-1.5V)减去pn结的正向电位Vd(1.5V)而得到的-3V。并且，耦合二极管D2的阳极(栅极Gt1)为-3V，阴极经由电源线电阻Rg3而与电源线71(“L”(-5V))连接，因此成为正向偏置。由此，栅极Gt3的电位成为从栅极Gt2的电位(-3V)减去pn结的正向电位Vd(1.5V)而得到的-4.5V。但是，启动二极管SD的阳极为“H”(0V)的影响不会波及到4以上的编号的栅极Gt，这些栅极Gt的电位成为电源线71的电位即“L”(-5V)。
另外，栅极Gt为栅极Gs，因此，栅极Gs的电位与栅极Gt的电位相同。由此，面发光激光元件VCSEL、传送晶闸管T的阈值电压成为从栅极Gt、Gs的电位减去pn结的正向电位Vd(1.5V)而得到的值。即，传送晶闸管T1的阈值电压成为-3V，面发光激光元件VCSEL2、传送晶闸管T2的阈值电压成为-4.5V，面发光激光元件VCSEL3、传送晶闸管T3的阈值电压成为-6V，编号为4以上的面发光激光元件VCSEL、传送晶闸管T的阈值电压成为-6.5V。
(2)时刻b
在图5所示的时刻b，第1传送信号
Figure BDA0003250108220000191
从“H”(0V)转移到“L”(-5V)。由此，发光部件10开始动作。
在第1传送信号
Figure BDA0003250108220000192
从“H”转移到“L”时，经由
Figure BDA0003250108220000193
端子和电流限制电阻R1，第1传送信号线72的电位从“H”(0V)转移到“L”(-5V)。于是，施加给传送晶闸管T1的电压为-3.3V，因此，阈值电压为-3V的传送晶闸管T1导通。传送晶闸管T1导通，由此，第1传送信号线72的电位成为与从传送晶闸管T1的阳极的电位减去pn结的正向电位Vd(1.5V)而得到的-3.2V接近的电位(绝对值比3.2V大的负电位)。
另外，传送晶闸管T3的阈值电压为-6V，编号为5以上的奇数编号的传送晶闸管T的阈值电压为-6.5V。施加给传送晶闸管T3和编号为5以上的奇数编号的传送晶闸管T的电压成为将施加给面发光激光元件VCSEL的电压1.7V与-3.2V相加而得到的-1.5V，因此，传送晶闸管T3和编号为5以上的奇数编号的传送晶闸管T不导通。
另一方面，关于偶数编号的传送晶闸管T，第2传送信号
Figure BDA0003250108220000201
为“H”(0V)，第2传送信号线73为“H”(0V)，因此无法导通。
在传送晶闸管T1导通时，栅极Gt1/Gs1的电位成为传送晶闸管T1的阳极的电位即“H”(0V)。而且，栅极Gt2(栅极Gs2)的电位成为-1.5V，栅极Gt3(栅极Gs3)的电位成为-3V，栅极Gt4(栅极Gs4)的电位成为-4.5V，编号为5以上的栅极Gt(栅极Gl)的电位成为“L”。
由此，面发光激光元件VCSEL1的阈值电压成为-1.5V，传送晶闸管T2、面发光激光元件VCSEL2的阈值电压成为-3V，传送晶闸管T3、面发光激光元件VCSEL3的阈值电压成为-4.5V，传送晶闸管T4、面发光激光元件VCSEL4的阈值电压成为-6V，编号为5以上的传送晶闸管T、面发光激光元件VCSEL的阈值电压成为-6.5V。
但是，第1传送信号线72通过接通状态的传送晶闸管T1而成为-1.5V，因此，断开状态的奇数编号的传送晶闸管T不导通。第2传送信号线73为“H”(0V)，因此，偶数编号的传送晶闸管T不导通。点亮信号线75为“H”(0V)，因此，面发光激光元件VCSEL均不点亮。
在时刻b的紧后(这里是指在由于时刻b的信号的电位的变化而产生晶闸管等的变化后成为稳定状态时。其他情况也相同。)，传送晶闸管T1处于接通状态，其他传送晶闸管T、面发光激光元件VCSEL处于断开状态。
(3)时刻c
在时刻c，点亮信号
Figure BDA0003250108220000202
从“H”(0V)转移到“L”(-5V)。
在点亮信号
Figure BDA0003250108220000203
从“H”转移到“L”时，经由电流限制电阻RI和
Figure BDA0003250108220000204
