JP2020532141A - Vcselアレイを含むレーザー装置 - Google Patents

Vcselアレイを含むレーザー装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2020532141A
JP2020532141A JP2020512438A JP2020512438A JP2020532141A JP 2020532141 A JP2020532141 A JP 2020532141A JP 2020512438 A JP2020512438 A JP 2020512438A JP 2020512438 A JP2020512438 A JP 2020512438A JP 2020532141 A JP2020532141 A JP 2020532141A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffuser
vcsel
laser
optical
illumination pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020512438A
Other languages
English (en)
Inventor
ステファン グローネンボルン,
ステファン グローネンボルン,
ホルガー ヨアヒム メンヒ,
ホルガー ヨアヒム メンヒ,
Original Assignee
トルンプ フォトニック コンポーネンツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
トルンプ フォトニック コンポーネンツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トルンプ フォトニック コンポーネンツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング, トルンプ フォトニック コンポーネンツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング filed Critical トルンプ フォトニック コンポーネンツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
Publication of JP2020532141A publication Critical patent/JP2020532141A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02253Out-coupling of light using lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02255Out-coupling of light using beam deflecting elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H01S5/18322Position of the structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • H01S5/18388Lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • H01S5/18391Aperiodic structuring to influence the near- or far-field distribution
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0207Substrates having a special shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18305Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] with emission through the substrate, i.e. bottom emission

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本発明は、共通の半導体基板(101)上に配置された2つ、3つ、4つ、またはそれ以上のVCSEL(130)を含む少なくとも1つのVCSELアレイを含むレーザー装置(100)であって、レーザー装置(100)が少なくとも1つの光学機構(140)とディフューザー機構(145)とをさらに含み、光学機構(140)が、各VCSEL(130)により各VCSEL(130)に割り当てられたディフューザー機構(145)のセクション(147)に向けて放射されたレーザー光(10)の発散角を減少させるように構成され、ディフューザー機構(145)が、光学機構(140)から受け取ったレーザー光を変換レーザー光(150)に変換して、規定された視野内の基準面に連続照明パターン(20)を提供できるように構成され、ディフューザー機構(145)が、ディフューザー機構(145)なく提供できる非変換照明パターンと比較して、照明パターン(20)のサイズを大きくするように構成される、レーザー装置(100)を記載する。本発明は、このようなレーザー装置を含む照明装置、このような照明装置を含むタイムオブフライトカメラ(200)、およびレーザー装置(100)の製造方法をさらに記載する。【選択図】図2

Description

本発明は、VCSELアレイを含むレーザー装置、このようなレーザー装置を含む照明装置、このような照明装置を含むタイムオブフライトカメラおよびレーザー装置の製造方法に関する。
VCSELアレイを含むレーザー装置は、赤外線照明装置に使用できる。短パルスVCSELアレイの使用は、例えば、タイムオブフライト用途に適用される。このような用途には、例えば、ポータブルデバイス用の短距離ジェスチャ認識および3D空間認識が含まれる。1W−10Wの範囲の出力電力を有する約1mm2の面積のVCSELアレイは、このような用途のために議論されている。照明または観察の特定の分野は、用途(例えば、70°×50°を観察するタイムオブフライトカメラなど)により定義される。
米国特許出願第2016/0164261号明細書は、視野の異なるゾーンをマルチゾーン照明装置により選択的に照明するための方法、装置およびシステムを開示している。マルチゾーン照明器は、複数の垂直共振器面発光レーザー(VCSEL)と、個々のVCSELまたはVCSEL群(画像センサーの視野の異なるゾーンに調整可能な照明を提供するために個々に起動されるように構成される)の開口部と位置合わせされた複数のマイクロ光学デバイスとを含むことができる。
米国特許出願第2016/0164261号明細書
本発明の目的は、レーザー装置により照明できる視野内の基準面における、照明パターンが改善したVCSELアレイを含むレーザー装置を提供することである。
本発明は、独立請求項に記載されている。好ましい実施形態は、従属請求項に記載されているか、本説明の後続部分に記載されている。
第1の態様によれば、少なくとも1つのVCSELアレイを含むレーザー装置が提供される。VCSELアレイは、共通の半導体基板上に配置された2つ、3つ、4つ、またはそれ以上のVCSELを含む。レーザー装置は、少なくとも1つの光学機構とディフューザー機構とをさらに含む。光学機構は、各VCSELに割り当てられたディフューザー機構のセクションに向け各VCSELにより放射されたレーザー光の発散角を、減少させるように構成される。ディフューザー機構は、光学機構から受け取ったレーザー光を変換レーザー光に変換して、規定された視野内の基準面に連続した照明パターンを提供できるように構成される。ディフューザー機構は、ディフューザー機構なく提供できる非変換照明パターンと比較して、照明パターンのサイズを大きくするようにさらに構成される。ディフューザー機構により視野内の照明パターンの調整を可能にするため、異なるVCSELに割り当てられたディフューザー機構のセクションが重複しないように、VCSELアレイ、光学機構およびディフューザー機構が構成されうる(特に、VCSELアレイと、光学機構と、ディフューザー機構との間の距離、及び光学機構の前後の発散角)。これは、分布の外側部分にいくらかの重複がある可能性があることを除外しない。VCSEL放射が、滑らかな境界の円錐内にあるからである。
