WO2021145238A1 - 光源装置および光源装置の製造方法、ならびに、電子機器 - Google Patents

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light
substrate
light source
source device
recess
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兼作 前田
山本　篤志
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers

Definitions

  • the present disclosure relates to a light source device, a method of manufacturing the light source device, and an electronic device.
  • multifunctional mobile phone terminals hereinafter, smartphones
  • tablet-type personal computers hereinafter, tablet-type PCs
  • a laser diode such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) or EEL (Edge Emitting Laser) is used as a light source, and the laser light emitted from the light source is incident on the DOE (Diffractive Optical Element) as parallel light by a collimator lens. It is common to generate a projection pattern.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting LASER
  • EEL Erge Emitting Laser
  • the DOE since the DOE is required to inject a beam with a beam diameter of a certain value or more, it is necessary to provide a certain distance or more from the light source to the collimation position. That is, a space of a certain size is required between the light source and the collimator lens, and this space affects the height reduction of the light source module.
  • the light source is arranged sideways with respect to the optical axis of the collimator lens, and the direction of the beam is changed by using a folding mirror or a prism so that the light source is incident on the collimator lens.
  • a configuration has been proposed that realizes a longer distance.
  • this configuration has a problem that the number of parts increases.
  • An object of the present disclosure is to provide a light source device and a method for manufacturing a light source device capable of reducing the height while suppressing the number of parts, and an electronic device.
  • the light source device includes a substrate, a light generating element provided on the first surface of the substrate, and light generated from the second surface opposite to the first surface via the substrate, and a first surface of the substrate. It is provided with a lens for magnifying NA, which is provided at a position corresponding to a light generating element on two surfaces.
  • the light source device using the light generating element according to the embodiment of the present disclosure is suitable for use as a light source of a distance measuring device that performs distance measurement by irradiating an object to be measured with light and receiving the reflected light, for example. Is.
  • the direct ToF method is a method in which the light emitted from the light source receives the reflected light reflected by the object to be measured by the light receiving element, and the distance is measured based on the time difference between the light emission timing and the light receiving timing.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing distance measurement by the direct ToF method applicable to the embodiment.
  • the distance measuring device 300 includes a light source unit 301 and a light receiving unit 302.
  • the light source unit 301 is, for example, a laser diode, and is driven so as to emit laser light in a pulsed manner.
  • the light emitted from the light source unit 301 is reflected by the object to be measured 303 and is received by the light receiving unit 302 as reflected light.
  • the light receiving unit 302 includes a light receiving element that converts light into an electric signal by photoelectric conversion, and outputs a signal corresponding to the received light.
  • the time when the light source unit 301 emits light is time t 0
  • the time when the light receiving unit 302 receives the reflected light reflected by the object to be measured 303 (light receiving timing).
  • the ranging device 300 repeats the above-mentioned processing a plurality of times.
  • the light receiving unit 302 may include a plurality of light receiving elements, and the distance D may be calculated based on each light receiving timing when the reflected light is received by each light receiving element.
  • the ranging device 300 classifies the time t m (called the light receiving time t m ) from the light emitting timing time t 0 to the light receiving timing when the light is received by the light receiving unit 302 based on the class (bins). Generate a histogram.
  • the light received by the light receiving unit 302 during the light receiving time t m is not limited to the reflected light emitted by the light source unit 301 and reflected by the object to be measured.
  • the ambient light around the ranging device 300 (light receiving unit 302) is also received by the light receiving unit 302.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example histogram based on the time when the light receiving unit 302 receives light, which is applicable to the embodiment.
  • the horizontal axis indicates the bin and the vertical axis indicates the frequency for each bin.
  • the bins are obtained by classifying the light receiving time t m for each predetermined unit time d. Specifically, bin # 0 is 0 ⁇ t m ⁇ d, bin # 1 is d ⁇ t m ⁇ 2 ⁇ d, bin # 2 is 2 ⁇ d ⁇ t m ⁇ 3 ⁇ d, ..., Bin # (N). -2) is (N-2) ⁇ d ⁇ t m ⁇ (N-1) ⁇ d.
  • the distance measuring device 300 counts the number of times the light receiving time t m is acquired based on the bins to obtain the frequency 310 for each bin, and generates a histogram.
  • the light receiving unit 302 also receives light other than the reflected light reflected from the light emitted from the light source unit 301.
  • As an example of such light other than the target reflected light there is the above-mentioned ambient light.
  • the portion indicated by the range 311 in the histogram includes the ambient light component due to the ambient light.
  • the ambient light is light that is randomly incident on the light receiving unit 302 and becomes noise with respect to the reflected light of interest.
  • the target reflected light is light received according to a specific distance, and appears as an active light component 312 in the histogram.
  • the bin corresponding to the frequency of the peak in the active light component 312 becomes the bin corresponding to the distance D of the object to be measured 303.
  • the distance measuring device 300 acquires the representative time of the bottle (for example, the time in the center of the bottle) as the time t 1 described above, and calculates the distance D to the object to be measured 303 according to the formula (1) described above. be able to. In this way, by using a plurality of light receiving results, it is possible to perform appropriate distance measurement for random noise.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an example of an electronic device using the distance measuring device according to the embodiment.
  • the electronic device 6 includes a distance measuring device 1, a light source unit 2, a storage unit 3, a control unit 4, and an optical system 5.
  • the light source unit 2 has a light source device corresponding to the above-mentioned light source unit 301 and including a light generation element that generates light used for distance measurement and an optical system that derives the light emitted from the light generation element to the outside. ..
  • the light source unit 2 may further include a drive circuit for driving the light generation element.
  • the light generation element included in the light source unit 2 is a laser diode, and is driven so as to emit laser light in a pulsed manner, for example.
  • a VCSEL Very Cavity Surface Emitting LASER
  • the light source unit 2 has a VCSEL array in which VCSELs are arranged in an array.
  • the VCSEL array includes a plurality of light generating elements (VCSEL) each corresponding to a channel, and a plurality of laser beams generated by each of the plurality of light generating elements can be emitted in parallel.
  • the distance measuring device 1 includes a plurality of light receiving elements corresponding to the above-mentioned light receiving unit 302.
  • the plurality of light receiving elements are arranged in a two-dimensional lattice, for example, to form a light receiving surface.
  • the optical system 5 guides light incident from the outside to a light receiving surface included in the distance measuring device 1.
  • the control unit 4 controls the overall operation of the electronic device 6.
  • the control unit 4 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an interface for communicating with each part of the electronic device 6, and is stored in the ROM in advance.
  • the RAM is used as a work memory to operate, and the entire operation of the electronic device 6 is controlled.
  • the control unit 4 supplies the distance measuring device 1 with a light emitting trigger that is a trigger for causing the light source unit 2 to emit light.
  • the distance measuring device 1 causes the light source unit 2 to emit light at a timing based on this light emission trigger, and stores a time t em indicating the light emission timing.
  • the control unit 4 sets a pattern for distance measurement for the distance measuring device 1 in response to an instruction from the outside, for example.
  • the ranging device 1 counts the number of times that time information (light receiving time t m ) indicating the timing at which light is received on the light receiving surface is acquired within a predetermined time range, obtains the frequency for each bin, and obtains the above-mentioned histogram. Generate.
  • the distance measuring device 1 further calculates the distance D to the object to be measured based on the generated histogram.
  • the information indicating the calculated distance D is stored in the storage unit 3.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an example of a light source device according to an existing technique.
  • the light source device shown in FIG. 4 includes a VCSEL array 100, a collimator lens 102, and a DOE (Diffractive Optical Element) 103.
  • DOE diffractive Optical Element
  • the VCSEL array 100 includes a plurality of mesa-shaped light generating elements 101, each of which generates light.
  • Each of the laser beams (laser beams) 111a generated by each light generating element 101 is incident on the collimator lens 102 according to the optical axis 110.
  • Each laser beam 111a incident on the collimator lens 102 is converted into a collimated beam 112a of parallel light by the collimator lens 102, and is incident on the DOE 103.
  • Each collimated beam 112a incident on the DOE103 is ejected in a predetermined projection pattern by the DOE103.
  • the laser beam 111a is incident on the collimator lens 102 with a beam diameter of 113a.
  • the collimator beam 112a is emitted from the collimator lens 102 with a beam diameter proportional to the beam diameter 113a.
  • the collimating beam 112a incident on the DOE 103 needs to have a beam diameter of a certain level or more.
  • the projection pattern formed by the DOE 103 may be blurred.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the distance dependence of the beam diameter in the Gaussian beam.
  • the beam radius ⁇ (x) at the position x (x> 0) can be expressed by the following equation (2).
  • the value ⁇ is the wavelength of the beam.
  • ⁇ 2 (x) ⁇ 0 2 ⁇ 1 + [ ⁇ x / ( ⁇ 0 2 )] 2 ⁇ ...
  • FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the minimum beam diameter (beam radius ⁇ 0 ) and the distance-dependent spread of the beam diameter.
  • the vertical axis represents the beam diameter [mm]
  • the horizontal axis represents the projection distance [m] of the beam.
  • the minimum beam diameter is 10 [ ⁇ m] (Col_ ⁇ 10 [ ⁇ m] in the figure)
  • the beam diameter becomes 10 [mm] at a projection distance of about 30 [cm], which is an increase of about 1000 times.
  • the minimum beam diameter is 1 [mm] (Col_ ⁇ 1000 [ ⁇ m] in the figure)
  • the beam diameter is within 2 [mm] even at a projection distance of 5 [m]
  • the beam diameter is 10 [ ⁇ m].
  • the required diameter is secured in the beam diameter 113a of the laser beam incident on the collimator lens 102 by increasing the distance between the VCSEL array 100 and the collimator lens 102. Therefore, it has been difficult to reduce the height or size of the light source device including the VCSEL array 100, the collimator lens 102, and the DOE 103.
  • an optical member for expanding NA is provided for each light generating element 101 of the VCSEL array 100.
  • NA number of the laser beam 111a emitted from each light generating element 101
  • the beam diameter 113a in the collimator lens 102 described with reference to FIG. 4 can be obtained at a distance shorter than the distance between the light generating element 101 and the collimator lens 102 in FIG. 4, and the height of the light source device can be reduced. It will be possible.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the characteristics of the concave lens.
  • the focal length of the concave lens 130 is a negative value, when the refractive index of the member constituting the concave lens 130 is higher than the external refractive index in contact with the lens surface of the concave lens 130, the incident light is emitted. As shown in FIG. 7, it diverges and is ejected.
  • the length of the perpendicular line drawn from the plane including the peripheral edge of the concave lens 13 to the position where the thickness of the concave lens 130 is the thinnest is referred to as the depth of the concave lens 130.
  • the inside of the peripheral edge of the plane is referred to as a lens region.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of an example of the light source device according to the embodiment.
  • each concave lens 130 is provided one-to-one with respect to each light generating element 101 included in the VCSEL array 100. At this time, it is preferable that each concave lens 130 is provided in close contact with the ejection surface of the light generation element 101.
  • Each of the laser beams generated and emitted by each light generating element 101 is incident on each concave lens 130.
  • the laser beam incident on the concave lens 130 is diverged when emitted from the concave lens 130, and is emitted from the concave lens 130 as a laser beam 111b that widens the irradiation range over a short distance.
  • the laser beam 111b emitted from the concave lens 130 is incident on the collimator lens 102, and is incident on the DOE 103 as a collimated beam 112b of parallel light.
  • the laser light emitted from each light generating element 101 is incident on the collimator lens 102 via the concave lens 130 with a beam diameter of 113b.
  • the laser beam 111b emitted from the concave lens 130 diverges according to the characteristics of the concave lens 130. Therefore, at the position of the collimator lens 102, a beam diameter 113b having a size equal to the beam diameter 113a in FIG. 4 can be obtained at a distance shorter than the distance from the light generating element 101 according to the existing technique shown in FIG. 4 to the collimator lens 102. can.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the light source device according to the embodiment more concretely.
  • the collimator lens 102 and the DOE 103 are omitted.
  • each light generation element 101 is formed on the back surface side (first surface) of the substrate 140 made of GaAs (gallium arsenide). That is, the laser light generated by each light generating element 101 passes through the substrate 140 and is emitted as the laser light 111b.
  • GaAs gallium arsenide
  • a concave lens 130 is formed on the surface (second surface) of the substrate 140.
  • the concave lens 130 is formed by processing the substrate 140 from the surface to make the surface of the substrate 140 non-flat. More specifically, the concave lens 130 is provided by forming a concave portion corresponding to the shape of the concave lens 130 on the surface of the substrate 140.
  • the concave lens 130 is provided at a position corresponding to each light generating element 101 on a one-to-one basis with respect to each light generating element 101.
  • a functional film 141 made of at least one of an inorganic material and an organic material is provided in a region other than the lens region of the concave lens 130 in the entire region on the surface of the substrate 140.
  • the method for forming the concave lens 130 on the substrate 140 and the details of the functional film 141 will be described later.
