JP2000310679A - 半導体投光装置および距離測定装置 - Google Patents
半導体投光装置および距離測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数個の半導体発光素子を用いて投光動作を
行なう場合に、駆動電流を少なく、且つ素子の寿命を短
縮しないようにして点灯動作させると共に、遠くまで光
量を低下させずに投光できるようにする。 【解決手段】 それぞれ独立したレンズ２５ａ〜２５ｃ
により投光する半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを、直
列に接続して電源としての信号発生回路２４に接続して
パルス点灯させることにより、１個分の駆動電流で３個
を同時に点灯させることができる。半導体レーザ素子２
３ａ〜２３ｃのパッケージは３本のリード端子を備え、
金属ベースとは電気的に絶縁された２本のリード端子に
電気的に接続する。集光点Ｐを検出距離の範囲の中間に
設定すると、ほぼ全域に渡ってレーザ光のずれ量を最も
低減して光量の減少を抑制できる。
行なう場合に、駆動電流を少なく、且つ素子の寿命を短
縮しないようにして点灯動作させると共に、遠くまで光
量を低下させずに投光できるようにする。 【解決手段】 それぞれ独立したレンズ２５ａ〜２５ｃ
により投光する半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを、直
列に接続して電源としての信号発生回路２４に接続して
パルス点灯させることにより、１個分の駆動電流で３個
を同時に点灯させることができる。半導体レーザ素子２
３ａ〜２３ｃのパッケージは３本のリード端子を備え、
金属ベースとは電気的に絶縁された２本のリード端子に
電気的に接続する。集光点Ｐを検出距離の範囲の中間に
設定すると、ほぼ全域に渡ってレーザ光のずれ量を最も
低減して光量の減少を抑制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の半導体発
光素子により発せられる光を投光領域に投光するための
光学系を備えた半導体投光装置に関すると共に、この半
導体投光装置を備え物体からの反射光を受光してその物
体までの距離を検出する距離検出装置に関する。
光素子により発せられる光を投光領域に投光するための
光学系を備えた半導体投光装置に関すると共に、この半
導体投光装置を備え物体からの反射光を受光してその物
体までの距離を検出する距離検出装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】近年では、半導体レー
ザ素子や発光ダイオード素子などの半導体発光素子を用
いて構成した半導体投光装置により検出領域に向けて投
光し、その反射光を受光して遅れ時間から検出領域内の
測定対象物までの距離を計測する距離測定装置が開発さ
れてきている。
ザ素子や発光ダイオード素子などの半導体発光素子を用
いて構成した半導体投光装置により検出領域に向けて投
光し、その反射光を受光して遅れ時間から検出領域内の
測定対象物までの距離を計測する距離測定装置が開発さ
れてきている。
【０００３】例えば、このような距離測定装置を自動車
に搭載して自動車間の距離を計測して車間距離が一定距
離よりも近接したときに警報を出すシステムや、自動車
の駐停車時などにおいて、他の自動車や障害物までの距
離を計測して一定距離よりも接近しているときに警報を
出すシステム、あるいは、投光領域で一定距離以内の範
囲で光が遮られる場合などに警報を出力するシステムな
どに利用されている。また、これらのシステムを応用し
て自動車の走行を制御して安全且つ適正に走行あるいは
駐停車をすることができるようにしたシステムが考えら
れている。
に搭載して自動車間の距離を計測して車間距離が一定距
離よりも近接したときに警報を出すシステムや、自動車
の駐停車時などにおいて、他の自動車や障害物までの距
離を計測して一定距離よりも接近しているときに警報を
出すシステム、あるいは、投光領域で一定距離以内の範
囲で光が遮られる場合などに警報を出力するシステムな
どに利用されている。また、これらのシステムを応用し
て自動車の走行を制御して安全且つ適正に走行あるいは
駐停車をすることができるようにしたシステムが考えら
れている。
【０００４】この場合に、車間距離計測システムにおい
ては、高速道路などの走行状態も考慮すると、距離の測
定範囲として１０ｍ程度から１００ｍ以上（例えば１２
０ｍ程度）の範囲で計測できるようにすることが要求さ
れる。また、そのためには、半導体レーザ素子を数１０
〜数１００ｎｓｅｃ（ナノ秒）のパルス駆動で全体とし
て２０〜８０Ｗ程度の光出力が必要となる。一般に、１
個の半導体レーザ素子では、ピーク電流値を２０Ａ程度
としたときに１０〜２０Ｗ程度の光出力を得ることがで
きる。そこで、上述の要求を満たすためには、１個の半
導体レーザ素子を大電流で駆動するか、あるいは複数個
の半導体レーザ素子を同時に駆動してそれらの光出力を
合成することが考えられる。
ては、高速道路などの走行状態も考慮すると、距離の測
定範囲として１０ｍ程度から１００ｍ以上（例えば１２
０ｍ程度）の範囲で計測できるようにすることが要求さ
れる。また、そのためには、半導体レーザ素子を数１０
〜数１００ｎｓｅｃ（ナノ秒）のパルス駆動で全体とし
て２０〜８０Ｗ程度の光出力が必要となる。一般に、１
個の半導体レーザ素子では、ピーク電流値を２０Ａ程度
としたときに１０〜２０Ｗ程度の光出力を得ることがで
きる。そこで、上述の要求を満たすためには、１個の半
導体レーザ素子を大電流で駆動するか、あるいは複数個
の半導体レーザ素子を同時に駆動してそれらの光出力を
合成することが考えられる。
【０００５】１個の半導体レーザを大電流で駆動制御す
る場合には、電流の大きさに反比例して素子の寿命が低
下することから、あまり採用することは良い条件とは言
えない。そこで、複数個の半導体レーザを用いてそれら
の光を集めて光量を増大させる方法が有効となる。
る場合には、電流の大きさに反比例して素子の寿命が低
下することから、あまり採用することは良い条件とは言
えない。そこで、複数個の半導体レーザを用いてそれら
の光を集めて光量を増大させる方法が有効となる。
【０００６】この方法としては、一般的には、各半導体
レーザを電源に並列に接続して個別に駆動することによ
り発光させ、それらの光を集光することが考えられる。
しかし、その場合には、並列に接続した個数分の駆動電
流を流す必要があるので、電力消費量が多くなると共
に、パルスの波形が鈍ることにつながり、駆動条件とし
てはあまり好ましくない。
レーザを電源に並列に接続して個別に駆動することによ
り発光させ、それらの光を集光することが考えられる。
しかし、その場合には、並列に接続した個数分の駆動電
流を流す必要があるので、電力消費量が多くなると共
に、パルスの波形が鈍ることにつながり、駆動条件とし
てはあまり好ましくない。
【０００７】一方、このような不具合を解決すべく、特
開平５−４１５６１号公報や、特開平６−２８２８０７
号公報あるいは特開平７−３０７５２０号公報に示され
るものがある。これらは複数個の半導体レーザチップを
積層して一体化し、直列接続状態として駆動するもの
で、光源としては複数個の発光点が１００μｍ間隔程度
で並んだ状態となる。これを集光レンズにより集光して
平行光に変換し、目的とする投光領域に向けて投光する
ようにしたものである。
開平５−４１５６１号公報や、特開平６−２８２８０７
号公報あるいは特開平７−３０７５２０号公報に示され
るものがある。これらは複数個の半導体レーザチップを
積層して一体化し、直列接続状態として駆動するもの
で、光源としては複数個の発光点が１００μｍ間隔程度
で並んだ状態となる。これを集光レンズにより集光して
平行光に変換し、目的とする投光領域に向けて投光する
ようにしたものである。
【０００８】この場合に、光源における発光点の間隔が
１００μｍであっても、平行光となるように集光した状
態では、各半導体レーザチップからのレーザ光のスポッ
トの間隔が投光距離に比例して広がることになる。例え
ば、図２５に示すように、３個の半導体レーザチップ１
ａ〜１ｃを積層してなる半導体レーザ装置１を、光学系
としての集光レンズ２の焦点位置に置いて発光させる
と、各レーザチップ１ａ〜１ｃの発光点Ｌａ〜Ｌｃから
出射されるレーザ光は集光レンズ２を通過すると集光さ
れて平行光Ｓａ〜Ｓｃとなる。
１００μｍであっても、平行光となるように集光した状
態では、各半導体レーザチップからのレーザ光のスポッ
トの間隔が投光距離に比例して広がることになる。例え
ば、図２５に示すように、３個の半導体レーザチップ１
ａ〜１ｃを積層してなる半導体レーザ装置１を、光学系
としての集光レンズ２の焦点位置に置いて発光させる
と、各レーザチップ１ａ〜１ｃの発光点Ｌａ〜Ｌｃから
出射されるレーザ光は集光レンズ２を通過すると集光さ
れて平行光Ｓａ〜Ｓｃとなる。
【０００９】このとき平行光Ｓａ〜Ｓｃの各スポット径
をＤとすると、焦点距離ｆだけ進行した位置で、レーザ
チップ１ａ〜１ｃの配置間隔と同じずれを生ずることに
なるが、実際にはスポット径がある程度大きくなるの
で、そのようなずれはほとんど問題なく集光された状態
が保持される。そして、このような各平行光Ｓａ〜Ｓｃ
が測定対象となる距離程度例えば数十メートル程度まで
進行したときには、上述のずれが無視できない程度まで
広がることになり、集光したことによる検出距離を遠く
することの効果は全く失われてしまう。
をＤとすると、焦点距離ｆだけ進行した位置で、レーザ
チップ１ａ〜１ｃの配置間隔と同じずれを生ずることに
なるが、実際にはスポット径がある程度大きくなるの
で、そのようなずれはほとんど問題なく集光された状態
が保持される。そして、このような各平行光Ｓａ〜Ｓｃ
が測定対象となる距離程度例えば数十メートル程度まで
進行したときには、上述のずれが無視できない程度まで
広がることになり、集光したことによる検出距離を遠く
することの効果は全く失われてしまう。
【００１０】この状態は、図２６にも示すように、検出
距離ｘを遠くしようとすると、図中ｘ１程度では、スポ
ットが重複するように投光されるが、ｘ２（＞ｘ１）程
度まで遠くなると、単に光量が減少することにとどまら
