(57)【要約】【課題】拡散板を支える壁を他の部分と同じような壁を光源と駆動部との間にも設ける場合に比べて、光源と駆動部との間を近接させやすい発光装置などを提供する。【解決手段】発光装置は、基板と、基板上に設けられた駆動部と、基板上に設けられ、駆動部により駆動される光源と、光源が出射する光が透過し、且つ、光源の光軸方向に配置された覆い部と、駆動部と光源との間を除く基板上に設けられ、覆い部を支持する支持部と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた駆動部と、
前記基板上に設けられ、前記駆動部により駆動される光源と、
前記光源が出射する光が透過し、且つ、当該光源の光軸方向に配置された覆い部と、
前記駆動部と前記光源との間を除く前記基板上に設けられ、前記覆い部を支持する支持部と、
を備える発光装置。
【請求項２】
前記光源は、複数の発光素子から構成され、
前記覆い部は、前記発光素子から出射された光を拡散して透過させる拡散板であって、
前記覆い部の前記支持部が設けられていない側の当該覆い部の端部は、前記光源において当該支持部が設けられていない側の端部に配置された発光素子から発光強度５０％以上の光が透過するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記覆い部の前記支持部が設けられていない側の当該覆い部の端部は、前記光源において当該支持部が設けられていない側の端部に配置された発光素子からの発光強度０．１％以上の光を透過するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記覆い部は、前記駆動部の少なくとも一部の表面を覆うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記基板は、前記駆動部に加え、当該基板上に前記覆い部で覆われていない回路部材を備えることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記支持部は、前記光源及び前記駆動部を取り囲むように配置された壁であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記駆動部側の前記支持部の壁から前記光源側に向かって設けられた光の透過を遮断する遮断部を備えることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記遮断部は、前記支持部と一つの部材として構成されていることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記覆い部の前記駆動部側の端部側に、当該覆い部側から当該駆動部側に向かうように設けられた梁部を備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記梁部は、前記駆動部の表面に接するように設けられていることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記梁部は、前記光源からの光の透過を遮断する部材で構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記梁部は、前記支持部と一つの部材として構成されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記支持部は、一つの部材として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１４】
基板と、
前記基板上に設けられた駆動部と、
前記基板上に設けられ、前記駆動部により駆動される光源と、
前記光源が出射する光が透過し、且つ、当該光源の光軸方向に配置された覆い部と、
前記基板上に設けられ、前記駆動部と前記光源との間が他の部分に比べて厚さが薄く構成され、前記覆い部を支持する支持部と、
を備える発光装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載された発光装置と、
前記発光装置を収容する筐体と、を備え、
前記発光装置の覆い部は、拡散板であって、
前記筐体は、前記発光装置が備える光源からの光が前記覆い部である拡散板で拡散された光を透過させる透過部板を備えることを特徴とする発光デバイス。
【請求項１６】
前記発光装置の備える光源と駆動部との間隔は、当該光源と前記透過部板との間隔よりも狭い請求項１５に記載の発光デバイス。
【請求項１７】
請求項１乃至１４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被測定物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。
【請求項１８】
請求項１７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被測定物で反射され、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、当該被測定物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。
【請求項１９】
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１８に記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光デバイス、光学装置及び情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の垂直共振器型発光素子が平面上に配列された垂直共振器型発光素子モジュールは、基板上の互いに隣接する垂直共振器型発光素子からのレーザビーム間の領域に配置され、かつ、レーザビームの出射方向側に位置する接合用面とレーザビームが伝搬するビーム空間を臨む外壁とを有する垂直共振器型発光素子レーザモジュールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−３２６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、三次元センシングをＴｏＦ（Time of Flight）法により行うための光源は、測定精度を向上させるために、大電流のオン／オフをより高速に行う必要がある。このため、駆動部と光源との間に光源からの光を拡散させる拡散板を支える壁が設けられると、壁が邪魔となって駆動部と光源とを近接させづらい。このため、駆動部と光源と間の配線インダクタンスの低減がしづらく、光源を高速にオン／オフさせる場合の制約となる。
【０００５】
本発明の目的は、拡散板を支える壁を他の部分と同じような壁を光源と駆動部との間にも設ける場合に比べて、光源と駆動部との間を近接させやすい発光装置などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、基板と、前記基板上に設けられた駆動部と、前記基板上に設けられ、前記駆動部により駆動される光源と、前記光源が出射する光が透過し、且つ、当該光源の光軸方向に配置された覆い部と、前記駆動部と前記光源との間を除く前記基板上に設けられ、前記覆い部を支持する支持部と、を備える発光装置である。
請求項２に記載の発明は、前記光源は、複数の発光素子から構成され、前記覆い部は、前記発光素子から出射された光を拡散して透過させる拡散板であって、前記覆い部の前記支持部が設けられていない側の当該覆い部の端部は、前記光源において当該支持部が設けられていない側の端部に配置された発光素子から発光強度５０％以上の光が透過するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項３に記載の発明は、前記覆い部の前記支持部が設けられていない側の当該覆い部の端部は、前記光源において当該支持部が設けられていない側の端部に配置された発光素子からの発光強度０．１％以上の光を透過するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置である。
