(57)【要約】  発光素子の発光遅延時間を短縮する発光装置の構成を簡略化する。  発光駆動回路は、発光電流配線、発光電流スイッチ、予備電流配線および予備電流スイッチを具備する。発光電流配線は、発光素子を発光させるための発光電流を発光素子に流す。発光電流スイッチは、発光電流配線に接続されて発光電流を制御する。予備電流配線は、発光電流が発光素子を流れる期間である発光期間の前に発光電流配線のインダクタンス成分を励磁するための予備電流を発光電流配線に流す。予備電流スイッチは、予備電流配線に接続されて予備電流を制御する。
2020129521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を発光させるための発光電流を前記発光素子に流す発光電流配線と、
前記発光電流配線に接続されて前記発光電流を制御する発光電流スイッチと、
前記発光電流が前記発光素子を流れる期間である発光期間の前に前記発光電流配線のインダクタンス成分を励磁するための予備電流を前記発光電流配線に流す予備電流配線と、
前記予備電流配線に接続されて前記予備電流を制御する予備電流スイッチと
を具備する発光駆動回路。
【請求項２】
前記発光素子は、
２つの電極が配置されて当該電極の間を流れる前記発光電流に応じて発光する発光チップと、
前記２つの電極毎に配置されて前記発光電流を流すための２つの発光電流端子と、
前記２つの電極の少なくとも１つに配置されて前記予備電流すための予備電流端子と
を備え、
前記発光電流配線は、前記発光電流端子に接続され、
前記予備電流配線は、前記予備電流端子に接続される
請求項１記載の発光駆動回路。
【請求項３】
前記発光素子の略発光閾値の電流をバイアス電流として前記発光素子に供給するバイアス回路をさらに具備する請求項１記載の発光駆動回路。
【請求項４】
前記発光期間に前記発光電流を変化させる請求項１記載の発光駆動回路。
【請求項５】
前記発光期間に前記発光電流を減少させる請求項４記載の発光駆動回路。
【請求項６】
前記発光素子は、レーザダイオードを備える請求項１記載の発光駆動回路。
【請求項７】
前記発光電流を供給する電源回路をさらに具備する請求項１記載の発光駆動回路。
【請求項８】
前記電源回路は、前記予備電流をさらに供給する請求項７記載の発光駆動回路。
【請求項９】
前記予備電流を供給する電源回路をさらに具備する請求項７記載の発光駆動回路。
【請求項１０】
前記発光電流スイッチおよび前記予備電流スイッチの制御信号を生成する制御部をさらに具備する請求項１記載の発光駆動回路。
【請求項１１】
前記発光電流スイッチおよび前記予備電流スイッチは、ＭＯＳトランジスタにより構成される請求項１記載の発光駆動回路。
【請求項１２】
前記発光電流配線および前記予備電流配線の少なくとも１つは、スナバ回路が接続される請求項１記載の発光駆動回路。
【請求項１３】
発光素子と、
前記発光素子を発光させるための発光電流を前記発光素子に流す発光電流配線と、
前記発光電流配線に接続されて前記発光電流を制御する発光電流スイッチと、
前記発光電流が前記発光素子を流れる期間である発光期間の前に前記発光電流配線のインダクタンス成分を励磁するための予備電流を前記発光電流配線に流す予備電流配線と、
前記予備電流配線に接続されて前記予備電流を制御する予備電流スイッチと
を具備する発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光駆動回路および発光装置に関する。詳しくは、発光素子を駆動する発光駆動回路および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置等において、撮像前に被写体までの距離を測定する測距センサが使用されている。この測距センサは、レーザダイオード等の光源からの光を被写体に照射し、被写体からの反射光が撮像装置に入射するまでの時間を計測することにより、被写体までの距離を測定する。この測距センサにおいて、動きのある被写体について距離を測定する場合には、レーザダイオードを高速に駆動して発光させる必要がある。距離の検出精度を向上させるためである。このレーザダイオードを高速に駆動する駆動回路として、例えば、レーザダイオードの所望する光量を得るための所定電流と、所定電流に加算される第１および第２のオーバシュート電流とを生成する光源駆動回路が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】
上述の従来技術においては、所定電流より大きな電流値のオーバシュート電流を流すことにより、レーザダイオードの発光遅延時間を短縮し、高速に駆動する。上述の第１のオーバシュート電流は、レーザダイオードの寄生容量を充電するためのオーバシュート電流である。この第１のオーバシュート電流は、所定の電流値に設定される。また、第２のオーバシュート電流は、レーザダイオードの応答特性のばらつきによる発光遅延時間の変動を補償するために、応答特性に応じて電流値が調整されるオーバシュート電流である。この第１および第２のオーバシュート電流が順にレーザダイオードに供給され、レーザダイオードが駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０３３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術では、複数のオーバシュート電流をレーザダイオードに供給する必要があり、駆動回路が複雑になるという問題がある。【０００６】
本開示は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、レーザダイオード等の発光素子の発光遅延時間を短縮する発光装置の構成を簡略化することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、発光素子を発光させるための発光電流を上記発光素子に流す発光電流配線と、上記発光電流配線に接続されて上記発光電流を制御する発光電流スイッチと、上記発光電流が上記発光素子を流れる期間である発光期間の前に上記発光電流配線のインダクタンス成分を励磁するための予備電流を上記発光電流配線に流す予備電流配線と、上記予備電流配線に接続されて上記予備電流を制御する予備電流スイッチとを具備する発光駆動回路である。【０００８】
また、この第１の態様において、上記発光素子は、２つの電極が配置されて当該電極の間を流れる上記発光電流に応じて発光する発光チップと、上記２つの電極毎に配置されて上記発光電流を流すための２つの発光電流端子と、上記２つの電極の少なくとも１つに配置されて上記予備電流すための予備電流端子とを備え、上記発光電流配線は、上記発光電流端子に接続され、上記予備電流配線は、上記予備電流端子に接続されてもよい。【０００９】
また、この第１の態様において、上記発光素子の略発光閾値の電流をバイアス電流として上記発光素子に供給するバイアス回路をさらに具備してもよい。【００１０】
また、この第１の態様において、上記発光期間に上記発光電流を変化させてもよい。【００１１】
また、この第１の態様において、上記発光期間に上記発光電流を減少させてもよい。【００１２】
また、この第１の態様において、上記発光素子は、レーザダイオードを備えてもよい。【００１３】
また、この第１の態様において、上記発光電流を供給する電源回路をさらに具備してもよい。【００１４】
また、この第１の態様において、上記電源回路は、上記予備電流をさらに供給してもよい。【００１５】
また、この第１の態様において、上記予備電流を供給する電源回路をさらに具備してもよい。【００１６】
また、この第１の態様において、上記発光電流スイッチおよび上記予備電流スイッチの制御信号を生成する制御部をさらに具備してもよい。【００１７】
また、この第１の態様において、上記発光電流スイッチおよび上記予備電流スイッチは、ＭＯＳトランジスタにより構成されてもよい。【００１８】
また、この第１の態様において、上記発光電流配線および上記予備電流配線の少なくとも１つは、スナバ回路が接続されてもよい。【００１９】
また、本開示の第２の態様は、発光素子と、上記発光素子を発光させるための発光電流を上記発光素子に流す発光電流配線と、上記発光電流配線に接続されて上記発光電流を制御する発光電流スイッチと、上記発光電流が上記発光素子を流れる期間である発光期間の前に上記発光電流配線のインダクタンス成分を励磁するための予備電流を上記発光電流配線に流す予備電流配線と、上記予備電流配線に接続されて上記予備電流を制御する予備電流スイッチとを具備する発光装置である。【００２０】