ず、スポット間の距離が離れて光が当たらないダークエ
リアＢが形成されるようになる。この場合には、距離測
定時にたまたまダークエリアＢに位置した測定対象物は
測定されないことになり、非存在として認識されてしま
うことになり、正確な測定までも行なえなくなる不具合
を含んでいる。
距離ｘを遠くしようとすると、図中ｘ１程度では、スポ
ットが重複するように投光されるが、ｘ２（＞ｘ１）程
度まで遠くなると、単に光量が減少することにとどまら
ず、スポット間の距離が離れて光が当たらないダークエ
リアＢが形成されるようになる。この場合には、距離測
定時にたまたまダークエリアＢに位置した測定対象物は
測定されないことになり、非存在として認識されてしま
うことになり、正確な測定までも行なえなくなる不具合
を含んでいる。
【００１１】このようなスポット間隔の広がりの程度
は、集光レンズ２からの距離に比例しており、距離が遠
くなるほど単純に大きくなるので、遠距離まで検出しよ
うとするほど光量の低下やダークエリアの発生が顕著と
なり、対象物からの反射光をより多く受光したい場合に
不利な条件となる。
は、集光レンズ２からの距離に比例しており、距離が遠
くなるほど単純に大きくなるので、遠距離まで検出しよ
うとするほど光量の低下やダークエリアの発生が顕著と
なり、対象物からの反射光をより多く受光したい場合に
不利な条件となる。
【００１２】これを具体的に見積もると、例えば、発光
点Ｌａ〜Ｌｃの間隔を１００μｍとしたときに集光レン
ズ２の焦点距離ｆに対して、光源の広がり角度θは、 θ＝arctan（０．１／ｆ） となるから、焦点距離ｆを２２ｍｍの場合を考えると、
θ＝０．２６°となる。集光レンズ２の位置から焦点距
離ｆの１０００倍の位置である２２ｍ離れた位置では、
スポットの中心位置間距離が１０ｃｍ程度となる。スポ
ット径Ｄの大きさとの関係もあるが、中心位置がずれる
ことに変わりはないので、投光領域での光が広がって単
位面積当たりの光量が低下するので、反射光の光量が低
下することは確実である。
点Ｌａ〜Ｌｃの間隔を１００μｍとしたときに集光レン
ズ２の焦点距離ｆに対して、光源の広がり角度θは、 θ＝arctan（０．１／ｆ） となるから、焦点距離ｆを２２ｍｍの場合を考えると、
θ＝０．２６°となる。集光レンズ２の位置から焦点距
離ｆの１０００倍の位置である２２ｍ離れた位置では、
スポットの中心位置間距離が１０ｃｍ程度となる。スポ
ット径Ｄの大きさとの関係もあるが、中心位置がずれる
ことに変わりはないので、投光領域での光が広がって単
位面積当たりの光量が低下するので、反射光の光量が低
下することは確実である。
【００１３】したがって、測定距離の範囲として１００
ｍ以上の距離を設定しようとする場合には、光量が大き
く不足すると共にダークエリアの発生もするので、半導
体レーザ装置をさらに大電流で駆動して光量を増大させ
るなどの対策が必要となるが、この場合には寿命の低下
を避けることができなくなる不具合がある。
ｍ以上の距離を設定しようとする場合には、光量が大き
く不足すると共にダークエリアの発生もするので、半導
体レーザ装置をさらに大電流で駆動して光量を増大させ
るなどの対策が必要となるが、この場合には寿命の低下
を避けることができなくなる不具合がある。
【００１４】また、このように測定距離の範囲を１００
ｍ以上の遠距離まで設定する構成を得た場合に、強い光
が出力されることになるが、そのような強い光が出力さ
れる場合に、これが人間の目に入射する可能性のある環
境で使用するときには、安全性の点を考慮してその出力
レベルを設定する必要があり、この面でも大出力化に対
する技術的課題が残っている。
ｍ以上の遠距離まで設定する構成を得た場合に、強い光
が出力されることになるが、そのような強い光が出力さ
れる場合に、これが人間の目に入射する可能性のある環
境で使用するときには、安全性の点を考慮してその出力
レベルを設定する必要があり、この面でも大出力化に対
する技術的課題が残っている。
【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、半導体発光素子を複数個用いて構成す
る投光装置において、低電流で大出力の発光を行なうこ
とができ、しかも、投光距離に応じた効率的な投光動作
を行なうことができるようにした半導体投光装置を提供
すると共に、この半導体投光装置を用いて距離測定を効
率良く行なうことができるようにした距離測定装置を提
供することにある。
で、その目的は、半導体発光素子を複数個用いて構成す
る投光装置において、低電流で大出力の発光を行なうこ
とができ、しかも、投光距離に応じた効率的な投光動作
を行なうことができるようにした半導体投光装置を提供
すると共に、この半導体投光装置を用いて距離測定を効
率良く行なうことができるようにした距離測定装置を提
供することにある。
【００１６】また、本発明の他の目的は、上述の目的を
達成することで遠方まで投光するために強い光を出力す
る構成とした場合において、人間の目に入射する可能性
のある環境下で使用するときでもその安全性を確保する
ことができるようにした半導体投光装置を提供すると共
に、この半導体投光装置を用いて距離測定を測定する距
離測定装置を提供することにある。
達成することで遠方まで投光するために強い光を出力す
る構成とした場合において、人間の目に入射する可能性
のある環境下で使用するときでもその安全性を確保する
ことができるようにした半導体投光装置を提供すると共
に、この半導体投光装置を用いて距離測定を測定する距
離測定装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、複数個の光学装置を個別に半導体発光素子に対して
配置して投光領域に投光させるように構成し、これら複
数個の半導体発光素子を電源に対して直列に接続した状
態で給電する構成としているので、給電に際しては半導
体発光素子１個分の電流を流すことですべての半導体発
光素子に同じ電流を流して発光動作を行なわせることが
でき、これによって接続した半導体発光素子の数だけの
光量を得ることができるようになる。
ば、複数個の光学装置を個別に半導体発光素子に対して
配置して投光領域に投光させるように構成し、これら複
数個の半導体発光素子を電源に対して直列に接続した状
態で給電する構成としているので、給電に際しては半導
体発光素子１個分の電流を流すことですべての半導体発
光素子に同じ電流を流して発光動作を行なわせることが
でき、これによって接続した半導体発光素子の数だけの
光量を得ることができるようになる。
【００１８】つまり、半導体発光素子においては、通常
において電流を一方向に流すだけで発光現象が起こるの
で、直列に接続した場合には、すべての半導体発光素子
が発光することになる。このとき、例えば、請求項２の
発明におけるように、発光ダイオード素子や半導体レー
ザ素子あるいはエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素
子）などにおいては、発光時の抵抗がほとんどないの
で、直列に接続した個数のものがすべて同時に発光し、
同じ電流で個数倍の光出力を得ることができるのであ
る。
において電流を一方向に流すだけで発光現象が起こるの
で、直列に接続した場合には、すべての半導体発光素子
が発光することになる。このとき、例えば、請求項２の
発明におけるように、発光ダイオード素子や半導体レー
ザ素子あるいはエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素
子）などにおいては、発光時の抵抗がほとんどないの
で、直列に接続した個数のものがすべて同時に発光し、
同じ電流で個数倍の光出力を得ることができるのであ
る。
【００１９】また、各半導体発光素子により得られる光
は個別の光学装置により投光領域に投光可能に構成され
ているので、これらを分離させることなく容易に集光す
ることにより、一か所に大出力の光を集めて投光するこ
ともできるし、あるいは個々の投光領域に対応して投光
動作を行なわせることもできる。
は個別の光学装置により投光領域に投光可能に構成され
ているので、これらを分離させることなく容易に集光す
ることにより、一か所に大出力の光を集めて投光するこ
ともできるし、あるいは個々の投光領域に対応して投光
動作を行なわせることもできる。
【００２０】請求項３の発明によれば、上述の構成を採
用した半導体投光装置において、半導体発光素子の半導
体チップを搭載して収容するパッケージを、金属ベース
およびこの金属ベースと電気的に導通する端子を含めて
３つの端子を有する通常のケースを用い、その金属ベー
ス上に金属台座を固定して半導体チップを固定するよう
にしたので、新たに専用のパッケージを用いることなく
収容することができ、この場合に、金属ベースとは絶縁
状態に形成されている残りの２つの端子と半導体チップ
の両電極間をボンディングすることにより、直列接続す
るのに適した端子を導出する構成とすることができるよ
うになる。
用した半導体投光装置において、半導体発光素子の半導
体チップを搭載して収容するパッケージを、金属ベース
およびこの金属ベースと電気的に導通する端子を含めて
３つの端子を有する通常のケースを用い、その金属ベー
ス上に金属台座を固定して半導体チップを固定するよう
にしたので、新たに専用のパッケージを用いることなく
収容することができ、この場合に、金属ベースとは絶縁
状態に形成されている残りの２つの端子と半導体チップ
の両電極間をボンディングすることにより、直列接続す
るのに適した端子を導出する構成とすることができるよ
うになる。
【００２１】また、金属ベースと電気的に導通する端子
を、半導体チップの動作と関係のない所定の電位に固定
することができ、例えばグランド端子などに接続するこ
とにより、パッケージ全体の電位を安定した状態に保持
し、且つ半導体発光素子の各半導体チップは直列に接続
した状態とすることができる。さらに、パッケージ全体
に放熱フィンなどを取付ける場合でも、半導体チップと
は電気的に絶縁されているので、放熱のための取扱いも
容易となり、安定した動作を行なわせることができる。
を、半導体チップの動作と関係のない所定の電位に固定
することができ、例えばグランド端子などに接続するこ