請求項４に記載の発明は、前記覆い部は、前記駆動部の少なくとも一部の表面を覆うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置である。
請求項５に記載の発明は、前記基板は、前記駆動部に加え、当該基板上に前記覆い部で覆われていない回路部材を備えることを特徴とする請求項４に記載の発光装置である。
請求項６に記載の発明は、前記支持部は、前記光源及び前記駆動部を取り囲むように配置された壁であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項７に記載の発明は、前記駆動部側の前記支持部の壁から前記光源側に向かって設けられた光の透過を遮断する遮断部を備えることを特徴とする請求項６に記載の発光装置である。
請求項８に記載の発明は、前記遮断部は、前記支持部と一つの部材として構成されていることを特徴とする請求項７に記載の発光装置である。
請求項９に記載の発明は、前記覆い部の前記駆動部側の端部側に、当該覆い部側から当該駆動部側に向かうように設けられた梁部を備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項１０に記載の発明は、前記梁部は、前記駆動部の表面に接するように設けられていることを特徴とする請求項９に記載の発光装置である。
請求項１１に記載の発明は、前記梁部は、前記光源からの光の透過を遮断する部材で構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の発光装置である。
請求項１２に記載の発明は、前記梁部は、前記支持部と一つの部材として構成されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の発光装置である。
請求項１３に記載の発明は、前記支持部は、一つの部材として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項１４に記載の発明は、基板と、前記基板上に設けられた駆動部と、前記基板上に設けられ、前記駆動部により駆動される光源と、前記光源が出射する光が透過し、且つ、当該光源の光軸方向に配置された覆い部と、前記基板上に設けられ、前記駆動部と前記光源との間が他の部分に比べて厚さが薄く構成され、前記覆い部を支持する支持部と、を備える発光装置である。
請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載された発光装置と、前記発光装置を収容する筐体と、を備え、前記発光装置の覆い部は、拡散板であって、前記筐体は、前記発光装置が備える光源からの光が前記覆い部である拡散板で拡散された光を透過させる透過部板を備えることを特徴とする発光デバイスである。
請求項１６に記載の発明は、前記発光装置の備える光源と駆動部との間隔は、当該光源と前記透過部板との間隔よりも狭い請求項１５に記載の発光デバイスである。
請求項１７に記載の発明は、請求項１乃至１４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被測定物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である。
請求項１８に記載の発明は、請求項１７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被測定物で反射され、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、当該被測定物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である。
請求項１９に記載の発明は、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１８に記載の情報処理装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、拡散板を支える壁を他の部分と同じような壁を光源と駆動部との間にも設ける場合に比べて、光源と駆動部との間を近接させやすい。
請求項２に記載の発明によれば、光強度が５０％未満の光が透過するように設定されている場合に比べて、光強度の大きい光が拡散されずに外部に出射されることが抑制される。
請求項３に記載の発明によれば、光強度が０．１％未満の光が透過するように設定されている場合に比べて、光強度の大きい光が拡散されずに外部に出射されることが抑制される。
請求項４に記載の発明によれば、駆動部の少なくとも一部の表面を覆わない場合に比べて、光源と駆動部とをさらに近接配置できる。
請求項５に記載の発明によれば、回路部材まで覆う場合に比べて、高価な覆い部の面積を小さくできる。
請求項６に記載の発明によれば、取り囲まない場合に比べて、異物の侵入が抑制される。
請求項７に記載の発明によれば、光の遮断部を備えない場合に比べて、高価な覆い部の面積を小さくできる。
請求項８に記載の発明によれば、一つの部材として構成されていない場合に比べ、組み立て工数が削減される。
請求項９に記載の発明によれば、梁部を備えない場合に比べ、異物の侵入が抑制される。
請求項１０に記載の発明によれば、駆動部の表面に接しない場合に比べ、覆い部の支持がより確実になる。
請求項１１に記載の発明によれば、光の透過を遮断する部材で構成されていない場合に比べて、光強度の大きい光の外部へ照射が抑制される。
請求項１２に記載の発明によれば、一つの部材として構成されていない場合に比べ、組み立て工数が削減される。
請求項１３に記載の発明によれば、一つの部材として構成されていない場合に比べ、組み立て工数が削減される。
請求項１４に記載の発明によれば、同じ厚さで壁を設ける場合に比べて、配線インダクタンスを低減しつつ、覆い部の支持を強化できる。
請求項１５に記載の発明によれば、拡散板が外部にむき出しになっている場合に比べ、拡散板が損傷することが抑制される。
請求項１６に記載の発明によれば、光源と駆動部との間隔が光源と透過部板の間隔よりも広い場合に比べ、光源と駆動部とが近接させられる。
請求項１７に記載の発明によれば、三次元測定が行える光学装置が提供される。
請求項１８に記載の発明によれば、三次元形状を測定できる情報処理装置が提供される。
請求項１９に記載の発明によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】情報処理装置の一例を示す図である。
【図２】情報処理装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】光源の平面図である。
【図４】光源における１個のＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。
【図５】拡散板の一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＢ−ＶＢ線での断面図である。
【図６】ローサイド駆動により光源を駆動する等価回路の一例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態が適用される発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線での断面図である。
【図８】比較のために示す発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線での断面図である。
【図９】第１の実施の形態が適用される発光装置の変形例を説明する平面図である。（ａ）は、変形例１の発光装置、（ｂ）は、変形例２の発光装置、（ｃ）は、変形例３の発光装置である。
【図１０】第２の実施の形態が適用される発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＢ−ＸＢ線での断面図である。