光学機構による第1のステップでVCSELにより放射されたレーザー光のビームプロファイルを集中させ、または狭め、その後、ディフューザー機構のないVCSELアレイで構成されるVCSELにより提供できる生の照明パターンと比較して、ディフューザー機構によって照明パターンを広げることは、レーザー装置の規定された視野内でのシーンの連続した照明パターンを可能にする。さらに、意図または規定された視野外の変換レーザー光による損失が低減されるように、基準面に変換レーザー光を集中させる。集中は、変換レーザー光の少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%が意図または規定された視野の基準面を照明するという効果を有し得る。さらに、特に大きな視野(100°×80°など)の隅の照明が改善される場合がある。照明パターンは、段差がないという意味で連続している。基準面の照明パターンを表す強度分布関数は微分可能である。このような強度分布の例は、例えば、規定された視野内の基準面内で本質的に一定の強度でもよく、または各視野により規定された立体角に対して本質的に一定の強度(これは、基準面とVCSELアレイの中心とを結ぶ光軸に対する角度についてのコサインの三乗により変化する基準面の強度分布をもたらす)でもよい。VCSELアレイの単一のVCSELで照明されるセクターは、視野内の基準面で重複する場合がある。単一のVCSELで照明されるセクターは、冗長性を最大化するために、基準面で完全に重複してもよい。したがって、レーザー装置により提供できる変換レーザー光は、レーザーの安全性と合わせて、システムの効率を上げることができる。
VCSELは、3μm2から10000μm2の間の面積を有する有効なレーザー光放射領域を特徴とする。VCSELアレイで構成されるVCSEL間のピッチまたは距離は、20μmから250μmの間であり得る。VCSELの密度および/または発光領域のサイズは、照明パターンの強度分布が適応できるようにVCSELアレイ内の位置および/または各VCSELにより照明される光学機構およびディフューザー機構の形状に応じて異なる場合がある。
光学機構は、ウエハレベルで一体化されてもよい。光学機構は、単一のVCSELアレイを分離する前に、共通の光学機構を多数のVCSELアレイおよび対応する半導体基板を含む半導体ウエハの表面に接合することで、ウエハレベルで一体化される。光学機構は、半導体ウエハの表面に永久に接合される。光学機構は、好ましくは、各VCSELアレイを損傷することなく取り外すことができないように、半導体ウエハの表面に接合される。光学機構は、VCSELを処理した後ではなく、ダイシングなどにより単一のVCSELアレイを分離する前に、VCSELアレイで構成されるVCSELの半導体層構造の上部に堆積した透明な(赤外線レーザー光などに対して)光学ポリマー(例えば、UV硬化性ポリマーまたは青色光硬化性ポリマー)からなり得る。光学機構は、代替的に、ウエハの半導体基板にエッチングされてもよい。代替的または追加的に、光学機構を含むガラスウエハは、例えば、透明な接着剤または他の任意の適切な接合技術により、多数のVCSELアレイを含む半導体ウエハに接合されてもよい。
光学機構は、VCSELの発光面上に配置された連続構造であってもよい。連続構造は、例えば、ポリマーの連続「ブロック」または半導体基板あるいはガラスウエハにエッチングされた連続表面構造であってもよい。
光学機構は、レーザー光をコリメートすることにより発散角を減少させるためのコリメートマイクロレンズを含んでもよい。VCSELアレイの各VCSELは、VCSELごとに1つのマイクロレンズがあるように、1つの特定のコリメートマイクロレンズに割り当てられてもよい。マイクロレンズは、照明パターンを改善し、特に規定された視野に照明パターンを集中させるために、ディフューザー機構にわたってディフューザーの特性(異なるディフューザープロファイル)を変化させることで特徴付けされる、調整されたディフューザー機構と組み合わせることができる。特にこのような調整されたディフューザー機構と組み合わせたマイクロレンズは、より多くの光が視野内で利用できるように、三次元強度分布の外縁で非常に急な減衰があるという利点を有し得る。そのため、効率が上がりうる。
コリメートマイクロレンズは、例えば、半導体基板に平行な表面に対して傾斜が変化する光軸を特徴とするチャープマイクロレンズであってもよい。光軸の傾斜は、光学機構全体にわたって変化する場合がある。チャープマイクロレンズは、ディフューザー機構が光学機構を備えたVCSELアレイに対して少し離れて配置されている場合に、効率性の利点を維持しながら、レーザーの安全性と、最終的な配光または照明パターンの形状とを改善できる。これにより、ディフューザー機構の種々の部分で、光学機構により提供される光の入射角は、輪郭がはっきりし、レーザー光の通常の発散角よりも小さくなることが可能になる。ディフューザー機構の各部分は、光学機構から受け取ったレーザー光の各入射角に適応する種々のディフューザープロファイルを有してもよい。光軸の傾斜は、代替的または追加的に、マイクロレンズの調整された位置決めと組み合わされてもよい。調整された位置決め(例えば、規則的なパターンがない)は、調整されたディフューザーと組み合わせて、変換レーザー光を意図された視野に集中させることで効率を上げることができる。
光学機構は、代替的または追加的に、部分反射ミラー構造を含んでもよい。部分反射ミラー構造は、VCSELの発散角を小さくするように構成される。部分反射ミラー構造を使用して、より小さな発散角とより少ないモードダイナミクスにVCSEL放射を安定させることができる。ディフューザー機構は、変換レーザー光を所望の視野に集中させるために調整されたディフューザーであってもよい。利点は、上記の通り、強度分布の勾配の非常に急な減衰であり、規定された視野に変換レーザー光が集中するため、より高い効率が得られる。さらに、VCSELアレイのVCSELに供給される駆動電流の変化およびVCSELアレイのVCSELの温度に関するディフューザー機構後のビームプロファイルの依存性が低減され得る。
VCSELアレイの各VCSELは、半導体基板から離れる方向にレーザー光を放射するように構成されるトップエミッタであってもよい。光学機構は、VCSELアレイの半導体層構造の上部に提供された材料を含むことができる。材料は、レーザー光の波長範囲(例えば、750nmから1200nmの波長範囲)で透明である。透明材料は、上記のように、UV硬化性光学ポリマーまたは青色光硬化性光学ポリマーであってもよい。透明材料は、VCSELのメサの上部に提供されてもよい。代替的に、単一のVCSELの発光領域のレベルで本質的に平坦な表面を設けるために、平坦化層が設けられてもよい。光学機構の透明材料は、平坦化層上に堆積されてもよい。
代替的に、VCSELアレイのVCSELは、半導体基板を通してレーザー光を放射するように構成されるボトムエミッタであってもよい。この場合、光学機構は、VCSELが提供される処理表面に対して反対側に配置される半導体基板の表面上に設けられてもよい。
光学機構は、特にVCSELアレイの半導体基板に一体化されてエッチングされてもよい。半導体基板(ガリウム砒素n〜3.5)の高屈折率は、光学機構の比較的平坦なプロファイルを可能にする。半導体基板に光学機構を一体化した後に、平坦化層が設けられてもよい。
