(57)【要約】【課題】垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部を備える光源装置について、温度上昇の抑制を図る。【解決手段】本技術に係る光源装置は、垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部と、発光部における発光素子について、発光対象期間内に発光されるべき複数の発光素子を発光対象期間内において時分割発光させる駆動部とを備える。時分割発光とすることで、同時発光される発光素子の数が減少される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部と、
前記発光部における発光素子について、発光対象期間内に発光されるべき複数の発光素子を前記発光対象期間内において時分割発光させる駆動部と、を備える
光源装置。
【請求項２】
前記発光対象期間は、前記発光部より発せられ被写体で反射された光を受光するイメージセンサのフレーム期間と同期している
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記駆動部は、
前記発光対象期間内において前記複数の発光素子を同時発光させる同時発光駆動と、前記発光対象期間内において前記複数の発光素子を時分割発光させる分割発光駆動との切り替えを行う
請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記駆動部は、
温度に基づき前記同時発光駆動と前記分割発光駆動との切り替えを行う
請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記駆動部は、
前記同時発光駆動と前記分割発光駆動とで前記発光部の総発光量を同じとする
請求項３に記載の光源装置。
【請求項６】
前記駆動部は、
前記時分割発光において、同時発光させる前記発光素子の数を時間方向において変化させる
請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
前記駆動部は、
前記時分割発光において、同時発光させる前記発光素子の数を時間方向において減少させる
請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記駆動部は、
前記時分割発光において同時発光させる前記発光素子の組である同時発光組の数を温度に応じて変化させる
請求項１に記載の光源装置。
【請求項９】
前記駆動部は、
温度上昇に応じて前記同時発光組の数を増加させる
請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、
前記時分割発光において、前記発光部における隣接関係にある発光領域が連続して発光しないように前記発光素子を駆動する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記駆動部は、
前記時分割発光において、前記発光部における外側の発光領域の次に内側の発光領域が発光するように前記発光素子を駆動する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項１２】
垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部における発光素子について、発光対象期間内に発光されるべき複数の発光素子を前記発光対象期間内において時分割発光させる
駆動方法。
【請求項１３】
垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部と、前記発光部における発光素子について、発光対象期間内に発光されるべき複数の発光素子を前記発光対象期間内において時分割発光させる駆動部と、を有する光源装置と、
前記発光部より発せられ被写体によって反射された光を受光して撮像するイメージセンサと、を備える
センシングモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部を備えた光源装置と、前記発光部の駆動方法と、前記発光部より発せられ被写体によって反射された光を受光して撮像するイメージセンサを備えたセンシングモジュールとに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を発する発光素子として、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直共振器面発光レーザ）としての発光素子が知られている（例えば下記特許文献１、２を参照）。
ＶＣＳＥＬとしての発光素子は、共振器が半導体の基板面に対して垂直方向に形成されて、レーザ光を垂直方向に出射するように構成され、近年においては、例えばＳＴＬ（Structured Light：構造化光）方式やＴｏＦ（Time of Flight：光飛行時間）方式による被写体の測距を行う際の光源として広く用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９５４３６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０３７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、被写体の測距としてＳＴＬ方式やＴｏＦ方式による測距を行う場合は、ＶＣＳＥＬとしての発光素子を二次元に複数配列した光源が用いられる。具体的には、それら複数の発光素子を発光させて得られる光を被写体に照射し、被写体からの反射光を受光して得られる画像に基づいて被写体の測距が行われる。
【０００５】
上記のような測距を行うにあたり、従来では、複数の発光素子を一斉に発光させる駆動方式が採用されている。具体的には、測距のために発光させるべき発光素子の全てを同時に発光させていた。
このため、発光素子が形成されたチップの温度が上昇し易く、発光素子の発光効率の低下を招来したり発光素子を駆動する駆動回路の回路特性悪化を招来したりする等、熱による不具合を誘発する虞があった。
【０００６】
本技術は上記の事情に鑑み為されたものであり、垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部を備える光源装置について、温度上昇の抑制を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術に係る光源装置は、垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部と、前記発光部における発光素子について、発光対象期間内に発光されるべき複数の発光素子を前記発光対象期間内において時分割発光させる駆動部と、を備えるものである。
【０００８】
時分割発光とすることで、同時発光される発光素子の数が減少される。
【０００９】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記発光対象期間は、前記発光部より発せられ被写体で反射された光を受光するイメージセンサのフレーム期間と同期していることが望ましい。
【００１０】
これにより、発光部が発した光を被写体に照射しイメージセンサで受光して測距を行う場合に対応して、発光素子をイメージセンサのフレーム周期に応じた適切なタイミングで発光させることが可能とされる。
【００１１】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、前記発光対象期間内において前記複数の発光素子を同時発光させる同時発光駆動と、前記発光対象期間内において前記複数の発光素子を時分割発光させる分割発光駆動との切り替えを行うことが望ましい。
【００１２】
同時発光を行うことで、発光部が発した光を被写体に照射しイメージセンサで受光して測距を行う場合において、動きのある被写体に対する測距精度の低下が防止される。
【００１３】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、温度に基づき前記同時発光駆動と前記分割発光駆動との切り替えを行うことが望ましい。
【００１４】
