JP6690419B2 - Semiconductor optical device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、光源、および、光源から出射された出射光を反射する反射部を備える半導体光デバイス、および、その製造方法に関するものである。 The present invention relates to a light source, a semiconductor optical device including a reflecting portion that reflects emitted light emitted from the light source, and a manufacturing method thereof.
特許文献１に示されるように、レーザダイオード、走査ミラー、投光角拡大レンズ、受光レンズ、および、フォトダイオードを有する距離測定装置が知られている。レーザダイオードは走査ミラーへ向けてレーザビームを照射する。これに対して走査ミラーは照射されたレーザビームを投光角拡大レンズへ向けて反射する。これによりレーザビームが投光角拡大レンズを介して測定対象物に照射される。測定対象物に入射したレーザビームは測定対象物で反射される。その反射されたレーザビームの一部が、受光レンズを介してフォトダイオードに入射される。
As shown in
ところで特許文献１に記載の距離測定装置では、走査ミラー（反射板）と投光角拡大レンズ（光学体）とが離間している。そのために反射板と光学体との位置決めを行う必要がある。また反射板によって反射したレーザビームのすべてを光学体に入射させることが出来なくなる虞がある。
In the distance measuring device described in
そこで本発明は上記問題点に鑑み、反射板と光学体との位置決めを行わなくともよく、かつ、光学体へ入射する光の光量の低減が抑制された半導体光デバイス、および、その製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention does not need to perform positioning between the reflection plate and the optical body, and a semiconductor optical device in which reduction in the amount of light incident on the optical body is suppressed, and a manufacturing method thereof. The purpose is to provide.
上記した目的を達成するための開示された発明の１つは、光源（１０〜１２）と、
光源から出射された出射光を反射する反射部（２０，９０）と、を備える半導体光デバイスであって、
反射部は、
出射光を反射する反射面（３４ａ，５１ａ）を具備する反射板（２５，３４，４８）と、
反射板を回転させることで、反射面と、反射面へ入射する出射光の入射方向との成す入射角度を制御する制御部（３１，３２，５７，５８，９０）と、
反射面に形成された、出射光の発散と集光の少なくとも一方を行う光学体（３５）と、を有し、
光学体は、反射面に形成された複数の突起部（３６）を有し、
複数の突起部の隣接間隔は、出射光を回折するべく、出射光の波長以下となっており、
複数の突起部は、反射面の所定点（ＣＰ，ＰＰ１，ＰＰ２）から放射状に分布しており、
複数の突起部の隣接間隔は、所定点から離れるにしたがって徐々に広まっている、若しくは、所定点から離れるにしたがって徐々に狭まっており、
所定点が反射面において複数定められ、
複数の所定点（ＰＰ１，ＰＰ２）それぞれに対応する複数の突起部が相異なる隣接間隔で対応する所定点から放射状に分布している。
One of the disclosed inventions for achieving the above-mentioned object is a light source (10-12),
A semiconductor optical device comprising: a reflection section (20, 90) for reflecting emitted light emitted from a light source,
The reflector is
A reflection plate (25, 34, 48) having a reflection surface (34a, 51a) for reflecting emitted light;
By rotating the reflection plate, a control unit (31, 32, 57, 58, 90) for controlling the incident angle formed by the reflection surface and the incident direction of the outgoing light incident on the reflection surface,
Is formed on a reflecting surface, the optical body for performing at least one of the divergence of the emitted light and the condensing and (35), was closed,
The optical body has a plurality of protrusions (36) formed on the reflecting surface,
The distance between adjacent protrusions is less than or equal to the wavelength of the emitted light in order to diffract the emitted light.
The plurality of protrusions are radially distributed from predetermined points (CP, PP1, PP2) on the reflecting surface,
Adjacent intervals of the plurality of protrusions are gradually widened away from the predetermined point, or are gradually narrowed away from the predetermined point,
Multiple predetermined points are defined on the reflective surface,
A plurality of protrusions corresponding to the plurality of predetermined points (PP1, PP2) are radially distributed from the corresponding predetermined points at different adjacent intervals .
これによれば、反射板から光学体が離れた構成とは異なり、反射面（３４ａ，５１ａ）と光学体（３５）の位置決めを行わなくともよくなる。また、光学体（３５）に入射する光の光量が低減することが抑制される。 According to this, unlike the configuration in which the optical body is separated from the reflection plate, it is not necessary to position the reflection surface (34a, 51a) and the optical body (35). Further, it is possible to prevent the light amount of the light incident on the optical body (35) from being reduced.
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。 The elements described in the claims and the means for solving the problems are denoted by reference numerals in parentheses. The reference numerals in parentheses are for simply indicating the correspondence with the respective constituent elements described in the embodiment, and do not necessarily indicate the elements themselves described in the embodiment. The description in parentheses does not unnecessarily narrow the scope of the claims.
本発明に係る半導体光デバイスを車両用の距離測定センサに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。以下においては互いに直交する３方向をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。そしてｘ方向とｙ方向とによって規定される平面をｘ−ｙ平面と示す。
（第１実施形態）
図１〜図１４に基づいて本実施形態に係る距離測定センサを説明する。距離測定センサ１００は車両のダッシュボードなどに搭載される。図１に破線矢印で示すように距離測定センサ１００はフロントガラス３００を介して自車両前方の被測定対象物２００に光を照射する。被測定対象物２００に入射した光の一部は被測定対象物２００によって反射される。その反射された光の一部がフロントガラス３００を介して距離測定センサ１００に返ってくる。距離測定センサ１００は返ってきた光を受光する。
An embodiment in which the semiconductor optical device according to the present invention is applied to a distance measuring sensor for a vehicle will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the three directions orthogonal to each other will be referred to as the x direction, the y direction, and the z direction. A plane defined by the x direction and the y direction is shown as an xy plane.