【図１１】第３の実施の形態が適用される発光装置の平面図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線での断面図である。
【図１２】第３の実施の形態が適用される発光装置の変形例である発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線での断面図である。
【図１３】第４の実施の形態が適用される発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線での断面図である。
【図１４】発光装置を用いた情報処理装置の断面構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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（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、ユーザの顔の形状など、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の形状を認識することで、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、顔の形状の認識以外の三次元形状の認識にも適用しうる。すなわち、顔以外の物体の形状の認識にも適用してもよい。また、被測定物までの距離は問わない。
【００１０】
［第１の実施の形態］
（情報処理装置１）
図１は、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。
【００１１】
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。）５とを備える。発光装置４は、三次元像を取得するための被測定物、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５は、発光装置４が出射した光が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ＴｏＦ（Time of Flight）法に基づいて、顔の三次元像を取得する。以下では、顔の三次元像を取得する場合であっても、顔を被測定物と表記する。なお、顔以外の三次元像を取得してもよい。三次元像を取得することを、３Ｄセンシングと表記することがある。
【００１２】
なお、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。なお、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。そして、ＲＯＭに蓄積されたプログラムや定数が、ＲＡＭに展開されて、ＣＰＵが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。
【００１３】
図２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２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５は、受光部の一例、光学装置制御部８が制御部の一例である。
以下、順に説明する。
【００１４】
発光装置４は、基板１０と、光源２０と、拡散板３０と、光量監視用受光素子（図２及び以下では、ＰＤと表記する。）４０と、駆動部５０と、支持部６０と、キャパシタ７０とを備える。ここでは、一例としてキャパシタ７０を２個表記し、これらを区別する場合には、キャパシタ７０Ａ、７０Ｂと表記する。光源２０、ＰＤ４０、駆動部５０、キャパシタ７０は、基板１０上に設けられている。そして、拡散板３０は、支持部６０により基板１０から予め定められた距離に保持され、光源２０及びＰＤ４０を覆うように設けられている。拡散板３０は、覆い部の一例である。
【００１５】
なお、基板１０上には、上記の他に３Ｄセンサ５、抵抗素子６、キャパシタ７が搭載されている。抵抗素子６、キャパシタ７は、駆動部５０や３Ｄセンサ５を動作させるために設けられている。なお、抵抗素子６及びキャパシタ７は、それぞれ１個が記載されているが、複数が搭載されていてもよい。また、図１では、３Ｄセンサ５も、基板１０上に設けられているが、３Ｄセンサ５は、基板１０上に設けられていなくてもよい。
【００１６】
発光装置４における光源２０は、複数の発光素子が二次元に配列された発光素子アレイとして構成されている。発光素子は、一例として垂直共振器面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）である。以下では、発光素子は垂直共振器面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬであるとして説明する。垂直共振器面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬをＶＣＳＥＬと表記する。光源２０は、基板１０に対して垂直方向に光を出射する。ＴｏＦ法により三次元センシングを行う場合、光源２０は、駆動部５０により、例えば、１００ＭＨｚ以上で、且つ、立ち上り時間が１ｎｓ以下のパルス光を出射することが求められる。以下、出射のパルス光を出射光パルスと呼ぶ。また、顔認証を例とする場合、光が照射される距離は１０ｃｍ程度から１ｍ程度である。そして、被測定物の３Ｄ形状を測定する範囲は、１ｍ角程度である。以下では、光が照射される距離を測定距離と表記し、被測定物の３Ｄ形状を測定する範囲を測定範囲又は照射範囲と表記する。また、測定範囲又は照射範囲に仮想的に設けられる面を照射面と表記する。
発光装置４における基板１０、拡散板３０、ＰＤ４０、駆動部５０、支持部６０、キャパシタ７０については後述する。また、光源２０の詳細も後述する。
【００１７】
３Ｄセンサ５は、複数の受光セルを備える。例えば、各受光セルは、光源２０からの出射光パルスに対する被測定物からの反射光を受光し、受光されるまでの時間に対応する電荷を受光セル毎に蓄積するように構成されている。以下、受光する反射光を受光パルスと呼ぶ。３Ｄセンサ５は、各受光セルが２つのゲートとそれらに対応した電荷蓄積部とを備えた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、発生した光電子を２つの電荷蓄積部の何れかに高速に転送する。２つの電荷蓄積部には、出射光パルスと受光パルスとの位相差に応じた電荷が蓄積される。そして、３Ｄセンサ５は、ＡＤコンバータを介して、受光セル毎に出射光パルスと受光パルスとの位相差に応じたデジタル値を信号として出力する。すなわち、３Ｄセンサ５は、光源２０から光が出射されてから３Ｄセンサ５で受光されるまでの時間に相当する信号を出力する。なお、ＡＤコンバータは、３Ｄセンサ５が備えてもよく、３Ｄセンサ５の外部に設けられてもよい。
【００１８】
光学装置制御部８の形状特定部８１は、３Ｄセンサ５から受光セル毎に得られるデジタル値を取得し、受光セル毎に被測定物までの距離を算出する。そして算出された距離により、被測定物の３Ｄ形状を特定する。
【００１９】
システム制御部９の認証処理部９１は、形状特定部８１が特定した被測定物の３Ｄ形状がＲＯＭなどに予め蓄積された３Ｄ形状である場合に、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。例えば、被測定物である顔の３Ｄ形状が、ＲＯＭ等の記憶部材に記憶された顔形状に一致すると判断される場合には、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の使用が許可される。
上記の形状特定部８１及び認証処理部９１は、一例として、プログラムによって構成される。また、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路で構成されてもよい。さらには、プログラム等のソフトウエアとＡＳＩＣ等の集積回路とで構成されてもよい。
【００２０】
図２では、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。