とにより、パッケージ全体の電位を安定した状態に保持
し、且つ半導体発光素子の各半導体チップは直列に接続
した状態とすることができる。さらに、パッケージ全体
に放熱フィンなどを取付ける場合でも、半導体チップと
は電気的に絶縁されているので、放熱のための取扱いも
容易となり、安定した動作を行なわせることができる。
【００２２】請求項４の発明によれば、上述のパッケー
ジにおいて、金属台座を金属ベースに対して絶縁状態で
設け、半導体チップを、金属台座に対して裏面電極が電
気的に導通した状態となるように載置固定すると共に、
表面電極および金属台座のそれぞれと金属ベースと電気
的に導通していない２つの端子のそれぞれとの間をボン
ディングワイヤで接続するので、半導体チップを直接金
属台座に電気的に導通するように設けることができると
共に、半導体チップの裏面電極との電気的接続を金属台
座を介して行なえるので、組み立て作業が簡単になる。
ジにおいて、金属台座を金属ベースに対して絶縁状態で
設け、半導体チップを、金属台座に対して裏面電極が電
気的に導通した状態となるように載置固定すると共に、
表面電極および金属台座のそれぞれと金属ベースと電気
的に導通していない２つの端子のそれぞれとの間をボン
ディングワイヤで接続するので、半導体チップを直接金
属台座に電気的に導通するように設けることができると
共に、半導体チップの裏面電極との電気的接続を金属台
座を介して行なえるので、組み立て作業が簡単になる。
【００２３】請求項５の発明によれば、前述の構成のパ
ッケージにおいて、半導体チップを、裏面電極と電気的
に導通される導体パターンを介在させた状態で且つ金属
台座とは絶縁状態となるように載置固定し、表面電極お
よび導体パターンのそれぞれと金属ベースと電気的に導
通していない２つの端子のそれぞれとの間をボンディン
グワイヤで接続するので、金属ベースと金属台座との間
を絶縁状態で設けるか否かに無関係に半導体チップの裏
面電極と金属ベースとの間が絶縁状態となり、しかも導
体パターンを介して裏面電極との電気的接続をすること
ができるので、金属台座を金属ベースに固定する際の制
約を少なくして簡単な工程とすることができる。
ッケージにおいて、半導体チップを、裏面電極と電気的
に導通される導体パターンを介在させた状態で且つ金属
台座とは絶縁状態となるように載置固定し、表面電極お
よび導体パターンのそれぞれと金属ベースと電気的に導
通していない２つの端子のそれぞれとの間をボンディン
グワイヤで接続するので、金属ベースと金属台座との間
を絶縁状態で設けるか否かに無関係に半導体チップの裏
面電極と金属ベースとの間が絶縁状態となり、しかも導
体パターンを介して裏面電極との電気的接続をすること
ができるので、金属台座を金属ベースに固定する際の制
約を少なくして簡単な工程とすることができる。
【００２４】請求項６の発明によれば、上述の構成にお
いて、表面に導体パターンが形成された絶縁板を介して
半導体チップを金属台座に載置固定するので、導体パタ
ーンを別途に設ける必要がなく簡単な構成で組み立て工
数も低減することができるようになる。
いて、表面に導体パターンが形成された絶縁板を介して
半導体チップを金属台座に載置固定するので、導体パタ
ーンを別途に設ける必要がなく簡単な構成で組み立て工
数も低減することができるようになる。
【００２５】請求項７の発明によれば、請求項２に記載
の構成を採用した半導体投光装置において、半導体チッ
プを搭載して収容するパッケージを、金属ベースおよび
この金属ベースに絶縁状態で固定された金属台座ならび
に２本の端子とから構成した専用のパッケージとしてい
るので、組み立てが簡単になる。また、金属ベースと電
気的に導通した端子を有していないが、パッケージを固
定する部分の電位と接触する場合に、例えばグランド電
位を与えて安定させることができるし、半導体チップに
悪影響を及ぼすのを防止することができる。
の構成を採用した半導体投光装置において、半導体チッ
プを搭載して収容するパッケージを、金属ベースおよび
この金属ベースに絶縁状態で固定された金属台座ならび
に２本の端子とから構成した専用のパッケージとしてい
るので、組み立てが簡単になる。また、金属ベースと電
気的に導通した端子を有していないが、パッケージを固
定する部分の電位と接触する場合に、例えばグランド電
位を与えて安定させることができるし、半導体チップに
悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【００２６】請求項８の発明によれば、請求項２に記載
の構成を採用した半導体投光装置において、半導体チッ
プをメサ状に形成してその段差部および表面部のそれぞ
れに電極を形成することにより同一面側から電流供給を
行なうようにした電極構成とし、この半導体チップを搭
載するパッケージを、金属ベースおよびこの金属ベース
と電気的に導通する端子を含めて３つの端子を有するケ
ースと、金属ベース上に固定するチップ搭載用の金属台
座とを備えた構成とし、半導体チップを、段差部および
表面部の電極と金属ベースと電気的に導通しない２つの
端子のとの間をそれぞれボンディングワイヤで接続した
構成とするので、いずれのボンディングワイヤも、パッ
ケージの電極や端子構造に依存しないで、半導体チップ
の表側の面と接続する簡単な工程とすることができる。
の構成を採用した半導体投光装置において、半導体チッ
プをメサ状に形成してその段差部および表面部のそれぞ
れに電極を形成することにより同一面側から電流供給を
行なうようにした電極構成とし、この半導体チップを搭
載するパッケージを、金属ベースおよびこの金属ベース
と電気的に導通する端子を含めて３つの端子を有するケ
ースと、金属ベース上に固定するチップ搭載用の金属台
座とを備えた構成とし、半導体チップを、段差部および
表面部の電極と金属ベースと電気的に導通しない２つの
端子のとの間をそれぞれボンディングワイヤで接続した
構成とするので、いずれのボンディングワイヤも、パッ
ケージの電極や端子構造に依存しないで、半導体チップ
の表側の面と接続する簡単な工程とすることができる。
【００２７】請求項９の発明によれば、請求項２に記載
の構成を採用した半導体投光装置において、複数個の半
導体チップを一体に設けた半導体発光素子を構成するパ
ッケージを、金属ベースおよび半導体チップの個数に対
応したチップ搭載用の金属台座とならびに複数個の半導
体チップを直列接続したときの両端子に対応して設けら
れる少なくとも２本の端子とにより構成し、複数個の半
導体チップをそれぞれ金属台座に載置固定した状態でそ
れぞれの間をボンディングワイヤにより接続して直列接
続状態となるように構成するので、複数個の半導体チッ
プを一つのパッケージに一体にしかも直列接続した状態
に設けることができ、取扱がコンパクトで簡単になり、
さらには、半導体チップの搭載位置がほぼ一定した位置
となるので、光学系の調整も比較的簡単になる。
の構成を採用した半導体投光装置において、複数個の半
導体チップを一体に設けた半導体発光素子を構成するパ
ッケージを、金属ベースおよび半導体チップの個数に対
応したチップ搭載用の金属台座とならびに複数個の半導
体チップを直列接続したときの両端子に対応して設けら
れる少なくとも２本の端子とにより構成し、複数個の半
導体チップをそれぞれ金属台座に載置固定した状態でそ
れぞれの間をボンディングワイヤにより接続して直列接
続状態となるように構成するので、複数個の半導体チッ
プを一つのパッケージに一体にしかも直列接続した状態
に設けることができ、取扱がコンパクトで簡単になり、
さらには、半導体チップの搭載位置がほぼ一定した位置
となるので、光学系の調整も比較的簡単になる。
【００２８】請求項１０の発明によれば、上述の構成に
おいて、パッケージに、複数の半導体発光素子のそれぞ
れの投光に対応して光学系としてのレンズを一体に設け
たカバーを備えるので、さらに取扱が簡便になり、あら
かじめレンズの調整を行なっておくことで、以後の光学
系の調整も不要になり、組み立て工数の大幅な低減を図
ることができる。
おいて、パッケージに、複数の半導体発光素子のそれぞ
れの投光に対応して光学系としてのレンズを一体に設け
たカバーを備えるので、さらに取扱が簡便になり、あら
かじめレンズの調整を行なっておくことで、以後の光学
系の調整も不要になり、組み立て工数の大幅な低減を図
ることができる。
【００２９】請求項１１の発明によれば、上記各構成に
おけるパッケージを用いる半導体投光装置において、ボ
ンディングワイヤを、半導体チップの各接続部位に対応
して少なくとも２本設けるので、複数個の半導体発光素
子を直列接続する構成であっても動作の信頼性を低下さ
せることなく用いることができる。例えば、ボンディン
グワイヤの断線による故障の場合には他の残りのボンデ
ィングワイヤを介して通電を維持することができる。な
お、半導体発光素子そのもので発生が予想される故障で
は短絡故障が一般的であり、この場合においては、他の
半導体発光素子に対する通電を維持することができるの
で全体として投光状態を維持することができる。
おけるパッケージを用いる半導体投光装置において、ボ
ンディングワイヤを、半導体チップの各接続部位に対応
して少なくとも２本設けるので、複数個の半導体発光素
子を直列接続する構成であっても動作の信頼性を低下さ
せることなく用いることができる。例えば、ボンディン
グワイヤの断線による故障の場合には他の残りのボンデ
ィングワイヤを介して通電を維持することができる。な
お、半導体発光素子そのもので発生が予想される故障で
は短絡故障が一般的であり、この場合においては、他の
半導体発光素子に対する通電を維持することができるの
で全体として投光状態を維持することができる。
【００３０】請求項１２の発明によれば、上述の各半導
体投光装置において、半導体チップとして半導体レーザ
チップを用いるので、光源として光学系により絞り込み
を行なうことでより効率の良い投光動作を行なえ、遠距
離まで光密度の高い投光をすることができるようにな
る。そして、各半導体レーザチップからのレーザ光を集
光することで、その効果をより高めることができるよう
になる。
体投光装置において、半導体チップとして半導体レーザ
チップを用いるので、光源として光学系により絞り込み
を行なうことでより効率の良い投光動作を行なえ、遠距
