WO2021024507A1 - 発光装置、光学装置及び情報処理装置 - Google Patents

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light emitting
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健史 皆見
智志 稲田
貴史 樋口
滋年 中村
健一 大野
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富士ゼロックス株式会社
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    • H01S5/18308—Surface-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
    • H01S5/18311—Surface-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 using selective oxidation
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    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device, an optical device, and an information processing device.
  • Patent Document 1 has a light source, a plurality of lenses arranged adjacent to each other on a predetermined plane, a diffuser plate for diffusing the light emitted by the light source, and light diffused by the diffuser plate as a subject.
  • An imaging device including an imaging element that receives the reflected reflected light and a plurality of lenses arranged so that the period of interference fringes in the diffused light is three pixels or less is described.
  • the light emitted from the light source is diffused and irradiated in a predetermined range with a predetermined light intensity distribution. Is required to do. At this time, outside the predetermined range, the light intensity gradually attenuates as the distance from the predetermined range increases. The light emitted outside the predetermined range is wasted because it does not contribute to the measurement of the three-dimensional shape.
  • An object of the present invention is to provide a light emitting device or the like in which the amount of light reaching outside a predetermined range is suppressed as compared with the case of using a light source using a light emitting element in multiple transverse mode.
  • the light emitting device is provided with a light source in which a plurality of light emitting elements oscillating in a single transverse mode are arranged and a light emitting side of the light source, and diffuses and irradiates the light emitted by the light source. It is characterized by including an optical member.
  • the light emitting device according to the second aspect of the present invention is the light emitting device according to the first aspect, wherein the light emitting element is a vertical resonance type surface emitting laser element.
  • the light emitting device according to the third aspect of the present invention is characterized in that, in the light emitting device according to the second aspect, the vertical resonance type surface emitting laser element has a long resonator structure.
  • the light emitting device is the light emitting device according to any one of the first to third aspects, wherein the plurality of the light emitting elements are connected in parallel to each other by an electrode pattern, and the electrode pattern is It is characterized in that the region excluding the output port of each light emitting element is covered with a continuous pattern.
  • the light emitting device according to the fifth aspect of the present invention is the light emitting device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the optical member irradiates the light emitted from the light source with different directivity. It is a feature.
  • the light emitting device is the light emitting device according to the fifth aspect, wherein the optical member is a plate-shaped member, and at least one surface is provided with a structure for changing the light directivity characteristic. It is characterized by being.
  • the light emitting device according to the seventh aspect of the present invention is the light emitting device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the optical member irradiates light used for measuring a three-dimensional shape by a time-of-flight method. It is characterized by.
  • the light source and the optical member are mounted on a portable information processing terminal in the light emitting device according to any one of the first to seventh aspects, and the light source is driven by a battery. It is characterized by being done.
  • the light emitting device according to the ninth aspect of the present invention is provided in a light source in which a plurality of vertical resonance type surface emitting laser elements having a long resonator structure are arranged and a light emitting path of the light source, and diffuses the light emitted by the light source. It is characterized by including an optical member that irradiates the light source.
  • the optical device includes any one of the first to ninth light emitting devices, a light receiving unit that receives the reflected light emitted from the light source included in the light emitting device and reflected by the measurement target.
  • the light receiving unit is characterized in that it outputs a signal corresponding to the time from when light is emitted from the light source to when the light is received by the light receiving unit.
  • the information processing device is the reflected light emitted from the optical device according to the tenth aspect and the light source included in the optical device and reflected by the measurement target, and received by the light receiving unit included in the optical device.
  • the information processing device according to the eleventh aspect n of the present invention further includes an authentication processing unit that performs an authentication process regarding the use of the own device based on the specific result in the shape specifying unit in the information processing device according to the eleventh aspect. It is characterized by being prepared.
  • the amount of light emitted outside the predetermined range is suppressed as compared with the case of using a light source using a light emitting element in the multiple transverse mode.
  • the light output is large as compared with the case of a single transverse mode light emitting device which does not have a long resonator structure.
  • the voltage drop when the drive current flows is suppressed as compared with the case where the wiring is provided for each light emitting element.
  • the amount of light emitted outside the predetermined range is suppressed as compared with the case where the directivity of the light is not changed.
  • the absorption of light is suppressed as compared with the case where it does not depend on the structure.
  • the light utilization efficiency can be increased as compared with the case where the hem portion of the light is not suppressed.
  • the driving time can be longer than in the case where the hem portion of the light is not suppressed.
  • the skirt portion of the light spreading out of the predetermined range is suppressed.
  • an optical device capable of measuring the time from when light is emitted to when it is received.
  • an information processing device capable of measuring a three-dimensional shape is provided.
  • an information processing device equipped with an authentication process based on a three-dimensional shape is provided.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the information processing apparatus to which this embodiment is applied. It is a figure explaining the measurement of a three-dimensional shape by an information processing apparatus. It is a figure explaining the irradiation surface.
  • (A) is a diagram showing an example of an irradiation pattern on an irradiation surface, and (b) is a light intensity distribution on the AA line of (a).
  • FIG. 1 shows an example of the plan view and the sectional view of the optical apparatus to which this embodiment is applied.
  • (A) is a plan view
  • (b) is a cross-sectional view taken along the line VB-VB of (a).
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the plan view of a light source. It is a figure explaining the cross-sectional structure of the single mode VCSEL of one long resonator structure provided by a light source. It is a figure explaining the cross-sectional structure of the multimode VCSEL of one ⁇ resonator structure provided by the light source for comparison. It is a figure which shows typically the relationship between the spread angle of the light emitted from a single mode VCSEL of a long resonator structure, and the spread amount of a tail in a light intensity distribution.
  • (A) is a diagram for explaining the spread angle of the light emitted from the single mode VCSEL, and (b) shows the light intensity distribution.
  • FIG. 1 It is a figure which shows typically the relationship between the spread angle of the light emitted from a multimode VCSEL of a ⁇ resonator structure shown for comparison, and the spread amount of a tail in a light intensity distribution.
  • (A) is a diagram for explaining the spread angle of the light emitted from the multi-mode VCSEL, and (b) shows the light intensity distribution. It is a figure explaining the relationship between the spread angle of the emitted light of a VCSEL, the spread amount of a hem, and the light utilization efficiency.
  • the information processing device is its own device only when it identifies whether or not the user who has accessed the information processing device is permitted to access it and is authenticated as a user who is permitted to access the information processing device. In many cases, the use of information processing equipment is permitted. So far, a method of authenticating a user by a password, a fingerprint, an iris, or the like has been used. Recently, there is a demand for an authentication method with even higher security. As this method, authentication is performed using a three-dimensional image of the user's face.
  • the information processing device will be described as an example of a portable information processing terminal, and will be described as authenticating a user by recognizing a face captured as a three-dimensional image.
  • the information processing device can be applied to an information processing device such as a personal computer (PC) other than a portable information processing terminal.
  • PC personal computer
  • the configuration, function, method, etc. described in this embodiment can be applied to the acquisition of a three-dimensional image of an object in addition to the recognition based on the shape of the face. That is, it may be applied to acquire a three-dimensional image by measuring the three-dimensional shape of the measurement target with an object other than the face as the measurement target.
  • the distance to the measurement target (hereinafter referred to as the measurement distance) does not matter.
  • the face or an object other than the face for which the three-dimensional image is to be acquired may be referred to as an irradiated object or an object to be measured.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an information processing apparatus 1 to which the present embodiment is applied.
  • the information processing device 1 is, for example, a portable information processing terminal.
  • the information processing device 1 includes a user interface unit (hereinafter, referred to as a UI unit) 2 and an optical device 3 for acquiring a three-dimensional image.
  • the UI unit 2 is configured by integrating, for example, a display device that displays information to the user and an input device that inputs instructions for information processing by the user's operation.
  • the display device is, for example, a liquid crystal display or an organic EL display
  • the input device is, for example, a touch panel.
  • the optical device 3 includes a light emitting device 4 and a three-dimensional sensor (hereinafter referred to as a 3D sensor) 6.
  • the light emitting device 4 emits light toward a measurement target for measuring a three-dimensional shape for acquiring a three-dimensional image, a face in the example described here.
  • the 3D sensor 6 acquires the light emitted by the light emitting device 4 as the measurement target, and the light reflected by the face in the example described here and returned.
  • TOF time of flight
  • the information processing device 1 is configured as a computer including a CPU, ROM, RAM, and the like.
  • the ROM includes a non-volatile, rewritable memory, such as a flash memory.
  • the programs and constants stored in the ROM are expanded in the RAM.
  • the CPU executes the program expanded in the RAM, the information processing device 1 operates and various types of information processing are executed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating measurement of a three-dimensional shape by the information processing device 1.
  • the measurement target here is the face 300.
  • the right direction of the paper surface is the x direction
  • the upward direction is the z direction
  • the back surface direction of the paper surface is the y direction.
  • FIG. 2 is a view of the head (face) viewed from above.
  • the optical device 3 of the information processing device 1 light is emitted from the light emitting device 4 toward the face 300. Then, the light reflected by the face 300 by the 3D sensor 6 is received. That is, the optical device 3 is configured such that light is emitted from the light emitting device 4 toward the measurement target and the reflected light from the measurement target is received by the 3D sensor 6. At this time, the light emitting device 4 irradiates light toward the irradiation surface 310, which is a virtual surface provided facing the light emitting device 4.
  • the light emitting device 4 and the irradiation surface 310 face each other, and the light emitting device 4 is located on the perpendicular line 321 standing on the irradiation surface 310.
  • the perpendicular line 321 stands at the center of the detection range I described later.
  • the AA line is a line that passes through the center of the detection range I (intersection with the perpendicular line 321) and crosses the irradiation surface 310 in the x direction.
  • the line connecting the light emitting device 4 and an arbitrary point on the AA line is referred to as line 322.
  • the angle ⁇ is the angle between the perpendicular line 321 and the line 322.
  • the irradiation surface 310 is formed with a detection range I that detects the face 300 and measures the three-dimensional shape of the face 300, and a hem range II that surrounds the detection range I.
  • the detection range I is a range in which when the face 300 is present in this region, light having a light intensity capable of measuring the three-dimensional shape of the face 300 by the reflected light is irradiated.
  • the tailing range II is a range in which the light intensity decreases as the distance from the detection range I increases. Therefore, even if the face 300 is present in the hemming range II, the three-dimensional shape of the face 300 is not accurately measured as compared with the case where the face 300 is present in the detection range I.
  • the hemming range II is a non-detection range that is not suitable for measuring the three-dimensional shape of the face 300.
  • the detection range I and the tailing range II are ranges in which light reaches from the light emitting device 4.
  • the detection range I is a predetermined range for measuring the three-dimensional shape, and is a range in which light is irradiated with a predetermined light intensity distribution.
  • the light intensity means the luminous intensity.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the irradiation surface 310.
  • FIG. 3A is a diagram showing an example of an irradiation pattern on the irradiation surface 310
  • FIG. 3B is a light intensity distribution on the line AA of FIG. 3A.
  • the shape of the irradiated surface 310 that is irradiated with light, that is, the shape of the portion where the light reaches is referred to as an irradiation pattern.
  • the horizontal axis in FIG. 3B is the angle ⁇ between the perpendicular line 321 and the line 322 shown in FIG. 2, and the vertical axis is the light intensity on the irradiation surface 310.
  • the irradiation pattern shown in FIG. 3A is a quadrangular shape with the longitudinal direction facing in the x direction and rounded corners.
  • the rectangular range surrounded by the solid line in the central portion is set as the detection range I
  • the peripheral portion of the detection range I is set as the tailing range II.
  • the tailing range II is formed so as to surround the detection range I outside the detection range I.
  • the detection range I may be set to a shape other than the rectangular shape.
  • the detection range I is set so as to have a predetermined light intensity distribution. Although it is assumed that the light intensity of the detection range I is constant in FIG. 3B, the distribution may vary within a predetermined allowable range. That is, the distribution may fluctuate within the region of the detection range I as long as the light intensity can measure the three-dimensional shape of the irradiated object. For example, in the detection range I, the light intensity on the central side may be weaker than that on the peripheral side, or vice versa. On the other hand, in the tailing range II, the light intensity gradually decreases from the light intensity of the detection range I as the distance from the detection range I increases.