【００２１】
発光装置４を説明する前に、発光装置４を構成する光源２０、拡散板３０、ＰＤ４０、駆動部５０及びキャパシタ７０を説明する。
【００２２】
（光源２０の構成）
図３は、光源２０の平面図である。光源２０は、複数のＶＣＳＥＬが二次元のアレイ状に配列されて構成されている。紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向とする。ｘ方向及びｙ方向に反時計回りで直交する方向をｚ方向とする。
【００２３】
ＶＣＳＥＬは、半導体基板２００（後述する図４参照）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、半導体基板と垂直方向にレーザ光を出射させる発光素子である。このことから、二次元のアレイ化が容易である。光源２０の備えるＶＣＳＥＬの数は、一例として、１００個〜１０００個である。なお、複数のＶＣＳＥＬは、互いに並列に接続され、並列に駆動される。なお、上記のＶＣＳＥＬの数は一例であり、測定距離や測定範囲に応じて設定されればよい。
【００２４】
光源２０の表面には、複数のＶＣＳＥＬに共通のアノード電極２１８（後述する図４参照）が設けられている。そして、アノード電極２１８は、ボンディングワイヤ２１を介して、基板１０上に設けられたアノード配線１１と接続されている。なお、光源２０の裏面には、カソード電極２１４（後述する図４参照）が設けられ、カソード電極２１４が基板１０上に設けられたカソード配線１２に、導電性接着剤などにより接着されている。導電性接着剤は、例えば銀ペーストである。
【００２５】
（ＶＣＳＥＬの構造）
図４は、光源２０における１個のＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。このＶＣＳＥＬは、λ共振器構造のＶＣＳＥＬである。紙面の上方向をｚ方向とする。
【００２６】
ＶＣＳＥＬは、ｎ型のＧａＡｓなどの半導体基板２００上に、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｎ型の下部分布ブラック型反射鏡（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）２０２と、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と、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｐ型の上部分布ブラック型反射鏡２０８とが順に積層されて構成されている。以下では、分布ブラック型反射鏡をＤＢＲと表記する。
【００２７】
ｎ型の下部ＤＢＲ２０２は、Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とＧａＡｓ層とをペアとした積層体で、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。
【００２８】
活性領域２０６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。
【００２９】
ｐ型の上部ＤＢＲ２０８は、ｐ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とＧａＡｓ層とをペアとした積層体で、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。好ましくは、上部ＤＢＲ２０８の最上層には、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層が形成され、上部ＤＢＲ２０８の最下層もしくはその内部に、ｐ型ＡｌＡｓの電流狭窄層２１０が形成されている。
【００３０】
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、半導体基板２００上に円筒状のメサＭが形成される。これにより、電流狭窄層２１０は、メサＭの側面に露出する。酸化工程により、電流狭窄層２１０には、メサＭの側面から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とが形成される。なお、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２１０Ａは、メサＭ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２１０Ｂの半導体基板２００と平行な平面形状は、メサＭ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、メサＭの軸方向（一点鎖線）とほぼ一致する。なお、本実施の形態において、メサＭは、柱状構造となっている。
【００３１】
メサＭ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が形成される。ｐ側電極２１２は、上部ＤＢＲ２０８に設けられたコンタクト層にオーミック接触する。環状のｐ側電極２１２の内側は、レーザ光が外部へ出射される光出射口２１２Ａとなる。つまり、ＶＣＳＥＬでは、半導体基板２００に垂直な方向に光が出射され、メサＭの軸方向が光軸になる。さらに、半導体基板２００の裏面には、ｎ側電極としてカソード電極２１４が形成される。なお、ｐ側電極２１２の内側の上部ＤＢＲ２０８の表面が光出射面である。
【００３２】
そして、ｐ側電極２１２のアノード電極（後述するアノード電極２１８）が接続される部分及び光出射口２１２Ａを除いて、メサＭ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に共通に設けられている。つまり、光源２０を構成する複数のＶＣＳＥＬは、各々のｐ側電極２１２がアノード電極２１８により並列接続されている。
【００３３】
なお、ＶＣＳＥＬは、単一横モードで発振してもよく、多重横モード（マルチモード）で発振してもよい。一例として、ＶＣＳＥＬの１個の光出力は、４ｍＷ〜８ｍＷである。
【００３４】
ｘ方向の端部のＶＣＳＥＬ群２２は、後述する図７に示す駆動部５０側に位置するＶＣＳＥＬである。
【００３５】
（拡散板３０の構成）
図５は、拡散板３０の一例を説明する図である。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。図５（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向とする。ｘ方向及びｙ方向に反時計回りで直交する方向をｚ方向とする。よって、図５（ｂ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｚ方向となる。
【００３６】
図５（ｂ）に示すように、拡散板３０は、両面が平行で平坦なガラス基材３１の一方の表面、ここでは、裏面である−ｚ方向側、に光を拡散させるための凹凸が形成された樹脂層３２を備える。拡散板３０は、光源２０のＶＣＳＥＬから入射する光の拡がり角をさらに拡げて出射する。つまり、拡散板３０の樹脂層３２に形成された凹凸は、光を屈折させたり、散乱させたりして、入射する光の拡がり角αより出射する光の拡がり角βを大きくする。つまり、図５に示すように、ＶＣＳＥＬから出射される光の拡がり角αより、拡散板３０を透過して拡散板３０から出射される光の拡がり角βが大きくなる（α＜β）。このため、拡散板３０を用いると、拡散板３０を用いない場合に比べ、光源２０から出射される光が照射される照射面の面積が拡大される。また、照射面における光密度が低下する。なお、光密度とは、単位面積当たりの放射照度を言い、拡がり角α、βは、半値全幅（ＦＷＨＭ）である。
【００３７】
そして、拡散板３０は、例えば、平面形状が四角形であって、ｘ方向の幅Ｗｘ及びｙ方向の縦幅Ｗｙが１ｍｍ〜１０ｍｍ、ｚ方向の厚みｔｄが０．１ｍｍ〜１ｍｍである。そして、ｘ方向の端部を拡散板３０の端部３３とする。後述する図７において説明するように、端部３３が駆動部５０側になる。なお、拡散板３０は、平面形状が、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、特に、携帯型情報端末の顔認証や、数ｍ程度までの比較的近距離の計測に適した光拡散部材が提供される。