離まで光密度の高い投光をすることができるようにな
る。そして、各半導体レーザチップからのレーザ光を集
光することで、その効果をより高めることができるよう
になる。
【００３１】請求項１３の発明によれば、請求項１ない
し１１のいずれかに記載の半導体投光装置において、半
導体チップとして発光ダイオードチップを用いるので、
近距離に投光する場合や投光範囲を広角で行なう場合な
どに適し、安価に構成することができる。
し１１のいずれかに記載の半導体投光装置において、半
導体チップとして発光ダイオードチップを用いるので、
近距離に投光する場合や投光範囲を広角で行なう場合な
どに適し、安価に構成することができる。
【００３２】請求項１７の発明によれば、半導体チップ
として発光波長が１．４μｍ以上に設定されたものを用
いているので、パルス点灯をする場合においてＪＩＳ
（Ｃ６８０２）で規定されている安全基準ＭＰＥ（Maxi
mum Permissible Exposure）のアイセーフ領域に入るこ
とになり、人間の目に入射する可能性のある環境下で強
い光を遠方まで照射する場合でも、人体に悪影響を与え
ることなく安全に投光することができるようになり、換
言すれば１．４μｍ以下の波長で受けていた出力の制限
をほとんど受けることなく大出力に設定することができ
るようになる。
として発光波長が１．４μｍ以上に設定されたものを用
いているので、パルス点灯をする場合においてＪＩＳ
（Ｃ６８０２）で規定されている安全基準ＭＰＥ（Maxi
mum Permissible Exposure）のアイセーフ領域に入るこ
とになり、人間の目に入射する可能性のある環境下で強
い光を遠方まで照射する場合でも、人体に悪影響を与え
ることなく安全に投光することができるようになり、換
言すれば１．４μｍ以下の波長で受けていた出力の制限
をほとんど受けることなく大出力に設定することができ
るようになる。
【００３３】請求項１８の発明によれば、上述の各半導
体投光装置において、複数の光学装置を、複数個の半導
体発光素子から発せられる光を集光した状態で一つの投
光領域に投光するように光軸を調整した状態に構成する
ので、遠距離まで投光する場合でも光密度の高い状態で
投光できると共に、個別に光学系で絞った光を集光する
ので、投光距離に応じた位置に集光点を設けることでよ
り効率的な投光動作を行なうことができるようになる。
体投光装置において、複数の光学装置を、複数個の半導
体発光素子から発せられる光を集光した状態で一つの投
光領域に投光するように光軸を調整した状態に構成する
ので、遠距離まで投光する場合でも光密度の高い状態で
投光できると共に、個別に光学系で絞った光を集光する
ので、投光距離に応じた位置に集光点を設けることでよ
り効率的な投光動作を行なうことができるようになる。
【００３４】請求項１９の発明によれば、請求項１８の
発明において、半導体発光素子の投光領域でのスポット
形状が楕円形状をなすものである場合に、複数の光学装
置を、それぞれの光軸が同一平面内で平行且つ等間隔な
るように配置され、複数の半導体発光素子を投光領域で
のスポットが楕円形状の長径方向でずれを生じて重なる
ように配置しているので、半導体発光素子の照射による
投光領域でのスポットの長径方向の重なり状態が半導体
発光素子の配置間隔の分だけずれることになる。この結
果、複数の半導体発光素子を光学装置により平行に照射
するときの重なる領域つまり最も強い光として利用する
ことができる領域は、照射する距離が遠くなるほどずれ
る量に対して大きい比率になり、強い光を必要とする遠
方において重なる度合いを高めて効果的に照射をするこ
とができるようになる。
発明において、半導体発光素子の投光領域でのスポット
形状が楕円形状をなすものである場合に、複数の光学装
置を、それぞれの光軸が同一平面内で平行且つ等間隔な
るように配置され、複数の半導体発光素子を投光領域で
のスポットが楕円形状の長径方向でずれを生じて重なる
ように配置しているので、半導体発光素子の照射による
投光領域でのスポットの長径方向の重なり状態が半導体
発光素子の配置間隔の分だけずれることになる。この結
果、複数の半導体発光素子を光学装置により平行に照射
するときの重なる領域つまり最も強い光として利用する
ことができる領域は、照射する距離が遠くなるほどずれ
る量に対して大きい比率になり、強い光を必要とする遠
方において重なる度合いを高めて効果的に照射をするこ
とができるようになる。
【００３５】請求項２０の発明によれば、請求項１ない
し１７のいずれかに記載の半導体投光装置において、複
数の光学装置を複数個の半導体発光素子から発せられる
光を複数の投光領域に投光するように光軸を調整した状
態に構成するので、各半導体発光素子による投光を個別
に利用して投光動作を行なえ、この場合でも、半導体発
光素子を直列に接続しているので、給電動作を効率的に
行なうことができるようになる。
し１７のいずれかに記載の半導体投光装置において、複
数の光学装置を複数個の半導体発光素子から発せられる
光を複数の投光領域に投光するように光軸を調整した状
態に構成するので、各半導体発光素子による投光を個別
に利用して投光動作を行なえ、この場合でも、半導体発
光素子を直列に接続しているので、給電動作を効率的に
行なうことができるようになる。
【００３６】請求項２１の発明によれば、請求項１８ま
たは１９に記載の半導体投光装置を用いて投光領域に投
光し、受光手段により投光領域に存在する物体からの反
射光を受光し、このとき検出手段にいより、投光時点か
ら反射光の受光時点までの時間を測定して物体までの距
離を検出するように構成しているので、前述したよう
に、投光する光を効率的に集光して投光領域に投光する
ことができ、これによって投光領域内において、より遠
距離まで距離測定を正確に行なうことができるようにな
る。換言すれば、対象となる距離測定範囲内で効率的な
投光動作を行なうことができるようになる。
たは１９に記載の半導体投光装置を用いて投光領域に投
光し、受光手段により投光領域に存在する物体からの反
射光を受光し、このとき検出手段にいより、投光時点か
ら反射光の受光時点までの時間を測定して物体までの距
離を検出するように構成しているので、前述したよう
に、投光する光を効率的に集光して投光領域に投光する
ことができ、これによって投光領域内において、より遠
距離まで距離測定を正確に行なうことができるようにな
る。換言すれば、対象となる距離測定範囲内で効率的な
投光動作を行なうことができるようになる。
【００３７】請求項２２の発明によれば、上述の距離測
定装置において、検出手段により、半導体投光装置の半
導体発光素子をパルス点灯させるので、高出力の投光動
作を効率的に実施できると共に、そのパルス点灯により
発せられる光と受光手段により受光される反射光との時
間差を投光信号と受光信号の立ち上がり時間の差から検
出して距離を測定することができ、また、これらを繰り
返し測定すれば信頼性の高い測定を行なうことができ
る。
定装置において、検出手段により、半導体投光装置の半
導体発光素子をパルス点灯させるので、高出力の投光動
作を効率的に実施できると共に、そのパルス点灯により
発せられる光と受光手段により受光される反射光との時
間差を投光信号と受光信号の立ち上がり時間の差から検
出して距離を測定することができ、また、これらを繰り
返し測定すれば信頼性の高い測定を行なうことができ
る。
【００３８】請求項２３の発明によれば、上述の距離測
定装置において、光学装置を、複数個の半導体発光素子
から発せられる光を検出距離の範囲内において集光点が
位置するように光軸を調整しているので、検出距離の範
囲内での各半導体発光素子から出力される光の中心点の
ずれを少なくすることができ、光量の低下を極力防止し
てより正確な検出動作を行なうことができるようにな
る。
定装置において、光学装置を、複数個の半導体発光素子
から発せられる光を検出距離の範囲内において集光点が
位置するように光軸を調整しているので、検出距離の範
囲内での各半導体発光素子から出力される光の中心点の
ずれを少なくすることができ、光量の低下を極力防止し
てより正確な検出動作を行なうことができるようにな
る。
【００３９】請求項２４の発明によれば、上述の距離測
定装置において、集光点の位置を検出距離の範囲内の最
遠点に調整しているので、最遠点で各半導体発光素子か
らの集光度が最も良好となって光の中心点のずれの発生
を抑制することができるので、遠い位置ほど集光度が高
くなり中心点のずれに起因した光量の低下を抑制するこ
とができる。しかも、最遠点よりも近い位置では、光の
中心点のずれが最大でも各半導体発光素子を配置してい
る配置間隔であるから、その配置間隔と光学系により絞
るスポット径との関係を適当に設定することにより、測
定範囲内でほぼ全域に渡ってほとんどずれのない集光状
態とすることができ、距離測定範囲内での検出精度の向
上を図ることができるようになる。
定装置において、集光点の位置を検出距離の範囲内の最
遠点に調整しているので、最遠点で各半導体発光素子か
らの集光度が最も良好となって光の中心点のずれの発生
を抑制することができるので、遠い位置ほど集光度が高
くなり中心点のずれに起因した光量の低下を抑制するこ
とができる。しかも、最遠点よりも近い位置では、光の
中心点のずれが最大でも各半導体発光素子を配置してい
る配置間隔であるから、その配置間隔と光学系により絞
るスポット径との関係を適当に設定することにより、測
定範囲内でほぼ全域に渡ってほとんどずれのない集光状
態とすることができ、距離測定範囲内での検出精度の向
上を図ることができるようになる。
【００４０】請求項２５の発明によれば、請求項２３に
記載の距離測定装置において、集光点の位置を検出距離
の範囲内の中間点に調整しているので、その中間点付近
で最も集光度が高くなり、検出範囲の最遠点および最近
点の両者でほぼ同程度の光の中心点のずれとなり、検出
範囲の全域に渡り各半導体発光素子から出力されるスポ
ット光の中心点のずれの最も少ない条件として設定でき
る。これにより、例えば、距離測定範囲内で最も検出頻
度が高い距離を集光点として設定することで、その集光
点付近における光量を最も高めて検出精度の向上を図る
ことができるようになる。
記載の距離測定装置において、集光点の位置を検出距離