以上説明した態様を採ることにより、予備電流配線および予備電流スイッチを配置して発光電流配線に予備電流を流し、発光電流配線のインダクタンス成分を励磁するという作用をもたらす。発光の遅延時間を短縮する発光装置の構成の簡略化が想定される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。
【図２】本開示の第１の実施の形態に係る発光装置の駆動方法の一例を示す図である。
【図３】本開示の第２の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。
【図４】本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の構成例を示す平面図である。
【図５】本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の構成例を示す断面図である。
【図６】本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の実装の一例を示す図である。
【図７】本開示の第３の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。
【図８】本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の構成例を示す平面図である。
【図９】本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の実装の一例を示す図である。
【図１０】本開示の第３の実施の形態に係る発光装置の駆動方法の一例を示す図である。
【図１１】本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の他の構成例を示す平面図である。
【図１２】本開示の第４の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。
【図１３】本開示の第４の実施の形態に係る発光装置の駆動方法の一例を示す図である。
【図１４】本開示の第５の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。
【図１５】本開示の第５の実施の形態に係る発光装置の駆動方法の一例を示す図である。
【図１６】本開示の第５の実施の形態に係る発光装置の他の構成例を示す図である。
【図１７】本開示の第６の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。
【図１８】本開示の第７の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。
【図１９】本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．第５の実施の形態
６．第６の実施の形態
７．第７の実施の形態
８．カメラへの応用例
【００２３】
＜１．第１の実施の形態＞
［発光装置の構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。同図は、発光装置１の構成例を表す回路図である。同図は、本開示の発光装置の原理を説明する図である。発光装置１は、例えば、カメラ等において被写体との距離をＴｏＦ（Time of Flight）方式により測定する装置に使用される発光装置である。ここでＴｏＦ方式とは、被写体にレーザ光を照射し、レーザ光が被写体との間を往復する時間を計測することにより距離を測定する方式である。同図の発光装置１は、発光素子１００と、予備電流スイッチ１１と、発光電流スイッチ１２と、定電流源２０と、抵抗４１および４２と、キャパシタ５１および５２と、配線６１乃至６４ならびに７１および７２と、電源線Ｖｄｄおよび接地線とを備える。後述するように、発光素子１００は、端子１０１乃至１０４を備える。電源線Ｖｄｄは、発光装置１の電源を供給する配線である。また、同図の回路において、発光素子１００以外の回路は、発光駆動回路を構成する。
【００２４】
発光素子１００の端子１０１は、配線６１を介して電源線Ｖｄｄに接続される。発光素子１００の端子１０３は、配線７１を介して予備電流スイッチ１１の一端に接続される。予備電流スイッチ１１の他の一端は、配線７２を介して発光素子１００の端子１０４に接続される。発光素子１００の端子１０２は、配線６２を介して発光電流スイッチ１２の一端に接続される。発光電流スイッチ１２の他の一端は、配線６３、定電流源２０および配線６４を介して接地される。直列に接続された抵抗４１およびキャパシタ５１は、配線７１と接地線との間に接続される。直列に接続された抵抗４２およびキャパシタ５２は、配線６２と接地線との間に接続される。
【００２５】
発光素子１００は、半導体チップを備え、電流を流すことにより発光する素子である。同図の発光素子１００は、半導体チップに構成された発光チップ１１０が半導体パッケージに封止されて構成される。この半導体パッケージは、端子１０１乃至１０４を備える。発光チップ１１０には、例えば、レーザダイオードや発光ダイオードを適用することができる。同図の発光装置１においては、レーザダイオードにより構成された発光チップ１１０を想定する。レーザダイオードは、アノードからカソードに電流を流すことによりレーザ光を放射するダイオードである。同図に表したように、発光チップ１１０のアノードは、配線１７１を介して端子１０１および１０３に接続される。また、発光チップ１１０のカソードは、配線１７２を介して端子１０２および１０４に接続される。なお、発光素子１００を発光させるための電流を発光電流と称する。
【００２６】
予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２は、導通および非導通の２つの状態に可逆的に遷移する素子である。この状態の遷移は、制御端子（不図示）に入力される制御信号により制御される。予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２には、半導体素子、例えば、ＭＯＳトランジスタを使用することができる。
【００２７】
直列に接続された抵抗４１およびキャパシタ５１ならびに抵抗４２およびキャパシタ５２は、それぞれスナバ回路２０１および２０２を構成する。このスナバ回路２０１および２０２は、スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移した際および非導通状態から導通状態に遷移した際に生じる発光電流のリンギングを抑制する回路である。このリンギングは、配線等のインダクタンス成分とスイッチ素子の寄生容量等との間において振動的な電流が流れることにより生じる。発光電流が振動すると発光素子１００の光量が変動し、測距センサ等に使用した際に精度が低下する。スナバ回路２０１および２０２を配置することによりリンギングを抑制し、測距センサ等の精度の低下を軽減することができる。スナバ回路２０１は、後述する予備電流配線と低インピーダンスのノードである接地線に接続される。また、スナバ回路２０２は、発光電流配線と接地線との間に接続される。なお、発光装置１の構成は、この例に限定されない。例えば、スナバ回路２０１および２０２の何れか一方を配置する構成にすることもできる。
【００２８】
定電流源２０は、発光素子１００に定電流を流す回路である。この定電流源２０により発光素子１００に所定の発光電流を流すことができる。具体的には、定電流源２０は、電源線Ｖｄｄにより供給される電源電圧に基づいて発光素子１００に流れる電流を所定の値の電流に制限する。定電流源２０には、例えば、ベースを定電圧駆動されたバイポーラトランジスタによる回路を使用することができる。なお、定電流源２０および電源線Ｖｄｄは、請求の範囲に記載の電源回路の一例である。
【００２９】
発光装置１における発光素子の駆動は、次のように行うことができる。まず、外部から発光電流スイッチ１２を制御し、発光電流スイッチ１２を非導通状態から導通状態に遷移させる。すると、配線６１乃至６４、配線１７１および１７２ならびに定電流源２０による閉回路が形成されて、電源線Ｖｄｄから発光チップ１１０を通して接地線に発光電流が流れる。上述のように、この発光電流は、最大値が定電流源２０により設定された電流となる。この発光電流を発光チップ１１０の発光閾値を超える値に設定することにより、発光チップ１１０よりレーザ光を放射させることができる。この発光素子１００を発光させる期間を発光期間と称する。この発光期間は、発光素子１００に発光電流が流れる期間に該当する。