  • the hemming range II the angle difference from the angle of the boundary between the detection range I and the hemming range II to the angle at which the light intensity becomes 1 / e 2 of the maximum value is defined as the hemming amount.
  • the amount of hem spread indicates the size of the hem pulling range II.
  • the hemming range II is a region unsuitable for measuring the three-dimensional shape of the face 300, and may be outside the range of the detection range used for measuring the three-dimensional shape. In this case, the light emitted to the hemming range II becomes invalid light.
  • the light utilization efficiency refers to the ratio of the amount of light emitted to the detection range I to the amount of light emitted by the light emitting device 4.
  • the light emitted to the hemming range II may be referred to as hemming light.
  • the amount of hem spread may be evaluated by the full width at half maximum (FWHM) of the light intensity. Further, the amount of hem spread may be evaluated by an index other than the angle, for example, the width of the hem range II on the irradiation surface 310 placed at a predetermined distance from the light emitting device 4.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the information processing device 1.
  • the information processing device 1 includes the above-mentioned optical device 3, an optical device control unit 8, and a system control unit 9.
  • the optical device 3 includes a light emitting device 4 and a 3D sensor 6 as described above.
  • the optical device control unit 8 controls the optical device 3.
  • the optical device control unit 8 includes a shape specifying unit 81.
  • the system control unit 9 controls the entire information processing device 1 as a system.
  • the system control unit 9 includes an authentication processing unit 91.
  • a UI unit 2, a speaker 92, a two-dimensional camera (referred to as a 2D camera in FIG. 4) 93, and the like are connected to the system control unit 9.
  • the 3D sensor 6 is an example of a light receiving unit. Hereinafter, they will be described in order.
  • the light emitting device 4 included in the optical device 3 includes a light source 10, a diffuser plate 30, a light receiving element for monitoring the amount of light (referred to as PD in FIG. 4) 40, and a driving unit 50.
  • the light source 10, the diffuser plate 30, and the light receiving element 40 for monitoring the amount of light in the light emitting device 4 will be described later.
  • the diffuser plate 30 is an example of an optical member.
  • the drive unit 50 in the light emitting device 4 drives the light source 10.
  • the light source 10 is driven by the drive unit 50 so as to emit light that repeats at several tens of MHz to several hundreds of MHz in a pulsed manner.
  • the light emitted by the light source 10 is referred to as an emitted light
  • the pulsed light emitted by the light source 10 is referred to as an emitted light pulse.
  • the 3D sensor 6 includes a plurality of light receiving regions arranged in a grid pattern.
  • the 3D sensor 6 receives the pulsed light reflected from the measurement target in response to the emitted light pulse from the light source 10 of the light emitting device 4.
  • the light pulse received by the 3D sensor 6 is referred to as a light receiving pulse.
  • the 3D sensor 6 outputs a signal corresponding to the time from when the light is emitted from the light source 10 to when it is reflected by the measurement target and received by the 3D sensor 6 as a digital value for each light receiving region.
  • the 3D sensor 6 is configured as a device having a CMOS structure in which each light receiving region has two gates and two charge storage units corresponding to them.
  • the 3D sensor 6 may include a lens for condensing light.
  • the shape specifying unit 81 of the optical device control unit 8 acquires the digital value obtained for each light receiving region of the 3D sensor 6 from the 3D sensor 6. Then, the shape specifying unit 81 measures the three-dimensional shape of the measurement target by calculating the distance from the acquired digital value to the measurement target for each light receiving region. The shape specifying unit 81 identifies a three-dimensional image from the measured three-dimensional shape.
  • the authentication processing unit 91 of the system control unit 9 is the information processing device 1 when the three-dimensional image of the measurement target, which is the specific result specified by the shape identification unit 81, matches the three-dimensional image stored in advance in the ROM or the like. Perform authentication processing related to the use of.
  • the authentication process relating to the use of the information processing device 1 is, for example, a process of whether or not to permit the use of the information processing device 1 which is its own device.
  • the measurement target is a face
  • the information processing device 1 including various applications provided by the information processing device 1 Allow use.
  • the shape specifying unit 81 and the authentication processing unit 91 are composed of a CPU that executes a program. Further, these functions may be realized by an integrated circuit such as an ASIC or FPGA. Further, these may be realized by the cooperation between the CPU that executes software such as a program and the integrated circuit.
  • the optical device 3, the optical device control unit 8 and the system control unit 9 are shown separately, but the system control unit 9 may include the optical device control unit 8. Further, the optical device control unit 8 may be included in the optical device 3. Further, the optical device 3, the optical device control unit 8 and the system control unit 9 may be integrally configured.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a plan view and a cross-sectional view of the optical device 3 to which the present embodiment is applied.
  • 5 (a) is a plan view
  • FIG. 5 (b) is a cross-sectional view taken along the line VB-VB of FIG. 5 (a).
  • the lateral direction of the paper surface is the x direction
  • the upper direction of the paper surface is the y direction
  • the surface direction is the z direction.
  • the circuit board 7 uses a plate-shaped member made of an insulating material as a base material, and is provided with a conductor pattern made of a conductive material.
  • the insulating material is, for example, ceramic or epoxy resin
  • the conductive material is, for example, a metal such as copper (Cu) or silver (Ag) or a conductive paste containing these metals.
  • the circuit board 7 may be a single-layer substrate having a conductor pattern provided on the surface thereof, or may be a multilayer substrate having a plurality of layers of conductor patterns. Further, the light emitting device 4 and the 3D sensor 6 may be arranged on different circuit boards.
  • the light receiving element 40 for monitoring the amount of light, the light source 10, and the driving unit 50 are arranged so as to be arranged in the x direction on the circuit board 7 as an example.
  • the diffuser plate 30 is provided so as to cover the light source 10 and the light intensity monitoring light receiving element 40.
  • the light source 10 has a rectangular planar shape as an example.
  • the planar shape of the light source 10 does not have to be rectangular.
  • the light emitting direction (light emitting side) of the light source 10 is the z direction.
  • the light source 10 may be mounted directly on the circuit board 7, or may be mounted on the circuit board 7 via a heat-dissipating base material such as aluminum oxide or aluminum nitride. When passing through the heat radiating base material, the electric power supplied to the light source 10 may be increased to increase the light output of the light source 10.
  • the light source 10 will be described as being mounted directly on the circuit board 7.
  • the plan view is a shape when viewed in a plan view, and the plan view means a view seen from the z direction in FIG. 5A. The same applies hereinafter.
  • the light output means a luminous flux.
  • the diffusion plate 30 is a member having a rectangular planar shape as an example.
  • the diffuser plate 30 diffuses and emits the light incident on the diffuser plate 30.
  • the diffuser plate 30 changes the directivity of the light incident on the diffuser plate 30 and emits the light. That is, the diffuser plate 30 emits light so that the light emitted from the light source 10 has a light intensity distribution different from the light intensity distribution when the irradiation surface 310 is irradiated without passing through the diffuser plate 30.
  • the light source 10 can be regarded as a point light source because of its small size as described later.
  • the diffuser plate 30 changes the irradiation pattern by the light incident from the light source 10 to the irradiation pattern on the irradiation surface 310 as shown in FIG. 3A.
  • the size of the diffusion plate 30 may be, for example, 1 mm to 10 mm in width and length and 0.1 mm to 1 mm in thickness.
  • the diffuser plate 30 may cover the light source 10 and the light receiving element 40 for monitoring the amount of light in a plan view. Further, in FIG. 5A, an example in which the shape of the diffusion plate 30 in a plan view is rectangular, but other shapes such as polygons and circles may be used. If the size and shape are as described above, the diffusion plate 30 suitable for face recognition of a portable information processing terminal and measurement of a three-dimensional shape at a relatively short distance up to about several meters is provided.
  • the diffuser plate 30 is supported by a side wall 33 on the z-direction side, which is the light emitting side of the light source 10.
  • the side wall 33 is provided so as to surround the light source 10 and the light receiving element 40 for monitoring the amount of light.
  • the diffuser plate 30 is held by the side wall 33 at a predetermined distance from the light source 10 and the light intensity monitoring light receiving element 40. Then, the light incident on the diffuser plate 30 from the light source 10 is emitted from the diffuser plate 30 and is irradiated on the irradiation surface 310 (see FIG. 2).
  • the side wall 33 is composed of a member that absorbs the light emitted by the light source 10, the light emitted by the light source 10 is suppressed from being transmitted to the outside through the side wall 33. Further, by sealing the light source 10 and the light receiving element 40 for monitoring the amount of light with the diffusion plate 30 and the side wall 33, dustproof, moistureproof and the like can be achieved. In the present embodiment, by arranging the light source 10 and the light receiving element 40 for monitoring the amount of light close to each other, it becomes easy to surround the light source 10 with the side wall 33 having a small size, and the diffuser plate 30 having a small size is sufficient.
  • the light amount monitoring light receiving element 40 is a device that outputs an electric signal according to the received light amount (hereinafter, referred to as the light receiving amount).
  • the light intensity monitoring light receiving element 40 is a photodiode (PD: Photo Diode) made of, for example, silicon.
  • PD Photo Diode
  • the light quantity monitoring light receiving element 40 is configured to receive light emitted from the light source 10 and reflected on the back surface of the diffuser plate 30, that is, the surface of the diffuser plate 30 on the ⁇ z direction side.
  • the light source 10 is controlled to maintain a predetermined light output based on the light receiving amount of the light amount monitoring light receiving element 40. That is, the optical device control unit 8 controls the light source 10 via the drive unit 50 based on the light reception amount of the light amount monitoring light receiving element 40.
  • the optical device control unit 8 suppresses the light output of the light source 10 via the drive unit 50. For example, the optical device control unit 8 stops the emission of light from the light source 10.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a plan view of the light source 10.
  • the cathode patterns 71, the anode patterns 72A and 72B, which are conductor patterns provided on the circuit board 7, and the bonding wires 73A and 73B connecting the light source 10 and these conductor patterns are shown together.
  • the light source 10 includes a vertical cavity surface emitting laser element VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser).
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • the vertical resonance type surface emitting laser element VCSEL will be referred to as a VCSEL.
  • the VCSEL is an example of a light emitting element.
  • the VCSEL provides an active region serving as a light emitting region between the lower multilayer film reflector and the upper multilayer film reflector laminated on the substrate, and emits laser light in a direction perpendicular to the substrate. From this, it is easy to make an array in which a plurality of VCSELs are arranged two-dimensionally.
  • the light source 10 is configured by integrally integrating a plurality of VCSELs as one semiconductor component.
  • the light source 10 having a plurality of VCSELs is provided with a cathode electrode 114 on the back surface (see FIG. 7 described later) and an anode electrode 118 on the front surface.
  • the anode electrode 118 includes a portion for connecting the p-side electrodes 112 of a plurality of VCSELs, a pad portion 118A to which the bonding wire 73A described later is connected, and a pad portion 118B to which the bonding wire 73B is connected. .. That is, the plurality of VCSELs are connected in parallel.
  • a plurality of VCSELs included in the light source 10 are arranged at each grid point of a grid formed in a square as an example.
  • the plurality of VCSELs may be other sequences such as an array in which the positions where the VCSELs are arranged for each row are shifted by half of the repeating unit.
  • a cathode pattern 71 and anode patterns 72A and 72B are provided as conductor patterns on the circuit board 7.
  • the cathode pattern 71 is formed in an area larger than that of the light source 10 so that the cathode electrode 114 provided on the back surface of the light source 10 is connected. Then, in the light source 10, the cathode electrode 114 provided on the back surface is adhered to the cathode pattern 71 on the circuit board 7 with a conductive adhesive.
  • the pad portion 118A of the anode electrode 118 of the light source 10 is connected to the anode pattern 72A on the circuit board 7 by the bonding wire 73A, and the pad portion 118B of the anode electrode 118 of the light source 10 is connected by the bonding wire 73B. It is connected to the anode pattern 72B on the circuit board 7.
  • the number of VCSELs included in the light source 10 is, for example, 10 to 1000.
  • a plurality of VCSELs are connected in parallel and driven in parallel. That is, the plurality of VCSELs emit light at the same time.
