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公開番号2025086542
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-09
出願番号2023200586
出願日2023-11-28
発明の名称光源装置及び測距装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01S 5/042 20060101AFI20250602BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数の半導体発光素子における発光の均一性を向上できる光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置は、各々が、半導体基板の第1面の側に、第1反射鏡と、第1活性層を含む第1半導体共振器と、第2反射鏡と、第1電極と、をこの順に有し、かつ、半導体基板の第1面とは反対側の第2面に第2電極を有する複数の半導体発光素子を備える。給電パッドは、複数の半導体発光素子に電力を供給するためのものである。配線は、複数の半導体発光素子の各々と給電パッドとを接続する。複数の半導体発光素子は、給電パッドとの間の距離に応じて、各々が少なくとも1つの半導体発光素子を有する複数のグループに分けられている。複数の半導体発光素子は、給電パッドとの間の距離が短いグループの半導体発光素子ほど、第1電極と第2電極との間の抵抗値が大きくなるように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
各々が、半導体基板の第１面の側に、第１反射鏡と、第１活性層を含む第１半導体共振器と、第２反射鏡と、第１電極と、をこの順に有し、かつ、前記半導体基板の前記第１面とは反対側の第２面に第２電極を有する複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子に電力を供給するための給電パッドと、
前記複数の半導体発光素子の各々と前記給電パッドとを接続する配線と、を備え、
前記複数の半導体発光素子は、前記給電パッドとの間の距離に応じて、各々が少なくとも１つの前記半導体発光素子を有する複数のグループに分けられており、
前記給電パッドとの間の距離が短いグループの前記半導体発光素子ほど、前記第１電極と前記第２電極との間の抵抗値が大きくなるように構成されている
ことを特徴とする光源装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
各々が、半導体基板の第１面の側に、第１反射鏡と、第１活性層を含む第１半導体共振器と、第２反射鏡と、第１電極と、をこの順に有し、かつ、前記半導体基板の前記第１面とは反対側の第２面に第２電極を有する複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子に電力を供給するための給電パッドと、
前記複数の半導体発光素子の各々と前記給電パッドとを接続する配線と、を備え、
前記複数の半導体発光素子は、前記給電パッドとの間の電流経路の長さに応じて、各々が少なくとも１つの前記半導体発光素子を有する複数のグループに分けられており、
前記給電パッドとの間の電流経路の長さが短いグループの前記半導体発光素子ほど、前記第１電極と前記第２電極との間の抵抗値が大きくなるように構成されている
ことを特徴とする光源装置。
【請求項３】
前記複数のグループは、第１グループと、前記抵抗値が前記第１グループの半導体発光素子よりも小さい半導体発光素子を有する第２グループと、を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記複数のグループは、前記第１グループと、前記第２グループと、前記抵抗値が前記第１グループの半導体発光素子よりも小さくかつ前記第２グループの半導体発光素子よりも大きい半導体発光素子を有する第３グループと、を有し、
前記第３グループは、前記第１グループと前記第２グループとの間に配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記複数の半導体発光素子は、前記第１電極と前記第２反射鏡との間に透明導電膜を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項６】
前記複数の半導体発光素子は、前記第１反射鏡内に可飽和吸収層を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１グループの半導体発光素子は、前記第１電極と前記第２電極との間の距離が前記グループの第２半導体発光素子よりも長く形成されており、前記距離が前記第２グループの半導体発光素子よりも長いことにより、前記第１電極と前記第２電極との間の抵抗値が前記第２グループの半導体発光素子よりも大きい
ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項８】
前記複数のグループのうち第１グループの半導体発光素子における前記透明導電膜と前記第２反射鏡との接触面積は、前記複数のグループのうち第２グループの半導体発光素子における前記透明導電膜と前記第２反射鏡との接触面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項９】
前記複数の半導体発光素子の少なくとも前記第２反射鏡はメサ状に加工されており、前記第１グループの半導体発光素子のメサの幅は、前記第２グループの半導体発光素子のメサの幅よりも狭い
ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第１グループの半導体発光素子は、前記第２反射鏡内にプロトン注入領域を有し、前記プロトン注入領域を有することにより、前記第１電極と前記第２電極との間の抵抗値が前記第２グループの半導体発光素子よりも大きい
ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及び測距装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、対象物までの距離を計測するための測距装置として、ＴｏＦ（ＴｉｍｅｏｆＦｌｉｇｈｔ）方式のＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）システムが知られている。ＬｉＤＡＲシステム用の光源としては、温度に対する波長依存性が少ない等の利点を備えることから、ＶＣＳＥＬ（ＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬＡＳＥＲ）が好ましく用いられている。