  • FIG. 10 is a diagram comparing the light source device according to the existing technique shown in FIG. 4 and the light source device according to the embodiment shown in FIG.
  • the example on the left side of FIG. 10 corresponds to the configuration of FIG. 4, and the example on the right side corresponds to the configuration of FIG.
  • the beam diameter 113a is obtained at the position of the collimator lens 102 at the distance da from the light generating element 101 to the collimator lens 102.
  • a beam diameter 113b having the same diameter as the beam diameter 113a is obtained at the position of the collimator lens 102 at the distance db from the light generating element 101 to the collimator lens 102.
  • the laser beam generated by the light generating element 101 is diverged and emitted by the concave lens 130, so that the beam diameter 113b can be obtained at a distance db shorter than the distance da. can. Therefore, the light source device according to the embodiment can have a lower profile than the light source device according to the existing technology, corresponding to the difference between the distance da and the distance db. Further, the light source device according to the embodiment realizes this reduction in height by a concave lens 130 formed on the surface of the substrate 140 on which the light generation element 101 is provided. Therefore, it is possible to reduce the number of parts with respect to the configuration of the existing technology that realizes a long distance of the optical path by using a folded mirror or a prism.
  • the distance measuring device 1 as an electronic device according to the present disclosure can be applied to the above-mentioned device that performs distance measuring by the direct ToF method. Further, the ranging device 1 according to the present disclosure irradiates a light source light (for example, a laser beam in an infrared region) modulated by PWM (Pulse Width Modulation) on an object to be measured, and the reflected light is emitted by a light receiving element. It can also be applied to a device that performs distance measurement by the indirect ToF method that receives light and measures the distance to the object to be measured based on the phase difference in the received reflected light. Further, the ranging device 1 according to the present disclosure can be applied to a structured light by using a projection pattern by DOE103.
  • a light source light for example, a laser beam in an infrared region
  • PWM Pulse Width Modulation
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the VCSEL array 100 applicable to the embodiment. Note that FIG. 11 is a diagram for explaining the light generation unit of the VCSEL array 100, and the concave lens 130 is omitted.
  • the VCSEL array 100 applicable to the embodiment is the first surface of the semiconductor substrate 20 (corresponding to the substrate 140 of FIG. 9) from the first surface on which the mesa-shaped light generating element 101 is provided. It has a back surface injection type structure that emits light to the second surface on the opposite side of the surface (the back surface side when viewed from the light generating element 101).
  • the VCSEL array 100 is configured by arranging a plurality of light generating elements 101, each of which is a VCSEL. In each light generation element 101, the portion corresponding to the mesa 200 generates and emits laser light.
  • a semiconductor substrate 20 is used as the substrate of the VCSEL array 100, and a cathode electrode Tc is formed on the upper layer side of the semiconductor substrate 20.
  • a GaAs (gallium arsenide) substrate is used for example.
  • each light generating element 101 is subjected to the first multilayer film reflector layer 21, the active layer 22, the second multilayer film reflector layer 25, the contact layer 26, and the anode in this order from the upper layer side to the lower layer side.
  • the electrode Ta is formed.
  • a current constriction layer 24 is formed in a part (specifically, the upper end portion) of the second multilayer film reflector layer 25. Further, a portion including the active layer 22 and sandwiched between the first multilayer film reflecting mirror layer 21 and the second multilayer film reflecting mirror layer 25 is referred to as the resonator 23.
  • the first multilayer film reflector layer 21 is formed of a compound semiconductor exhibiting N-type conductivity
  • the second multilayer film reflector layer 25 is formed of a compound semiconductor exhibiting N-type conductivity.
  • the active layer 22 is a layer for generating laser light
  • the current constriction layer 24 is a layer that efficiently injects a current into the active layer 22 to bring about a lens effect.
  • the current constriction layer 24 is selectively oxidized in an unoxidized state, and the oxidation region (selective oxidation region) 24a in the central portion and the unoxidized unoxidized region around the oxidation region 24a are not oxidized. It has an oxidation region 24b.
  • a current constriction structure is formed by the oxidized region 24a and the non-oxidized region 24b, and a current is conducted to the current constriction region as the non-oxidized region 24b.
  • the contact layer 26 is provided to ensure ohmic contact with the anode electrode Ta.
  • the cathode electrode Tc in the VCSEL array 100 is connected to the ground via a ground wiring (not shown) formed in the wiring layer on the substrate 1000.
  • the pad Pa represents a pad for the anode electrode Ta formed on the substrate 1000.
  • the pad Pa is connected to a drive circuit (not shown) via wirings Ld and Td formed in the wiring layer of the substrate 1000.
  • FIG. 11 shows that the anode electrode Ta of one light generating element 101 is connected to one pad Pa via the solder bump Hb, but the substrate 1000 has a pad Pa for each light generating element 101. And the wiring Ld is formed.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a first method for producing the concave lens 130 applicable to the embodiment. Sections (a) to (d) of FIG. 12 show a cross-sectional view of the manufacturing process of the concave lens 130 in the VCSEL array 100 by the first manufacturing method.
  • a light generating element 101 is formed on the lower surface (first surface) of the substrate 140 made of GaAs via an insulating film, and a holding material 142 for holding the substrate 140 is provided. Adhesive tape, wax, adhesive or the like can be applied to the holding material 142. Since the method of forming the light generating element 101 has little relevance to the subject matter of the present disclosure, the description thereof will be omitted.
  • a resist film 150 is formed on the upper surface (second surface) of the substrate 140, and an opening is formed at a position corresponding to the light generating element 101 with respect to the resist film 150.
  • Mask patterning in which 151 is formed is performed. For example, by this mask patterning, a predetermined diameter of the position of the resist film 150 corresponding to the light generating element 101, for example, the position of the central portion of the concave lens 130 to be provided corresponding to the light generating element 101 is removed.
  • the etching process is performed by wet etching or dry etching.
  • etching proceeds isotropically on the substrate 140 side of the resist film 150 (isotropic etching), and the recess 152 is formed.
  • the etching process is completed and the resist film 150 is peeled off.
  • the holding material 142 is also peeled off.
  • a recess 152 as a concave lens 130 is formed on the second surface of the substrate 140.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a second method of producing the concave lens 130 applicable to the embodiment. Sections (a) to (d) of FIG. 13 show a cross-sectional view of the manufacturing process of the concave lens 130 in the VCSEL array 100 by the second manufacturing method.
  • the resist film 155 is formed on the substrate 140 in the state of the section (a) of FIG. 13 with a predetermined film thickness, for example, a film thickness thicker than the depth of the concave lens 130 to be formed. As shown in section (b) of FIG. 13, a recess 154 having a shape corresponding to the shape of the concave lens 130 is formed on the resist film 155 by using a technique such as grayscale lithography or imprint lithography.
  • the entire surface of the resist film 155 on which the recess 154 is formed is subjected to an etching process by dry etching in the direction perpendicular to the substrate 140 (anisotropy). Sex etching).
  • the resist film 155 is etched, and further, the substrate 140 exposed by removing the resist film 155 by etching is also etched.
  • the shape of the recess 154 provided in the resist film 155 is transferred to the substrate 140, and the recess 152 as the concave lens 130 is formed on the second surface of the substrate 140. It is formed.
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a third method of producing the concave lens 130 applicable to the embodiment. Sections (a) to (e) of FIG. 14 show a cross-sectional view of the manufacturing process of the concave lens 130 in the VCSEL array 100 by the third manufacturing method. Further, in FIG. 14, attention is paid to the substrate 140, and the light generating element 101 and the holding material 142 are omitted.
  • a hard mask 170 is formed on the substrate 140. It is assumed that the hard mask 170 has a higher hardness than the substrate 140. As the material of such a hard mask 170, for example, SiO 2 , SiON or SiN can be applied.
  • a resist film 171 is formed on the hard mask 170 to expose the inner region of the peripheral edge portion 153 corresponding to the peripheral edge of the concave lens 130 to the resist film 171. Perform mask patterning.
  • an etching process is performed on the entire surface of the resist film 171 including the inner region of the peripheral edge portion 153 in the direction perpendicular to the substrate 140, for example, by dry etching (anisotropic etching).
  • dry etching anisotropic etching
  • the hard mask 170 exposed to the inner region of the peripheral edge portion 153 is removed, and the region of the substrate 140 is exposed.
  • the resist film 171 is peeled off from the state shown in the section (c) of FIG.
  • a hard mask 170 having an open inner region of the peripheral edge portion 153 is formed on the substrate 140.
  • Chemical mechanical polishing (CMP) is applied to the state of section (d) of FIG. 14. In the region where the hard mask 170 is formed, the hard mask 170 acts as a stopper and keeps a flat state.
  • FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a fourth method of producing the concave lens 130 applicable to the embodiment. Sections (a) to (f) of FIG. 15 show a cross-sectional view of the manufacturing process of the concave lens 130 in the VCSEL array 100 by the fourth manufacturing method. Further, in FIG. 15, attention is paid to the substrate 140, and the light generating element 101 and the holding material 142 are omitted.
  • the resist film 160 is formed corresponding to the lens region of the concave lens 130 of the substrate 140 by resist patterning. At this time, the film thickness of the resist film 160 is made thicker than the desired depth of the concave lens 130. Next, the formed resist film 160 is reflow-baked to melt the resist film 160, and the resist film 160 is deformed into a dome shape as shown as the resist film 160'in the section (b) of FIG.
  • the entire surface of the substrate 140 including the resist film 160' is subjected to an etching process perpendicular to the substrate 140, for example, by dry etching.
  • the etching rate of the resist film 160' is higher than the etching rate of the substrate 140. Therefore, when the etching process is continued until the resist film 160'is removed, the convex portion 161 corresponding to the shape of the resist film 160'is formed on the substrate 140 according to the selection ratio between the substrate 140 and the resist film 160'. It is formed.
  • the inorganic film 162 is formed.
  • SiO 2 , SiN, and SiON can be applied as the material.
  • a flattening film 163 as an auxiliary film is formed on the convex portion 161 and the inorganic film 162.
  • the flattening film 163 is formed, for example, with a film thickness thicker than the height of the convex portion 161 with respect to the inorganic film 162.
  • the flattening film 163 is formed by using a material having a low etching rate with respect to the substrate 140, for example, in dry etching using a chlorine-based gas.
  • a silicon-based resin or a siloxane-based resin such as acrylic, styrene, or epoxy can be applied.
  • the flattening film 163 is formed by applying these materials by spin coating or the like.
  • the surface of the flattening film 163 is flattened by, for example, chemical mechanical polishing after the film formation.
  • Section (e) of FIG. 15 is a diagram showing the progress of the entire surface etching process on the entire surface of the flattening film 163. As shown in the section (e) of FIG. 15, in the flattening film 163'in which the flattening film 163 is etched, the region corresponding to the convex portion 161 is removed according to the progress of the etching process.
  • the convex portion 161 is etched in the opening formed in the flattening film 163'by removing the region corresponding to the convex portion 161 to form the concave portion 152'.
  • the concave portion 152'in the substrate 140 (convex portion 161) is dug down at a speed faster than the removal of the flattening film 163'. Be done.
  • the flattening film 163' is completely removed, the recess 152 as the desired concave lens 130 is formed.
  • FIG. 16 is a schematic view for explaining a fifth method of producing the concave lens 130 applicable to the embodiment. Sections (a) to (f) of FIG. 16 show a cross-sectional view of the manufacturing process of the concave lens 130 in the VCSEL array 100 by the fifth method. Further, in FIG. 16, attention is paid to the substrate 140, and the light generating element 101 and the holding material 142 are omitted.
  • an inorganic film 162 is formed on the substrate 140 with SiO 2 , SiN, SiON, or the like.
  • the inner region of the peripheral edge portion 153 corresponding to the peripheral edge of the concave lens 130 is removed by the inorganic film patterning, and the organic film 143 as an auxiliary film is further formed.
  • a silicon resin or a siloxane resin such as acrylic, styrene, or epoxy can be applied to the organic film 143 as a material, and a film is formed by applying these materials by spin coating or the like.
  • a state in which the inorganic film 162 is formed and patterned on the substrate 140 and the organic film 143 is further formed is shown in section (b) of FIG.
  • a hard mask 170 is formed on the organic film 143 with SiO 2 , SiN, SiON, etc., and the hard mask 170 is formed at the center of the concave lens 130 with respect to the hard mask 170.
  • a process is performed in which an opening 172 having a predetermined diameter is provided at a corresponding position.
  • the etching process is performed by wet etching or dry etching.
  • etching proceeds isotropically on the organic film 143 side of the hard mask 170 (isotropic etching), and the recess 144 is formed.
  • the etching process is completed. For example, when the diameter of the recess 144 reaches the diameter of the concave lens 130, the etching process is terminated. As shown in section (e) of FIG. 16, the hard mask 170 is peeled off after the etching process is completed.
  • an etching process is performed by dry etching on the entire surface of the organic film 143 in which the recess 144 is formed, perpendicular to the substrate 140.
