(57)【要約】  本発明は、レーザダイオードパッケージモジュールおよび距離検出装置、電子機器を提供している。前記パッケージモジュールは、第１の面を有する基板と、カバーとの間に収容空間を形成する前記基板の第１の面に設けられたカバーであって、前記基板に対向する面に光透過領域を少なくとも部分的に設けたカバーと、前記収容空間内に設けられたレーザダイオードダイと、前記収容空間内に設けられた反射面であって、前記レーザダイオードダイの出射光を、前記反射面を経て反射させた後に前記光透過領域を通過して出射させるために用いられる反射面と、を備える。本発明のパッケージ案は、レーザダイオードダイの出射光の伝搬経路上に反射面を設けており、出射光を反射した後にカバー上の光透過領域から出射することにより、光ビームの伝搬方向を変える。
2021531656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面を有する基板と、
カバーとの間に収容空間を形成する前記基板の第１の面に設けられたカバーであって、前記基板に対向する面に光透過領域を少なくとも部分的に設けたカバーと、
前記収容空間内に設けられたレーザダイオードダイと、
前記収容空間内に設けられた反射面であって、前記レーザダイオードダイの出射光を、前記反射面を経て反射させた後に前記光透過領域を通過して出射させるために用いられる反射面と、
を備えるレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２】
前記レーザダイオードダイの出射光は前記反射面を経て反射された後、前記基板の前記第１の面と略垂直な方向で前記光透過領域を通過して出射される請求項１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３】
前記レーザダイオードパッケージモジュールは、異方性構造を有する半導体をさらに備え、
前記反射面は、具体的には、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面であるか、あるいは、前記反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面にコーティングされた反射膜を備える請求項１または２に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４】
前記半導体は半導体ウェハを含む請求項３に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項５】
前記半導体はシリコンであり、前記傾斜面と前記半導体の底面との間の挟角が略５４．７４°である請求項３に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項６】
前記レーザダイオードパッケージモジュール内に、少なくとも２つの斜設された反射面が設けられており、各々の反射面が、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする請求項１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項７】
前記各々の反射面が、少なくとも２つの、並んで配置されたレーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする請求項６に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項８】
前記レーザダイオードパッケージモジュールは、異方性構造を有する半導体を備えており、前記少なくとも２つの斜設された反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた異なる傾斜面上に設けられる請求項６に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項９】
前記２つの斜設された反射面は、前記半導体上の、対称に設けられた、背向する２つの傾斜面上に設けられる請求項８に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１０】
前記レーザダイオードパッケージモジュールは、異方性構造を有する少なくとも２つの半導体を備えており、前記少なくとも２つの斜設された反射面は、異なる半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面上にそれぞれ設けられる請求項６に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１１】
同一の反射面に対向する複数の前記レーザダイオードダイが、前記基板の第１の面上に等間隔に配置される請求項７に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１２】
同一の反射面に対向する各々の前記レーザダイオードダイの出射面と前記反射面との間の距離が等しい請求項７に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１３】
前記半導体の底面の鋭角の箇所に切り欠きまたは浅溝が設けられている請求項３に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１４】
前記切り欠きは、具体的には、前記半導体の、底部鋭角の一部を除去して形成した切り欠きであり、
前記浅溝は、前記底面の鋭角の縁部に設けられるとともに、前記半導体の底面から前記半導体の頂面に向かって一部の深さだけ凹んでいる請求項１３に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１５】
前記半導体は、底部に位置する第１の部分と、前記第１の部分の一部の表面上に位置する第２の部分とを備えており、前記反射面は前記第２の部分の少なくとも１つの傾斜面上に設けられる請求項３に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１６】
前記レーザダイオードダイは前記反射面外側の前記第１の部分の表面に実装され、前記レーザダイオードダイの出射面が前記反射面に対向して設けられるようにする請求項１５に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１７】
前記反射膜は金属層を備えており、前記反射面上の金属層は、さらに伸びて、前記反射面外側の、前記第１の部分が露出している一部の表面を被覆し、前記金属層の、前記第１の部分の表面上に位置する部分が、前記レーザダイオードダイの底面と電気的に接続するために用いられる請求項１５に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１８】
前記レーザダイオードダイは、前記第１の部分の表面上の前記反射膜の一部の表面を被覆し、前記反射膜がリードによって、前記基板上に位置するパッドと電気的に接続されることで、前記レーザダイオードダイの底面上の電極を引き出す請求項１７に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項１９】
前記半導体はＳＯＩウェハであり、前記ＳＯＩウェハの埋め込み酸化物層と、前記埋め込み酸化物層の下方に位置するシリコン層とが前記第１の部分となり、前記ＳＯＩウェハの、前記埋め込み酸化物層の一部の表面上に位置するシリコン層が前記第２の部分となる請求項１５に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２０】
前記レーザダイオードパッケージモジュールはガラスをさらに備えており、前記反射面は、前記ガラスの傾斜面にコーティングされた反射膜を備えている請求項１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２１】
２つの斜設された反射面が前記ガラス上の背向する２つの傾斜面上にそれぞれ設けられ、各々の反射面が、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする請求項２０に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２２】
前記ガラスは三角錐あるいは三角錐台状を呈し、斜設された３つの反射面が前記ガラス上の３つの傾斜面上にそれぞれ設けられ、各々の前記反射面が、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする請求項２０に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２３】
前記反射面は凹面である請求項１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２４】
前記レーザダイオードダイの出射光の方向が、前記反射面の底辺に対して垂直である請求項１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２５】
前記反射面が設けられた半導体とガラスとの少なくとも１つと、前記レーザダイオードダイとが、いずれも前記基板の第１の面に実装される請求項１から２４のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２６】
前記レーザダイオードパッケージモジュールはコリメート素子をさらに備えており、速軸方向における光ビームの発散角を小さくするために用いられ、前記コリメート素子は、前記レーザダイオードダイと前記反射面との間に設けられることで、前記レーザダイオードダイの出射光が前記コリメート素子を経た後に前記反射面に至るようにする請求項１から２５のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２７】
前記コリメート素子が前記基板の前記第１の面に実装される請求項２６に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２８】
前記コリメート素子が円柱レンズであり、前記円柱レンズの曲面が前記レーザダイオードダイの出射面に対向することで、前記レーザダイオードダイの出射光を前記円柱レンズの曲面上に照射させる請求項２６に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項２９】
前記円柱レンズの曲面寸法が、前記レーザダイオードダイから発される出射光が前記円柱レンズ上に照射されるスポットの寸法よりも大きい請求項２８に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３０】
前記円柱レンズが前記基板上に実装される表面が平面であるか、前記円柱レンズの頂面が平面であるかの少なくとも１つである請求項２８に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３１】
前記レーザダイオードダイは、互いに対向して設けられた第１の電極と第２の電極とを備えており、前記第１の電極が所在する表面が、前記基板の第１の面に実装される請求項１から３０のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３２】
前記第１の電極は、導電性接着層を介して前記基板の第１の面に実装される請求項３１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３３】
前記第２の電極は、リードを介して前記基板に電気的に接続される請求項３１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３４】
前記基板の第１の面に複数の前記レーザダイオードダイを実装し、各々の前記レーザダイオードダイの前記第１の電極が、１つの導電性接着層に対応して前記基板の第１の面に実装される請求項３１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３５】
同一の前記反射面に対向する複数の前記レーザダイオードダイの前記第２の電極が、リードを介して前記基板上の同一のパッドに電気的に接続される請求項３１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３６】
前記導電性接着層の面積が前記レーザダイオードダイの底面面積よりも大きいか、
リードを介して前記導電性接着層を前記基板上のパッドに電気的に接続することで、前記第１の電極を引き出すかの少なくとも１つである請求項３２に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３７】
前記カバーは、窓を有するＵ字形または四角形のカバー本体と、前記窓を封止被覆する光透過板とを備えていることで前記光透過領域を形成し、前記レーザダイオードダイの出射光が前記光透過板を経て出射されるか、または、前記カバーは、すべて光を透過する板状構造である請求項１から３６のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３８】
前記カバー本体は溶接の方式によって前記基板の前記第１の面上に固設される請求項３７に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項３９】
前記カバー本体の材料は金属、樹脂またはセラミックを含む請求項３７に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４０】
前記レーザダイオードパッケージモジュールは前記レーザダイオードダイの送信を制御するための駆動チップをさらに備えており、前記駆動チップは前記収容空間内に設けられ、前記駆動チップは前記基板の第１の面に実装される請求項１から３９のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４１】
前記レーザダイオードパッケージモジュールが、はんだペースト実装されたデバイスをさらに備えており、前記はんだペースト実装されたデバイスは前記収容空間の外に設けられる請求項１から４０のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４２】
前記はんだペースト実装されたデバイスは、抵抗器とコンデンサとを備えており、前記抵抗器とコンデンサとは、はんだペーストにより前記収容空間の外の前記基板の第１の面に実装される請求項４１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４３】
前記基板はＰＣＢ基板またはセラミック基板を含む請求項１から４２のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４４】
前記導電性接着層の材料は、導電性の銀ペースト、はんだ、または導電性のダイ連結フィルムを含む請求項３２、３４および３６のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４５】
前記反射膜は金と銀のうち少なくとも一種を含む請求項３、１７、１８および２０のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４６】
前記レーザダイオードダイの底面は前記収容空間内に実装され、そして、前記レーザダイオードダイの側面が出光し、かつ、前記レーザダイオードダイの出射光が前記基板の第１の面と略平行である請求項１に記載のレーザダイオードパッケージモジュール。
【請求項４７】
請求項１〜４６のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュールであって、前記レーザダイオードパッケージモジュールの基板の第１の面と一定の挟角を呈する方向でレーザパルスを出射するために用いられ、前記挟角は９０°未満であるレーザダイオードパッケージモジュールと、
前記光透過領域の外側に設けられ、前記光透過領域から出射される出射光をコリメートするために用いられるコリメーティングレンズと、
前記光透過領域の外側に設けられ、前記光透過領域から出射される出射光の光路を変更するために用いられ、前記レーザダイオードパッケージモジュールからのレーザパルスを、前記コリメーティングレンズの中心軸に略沿った方向で前記コリメーティングレンズに入射させる第１の光路変更素子と、
を備えている距離検出装置。
【請求項４８】
前記第１の光路変更素子は、
前記コリメーティングレンズの光軸からずれており、前記光透過領域から出射される出射光を前記コリメーティングレンズに反射するための第１の反射鏡を備えている請求項４７に記載の距離検出装置。
【請求項４９】
前記レーザダイオードパッケージモジュールは前記コリメーティングレンズの中心軸の一つの側に位置しており、かつ、前記レーザダイオードパッケージモジュール中の基板の第１の面が前記コリメーティングレンズの中心軸に略平行であり、
前記第１の反射鏡は前記コリメーティングレンズの中心軸上に位置しており、前記レーザダイオードパッケージモジュールが出射するレーザパルスを、前記コリメーティングレンズの中心軸に略沿った方向に反射するために用いられる請求項４８に記載の距離検出装置。
【請求項５０】
前記コリメーティングレンズは、検出物に反射された戻り光の少なくとも一部を集光するためにさらに用いられ、
前記距離検出装置が、