【００３０】
しかし、配線６１乃至６４や配線１７１および１７２は同図に表したようにインダクタンス成分（寄生インダクタンスＬ）を有するため、発光電流の立ち上がり波形が鈍ることとなる。すなわち、発光電流スイッチ１２の導通状態への遷移から所定の発光電流に到達するまでの時間が長くなる。このため、発光チップ１１０の発光が遅延することとなり、発光素子１００を高速に駆動する際の障害となる。
【００３１】
そこで、同図の発光装置１では、予備電流スイッチ１１を配置して発光チップ１１０に予備電流を流し、発光電流の立ち上がりを速くする。ここで、予備電流とは、発光期間の前に発光素子１００に発光電流を流す経路となる配線６１および６２等に予備的に流す電流である。この予備電流を発光期間に先立って配線６１乃至６４ならびに配線１７１および１７２に流すことにより、これらの配線の寄生インダクタンスを励磁することができる。具体的には、発光期間の前に発光電流スイッチ１２および予備電流スイッチ１１を導通状態にする。これにより、電源線Ｖｄｄから配線６１、配線１７１、配線７１、予備電流スイッチ１１、配線７２、配線１７２、配線６２、発光電流スイッチ１２、配線６３、定電流源２０、配線６４および接地線の経路により予備電流が流れる。
【００３２】
この予備電流により配線６１および６２等が励磁されて予備電流の値が発光電流の値に到達した後に予備電流スイッチ１１を非導通の状態に遷移させる。発光チップ１１０を迂回して流れていた電流が発光チップ１１０を流れることとなり、発光チップ１１０が発光する。配線６１および６２等の寄生インダクタンスは、既に励磁されているため、急峻な立ち上がりの発光電流を発光チップ１１０に流すことができる。
【００３３】
なお、配線６１乃至６４は、請求の範囲に記載の発光電流配線の一例である。配線７１および７２は、請求の範囲に記載の予備電流配線の一例である。端子１０１および１０２は、請求の範囲に記載の発光電流端子の一例である。端子１０３および１０４は、請求の範囲に記載の予備電流端子の一例である。なお、同図の例においては、発光素子１００内部の配線１７１において、端子１０１および発光チップ１１０のアノードの間の配線を発光電流配線とし、端子１０３および発光チップ１１０のアノードの間の配線を予備電流配線と捉えることもできる。同様に、配線１７２において、端子１０２および発光チップ１１０のカソードの間の配線を発光電流配線とし、端子１０４および発光チップ１１０のカソードの間の配線を予備電流配線と捉えることもできる。
【００３４】
［発光素子の駆動方法］
図２は、本開示の第１の実施の形態に係る発光装置の駆動方法の一例を示す図である。同図は、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２の制御信号と予備電流スイッチ１１、発光電流スイッチ１２および発光素子１００の電流との関係を表した図である。予備電流スイッチ１１の制御信号および発光電流スイッチ１２の制御信号は、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２として使用する半導体素子、例えば、ＭＯＳトランジスタのゲートに印加される制御信号を２値化して表したものである。同図において、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２の制御信号が値「１」の時、ＭＯＳトランジスタのソースおよびドレインの間を導通させる電圧がゲートおよびソース間に印加される。この信号を以下オン信号と称する。また、同図の波形において、点線は、０Ｖまたは０Ａの線を表す。
【００３５】
Ｔ１において、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２にオン信号が印加される。これにより、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２が導通状態になる。電源線Ｖｄｄからの電源電圧が配線６１乃至６４等の寄生インダクタンスに印加され、この寄生インダクタンスの励磁電流に相当する予備電流が配線６１乃至６４ならびに配線７１および７２に流れ始める。同図の予備電流スイッチ１１の電流および発光電流スイッチ１２の電流に表したように、この予備電流は、ランプ関数状に増加する。
【００３６】
Ｔ２において、予備電流スイッチ１１へのオン信号の印加を停止し、予備電流スイッチ１１を非導通の状態に遷移させる。一方、発光電流スイッチ１２は、導通状態を継続する。この際、予備電流スイッチ１１に流れていた電流Ｉｄは、発光素子１００に流路を変更し、発光電流スイッチ１２を介して流れ続ける。この発光素子１００および発光電流スイッチ１２を流れるＩｄは、発光素子１００における所望の光量を得るための発光電流となる。すなわち、Ｔ１乃至Ｔ２の期間は、予備電流が発光電流に等しい値に増加する期間に相当する。発光電流におけるＩｄは、定電流源２０により設定される電流にすることができる。予備電流スイッチ１１が非導通の状態に遷移する際には、配線６１および６２等の寄生インダクタンスにより逆起電力が発生し、発光チップ１１０に過電圧が印加される。この過電圧により、発光チップ１１０を流れる電流の立ち上がり時間をさらに短縮することができる。発光チップ１１０の寄生容量の充電時間を短縮することができるためである。
【００３７】
Ｔ３において、発光電流スイッチ１２へのオン信号の印加を停止する。これにより、発光電流スイッチ１２が非導通状態になり、発光素子１００を流れる発光電流が遮断されて、発光素子１００のレーザ光の放射が停止する。Ｔ２乃至Ｔ３の期間は、発光期間に該当する。
【００３８】
同図に表したように、発光期間の初期において、発光素子１００を流れる電流を急峻な立ち上がりにすることができ、発光素子１００における発光に至るまでの遅延時間を短縮することができる。同図の発光素子１００の電流の波形における１点鎖線は、予備電流を流すことなくＴ２において発光電流スイッチ１２にオン信号を印加した場合の波形を表す。配線６１および６２等の寄生インダクタンスの影響により、発光電流の立ち上がり時間が長くなり、発光素子１００の発光遅延時間が長くなる。また、発光期間における値Ｉｄの発光電流が流れる期間が短くなる。
【００３９】
以上説明したように、本開示の第１の実施の形態の発光装置１は、発光素子１００の発光電流を流す配線６１乃至６４に予備電流を流すことにより、発光期間の前に配線６１乃至６４の寄生インダクタンスを励磁する。これにより、発光期間において発光素子１００を流れる発光電流の立ち上がり時間を短縮することができる。この予備電流は、予備電流スイッチ１１と付随する配線７１および７２とを接続することにより流すことができ、発光装置１の構成を簡略化することができる。
【００４０】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の発光装置１は、４つの端子を有するパッケージに構成された発光素子１００を使用していた。これに対し、本開示の第２の実施の形態の発光装置１は、２つの端子を備える発光素子を使用する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００４１】
［発光装置の構成］
図３は、本開示の第２の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。同図は、図１と同様に、発光装置１の構成例を表す回路図である。同図の発光装置１は、発光素子１００の代わりに発光素子１７０を使用する点で、図１において説明した発光装置１と異なる。
【００４２】
発光素子１７０は、端子１０１および１０２を備える。端子１０１には配線６１および７１が共通に接続され、端子１０２には配線６２および７２が共通に接続される。これ以外の結線は図１と同様であるため、説明を省略する。
【００４３】
発光素子１７０は、発光チップ１１０を備え、２端子の半導体パッケージに構成された発光素子である。発光チップ１１０のアノードおよびカソードが端子１０１および１０２にそれぞれ接続される。
【００４４】
［発光素子の構成］
図４は、本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の構成例を示す平面図である。同図は、発光素子１７０の構成例を表す平面図である。同図の発光素子１７０は、発光チップ１１０と、フレーム１５０と、拡散板１６０（不図示）と、基板１４０と、ボンディングワイヤ１２０と、半田１３０（不図示）とを備える。
【００４５】