代替的に、光学機構は、半導体基板に接合されるガラスウエハ上に設けられてもよい。光学機構は、例えば、VCSELアレイの半導体基板を含むウエハに接合する前または後にガラスウエハにエッチングされてもよい。ガラスウエハは、例えば接着されてもよい。
ディフューザー機構は、接合層により光学機構に結合されてもよい。ディフューザー機構は、ガラス基板のような透明なキャリアに一体化されてもよい。透明なキャリアは、半導体基板に機械的に結合される。透明なキャリアは、例えば、(半導体基板の屈折率と比較して)低い屈折率の接着剤により光学機構の表面に接着されてもよい。光学機構の上部に平坦化層を設けてもよい。平坦化層は、半導体基板の屈折率と比較して、比較的低い屈折率を特徴としてもよい。したがって、光学機構の光学特性に関する影響は、制限されうるか、および/または、光学機構の設計で考慮されうる。ディフューザー機構は、平坦化層の中または上に設けてもよい。例えば、1つ以上のさらなる材料層が、平坦化層上に提供されてもよい。ディフューザー機構は、例えば、1つ以上のさらなる材料層をエッチングまたは構造化することにより設けてもよい。
VCSELの少なくとも一部は、レーザー光を放射するように個々に制御されるように構成されてもよい。VCSELアレイの各VCSELまたは2つ、3つ、4つ、またはそれ以上のVCSEL群は、照明パターンの1つ以上のセクターを規定された順に照明するために、個々にオンまたはオフに切り替えられるように構成されてもよい。VCSELアレイは、VCSELまたはVCSEL群の個々の制御を可能にするために、各電極を含む。VCSELまたはVCSEL群(サブアレイ)の個々の制御は、照明パターン(例えば、セクター内のより多くの光と、その他の暗い隅を含む)または規定された照明順の電子調整を可能にし得る。
ディフューザー機構のセクションは、各VCSELが照明パターンのセクターを照明するように配置されるように構成されてもよい。各セクターは照明の一部をカバーする場合がある。セクターは、好ましくは、冗長性を高め、極端な場合には照明パターン全体をカバーするために、重複してもよい。ディフューザー機構のセクションは、ディフューザーサブセクションを含んでもよい。ここでディフューザーサブセクションは、VCSELアレイ内の各VCSELの位置に応じて、光学機構から受け取ったレーザー光を異なるように拡散するように構成される。ディフューザーの下部構造は、異なる表面構造により実現されうる、異なる拡散特性(上記)により特徴付けられる。このような構成は、例えば、視野の中心に向けられたビームの中心と、大きな角度との間のより高いコントラストを可能にし得る。ここでは、カメラの対物レンズの損失(カメラの対物レンズのコサイン4乗則、大きな視野を有する対物レンズ用のCCDでの信号の減衰につながる)を補償するために、しばしばより大きな強度が必要とされる。
第2の態様によれば、発光装置が提供される。発光装置は、上記の少なくとも1つのレーザー装置と、VCSELアレイのVCSELを電気的に駆動するための電気ドライバーとを含む。発光装置は、電気ドライバーを制御するための制御信号を供給するためのコントローラをさらに含んでもよい。コントローラは、例えば、データを記憶するための記憶装置と、記憶されたデータに含まれる命令を実行するための処理装置とを含んでもよい。記憶されたデータは、例えば、VCSELまたはVCSEL群に駆動電流を供給するシーケンスを含んでもよい。
レーザー装置または発光装置は、スマートフォン、ラップトップ、タブレットのジェスチャインタフェースまたは3Dスキャナーとして消費者用途およびポータブル用途・・・ユーザーインターフェース、またはロボット工学、スポーツ、産業、照明・・・自動車のミッドレンジ検出(駐車支援、安全な都市走行)のハイエンド、および高出力の産業用途向けの屋内ナビゲーションをサポートするために、消費者向け装置(スマートフォンなど)、車両、ならびに高出力産業用途で使用できる。
第3の態様によれば、タイムオブフライトカメラが提供される。タイムオブフライトカメラは、上記の任意の実施形態による発光装置、光検出器、光学撮像構造、および評価器を含む。光学撮像構造は、対象により反射された変換レーザー光を光検出器に撮像するように構成される。評価器は、光検出器により検出された変換レーザー光の画像により対象までの距離を決定するように構成される。
第4の態様によれば、上記の任意の実施形態によるVCSELアレイの製造方法が提供される。本方法は、
半導体基板を提供するステップと、
半導体基板上に少なくとも2つのVCSELを提供するステップと、
光学機構を提供するステップと、
ディフューザー機構を提供するステップと、
各VCSELにより各VCSELに割り当てられたディフューザー機構のセクションに向けて放射されたレーザー光の発散角を減少させるように光学機構を構成するステップであって、ディフューザー機構のセクションが、コリメートされたレーザー光を変換レーザー光に変換して、規定された視野内の基準面に連続照明パターンを提供でき、ディフューザー機構なく提供できる非変換照明パターンと比較して、照明パターンのサイズを大きくするように構成されるステップと
を含む。
本ステップは、必ずしも上記の順序で実行する必要はない。
光学機構は、研削、ラッピング、エッチング、ソフトクッションインプリントリソグラフィーに続くエッチング、ウエハ上のマスター構造のUV複製に続く半導体基板などの複製構造のエッチング転写などの中でも、いくつかの方法により、提供でき、および特にウエハレベルで一体化できる。さらに、例えば、多数の光学機構を含むガラスウエハの、半導体ウエハへのウエハ接合を使用してもよい。代替的に、硬化性ポリマーが提供され、その後、処理光(UVまたは青色光など)により処理されてもよい。このようなプロセスの詳細は、例えば、国際公開第2017/055160号、2頁2行目から5頁19行目に記載されている。さらに、図2から図10および9頁20行目から11頁20行目の対応する説明は、このようなプロセスの特別な例を示す。国際公開第2017/055160号の開示は、参照により組み込まれる。
光学機構は、上記の平坦化層で覆われてもよい。平坦化層は、光学機構の材料よりも低い屈折率を特徴とする。光学機構は、所望の照明パターンを提供するために、平坦化層の屈折率に対応して設計されてもよい。平坦化層は、光学機構により引き起こされる表面の不規則性を滑らかにするために使用されてもよい。平坦化層は、シリコーン、エポキシ、ポリイミド、SiNなどのような材料を含んでもよい。光学機構の製造に使用される半導体層構造(半導体基板または1つ以上の半導体層)の屈折率と平坦化層の屈折率との差は、多くの用途に照明パターンを提供するのに十分である。平坦化層は、上記のディフューザー機構を提供するために、光学機構を保護し、さらなる処理ステップを簡素化させる場合がある。
請求項1から12のレーザー装置、請求項13の照明装置、および請求項15の方法は、特に、従属請求項で定義されるように、類似および/または同一の実施形態を有することを理解されたい。
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項と各独立請求項との任意の組合せでもあり得ることを理解されたい。
さらなる有利な実施形態を以下に定義する。
本発明のこれらの態様および他の態様は、以下に説明する実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。
ここで、添付の図面を参照して、実施形態に基づいて例として本発明を説明する。