  • this dry etching is performed under the condition that the inorganic film 162 is not etched and the etching rate of the organic film 143 is higher than the etching rate of the substrate 140. Therefore, as shown in section (f) of FIG. 16, when the organic film 143 is removed, the shape of the recess 144 is vertically compressed according to the selection ratio between the substrate 140 and the organic film 143, and the substrate is compressed. It is transferred to 140 to form a recess 152. By appropriately setting the film thickness of the organic film 143, it is possible to form the recess 152 as the concave lens 130.
  • the first modification of the embodiment is an example in which a functional film is provided on the substrate 140 on which the concave lens 130 (recess 152) is formed.
  • the first to fifth examples of the functional film according to the first modification of the embodiment will be described with reference to FIGS. 17A to 17E.
  • the section (a) is a schematic view of the substrate 140 provided with the functional film as viewed from the upper surface (second surface), and the section (b) is the light source provided with the functional film. It is sectional drawing of the apparatus.
  • the collimator lens 102 and DOE 103 are omitted in FIGS. 17A to 17E, respectively.
  • the sections (a) and (b) are for illustration purposes, and the positions of the concave lens 130 shown in the section (a) and the concave lens 130 shown in the section (b) are shown. The positions of are not always the same.
  • FIG. 17A is a diagram for explaining a first example in which a functional film is provided on the substrate 140 according to the first modification in the embodiment.
  • the functional film 141 is provided on the upper surface of the substrate 140 except for the recess 152 as the concave lens 130. That is, as shown in section (b) of FIG. 17A, the functional film 141 is not provided on the inner surface of each recess 152 corresponding to the concave lens 130.
  • the functional film 141 can be a light-shielding film having a function of absorbing the incident laser light.
  • the functional film 141 as a light-shielding film, for example, the laser light generated and emitted by the light generating element 101 can suppress leakage from the periphery of the recess 152 corresponding to the light generating element 101, for example. Further, it is possible to increase the degree of separation of the laser light generated and emitted by each light generating element 101.
  • the functional film 141 is not limited to the light-shielding film.
  • a heat-dissipating film having a highly heat-dissipating function can be applied.
  • a protective film for protecting the surface of the substrate 140 can be applied.
  • a protective film is applied as the functional film 141, it is possible to improve the pick-up property when, for example, a plurality of VCSEL arrays 100 formed on a wafer are separated into individual pieces.
  • a film having other functions may be applied as the functional film 141.
  • FIG. 17B is a diagram for explaining a second example in which the functional film is provided on the substrate 140 according to the first modification in the embodiment.
  • the second example as shown in the section (a) of FIG. 17B, for example, at a predetermined position with respect to the functional film 141 provided on the upper surface of the substrate 140 excluding the recess 152 as the concave lens 130.
  • a mark 145 having a predetermined shape is provided on the surface. Since the cross-sectional structure shown in the section (b) of FIG. 17B is the same as the section (b) of FIG. 17A described above, the description thereof will be omitted here.
  • the mark 145 has a cross shape and is suitable for use as an alignment mark.
  • a light-shielding film is applied as the functional film 141, it becomes difficult to confirm the alignment mark provided on the wiring portion in the lower layer of the substrate 140 from the upper surface side of the substrate 140.
  • This problem can be solved by providing the mark 145 on the functional film 141 provided on the upper surface of the substrate 140 as in the second example.
  • FIG. 17C is a diagram for explaining a third example in which the functional film is provided on the substrate 140 according to the first modification in the embodiment.
  • a recess 152 on the top surface of the substrate 140 as a concave lens 130, and an outer region 146 of a rectangular region containing, for example, a predetermined number of concave lenses 130 This is an example in which the functional film 141 is provided except for.
  • a region where the functional film 141 is provided and a region where the functional film 141 is not provided are schematically shown on the upper surface of the substrate 140.
  • the rectangular region corresponds to one VCSEL array 100, and the region 146 without the functional film 141 is used when scribing is performed to separate a plurality of VCSEL arrays 100 formed on the wafer. It can be a scribe area that is a substitute. By providing the functional film 141 excluding the scribe region in this way, it is possible to prevent the generation of dust due to the functional film 141 being cracked by the scribe.
  • FIG. 17D is a diagram for explaining a fourth example in which the functional film is provided on the substrate 140 according to the first modification in the embodiment.
  • a laminated functional film 147 in which a plurality of functional films are laminated is provided on the upper surface of the substrate 140.
  • the lamination functionality is formed on the upper surface of the substrate 140 excluding the recess 152 as the concave lens 130.
  • a film 147 is provided.
  • the laminated functional film 147 can be configured to include a light-shielding film and a heat-dissipating film. This makes it possible to enhance the light-shielding property of the laser light emitted from the light-generating element 101 and the heat-dissipating property of the heat generated by the light-generating element 101 due to the laser light generation.
  • a protective film in the laminated functional film 147 it is also possible to further include a protective film in the laminated functional film 147.
  • a protective film By providing the protective film on, for example, the uppermost layer of the laminated functional film 147, it is possible to improve the pick-up property when the VCSEL array 100 formed on the wafer is individualized.
  • FIG. 17E is a diagram for explaining a fifth example in which the functional film is provided on the substrate 140 according to the first modification in the embodiment.
  • a fifth example is an example in which a laminated functional film having a different laminated structure is provided depending on the position on the substrate 140.
  • a second laminated functional film 149 in which a plurality of functional films are laminated with a laminated structure different from that of the laminated functional film 148 is provided according to the position on the upper surface of the substrate 140. This makes it possible to realize the function according to the position of the substrate 140 by the functional film.
  • the first laminated functional film 148 includes only a protective film
  • the second laminated functional film 149 includes a protective film and a light-shielding film.
  • a second laminated functional film 149 is provided between the recesses 152, and the first laminated functional film 148 is in a region where there is no adjacent recess 152. It is provided.
  • leakage from the periphery of the recess 152 corresponding to the light generation element 101 can be suppressed, and the degree of separation of the laser light generated and emitted by each light generation element 101 can be increased. It is possible to improve the pick-up property at the time of individualizing the VCSEL array 100 formed on the wafer.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the light source device according to the second modification of the embodiment.
  • the collimator lens 102 and DOE 103 are omitted.
  • the antireflection film 181 is provided on the entire surface of the upper surface (second surface) of the substrate 140, including the inner surface of the recess 152 as the concave lens 130.
  • the antireflection film 181 is provided for the purpose of suppressing the reflection of the laser beam inside the substrate 140.
  • the laser light generated by the light generating element 101 is emitted from the recess 152 provided corresponding to the light generating element 101 into the space 180 having a refractive index lower than that inside the substrate 140.
  • the laser light is reflected on the outer surface of the recess 152 (the surface on the inner side of the substrate 140)
  • the reflected laser light may be re-entered into the light generating element 101.
  • the reinjection of the laser light into the light generating element 101 brings about the output of the laser light in the light generating element 101.
  • the reflected laser light is absorbed, for example, inside the substrate 140 and converted into heat, which causes heat generation of the VCSEL array 100.
  • the antireflection film 181 By providing the antireflection film 181 on the entire surface including the inner surface of the recess 152 on the upper surface of the substrate 140, it is possible to suppress the reflection of the laser light generated by the light generating element 101 on the outer surface of the recess 152. Therefore, it is possible to suppress a decrease in laser output due to re-incident of the reflected laser light into the light generating element 101 and heat generation due to absorption of the reflected laser light.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the light source device according to the third modification of the embodiment.
  • the collimator lens 102 and the DOE 103 are omitted.
  • the low refractive index material 190 embedded in the recess 152 has a lower refractive index than the substrate 140 and a higher refractive index than air at the wavelength of the laser light generated by the photogenerating element 101. And.
  • the refractive index of GaAs which is the material of the substrate 140
  • the refractive index of the air filled in the concave portion 152 as the concave lens 130 is about 1, which is a large difference. Therefore, if there is a variation in the shape of the recess 152, the light trail of the laser beam generated by the light generating element 101 and emitted through the recess 152 will appear as a larger variation.
  • the recess 152 is filled with a low refractive index material 190 having a lower refractive index than the substrate 140 and a higher refractive index than air.
  • the fourth modification of the embodiment is an example in which the light source device according to the embodiment described with reference to FIGS. 8 and 9 is packaged.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a first example of the configuration of the light source device according to the fourth modification of the embodiment.
  • the VCSEL array 100 includes a plurality of light generating elements 101 and a concave lens 130 corresponding to each light generating element 101.
  • the substrate 140 on which the concave lens 130 is formed is omitted.
  • the upper surface of the VCSEL array 100 is sealed with glass 401, and the side surfaces are sealed with resin or the like to form a chip size package (CSP) 400.
  • CSP chip size package
  • a binary lens is formed as a collimator lens 102 with respect to the glass 401 on the upper surface of this chip size package 400.
  • the chip size package 400 and the collimator lens 102 form one package.
  • the VCSEL array 100 can obtain high resolution by miniaturizing the pitch between the light generating elements 101. Further, since the concave lens 130 is provided for each light generating element 101, the beam diameter of the laser light emitted from each light generating element 101 spreads in a short distance, and the height can be reduced. Further, since the substrate 140 on which each light generating element 101 is provided is processed to form the concave lens 130, the concave lens 130 and the light generating element 101 can be aligned with each other with extremely high accuracy.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a second example of the configuration of the light source device according to the fourth modification of the embodiment.
  • a DOE prepared separately is attached to the surface of the collimator lens 102 with an adhesive having a refractive index similar to that of glass 401, for example. This is an example attached.
  • the concave lens 130 is provided on a one-to-one basis with respect to each light generating element 101 included in the VCSEL array 100.
  • the light generating element 101 provided with the concave lens 130 and the light generating element 101 not provided with the concave lens 130 are provided. Mix.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the light source device according to the fifth modification of the embodiment.
  • the light generating element 101a provided with the concave lens 130 and the light generating element 101b not provided with the concave lens 130 are alternately arranged.
  • the light generating elements 101a and 101b have the same distance from the collimator lens 102. Therefore, the beam diameter 113c when the laser beam 111c generated and emitted by the light generating element 101b is incident on the collimator lens 102 is such that the laser beam 111b generated by the light generating element 101a and emitted through the concave lens 130 is a collimator. It is thinner than the beam diameter 113b when it is incident on the lens 102.
  • the larger the beam diameter in the collimator lens 102 the smaller the spread of the beam diameter at a long distance, and the higher the resolution is obtained at a long distance.
  • the beam diameter in the collimator lens 102 is small, the spread of the beam diameter becomes large at a long distance, but a beam diameter smaller than that at a long distance can be obtained up to a certain distance at a short distance. Is possible.
  • FIG. 23 is a graph showing an example of the distance dependence of the spread of the beam diameter depending on the presence or absence of the concave lens 130.
  • the characteristic line 500 is a beam when the initial beam diameter (for example, the position of the collimator lens 102) is 2 [mm]
  • the characteristic line 501 is a beam when the initial beam diameter is 0.5 [mm]. Examples of changes in diameter with respect to distance are shown.
  • the characteristic line 500 corresponds to the example of the light generating element 101a provided with the concave lens 130
  • the characteristic line 501 corresponds to the example of the light generating element 102b not provided with the concave lens 130.
  • the characteristic line 500 when the initial beam diameter is 2 [mm], the beam diameter at the position where the distance is 15 [m] is 3 [mm], and the initial beam diameter is 3 [mm]. It is 1.5 times that of. On the other hand, when the initial beam diameter is 0.5 [mm], the beam diameter at a distance of 15 [m] is 9 [mm], which is 18 times the initial beam diameter. ing.
  • the beam diameter indicated by the characteristic line 501 is smaller than the beam diameter indicated by the characteristic line 500, and it can be seen that the smaller the initial beam diameter, the higher the resolution can be achieved.
  • the beam diameter indicated by the characteristic line 501 exceeds the beam diameter indicated by the characteristic line 500, and it can be seen that the larger the initial beam diameter, the higher the resolution can be realized.
  • the light generation element 101b without the concave lens 130 is selectively driven to emit laser light. Generate and inject.
  • the light generation element 101a provided with the concave lens 130 is selectively driven to generate and emit laser light.
  • the present technology can also have the following configurations.
  • (1) With the board A light generating element provided on the first surface of the substrate, and the generated light is emitted from the second surface on the opposite side of the first surface via the substrate.
  • a light source device equipped with. (2) The lens is a concave lens. The light source device according to (1) above.
  • the lens is A recess provided on the second surface of the substrate.
  • An antireflection film provided on the inner surface of the recess to prevent reflection of light from the first surface is further provided.
  • a low refractive index film having a refractive index lower than that of the substrate provided in the recess is further provided.
  • the region of the substrate other than the recess and the surface of the low refractive index film form a flat surface.
  • a functional film having one or more layers provided on at least a part of an outer lens region excluding the lens region on the second surface of the substrate is further provided.
