(57)【要約】  【課題】  測定対象物に接触せず測定対象物の表面形状を測定可能にすること  【解決手段】  本発明の一実施形態に係る受発光素子モジュールは、測定対象物の表面形状を一方向に沿って測定する測定装置が備える受発光素子モジュールであって、配線基板と、前記配線基板の上面に配された、少なくとも１つの第１受光素子と、前記配線基板の上面の前記少なくとも１つの第１受光素子の隣に配された、少なくとも１つの発光素子と、を備え、前記少なくとも１つの第１受光素子と前記少なくとも１つの発光素子とは、前記一方向に沿って並んでいる。その結果、測定対象物に接触せず、測定対象物の表面形状を測定することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の表面形状を一方向に沿って測定する測定装置が備える受発光素子モジュールであって、
配線基板と、
前記配線基板の上面に配された、少なくとも１つの第１受光素子と、
前記配線基板の上面の前記少なくとも１つの第１受光素子の隣に配された、少なくとも１つの発光素子と、を備え、
前記少なくとも１つの第１受光素子と前記少なくとも１つの発光素子とは、前記一方向に沿って並んでいる、受発光素子モジュール。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第１受光素子は、前記一方向に並んでいる複数の第１受光素子を有しており、
前記少なくとも１つの発光素子は、前記複数の第１受光素子同士の間に配されている、請求項１に記載の受発光素子モジュール。
【請求項３】
前記配線基板の上面に配され、前記一方向に直行する方向に前記発光素子と並んで配された少なくとも１つの第２受光素子をさらに備える、請求項１に記載の受発光素子モジュール。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第２受光素子は、前記一方向に直行する方向に並んでいる複数の第２受光素子を有しており、
前記少なくとも１つの発光素子は、前記複数の第２受光素子同士の間に配されている、請求項３に記載の受発光素子モジュール。
【請求項５】
前記一方向に沿った前記配線基板の上面における前記発光素子の両側の領域のそれぞれには、複数の第１受光素子が配列されている、請求項１〜３のいずれかに記載の受発光素子モジュール。
【請求項６】
測定対象物の表面形状を一方向に沿って測定する測定装置が備える受発光素子モジュールであって、
配線基板と、
前記配線基板の上面に配された、少なくとも１つの受光素子と、
前記配線基板の上面の前記受光素子の隣に配された、少なくとも１つの発光素子と、を備え、
前記少なくとも１つの受光素子と前記少なくとも１つの発光素子とは、前記一方向に直行する方向に沿って並んでいる、受発光素子モジュール。
【請求項７】
測定対象物の表面形状を一方向に沿って測定する測定装置であって、
測定対象物を支持する支持部材と、
前記測定対象物に前記発光素子および前記受光素子が対向するように配され、且つ移動可能に配された、請求項１〜６のいずれかに記載の受発光素子モジュールと、を備える、測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受発光素子モジュールおよび測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面形状を測定するために、探針を使用して、測定対象物に探針を接触させるとともに、測定方向に掃引していた。（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９―１３３７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような測定装置では、探針を接触させて掃引させるため測定対象物が傷つく虞がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものであり、測定対象物を傷つけることなく表面形状を測定するため、測定対象物に接触せず測定対象物の表面を測定可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る受発光素子モジュールは、測定対象物の表面形状を一方向に沿って測定する測定装置が備える受発光素子モジュールであって、配線基板と、前記配線基板の上面に配された、少なくとも１つの第１受光素子と、前記配線基板の上面の前記少なくとも１つの受光素子の隣に配された、少なくとも１つの発光素子と、を備え、前記少なくとも１つの受光素子と前記少なくとも１つの発光素子とは、前記一方向に沿って並んでいる。
【０００７】