(First embodiment)
The distance measuring sensor according to the present embodiment will be described based on FIGS. 1 to 14. The
距離測定センサ１００は光の出射タイミングと、光の受光タイミングとを計測する。そして距離測定センサ１００は光の出射タイミングから光の受光タイミングまでの間の時間（タイムラグ）を算出する。距離測定センサ１００は算出したタイムラグに光速を乗算する。こうすることで距離測定センサ１００は被測定対象物２００と自車両との間の距離を測定する。
The
また距離測定センサ１００は照射する光の方向（照射方向）を変更する。距離測定センサ１００はある照射方向の光を照射して、反射光を受光した場合、被測定対象物２００と自車両とを結ぶ方向がその照射方向と等しいとみなす。そして距離測定センサ１００は測定した距離と方向とによって、被測定対象物２００の位置も測定する。以下、距離測定センサ１００の構成要素を説明する。
Further, the
距離測定センサ１００は、図１に示すように光源１０、走査部２０、集光レンズ６０、受光部７０、筐体８０、および、制御部９０を有する。筐体８０の収納空間に光源１０、走査部２０、集光レンズ６０、受光部７０、および、制御部９０それぞれが収納されている。光の入射が可能となるように、光源１０と走査部２０との相対的な位置、および、集光レンズ６０と受光部７０との相対的な位置それぞれが規定されている。そして光源１０、走査部２０、および、受光部７０それぞれは制御部９０と電気的に接続されている。走査部２０と制御部９０が反射部に相当する。
As shown in FIG. 1, the
光源１０は単波長の光を出射するレーザである。光源１０の出射する光の波長としては８００〜１５００ｎｍ程度を採用することができる。なお光源１０としてはＬＥＤを採用することもできる。
The
光源１０は走査部２０とともに筐体８０に機械的に固定されている。光源１０の光軸は走査部２０のミラー２５の中心点ＣＰに向かうように設定されている。光源１０は制御部９０からの出射指令に応じて、連続的に光を出射したり、断続的に光を出射したりする。例えば出射指令がデジタル信号であり、そのデューティ比が１００％の場合、光源１０は連続的に光を出射する。これに対して出射指令のデューティ比が例えば５０％や７５％の場合、光源１０は出射指令のパルス周期に応じて光を断続的に出射する。光の出射時間はパルス幅によって決定される。本実施形態の出射指令はデューティ比が５０％のパルス信号である。
The
後述するようにミラー２５は周期的に逆向きに所定角度だけ回転可能となっている。すなわちミラー２５は振動可能となっている。これに対して出射指令のパルス周期は、ミラー２５の振動周期よりも短く設定されている。例えばミラー２５の回転角度が１度変化する毎に光源１０から単発で光が出射されるように、出射指令のパルス周期が定められている。これにより距離測定センサ１００から被測定対象物２００へと１度刻みで光を照射することができる。なお出射指令としてはデジタル信号に限定されず、例えば交流のアナログ信号でもよい。この場合、出射指令の周波数が上記のパルス周期に対応する。
As will be described later, the
走査部２０はＭＥＭＳミラーである。図２〜図４に示すように走査部２０はＳＯＩ基板２１を微細加工することで形成される。ＳＯＩ基板２１は図４に示すように第１半導体層２２、絶縁層２３、第２半導体層２４が順次積層されて成る。これら３層のうち、絶縁層２３と第２半導体層２４とが選択的に除去されることで、走査部２０の形状と機能とが規定される。ＳＯＩ基板２１が半導体基板に相当する。
The
絶縁層２３と第２半導体層２４の選択的な除去によって、第２半導体層２４の一部がｚ方向において絶縁層２３を介さずに第１半導体層２２に対して浮いている。そして第２半導体層２４の残りの一部はｚ方向において絶縁層２３を介して第１半導体層２２に固定されている。走査部２０はこの第１半導体層２２に対して浮いた第２半導体層２４から成る浮遊部と、第１半導体層２２に固定された第２半導体層２４から成る固定部と、を有する。
Due to the selective removal of the insulating
浮遊部としては、図２に示すミラー２５、枠部２６、第１捩れ梁２７、第２捩れ梁２８、および、駆動部２９がある。固定部としては支持部３０がある。また走査部２０は、これらＳＯＩ基板を微細加工することで成る構成要素のほかに、ミラー２５を回転制御するための構成要素として第１圧電膜３１と第２圧電膜３２を有する。図２においては構成要素を明示するために支持部３０と圧電膜３１，３２それぞれにハッチングを施している。また図３においてはミラー２５の支持構造を明示するために圧電膜３１，３２の図示を省略している。走査部２０の詳細構成については後述する。
The floating portion includes the
集光レンズ６０はフロントガラス３００側（被測定対象物２００側）から入射する光を集め、それを受光部７０に出力するものである。集光レンズ６０の被測定対象物２００側の表面は凸形状を成し、受光部７０側の裏面は凹形状を成している。そして集光レンズ６０の光軸が受光部７０に向けられるように筐体８０に固定されている。以上の構成により、被測定対象物２００によって反射された光の一部が集光レンズ６０によって集光され、その集光された光が受光部７０に出射される。
The
受光部７０はフォトダイオードである。受光部７０は光源１０の出射する光と同等の波長を有する光を電気信号に変換する機能を有する。受光部７０は集光レンズ６０とともに筐体８０に固定されている。受光部７０は集光レンズ６０から入射された光を、その光量に応じた電気信号に変換する。そして受光部７０はその電気信号を制御部９０に出力する。
The
筐体８０は開口部を有する箱部８１と、この箱部８１の開口部を閉塞する透明性の蓋部８２と、を有する。光源１０の光の出射口は蓋部８２に対して背を向けている。光源１０から出射され、走査部２０にて反射された光は蓋部８２とフロントガラス３００を介して被測定対象物２００に照射される。集光レンズ６０の表面は蓋部８２に向けられている。被測定対象物２００にて反射された光の一部はフロントガラス３００と蓋部８２を介して集光レンズ６０に入射される。
The
制御部９０は、絶縁基板に配線パターンの形成された配線基板と、配線基板に搭載された複数の電子素子と、を有する回路基板である。図示しないが制御部９０は車両の電気機器と電気的に接続されている。これにより車両から制御部９０にバッテリ電圧が供給される。また車両に搭乗しているユーザの指示情報が制御部９０に入力される。バッテリ電圧の供給と指示情報の入力とによって制御部９０は光源１０と走査部２０を制御する。
The
制御部９０は、ユーザから被測定対象物２００と自車両との間の距離を測定する指令を受け取ると、光源１０に出射指令を出力するとともに、走査部２０に交流の駆動電圧を出力する。後述するように走査部２０のミラー２５はｘ方向に沿う第１回転軸ＲＡＸとｙ方向に沿う第２回転軸ＲＡＹそれぞれの周り方向にて振動可能となっている。そのため、例えば図１２〜図１４に示すような２次元的に広がりのある光が被測定対象物２００に照射される。図１２〜図１４では多数のマスが並ぶことで光の照射範囲を模式的に図示しているが、その１つ１つのマスは、光源１０が断続的に１回出射した際に照射される光の照射範囲を示している。なお図１２〜図１４に示す光の照射範囲の相違は、後述する光学体３５の有無、および、光学体３５の形状の相違による。これについても後述する。本実施形態では制御部９０と上記の圧電膜３１，３２が、特許請求の範囲に記載の制御部に相当する。
When the