  • the functional membrane is A plurality of functional films having different functions are laminated and provided.
  • the functional membrane is It has a structure in which a different number of the functional films are laminated depending on the position on the substrate.
  • the light source device contains an alignment mark.
  • the light source device according to any one of (6) to (8).
  • the functional membrane is The second surface of the substrate, which is provided in a region other than the scribe region when the substrate is individualized.
  • the light source device according to any one of (6) to (9) above.
  • a method of manufacturing a light source device including.
  • the recess forming step is The recess is formed by utilizing the dishing generated by chemical mechanical polishing.
  • the recess forming step is A hard mask having a region corresponding to the recess is formed with respect to the second surface, and the chemical mechanical polishing is performed on the hard mask having a region corresponding to the recess.
  • the recess forming step is An auxiliary film having an etching rate different from that of the substrate is formed on the second surface, and the recess is formed by utilizing the ratio of the etching rate of the substrate to the auxiliary film.
  • the recess forming step is A convex portion is formed at a position corresponding to the concave portion on the second surface, and the etching rate is lower than that of the substrate and the convex portion on the second surface on which the convex portion is formed, and the surface is flat.
  • the recess is formed by forming the auxiliary film and performing etching on the auxiliary film.
  • the recess forming step is The auxiliary film having a higher etching rate than the substrate is formed on the second surface, a hard mask is formed on the auxiliary film, and an opening is formed at a position corresponding to the concave portion of the hard mask.
  • the auxiliary film is isotropically etched, and after the isotropic etching is completed, the hard mask is peeled off and the entire surface is vertically etched to form the recess.
  • Light source device equipped with A drive unit that drives the light generating element to generate the light Electronic equipment with.
  • a light receiving part that receives light
  • a distance measuring unit that performs distance measurement based on the timing at which light is generated by the light generating element and the timing at which the reflected light reflected by the light receiving unit is received.

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Abstract

部品点数を抑えつつ低背化が可能な光源装置および光源装置の製造方法、ならびに、電子機器を提供する。本開示に係る光源装置は、基板（１４０）と、基板の第１面に設けられ、生成した光が基板を介して第１面の反対側の第２面から射出される光生成素子（１０１）と、基板の第２面の、光生成素子に対応する位置に設けられる、ＮＡを拡大するレンズ（１３０）と、を備える。

Description

光源装置および光源装置の製造方法、ならびに、電子機器
　本開示は、光源装置および光源装置の製造方法、ならびに、電子機器に関する。
　近年では、多機能型携帯電話端末（以下、スマートフォン）やタブレット型パーソナルコンピュータ（以下、タブレット型ＰＣ）において、ストラクチャードライトなど、対象に光を投射して測距を行う仕組みが組み込まれている場合が多い。この場合、ＶＣＳＥＬ(Vertical　Cavity　Surface　Emitting　LASER)やＥＥＬ(Edge　Emitting　Laser)といったレーザダイオードを光源として用い、光源から射出されたレーザ光をコリメータレンズで平行光としてＤＯＥ(Diffractive　Optical　Element)に入射して投影パターンを生成するのが一般的である。
特表２００４－５２６１９４号公報
　ここで、ＤＯＥには、一定以上のビーム径でビームを入射させることが求められるため、光源からコリメーションの位置まである程度以上の距離を設ける必要がある。すなわち、光源とコリメータレンズとの間にある程度の大きさの空間が必要となり、この空間が光源モジュールの低背化に影響を与えていた。
　そこで、光源モジュールの低背化のために、光源を例えばコリメータレンズの光軸に対して横向きに配置し、折返しミラーやプリズムを用いてビームの方向を変えてコリメータレンズに入射させことで、光路の長距離化を実現する構成が提案されている。しかしながら、この構成では、部品点数が多くなってしまうという課題がある。
　本開示は、部品点数を抑えつつ低背化が可能な光源装置および光源装置の製造方法、ならびに、電子機器を提供することを目的とする。
　本開示に係る光源装置は、基板と、基板の第１面に設けられ、生成した光が基板を介して第１面の反対側の第２面から射出される光生成素子と、基板の第２面の、光生成素子に対応する位置に設けられる、ＮＡを拡大するレンズと、を備える。
実施形態に適用可能な直接ＴｏＦ方式による測距を模式的に示す図である。 実施形態に適用可能な、受光部が受光した時刻に基づく一例のヒストグラムを示す図である。 実施形態に係る測距装置を用いた電子機器の一例の構成を示すブロック図である。 既存技術による光源装置の一例の構成を示す模式図である。 ガウシアンビームにおけるビーム径の距離依存性の例を示す模式図である。 最小ビーム径と、ビーム径の距離依存広がりとの関係の例を示すグラフである。 凹レンズの特性を説明するための模式図である。 実施形態に係る光源装置の一例の構成を示す模式図である。 実施形態に係る光源装置の構成をより具体的に示す断面図である。 既存技術による光源装置と実施形態に係る光源装置とを比較する図である。 実施形態に適用可能なＶＣＳＥＬアレイの構造の例を示す断面図である。 実施形態に適用可能な凹レンズの第１の作成方法を説明するための模式図である。 実施形態に適用可能な凹レンズの第２の作成方法を説明するための模式図である。 実施形態に適用可能な凹レンズの第３の作成方法を説明するための模式図である。 実施形態に適用可能な凹レンズの第４の作成方法を説明するための模式図である。 実施形態に適用可能な凹レンズの第５の作成方法を説明するための模式図である。 実施形態に第１の変形例に係る、基板に対して機能性膜を設ける第１の例について説明するための図である。 実施形態に第１の変形例に係る、基板に対して機能性膜を設ける第２の例について説明するための図である。 実施形態に第１の変形例に係る、基板に対して機能性膜を設ける第３の例について説明するための図である。 実施形態に第１の変形例に係る、基板に対して機能性膜を設ける第４の例について説明するための図である。 実施形態に第１の変形例に係る、基板に対して機能性膜を設ける第５の例について説明するための図である。 実施形態の第２の変形例に係る光源装置の構成の一例を示す断面図である。 実施形態の第３の変形例に係る光源装置の構成の一例を示す断面図である。 実施形態の第４の変形例に係る光源装置の構成の第１の例を示す断面図である。 実施形態の第４の変形例に係る光源装置の構成の第２の例を示す断面図である。 実施形態の第５の変形例に係る光源装置の構成の例を示す断面図である。 凹レンズの有無によるビーム径の広がりの距離依存性の例を示すグラフである。
　以下、本開示の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。
　以下、本開示の実施形態について、下記の順序に従って説明する。
１．本開示の実施形態に係る構成
　１－１．実施形態に適用可能な装置構成
　１－２．既存技術の説明
　１－３．実施形態の説明
２．実施形態に係る作成方法
　２－０．実施形態に適用可能な光生成素子の構成例
　２－１．第１の作成方法
　２－２．第２の作成方法
　２－３．第３の作成方法
　２－４．第４の作成方法
　２－５．第５の作成方法
３．実施形態の変形例
　３－１．第１の変形例
　　３－１－１．機能性膜を設ける第１の例
　　３－１－２．機能性膜を設ける第２の例
　　３－１－３．機能性膜を設ける第３の例
　　３－１－４．機能性膜を設ける第４の例
　　３－１－５．機能性膜を設ける第５の例
　３－２．第２の変形例
　３－３．第３の変形例
　３－４．第４の変形例
　３－５．第５の変形例
［１．本開示の実施形態に係る構成］
（１－１．実施形態に適用可能な装置構成）
　先ず、本開示の実施形態に適用可能な装置構成の例について説明する。本開示に実施形態に係る光生成素子を用いた光源装置は、例えば被測定物に光を照射させ、その反射光を受光することで測距を行う測距装置の光源に用いて好適なものである。
　本開示の実施形態の説明に先んじて、理解を容易とするために、実施形態に適用可能な技術の一つとして、反射光の検出により測距を行う技術について説明する。この場合の測距方式として、直接ＴｏＦ(Time　Of　Flight)方式を適用する。直接ＴｏＦ方式は、光源から射出された光が被測定物により反射した反射光を受光素子により受光し、光の射出タイミングと受光タイミングとの差分の時間に基づき測距を行う方式である。
　図１および図２を用いて、直接ＴｏＦ方式による測距について、概略的に説明する。図１は、実施形態に適用可能な直接ＴｏＦ方式による測距を模式的に示す図である。測距装置３００は、光源部３０１と受光部３０２とを含む。光源部３０１は、例えばレーザダイオードであって、レーザ光をパルス状に発光するように駆動される。光源部３０１から射出された光は、被測定物３０３により反射され、反射光として受光部３０２に受光される。受光部３０２は、光電変換により光を電気信号に変換する受光素子を含み、受光した光に応じた信号を出力する。
　ここで、光源部３０１が発光した時刻（発光タイミング）を時間ｔ0、光源部３０１から射出された光が被測定物３０３により反射された反射光を受光部３０２が受光した時刻（受光タイミング）を時間ｔ1とする。定数ｃを光速度（２．９９７９×１０8［ｍ／ｓｅｃ］）とすると、測距装置３００と被測定物３０３との間の距離Ｄは、次式（１）により計算される。
Ｄ＝(ｃ／２)×(ｔ1－ｔ0)　　…（１）
　測距装置３００は、上述の処理を、複数回繰り返して実行する。受光部３０２が複数の受光素子を含み、各受光素子に反射光が受光された各受光タイミングに基づき距離Ｄをそれぞれ算出してもよい。測距装置３００は、発光タイミングの時間ｔ0から受光部３０２に光が受光された受光タイミングまでの時間ｔm（受光時間ｔmと呼ぶ）を階級（ビン(bins)）に基づき分類し、ヒストグラムを生成する。