【００３８】
（ＰＤ４０）
ＰＤ４０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、シリコンなどで構成されたフォトダイオードである。ＰＤ４０は、光源２０から出射され、拡散板３０の裏面（後述する図７（ｂ）の−ｚ方向の面）で反射した光が受光されるように配置されている。光源２０は、ＰＤ４０の受光量に基づいて、予め定められた光量を維持して出射するように制御される。つまり、光学装置制御部８は、後述するように、ＰＤ４０の受光量を監視し、駆動部５０を制御して光源２０の出射する光量を制御する。
【００３９】
（駆動部５０及びキャパシタ７０）
光源２０をより高速に駆動させたい場合は、ローサイド駆動するのがよい。ローサイド駆動とは、ＶＣＳＥＬなどの駆動対象に対して、電流経路の下流側にＭＯＳトランジスタ等の駆動素子を位置させた構成を言う。逆に、上流側に駆動素子を位置させた構成をハイサイド駆動と言う。
【００４０】
図６は、ローサイド駆動により光源２０を駆動する等価回路の一例を示す図である。図６では、光源２０のＶＣＳＥＬと、駆動部５０と、キャパシタ７０と、電源８２と、ＰＤ４０と、ＰＤ４０に流れる電流を検出する検出用抵抗素子４１とを示す。なお、図２に表記したキャパシタ７０Ａ、７０Ｂは、電源８２に対して並列接続されている。よって、キャパシタ７０Ａ、７０Ｂを分けて区別せず、キャパシタ７０と表記する。
電源８２は、図２に示した光学装置制御部８に設けられている。電源８２は、＋側を電源電位とし、−側を接地電位とする直流電圧を発生する。電源電位は、電源線８３に供給され、接地電位は、接地線８４に供給される。
【００４１】
光源２０は、前述したように複数のＶＣＳＥＬが並列接続されて構成されている。ＶＣＳＥＬのアノード電極２１８（図４参照）が基板１０上に設けられたアノード配線１１を介して電源線８３に接続されている。
駆動部５０は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ５１と、ＭＯＳトランジスタ５１をオンオフする信号発生回路５２とを備える。ＭＯＳトランジスタ５１のドレインは、基板１０上に設けられたカソード配線１２を介してＶＣＳＥＬのカソード電極２１４（図４参照）に接続されている。ＭＯＳトランジスタ５１のソースは、接地線８４に接続されている。そして、ＭＯＳトランジスタ５１のゲートは、信号発生回路５２に接続されている。つまり、光源２０のＶＣＳＥＬと駆動部５０のＭＯＳトランジスタ５１とは、電源線８３と接地線８４との間に直列接続されている。信号発生回路５２は、光学装置制御部８の制御により、ＭＯＳトランジスタ５１をオンにする「Ｈレベル」の信号と、ＭＯＳトランジスタ５１をオフにする「Ｌレベル」とを発生する。
【００４２】
キャパシタ７０は、一方の端子が電源線８３に接続され、他方の端子が接地線８４に接続されている。なお、キャパシタ７０は、例えば電解コンデンサやセラミックコンデンサなどで構成されている。
【００４３】
ＰＤ４０は、カソードが電源線８３に接続され、アノードが検出用抵抗素子４１の一方の端子と接続されている。そして、検出用抵抗素子４１の他方の端子が接地線８４に接続されている。つまり、ＰＤ４０と検出用抵抗素子４１とは、電源線８３と接地線８４との間に直列接続されている。そして、ＰＤ４０と検出用抵抗素子４１と接続点である出力端子４２は、光学装置制御部８に接続されている。
【００４４】
次に、ローサイド駆動である光源２０の駆動方法を説明する。
まず、駆動部５０における信号発生回路５２の発生する信号が「Ｌレベル」であるとする。この場合、ＭＯＳトランジスタ５１は、オフ状態である。つまり、ＭＯＳトランジスタ５１のソース−ドレイン間には電流が流れない。よって、直列接続されたＶＣＳＥＬには、電流が流れない。ＶＣＳＥＬは非発光状態である。
【００４５】
このとき、キャパシタ７０が、電源８２により充電される。つまり、キャパシタ７０の一方の端子が電源電位になり、他方の端子が接地電位になる。キャパシタ７０は、容量と電源電圧（電源電位−接地電位）と時間とで決まる電荷を蓄積する。
【００４６】
次に、駆動部５０における信号発生回路５２の発生する信号が「Ｈレベル」になると、ＭＯＳトランジスタ５１がオフからオンに移行する。すると、キャパシタ７０に蓄積されていた電荷が直列接続されたＭＯＳトランジスタ５１とＶＣＳＥＬとに流れて（放電されて）、ＶＣＳＥＬが発光する。
【００４７】
そして、駆動部５０における信号発生回路５２の発生する信号が「Ｌレベル」になると、ＭＯＳトランジスタ５１がオンからオフに移行する。これにより、ＶＣＳＥＬの発光が停止する。すると、電源８２によりキャパシタ７０への電荷の蓄積が再開される。
【００４８】
以上説明したように、信号発生回路５２の出力する信号が「Ｌレベル」と「Ｈレベル」とに移行する毎に、ＶＣＳＥＬの発光の停止である非発光と発光とが繰り返される。つまり、ＶＣＳＥＬから光パルスが出射される。
【００４９】
なお、キャパシタ７０を設けずに、電源８２からＶＣＳＥＬに電荷（電流）を直接供給してもよいが、キャパシタ７０に電荷を蓄積し、蓄積された電荷をＭＯＳトランジスタ５１のスイッチングによって放電させて、ＶＣＳＥＬに電流を急激に供給することで、ＶＣＳＥＬの発光の立ち上り時間が短くなる。さらに、光源２０と駆動部５０との間隔を短くして、配線のインダクタンスを小さくすることで、光源２０を高速にオンオフさせられる。なお、光源２０と駆動部５０との間隔は、１ｍｍ以下であるとよい。
【００５０】
ＰＤ４０は、電源線８３と接地線８４との間に検出用抵抗素子４１を介して逆方向接続されている。このため、光が照射されていない状態では、電流が流れない。ＰＤ４０がＶＣＳＥＬの出射する光の内、拡散板３０で反射された光の一部を受光すると、ＰＤ４０には、受光量に応じた電流が流れる。よって、ＰＤ４０に流れる電流が出力端子４２の電圧によって測定され、光源２０の光強度が検知される。そこで、光学装置制御部８は、ＰＤ４０の受光量により、光源２０の光強度が予め定められた光強度になるように制御する。つまり、光学装置制御部８は、光源２０の光強度が予め定められた光強度より小さい場合は、電源８２の電源電位を高くすることにより、キャパシタ７０が蓄積する電荷量を増加させて、ＶＣＳＥＬに流れる電流を増加させる。一方、光源２０の光強度が予め定められた光強度より多い場合は、電源８２の電源電位を低くすることにより、キャパシタ７０が蓄積する電荷量を減少させて、ＶＣＳＥＬに流れる電流を低減させる。このようにして、光源２０の光強度が制御される。
【００５１】
また、ＰＤ４０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２０が出射する光が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によって、光源２０の光強度が抑制される。例えば、光源２０からの光の出射、つまり被測定物への光の照射が停止される。
【００５２】
なお、基板１０は、例えば３層の多層基板として構成される。つまり、基板１０は、光源２０や駆動部５０が搭載される側から第１導電層、第２導電層、第３導電層を備える。なお、第１導電層と第２導電層との間、第２導電層と第３導電層との間には、絶縁層が設けられている。例えば、第３導電層を電源線８３、第２導電層を接地線８４とする。そして、第１導電層により、光源２０のアノード配線１１、カソード配線１２や、ＰＤ４０、検出用抵抗素子４１、キャパシタ７０（キャパシタ７０Ａ、７０Ｂ）などが接続される端子などの回路パタンが形成される。第１導電層、第２導電層、第３導電層は、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などの導電性材料で構成されている。絶縁層は、例えばエポキシ樹脂、セラミックなどで構成されている。