中心に光透過領域が設けられている第２の反射鏡、第３の反射鏡、および検出器をさらに備えており、
前記第２の反射鏡は前記コリメーティングレンズと前記第１の反射鏡との間に設けられ、前記第１の反射鏡に反射された光ビームが通過するのを許容し、かつ、前記コリメーティングレンズが集光した戻り光を前記第３の反射鏡に反射するために用いられ、
前記第３の反射鏡はそれぞれ前記第２の反射鏡および前記検出器と対向して設けられ、前記第２の反射鏡に反射された前記戻り光を前記検出器に反射するために用いられ、
前記検出器は、受信した光信号を電気信号に変換するために用いられ、前記電気信号は、前記検出物と前記距離検出装置の距離を測定するために用いられる請求項４８に記載の距離検出装置。
【請求項５１】
請求項１〜４６のいずれか一項に記載のレーザダイオードパッケージモジュールを備えており、無人機、自動車またはロボットを含む電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体として集積回路分野に関し、より具体的には、レーザダイオードパッケージモジュールおよび距離検出装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ装置は、成熟が比較的早く発展が比較的速いタイプのレーザ装置であるが、波長範囲が広く、作製が簡単であり、コストが安く、大量生産が容易であるため、しかも、体積が小さく、重量が軽く、寿命が長いため、製品の種類が急速に増大しており、応用範囲が広い。半導体レーザ装置が現在、最も幅広く応用されているのは端面発光レーザ装置（Ｅｄｇｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒｓ、  ＥＥＬｓ）である。端面発光レーザ装置のレーザダイオードダイ（Ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ  ｄｉｅ）は一般的には細長型であり、発光面はダイの最小面であり、ダイの２つの最大面は金属化面であり、外部との電気接続点である。
【０００３】
そして、パッケージにおいて、垂直方向での光出射を保証するために、一般に金属ＴＯパッケージを採用している。ＴＯパッケージ技術は、トランジスタアウトライン（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  Ｏｕｔｌｉｎｅ）またはスルーホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ−ｈｏｌｅ）パッケージ技術を指し、つまり、完全密閉式パッケージ技術である。ＴＯパッケージを採用したレーザ装置は、寄生インダクタンスが比較的大きいため、狭パルスが要求される応用場面において狭パルスを生成することができず、しかも、実装の作業効率が低く、自動化機械において表面パッケージ技術（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳＭＴ）を行うことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、上記の技術的課題を解決するために、現在のレーザ装置のパッケージを改善する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題のうち少なくとも１つを解決するために本発明を提案している。本発明は、現在のＴＯパッケージに存在する、寄生インダクタンスが比較的大きい問題を改善可能であり、上述の課題を克服することができるレーザダイオードパッケージモジュールを提供する。
【０００６】
具体的には、本発明の一態様は、
第１の面を有する基板と、
カバーとの間に収容空間を形成する前記基板の第１の面に設けられたカバーであって、前記基板に対向する面に光透過領域を少なくとも部分的に設けたカバーと、
前記収容空間内に設けられたレーザダイオードダイと、
前記収容空間内に設けられた反射面であって、前記レーザダイオードダイの出射光を、前記反射面を経て反射させた後に前記光透過領域を通過して出射させるために用いられる反射面と、
を備えるレーザダイオードパッケージモジュールを提供する。
【０００７】
例示的には、前記レーザダイオードダイの出射光は前記反射面を経て反射された後、前記基板の前記第１の面と略垂直な方向で前記光透過領域を通過して出射される。
【０００８】
例示的には、前記パッケージモジュールは、異方性構造を有する半導体をさらに備え、
前記反射面は、具体的には、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面であるか、あるいは、前記反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面にコーティングされた反射膜を備える。
【０００９】
例示的には、前記半導体は半導体ウェハを含む。
【００１０】
例示的には、前記半導体はシリコンであり、前記傾斜面と前記半導体の底面との間の挟角が略５４．７４°である。
【００１１】
例示的には、前記パッケージモジュール内に、少なくとも２つの斜設された反射面が設けられており、各々の反射面が、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする。
【００１２】
例示的には、前記各々の反射面が、少なくとも２つの、並んで配置されたレーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする。
【００１３】
例示的には、前記パッケージモジュールは、異方性構造を有する半導体を備えており、前記少なくとも２つの斜設された反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた異なる傾斜面上に設けられる。
【００１４】
例示的には、前記２つの斜設された反射面は、前記半導体上の、対称に設けられた、背向する２つの傾斜面上に設けられる。
【００１５】
例示的には、前記パッケージモジュールは、異方性構造を有する少なくとも２つの半導体を備えており、前記少なくとも２つの斜設された反射面は、異なる半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面上にそれぞれ設けられる。
【００１６】
例示的には、同一の反射面に対向する複数の前記レーザダイオードダイが、前記基板の第１の面上に等間隔に配置される。
【００１７】
例示的には、同一の反射面に対向する各々の前記レーザダイオードダイの出射面とこの反射面との間の距離が等しい。
【００１８】
例示的には、前記半導体の底面の鋭角の箇所に切り欠きまたは浅溝が設けられている。
【００１９】
例示的には、前記切り欠きは、具体的には、前記半導体の、底部鋭角の一部を除去して形成した切り欠きであり、
前記浅溝は、前記底面の鋭角の縁部に設けられるとともに、前記半導体の底面から前記半導体の頂面に向かって一部の深さだけ凹んでいる。
【００２０】
例示的には、前記半導体は、底部に位置する第１の部分と、前記第１の部分の一部の表面上に位置する第２の部分とを備えており、前記反射面は前記第２の部分の少なくとも１つの傾斜面上に設けられる。
【００２１】
例示的には、前記レーザダイオードダイは前記反射面外側の前記第１の部分の表面に実装され、前記レーザダイオードダイの出射面が前記反射面に対向して設けられるようにする。
【００２２】
例示的には、前記反射膜は金属層を備えており、前記反射面上の金属層は、さらに伸びて、前記反射面外側の、前記第１の部分が露出している一部の表面を被覆し、前記金属層の、前記第１の部分の表面上に位置する部分が、前記レーザダイオードダイの底面と電気的に接続するために用いられる。
【００２３】
例示的には、前記レーザダイオードダイは、前記第１の部分の表面上の前記反射膜の一部の表面を被覆し、前記反射膜がリードによって、前記基板上に位置するパッドと電気的に接続されることで、前記レーザダイオードダイの底面上の電極を引き出す。
【００２４】
例示的には、前記半導体はＳＯＩウェハであり、前記ＳＯＩウェハの埋め込み酸化物層と、前記埋め込み酸化物層の下方に位置するシリコン層とが前記第１の部分となり、前記ＳＯＩウェハの、前記埋め込み酸化物層の一部の表面上に位置するシリコン層が前記第２の部分となる。
【００２５】
例示的には、前記パッケージモジュールはガラスをさらに備えており、前記反射面は、前記ガラスの傾斜面にコーティングされた反射膜を備えている。
【００２６】
例示的には、２つの斜設された反射面が前記ガラス上の背向する２つの傾斜面上にそれぞれ設けられ、各々の反射面が、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする。
【００２７】
例示的には、前記ガラスは三角錐あるいは三角錐台状を呈し、斜設された３つの反射面が前記ガラス上の３つの傾斜面上にそれぞれ設けられ、各々の前記反射面が、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする。
【００２８】
例示的には、前記反射面は凹面である。
【００２９】
例示的には、前記レーザダイオードダイの出射光の方向が、前記反射面の底辺に対して垂直である。
【００３０】
例示的には、前記反射面が設けられた半導体とガラスとの少なくとも１つと、前記レーザダイオードダイとが、いずれも前記基板の第１の面に実装される。
【００３１】
例示的には、前記パッケージモジュールはコリメート素子をさらに備えており、速軸方向における光ビームの発散角を小さくするために用いられ、前記コリメート素子は、前記レーザダイオードダイと前記反射面との間に設けられることで、前記レーザダイオードダイの出射光が前記コリメート素子を経た後に前記反射面に至るようにする。
【００３２】
例示的には、前記コリメート素子が前記基板の前記第１の面に実装される。
【００３３】
例示的には、前記コリメート素子が円柱レンズであり、前記円柱レンズの曲面が前記レーザダイオードダイの出射面に対向することで、前記レーザダイオードダイの出射光を前記円柱レンズの曲面上に照射させる。
【００３４】
例示的には、前記円柱レンズの曲面寸法が、前記レーザダイオードダイから発される出射光が前記円柱レンズ上に照射されるスポットの寸法よりも大きい。
【００３５】
例示的には、前記円柱レンズが前記基板上に実装される表面が平面であるか、前記円柱レンズの頂面が平面であるかの少なくとも１つである。
【００３６】
例示的には、前記レーザダイオードダイは、互いに対向して設けられた第１の電極と第２の電極とを備えており、前記第１の電極が所在する表面が、前記基板の第１の面に実装される。
【００３７】
例示的には、前記第１の電極は、導電性接着層を介して前記基板の第１の面に実装される。
【００３８】
例示的には、前記第２の電極は、リードを介して前記基板に電気的に接続される。
【００３９】
例示的には、前記基板の第１の面に複数の前記レーザダイオードダイを実装し、各々の前記レーザダイオードダイの前記第１の電極が、１つの導電性接着層に対応して前記基板の第１の面に実装される。
【００４０】
例示的には、同一の前記反射面に対向する複数の前記レーザダイオードの前記第２の電極が、リードを介して前記基板上の同一のパッドに電気的に接続される。
【００４１】
例示的には、前記導電性接着層の面積が前記レーザダイオードダイの底面面積よりも大きいか、
リードを介して前記導電性接着層を前記基板上のパッドに電気的に接続することで、前記第１の電極を引き出すかの少なくとも１つである。
【００４２】
例示的には、前記カバーは、窓を有するＵ字形または四角形のカバー本体と、前記窓を封止被覆する光透過板とを備えていることで前記光透過領域を形成し、前記レーザダイオードダイの出射光が前記光透過板を経て出射されるか、または、前記カバーは、すべて光を透過する板状構造である。
【００４３】
例示的には、前記カバー本体は溶接の方式によって前記基板の前記第１の面上に固設される。
【００４４】
例示的には、前記カバー本体の材料は金属、樹脂またはセラミックを含む。
【００４５】
例示的には、前記パッケージモジュールは前記レーザダイオードダイの送信を制御するための駆動チップをさらに備えており、前記駆動チップは前記収容空間内に設けられ、前記駆動チップは前記基板の第１の面に実装される。
【００４６】
例示的には、前記パッケージモジュールが、はんだペースト実装されたデバイスをさらに備えており、前記はんだペースト実装されたデバイスは前記収容空間の外に設けられる。
【００４７】
例示的には、前記はんだペースト実装されたデバイスは、抵抗器とコンデンサとを備えており、前記抵抗器とコンデンサとは、はんだペーストにより前記収容空間の外の前記基板の第１の面に実装される。
【００４８】
例示的には、前記基板はＰＣＢ基板またはセラミック基板を含む。
【００４９】
例示的には、前記導電性接着層の材料は、導電性の銀ペースト、はんだ、または導電性のダイ連結フィルムを含む。
【００５０】
例示的には、前記反射膜は金と銀のうち少なくとも一種を含む。
【００５１】
例示的には、前記レーザダイオードダイの底面は前記収容空間内に実装され、そして、前記レーザダイオードダイの側面が出光し、かつ、前記レーザダイオードダイの出射光が前記基板の第１の面と略平行である。
【００５２】
本発明の別の態様は、
前記レーザダイオードパッケージモジュールの基板の第１の面と一定の挟角を呈する方向でレーザパルスを出射するために用いられ、前記挟角は９０°未満である前記レーザダイオードパッケージモジュールと、
前記光透過領域の外側に設けられ、前記光透過領域から出射される出射光をコリメートするために用いられるコリメーティングレンズと、
前記光透過領域の外側に設けられ、前記光透過領域から出射される出射光の光路を変更するために用いられ、前記レーザダイオードパッケージモジュールからのレーザパルスを、前記コリメーティングレンズの中心軸に略沿った方向で前記コリメーティングレンズに入射させる第１の光路変更素子と、
を備えた距離検出装置を提供する。
【００５３】
例示的には、前記第１の光路変更素子は、
前記コリメーティングレンズの光軸からずれており、前記光透過領域から出射される出射光を前記コリメーティングレンズに反射するための第１の反射鏡を備えている。
【００５４】
例示的には、前記レーザダイオードパッケージモジュールは前記コリメーティングレンズの中心軸の一つの側に位置しており、かつ、前記レーザダイオードパッケージモジュール中の基板の第１の面が前記コリメーティングレンズの中心軸に略平行であり、
前記第１の反射鏡は前記コリメーティングレンズの中心軸上に位置しており、前記レーザダイオードパッケージモジュールが出射するレーザパルスを、前記コリメーティングレンズの中心軸に略沿った方向に反射するために用いられる。
【００５５】
例示的には、前記コリメーティングレンズは、検出物に反射された戻り光の少なくとも一部を集光するためにさらに用いられ、
前記レーザ送信装置が、
中央部に光透過領域が設けられている第２の反射鏡、第３の反射鏡、および検出器をさらに備えており、
前記第２の反射鏡は前記コリメーティングレンズと前記第１の反射鏡との間に設けられ、前記第１の反射鏡に反射された光ビームが通過するのを許容し、かつ、前記コリメーティングレンズが集光した戻り光を前記第３の反射鏡に反射するために用いられ、
前記第３の反射鏡はそれぞれ前記第２の反射鏡および前記検出器と対向して設けられ、前記第２の反射鏡に反射された前記戻り光を前記検出器に反射するために用いられ、
前記検出器は、受信した光信号を電気信号に変換するために用いられ、前記電気信号は、前記検出物と前記距離検出装置の距離を測定するために用いられる。
【００５６】
本発明のさらに別の態様は、前記レーザダイオードパッケージモジュールを備えており、無人機、自動車またはロボットを含む電子機器をさらに提供する。
【００５７】
本発明のパッケージ案は、基板パッケージの作業方式によってパッケージングを行うことができ、パッケージングの効率が良く、かつ、パッケージング後のダイは、表面パッケージ技術（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳＭＴ）に用いるのに適している。さらに、本発明のパッケージモジュール構造におけるピン経路は短く、寄生インダクタンスはＴＯパッケージに比べ大幅に低下する。しかも、レーザダイオードダイは側面出光であり、出射光の方向は基板の第１の面と略平行であり、レーザダイオードダイの出射光の伝搬経路上に反射面を設けており、出射光を反射した後にカバー上の光透過領域から出射することにより光ビームの伝搬方向を変え、出射光の伝搬経路上に反射面を加えており、レーザダイオードダイの底面を収容空間内に実装可能にすると同時に、出射光ビームを、第１の面に略垂直な方向に沿って出射可能にしており、しかも、レーザダイオードダイの底面の面積が比較的大きいため、ダイの実装に便利であると同時に、装置全体におけるパッケージモジュールの位置設定にも便利である。また、本発明の実施例によるパッケージモジュール構造に基づいて実現される距離検出装置は送信出力を高めることができ、迅速なパルス駆動信号に対する迅速な応答が、信頼性と正確さを高めており、生産コストと複雑さを低減しており、生産効率を高めている。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明が提供するレーザダイオードパッケージモジュール中のレーザダイオードの構造概略図を示している。