第1のレーザー装置の断面の主要な略図を示す図である。 第2のレーザー装置の断面の主要な略図を示す図である。 第3のレーザー装置の断面の主要な略図を示す図である。 1つの規定された視野内の強度分布の例を示す図である。 照明パターンの主要な略図を示す図である。 タイムオブフライトセンサーモジュールの主要な略図を示す図である。 VCSELアレイの製造方法のプロセスフローの主要な略図を示す図である。
図では、同様の番号は全体を通して同様の対象を指す。図の対象は必ずしも正寸ではない。
次に、本発明の種々の実施形態を、図面により説明する。
図1は、第1のレーザー装置100の断面の主要な略図を示す。この断面図は、レーザー装置100に含まれるVCSELアレイのVCSEL130の線に沿って切られている。半導体基板の上部に設けられた上面発光型VCSEL130の5つのメサが示されている。各VCSEL130は、空気中で約20°の発散角を有するレーザー光を放射する。光学機構140は、各VCSEL130が光学機構140のそれぞれの領域の一つを照明するようにVCSEL130の上に配置される。光学機構は、空気中で約20°の発散角を空気中で約5°の発散角に減少させるように構成される。発散角が減少したレーザー光10は、後続のディフューザー機構145のセクションに到達する。ディフューザー機構145は、ディフューザー機構145を用いずに基準面に投影される、変換がされていない照明パターンと比較して、レーザー装置100の視野内の基準面のサイズが大きくなった照明パターン20(図6参照)を提供するために、変換レーザー光150が拡散するように、光学機構140から受け取ったレーザー光を変換する。ディフューザー機構145は、好ましくは、変換レーザー光150を大きな角度にわたって分配しつつ、同時にあらかじめ決められた視野外のレーザー光による損失を避けることを目的に照明パターンをこの視野に制限するために、光学機構140から受け取ったレーザー光のビームプロファイルを変更するように構成されてもよい(図4参照)。
図2は、第2のレーザー装置100の断面の主要な略図を示す。VCSEL130および半導体基板101の構成は、図1に関して説明したのと本質的に同じである。光学機構140は、半導体基板101の処理表面の上部に設けられ、VCSEL130のメサを囲む硬化性光学ポリマーからなる。光学機構140はチャープマイクロレンズのアレイを含み、ここで、VCSELアレイの中心のVCSEL130に対する各VCSEL130の距離が大きくなるほど発散角が減少したレーザー光が外側に傾くように、チャープマイクロレンズの光軸の半導体基板101に平行な表面に対する傾斜は、中心から小さくなる。その後、発散角が減少したレーザー光は、異なるディフューザー下部構造を含む調整された構造化表面により特徴付けられるディフューザー機構145により、変換レーザー光150に変換される。異なるディフューザー下部構造は、発散角が減少したレーザー光を受け取るセクション147(図3参照)と位置合わせされる。異なるまたは調整されたディフューザー下部構造は、所定の視野内の変換レーザー光のより明確な集中を可能にすることにより、視野内の照明パターン20のさらなる改善を可能にし得る。
図3は、第3のレーザー装置100の断面の主要な略図を示す。断面図は、半導体基板101(ボトムエミッタ)を通してレーザー光10を放射する5つのVCSEL130を有する例を再び示す。光学機構140は、図2に関して説明したのと同様のチャープマイクロレンズのアレイを含む。チャープマイクロレンズのアレイは、半導体基板101の底面(VCSEL130が処理される表面と反対の表面)にエッチングされる。n=3.5のGaAs半導体基板101の高屈折率は、光学機構140のかなり低いプロファイルを可能にする。高屈折率(例えば、VCSEL130の発光波長でn=2)を有するガラスからなるガラスウエハは、実質的に低い屈折率(例えば、VCSEL130の発光波長でn=1.5)を有する接合層142により、VCSELアレイ100を含む半導体ウエハに接合される。例えば、接合層は、光吸収が低いポリマー材料や、軟化温度が低いガラス材料であり得る。ガラスウエハは、VCSELアレイとの接合プロセスの前にVCSELアレイと位置合わせされるディフューザー機構145を含む。ディフューザー機構145は、図2に関して説明したのと同様である。ディフューザー下部構造を含む構造化表面は、ディフューザー機構145の接合側に配置される。したがって、構造化表面の設計は接合層142の屈折率を考慮している。接合側の構造化表面の配置は、(例えば、構造化表面に油滴を提供することにより)ディフューザー機構145の構造化表面を操作できないという利点を有する。代替的に、ディフューザー機構145は、高屈折率を有する半導体材料(例えば、GaAs)からなっていてもよい。ディフューザー機構145の構造化表面(例えば、ガラスまたは半導体材料からなる)は、代替的に、接合層142と接触する接合側の反対側に配置されてもよい。高屈折率材料は、レーザー装置100のレーザーの安全性を高めるために、ディフューザー機構145を操作することがより困難であるという利点を有し得る。
図4は、1つの決められた視野内の強度分布の3つの例を示す。縦座標は強度51に割り当てられ、横座標は視野内の照明パターンの表面に平行な1つの断面に沿った(例えば、図5に示す照明パターンの水平中心線に沿った)角度53に割り当てられる。実線61は、望ましい基準強度分布を示す。強度分布61は、視野の角度範囲55に厳しく制限される。視野外では光は失われない。実際には、VCSELの発散角が有限であるため、このような所望の分布を実現できない。第2の強度分布63は、ディフューザーを有する空気中で20°の発散角を有する典型的なVCSELの強度分布を示す。レーザー光10の発散は、調整されたディフューザーのプロファイルをすっかり傷つけて、視野の角度範囲55内の光が少なくなる。この強度分布63は、特に所望の強度分布が端の近くで高い強度を要求する場合に、20%以上の光損失を引き起こす。光学機構140とディフューザー機構145とを含むレーザー装置により提供できる改善された強度分布65は、理想的な基準強度分布61と同様の視野の角度範囲55に変換光を本質的に集中させることにより損失を低減させ、視野の角度範囲55にわたってよりよく定義された強度プロファイルを与える。強度分布65の中心の強度が増加し、視野外で失われる光が少なくなる。視野の角度範囲55にわたる(および全3次元視野にわたる)強度分布65は、上記のように光学機構140およびディフューザー機構145により調整できる。したがって、調整された強度分布65は、タイムオブフライトカメラのカメラ光学系への適応を可能にし得る。
ディフューザー機構145と組み合わせた光学機構140は、各VCSEL130のレーザー光が、図5に示す規定された視野内の照明パターン20の1つの関連セクター21に向けられ得るように、レーザー光10を変換レーザー光150に変換し得る。どのVCSEL130が各セクター21の一つに関連付けられるかは、例えば、レーザー光10が向けられる光学機構140のチャープマイクロレンズの光軸の傾斜およびディフューザー機構145の対応する下部構造またはセクション147に依存する。関連セクター21は、好ましくは、規定された視野と重複するか、さらには同一であり得る。ディフューザー機構145と組み合わせた光学機構140は、視野内の変換レーザー光145の集中(コリメーションなし)が改善されるようにレーザー光10を変換し、特に視野にわたる調整された強度分布65は、照明パターン20が規定された視野に本質的に制限され、さらに視野の縁に十分な光が提供されるように提供されてもよい(調整された強度分布65参照)。