また、本発明の一実施形態に係る受発光素子モジュールは、測定対象物の表面形状を一方向に沿って測定する測定装置が備える受発光素子モジュールであって、配線基板と、前記配線基板の上面に配された、少なくとも１つの受光素子と、前記配線基板の上面の前記受光素子の隣に配された、少なくとも１つの発光素子と、を備え、前記少なくとも１つの受光素子と前記少なくとも１つの発光素子とは、前記一方向に直行する方向に沿って並んでいる。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る測定装置は、測定対象物の表面形状を一方向に沿って測定する測定装置であって、測定対象物を支持する支持部材と、前記測定対象物に前記発光素子および前記受光素子が対向するように配され、且つ移動可能に配された、上記の受発光素子モジュールと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る受発光素子モジュールおよび測定装置によれば、測定対象物に接触せず測定対象物の表面を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る受発光素子モジュールを模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る受発光素子モジュールを模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る受発光素子モジュールを模式的に示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る測定装置を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（受発光素子モジュール）
以下に、本開示の受発光素子モジュールについて、図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、本発明に係る受発光素子モジュールは、いずれの方向が上方または下方とされて使用されてもよいが、以下の説明では、便宜的に直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義し、Ｚ軸方向の正側を上方とする。
【００１２】
図１に、本実施形態に係る受発光素子モジュールを上下方向（Ｚ軸方向）に切断したときの断面図を示す。
【００１３】
受発光素子モジュール１は、測定対象物２の表面形状を測定することができる。測定対象物２は、表面が曲面のものや、表面に凹凸を有するものである。具体的には、測定対象物２は、例えば、機械加工後の被加工品、すなわち被削材または感光体ドラムなどであればよい。また、測定対象物２は、金属材料などであればよい。そして、例えば、受発光素子モジュール１は、被加工品の機械加工後の仕上がりまたは研磨後の仕上がり等を確認するために、使用することが期待できる。なお、測定対象物２は、上記に限られない。
【００１４】
受発光素子モジュール１は、測定対象物２に光を出射する発光素子３１と、測定対象物２で反射した光を受光する受光素子３２とを備えている。その結果、受発光素子モジュール１は、例えば、測定対象物２からの反射光の強度の変化や反射光が受光された受光素子３２の位置によって、測定対象物２の表面形状を測定することができる。
【００１５】
なお、発光素子３１および受光素子３２は、少なくとも１つあればよい。すなわち、受発光素子モジュール１は、１つの発光素子３１および１つの受光素子３２を備えていてもよいし、複数の発光素子３１および複数の受光素子３２を備えていてもよい。あるいは、受発光素子モジュール１は、１つの発光素子３１および複数の受光素子３２を備えていてもよいし、複数の発光素子３１および１つの受光素子３２を備えていてもよい。
【００１６】
受発光素子モジュール１は、発光素子３１および受光素子３２が実装された配線基板４と、配線基板４の上方において発光素子３１から出射した光の光路上に位置したレンズ５と、レンズ５を支えるとともに発光素子３１および複数の受光素子３２を囲むように配線基板４の上面に配された枠体６とを備えている。なお、本実施形態では、レンズ５は複数あり、複数のレンズ５のそれぞれは、発光素子３１および複数の受光素子３２のそれぞれに対応した位置に配置されている。なお、レンズ５および枠体６は、樹脂材料等を用いて、例えば押出成形等によって形成される。
【００１７】
発光素子３１は、発光部３１ｘを有している。発光素子３１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）などが使用される。受光素子３２は、発光素子３１が出射する光を受光する受光部３２ｘを有する。受光素子３２は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）またはフォトトランジスタ（ＰＴ）などが使用される。