制御部９０は光源１０への出射指令の出力タイミングと、受光部７０からの電気信号の入力タイミングとを計測する。そして制御部９０は出射指令の出力タイミングから電気信号の入力タイミングまでの間の時間（タイムラグ）を算出し、それに光速を乗算する。こうすることで制御部９０は被測定対象物２００と自車両との間の距離を測定する。
The
また制御部９０は出力指令に含まれるパルスの出力タイミングにおける駆動電圧の位相を検出する。駆動電圧の位相はミラー２５の回転角度と相関関係がある。またミラー２５の回転角度は光の照射方向に相関関係がある。したがって制御部９０は、上記したようにパルスの出力タイミングにおける駆動電圧の位相を検出することで、光の照射方向を検出する。制御部９０はある照射方向の光を出力し、反射光を受光すると、被測定対象物２００と自車両とを結ぶ方向がその照射方向に等しいとみなす。
The
以上により制御部９０は被測定対象物２００の距離と方向とを検出する。制御部９０はこれらに基づいて被測定対象物２００の位置も測定する。
As described above, the
次に、図２〜図４に基づいて走査部２０を詳説する。上記したように走査部２０は第１半導体層２２に対して浮いた浮遊部と、第１半導体層２２に固定された固定部と、を有する。浮遊部は固定部に支持されており、その挙動が圧電膜３１，３２によって制御される。
Next, the
図２に示すようにミラー２５はｘ−ｙ平面において円形を成す。枠部２６はｘ−ｙ平面において４つの棒部が連結された環状を成す。詳しく言えば、枠部２６はｘ方向に延びた２つの第１棒部２６ａ，２６ｂと、ｙ方向に延びた２つの第２棒部２６ｃ，２６ｄと、を有する。これらの端部が互いに連結されることで枠部２６は環状を成している。ミラー２５は、ミラー２５と枠部２６それぞれの中心点がｘ−ｙ平面において一致するように、枠部２６によって囲まれた領域内に位置している。
As shown in FIG. 2, the
第１捩れ梁２７はミラー２５の中心点ＣＰをｘ方向に貫く第１回転軸ＲＡＸに沿って延びた形状を成している。図２に示すように２つの第１捩れ梁２７がｘ方向においてミラー２５と枠部２６をはさんで対向配置されている。２つの第１捩れ梁２７それぞれの一端が第２棒部２６ｃ，２６ｄの外面に連結され、他端が支持部３０に連結されている。なお図４においては、第１捩れ梁２７と支持部３０との境界、および、第１捩れ梁２７と枠部２６との境界それぞれを破線で示している。
The first
第２捩れ梁２８はミラー２５の中心点ＣＰをｙ方向に貫く第２回転軸ＲＡＹに沿って延びた形状を成している。図２に示すように２つの第２捩れ梁２８がｙ方向においてミラー２５をはさんで対向配置されている。２つの第２捩れ梁２８それぞれの一端がミラー２５に連結され、他端が第１棒部２６ａ，２６ｂの内面に連結されている。
The
駆動部２９は、ｙ方向に沿って延び、支持部３０に一端が片持ち支持された支持梁２９ａと、ｘ方向に沿って延び、支持梁２９ａと枠部２６とを連結する連結梁２９ｂと、を有する。図２に示すように２つの駆動部２９がｘ方向において枠部２６をはさんで対向配置されている。２つの支持梁２９ａそれぞれの他端は自由端となっており、その自由端から第１棒部２６ａの端部へと向かって連結梁２９ｂが延びている。これにより支持梁２９ａ、連結梁２９ｂ、および、第１棒部２６ａがｘ方向で連続的に連なり、軸形状を成している。以下、この軸形状を成す部位を軸部３３と示す。軸部３３は図２において二点差線で囲って示す第２半導体層２４から成る部位である。
The
第１圧電膜３１は２つの駆動部２９それぞれの支持梁２９ａの表面に形成されている。上記したように支持梁２９ａの一端が支持部３０に固定され、その他端が自由端になっている。したがって２つの支持梁２９ａそれぞれに形成された第１圧電膜３１に駆動電圧として同位相の交流電圧を印加すると、それによって２つの支持梁２９ａそれぞれの自由端がｚ方向に同位相で振動する。これにより上記した軸部３３もｚ方向に振動する。上記したように枠部２６は第１回転軸ＲＡＸに沿って延びた２つの第１捩れ梁２７を介して支持部３０に支持されている。したがって上記したように軸部３３がｚ方向に振動すると、それによって第１捩れ梁２７が第１回転軸ＲＡＸ周りに捩れる。この結果、枠部２６とともにミラー２５が第１回転軸ＲＡＸ周りに振動する。
The first
第２圧電膜３２は第１棒部２６ａ，２６ｂそれぞれの表面に形成されている。以下においては第１棒部２６ａ，２６ｂそれぞれの第２回転軸ＲＡＹを介して２分された部位それぞれを左部と右部とする。第２圧電膜３２は左部と右部それぞれに形成されており、左部に形成された第２圧電膜３２と右部に形成された第２圧電膜３２とは互いに電気的に独立している。そして上記したように２つの第２捩れ梁２８は第２回転軸ＲＡＹに沿って延び、ミラー２５と第１棒部２６ａ，２６ｂとを連結している。したがって左部に形成された第２圧電膜３２と右部に形成された第２圧電膜３２それぞれに駆動電圧として逆位相の交流電圧を印加すると、左部と右部のうちの一方が縮み、他方が伸びる挙動を周期的に繰り返す。これにより第２捩れ梁２８が第２回転軸ＲＡＹ周りに捩れ、左部と右部とがｚ方向において逆方向に振動する。この結果、ミラー２５が第２回転軸ＲＡＹ周りに振動する。
The second
次に、ミラー２５について詳説する。図３および図４に示すようにミラー２５の一面２５ａに反射膜３４が形成されている。この反射膜３４の一面２５ａとの対向面の裏面が、光源１０から出射された光の入射される反射面３４ａとなっている。反射膜３４はミラー２５と同一形状を成し、ｘ−ｙ平面において円形を成している。そしてその中心点がミラー２５の中心点ＣＰとｘ−ｙ平面において一致している。したがって反射面３４ａの中心点もミラー２５の中心点ＣＰとｘ−ｙ平面において一致している。以下においては反射面３４ａの中心点も、中心点ＣＰと表記する。本実施形態では反射面３４ａの中心点ＣＰが所定点に相当する。なお光源１０の光軸はミラー２５の中心点ＣＰに向かうように設定されている、と上記した。しかしながら厳密に言えば、光源１０の光軸は反射面３４ａの中心点ＣＰに向かうように設定されている。
Next, the
反射膜３４は光源１０から出射された光（以下、出射光と示す）を反射する性質を有し、例えばＡｌやＣｕなど の金属を成分として含有している。反射膜３４の反射面３４ａに光学体３５が形成されている。本実施形態ではミラー２５と反射膜３４が反射板に相当する。なお出射光の入射方向と、反射面３４ａの法線との成す角度が、入射角度に相当する。
The
光学体３５はグレーティングレンズであり、複数の透明な突起部３６を有する。これら複数の突起部３６の隣接間隔は、出射光を回折するべく、出射光の波長以下に設定されている。換言すれば隣接する２つの突起部３６の最長隣接間隔は出射光の波長以下に設定されている。
The
出射光は、反射膜３４に入射する前に突起部３６によって回折される。そしてその回折された光が反射面３４ａにて反射される。反射された光は再び突起部３６によって回折され、その回折された光が被測定対象物２００に照射される。
The emitted light is diffracted by the
本実施形態では、複数の突起部３６は反射面３４ａの中心点ＣＰからｘ−ｙ平面において放射状に広がっている。より詳しく言えば、複数の突起部３６は中心点ＣＰからｘ−ｙ平面に沿って離れる方向（放射方向）において、徐々に隣接間隔が広がるように形成されている。したがって複数の突起部３６によってｚ方向において中心点ＣＰから離れる方向に突起する単一の凸レンズが擬似的に形成されている。そのために複数の突起部３６によって出射光が発散される。
In the present embodiment, the plurality of
なお本実施形態とは異なり、例えば図１０および図１１に示すように複数の突起部３６が放射方向において徐々に隣接間隔が狭まるように形成された構成を採用することもできる。換言すれば、複数の突起部３６が中心点ＣＰへと向かうにしたがって徐々に隣接間隔が広まるように形成された構成を採用することができる。したがってこの変形例の場合、複数の突起部３６によってｚ方向において中心点ＣＰに向かって凹んだ単一の凹レンズが擬似的に形成される。これにより複数の突起部３６によって出射光が集光される 。