【図２】図１のレーザダイオードのＢ−Ｂ方向に沿った断面図を示している。
【図３Ａ】本発明の１つの実施例中の、異方性を利用してエッチングを行った後のシリコンウェハの断面概略図を示している。
【図３Ｂ】本発明の１つの実施例中の、傾斜面に反射面が設けられたシリコンウェハの断面概略図を示しており、左図は、１つの傾斜面を有するシリコンウェハであり、右図は、２つの傾斜面を有するシリコンウェハである。
【図３Ｃ】本発明の１つの実施例中の、底面の鋭角の箇所に切り欠きが設けられているシリコンウェハの断面概略図を示している。
【図３Ｄ】本発明の１つの実施例中の、底面の鋭角の箇所に浅溝が設けられているシリコンウェハの断面概略図を示している。
【図４Ａ】本発明の１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図４Ｂ】図４Ａ中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の、カバーを除去した後の平面図を示している。
【図４Ｃ】本発明のもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図４Ｄ】図４Ｃ中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の、カバーを除去した後の平面図を示している。
【図４Ｅ】本発明のまたもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図４Ｆ】図４Ｅ中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の、カバーを除去した後の平面図を示している。
【図４Ｇ】本発明のさらにもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図４Ｈ】本発明のもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図４Ｉ】本発明のもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図５Ａ】本発明の１つの実施例中のＳＯＩウェハの断面図を示している。
【図５Ｂ】本発明の１つの実施例中の、ＳＯＩウェハの傾斜面に反射面を設けた断面図を示している。
【図６Ａ】本発明のもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図６Ｂ】図６Ａ中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の、カバーを除去した後の平面図を示している。
【図６Ｃ】本発明のもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図７Ａ】本発明のもう１つの実施例中の、傾斜面を有するガラスの断面図を示している。
【図７Ｂ】本発明の１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図７Ｃ】本発明のもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図８Ａ】本発明のもう１つの実施例中の、凹面を有するガラスの断面図を示している。
【図８Ｂ】本発明の１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図８Ｃ】本発明のもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示している。
【図９Ａ】本発明の１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の部分立体概略図を示している。
【図９Ｂ】図９Ａ中のレーザダイオードダイの等価位置図を示している。
【図９Ｃ】本発明のもう１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の部分立体概略図を示している。
【図９Ｄ】図９Ｃ中のレーザダイオードダイの等価位置図を示している。
【図１０】本発明の距離検出装置の１つの実施例の概略図を示している。
【図１１】本発明の距離検出装置のもう１つの実施例の概略図を示している。
【図１２】本発明の距離検出装置のさらにもう１つの実施例の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
本発明の目的、技術的解決策、および利点をより明確にするために、以下、図面を参照しつつ、本発明による例示的実施例について詳述する。当然ながら、記述される実施例は本発明の一部の実施例であるに過ぎず、本発明のすべての実施例ではない。本発明は、ここで記述される例示的実施例に限定されないことは理解しておかなければならない。本発明において記述される本発明の実施例に基づき、当業者が創造的な労働を行っていない状況で得た他のすべての実施例は、いずれも本発明の保護範囲にとどまっていなければならない。
【００６０】
本発明について、より徹底的な理解を提供することができるように、以下の記述において、大量の具体的な細部を示している。しかしながら、当業者にとって自明なのは、本発明は、１つまたは複数のこれら細部がなくても実施可能であるという点である。他の例では、本発明と混同が生じるのを避けるため、本分野の公知のいくつかの技術的特徴については記述していない。
【００６１】
理解すべきなのは、本発明は、異なる形式で実施することができるが、ここで提示された実施例に限定されると解釈すべきではないという点である。逆に、これらの実施例を提供して、開示を徹底的かつ完全なものにするとともに、本発明の範囲を当業者に完全に伝達する。
【００６２】
ここで使用する用語の目的は、具体的な実施例について記述するとともに本発明の限定とはしないことのみにある。ここで使用する際に、単数形の「一」、「１つの」および「前記／この」は、それ以外の方式を前後で明示していない限り、複数形を含むことも意図している。用語「〜からなる」と「〜を含む」との少なくとも１つは、本明細書において使用する際に、前記特徴、整数、ステップ、操作、部品と部材との少なくとも１つの存在を決定するが、１つまたはより多くの他の特徴、整数、ステップ、操作、部品、部材と群との少なくとも１つの存在または追加を排除しないことも理解していなければならない。ここで使用する際に、用語「〜との少なくとも１つ」は、関連する列記された項目のあらゆる組み合わせを含む。
【００６３】
本発明を徹底的に理解するため、本発明が提示する技術的解決策を詳しく説明することができるように、下記の記述において詳細な構造を提示する。本発明の選択可能な実施例については下記の通り詳細に記述するが、これらの詳細な記述以外に、本発明は他の実施形態も有し得る。
【００６４】
上記課題を解決するため、本発明はレーザダイオードパッケージモジュールを提供している。前記パッケージモジュールは、
第１の面を有する基板と、
カバーとの間に収容空間を形成する前記基板の第１の面に設けられたカバーであって、前記基板に対向する面に光透過領域を少なくとも部分的に設けたカバーと、
前記収容空間内に設けられたレーザダイオードダイと、
前記収容空間内に設けられた反射面であって、前記レーザダイオードダイの出射光を、前記反射面を経て反射させた後に前記光透過領域を通過して出射させるために用いられる反射面と、
を備える。
【００６５】
本発明のパッケージ案は、基板パッケージの作業方式によってパッケージングを行うことができ、パッケージングの効率が良く、かつ、パッケージング後のダイは、表面パッケージ技術（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳＭＴ）に用いるのに適している。さらに、本発明のパッケージモジュール構造におけるピン経路は短く、寄生インダクタンスはＴＯパッケージに比べ大幅に低下する。しかも、レーザダイオードダイは側面出光であり、出射光の方向は基板の第１の面と略平行であり、レーザダイオードダイの出射光の伝搬経路上に反射面を設けており、出射光を反射した後にカバー上の光透過領域から出射することにより光ビームの伝搬方向を変え、出射光の伝搬経路上に反射面を加えており、レーザダイオードダイの底面を収容空間内に実装可能にすると同時に、出射光ビームを、第１の面に略垂直な方向に沿って出射可能にしており、しかも、レーザダイオードダイの底面の面積が比較的大きいため、ダイの実装に便利であると同時に、装置全体におけるパッケージモジュールの位置設定にも便利である。
【００６６】
実施例１
以下、図１、図２、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｉを参照しながら、本発明のレーザダイオードパッケージモジュールの具体的な実施例について詳細に説明する。矛盾しない場合、下記の実施例および実施形態中の特徴は、互いに組み合わせることができる。
【００６７】
図４Ａは、本発明の１つの実施例中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の断面図を示しており、図４Ｂは、図４Ａ中のレーザダイオードパッケージモジュール構造の平面図を示している。１つの実施例では、本発明のレーザダイオードパッケージモジュール構造は、第１の面３０を有する基板３００を備える。
【００６８】
ここで、前記基板３００は、ＰＣＢ基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ、プリント回路基板）、セラミック基板、プリモールド（Ｐｒｅ−ｍｏｌｄ）基板等、各種タイプの基板を含んでいてよく、セラミック基板は、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウム基板であってよい。
【００６９】
ここで、前記ＰＣＢは、様々な部品や複数種の複雑な加工技術処理等により作製されてなり、そのうちＰＣＢ回路基板の構造には、単層、二層、多層構造があり、層構造ごとに作製方式が異なる。
【００７０】
任意には、プリント回路基板は主に、パッド、ビア、取り付け孔、リード、部品、コネクタ、フィラー、電気的境界等からなる。
【００７１】
さらに、プリント回路基板の一般的な層構造は、単層基板（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｌａｙｅｒ  ＰＣＢ）、二層基板（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｌａｙｅｒ  ＰＣＢ）、および多層基板（Ｍｕｌｔｉ  Ｌａｙｅｒ  ＰＣＢ）の３種を含み、その具体的構造は下記の通りである：
（１）単層基板：一方の面だけが銅で被覆されており他方の面が銅で被覆されてない回路基板。通常、部品は、銅で被覆されてない面に配置され、銅で被覆されている面は主に配線と溶接に用いられる。
【００７２】
（２）二層基板：２つの面がいずれも銅で被覆されている回路基板。通常、一方の面を最上層（Ｔｏｐ  Ｌａｙｅｒ）、他方の面を最下層（Ｂｏｔｔｏｍ  Ｌａｙｅｒ）と称する。一般に、最上層を、部品を配置する面とし、最下層を部品溶接面とする。
【００７３】
（３）多層基板：複数の機能層面を含む回路基板。最上層および最下層以外にいくつかの中間層も含んでおり、通常、中間層は、リード層、信号層、電源層、接地層等とすることができる。層と層の間は互いに絶縁され、層と層の接続は通常、ビアによって実現される。
【００７４】
ここで、プリント回路基板は、信号層、防護層、シルクスクリーン印刷層、内部層など、多くのタイプの機能層面を含むが、無用な記述はここで繰り返さない。
【００７５】
また、本願に記載の基板にセラミック基板を選択使用してもよい。セラミック基板は、銅箔が高温下で酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミック基板の表面（片面または両面）に直接結合された特殊加工基板を指す。作製された超薄型複合基板は、優れた電気的絶縁性能、高い熱伝導特性、特に優れたはんだ濡れ性、および高い付着強度を有しており、ＰＣＢ基板と同様に各種パターンをエッチングすることができ、大きな電荷担持能力を有している。
【００７６】
さらに、前記基板はプリモールド（Ｐｒｅ−ｍｏｌｄ）基板であってよく、ここで、前記プリモールド基板中に成形リードとピンとを有しており、前記成形リードは前記基板の本体構造内に嵌め込まれ、前記ピンは、例えば内面と外面との少なくとも１つ等、前記基板の本体構造の表面に位置していることで、前記基板とレーザダイオードダイ、駆動チップ、および回路基板のそれぞれとの電気的接続を実現する。
【００７７】
ここで、前記プリモールド（Ｐｒｅ−ｍｏｌｄ）基板の作製方法は、通常の成形プロセス、バイト彫り込みおよびダイスタンピング成形を相次いで経て形成することができるが、ここでは無用な記述を行わない。
【００７８】
ここで、前記プリモールド（Ｐｒｅ−ｍｏｌｄ）基板の成形材料には、通常の材料を選択使用することができる。例えば熱伝導性プラスチック材料等であってよいが、ある一種に限定されることはない。ここで、前記プリモールド（Ｐｒｅ−ｍｏｌｄ）基板の形状は成形フレームにより規定されるが、ある一種に限定されることはない。
【００７９】
さらに、レーザダイオードパッケージモジュール構造はレーザダイオードダイ３０３をさらに備えており、前記収容空間内に設けられる。任意には、前記レーザダイオードダイ３０３は前記基板３００の第１の面３０に実装される。
【００８０】
例示として、前記レーザダイオードダイ３０３は端面レーザ装置であり、つまり、レーザダイオードダイは側面出光である。ここで、前記レーザダイオードダイの構造は図１および図２に示す通りである。図１は、本発明が提供するレーザダイオードパッケージモジュール中のレーザダイオードの構造概略図を示しており、図２は、図１のレーザダイオードのＢ−Ｂ方向に沿った断面図を示している。ここで、前記レーザダイオードダイは、互いに対向して設けられた第１の電極２０１と第２の電極２０２とを備えており、前記第１の電極２０１が所在する表面が、前記基板の第１の面に実装される。
【００８１】
任意には、前記第１の電極２０１と前記第２の電極２０２とはいずれも金属化電極であり、前記第１の電極２０１はレーザダイオードダイの底面に設けられ、前記第１の電極２０１はｎ電極であり、前記第２の電極２０２は前記レーザダイオードダイの頂面であり、前記第２の電極２０２はｐ電極である。
【００８２】
１つの例示では、図４Ａに示すように、前記レーザダイオードダイ３０３の第１の電極は、導電性接着層を介して前記基板の第１の面に実装される。例えば、前記基板３００の第１の面３０上の、対応する基板金属層３０４１上に実装される。
【００８３】
ここで、前記レーザダイオードダイ３０３はベアダイ（ｂａｒｅ  ｄｉｅ）、すなわち、ウェハ（Ｗａｆｅｒ）から切り分けられた小片であり回路を有する「ダイ」であり、ダイボンド（ｄｉｅ  ｂｏｎｄ）の方式によって基板３００上に実装される。ダイボンド（ｄｉｅ  ｂｏｎｄ）は、接着剤、一般的には導電性接着剤または絶縁性接着剤によってダイを基板の所定の領域に結着させ、熱経路または電気経路を形成し、後述のワイヤボンディングのために条件を整える工程のことを指す。本実施例では、前記基板の第１の面が、パターン化された基板金属層で覆われており、例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、前記基板３００の第１の面３０に、レーザダイオードダイ３０３との電気的接続を実現するための基板金属層３０４１が設けられており、この基板金属層３０４１は、セラミック基板上の銅箔をエッチングして形成したパターンを有していてよく、これらの基板金属層はさらに、基板上の各種デバイスのダイボンドの過程でアライメントマークとして用いることができる。
【００８４】
例示的には、図４Ｃと図４Ｄに示すように、基板の第１の面に複数のレーザダイオードダイを実装すれば、個々のレーザダイオードダイが１つの基板金属層３０４１に対応するとともに、これらの基板金属層３０４１同士が互いに離隔され、基板金属層３０４１はさらに、他のデバイスと電気的に接続することができるように、レーザダイオードダイ３０３の底面に位置する電極を引き出すために用いられる。さらに、個々のレーザダイオードダイ３０３の第１の電極（基板上に実装された電極であり、レーザダイオードダイの底面の電極と称することもできる）は、１つの導電性接着層（図示せず）と対応して前記基板の第１の面に実装される。例えば、前記基板３００の第１の面３０上の相応の基板金属層３０４１上に実装され、かつ、隣り合う導電性接着層同士が互いに離隔されることで、レーザダイオードダイの底面の電極が電気的に接続されるのを防止する。
【００８５】
１つの例示では、前記導電性接着層の面積が前記レーザダイオードダイの底面面積よりも大きいか、リードを介して前記導電性接着層を前記基板上のパッドに電気的に接続することで、前記第１の電極を引き出すかの少なくとも１つである。
【００８６】
本実施例では、導電性接着層（図示せず）を介してレーザダイオードダイ３０３を基板上に実装し、電気経路を形成する。ここで、前記導電性接着層（図示せず）の材料は、導電性の銀ペースト、はんだまたは導電性のダイ連結フィルム（ｄｉｅ  ａｔｔａｃｈ  ｆｉｌｍ，ＤＡＦ）を含む。ここで、前記導電性の銀ペーストは普通の銀ペーストまたはナノ銀ペーストであってよく、はんだはＡｕＳｎ２０を含むがこれらのみに限定されず、任意には、実装位置の精度および高い放熱性を保証するため、ＡｕＳｎ２０の共晶を用いてダイボンドを行う。例えばＡｕＳｎ２０のはんだを導電性接着層として用いると、揮発性のフラックスを含有する他のはんだ（例えばはんだペースト）と比べると実質的に無揮発または低揮発であるため、はんだが揮発性物質を有するためレーザダイオードダイおよび反射面を汚してレーザダイオードダイの出光効率に影響する問題が生じるおそれがない。