【００１８】
図２（ａ）に、発光素子３１および受光素子３２を上下方向（Ｚ軸方向）に切断したときの断面図を示す。図２（ｂ）に、発光素子３１の断面を拡大した拡大図を示す。
【００１９】
本実施形態に係る受発光素子モジュール１は、１つの半導体基板３３上に発光素子３１と受光素子３２とを一体的に形成したものである。すなわち、発光素子３１は、一導電型を呈する半導体材料からなる半導体基板３３の上面に、複数の半導体層を積層して形成されている。また、受光素子３２は、半導体基板３３の上面における発光素子３１に近接した領域に、逆導電型の不純物をドーピングすることによって形成されている。
【００２０】
以下、受発光素子モジュール１の構成について、具体的に説明する。
【００２１】
半導体基板３３は、本実施形態では、ｎ型の半導体材料からなる。すなわち、本実施形態では、一導電型はｎ型であり、逆導電型はｐ型である。ｎ型の不純物濃度に限定はないが、高い電気抵抗を有することが望ましい。本実施形態では、シリコン（Ｓｉ）基板にｎ型の不純物としてリン（Ｐ）を１×１０１７〜２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で含むシリコン（Ｓｉ）基板を用いている。ｎ型の不純物としては、リン（Ｐ）の他に、例えば窒素（Ｎ２）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）およびビスマス（Ｂｉ）などが挙げられ、ドーピング濃度は、例えば１×１０１６〜１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３に設定される。
【００２２】
発光素子３１は、半導体基板３３上に、バッファ層３１ａ、ｎ型コンタクト層３１ｂ、ｎ型クラッド層３１ｃ、活性層３１ｄ、ｐ型クラッド層３１ｅおよびｐ型コンタクト層３１ｆが順次積層されて形成されている。
【００２３】
半導体基板３３の上面には、バッファ層３１ａが形成されている。これによって、半導体基板３３と半導体基板３３の上面に積層される半導体層との間に発生する格子歪などの格子欠陥を少なくし、ひいては半導体基板３３の上面に形成される複数の半導体層全体の格子欠陥または結晶欠陥を少なくすることができる。なお、バッファ層３１ａおよびその上面に形成される半導体層は、ＭＯＣＶＤ（Metal-organic Chemical Vapor Deposition
）法により形成すればよい。
【００２４】
本実施形態におけるバッファ層３１ａは、不純物を含まないガリウム砒素（ＧａＡｓ）からなり、その厚さが２〜３μｍ程度とされている。なお、半導体基板３３と半導体基板３３の上面に積層される半導体層との格子定数の差が大きくない場合には、バッファ層３１ａは省略してもよい。
【００２５】
バッファ層３１ａの上面には、ｎ型コンタクト層３１ｂが形成されている。ｎ型コンタクト層３１ｂは、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）にｎ型不純物であるシリコン（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などがドーピングされており、ドーピング濃度は１×１０１６〜１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度に設定される。本実施形態では、ｎ型不純物としてシリコン（Ｓｉ）が１×１０１８〜２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のドーピング濃度でドーピングされている。バッファ層３１ａの厚さは、例えば０．８〜１μｍ程度に設定される。
【００２６】
また、ｎ型コンタクト層３１ｂの上面の一部は露出しており、この露出している部分に発光素子側の第１電極３４ａを介して、配線基板４とワイヤボンディングまたはフリップチップ接続などによって電気的に接続されている。ｎ型コンタクト層３１ｂは、ｎ型コンタクト層３１ｂに接続される発光素子側の第１電極３４ａとの接触抵抗を下げることができる。
【００２７】
発光素子側の第１電極３４ａは、例えば金（Ａｕ）とアンチモン（Ｓｂ）との合金、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金、またはニッケル（Ｎｉ）系合金などが使用される。第１電極３４ａの厚さは、例えば０．５〜５μｍ程度に設定される。そして、第１電極３４ａは、半導体基板３３の上面からｎ型コンタクト層３１ｂの上面を覆うように形
成される絶縁層３１ｇの上に配置されているため、半導体基板３３およびｎ型コンタクト層３１ｂ以外の半導体層とは電気的に絶縁されている。
【００２８】