図6は、タイムオブフライトカメラに含まれ得るタイムオブフライトセンサーモジュール200の主要な略図を示す。タイムオブフライトセンサーモジュール200は、上記実施形態の1つによるレーザー装置100を含む。タイムオブフライトセンサーモジュール200は、非常に短い光パルスを検出するように構成される検出器221をさらに含む。このような短いレーザーパルスは、対象300に衝突するレーザー装置100により放射される変換レーザー光150により引き起こされる可能性がある。変換レーザー光150の一部は、対象300により反射されて、反射レーザー光202が光学デバイス240(例えば、受け取ったレーザー光を検出器221(例えば、単一光子アバランシェダイオードのアレイ)に撮像するレンズまたはレンズ装置を含むカメラ光学系)により受け取る。反射レーザー光202は、検出器221に対応する電気信号または信号を発生させる。電気ドライバー230は、VCSELアレイまたはオプションで各VCSELまたはVCSELアレイのVCSELのサブグループを個々に電気的に駆動するように構成され得る。コントローラ250は、例えば、VCSELアレイにより放射されるレーザーパルスの開始および停止時間を制御するために、電気ドライバー230と接続される。コントローラ250は、検出器221により検出された反射レーザー光202により引き起こされる電気信号または信号を受信するために検出器221とさらに接続される。タイムオブフライトセンサーモジュール200は、対応するVCSELまたはVCSEL群により放射される変換レーザー光150の開始および停止時間、視野内の照明パターン20に関する情報、ならびに反射レーザー光202により引き起こされる電気信号または信号の受け取り時間を転送するオプションのインターフェース235をさらに含む。転送されたデータは、レーザー光のタイムオブフライト、したがってタイムオブフライトセンサーモジュール200と対象300との間の距離を計算するために使用できる。タイムオブフライトセンサーモジュール200は、代替的に、対象までの距離を決定するために、コントローラ250(またはコントローラ250を含むか、またはコントローラ250に含まれ得る)と電気的に接続された評価器(図示せず)を含み得る。対象300の速度または、さらに加速度を決定するために、いくつかの距離測定値が使用され得る。VCSELアレイにより提供された照明パターンは、光学デバイス240に適応され得る。強度は、例えば、光学デバイス240(調整された強度分布65参照)の光損失を補償するために照明パターン20の縁で増加し得る。
図7は、VCSELアレイ100の製造方法のプロセスフローの主要な略図を示す。ステップ410では、半導体基板101が提供される。半導体基板101は、半導体ウエハの一部である。後続のステップ420では、少なくとも2つのVCSEL130が半導体基板101の処理側に提供される。ステップ430では、光学機構140が提供されて、1つの光学機構140が1つの対応するVCSELアレイに関連付けられる。ステップ440では、ディフューザー機構145が提供される。ステップ450では、光学機構140が、各VCSEL130により各VCSEL130に割り当てられたディフューザー機構145のセクション147に向けて放射されたレーザー光10の発散角を減少させるように構成される。ディフューザー機構145のセクション147は、連続照明パターン20が基準面に提供され得るようにコリメートされたレーザー光を変換レーザー光150に変換し、ディフューザー機構なく提供できる非変換照明パターンと比較して、照明パターン20のサイズを大きくするように構成される。
図面および前述の説明において本発明を詳細に例示および説明してきたが、このような例示および説明は説明的または例示的であり、限定的ではないと見なされるべきである。
本開示を読むことにより、他の修正が当業者に明らかになるであろう。このような修正は、当該技術分野で既に知られており、本明細書で既に説明した特徴の代わりに、またはそれに加えて使用できる他の特徴を含む場合がある。
開示された実施形態の変形は、本図面、本開示、および添付の特許請求の範囲の検討から、当業者により理解および実施され得る。請求項において、「含む」という語は他の要素またはステップを除外せず、不定冠詞「a」または「an」は複数の要素またはステップを除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用できないことを示すものではない。
請求項中の任意の参照符号は、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
符号の説明
10 レーザー光
20 照明パターン
21 照明パターンのセクター
51 強度
53 角度
55 視野の角度範囲
61 理想的な基準強度分布
63 ディフューザーを備えた典型的なVCSELの強度分布
65 改善された強度分布
100 レーザー装置
101 半導体基板
130 VCSEL
140 光学機構
143 接合層
145 ディフューザー機構
147 ディフューザー機構のセクション
150 変換レーザー光
200 タイムオブフライトセンサーモジュール
202 反射レーザー光
221 光検出器
230 電気ドライバー
235 インターフェース
240 光学デバイス
250 コントローラ
300 対象
410 半導体基板を提供するステップ
420 少なくとも2つのVCSELを提供するステップ
430 光学機構を提供するステップ
440 ディフューザー機構を提供するステップ
450 光学機構とディフューザー機構とを構成するステップ

Claims (15)

  1. 共通の半導体基板(101)上に配置された2つ、3つ、4つ、またはそれ以上のVCSEL(130)を含む少なくとも1つのVCSELアレイを含むレーザー装置(100)であって、前記レーザー装置(100)が少なくとも1つの光学機構(140)とディフューザー機構(145)をさらに含み、前記光学機構(140)が、各VCSEL(130)により前記各VCSEL(130)に割り当てられたディフューザー機構(145)のセクション(147)に向けて放射されたレーザー光(10)の発散角を減少させるように構成され、前記ディフューザー機構(145)が、前記光学機構(140)から受け取ったレーザー光を変換レーザー光(150)に変換して、規定された視野内の基準面に連続照明パターン(20)を提供できるように構成され、前記ディフューザー機構(145)が、前記ディフューザー機構(145)なしに提供できる非変換照明パターンと比較して、前記照明パターン(20)のサイズを大きくするように構成され、異なるVCSELに割り当てられた前記ディフューザー機構(145)の前記セクションが重複しないように、前記VCSELアレイ、光学機構(140)およびディフューザー機構(145)が構成され、前記ディフューザー機構(145)が、前記ディフューザー機構(145)にわたってディフューザーの特性を変化させることを特徴とし、前記ディフューザーの特性の変化が、規定された視野に前記照明パターン(20)を集中させるように構成される、レーザー装置(100)。
  2. 前記ディフューザー機構(145)が、発散角が減少したレーザー光を受け取るセクション(147)と位置合わせされるディフューザーの特性を変化させるディフューザー下部構造を含み、前記ディフューザー下部構造が、異なる表面構造により、VCSELアレイ内の各VCSEL(130)の位置に応じて、光学機構(140)から受け取ったレーザー光(10)を異なるように拡散する異なる表面構造を特徴とする、請求項1に記載のレーザー装置(100)。
  3. 前記光学機構(140)が、ウエハレベルで一体化される、請求項1または2に記載のレーザー装置(100)。
  4. 前記光学機構(140)が、前記レーザー光(10)をコリメートすることにより発散角を減少させるためのコリメートマイクロレンズを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のレーザー装置(100)。
  5. 前記コリメートマイクロレンズが、チャープマイクロレンズである、請求項4に記載のレーザー装置(100)。