【００８７】
例示的には、前記第２の電極はリード３０５を介して前記基板に電気的に接続される。例えば、前記第２の電極（例えばｐ極）は、前記基板上に設けられたパッド３０６に、リード３０５を介して電気的に接続され、任意には、前記リード３０５には金属リード、例えば金線を使用することができる。ここで、前記金線の直径は約１ｍｉｌ（２５．４マイクロメートル）前後あるいは他の好適な直径寸法であり、実際のニーズに応じてリード３０５の数を合理的に設定することができ、複数本の前記リードを並べて使用することで第２の電極とパッドの電気的接続を実現して、ループをできる限り低くすることができる。
【００８８】
１つの例示では、前記レーザダイオードダイの形状は柱状構造であり、例えば直方体構造を呈していてよく、多面体や柱状等、他の適当な形状であってもよいが、ここでは逐一列挙しない。ここで、前記レーザダイオードダイの出射面はいずれも、前記レーザダイオードダイの柱状構造の一端の側面に設けることができ、この側面はレーザダイオードダイの最小の面であってよく、さらに、レーザダイオードダイの底面は収容空間内に実装される。ここで、前記レーザダイオードダイの底面の面積は比較的大きく、例えば、出射面の面積よりも大きい。任意には、レーザダイオードダイの底面は基板の第１の面に実装され、レーザダイオードダイの側面が出光する。反射面の設置のため、レーザダイオードダイの底面を収容空間内に実装可能にすると同時に、出射光ビームを、第１の面に略垂直な方向に沿って出射可能にし、レーザダイオードダイの底面の面積が比較的大きく、ダイの実装に便利であると同時に、装置全体におけるパッケージモジュールの位置設定にも便利である。
【００８９】
１つの具体的な実施形態では、前記レーザダイオードダイは直方体構造を呈する。前記レーザダイオードダイの出射面は前記直方体構造の一端の側面を指し、図１に示すように、前記レーザダイオードダイの出射面は直方体構造左端の側面であり、ここで、発光領域２０３は前記第２の電極の下方に設けられ、かつ、前記発光領域２０３は、図２に示すように、第２の電極２０２に近接する。
【００９０】
説明を要するのは、出射面（発光面も指す）は、レーザダイオードダイが出射光を発する表面を指し、前記出射面は前記レーザダイオードダイの右端の側面であってもよく、前記レーザダイオードダイの前面および後面であってもよく、上記例示に限定されない、という点である。
【００９１】
例示として、本発明のレーザダイオードパッケージモジュール構造は、前記収容空間内に設けられる反射面をさらに備え、前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにするために用いられ、任意には、前記レーザダイオードダイの出射光は前記反射面を経て反射された後、前記基板の前記第１の面と略垂直な方向で前記光透過領域を通過して出射される。
【００９２】
１つの例示では、前記パッケージモジュールは、異方性構造を有する半導体をさらに備え、ここで、前記異方性構造を有する半導体はシリコンを含み得るがそれのみに限定されず、他のゲルマニウムおよびＩＩＩ〜Ｖ族（ＧａＡｓなど）化合物半導体等の、他の半導体材料であってもよい。任意には、前記半導体は、例えば単結晶シリコンウェハなどの半導体ウェハを含む。
【００９３】
１つの例示では、前記反射面は、具体的には、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面であり、半導体自身が光ビームに対して反射する作用を有しているため、半導体の傾斜面を反射面としてそのまま使用することができる。例示として図３Ａおよび図３Ｂに示すように、前記半導体はシリコンウェハ３０１であり、半導体の材料であるシリコンは、そのダイヤモンド立方結晶格子構造のため、異方性の特性を有しており、エッチングの面で異方性の特性を有している。図３Ａに示すように、シリコンウェハ３０１の＜１００＞の結晶学的構造と＜１１１＞の結晶学的構とが５４．７４°の角度をなす。［１００］で下向きにエッチングする際に、＜１１１＞の結晶学的構造と［１００］の結晶学的構造とのエッチング速度の差が極めて大いため、＜１１１＞の結晶学的構造は実質的にエッチングされることはなく、＜１００＞の結晶学的構造が急速に腐食されることにより、５４．７４°の台形を形成し、つまり、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面と前記半導体の底面との間の挟角が略５４．７４°である。角度は材料の結晶格子構造が決定し、生産の過程のパラメータ変動に伴って変わることはないため、シリコンウェハで作製される傾斜面の角度は実質的に５４．７４°である。ここで、前記エッチングについては、例えば無機アルカリ溶液あるいは有機アルカリ性溶液をエッチング剤として採用するなど、任意の好適なエッチング剤を採用して使用することができ、無機アルカリ溶液はＫＯＨを含むが、それのみに限定されず、有機アルカリ性溶液は水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を含むが、それのみに限定されない。
【００９４】
さらに、前記半導体は異方性を利用してエッチングを行って少なくとも１つの傾斜面を作製して得る。１つの例示では、少なくとも２つの斜設された反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた異なる傾斜面上に設けられる。シリコンウェハを例にすると、図３Ａと図３Ｂに示すように、前記シリコンウェハ３０１は異方性を利用してエッチングを行って傾斜面を作製して得、好適なエッチング方法によって少なくとも１つの傾斜面を作製して得ることができる。例えば、エッチングしてシリコンウェハの上下表面を貫通して図３Ｂに示す構造を形成する。ここで、図３Ｂ左側の図に示すのは、１つの傾斜面を有するシリコンウェハ３０１であり、あるいは、図３Ｂ右側の図に示すのは、２つの背向する傾斜面を有するシリコンウェハ３０１である。ここで、前記半導体（例えばシリコンウェハ３０１）の断面形状は直角台形あるいは等脚台形であってよい。
【００９５】
ここで、本明細書で言及する反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた異なる傾斜面上に設けられ、半導体（例えばシリコンウェハ）の傾斜面を前記反射面としてそのまま使用するものを指すことができ、あるいは、前記反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面にコーティングされた反射膜を備える。波長が３００〜１２００ｎｍの光ビームについては、単結晶シリコンが吸収する量子効率が、いずれも５０％を超える。１つの実施例では、レーザダイオードダイが出射する光ビームの波長は９０５ｎｍ前後である。この範囲内で、単結晶シリコンの反射率は概ね７０％前後である。任意には、半導体に単結晶シリコンを採用する場合に、反射率を高めるため、単結晶シリコンの傾斜面に１層の反射膜をコーティングする。例えば、図３Ｂに示すように、シリコンウェハ３０１の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面上に１層の反射膜３０２をコーティングすることで、光に対する反射面の反射率を高めることにより、レーザ装置の出力を向上する。ここで、前記反射膜３０２の材料は、光に対して反射を有する任意の好適な金属材料を含むことができる。例えば、前記反射膜３０２は、金、銀、およびアルミニウムのうち少なくとも１種を含む。ここで、波長が９０５ｎｍの光ビームに対する金または銀の反射率は９５％以上である。例えば、真空蒸着の蒸着方法を使用して半導体の傾斜面上に反射膜３０２を形成することができる。
【００９６】
ダイボンド（ｄｉｅ  ｂｏｎｄ）の過程では、下へ押圧されるため、半導体（例えば図３Ｂに示すシリコンウェハ３０１）の底部の鋭角の箇所は比較的薄く、コーナー欠けのリスクがある可能性があり、斜面の底部に近い付近の破断につながって砕屑が生じるおそれがある。上記コーナー欠けの問題を回避するために、前記半導体の底面の鋭角の箇所に切り欠きまたは浅溝が設けられている。予め設けられる切り欠きまたは浅溝は、下へ押圧されるために形成されるコーナー欠けに比べ、寸法および形成位置が、より制御可能であることにより、コーナー欠けが生じない状況で、反射面が前記レーザダイオードダイから送信されたすべての出射光のスポットを受け入れることができることを保証することができる。
【００９７】
１つの例示では、図３Ｃに示すように、半導体（例えばシリコンウェハ３０１）の底面の鋭角の箇所に切り欠き３０１１が設けられており、任意には、前記切り欠きは、具体的には、前記半導体の、底部鋭角の一部を除去して形成した切り欠きであり、エッチングの方法によって一部の底部鋭角を除去することができる。前記エッチングには、例えば反応イオンエッチング、イオンビームエッチング、プラズマエッチング、レーザアブレーションあるいはこれらの方法の任意の組み合わせなど、従来のドライエッチングプロセスを使用することができる。単一のエッチング方法を使用することができ、あるいは、１つよりも多いエッチング方法を使用することもできる。もう１つの例示では、図３Ｄに示すように、半導体（例えばシリコンウェハ３０１）の底面の鋭角の箇所に浅溝３０１２が設けられており、任意には、前記浅溝３０１２は前記底面の鋭角の縁部に設けられ、前記半導体の底面から前記半導体の頂面に向かって一部の深さだけ凹んでいる。ここで、エッチングの方法によって前記浅溝３０１２を形成することができる。前記エッチングは湿式エッチングあるいは乾式エッチングを含むがこれらのみに限定されず、１つの例示では、浅溝を形成する方法は次のようなものであってよい：半導体の底面に、例えばフォトレジストのマスクを形成した後、フォトエッチングプロセスによって、フォトレジストにおいて、形成する予定の浅溝のパターンを定義し、さらに、このフォトレジスト層をマスクとし、前記底面から前記半導体をエッチングすることで前記浅溝３０１２を形成し、最後に前記フォトレジスト層を除去する。
【００９８】
１つの例示では、前記パッケージモジュール内に１つの斜設された反射面が設けられており、例えば、図４Ａと図４Ｂに示すように、前記反射面は、前記半導体（例えばシリコンウェハ３０１）の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面にコーティングされた反射膜３０２を含み、前記反射面は、１つの前記レーザダイオードダイ３０３の出射面に対向して設けられることで、前記レーザダイオードダイ３０３の出射光が前記反射面を経て反射された後、光透過領域を通過して出射されるようにする。ここで、反射面と前記半導体（例えばシリコンウェハ３０１）の底面との間の挟角が略５４．７４°であるとき、前記レーザダイオードダイ３０３の出射光は前記反射面を経て反射された後、前記基板の法線と約１９．４８°をなす角度で光透過領域を通過して出射される。
【００９９】
もう１つの例示では、図４Ｃと図４Ｄに示すように、前記パッケージモジュール内に１つの斜設された反射面が設けられており、前記反射面は、前記半導体（例えばシリコンウェハ３０１）の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面にコーティングされた反射膜３０２を含み、前記反射面は、少なくとも２つの並んで配置された前記レーザダイオードダイ３０３の出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイ３０３の出射光が前記反射面を経て反射された後、光透過領域を通過して出射されるようにすることにより、１×Ｎの一次元多線型のパッケージ構造を実現し、ここでＮは２以上である。
【０１００】
本実施例では、前記半導体（例えばシリコンウェハ３０１）は粘着層（図示せず）を介して前記基板３００の第１の面３０に実装される。例えば、前記基板３００の第１の面３０に、この半導体に対応する基板金属層３０４２が設けられており、前記半導体は粘着層を介して前記基板の第１の面３０上の基板金属層３０４２の表面に実装される。
【０１０１】
ここで、この粘着層の材料に、前記導電性接着層と同じ材料を使用することができる。前記導電性接着層（図示せず）の材料は、導電性の銀ペースト、はんだまたは導電性のダイ連結フィルム（ｄｉｅ  ａｔｔａｃｈ  ｆｉｌｍ，ＤＡＦ）を含む。ここで、前記導電性の銀ペーストは普通の銀ペーストまたはナノ銀ペーストであってよく、はんだはＡｕＳｎ２０を含むがこれらのみに限定されず、任意には、実装位置の精度および高い放熱性を保証するため、ＡｕＳｎ２０の共晶を用いてダイボンドを行い、１つの例示では、ＡｕＳｎ共晶を採用してダイボンドを行う方法は以下のステップを含む：半導体の裏面と基板金属層の表面を貼り合わせ、ここで、基板金属層４０４２はＡｕＳｎ合金であってよく、半導体の裏面に金が設けられており、次いで、加熱を行って半導体裏面の金と基板金属層とに合金を形成させ、半導体を基板の第１の面に固定する役割と、良好な電気的接続の役割とを果たす。
【０１０２】
もう１つの例示では、前記粘着層は接着剤を含み、基板上の、半導体を載置する予定の位置に接着剤を塗布した後、半導体を接着剤上に載置し、さらに焼き付け硬化等の処理を行うことにより、半導体を前記基板の第１の面に実装させる。
【０１０３】
さらに、図４Ｄに示すように、前記基板３００の第１の面に複数の前記レーザダイオードダイ３０３を実装する。ここで、各々の前記レーザダイオードダイ３０３の前記第１の電極（例えばｎ極）は１つの基板金属層３０４１と対応して前記基板３００の第１の面に実装され、しかも、隣り合う基板金属層３０４１同士が離隔される。
【０１０４】
１つの例示では、図４Ｄに示すように、同一の前記反射面に対向する複数の前記レーザダイオードダイ３０３の前記第２の電極（例えばｐ極）が、リード３０５を介して前記基板３００上の同一のパッド３０６に電気的に接続され、ここで、このパッド３０６は細長状であり、前記レーザダイオードダイ３０３の、前記出射面に対向する表面外側に設けられる。前記パッド３０６の材料は、アルミニウムあるいは他の好適な金属材料を含み得る。
【０１０５】
１つの例示では、前記パッケージモジュールは、異方性構造を有する半導体を備えており、少なくとも２つの斜設された反射面が、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた異なる傾斜面上に設けられる。例えば、図３Ｂの右側の図に示すように、２つの斜設された反射面が、前記半導体（例えばシリコンウェハ３０１）上の、対称に設けられた、背向する２つの傾斜面上に設けられるか、あるいは、２つの斜設された反射面が、前記半導体上の隣り合う２つの傾斜面上に設けられてもよい。
【０１０６】
１つの例示では、前記パッケージモジュール内に、少なくとも２つの斜設された反射面が設けられており、各々の反射面が、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする。
【０１０７】
１つの具体的な例示では、前記パッケージモジュールは、異方性構造を有する少なくとも２つの半導体を備えており、少なくとも２つの斜設された反射面が、異なる半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面上にそれぞれ設けられる。前記異なる半導体は、任意の好適な配列方式により前記基板上に設けることができ、前記半導体が互いに間隔を空けて列になるように並んで前記基板上に設けられる。例えば、シリコンウェハを例にすると、図４Ｅに示すように、前記パッケージモジュールは、異方性構造を有する３つのシリコンウェハ３０１を備えており、３つの斜設された反射面が、異なるシリコンウェハ３０１の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面上にそれぞれ設けられる。
【０１０８】
さらに、前記各々の反射面が、少なくとも２つの、並んで配置されたレーザダイオードダイの出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにすることで、Ｍ×Ｎの２次元多線パッケージを実現する。例えば、図４Ｅと図４Ｆに示すように、各々の反射面は、並んで配置された６つのレーザダイオードダイ３０３の出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイ３０３の出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする。ここで、同一の反射面に対向するレーザダイオードダイ３０３の数は、実際のデバイスのニーズに応じて合理的に選択することができる。言及に値するのは、前記図４Ｆでは、１つの傾斜面を有する半導体のみを示しており、前記半導体は、少なくとも２つの傾斜面を有する半導体であってもよいことである。
【０１０９】