Note that, unlike the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 10 and 11, it is possible to employ a configuration in which a plurality of
図１２に、光学体３５を有さない場合に得られる光の照射範囲を示す。図１３に、本実施形態の光学体３５が反射面３４ａに形成された場合に得られる光の照射範囲を示す。また図１４に、図１０に示す変形例の光学体３５が反射面３４ａに形成された場合に得られる光の照射範囲を示す。図１２〜図１４に示すように、光学体３５によって光の照射範囲を広げたり、狭めたりすることができる。光の照射範囲を広げることで被測定対象物２００の検出範囲を広げることができる。光の照射範囲を狭めることで単位面積あたりの光量を増大し、被測定対象物２００と自車両との間の距離の測定精度を高めることができる。
FIG. 12 shows an irradiation range of light obtained when the
なお、上記した複数の突起部３６の隣接間隔とは、ｘ−ｙ平面において隣接配置された２つの突起部３６それぞれの対向面の間の距離でもよいし、２つの突起部３６の中心の間の距離でもよい。さらに言えば、２つの突起部３６の対向面とは反対の反対面の間の距離を隣接間隔としてもよい。隣接間隔は、これら３つの定義のうちのいずれか１つを示している。
In addition, the above-mentioned adjacent spacing of the plurality of
また、複数の突起部３６のｘ−ｙ平面における長さ（幅）やｚ方向の高さは同一でもよいし、それぞれ異なっていてもよい。例えば複数の突起部３６の放射方向の幅が中心点ＣＰへと向かうにしたがって徐々に広がってもよいし、徐々に狭まってもよい。また複数の突起部３６の放射方向に直交する同心円方向の横幅についても、例えば中心点ＣＰへと向かうにしたがって徐々に広がってもよいし、徐々に狭まってもよい。また複数の突起部３６の高さは中心点ＣＰへと向かうにしたがって徐々に高くなってもよいし、徐々に低くなってもよい。このようにｘ−ｙ平面とｚ方向それぞれにおける複数の突起部３６の粗密は適宜変更可能となっている。
Moreover, the length (width) in the xy plane and the height in the z direction of the plurality of
次に、距離測定１００の製造方法のうち、走査部２０の製造工程を図５〜図９に基づいて概説する。
Next, the manufacturing process of the
まず図５に示すようにＳＯＩ基板２１を準備する。
First, as shown in FIG. 5, an
この準備工程終了後、図６に示すように第２半導体層２４に反射膜３４を成膜する。反射膜３４は、例えば金属を蒸着させることで形成する。
After the completion of this preparation step, a
この成膜工程終了後、図７に示すように突起部３６の材料となる酸化シリコン等から成る絶縁膜３７を反射面３４ａに成膜する。そしてその絶縁膜３７に複数の突起部３６を形作るためのレジスト膜３８を形成する。本実施形態ではレジスト膜３８の高さを均一にする。またレジスト膜３８の放射方向と同心円方向それぞれの幅を均一とする。
After this film forming process is completed, as shown in FIG. 7, an insulating
このレジスト膜形成工程後、絶縁膜３７を露光する。これにより図８に示すように光学体３５（突起部３６）を形成する。上記したようにレジスト膜３８の高さが均一となっているので、複数の突起部３６それぞれの高さは同一となっている。またレジスト膜３８の放射方向と同心円方向それぞれの幅が均一となっているので、複数の突起部３６それぞれの幅が同一となっている。
After this resist film forming step, the insulating
この光学体形成工程後、図９に示すようにＳＯＩ基板２１をエッチング処理する。これにより第２半導体層２４と絶縁層２３を部分的（選択的）に除去し、浮遊部と固定部とを形成する。ミラー２５を構成する第２半導体層２４の一面２５ａの裏側に位置する絶縁層２３が除去され、ミラー２５が第１半導体層２２に対して浮遊する。ミラー２５が薄肉部に相当する。
After this optical body forming step, the
なお圧電膜３１，３２は、上記のエッチング処理の前に実施すればよく、その形成順番は、上記の光学体３５の形成順番に依存しない。圧電膜３１，３２は、下部電極、圧電素子、および、上部電極が順次積層されてなる。その下部電極が反射膜３４と同一材料からなる場合、下部電極を反射膜３４とともに同一工程で形成してもよいし、別工程で形成してもよい。
The
次に、本実施形態に係る距離測定センサ１００の作用効果を説明する。上記したようにミラー２５に反射膜３４が形成され、その反射面３４ａに光学体３５が形成されている。これによれば、反射膜から光学体が離れた構成とは異なり、反射面３４ａと光学体３５の位置決めを行わなくともよくなる。また、光学体３５に入射する光の光量が低減することが抑制される。
Next, the operational effects of the
光学体３５は、反射面３４ａに形成された複数の突起部３６を有し、複数の突起部３６の隣接間隔は光源１０の出射する光（出射光）の波長以下となっている。これによれば複数の突起部３６によって出射光を回折することができる。またその回折具合を突起部３６の隣接間隔で調整することができる。
The
複数の突起部３６は中心点ＣＰから放射状に分布しており、その隣接間隔は中心点ＣＰから離れるにしたがって徐々に広まっている。これによれば、複数の突起部３６によって出射光を発散することができる。また図１０に示すように、複数の突起部３６の隣接間隔が中心点ＣＰから離れるにしたがって徐々に狭まっている変形例の場合、複数の突起部３６によって出射光を集光することができる。
The plurality of
光学体３５によって光の発散と集光とを行うことができるので、ミラー２５の振動振幅を大きくしなくとも、光の照射範囲を調整することができる。そのため、ミラー２５の振動によって捩れる捩れ梁２７，２８それぞれの耐久寿命が低下することが抑制される。
Since the
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図１５に基づいて説明する。第２実施形態に係る距離測定センサは上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. The distance measuring sensor according to the second embodiment has a lot in common with the one according to the above-described embodiments. Therefore, in the following, description of common parts will be omitted, and different parts will be mainly described. Also, in the following, the same reference numerals are given to the same elements as those shown in the above embodiment.