絶縁層３１ｇは、例えば窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの無機絶縁膜や、ポリイミドなどの有機絶縁膜などで形成される。絶縁層３１ｇの厚さは、例えば０．１〜１μｍ程度に設定される。
【００２９】
ｎ型コンタクト層３１ｂの上面には、ｎ型クラッド層３１ｃが形成されており、後に説明する活性層３１ｄに正孔を閉じ込めることができる。ｎ型クラッド層３１ｃは、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）にｎ型不純物であるシリコン（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などがドーピングされており、ドーピング濃度は１×１０１６〜１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度とされるとともに、その厚さが０．２〜０．５μｍ程度とされている。本実施形態では、ｎ型不純物としてシリコン（Ｓｉ）が１×１０１７〜５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のドーピング濃度でドーピングされている。
【００３０】
ｎ型クラッド層３１ｃの上面には、活性層３１ｄが形成されており、電子や正孔などのキャリアが集中して、再結合することによって光を発する発光部３１ｘとして機能する。活性層３１ｄは、不純物を含まないアルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）である。活性層３１ｄの厚さは、例えば０．１〜０．５μｍ程度に設定される。なお、本実施形態の活性層３１ｄは、不純物を含まない層であるが、ｐ型不純物を含むｐ型活性層であっても、ｎ型不純物を含むｎ型活性層であってもよく、活性層のバンドギャップがｎ型クラッド層３１ｃおよび後に説明するｐ型クラッド層３１ｅのバンドギャップよりも小さくなっていればよい。
【００３１】
活性層３１ｄの上面には、ｐ型クラッド層３１ｅが形成されており、活性層３１ｄに電子を閉じ込める機能を有している。ｐ型クラッド層３１ｅは、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）にｐ型不純物である亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）または炭素（Ｃ）などがドーピングされている。なお、ｐ型不純物のドーピング濃度は、例えば１×１０１６〜１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度に設定される。ｐ型クラッド層３１ｅの厚さは、例えば０．２〜０．５μｍ程度に設定される。本実施形態では、ｐ型不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）が１×１０１９〜５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のドーピング濃度でドーピングされている。
【００３２】
ｐ型クラッド層３１ｅの上面には、ｐ型コンタクト層３１ｆが形成されている。ｐ型コンタクト層３１ｆは、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）にｐ型不純物である亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）または炭素（Ｃ）などがドーピングされている。ｐ型不純物のドーピング濃度は、例えば１×１０１６〜１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度に設定される。ｐ型コンタクト層３１ｆの厚さは、例えば０．２〜０．５μｍ程度に設定される。
【００３３】
ｐ型コンタクト層３１ｆは、発光素子側の第２電極３４ｂを介して、配線基板４とワイヤボンディングまたはフリップチップ接続などによって電気的に接続されている。ｐ型コンタクト層３１ｆは、ｐ型コンタクト層３１ｆに接続される発光素子側の第２電極３４ｂとの接触抵抗を下げる機能を有している。
【００３４】
また、ｐ型コンタクト層３１ｆの上面には、ｐ型コンタクト層３１ｆの酸化を防止する機能を有するキャップ層（図示せず）を形成してもよい。キャップ層は、例えば不純物を含まないガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成して、その厚さを０．０１〜０．０３μｍ程度とすればよい。
【００３５】