  • the light source 10 is, for example, 0.5 mm square to 3 mm square. When irradiating a distant object to be irradiated, the number of VCSELs may be further increased.
  • the light source 10 emits light for measuring the three-dimensional shape of the measurement target. In the user authentication based on the face shape described above, the measurement distance is about 10 cm to 1 m. The length of one side of the detection range I is about 1 m. Since the light source 10 is required to irradiate the detection range I with light having a predetermined light intensity, the VCSEL included in the light source 10 is required to have a large light output.
  • a VCSEL that oscillates in a single transverse mode is used as the VCSEL included in the light source 10.
  • the single transverse mode may be referred to as a single mode.
  • the VCSEL that oscillates in the single transverse mode is referred to as a single mode VCSEL.
  • the single mode VCSEL has a smaller spread angle of the emitted light than the VCSEL that oscillates in the multiple transverse mode.
  • the multiple transverse mode may be referred to as a multi-mode. Therefore, the VCSEL that oscillates in the multiple horizontal mode is referred to as a multi-mode VCSEL.
  • the single transverse mode refers to a mode in which the light intensity profile of the emitted light with the spread angle as a parameter has a single peak, that is, a characteristic that the peak of the light intensity is one.
  • a plurality of transverse modes may be included as long as the monomodality is maintained.
  • the spread angle of the emitted light refers to an angle range in which the light intensity is 1 / e 2 of the maximum value. Further, the spread angle may be an angle range which is the full width at half maximum (FWHM) of the light intensity.
  • a VCSEL having a long resonator structure may be used as the single mode VCSEL.
  • the VCSEL with a long cavity structure has a spacer of several ⁇ to several tens of ⁇ between the active region in the VCSEL of a general ⁇ cavity structure in which the resonator length is the oscillation wavelength ⁇ and one multilayer film reflector.
  • the loss in higher-order transverse mode is increased, which enables single-mode oscillation with an oxide aperture diameter larger than the oxidation aperture diameter of VCSEL with a general ⁇ resonator structure. to enable.
  • the longitudinal mode interval (sometimes called a free spectrum range) is large, stable operation can be obtained in a single longitudinal mode.
  • the longitudinal mode interval becomes narrow due to the increase in the cavity length, and a plurality of standing waves in the longitudinal mode exist in the resonator. Switching between longitudinal modes is more likely to occur.
  • the VCSEL having a long resonator structure is provided with a layer that suppresses switching between longitudinal modes (layer 120 that gives an optical loss in FIG. 7 described below).
  • the single-mode VCSEL with a ⁇ -resonator structure has a smaller oxidation aperture diameter than the multi-mode VCSEL with a ⁇ -resonator structure, so it was difficult to increase the optical output. Therefore, as the light source 10 for measuring the three-dimensional shape, a multi-mode VCSEL having a large light output has been used. However, in order to reduce the amount of light that spreads by pulling the hem to the hem range II and improve the light utilization efficiency, it is preferable to use a single mode VCSEL having a small spread angle, as will be described later.
  • the VCSEL having a long resonator structure tends to have a larger oxide aperture diameter than the single-mode VCSEL having a general ⁇ resonator structure, it tends to increase the optical output.
  • the VCSEL having a long resonator structure is more likely to have a narrower spread angle than the single mode VCSEL having a general ⁇ resonator structure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of a single-mode VCSEL having a single long resonator structure included in the light source 10.
  • a single-mode VCSEL having a long resonator structure will be referred to as a VCSEL-A.
  • the upward direction of the paper surface is the z direction.
  • a VCSEL-A is an n-type distributed Bragg reflector (DBR: Distributed Bragg Reflector, hereinafter referred to as a distributed black reflector) in which AlGaAs layers having different Al compositions are alternately laminated on an n-type GaAs substrate 100.
  • DBR Distributed Bragg Reflector
  • DBR. It is referred to as DBR.
  • DBR. 102
  • the resonator extension region 104 A p-type upper DBR108 in which an active region 106 including an upper spacer layer and a quantum well layer sandwiched between the upper spacer layers and an AlGaAs layer having different Al compositions formed on the active region 106 are alternately stacked. It is composed of laminated layers.
  • the n-type lower DBR102 is a multi-layer laminate consisting of a pair of Al 0.9 Ga 0.1 As layer and a GaAs layer, and the thickness of each layer is ⁇ / 4 n r (where ⁇ is the oscillation wavelength and n r is. Refractive index of the medium), and these are alternately laminated in 40 cycles.
  • the carrier concentration after doping silicon, which is an n-type impurity, is, for example, 3 ⁇ 10 18 cm -3 .
  • the resonator extension region 104 is a monolithic layer formed by a series of epitaxial growth. Therefore, the resonator extension region 104 is composed of AlGaAs, GaAs, or AlAs so that the lattice constants match or match the GaAs substrate.
  • the resonator extension region 104 is made of AlGaAs that does not cause light absorption.
  • the film thickness of the resonator extension region 104 is set to 2 ⁇ m to 5 ⁇ m and an oscillation wavelength ⁇ of 5 ⁇ to 20 ⁇ . Therefore, the moving distance of the carrier becomes long.
  • the resonator extension region 104 is often n-type with high carrier mobility and is therefore inserted between the n-type lower DBR 102 and the active region 106.
  • Such a resonator extension region 104 may be referred to as a cavity extension region or cavity space.
  • a carrier block layer 105 having a large band gap for example, made of Al 0.9 Ga 0.1 As, is formed between the resonator extension region 104 and the active region 106. Insertion of the carrier block layer 105 prevents carrier leakage from the active region 106 and improves luminous efficiency. As will be described later, since the layer 120 that gives an optical loss that attenuates the oscillation intensity of the laser beam to some extent is inserted in the resonator extension region 104, the carrier block layer 105 plays a role of compensating for such loss. To bear.
  • the film thickness of the carrier block layer 105 is ⁇ / 4 mn r (where ⁇ is the oscillation wavelength, m is an integer, and n r is the refractive index of the medium).
  • the active region 106 is configured by laminating a lower spacer layer, a quantum well active layer, and an upper spacer layer.
  • the lower spacer layer is an undoped Al 0.6 Ga 0.4 As layer
  • the quantum well active layer is an undoped InGaAs quantum well layer and an undoped GaAs barrier layer
  • the upper spacer layer is an undoped GaAs barrier layer. It is an Al 0.6 Ga 0.4 As layer.
  • the p-type upper DBR108 is a laminate of a p-type Al 0.9 Ga 0.1 As layer and a GaAs layer, and the thickness of each layer is ⁇ / 4 nr , and these are alternately laminated for 29 cycles. is there.
  • the carrier concentration after doping with carbon, which is a p-type impurity, is, for example, 3 ⁇ 10 18 cm -3 .
  • a contact layer made of p-type GaAs is preferably formed on the uppermost layer of the upper DBR 108.
  • a p-type AlAs current constriction layer 110 is formed in or inside the lowermost layer of the upper DBR 108.
  • a columnar mesa M1 is formed on the substrate 100 by etching the laminated semiconductor layers from the upper DBR 108 to the lower DBR 102.
  • the current constriction layer 110 is exposed on the side surface of the mesa M1.
  • a conductive region 110B surrounded by an oxidation region 110A and an oxidation region 110A selectively oxidized from the side surface of the mesa M1 is formed.
  • the conductive region 110B is an oxidation aperture.
  • the AlAs layer has a higher oxidation rate than the AlGaAs layer, and the oxidation region 110A is oxidized from the side surface of the mesa M1 toward the inside at a substantially constant rate, so that the plane shape is parallel to the substrate of the conductive region 110B.
  • the diameter of the conductive region 110B for obtaining a single transverse mode can be easily increased as compared with the VCSEL having a normal ⁇ resonator structure.
  • the diameter of the conductive region 110B can be increased to 7 ⁇ m to 8 ⁇ m. Can be done.
  • the semiconductor layers from the upper DBR 108 to the lower DBR 102 are laminated by epitaxialization. Therefore, this semiconductor layer may be referred to as an epitaxial layer.
  • An annular p-side electrode 112 made of metal in which Ti / Au or the like is laminated is formed on the uppermost layer of the mesa M1.
  • the p-side electrode 112 makes ohmic contact with the contact layer of the upper DBR 108.
  • the inside of the annular p-side electrode 112 is a light outlet 112A through which laser light is emitted to the outside. That is, the axial direction of the mesa M1 is the optical axis.
  • the surface of the upper DBR 108 including the light emission port 112A is the emission surface.
  • a cathode electrode 114 is formed on the back surface of the substrate 100 as an n-side electrode.
  • the insulating layer 116 is provided so as to cover the surface of the mesa M1 except for the portion where the p-side electrode 112 and the anode electrode 118 described later are connected and the light emission port 112A.
  • the anode electrode 118 is provided so as to make ohmic contact with the p-side electrode 112.
  • the anode electrode 118 is provided except for the light emission port 112A of each of the plurality of VCSEL-A. That is, in the plurality of VCSEL-A included in the light source 10, each p-side electrode 112 is connected in parallel by the anode electrode 118 (see FIG. 6).
  • the anode electrode 118 is provided as a continuous electrode pattern covering the region between each VCSEL-A except for the light emitting port 112A of each VCSEL-A. Therefore, as compared with the case where the drive wiring is individually provided for each VCSEL-A, a pattern having a large area is formed, and the voltage drop when the drive current flows is suppressed.
  • the required longitudinal mode oscillation wavelength band is set to 940 nm, and in order to suppress switching to the other longitudinal mode oscillation wavelength bands, an unnecessary longitudinal mode standing wave is generated in the resonator extension region 104.
  • a layer 120 that gives an optical loss is provided. That is, the layer 120 that gives the optical loss is introduced at the position of the required vertical mode standing wave node.
  • the layer 120 that gives an optical loss is made of a semiconductor material having the same Al composition as the semiconductor layer constituting the resonator extension region 104, and is made of, for example, Al 0.3 Ga 0.7 As.
  • the layer 120 that gives the optical loss preferably has a higher impurity doping concentration than the semiconductor layer that constitutes the resonator extension region 104, and for example, the impurity concentration of AlGaAs that constitutes the resonator extension region 104 is 1 ⁇ 10 17 When it is cm -3 , the layer 120 that gives an optical loss has an impurity concentration of 1 ⁇ 10 18 cm -3 , and is configured to have an impurity concentration that is about an order of magnitude higher than that of other semiconductor layers. ..
  • the film thickness of the layer 120 that gives the optical loss is selected so that the loss to the required longitudinal mode is not large, and is preferably the same film thickness (10 nm) as the current constriction layer 110 located at the node of the standing wave. ⁇ 30 nm).
  • the layer 120 that gives optical loss is inserted so as to be located at the node for the required vertical mode standing wave. Since the light intensity is weak in the standing wave node, the effect of the loss on the required longitudinal mode by the layer 120 that gives the optical loss is small. On the other hand, for an unwanted longitudinal mode standing wave, the layer 120, which provides optical loss, is located on the antinode other than the node. Since the antinode of the standing wave has a higher light intensity than the node, the loss given to the unnecessary longitudinal mode by the layer 120 that gives an optical loss becomes large. In this way, by reducing the loss to the required longitudinal mode and increasing the loss to the unnecessary longitudinal mode, the unnecessary longitudinal mode is selectively prevented from resonating, and the longitudinal mode hopping is suppressed.
  • the layer 120 that gives the optical loss does not necessarily have to be provided at the position of each node of the required vertical mode standing wave in the resonator extension region 104, and may be a single layer. In this case, the intensity of the standing wave increases as it approaches the active region 106, so that the layer 120 that gives an optical loss to the position of the node near the active region 106 may be formed. Further, if switching or hopping between longitudinal modes is allowed, the layer 120 that causes optical loss may not be provided.
  • Multi-mode VCSEL (VCSEL-B) with ⁇ resonator structure)
  • VCSEL-B Multiple transverse mode VCSEL
  • the light source 10'shown for comparison is shown for explaining the influence of the spreading angle of the emitted light of the VCSEL on the amount of skirt spreading.
  • the light emitting device 4 for comparison is a light source 10 shown in FIG. 5 replaced with a light source 10'described below.