　なお、受光部３０２が受光時間ｔmに受光した光は、光源部３０１が発光した光が被測定物により反射された反射光に限られない。例えば、測距装置３００（受光部３０２）の周囲の環境光も、受光部３０２に受光される。
　図２は、実施形態に適用可能な、受光部３０２が受光した時刻に基づく一例のヒストグラムを示す図である。図２において、横軸はビン、縦軸は、ビン毎の頻度を示す。ビンは、受光時間ｔmを所定の単位時間ｄ毎に分類したものである。具体的には、ビン＃０が０≦ｔm＜ｄ、ビン＃１がｄ≦ｔm＜２×ｄ、ビン＃２が２×ｄ≦ｔm＜３×ｄ、…、ビン＃（Ｎ－２）が(Ｎ－２)×ｄ≦ｔm＜(Ｎ－１)×ｄとなる。受光部３０２の露光時間を時間ｔepとした場合、ｔep＝Ｎ×ｄである。
　測距装置３００は、受光時間ｔmを取得した回数をビンに基づき計数してビン毎の頻度３１０を求め、ヒストグラムを生成する。ここで、受光部３０２は、光源部３０１から射出された光が反射された反射光以外の光も受光する。このような、対象となる反射光以外の光の例として、上述した環境光がある。ヒストグラムにおいて範囲３１１で示される部分は、環境光による環境光成分を含む。環境光は、受光部３０２にランダムに入射される光であって、対象となる反射光に対するノイズとなる。
　一方、対象となる反射光は、特定の距離に応じて受光される光であって、ヒストグラムにおいてアクティブ光成分３１２として現れる。このアクティブ光成分３１２内のピークの頻度に対応するビンが、被測定物３０３の距離Ｄに対応するビンとなる。測距装置３００は、そのビンの代表時間（例えばビンの中央の時間）を上述した時間ｔ1として取得することで、上述した式（１）に従い、被測定物３０３までの距離Ｄを算出することができる。このように、複数の受光結果を用いることで、ランダムなノイズに対して適切な測距を実行可能となる。
　図３は、実施形態に係る測距装置を用いた電子機器の一例の構成を示すブロック図である。図３において、電子機器６は、測距装置１と、光源部２と、記憶部３と、制御部４と、光学系５と、を含む。
　光源部２は、上述した光源部３０１に対応し、測距に用いる光を生成する光生成素子と、光生成素子から射出された光を外部に導出する光学系と、を含む光源装置を有する。光源部２に、光生成素子を駆動するための駆動回路をさらに含めてもよい。光源部２が含む光生成素子は、レーザダイオードであって、例えばレーザ光をパルス状に発光するように駆動される。
　本開示では、光源部２が含む光生成素子として、面光源であるＶＣＳＥＬ(Vertical　Cavity　Surface　Emitting　LASER)を適用し、光源部２は、ＶＣＳＥＬがアレイ状に配置されたＶＣＳＥＬアレイを有する。ＶＣＳＥＬアレイは、それぞれがチャンネルに対応する複数の光生成素子（ＶＣＳＥＬ）を含み、この複数の光生成素子のそれぞれで生成された複数のレーザ光を並行して射出することができる。
　測距装置１は、上述した受光部３０２に対応して、複数の受光素子を含む。複数の受光素子は、例えば２次元格子状に配列されて受光面を形成する。光学系５は、外部から入射する光を、測距装置１が含む受光面に導く。
　制御部４は、電子機器６の全体の動作を制御する。制御部４は、例えば、ＣＰＵ(Central　Processing　Unit)、ＲＯＭ(Read　Only　Memory)およびＲＡＭ(Random　Access　Memory)と、電子機器６の各部と通信を行うためのインタフェースを含み、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして用いて動作して、電子機器６の全体の動作の制御を行う。例えば、制御部４は、測距装置１に対して、光源部２を発光させるためのトリガである発光トリガを供給する。測距装置１は、この発光トリガに基づくタイミングで光源部２を発光させると共に、発光タイミングを示す時間ｔemを記憶する。また、制御部４は、例えば外部からの指示に応じて、測距装置１に対して、測距の際のパターンの設定を行う。
　測距装置１は、受光面に光が受光されたタイミングを示す時間情報（受光時間ｔm）を取得した回数を所定の時間範囲内で計数し、ビン毎の頻度を求めて上述したヒストグラムを生成する。測距装置１は、さらに、生成したヒストグラムに基づき、被測定物までの距離Ｄを算出する。算出された距離Ｄを示す情報は、記憶部３に記憶される。
（１－２．既存技術の説明）
　ここで、本開示の説明に先立って、理解を容易とするために、既存技術による光源装置について、概略的に説明する。図４は、既存技術による光源装置の一例の構成を示す模式図である。図４に示す光源装置は、ＶＣＳＥＬアレイ１００と、コリメータレンズ１０２と、ＤＯＥ(Diffractive　Optical　Element)１０３と、を含む。
　図４において、ＶＣＳＥＬアレイ１００は、それぞれ光を生成するメサ（ＭＥＳＡ）形状の光生成素子１０１を複数、含む。各光生成素子１０１において生成されたレーザ光（レーザビーム）１１１ａそれぞれは、光軸１１０に従いコリメータレンズ１０２に入射される。コリメータレンズ１０２に入射された各レーザ光１１１ａは、コリメータレンズ１０２により平行光のコリメートビーム１１２ａとされ、ＤＯＥ１０３に入射される。ＤＯＥ１０３に入射された各コリメートビーム１１２ａは、ＤＯＥ１０３により所定の投影パターンとされて射出される。
　図４に示すように、レーザ光１１１ａは、コリメータレンズ１０２にビーム径１１３ａで入射されるものとする。コリメートビーム１１２ａは、このビーム径１１３ａに比例したビーム径でコリメータレンズ１０２から射出される。
　ここで、ＤＯＥ１０３に入射されるコリメートビーム１１２ａは、ある程度以上のビーム径が必要であることが知られている。例えば、ＤＯＥ１０３に入射されるコリメートビーム１１２ａのビーム径が細い場合、ＤＯＥ１０３により形成される投影パターンが暈けるおそれがある。
　図５および図６を用いて、レーザ光のビーム径の距離依存性について説明する。図５は、ガウシアンビームにおけるビーム径の距離依存性の例を示す模式図である。ビーム径が最小となる位置ｘをｘ＝０とし、その位置でのビーム半径ω0をビームウェストとする。この場合、位置ｘ（ｘ＞０）におけるビーム半径ω(ｘ)は、下記の式（２）により表すことができる。なお、式（２）において、値λは、ビームの波長である。
ω2(ｘ)＝ω0 2｛１＋[λｘ／(πω0 2)]2｝　　…（２）
　式（２）において、値λは固定値であり、値πは定数であるため、λ／πを固定値ｋとおいて右辺を整理すると、次式（３）が得られる。
ω2(ｘ)＝ω0 2＋ｋ(ｘ／ω0)2　　…（３）
　これにより、ビームウェストにおけるビーム半径ω0が大きいほど、位置ｘにおけるビーム半径ω(ｘ)の距離依存性が小さくなることが分かる。
　図６は、最小ビーム径（ビーム半径ω0）と、ビーム径の距離依存広がりとの関係の例を示すグラフである。図６において、縦軸はビーム径［ｍｍ］、横軸は、ビームの投影距離［ｍ］を示している。図６に示すように、最小ビーム径が１０［μｍ］（図ではＣｏｌ＿φ１０［μｍ］）では、略３０［ｃｍ］の投影距離でビーム径が１０［ｍｍ］となり、凡そ１０００倍の増加となっている。これに対して、最小ビーム径が１［ｍｍ］（図ではＣｏｌ＿φ１０００［μｍ］）では、５［ｍ］の投影距離でもビーム径が２［ｍｍ］以内とされ、ビーム径が１０［μｍ］の場合と比べて極めて小さい。また、最小ビーム径が１００［μｍ］、２００［μｍ］（図ではそれぞれＣｏｌ＿φ１００［μｍ］、Ｃｏｌ＿φ２００［μｍ］）を併せて比較すると、最小ビーム径が小さくなるに連れ、ビーム径の距離依存性が急激に大きくなることが分かる。
　そのため、既存技術では、ＶＣＳＥＬアレイ１００とコリメータレンズ１０２との間の距離を離すことで、コリメータレンズ１０２に入射されるレーザ光のビーム径１１３ａにおいて、必要な径を確保していた。したがって、ＶＣＳＥＬアレイ１００、コリメータレンズ１０２およびＤＯＥ１０３を含む光源装置の低背化あるいは小型化が困難であった。
（１－３．実施形態の説明）
　本開示の実施形態では、ＶＣＳＥＬアレイ１００の各光生成素子１０１に対してＮＡ（開口数）を拡大するための光学部材を設ける。この光学部材により、各光生成素子１０１から射出されるレーザ光１１１ａのビーム径が、当該光学部材を用いない場合と比較して短距離で拡大してコリメータレンズ１０２に入射される。すなわち、図４を用いて説明したコリメータレンズ１０２におけるビーム径１１３ａを、図４における光生成素子１０１とコリメータレンズ１０２との間の距離より短い距離で得ることができ、光源装置の低背化が可能となる。
　実施形態では、ＮＡを拡大するための光学部材として、凹レンズを用いる。図７は、凹レンズの特性を説明するための模式図である。図７において、凹レンズ１３０は、焦点距離が負の値となるため、凹レンズ１３０を構成する部材の屈折率が凹レンズ１３０のレンズ面に接する外部の屈折率よりも高い場合、入射された光は、図７に示されるように、発散して射出される。
　なお、以下では、凹レンズ１３の周縁を含む平面から、凹レンズ１３０の厚みの最も薄い位置に下ろした垂線の長さを、凹レンズ１３０の深さと呼ぶ。また、凹レンズ１３０を周縁を含む平面において、該平面の該周縁の内側を、レンズ領域と呼ぶ。
　図８は、実施形態に係る光源装置の一例の構成を示す模式図である。図８において、各凹レンズ１３０が、ＶＣＳＥＬアレイ１００に含まれる各光生成素子１０１に対して１対１に設けられる。このとき、各凹レンズ１３０は、光生成素子１０１の射出面に対して密着して設けることが好ましい。
　各光生成素子１０１において生成され射出されたレーザ光のそれぞれは、各凹レンズ１３０に入射される。凹レンズ１３０に入射されたレーザ光は、凹レンズ１３０から射出される際に発散され、照射範囲が短距離で広がるレーザ光１１１ｂとして、凹レンズ１３０から射出される。凹レンズ１３０から射出されたレーザ光１１１ｂは、コリメータレンズ１０２に入射され、平行光のコリメートビーム１１２ｂとされてＤＯＥ１０３に入射される。
　ここで、各光生成素子１０１から射出されたレーザ光は、凹レンズ１３０を介してコリメータレンズ１０２にビーム径１１３ｂで入射される。このとき、凹レンズ１３０から射出されるレーザ光１１１ｂは、凹レンズ１３０の特性に従い発散する。そのため、コリメータレンズ１０２の位置において、図４のビーム径１１３ａと等しいサイズのビーム径１１３ｂを、図４に示した既存技術による光生成素子１０１からコリメータレンズ１０２までの距離より短い距離で得ることができる。
　図９は、実施形態に係る光源装置の構成をより具体的に示す断面図である。なお、図９では、コリメータレンズ１０２およびＤＯＥ１０３が省略されている。図９において、レーザ光１１１ｂの射出側を表面（第２面）とするとき、各光生成素子１０１は、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）による基板１４０の裏面側（第１面）に形成される。すなわち、各光生成素子１０１で生成されたレーザ光は、基板１４０を通過して、レーザ光１１１ｂとして射出される。なお、基板１４０および光生成素子１０１の構造の詳細については、後述する。
　基板１４０の表面（第２面）に対して、凹レンズ１３０が形成される。凹レンズ１３０は、基板１４０に対して表面から加工を施し、基板１４０の表面を非平坦化することで形成される。より具体的には、凹レンズ１３０は、基板１４０の表面に凹レンズ１３０の形状に対応する凹部を形成することで、設けられる。凹レンズ１３０は、各光生成素子１０１に対応する位置に、各光生成素子１０１に対して１対１に設けられる。
　また、図９の例では、基板１４０の表面における全領域のうち、凹レンズ１３０のレンズ領域以外の領域に、無機材料および有機材料のうち少なくとも一方による機能性膜１４１が設けられている。この基板１４０に対する凹レンズ１３０の形成方法と、機能性膜１４１の詳細については、後述する。
　図１０は、図４で示した既存技術による光源装置と、図９で示した実施形態に係る光源装置と、を比較する図である。図１０の左側の例が図４の構成に対応し、右側の例が図９の構成に対応している。左側の既存技術の例において、光生成素子１０１からコリメータレンズ１０２までの距離ｄａで、コリメータレンズ１０２の位置においてビーム径１１３ａが得られている。一方、右側の実施形態に係る例において、光生成素子１０１からコリメータレンズ１０２までの距離ｄｂで、コリメータレンズ１０２の位置において、ビーム径１１３ａと同一径のビーム径１１３ｂが得られている。
　実施形態に係る例では、上述したように、光生成素子１０１で生成されたレーザ光は、凹レンズ１３０で発散されて射出されるため、距離ｄａより短い距離ｄｂで、ビーム径１１３ｂを得ることができる。したがって、実施形態に係る光源装置は、距離ｄａと距離ｄｂとの差分に対応して、既存技術による光源装置に対して低背化が可能である。また、実施形態に係る光源装置は、この低背化を、光生成素子１０１が設けられる基板１４０の表面に形成した凹レンズ１３０により実現している。そのため、折返しミラーやプリズムなどを用いて光路の長距離化を実現する既存技術の構成に対し、部品点数を抑えることが可能である。
　本開示に係る電子機器としての測距装置１は、上述した直接ＴｏＦ方式による測距を行う機器に適用することができる。また、本開示に係る測距装置１は、例えばＰＷＭ(Pulse　Width　Modulation)により変調された光源光（例えば赤外領域のレーザ光）を被測定物に照射してその反射光を受光素子にて受光し、受光された反射光における位相差に基づき、被測定物に対する測距を行う間接ＴｏＦ方式による測距を行う機器に適用することも可能である。さらに、本開示に係る測距装置１は、ＤＯＥ１０３による投影パターンを用いてストラクチャードライトに適用することができる。