の範囲内の中間点に調整しているので、その中間点付近
で最も集光度が高くなり、検出範囲の最遠点および最近
点の両者でほぼ同程度の光の中心点のずれとなり、検出
範囲の全域に渡り各半導体発光素子から出力されるスポ
ット光の中心点のずれの最も少ない条件として設定でき
る。これにより、例えば、距離測定範囲内で最も検出頻
度が高い距離を集光点として設定することで、その集光
点付近における光量を最も高めて検出精度の向上を図る
ことができるようになる。
【００４１】請求項２６の発明によれば、上述した各距
離測定装置において、投光走査手段により光の投光方向
を所定範囲内で走査させ、検出手段により検出した反射
光から対象物の距離を投光領域に対応して得るので、投
光対象となる範囲を投光領域に分割して検出することが
でき、広い検出範囲内における検出対象の存在位置と距
離とを投光位置に応じて検出することができる。これに
より、広い範囲内における検出動作をより的確に行なう
ことができるようになる。
離測定装置において、投光走査手段により光の投光方向
を所定範囲内で走査させ、検出手段により検出した反射
光から対象物の距離を投光領域に対応して得るので、投
光対象となる範囲を投光領域に分割して検出することが
でき、広い検出範囲内における検出対象の存在位置と距
離とを投光位置に応じて検出することができる。これに
より、広い範囲内における検出動作をより的確に行なう
ことができるようになる。
【００４２】請求項２７の発明によれば、上述の構成に
おいて、投光走査手段により投光方向を２次元的に走査
するように構成したので、検出対象となる範囲の設定自
由度を高めてその応用用途も広くすることができるよう
になる。
おいて、投光走査手段により投光方向を２次元的に走査
するように構成したので、検出対象となる範囲の設定自
由度を高めてその応用用途も広くすることができるよう
になる。
【００４３】請求項２８の発明によれば、請求項２１な
いし２７のいずれかに記載の距離測定装置において、こ
れを移動体に搭載し、その進行方向に対応した投光領域
の距離を検出するように構成したので、自動車をはじめ
とした交通手段として用いる移動体や、あるいは搬送装
置やロボットなどの有人あるいは無人の移動体において
も、進行方向に対応した投光領域内の距離を検出するこ
とができるので、進行方向に位置する人や物体などの進
行を妨げる障害物を検出したり、あるいは追尾するため
の対象物体を検出するなどの広い用途に適用することが
できる。
いし２７のいずれかに記載の距離測定装置において、こ
れを移動体に搭載し、その進行方向に対応した投光領域
の距離を検出するように構成したので、自動車をはじめ
とした交通手段として用いる移動体や、あるいは搬送装
置やロボットなどの有人あるいは無人の移動体において
も、進行方向に対応した投光領域内の距離を検出するこ
とができるので、進行方向に位置する人や物体などの進
行を妨げる障害物を検出したり、あるいは追尾するため
の対象物体を検出するなどの広い用途に適用することが
できる。
【００４４】請求項２９の発明によれば、上述の場合
に、これを自動車に搭載することで、進行方向の障害物
を検出して危険な場合をあらかじめ警報などにより報知
したり、あるいは減速制御をするなどの適切な処置をと
るように制御したり、あるいは前方を走行する他の自動
車を追尾するような場合に、これを検知すると共に、適
切な車間距離を保って走行制御をするように利用するこ
ともできる。
に、これを自動車に搭載することで、進行方向の障害物
を検出して危険な場合をあらかじめ警報などにより報知
したり、あるいは減速制御をするなどの適切な処置をと
るように制御したり、あるいは前方を走行する他の自動
車を追尾するような場合に、これを検知すると共に、適
切な車間距離を保って走行制御をするように利用するこ
ともできる。
【００４５】また、自動車などの軌道のない移動体にお
いては、特に進行方向と車体の向きとのずれが大きくな
ることがあるが、このような場合においても、前述した
ように、検出範囲を走査するようにして距離検出を行な
うことで、進行方向に対応した位置に存在する人や物体
のみを適切に選択して検知情報を利用することができ
る。さらに、半導体発光素子として半導体レーザ素子を
用いる場合には、検出範囲を遠くまで設定することがで
きるので、例えば、高速道路などにおいて前を走行する
車両との車間距離を適切に保持するように１００ｍ程度
以上の距離でも確実に検出することができるようにな
る。
いては、特に進行方向と車体の向きとのずれが大きくな
ることがあるが、このような場合においても、前述した
ように、検出範囲を走査するようにして距離検出を行な
うことで、進行方向に対応した位置に存在する人や物体
のみを適切に選択して検知情報を利用することができ
る。さらに、半導体発光素子として半導体レーザ素子を
用いる場合には、検出範囲を遠くまで設定することがで
きるので、例えば、高速道路などにおいて前を走行する
車両との車間距離を適切に保持するように１００ｍ程度
以上の距離でも確実に検出することができるようにな
る。
【００４６】請求項３０の発明によれば、請求項２６な
いし２９の発明において、半導体発光素子の投光領域で
のスポット形状が楕円形状をなすものである場合に、半
導体投光装置により発せられる光のスポットを楕円形状
の長径方向が移動している面に対して垂直方向に指向す
るように設定して距離検出動作を行なうようにしている
ので、移動している面の水平方向の検出分解能を高める
ことができるようになる。これにより、例えば、車両な
どに利用する場合においては、進行方向に位置する物体
などの方向や位置の検出を精度良く行える。
いし２９の発明において、半導体発光素子の投光領域で
のスポット形状が楕円形状をなすものである場合に、半
導体投光装置により発せられる光のスポットを楕円形状
の長径方向が移動している面に対して垂直方向に指向す
るように設定して距離検出動作を行なうようにしている
ので、移動している面の水平方向の検出分解能を高める
ことができるようになる。これにより、例えば、車両な
どに利用する場合においては、進行方向に位置する物体
などの方向や位置の検出を精度良く行える。
【００４７】請求項３１の発明によれば、請求項２０に
記載の半導体投光装置を備え、受光手段により半導体投
光装置の複数の投光領域に存在する物体からの反射光を
それぞれ受光し、検出手段により、各各投光領域に存在
する物体までの距離を検出するようにしたので、広範囲
な検出領域を設定してその検出領域内に存在する物体を
検出することができるようになる。
記載の半導体投光装置を備え、受光手段により半導体投
光装置の複数の投光領域に存在する物体からの反射光を
それぞれ受光し、検出手段により、各各投光領域に存在
する物体までの距離を検出するようにしたので、広範囲
な検出領域を設定してその検出領域内に存在する物体を
検出することができるようになる。
【００４８】請求項３２および３３の発明によれば、上
述の構成を、移動体に搭載してその周囲に設定した投光
領域内の物体を検出するようにしたので、例えば、自動
車や無人搬送車などにおいて、周囲の物体と接触しない
ように走行したり、あるいは駐停車する場合に、狭い領
域においても周囲の物体と衝突するなどして損傷が発生
するのを防止することに利用することができる。
述の構成を、移動体に搭載してその周囲に設定した投光
領域内の物体を検出するようにしたので、例えば、自動
車や無人搬送車などにおいて、周囲の物体と接触しない
ように走行したり、あるいは駐停車する場合に、狭い領
域においても周囲の物体と衝突するなどして損傷が発生
するのを防止することに利用することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を自動車の距離測定装置に適用した場合の第１の実施形
態について図１ないし図１０を参照しながら説明する。
距離測定装置１１は、自動車１２（図７参照）に設けら
れるもので、車体の前方に向けて投光動作を行なうよう
に、例えばダッシュボードやボンネットの内部側あるい
はバンパー部分に配置されているもので、後述するよう
にして、前方の所定範囲内をビームスポットを走査（ス
キャン）してその範囲内に存在する物体の距離を検出す
るようになっている。
を自動車の距離測定装置に適用した場合の第１の実施形
態について図１ないし図１０を参照しながら説明する。
距離測定装置１１は、自動車１２（図７参照）に設けら
れるもので、車体の前方に向けて投光動作を行なうよう
に、例えばダッシュボードやボンネットの内部側あるい
はバンパー部分に配置されているもので、後述するよう
にして、前方の所定範囲内をビームスポットを走査（ス
キャン）してその範囲内に存在する物体の距離を検出す
るようになっている。
【００５０】距離測定装置１１には、図４に示すよう
に、半導体投光装置としての投光器１３、投光を所定範
囲内で走査するための投光走査手段としての走査部１
４、反射光をフレネル型の受光レンズ１６を介して受光
し光電変換して出力する受光素子１７、受光信号を増幅
するプリアンプ１８，増幅率可変アンプ１９、投光から
受光までの時間を計測する時間計測回路２０および投光
動作，受光動作，検出動作などを制御するための制御回
路２１から構成されている。
に、半導体投光装置としての投光器１３、投光を所定範
囲内で走査するための投光走査手段としての走査部１
４、反射光をフレネル型の受光レンズ１６を介して受光
し光電変換して出力する受光素子１７、受光信号を増幅
するプリアンプ１８，増幅率可変アンプ１９、投光から
受光までの時間を計測する時間計測回路２０および投光
動作，受光動作，検出動作などを制御するための制御回
路２１から構成されている。
【００５１】投光器１３は、図１に示すように、内部に
例えば３個の半導体発光素子としての半導体レーザ素子
２３ａ〜２３ｃが設けられており、これらは直列に接続
した状態で電源としての信号発生回路２４に接続されて
いる。なお、各パッケージにはケースをグランド電位に
保持するためのリード端子が導出されており、これらは
グランド端子に接続されている。３個の半導体レーザ素
子２３ａ〜２３ｃの前面部には、レーザ出力を平行光に
絞るための光学装置としてのレンズ２５ａ〜２５ｃがそ
れぞれに配置されている。