  • the multi-mode VCSEL having a ⁇ resonator structure has a larger spread angle of the emitted light than the single-mode VCSEL having a long resonator structure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of a multi-mode VCSEL having a single ⁇ resonator structure included in the light source 10'for comparison.
  • the multi-mode VCSEL having a ⁇ resonator structure will be referred to as VCSEL-B.
  • the VCSEL-B does not include the resonator extension region 104 in the VCSEL-A.
  • the upward direction of the paper surface is the z direction.
  • the VCSEL-B is sandwiched between the upper spacer layer and the lower spacer layer formed on the n-type lower DBR202 and the lower DBR202 in which AlGaAs layers having different Al compositions are alternately laminated on the n-type GaAs substrate 200.
  • the active region 206 including the quantum well layer and the p-type upper DBR208 formed by alternately stacking AlGaAs layers having different Al compositions formed on the active region 206 are laminated.
  • a p-type AlAs current constriction layer 210 is formed in or inside the lowermost layer of the upper DBR208.
  • the lower DBR202, the active region 206, the upper DBR208, and the current constriction layer 210 are the same as the lower DBR102, the active region 106, the upper DBR108, and the current constriction layer 110 of the VCSEL-A described above, and thus the description thereof will be omitted.
  • a columnar mesa M2 is formed on the substrate 200, and the current constriction layer 210 is exposed on the side surface of the mesa M2.
  • the current constriction layer 210 is formed with an oxidized region 210A selectively oxidized from the side surface of the mesa M2 and a conductive region 210B surrounded by the oxidized region 210A.
  • the conductive region 210B is an oxidation aperture.
  • the planar shape of the conductive region 210B parallel to the substrate is a shape that reflects the outer shape of the mesa M2, that is, a circular shape, and the center thereof substantially coincides with the axial direction of the mesa M2 indicated by the one-point chain line.
  • An annular p-side electrode 212 made of metal in which Ti / Au or the like is laminated is formed on the uppermost layer of the mesa M2, and the p-side electrode 212 is ohmic-connected to the contact layer of the upper DBR208.
  • a circular light emitting port 212A whose center coincides with the axial direction of the mesa M2 is formed on the p-side electrode 212, and laser light is emitted to the outside from the light emitting port 212A. That is, the axial direction of the mesa M2 is the optical axis.
  • a cathode electrode 214 as an n-side electrode is formed on the back surface of the substrate 200.
  • the surface of the upper DBR 208 including the light emission port 212A is the emission surface.
  • the insulating layer 216 is provided so as to cover the surface of the mesa M2 except for the portion where the p-side electrode 212 and the anode electrode 218 described later are connected and the light emitting port 212A. Then, except for the light emission port 212A, the anode electrode 218 is provided so as to make ohmic contact with the p-side electrode 212. The anode electrode 218 is provided except for the light emission port 212A of each of the plurality of VCSEL-Bs. That is, in the plurality of VCSEL-Bs included in the light source 10', the p-side electrodes 212 are connected in parallel by the anode electrodes 218.
  • FIG. 9 is a diagram schematically explaining the relationship between the spread angle of the emitted light from the single-mode VCSEL (VCSEL-A) having a long resonator structure and the amount of tail spread in the light intensity distribution.
  • FIG. 9 (a) is a diagram for explaining the spread angle ⁇ of the emitted light from the single mode VCSEL (VCSEL-A), and
  • FIG. 9 (b) shows the light intensity distribution.
  • the upward direction of the paper surface is the z direction.
  • the light intensity distribution shown in FIG. 9B is the light intensity distribution on the AA line shown in FIG. 3A.
  • the light emitted from the VCSEL-A of the light source 10 emits light at a spreading angle ⁇ .
  • divergence angle is the full width at half maximum (FWHM) or 1 / e 2 of the light intensity.
  • the diffuser plate 30 includes, for example, a glass base material 31 having both sides parallel and flat, and a resin layer 32 having a plurality of minute irregularities formed on one surface of the glass base material to diffuse light. .. Then, the diffuser plate 30 is provided on the path of the emitted light of the VCSEL-A of the light source 10 (referred to as the light emission path), and the incident light is diffused and irradiated by the unevenness of the resin layer 32.
  • At least one of the plurality of convex portions and the plurality of concave portions constituting the unevenness of the resin layer 32 has a width of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and a height (depth) of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, as an example. Further, the unevenness may be a pattern having a period or a random pattern having no period.
  • the diffuser plate 30 controls the refraction direction of light by the pattern of the unevenness, and changes the light emitted from the light source 10 into a desired irradiation pattern.
  • the uneven pattern is sometimes called a lens pattern.
  • the diffusion plate 30 may be configured to have a uniform diffusion angle as a whole, or may be configured so that the diffusion angle differs depending on the position. Further, the diffuser plate 30 may be configured so that the optical axis of the VCSEL-A and the central axis of the light emitted from the diffuser plate 30 coincide with each other, and the diffuser plate 30 emits light from the diffuser plate 30 with respect to the optical axis of the VCSEL-A. The central axis of the light to be emitted may be intentionally shifted so that the irradiation area is expanded.
  • the diffusion angle refers to the spread angle of the emitted light when parallel light is incident.
  • the diffuser plate 30 diffuses the light of the spreading angle ⁇ emitted by the VCSEL-A and irradiates the irradiation surface 310 (see FIG. 2). At this time, the diffuser plate 30 superimposes and irradiates the light emitted by each VCSEL-A.
  • FIG. 10 is a diagram schematically explaining the relationship between the spread angle ⁇ of the emitted light from the multi-mode VCSEL (VCSEL-B) of the ⁇ resonator structure shown for comparison and the amount of tail spread in the light intensity distribution.
  • FIG. 10 (a) is a diagram for explaining the spread angle ⁇ of the emitted light from the multi-mode VCSEL (VCSEL-B), and FIG. 10 (b) shows the light intensity distribution.
  • the upward direction of the paper surface is the z direction.
  • the light intensity distribution shown in FIG. 10B is the light intensity distribution on the line AA shown in FIG. 3A.