端子，点亮信号线75从“H”(0V)转移到“L”(-5V)。于是，与施加给面发光激光元件VCSEL的电压1.7V相加而得到的-3.3V被施加给面发光激光元件VCSEL1，阈值电压为-1.5V的面发光激光元件VCSEL1导通，面发光激光元件VCSEL1点亮(发光)。由此，点亮信号线75的电位成为接近-3.2V的电位。另外，面发光激光元件VCSEL2的阈值电压为-3V，但是，施加给面发光激光元件VCSEL2的电压成为将施加给面发光激光元件VCSEL的电压1.7V与-3.2V相加而得到的-1.5V，因此，面发光激光元件VCSEL2不导通。
在时刻c的紧后，传送晶闸管T1、面发光激光元件VCSEL1处于接通状态，面发光激光元件VCSEL1点亮(发光)。
(4)时刻d
在时刻d，点亮信号
Figure BDA0003250108220000211
从“L”(-5V)转移到“H”(0V)。
在点亮信号
Figure BDA0003250108220000212
从“L”转移到“H”时，经由电流限制电阻RI和
Figure BDA0003250108220000213
端子，点亮信号线75的电位从-3.2V转移到“H”。于是，面发光激光元件VCSEL1的阳极成为“H”，因此，面发光激光元件VCSEL1熄灭(非点亮)。面发光激光元件VCSEL1的点亮期间成为从点亮信号
Figure BDA0003250108220000214
从“H”转移到“L”的时刻c到点亮信号
Figure BDA0003250108220000215
从“L”转移到“H”的时刻d为止的、点亮信号
Figure BDA0003250108220000216
为“L”的期间。
在时刻d的紧后，传送晶闸管T1处于接通状态。
(5)时刻e
在时刻e，第2传送信号
Figure BDA0003250108220000217
从“H”(0V)转移到“L”(-5V)。这里，对面发光激光元件VCSEL1进行点亮控制的期间T(1)结束，对面发光激光元件VCSEL2进行点亮控制的期间T(2)开始。
在第2传送信号
Figure BDA0003250108220000218
从“H”转移到“L”时，经由
Figure BDA0003250108220000219
端子，第2传送信号线73的电位从“H”转移到“L”。如上所述，传送晶闸管T2的阈值电压成为-3V，因此导通。
由此，栅极端子Gt2(栅极端子Gs2)的电位成为“H”(0V)，栅极Gt3(栅极Gs3)的电位成为-1.5V，栅极Gt4(栅极Gs4)的电位成为-3V，栅极Gt5(栅极Gs5)的电位成为-4.5V。而且，编号为6以上的栅极Gt(栅极Gs)的电位成为-5V。
在时刻e的紧后，传送晶闸管T1、T2处于接通状态。
(6)时刻f
在时刻f，第1传送信号
Figure BDA00032501082200002110
从“L”(-5V)转移到“H”(0V)。
在第1传送信号
Figure BDA00032501082200002111
从“L”转移到“H”时，经由
Figure BDA00032501082200002112
端子，第1传送信号线72的电位从“L”转移到“H”。于是，接通状态的传送晶闸管T1的阳极和阴极均成为“H”，该传送晶闸管T1关断。
于是，栅极Gt1(栅极Gs1)的电位经由电源线电阻Rg1而向电源线71的电源电位Vgk(“L”(-5V))变化。由此，耦合二极管D1成为在不会使电流流动的方向被施加电位的状态(反向偏置)。由此，栅极Gt2(栅极Gs2)为“H”(0V)的影响不会波及到栅极Gt1(栅极Gs1)。即，具有被反向偏置的耦合二极管D连接的栅极Gt的传送晶闸管T的阈值电压成为-6.5V，即使第1传送信号
Figure BDA0003250108220000221
或第2传送信号
Figure BDA0003250108220000222
成为“L”(-5V)，该传送晶闸管T也不会导通。
在时刻f的紧后，传送晶闸管T2处于接通状态。
(7)其他
在时刻g，在点亮信号
Figure BDA0003250108220000223
从“H”(0V)转移到“L”(-5V)时，与时刻c的面发光激光元件VCSEL1同样，面发光激光元件VCSEL2导通，面发光激光元件VCSEL2点亮(发光)。
然后，在时刻h，在点亮信号
Figure BDA0003250108220000224
从“L”(-5V)转移到“H”(0V)时，与时刻d的面发光激光元件VCSEL1同样，面发光激光元件VCSEL2关断，面发光激光元件VCSEL2熄灭。