例えば３個の半導体発光素子としての半導体レーザ素子
２３ａ〜２３ｃが設けられており、これらは直列に接続
した状態で電源としての信号発生回路２４に接続されて
いる。なお、各パッケージにはケースをグランド電位に
保持するためのリード端子が導出されており、これらは
グランド端子に接続されている。３個の半導体レーザ素
子２３ａ〜２３ｃの前面部には、レーザ出力を平行光に
絞るための光学装置としてのレンズ２５ａ〜２５ｃがそ
れぞれに配置されている。
【００５２】これら３個の半導体レーザ素子２３ａ〜２
３ｃは、所定間隔を存して並べられており、それぞれか
らレンズ２５ａ〜２５ｃを介して投光されるレーザ光出
力が所定距離で集光するように光軸調整されている。こ
こで、所定距離としては、この距離測定装置１１で測定
しようとする距離の範囲Ｌｍｉｎ〜Ｌｍａｘ（例えば２
０ｍから１２０ｍの範囲とすると）のうちの中間値の位
置までの距離Ｌｏ（例えば７０ｍ程度の距離）を設定し
ている。
３ｃは、所定間隔を存して並べられており、それぞれか
らレンズ２５ａ〜２５ｃを介して投光されるレーザ光出
力が所定距離で集光するように光軸調整されている。こ
こで、所定距離としては、この距離測定装置１１で測定
しようとする距離の範囲Ｌｍｉｎ〜Ｌｍａｘ（例えば２
０ｍから１２０ｍの範囲とすると）のうちの中間値の位
置までの距離Ｌｏ（例えば７０ｍ程度の距離）を設定し
ている。
【００５３】信号発生回路２４は、半導体レーザ素子２
３ａ〜２３ｃに対してパルス投光を行なわせるようにパ
ルス状の電流を流すように構成されている。このとき、
パルス電流は、５０ｎｓｅｃのパルス幅で繰り返し周期
５ｋＨｚで発光させるように設定され、ピーク電流とし
て１４Ａ程度で半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃの１個
あたりのピークパワーが１４Ｗ程度となるように設定さ
れている。
３ａ〜２３ｃに対してパルス投光を行なわせるようにパ
ルス状の電流を流すように構成されている。このとき、
パルス電流は、５０ｎｓｅｃのパルス幅で繰り返し周期
５ｋＨｚで発光させるように設定され、ピーク電流とし
て１４Ａ程度で半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃの１個
あたりのピークパワーが１４Ｗ程度となるように設定さ
れている。
【００５４】なお、この接続形態では、図５にも示すよ
うに、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃつまり３個のレ
ーザダイオードを直列に接続した状態で信号発生回路２
４に接続するので、全体として流れる電流は、１個の半
導体レーザ素子２３ａに流すのと同じ電流で３個分の電
流を供給することになる。インピーダンスマッチングな
どの点を考慮すると、調整用の抵抗などを介在させて電
力消費する構成を必要としないので、少ない電流で効率
的に給電できる構成となっている。
うに、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃつまり３個のレ
ーザダイオードを直列に接続した状態で信号発生回路２
４に接続するので、全体として流れる電流は、１個の半
導体レーザ素子２３ａに流すのと同じ電流で３個分の電
流を供給することになる。インピーダンスマッチングな
どの点を考慮すると、調整用の抵抗などを介在させて電
力消費する構成を必要としないので、少ない電流で効率
的に給電できる構成となっている。
【００５５】受光素子１７は、例えば、フォトダイオー
ドなどからなるもので、受光レンズ１６を介して受光し
た反射光を光電変換して受光信号として出力する。プリ
アンプ１８および増幅率可変アンプ１９を介して増幅さ
れた受光信号は時間計測回路２０に出力される。時間計
測回路２０は、投光器１３および増幅率可変アンプ１９
からそれぞれ入力される投光パルス信号および受光パル
ス信号から遅れ時間ｔｄを計測し、制御回路２１に出力
する。制御回路２１は、これらの回路および要素を駆動
制御すると共に、時間計測回路２０から与えられる遅れ
時間ｔｄのデータからそのときの投光領域に対する測定
距離を計算して記憶する。
ドなどからなるもので、受光レンズ１６を介して受光し
た反射光を光電変換して受光信号として出力する。プリ
アンプ１８および増幅率可変アンプ１９を介して増幅さ
れた受光信号は時間計測回路２０に出力される。時間計
測回路２０は、投光器１３および増幅率可変アンプ１９
からそれぞれ入力される投光パルス信号および受光パル
ス信号から遅れ時間ｔｄを計測し、制御回路２１に出力
する。制御回路２１は、これらの回路および要素を駆動
制御すると共に、時間計測回路２０から与えられる遅れ
時間ｔｄのデータからそのときの投光領域に対する測定
距離を計算して記憶する。
【００５６】次に、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃの
構成について詳述する。この実施形態においては、測定
距離を２０ｍ程度から１２０ｍ程度までの広い範囲に設
定することから、より遠くの検出領域まで確実に投光で
きる半導体チップとして、半半導体レーザチップ２６を
用いている。この半導体レーザ素子２３ａ（２３ｂ，２
３ｃも同様である）は、図２および図３に示すような構
造である。なお、図３の構成は、実際的な配置とは少し
変えた状態で示している。
構成について詳述する。この実施形態においては、測定
距離を２０ｍ程度から１２０ｍ程度までの広い範囲に設
定することから、より遠くの検出領域まで確実に投光で
きる半導体チップとして、半半導体レーザチップ２６を
用いている。この半導体レーザ素子２３ａ（２３ｂ，２
３ｃも同様である）は、図２および図３に示すような構
造である。なお、図３の構成は、実際的な配置とは少し
変えた状態で示している。
【００５７】パッケージ２７に搭載する半導体レーザチ
ップ２６は、大出力用に適した構造として１００μｍ以
上の広いストライプ幅を有するストライプ型の構成を採
用している。材料としては、たとえばＧａＡｓ系の化合
物半導体基板を用い、この基板上に活性層と共に複数の
化合物半導体層を積層形成してなるものである。この場
合に、活性層としてはダブルへテロ構造あるいは量子井
戸構造を持つ構成のものを用いることができる。基板材
料は、これ以外に、ＩｎＰ基板やサファイア基板などを
用いることができる。
ップ２６は、大出力用に適した構造として１００μｍ以
上の広いストライプ幅を有するストライプ型の構成を採
用している。材料としては、たとえばＧａＡｓ系の化合
物半導体基板を用い、この基板上に活性層と共に複数の
化合物半導体層を積層形成してなるものである。この場
合に、活性層としてはダブルへテロ構造あるいは量子井
戸構造を持つ構成のものを用いることができる。基板材
料は、これ以外に、ＩｎＰ基板やサファイア基板などを
用いることができる。
【００５８】この実施形態における半導体レーザチップ
２６は、ｎ形ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
系の材料をエピタキシャル成長により積層形成してなる
もので、ＡｌＧａＡｓ層を活性層として形成している。
材料は、これ以外にも、ＩｎＧａＡｓＰ−ＩｎＰ系，Ｉ
ｎＧａＰ−ＩｎＧａＡｌＰ系，ＩｎＧａＡｓ−ＩｎＡｓ
系あるいはＧａＡｓ−ＧａＮ系，ＧａＡｓ−ＧａＩｎＮ
Ａｓ系等を採用することができ、必要に応じていずれか
のものを選択できる。以下に、半導体レーザチップ２６
の形成過程について簡単に説明する。
２６は、ｎ形ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
系の材料をエピタキシャル成長により積層形成してなる
もので、ＡｌＧａＡｓ層を活性層として形成している。
材料は、これ以外にも、ＩｎＧａＡｓＰ−ＩｎＰ系，Ｉ
ｎＧａＰ−ＩｎＧａＡｌＰ系，ＩｎＧａＡｓ−ＩｎＡｓ
系あるいはＧａＡｓ−ＧａＮ系，ＧａＡｓ−ＧａＩｎＮ
Ａｓ系等を採用することができ、必要に応じていずれか
のものを選択できる。以下に、半導体レーザチップ２６
の形成過程について簡単に説明する。
【００５９】半導体基板への化合物半導体層の形成方法
としては、エピタキシャル成長法を用いるが、これに
は、液相エピタキシャル（ＬＰＥ；Liquid Phase Epita
xy）法，分子線エピタキシ（ＭＢＥ：Molecular Beam E
pitaxy）法あるいは有機金属気相エピタキシ（ＭＯＣＶ
Ｄ：Metal Organic Chemical Vapour Deposition）法な
どがある。
としては、エピタキシャル成長法を用いるが、これに
は、液相エピタキシャル（ＬＰＥ；Liquid Phase Epita
xy）法，分子線エピタキシ（ＭＢＥ：Molecular Beam E
pitaxy）法あるいは有機金属気相エピタキシ（ＭＯＣＶ
Ｄ：Metal Organic Chemical Vapour Deposition）法な
どがある。
【００６０】エピタキシャル層を形成した基板には、上
面および下面のそれぞれにオーミックコンタクト電極を
形成する。上面つまり表面側には、ｐ型電極として、Ａ
ｕ−Ｚｎ／Ａｕ，Ｃｒ／Ａｕ，Ｍｏ／Ａｕ，Ｔｉ／Ｐｔ
／Ａｕ，Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕなどの金属の積層構造で電子
ビーム蒸着法あるいはスパッタ法などにより所定の膜厚
で形成する。電極形状を加工する必要がある場合には、
パターニング処理として、フォトリソグラフィ処理を行
い、ケミカルエッチングあるいはイオンビームエッチン
グなどにより所定のパターンに形成する。続いて、必要
に応じて合金化のためにアニール処理を行ってオーミッ
クコンタクトを形成する。
面および下面のそれぞれにオーミックコンタクト電極を
形成する。上面つまり表面側には、ｐ型電極として、Ａ
ｕ−Ｚｎ／Ａｕ，Ｃｒ／Ａｕ，Ｍｏ／Ａｕ，Ｔｉ／Ｐｔ
／Ａｕ，Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕなどの金属の積層構造で電子
ビーム蒸着法あるいはスパッタ法などにより所定の膜厚
で形成する。電極形状を加工する必要がある場合には、
パターニング処理として、フォトリソグラフィ処理を行