第１実施形態では複数の突起部３６が中心点ＣＰから放射状に分布する例を示した。これに対して本実施形態では、複数の突起部３６が反射面３４ａ上の２つの所定点ＰＰ１，ＰＰ２それぞれから放射状に分布している。
In the first embodiment, the example in which the plurality of
第１所定点ＰＰ１と第２所定点ＰＰ２それぞれは第２回転軸ＲＡＹに沿って並んでいる。そして第１所定点ＰＰ１から放射状に分布する複数の突起部３６の隣接間隔は、第１所定点ＰＰ１から離れるにしたがって徐々に広まっている。これにより第１所定点ＰＰ１に対応する複数の突起部３６によって、第１所定点ＰＰ１にて凸となる単一の凸レンズが擬似的に形成されている。第２所定点ＰＰ２から放射状に分布する複数の突起部３６の隣接間隔は、第２所定点ＰＰ２から離れるにしたがって徐々に狭まっている。これにより第２所定点ＰＰ２に対応する複数の突起部３６によって、第２所定点ＰＰ２にて凹となる単一の凹レンズが擬似的に形成されている。
The first predetermined point PP1 and the second predetermined point PP2 are arranged side by side along the second rotation axis RAY. The adjacent intervals of the plurality of
また第１実施形態では１つの光源１０の光軸が中心点ＣＰに向かっている例を示した。これに対して本実施形態では、距離測定センサ１００が２つの光源１１，１２を有し、それぞれの光軸が対応する所定点ＰＰ１，ＰＰ２に向かっている。すなわち第１光源１１の光軸が第１所定点ＰＰ１に向かい、第２光源１２の光軸が第２所定点ＰＰ２に向かっている。
Further, in the first embodiment, the example in which the optical axis of one
以上の構成により、２つの光源１１，１２のうち、第１光源１１のみから光を出射させると、複数の突起部３６によって光を発散させることができる。これにより被測定対象物２００の検出範囲を広げることができる。これとは反対に２つの光源１１，１２のうち、第２光源１２のみから光を出射させると、複数の突起部３６によって光を集光させることができる。これにより被測定対象物２００と自車両との間の距離の測定精度を高めることができる。このように光源１１，１２のいずれか一方を選択して光を出射させることで、被測定対象物２００の検出範囲の拡大と、被測定対象物２００と自車両との間の距離の測定精度の向上と、を選択することができる。
With the above configuration, when light is emitted from only the first light source 11 of the two
なおもちろんではあるが、本実施形態の距離測定センサ１００によれば、第１実施形態に記載の距離測定センサ１００と同等の作用効果を奏することができる。
Of course, according to the
本実施形態では所定点の数が２つである例を示した。しかしながら所定点の数としては上記例に限定されず、３つ以上でもよい。この場合、光源の数は所定点の数と同数になる。 In the present embodiment, an example in which the number of predetermined points is 2 has been shown. However, the number of predetermined points is not limited to the above example, and may be three or more. In this case, the number of light sources is the same as the number of predetermined points.
本実施形態では距離測定センサ１００が２つの光源１１，１２を有する例を示した。しかしながら距離測定センサ１００が１つの光源１０のみを有し、光源１０の光の出射方向が可変な構成を採用することもできる。この場合、例えば図１６に示すように光源１０を回転させて、その光軸を第１所定点ＰＰ１若しくは第２所定点ＰＰ２へと向かわせる。これにより、被測定対象物２００の検出範囲の拡大と、被測定対象物２００と自車両との間の距離の測定精度の向上と、を選択することができる。また所定点の数に応じて光源の数が増大することが抑制される。このように光源１０を回転させる場合、例えば光源１０にモータを設け、そのモータを制御部９０によって制御する。
In the present embodiment, the
本実施形態では第１所定点ＰＰ１に対応する複数の突起部３６の隣接間隔は、第１所定点ＰＰ１から離れるにしたがって徐々に広まっている。また第２所定点ＰＰ２に対応する複数の突起部３６の隣接間隔は、第２所定点ＰＰ２から離れるにしたがって徐々に狭まっている例を示した。しかしながら所定点ＰＰ１，ＰＰ２それぞれに対応する複数の突起部３６の隣接間隔が、所定点ＰＰ１，ＰＰ２から離れるにしたがって徐々に広まっている構成を採用することもできる。これとは反対に所定点ＰＰ１，ＰＰ２それぞれに対応する複数の突起部３６の隣接間隔が、所定点ＰＰ１，ＰＰ２から離れるにしたがって徐々に狭まっている構成を採用することもできる。ただしこの変形例の場合、第１所定点ＰＰ１に対応する複数の突起部３６の隣接間隔（粗密）と、第２所定点ＰＰ２に対応する複数の突起部３６の隣接間隔（粗密）とは相異なっている。これにより光源１１，１２のいずれか一方を選択して光を出射させることで、被測定対象物２００の検出範囲の拡大具合を調整することができる。また、被測定対象物２００と自車両との間の距離の測定精度の向上具合を調整することができる。
In this embodiment, the adjacent intervals of the plurality of
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図１７〜図１９に基づいて説明する。第３実施形態に係る距離測定センサは上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIGS. The distance measuring sensor according to the third embodiment has a lot in common with the one according to the above-described embodiments. Therefore, in the following, description of common parts will be omitted, and different parts will be mainly described. Also, in the following, the same reference numerals are given to the same elements as those shown in the above embodiment.