并且，在时刻i，在第1传送信号
Figure BDA0003250108220000225
从“H”(0V)转移到“L”(-5V)时，与时刻b的传送晶闸管T1或时刻e的传送晶闸管T2同样，阈值电压为-3V的传送晶闸管T3导通。在时刻i，对面发光激光元件VCSEL2进行点亮控制的期间T(2)结束，对面发光激光元件VCSEL3进行点亮控制的期间T(3)开始。
以后，重复此前说明的内容。
另外，在不使面发光激光元件VCSEL点亮(发光)而依然使其为熄灭(非点亮)时，如图5的对面发光激光元件VCSEL4进行点亮控制的期间T(4)中的时刻j～时刻k所示的点亮信号
Figure BDA0003250108220000226
那样，使点亮信号
Figure BDA0003250108220000227
依然为“H”(0V)即可。由此，即使面发光激光元件VCSEL4的阈值电压为-1.5V，面发光激光元件VCSEL4也不导通，面发光激光元件VCSEL4依然为熄灭(非点亮)。
如以上说明的那样，传送晶闸管T的栅极端子Gt通过耦合二极管D而彼此连接。由此，在栅极Gt的电位变化时，经由正向偏置的耦合二极管D而与电位变化的栅极Gt连接的栅极Gt的电位变化。而且，具有电位发生了变化的栅极的传送晶闸管T的阈值电压变化。传送晶闸管T在阈值电压比-3.3V高(绝对值较小的负值)时，在第1传送信号
Figure BDA0003250108220000228
或第2传送信号
Figure BDA0003250108220000229
从“H”(0V)转移到“L”(-5V)的定时导通。
而且，栅极Gs与接通状态下的传送晶闸管T的栅极Gt连接的面发光激光元件VCSEL的阈值电压为-1.5V，因此，在点亮信号
Figure BDA0003250108220000231
从“H”(0V)转移到“L”(-5V)时导通，面发光激光元件VCSEL点亮(发光)。
即，通过使传送晶闸管T成为接通状态，指定作为点亮控制对象的面发光激光元件VCSEL，“L”(-5V)的点亮信号
Figure BDA0003250108220000232
使作为点亮控制对象的面发光激光元件VCSEL导通，并且使面发光激光元件VCSEL点亮(发光)。
另外，“H”(0V)的点亮信号
Figure BDA0003250108220000233
使面发光激光元件VCSEL维持断开状态，并且使面发光激光元件VCSEL维持非点亮。即，点亮信号
Figure BDA0003250108220000234
设定面发光激光元件VCSEL的点亮(发光)/非点亮(非发光)。
这样，根据图像数据设定点亮信号
Figure BDA0003250108220000235
对各面发光激光元件VCSEL的点亮或非点亮进行控制。
如以上说明的那样，发光部件10构成为自扫描型发光元件阵列(SLED：Self-Scanning Light Emitting Device)。
(变形例1)
在上述实施方式中，示出了在晶闸管构造的内部具有发光层83的情况下的面发光激光元件VCSEL，但也可以将晶闸管构造和发光层83分开构成。这里，对在将晶闸管构造和以下说明的发光层92分开的情况下将发光层92的上下的部分构成为上侧DBR层和下侧DBR层的面发光激光元件VCSEL进行说明。
图6是示出应用本实施方式的发光部件10中的发光元件Hs的变形例的图。图6的(a)是发光元件Hs的俯视图，图6的(b)是图6的(a)的VIB-VIB线的剖视图，图6的(c)是图6的(a)的VIC-VIC线的剖视图。
在变形例1的发光元件Hs中，在p型的基板80(基板80)上设置有构成面发光激光元件VCSEL的p型的DBR构造的阳极层91(p阳极(DBR)层91)、发光层92、n型的DBR构造的阴极层93(n阴极(DBR)层93)。而且，在n型的DBR构造的阴极层93(n阴极(DBR)层93)上设置有隧道结(隧道二极管)层94(隧道结层94)。此外，在隧道结层94上依次设置有构成对面发光激光元件VCSEL的接通/断开进行设定(控制)的设定晶闸管S的p型的阳极层95(p阳极层95)、n型的栅极层96(n栅极层96)、p型的栅极层97(p栅极层97)、n型的阴极层98(n阴极层98)。另外，以下，使用()内的表述。其他情况也同样如此。这里，将层叠有p阳极(DBR)层91、发光层92、n阴极(DBR)层93、隧道结层94、p阳极层95、n栅极层96、p栅极层97、n阴极层98的半导体层表述为半导体层叠体。