発光素子側の第２電極３４ｂは、例えば金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）と、密着層であるニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）またはチタン（Ｔｉ）とを組み合わせたＡｕＮｉ、ＡｕＣｒ、ＡｕＴｉまたはＡｌＣｒ合金などで形成される。第２電極３４ｂの厚さは、例えば０．５〜５μｍ程度に設定される。また、第２電極３４ｂは、半導体基板３３の上面からｐ型コンタクト層３１ｆの上面を覆うように形成される絶縁層３１ｇの上に配置されているため、半導体基板３３およびｐ型コンタクト層３１ｆ以外の半導体層とは電気的に絶縁されている。
【００３６】
このようにして構成された発光素子３ａは、発光素子側の第１電極３４ａと発光素子側の第２電極３４ｂとの間にバイアスを印加することによって、発光部３１ｄ（活性層３１ｄ）が発光して、光源として機能する。
【００３７】
受光素子３２は、半導体基板３３の上面にｐ型半導体領域３２ａを設けることによって、ｎ型の半導体基板３３とでｐｎ接合を形成して構成される。ｐ型半導体領域３２ａは、半導体基板３３にｐ型不純物を高濃度に拡散させて形成されている。ｐ型不純物としては、例えば亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、インジウム（Ｉｎ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。ｐ型半導体のドーピング濃度は、例えば１×１０１６〜１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度に設定される。本実施形態では、ｐ型半導体領域３２ａの厚さが０．５〜３μｍ程度となるように、ホウ素（Ｂ）がｐ型不純物として拡散されている。
【００３８】
ｐ型半導体領域３２ａは、受光素子側の第１電極（図示せず）と電気的に接続されており、ｎ型半導体である半導体基板３３には、受光素子側の第２電極（図示せず）が電気的に接続されている。
【００３９】
受光素子側の第１電極は、半導体基板３３の上面に絶縁層３１ｇを介して配置されているため、半導体基板３３と電気的に絶縁されている。
【００４０】
受光素子側の第１電極および受光素子側の第２電極は、例えば金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）とクロム（Ｃｒ）または白金（Ｐｔ）とチタン（Ｔｉ）の合金などで、その厚さが０．５〜５μｍ程度となるように形成されている。
【００４１】
このように構成された受光素子３２は、ｐ型半導体領域３２ａに光が入射すると、光電効果によって光電流が発生して、この光電流を受光素子側の第１電極を介して取り出すことによって、受光部３２ｘとして機能する。なお、受光素子側の第１電極と受光素子側の第２電極との間に逆バイアスを印加すれば、受光素子３２の光検出感度が高くなるので好ましい。
【００４２】
本実施形態に係る受発光素子モジュール１において、少なくとも１つの受光素子３２と少なくとも１つの発光素子３１とは、測定対象物２の測定方向Ａ（一方向）に配されている。その結果、受発光素子モジュール１は、測定対象物２からの反射光の強度の変化によって、測定対象物２の表面形状を測定することができる。
【００４３】
なお、反射光の強度変化によって、測定対象物２の表面形状を測定する場合、測定対象物２の表面の凸部に比較して、照射領域が十分に大きい必要がある。この場合、例えば、測定対象物２の表面の凸部を被覆する照射領域が必要になる。
【００４４】
一方で、測定対象物２の表面の凸部が連続して形成されている場合、すなわち、測定対象物２の表面に凹凸が形成されている場合、発光素子３１の照射領域は、複数の凸部同士の間の距離よりも小さくてもよい。その結果、測定対象物２の表面の凹凸を精度よく測定
することができる。なお、例えば、機械工作後の被削材等には等間隔のピッチで、いわゆる筋目（あるいは「びびり」など）と言われる連続した凸部が形成される場合がある。上記構成は、例えば、このような筋目の形状を測定するのに効果的である。
【００４５】
また、受発光素子モジュール１は、測定対象物２の測定方向Ａ（一方向）に配列された複数の第１受光素子３２Ａを有しており、発光素子３１は複数の第１受光素子３２Ａ同士の間に配されている。その結果、一方の第１受光素子３２Ａで正反射光を受光し、他方の第１受光素子３２Ａで拡散反射光を受光することができる。したがって、測定対象物２の表面状態によって、正反射光と拡散反射光とで反射の仕方が異なることから、正反射光および拡散反射光の双方を受光することによって、測定対象物２の表面状態を測定結果に反映させることができる。
【００４６】