これにより、例えば温度が所定値以上に上昇する場合に対応して同時発光から時分割発光に切り替えを行う等、同時発光と時分割発光の切り替えを温度に応じて適切に行うことが可能とされる。
【００１５】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、前記同時発光駆動と前記分割発光駆動とで前記発光部の総発光量を同じとすることが望ましい。
【００１６】
これにより、発光部が発した光を被写体に照射しイメージセンサで受光して測距を行う場合において、イメージセンサによる受光量が同時発光駆動時と分割発光駆動時とで異なってしまうことの防止が図られる。
【００１７】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、前記時分割発光において、同時発光させる前記発光素子の数を時間方向において変化させることが望ましい。
【００１８】
同時発光させる発光素子の数の多寡により温度上昇の態様は変化するため、上記構成によれば、時分割発光が行われる際の時間方向における温度の変化態様を制御することが可能とされる。具体的には、時間方向における温度の変化態様を、発光対象期間内における温度ピーク値を抑制するような態様に制御することが可能とされる。
【００１９】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、前記時分割発光において、同時発光させる前記発光素子の数を時間方向において減少させることが望ましい。
【００２０】
時分割発光を行う際、発光される順番が遅いほど周囲の温度が上昇している可能性が高い。このため、同時発光させる発光素子の数を時間方向において減少させることで、発光される順番が遅い発光素子の数を、該順番が早い発光素子の数よりも減少させる。
【００２１】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、前記時分割発光において同時発光させる前記発光素子の組である同時発光組の数を温度に応じて変化させることが望ましい。
【００２２】
同時発光組の数を増やすことは、同時発光される発光素子数の減少に繋がるため、温度上昇の抑制効果を高めることになる。一方で、同時発光組の数を増やすことは、被写体に動きがある場合の測距精度の低下に繋がる。上記のように同時発光組の数を温度に応じて変化させることで、例えば温度が高い場合は同時発光組数を増やし、温度が低い場合には同時発光組数を減らす等、温度に応じた適切な同時発光組数での時分割発光が実現可能となる。
【００２３】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、温度上昇に応じて前記同時発光組の数を増加させることが望ましい。
【００２４】
これにより、温度が高まることに応じて温度上昇の抑制効果をより高めた発光駆動を行うことが可能とされる。
【００２５】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、前記時分割発光において、前記発光部における隣接関係にある発光領域が連続して発光しないように前記発光素子を駆動することが望ましい。
【００２６】
隣接関係にある発光領域を連続して発光させると温度上昇を助長するため、上記のように隣接関係にある発光領域が連続して発光しないように発光素子を駆動する。
【００２７】
上記した本技術に係る光源装置においては、前記駆動部は、前記時分割発光において、前記発光部における外側の発光領域の次に内側の発光領域が発光するように前記発光素子を駆動することが望ましい。
【００２８】
発光部は中央部において熱を蓄積し易い傾向にあるため、内側の発光領域から発光を開始すると温度上昇を助長する虞がある。このため、上記のように外側の発光領域の次に内側の発光領域が発光するように発光素子を駆動する。
【００２９】
また、本技術に係る駆動方法は、垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部における発光素子について、発光対象期間内に発光されるべき複数の発光素子を前記発光対象期間内において時分割発光させる駆動方法である。
さらに、本技術に係るセンシングモジュールは、上記した本技術に係る光源装置と、該光源装置が備える発光部より発せられ被写体によって反射された光を受光して撮像するイメージセンサとを備えるものである。
【００３０】
このような駆動方法やセンシングモジュールによっても、上記した本技術に係る光源装置と同様の作用が得られる。
【発明の効果】
【００３１】
本技術によれば、垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部を備える光源装置について、温度上昇の抑制を図ることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本技術に係る光源装置の一実施形態としての測距装置の構成例を示した図である。
【図２】ＳＴＬ（Structured Light）方式による測距手法の説明図である。
【図３】実施形態としての光源装置の回路構成例を示した図である。
【図４】実施形態としての光源装置が備える駆動回路の変形例を示した図である。
【図５】実施形態としての光源装置の変形例としての回路構成を示した図である。
【図６】実施形態としての光源装置の基板構成例を示した図である。
【図７】実施形態としての光源装置の他の基板構成例を示した図である。
【図８】実施形態としての光源装置のさらに他の基板構成例を示した図である。
【図９】実施形態としての光源装置が備える温度センサの配置例を示した図である。
【図１０】実施形態としての光源装置が備える発光部の構造例を示した図である。
【図１１】実施形態としての光源装置が備える発光部の他の構造例を示した図である。
【図１２】同時発光による駆動の例を説明するための図である。
【図１３】時分割発光の一例を示した図である。
【図１４】時分割発光による作用を説明するための図である。
【図１５】温度に応じた同時発光駆動／時分割発光駆動の切り替えを行う場合における動作の流れを例示したフローチャートである。
【図１６】駆動例IIとしての動作の流れを示したフローチャートである。
【図１７】隣接関係にある発光領域を連続して発光させない駆動手法の例を示した図である。
【図１８】隣接関係にある発光領域を連続して発光させない駆動手法の他の例を示した図である。
【図１９】外側の発光領域の次に内側の発光領域を発光させる駆動手法の例を示した図である。
【図２０】外側の発光領域の次に内側の発光領域を発光させる駆動手法の他の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施形態を次の順序で説明する。
＜１．測距装置の構成＞
＜２．測距手法について＞
＜３．発光駆動に係る回路構成について＞
＜４．基板構成のバリエーション＞
＜５．ＶＣＳＥＬの構造例＞
＜６．実施形態としての駆動手法＞
［6-1．駆動例Ｉ］
［6-2．駆動例II］
［6-3．駆動例III］
＜７．実施形態のまとめ及び変形例＞
＜８．本技術＞
【００３４】
＜１．測距装置の構成＞
図１は、本技術に係る光源装置の一実施形態としての測距装置１の構成例を示している。
図示のように測距装置１は、発光部２、駆動部３、電源回路４、発光側光学系５、撮像側光学系６、イメージセンサ７、画像処理部８、制御部９、及び温度検出部１０を備えている。
発光部２は、複数の光源により光を発する。後述するように、本例の発光部２は、各光源としてＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直共振器面発光レーザ）による発光素子２ａを有しており、それら発光素子２ａが例えばマトリクス状等の所定態様により配列されて構成されている。
【００３５】
駆動部３は、発光部２を駆動するための電気回路を有して構成される。
電源回路４は、例えば測距装置１に設けられた不図示のバッテリ等からの入力電圧（後述する入力電圧Ｖｉｎ）に基づき、駆動部３の電源電圧（後述する駆動電圧Ｖｄ）を生成する。駆動部３は、該電源電圧に基づいて発光部２を駆動する。
【００３６】
発光部２より発せられた光は、発光側光学系５を介して測距対象としての被写体Ｓに照射される。そして、このように照射された光の被写体Ｓからの反射光は、撮像側光学系６を介してイメージセンサ７の撮像面に入射する。