【００５３】
第３導電層の電源線８３は、ビアを介して第１導電層に設けられたアノード配線１１、キャパシタ７０の電源線８３が接続される端子、ＰＤ４０のカソードが接続される端子などに、ビアを介して接続される。同様に、第２導電層の接地線８４は、駆動部５０のＭＯＳトランジスタ５１のソースが接続される端子、検出用抵抗素子４１の接地線８４が接続される端子などに、ビアを介して接続される。このように、電源線８３を第３導電層で構成し、接地線８４を第２導電層で構成することで、電源電位及び接地電位の変動が抑制される。
【００５４】
（発光装置４）
次に、発光装置４について、詳細に説明する。
図７は、第１の実施の形態が適用される発光装置４を説明する図である。図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線での断面図である。ここで、図７（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向とする。ｘ方向及びｙ方向に反時計回りで直交する方向をｚ方向とする。よって、図７（ｂ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｚ方向になる。以下に示す同様の図面においても、同じである。
【００５５】
前述したように、発光装置４は、基板１０と、光源２０と、拡散板３０と、ＰＤ４０と、駆動部５０と、支持部６０とを備える。なお、発光装置４の基板１０上には、３Ｄセンサ５、抵抗素子６、キャパシタ７などの回路部材も搭載されている。そして、基板１０は、前述したように、アノード配線１１、カソード配線１２など、光源２０、ＰＤ４０、駆動部５０、３Ｄセンサ５、抵抗素子６、キャパシタ７などを接続する配線が設けられている。
【００５６】
発光装置４は、一例として、基板１０上の＋ｘ方向に、ＰＤ４０と、光源２０と、駆動部５０とが順に配置されている。そして、拡散板３０は、光源２０及びＰＤ４０を覆うように設けられている。なお、拡散板３０は、駆動部５０、３Ｄセンサ５、抵抗素子６、キャパシタ７を覆っていない。つまり、基板１０上には、拡散板３０が覆わない回路部材が搭載されている。拡散板３０は、基板１０の一部を覆い、基板１０全部を覆っていない。
【００５７】
光源２０は、上記した回路パタンなどが形成された基板１０上に直接搭載されてもよい。また、光源２０は、酸化アルミニウムや窒化アルミ等の放熱用基材で構成された放熱用基板上に設けられ、この放熱用基板が基板１０上に搭載されてもよい。また、光源２０は、光源２０が搭載される部分が凹状になった基板に搭載されてもよい。ここでは、基板１０は、回路パタンが構成された回路基板、放熱用基板を備える回路基板、さらに光源２０を搭載するために凹状になった基板などを含む。
【００５８】
図７（ｂ）に示すように、拡散板３０は、支持部６０により、光源２０から予め定められた距離に支持されている。支持部６０は、壁部６１、６２、６３を備える。壁部６１がＰＤ４０側に設けられ、壁部６２、６３が光源２０の＋ｙ側及び−ｙ側に対向するように設けられている。壁部６１は、ｙｚ面を構成し、壁部６２、６３は、ｚｘ面を構成する。そして、壁部６１、６２、６３は、側面において接続されている。つまり、−ｚ方向に見た場合、支持部６０は、ｘｙ平面での断面形状がコ字状になっていて、駆動部５０側が開口となっている。つまり、光源２０と駆動部５０との間には、壁部が設けられていない。ここでは、光源２０と駆動部５０との間に壁部が設けられていないことを、光源２０と駆動部５０との間には、支持部６０が設けられていないと表記する。また、壁部６１、６２、６３をそれぞれ区別しない場合は、壁部又は壁と表記することがある。
【００５９】
そして、図７（ａ）、（ｂ）で示すように、平面形状が四角形の拡散板３０は、三辺が壁部６１、６２、６３で支持されている。支持部６０は、例えば、液晶ポリマなどの樹脂材料やセラミックなどで一体成型された一つの部材であって、壁部の厚さが３００μｍ、壁部の高さが４５０〜５５０μｍである。なお、支持部６０は、光源２０が出射する光を吸収するように黒色などに構成されている。そして、支持部６０を構成する壁部の一方の端面が基板１０に接着され、他方の端面が拡散板３０に接着されている。
【００６０】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、光源２０と駆動部５０との間には、壁部、つまり支持部６０が設けられていない。このようにすることで、光源２０と駆動部５０とを近づけて配置させられるため、駆動部５０から光源２０に発光のための電流を供給する配線が短くなり、配線インダクタンスが小さくなる。よって、光源２０を高速にオンオフさせられる。
【００６１】
図７（ｂ）に示すように、ＰＤ４０は、光源２０とともに、拡散板３０で覆われている。これにより、ＰＤ４０は、光源２０から出射する光の内、拡散板３０で反射した光の一部を受光する。よって、図６で説明したように、ＰＤ４０によって、光源２０が出射する光強度が検知（モニタ）される。
【００６２】
（比較のための発光装置４′）
図８は、比較のために示す発光装置４′を説明する図である。図８（ａ）は、平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線での断面図である。以下では、図７に示した第１の実施の形態が適用される発光装置４と異なる部分を説明する。
【００６３】
図８に示す発光装置４′では、支持部６０′は、壁部６１、６２、６３に加え、壁部６４を備える。壁部６４は、駆動部５０側に設けられ、ｙｚ面を構成する。そして、壁部６１、６２、６３、６４は、側面で互いに接続されている。つまり、支持部６０は、ｚ方向の断面形状が四角形の辺になっている。そして、光源２０及びＰＤ４０は、支持部６０の壁部６１、６２、６３、６４により取り囲まれている。このため、発光装置４における支持部６０が拡散板３０を三辺で支持するのに比べて、発光装置４′の支持部６０′は、拡散板３０をより確実に支持しやすい。しかし、発光装置４′では、光源２０と駆動部５０との間に、支持部６０′の壁部６４が存在する。つまり、発光装置４′では、光源２０と駆動部５０との間に支持部６０′が存在する。このため、光源２０と駆動部５０との間の距離を、壁部６４の厚さ以上に設定せざるを得ない。前述したように、壁部の厚さが３００μｍであるとすると、駆動部５０から光源２０に発光のための電流を供給する配線は、少なくとも壁部６４の厚さに対応する３００μｍ長くなる。このため、配線インダクタンスの増加により、光源２０を高速にオンオフさせる場合の制約になるおそれがある。
【００６４】
図７（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態が適用される発光装置４は、光源２０と駆動部５０との間に支持部を備えていない。このため、図７（ｂ）に矢印で示すように、光源２０から駆動部５０側に出射される光は、拡散板３０を透過することなく、外部に出射されるおそれがある。特に、図３に破線で囲って示す、光源２０の駆動部５０側の端部に設けられたＶＣＳＥＬ群２２から光強度の大きい光が外部に出射されるおそれがある。なお、光強度を発光強度と表記することがある。
【００６５】
そこで、拡散板３０の駆動部５０側の端部３３の位置は、ＶＣＳＥＬ群２２が出射する光強度である発光強度が５０％以上の光が拡散板３０に入射するように設定されるのがよい。このようにすることで、拡散板３０によって拡散されないで外部に出射される光強度は、ＶＣＳＥＬが出射する光強度（発光強度）の５０％未満であるように設定される。このようにすることで、光源２０から被測定物に光強度が大きい光が照射されることが抑制される。
【００６６】
さらに、拡散板３０の駆動部５０側の端部３３の位置は、ＶＣＳＥＬ群２２が出射する光強度（発光強度）が０．１％以上の光が拡散板３０に入射するように設定されてもよい。このようにすることで、拡散板３０によって拡散されないで外部に出射される光強度は、ＶＣＳＥＬが出射する光強度（発光強度）の０．１％未満であるように設定される。このようにすることで、光源２０から被測定物に光強度が大きい光が照射されることが抑制される。この場合、ＶＳＣＥＬの出射する光の拡がり角が同じである場合、拡散板３０を支持部６０の支持壁が設けられていない側、つまり駆動部５０側に延伸させればよい。