［２．実施形態に係る作成方法］
　次に、実施形態に係る光源装置における凹レンズ１３０の作成方法について説明する。先ず、理解を容易とするために、ＶＣＳＥＬアレイ１００の構造について説明する。
（２－０．実施形態に適用可能な光生成素子の構成例）
　図１１は、実施形態に適用可能なＶＣＳＥＬアレイ１００の構造の例を示す断面図である。なお、図１１は、ＶＣＳＥＬアレイ１００の光生成部の説明を行うための図であって、凹レンズ１３０は省略されている。図１１に示されるように、実施形態に適用可能なＶＣＳＥＬアレイ１００は、半導体基板２０（図９の基板１４０に対応）の、メサ形状の光生成素子１０１が設けられる第１面から、第１面の反対側（光生成素子１０１から見て裏面側）の第２面に光を射出する、裏面射出型の構造を有する。
　図１１に示すように、ＶＣＳＥＬアレイ１００は、それぞれＶＣＳＥＬである複数の光生成素子１０１が配列されて構成される。各光生成素子１０１は、メサ２００に対応する部分がレーザ光を生成、射出する。ＶＣＳＥＬアレイ１００は、その基板として半導体基板２０が用いられ、半導体基板２０の上層側にはカソード電極Ｔｃが形成されている。半導体基板２０には、例えばＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）基板が用いられる。
　半導体基板２０において、各光生成素子１０１には、上層側から下層側にかけて順に第一多層膜反射鏡層２１、活性層２２、第二多層膜反射鏡層２５、コンタクト層２６、及びアノード電極Ｔａが形成されている。第二多層膜反射鏡層２５の一部（具体的には上端部）には、電流狭窄層２４が形成されている。また、活性層２２を含み、第一多層膜反射鏡層２１と第二多層膜反射鏡層２５とに挟まれた部分が共振器２３とされる。
　第一多層膜反射鏡層２１は、Ｎ型導電性を示す化合物半導体で形成され、第二多層膜反射鏡層２５はＮ型導電性を示す化合物半導体で形成されている。
　活性層２２は、レーザ光を発生させるための層とされ、電流狭窄層２４は、活性層２２に効率よく電流を注入し、レンズ効果をもたらす層とされる。電流狭窄層２４は、光生成素子１０１を形成後に、酸化されていない状態で選択酸化が行われ、中心部の酸化領域（選択酸化領域）２４ａと、酸化領域２４ａの周囲の酸化されていない未酸化領域２４ｂとを有する。電流狭窄層２４においては、これら酸化領域２４ａと未酸化領域２４ｂとにより電流狭窄構造が形成され、未酸化領域２４ｂとしての電流狭窄領域に電流が導電する。
　コンタクト層２６は、アノード電極Ｔａとのオーミック接触を確実にするために設けられている。
　ここで、ＶＣＳＥＬアレイ１００におけるカソード電極Ｔｃは、基板１０００における配線層に形成されたグランド配線（図示しない）を介してグランドに接続される。また、図中において、パッドＰａは、基板１０００上に形成されたアノード電極Ｔａのためのパッドを表している。このパッドＰａは、基板１０００の配線層に形成された配線ＬｄおよびＴｄを介して、駆動回路（図示しない）と接続されている。図１１では、１つの光生成素子１０１について、アノード電極Ｔａが半田バンプＨｂを介して１つのパッドＰａに接続されることを示しているが、基板１０００には、光生成素子１０１毎のパッドＰａおよび配線Ｌｄが形成される。
（２－１．第１の作成方法）
　次に、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第１の作成方法について説明する。図１２は、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第１の作成方法を説明するための模式図である。図１２のセクション（ａ）～（ｄ）は、ＶＣＳＥＬアレイ１００における凹レンズ１３０の第１の作成方法による製造過程を断面図により示している。
　図１２のセクション（ａ）において、ＧａＡｓによる基板１４０の下面（第１面）に、絶縁膜を介して光生成素子１０１が形成され、基板１４０を保持するための保持材１４２が設けられる。保持材１４２は、粘着テープ、ワックス、接着剤などを適用できる。なお、光生成素子１０１の形成方法は、本開示の主題と関連性が薄いので、説明を省略する。
　次に、図１２のセクション（ｂ）に示すように、基板１４０の上面（第２面）にレジスト膜１５０が形成され、レジスト膜１５０に対して、光生成素子１０１に対応する位置に開口部１５１が形成されるマスクパターニングを行う。例えば、このマスクパターニングにより、レジスト膜１５０の、光生成素子１０１に対応する位置、例えば光生成素子１０１に対応して設けたい凹レンズ１３０の中心部の位置の所定径を除去する。
　次に、図１２のセクション（ｃ）に示すように、ウェットエッチングまたはドライエッチングによりエッチング処理を実行する。これにより、基板１４０の開口部１５１により露出される位置を起点として、レジスト膜１５０の基板１４０側において等方にエッチングが進行し（等方性エッチング）、凹部１５２が形成される。
　凹部１５２の形状が凹レンズ１３０として所望の形状（径、深さなど）になると、エッチング処理を終了させ、レジスト膜１５０を剥離する。また、保持材１４２も剥離する。これにより、図１２のセクション（ｄ）に示すように、基板１４０の第２面に、凹レンズ１３０としての凹部１５２が形成される。
（２－２．第２の作成方法）
　次に、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第２の作成方法について説明する。図１３は、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第２の作成方法を説明するための模式図である。図１３のセクション（ａ）～（ｄ）は、ＶＣＳＥＬアレイ１００における凹レンズ１３０の第２の作成方法による製造過程を断面図により示している。
　図１３のセクション（ａ）は、上述した図１２のセクション（ａ）と共通なので、説明を省略する。図１３のセクション（ａ）の状態の基板１４０に対して、所定の膜厚、例えば形成したい凹レンズ１３０の深さより厚い膜厚で、レジスト膜１５５を形成する。図１３のセクション（ｂ）に示すように、このレジスト膜１５５に対して、グレースケールリソグラフィあるいはインプリントリソグラフィなどの手法を用いて、凹レンズ１３０の形状に対応する形状の凹部１５４を形成する。
　次に、図１３のセクション（ｂ）に示すように、凹部１５４が形成されたレジスト膜１５５の全面に対して、基板１４０に対して垂直方向に、ドライエッチングによるエッチング処理を実行する（異方性エッチング）。このエッチング処理では、レジスト膜１５５に対するエッチングを行い、さらに、レジスト膜１５５がエッチングで除去されることで露出した基板１４０のエッチングも行う。これにより、図１３のセクション（ｃ）に示すように、レジスト膜１５５に設けられた凹部１５４の形状が基板１４０に対して転写され、基板１４０の第２面に、凹レンズ１３０としての凹部１５２が形成される。
　レジスト膜１５５が全て除去されると、保持材１４２を剥離する（図１３のセクション（ｄ））。
（２－３．第３の作成方法）
　次に、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第３の作成方法について説明する。図１４は、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第３の作成方法を説明するための模式図である。図１４のセクション（ａ）～（ｅ）は、ＶＣＳＥＬアレイ１００における凹レンズ１３０の第３の作成方法による製造過程を断面図により示している。また、図１４では、基板１４０に注目し、光生成素子１０１および保持材１４２を省略している。
　先ず、図１４のセクション（ａ）に示すように、基板１４０に対してハードマスク１７０を成膜する。ハードマスク１７０は、基板１４０よりも硬度が高いものとする。このようなハードマスク１７０の材料として、例えばＳｉＯ2、ＳｉＯＮあるいはＳｉＮを適用することができる。次に、図１４のセクション（ｂ）に示すように、ハードマスク１７０上にレジスト膜１７１を形成し、レジスト膜１７１に対して凹レンズ１３０の周縁に対応する周縁部１５３の内側の領域を露出させるマスクパターニングを行う。
　次に、周縁部１５３の内側の領域を含むレジスト膜１７１の全面に対して、基板１４０に対して垂直方向に、例えばドライエッチングによるエッチング処理を実行する（異方性エッチング）。エッチング処理は、図１４のセクション（ｃ）に示すように、周縁部１５３の内側の領域に露出するハードマスク１７０が除去され、基板１４０の当該領域が露出される。
　次に、図１４のセクション（ｃ）の状態からレジスト膜１７１を剥離する。これにより、図１４のセクション（ｄ）に示すように、基板１４０上に、周縁部１５３の内側の領域が開口されたハードマスク１７０が形成された状態となる。この図１４のセクション（ｄ）の状態に対して、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical　Mechanical　Polishing）を施す。ハードマスク１７０が形成された領域は、当該ハードマスク１７０がストッパの役割を果たし、平坦な状態を保つ。
　一方、ハードマスク１７０が除去された周縁部１５３の内側の領域は、ハードマスク１７０に対して硬度が低いため、化学機械研磨により、研磨剤が入り込んで凹む、所謂ディッシングが発生する。ディッシングにより削られた部分が凹レンズ１３０として所望の深さになるまで化学機械研磨を実行する。これにより、図１４のセクション（ｅ）に示されるように、基板１４０の第２面に、凹レンズ１３０としての凹部１５２が形成される。
（２－４．第４の作成方法）
　次に、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第４の作成方法について説明する。図１５は、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第４の作成方法を説明するための模式図である。図１５のセクション（ａ）～（ｆ）は、ＶＣＳＥＬアレイ１００における凹レンズ１３０の第４の作成方法による製造過程を断面図により示している。また、図１５では、基板１４０に注目し、光生成素子１０１および保持材１４２を省略している。
　先ず、図１５のセクション（ａ）に示すように、レジストパターニングにより、基板１４０の凹レンズ１３０のレンズ領域に対応してレジスト膜１６０を形成する。このとき、レジスト膜１６０の膜厚は、所望の凹レンズ１３０の深さより厚くされる。次に、形成したレジスト膜１６０に対してリフローベークを行ってレジスト膜１６０を溶融させ、図１５のセクション（ｂ）にレジスト膜１６０’として示すように、ドーム状に変形させる。
　次に、レジスト膜１６０’を含む基板１４０の全面に対して、基板１４０に対して垂直に、例えばドライエッチングによるエッチング処理を実行する。ここで、レジスト膜１６０’のエッチングレートは、基板１４０のエッチングレートよりも高い。そのため、レジスト膜１６０’が除去されるまでエッチング処理を続けると、基板１４０とレジスト膜１６０’との選択比に応じて、基板１４０に対してレジスト膜１６０’の形状に対応する凸部１６１が形成される。
　エッチングによりレジスト膜１６０’が除去され、基板１４０に対して凸部１６１が形成されると、図１５のセクション（ｃ）に示すように、パターニングにより、基板１４０上の凸部１６１以外の領域に無機膜１６２を形成する。無機膜１６２は、材料として例えばＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮを適用できる。
　次に、図１５のセクション（ｄ）に示すように、凸部１６１および無機膜１６２に対して補助膜としての平坦化膜１６３を形成する。平坦化膜１６３は、例えば、無機膜１６２に対する凸部１６１の高さより膜厚を厚くして形成される。平坦化膜１６３は、例えば塩素系のガスを用いたドライエッチングにおいて、基板１４０に対してエッチングレートの低い材料を用いて形成される。平坦化膜１６３の材料として、シリコン系樹脂やシロキサン系樹脂、例えばアクリル、スチレン、エポキシなどを適用できる。平坦化膜１６３は、これらの材料をスピンコートなどで塗布することで成膜される。平坦化膜１６３は、成膜後、例えば化学機械研磨により表面を平坦化される。
　次に、平坦化膜１６３の全面に対して、平坦化膜１６３（基板１４０）に対して垂直に、例えば塩素系のガスを用いたドライエッチングによりエッチング処理が実行される。図１５のセクション（ｅ）は、この平坦化膜１６３の全面に対する全面エッチング処理の経過を示す図である。図１５のセクション（ｅ）に示すように、平坦化膜１６３がエッチングされた平坦化膜１６３’は、凸部１６１に対応する領域がエッチング処理の進行度合いに応じて除去される。
　この凸部１６１に対応する領域が除去されて平坦化膜１６３’に形成された開口部において、凸部１６１がエッチングされ、凹部１５２’が形成される。ここで、平坦化膜１６３’と基板１４０（凸部１６１）との選択比に応じて、基板１４０（凸部１６１）において、凹部１５２’が平坦化膜１６３’の除去よりも速い速度で掘り下げられる。これにより、平坦化膜１６３’が完全に除去された時点で、所望の凹レンズ１３０としての凹部１５２が形成される。
（２－５．第５の作成方法）
　次に、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第５の作成方法について説明する。図１６は、実施形態に適用可能な凹レンズ１３０の第５の作成方法を説明するための模式図である。図１６のセクション（ａ）～（ｆ）は、ＶＣＳＥＬアレイ１００における凹レンズ１３０の第５の作成方法による製造過程を断面図により示している。また、図１６では、基板１４０に注目し、光生成素子１０１および保持材１４２を省略している。