  • the diffuser plate 30 is the same as the case of the single-mode VCSEL (VCSEL-A) having a long resonator structure shown in FIG.
  • the VCSEL-B emits light at a spread angle ⁇ larger than the spread angle of the light emitted from the VCSEL-A ( ⁇ ⁇ ).
  • the hem expansion amount includes the VCSEL-A (expansion angle ⁇ ) shown in FIG. 9 (b). This is larger than the amount of hem spread when the light source 10 is used.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the spread angle of the emitted light of the VCSEL, the spread amount of the hem, and the light utilization efficiency.
  • the horizontal axis is the spread angle of the emitted light
  • the vertical axis on the left side is the amount of spread at the hem
  • the vertical axis on the right side is the light utilization efficiency.
  • the spreading angle of the emitted light is related to the spreading amount of the hem on the irradiation surface 310, a large light output can be intentionally obtained in the three-dimensional shape measurement by the TOF method in which the light source 10 having a large light output is required.
  • the multi-mode VCSEL having a resonator structure is not adopted, but the single-mode VCSEL having a small spread angle of the emitted light is used.
  • the tailing range II in which the light is irradiated to the irradiation surface 310 outside the predetermined range is narrowed.
  • the light utilization efficiency is improved by making the hem portion of the light smaller, that is, suppressing the amount of hem spreading.
  • the power consumption of the light source is reduced as compared with the case where the amount of hem spread is not suppressed.
  • a long drive time can be obtained in a battery-powered information processing device such as a portable information processing device.
  • a VCSEL having an oxidative constriction structure may be configured by providing a plurality of holes so as to surround the periphery of the exit port of each VCSEL and oxidizing the current constriction layer 110 using the holes.
  • the plurality of VCSELs show a form in which light is emitted from the surface side (surface side) on the substrate 100 on which the epitaxial layer is formed, but the surface side on which the epitaxial layer is not formed. It may be in the form of emitting light from (back side).
  • the light source 10 and the diffuser plate 30 are arranged at a position where they overlap when viewed from the light emitting surface side, but the form is arranged at a position where they do not overlap. You may.
  • the structure may be such that light can be diffused even at a position where the diffuser plate 30 and the light source 10 do not overlap with each other through a reflection member such as a reflection mirror.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-146381 dated August 8, 2019.

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Abstract

多重横モードの発光素子を用いた光源を使用する場合に比べ、予め定められた範囲外に到達する光量を抑制した発光装置などを提供する。発光装置は、単一横モードで発振する発光素子を複数配列した光源と、光源の光出射経路に設けられ、光源が出射する光を拡散して照射する光学部材と、を備える。

Description

発光装置、光学装置及び情報処理装置
　本発明は、発光装置、光学装置及び情報処理装置に関する。
　特許文献１には、光源と、所定の平面上において互いに隣接して配置される複数のレンズを有すると共に、光源が出射する光を拡散する拡散板と、拡散板によって拡散された光が被写体で反射した反射光を受光する撮像素子と、を備え、複数のレンズは、拡散された光における干渉縞の周期が三画素以下となるように配置された撮像装置が記載されている。
特開２０１８－５４７６９号公報
　ところで、タイムオブフライト方式の三次元形状の計測では、計測対象へ光を照射するため、光源から出射された光を拡散させて、予め定められた範囲に、予め定められた光強度分布で照射することが求められる。このとき、予め定められた範囲外では、予め定められた範囲から遠ざかるに従い光強度が徐々に減衰する。この予め定められた範囲外に照射される光は三次元形状の計測に寄与しないため無駄になる。
　本発明の目的は、多重横モードの発光素子を用いた光源を使用する場合に比べ、予め定められた範囲外に到達する光量を抑制した発光装置などを提供する。
　本発明の第１態様に係る発光装置は、単一横モードで発振する発光素子を複数配列した光源と、前記光源の光出射側に設けられ、当該光源が出射する光を拡散して照射する光学部材と、を備えることを特徴とする。
　本発明の第２態様に係る発光装置は、第１態様に係る発光装置において、前記発光素子は、垂直共振型面発光レーザ素子であることを特徴とする。
　本発明の第３態様に係る発光装置は、第２態様に係る発光装置において、前記垂直共振型面発光レーザ素子は、長共振器構造であることを特徴とする。
　本発明の第４態様に係る発光装置は、第１～第３のいずれかの態様に係る発光装置において、複数の前記発光素子は、電極パターンにより互いに並列に接続されるとともに、当該電極パターンは、各発光素子の出射口を除く領域を、連続したパターンで覆っていることを特徴とする。
　本発明の第５態様に係る発光装置は、第１～第４のいずれかの態様に係る発光装置において、前記光学部材は、前記光源から出射される光の指向性を変えて照射することを特徴とする。
　本発明の第６態様に係る発光装置は、第５の態様に係る発光装置において、前記光学部材は、板状の部材であって、少なくとも一方の面に光の指向特性を変える構造が設けられていることを特徴とする。
　本発明の第７態様に係る発光装置は、第１～第６のいずれかの態様に係る発光装置において、前記光学部材は、タイムオブフライト方式による三次元形状の計測に用いる光を照射することを特徴とする。
　本発明の第８態様に係る発光装置は、第１～第７のいずれかの態様に係る発光装置において、前記光源及び前記光学部材が携帯型情報処理端末に搭載され、当該光源は電池によって駆動されることを特徴とする。
　本発明の第９態様に係る発光装置は、長共振器構造の垂直共振型面発光レーザ素子を複数配列した光源と、前記光源の光出射経路に設けられ、当該光源が出射する光を拡散して照射する光学部材と、を備えることを特徴とする。
　本発明の第１０態様に係る光学装置は、第１～第９のいずれか１つの発光装置と、前記発光装置が備える光源から出射され計測対象で反射された反射光を受光する受光部と、を備え、前記受光部は、前記光源から光が出射されてから当該受光部で受光されるまでの時間に相当する信号を出力することを特徴とする。
　本発明の第１１態様に係る情報処理装置は、第１０態様に係る光学装置と、前記光学装置が備える光源から出射され計測対象で反射され、当該光学装置が備える受光部が受光した反射光に基づき、当該計測対象の三次元形状を特定する形状特定部と、を備えることを特徴とする。
　本発明の第１１態様ｎ係る情報処理装置は、第１１態様に係る情報処理装置において、前記形状特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、をさらに備えることを特徴とする。
　本発明の第１態様によれば、多重横モードの発光素子を用いた光源を使用する場合に比べ、予め定められた範囲外に照射される光量が抑制される。
　本発明の第２態様によれば、垂直共振型面発光レーザ素子でない場合に比べ、面発光の光源が構成しやすい。
　本発明の第３態様によれば、長共振器構造でない単一横モードの発光素子の場合に比べ、光出力が大きい。
　本発明の第４態様によれば、発光素子毎に配線が設けられる場合に比べ、駆動電流が流れた場合の電圧降下が抑制される。
　本発明の第５態様によれば、光の指向性を変えない場合に比べて、予め定められた範囲外に照射される光量が抑制される。
　本発明の第６態様によれば、構造によらない場合に比べ、光の吸収が抑制される。
　本発明の第７態様によれば、光の裾の部分を抑制しない場合に比べ、光利用効率を高くできる。
　本発明の第８態様によれば、光の裾の部分を抑制しない場合に比べ、駆動時間が長くできる。
　本発明の第９態様によれば、多重横モードの垂直共振型面発光レーザ素子を用いた光源を使用する場合に比べ、予め定められた範囲外に拡がる光の裾の部分が抑制される。
　本発明の第１０態様によれば、光が出射されてから受光されるまでの時間が計測できる光学装置が提供される。
　本発明の第１１態様によれば、三次元形状を計測できる情報処理装置が提供される。
　本発明の第１２態様によれば、三次元形状に基づく認証処理を搭載した情報処理装置が提供される。
本実施の形態が適用される情報処理装置の一例を示す図である。 情報処理装置による三次元形状の計測について説明する図である。 照射面を説明する図である。（ａ）は、照射面における照射パターンの一例を示す図、（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ線での光強度分布である。 情報処理装置の構成を説明するブロック図である。 本実施の形態が適用される光学装置の平面図及び断面図の一例を示す図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＢ－ＶＢ線での断面図である。 光源の平面図の一例を示す図である。 光源が備える１個の長共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。 比較のための光源が備える１個のλ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。 長共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬからの出射光の拡がり角と光強度分布における裾拡がり量との関係を模式的に説明する図である。（ａ）は、シングルモードＶＣＳＥＬからの出射光の拡がり角を説明する図、（ｂ）は、光強度分布を示す。 比較のために示すλ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬからの出射光の拡がり角と光強度分布における裾拡がり量との関係を模式的に説明する図である。（ａ）は、マルチモードＶＣＳＥＬからの出射光の拡がり角を説明する図、（ｂ）は、光強度分布を示す。 ＶＣＳＥＬの出射光の拡がり角と裾拡がり量及び光利用効率との関係を説明する図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　情報処理装置は、その情報処理装置にアクセスしたユーザがアクセスすることが許可されているか否かを識別し、アクセスが許可されているユーザであることが認証された場合にのみ、自装置である情報処理装置の使用を許可するようになっていることが多い。これまで、パスワード、指紋、虹彩などにより、ユーザを認証する方法が用いられてきた。最近では、さらにセキュリティ性の高い認証方法が求められている。この方法として、ユーザの顔の三次元像による認証が行われるようになっている。
　ここでは、情報処理装置は、一例として携帯型情報処理端末であるとして説明し、三次元像として捉えられた顔を認識することで、ユーザを認証するとして説明する。なお、情報処理装置は、携帯型情報処理端末以外のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの情報処理装置に適用しうる。
　さらに、本実施の形態で説明する構成、機能、方法等は、顔の形状による認識以外に、物体の三次元像の取得にも適用しうる。すなわち、顔以外の物体を計測対象として、計測対象の三次元形状を計測して三次元像を取得することに適用してもよい。また、計測対象までの距離（以下では、計測距離と表記する。）は問わない。なお、本実施の形態では、三次元像の取得の対象となる顔や顔以外の物体を、被照射物または被計測物と表記する場合がある。
（情報処理装置１）
　図１は、本実施の形態が適用される情報処理装置１の一例を示す図である。前述したように、情報処理装置１は、一例として携帯型情報処理端末である。