発光チップ１１０は、半導体基板上に複数の垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）が形成されて構成された発光素子であり、垂直方向にレーザ光を照射する面発光レーザ素子である。同図の発光チップ１１０の表面の円は、ＶＣＳＥＬ１１４を表す。後述するように、発光チップ１１０は、半導体領域１１１（不図示）の表面および裏面にアノード電極１１２およびカソード電極１１３（不図示）がそれぞれ配置されて構成される。半導体領域１１１は、例えば、ＧａＡｓにより構成することができる。具体的には、発光チップ１１０の半導体領域１１１は、ＧａＡｓ基板にｎ型に構成された複数のＧａＡｓ層およびＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層とｐ型に構成された複数のＧａＡｓ層およびＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層とを積層した構成にすることができる。これにより、ｐｎ接合が形成されるとともに複数のＧａＡｓ層およびＡｌ（Ｇａ）Ａｓ層により半導体による多層膜反射鏡が形成される。このｐｎ接合に順方向電流を流すことにより、キャリアが注入されて発光を生じるとともに多層膜反射鏡により共振してレーザ光が放射される。
【００４６】
基板１４０は、発光チップ１１０が実装される基板である。この基板１４０は、表面にパッド１４１および１４２が配置される。このパッド１４１および１４２に発光チップ１１０の電極が接続される。また、基板１４０の裏面には、端子１０１および１０２が配置される。発光チップ１１０の不図示のカソード電極は、パッド１４１に接続される。一方、発光チップ１１０のアノード電極１１２は、ワイヤボンディングによりパッド１４２に接続される。
【００４７】
ボンディングワイヤ１２０は、発光チップ１１０のアノード電極１１２とパッド１４２とをワイヤボンディングにより接続するものである。同図に表したように、複数のボンディングワイヤ１２０を配置することにより配線抵抗を低減することができる。
【００４８】
フレーム１５０は、発光チップ１１０を囲繞して配置される筐体である。このフレーム１５０は、後述する拡散板１６０とともに発光チップ１１０を封止する。
【００４９】
［発光素子の構成］
図５は、本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の構成例を示す断面図である。同図は、発光素子１７０の構成例を表す断面図である。
【００５０】
拡散板１６０は、発光素子１７０の天板に配置され、発光チップ１１０により放射されたレーザ光を透過させるとともに拡散光に変換するものである。
【００５１】
同図に表したように、発光チップ１１０のアノード電極１１２は、ボンディングワイヤ１２０を介してパッド１４２に接続される。発光チップ１１０の裏面に配置されたカソード電極１１３は、半田１３０を介してパッド１４１に接続される。すなわち、カソード電極１１３は、パッド１４１に半田付けされる。パッド１４１と端子１０２との間は、基板１４０に形成された複数のビアプラグ１４５により接続される。同様に、パッド１４２と電極１０１との間はビアプラグ１４６により接続される。
【００５２】
同図の発光素子１７０において、端子１０２、ビアプラグ１４５、パッド１４１および半田１３０を介してカソード電極１１３に到達する配線経路は、配線距離が比較的短く、カソード電極１１３とパッド１４１とが面実装される。このため、配線抵抗が低く、寄生インダクタンスも小さくなる。一方、電極１０１、ビアプラグ１４６、パッド１４２およびボンディングワイヤ１２０を介してアノード電極１１２に到達する配線経路は、主にボンディングワイヤ１２０の影響により、配線抵抗が比較的高く、寄生インダクタンスも大きくなる。当該配線経路を流れる発光電流の立ち上がり時間を短縮するためには、当該アノード電極１１２に接続される配線経路の寄生インダクタンスの低減が必要となる。例えば、複数のボンディングワイヤ１２０を並列に接続することにより、寄生インダクタンスを低減することができる。
【００５３】
［発光素子の実装構成］
図６は、本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の実装の一例を示す図である。同図は、発光素子１７０や発光電流スイッチ１２等が実装される回路基板における配線のレイアウトおよび発光素子１７０の実装の様子を表した図である。なお、同図において、スナバ回路２０１および２０２の記載は省略した。また、発光電流スイッチ１２および予備電流スイッチ１１等の接続は、略記した。
【００５４】
同図に表したように、配線６１および７１を１つの配線パターンに構成し、配線６２および７２を他の配線パターンに構成する。発光素子１７０の端子１０１および１０２をこれらの配線パターンに、例えば、半田付けにより実装する。これにより、発光電流配線を構成する配線６１および６２と、予備電流配線を構成する配線７１および７２とを分離することができる。同図に表したように配線６１および６２には、寄生インダクタンスＬが存在する。予備電流を配線６１および６２に流すことにより、これらの寄生インダクタンスを励磁することができる。一方、配線７１および７２にも寄生インダクタンスＬ’が存在するが、発光電流の立ち上がりに影響を及ぼすことはない。
【００５５】
配線６１および６２と配線７１および７２とは、端子１０１および１０２を境に分離されているため、共通インピーダンスを低減することができるとともに予備電流を流す際に基板上の配線６１および６２の全体に予備電流を流すことができる。すなわち、発光電流の立ち上がりに影響を及ぼす寄生インダクタンスが発生する範囲を発光素子１７０の内部の配線に限定することができ、寄生インダクタンスの影響を低減することができる。
【００５６】
なお、発光装置１の構成は、この例に限定されない。例えば、発光素子１７０においてフレーム１５０等を省略し、発光チップ１１０を発光電流スイッチ１２等が実装される基板にベアチップ実装することもできる。
【００５７】
これ以外の発光装置１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した発光装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００５８】
以上説明したように、本開示の第２の実施の形態の発光装置１は、２端子構成の発光素子１７０を使用する場合において、予備電流を配線６１乃至６４に流すことができ、発光期間において発光素子１００を流れる発光電流の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００５９】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第２の実施の形態の発光装置１は、２端子構成の発光素子１７０を使用していた。これに対し、本開示の第３の実施の形態の発光装置１は、アノード側の端子が２つに分離される素子を使用する点で、上述の第２の実施の形態と異なる。
【００６０】
［発光装置の構成］
図７は、本開示の第３の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。同図は、図３と同様に、発光装置１の構成例を表す回路図である。同図の発光装置１は、発光素子１７０の代わりに発光素子１８０を使用し、予備電流スイッチ１１が定電流源２０に直接接続される点で、図３において説明した発光装置１と異なる。
【００６１】
発光素子１８０は、端子１０１乃至１０３を備える。端子１０１には配線６１が接続され、端子１０３には配線７１が接続される。また、配線７２は省略され、予備電流スイッチ１１は配線７１および配線６３の間に接続される。これ以外の結線は図３と同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
発光素子１８０は、端子１０１および１０３が発光チップ１１０のアノードに共通に接続される。図３において説明した回路と異なり、予備電流は、配線６１、端子１０１、発光チップ１１０のアノード、端子１０３、予備電流スイッチ１１および配線６３を介して流れる。すなわち、発光電流スイッチ１２には、予備電流が流れず、発光電流のみが流れる。同図の発光素子１８０においては、端子１０３が、予備電流端子となる。
【００６３】
［発光素子の構成］