　先ず、基板１４０に対してＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどにより無機膜１６２を成膜する。成膜した無機膜１６２に対し、無機膜パターニングにより凹レンズ１３０の周縁に対応する周縁部１５３の内側の領域を除去し、さらに、補助膜としての有機膜１４３を成膜する。有機膜１４３は、材料として例えばシリコン系樹脂やシロキサン系樹脂、例えばアクリル、スチレン、エポキシなどが適用でき、これらの材料をスピンコートなどで塗布することで成膜される。基板１４０に対して無機膜１６２を成膜、パターニングし、さらに有機膜１４３を成膜した状態を、図１６のセクション（ｂ）に示す。
　次に、図１６のセクション（ｃ）に示すように、有機膜１４３に対してＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどによりハードマスク１７０を成膜し、ハードマスク１７０に対して、凹レンズ１３０の中央部に対応する位置に所定径の開口部１７２を設ける加工を行う。
　次に、図１６のセクション（ｄ）に示すように、ウェットエッチングまたはドライエッチングによりエッチング処理を実行する。これにより、有機膜１４３の開口部１７２により露出される位置を起点として、ハードマスク１７０の有機膜１４３側において等方にエッチングが進行し（等方性エッチング）、凹部１４４が形成される。
　凹部１４４の形状が所望の形状になると、エッチング処理を終了させる。例えば、凹部１４４の径が凹レンズ１３０の径に達したところで、エッチング処理を終了させる。図１６のセクション（ｅ）に示すように、エッチング処理を終了した後、ハードマスク１７０を剥離する。
　次に、凹部１４４が形成された有機膜１４３の全面に対して、基板１４０に対して垂直に、ドライエッチングによりエッチング処理が実行される。ここで、このドライエッチングは、無機膜１６２がエッチングされず、有機膜１４３のエッチングレートが基板１４０のエッチングレートより高い条件により実行される。したがって、図１６のセクション（ｆ）に示すように、有機膜１４３が除去された時点で、凹部１４４の形状が、基板１４０と有機膜１４３との選択比に応じて垂直方向に圧縮されて基板１４０に転写され、凹部１５２が形成される。有機膜１４３の膜厚を適切に設定することで、凹レンズ１３０としての凹部１５２を形成することが可能である。
［３．実施形態の変形例］
（３－１．第１の変形例）
　次に、実施形態の第１の変形例について説明する。実施形態の第１の変形例は、凹レンズ１３０（凹部１５２）が形成された基板１４０に対して機能性膜を設ける例である。図１７Ａ～図１７Ｅを用いて、実施形態の第１の変形例による機能性膜の第１～第５の例について説明する。
　図１７Ａ～図１７Ｅそれぞれにおいて、セクション（ａ）は、機能性膜が設けられた基板１４０を上面（第２面）から見た模式図、セクション（ｂ）は、機能性膜が設けられた光源装置の断面図である。なお、図１７Ａ～図１７Ｅそれぞれにおいて、コリメータレンズ１０２およびＤＯＥ１０３が省略されている。また、図１７Ａ～図１７Ｅそれぞれにおいて、セクション（ａ）および（ｂ）は説明のためのものであって、セクション（ａ）に示される凹レンズ１３０の位置と、セクション（ｂ）に示される凹レンズ１３０の位置は、必ずしも一致させていない。
（３－１－１．機能性膜を設ける第１の例）
　先ず、基板１４０に対して機能性膜を設ける第１の例について説明する。図１７Ａは、実施形態に第１の変形例に係る、基板１４０に対して機能性膜を設ける第１の例について説明するための図である。第１の例では、図１７Ａのセクション（ａ）に示されるように、基板１４０の上面の、凹レンズ１３０としての凹部１５２を除いた領域に、機能性膜１４１が設けられる。すなわち、図１７Ａのセクション（ｂ）に示されるように、機能性膜１４１は、凹レンズ１３０に相当する各凹部１５２の内表面には設けられない。
　機能性膜１４１は、入射したレーザ光を吸収する機能を有する遮光膜とすることができる。機能性膜１４１を遮光膜とすることで、例えば光生成素子１０１で生成され射出されたレーザ光が、例えば当該光生成素子１０１に対応する凹部１５２の周辺からの漏出を抑制できる。また、各光生成素子１０１で生成され射出されるレーザ光の分離度を高めることが可能である。
　機能性膜１４１は、遮光膜に限られない。例えば、機能性膜１４１として、放熱性の高い機能を有する放熱性膜を適用することができる。また例えば、機能性膜１４１として、基板１４０の表面を保護するための保護膜を適用することも可能である。機能性膜１４１として保護膜を適用した場合、例えばウェハに対して複数形成されるＶＣＳＥＬアレイ１００を個片化した場合の、ピックアップ性を高めることが可能となる。機能性膜１４１としてさらに他の機能を有する膜を適用してもよい。
（３－１－２．機能性膜を設ける第２の例）
　次に、基板１４０に対して機能性膜を設ける第２の例について説明する。図１７Ｂは、実施形態に第１の変形例に係る、基板１４０に対して機能性膜を設ける第２の例について説明するための図である。第２の例では、図１７Ｂのセクション（ａ）に示されるように、例えば基板１４０の上面の、凹レンズ１３０としての凹部１５２を除いた領域に設けられた機能性膜１４１に対して、所定位置に所定の形状のマーク１４５を設ける例である。図１７Ｂのセクション（ｂ）に示す断面構造は、上述した図１７Ａのセクション（ｂ）と同様であるので、ここでの説明を省略する。
　図１７Ｂの例では、マーク１４５は、十字形状とされており、アライメントマークとして用いて好適である。例えば、機能性膜１４１として遮光膜を適用した場合、基板１４０の下層の配線部などに設けられたアライメントマークを基板１４０の上面側から確認することが困難となる。この第２の例のように、基板１４０の上面に設けられた機能性膜１４１に対してマーク１４５を設けることで、この問題を解決可能である。
（３－１－３．機能性膜を設ける第３の例）
　次に、基板１４０に対して機能性膜を設ける第３の例について説明する。図１７Ｃは、実施形態に第１の変形例に係る、基板１４０に対して機能性膜を設ける第３の例について説明するための図である。第３の例では、図１７Ｃのセクション（ａ）に示されるように、基板１４０の上面の、凹レンズ１３０としての凹部１５２と、例えば所定数の凹レンズ１３０を含む矩形領域の外側の領域１４６と、を除いて機能性膜１４１を設ける例である。図１７Ｃのセクション（ｂ）には、基板１４０の上面において、機能性膜１４１が設けられる領域と、機能性膜１４１が設けられない領域と、が模式的に示されている。
　例えば、当該矩形領域は、１つのＶＣＳＥＬアレイ１００に対応し、機能性膜１４１を設けない領域１４６は、ウェハ上に複数形成されるＶＣＳＥＬアレイ１００を個片化するためにスクライブを実行する際の代（しろ）であるスクライブ領域とすることができる。このように、スクライブ領域を除いて機能性膜１４１を設けることで、スクライブで機能性膜１４１が割れることによるダストの発生を防ぐことができる。
（３－１－４．機能性膜を設ける第４の例）
　次に、基板１４０に対して機能性膜を設ける第４の例について説明する。図１７Ｄは、実施形態に第１の変形例に係る、基板１４０に対して機能性膜を設ける第４の例について説明するための図である。第４の例では、図１７Ｄのセクション（ｂ）に示すように、複数の機能性膜が積層された積層機能性膜１４７を、基板１４０の上面に設ける例である。
　第４の例では、上述した第１の例と同様に、図１７Ｄのセクション（ａ）に示されるように、基板１４０の上面の、凹レンズ１３０としての凹部１５２を除いた領域に、積層機能性膜１４７が設けられる。積層機能性膜１４７に含まれる複数の機能性膜の組み合わせは、様々に考えられる。一例として、積層機能性膜１４７を、遮光膜と放熱性膜とを含めて構成することができる。これにより、光生成素子１０１から射出されるレーザ光の遮光性と、レーザ光生成により光生成素子１０１により発生した熱の放熱性と、を高めることが可能となる。
　これに限らず、積層機能性膜１４７に、保護膜をさらに含めることも可能である。保護膜を例えば積層機能性膜１４７の最上層に設けることで、ウェハ上に形成されるＶＣＳＥＬアレイ１００の個片化の際のピックアップ性を向上させることが可能である。
（３－１－５．機能性膜を設ける第５の例）
　次に、基板１４０に対して機能性膜を設ける第５の例について説明する。図１７Ｅは、実施形態に第１の変形例に係る、基板１４０に対して機能性膜を設ける第５の例について説明するための図である。第５の例は、基板１４０上の位置に応じて異なる積層構造の積層機能性膜を設ける例である。
　より具体的には、第５の例では、図１７Ｅのセクション（ａ）および（ｂ）に示すように、異なる複数の機能性膜が積層された第１の積層機能性膜１４８と、第１の積層機能性膜１４８とは異なる積層構造で複数の機能性膜が積層された第２の積層機能性膜１４９とが、基板１４０の上面における位置に応じて設けられる。これにより、機能性膜による基板１４０の位置に応じた機能を実現することが可能となる。
　一例として、第１の積層機能性膜１４８は、保護膜のみを含み、第２の積層機能性膜１４９は、保護膜と遮光膜とを含むものとする。図１７Ｅのセクション（ａ）および（ｂ）の例では、第２の積層機能性膜１４９が各凹部１５２の間に設けられ、第１の積層機能性膜１４８が隣接する凹部１５２が無い領域に設けられている。
　この配置によれば、例えば光生成素子１０１に対応する凹部１５２の周辺からの漏出を抑制でき、各光生成素子１０１で生成され射出されるレーザ光の分離度を高めることが可能となると共に、ウェハ上に形成されるＶＣＳＥＬアレイ１００の個片化の際のピックアップ性を向上させることが可能である。
　なお、上述した第１の例～第５の例は、矛盾を生じない範囲で組みわせて実施することが可能である。
［３－２．第２の変形例］
　次に、実施形態の第２の変形例について説明する。実施形態の第２の変形例は、凹レンズ１３０としての凹部１５２の内表面に反射防止膜を設けた例である。図１８は、実施形態の第２の変形例に係る光源装置の構成の一例を示す断面図である。なお、図１８では、コリメータレンズ１０２およびＤＯＥ１０３が省略されている。
　図１８において、基板１４０の上面（第２面）の、凹レンズ１３０としての凹部１５２の内表面を含めた全面に、反射防止膜１８１が設けられる。この反射防止膜１８１は、基板１４０の内部におけるレーザ光の反射を抑制する目的で設けられるものである。
　すなわち、光生成素子１０１において生成されたレーザ光は、当該光生成素子１０１に対応して設けられる凹部１５２から、基板１４０の内部よりも屈折率の低い空間１８０に射出される。このとき、レーザ光が凹部１５２の外表面（基板１４０の内部側における表面）にて反射されると、反射されたレーザ光が光生成素子１０１に再入射される可能性がある。レーザ光の光生成素子１０１への再入射は、当該光生成素子１０１におけるレーザ光の出力をもたらす。また、反射されたレーザ光が例えば基板１４０の内部において吸収され熱に変換され、ＶＣＳＥＬアレイ１００の発熱をもたらす。
　基板１４０の上面の凹部１５２の内表面を含めた全面に反射防止膜１８１を設けることで、光生成素子１０１で生成されたレーザ光の凹部１５２の外表面における反射を抑制できる。そのため、反射されたレーザ光の光生成素子１０１への再入射によるレーザ出力の低下や、反射されたレーザ光を吸収することによる発熱を抑えることが可能となる。
［３－３．第３の変形例］
　次に、実施形態の第３の変形例について説明する。実施形態の第３の変形例は、基板１４０に対して凹レンズ１３０として設けられた凹部１５２に対して、基板１４０よりも屈折率の低い材料を埋め込んでしまう例である。図１９は、実施形態の第３の変形例に係る光源装置の構成の一例を示す断面図である。なお、図１９では、コリメータレンズ１０２およびＤＯＥ１０３が省略されている。
　図１９において、凹部１５２の内部に埋め込まれる低屈折率材料１９０は、光生成素子１０１にて生成するレーザ光の波長において基板１４０よりも屈折率が低く、且つ、空気よりも屈折率の高い材料とする。
　すなわち、基板１４０の材料であるＧａＡｓの屈折率は、３～４であるのに対し、凹レンズ１３０としての凹部１５２に充満される空気の屈折率は１程度であり、差が大きい。そのため、凹部１５２の形状にバラツキがあると、光生成素子１０１にて生成され凹部１５２を介して射出されるレーザ光の光跡の、より大きなバラツキとなって現れることになる。
　実施形態の第３の変形例では、凹部１５２を、基板１４０よりも屈折率が低く、空気よりも屈折率が高い低屈折率材料１９０で埋めている。これにより、凹部１５２から空間に向けて射出されるレーザ光に対する屈折率の変化が緩和され、凹部１５２の形状のバラツキによる、凹部１５２から射出されるレーザ光の光跡のバラツキを抑制することができる。
［３－４．第４の変形例］
　次に、実施形態の第４の変形例について説明する。実施形態の第４の変形例は、図８および図９を用いて説明した実施形態に係る光源装置をパッケージ化した例である。
　図２０は、実施形態の第４の変形例に係る光源装置の構成の第１の例を示す断面図である。図２０において、ＶＣＳＥＬアレイ１００は、複数の光生成素子１０１と、各光生成素子１０１に対応する凹レンズ１３０とを含む。なお、図２０では、凹レンズ１３０が形成される基板１４０は省略されている。このＶＣＳＥＬアレイ１００が、上面をガラス４０１により、また、側面を樹脂などによりそれぞれ封止され、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）４００が構成される。
　このチップサイズパッケージ４００の上面のガラス４０１に対して、コリメータレンズ１０２として、バイナリレンズを形成する。このチップサイズパッケージ４００とコリメータレンズ１０２とで、１つのパッケージを構成する。
