JP2020098198A - 光学的測距装置、レーザ発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態の光学的測距装置20は、距離を光学的に測距するものであり、図1に示すように、測距する対象OBJに対して測距のための光を投射し、反射光を受ける光学系30および光学系30を駆動し、また光学系30から得られた信号を処理するSPAD演算部100を備える。光学系30は、レーザ光を射出する発光部40と、発光部40からのレーザ光を測距する所定の範囲に走査する走査部50と、レーザ光を走査した範囲からの反射光を受光する受光部60とを備える。
上記第1実施形態では、レーザ素子41は2つレーザチップ70,90を用いて、2つの発光領域を備えるものとしたが、単一のレーザ素子41に2以上の発光領域を設けるものとしてもよい。また、一つまたは複数の発光領域を有する半導体レーザ素子を2つ以上組み合わせて、複数の発光領域を有する構成としてもよい。多数の発光領域を備える構成例を図14,図15に示した。図14に示した例では、発光領域の長手方向寸法rrと同じ間隔rLだけ空けて発光領域La1〜La4を配置した第1レーザ素子411と、同様に複数の発光領域Lb1〜Lb4を配置した第2レーザ素子412とを組み合わせて、半導体レーザ素子41Bを形成している。第1レーザ素子411の発光領域La1〜La4と第2レーザ素子412の発光領域Lb1〜Lb4は、互い違いの位置に配置され、複数の発光領域の配列方向(第1方向)に、発光領域が連続することになる。なお、発光領域の長手方向寸法rrを、発光領域の間隔rLより大きくして、発光領域を一部重なるようにしても差し支えない。また、図14の構成例では、第1レーザ素子411,第2レーザ素子412を共に複数の発光領域を有するものとしたが、発光領域は共に1つでもよいし、少なくとも一方が2以上の発光領域を有するものとしてもよい。いずれにせよ、複数の発光領域を備える側のレーザ素子、つまり第1半導体レーザ素子の複数の発光領域の発光領域の配列方向(第1方向)における離間部分に対応して、他方のレーザ素子、つまり第2半導体レーザ素子が配置されればよい。
次に、第1実施形態で用いたレーザ素子41の製造方法について簡略に説明する。第1実施形態で用いたレーザ素子41は、はんだ層80を挟んで2つのレーザチップ70,90を備える。このレーザチップ70,90は、図16の上段に示したように、半導体プロセスにより各層を積層し、各層の面方向(第1方向)に、複数の発光領域が、所定ピッチを隔てて作り込まれる。このレーザチップ70,90を所定の場所で切断し、これを重ねてはんだ付けする。はんだ付けにより、2つのレーザチップ70,90は、はんだ層80により結合され、レーザ素子41が得られる。なお、発光領域を3個以上連続させたければ、レーザチップを積層するとき、発光領域のピッチを発光領域の長手方向の寸法と同一または僅かに短いピッチとし、レーザチップを切り出すとき、複数の発光領域を含むようにすればよい。
Claims (11)
- レーザ光を用いた光学的測距装置(20)であって、
発光領域の第1方向の長さが前記第1方向に交差する第2方向と比べて長い発光領域を有する半導体レーザ素子(41)を用いた発光部(40)と、
前記発光部から射出されたレーザ光の反射光を検出する受光部(60)と、
前記発光部の発光から前記受光部の受光までの時間に応じて、対象物までの距離を測定する測定部(100)と
を備え、
前記発光部は、複数の前記発光領域(La,Lb)が、前記第2方向に離間し、かつ前記複数の発光領域が前記第1方向において接する位置または発光領域の一部が重なる位置に配置された
光学的測距装置。 - 前記半導体レーザ素子は、前記発光領域をそれぞれ備える第1,第2の半導体レーザ素子(411,412)を備え、前記第1,第2半導体レーザ素子の少なくとも一方は、複数の発光領域を備える請求項1記載の光学的測距装置。
- 請求項2記載の光学的測距装置であって、
前記第1半導体レーザ素子は、複数の発光領域を備え、前記複数の発光領域が、前記第1方向に、前記第1方向の発光領域の長さより短い距離だけ離間されて設けられ、
前記第1半導体レーザ素子とは前記第2方向に離間して設けられた第2半導体レーザ素子は、前記発光領域の前記第1方向が、前記第1半導体レーザ素子の発光領域の前記第1方向と同方向とされ、かつ前記発光領域が前記第1半導体レーザ素子の前記複数の発光領域の前記第1方向における離間部分に対応して配置された
光学的測距装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光学的測距装置であって、
更に、前記発光部からの光を水平方向および垂直方向の少なくとも一方に走査する走査部(50)と、
前記走査部によって、前記水平方向および前記垂直方向の少なくとも一方に走査された前記レーザ光による反射光を、前記受光部に導く光学系(30)と
を備える光学的測距装置。 - 前記受光部は、前記第1方向と前記第2方向とに対応して2次元配列された複数の受光素子(68)を備える請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光学的測距装置。
- 請求項5記載の光学的測距装置であって、
前記受光部は、前記2次元的配列された受光素子のうち、前記複数の発光領域の形状および配置に応じて反射光が入射しない部位の受光素子への通電が、予めオフにされた光学的測距装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学的測距装置であって、
前記受光部は、前記第1方向に対応した方向に複数の受光素子(69)を備え、
前記受光素子の前記第2方向に対応した方向への受光領域は、前記複数の発光領域の前記第2方向への離間距離に対応した長さ以上の幅を備える
光学的測距装置。 - レーザ光を外部に射出するレーザ発光装置であって、
複数の発光領域を有する半導体レーザ素子を備え、
前記半導体レーザ素子の前記複数の発光領域は、第1方向の長さが前記第1方向に交差する第2方向の長さと比べて長く、
前記複数の発光領域のうち隣接する発光領域は、前記第2方向に離間し、かつ前記発光領域が前記第1方向において接する位置または重なる位置に配置された
レーザ発光装置。 - レーザ発光装置の製造方法であって、
基板上に半導体層を積層して、発光領域を形成し、前記発光領域を、前記半導体層の層方向である第1方向に沿った長さが、前記積層方向である第2方向の長さより長く形成した発光部を、複数製作し、
前記複数の発光部を、前記第2方向に離間し、かつ前記複数の発光部における発光領域が前記第1方向において接する位置または前記発光領域の一部が重なる位置に配置する
レーザ発光装置の製造方法。 - 請求項9記載のレーザ発光装置の製造方法であって、
前記複数の発光部は、
前記積層された半導体層において、前記発光領域を複数製作し、
前記複数の発光領域を、前記第2方向に沿って切断して、少なくとも一つの前記発光領域を含む少なくとも2つのチップに切り分け、
前記切り分けたチップ同士を接合して形成する
レーザ発光装置の製造方法。 - 請求項10記載のレーザ発光装置の製造方法であって、
少なくとも一方の前記チップは、複数の前記発光領域を含み、
前記発光領域は、前記第1方向に、前記第1方向の発光領域の長さより短い距離だけ離間されて形成される
レーザ発光装置の製造方法。
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