また、受発光素子モジュール１が上記のような構成を有することによって、例えば、測定対象物２の表面の凸部が照射領域に比較して十分に大きい場合でも、受発光素子モジュール１は、測定対象物２からの反射光の強度の変化や反射光が受光された受光素子３２の位置によって、測定対象物２の表面形状を測定することができる。具体的には、図１を参照しつつ、以下に説明する。なお、図１では、本実施形態に係る受発光素子モジュール１が、２つの第１受光素子３２Ａを備えている場合を示している。
【００４７】
すなわち、例えば、図１に示した凸部を有する測定対象物２の表面形状を測定する場合、測定は、測定対象物２に対して、図１に示した測定方向Ａに受発光素子モジュール１を移動させながら行なう。この場合、まず、受発発光素子モジュール１の発光素子３１からの光が測定対象物２の凸部の傾斜面に達したときに、複数の第１受光素子３２Ａのうち凸部の傾斜面に対向する位置にある第１受光素子３２Ａでの受光量が大きくなる。次いで、発光素子３１の光が凸部の頂点を超えて再び凸部の傾斜面に達したときに、他方の受光素子３２Ａでの受光量が大きくなる。その結果、複数の受光素子３２における受光量の変化または受光する受光素子３２の位置によって、測定対象物２の表面形状を推定することができる。したがって、受発光素子モジュール１の光を利用して、測定対象物２の表面に接触することなく、測定対象物２の表面形状が測定可能となる。
【００４８】
図３に、受発光素子モジュールの発光素子および受光素子を模式的に示した上面図を示す。
【００４９】
受発光素子モジュール１は、配線基板４の上面において、複数の第１受光素子３２Ａの配列方向Ａ（一方向）に直交する方向に、発光素子３１と並んで配された少なくとも１つの第２受光素子３２Ｂを有していてもよい。その結果、測定対象物２で反射する光のうち、測定方向Ａ以外に反射する光も受光可能になる。すなわち、発光素子３１に対して測定方向Ａに位置した複数の第１受光素子３２Ａの出力と、測定方向Ａに直交する方向に位置した第２受光素子３２Ｂの出力とを比較することによって、測定精度を向上させることができる。
【００５０】
複数の第１受光素子３２Ａは、発光素子３２の拡散反射光を受光してもよい。そして、少なくとも１つの第２受光素子３２Ｂは、発光素子３１の正反射光を受光してもよい。その結果、測定精度を向上させることができる。
【００５１】
なお、受光素子３２について、正反射光を受光させるか、拡散反射光を受光させるかは、例えば、発光素子３１からの光をレンズ５によって誘導することによって、適宜選択することができる。
【００５２】
複数の受光素子３２は、複数の第２受光素子３２Ｂを有しており、複数の第２受光素子
３２Ｂは、複数の第１受光素子３２Ａの配列方向Ａに直交する方向に、発光素子３１を挟んで配列されてもよい。その結果、複数の第１受光素子３１Ａの配列方向に限らず、複数の第２受光素子３２Ｂの配列方向に沿っても、測定対象物２の表面形状の測定が可能になり、測定効率を向上させることができる。
【００５３】
複数の第１受光素子３２Ａは、複数の第１受光素子３２Ａの配列方向Ａに沿った発光素子３１の両側の領域のそれぞれにおいて、複数の第１受光素子３２Ａが配列されていてもよい。その結果、例えば測定対象物２の表面形状の変化が大きくなり、発光素子３１から遠くに光が反射された場合でも、効果的に反射光を受光することができる。
【００５４】
第１受光素子３２Ａの平面形状は、複数の第１受光素子３２Ａの配列方向Ａに沿って伸びていてもよい。その結果、発光素子３１から遠くに光が反射された場合でも、効果的に反射光を受光することができる。なお、第１受光素子３２Ａの平面形状は、例えば複数の第１受発光素子３２Ａの配列方向Ａに沿った長辺を有する長方形または楕円形に形成される。
【００５５】
複数の第２受光素子３２Ａは、複数の第２受光素子３２Ａの配列方向に沿った発光素子３１の両側の領域のそれぞれにおいて、複数の第２受光素子３２Ｂが配列されていてもよい。その結果、例えば測定対象物２の表面形状の変化が大きくなり、発光素子３１から遠くに光が反射された場合でも、効果的に反射光を受光することができる。
【００５６】
第２受光素子３２Ａの平面形状は、複数の第１受光素子３２Ａの配列方向Ａに沿って伸びていてもよい。その結果、測定対象物２の凸部に反射されて第２受光素子３２Ｂで受光される光が、複数の第１受光素子３２Ａの配列方向Ａに逸れたとしても、効果的に反射光を受光することができる。なお、第２受光素子３２Ｂの平面形状は、例えば複数の第１受発光素子３２Ａの配列方向Ａに沿った長辺を有する長方形または楕円形に形成される。
【００５７】
（測定装置）
次に、受発光素子モジュール１を備えた測定装置１００について、図４を参照しつつ説明する。
【００５８】