　情報処理装置１は、ユーザインターフェイス部（以下では、ＵＩ部と表記する。）２と三次元像を取得する光学装置３とを備えている。ＵＩ部２は、例えばユーザに対して情報を表示する表示デバイスとユーザの操作により情報処理に対する指示が入力される入力デバイスとが一体化されて構成されている。表示デバイスは、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイであり、入力デバイスは、例えばタッチパネルである。
　光学装置３は、発光装置４と、三次元センサ（以下では、３Ｄセンサと表記する。）６とを備えている。発光装置４は、三次元像の取得のために三次元形状を計測する計測対象、ここで説明する例では顔、に向けて光を出射する。３Ｄセンサ６は、発光装置４が出射した光が計測対象、ここで説明する例では顔、で反射されて戻ってきた光を取得する。ここでは、光の飛行時間による、いわゆるタイムオブフライト（ＴＯＦ：Time of Flight）方式に基づいて、顔の三次元像を取得するとする。以下では、計測対象が顔である場合、顔を計測対象と表記することがある。
　情報処理装置１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、不揮発性の書き換え可能なメモリ、例えばフラッシュメモリを含む。ＲＯＭに蓄積されたプログラムや定数が、ＲＡＭに展開される。ＣＰＵがＲＡＭに展開されたプログラムを実行することによって、情報処理装置１が動作し、各種の情報処理が実行される。
（情報処理装置１による三次元形状の計測）
　図２は、情報処理装置１による三次元形状の計測について説明する図である。ここでの計測対象は、顔３００である。図２に図示するように、紙面の右方向をｘ方向、上方向をｚ方向とし、紙面の裏面方向をｙ方向とする。図２は、頭上方向から頭（顔）を見た図である。
　情報処理装置１の光学装置３において、発光装置４から光が顔３００に向けて出射される。そして、３Ｄセンサ６により顔３００で反射された光が受光される。つまり、光学装置３は、発光装置４から計測対象に向けて光が照射され、３Ｄセンサ６で計測対象からの反射光が受光されるように構成されている。このとき、発光装置４は、発光装置４に対向して設けられる仮想的な面である照射面３１０に向けて光を照射する。ここで、発光装置４と照射面３１０とが正対し、照射面３１０に立てた垂線３２１上に発光装置４がある。垂線３２１は後述する検知範囲Ｉの中心に立つ。Ａ－Ａ線は、検知範囲Ｉの中心（垂線３２１との交点）を通り照射面３１０をｘ方向に横切る線である。発光装置４とＡ－Ａ線上の任意の点とを結ぶ線を線３２２とする。角度θは、垂線３２１と線３２２との間の角度である。
　照射面３１０には、顔３００を検知して顔３００の三次元形状を計測する検知範囲Ｉと、検知範囲Ｉを取り囲む裾引き範囲ＩＩとが形成される。検知範囲Ｉは、この領域に顔３００が存在する場合に、反射光により顔３００の三次元形状を計測しうる光強度の光が照射される範囲である。一方、裾引き範囲ＩＩは、検知範囲Ｉから離れるにしたがい光強度が低下する範囲である。よって、裾引き範囲ＩＩに顔３００が存在しても、検知範囲Ｉに顔３００が存在する場合と比べ、顔３００の三次元形状は精度よく計測されない。つまり、裾引き範囲ＩＩは、顔３００の三次元形状を計測するのに適さない非検知範囲となる。検知範囲Ｉ及び裾引き範囲ＩＩは、発光装置４から光が到達する範囲である。そして、検知範囲Ｉは、三次元形状の計測のために予め定められた範囲であって、予め定められた光強度分布で光が照射される範囲である。ここで、光強度とは、光度を言う。
　図３は、照射面３１０を説明する図である。図３（ａ）は、照射面３１０における照射パターンの一例を示す図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ線での光強度分布である。照射面３１０において光が照射された形状、つまり光が到達した部分の形状を照射パターンと表記する。図３（ｂ）における横軸は、図２に示した垂線３２１と線３２２との間の角度θであり、縦軸は、照射面３１０における光強度である。
　図３（ａ）で示す照射パターンは、ｘ方向に長手方向が向き、角が丸くなった四角形状であるとする。この照射パターンにおいて、中央部の実線で囲んだ長方形の範囲を検知範囲Ｉに設定し、検知範囲Ｉの周辺部を裾引き範囲ＩＩとしている。裾引き範囲ＩＩは、検知範囲Ｉの外側に検知範囲Ｉを取り巻くように形成されている。なお、検知範囲Ｉは、長方形状以外の形状に設定されてもよい。
　検知範囲Ｉは、予め定められた光強度分布になるように設定されている。なお、図３（ｂ）では、検知範囲Ｉは、光強度が一定であるとしているが、予め定められた許容範囲において変動した分布であってもよい。すなわち、被照射物の三次元形状を計測可能な光強度であれば、検知範囲Ｉの領域内において変動した分布であってもよい。例えば、検知範囲Ｉにおいて、中央側の方が周辺側より光強度が弱い分布であってもよく、この逆の分布であってもよい。一方、裾引き範囲ＩＩでは、検知範囲Ｉから離れるにつれて、検知範囲Ｉの光強度から徐々に光強度が低下していく。ここで、裾引き範囲ＩＩにおいて、検知範囲Ｉと裾引き範囲ＩＩとの境界の角度から、光強度が最大値の１／ｅ２になる角度までの角度差を裾拡がり量とする。裾拡がり量は、裾引き範囲ＩＩの大きさを示す。前述したように、裾引き範囲ＩＩは顔３００の三次元形状の計測に適さない領域であり、三次元形状の計測に用いる検知範囲の範囲外となる場合がある。この場合、裾引き範囲ＩＩに照射される光は無効な光となる。よって、裾引き範囲ＩＩの面積が小さいほど、つまり裾拡がり量が小さいほど、発光装置４が出射する光の利用効率（以下では、光利用効率と表記する。）が大きくなる。なお、光利用効率とは、発光装置４が出射する光量の内、検知範囲Ｉに照射される光量の割合をいう。そして、裾引き範囲ＩＩに照射される光を裾引き光と表記することがある。なお、裾拡がり量を、光強度の半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）で評価してもよい。また、裾拡がり量を、角度以外の指標、例えば発光装置４から予め定め設定された距離に置かれた照射面３１０における裾引き範囲ＩＩの幅などで評価してもよい。
　図４は、情報処理装置１の構成を説明するブロック図である。
　情報処理装置１は、上記した光学装置３と、光学装置制御部８と、システム制御部９とを備えている。光学装置３は、前述したように発光装置４と３Ｄセンサ６を備えている。光学装置制御部８は、光学装置３を制御する。そして、光学装置制御部８は、形状特定部８１を含む。システム制御部９は、情報処理装置１全体をシステムとして制御する。そして、システム制御部９は、認証処理部９１を含む。そして、システム制御部９には、ＵＩ部２、スピーカ９２、二次元カメラ（図４では、２Ｄカメラと表記する。）９３などが接続されている。なお、３Ｄセンサ６は、受光部の一例である。
　以下、順に説明する。
　光学装置３が備えている発光装置４は、光源１０と、拡散板３０と、光量監視用受光素子（図４では、ＰＤと表記する。）４０と、駆動部５０とを備えている。なお、発光装置４における光源１０、拡散板３０及び光量監視用受光素子４０については、後述する。なお、拡散板３０は、光学部材の一例である。
　発光装置４における駆動部５０は、光源１０を駆動する。例えば、光源１０は、駆動部５０により、数１０ＭＨｚ～数１００ＭＨｚで繰り返す光をパルス状に出射するように駆動される。光源１０が出射する光を出射光と表記し、光源１０が出射するパルス状の光を、出射光パルスと表記する。
　３Ｄセンサ６は、格子状に配列された複数の受光領域を備えている。３Ｄセンサ６は、発光装置４の光源１０からの出射光パルスに対応して計測対象から反射されたパルス光を受光する。３Ｄセンサ６が受光する光パルスを受光パルスと表記する。そして、３Ｄセンサ６は、光源１０から光が出射されてから計測対象で反射され３Ｄセンサ６で受光されるまでの時間に相当する信号を受光領域毎にデジタル値として出力する。例えば、３Ｄセンサ６は、各受光領域が２つのゲートとそれらに対応した２つの電荷蓄積部を備えたＣＭＯＳ構造のデバイスとして構成されている。そして、２つのゲートに交互にパルスを加えることによって、各受光領域で発生した光電子を２つの電荷蓄積部の何れかに交互に転送し、出射光パルスと受光パルスとの位相差に応じた電荷を蓄積するように構成されている。そして、ＡＤコンバータを介して、受光領域毎に出射光パルスと受光パルスとの位相差に応じた電荷に対応するデジタル値を信号として出力する。
　なお、３Ｄセンサ６は、集光用のレンズを備えてもよい。
　光学装置制御部８の形状特定部８１は、３Ｄセンサ６の受光領域毎に得られるデジタル値を３Ｄセンサ６から取得する。そして、形状特定部８１は、取得したデジタル値から受光領域毎に計測対象までの距離を算出することで計測対象の三次元形状を計測する。形状特定部８１は、計測した三次元形状から、三次元像を特定する。
　システム制御部９の認証処理部９１は、形状特定部８１により特定された特定結果である計測対象の三次元像がＲＯＭなどに予め蓄積された三次元像と一致する場合に、情報処理装置１の使用に関する認証処理を行う。なお、情報処理装置１の使用に関する認証処理とは、一例として、自装置である情報処理装置１の使用を許可するか否かの処理である。計測対象が顔である場合、顔の三次元像がＲＯＭ等の記憶部材に記憶された顔の三次元像に一致すれば、情報処理装置１が提供する各種アプリケーション等を含む情報処理装置１の使用を許可する。
　上記の形状特定部８１及び認証処理部９１は、一例として、プログラムを実行するＣＰＵによって構成される。また、これらの機能は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路によって実現されてもよい。さらには、これらは、プログラム等のソフトウエアを実行するＣＰＵと集積回路との協働により実現されてもよい。
　図４においては、光学装置３、光学装置制御部８及びシステム制御部９をそれぞれ分けて示したが、システム制御部９が光学装置制御部８を含んでもよい。また、光学装置制御部８が光学装置３に含まれてもよい。さらに、光学装置３、光学装置制御部８及びシステム制御部９が一体に構成されてもよい。
（光学装置３の全体構成）
　次に、光学装置３について、詳細に説明する。
　図５は、本実施の形態が適用される光学装置３の平面図及び断面図の一例を示す図である。図５（ａ）は、平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶＢ－ＶＢ線での断面図である。ここで、図５（ａ）において、紙面の横方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向とし、表面方向をｚ方向とする。
　まず、図５（ａ）に示す平面図を説明する。
　光学装置３において、発光装置４と３Ｄセンサ６とは、一例として回路基板７上にｘ方向に並ぶように配置されている。回路基板７は、絶縁性材料で構成された板状の部材を基材とし、導電性材料で構成された導体パターンが設けられている。絶縁性材料は、例えばセラミック、エポキシ樹脂などであり、導電性材料は、例えば銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）などの金属又はこれらの金属を含む導電性ペーストである。回路基板７は、導体パターンが表面に設けられた単層基板であってもよく、導体パターンが複数層設けられた多層基板であってもよい。また、発光装置４と３Ｄセンサ６とは、それぞれが別の回路基板上に配置されていてもよい。
　そして、発光装置４において、光量監視用受光素子４０、光源１０及び駆動部５０は、一例として回路基板７上にｘ方向に並ぶように配置されている。そして、拡散板３０は、光源１０及び光量監視用受光素子４０を覆うように設けられている。
　光源１０は、一例として平面形状が長方形である。なお、光源１０の平面形状は、長方形でなくともよい。光源１０の光出射方向（光出射側）は、ｚ方向である。なお、光源１０は、回路基板７上に直接搭載されてもよいし、酸化アルミニウムや窒化アルミ等の放熱用基材を介して、回路基板７上に搭載されてもよい。放熱用基材を介する場合、光源１０に供給する電力を大きくして、光源１０の光出力を大きくしてもよい。以下では、光源１０は、回路基板７上に直接搭載されているとして説明する。ここで、平面形状とは、平面視した場合の形状であり、平面視とは、図５（ａ）において、ｚ方向から見ることをいう。以下同様である。ここで、光出力とは光束をいう。
　拡散板３０は、一例として平面形状が長方形の部材である。拡散板３０は、拡散板３０に入射する光を拡散させて出射する。このとき、拡散板３０は、拡散板３０に入射する光の指向性を変えて出射する。つまり、拡散板３０は、光源１０から出射された光が拡散板３０を経ずに照射面３１０に照射された場合における光強度分布と異なる光強度分布となるように光を出射する。例えば、光源１０は、後述するようにサイズが小さいため、点光源と見なせる。拡散板３０は、この光源１０から入射する光による照射パターンを、図３（ａ）に示したような照射面３１０における照射パターンに変える。
　拡散板３０の大きさは、例えば、横幅及び縦幅が１ｍｍ～１０ｍｍ、厚みは０．１ｍｍ～１ｍｍとすればよい。なお、拡散板３０は、平面視した状態において、光源１０及び光量監視用受光素子４０を覆っていればよい。また、図５（ａ）では、拡散板３０を平面視した形状が長方形である例を示したが、多角形や円形など、他の形状であってもよい。そして、以上のような大きさ及び形状であれば、携帯型情報処理端末の顔認証や、数ｍ程度までの比較的近距離の三次元形状の計測に適した拡散板３０が提供される。
　次に、図５（ｂ）に示す断面図を説明する。
　拡散板３０は、光源１０の光出射側であるｚ方向側に側壁３３で支えられている。側壁３３は、光源１０及び光量監視用受光素子４０を囲むように設けられている。拡散板３０は、側壁３３により光源１０及び光量監視用受光素子４０から予め定められた距離に保持されている。そして、光源１０から拡散板３０に入射する光は、拡散板３０から出射し、照射面３１０（図２参照）に照射される。
　側壁３３が光源１０の出射する光を吸収する部材で構成されていると、光源１０が出射する光が側壁３３を透過して外部に放射されることが抑制される。また、拡散板３０と側壁３３とで光源１０及び光量監視用受光素子４０を封止することで、防塵、防湿等が図られる。本実施の形態では、光源１０と光量監視用受光素子４０とを近接して配置することで、小さなサイズの側壁３３で囲いやすくなるとともに、小さなサイズの拡散板３０で済む。
　光量監視用受光素子４０は、受光した光量（以下では、受光量と表記する。）に応じた電気信号を出力するデバイスである。光量監視用受光素子４０は、例えばシリコンなどで構成されたフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）である。光量監視用受光素子４０は、光源１０から出射され、拡散板３０の裏面、つまり拡散板３０の－ｚ方向側の面で反射した光が受光されるように構成されている。
　光源１０は、光量監視用受光素子４０の受光量に基づいて、予め定められた光出力を維持するように制御される。つまり、光学装置制御部８は、光量監視用受光素子４０の受光量に基づいて、駆動部５０を介して光源１０を制御する。なお、光量監視用受光素子４０の受光量が極端に低下した場合には、拡散板３０が外れたり破損したりして、光源１０の出射する光が拡散板３０で拡散されずに直接外部に照射されているおそれがある。このような場合には、光学装置制御部８は、駆動部５０を介して光源１０の光出力を抑制する。例えば、光学装置制御部８は、光源１０からの光の出射を停止させる。
（光源１０の構成）
　図６は、光源１０の平面図の一例を示す図である。ここでは、回路基板７上設けられた導体パターンであるカソードパターン７１、アノードパターン７２Ａ、７２Ｂ、及び光源１０とこれらの導体パターンとを接続するボンディングワイヤ７３Ａ、７３Ｂを合わせて示す。