同一の反射面に対向する複数のレーザダイオードダイは前記基板の第１の面上で任意の好適な間隔で配置することができ、任意には、図４Ｆに示すように、同一の反射面に対向する複数の前記レーザダイオードダイ３０３が前記基板３００の第１の面上で等間隔に配置されることで、前記反射面を経て反射された異なるレーザダイオードダイ３０３の出射光を等間隔に出射させる。本願のパッケージモジュールをレーザレーダに応用する際には、光透過領域から出射される個々の光が個々の受信器と一対一対応しなければならず、つまり、個々のレーザダイオードダイが送信したレーザが物体を経て反射された後、対応する受信器内に一部が戻るため、送信および受信する位置が、較正を経ることで、それらを一対一対応させなければならず、従って、レーザダイオードダイ３０３が等間隔に配置され、受信器の配置をより便利にする。
【０１１０】
同一の反射面に対向するレーザダイオードダイの出射面とこの反射面との間の距離は、具体的なデバイスのニーズに応じて合理的に設定することができ、任意には、図４Ｆに示すように、同一の反射面に対向する各々の前記レーザダイオードダイ３０３の出射面とこの反射面との間の距離が等しいことで、この反射面に到達する個々のレーザダイオードダイの光の実質的な適合性を保証する。
【０１１１】
本発明の技術的解決策においては、任意には、前記レーザダイオードダイ３０３の出射光の方向は前記反射面の底辺に対して垂直であり、しかも、基板の第１の面と平行であり、図４Ａと図４Ｂに示すように、前記反射面は四角形であり、前記基板の第１の面に近接しており前記第１の面と平行な辺が底辺となる。
【０１１２】
レーザダイオードダイが出射する光ビームは楕円形のスポットであり、基板の第１の面に対して垂直な方向（ここではｙ方向と呼ぶ）に沿った光ビームの発散角は大きく、速軸と呼ばれ、ｘ方向（ここで、ｘ方向とｙ方向は垂直である）に沿った光ビームの発散角は小さく、遅軸と呼ばれ、速軸と遅軸の光ビームのビームウエストおよび発散角の違いのため、半導体レーザ装置の速軸と遅軸の光ビームの質ＢＰＰの差が大きくなり、従って、本発明の前記パッケージモジュールはさらに、コリメート素子を選択的に備えることができ、光ビームをコリメートするために用いられ、速軸方向における光ビームの発散角を小さくするかまたは速軸および遅軸方向の発散角を小さくし、前記コリメート素子は、前記レーザダイオードダイと前記反射面との間に設けられることで、前記レーザダイオードダイの出射光が前記コリメート素子を経た後に前記反射面に至るようにし、前記コリメート素子が速軸と遅軸との間の非点収差を解消し、光ビームの質を改善し、速軸方向における光ビームの発散角を圧縮し、レーザダイオードダイの放射利用効率を高める。ここで、前記コリメート素子は、当業者に周知の、光に対してコリメート作用を果たすことのできる任意の部品、例えば円柱レンズ、Ｄレンズ、光ファイバロッド、非球面レンズ等であってよい。
【０１１３】
図４Ｇに示すように、前記コリメート素子が円柱レンズ３０９である場合を例にすると、円柱レンズ３０９は前記レーザダイオードダイと前記反射面との間に設けられ、各々の前記レーザダイオードダイ３０３の出射面から反射される出射光をすべて円柱レンズ３０９に到達させるため、前記円柱レンズの曲面が前記レーザダイオードダイ３０３の出射面に対向していることで、前記レーザダイオードダイ３０３の出射光を前記円柱レンズ３０９の曲面に照射させる。任意には、前記円柱レンズ３０９の曲面寸法が、前記レーザダイオードダイ３０３から発される出射光の、前記円柱レンズ３０９の入光面が所在する平面上におけるスポットの寸法よりも大きいことで、すべての出射光がいずれも円柱レンズ３０９上に照射されてコリメートされることを保証する。
【０１１４】
１つの例示では、前記コリメート素子が前記基板の前記第１の面に実装される。例えば図４Ｇに示すように、円柱レンズ３０９は前記基板３００の前記第１の面３０に実装される。
【０１１５】
１つの例示では、前記コリメート素子が前記基板３００に実装される表面は平面であり、平面の設置により、コリメート素子と基板の第１の面とをより良く接合させることができる。前記コリメート素子を基板にダイボンドしやすくする。１つの例示では、前記コリメート素子の頂面が平面である。コリメート素子を基板に実装する過程で、通常は、伝送ツールを用いてこのコリメート素子を吸い付け、さらに、それを所定の位置に載置することになる。コリメート素子の頂面は平面であり、コリメート素子を吸い付けに適合させるのに役立つ。
【０１１６】
前記コリメート素子は、任意の好適な方式によって基板上に実装することができる。例えば、前記コリメート素子（例えば円柱レンズ３０９）は、粘着層を介して前記基板３００の第１の面に実装することができる。
【０１１７】
さらに、レーザダイオードパッケージモジュール構造は、前記基板３００の第１の面３０に設けられるカバーをさらに備えており、前記基板３００と前記カバーとの間に収容空間を形成する。ここで、前記カバーの、前記基板３００に対向する面に、光透過領域を少なくとも部分的に設ける。
【０１１８】
本発明の１つの実施例では、前記カバーも、ある１つの構造に限定されず、前記カバー上に光透過領域を少なくとも部分的に設け、前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射される。例えば、本実施中の前記カバーは、ガラス窓付きの金属ケースである。
【０１１９】
さらに、図４Ａ、図４Ｃ、図４Ｅ、図４Ｇに示すように、前記カバーは、窓を有するＵ字形または四角形のカバー本体３０７と、前記窓を封止被覆する光透過板３０８とを備えていることで前記光透過領域を形成し、前記レーザダイオードダイ３０３の出射光が、反射を経た後に前記光透過板から出射され、ここで、前記光透過板は前記基体の第１の面と平行であるか、または、前記カバーは、すべて光を透過する板状構造である。さらに、前記カバーは、その内部の封止被覆するダイのために保護と気密環境とを提供する。
【０１２０】
例示的には、窓を有するＵ字形の前記カバー本体３０７の、前記基板の第１の面における投影は、円形であるか、あるいは他の好適な形状であり、四角形のカバー本体３０７の、前記基板の第１の面における投影は四角形であり、ここで、四角形のカバー本体は基板の寸法と適合し、パッケージの寸法を効果的に低減することができる。
【０１２１】
前記カバー本体の材料には任意の好適な材料を使用することができる。例えば、前記カバー本体の材料は金属、樹脂またはセラミックを含む。１つの例示では、前記カバー本体３０７の材料に金属材料を任意に使用し、前記金属材料に、前記光透過板３０８の熱膨張係数に近い材料を任意に使用し、例えば、コバール（Ｋｏｖａｒ）合金を使用する。カバー本体３０７と光透過板３０８の熱膨張係数が近いため、光透過板を前記カバー本体３０７の窓に接着する際に、熱膨張係数の相違に起因する光透過板の破裂の問題が生じるのを回避することができる。任意には、溶接の方式によって前記カバー本体を前記基板の第１の面に固定連結することができる。前記溶接には、例えば並列シーム溶接または放電溶接など、任意の好適な溶接方式を使用することができる。例示的には、前記光透過板３０８はさらに前記カバー本体の窓の内側に接着される。
【０１２２】
ここで、前記光透過板３０８には、例えばガラスなど、一般的な光透過材料を選択して使用することができる。前記ガラスは、レーザダイオードダイが発するレーザ波長に対して高い通過性を有していなければならない。
【０１２３】
もう１つの例示では、前記カバーは、すべて光を透過する板状構造である。前記板状構造には、例えばガラスなど、一般的な光透過材料を選択して使用し、前記ガラスは、レーザダイオードダイが発するレーザ波長に対して高い通過性を有していなければならない。ここで、前記基板全体の構造が凹溝形状を呈することができる。前記凹溝は四角形凹溝あるいは円形凹溝であってよく、前記カバーは前記基板の凹溝の頂部に儲けられ、基板の頂面に接合されることで前記凹溝を封止被覆し、前記基板と前記カバーとの間に収容空間を形成する。
【０１２４】
前記図４Ａ〜図４Ｇに示すパッケージモジュールの案においては、ピン経路が短いため、寄生インダクタンスがＴＯパッケージに比べ大幅に低下し、しかも、基板パッケージの作業方式によってパッケージングを行うことができ、パッケージングの効率が良く、かつ、パッケージング後のダイは、ＳＭＴに用いるのに適している。
【０１２５】
１つの例示では、図４Ｈと図４Ｉに示すように、パッケージの集積度を高め、レーザダイオードダイと駆動チップとの間のリードを短縮する。さらにインダクタンスを低減するため、前記パッケージモジュールは、前記レーザダイオードダイ３０３の送信を制御するための駆動チップ３１０をさらに備えており、前記駆動チップ３１０は前記収容空間内に設けられる。ここで、前記駆動チップ３１０は前記基板３００の第１の面３０に実装される。この実施例では、前記レーザダイオードダイの送信を制御する駆動チップ３１０とレーザダイオードダイとを直接１つにパッケージし、前記基板と前記カバーとの間に形成された収容空間内にいずれもパッケージされる。前記設置によって、現在のＴＯパッケージ中のレーザダイオードダイとレーザダイオードダイ近傍の駆動回路との間のインダクタンスと、配線上の分布インダクタンスとを除去することで、前記パッケージモジュールの分布インダクタンスを小さくし、大出力のレーザ出射を実現し、狭パルスレーザ駆動を実現することができる。
【０１２６】
任意には、前記パッケージモジュールにおいて、レーザダイオードダイを駆動チップにできる限り近づけて置くことができる。前記レーザダイオードダイと前記駆動チップとの距離が短いほど、より効果的に分布インダクタンスを小さくすることができる。前記設置によって、前記送信モジュールの分布インダクタンス上の損失は大幅に小さくなり、大出力のレーザ出射を実現するのがより容易になり、分布インダクタンスが小さくなることで狭パルスレーザ駆動も可能になる。
【０１２７】
本発明の１つの具体的な実施例では、前記パッケージモジュールはスイッチチップをさらに備えている。ここで、前記スイッチチップは同様に前記収容空間内に設けられる。ここで、前記スイッチチップはスイッチ回路を備えており、前記スイッチ回路は、前記駆動回路の駆動の下で前記レーザダイオードダイを制御してレーザを送信するために用いられる。
【０１２８】
また、図４Ｈと図４Ｉに示すように、前記基板に、例えば、ＦＥＴデバイスあるいは他のタイプのスイッチデバイス、あるいはスイッチデバイスの駆動チップ、必要な抵抗器とコンデンサ３１１、および表面実装回路（ＳＭＴ  ＩＣ）等のデバイスなど、他のデバイスがさらに設けられており、例えば導電性接着剤（はんだペーストを含むがそれに限定されない）などの導電性材料によって、表面パッケージ技術（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳＭＴ）により基板に実装される。
【０１２９】
ここで、図４Ｈに示すパッケージモジュール構造においては、レーザダイオードダイ３０３、駆動チップ３１０、前記反射面、および他のデバイスをいずれも前記基板３００の第１の面に実装するとともに、カバーと基板との間の収容空間内にいずれも設け、任意には、このパッケージモジュール構造において、無揮発または低揮発の導電性接着層をいずれも採用して前記基板の第１の面に実装する。このような設置が、揮発性の導電性接着層中の揮発物質が揮発してレーザダイオードダイ、反射面および光透過領域を汚し、レーザダイオードダイの出光効率に影響するという問題の発生を回避することができる。
【０１３０】
もう１つの例示では、図４Ｉに示すようなパッケージモジュール構造は、前記駆動チップ３１０、前記反射面および前記レーザダイオードダイ３０３が前記収容空間内にパッケージされ、そして、前記パッケージモジュールが、はんだペースト実装されたデバイスをさらに備えており、前記はんだペースト実装されたデバイスは前記収容空間の外に設けられ、つまり、カバー外側の基板上に設けられる。ここで、はんだペースト実装されたデバイスは、ＦＥＴデバイスあるいは他のタイプのスイッチデバイス、あるいはスイッチデバイスの駆動チップ、必要な抵抗器とコンデンサ３１１等を含むがこれらのみに限定されず、本実施例では、抵抗器とコンデンサ３１１を例にすると、前記抵抗器とコンデンサ３１１は、はんだペーストにより前記収容空間の外の前記基板の第１の面、つまり、前記カバー外側の前記基板の第１の面に実装される。このように設けられる利点は次の点にある：駆動チップ３１０とレーザダイオードダイ３０３とを収容空間内に集積し、両者の間に短い距離を持たせて、寄生インダクタンスを低減する目的を達成すると同時に、はんだペースト実装されたデバイスとレーザダイオードダイ３０３とを離隔させて、はんだペースト内のフラックスが揮発してレーザダイオードダイおよび反射鏡を汚し、ひいてはレーザダイオードダイの出光効率に影響するという問題を回避する。
【０１３１】
要するに、上記実施例のパッケージモジュール構造は、レーザダイオードダイの出射光の伝搬経路上に反射面を設けており、基板の第１の面に元々平行な出射光を反射し、反射した光線がカバー上の光透過領域から出射され、レーザダイオードダイは側面出光であり、出射光の方向は基板の第１の面と略平行であり、レーザダイオードダイの出射光の伝搬経路上に反射面を設けており、出射光を反射した後にカバー上の光透過領域から出射することにより光ビームの伝搬方向を変え、出射光の伝搬経路上に反射面を加えており、レーザダイオードダイの底面を収容空間内に実装可能にすると同時に、出射光ビームを、第１の面に略垂直な方向に沿って出射可能にしており、しかも、レーザダイオードダイの底面の面積が比較的大きいため、ダイの実装に便利であると同時に、装置全体におけるパッケージモジュールの位置設定にも便利である。しかも、本発明の反射面は、具体的には、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面であり、個々の半導体は、結晶学的構造が特定のものであるため、それが形成する傾斜面の角度も特定のものであることにより、反射面で反射された光を特定の方向に沿って出射させる。しかも、本発明のパッケージモジュールにおけるピン経路は短く、寄生インダクタンスはＴＯパッケージに比べ大幅に低下する。従って、基板パッケージの作業方式によってパッケージングを行うことができ、パッケージングの効率が良く、かつ、パッケージング後のダイは、ＳＭＴに用いるのに適している。
【０１３２】
実施例２
次に、図５Ａ〜図５Ｂと図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら、本発明のパッケージモジュール構造のもう１つの実施例について記述する。ここで、重複を避けるため、本実施例では、基板４００の構造および材料、レーザダイオードダイ４０３、カバー本体４０７、光透過板４０８等と、前記実施例１中のいくつかの同じ特徴の記述については、いずれも前記実施例１を参照することができる。ここでは無用な記述は繰り返さない。本実施例と前記実施例１との違いは、前記パッケージモジュールが備える異方性の半導体の構造が異なっている点にある。
【０１３３】
具体的には、例示として、６Ａと図６Ｂに示すように、前記パッケージモジュールは、異方性の半導体を備えており、前記半導体は、カバーと基板とから形成される収容空間内に設けられる。ここで、前記半導体は、底部に位置する第１の部分４０１１と、前記第１の部分４０１１の一部表面に位置する第２の部分４０１２とを備えている。ここで、前記反射面は、前記第２の部分４０１２の少なくとも１つの傾斜面上に設けられる。
【０１３４】
例示的には、前記反射面は、具体的には、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面であり、例えば、湿式エッチングの方法によって半導体をエッチングし、このエッチングは半導体の中で停止し、半導体基体の上下表面をエッチングで貫通していないことにより、第１の部分４０１１と第２の部分４０１２とを備えた半導体を形成する。ここで、半導体の異方性のため、第２の部分に少なくとも１つの傾斜面を持たせ、例えば、前記半導体がシリコンである場合には、前記傾斜面とその下方の第２の部分との間の鋭角の挟角が略５４．７４°である。
【０１３５】
１つの例示では、図５Ａと図５Ｂに示すように、前記半導体がＳＯＩウェハ４０１である場合を例にすると、ＳＯＩウェハ４０１は、埋め込み酸化物層と、埋め込み酸化物層により離隔された上下２層のシリコン層とを備えており、前記２層のシリコン層のうち一方をエッチングすることによって前記第２の部分４０１２を形成する。前記エッチングは湿式エッチングであってよく、例えば、湿式エッチングを使用可能であり、湿式エッチングには、埋め込み酸化物層に対して高い選択性を有する例えばＫＯＨ溶液などのエッチング剤をシリコンに対して採用することができる。例示的には、エッチングの前に、ＳＯＩウェハ４０１のエッチングすべき表面の一部領域上に、例えばフォトレジストのマスク層を形成するとともに、フォトエッチングプロセスによってこのマスク層中に、形成する予定の第２の部分４０１２の表面のパターンを定義することもでき、つまり、パターン化されたマスク層で、形成する予定の第２の部分４０１２の表面を覆い、第２の部分４０１２の表面以外の他の領域を露出させる。さらに、表面の一部領域にマスク層が形成されたＳＯＩウェハ４０１をエッチングするとともに、埋め込み酸化物層４０１ｂ内で停止する。半導体の異方性のため、形成される第２の部分４０１２は少なくとも１つの傾斜面を有しており、前記反射面は前記第２の部分４０１２の少なくとも１つの傾斜面であってよく、埋め込み酸化物層４０１ｂおよび埋め込み酸化物層４０１ｂ下方のシリコン層４０１ａは前記第１の部分４０１１となり、異方性エッチングを経た埋め込み酸化物層４０１ｂ上のシリコン層が第２の部分４０１２として用いられる。