这里，p阳极(DBR)层91、n阴极(DBR)层93的表述与构成面发光激光元件VCSEL的情况下的功能(动作)对应。即，p阳极(DBR)层91作为面发光激光元件VCSEL的阳极来发挥功能，n阴极(DBR)层93作为面发光激光元件VCSEL的阴极来发挥功能。也就是说，面发光激光元件VCSEL具有包含阳极和阴极的二极管构造。
p阳极层95、n栅极层96、p栅极层97、n阴极层98的表述与构成设定晶闸管S的情况下的功能(动作)对应。即，p阳极层95作为阳极来发挥功能，n栅极层96、p栅极层97作为栅极来发挥功能，n阴极层98作为阴极来发挥功能。
而且，将设置在n阴极层98上的n型的欧姆电极321(n欧姆电极321)设为阴极电极。另外，n欧姆电极321以在射出口50与孔部55之间包围射出口50的方式设置。并且，将设置在去除n阴极层98而露出的p栅极层97上的p型的欧姆电极331(p欧姆电极331)设为栅极Gs1。
在面发光激光元件VCSEL的p阳极(DBR)层91中，如图6的(b)中涂黑所示，包含使电流变窄的电流狭窄层91b。
具体来说，p阳极(DBR)层91通过依次层叠下侧p阳极(DBR)层91a、电流狭窄层91b、上侧p阳极(DBR)层91c而构成。
p阳极(DBR)层91的电流狭窄层91b的膜厚(光路长度)由要采用的构造决定。在重视取出效率、工艺再现性的情况下，优选设定为构成DBR层的低折射率层和高折射率层的膜厚(光路长度)的整数倍，例如设定为中心波长的0.75(3/4)。另外，在奇数倍的情况下，电流狭窄层91b只要由高折射率层和高折射率层夹着即可。并且，在偶数倍的情况下，电流狭窄层91b只要由高折射率层和低折射率层夹着即可。即，电流狭窄层91b只要设置为抑制由DBR层引起的折射率的周期紊乱即可。相反，在想要降低被氧化的部分的影响(折射率或应变)的情况下，电流狭窄层91b的膜厚优选为几十纳米，电流狭窄层优选位于由DBR层生成的驻波的波节的部分。
并且，在发光元件Hs的周围设置有8个孔部55。如图6的(b)所示，孔部55被设置为通过蚀刻将n阴极层98、p栅极层97、n栅极层96、p阳极层95、隧道结层94、n阴极(DBR)层93、发光层92、p阳极(DBR)层91去除而到达基板80。设置于p阳极(DBR)层91的电流狭窄层91b经由孔部55被氧化。其结果是，由8个孔部55包围的中央部成为未被氧化的部分(电流通过部α)。并且，该周围成为电流阻止部β。
如图6的(b)、(c)所示，除射出口50的电流通过部α之外，电流狭窄层91b从相邻的孔部55之间和层叠构造体301的外侧侧面被氧化。
图7是对在由层叠构造构成面发光激光元件VCSEL和设定晶闸管S时必须考虑的点进行说明的图。图7的(a)是面发光激光元件VCSEL与设定晶闸管S的层叠构造中的示意性能带图，图7的(b)是隧道结层94的反向偏压状态下的能带图，图7的(c)示出隧道结层94的电流电压特性。
如图7的(a)的能带图所示，当在图6的n欧姆电极321与背面电极89之间以面发光激光元件VCSEL和设定晶闸管S处于正向偏压的方式施加电压时，隧道结层94的n++层94a与p++层94b之间成为反向偏压。
隧道结层94是高浓度地添加了n型的杂质的n++层94a与高浓度地添加了p型的杂质的p++层94b的结。因此，当耗尽区域的宽度变窄而成为正向偏压时，电子从n++层94a侧的传导带(导带)穿过p++层94b侧的价电子带(价带)。此时，表现出负电阻特性。
另一方面，如图7的(b)所示，当隧道结层94(隧道结)成为反向偏压(-V)时，p++层94b侧的价电子带(价带)的电位Ev高于n+层94a侧的传导带(导带)的电位Ec。而且，电子从p+层94b的价电子带(价带)穿越到n++层94a侧的传导带(导带)。而且，反向偏压电压(-V)越增加，电子越容易穿越。即，如图7的(c)所示，隧道结层94(隧道结)在反向偏压下容易供电流流过。
因此，如图7的(a)所示，当设定晶闸管S导通时，即使隧道结层94是反向偏压，电流也会在面发光激光元件VCSEL与设定晶闸管S之间流过。由此，面发光激光元件VCSEL发光(点亮)。