い、ケミカルエッチングあるいはイオンビームエッチン
グなどにより所定のパターンに形成する。続いて、必要
に応じて合金化のためにアニール処理を行ってオーミッ
クコンタクトを形成する。
【００６１】下面側の電極を形成する前に、チップ化を
容易にするために基板を裏面側から研磨してたとえば１
００μｍ程度の板厚にする。この板厚は、キャビティ長
（共振器長）の約１／３以下で良く、また、キャビティ
長は３００μｍ〜１ｍｍ程度であるが、薄い方が放熱性
が良いので加工性の点も考慮すると、５０μｍ〜２００
μｍの範囲にすることが好ましい。ただし、反射面を劈
開面を使用せずにドライエッチなどにより形成する場合
には、この条件を必要としないので、適宜の板厚に設定
することができる。
容易にするために基板を裏面側から研磨してたとえば１
００μｍ程度の板厚にする。この板厚は、キャビティ長
（共振器長）の約１／３以下で良く、また、キャビティ
長は３００μｍ〜１ｍｍ程度であるが、薄い方が放熱性
が良いので加工性の点も考慮すると、５０μｍ〜２００
μｍの範囲にすることが好ましい。ただし、反射面を劈
開面を使用せずにドライエッチなどにより形成する場合
には、この条件を必要としないので、適宜の板厚に設定
することができる。
【００６２】この後、下面側つまり裏面側にｎ型電極を
形成する。材料は、たとえばＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕあ
るいはＡｕ−Ｓｎ／Ａｕなどの金属の積層構造で、成膜
後にアローイング処理を行ってオーミックコンタクトを
形成する。次に、裏面電極の表面に気相成長によりハン
ダ層を形成する。ハンダ層の材料としては、たとえばＡ
ｕ−ＳｎあるいはＰｂ−Ｓｎなどで、気相成長法として
は電子ビーム蒸着法，抵抗加熱蒸着法，スパッタ法ある
いはイオンプレーティング法などの方法があり、必要に
応じて適宜選択して形成する。
形成する。材料は、たとえばＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕあ
るいはＡｕ−Ｓｎ／Ａｕなどの金属の積層構造で、成膜
後にアローイング処理を行ってオーミックコンタクトを
形成する。次に、裏面電極の表面に気相成長によりハン
ダ層を形成する。ハンダ層の材料としては、たとえばＡ
ｕ−ＳｎあるいはＰｂ−Ｓｎなどで、気相成長法として
は電子ビーム蒸着法，抵抗加熱蒸着法，スパッタ法ある
いはイオンプレーティング法などの方法があり、必要に
応じて適宜選択して形成する。
【００６３】次に、所定のサイズにチップ化する。この
ときレーザ光の出力面としてはレーザ発振のために鏡面
が必要であるから、劈開面とするかあるいはドライエッ
チングにより鏡面を形成し、発光端面とする。さらに、
発光端面には端面保護と光出力向上のために、出力端面
側には低反射率の薄膜を形成し、反射面側には高反射率
の薄膜を形成する。
ときレーザ光の出力面としてはレーザ発振のために鏡面
が必要であるから、劈開面とするかあるいはドライエッ
チングにより鏡面を形成し、発光端面とする。さらに、
発光端面には端面保護と光出力向上のために、出力端面
側には低反射率の薄膜を形成し、反射面側には高反射率
の薄膜を形成する。
【００６４】この場合、低反射率の薄膜は、２〜２５％
程度の範囲の反射率が好ましく、高反射率の薄膜は、８
０から１００％の範囲の反射率が好ましい。また、膜構
成は単層膜あるいは多層膜のいずれを採用することもで
きるが、低反射率の場合は、たとえばＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2，ＳｉＮｘ，ＳｉＣ，ＣあるいはＭｇＯなどの単層膜
が好ましく、高反射率の場合は、たとえばＡｌ2Ｏ3，Ｓ
ｉＯ2，ＳｉＮｘ，Ｃ，ＭｇＯなどとａ−Ｓｉ，Ｃｒ2Ｏ
3，ＴｉＯ2などの屈折率差のある膜を多層に設ける多層
膜構造が好ましい。なお、後述する発光ダイオードを形
成する場合には、劈開面を必要としないので、端面に反
射膜を形成する必要がなく、したがって、チップ化に際
して一般的なダイシングカット法を用いて行うことがで
きる。
程度の範囲の反射率が好ましく、高反射率の薄膜は、８
０から１００％の範囲の反射率が好ましい。また、膜構
成は単層膜あるいは多層膜のいずれを採用することもで
きるが、低反射率の場合は、たとえばＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2，ＳｉＮｘ，ＳｉＣ，ＣあるいはＭｇＯなどの単層膜
が好ましく、高反射率の場合は、たとえばＡｌ2Ｏ3，Ｓ
ｉＯ2，ＳｉＮｘ，Ｃ，ＭｇＯなどとａ−Ｓｉ，Ｃｒ2Ｏ
3，ＴｉＯ2などの屈折率差のある膜を多層に設ける多層
膜構造が好ましい。なお、後述する発光ダイオードを形
成する場合には、劈開面を必要としないので、端面に反
射膜を形成する必要がなく、したがって、チップ化に際
して一般的なダイシングカット法を用いて行うことがで
きる。
【００６５】パッケージ２７は、たとえばトランジスタ
や２個のダイオード素子を搭載するといった目的で用い
られる光学素子用の３端子用の金属ケースを利用するも
ので、金属ベース２８に３本のリード端子２９ａ，２９
ｂ，２９ｃが固定されており、リード端子２９ａおよび
２９ｂは金属ベース２８とはガラスなどのシール性のあ
る絶縁物３０を介して絶縁された状態に設けられてお
り、リード端子２９ｃは金属ベース２８と導通した状態
に設けられている。この様子は、図３に示されている。
や２個のダイオード素子を搭載するといった目的で用い
られる光学素子用の３端子用の金属ケースを利用するも
ので、金属ベース２８に３本のリード端子２９ａ，２９
ｂ，２９ｃが固定されており、リード端子２９ａおよび
２９ｂは金属ベース２８とはガラスなどのシール性のあ
る絶縁物３０を介して絶縁された状態に設けられてお
り、リード端子２９ｃは金属ベース２８と導通した状態
に設けられている。この様子は、図３に示されている。
【００６６】これらのリード端子２９ａ〜２９ｃのう
ち、金属ベース２８と絶縁されているリード端子２９
ａ，２９ｂは半導体レーザチップ２６と電気的に接続さ
れ、金属ベース２８と導通するリード端子２９ｃは全体
をグランド電位に保持するためにグランドに接続される
ようになっている。
ち、金属ベース２８と絶縁されているリード端子２９
ａ，２９ｂは半導体レーザチップ２６と電気的に接続さ
れ、金属ベース２８と導通するリード端子２９ｃは全体
をグランド電位に保持するためにグランドに接続される
ようになっている。
【００６７】ブロック形状をなす金属台座３１は、金属
ベース２８に電気的に導通する状態に固定されており、
ヒートシンクとしての機能を果たすものである。金属台
座３１は、例えば、ＦｅやＣｕなどの熱伝導率が高い材
料が選ばれ、表面にはさらに、Ａｕなどの伝導率の高い
金属がメッキあるいは蒸着またはスパッタ法などを用い
て形成されている。
ベース２８に電気的に導通する状態に固定されており、
ヒートシンクとしての機能を果たすものである。金属台
座３１は、例えば、ＦｅやＣｕなどの熱伝導率が高い材
料が選ばれ、表面にはさらに、Ａｕなどの伝導率の高い
金属がメッキあるいは蒸着またはスパッタ法などを用い
て形成されている。
【００６８】金属台座３１の上には絶縁板としてのＧａ
Ａｓ絶縁基板３２が固定される。このＧａＡｓ絶縁基板
３２は、表面および裏面の両者にアモルファス状態で形
成されるＳｉＯＮ膜をプラズマＣＶＤ法などにより２０
０ｎｍ程度形成し、同じく両面にＣｒ／Ｎｉ／Ａｕ膜を
蒸着法によりそれぞれの膜厚が５０ｎｍ／３００ｎｍ／
５００ｎｍ程度となるように形成しており、この基板を
ダイシングカットすることにより１ｍｍ角程度の大きさ
に形成されたものである。
Ａｓ絶縁基板３２が固定される。このＧａＡｓ絶縁基板
３２は、表面および裏面の両者にアモルファス状態で形
成されるＳｉＯＮ膜をプラズマＣＶＤ法などにより２０
０ｎｍ程度形成し、同じく両面にＣｒ／Ｎｉ／Ａｕ膜を
蒸着法によりそれぞれの膜厚が５０ｎｍ／３００ｎｍ／
５００ｎｍ程度となるように形成しており、この基板を
ダイシングカットすることにより１ｍｍ角程度の大きさ
に形成されたものである。
【００６９】このＧａＡｓ絶縁基板３２を、金属台座３
１上にＡｕ−Ｓｎはんだ箔を用いて接合し、この上に半
導体レーザチップ２６を固定する。半導体レーザチップ
２６の裏面側には、例えばＡｕ−Ｓｎ薄膜を１．５μｍ
程度形成しており、この面をＧａＡｓ絶縁基板３２に接
続する。これにより、半導体レーザチップ２６の裏面電
極は金属台座３１との間は絶縁状態とされるが、ＧａＡ
ｓ絶縁基板３２の表面に形成された電極膜およびはんだ
層などの導体膜３２ａにより外部と電気的導通が図れる
ようになる。
１上にＡｕ−Ｓｎはんだ箔を用いて接合し、この上に半
導体レーザチップ２６を固定する。半導体レーザチップ
２６の裏面側には、例えばＡｕ−Ｓｎ薄膜を１．５μｍ
程度形成しており、この面をＧａＡｓ絶縁基板３２に接
続する。これにより、半導体レーザチップ２６の裏面電
極は金属台座３１との間は絶縁状態とされるが、ＧａＡ
ｓ絶縁基板３２の表面に形成された電極膜およびはんだ
層などの導体膜３２ａにより外部と電気的導通が図れる
ようになる。
【００７０】なお、絶縁板としては、酸化アルミナ，窒
化アルミナ，酸化珪素，窒化珪素などのセラミック製の
絶縁板や、Ｓｉ，ＧａＡｓなどの半導体に不純物を拡散
させた半絶縁性基板などがある。さらには、金属やＳ
ｉ，ＧａＡｓなどの半導体基板の表面にＳｉＯ2，Ｓｉ
Ｎｘ，Ｔａ2Ｏ3，ａ−ＣなどをＣＶＤ法，スパッタ法，
蒸着法，熱酸化法などの方法で成膜したものを用いるこ
ともできる。加工性の点からみると、酸化アルミナ，窒
化アルミナ，酸化珪素あるいは窒化珪素などのセラミッ
ク基板材料は非常に固く、上述のように１ｍｍ角程度の
切断が難しいため、半導体系の基板を用いることが実用
上の点では有効な材料となる。
化アルミナ，酸化珪素，窒化珪素などのセラミック製の
絶縁板や、Ｓｉ，ＧａＡｓなどの半導体に不純物を拡散
させた半絶縁性基板などがある。さらには、金属やＳ
ｉ，ＧａＡｓなどの半導体基板の表面にＳｉＯ2，Ｓｉ
Ｎｘ，Ｔａ2Ｏ3，ａ−ＣなどをＣＶＤ法，スパッタ法，
蒸着法，熱酸化法などの方法で成膜したものを用いるこ
ともできる。加工性の点からみると、酸化アルミナ，窒