図８は、本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の構成例を示す平面図である。同図は、発光素子１８０の構成例を表す平面図である。同図の基板１４０は、端子１０３が端子１０１に隣接して配置され、端子１０３に対応するパッド１４３がパッド１４２に隣接して配置される。端子１０３およびパッド１４２は、ビアプラグ（不図示）により接続される。図４において説明した発光素子１７０と同様に、アノード電極１１２とパッド１４２との間は、ボンディングワイヤ１２０により接続される。一方、アノード電極１１２とパッド１４３との間は、ボンディングワイヤ１２１により接続される。このように、アノード電極１１２と端子１０１および１０３との間は異なる配線経路により接続される。
【００６４】
［発光素子の実装構成］
図９は、本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の実装の一例を示す図である。同図は、図６と同様に、配線のレイアウトおよび発光素子１００の実装の様子を表した図である。
【００６５】
同図に表したように、発光素子１８０の端子１０１に配線６１を接続し、端子１０３に配線７１を接続する。図６の配線のレイアウトとは異なり、配線６１および７１を異なる配線パターンに構成して分離する。これにより、図８において説明した発光チップ１１０のアノード電極１１２と配線６１および７１とを接続する経路を分離することができる。発光電流の立ち上がりに影響を及ぼす寄生インダクタンスが発生する範囲を発光チップ１１０のアノード電極１１２に限定することができ、寄生インダクタンスの影響をさらに低減することができる。
【００６６】
［発光素子の駆動方法］
図１０は、本開示の第３の実施の形態に係る発光装置の駆動方法の一例を示す図である。同図は、図２と同様に、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２の制御信号と予備電流スイッチ１１、発光電流スイッチ１２および発光素子１００の電流との関係を表した図である。図２と共通する部分については、説明を省略する。
【００６７】
Ｔ１において、予備電流スイッチ１１にオン信号が印加される。これにより、予備電流スイッチ１１が導通状態になり、予備電流が配線６１から発光チップ１１０のアノードを経由して配線７１に流れ始める。図２と同様に、ランプ関数状に増加する予備電流が流れる。
【００６８】
Ｔ２において、予備電流スイッチ１１へのオン信号の印加を停止して予備電流スイッチ１１を非導通の状態に遷移させるとともに、発光電流スイッチ１２にオン信号を印加して導通状態に遷移させる。予備電流スイッチ１１に流れていた電流Ｉｄは、発光素子１００および発光電流スイッチ１２に流路を変更して流れる。予備電流により配線６１および発光素子１８０の端子１０１から発光チップ１１０のアノードに至る配線経路の寄生インダクタンスは励磁されているため、発光電流スイッチ１２および発光素子１８０を流れる電流の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００６９】
Ｔ３において、発光電流スイッチ１２へのオン信号の印加を停止する。これにより、発光電流スイッチ１２が非導通状態になり、発光素子１８０を流れる発光電流が遮断され、発光素子１８０のレーザ光の放射が停止される。
【００７０】
図５において説明したように、発光チップ１１０のカソード側の配線と比較して、アノード側の配線は、ボンディングワイヤの影響により寄生インダクタンスが比較的大きくなる。そこで、図８に表したように、アノード側の配線をボンディングワイヤ１２０および１２１に分離してそれぞれに予備電流を流すことにより、発光素子１８０における端子１０１からアノード電極１１２に至る経路の寄生インダクタンスをさらに励磁することができる。これにより、発光電流の立ち上がり時間を短縮することができる。例えば、発光電流を６Ａとした場合に発光素子１８０の発光電流の立ち上がり時間を約２７０ｐｓにすることができる。発光期間が短い場合においても、本開示の発光装置１を適用することが可能となる。例えば、２ｎｓの発光期間を繰り返すパルス駆動等にも対応させることができる。
【００７１】
［発光素子の他の構成］
図１１は、本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の他の構成例を示す平面図である。同図は、発光素子１８０の他の構成例を表す平面図である。同図の発光素子１８０は、矩形の発光チップ１１０の対向する２つの辺毎に隣接してパッド１４２および１４３が配置される。このパッド１４２および１４３に対してアノード電極１１２からボンディングワイヤ１２０および１２１がそれぞれ接続される。ボンディングワイヤ１２０および１２１を発光チップ１１０の異なる辺に配置することができるため、比較的多くのボンディングワイヤ１２０および１２１を配置することが可能となる。接続抵抗をさらに低減することができる。
【００７２】
これ以外の発光装置１の構成は本開示の第３の実施の形態において説明した発光装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００７３】
以上説明したように、本開示の第３の実施の形態の発光装置１は、発光素子１８０において発光チップ１１０のアノード側の配線としてパッド１４２およびボンディングワイヤ１２０ならびにパッド１４３およびボンディングワイヤ１２１を配置する。これら２つの配線を発光電流端子である端子１０１と予備電流端子である端子１０３にそれぞれ接続する。これにより、発光チップ１１０のアノード側の配線の寄生インダクタンスの影響を軽減することができる。一方、発光チップ１１０のカソード側の配線は、半田付けによる実装を行うことにより、配線の寄生インダクタンスを低減するとともに簡便な実装（接続）方法を適用することができる。
【００７４】
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第３の実施の形態の発光装置１は、３端子構成の発光素子１８０を使用し、予備電流および発光電流を流して駆動していた。これに対し、本開示の第４の実施の形態の発光装置１は、発光素子にバイアス電流をさらに供給する点で、上述の第３の実施の形態と異なる。
【００７５】
［発光装置の構成］
図１２は、本開示の第４の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。同図は、図７と同様に、発光装置１の構成例を表す回路図である。同図の発光装置１は、スイッチ１３および定電流源２１をさらに備える点で、図７において説明した発光装置１と異なる。
【００７６】
スイッチ１３の一端は配線６２に接続され、スイッチ１３の他端は定電流源２１を介して接地される。これ以外の回路の結線は図７の発光装置１と同様であるため、説明を省略する。
【００７７】
スイッチ１３は、導通および非導通の２つの状態に可逆的に遷移する素子であり、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２と同様に、ＭＯＳトランジスタを使用することができる。このスイッチ１３は、発光素子１８０に流すバイアス電流を制御するスイッチである。ここで、バイアス電流とは、発光期間の前に発光素子１８０に流す電流であり、発光電流より小さい電流である。図４において説明したように、発光チップ１１０に順方向電流を流すことにより、キャリアが注入されてレーザ光が放射される。しかし、レーザ光を放射させるには、所定の濃度のキャリアを注入する必要があり、順方向電流の供給開始からレーザ光の放射までに時間差を生じる。そこで、バイアス電流を発光期間の前に発光素子１８０に流すことにより、レーザ光の放射までの時間差を短縮することができる。このバイアス電流には、例えば、発光素子１８０において発光を生じる閾値電流である発光閾値の近傍の電流を適用することができる。このバイアス電流として、例えば、５００ｍＡの電流を採用することができる。
【００７８】
定電流源２１は、発光素子１８０にバイアス電流を流す回路である。この定電流源２１は、定電流源２０と同様に、電源線Ｖｄｄにより供給される電源電圧に基づいて発光素子１８０に流れる電流を所定のバイアス電流に制限する回路である。
【００７９】
なお、スイッチ１３および定電流源２１により構成される回路は、請求の範囲に記載のバイアス回路の一例である。
【００８０】
［発光素子の駆動方法］
図１３は、本開示の第４の実施の形態に係る発光装置の駆動方法の一例を示す図である。同図は、予備電流スイッチ１１、発光電流スイッチ１２およびスイッチ１３の制御信号と予備電流スイッチ１１、発光電流スイッチ１２、スイッチ１３および発光素子１８０の電流との関係を表した図である。図２と共通する部分については、説明を省略する。