  6. 各VCSEL(130)が、前記半導体基板(101)から離れる方向に前記レーザー光(10)を放射するように構成されるトップエミッタであり、前記光学機構(140)が、前記VCSELアレイの半導体層構造の上部に提供された材料を含み、前記材料が前記レーザー光(10)の波長範囲で透明である、請求項1から5のいずれか一項に記載のレーザー装置(100)。
  7. 各VCSEL(130)が、前記半導体基板(101)を通して前記レーザー光(10)を放射するように構成されるボトムエミッタであり、前記光学機構が、前記VCSEL(130)に対して反対側に配置される前記半導体基板(101)の表面上に設けられる、請求項1から5のいずれか一項に記載のレーザー装置(100)。
  8. 前記コリメート光学機構(140)が、前記VCSELアレイ(100)の半導体構造に一体化される、請求項7に記載のレーザー装置(100)。
  9. 前記光学機構(140)が、前記VCSELアレイの前記半導体層構造の上部に提供された材料を含み、前記材料が、前記レーザー光(10)の波長範囲で透明である、請求項7に記載のレーザー装置(100)。
  10. 前記VCSEL(130)の少なくとも一部が、前記レーザー光(10)を放射するように個々に制御されるように構成される、請求項1から9のいずれか一項に記載のレーザー装置(100)。
  11. 前記ディフューザー機構(145)の前記セクション(147)が、各VCSEL(130)が前記照明パターン(20)のセクター(21)を照明するように配置されるように構成され、各セクター(21)が、少なくとも1つの他のセクター(21)と重複する、請求項1から10のいずれか一項に記載のレーザー装置(100)。
  12. 前記光学機構(140)が、部分反射ミラー構造を含み、前記部分反射ミラー構造が、前記VCSELの発散角を減少させるように構成される、請求項1から11のいずれか1項に記載のレーザー装置。
  13. 請求項1から12のいずれか1項に記載の少なくとも1つのレーザー装置(100)アレイと、前記VCSEL(130)に駆動電流を供給するための電気ドライバー(230)とを含む発光装置。
  14. 請求項13に記載の前記発光装置と、対象(300)により反射された変換レーザー光(150)を検出するための光検出器(221)とを含むタイムオブフライトカメラであって、評価器が、前記光検出器(221)により検出された変換レーザー光(150)により対象(300)への距離を決定するように構成される、タイムオブフライトカメラ。
  15. レーザー装置(100)の製造方法であって、
    半導体基板(101)を提供するステップと、
    前記半導体基板(101)上に少なくとも2つのVCSEL(130)を提供するステップと、
    光学機構(140)を提供するステップと、
    ディフューザー機構(145)を提供するステップと、
    各VCSEL(130)により前記各VCSEL(130)に割り当てられたディフューザー機構(145)のセクション(147)に向けて放射されたレーザー光(10)の発散角を減少させるように前記光学機構(140)を構成するステップであって、前記ディフューザー機構(145)の前記セクション(147)が、前記光学機構(140)から受け取ったレーザー光を変換レーザー光(150)に変換して、規定された視野内の基準面に連続照明パターン(20)を提供でき、前記ディフューザー機構なく提供できる非変換照明パターンと比較して、前記照明パターン(20)のサイズを大きくするように構成され、異なるVCSELに割り当てられた前記ディフューザー機構(145)の前記セクションが重複しないように、前記VCSELアレイ、光学機構(140)およびディフューザー機構(145)が構成され、前記ディフューザー機構(145)が、前記ディフューザー機構(145)にわたってディフューザーの特性を変化させることを特徴とし、前記ディフューザーの特性の変化が、規定された視野に前記照明パターン(20)を集中させるように構成されるステップと
    を含む方法。
JP2020512438A 2017-08-30 2018-08-30 Vcselアレイを含むレーザー装置 Pending JP2020532141A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17188514.8 2017-08-30
EP17188514.8A EP3451470A1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Laser arrangement comprising a vcsel array
PCT/EP2018/073355 WO2019043102A1 (en) 2017-08-30 2018-08-30 LASER ARRANGEMENT COMPRISING A VCSEL NETWORK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020532141A true JP2020532141A (ja) 2020-11-05

Family

ID=59846338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020512438A Pending JP2020532141A (ja) 2017-08-30 2018-08-30 Vcselアレイを含むレーザー装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10965103B2 (ja)
EP (2) EP3451470A1 (ja)
JP (1) JP2020532141A (ja)
KR (1) KR102303887B1 (ja)
CN (1) CN111066214B (ja)
WO (1) WO2019043102A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021507279A (ja) * 2017-12-14 2021-02-22 ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドViavi Solutions Inc. 光学系
WO2022145186A1 (ja) * 2021-01-04 2022-07-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 発光装置およびその製造方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3598591A1 (en) * 2018-07-17 2020-01-22 Koninklijke Philips N.V. Laser arrangement with reduced building height
DE112019004770T5 (de) * 2018-09-24 2021-08-12 Ams Sensors Asia Pte. Ltd. Verbesserte Beleuchtungseinrichtung
CN118117450A (zh) * 2019-02-04 2024-05-31 苹果公司 具有一体式微透镜的竖直发射器
US12007504B2 (en) 2019-03-01 2024-06-11 Vixar, Inc. 3D and LiDAR sensing modules
WO2021083641A1 (en) * 2019-10-30 2021-05-06 Trumpf Photonic Components Gmbh Light source, sensor and method of illuminating a scene