【００６７】
（発光装置４の変形例）
図７に示した第１の実施の形態が適用される発光装置４の変形例を説明する。
発光装置４では、拡散板３０は、光源２０とＰＤ４０とを覆い、駆動部５０を覆っていなかった。第１の実施の形態が適用される発光装置４の変形例では、拡散板３０が駆動部５０の一部を覆う。
【００６８】
図９は、第１の実施の形態が適用される発光装置４の変形例を説明する平面図である。図９（ａ）は、変形例１の発光装置４−１、図９（ｂ）は、変形例２の発光装置４−２、図９（ｃ）は、変形例３の発光装置４−３である。なお、図９では、光源２０、拡散板３０、ＰＤ４０、駆動部５０及び支持部６０のみを表記する。また、図７に示した発光装置４と同様の部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６９】
図９（ａ）に示す変形例１の発光装置４−１では、拡散板３０は、駆動部５０の光源２０側の一端部まで張り出して、駆動部５０の一部も覆う。図９（ｂ）に示す変形例２の発光装置４−２では、拡散板３０は、駆動部５０の中央部まで張り出して、駆動部５０の中央部まで覆う。発光装置４−１、４−２では、拡散板３０の張り出しに伴って、支持部６０の壁部６２、６３が駆動部５０側に張り出している。そして、拡散板３０は、３辺が支持部６０の壁部６１、６２、６３によって支持されている。発光装置４−１、４−２は、駆動部５０の幅ＷＣが、拡散板３０の幅Ｗｙ、より厳密にいうと壁部６２、６３間の距離ＬＤより小さい場合に適用される。
【００７０】
図９（ｃ）に示す変形例３の発光装置４−３においても、拡散板３０は、駆動部５０の一端部まで張り出して、駆動部５０の一部を覆う。しかし、支持部６０の壁部６２、６３は、拡散板３０の駆動部５０上に張り出した部分には設けられていない。つまり、発光装置４−３は、駆動部５０の幅ＷＣが、拡散板３０の幅Ｗｙ、より厳密にいうと壁部６２、６３間の距離ＬＤより大きい場合に適用される。
【００７１】
発光装置４−１〜４−３では、拡散板３０は、３辺が支持部６０の壁部６１、６２、６３によって支持され、光源２０と駆動部５０との間には、支持壁、つまり支持部が設けられていない。そして、拡散板３０が駆動部５０側に張り出すことで、光源２０の駆動部５０側の端部に設けられたＶＣＳＥＬ群２２と拡散板３０の端部３３との間の距離を大きくとれる。これにより、光強度の大きい光が、拡散板３０の端部から出射することが抑制されやすくなる。例えば、拡散板３０を透過する光を５０％以上とする場合には、発光装置４−１とし、拡散板３０を透過する光を０．１％以上とする場合には、発光装置４−２とするように使い分けてもよい。
【００７２】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態が適用される発光装置４Ａでは、拡散板３０の駆動部５０側に、拡散板３０側から駆動部５０側に延びるように設けられた梁部を備える。
【００７３】
図１０は、第２の実施の形態が適用される発光装置４Ａを説明する図である。図１０（ａ）は、平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ線での断面図である。図７に示した発光装置４と同様の部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１０（ａ）に示すように、拡散板３０は、光源２０、ＰＤ４０を覆うとともに、駆動部５０の表面の一部を覆う。そして、支持部６０Ａは、基板１０に対して拡散板３０の三辺を支持する壁部６１、６２、６３を備える。そして、発光装置４Ａは、拡散板３０の残りの一辺側から駆動部５０側に向けて設けられた梁部６５を備える。図１０（ｂ）に示すように、梁部６５の上面（＋ｚ方向を向く面）は、拡散板３０に接着されている。そして、梁部６５は、基板１０側の下面（−ｚ方向を向く面）が駆動部５０の表面（＋ｚ方向を向く面）と距離を有している。なお、梁部６５の代わりに、破線で示す梁部６５′のように、駆動部５０に接触するようにしてもよい。
【００７５】
支持部６０（壁部６１、６２、６３）と梁部６５（梁部６５′）とは、一体成型などにより一つの部材として構成されうる。よって、複数の支持部材で組み立てる場合に比べて、組み立て工数が削減される。なお、梁部６５（梁部６５′）と一つの部材として構成された支持部６０（壁部６１、６２、６３）を支持部６０Ａと表記する。
【００７６】
梁部６５（梁部６５′）が、光吸収材で構成されれば、光源２０の駆動部５０側の端部のＶＣＳＥＬ群２２から光強度の大きい光が拡散板３０を透過せずに外部に出射されることが抑制される。つまり、梁部６５（６５′）を備えない場合に比べて、拡散板３０の駆動部５０側への張り出しが少なくて済む。つまり、拡散板３０の面積が小さくなる。
また、梁部６５′のように、下面が駆動部５０に接触するように構成することで、拡散板３０は、支持部６０の壁部６１、６２、６３及び梁部６５′によってより確実に支持される。そして、光源２０の周囲へのごみや塵などの異物の侵入が抑制される。また、梁部６５を含んで支持部６０Ａは、一つの部材として構成されているので、組み立て工数が削減される。
【００７７】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される発光装置４においては、拡散板３０は、三辺で支持部６０により支持されていた。第３の実施の形態が適用される発光装置４Ｂでは、拡散板３０は、四辺で支持部６０Ｂにより支持されている。
【００７８】
図１１は、第３の実施の形態が適用される発光装置４Ｂの平面図である。図１１（ａ）は、平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線での断面図である。図７に示した発光装置４と同様の部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７９】
発光装置４Ｂでは、光源２０、ＰＤ４０、駆動部５０が拡散板３０で覆われている。そして、支持部６０Ｂは、壁部６１、６２、６３、６６を備え、拡散板３０を四辺で支持するとともに、光源２０、ＰＤ４０、駆動部５０を取り囲むように設けられている。なお、支持部６０Ｂ（壁部６１、６２、６３、６６）は一体成型などにより一つの部材として構成されている。支持部６０Ｂは、光吸収性材料で構成されている。
【００８０】
この場合、発光装置４Ｂでは、光源２０は、光軸方向側が拡散板３０で覆われ、側面側が支持部６０で覆われている。支持部６０Ｂは光吸収性材料で構成されているので、光源２０から出射する光が直接外部に漏れることが抑制される。また、支持部６０Ｂは、一つの部材として構成されているので、組み立て工数が削減される。
【００８１】
（発光装置４Ｂの変形例）
第３の実施の形態が適用される発光装置４Ｂでは、拡散板３０は、駆動部５０も覆っていた。一般に、拡散板３０は、面積が大きいほど価格が高くなる。そして、拡散板３０は、駆動部５０を覆うことを要しない。そこで、発光装置４Ｂの変形例である発光装置４Ｂ−１では、発光装置４Ｂの支持部６０Ｂの上側の一部に光の透過を遮断する遮断部６７を設けて、拡散板３０の面積を小さくした。
【００８２】
図１２は、第３の実施の形態が適用される発光装置４Ｂの変形例である発光装置４Ｂ−１を説明する図である。図１２（ａ）は、平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線での断面図である。図１１に示した発光装置４Ｂと同様の部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００８３】