　本実施の形態では、光源１０は、垂直共振型面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）を備えている。以下では、垂直共振型面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬをＶＣＳＥＬと表記する。なお、ＶＣＳＥＬは、発光素子の一例である。後述するように、ＶＣＳＥＬは、基板上に積層された下部多層膜反射鏡と上部多層膜反射鏡との間に発光領域となる活性領域を設け、基板に垂直な方向にレーザ光を出射させる。このことから、ＶＣＳＥＬを二次元状に複数配列したアレイ化が容易である。光源１０は、複数のＶＣＳＥＬが一つの半導体部品として一体集積されて構成されている。
　複数のＶＣＳＥＬを備える光源１０は、裏面にカソード電極１１４が設けられ（後述する図７参照）、表面にアノード電極１１８が設けられている。なお、アノード電極１１８は、複数のＶＣＳＥＬのｐ側電極１１２を接続する部分と、後述するボンディングワイヤ７３Ａが接続されるパッド部１１８Ａと、ボンディングワイヤ７３Ｂが接続されるパッド部１１８Ｂとを備えている。つまり、複数のＶＣＳＥＬは、並列接続されている。
　図６では、光源１０が備える複数のＶＣＳＥＬは、一例として正方形に組まれた格子の各格子点に配列されている。複数のＶＣＳＥＬは、例えば行毎にＶＣＳＥＬを配置する位置を繰り返し単位の半分ずらした配列など、他の配列としてもよい。
　回路基板７上には、導体パターンとして、カソードパターン７１、アノードパターン７２Ａ、７２Ｂが設けられている。カソードパターン７１は、光源１０の裏面に設けられたカソード電極１１４が接続されるように、光源１０より広い面積で形成されている。そして、光源１０は、裏面に設けられたカソード電極１１４が回路基板７上のカソードパターン７１に導電性接着剤にて接着されている。そして、光源１０のアノード電極１１８のパッド部１１８Ａは、ボンディングワイヤ７３Ａにて、回路基板７上のアノードパターン７２Ａと接続され、光源１０のアノード電極１１８のパッド部１１８Ｂは、ボンディングワイヤ７３Ｂにて、回路基板７上のアノードパターン７２Ｂと接続されている。
　光源１０が備えるＶＣＳＥＬの数は、例えば、１０個～１０００個である。複数のＶＣＳＥＬは、並列に接続され並列駆動される。つまり、複数のＶＣＳＥＬは、同時に光を出射する。光源１０は、例えば、０．５ｍｍ角～３ｍｍ角である。なお、より遠くの被照射物に照射する場合は、さらにＶＣＳＥＬの数を増やしてもよい。
　前述したように、光源１０は、計測対象の三次元形状を計測するための光を出射する。前述した顔の形状によるユーザの認証では、計測距離は１０ｃｍ程度から１ｍ程度である。そして、検知範囲Ｉの一辺長は、１ｍ程度である。光源１０としては、検知範囲Ｉに予め定められた光強度の光を照射することが求められることから、光源１０が備えるＶＣＳＥＬは、光出力が大きいことが求められる。
　本実施の形態においては、光源１０が備えるＶＣＳＥＬとして、単一横モードで発振するＶＣＳＥＬを用いる。なお、単一横モードは、シングルモードと表記されることがある。以下では、単一横モードで発振するＶＣＳＥＬをシングルモードＶＣＳＥＬと表記する。シングルモードＶＣＳＥＬは、多重横モードで発振するＶＣＳＥＬと比べて、出射光の拡がり角が小さい。なお、多重横モードは、マルチモードと表記されることがある。そこで、多重横モードで発振するＶＣＳＥＬをマルチモードＶＣＳＥＬと表記する。なお、単一横モードとは、拡がり角をパラメータとした出射光の光強度プロファイルが単峰性、つまり光強度のピークが１つである特性を有するものを言う。例えば、単峰性が維持される範囲において複数の横モードを含んでもよい。なお、出射光の拡がり角は、光強度が最大値の１／ｅ２となる角度範囲を言う。また、拡がり角は、光強度の半値全幅（ＦＷＨＭ）である角度範囲などとしてもよい。
　シングルモードＶＣＳＥＬとして、長共振器構造のＶＣＳＥＬを用いてもよい。
　長共振器構造のＶＣＳＥＬは、共振器長が発振波長λである一般的なλ共振器構造のＶＣＳＥＬ内の活性領域と一方の多層膜反射鏡との間に、数λ～数１０λ分のスペーサ層を導入して共振器長を長くすることで高次横モードの損失を増加させ、これにより、一般的なλ共振器構造のＶＣＳＥＬの酸化アパーチャ径よりも大きい酸化アパーチャ径でシングルモード発振を可能にする。典型的なλ共振器構造のＶＣＳＥＬでは、縦モード間隔（フリースペクトルレンジと呼ばれることがある。）が大きいため、単一縦モードで安定的な動作を得ることができる。これに対し、長共振器構造のＶＣＳＥＬの場合には、共振器長が長くなることで縦モード間隔が狭くなり、共振器内に複数の縦モードである定在波が存在し、その結果、縦モード間のスイッチングが起こり易くなる。このため、長共振器構造のＶＣＳＥＬでは、縦モード間のスイッチングを抑制する層（以下で説明する図７における光学的損失を与える層１２０）を設けている。
　λ共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬは、λ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬより酸化アパーチャ径が小さく設定されるため、光出力を大きくしにくかった。このため、三次元形状を計測する光源１０としては、光出力が大きいマルチモードＶＣＳＥＬが用いられてきた。しかし、裾引き範囲ＩＩに裾を引いて拡がる光を少なくして光の利用効率を高めるためには、後述するように、拡がり角が小さいシングルモードＶＣＳＥＬを用いることがよい。そして、長共振器構造のＶＣＳＥＬは、一般的なλ共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬより酸化アパーチャ径を大きくしやすいため、光出力を大きくしやすい。そして、長共振器構造のＶＣＳＥＬは、一般的なλ共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬと比較し、拡がり角をさらに狭くしやすい。
（長共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬ（ＶＣＳＥＬ－Ａ））
　図７は、光源１０が備える１個の長共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。以下では、長共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬをＶＣＳＥＬ－Ａと表記する。なお、紙面の上方向がｚ方向である。
　ＶＣＳＥＬ－Ａは、ｎ型のＧａＡｓの基板１００上に、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｎ型の下部分布ブラック型反射鏡（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector、以下では分布ブラック型反射鏡をＤＢＲと表記する。）１０２、下部ＤＢＲ１０２上に形成された、共振器長を延長する共振器延長領域１０４、共振器延長領域１０４上に形成されたｎ型のキャリアブロック層１０５、キャリアブロック層１０５上に形成された、上部スペーサ層及び下部スペーサ層に挟まれた量子井戸層を含む活性領域１０６、活性領域１０６上に形成されたＡｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｐ型の上部ＤＢＲ１０８を積層して構成されている。
　ｎ型の下部ＤＢＲ１０２は、Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とＧａＡｓ層とのペアの複数層積層体で、各層の厚さはλ／４ｎｒ（但し、λは発振波長、ｎｒは媒質の屈折率）であり、これらを交互に４０周期で積層してある。ｎ型不純物であるシリコンをドーピングした後のキャリア濃度は、例えば、３×１０１８ｃｍ－３である。
　共振器延長領域１０４は、一連のエピタキシャル成長により形成されたモノリシックな層である。従って、共振器延長領域１０４は、ＧａＡｓ基板と格子定数が一致し、又は整合するような、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓ又はＡｌＡｓから構成される。ここでは、９４０ｎｍ帯のレーザ光を出射させるため、共振器延長領域１０４は、光吸収を生じさせないＡｌＧａＡｓから構成されている。共振器延長領域１０４の膜厚は、２μｍ～５μｍ、発振波長λの５λ～２０λに設定される。このため、キャリアの移動距離が長くなる。よって、共振器延長領域１０４は、キャリア移動度が大きいｎ型であることがよく、それゆえｎ型の下部ＤＢＲ１０２と活性領域１０６との間に挿入される。このような共振器延長領域１０４は、空洞延長領域又はキャビティスペースと呼ばれることがある。
　共振器延長領域１０４と活性領域１０６との間に、例えばＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなるバンドギャップの大きいキャリアブロック層１０５が形成されるとよい。キャリアブロック層１０５の挿入により、活性領域１０６からのキャリアリークが防止され、発光効率が改善される。後述するように、共振器延長領域１０４には、レーザ光の発振強度を幾分減衰させるような光学的損失を与える層１２０が挿入されるので、キャリアブロック層１０５は、こうした損失を補填する役割を担う。例えば、キャリアブロック層１０５の膜厚は、λ／４ｍｎｒ（但し、λは発振波長、ｍは整数、ｎｒは媒質の屈折率）である。
　活性領域１０６は、下部スペーサ層と、量子井戸活性層と、上部スペーサ層とが積層されて構成されている。例えば、下部スペーサ層は、アンドープのＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ層であり、量子井戸活性層は、アンドープのＩｎＧａＡｓ量子井戸層及びアンドープのＧａＡｓ障壁層であり、上部スペーサ層は、アンドープのＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ層である。
　ｐ型の上部ＤＢＲ１０８は、ｐ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とＧａＡｓ層との積層体で、各層の厚さはλ／４ｎｒであり、これらを交互に２９周期積層してある。ｐ型不純物であるカーボンをドーピングした後のキャリア濃度は、例えば、３×１０１８ｃｍ－３である。上部ＤＢＲ１０８の最上層には、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層が形成されるのがよい。上部ＤＢＲ１０８の最下層又はその内部に、ｐ型ＡｌＡｓの電流狭窄層１１０が形成される。
　上部ＤＢＲ１０８から下部ＤＢＲ１０２に至るまでの積層された半導体層をエッチングすることにより、基板１００上に円柱状のメサＭ１が形成される。電流狭窄層１１０は、メサＭ１の側面に露出する。電流狭窄層１１０には、メサＭ１の側面から選択的に酸化された酸化領域１１０Ａと酸化領域１１０Ａによって囲まれた導電領域１１０Ｂが形成される。導電領域１１０Ｂが、酸化アパーチャである。酸化工程において、ＡｌＡｓ層はＡｌＧａＡｓ層よりも酸化速度が速く、酸化領域１１０Ａは、メサＭ１の側面から内部に向けてほぼ一定の速度で酸化されるため、導電領域１１０Ｂの基板と平行な平面形状は、メサＭ１の外形を反映した形状、すなわち円形状となり、その中心は、一点鎖線で示すメサＭ１の軸方向と一致する。長共振器構造のＶＣＳＥＬでは、単一横モードを得るための導電領域１１０Ｂの径を、通常のλ共振器構造のＶＣＳＥＬよりも大きくしやすく、例えば、導電領域１１０Ｂの径を７μｍ～８μｍまで大きくしうる。なお、上部ＤＢＲ１０８から下部ＤＢＲ１０２に至る半導体層は、エピタキシャルにより積層される。よって、この半導体層をエピタキシャル層と表記することがある。
　メサＭ１の最上層には、Ｔｉ／Ａｕなどを積層した金属製の環状のｐ側電極１１２が形成される。ｐ側電極１１２は、上部ＤＢＲ１０８のコンタクト層にオーミック接触する。環状のｐ側電極１１２の内側は、レーザ光が外部へ出射される光出射口１１２Ａとなる。つまり、メサＭ１の軸方向が光軸になる。なお、光出射口１１２Ａを含む上部ＤＢＲ１０８の表面が出射面である。さらに、基板１００の裏面には、ｎ側電極としてカソード電極１１４が形成される。
　そして、ｐ側電極１１２と後述するアノード電極１１８とが接続される部分及び光出射口１１２Ａを除いて、メサＭ１の表面を覆うように、絶縁層１１６が設けられる。そして、光出射口１１２Ａを除いて、アノード電極１１８がｐ側電極１１２とオーミック接触するように設けられる。なお、アノード電極１１８は、複数のＶＣＳＥＬ－Ａのそれぞれの光出射口１１２Ａを除いて設けられる。つまり、光源１０に含まれる複数のＶＣＳＥＬ－Ａは、それぞれのｐ側電極１１２がアノード電極１１８で並列接続される（図６参照）。このように、アノード電極１１８は、各ＶＣＳＥＬ－Ａの光出射口１１２Ａを除く各ＶＣＳＥＬ－Ａ間の領域を覆う、連続した電極パターンとして設けられている。このため、ＶＣＳＥＬ－Ａ毎に個別に駆動配線を設ける場合と比べ、広い面積のパターンが形成され、駆動電流が流れた場合の電圧降下が抑制される。
　長共振器構造のＶＣＳＥＬでは、共振器長で規定される反射帯域内に複数の縦モードが存在しうるため、縦モード間のスイッチング又はポッピングを抑制する必要がある。ここでは、必要な縦モードの発振波長帯を９４０ｎｍとし、それ以外の縦モードの発振波長帯へのスイッチングを抑制するべく、共振器延長領域１０４内に不要な縦モードの定在波に対して光学的損失を与える層１２０が設けられている。つまり、光学的損失を与える層１２０は、必要な縦モードの定在波の節の位置に導入されている。光学的損失を与える層１２０は、共振器延長領域１０４を構成する半導体層と同じＡｌ組成の半導体材料から構成され、例えば、Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓから構成されている。光学的損失を与える層１２０は、好ましくは、共振器延長領域１０４を構成する半導体層よりも不純物のドーピング濃度が高く、例えば、共振器延長領域１０４を構成するＡｌＧａＡｓの不純物濃度が１×１０１７ｃｍ－３であるとき、光学的損失を与える層１２０は、１×１０１８ｃｍ－３の不純物濃度を有し、他の半導体層よりも１桁程度、不純物濃度が高くなるように構成される。不純物濃度が高くなると、キャリアによる光の吸収が大きくなり、損失が与えられる。光学的損失を与える層１２０の膜厚は、必要な縦モードへの損失が大きくならないように選択され、好ましくは、定在波の節に位置する電流狭窄層１１０と同程度の膜厚（１０ｎｍ～３０ｎｍ）である。
　光学的損失を与える層１２０は、必要な縦モードの定在波に対しては節に位置するように挿入される。定在波の節では光強度が弱いので、光学的損失を与える層１２０が必要な縦モードに与える損失の影響は小さい。他方、不要な縦モードの定在波に対しては、光学的損失を与える層１２０は、節以外の腹に位置する。定在波の腹は節よりも光強度が大きくなるため、光学的損失を与える層１２０が不要な縦モードに与える損失は大きくなる。こうして、必要な縦モードへの損失を小さくしつつ、不要な縦モードへの損失を大きくすることで、選択的に不要な縦モードが共振されないようにし、縦モードホッピングが抑制される。
　光学的損失を与える層１２０は、共振器延長領域１０４の必要な縦モードの定在波の各節の位置に必ずしも設けることを要せず、単一の層であってもよい。この場合、定在波の強度は、活性領域１０６に近いほど大きくなるので、活性領域１０６から近い節の位置に光学的損失を与える層１２０を形成すればよい。また、縦モード間のスイッチング又はホッピングが許容されるのであれば、光学的損失を与える層１２０を設けなくてもよい。