【００８１】
Ｔ１において、予備電流スイッチ１１およびスイッチ１３にオン信号が印加される。これにより、予備電流スイッチ１１およびスイッチ１３が導通状態になり、予備電流が流れるとともにバイアス電流Ｉｂが発光素子１００に流れる。発光閾値近傍の電流であるバイアス電流Ｉｂが発光素子１００に流れるため、発光素子１００に内蔵された発光チップ１１０のｐｎ接合にキャリアが注入される。
【００８２】
Ｔ２において、予備電流スイッチ１１へのオン信号の印加が停止されるとともに、発光電流スイッチ１２にオン信号が印加される。発光素子１００には、バイアス電流Ｉｂに加えて電流Ｉｄが流れる。Ｔ１乃至Ｔ２の期間において、発光チップ１１０にはキャリアが注入されているため、発光素子１００は、電流Ｉｄの流入直後よりレーザ光の放射を開始する。
【００８３】
Ｔ３において、スイッチ１３および発光電流スイッチ１２へのオン信号の印加を停止する。これにより、発光素子１００のレーザ光の放射が停止される。
【００８４】
このように、発光期間の前にバイアス電流を発光素子１００に流すことにより、発光素子１００におけるレーザ光の放射の遅延時間を短縮することができる。発光装置１を測距センサ等に使用する際の、誤差を低減することができる。
【００８５】
これ以外の発光装置１の構成は本開示の第３の実施の形態において説明した発光装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８６】
以上説明したように、本開示の第４の実施の形態の発光装置１は、発光素子１００にバイアス電流を流すことにより、発光素子１００における発光電流の供給からレーザ光の放射までの時間をさらに短縮することができる。
【００８７】
＜５．第５の実施の形態＞
上述の第３の実施の形態の発光装置１は、定電流源２０により発光素子１００に流れる電流を制限していた。これに対し、本開示の第５の実施の形態の発光装置１は、抵抗により発光素子１００に流れる電流を制限する点で、上述の第３の実施の形態と異なる。
【００８８】
［発光装置の構成］
図１４は、本開示の第５の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。同図は、図７と同様に、発光装置１の構成例を表す回路図である。同図の発光装置１は、定電流源２０の代わりに抵抗４３および４４を備える点で、図７において説明した発光装置１と異なる。
【００８９】
予備電流スイッチ１１の一端は抵抗４３を介して配線７１に接続され、予備電流スイッチ１１の他端は接地される。発光電流スイッチ１２の一端は抵抗４４を介して配線６２に接続され、発光電流スイッチ１２の他端は接地される。スナバ回路２０１は配線７１と接地線との間に接続され、スナバ回路２０２は配線６２と接地線との間に接続される。これ以外の回路の結線は図１２の発光装置１と同様であるため、説明を省略する。
【００９０】
なお、予備電流スイッチ１１および抵抗４３の間の配線７３と予備電流スイッチ１１および接地線との間の配線７４は、配線７１とともに予備電流配線を構成する。発光電流スイッチ１２および抵抗４４の間の配線６５と発光電流スイッチ１２および接地線との間の配線６３は、配線６１および６２とともに発光電流配線を構成する。
【００９１】
抵抗４３は、予備電流を所定の値に制限する抵抗である。予備電流スイッチ１１が導通状態に遷移した際の予備電流は、導通状態の予備電流スイッチ１１のオン抵抗等を無視すると、電源線Ｖｄｄにより供給される電源電圧を抵抗４３により除算した値に制限される。
【００９２】
抵抗４４は、発光素子１８０を流れる発光電流を所定の値に制限する抵抗である。発光電流スイッチ１２が導通状態に遷移した際の発光電流は、導通状態の発光電流スイッチ１２のオン抵抗や発光素子１８０の順電圧等を無視すると、電源線Ｖｄｄにより供給される電源電圧を抵抗４４により除算した値に制限される。
【００９３】
抵抗４３および４４の値を変えることにより、予備電流および発光電流をそれぞれ個別に設定することができる。例えば、予備電流および発光電流を略等しい電流とする値の抵抗４３および４４を採用することができる。なお、抵抗４３および電源線Ｖｄｄにより構成される回路は、請求の範囲に記載に記載の電源回路の一例である。抵抗４４および電源線Ｖｄｄにより構成される回路は、請求の範囲に記載に記載の電源回路の一例である。
【００９４】
一方、予備電流および発光電流が異なる値の電流となる抵抗４３および４４を採用することもできる。予備電流および発光電流を異なる値の電流にした場合には、予備電流を流す期間から発光期間に移行した際の発光電流を変化させることができる。この予備電流および発光電流を異なる値の電流とした場合の例について次に説明する。
【００９５】
［発光素子の駆動方法］
図１５は、本開示の第５の実施の形態に係る発光装置の駆動方法の一例を示す図である。同図は、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２の制御信号と予備電流スイッチ１１、発光電流スイッチ１２および発光素子１８０の電流との関係を表した図である。図２と共通する部分については、説明を省略する。
【００９６】
同図の例においては、抵抗４３により設定される電流をＩｄ１、抵抗４４により設定される電流をＩｄ２により表す。また、Ｉｄ１がＩｄ２より大きな電流と想定する。
【００９７】
Ｔ１において、予備電流スイッチ１１にオン信号が印加される。これにより、予備電流スイッチ１１が導通状態になり、電流Ｉｄ１が流れる。
【００９８】
Ｔ２において、予備電流スイッチ１１へのオン信号の印加が停止されるとともに、発光電流スイッチ１２にオン信号が印加される。上述のように、電流Ｉｄ１は電流Ｉｄ２より大きいため、配線６１等の寄生インダクタンスの影響により、Ｔ２に移行した直後の発光素子１８０には電流Ｉｄ１が発光電流として流れる。この電流は、ランプ関数状にＩｄ１からＩｄ２に変化する。このように、発光期間の初期において、抵抗４４により設定された電流Ｉｄ２より大きな発光電流が流れる。
【００９９】
Ｔ３において、発光電流スイッチ１２へのオン信号の印加を停止する。これにより、発光素子１８０に流れていた電流Ｉｄ２が遮断される。
【０１００】
発光素子１８０には、発光期間の初期の期間Ｔｏにおいて電流Ｉｄ２より大きな電流が流れる。この期間Ｔｏに流れる電流により、発光素子１８０の発光チップ１１０には、発光期間の定常の発光電流（Ｉｄ２）より過剰な電流が流れる。これにより、発光チップ１１０の寄生容量、例えば、図５において説明したアノード電極１１２およびカソード電極１１３の間の容量成分の充電を高速に行うことができ、半導体領域１１１への電圧の印加を高速化することができる。また、発光チップ１１０へのキャリアの注入を高速に行うこともできる。
【０１０１】
このように、発光期間の初期に高い値の発光電流を発光素子１８０に流すことにより、いわゆるオーバドライブを実行することが可能となり、発光遅延時間を短縮することができる。
【０１０２】
［発光装置の他の構成］
図１６は、本開示の第５の実施の形態に係る発光装置の他の構成例を示す図である。同図の発光装置１は、抵抗４５およびスイッチ１４をさらに備える点で、図１４において説明した発光装置１と異なる。なお、同図において、配線６１等における符号の記載は省略した。
【０１０３】
スイッチ１４の一端は抵抗４５を介して発光素子１８０の端子１０２に接続され、スイッチ１４の他端は接地される。これ以外の回路の結線は図１４の発光装置１と同様であるため、説明を省略する。
【０１０４】
スイッチ１４は、発光期間に導通状態になり、発光電流スイッチ１２とは異なる値の発光電流を制御する。
【０１０５】
抵抗４５は、発光素子１８０を流れる発光電流を所定の値に制限する抵抗である。スイッチ１４により抵抗４５を介して個別に発光電流を流すことにより、異なる値の発光電流を発光素子１８０に流すことができる。すなわち、発光期間に発光素子１８０を流れる発光電流を変化させることができる。具体的には、抵抗４５を図１５において説明した電流Ｉｄ１に応じた値の抵抗値とし、期間Ｔｏにおいて発光電流スイッチ１２の代わりにスイッチ１４を導通状態にすることができる。これにより、矩形形状の波形の電流Ｉｄ１を発光素子１８０に供給することができる。
【０１０６】
なお、発光装置１の構成は、この例に限定されない。例えば、発光期間の初期以外の期間にスイッチ１４を導通状態とし、発光電流を変化させることもできる。
【０１０７】