図１５に示すように第２実施形態では第２捩れ梁２８が第２回転軸ＲＡＹに沿って延びた形状を成す例を示した。これに対して本実施形態では、図１７に示すように第２捩れ梁２８が静電引力によってｙ方向に変位可能な構成となっている。
As shown in FIG. 15, the second embodiment has shown the example in which the
図１７に示すように第２捩れ梁２８は、ミラー２５から第２回転軸ＲＡＹに沿って延びる軸部３９と、軸部３９と第１棒部２６ａ，２６ｂとを連結し、ｙ方向に可撓性を有する撓み部４０と、を有する。また第２捩れ梁２８は軸部３９から延びた可動櫛歯部４１を有する。可動櫛歯部４１は、軸部３９からｘ方向に延びた腕部４２と、腕部４２から撓み部４０側に向かってｙ方向に沿って延びた櫛部４３と、を有する。走査部２０は可動櫛歯部４１とｘ方向において互いに一部が対向する固定櫛歯部４４を有する。固定櫛歯部４４は固定部の一部であるアンカー４５と、アンカー４５から延びた腕部４６と、腕部４６から可動櫛歯部４１側に向かってｙ方向に沿って延びた櫛部４７と、を有する。
As shown in FIG. 17, the
櫛部４３，４７はｘ方向において互いに対向し、コンデンサを構成している。そして２つの第２捩れ梁２８と２つの固定櫛歯部４４それぞれがミラー２５を介してｙ方向に並んでいる。したがって例えば図１８に示すように、２つの固定櫛歯部４４のうちの第１棒部２６ａ側の一方に直流のプラスの電圧（Ｖ＋）を印加し、２つの固定櫛歯部４４のうちの第１棒部２６ｂ側の他方と２つの第２捩れ梁２８それぞれをグランド電位に固定する。これによりミラー２５を２つの固定櫛歯部４４のうちの一方に引き込み、第２回転軸ＲＡＹに沿って第１棒部２６ａ側へと移動させる。そして光源１０の光軸と第１所定点ＰＰ１とを一致させる。これにより複数の突起部３６によって光を発散させて、被測定対象物２００の検出範囲を広げることができる。
The
これとは反対に、例えば図１９に示すように、２つの固定櫛歯部４４のうちの第１棒部２６ｂ側の他方に直流のプラスの電圧（Ｖ＋）を印加し、２つの固定櫛歯部４４のうちの第１棒部２６ａ側の一方と２つの第２捩れ梁２８それぞれをグランド電位に固定する。これによりミラー２５を２つの固定櫛歯部４４のうちの他方に引き込み、第２回転軸ＲＡＹに沿って第１棒部２６ｂ側へと移動させる。そして光源１０の光軸と第２所定点ＰＰ２とを一致させる。これにより複数の突起部３６によって光を集光させて、被測定対象物２００と自車両との間の距離の測定精度を高めることができる。
On the contrary, for example, as shown in FIG. 19, a positive DC voltage (V +) is applied to the other of the two fixed
このように２つの固定櫛歯部４４のいずれか一方を選択して直流のプラス電圧（Ｖ＋）を印加する。これにより被測定対象物２００の検出範囲の拡大と、被測定対象物２００と自車両との間の距離の測定精度の向上と、を選択することができる。
In this way, either one of the two fixed
なおもちろんではあるが、本実施形態の距離測定センサ１００によれば、第１実施形態に記載の距離測定センサ１００と同等の作用効果を奏することができる。
Of course, according to the
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図２０〜図２７に基づいて説明する。第４実施形態に係る距離測定センサは上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described based on FIGS. The distance measuring sensor according to the fourth embodiment has a lot in common with the distance measuring sensor according to the above embodiments. Therefore, in the following, description of common parts will be omitted, and different parts will be mainly described. Also, in the following, the same reference numerals are given to the same elements as those shown in the above embodiment.
第１実施形態ではミラー２５に反射膜３４が形成され、反射膜３４に光学体３５が形成された例を示した。これに対して本実施形態ではミラー２５に圧電膜４８が形成され、圧電膜４８に光学体３５が形成されている。
In the first embodiment, an example is shown in which the
圧電膜４８は、下部電極４９、圧電素子５０、および、上部電極５１を有する。ミラー２５の一面２５ａに下部電極４９、圧電素子５０、および、上部電極５１がｚ方向に順次積層されている。そして上部電極５１の圧電素子５０との対向面の裏面である上面５１ａに、光学体３５として複数の突起部３６が形成されている。下部電極４９が第１電極、上部電極５１が第２電極に相当する。また本実施形態では上面５１ａが反射面に相当する。光源１０の光軸は上面５１ａの中心点へと向かっている。
The
したがって例えば図２１に示すように圧電素子５０を伸ばすことで上面５１ａをｚ方向においてミラー２５の中心点ＣＰから離れて凸となるように変形させる。こうすることで上面５１ａを凸レンズとし、出射光を発散して反射することができる。またこれとは反対に図２２に示すように圧電素子５０を縮めることで上面５１ａをｚ方向においてミラー２５の中心点ＣＰへと向かって凹となるように変形させる。こうすることで上面５１ａを凹レンズとし、出射光を集光して反射することができる。以上に示したように出射光の発散と集光とを圧電膜４８の伸縮によって選択することができる。圧電膜４８の収縮は制御部９０によって制御される。
Therefore, for example, as shown in FIG. 21, by extending the
なおもちろんではあるが、本実施形態の距離測定センサ１００によれば、第１実施形態に記載の距離測定センサ１００と同等の作用効果を奏することができる。
Of course, according to the
本実施形態では上面５１ａに複数の突起部３６が形成されている。したがって例えば上面５１ａが凸形状となるように変形させると、複数の突起部３６の隣接間隔が広がる。これとは反対に上面５１ａが凹形状となるように変形させると、複数の突起部３６の隣接間隔が狭まる。以上に示したように上面５１ａの形状を変形させることで複数の突起部３６の隣接間隔を広げたり狭めたりすることができる。これにより複数の突起部３６による回折具合を調整することができる。
In the present embodiment, the plurality of
次に本実施形態に係る距離測定１００の製造方法のうち、走査部２０の製造方法を図２３〜図２７に基づいて説明する。図２３に示すように、第１実施形態と同様にして準備工程を実施する。その後、図２４に示すように下部電極４９、圧電素子５０、および、上部電極５１を第２半導体層２４に順次積層形成する。そして図２５に示すように突起部３６の材料となる酸化シリコン等から成る絶縁膜３７を上面５１ａに成膜し、絶縁膜３７に複数の突起部３６を形作るためのレジスト膜３８を形成する。
Next, of the manufacturing method of the
このレジスト膜形成工程後、絶縁膜３７を露光する。これにより図２６に示すように複数の突起部３６を形成する。この光学体形成工程後、図２７に示すようにＳＯＩ基板２１をエッチング処理する。これにより浮遊部と固定部とを形成する。
After this resist film forming step, the insulating
なお圧電膜３１，３２は圧電膜４８と同一構成を有する。したがって圧電膜３１，３２は圧電膜４８と同一工程で形成してもよい。
The
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を図２８〜図３４に基づいて説明する。第５実施形態に係る距離測定センサは上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(Fifth Embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 28 to 34. The distance measuring sensor according to the fifth embodiment has a lot in common with the distance measuring sensor according to the above embodiments. Therefore, in the following, description of common parts will be omitted, and different parts will be mainly described. Also, in the following, the same reference numerals are given to the same elements as those shown in the above embodiment.