（λ共振器構造の多重横モードＶＣＳＥＬ（ＶＣＳＥＬ－Ｂ））
　次に、比較のために示す光源１０′が備えるλ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬを説明する。なお、比較のために示す光源１０′は、ＶＣＳＥＬの出射光の拡がり角が裾拡がり量に与える影響を説明するために示すものである。比較のための発光装置４は、図５に示した光源１０を、以下に説明する光源１０′に置き換えたものである。前述したように、λ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬは、長共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬに比べて、出射光の拡がり角が大きい。
　図８は、比較のための光源１０′が備える１個のλ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。以下では、λ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬをＶＣＳＥＬ－Ｂと表記する。ＶＣＳＥＬ－Ｂは、ＶＣＳＥＬ－Ａにおける共振器延長領域１０４を備えない。なお、紙面の上方向がｚ方向である。
　ＶＣＳＥＬ－Ｂは、ｎ型のＧａＡｓ基板２００上に、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｎ型の下部ＤＢＲ２０２、下部ＤＢＲ２０２上に形成された、上部スペーサ層及び下部スペーサ層に挟まれた量子井戸層を含む活性領域２０６、活性領域２０６上に形成されたＡｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｐ型の上部ＤＢＲ２０８を積層して構成されている。なお、上部ＤＢＲ２０８の最下層もしくはその内部には、ｐ型ＡｌＡｓの電流狭窄層２１０が形成される。
　下部ＤＢＲ２０２、活性領域２０６、上部ＤＢＲ２０８、電流狭窄層２１０は、前述したＶＣＳＥＬ－Ａの下部ＤＢＲ１０２、活性領域１０６、上部ＤＢＲ１０８、電流狭窄層１１０と同じであるので説明を省略する。
　上部ＤＢＲ２０８から下部ＤＢＲ２０２に至るまで積層された半導体層をエッチングすることにより、基板２００上に円柱状のメサＭ２が形成され、電流狭窄層２１０は、メサＭ２の側面に露出される。電流狭窄層２１０には、メサＭ２の側面から選択的に酸化された酸化領域２１０Ａと酸化領域２１０Ａによって囲まれた導電領域２１０Ｂが形成される。導電領域２１０Ｂが酸化アパーチャである。導電領域２１０Ｂの基板と平行な平面形状は、メサＭ２の外形を反映した形状、すなわち円形状となり、その中心は、一点鎖線で示すメサＭ２の軸方向とほぼ一致する。
　メサＭ２の最上層には、Ｔｉ／Ａｕなどを積層した金属製の環状のｐ側電極２１２が形成され、ｐ側電極２１２は、上部ＤＢＲ２０８のコンタクト層にオーミック接続される。ｐ側電極２１２には、中心がメサＭ２の軸方向と一致する円形状の光出射口２１２Ａが形成され、光出射口２１２Ａからレーザ光が外部へ出射される。つまり、メサＭ２の軸方向が光軸になる。さらに、基板２００の裏面には、ｎ側電極としてのカソード電極２１４が形成される。なお、光出射口２１２Ａを含む上部ＤＢＲ２０８の表面が出射面である。
　そして、ｐ側電極２１２と後述するアノード電極２１８とが接続される部分及び光出射口２１２Ａを除いて、メサＭ２の表面を覆うように、絶縁層２１６が設けられる。そして、光出射口２１２Ａを除いて、アノード電極２１８がｐ側電極２１２とオーミック接触するように設けられる。なお、アノード電極２１８は、複数のＶＣＳＥＬ－Ｂのそれぞれの光出射口２１２Ａを除いて設けられる。つまり、光源１０′が備える複数のＶＣＳＥＬ－Ｂは、それぞれのｐ側電極２１２がアノード電極２１８で並列接続される。
　次に、光源１０のＶＣＳＥＬの出射光の拡がり角と裾拡がり量との関係を説明する。
　図９は、長共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬ（ＶＣＳＥＬ－Ａ）からの出射光の拡がり角と光強度分布における裾拡がり量との関係を模式的に説明する図である。図９（ａ）は、シングルモードＶＣＳＥＬ（ＶＣＳＥＬ－Ａ）からの出射光の拡がり角αを説明する図、図９（ｂ）は、光強度分布を示す。なお、図９（ａ）において、紙面の上方向がｚ方向である。そして、図９（ｂ）に示す光強度分布は、図３（ａ）に示すＡ－Ａ線での光強度分布である。
　図９（ａ）に示すように、光源１０のＶＣＳＥＬ－Ａの出射光は、拡がり角αで光を出射する。なお、拡がり角は、光強度の半値全幅（ＦＷＨＭ）又は１／ｅ２である。
　ここで、図９（ａ）によって、拡散板３０をさらに説明する。
　拡散板３０は、例えば、両面が平行で平坦なガラス基材３１と、ガラス基材の一方の表面に光を拡散させるための微小な複数の凹凸が形成された樹脂層３２とを備えている。そして、拡散板３０は、光源１０のＶＣＳＥＬ－Ａの出射光の経路（光出射経路と表記する。）上に設けられ、入射した光を樹脂層３２の凹凸により拡散させて照射する。樹脂層３２の凹凸を構成する複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方は、一例として、１０μｍ以上且つ１００μｍ以下の幅を有し、１μｍ以上且つ５０μｍ以下の高さ（深さ）を有する。また、凹凸は周期を有するパターンであってもよいし、周期を有さないランダムなパターンであってもよい。拡散板３０では、この凹凸のパターンにより、光の屈折方向を制御し、光源１０から出射された光を所望の照射パターンに変える。なお、凹凸のパターンは、レンズパターンと呼ばれることがある。
　拡散板３０は、全体において一様な拡散角を有するように構成してもよく、位置に応じて拡散角が異なるように構成してもよい。また、拡散板３０は、ＶＣＳＥＬ－Ａの光軸と拡散板３０から出射する光の中心軸とが一致するように構成してもよく、ＶＣＳＥＬ－Ａの光軸に対して拡散板３０から出射する光の中心軸を意図的にずらして照射面積が拡大するように構成してもよい。なお、拡散角とは、平行光を入射させた場合における出射光の拡がり角をいう。
　図９（ａ）に示すように、拡散板３０は、ＶＣＳＥＬ－Ａが出射した拡がり角αの光を拡散して照射面３１０（図２参照）に照射する。このとき、拡散板３０は、各ＶＣＳＥＬ－Ａが出射する光を重畳して照射する。
　図１０は、比較のために示すλ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬ（ＶＣＳＥＬ－Ｂ）からの出射光の拡がり角βと光強度分布における裾拡がり量との関係を模式的に説明する図である。図１０（ａ）は、マルチモードＶＣＳＥＬ（ＶＣＳＥＬ－Ｂ）からの出射光の拡がり角βを説明する図、図１０（ｂ）は、光強度分布を示す。図１０（ａ）において、紙面の上方向がｚ方向である。そして、図１０（ｂ）に示す光強度分布は、図３（ａ）に示すＡ－Ａ線での光強度分布である。ここで、拡散板３０は、図９に示した長共振器構造のシングルモードＶＣＳＥＬ（ＶＣＳＥＬ－Ａ）の場合と同じである。
　図１０（ａ）に示すように、ＶＣＳＥＬ－Ｂは、ＶＣＳＥＬ－Ａの出射光の拡がり角より大きい拡がり角βで光を出射する（α＜β）。この場合、図１０（ｂ）に示すＶＣＳＥＬ－Ｂ（拡がり角β）を備える光源１０′を用いた場合の裾拡がり量は、図９（ｂ）に示すＶＣＳＥＬ－Ａ（拡がり角α）を備える光源１０を用いた場合の裾拡がり量に比べ、大きくなる。これは、光源から出射される光の拡がり角が大きいと、拡がり角が小さい場合に比べ、様々な入射角の光が拡散板３０へ入射することになり、拡散板３０のレンズパターンによる屈折角の範囲が広がることになる。つまり、光源から出射される光の拡がり角が大きいほど、屈折角が様々な値を取ることになる。すると、拡散板３０から照射される光の照射パターンを所望の照射パターンに変えにくくなり、照射パターンを四角形状とした場合に四角形状がぼやけてしまうことになる。すなわち、光源から出射される光の拡がり角が大きいほど、裾拡がり量が大きくなる。
　図１１は、ＶＣＳＥＬの出射光の拡がり角と裾拡がり量及び光利用効率との関係を説明する図である。横軸は、出射光の拡がり角、左側の縦軸は、裾拡がり量、右側の縦軸は、光利用効率である。これらの関係は、シミュレーションにより求めた。
　図１１に示すように、出射光の拡がり角が小さくなるに従い、照射面３１０における裾拡がり量が小さくなり、光利用効率が向上することが分かる。
　ここでは、出射光の拡がり角と照射面３１０における裾拡がり量とが関連することから、光出力が大きい光源１０が求められるＴＯＦ方式による三次元形状の計測において、あえて大きな光出力が得られるλ共振器構造のマルチモードＶＣＳＥＬを採用せず、出射光の拡がり角が小さいシングルモードＶＣＳＥＬを用いている。これにより、照射面３１０において予め定められた範囲外に光が照射される、裾引き範囲ＩＩを狭くしている。このように、光の裾の部分を小さくする、つまり裾拡がり量を抑制することで、光利用効率を向上させている。このようにすることで、裾拡がり量を抑制しない場合に比べて、光源の消費電力が低減される。特に、携帯型情報処理装置など、電池で駆動される情報処理装置において長い駆動時間が得られる。
　なお、上記の実施の形態では、複数のＶＣＳＥＬが並列接続される例を示したが、複数のＶＣＳＥＬが直列接続される構成や、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続形態であってもよい。
　また、上記の実施の形態では、複数のＶＣＳＥＬがメサ形状で構成される例を示したが、メサ形状以外の形態であってもよい。例えば、各ＶＣＳＥＬの出射口の周囲を取り囲むように複数の孔を設け、この孔を利用して電流狭窄層１１０を酸化することで、酸化狭窄構造を有するＶＣＳＥＬを構成してもよい。
　また、上記の実施の形態では、複数のＶＣＳＥＬが、基板１００上のエピタキシャル層が形成された面側（表面側）から光を出射する形態を示したが、エピタキシャル層が形成されていない面側（裏面側）から光を出射する形態であってもよい。
　また、上記の実施の形態では、光の出射面側から見た場合に、光源１０と拡散板３０とが重なる位置に配置された形態を示したが、重ならない位置に配置された形態であってもよい。例えば、反射ミラー等の反射部材を介することで、拡散板３０と光源１０とが重ならない位置であっても、光を拡散できる構成であればよい。
　本願は、２０１９年８月８日付の日本国特許願第２０１９－１４６３８１号に基づき優先権を主張する。
 
 

Claims (12)

  1. 　単一横モードで発振する発光素子を複数配列した光源と、
    　前記光源の光出射経路に設けられ、当該光源が出射する光を拡散して照射する光学部材と、を備える発光装置。
  2. 　前記発光素子は、垂直共振型面発光レーザ素子である請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記垂直共振型面発光レーザ素子は、長共振器構造である請求項２に記載の発光装置。
  4. 　複数の前記発光素子は、電極パターンにより互いに並列に接続されるとともに、当該電極パターンは、各発光素子の出射口を除く領域を、連続したパターンで覆っている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 　前記光学部材は、前記光源から出射される光の指向性を変えて照射する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光装置。
  6. 　前記光学部材は、板状の部材であって、少なくとも一方の面に光の指向性を変える構造が設けられている請求項５に記載の発光装置。
  7. 　前記光学部材は、タイムオブフライト方式による三次元形状の計測に用いる光を照射する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. 　前記光源及び前記光学部材が携帯型情報処理端末に搭載され、当該光源は電池によって駆動される請求項１ないし７のいずれか１項に記載の発光装置。
  9. 　長共振器構造の垂直共振型面発光レーザ素子を複数配列した光源と、
    　前記光源の光出射経路に設けられ、当該光源が出射する光を拡散して照射する光学部材と、を備える発光装置。
  10. 　請求項１ないし９のいずれか１項に記載の発光装置と、
    　前記発光装置が備える光源から出射され計測対象で反射された反射光を受光する受光部と、を備え、
    　前記受光部は、前記光源から光が出射されてから当該受光部で受光されるまでの時間に相当する信号を出力する光学装置。
  11. 　請求項１０に記載の光学装置と、
    　前記光学装置が備える光源から出射され計測対象で反射され、当該光学装置が備える受光部が受光した反射光に基づき、当該計測対象の三次元形状を特定する形状特定部と、を備える情報処理装置。
  12. 　前記形状特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、を備える請求項１１に記載の情報処理装置。
     
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113410752A (zh) * 2020-03-17 2021-09-17 富士胶片商业创新有限公司 激光元件阵列、发光及光学装置、测量及信息处理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008078612A (ja) * 2006-08-23 2008-04-03 Ricoh Co Ltd 面発光レーザアレイ、それを備えた光走査装置および画像形成装置
JP2013191784A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置
US20180129866A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-10 Intel Corporation Meta illuminator
JP2019096642A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 シャープ株式会社 発光素子駆動回路、および携帯型電子機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140240469A1 (en) * 2013-02-28 2014-08-28 Motorola Mobility Llc Electronic Device with Multiview Image Capture and Depth Sensing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008078612A (ja) * 2006-08-23 2008-04-03 Ricoh Co Ltd 面発光レーザアレイ、それを備えた光走査装置および画像形成装置
JP2013191784A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置
US20180129866A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-10 Intel Corporation Meta illuminator
JP2019096642A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 シャープ株式会社 発光素子駆動回路、および携帯型電子機器

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