これ以外の発光装置１の構成は本開示の第３の実施の形態において説明した発光装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【０１０８】
なお、本開示の第５の実施の形態においては、抵抗４３および４４により予備電流および発光電流を制限していたが他の実施の形態と同様に定電流源２０等を適用することもできる。また、上述の第１乃至第４の実施の形態において定電流源２０の代わりに抵抗４３および４４を使用する回路にすることもできる。
【０１０９】
以上説明したように、本開示の第５の実施の形態の発光装置１は、異なる値の発光電流を発光素子１００に流すことにより、発光遅延時間をさらに短縮することができる。
【０１１０】
＜６．第６の実施の形態＞
上述の第３の実施の形態の発光装置１は、発光チップ１１０のアノード側の配線が発光素子１８０の２つの端子１０１および１０３に分岐していた。これに対し、本開示の第６の実施の形態の発光装置１は、発光チップ１１０のカソード側の配線が発光素子の２つの端子に分岐する点で、上述の第３の実施の形態と異なる。
【０１１１】
［発光装置の構成］
図１７は、本開示の第６の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。同図は、図７と同様に、発光装置１の構成例を表す回路図である。同図の発光装置１は、発光素子１８０の代わりに発光素子１９０を備える点で、図７において説明した発光装置１と異なる。
【０１１２】
発光素子１９０は、端子１０１、１０２および１０４を備える。定電流源２０の一端は電源線Ｖｄｄに接続され、他の一端は予備電流スイッチ１１の一端および発光電流スイッチ１２の一端に接続される。予備電流スイッチ１１の他の一端は配線７１を介して発光素子１９０の端子１０４に接続され、発光電流スイッチ１２の他の一端は配線６２を介して発光素子１９０の端子１０１に接続される。発光素子１９０の端子１０２は接地される。スナバ回路２０１は電源線Ｖｄｄおよび配線７１の間に接続され、スナバ回路２０２は電源線Ｖｄｄおよび配線６２の間に接続される。また、スナバ回路２０１および２０２は、低インピーダンスのノードである電源線Ｖｄｄに接続される。
【０１１３】
発光素子１９０は、発光チップ１１０のアノードが共通の端子１０１に接続され、カソードが２つの端子１０２および１０４に分離して接続される点で、発光素子１８０と異なる。
【０１１４】
これ以外の発光装置１の構成は本開示の第３の実施の形態において説明した発光装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【０１１５】
以上説明したように、本開示の第６の実施の形態の発光装置１は、発光チップ１１０のカソードへの配線が２つの端子に分離して接続された発光素子１９０において、発光電流の立ち上がりを高速にすることができる。
【０１１６】
＜７．第７の実施の形態＞
上述の第２の実施の形態の発光装置１は、発光チップ１１０を有する発光素子１７０が回路基板に実装されて構成されていた。これに対し、本開示の第７の実施の形態の発光装置１は、発光チップ１１０と予備電流スイッチ１１や発光電流スイッチ１２等の半導体素子が１つのパッケージに封止される点で、上述の第３の実施の形態と異なる。
【０１１７】
［発光装置の構成］
図１８は、本開示の第７の実施の形態に係る発光装置の構成例を示す図である。同図は、図３と同様に、発光装置１の構成例を表す回路図である。同図の発光装置１は、定電流源２０が省略され、発光素子１７０の代わりに発光チップ１１０が実装される点で、図３において説明した発光装置１と異なる。また、同図の発光装置１においては、予備電流スイッチ１１および発光電流スイッチ１２の例として、ＭＯＳトランジスタ１５および１６を配置した。ＭＯＳトランジスタ１５および１６には、ｎチャネルＭＯＳトランジスタを使用することができる。
【０１１８】
同図の発光装置１は、発光チップ１１０、ＭＯＳトランジスタ１５および１６ならびにスナバ回路２０１および２０２が１つのパッケージに封止されて構成される。すなわち、同図の発光装置１は、発光チップ１１０やＭＯＳトランジスタ等を備えるモジュールに構成される例を表したものである。
【０１１９】
同図の発光装置１は、端子１０５乃至１０９を備える。端子１０５は、配線６１を介して発光チップ１１０のアノードに接続される。ＭＯＳトランジスタ１５のドレインは配線７１を介して発光チップ１１０のアノードに接続される。ＭＯＳトランジスタ１５のソースは、配線７２を介して発光チップ１１０のカソードに接続される。ＭＯＳトランジスタ１６のドレインは、配線６２を介して発光チップ１１０のカソードに接続される。ＭＯＳトランジスタ１６のカソードは、配線６３を介して端子１０６に接続される。ＭＯＳトランジスタ１５のゲートは端子１０７に接続され、ＭＯＳトランジスタ１６のゲートは端子１０８に接続される。スナバ回路２０１は、配線７１および端子１０９の間に接続される。スナバ回路２０２は、配線６２および端子１０９の間に接続される。
【０１２０】
同図の発光装置１の端子１０５および１０６には、予備電流や発光電流を供給する電源回路を接続することができる。具体的には、端子１０５を電源線Ｖｄｄに接続し、端子１０６を図３において説明した定電流源２０に接続することができる。また、同図には、発光装置１を制御する制御信号を生成する制御部２を記載した。制御部２は、ＭＯＳトランジスタ１５および１６のオン信号を生成し、制御信号として供給することができる。端子１０７および１０８は、この制御部２に接続され、ＭＯＳトランジスタ１５および１６に応じた制御信号がそれぞれ供給される。また、端子１０９は、低インピーダンスのノードに接続することができる。具体的には、端子１０９を接地することができる。
【０１２１】
このように、発光チップ１１０や半導体素子を１つのパッケージに実装することにより、発光装置１を小型化することができる。
【０１２２】
なお、発光装置１の構成は、この例に限定されない。例えば、制御部２を発光チップ１１０とともに１つのパッケージに実装した構成にすることもできる。
【０１２３】
なお、上述の第１乃至第６の実施の形態において、発光装置１が制御部２を備える構成にすることもできる。
【０１２４】
これ以外の発光装置１の構成は本開示の第２の実施の形態において説明した発光装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【０１２５】
以上説明したように、本開示の第７の実施の形態の発光装置１は、発光チップ１１０や半導体素子を１つのパッケージに実装することにより、発光装置１を小型化することができる。
【０１２６】
＜８．カメラへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品に応用することができる。例えば、本技術は、カメラ等の撮像装置に搭載される発光装置として実現されてもよい。
【０１２７】
図１９は、本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。同図のカメラ１０００は、レンズ１００１と、撮像素子１００２と、撮像制御部１００３と、レンズ駆動部１００４と、画像処理部１００５と、操作入力部１００６と、フレームメモリ１００７と、表示部１００８と、記録部１００９と、発光装置１０１０を備える。
【０１２８】
レンズ１００１は、カメラ１０００の撮影レンズである。このレンズ１００１は、被写体からの光を集光し、後述する撮像素子１００２に入射させて被写体を結像させる。
【０１２９】
撮像素子１００２は、レンズ１００１により集光された被写体からの光を撮像する半導体素子である。この撮像素子１００２は、照射された光に応じたアナログの画像信号を生成し、デジタルの画像信号に変換して出力する。
【０１３０】
撮像制御部１００３は、撮像素子１００２における撮像を制御するものである。この撮像制御部１００３は、制御信号を生成して撮像素子１００２に対して出力することにより、撮像素子１００２の制御を行う。また、撮像制御部１００３は、撮像素子１００２から出力された画像信号に基づいてカメラ１０００におけるオートフォーカスを行うことができる。ここでオートフォーカスとは、レンズ１００１の焦点位置を検出して、自動的に調整するシステムである。このオートフォーカスとして、撮像素子１００２に配置された位相差画素により像面位相差を検出して焦点位置を検出する方式（像面位相差オートフォーカス）を使用することができる。また、画像のコントラストが最も高くなる位置を焦点位置として検出する方式（コントラストオートフォーカス）を適用することもできる。撮像制御部１００３は、検出した焦点位置に基づいてレンズ駆動部１００４を介してレンズ１００１の位置を調整し、オートフォーカスを行う。なお、撮像制御部１００３は、例えば、ファームウェアを搭載したＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することができる。