设定晶闸管S在所连接的传送晶闸管T导通而成为接通状态时，成为能够向接通状态转移的状态。而且，当点亮信号φI为“L”时，设定晶闸管S导通而成为接通状态，并且使面发光激光元件VCSEL点亮(设定点亮)。
另外，也可以代替隧道结层94而使用具有金属导电性且在III-V族的化合物半导体层外延生长的III-V族化合物层。作为金属的导电性III-V族化合物层的材料的一例来说明的InNAs例如在InN的组分比x为约0.1～约0.8的范围内带隙能量为负。并且，InNSb例如在InN的组分比x为约0.2～约0.75的范围内带隙能量为负。带隙能量为负意味着不具有带隙。因此，示出与金属同样的导电特性(传导特性)。即，金属导电特性(导电性)是指与金属同样地如果电位具有梯度则电流流过。
而且，GaAs、InP等的III-V族化合物(半导体)的晶格常数处于
Figure BDA0003250108220000261
的范围。而且，该晶格常数与Si的晶格常数的约
Figure BDA0003250108220000262
Ge的晶格常数的约
Figure BDA0003250108220000263
接近。
与此相对，同样作为III-V族化合物的InN的晶格常数在闪锌矿构造中约为
Figure BDA0003250108220000264
InAs的晶格常数约为
Figure BDA0003250108220000265
因此，作为InN与InAs的化合物的InNAs的晶格常数可以是与GaAs等的
Figure BDA0003250108220000266
接近的值。
并且，作为III-V族化合物的InSb的晶格常数约为
Figure BDA0003250108220000267
因此，由于InN的晶格常数约为
Figure BDA0003250108220000268
所以作为InSb与InN的化合物的InNSb的晶格常数可以是与GaAs等的
Figure BDA0003250108220000269
接近的值。
即，InNAs和InNSb能够相对于GaAs等III-V族化合物(半导体)的层单片地外延生长。并且，在InNAs或InNSb的层上，能够通过外延生长单片地层叠GaAs等III-V族化合物(半导体)的层。
因此，如果代替隧道结层94而经由金属的导电性III-V族化合物层将设定晶闸管S和面发光激光元件VCSEL以串联连接的方式层叠起来，则能够抑制面发光激光元件VCSEL的n阴极(DBR)层93和设定晶闸管S的p阳极层95成为反向偏压。
根据以上详细叙述的方式，能够使阵列化的多个发光元件Hs的点亮和熄灭同步地进行动作。
另外，在上述例子中，作为发光元件Hs，示出面发光激光元件VCSEL，但是不限于此。例如，作为发光元件Hs，也可以使用发光晶闸管。
此外，在上述例子中，电流狭窄层设置于pDBR层81、91，但是，只要是发光层83、92以外即可，可以设置于任意层。但是，与n型的层相比，优选设置于p型的层。此外，优选设置于更接近发光层83、92的层。
(变形例2)
在变形例2中，使用上述发光部件10作为发光芯片C。即，安装上述发光部件10的结构，设为芯片状。而且，对进一步呈列装配置该发光芯片C而设为发光装置65的情况进行说明。
图8是配置有使用发光部件10的发光芯片C的发光装置65的俯视图。
在图8中作为例子示出的发光装置65中，作为光源部63，构成为40个作为发光元件的一例的发光芯片C1～C40(在不进行区分的情况下表述为发光芯片C。)在电路基板62上在X方向上呈交错状配置成两列。发光芯片C1～C40的结构也可以相同。
在本说明书中，“～”表示根据编号分别进行区分的多个结构要素，意味着包含“～”的前后记载的结构要素和其间的编号。例如，发光芯片C1～C40包含按照编号顺序从发光芯片C1到发光芯片C40。
另外，在本变形例2中，作为发光芯片C的数量，共计使用了40个，但是不限于此。
而且，发光装置65搭载对发光芯片C进行驱动的信号产生电路110。信号产生电路110是用于输入输出对发光芯片C进行驱动的信号的驱动单元的一例。信号产生电路110例如由集成电路(IC)等构成。另外，发光装置65也可以不搭载信号产生电路110。此时，信号产生电路110设置于发光装置65的外部，经由缆线等供给对发光芯片C进行控制的控制信号等。这里，设发光装置65具有信号产生电路110来进行说明。