【０１３６】
もう１つの例示では、図５Ｂに示すように、前記反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面にコーティングされた反射膜４０２を備えることで、光に対する反射面の反射率を高めることにより、レーザ装置の出力を高める。任意には、前記第１の部分４０１１の露出した少なくとも一部の表面が導電層でさらに覆われている。
【０１３７】
例えば、前記反射膜４０２は導電性の反射膜であり、前記反射面上の反射膜４０２は、さらに延びて前記反射面外側の前記第１の部分４０１１の露出した少なくとも一部の表面を覆う。前記半導体がＳＯＩウェハである場合、前記反射膜４０２は前記第２の部分４０１２外側の一部の前記埋め込み酸化物層４０１ｂの表面まで延びる。例えば、前記導電性の反射膜４０２は金属層であってよく、前記反射膜４０２の材料は、光に対して反射を有する任意の好適な金属材料を含むことができる。例えば、前記反射膜４０２は、金、銀、およびアルミニウムのうち少なくとも１種を含み、例えば、真空蒸着の蒸着方法を使用して半導体の傾斜面上に反射膜４０２を形成することができる。
【０１３８】
１つの例示では、前記レーザダイオードダイ４０３は前記反射面外側の前記第１の部分４０１１の表面に実装され、前記レーザダイオードダイ４０３の出射面を前記反射面に対向して設けさせることで、前記レーザダイオードダイの出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにし、本実施例では、前記実施例１中のレーザダイオードダイと反射面との間の位置関係等の特徴もこれに適用される。例えば、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、各々の反射面外側の第１の部分４０１１の表面に１つの前記レーザダイオードダイを設け、しかも、このレーザダイオードダイの出射面は前記反射面に対向しているか、あるいは、各々の反射面外側の第１の部分の表面に少なくとも２つのレーザダイオードダイを設け、しかも、個々のレーザダイオードダイの出射面が前記反射面に対向していてもよい。
【０１３９】
１つの例示では、図６Ｂに示すように、前記レーザダイオードダイ４０３は、前記第１の部分の表面に位置する導電性の反射膜４０２上に設けられる。ここで、前記第１の部分の表面に位置する導電性の反射膜４０２のパターンは前記レーザダイオードダイの底面と適合しておりかつ電気的に接続され、前記第１の部分の表面に位置する反射膜４０２の面積が前記レーザダイオードダイの底面の面積よりも大きいことで、一部の前記第１の部分の表面に位置する導電性の反射膜４０２を前記レーザダイオードダイの外側から露出させており、レーザダイオードダイの、底面に位置する電極を引き出すのに便利であり、例えば、図６Ｂ中の、第１の部分４０１１の表面に位置する反射膜４０２の形状はＴ字状であるか、あるいは、他の好適な、細長形、十字状等の形状であってもよい。言及に値するのは、図６Ｂでは、第１の部分４０１１の表面のみに１つのレーザダイオードダイを設ける状況のみを示しているが、第１の部分４０１１の表面に、並列した少なくとも２つのレーザダイオードダイを設けることができることについては、この第１の部分の表面に、互いに間隔の空いた複数の前記反射膜が対応して設けられており、個々の反射膜は１つのレーザダイオードダイと対応する、という点である。
【０１４０】
任意の好適な方法を採用して、第１の部分４０１１の表面に位置する前記反射膜４０２を形成することができ、１つの例示では、前記反射膜４０２を形成する方法は以下のステップを含む：まず、ステップＡ１は、半導体を提供し、前記半導体（例えばシリコンウェハまたはＳＯＩウェハ）は、底部に位置する第１の部分４０１１と、前記第１の部分４０１１の一部表面に位置する第２の部分４０１２とを備えている。ここで、前記反射面は、前記第２の部分４０１２の少なくとも１つの傾斜面上に設けられる。続いて、ステップＡ２を実行し、反射膜４０２を形成して前記第１の部分４０１１と前記第２の部分との露出した表面を完全に覆い、ここで、例えば真空蒸着の方法を使って反射膜４０２を形成することができる。続いて、ステップＡ３を実行し、フォトエッチングプロセスとエッチングプロセスとを利用して反射膜４０２をパターン化し、例えば、反射膜にフォトレジスト層を塗布し、フォトエッチングプロセスの露光や現像等のステップを利用してこのフォトレジスト層をパターン化し、パターン化されたフォトレジスト層を形成し、このパターン化されたフォトレジスト層は、第１の部分４０１１上に形成する予定の反射膜のパターン形状や位置等のパラメータが定義されており、しかも、このパターン化されたフォトレジスト層が、前記第２の部分の、反射面として用いられる予定の傾斜面を覆い、さらに、パターン化されたフォトレジスト層をマスクとし、前記第１の部分４０１１上の反射膜をエッチングし、前記第１の部分４０１１内で停止することで、前記第１の部分４０１１の表面に位置するパターン化された反射膜４０２を形成し、最後にフォトレジスト層を除去する。
【０１４１】
さらに、本実施例のパッケージ構造の技術的解決策において、レーザダイオードを前記第１の部分４０１１の表面に実装する際に、第１の部分４０１１に位置する反射膜４０２のパターンは、アライメントマークとして用いることもでき、このアライメントマークのパターンはフォトエッチングおよびエッチングによって形成されたものであるため、その精度は２μｍ以内にすることができ、高精度のアライメントマークは、ダイボンドを行う際のレーザダイオードダイの位置精度と、レーザダイオードダイと反射面との間の相対的位置精度とを高めることができる。
【０１４２】
本実施例においては、レーザダイオードダイ４０３は、例えば前記実施例１中の方式によって第１の部分の表面に実装される。例えば、レーザダイオードダイ４０３が、前記第１の部分に位置する反射膜４０２上に導電性接着層を介して実装されることで、レーザダイオードダイ４０３と前記反射膜４０２との電気的接続を実現する。
【０１４３】
１つの例示では、図６Ａと図６Ｂに示すように、異方性の半導体（例えばシリコンウェハまたはＳＯＩウェハ）が導電性接着層を介して前記基板４００の第１の面４０に実装され、つまり、前記第１の部分４０１１の底面が前記基板４００に実装されるとともに、収容空間内に設けられる。
【０１４４】
１つの例示では、図６Ａと図６Ｂに示すように、前記レーザダイオードダイ４０３は、対向して設けられた第１の電極と第２の電極を備えており、例えば、前記レーザダイオードダイ４０３の底面に前記第１の電極を設け、前記レーザダイオードダイ４０３の頂面は第２の電極として設けられ、前記第１の電極はｐ極であってよく、前記第２の電極はｎ極であってよいか、あるいは、前記第１の電極はｎ極であってよく、前記第２の電極はｐ極であってよい。前記第１の電極および第２の電極はそれぞれリードを介して前記基板４００に電気的に接続され、特に、前記基板４００の第１の面上の異なるパッドに電気的に接続される。例えば、前記レーザダイオードダイ４０３の頂面上の電極が、リード４０５２を介してパッド４０６２に電気的に接続される一方、前記レーザダイオードダイ４０３の底面上の電極がリード４０５１を介してパッド４０６１に電気的に接続され、底面上の電極が第１の部分４０１１に位置する反射膜４０２に電気的に接続されるため、リードを介して前記反射膜４０２をパッド４０６２に電気的に接続することにより、レーザダイオードダイ４０３の底面上の電極とパッド４０６２との電気的接続を実現する。ここで、パッド４０６２とパッド４０６１とは互いに間隔を空けて設けられ、しかも、反射膜がレーザダイオードダイ４０３の底面の電極を引き出すことができることを保証するため、第１の部分４０１１上の反射膜４０２の面積をレーザダイオードダイ４０３の底面の面積よりも大きくすることもでき、つまり、レーザダイオードダイ４０３が、第１の部分４０１１の表面上に位置する一部の反射膜４０２を覆う。
【０１４５】
言及に値するのは、第１の電極と第２の電極とを引き出す上記の方法は例示であるに過ぎず、他の好適な方法については、本発明に適用することも可能であり、例えば、各々の前記レーザダイオードダイの下方に、前記第１の部分を貫通して前記レーザダイオードダイの底面の電極に電気的に接続される接触孔を設けることによって、前記接触孔を介して前記レーザダイオードダイの底面電極（例えば第１の電極）を電気的に接続してもよく、基板上の半導体の第１の部分の底面の下に基板金属層が設けられており、この基板金属層は、接触孔を介してレーザダイオードダイの底面電極（例えば第１の電極）に電気的に接続されることにより、レーザダイオードダイの底面電極を引き出すことを実現することができる、という点である。
【０１４６】
１つの例示では、図６Ｃはパッケージモジュールの構造を示しており、このパッケージモジュールの構造と図６Ａ中に示された構造との違いは次の点である：図６Ｃにおいて、前記第２の部分４０１２は、対称な、背向して設けられた２つの傾斜面を有しており、前記傾斜面は反射面であり、各々の前記反射面は少なくとも１つのレーザダイオードダイ４０３の出射面と対向して設けられ、個々のレーザダイオードダイ４０３が、前記第１の部分に位置する反射膜４０２上に導電性接着層を介して実装されることで、レーザダイオードダイ４０３と前記反射膜４０２との電気的接続を実現し、これにより、図６Ｃにおいて、２×Ｎ型のパッケージ構造を示している。
【０１４７】
言及に値するのは、本実施例において異方性の半導体が、例えばガラス、セラミック、または樹脂等の好適な材料など、他の好適な材料にも置き換え可能であるという点である。
【０１４８】
要するに、本実施例中のパッケージ構造が、前記実施例１中のパッケージ構造の利点も同様に備えている以外に、その反射面上の反射膜が、レーザダイオードダイの出射光を反射するために用いられる以外に、前記反射膜の、反射面外側の第１の部分に位置する部分が、レーザダイオードダイの底面を電気的に接続するためにも用いられ、そして、レーザダイオードダイの実装時に対外マークとして用いられる。フォトエッチングおよびエッチングによって形成された、第１の部分上に位置する反射膜は、その精度が高いため、レーザダイオードダイのダイボンドの位置精度と、レーザダイオードダイと反射膜との間の相対的位置精度とを高めることができる。
【０１４９】
実施例３
次に、図７Ａ〜図７Ｃ、図８Ａ〜図８Ｃおよび図９Ａ〜図９Ｄを参照しながら、本発明のパッケージモジュール構造のさらにもう１つの実施例について記述する。ここで、重複を避けるため、本実施例では、基板４００の構造および材料、反射膜５０２、レーザダイオードダイ５０３、カバー本体５０７、光透過板５０８、基板金属層５０４１、５０４２等と、前記実施例１および実施例２中のいくつかの同じ特徴の記述については、いずれも前記実施例１および実施例２を参照することができる。ここでは無用な記述は繰り返さない。本実施例と前記実施例１との違いは、実施例１中の異方性の半導体を本実施中のガラスに置き換えている点にある。
【０１５０】
具体的には、１つの例示では、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、前記パッケージモジュールはガラス５０１を備えており、前記ガラス５０１は少なくとも１つの傾斜面を備えており、前記反射面は、前記ガラス５０１の傾斜面にコーティングされた反射膜５０２を備えている。
【０１５１】
前記反射面と前記ガラスの底面との間の挟角は、任意の好適な、９０°未満の角度であってよく、任意には、前記反射面とガラスの底面との間の挟角は約４５°であり、このような設置が、前記レーザダイオードダイ５０３の出射面から発される出射光が前記反射面を経て反射された後、前記基板の第１の面に対して垂直な方向で、カバー上の光透過領域から出射されるようにすることができる。
【０１５２】
任意の好適な方法によって、少なくとも１つの傾斜面を有するガラス５０１を形成することができる。例えば、従来の光学部品を採用した製造方法は、研磨、ポリッシング、およびコーティング等のプロセスを光学ガラスに対して行うことによって、所定寸法のガラスプリズムに加工し、反射面とガラス底面との挟角を４５°または他の任意の角度にするか、あるいは、モールド成形の方法によって所定寸法のガラス５０１を形成することもでき、モールド成形の方法は、溶融状態の光学ガラス素地を注ぎ入れ、ガラス転移温度よりも５０℃以上高い低温金型内で加圧成形する。
【０１５３】
１つの例示では、図７Ｂは、１つの傾斜面のみを有するガラス５０１を示しており、この傾斜面に反射膜５０２が反射面として設けられており、前記反射面外側の基板の第１の面に、少なくとも１つのレーザダイオードダイ５０３を設け、各々の前記レーザダイオードダイの出射面はこの反射面に対向して設けられ、さらに、前記レーザダイオードダイの出射面から発される出射光は前記反射面の底辺に対して垂直であり、前記反射面とガラスの底面との間の挟角は約４５°であり、前記レーザダイオードダイ５０３の出射面から発される出射光が前記反射面を経て反射された後、前記基板の第１の面に対して垂直な方向で、カバー上の光透過領域から出射されるようにする。
【０１５４】
もう１つの例示では、図７Ｃは、２つの背向して設けられた傾斜面を有するガラス５０１を示しており、この２つの傾斜面に反射膜５０２が反射面として設けられている。ここで、各々の反射面の外側の前記基板５００の第１の面に少なくとも１つのレーザダイオードダイ５０３を設け、ここで、このガラスの、背向して設けられた傾斜面は対称に設けられてよく、非対称に設けられてもよい。つまり、そのうち一方の傾斜面とガラスの底面との挟角が、他方の傾斜面とガラスの底面との間の挟角と異なっていてよい。
【０１５５】
さらに、前記反射面は凹面であってもよく、前記凹面は具体的には、異方性の半導体の凹面、あるいはガラスの凹面、あるいは、他の好適な、反射鏡材料上となり得る凹面であってよく、この凹面の反射面は、レーザダイオードダイの出射光を反射する役割を果たすことができる以外に、前記コリメート素子に類似した作用も果たすことができ、速軸と遅軸との間の非点収差を低減し、光ビームの質を改善し、速軸方向の発散角を小さくし、有限な出光絞りの条件下で放射利用効率を高めることができる。
【０１５６】
１つの例示では、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、前記反射面がガラス５０１１である凹面を例にすると、前記反射面は、前記ガラス５０１１の少なくとも１つの凹面にコーティングした反射膜５０２をさらに備えている。ここで、図８Ｂは、前記反射面は具体的には前記ガラスの一方の凹面であることを示しており、図８Ｃは、前記反射面は具体的には前記ガラスの２つの背向する凹面であり、２つの背向する凹面は対称に設けられてもよいことを示している。
【０１５７】
任意の好適な方法によって、前記凹面を有するガラス５０１１を形成することができる。例えば、モールド成形の方法を採用してガラスの反射面を凹面の形状にし、この凹面上に反射膜５０２をコーティングしてもよい。
【０１５８】
任意には、前記反射面が具体的には異方性の半導体の凹面である場合、当業者に周知の何らかの好適な方法によって前記凹面を形成することができる。例えば、前記半導体に対して等方性の湿式エッチングを行うことにより上記の凹面を得ることができる。
【０１５９】
言及に値するのは、前記ガラスは導電性接着層を介して前記基板の第１の面に実装され、具体的な記述については前記実施例１を参照することができるという点であり、ここでは無用な記述は行わない。
【０１６０】
例示的には、図７Ｂ〜図７Ｃ、図８Ｂ〜図８Ｃに示すように、前記レーザダイオードダイ５０３は導電性接着層を介して前記基板５００の第１の面５０に実装することができる。ここで、前記レーザダイオードダイ５０３の第２の電極（つまり、頂面上の電極）は、リード５０５を介して前記基板５００の第１の面５０上のパッド５０６に電気的に接続される。
【０１６１】
言及に値するのは、凹面の反射面の外側になるように設けられるレーザダイオードダイ５０３の設置方式については前記実施例１および実施例２を参照することができるという点であり、ここでは無用な記述は行わない。
【０１６２】
もう１つの例示では、図９Ａに示すように、２つの斜設された反射面は、それぞれ前記ガラス５０１２上の背向する２つの傾斜面上に設けられる。ここで、各々の反射面は、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイ５０３の出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイ５０３の出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにする。ここで、このガラス５０１２は三角柱状を呈し、この三角柱状のガラスの１つの側面が前記基板の第１の面に実装され、他の２つの側面は傾斜面であり前記反射面となり、しかも、この反射面に、前記傾斜面にコーティングされた反射膜（図示せず）を備えており、さらに、反射面としての２つの傾斜面と、三角柱が基板上に実装される底面との間の挟角は、４５°あるいは他の好適な角度であってもよく、図９Ａでは、各々の反射面の外側に４つのレーザダイオードダイ５０３を併設することを示しており、異なる反射面の外側に異なる数のレーザダイオードダイ５０３を設けてもよく、この数の選択については、デバイス構造のニーズに応じて合理的な選択を行うことができる。例えば、一方の反射面の外側に３つのレーザダイオードダイを設け、他方側の外側に４つのレーザダイオードダイを設ける。各々の反射面の外側に４つのレーザダイオードダイが設けられている場合、図９Ｂに示すのは、図９Ａ中のレーザダイオードダイ５０３の等価位置図である。ここで、この図中に示す黒い点は位置関係を表しているに過ぎず、光源の形状とは無関係であり、図中に示す２列のレーザダイオードダイ５０３は２つずつ対向して設けられ、しかも、各列の前記レーザダイオードダイ５０３は等間隔に配列される。