発光装置４Ｂ−１では、光源２０の光軸方向側にのみ拡散板３０を設け、駆動部５０は拡散板３０で覆うことなく、遮断部６７で覆う。図１２（ａ）に示すように、発光装置４Ｂ−１は、発光装置４Ｂの支持部６０Ｂと同様に、壁部６１、６２、６３、６６を備える。そして、支持部６０Ｂ（図１１）の上側の開口の一部に遮断部６７を備える。遮断部６７は、光源２０から拡散板３０を透過させて出射させる光を遮断しないように、壁部６６側にあって、駆動部５０を覆うように設けられている。そして、遮断部６７の表面（＋ｚ方向に向いた面）は、壁部６１、６２、６３、６６の表面と同一面をなしている。また、遮断部６７の裏面（−ｚ方向に向いた面）は、駆動部５０が接触しないように設けられている。そして、支持部６０（壁部６１、６２、６３、６６）及び遮断部６７は、一体成型などにより一つの部材として構成されている。拡散板３０は、壁部６１、６２、６３の上面と遮断部６７の表面の一部である壁部６１側に張り付けられて固定されている。つまり、拡散板３０は、壁部６１、６２、６３と遮断部６７とで作られた開口を封止するように設けられている。このように、一つの部材となった支持部６０Ｂと遮断部６７とを支持部６０Ｂ−１と表記する。
【００８４】
発光装置４Ｂ−１においても、光源２０は、光軸方向側が拡散板３０で覆われ、側面側が支持部６０Ｂ−１で覆われている。支持部６０Ｂ−１は光吸収性材料で構成されているので、光源２０から出射する光が直接外部に漏れることが抑制される。また、拡散板３０の面積は、発光装置４Ｂの拡散板３０に比べて、小さくなる。よって、光学装置３の価格が抑制される。また、支持部６０Ｂ（壁部６１、６２、６３、６６）及び遮断部６７は、一つの部材として構成されているので、組み立て工数が削減される。
【００８５】
［第４の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される発光装置４、４−１〜４−３、第２の実施の形態が適用される発光装置４Ａ、第３の実施の形態が適用される発光装置４Ｂ、４Ｂ−１では、光源２０と駆動部５０との間には、壁部、つまり支持部を設けなかった。第４の実施の形態が適用される発光装置４Ｃは、光源２０と駆動部５０との間に壁部６８を備える支持部６０Ｃを備える。
【００８６】
図１３は、第４の実施の形態が適用される発光装置４Ｃを説明する図である。図１３（ａ）は、平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線での断面図である。図７に示した発光装置４と同様の部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
発光装置４Ｃの支持部６０Ｃは、拡散板３０の三辺側に設けられた壁部６１、６２、６３と、残りの一辺側に壁部６８を備える。そして、壁部６１、６２、６３と壁部６８とでは、厚さが異なっている。つまり、壁部６１、６２、６３の厚さｔ１に比べ、壁部６８の厚さｔ２を薄くしている（ｔ１＞ｔ２）。厚い壁部６１、６２、６３及び薄い壁部６８により、拡散板３０が支持される。なお、壁部６８の厚さは、光源２０と駆動部５０とを接続する配線のインダクタンスへの影響が受けにくいように、設定すればよい。壁部６８を設けることにより、拡散板３０を通過しないで、光源２０から外部へ光が出射されるのが抑制される。また、光源２０が、支持部６０Ｃと拡散板３０とで囲まれるので、光源２０の周囲へのごみや塵などの異物の侵入が抑制される。
【００８７】
支持部６０Ｃは、一体成型などにより壁部６１、６２、６３、６８が連続した一つの部材となっている。よって、複数の支持部材で組み立てる場合に比べて、組み立て工数が削減される。
【００８８】
［第５の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される発光装置４、４−１〜４−３、第２の実施の形態が適用される発光装置４Ａ、第３の実施の形態が適用される発光装置４Ｂ、４Ｂ−１、又は第４の実施の形態が適用される発光装置４Ｃを用いた情報処理装置１の断面構造について説明する。なお、情報処理装置１は、発光デバイスの一例である。
【００８９】
（情報処理装置１の断面構造）
ここでは、情報処理装置１が第１の実施の形態が適用される発光装置４を用いるとして、情報処理装置１の断面構造を説明する。なお、他の発光装置を用いた場合も同様である。
図１４は、発光装置４を用いた情報処理装置１の断面構造を説明する図である。情報処理装置１は、光学装置３及び筐体１００を備える。前述したように光学装置３は、発光装置４と３Ｄセンサ５とを備える。つまり、筐体１００は、発光装置４を収容する。ここでは、図７に示した発光装置４と同様に、発光装置４が備える基板１０上に３Ｄセンサ５が搭載されているとする。
【００９０】
筐体１００は、発光装置４が備える光源２０が出射する光を透過する透過部板１１０と、３Ｄセンサ５が受光する光を透過する透過部板１２０とを備える。透過部板１１０は、光源２０が光を出射する領域に対応する部分に設けられ、透過部板１２０は、３Ｄセンサ５が光を受光する領域に対応する部分に設けられている。筐体１００は、例えばアルミニウム、マグネシウムなどの金属材料や樹脂材料で構成されている。そして、透過部板１１０、１２０は、ガラスやアクリルなどの透明材料で構成されている。
【００９１】
基板１０は、筐体１００に対して基板１０を保持する基板保持手段１０１により保持されている。そして、３Ｄセンサ５上には、透過部板１２０を透過した光を３Ｄセンサ５に集光させるレンズ１３０が設けられている。レンズ１３０は、基板１０に対してレンズ１３０を保持するレンズ保持手段１３１により保持されている。基板保持手段１０１は、例えば、ねじ等の締結手段や、樹脂等で構成された嵌め込み手段である。
このような情報処理装置１において、発光装置４の光源２０と駆動部５０との間隔は、光源２０と透過部板１１０との間隔より狭く設定されている。
なお、透過部板１２０がレンズ１３０の機能を有していてもよい。
【００９２】
発光装置４の光源２０から出射した光は、拡散板３０を透過したのち、透過部板１１０を透過して、被測定物に照射される。
【００９３】
このように、発光装置４（光学装置３）を筐体１００に収容することで、拡散板３０が破損することが抑制される。つまり、拡散板３０が破損することで、光強度の大きい光が直接外部に照射されることが抑制される。
【００９４】
上記の第１の実施の形態から第５の実施の形態では、発光素子が出射する光の拡がり角を大きくする拡散板３０を、覆い部の一例として説明した。覆い部は、拡散板３０の代わりに、光を透過する部材、例えば、保護用のカバーなどの透明基材、拡がり角を逆に小さくする集光作用を有する集光レンズやマイクロレンズアレイなどの光学部材などでもよい。ここでは、これらの部材で構成されたものを覆い部とする。
【符号の説明】
【００９５】
１…情報処理装置、２…ユーザインターフェイス（ＵＩ）部、３…光学装置、４、４−１〜４−３、４′、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ…発光装置、５…３Ｄセンサ、６…抵抗素子、７、７０Ａ、７０Ｂ…キャパシタ、８…光学装置制御部、９…システム制御部、１０…基板、２０…光源、２１…ボンディングワイヤ、３０…拡散板、４０…光量監視用受光素子（ＰＤ）、４１…検出用抵抗素子、５０…駆動部、５１…ＭＯＳトランジスタ、５２…信号発生回路、６０、６０′、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｂ−１、６０Ｃ、…支持部、６１、６２、６３、６４、６６、６８…壁部、６５、６５′…梁部、６７…遮断部、８１…形状特定部、８２…電源、８３…電源線、８４…接地線、９１…認証処理部、１００…筐体、１０１…基板保持手段、１１０、１２０…透過部板、１３０…レンズ、１３１…レンズ保持手段、２００…半導体基板、２０２…ｎ型の下部ＤＢＲ層、２０６…活性領域、２０８…上部ＤＢＲ層、２１０…電流狭窄層、２１０Ａ…酸化領域、２１０Ｂ…導電領域、Ｍ…メサ、ＶＣＳＥＬ…垂直共振器面発光レーザ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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