图9是示出发光芯片C的结构、发光装置65的信号产生电路110的结构和电路基板62上的布线(线)的结构的一例的图。图9的(a)示出发光芯片C的结构，图9的(b)示出发光装置65的信号产生电路110的结构和电路基板62上的布线(线)的结构。另外，在图9的(b)中，示出发光芯片C1～C40中的发光芯片C1～C9的部分。
首先，对图9的(a)所示的发光芯片C的结构进行说明。
发光芯片C在表面形状为矩形的基板80的表面具有发光部102，该发光部102构成为包含在接近长边的一边的一侧沿着长边呈列状设置的多个面发光激光元件VCSEL(面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128)。多个面发光激光元件VCSEL是在主扫描方向上呈列状配置的发光部件列的一例。并且，发光芯片C在基板80的表面的长边方向的两端部具有用于导入各种控制信号等的多个键合焊盘即端子(
Figure BDA0003250108220000272
端子、
Figure BDA0003250108220000274
端子、Vgk端子、
Figure BDA0003250108220000275
端子)。另外，这些端子从基板80的一端部起按照
Figure BDA0003250108220000273
端子、
Figure BDA0003250108220000271
端子的顺序依次设置，从基板80的另一端部起按照Vgk端子、
Figure BDA0003250108220000276
端子的顺序依次设置。而且，发光部102设置于
Figure BDA0003250108220000281
端子与
Figure BDA0003250108220000282
端子之间。并且，在基板80的背面设置有背面电极89(参照图2)作为Vsub端子。这里，在基板80的正面，将面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128的排列的方向设为x方向，将与x方向正交的方向设为y方向。
另外，“列状”不限于图9的(a)所示多个面发光激光元件VCSEL配置于一条直线上的情况，也可以是多个面发光激光元件VCSEL分别以相对于与列方向正交的方向具有彼此不同的偏移量的方式配置的状态。例如，各个面发光激光元件VCSEL也可以以在与列方向正交的方向上具有偏移量的方式配置。此外，也可以使相邻的面发光激光元件VCSEL彼此间交替地、或者按照多个面发光激光元件VCSEL中的每一个呈锯齿状配置。
接着，根据图9的(b)对发光装置65的信号产生电路110的结构和电路基板62上的布线(线)的结构进行说明。
如上所述，在发光装置65的电路基板62搭载有信号产生电路110和发光芯片C1～C40，设置有对信号产生电路110和发光芯片C1～C40进行连接的布线(线)。
首先，对信号产生电路110的结构进行说明。
对信号产生电路110输入各种数据和控制信号。信号产生电路110根据该各种数据和控制信号进行数据的重新排列和光量的校正等。
而且，信号产生电路110具有传送信号产生部120，该传送信号产生部120根据各种控制信号，向发光芯片C1～C40发送第1传送信号
Figure BDA0003250108220000283
第2传送信号
Figure BDA0003250108220000284
此外，信号产生电路110具有点亮信号产生部140，该点亮信号产生部140根据各种控制信号，向发光芯片C1～C40分别发送点亮信号
Figure BDA0003250108220000285
(在不进行区分的情况下表述为点亮信号
Figure BDA0003250108220000286
)。
此外，信号产生电路110具有向发光芯片C1～C40供给作为电位基准的基准电位Vsub的基准电位供给部160、以及供给发光芯片C1～C40的驱动用的电源电位Vgk的电源电位供给部170。
接着，对发光芯片C1～C40的排列进行说明。