JP2023037044A (ja) * 2020-02-19 2023-03-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 発光装置およびその製造方法
JP2021136321A (ja) * 2020-02-26 2021-09-13 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 発光装置およびその製造方法
KR102389320B1 (ko) * 2020-04-17 2022-04-25 주식회사 나무가 광 출력이 조절이 가능한 광 출력장치
KR102361945B1 (ko) * 2020-09-29 2022-02-14 주식회사 나무가 고밀도 빔 방사를 위한 광원 모듈 및 그 제어방법
US11843221B2 (en) 2020-03-30 2023-12-12 Namuga, Co., Ltd. Light source module for emitting high density beam and method for controlling the same
WO2021198269A1 (en) 2020-03-31 2021-10-07 Trumpf Photonic Components Gmbh Illumination device for a distance measurement camera system, a corresponding illumination method and a tof camera system
KR102524381B1 (ko) * 2020-04-17 2023-05-11 주식회사 나무가 광 출력이 조절이 가능한 광 출력장치
KR102328180B1 (ko) * 2020-04-23 2021-11-18 (주) 브로젠 라이다 모듈용 기판의 접합 방법
US20210336424A1 (en) * 2020-04-23 2021-10-28 Lumentum Operations Llc Bottom-emitting vertical cavity surface emitting laser array with integrated directed beam diffuser
CN111541151A (zh) * 2020-05-18 2020-08-14 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种发光装置,激光设备及电子设备
JP2023099236A (ja) * 2020-05-22 2023-07-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 発光装置および測距装置
CN114024207A (zh) * 2020-07-17 2022-02-08 宁波舜宇车载光学技术有限公司 发射端及制备方法
CN111884048B (zh) * 2020-07-31 2021-11-30 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种激光器及其制造方法与应用
CN111856506A (zh) * 2020-08-28 2020-10-30 宁波舜宇奥来技术有限公司 动态扫描光源模组和分区扫描动态照明方法
US11226415B1 (en) * 2020-09-14 2022-01-18 Amazon Technologies, Inc. Camera modules having integrated time of flight sensors
CN116235375A (zh) * 2020-10-31 2023-06-06 华为技术有限公司 一种飞行时间摄像模组、制备方法以及电子设备
US11994694B2 (en) 2021-01-17 2024-05-28 Apple Inc. Microlens array with tailored sag profile
CN114296298A (zh) * 2021-06-22 2022-04-08 东莞市美光达光学科技有限公司 一种用于辅助照明、测距的配光结构及其配光方法
US11774774B2 (en) 2021-08-23 2023-10-03 Xerox Corporation Structure for collimating a light source
US11827037B2 (en) 2021-08-23 2023-11-28 Xerox Corporation Semiconductor array imager for printing systems
US11984701B2 (en) 2021-08-23 2024-05-14 Xerox Corporation System for electronically controlling and driving independently addressable semiconductor lasers
DE102021211736A1 (de) 2021-10-18 2023-04-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zu einer Erzeugung von Mikrooptiken auf Oberflächenemitter-Laserdioden (VCSEL)
DE102021133748A1 (de) * 2021-12-17 2023-06-22 Ifm Electronic Gmbh Laservorrichtung
GB202210951D0 (en) * 2022-07-27 2022-09-07 Ams Osram Asia Pacific Pte Ltd Illumination Device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026452A (ja) * 2000-07-12 2002-01-25 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 面発光型光源及びその製造方法、レーザ加工機用光源
JP2013502717A (ja) * 2009-08-20 2013-01-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 設定変更可能な輝度分布を備えるレーザー装置
US20150260830A1 (en) * 2013-07-12 2015-09-17 Princeton Optronics Inc. 2-D Planar VCSEL Source for 3-D Imaging
US20160164261A1 (en) * 2009-02-17 2016-06-09 Trilumina Corp. Compact multi-zone infrared laser illuminator
JP2016146417A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた距離計測装置並びに距離計測装置の駆動方法
JP2017501052A (ja) * 2013-12-17 2017-01-12 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. レーザ印刷システム
WO2017069954A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Princeton Optronics, Inc. Coded pattern projector

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6285503B1 (en) * 1997-08-25 2001-09-04 Industrial Technology Research Institute Holographic diffuser