また、本実施形態に係る測定装置は、いずれの方向が上方または下方とされて使用されてもよいものであるが、以下の説明では、便宜的に直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義し、Ｚ軸方向の正側を上方とする。また、以下の測定装置の説明では、受発光素子モジュール１の上下方向が上記で説明した受発光素子モジュール１の上下方向と反転している。
【００５９】
図４に示すように、本実施形態の測定装置１００は、例えば、測定対象物２を支持する支持部材１０１と、測定対象物２に発光素子３１および受光素子３２が対向するように配された受発光素子モジュール１とを備えている。
【００６０】
支持部材１０１は、例えばステージ状のものであればよい。また、支持部材１０１は、ステージ状のものに限られず、測定対象物２の形状や測定したい箇所に合わせて、様々な構造のものを選択すればよい。例えば、測定対象物２が円筒状である場合、支持部材１０１は、円筒状の筒部に差し込まれる棒状の部材であってもよいし、測定対象物２が柱状である場合、測定対象物２の端部を挟み込んで支持する部材であってもよい。
【００６１】
また、測定装置１００は、受発光素子モジュール１を少なくとも一方向に移動可能に保持する保持部材１０２を備えていてもよい。また、受発光素子モジュール１は、測定対象物２に対して相対的に移動可能であればよく、受発光素子モジュール１は一か所に固定されており、測定対象物２が移動してもよい。
【００６２】
本実施形態の測定装置１００は、上記の構成を有することによって、測定対象物２に対して一方向に直線的に受発光素子モジュール１を移動させながら、測定対象物２からの反射光を受発光素子モジュール１で受光することで、反射光の変化等から測定対象物２の表面形状を測定することができる。
【００６３】
受発光素子モジュール１が一方向に移動するとともに、測定対象物２を例えば回転させてもよい。例えば、測定対象物２が柱状の部材である場合、測定対象物２の長手方向に沿った中心軸を回転軸として、測定対象物２を自転させてもよい。
【００６４】
受発光素子モジュール１を移動させる場合、測定対象物２に対して、等間隔を維持しつつ移動させてもよい。その結果、測定精度を向上させることができる。
【００６５】
受発光素子モジュール１の照射領域は、測定対象物２の表面のうち、最も受発光素子モジュール１に近接する領域であってもよい。その結果、測定精度を向上させることができる。
【００６６】
本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００６７】
上記では、少なくとも１つの受光素子と少なくとも１つの発光素子とが、測定方向Ａに並んでいる構造を例に説明したが、本発明はこの場合に限られない。すなわち、本発明に係る受発光素子モジュールは、少なくとも１つの受光素子と少なくとも１つの発光素子とが、測定方向Ａに直行する方向に並んでいてもよい。なお、例えば、機械工作後の被削材等に、筋目（あるいは「びびり」）などの連続した凸部が形成される場合、被削材等の表面には、稜線と谷線とが交互に現れる。このとき、上記構成によれば、稜線および谷線に直行する方向を測定方向Ａとすると、発光素子および受光素子が測定方向Ａに並んでいる場合に比較して、発光素子および受光素子が測定方向Ａに直行する方向に並んでいる方が、光を受光しやすく、測定精度を向上させることができる。
【００６８】
上記では、１つの発光素子が、複数の受光素子（複数の第１受光素子および複数の第２受光素子）に囲まれている構造を例に説明したが、本発明はこの場合に限られない。すなわち、本発明に係る受発光素子モジュールは、１つの受光素子が、複数の発光素子に囲われていても構わない。すなわち、例えば、１つの受光素子を中心として、複数の発光素子が放射状に配置されていても構わない。この場合、例えば、受発光素子モジュールを移動させつつ、複数の発光素子を順次発光させることによって、より複雑な測定対象物２の表面形状を測定することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１      受発光素子モジュール
２      測定対象物
３１    発光素子
３１ａ  バッファ層
３１ｂ  ｎ型コンタクト層
３１ｃ  ｎ型クラッド層
３１ｄ  活性層
３１ｅ  ｐ型クラッド層
３１ｆ  ｐ型コンタクト層
３１ｇ  絶縁層
３１ｘ  発光部
３２（３２Ａ）    受光素子
３２ａ  ｐ型半導体領域
３２ｘ  受光部
３２Ｂ  第２受光素子
３３    基板
３４ａ  第１電極
３４ｂ  第２電極
４      配線基板
５      レンズ
６      枠体
【図１】
2016225623.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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