奇数编号的发光芯片C1、C3、C5、…以在各个基板80的长边方向上设置有间隔的方式而排列成一列。偶数编号的发光芯片C2、C4、C6、…也同样在各个基板80的长边方向上以设置有间隔的方式而排列成一列。而且，奇数编号的发光芯片C1、C3、C5、…和偶数编号的发光芯片C2、C4、C6、…以设置于发光芯片C的发光部102侧的长边相面对的方式，在彼此旋转180°的状态下交错地排列。而且，在发光芯片C之间，面发光激光元件VCSEL也以在主扫描方向(X方向)上按预定的间隔排列的方式被设定位置。另外，在图9的(b)的发光芯片C1～C40中，利用箭头示出图9的(a)所示的发光部102的面发光激光元件VCSEL的排列(面发光激光元件VCSEL1～VCSEL128的编号顺序)的方向。
对连接信号产生电路110和发光芯片C1～C40的布线(线)进行说明。
在电路基板62设置有电源线200a，该电源线200a与设置于发光芯片C的基板80的背面的Vsub端子即背面电极89(参照图2)连接，供给基准电位Vsub。
而且，在电路基板62设置有电源线200b，该电源线200b与设置于发光芯片C的Vgk端子连接，供给驱动用的电源电位Vgk。
在电路基板62设置有用于从信号产生电路110的传送信号产生部120向发光芯片C1～C40的
Figure BDA0003250108220000291
端子发送第1传送信号
Figure BDA0003250108220000292
的第1传送信号线201、以及用于向发光芯片C1～C40的
Figure BDA0003250108220000293
端子发送第2传送信号
Figure BDA0003250108220000294
的第2传送信号线202。第1传送信号
Figure BDA0003250108220000295
第2传送信号
Figure BDA0003250108220000296
向发光芯片C1～C40共同(并列)地发送。
此外，在电路基板62设置有点亮信号线204-1～204-40(在不进行区分的情况下表述为点亮信号线204。)，该点亮信号线204分别经由电流限制电阻RI从信号产生电路110的点亮信号产生部140向各发光芯片C1～C40各自的
Figure BDA0003250108220000297
端子发送点亮信号
Figure BDA0003250108220000298
如以上说明的那样，向电路基板62上的全部发光芯片C1～C40共同地供给基准电位Vsub、电源电位Vgk。第1传送信号
Figure BDA0003250108220000299
第2传送信号
Figure BDA00032501082200002910
也向发光芯片C1～C40共同(并列)地发送。另一方面，点亮信号
Figure BDA00032501082200002911
分别单独地发送到发光芯片C1～C40。
[光计测装置1]
上述发光装置65能够用于光计测。
图10是说明使用发光装置65的光计测装置1的图。
光计测装置1具有上述发光装置65、接受光的受光部11、以及对数据进行处理的处理部12。而且，与光计测装置1对置地配置计测对象物(对象物)13。另外，在图10中，作为一例，计测对象物13是人。而且，图10是从上方观察的图。
发光装置65如上所述那样点亮面发光激光元件VCSEL，如实线所示，以发光装置65为中心使光的照射方向在上下方向上移动，并且向图中左右方向呈直线状射出光。即，使光以扫描的方式对计测对象物13进行照射。
受光部11是接受由计测对象物13反射的光的器件。受光部11如虚线所示接受向受光部11照射的光。受光部11可以是从二维方向接受光的摄像器件。
处理部12构成为具有对数据进行输入输出的输入输出部的计算机。而且，处理部12对与光有关的信息进行处理，计算与计测对象物13之间的距离和计测对象物13的三维形状。
光计测装置1的处理部12对发光装置65进行控制，使其射出光。于是，处理部12根据发光装置65射出光的定时(时刻)与受光部11接受来自计测对象物13的反射光的定时(时刻)的时间差，计算从发光装置65射出后在计测对象物13反射而到达受光部11为止的光路长度。发光装置65和受光部11的位置以及它们的间隔是预定的。由此，处理部12根据距发光装置65、受光部11的距离或设为基准的点(基准点)，计算(计算)与计测对象物13之间的距离。另外，基准点是设置于从发光装置65和受光部11起的预定的位置的点(点)。
该方法是基于光的到达时间的测量法，被称为时间飞跃(TOF)法。