【００３７】
イメージセンサ７は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮像素子とされ、上記のように撮像側光学系６を介して入射する被写体Ｓからの反射光を受光し、電気信号に変換して出力する。
イメージセンサ７は、受光した光を光電変換して得た電気信号について、例えばＣＤＳ(Correlated Double Sampling)処理、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)処理などを実行し、さらにＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換処理を行う。そしてデジタルデータとしての画像信号を、後段の画像処理部８に出力する。
また、本例のイメージセンサ７は、フレーム同期信号Ｆｓを駆動部３に出力する。これにより駆動部３は、発光部２における発光素子２ａをイメージセンサ７のフレーム周期に応じたタイミングで発光させることが可能とされる。
【００３８】
画像処理部８は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）等により画像処理プロセッサとして構成される。画像処理部８は、イメージセンサ７から入力されるデジタル信号（画像信号）に対して、各種の画像信号処理を施す。
【００３９】
制御部９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するマイクロコンピュータ、或いはＤＳＰ等の情報処理装置を備えて構成され、発光部２による発光動作を制御するための駆動部３の制御や、イメージセンサ７による撮像動作に係る制御を行う。
【００４０】
制御部９は、測距部９ａとしての機能を有する。測距部９ａは、画像処理部８を介して入力される画像信号（つまり被写体Ｓからの反射光を受光して得られる画像信号）に基づき、被写体Ｓまでの距離を測定する。本例の測距部９ａは、被写体Ｓの三次元形状の特定を可能とするために、被写体Ｓの各部について距離の測定を行う
ここで、測距装置１における具体的な測距の手法については後に改めて説明する。
【００４１】
温度検出部１０は、発光部２の温度を検出する。温度検出部１０としては、例えばダイオードを用いて温度検出を行う構成を採ることができる。
本例では、温度検出部１０により検出された温度の情報は駆動部３に供給され、これにより駆動部３は該温度の情報に基づいて発光部２の駆動を行うことが可能とされる。
【００４２】
＜２．測距手法について＞
測距装置１における測距手法としては、例えばＳＴＬ（Structured Light：構造化光）方式やＴｏＦ（Time of Flight：光飛行時間）方式による測距手法を採用することができる。
ＳＴＬ方式は、例えばドットパターンや格子パターン等の所定の明／暗パターンを有する光を照射された被写体Ｓを撮像して得られる画像に基づいて距離を測定する方式である。
図２は、ＳＴＬ方式の説明図である。
ＳＴＬ方式では、例えば図２Ａに示すようなドットパターンによるパターン光Ｌｐを被写体Ｓに照射する。パターン光Ｌｐは、複数のブロックＢＬに分割されており、各ブロックＢＬにはそれぞれ異なるドットパターンが割当てられている（ブロックＢＬ間でドットパターンが重複しないようにされている）。
図２Ｂは、ＳＴＬ方式の測距原理についての説明図である。
ここでは、壁Ｗとその前に配置された箱ＢＸとが被写体Ｓとされ、該被写体Ｓに対してパターン光Ｌｐが照射された例としている。図中の「Ｇ」はイメージセンサ７による画角を模式的に表している。
また、図中の「ＢＬｎ」はパターン光Ｌｐにおける或るブロックＢＬの光を意味し、「ｄｎ」はイメージセンサ７による撮像画像に映し出されるブロックＢＬｎのドットパターンを意味している。
ここで、壁Ｗの前の箱ＢＸが存在しない場合、撮像画像においてブロックＢＬｎのドットパターンは図中の「ｄｎ’」の位置に映し出される。すなわち、箱ＢＸが存在する場合と箱ＢＸが存在しない場合とで、撮像画像においてブロックＢＬｎのパターンが映し出される位置が異なるものであり、具体的には、パターンの歪みが生じる。
【００４３】
ＳＴＬ方式は、このように照射したパターンが被写体Ｓの物体形状によって歪むことを利用して被写体Ｓの形状や奥行きを求める方式となる。具体的には、パターンの歪み方から被写体Ｓの形状や奥行きを求める方式である。
【００４４】
ＳＴＬ方式を採用する場合、イメージセンサ７としては、例えばグローバルシャッタ方式によるＩＲ（Infrared：赤外線）イメージセンサが用いられる。そして、ＳＴＬ方式の場合、測距部９ａは、発光部２がパターン光を発光するように駆動部３を制御すると共に、画像処理部８を介して得られる画像信号についてパターンの歪みを検出し、パターンの歪み方に基づいて距離を計算する。
【００４５】
続いて、ＴｏＦ方式は、発光部２より発された光が対象物で反射されてイメージセンサ７に到達するまでの光の飛行時間（時間差）を検出することで、対象物までの距離を測定する方式である。
ＴｏＦ方式として、いわゆるダイレクトＴｏＦ方式を採用する場合、イメージセンサ７としてはＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）を用い、また発光部２はパルス駆動する。この場合、測距部９ａは、画像処理部８を介して入力される画像信号に基づき、発光部２より発せられイメージセンサ７により受光される光について発光から受光までの時間差を計算し、該時間差と光の速度とに基づいて被写体Ｓの各部の距離を計算する。
なお、ＴｏＦ方式として、いわゆるインダイレクトＴｏＦ方式（位相差法）を採用する場合、イメージセンサ７としては例えばＩＲイメージセンサが用いられる。
【００４６】
＜３．発光駆動に係る回路構成について＞
図３は、図１に示した発光部２と駆動部３と電源回路４とを有して構成された光源装置１００の回路構成例を示している。なお、図３では光源装置１００の回路構成例と共に、図１に示したイメージセンサ７と制御部９を併せて示している。
本例では、発光部２と駆動部３と電源回路４は共通の基板（後述する基板Ｂ）上に形成されている。ここでは、少なくとも発光部２を含み、発光部２と共通の基板上に形成される構成単位を光源装置１００と呼んでいる。
【００４７】
図示のように光源装置１００は、発光部２と駆動部３と電源回路４と共に温度検出部１０を備えている。
発光部２は、前述したようにＶＣＳＥＬとしての発光素子２ａを複数備えている。図３では図示の都合から発光素子２ａの数を「４」としているが、発光部２における発光素子２ａの数はこれに限らず、少なくとも２以上とされればよい。
【００４８】
電源回路４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を備え、直流電圧による入力電圧Ｖｉｎに基づき、駆動部３が発光部２の駆動に用いる駆動電圧Ｖｄ（直流電圧）を生成する。
【００４９】
駆動部３は、駆動回路３０と駆動制御部３１とを備えている。
駆動回路３０は、発光素子２ａごとにスイッチング素子Ｑ１及びスイッチＳＷを有すると共に、スイッチング素子Ｑ２と定電流源３０ａとを有している。
スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２にはＦＥＴ（field-effect transistor）が用いられ、本例ではＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ（MOS：metal-oxide-semiconductor）が用いられている。
【００５０】
各スイッチング素子Ｑ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力ライン、すなわち駆動電圧Ｖｄの供給ラインに対して並列の関係に接続され、スイッチング素子Ｑ２は、スイッチング素子Ｑ１に対して並列接続されている。
具体的に、各スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２は、ソースがＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力ラインに接続されている。各スイッチング素子Ｑ１のドレインは、発光部２における発光素子２ａのうちそれぞれ対応する一つの発光素子２ａのアノードと接続されている。