　このように構成された光源装置において、ＶＣＳＥＬアレイ１００は、各光生成素子１０１間のピッチを微細化することで、高解像度を得ることができる。また、各光生成素子１０１に対して凹レンズ１３０を設けているので、各光生成素子１０１から射出されるレーザ光のビーム径が短距離で広がり、低背化が可能である。また、各光生成素子１０１が設けられる基板１４０を加工して凹レンズ１３０を形成しているため、凹レンズ１３０と光生成素子１０１との、極めて高精度の位置合わせが可能となる。
　図２１は、実施形態の第４の変形例に係る光源装置の構成の第２の例を示す断面図である。この第２の例は、図２０を用いて説明した光源装置の構成において、コリメータレンズ１０２の面に対して、別途に用意したＤＯＥを、例えば屈折率がガラス４０１と同程度の接着剤で貼り付けた例である。このように、ＶＣＳＥＬアレイ１００からコリメータレンズ１０２までが一体的に形成されたパッケージに対して、ＤＯＥを貼り付けるようにすることで、例えば顧客の要望に応じたパターンを照射する光源装置を容易に製作することができる。
［３－５．第５の変形例］
　次に、実施形態の第５の変形例について説明する。上述した実施形態では、ＶＣＳＥＬアレイ１００に含まれる各光生成素子１０１に対して１対１に、凹レンズ１３０を設けていた。これに対して、実施形態の第５の変形例は、ＶＣＳＥＬアレイ１００に含まれる各光生成素子１０１において、凹レンズ１３０を設ける光生成素子１０１と、凹レンズ１３０を設けない光生成素子１０１と、を混在させる。
　図２２は、実施形態の第５の変形例に係る光源装置の構成の例を示す断面図である。図２２の例では、ＶＣＳＥＬアレイ１００において、凹レンズ１３０が設けられる光生成素子１０１ａと、凹レンズ１３０が設けられない光生成素子１０１ｂとが交互に配置されている。光生成素子１０１ａおよび１０１ｂは、コリメータレンズ１０２との間の距離が等しい。そのため、光生成素子１０１ｂで生成され射出されたレーザ光１１１ｃがコリメータレンズ１０２に入射された際のビーム径１１３ｃは、光生成素子１０１ａで生成され凹レンズ１３０を介して射出されたレーザ光１１１ｂがコリメータレンズ１０２に入射された際のビーム径１１３ｂよりも細くなる。
　ここで、上述した図６、ならびに、式（２）および（３）を参照すると、コリメータレンズ１０２におけるビーム径が大きい方が、遠距離におけるビーム径の広がりが小さく、遠距離において高解像度を得ることができる、一方、コリメータレンズ１０２におけるビーム径が小さい場合、遠距離ではビーム径の広がりが大きくなってしまうが、近距離のある距離までは、遠距離の場合よりも小さいビーム径を得ることが可能である。
　図２３は、凹レンズ１３０の有無によるビーム径の広がりの距離依存性の例を示すグラフである。図２３において、特性線５００は、初期（例えばコリメータレンズ１０２の位置）のビーム径が２［ｍｍ］の場合、特性線５０１は、初期のビーム径が０．５［ｍｍ］の場合の、ビーム径の距離に対する変化の例をそれぞれ示ししている。特性線５００が凹レンズ１３０が設けられた光生成素子１０１ａの例に相当し、特性線５０１が凹レンズ１３０が設けられない光生成素子１０２ｂの例に相当する。
　この例では、特性線５００に示されるように、初期のビーム径が２［ｍｍ］の場合には、距離が１５［ｍ］の位置におけるビーム径が３［ｍｍ」であり、初期のビーム径の１．５倍となっている。これに対し、初期のビーム径が０．５［ｍｍ］の場合には、距離が１５［ｍ］の位置におけるビーム径が９［ｍｍ］となっており、初期のビーム径の１８倍になっている。
　ここで、図２３において特性線５００と特性線５０１との交点５０２の距離（略３［ｍ］）を考える。この交点５０２より近距離では、特性線５０１が示すビーム径が特性線５００が示すビーム径を下回り、初期のビーム径の小さい方が高解像度を実現できることが分かる。一方、交点５０２より遠距離では、特性線５０１が示すビーム径が特性線５００が示すビーム径を上回り、初期のビーム径の大きい方が高解像度を実現できることが分かる。
　そこで、図２２に示した光源装置の構成において、交点５０２の距離より近距離で高解像度を要する用途の場合は、凹レンズ１３０が設けられない光生成素子１０１ｂを選択的に駆動してレーザ光を生成させ射出させる。一方、交点５０２の距離より遠距離で高解像度を要する用途の場合は、凹レンズ１３０が設けられる光生成素子１０１ａを選択的に駆動してレーザ光を生成させ射出させる。
　このように、近距離および遠距離の用途に応じてレーザ光を生成させ射出させる光生成素子１０１ａおよび１０１ｂを切り替えることで、遠距離および近距離それぞれに適したレーザ光を射出させることが可能になる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　基板と、
　前記基板の第１面に設けられ、生成した光が該基板を介して該第１面の反対側の第２面から射出される光生成素子と、
　前記基板の前記第２面の、前記光生成素子に対応する位置に設けられる、ＮＡを拡大するレンズと、
を備える光源装置。
（２）
　前記レンズは、凹レンズである、
前記（１）に記載の光源装置。
（３）
　前記レンズは、
　前記基板の前記第２面に設けられた凹部である、
前記（１）または（２）に記載の光源装置。
（４）
　前記凹部の内表面に設けられ、前記第１面からの光の反射を防止する反射防止膜をさらに備える、
前記（３）に記載の光源装置。
（５）
　前記凹部内に設けられた、前記基板よりも屈折率の低い低屈折率膜をさらに備え、
　前記基板における前記凹部以外の領域と、前記低屈折率膜の表面と、が平面を形成する、
前記（３）または（４）に記載の光源装置。
（６）
　前記基板の前記第２面における前記レンズの領域を除いたレンズ外領域の少なくとも一部に設けられた、１層以上の機能性膜をさらに備える、
前記（１）乃至（５）の何れかに記載の光源装置。
（７）
　前記機能性膜は、
　機能が異なる複数の機能性膜が積層されて設けられる、
前記（６）に記載の光源装置。
（８）
　前記機能性膜は、
　前記基板上の位置に応じて異なる数の前記機能性膜が積層された構造を備える、
前記（７）に記載の光源装置。
（９）
　前記機能性膜は、アライメントマークを含む、
前記（６）乃至（８）の何れかに記載の光源装置。
（１０）
　前記機能性膜は、
　前記基板の第２面であって、前記基板を個片化する際のスクライブ領域以外に設けられる、
前記（６）乃至（９）の何れかに記載の光源装置。
（１１）
　第１面に光生成素子が設けられる基板の、該第１面の反対側の第２面の、該光生成素子に対応する位置に対して凹部を形成する凹部形成工程、
を含む光源装置の製造方法。
（１２）
　前記凹部形成工程は、
　化学機械研磨により発生するディッシングを利用して前記凹部を形成する、
前記（１１）に記載の光源装置の製造方法。
（１３）
　前記凹部形成工程は、
　前記第２面に対して前記凹部に対応する領域が開口されたハードマスクを形成し、該凹部に対応する領域が開口された該ハードマスクに対して前記化学機械研磨を実行する、
前記（１２）に記載の光源装置の製造方法。
（１４）
　前記凹部形成工程は、
　前記第２面に対して前記基板とエッチングレートの異なる補助膜を形成し、該基板と該補助膜との該エッチングレートの比を利用して前記凹部を形成する、
前記（１１）に記載の光源装置の製造方法。
（１５）
　前記凹部形成工程は、
　前記第２面の前記凹部に対応する位置に凸部を形成し、該凸部が形成された該第２面に、前記基板および該凸部よりもエッチングレートが低く、且つ、表面が平坦な前記補助膜を形成し、該補助膜に対してエッチングを実行することで前記凹部を形成する、
前記（１４）に記載の光源装置の製造方法。
（１６）
　前記凹部形成工程は、
　前記第２面に対して前記基板よりもエッチングレートが高い前記補助膜を形成し、該補助膜に対してハードマスクを形成し、該ハードマスクの前記凹部に対応する位置に開口部を形成して該補助膜に対して等方性エッチングを行い、該等方性エッチングの終了後に該ハードマスクを剥離して、全面を垂直方向にエッチングすることで前記凹部を形成する、
前記（１５）に記載の光源装置の製造方法。
（１７）
　基板と、
　前記基板の第１面に設けられ、生成した光が該基板を介して該第１面の反対側の第２面から射出される光生成素子と、
　前記基板の前記第２面の、前記光生成素子に対応する位置に設けられる、ＮＡを拡大するレンズと、
を備える光源装置と、
　前記光生成素子を駆動して前記光を生成させる駆動部と、
を有する電子機器。
（１８）
　光を受光する受光部と、
　前記光生成素子により光が生成されたタイミングと、前記受光部により該光生成素子により生成された光が反射された反射光が受光されたタイミングと、に基づき測距を行う測距部と、
をさらに有する、前記（１７）に記載の電子機器。
１　測距装置
２　光源部
６　電子機器
１００　ＶＣＳＥＬアレイ
１０１，１０１ａ，１０１ｂ　光生成素子
１０２　コリメータレンズ
１０３　ＤＯＥ
１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ　レーザ光
１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ　ビーム径
１３０　凹レンズ
１４０　基板
１４１　機能性膜
１４７　積層機能性膜
１４８　第１の積層機能性膜
１４９　第２の積層機能性膜
１５２　凹部
１５３　周縁部
１８１　反射防止膜
１９０　低屈折率材料
４００　チップサイズパッケージ

Claims (18)

  1. 　基板と、
    　前記基板の第１面に設けられ、生成した光が該基板を介して該第１面の反対側の第２面から射出される光生成素子と、
    　前記基板の前記第２面の、前記光生成素子に対応する位置に設けられる、ＮＡを拡大するレンズと、
    を備える光源装置。
  2. 　前記レンズは、凹レンズである、
    請求項１に記載の光源装置。
  3. 　前記レンズは、
    　前記基板の前記第２面に設けられた凹部である、
    請求項１に記載の光源装置。
  4. 　前記凹部の内表面に設けられ、前記第１面からの光の反射を防止する反射防止膜をさらに備える、
    請求項３に記載の光源装置。
  5. 　前記凹部内に設けられた、前記基板よりも屈折率の低い低屈折率膜をさらに備え、
    　前記基板における前記凹部以外の領域と、前記低屈折率膜の表面と、が平面を形成する、
    請求項３に記載の光源装置。
  6. 　前記基板の前記第２面における前記レンズの領域を除いたレンズ外領域の少なくとも一部に設けられた、１層以上の機能性膜をさらに備える、
    請求項１に記載の光源装置。
  7. 　前記機能性膜は、
    　複数の機能性膜が積層されて設けられる、
    請求項６に記載の光源装置。
  8. 　前記機能性膜は、
    　前記基板上の位置に応じて異なる数の前記機能性膜が積層された構造を備える、
    請求項７に記載の光源装置。
  9. 　前記機能性膜は、アライメントマークを含む、
    請求項６に記載の光源装置。
  10. 　前記機能性膜は、
    　前記基板の第２面であって、前記基板を個片化する際のスクライブ領域以外に設けられる、
    請求項６に記載の光源装置。
  11. 　第１面に光生成素子が設けられる基板の、該第１面の反対側の第２面の、該光生成素子に対応する位置に対して凹部を形成する凹部形成工程、
    を含む光源装置の製造方法。
  12. 　前記凹部形成工程は、
    　化学機械研磨により発生するディッシングを利用して前記凹部を形成する、
    請求項１１に記載の光源装置の製造方法。
  13. 　前記凹部形成工程は、
    　前記第２面に対して前記凹部に対応する領域が開口されたハードマスクを形成し、該凹部に対応する領域が開口された該ハードマスクに対して前記化学機械研磨を実行する、
    請求項１２に記載の光源装置の製造方法。
  14. 　前記凹部形成工程は、
    　前記第２面に対して前記基板とエッチングレートの異なる補助膜を形成し、該基板と該補助膜との該エッチングレートの比を利用して前記凹部を形成する、
    請求項１１に記載の光源装置の製造方法。
  15. 　前記凹部形成工程は、
    　前記第２面の前記凹部に対応する位置に凸部を形成し、該凸部が形成された該第２面に、前記基板および該凸部よりもエッチングレートが低く、且つ、表面が平坦な前記補助膜を形成し、該補助膜に対してエッチングを実行することで前記凹部を形成する、
    請求項１４に記載の光源装置の製造方法。
  16. 　前記凹部形成工程は、
    　前記第２面に対して前記基板よりもエッチングレートが高い前記補助膜を形成し、該補助膜に対してハードマスクを形成し、該ハードマスクの前記凹部に対応する位置に開口部を形成して該補助膜に対して等方性エッチングを行い、該等方性エッチングの終了後に該ハードマスクを剥離して、全面を垂直方向にエッチングすることで前記凹部を形成する、
    請求項１５に記載の光源装置の製造方法。
  17. 　基板と、
    　前記基板の第１面に設けられ、生成した光が該基板を介して該第１面の反対側の第２面から射出される光生成素子と、
    　前記基板の前記第２面の、前記光生成素子に対応する位置に設けられる、ＮＡを拡大するレンズと、
    を備える光源装置と、
    　前記光生成素子を駆動して前記光を生成させる駆動部と、
    を有する電子機器。
  18. 　光を受光する受光部と、
    　前記光生成素子により光が生成されたタイミングと、前記受光部により該光生成素子により生成された光が反射された反射光が受光されたタイミングと、に基づき測距を行う測距部と、
    をさらに有する、請求項１７に記載の電子機器。
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