【０００３】
ＬｉＤＡＲシステム用の光源は、パワーが大きいほど測距距離が長くなるため、複数の半導体発光素子をアレイ状に配置し、全面を同時に発光させるフラッシュ駆動に対応できるように構成されることがある。また、ＬｉＤＡＲシステム用の光源は、１列または数列を順次発光させるシーケンシャル駆動に対応できるように構成されることもある。例えば特許文献１には、半導体発光素子の数を１００個～１０００個にする例とともに、半導体発光素子の数を増加することにより出力が増加することが記載されている。
【０００４】
ここで、ＬｉＤＡＲシステム用の光源は、半導体発光素子の出力を増大すると消費電力も大きくなるため、消費電力低減のために素子抵抗を下げる工夫がされている。例えば特許文献２には、半導体発光素子内の電流経路である上部反射鏡のドーピング濃度を上げることで素子抵抗を下げる例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１３６３０７号公報
特開２０２１－１３６３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術を用いて複数の半導体発光素子を有する光源装置を構成した場合、各半導体発光素子における発光が均一にならないことがあった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、複数の半導体発光素子における発光の均一性を向上できる光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書の一開示によれば、各々が、半導体基板の第１面の側に、第１反射鏡と、第１活性層を含む第１半導体共振器と、第２反射鏡と、第１電極と、をこの順に有し、かつ、前記半導体基板の前記第１面とは反対側の第２面に第２電極を有する複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子に電力を供給するための給電パッドと、前記複数の半導体発光素子の各々と前記給電パッドとを接続する配線と、を備え、前記複数の半導体発光素子は、前記給電パッドとの間の距離に応じて、各々が少なくとも１つの前記半導体発光素子を有する複数のグループに分けられており、前記給電パッドとの間の距離が短いグループの前記半導体発光素子ほど、前記第１電極と前記第２電極との間の抵抗値が大きくなるように構成されている光源装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の半導体発光素子における発光の均一性を向上できる光源装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す平面図である。
第１実施形態に係るＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。
第１実施形態に係るＶＣＳＥＬに追加する半導体層の材料例と半導体層の追加による抵抗値の増加率とを示す図である。
比較例に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す平面図である。
第１及び第２実施形態に係る各ＶＣＳＥＬアレイにおける電流分布を示す図である。
第１実施形態に係るエピタキシャルウエハの構成例を示す断面図である。
第１実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの製造プロセスを示す断面図である。
第１実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの製造プロセスを示す断面図である。
第２実施形態に係るエピタキシャルウエハの構成例を示す断面図である。
第２実施形態に係るＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。
第３実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す平面図である。
第３実施形態に係るＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。
第３実施形態に係る絶縁開口の幅と抵抗の倍率との関係を示す図である。
第３及び第４実施形態に係る各ＶＣＳＥＬアレイにおける電流分布を示す図である。
第４実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す平面図である。
第４実施形態に係る絶縁開口の幅と抵抗値との関係を示す図である。
第５実施形態に係る電流密度とパルス発生タイミングとの関係を示す図である。
第５実施形態に係る電流密度とパルス遅延時間との関係を示す図である。
第５実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す平面図である。
第５実施形態に係る高尖頭値ＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。
第６実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す平面図である。
第６実施形態に係るＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。
第６実施形態に係る非酸化領域の面積と抵抗値との関係を示す図である。
第７実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す平面図である。
第８実施形態に係る非酸化領域の幅と抵抗値との関係を示す図である。
第８実施形態に係る各ＶＣＳＥＬアレイにおける電流分布を示す図である。
第９実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す平面図である。
第９実施形態に係るＶＣＳＥＬの構成例を示す断面図である。
第１０実施形態に係るＶＣＳＥＬアレイの構成例を示す断面図である。
第１１実施形態に係る測距装置の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】
（【００１１】以降は省略されています）

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