第１〜第４実施形態では光学体３５がグレーティングレンズである例を示した。これに対して本実施形態の光学体３５は凸レンズである。
In the first to fourth embodiments, the example in which the
図２８に示すように光学体３５はｚ方向においてミラー２５の中心点ＣＰから離れて突起した凸レンズである。これによれば、第１実施形態に記載の距離測定センサと同様にして、出射光を発散させることができる。
As shown in FIG. 28, the
なお図２９に示すように光学体３５がｚ方向においてミラー２５の中心点ＣＰに向かって凹んだ凹レンズの場合、出射光を集光させることができる。
Note that, as shown in FIG. 29, when the
次に本実施形態に係る距離測定１００の製造方法のうち、走査部２０の製造方法を図３０〜図３４に基づいて説明する。図３０と図３１に示すように、第１実施形態と同様にして準備工程と成膜工程を実施する。その後、図３２に示すように突起部３６の材料となる酸化シリコン等から成る絶縁膜３７を成膜する。そしてその絶縁膜３７にレンズ形状を形作るためのレジスト膜３８を形成する。このレジスト膜３８のｚ方向の厚みはレンズ形状に合わせて形成される。このようなレジスト膜３８を形成するのに、露光を用いる。
Next, of the manufacturing method of the
このレジスト膜形成工程後、図３３に示すようにレジスト膜３８とともに絶縁膜３７をｚ方向からドライエッチングする。上記したようにレジスト膜３８のｚ方向の厚さがレンズ形状に合わさっている。そのために絶縁膜３７はその中央が突起した形状にエッチングされる。これにより図２８に示す光学体３５が形成される。
After this resist film forming step, as shown in FIG. 33, the insulating
この光学体形成工程後、図３４に示すようにＳＯＩ基板２１をエッチング処理する。これにより浮遊部と固定部とを形成する。
After this optical body forming step, the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
（第１の変形例）
本実施形態では距離測定センサ１００が集光レンズ６０を有する例を示した。しかしながら距離測定センサ１００は集光レンズ６０を有していなくともよい。または、例えば図３５に示すように集光レンズ６０の代わりにハーフミラー６５を有してもよい。ハーフミラー６５は光源１０と走査部２０との間に設けられる。光源１０から出射された出射光の一部がハーフミラー６５を介して走査部２０に入射する。その光が走査部２０によって反射され、被測定対象物２００に照射される。被測定対象物２００によって反射された光の一部が走査部２０に返ってくる。走査部２０は返ってきた光をハーフミラー６５に向けて反射する。ハーフミラー６５は走査部２０から返ってくる光の一部を受光部７０へ出射する。受光部７０はその光を電気信号に変換し、その電気信号を制御部９０に出力する。
(First modification)
In the present embodiment, the
（第２の変形例）
各実施形態では、圧電膜３１，３２によってミラー２５を回転制御する例を示した。しかしながらミラー２５を回転制御する構成としては上記例に限定されず、例えば静電引力を用いてもよい。その構成としては、例えば図３６に示す構成を採用することができる。
(Second modified example)
In each of the embodiments, an example in which the
図３６に示す構成において走査部２０は、浮遊部としてミラー２５、第１枠部５２、第３捩れ梁５３、第２枠部５４、第４捩れ梁５５、第５捩れ梁５６、可動櫛歯５７、および、固定櫛歯５８を有する。また走査部２０は、固定部としてアンカー５９と支持部３０を有する。以下においてはミラー２５の中心点ＣＰを通り、ｘ−ｙ平面においてｘ方向とｙ方向それぞれに対して４５度傾き、かつ、互いに直交する２方向をＰ方向ＰＤ、Ｑ方向ＱＤと示す。
In the configuration shown in FIG. 36, the
ミラー２５はｘ−ｙ平面において円形を成している。第１枠部５２はｘ−ｙ平面において４つの棒部が連結された環状を成す。詳しく言えば、第１枠部５２はＱ方向ＱＤに平行に延びた２つの第３棒部５２ａ，５２ｂと、Ｐ方向ＰＤに平行に延びた２つの第４棒部５２ｃ，５２ｄと、を有する。これらの端部が互いに連結されることで第１枠部５２は環状を成している。ミラー２５は、ミラー２５と第１枠部５２それぞれの中心点がｘ−ｙ平面において一致するように、第１枠部５２によって囲まれた領域内に位置している。
The
第３捩れ梁５３はＰ方向ＰＤに沿って延びた形状を成している。図３６に示すように２つの第３捩れ梁５３がＰ方向ＰＤにおいてミラー２５をはさんで対向配置されている。２つの第３捩れ梁５３それぞれの一端がミラー２５に連結され、他端が第３棒部５３ａ，５３ｂの内面に連結されている。
The third
第２枠部５４はｘ−ｙ平面において４つの棒部が連結された環状を成す。詳しく言えば、第２枠部５４はｘ方向に沿って延びた２つの第５棒部５４ａ，５４ｂと、ｙ方向に沿って延びた２つの第６棒部５４ｃ，５４ｄと、を有する。これらの端部が互いに連結されることで第２枠部５４は環状を成している。ミラー２５と第１枠部５２は、それぞれの中心点と第２枠部５４の中心点とがｘ−ｙ平面において一致するように、第２枠部５４によって囲まれた領域内に位置している。
The second frame portion 54 has an annular shape in which four rod portions are connected in the xy plane. More specifically, the second frame portion 54 has two
第４捩れ梁５５はＱ方向ＱＤに沿って延びた形状を成している。図３６に示すように２つの第４捩れ梁５５がＱ方向ＱＤにおいてミラー２５と第１枠部５２をはさんで対向配置されている。２つの第４捩れ梁５５それぞれの一端が第４棒部５２ｃ，５２ｄに連結され、他端が第２枠部５４の内面に連結されている。詳しく言えば、２つの第４捩れ梁５５のうちの一方の他端は棒部５４ａ，５４ｃの連結部位に連結され、他方の他端は棒部５４ｂ，５４ｄの連結部位に連結されている。
The
第５捩れ梁５６は第２回転軸ＲＡＹに沿って延びた形状を成している。図３６に示すように２つの第５捩れ梁５６がｙ方向においてミラー２５、第１枠部５２、および、第２枠部５４をはさんで対向配置されている。２つの第５捩れ梁５６それぞれの一端が第５棒部５４ａ，５４ｂの外面に連結され、他端が支持部３０に連結されている。
The
可動櫛歯５７は第６棒部５４ｃ，５４ｄそれぞれの外面から中心点ＣＰから離れる態様で、ｘ方向に延びた形状を成している。これに対して固定櫛歯５８はアンカー５９から中心点ＣＰへと向かう態様で、ｘ方向に延びた形状を成している。櫛歯５７，５８はｙ方向において互いに対向している。
The
以上によりミラー２５は、支持部３０を固定端として、捩れ梁５３，５５，５６に対して捩れ自由度を持つ振動子となっている。支持部３０の電位を一定とし、アンカー５９に対して交流信号を入力する。交流信号の周波数は、ミラー２５の共振周波数に設定する。共振周波数は振動形態の異なる複数の振動モードそれぞれに応じて複数ある。これら複数の振動モードに共通の周波数の交流信号をアンカー５９に印加する。これによりミラー２５を回転軸ＲＡＹ、Ｐ方向ＰＤ、Ｑ方向ＱＤ周りで回転制御することが実現される。
As described above, the
（その他の変形例）
各実施形態では、本発明に係る半導体光デバイスを車両用の距離測定センサに適用した例を示した。しかしながら半導体光デバイスの適用例としては上記例に限定されない。例えば人の動きなどを検知するモーションキャプチャーに適用することもできる。この場合、光源１０としてはＬＥＤを採用することができる。光源１０の出射する出射光の波長は可視光領域や赤外線領域を採用する。被測定対象物２００への光の照射とその反射光の受光とによって、被測定対象物２００の距離や動き、そして例えばその外形などを検知するものであれば、半導体光デバイスを適宜採用することができる。
(Other modifications)
In each embodiment, the example in which the semiconductor optical device according to the present invention is applied to the vehicle distance measuring sensor is shown. However, the application example of the semiconductor optical device is not limited to the above example. For example, the present invention can be applied to motion capture that detects human movement. In this case, an LED can be used as the
各実施形態では距離測定センサ１００が車両のダッシュボードに搭載される例を示した。しかしながら距離測定センサ１００の搭載場所としては上記例に限定されない。自車両前方の被測定対象物２００との距離を測定する場合、例えば距離測定センサ１００をボンネットに設けてもよい。この場合、距離測定センサ１００はフロントガラス３００を介さずに被測定対象物２００に光を直接照射する。また自車両後方の被測定対象物２００との距離を測定する場合、距離測定センサ１００を車両の後方に設けてもよい。その設置場所は車内でも車外でもよい。距離測定センサ１００の設置場所としては、被測定対象物２００に光を照射し、被測定対象物２００から返ってくる光を検知することができれば、特に限定されない。さらに言えば、距離測定センサ１００の設置対象としては車両に限定されない。