US6121983A (en) * 1998-11-19 2000-09-19 Xerox Corporation Method and apparatus for a solid state laser scanning architecture
US20070071056A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-29 Ye Chen Laser ranging with large-format VCSEL array
CN101742027B (zh) * 2008-11-18 2012-05-30 东友科技股份有限公司 扫描模块的光源投射装置
US10381802B2 (en) 2015-10-01 2019-08-13 Philips Photonics Gmbh Light emitting device
KR101774782B1 (ko) * 2016-01-29 2017-09-05 (주)에스엠텍 비접촉식 레이저 변위센서

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026452A (ja) * 2000-07-12 2002-01-25 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 面発光型光源及びその製造方法、レーザ加工機用光源
US20160164261A1 (en) * 2009-02-17 2016-06-09 Trilumina Corp. Compact multi-zone infrared laser illuminator
JP2013502717A (ja) * 2009-08-20 2013-01-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 設定変更可能な輝度分布を備えるレーザー装置
US20150260830A1 (en) * 2013-07-12 2015-09-17 Princeton Optronics Inc. 2-D Planar VCSEL Source for 3-D Imaging
JP2017501052A (ja) * 2013-12-17 2017-01-12 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. レーザ印刷システム
JP2016146417A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた距離計測装置並びに距離計測装置の駆動方法
WO2017069954A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Princeton Optronics, Inc. Coded pattern projector

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021507279A (ja) * 2017-12-14 2021-02-22 ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドViavi Solutions Inc. 光学系
US11099307B2 (en) 2017-12-14 2021-08-24 Viavi Solutions Inc. Optical system
JP7500425B2 (ja) 2017-12-14 2024-06-17 ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッド 光学系
WO2022145186A1 (ja) * 2021-01-04 2022-07-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 発光装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3676920A1 (en) 2020-07-08
CN111066214A (zh) 2020-04-24
KR102303887B1 (ko) 2021-09-24
CN111066214B (zh) 2022-01-04
EP3451470A1 (en) 2019-03-06
US20200194975A1 (en) 2020-06-18
WO2019043102A1 (en) 2019-03-07
KR20200040884A (ko) 2020-04-20
EP3676920B1 (en) 2021-09-29
US10965103B2 (en) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020532141A (ja) Vcselアレイを含むレーザー装置
US10855055B2 (en) VCSEL array with common wafer level integrated optical device
JP7198341B2 (ja) 構造高さを低くしたレーザー装置
KR20200024914A (ko) 전자적으로 스캔되는 방출기 어레이 및 동기화된 센서 어레이를 갖는 광 레인징 장치
WO2020065391A1 (en) Improved illumination device
EP3074721A1 (en) Vehicle equipment with scanning system for contactless measurement
EP4088137A1 (en) Lidar system including scanning field of illumination
EP3561553A1 (en) Laser arrangement with reduced scattering loss
TWI360063B (en) Optical navigation system having a ring pixel arra
CN113874748A (zh) Lidar发送器和接收器光学器件
US11171468B2 (en) Laser arrangement with irregular emission pattern
EP3411659B1 (en) Illumination modules and optoelectronic systems
JP2023532676A (ja) 拡散照射及び構造化光用プロジェクタ
US20240088629A1 (en) Micro-optics on vcsel-based flood illuminator
EP4125306A1 (en) Illumination device for an optical sensor, optical sensor and method for controlling an illumination device
JP2024055307A (ja) 光照射装置、光測距装置および車両
WO2020131131A1 (en) Transmitter having beam-shaping component for light detection and ranging (lidar)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200424

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210511

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211207