【０１６３】
もう１つの例示では、前記ガラスは三角錐あるいは三角錐台状を呈していてよく、例えば、図９Ｃに示すガラス５０１３は三角錐状を呈しており、斜設された３つの反射面が前記ガラス上の３つの傾斜面上にそれぞれ設けられ、各々の前記反射面が、少なくとも１つの前記レーザダイオードダイ５０３の出射面に対向して設けられることで、各々の前記レーザダイオードダイ５０３の出射光が前記反射面を経て反射された後、前記光透過領域を通過して出射されるようにし、例えば図９Ｃと図９Ｄに示すように、各々の反射面の外側に３つのレーザダイオードダイ５０３を設け、この各側の３つのレーザダイオードダイ５０３は等間隔に配列され、図９Ｄに示すのは図９Ｃ中のレーザダイオードダイ５０３の等価位置図である。ここで、この図中に示す黒い点は位置関係を表しているに過ぎず、光源の形状とは無関係である。
【０１６４】
言及に値するのは、上記のガラスは両面反射であるだけでなく、多面反射であってもよく、その形状はＮ角錐台あるいはＮ角錐であってよく、ここで、Ｎは３以上であり、しかも、複数の斜設された反射面をガラスが有しているだけでなく、前記実施例１および実施例２中の異方性の半導体あるいは他の材料も、複数の斜設された反射面を有していてよく、例えば三角柱、Ｎ角錐台あるいはＮ角錐の構造を形成してもよい、という点である。
【０１６５】
本実施例中のパッケージモジュールは同様に、前記実施例１中のパッケージモジュールの利点を有しており、しかも、反射面が凹面である例示については、レーザダイオードダイの出射光に対して反射作用を有している以外に、速軸と遅軸との間の非点収差を低減し、光ビームの質を改善することもできると同時に、基板上に例えば円柱レンズの光学コリメート素子を再び設けるのを回避することができ、パッケージモジュール構造の寸法を小さくすることができる。
【０１６６】
説明を要するのは、上記実施例１、実施例２、および実施例３中のパッケージ構造は例示的なものであるに過ぎず、本発明中の前記パッケージ構造は上記例示に限定されず、上記例示の各種変形も本発明に応用することができるという点である。例えば、傾斜した反射面が設けられた半導体やガラス等を１つのパッケージモジュールに実装し、各々の反射面に対向するレーザダイオードの数や、パッケージモジュールに含まれる半導体またはガラスの数および寸法等は、いずれも実際のニーズに応じて合理的に選択することができるが、ここでは逐一列挙しない。
【０１６７】
実施例４
図１０に示すように、本発明が提供する距離検出装置８００は、光送信モジュール８１０と反射光受信モジュール８２０とを備えている。ここで、光送信モジュール８１０は、実施例１、実施例２、または実施例３中の少なくとも１つのレーザダイオードパッケージモジュールを備えており、光信号を送信するために用いられ、かつ、光送信モジュール８１０が送信する光信号が距離検出装置８００の視野角ＦＯＶをカバーし、反射光受信モジュール８２０は、光送信モジュール８１０が送信する光が測定対象物体に当たった後に反射された光を受信し、前記測定対象物体から距離検出装置８００までの距離を計算するために用いられる。以下、図１０を参照しながら、光送信モジュール８１０およびその動作原理について記述する。
【０１６８】
図１０に示すように、光送信モジュール８１０は光送信器８１１と光ビーム拡大ユニット８１２とを備えることができる。ここで、光送信器８１１は光を送信するために用いられ、光ビーム拡大ユニット８１２は、光送信器８１１が送信する光に対して、コリメート、ビーム拡大、光均一化、および視野拡大のうち少なくとも１つの処理を行うために用いられる。光送信器８１１が発する光が、光ビーム拡大ユニット８１２のコリメート、ビーム拡大、光均一化、およびＦＯＶ拡大のうち少なくとも１つを経て、出射光が発散して分布が均一になるように変え、場面のうち一定の２次元角度をカバーすることができ、図８に示すように、出射光が測定対象物体の少なくとも一部の表面をカバーすることができる。
【０１６９】
１つの例示では、光送信器８１１はレーザダイオードであってよい。光送信器８１１が送信する光の波長については、１つの例示では、波長が８９５ナノメートル〜９１５ナノメートルの光を選択することができる。例えば、９０５ナノメートルの波長の光を選択する。もう１つの例示では、波長が１５４０ナノメートル〜１５６０ナノメートルの光を選択することができる。例えば、１５５０ナノメートルの波長の光を選択する。他の例示では、応用場面や各種ニーズに応じて他の適当な波長の光を選択してもよい。
【０１７０】
１つの例示では、光ビーム拡大ユニット８１２は、一段式または多段式のビーム拡大システムを採用して実現することができる。ここで、この光ビーム拡大処理は、反射式のものまたは透過式のものであってよく、両者の組み合わせであってもよい。１つの例示では、ホログラフィックフィルタ（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｆｉｌｔｅｒ）を採用して複数のサブ光ビームからなる大角度光ビームを得ることができる。
【０１７１】
またもう１つの例示では、レーザダイオードアレイを採用し、レーザダイオードを利用してマルチビームを形成してもよく、ビーム拡大に類似したレーザ（例えばＶＣＳＥＬアレイレーザ装置）を得てもよい。
【０１７２】
さらにもう１つの例示では、２次元角度を調整可能な微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）レンズを採用し、発された光を反射し、ＭＥＭＳマイクロレンズを駆動して自らのレンズ面と光ビームとの間の角度を常に変えることによって反射光の角度を常に変化させることにより、１つの２次元の角度に発散させることで、測定対象物体の表面全体をカバーしてもよい。
【０１７３】
この距離検出装置は、例えば、環境目標の距離情報、角度情報、反射強度情報、速度情報等の外部環境情報を検知するために用いられる。具体的には、本発明の実施形態の距離検出装置はモバイルプラットフォームに応用可能であり、前記距離検出装置は、モバイルプラットフォームのプラットフォーム本体に取り付けることができる。距離検出装置を有するモバイルプラットフォームは外部環境を測定することができる。例えば、モバイルプラットフォームと障害物の距離を測定して障害物回避等の用途に用いたり、外部環境について２次元または３次元の測図を行ったりする。いくつかの実施形態では、モバイルプラットフォームは、無人航空機、自動車、およびリモコンカーのうち少なくとも１種を含む。距離検出装置が無人航空機に応用される場合、プラットフォーム本体は無人航空機の機体である。距離検出装置が自動車に応用される場合、プラットフォーム本体は自動車の車体である。距離検出装置がリモコンカーに応用される場合、プラットフォーム本体はリモコンカーの車体である。
【０１７４】
光送信モジュール８１０が送信する光は測定対象物体の少なくとも一部の表面をカバーすることができるばかりか、すべての表面をカバーすることができるため、相応に、光が物体表面に到達した後に反射が生じ、反射光が到達する反射光受信モジュール８２０もシングルポイントではなく、アレイ化して分布している。
【０１７５】
反射光受信モジュール８２０は、光電検知セルアレイ８２１とレンズ８２２とを備えている。ここで、測定対象物体の表面から反射されて戻ってきた光がレンズ８２２に到達した後、レンズ画像形成の原理に基づき、光電検知セルアレイ８２１中の相応の光電検知手段に到達した後、光電検知手段に受信され、光電検知の光電応答を誘発する。
【０１７６】
光が出射されてから光電検知手段が反射光を受信するまでの過程で、光送信器８１１と光電検知セルアレイ８２１が、クロック制御モジュール（例えば、距離検出装置８００に含まれる、図１０に示すようなクロック制御モジュール８３０、あるいは距離検出装置８００の外のクロック制御モジュール）がそれらに対して行う同期クロック制御を受けるため、飛行時間（ＴＯＦ）の原理により、反射光が到達する点と距離検出装置８００との距離を得ることができる。
【０１７７】
また、光電検知手段はシングルポイントのものではなく、光電検知セルアレイ８２１であるので、データ処理モジュール（例えば、距離検出装置８００に含まれる、図８に示すデータ処理モジュール８４０、あるいは距離検出装置８００の外のデータ処理モジュール）を介するデータ処理は、すべての距離検出装置の視野内のあらゆるポイントの距離情報、つまり、距離検出装置が直面する外界環境距離のポイントクラウドデータを得ることができる。
【０１７８】
前述の、本発明の実施例によるレーザダイオードパッケージモジュールの構造と動作原理および本発明の実施例による距離検出装置の構造と動作原理に基づき、当業者は本発明の実施例による電子機器の構造と動作原理を理解することができ、簡潔にするため、無用な記述をここで繰り返さない。
【０１７９】
実施例５
科学技術の発展に伴い、検出および測定技術が各種分野に応用されている。レーザレーダは外界に対する感知システムであり、外界の立体３次元情報を知ることができ、カメラ等の、外界に対する平面感知方式に限定されることはなくなった。その原理は、レーザパルス信号を外へ能動的に送信し、反射されて戻ってきたパルス信号を検出し、送信─受信の間の時間差に基づいて、被測定物体の距離を判断し、光パルスの送信角度情報を結び付ければ、３次元深度情報を再構成して知ることができる、というものである。
【０１８０】
本発明は距離検出装置を提供しており、前記距離検出装置は、検出物から検出装置までの距離と、検出装置に対する検出物の向きとを測定するために用いることができる。１つの実施例では、検出装置は、例えばレーザレーダなどのレーダを備え得る。検出装置は、検出装置と検出物との間で光が伝搬される時間、つまり光の飛行時間（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ、ＴＯＦ）を測定することによって、検出物から検出装置までの距離を検出する。
【０１８１】
距離検出装置には同軸光路を採用することができ、つまり、検出装置が出射する光ビームと、反射されて戻ってくる光ビームとが、検出装置内で少なくとも一部の光路を共用する。あるいは、検出装置には別軸光路を採用してもよい。つまり、検出装置が出射した光ビームと、反射されて戻ってくる光ビームとが、検出装置内で、異なる光路に沿ってそれぞれ伝送される。図１１は、本発明の距離検出装置の概略図を示している。
【０１８２】
距離検出装置１００は光送受信装置１１０を備えており、光送受信装置１１０は光源１０３、コリメート素子１０４、検出器１０５、および光路変更素子１０６を備えている。光送受信装置１１０は、光ビームを送信し、かつ、戻り光を受信し、戻り光を電気信号に変換するために用いられる。光源１０３は光ビームを送信するために用いられる。１つの実施例では、光源１０３はレーザビームを送信することができる。ここで、前記光源は、実施例１、実施例２、または実施例３に記載のレーザダイオードパッケージモジュールを備えており、前記レーザダイオードパッケージモジュールの基板の第１の面と一定の挟角を呈する方向でレーザパルスを出射するために用いられ、前記挟角は９０°未満である。任意には、光源１０３が出射するレーザビームは、波長が可視光線の範囲外の狭帯域幅の光ビームである。コリメート素子１０４はレーザパッケージモジュールの光透過領域の外側に設けられ、前記光透過領域から出射される出射光をコリメートする（つまり、光源１０３から発される光ビームをコリメートする）ために用いられ、光源１０３が発する光ビームを平行光にコリメートし、コリメート素子はさらに、検出物に反射された戻り光の少なくとも一部を集光するために用いられる。このコリメート素子１０４は、コリメーティングレンズであるか、あるいは、光ビームをコリメートすることができる他の部品であってよい。
【０１８３】
距離検出装置１００は走査モジュール１０２をさらに備えている。走査モジュール１０２は光送受信装置１１０の出射光路上に配置され、走査モジュール１０２は、コリメート素子１０４に出射されたコリメート光ビーム１１９の伝送方向を変更して外界環境に投射し、戻り光をコリメート素子１０４に投射するために用いられる。戻り光はコリメート素子１０４を介して検出器１０５に集光される。
【０１８４】
１つの実施例では、走査モジュール１０２は、例えば、レンズ、反射鏡、プリズム、グレーティング、光フェーズドアレイ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ）または上記光学部品の任意の組み合わせなど、１つまたは複数の光学部品を備え得る。いくつかの実施例では、走査モジュール１０２の複数の光学部品は、共通の軸１０９周りに回転することができ、個々の回転する光学部品は、入射する光ビームの伝搬方向を絶えず変更するために用いられる。１つの実施例では、走査モジュール１０２の複数の光学部品は、異なる回転速度で回転することができる。もう１つの実施例では、走査モジュール１０２の複数の光学部品は、略同じ回転速度で回転することができる。
【０１８５】
いくつかの実施例では、走査モジュールの複数の光学部品は、異なる軸周りに回転するか、あるいは同じ方向に振動するか、あるいは異なる方向に振動してもよく、ここでは限定しない。
【０１８６】
１つの実施例では、走査モジュール１０２は、第１の光学部品１１４と、第１の光学部品１１４に接続されたアクチュエータ１１６とを備えており、アクチュエータ１１６は、第１の光学部品１１４を駆動して回動軸１０９周りに回動させ、第１の光学部品１１４にコリメート光ビーム１１９の方向を変更させるために用いられる。第１の光学部品１１４は、コリメート光ビーム１１９を異なる方向に投射する。１つの実施例では、コリメート光ビーム１１９が第１の光学部品を経て変更された後の方向と回動軸１０９と挟角が、第１の光学部品１１４の回動に伴って変化する。１つの実施例では、第１の光学部品１１４が、対向しており平行ではない１対の表面を備えており、コリメート光ビーム１１９が、この１対の表面を通過する。１つの実施例では、第１の光学部品１１４はウェッジプリズムを備えており、コリメート光ビーム１１９を屈折させる。１つの実施例では、第１の光学部品１１４に反射防止膜がコーティングされており、反射防止膜の厚さは、光源１０３が出射する光ビームの波長と等しく、透過光ビームの強度を高めることができる。
【０１８７】
図１１に示す実施例では、走査モジュール１０２は第２の光学部品１１５を備えており、第２の光学部品１１５は回動軸１０９周りに回動し、第２の光学部品１１５の回動速度は第１の光学部品１１４の回動速度と異なる。第２の光学部品１１５は、第１の光学部品１１４が投射する光ビームの方向を変更する。１つの実施例では、第２の光学部品１１５はもう１つのアクチュエータ１１７に接続され、アクチュエータ１１７は第２の光学部品１１５を駆動して回動させる。第１の光学部品１１４と第２の光学部品１１５とは、異なるアクチュエータにより駆動されてよく、第１の光学部品１１４と第２の光学部品１１５との回転速度を異ならせることにより、コリメート光ビーム１１９を外界空間の異なる方向に投射し、比較的大きな空間範囲を走査することができる。１つの実施例では、コントローラ１１８がアクチュエータ１１６および１１７を制御し、第１の光学部品１１４および第２の光学部品１１５をそれぞれ駆動する。第１の光学部品１１４と第２の光学部品１１５との回転速度は、実際の応用において走査する見通しの領域および様式に応じて決定することができる。アクチュエータ１１６および１１７はモータまたは他の駆動装置を含み得る。
【０１８８】
１つの実施例では、第２の光学部品１１５が、対向しており平行ではない１対の表面を備えており、光ビームが、この１対の表面を通過する。第２の光学部品１１５はウェッジプリズムを備えている。１つの実施例では、第２の光学部品１１５に反射防止膜がコーティングされており、透過光ビームの強度を高めることができる。
【０１８９】
走査モジュール１０２は回転し、例えば方向１１１および１１３など、異なる方向に光を投射することで、検出装置１００周囲の空間を走査することができる。走査モジュール１０２が投射した、方向１１１の光が検出物１０１に当たったとき、一部の光が検出物１０１により、投射された光の方向１１１とは反対の方向に沿って検出装置１００に反射される。走査モジュール１０２は、検出物１０１が反射した戻り光１１２を受信し、戻り光１１２をコリメート素子１０４に投射する。
【０１９０】
コリメート素子１０４は、検出物１０１が反射した戻り光１１２の少なくとも一部を集光する。１つの実施例では、コリメート素子１０４に反射防止膜がコーティングされており、透過光ビームの強度を高めることができる。検出器１０５と光源１０３はコリメート素子１０４の同じ側に配置され、検出器１０５は、コリメート素子１０４を通過する少なくとも一部の戻り光を電気信号に変換するために用いられる。いくつかの実施例では、検出器１０５はアバランシェフォトダイオードを備えていてよく、アバランシェフォトダイオードは高感度の半導体デバイスであり、光電効果を利用して光信号を電気信号に変換することができる。