図示のように各発光素子２ａのカソードはグランド（ＧＮＤ）に接続されている。
【００５１】
スイッチング素子Ｑ２は、ドレインが定電流源３０ａを介してグランドに接続され、ゲートがドレインと定電流源３０ａとの接続点に接続されている。
各スイッチング素子Ｑ１のゲートは、それぞれ対応する一つのスイッチＳＷを介してスイッチング素子Ｑ２のゲートに接続されている。
【００５２】
上記構成による駆動回路３０においては、スイッチＳＷがＯＮとされたスイッチング素子Ｑ１が導通し、導通したスイッチング素子Ｑ１に接続された発光素子２ａに駆動電圧Ｖｄが印加され、該発光素子２ａが発光する。
【００５３】
このとき、発光素子２ａには駆動電流Ｉｄが流れるが、上記構成による駆動回路３０においてはスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２がカレントミラー回路を構成しており、駆動電流Ｉｄの電流値は定電流源３０ａの電流値に応じた値とされる。
【００５４】
駆動制御部３１は、駆動回路３０におけるスイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、発光素子２ａのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
駆動制御部３１にはイメージセンサ７よりフレーム同期信号Ｆｓが供給されており、これにより駆動制御部３１は発光素子２ａのＯＮタイミングやＯＦＦタイミングをイメージセンサ７のフレーム周期に同期させることが可能とされている。
また、駆動制御部３１は、発光素子２ａのＯＮ／ＯＦＦ制御を制御部９からの指示に基づき行うことが可能に構成されている。
【００５５】
また、本例の駆動制御部３１は、温度検出部１０により検出された発光部２の温度に基づき発光素子２ａのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うが、これについては後に改めて説明する。
【００５６】
ここで、図３では、スイッチング素子Ｑ１を発光素子２ａのアノード側に設けた構成を例示したが、図４に示す駆動回路３０Ａのように、スイッチング素子Ｑ１を発光素子２ａのカソード側に設けた構成とすることもできる。
この場合、発光部２における各発光素子２ａは、アノードがＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力ラインに接続されている。
カレントミラー回路を構成するスイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２には、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴが用いられる。スイッチング素子Ｑ２は、ドレイン及びゲートが定電流源３０ａを介してＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力ラインに接続され、ソースはグランドに接続される。
各スイッチング素子Ｑ１は、ドレインが対応する発光素子２ａのカソードに接続され、ソースがグランドに接続される。各スイッチング素子Ｑ１のゲートは、それぞれ対応するスイッチＳＷを介してスイッチング素子Ｑ２のゲートとドレインに接続される。
【００５７】
この場合も駆動制御部３１がスイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、発光素子２ａをＯＮ／ＯＦＦさせることができる。
【００５８】
図５は、変形例としての光源装置１００Ａの構成例を示している。
光源装置１００Ａは、電源回路４に代えて電源回路４Ａが設けられ、また駆動部３に代えて駆動部３Ａが設けられている。
電源回路４Ａは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０を有する（図の例では二つ）。一方のＤＣ／ＤＣコンバータ４０には入力電圧Ｖｉｎ１が、他方のＤＣ／ＤＣコンバータ４０には入力電圧Ｖｉｎ２が供給される。駆動部３Ａは、それぞれが異なるＤＣ／ＤＣコンバータ４０から駆動電圧Ｖｄを入力する複数の駆動回路３０を備えている。図示のように各駆動回路３０においては、定電流源３０ａに代えて可変電流源３０ｂが設けられている。可変電流源３０ｂは、電流値が可変の電流源とされる。
この場合、発光部２における発光素子２ａは、それぞれＯＮ／ＯＦＦ制御される駆動回路３０が異なる複数の発光素子群に分けられる。
この場合の駆動制御部３１は、各駆動回路３０におけるスイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００５９】
この光源装置１００Ａのように、少なくともＤＣ／ＤＣコンバータ４０と駆動回路３０の組を複数系統に分けた構成とすることで、系統ごとに発光素子２ａの駆動電流Ｉｄを異なる値とすることができる。例えば、系統ごとに駆動電圧Ｖｄの電圧値、及び可変電流源３０ｂの電流値を異ならせることで、系統ごとに駆動電流Ｉｄの値を異ならせることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が駆動電流Ｉｄについて定電流制御を行う構成であれば、各ＤＣ／ＤＣコンバータ４０間でそれぞれ定電流制御の目標値を異ならせることで、系統ごとに駆動電流Ｉｄの値を異ならせることもできる。
【００６０】
図５のような構成を採る場合には、発光部２における発光強度分布や温度分布等に応じて系統ごとに駆動電圧Ｖｄや駆動電流Ｉｄの値を異ならせることが考えられる。例えば、発光部２における温度が高い箇所に対応した系統について駆動電流Ｉｄを増やし且つ駆動電圧Ｖｄを上げる等が考えられる。
【００６１】
＜４．基板構成のバリエーション＞
ここで、光源装置１００としては、図６乃至図８に示す構成とすることができる。
光源装置１００としては、図６Ａに示すように、発光部２としての回路が形成されたチップＣｈ２と、駆動部３としての回路が形成されたチップＣｈ３と、電源回路４が形成されたチップＣｈ４とを同一の基板Ｂ上に形成した構成とすることができる。
また、駆動部３と電源回路４は、同一のチップＣｈ３４に形成することもでき、その場合、光源装置１００は、図６Ｂに示すようにチップＣｈ２とチップＣｈ３４とを同一の基板Ｂ上に形成した構成とすることもできる。
【００６２】
また、チップＣｈに対して他のチップＣｈを搭載した構成とすることもできる。
その場合、光源装置１００としては、例えば図７Ａのように、チップＣｈ２を搭載したチップＣｈ３とチップＣｈ４とを基板Ｂ上に形成した構成や、図７ＢのようにチップＣｈ２とチップＣｈ４とを搭載したチップＣｈ３を基板Ｂ上に形成した構成、或いは、図７ＣのようにチップＣｈ２を搭載したチップＣｈ３４を基板Ｂ上に形成した構成とすることができる。
【００６３】
また、光源装置１００は、イメージセンサ７を含む構成とすることもできる。
例えば、図８Ａでは、チップＣｈ２、チップＣｈ３、チップＣｈ４と共に、イメージセンサ７としての回路が形成されたチップＣｈ７を同一の基板Ｂ上に形成した光源装置１００の構成を例示している。
また、図８Ｂでは、チップＣｈ２を搭載したチップＣｈ３４とチップＣｈ７とを同一の基板Ｂ上に形成した光源装置１００の構成を例示している。
【００６４】
なお、前述した光源装置１００Ａについても、図６乃至図８で説明したものと同様の構成を採ることが可能である。
【００６５】
ここで、温度検出部１０について、ダイオード等の温度検出素子は、例えば図６Ａ、図６Ｂ、図８ＡのようにチップＣｈ２が基板Ｂ上に形成されている場合には、基板ＢにおけるチップＣｈ２の近傍位置（例えば基板Ｂ上におけるチップＣｈ２の側方位置等）に形成すればよい。
また、図７Ａ乃至図７Ｃや図８ＢのようにチップＣｈ２が他のチップＣｈに搭載された構成においては、温度検出素子は該他のチップＣｈにおけるチップＣｈ２の近傍位置（例えばチップＣｈ２の真下となる位置等）に形成すればよい。
【００６６】
温度検出部１０は、ダイオード等の温度検出素子を有する温度センサ１０ａを複数有する構成とすることもできる。
図９は、温度検出部１０が複数の温度センサ１０ａを有する場合における各温度センサ１０ａの配置例を示している。