【０１３１】
レンズ駆動部１００４は、撮像制御部１００３の制御に基づいて、レンズ１００１を駆動するものである。このレンズ駆動部１００４は、内蔵するモータを使用してレンズ１００１の位置を変更することによりレンズ１００１を駆動することができる。
【０１３２】
画像処理部１００５は、撮像素子１００２により生成された画像信号を処理するものである。この処理には、例えば、画素毎の赤色、緑色および青色に対応する画像信号のうち不足する色の画像信号を生成するデモザイク、画像信号のノイズを除去するノイズリダクションおよび画像信号の符号化等が該当する。画像処理部１００５は、例えば、ファームウェアを搭載したマイコンにより構成することができる。
【０１３３】
操作入力部１００６は、カメラ１０００の使用者からの操作入力を受け付けるものである。この操作入力部１００６には、例えば、押しボタンやタッチパネルを使用することができる。操作入力部１００６により受け付けられた操作入力は、撮像制御部１００３や画像処理部１００５に伝達される。その後、操作入力に応じた処理、例えば、被写体の撮像等の処理が起動される。
【０１３４】
フレームメモリ１００７は、１画面分の画像信号であるフレームを記憶するメモリである。このフレームメモリ１００７は、画像処理部１００５により制御され、画像処理の過程におけるフレームの保持を行う。
【０１３５】
表示部１００８は、画像処理部１００５により処理された画像を表示するものである。この表示部１００８には、例えば、液晶パネルを使用することができる。
【０１３６】
記録部１００９は、画像処理部１００５により処理された画像を記録するものである。この記録部１００９には、例えば、メモリカードやハードディスクを使用することができる。
【０１３７】
発光装置１０１０は、被写体までの距離を測定するためのレーザ光を照射するものである。また、上述の撮像制御部１００３は、発光装置１０１０の制御および被写体までの距離の測定をさらに行う。カメラ１０００における被写体までの距離の測定は、次のように行うことができる。まず、撮像制御部１００３が発光装置１０１０を制御してレーザ光を出射させる。次に、被写体により反射されたレーザ光を撮像素子１００２により検出する。次に、撮像制御部１００３が、発光装置１０１０におけるレーザ光の出射から撮像素子１００２におけるレーザ光の検出までの時間を計測し、被写体までの距離を算出する。
【０１３８】
以上、本発明が適用され得るカメラについて説明した。本技術は以上において説明した構成のうち、発光装置１０１０に適用され得る。具体的には、図１において説明した発光装置１は、発光装置１０１０に適用することができる。発光装置１０１０に発光装置１を適用する高速なレーザ光の放射を行うことができる。
【０１３９】
なお、ここでは、一例としてカメラについて説明したが、本発明に係る技術は、その他、例えば携帯端末や無人搬送車等に適用されてもよい。
【０１４０】
最後に、上述した各実施の形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１４１】
また、上述の実施の形態における図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。
【０１４２】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）発光素子を発光させるための発光電流を前記発光素子に流す発光電流配線と、
前記発光電流配線に接続されて前記発光電流を制御する発光電流スイッチと、
前記発光電流が前記発光素子を流れる期間である発光期間の前に前記発光電流配線のインダクタンス成分を励磁するための予備電流を前記発光電流配線に流す予備電流配線と、
前記予備電流配線に接続されて前記予備電流を制御する予備電流スイッチと
を具備する発光駆動回路。
（２）前記発光素子は、
２つの電極が配置されて当該電極の間を流れる前記発光電流に応じて発光する発光チップと、
前記２つの電極毎に配置されて前記発光電流を流すための２つの発光電流端子と、
前記２つの電極の少なくとも１つに配置されて前記予備電流すための予備電流端子と
を備え、
前記発光電流配線は、前記発光電流端子に接続され、
前記予備電流配線は、前記予備電流端子に接続される
前記（１）に記載の発光駆動回路。
（３）前記発光素子の略発光閾値の電流をバイアス電流として前記発光素子に供給するバイアス回路をさらに具備する前記（１）および（２）に記載の発光駆動回路。
（４）前記発光期間に前記発光電流を変化させる前記（１）から（３）の何れかに記載の発光駆動回路。
（５）前記発光期間に前記発光電流を減少させる前記（４）に記載の発光駆動回路。
（６）前記発光素子は、レーザダイオードを備える前記（１）から（５）の何れかに記載の発光駆動回路。
（７）前記発光電流を供給する電源回路をさらに具備する前記（１）から（６）の何れかに記載の発光駆動回路。
（８）前記電源回路は、前記予備電流をさらに供給する前記（７）に記載の発光駆動回路。
（９）前記予備電流を供給する電源回路をさらに具備する前記（７）に記載の発光駆動回路。
（１０）前記発光電流スイッチおよび前記予備電流スイッチの制御信号を生成する制御部をさらに具備する前記（１）から（９）の何れかに記載の発光駆動回路。
（１１）前記発光電流スイッチおよび前記予備電流スイッチは、ＭＯＳトランジスタにより構成される前記（１）から（１０）の何れかに記載の発光駆動回路。
（１２）前記発光電流配線および前記予備電流配線の少なくとも１つは、スナバ回路が接続される前記（１）から（１１）の何れかに記載の発光駆動回路。
（１３）発光素子と、
前記発光素子を発光させるための発光電流を前記発光素子に流す発光電流配線と、
前記発光電流配線に接続されて前記発光電流を制御する発光電流スイッチと、
前記発光電流が前記発光素子を流れる期間である発光期間の前に前記発光電流配線のインダクタンス成分を励磁するための予備電流を前記発光電流配線に流す予備電流配線と、
前記予備電流配線に接続されて前記予備電流を制御する予備電流スイッチと
を具備する発光装置。
【符号の説明】
【０１４３】
１  発光装置
２  制御部
１１  予備電流スイッチ
１２  発光電流スイッチ
１３、１４  スイッチ
１５、１６  ＭＯＳトランジスタ
２０、２１  定電流源
４１〜４５  抵抗
５１〜５２  キャパシタ
６１〜６５、７１〜７４、１７１〜１７２  配線
１００、１７０、１８０、１９０  発光素子
１０１〜１０８  端子
１１０  発光チップ
１１１  半導体領域
１１２  アノード電極
１１３  カソード電極
１１４  ＶＣＳＥＬ
１２０、１２１  ボンディングワイヤ
１４０  基板
１４１〜１４３  パッド
２０１〜２０２  スナバ回路
１０００  カメラ
１０１０  発光装置
【図１】
2020129521.tif 000003
【図２】
2020129521.tif 000004
【図３】
2020129521.tif 000005
【図４】
2020129521.tif 000006
【図５】
2020129521.tif 000007
【図６】
2020129521.tif 000008
【図７】
2020129521.tif 000009
【図８】
2020129521.tif 000010
【図９】
2020129521.tif 000011
【図１０】
2020129521.tif 000012
【図１１】
2020129521.tif 000013
【図１２】
2020129521.tif 000014
【図１３】
2020129521.tif 000015
【図１４】
2020129521.tif 000016
【図１５】
2020129521.tif 000017
【図１６】
2020129521.tif 000018
【図１７】
2020129521.tif 000019
【図１８】
2020129521.tif 000020
【図１９】
2020129521.tif 000021
【国際調査報告】
2020129521.tif 000022
2020129521.tif 000023
2020129521.tif 000024
2020129521.tif 000025