【０１９１】
いくつかの実施例では、距離検出装置１００は、例えばＴＯＦ手段１０７などの測定回路を備えており、ＴＯＦを測定することで検出物１０１の距離を測定するために用いることができる。例えば、ＴＯＦ手段１０７は公式ｔ＝２Ｄ／ｃによって距離を計算することができる。ここで、Ｄは検出装置と検出物との間の距離を表し、ｃは光速を表し、ｔは、光が検出装置から検出物に投射され検出物から検出装置に戻るのにかかる総時間を表す。距離検出装置１００は、光源１０３が光ビームを送信し検出器１０５が戻り光を受信する時間差に基づいて時間ｔを決定することができ、ひいては距離Ｄを決定することができる。距離検出装置１００は、距離検出装置１００における検出物１０１の向きも検出することができる。距離検出装置１００が検出した距離および向きは、リモートセンシング、障害物回避、測図、モデリング、ナビゲーション等に用いることができる。
【０１９２】
いくつかの実施例では、光源１０３はレーザダイオードを備えていてよく、レーザダイオードによってナノ秒クラスのレーザを送信する。例えば、光源１０３が送信するレーザパルスが１０ｎｓ持続し、検出器１０５が検出した戻り光のパルス持続時間と、送信されるレーザパルス持続時間とが略等しい。さらに、レーザパルス受信時間を決定することができる。例えば、電気信号パルスの立ち上がり時間と立ち下がり時間との少なくとも１つを検出することによってレーザパルス受信時間を決定する。いくつかの実施例では、電気信号を多段増幅することができる。このようにすれば、距離検出装置１００はパルス受信時間情報およびパルス発信時間情報を利用してＴＯＦを計算することにより、検出物１０１から距離検出装置１００までの距離を決定することができる。
【０１９３】
図１２に示すのは、距離検出装置６００のもう１つの実施例の概略図である。距離検出装置６００は、図１１に示す距離検出装置１００に類似しており、図１１に示す実施例と比較すると、図１２に示す実施例の距離検出装置６００の光送受信装置６１０は複数の光路変更素子６０６１〜６０６３を備えており、光源６０３が送信する出射光ビームの光路と戻り光の光路とを変更し、このようにすれば、焦点距離が比較的長いコリメーティングレンズ６０４を使用し、複数の光路変更素子６０６１〜６０６３によって、光源６０３および検出器６０５を、コリメーティングレンズ６０４に位置する焦点位置と等価にすることができる。このようにして、光路変更素子６０６１〜６０６３によって光路を折り畳み、距離検出装置６００の構造をコンパクトにし、小型化に役立つ。
【０１９４】
光源６０３は、前記実施例１、実施例２、または実施例３のレーザパッケージモジュール構造を備えており、前記レーザダイオードパッケージモジュールの基板の第１の面と一定の挟角を呈する方向でレーザパルスを出射するために用いられ、前記挟角は９０°未満であり、例えば前記実施例１中のパッケージモジュールは、異方性構造を有する半導体をさらに備え、前記反射面は、具体的には、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面であるか、あるいは、前記反射面は、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面にコーティングされた反射膜を備え、エッチング後に、反射面としての傾斜面が作製され、前記傾斜面と前記半導体の底面との間の挟角が略５４．７４°であり、前記レーザダイオードダイの出射光は前記反射面を経て反射された後、前記基板の法線と約１９．４８°をなす角度で光透過領域を通過して出射され、つまり、前記レーザダイオードパッケージモジュールの基板の第１の面と一定の挟角を呈する方向でレーザパルスを出射し、前記挟角は９０°未満であり、ここで、コリメーティングレンズ６０４はレーザダイオードパッケージモジュールの光透過領域の外側に設けられ、前記光透過領域から出射される出射光をコリメートするために用いられ、前記コリメーティングレンズは、検出物に反射された戻り光の少なくとも一部を集光するためにさらに用いられる。前記レーザダイオードパッケージモジュールは前記コリメーティングレンズ６０４の中心軸の一つの側に位置しており、かつ、前記レーザダイオードパッケージモジュール中の基板の第１の面が前記コリメーティングレンズ６０４の中心軸に略平行である。
【０１９５】
複数の光路変更素子６０６１〜６０６３は、反射鏡、プリズムまたは光路を変更する他の光学部品を備え得る。図示した実施例では、複数の光路変更素子６０６１〜６０６３が、第１の光路変更素子６０６１、第２の光路変更素子６０６２、および第２の光路変更素子６０６３を備えている。第１の光路変更素子６０６１は前記光透過領域の外側に設けられ、光源６０３およびコリメーティングレンズ６０４に対向し、レーザダイオードパッケージモジュールの光透過領域から出射される出射光の光路を変更し、前記レーザダイオードパッケージモジュールからのレーザパルスを、前記コリメーティングレンズの中心軸に略沿った方向で前記コリメーティングレンズ６０４に入射させるために用いられる。例えば、前記第１の光路変更素子６０６１は反射鏡であり、前記第１の光路変更素子６０６１は前記コリメーティングレンズの中心軸上に位置し、前記レーザダイオードパッケージモジュールが出射するレーザパルスを、前記コリメーティングレンズの中心軸に略沿った方向に反射するために用いられ、前記反射面が、具体的には、前記半導体の、異方性を利用してエッチングを行って作製して得られた傾斜面である状況を例にすると、エッチング後に作製された前記傾斜面と前記半導体の底面との間の挟角は略５４．７４°であり、前記レーザダイオードダイの出射光は前記反射面を経て反射された後、前記基板の法線と約１９．４８°をなす角度で光透過領域を通過して出射され、それから、第１の光路変更素子６０６１に照射され、第１の光路変更素子６０６１を経て、前記コリメーティングレンズの中心軸に略沿った方向に反射される。光源６０３は斜め下向きに光ビームを送信し、光ビームは第１の光路変更素子６０６１に到達し、第１の光路変更素子６０６１はコリメーティングレンズ６０４方向へ光ビームを反射する。
【０１９６】
例えば反射鏡の第１の光路変更素子６０６１はコリメーティングレンズ６０４の光軸に対して傾斜して配置され、つまり、前記コリメーティングレンズ６０４の光軸からずれ、光源６０３およびコリメーティングレンズ６０４に対向しており、前記光透過領域から出射される出射光を前記コリメーティングレンズ６０４に反射するために用いられる。つまり、光源６０３は斜め下向きに光ビームを送信し、光ビームは第１の光路変更素子６０６１に到達し、第１の光路変更素子６０６１はコリメーティングレンズ６０４方向へ光ビームを反射する。
【０１９７】
第２の光路変更素子６０６２の中心に、例えばスルーホール６０６４などの光透過領域が設けられている。スルーホール６０６４は第２の光路変更素子６０６２の略中央部に位置する。スルーホール６０６４は台形を呈する。他の実施例では、スルーホール６０６４は長方形、円形または他の形状を呈していてよい。引き続き図１２を参照すると、第２の光路変更素子６０６２は第１の光路変更素子６０６１とコリメーティングレンズ６０４との間に位置しており、コリメーティングレンズ６０４に対向している。コリメーティングレンズ６０４の光軸はスルーホール６０６４を通過することができる。第１の光路変更素子６０６１が反射した光ビームは第２の光路変更素子６０６２のスルーホール６０６４を通過し、コリメーティングレンズ６０４に投射され、コリメーティングレンズ６０４を経てコリメートされる。
【０１９８】
図示した実施例では、検出器６０５は、距離検出装置６００の、光源６０３と反対側の、もう1つの側辺に位置しており、受信した光信号を電気信号に変換するために用いられ、前記電気信号は、前記検出物と前記距離検出装置の距離を測定するために用いられる。コリメーティングレンズ６０４により集光された戻り光が、第２の光路変更素子６０６２および第３の光路変更素子６０６３を介して検出器６０５に集光される。第３の光路変更素子６０６３はコリメーティングレンズ６０４の外側に位置しており、検出器６０５の、コリメーティングレンズ６０４に近い上方に位置しており、第２の光路変更素子６０６２および検出器６０５に対向しており、それぞれ前記第２の光路変更素子６０６２および前記検出器６０５に対向して設けられる。コリメーティングレンズ６０４が集光した戻り光は、第２の光路変更素子６０６２を介して第３の光路変更素子６０６３に反射され、第３の光路変更素子６０６３はさらに戻り光を検出器６０５に反射する。
【０１９９】
ここで、図面を参照しながら例示的実施例について記述したが、上記の例示的実施例は例示的なものであるに過ぎず、しかも、本発明の範囲をこれに限定する意図はないことを理解しなければならない。当業者はその中で様々な変更および修正を行うことができるが、本発明の範囲および趣旨から逸脱してはならない。これらすべての変更および修正は、添付された特許請求の範囲が請求する本発明の範囲に含まれることが意図される。
【０２００】
本明細書で開示された実施例が記述する各例示の手段およびアルゴリズムステップを結び付ければ、電子ハードウェアか、あるいはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせで実現可能であることに、当業者は気付くことができる。これらの機能が結局のところ、ハードウェアとソフトウェアのいずれの方式で実行されるかは、技術的解決策の特定の応用と設計された制約条件とに応じて決まる。当業者は、個々の特定の応用について、記述された機能を、異なる方法を用いて実現することができるが、このような実現は、本発明の範囲を超えるとみなされてはならない。
【０２０１】
本願が提供するいくつかの実施例においては、開示された機器および方法が、他の方式によって実現可能であることを理解しなければならない。例えば、以上で記述された機器の実施例は概略的なものであるに過ぎず、例えば、前記手段の区分は、ただ論理機能の区分であるに過ぎず、実際に実現する際には他の区分方式があってよく、例えば複数の手段またはアセンブリは、結合可能であるか、あるいはもう１つの機器に一体化可能であるか、またはいくつかの特徴は、省略するかまたは実行しなくてよい。
【０２０２】
ここで提供する明細書において、多くの具体的な細部について説明した。しかしながら、本発明の実施例は、これらの具体的な細部がない状況で実践可能であることは理解可能である。いくつかの実例では、本明細書に対する理解があいまいにならないように、公知の方法、構造、および技術を詳しく示していない。
【０２０３】
同様に、本発明を簡略にするとともに各発明の態様のうち１つまたは複数の理解を助けるために、本発明の例示的実施例についての記述において、本発明の各特徴が、単一の実施例、図、あるいはそれについての記述に一括して分類されることがあることを理解しなければならない。しかしながら、保護が請求されている本発明は個々の特許請求の範囲に明確に記載された特徴よりも多くの特徴を請求するという意図を反映するように、本発明の方法を解釈してはならない。より的確に言えば、相応の特許請求の範囲が反映しているように、その発明のポイントは、ある開示された単一の実施例のすべての特徴よりも少ない特徴を用いて相応の技術的課題を解決することができる点にある。従って、具体的な実施形態に従う特許請求の範囲は、これにより、この具体的な実施形態を明確に組み入れ、そのうち個々の請求項自体がいずれも本発明の単独の実施例となる。
【０２０４】
特徴同士が排除し合う場合を除き、任意の組み合わせを採用して、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約、および図面を含む）において開示されたすべての特徴や、このように開示された任意の方法あるいは機器のすべてのプロセスまたは手段を組み合わせることができることを、当業者は理解することができる。別途明確に述べられていない限り、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約、および図面を含む）において開示された個々の特徴は、同一の、同等の、または類似した目的を提供して特徴に代えることで代替することができる。
【０２０５】
また、ここに記載したいくつかの実施例は、他の特徴ではなく、他の実施例に含まれるいくつかの特徴を含んでいるが、異なる実施例の特徴の組み合わせは、本発明の範囲内にありしかも異なる実施例を形成することを意味していることを、当業者は理解することができる。例えば、特許請求の範囲において、保護を請求している実施例の任意の1つがいずれも、任意の組み合わせ方で使用可能である。
【０２０６】
本発明の各部材の実施例はハードウェアで実現するか、あるいは、１つまたは複数のプロセッサ上で動作するソフトウェアモジュールで実現するか、あるいはそれらの組み合わせで実現することができる。実践においてマイクロプロセッサまたはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を使用して、本発明の実施例によるいくつかのモジュールのいくつかのあるいはすべての機能を実現することができることを当業者は理解しなければならない。本発明は、ここで記述された方法の一部またはすべての装置プログラム（例えば、コンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品）を実行するために用いられるように実現することもできる。本発明を実現するこのようなプログラムは、コンピュータ可読媒体に記憶させることができ、あるいは、１つまたは複数の信号の形式を有し得る。このような信号は、インターネットウェブサイトからダウンロードして得るか、あるいはキャリア信号上で提供するか、あるいは他の何らかの形で提供することができる。
【０２０７】
注意すべきなのは、上記実施例は本発明について説明しており、本発明を限定してはおらず、しかも、当業者は、添付された特許請求の範囲から逸脱しない状況で代わりの実施例を考案することができるという点である。特許請求の範囲において、括弧の間に位置するいかなる参照符号も、特許請求の範囲に対する限定になるように構成されてはならない。本発明は、若干の異なる部品を含んだハードウェアおよび適切にプログラミングされたコンピュータの助けにより実現することができる。若干の装置を列挙した単位請求項において、これらの装置のうちいくつかは、同一のハードウェアによって具体化されてよい。「第１（の）」、「第２（の）」、および「第３（の）」等の単語の使用は、いかなる順序も表さない。これらの単語を名称として解釈することができる。
【０２０８】
上記は、本発明の具体的な実施形態または具体的な実施形態についての説明であるに過ぎず、本発明の保護範囲はこれに限定されず、いかなる当業者も、本発明が開示する技術の範囲内で変更または置換を容易に想到可能であり、いずれも本発明の保護範囲に含まれていなければならない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲に準じなければならない。
【図１】
2021531656.tif 000003
【図２】
2021531656.tif 000004
【図３Ａ】
2021531656.tif 000005
【図３Ｂ】
2021531656.tif 000006
【図３Ｃ】
2021531656.tif 000007
【図３Ｄ】
2021531656.tif 000008
【図４Ａ】
2021531656.tif 000009
【図４Ｂ】
2021531656.tif 000010
【図４Ｃ】
2021531656.tif 000011
【図４Ｄ】
2021531656.tif 000012
【図４Ｅ】
2021531656.tif 000013
【図４Ｆ】
2021531656.tif 000014
【図４Ｇ】
2021531656.tif 000015
【図４Ｈ】
2021531656.tif 000016
【図４Ｉ】
2021531656.tif 000017
【図５Ａ】
2021531656.tif 000018
【図５Ｂ】
2021531656.tif 000019
【図６Ａ】
2021531656.tif 000020
【図６Ｂ】
2021531656.tif 000021
【図６Ｃ】
2021531656.tif 000022
【図７Ａ】
2021531656.tif 000023
【図７Ｂ】
2021531656.tif 000024
【図７Ｃ】
2021531656.tif 000025
【図８Ａ】
2021531656.tif 000026
【図８Ｂ】
2021531656.tif 000027
【図８Ｃ】
2021531656.tif 000028
【図９Ａ】
2021531656.tif 000029
【図９Ｂ】
2021531656.tif 000030
【図９Ｃ】
2021531656.tif 000031
【図９Ｄ】
2021531656.tif 000032
【図１０】
2021531656.tif 000033
【図１１】
2021531656.tif 000034
【図１２】
2021531656.tif 000035
【国際調査報告】
2021531656.tif 000036
2021531656.tif 000037
2021531656.tif 000038
2021531656.tif 000039