この図９の例では、複数の温度センサ１０ａを一箇所に集中して位置させず、発光素子２ａが配列される面に平行な面内において離散的に配置している。具体的に、複数の温度センサ１０ａは、例えば縦２×横２＝４個等の所定個数の発光素子２ａで成る発光ブロックごとに一つずつ配置することができる。このとき、各温度センサ１０ａは、発光素子２ａが配列される面に平行な面内において等間隔に配置することもできる。
なお、図９では、９個の発光素子２ａに対し４個の温度センサ１０ａを配置した例を示しているが、発光素子２ａ、温度センサ１０ａの配置数はこれに限定されるものではない。
【００６７】
図９の例のように複数の温度センサ１０ａを離散的に配置することで、発光部２の面内温度分布を検出することが可能となる。また、発光面におけるエリアごとの温度を検出し分けることができ、さらには、温度センサ１０ａの配置数を増やすことで発光素子２ａごとの温度を検出し分けることも可能である。
【００６８】
＜５．ＶＣＳＥＬの構造例＞
続いて、発光部２が形成されたチップＣｈ２の構造例について図１０及び図１１を参照して説明しておく。
図１０は、図６Ａ、図６Ｂ、図８Ａのように基板Ｂ上に形成される場合のＣｈ２の構造例を示し、図１１は、図７Ａ乃至図７Ｃや図８Ｂのように他のチップＣｈ上に搭載される場合のＣｈ２の構造例を示している。
なお、図１０、図１１では一例として、駆動回路３０が発光素子２ａのアノード側に挿入された場合（図３参照）に対応した構造例を示す。
【００６９】
図１０に示すように、チップＣｈ２は、各発光素子２ａに対応する部分がメサＭとして形成されている。
チップＣｈ２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の下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。
【００７０】
半導体基板２０上において、各メサＭには、下層側から上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（具体的には下端部）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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
電流狭窄層２４は、メサＭ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（又は選択酸化領域という）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。
【００７４】
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。
アノード電極Ｔａは、コンタクト層２６上において、基板Ｂを平面視した際に例えば環状（リング状）等の中央部が開口された形状により形成されている。コンタクト層２６において、上部にアノード電極Ｔａが形成されてない部分は開口部２６ａとされている。
活性層２２で発生した光は、共振器２３内を往復した後、開口部２６ａを介して外部に出射される。
【００７５】
ここで、チップＣｈ２におけるカソード電極Ｔｃは、基板Ｂにおける配線層に形成されたグランド配線Ｌｇ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Ｂ上に形成されたアノード電極用のパッドを表している。このパッドＰａは、基板Ｂの配線層に形成された配線Ｌｄを介して、駆動回路３０が有する何れか一つのスイッチング素子Ｑ１のドレインと接続されている。
【００７６】
図中では、一つの発光素子２ａのみについて、アノード電極Ｔａが、チップＣｈ２上に形成されたアノード配線Ｌａ及びボンディングワイヤＢＷを介して一つのパッドＰａに接続されることを示しているが、基板Ｂには発光素子２ａごとのパッドＰａ及び配線Ｌｄが形成され、またチップＣｈ２上には発光素子２ａごとのアノード配線Ｌａがそれぞれ形成されており、個々の発光素子２ａのアノード電極Ｔａは、それぞれ対応するアノード配線Ｌａ及びボンディングワイヤＢＷを介して対応するパッドＰａに接続される。
【００７７】
続いて、図１１の場合、チップＣｈ２としては裏面照射型のチップＣｈ２を用いる。すなわち、図１０の例のように半導体基板２０の上層側方向（表面方向）に光を出射するのではなく、半導体基板２０の裏面方向に光を出射するタイプのチップＣｈ２を用いる。
この場合、アノード電極Ｔａには、光出射用の開口は形成されず、コンタクト層２６に開口部２６ａは形成されない。
【００７８】
駆動部３（駆動回路３０）が形成されたチップＣｈ３（又はチップＣｈ３４：以下、図１１の説明において同様）においては、発光素子２ａごとに、アノード電極Ｔａとの電気的接続を行うためのパッドＰａが形成されている。チップＣｈ３の配線層には、パッドＰａごとに配線Ｌｄが形成されている。図示は省略したが、これら配線Ｌｄにより、各パッドＰａは、チップＣｈ３内に形成された駆動回路３０における対応する一つのスイッチング素子Ｑ１のドレインと接続される。
【００７９】
また、チップＣｈ２において、カソード電極Ｔｃは、それぞれ配線Ｌｃ１、配線Ｌｃ２を介して電極Ｔｃ１、電極Ｔｃ２と接続されている。電極Ｔｃ１、電極Ｔｃ２は、それぞれチップＣｈ３に形成されたパッドＰｃ１、パッドＰｃ２と接続するための電極とされる。
チップＣｈ３の配線層には、パッドＰｃ１と接続されたグランド配線Ｌｇ１、パッドＰｃ２と接続されたグランド配線Ｌｇ２が形成されている。図示は省略したが、これらグランド配線Ｌｇ１、Ｌｇ２はグランドに接続されている。
【００８０】
チップＣｈ２における各アノード電極ＴａとチップＣｈ３における各パッドＰａとの接続、及びチップＣｈ２における電極Ｔｃ１、電極Ｔｃ２とチップＣｈ３におけるパッドＰｃ１、パッドＰｃ２との接続はそれぞれ半田バンプＨｂを介して行われている。
つまり、この場合におけるチップＣｈ２のチップＣｈ３に対する実装は、いわゆるフリップチップ実装により行われている。
【００８１】
＜６．実施形態としての駆動手法＞
［6-1．駆動例Ｉ］
上記により説明した測距装置１のようにＶＣＳＥＬとしての発光素子２ａが複数配列された発光部２を発光させて測距を行う際には、従来、複数の発光素子２ａを同時に発光させる駆動方式が採用されていた。
図１２は、このような同時発光による駆動の例を説明するための図である。
先ず前提として、測距を行う際には、発光部２は一定の発光周期により繰り返し発光される。具体的に、発光周期はイメージセンサ７のフレーム周期に同期させる。図中の発光対象期間Ｓｔは、イメージセンサ７のフレーム期間と同期している。例えば、イメージセンサ７のフレームレートは６０ｆｐｓであり、発光対象期間Ｓｔは約１６．６ｍｓ（ミリ秒）とされている。
ここで、以下の説明では、測距を行う際には、発光対象期間Ｓｔごとに発光部２における全ての発光素子２ａが発光されるものとする。発光部２における発光素子２ａの数は、説明上８００であるものとする。すなわち、発光のｃｈ（チャネル）数はｃｈ１〜ｃｈ８００の８００である。
【００８２】
図１２に示すように、従来の駆動方式においては、発光対象期間Ｓｔごとにｃｈ１〜ｃｈ８００の発光素子２ａを同時に発光させている。このとき、各発光素子２ａを発光させる期間（ＯＮ期間）は発光対象期間Ｓｔよりも短く、例えば４ｍｓ程度とされる。
【００８３】
上記のような同時発光を行う場合には、発光素子２ａが形成されたチップ（チップＣｈ２）の温度が上昇し易くなり、環境温度によっては、発光素子２ａの発光効率の低下を招来したり発光素子２ａを駆動する駆動回路（駆動回路３０、３０Ａ）の回路特性悪化を招来したりする等、熱による不具合を誘発する虞がある。
【００８４】
そこで、本実施形態では、発光対象期間Ｓｔ内において発光されるべき複数の発光素子２ａ（ｃｈ１〜ｃｈ８００）を、発光対象期間Ｓｔ内において時分割発光させる。
図１３に時分割発光の一例を示す。
図１３では、発光対象期間Ｓｔ内に発光させるべき８００ｃｈの発光素子２ａを２分割し、発光対象期間Ｓｔ内において、ｃｈ１〜ｃｈ４００の４００個の発光素子２ａを発光させた後、残りのｃｈ４０１〜ｃｈ８００の４００個の発光素子２ａを発光させる例を示している。
【００８５】