如果对计测对象物13上的多个点(点)实施该方法，则计测出计测对象物13的三维形状。如上所述，来自发光装置65的射出光被照射到计测对象物13。然后，来自计测对象物13上的与发光装置65之间的距离较短的部分的反射光迅速地入射到受光部11。在使用上述的取得二维图像的摄像器件的情况下，在帧图像中，在反射光到达的部分记录亮点。根据一连串的多个帧图像中记录的亮点，针对各个亮点计算光路长度。然后，计算从发光装置65、受光部11起的距离或从被设为基准的点(基准点)起的距离。即，计算计测对象物13的三维形状。
以上这种光计测装置1能够用于计算与物品之间的距离。此外，计算物品的形状，能够用于物品的识别。而且，计算人的面部的形状，能够用于识别(面部认证)。并且，通过装载于车辆，能够用于前方、后方、侧方等的障碍物的检测。这样，光计测装置1能够广泛用于距离或形状等的计算。
[图像形成装置2]
上述发光装置65能够用于形成图像的图像形成。
图11是说明使用发光装置65的图像形成装置2的图。
图像形成装置2具有上述发光装置65、驱动控制部21和接受光的屏幕22。
对图像形成装置2的动作进行说明。
发光装置65如上所述将面发光激光元件VCSEL设定为点亮/非点亮。然后，如实线所示，以发光装置65为中心使光的照射方向在上下方向上移动，并且向图中左右方向呈直线状射出光。即，使光以扫描的方式对屏幕22进行照射。由此，得到二维的静止图像(二维图像)。然后，受理图像信号的输入，为了形成二维图像，通过根据图像信号驱动发光装置65的驱动控制部21，将点亮维持期间设为帧，依次进行改写，由此得到二维图像的动态图像。这些二维状的静止图像或动态图像被投影到屏幕22。
以上说明了本实施方式，但是，本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。根据权利要求书的记载可知，对上述实施方式施加各种变更或改良而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

Claims (12)

1.一种发光部件，其具有：
基板；
多个发光元件，该多个发光元件设置在所述基板上，向与该基板的面交叉的方向射出光；
多个孔部，该多个孔部配置在多个所述发光元件的各自的周围；以及
栅电极，其与多个所述发光元件分别电连接，并以使多个该发光元件的点亮以及熄灭一起进行的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的发光部件，其中，
所述发光元件呈层构造，该层构造具有晶闸管和设置在构成该晶闸管的层之间并进行发光的发光层。
3.根据权利要求2所述的发光部件，其中，
所述晶闸管的栅极层介于多个所述孔部之间，在多个发光元件之间作为共同的层而相连，并且与所述栅电极电连接。
4.根据权利要求2所述的发光部件，其中，
所述晶闸管的最上层介于多个所述孔部之间，在多个发光元件之间作为共同的层而相连。
5.根据权利要求2所述的发光部件，其中，
所述晶闸管具有电流狭窄层，该电流狭窄层经由所述孔部被氧化，使流过所述发光层的电流变窄。
6.根据权利要求1所述的发光部件，其中，
所述孔部在该孔部处具有至少到达所述栅电极的下表面的位置的深度。
7.根据权利要求6所述的发光部件，其中，
所述孔部具有进一步到达具有晶闸管构造的所述发光元件的各层中的最下层的位置的深度。
8.根据权利要求7所述的发光部件，其中，
为了将经由所述孔部而被氧化并使流过所述多个发光元件的发光层的电流变窄的电流狭窄层形成为圆形状，将多个所述孔部在所述发光元件射出光的射出口的周围以具有预先规定的间隔的方式排列成圆形状。
9.根据权利要求1所述的发光部件，其中，
该发光部件还具有层叠在所述发光元件上的晶闸管。
10.根据权利要求9所述的发光部件，其中，
所述晶闸管隔着隧道结层或具有金属导电性的III-V族化合物层而层叠在所述发光元件上。
11.一种发光元件阵列芯片，其具有：
发光部件列，其由权利要求1至10中的任意一项所述的发光部件在主扫描方向上呈列状配置而成；以及
驱动单元，其用于输入输出对所述发光部件进行驱动的信号。
12.一种光计测装置，其具有：
权利要求1至10中的任意一项所述的发光部件；
受光部，其从被从所述发光部件照射了光的对象物接受反射光；以及
处理部，其对与所述受光部接受到的光相关的信息进行处理，计测从所述发光部件到对象物的距离或者该对象物的形状。
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