In each embodiment, the example in which the
第１実施形態では反射面３４ａに光学体３５が形成される例を示した。しかしながらこれとは異なり、例えば反射面３４ａにグラフェンが形成され、そのグラフェンに光学体３５が形成された構成を採用することもできる。第４実施形態の場合、上部電極５１の上面５１ａにグラフェンが形成され、そのグラフェンに光学体３５が形成された構成を採用することもできる。
In the first embodiment, an example in which the
各実施形態ではミラー２５の回転（振動）によって図１２〜図１４に示す２次元的な広がりを有する光を照射する構成を示した。しかしながらミラー２５が例えば第１回転軸ＲＡＸ周りだけに振動可能な構成を採用することもできる。この場合、受光部７０が複数のフォトダイオードを有し、これらフォトダイオードがｘ方向に並んだ構成を採用することもできる。これによれば、光の照射方向によって被測定対象物２００のｙ方向を検出し、受光したフォトダイオードの位置によって被測定対象物２００のｘ方向を検出することができる。
In each embodiment, the configuration is shown in which the light having the two-dimensional spread shown in FIGS. 12 to 14 is irradiated by the rotation (vibration) of the
本実施形態では筐体８０の収納空間に光源１０、走査部２０、集光レンズ６０、受光部７０、および、制御部９０それぞれが収納された例を示した。しかしながら光源１０は筐体８０の外に設けられてもよい。この場合、光源１０から出射された光は透明性の蓋部８２を介して走査部２０に入力される。
In the present embodiment, an example is shown in which the
１０…光源、１１…第１光源、１２…第２光源、２０…走査部、２５…ミラー、３１…第１圧電膜、３２…第２圧電膜、３４…反射膜、３４ａ…反射面、３５…光学体、４８…圧電膜、５１ａ…上面、５７…可動櫛歯、５８…固定櫛歯、９０…制御部、１００…距離測定センサ 10 ... Light source, 11 ... 1st light source, 12 ... 2nd light source, 20 ... Scanning part, 25 ... Mirror, 31 ... 1st piezoelectric film, 32 ... 2nd piezoelectric film, 34 ... Reflective film, 34a ... Reflective surface, 35 ... optical body, 48 ... piezoelectric film, 51a ... upper surface, 57 ... movable comb teeth, 58 ... fixed comb teeth, 90 ... control unit, 100 ... distance measuring sensor
Claims (5)
前記光源から出射された出射光を反射する反射部（２０，９０）と、を備える半導体光デバイスであって、
前記反射部は、
前記出射光を反射する反射面（３４ａ，５１ａ）を具備する反射板（２５，３４，４８）と、
前記反射板を回転させることで、前記反射面と、前記反射面へ入射する前記出射光の入射方向との成す入射角度を制御する制御部（３１，３２，５７，５８，９０）と、
前記反射面に形成された、前記出射光の発散と集光の少なくとも一方を行う光学体（３５）と、を有し、
前記光学体は、前記反射面に形成された複数の突起部（３６）を有し、
複数の前記突起部の隣接間隔は、前記出射光を回折するべく、前記出射光の波長以下となっており、
複数の前記突起部は、前記反射面の所定点（ＣＰ，ＰＰ１，ＰＰ２）から放射状に分布しており、
複数の前記突起部の隣接間隔は、前記所定点から離れるにしたがって徐々に広まっている、若しくは、前記所定点から離れるにしたがって徐々に狭まっており、
前記所定点が前記反射面において複数定められ、
複数の前記所定点（ＰＰ１，ＰＰ２）それぞれに対応する複数の前記突起部が相異なる隣接間隔で対応する前記所定点から放射状に分布している半導体光デバイス。 A light source (10-12),
A semiconductor optical device comprising: a reflection section (20, 90) for reflecting emitted light emitted from the light source,
The reflector is
A reflection plate (25, 34, 48) having a reflection surface (34a, 51a) for reflecting the emitted light;
By rotating the reflection plate, a control unit (31, 32, 57, 58, 90) for controlling the incident angle formed by the reflection surface and the incident direction of the outgoing light incident on the reflection surface,
Formed in said reflecting surface, the optical body for performing at least one of the diverging and condensing the emitted light (35), have a,
The optical body has a plurality of protrusions (36) formed on the reflection surface,
Adjacent spacing of the plurality of protrusions is less than or equal to the wavelength of the emitted light in order to diffract the emitted light,
The plurality of protrusions are radially distributed from predetermined points (CP, PP1, PP2) on the reflection surface,
Adjacent intervals of the plurality of protrusions are gradually widened away from the predetermined point, or are gradually narrowed away from the predetermined point,
A plurality of the predetermined points are defined on the reflecting surface,
A semiconductor optical device in which the plurality of protrusions corresponding to the plurality of predetermined points (PP1, PP2) are radially distributed from the corresponding predetermined points at different adjacent intervals .
複数の前記光源（１１，１２）それぞれは対応する前記所定点に向かって前記出射光を出射する請求項１に記載の半導体光デバイス。 The light source has the same number as the predetermined point,
The semiconductor optical device according to claim 1 , wherein each of the plurality of light sources (11, 12) emits the emitted light toward the corresponding predetermined point.
前記第２電極における前記圧電素子との対向面の裏面（５１ａ）が前記反射面に相当する請求項１〜４いずれか１項に記載の半導体光デバイス。
The reflection plate has a piezoelectric element (50), a first electrode (49) and a second electrode (51) sandwiching the piezoelectric element,
A semiconductor optical device according to any one of claims 1-4, wherein the back surface of the facing surfaces of the piezoelectric element (51a) corresponds to the reflective surface in the second electrode.
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