このような時分割発光を行うことで、図１４に示すように、同時発光とする場合よりも温度のピーク値を抑制することができる。すなわち、チップＣｈ２の温度上昇の抑制を図ることができる。
【００８６】
上記のような時分割発光は、駆動制御部３１がスイッチＳＷを制御することで実現される。本例において、駆動制御部３１はロジック回路を有しており、該ロジック回路が上記した時分割発光のためのスイッチＳＷの制御を行うように構成されている。
【００８７】
時分割発光の例としては、上記のようなｃｈ１〜ｃｈ４００とｃｈ４０１〜ｃｈ８００の２分割に限定されず、３分割以上とすることもできる。
このとき、時分割発光において同時発光させる発光素子２ａの数は、時間方向において変化させてもよい。例えば、ｃｈ１〜ｃｈ４００の４００個を発光させた後、ｃｈ４０１〜ｃｈ６００の２００個を発光させ、次いで残りのｃｈ６０１〜ｃｈ８００の２００個を発光させる例を挙げることができる。すなわち、時分割発光において同時発光させる発光素子２ａの数を時間方向において減少させるものである。
時分割発光を行う際、発光される順番が遅いほど周囲の温度が上昇している可能性が高い。このため、上記のように同時発光させる発光素子２ａの数を時間方向において減少させる、すなわち発光される順番が遅い発光素子２ａの数を、該順番が早い発光素子２ａの数よりも減少させることで、発光対象期間Ｓｔ内における温度ピーク値の抑制を図ることができ、温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【００８８】
ここで、本例の駆動制御部３１は、図１２に例示したように発光素子２ａを同時発光させる同時発光駆動と、図１３に例示したように発光素子２ａを時分割発光させる時分割発光駆動との切り替えを行うことが可能に構成されている。具体的に、駆動制御部３１は、これら同時発光駆動と時分割発光駆動との切り替えを温度検出部１０により検出される温度に基づき行う。
発光素子２ａの発光効率の低下は、例えば７０℃以上の領域で比較的顕著となる。このため、温度の閾値ＴＨとして例えば７０℃以下の値を設定しておき、閾値ＴＨを基準として同時発光駆動と時分割発光駆動との切り替えを行うことが考えられる。
【００８９】
図１５のフローチャートは、温度に応じた同時発光駆動／時分割発光駆動の切り替えを行う場合における駆動制御部３１の動作の流れを例示している。
図示のように駆動制御部３１は、温度検出部１０により検出される温度が閾値ＴＨ以上でなければ（ステップＳ１０１：Ｎ）、全ｃｈの発光素子２ａを同時発光させる（ステップＳ１０２）。一方、温度検出部１０により検出される温度が閾値ＴＨ以上であれば（ステップＳ１０１：Ｙ）、発光素子２ａを時分割発光させる（ステップＳ１０３）。
【００９０】
このとき、温度検出部１０の検出温度としては、温度検出部１０が温度センサ１０ａを一つのみ備える場合には該温度センサ１０ａによる検出温度とする。また、温度検出部１０が温度センサ１０ａを複数備える場合には、それら温度センサ１０ａによる検出温度の代表値を採用する。代表値としては、例えば複数の温度センサ１０ａの検出温度の平均値とすることが考えられる。或いは、所定の一つの温度センサ１０ａ（例えば検出温度が最も高い温度センサ１０ａ）による検出温度を代表値とすることも考えられる。
【００９１】
ここで、駆動制御部３１は、時分割発光駆動の際、発光部２の総発光量（発光対象期間Ｓｔにおける総発光量）が同時発光駆動時と同じとなるように発光素子２ａの駆動を行う。具体的に、例えば同時発光駆動時における各発光素子２ａのＯＮ期間が上述した４ｍｓであれば、時分割発光駆動における各発光素子２ａのＯＮ期間としても４ｍｓとする。
なお、図５に例示したようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０及び駆動回路３０を複数系統に分けて構成した場合には、例えば各駆動回路３０について発光素子２ａのＯＮ期間を一致させると共に駆動電流Ｉｄの値を一致させることで、総発光量が同じとなるようにする。
【００９２】
同時発光駆動を行うことで、測距対象の被写体Ｓに動きがあっても、被写体Ｓが異なる位置にあるときの反射光が１フレーム期間内に纏めて受光されてしまうことの防止が図られ、測距精度が低下することの防止が図られる。
上記のように時分割発光駆動と同時発光駆動との切り替えを行うことで、測距精度の低下防止と、温度上昇の抑制の両立を図ることができる。
【００９３】
なお、同時発光駆動と時分割発光駆動との切り替えを行うことは必須ではなく、時分割発光駆動を常時行う構成とすることもできる。
【００９４】
［6-2．駆動例II］
駆動例IIは、時分割発光における同時発光組の数を温度に応じて変化させるものである。ここで、同時発光組とは、時分割発光において同時発光させる発光素子２ａの組を意味する。例えば、先に例示したように８００ｃｈの発光素子２ａを４００ｃｈずつ駆動する時分割発光においては、各４００ｃｈの発光素子２ａの組が同時発光組に該当する。
【００９５】
本例では、同時発光組の数を温度上昇に応じて増加させる。
図１６は、駆動制御部３１が行う駆動例IIとしての動作の流れを示したフローチャートである。
先ず、本例では、温度検出部１０により検出される温度に対する閾値ＴＨとして、複数の閾値ＴＨを設定しておく。ここでは、第一の閾値ＴＨ１と、第一の閾値ＴＨ１よりも値が大きい第二の閾値ＴＨ２を設定する例とする。
【００９６】
駆動制御部３１は、温度検出部１０により検出される温度が第一の閾値ＴＨ１未満のときは（ステップＳ２０１：Ｙ）、同時発光駆動を行う（ステップＳ１０２）。また、駆動制御部３１は、温度検出部１０により検出される温度が第一の閾値ＴＨ１以上且つ第二の閾値ＴＨ２未満のときは（ステップＳ２０２：Ｙ）、２分割による時分割発光とする（ステップＳ２０３）。すなわち、同時発光組の数を「２」とした発光素子２ａの時分割発光駆動を行うものであり、具体的には、例えば４００ｃｈと４００ｃｈの時分割発光を行う。
また、駆動制御部３１は、温度検出部１０により検出される温度が第二の閾値ＴＨ２以上のときは（ステップＳ２０２：Ｎ）、３分割による時分割発光とする（ステップＳ２０４）。つまり、同時発光組の数を「３」とした発光素子２ａの時分割発光駆動として、例えば４００ｃｈ→２００ｃｈ→２００ｃｈの時分割発光駆動を行う。
【００９７】
上記のように温度上昇に応じて同時発光組の数を増加させることで、温度が高まることに応じて温度上昇の抑制効果をより高めた発光駆動を行うことが可能とされる。
従って、温度上昇に伴う不具合がより発生し難くなるようにすることができる。
【００９８】
ここで、第一の閾値ＴＨ１としては、上述した閾値ＴＨ（例えば７０℃程度）と同値に設定し、第二の閾値ＴＨ２としては、例えばチップＣｈ２の仕様上の許容上限温度（例えば１３０℃程度）よりも低い温度に設定する。これにより、発光効率の低下が予想される程度に温度が上昇した場合には２分割による時分割発光駆動が行われ、許容上限温度への到達が予想される程度に温度が上昇した場合には３分割による時分割発光駆動すなわち温度上昇抑制効果をより高めた時分割発光駆動が行われるようにできる。
【００９９】
［6-3．駆動例III］
駆動例IIIは、同時発光組の領域分けや領域ごとの発光順序に関するものである。
例えば、図１７に示すように発光部２が縦方向において複数の発光領域Ａｒに分割され、各発光領域Ａｒにおける発光素子２ａをそれぞれ同時発光組として時分割発光駆動する場合を考える。
【０１００】
例えば図１７に示すように発光領域Ａｒを分割した場合、隣接関係にある発光領域Ａｒを連続して発光させてしまうと温度上昇を助長してしまう。そこで、駆動制御部３１は、隣接関係にある発光領域Ａｒが連続して発光しないように発光素子２ａを駆動する。これにより、温度上昇の抑制効果を高める。
【０１０１】
例えば、図１７の例のように発光部２が上側から順に発光領域Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５の五つの発光領域Ａｒに分割されている場合において、駆動制御部３１は、図中の発光領域Ａｒごとに表した番号が示すように、発光領域Ａｒ３→Ａｒ１→Ａｒ５→Ａｒ２→Ａｒ４の順で発光素子２ａを発光させる。
或いは、図１８に例示するように、発光領域Ａｒ１→Ａｒ５→Ａｒ２→Ａｒ４→Ａｒ３の順で発光素子２ａを発光させることもできる。なお、図１８の例は、最後に「Ａｒ４→Ａｒ３」と隣接関係にある発光領域Ａｒが連続発光されているが、「Ａｒ１→Ａｒ５→Ａｒ２→Ａｒ４」までは隣接関係にある発光領域Ａｒが連続発光されておらず、この点において、隣接関係にある発光領域Ａｒが連続して発光しないように発光素子２ａを駆動する手法の一種に属する。
【０１０２】
ここで、上記のような隣接関係にある発光領域Ａｒを連続して発光させない手法に対しては、先に例示したような、同時発光させる発光素子２ａの数を時間方向において減少させる手法を組み合わせることもできる。例えば、図１８の例において、１，２番目に発光される発光領域Ａｒ１，Ａｒ５の発光素子２ａの数を各２００、３，４番目に発光される発光領域Ａｒ２，Ａｒ４の発光素子２ａの数を各１５０、最後に発光される発光領域Ａｒ３の発光素子２ａの数を１００とする等の例を挙げることができる。
【０１０３】
また、発光部２における発光領域Ａｒの分割態様としては、例えば図１９に例示するように、中心から外側にかけて複数の発光領域Ａｒに分割する態様とすることもできる。具体的に、図１９の分割態様では、中心部の発光領域Ａｒを除き、各発光領域Ａｒがそれぞれその内側の発光領域Ａｒの周囲を覆うように領域形状が設定されている。
【０１０４】
ここで、発光部２は中央部において熱を蓄積し易い傾向にあるため、時分割発光において、内側の発光領域Ａｒから発光を開始すると温度上昇を助長する虞がある。このため、例えば図１９に例示するような発光領域Ａｒの分割が行われている場合において、駆動制御部３１は、発光部２における外側の発光領域Ａｒの次に内側の発光領域Ａｒが発光するように発光素子２ａを駆動する。例えば、図１９のように外側から内側にかけて順に発光領域Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４の四つの発光領域Ａｒが設定されている場合において、駆動制御部３１は、例えば発光領域Ａｒ１→Ａｒ２→Ａｒ３→Ａｒ４の順で各発光領域Ａｒを発光させる。
或いは、図２０に例示するように、発光領域Ａｒ１→Ａｒ３→Ａｒ２→Ａｒ４の順で各発光領域Ａｒを発光させてもよい。なお、図２０に示す手法では、「Ａｒ１→Ａｒ３」「Ａｒ２→Ａｒ４」の発光においてそれぞれ外側の発光領域Ａｒの次に内側の発光領域Ａｒが発光するようにしている。
【０１０５】
上記のように外側の発光領域Ａｒの次に内側の発光領域Ａｒが発光するように発光素子２ａを駆動することで、発光部２の中央部から発光が開始されてしまうことの防止が図られ、温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【０１０６】
なお、先の図１８に示した駆動手法も、外側の発光領域Ａｒの次に内側の発光領域Ａｒが発光するように発光素子２ａを駆動する手法の一種に該当する。
【０１０７】
図１９や図２０で例示した駆動手法についても、同時発光させる発光素子２ａの数を時間方向において減少させる手法を組み合わせることもできる。例えば、図１９の例において、発光領域Ａｒ１の発光素子２ａの数を３００、発光領域Ａｒ２の発光素子２ａの数を２５０、発光領域Ａｒ３の発光素子２ａの数を１５０、発光領域Ａｒ４の発光素子２ａの数を１００とする等の例を挙げることができる。
【０１０８】
なお、図１７乃至図２０により説明した駆動例IIIとしての時分割発光駆動の手法に対しては、駆動例IIのように同時発光組の数を時間方向において変化させる駆動手法を組み合わせることもできる。
【０１０９】
＜７．実施形態のまとめ及び変形例＞
上記のように実施形態としての光源装置（測距装置１）は、垂直共振器面発光レーザによる発光素子（同２ａ）が複数配列された発光部（同２）と、発光部における発光素子について、発光対象期間（同Ｓｔ）内に発光されるべき複数の発光素子を発光対象期間内において時分割発光させる駆動部（同３又は３Ａ）と、を備えるものである。
【０１１０】
時分割発光とすることで、同時発光される発光素子の数が減少される。
従って、温度上昇の抑制を図ることができる。
【０１１１】
また、実施形態としての光源装置においては、発光対象期間は、発光部より発せられ被写体で反射された光を受光するイメージセンサのフレーム期間と同期している。
【０１１２】
これにより、発光部が発した光を被写体に照射しイメージセンサで受光して測距を行う場合に対応して、発光素子をイメージセンサのフレーム周期に応じた適切なタイミングで発光させることが可能とされる。
従って、測距精度の向上を図ることができる。また、光源装置が被写体の測距用の光源として用いられる場合に対応して温度上昇の抑制を図ることができる。
【０１１３】
さらに、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、発光対象期間内において複数の発光素子を同時発光させる同時発光駆動と、発光対象期間内において複数の発光素子を時分割発光させる分割発光駆動との切り替えを行っている。
【０１１４】
同時発光を行うことで、発光部が発した光を被写体に照射しイメージセンサで受光して測距を行う場合において、動きのある被写体に対する測距精度の低下が防止される。
従って、上記構成によれば、測距精度の低下防止と、温度上昇の抑制の両立を図ることができる。
【０１１５】
さらにまた、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、温度に基づき同時発光駆動と分割発光駆動との切り替えを行っている。
【０１１６】
これにより、例えば温度が所定値以上に上昇する場合に対応して同時発光から時分割発光に切り替えを行う等、同時発光と時分割発光の切り替えを温度に応じて適切に行うことが可能とされる。
従って、測距精度の低下を抑制しながら温度上昇の抑制を図ることができる。
【０１１７】
また、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、同時発光駆動と分割発光駆動とで発光部の総発光量を同じとしている。
【０１１８】
これにより、発光部が発した光を被写体に照射しイメージセンサで受光して測距を行う場合において、イメージセンサによる受光量が同時発光駆動時と分割発光駆動時とで異なってしまうことの防止が図られる。
従って、同時発光駆動時と分割発光駆動時とで測距精度がばらつくことの防止を図ることができる。
【０１１９】
さらに、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、時分割発光において、同時発光させる発光素子の数を時間方向において変化させている。
【０１２０】
同時発光させる発光素子の数の多寡により温度上昇の態様は変化するため、上記構成によれば、時分割発光が行われる際の時間方向における温度の変化態様を制御することが可能とされる。具体的には、時間方向における温度の変化態様を、発光対象期間内における温度ピーク値を抑制するような態様に制御することが可能とされる。
従って、温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【０１２１】
さらにまた、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、時分割発光において、同時発光させる発光素子の数を時間方向において減少させている。
【０１２２】
時分割発光を行う際、発光される順番が遅いほど周囲の温度が上昇している可能性が高い。このため、同時発光させる発光素子の数を時間方向において減少させることで、発光される順番が遅い発光素子の数を、該順番が早い発光素子の数よりも減少させる。
これにより、発光対象期間内における温度ピーク値の抑制を図ることができ、温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【０１２３】
また、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、時分割発光において同時発光させる発光素子の組である同時発光組の数を温度に応じて変化させている。
【０１２４】
同時発光組の数を増やすことは、同時発光される発光素子数の減少に繋がるため、温度上昇の抑制効果を高めることになる。一方で、同時発光組の数を増やすことは、被写体に動きがある場合の測距精度の低下に繋がる。上記のように同時発光組の数を温度に応じて変化させることで、例えば温度が高い場合は同時発光組数を増やし、温度が低い場合には同時発光組数を減らす等、温度に応じた適切な同時発光組数での時分割発光が実現可能となる。
従って、測距精度の低下を抑制しつつ、温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【０１２５】
さらに、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、温度上昇に応じて同時発光組の数を増加させている。
【０１２６】
これにより、温度が高まることに応じて温度上昇の抑制効果をより高めた発光駆動を行うことが可能とされる。
従って、温度上昇に伴う不具合がより発生し難い光源装置を提供することができる。
【０１２７】
さらにまた、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、時分割発光において、発光部における隣接関係にある発光領域が連続して発光しないように発光素子を駆動している。
【０１２８】
隣接関係にある発光領域を連続して発光させると温度上昇を助長するため、上記のように隣接関係にある発光領域が連続して発光しないように発光素子を駆動する。
従って、温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【０１２９】
また、実施形態としての光源装置においては、駆動部は、時分割発光において、発光部における外側の発光領域の次に内側の発光領域が発光するように発光素子を駆動している。
【０１３０】
発光部は中央部において熱を蓄積し易い傾向にあるため、内側の発光領域から発光を開始すると温度上昇を助長する虞がある。このため、上記のように外側の発光領域の次に内側の発光領域が発光するように発光素子を駆動する。
従って、温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【０１３１】
また、実施形態としての駆動方法は、垂直共振器面発光レーザによる発光素子（同２ａ）が複数配列された発光部（同２）における発光素子について、発光対象期間内に発光されるべき複数の発光素子を発光対象期間内において時分割発光させる駆動方法である。
さらに、実施形態としてのセンシングモジュールは、上記した実施形態としての光源装置と、該光源装置が備える発光部（同２）より発せられ被写体によって反射された光を受光して撮像するイメージセンサ（同７）とを備えるものである（例えば、図８に示す構成を参照）。
【０１３２】
このような実施形態としての駆動方法やセンシングモジュールによっても、上記した実施形態としての光源装置と同様の作用及び効果を得ることができる。
【０１３３】
なお、上記では、発光素子２ａごとにスイッチＳＷを設けて、発光素子２ａごとの個別駆動を可能とする構成を例示したが、本技術において、発光素子２ａごとの個別駆動を可能に構成することは必須ではなく、少なくとも同時発光組ごとの個別駆動が可能とされていればよい。
【０１３４】
また、上記では本技術が測距装置に適用される例を挙げたが、本技術は測距用の光源への適用に限定されるものではない。
【０１３５】
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【０１３６】
＜８．本技術＞
なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
垂直共振器面発光レーザによる発光素子が複数配列された発光部と、
前記発光部における発光素子について、発光対象期間内に発光されるべき複数の発光素子を前記発光対象期間内において時分割発光させる駆動部と、を備える
光源装置。
（２）
前記発光対象期間は、前記発光部より発せられ被写体で反射された光を受光するイメージセンサのフレーム期間と同期している
前記（１）に記載の光源装置。
（３）
前記駆動部は、
前記発光対象期間内において前記複数の発光素子を同時発光させる同時発光駆動と、前記発光対象期間内において前記複数の発光素子を時分割発光させる分割発光駆動との切り替えを行う
前記（１）又は（２）に記載の光源装置。
（４）
前記駆動部は、
温度に基づき前記同時発光駆動と前記分割発光駆動との切り替えを行う
前記（３）に記載の光源装置。
（５）
前記駆動部は、
前記同時発光駆動と前記分割発光駆動とで前記発光部の総発光量を同じとする
前記（３）又は（４）に記載の光源装置。
（６）
前記駆動部は、
前記時分割発光において、同時発光させる前記発光素子の数を時間方向において変化させる
前記（１）乃至（５）の何れかに記載の光源装置。
（７）
前記駆動部は、
前記時分割発光において、同時発光させる前記発光素子の数を時間方向において減少させる
前記（６）に記載の光源装置。
（８）
前記駆動部は、
前記時分割発光において同時発光させる前記発光素子の組である同時発光組の数を温度に応じて変化させる
前記（１）乃至（７）の何れかに記載の光源装置。
（９）
前記駆動部は、
温度上昇に応じて前記同時発光組の数を増加させる
前記（８）に記載の光源装置。
（１０）
前記駆動部は、
前記時分割発光において、前記発光部における隣接関係にある発光領域が連続して発光しないように前記発光素子を駆動する
前記（１）乃至（９）の何れかに記載の光源装置。
（１１）
前記駆動部は、
前記時分割発光において、前記発光部における外側の発光領域の次に内側の発光領域が発光するように前記発光素子を駆動する
前記（１）乃至（１０）の何れかに記載の光源装置。
【符号の説明】
【０１３７】
１  測距装置、２  発光部、２ａ  発光素子、３，３Ａ  駆動部、７  イメージセンサ、１０  温度検出部、Ｓ  被写体、Ｂ  基板、Ｃｈ２、Ｃｈ３、Ｃｈ４、Ｃｈ３４、Ｃｈ７  チップ、３０、３０Ａ  駆動回路、３１  駆動制御部、Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子、ＳＷ  スイッチ、Ｓｔ  発光対象期間、１００，１００Ａ  光源装置
【図１】
2020021842.tif 000003
【図２】
2020021842.tif 000004
【図３】
2020021842.tif 000005
【図４】
2020021842.tif 000006
【図５】
2020021842.tif 000007
【図６】
2020021842.tif 000008
【図７】
2020021842.tif 000009
【図８】
2020021842.tif 000010
【図９】
2020021842.tif 000011
【図１０】
2020021842.tif 000012
【図１１】
2020021842.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2020021842.tif 000015
【図１４】
2020021842.tif 000016
【図１５】
2020021842.tif 000017
【図１６】
2020021842.tif 000018
【図１７】
2020021842.tif 000019
【図１８】
2020021842.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月7日(2018.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
＜５．ＶＣＳＥＬの構造例＞
続いて、発光部２が形成されたチップＣｈ２の構造例について図１０及び図１１を参照して説明しておく。
図１０は、図６Ａ、図６Ｂ、図８Ａのように基板Ｂ上に形成される場合のチップＣｈ２の構造例を示し、図１１は、図７Ａ乃至図７Ｃや図８Ｂのように他のチップＣｈ上に搭載される場合のチップＣｈ２の構造例を示している。
なお、図１０、図１１では一例として、駆動回路３０が発光素子２ａのアノード側に挿入された場合（図３参照）に対応した構造例を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
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Ｐ型導電性を示す化合物半導体で形成されている。