化アルミナ，酸化珪素あるいは窒化珪素などのセラミッ
ク基板材料は非常に固く、上述のように１ｍｍ角程度の
切断が難しいため、半導体系の基板を用いることが実用
上の点では有効な材料となる。
【００７１】また、接合材料は、上述したＡｕ−Ｓｎ薄
膜以外に、Ｐｂ−Ｓｎなどのはんだ材料や、後述するよ
うな電気的接続を要しない場合には一般的なダイボンデ
ィング用の接着剤を用いることができる。
膜以外に、Ｐｂ−Ｓｎなどのはんだ材料や、後述するよ
うな電気的接続を要しない場合には一般的なダイボンデ
ィング用の接着剤を用いることができる。
【００７２】半導体レーザチップ２６とリード端子２９
ａ，２９ｂとの間は、ボンディングワイヤとしてのＡｕ
ワイヤ３３により電気的導通が図られている。Ａｕワイ
ヤ３３は、半導体レーザチップ２６の上面の電極とリー
ド端子２９ａのボンディング面３４との間に２本接続さ
れており、ＧａＡｓ絶縁基板３２の露出している部分と
リード端子２９ｂのボンディング面３４との間にも２本
接続されている。なお、ボンディングワイヤとしては、
Ａｕワイヤ３３以外に、シリコンを含んだＡｕワイヤ
や、Ｐｔワイヤ，ＡｌワイヤあるいはＣｕワイヤなど、
種々のものを用いることができる。
ａ，２９ｂとの間は、ボンディングワイヤとしてのＡｕ
ワイヤ３３により電気的導通が図られている。Ａｕワイ
ヤ３３は、半導体レーザチップ２６の上面の電極とリー
ド端子２９ａのボンディング面３４との間に２本接続さ
れており、ＧａＡｓ絶縁基板３２の露出している部分と
リード端子２９ｂのボンディング面３４との間にも２本
接続されている。なお、ボンディングワイヤとしては、
Ａｕワイヤ３３以外に、シリコンを含んだＡｕワイヤ
や、Ｐｔワイヤ，ＡｌワイヤあるいはＣｕワイヤなど、
種々のものを用いることができる。
【００７３】また、円柱状をなすリード端子２９ａ，２
９ｂのボンディング面３４は、ボンディングしやすいよ
うに平坦に形成され、これによってボンディング強度も
向上するので、ボンディングの信頼性が向上する構成と
いうことができる。なお、半導体レーザチップ２６の上
面の電極のボンディングする位置は、発光領域であるス
トライプ部分の両側に対応して各１本ずつボンディング
を行なう。
９ｂのボンディング面３４は、ボンディングしやすいよ
うに平坦に形成され、これによってボンディング強度も
向上するので、ボンディングの信頼性が向上する構成と
いうことができる。なお、半導体レーザチップ２６の上
面の電極のボンディングする位置は、発光領域であるス
トライプ部分の両側に対応して各１本ずつボンディング
を行なう。
【００７４】なお、上述の構成では、リード端子２９
ａ，２９ｂの側面に平坦なボンディング面３４を設けて
ボンディングしているが、これに代えて、図９あるいは
図１０に示すように、ボンディング面３４を設けない構
成としてリード端子２９ａ，２９ｂの端面の平坦な部分
を利用してボンディングを行なうこともでき、これによ
り、ボンディング面３４を形成する工程を省くことがで
きる。
ａ，２９ｂの側面に平坦なボンディング面３４を設けて
ボンディングしているが、これに代えて、図９あるいは
図１０に示すように、ボンディング面３４を設けない構
成としてリード端子２９ａ，２９ｂの端面の平坦な部分
を利用してボンディングを行なうこともでき、これによ
り、ボンディング面３４を形成する工程を省くことがで
きる。
【００７５】すなわち、図９の構成では、一方のリード
端子２９ａ側のみにボンディング面３４を設けたパッケ
ージを用いている。この場合には、リード端子２９ｂに
はボンディング面が形成されていないが、端面部の平坦
な部分にＡｕワイヤ３３をボンディングしている。ま
た、図１０の構成では、リード端子２９ａ，２９ｂの双
方共にボンディング面を設けない構成としており、各リ
ード端子２９ａ，２９ｂの端面部の平坦な部分にＡｕワ
イヤ３３をボンディングしている。
端子２９ａ側のみにボンディング面３４を設けたパッケ
ージを用いている。この場合には、リード端子２９ｂに
はボンディング面が形成されていないが、端面部の平坦
な部分にＡｕワイヤ３３をボンディングしている。ま
た、図１０の構成では、リード端子２９ａ，２９ｂの双
方共にボンディング面を設けない構成としており、各リ
ード端子２９ａ，２９ｂの端面部の平坦な部分にＡｕワ
イヤ３３をボンディングしている。
【００７６】このようにボンディング面３４を設けない
場合には、半導体レーザチップ２６側のボンディング方
向とリード端子２９ａ，２９ｂ側のボンディング方向と
が９０°だけねじれた位置関係となるが、実際のボンデ
ィング工程においては、一方のボンディングをした後に
支持台座を９０°回転させて他方のボンディングを行な
うことになるが、２本のＡｕワイヤ３３は互いに接触す
ることもなく偏荷重が作用することもないので、ボンデ
ィング工程上では問題なく実施できる。
場合には、半導体レーザチップ２６側のボンディング方
向とリード端子２９ａ，２９ｂ側のボンディング方向と
が９０°だけねじれた位置関係となるが、実際のボンデ
ィング工程においては、一方のボンディングをした後に
支持台座を９０°回転させて他方のボンディングを行な
うことになるが、２本のＡｕワイヤ３３は互いに接触す
ることもなく偏荷重が作用することもないので、ボンデ
ィング工程上では問題なく実施できる。
【００７７】さて、上述の場合、各端子間を２本ずつの
Ａｕワイヤ３３により接続する構成としているので、３
個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを直列接続する構
成であっても動作の信頼性を低下させることなく用いる
ことができる。つまり、例えば、Ａｕワイヤ３３の断線
による故障の場合には他の残りのＡｕワイヤ３３を介し
て通電を維持することができ、半導体レーザチップ２６
そのものので発生が予想される短絡故障の場合でも他の
半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃに対する通電を維持す
ることができる。
Ａｕワイヤ３３により接続する構成としているので、３
個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを直列接続する構
成であっても動作の信頼性を低下させることなく用いる
ことができる。つまり、例えば、Ａｕワイヤ３３の断線
による故障の場合には他の残りのＡｕワイヤ３３を介し
て通電を維持することができ、半導体レーザチップ２６
そのものので発生が予想される短絡故障の場合でも他の
半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃに対する通電を維持す
ることができる。
【００７８】円筒容器状をなすケース３５は、カン封入
を行なうためのもので、金属ベース２８に半導体レーザ
チップ２６を覆うようにして固定されている。このケー
ス３５の上面には、半導体レーザチップ２６の端面から
出射するレーザ光を外部に導くガラス窓３５ａがはめ込
まれている。以上のような構成の半導体レーザ素子２３
ａ〜２３ｃが所定位置に配置されると共に、レーザ光の
出射部分に前述のようにして光学系となるレンズ２５ａ
〜２５ｃが配置され図１に示したように集光点Ｐにて一
点に集光するように光軸が調整されている。
を行なうためのもので、金属ベース２８に半導体レーザ
チップ２６を覆うようにして固定されている。このケー
ス３５の上面には、半導体レーザチップ２６の端面から
出射するレーザ光を外部に導くガラス窓３５ａがはめ込
まれている。以上のような構成の半導体レーザ素子２３
ａ〜２３ｃが所定位置に配置されると共に、レーザ光の
出射部分に前述のようにして光学系となるレンズ２５ａ
〜２５ｃが配置され図１に示したように集光点Ｐにて一
点に集光するように光軸が調整されている。
【００７９】パッケージ２７は、上述の構成を採用する
ことにより、金属ベース２８部分が半導体レーザチップ
２６のいずれの電極とも接続されず、グランド電位に保
持させることができるので、例えば、回路基板上にパッ
ケージ２７を配設する場合でも、電位を有する部分が占
める面積を小さくすることができ、端子間の電流リーク
や接触などによる短絡事故の発生を抑制して回路の信号
異常が発生するのを極力抑制することができるようにな
る。
ことにより、金属ベース２８部分が半導体レーザチップ
２６のいずれの電極とも接続されず、グランド電位に保
持させることができるので、例えば、回路基板上にパッ
ケージ２７を配設する場合でも、電位を有する部分が占
める面積を小さくすることができ、端子間の電流リーク
や接触などによる短絡事故の発生を抑制して回路の信号
異常が発生するのを極力抑制することができるようにな
る。
【００８０】次に、本実施形態の作用について説明す
る。図７に示したように、自動車１２ａに搭載した距離
測定装置１１においては、制御回路２１により、投光器
１３に投光動作を行なわせるように制御すると、投光器
１３は走査部１４を介して前方に向けてレーザ光をパル
ス点灯しながら出力する。
る。図７に示したように、自動車１２ａに搭載した距離
測定装置１１においては、制御回路２１により、投光器
１３に投光動作を行なわせるように制御すると、投光器
１３は走査部１４を介して前方に向けてレーザ光をパル
ス点灯しながら出力する。
【００８１】レーザ光の投光方向は、図８に示すよう
に、走査部１４により、投光器１３からのレーザ光を自
動車１２の前方に広がる２次元的な所定の検出範囲Ｓ対
して走査部１４の反射ミラーを回動制御することにより
走査（スキャン）し、投光パルスとタイミングをうまく
図ることにより図示のように、多数の格子状に配置され
た投光領域として各投光領域に対する距離を測定するこ
とができる。
に、走査部１４により、投光器１３からのレーザ光を自
動車１２の前方に広がる２次元的な所定の検出範囲Ｓ対
して走査部１４の反射ミラーを回動制御することにより
走査（スキャン）し、投光パルスとタイミングをうまく
図ることにより図示のように、多数の格子状に配置され
た投光領域として各投光領域に対する距離を測定するこ
とができる。
【００８２】このとき、パルス点灯されるレーザ光は、
前述したように、パルス幅が５０ｎｓｅｃ程度で繰り返
し周期が５ｋＨｚに設定されている。また、半導体レー
ザチップ２６を駆動するパルス電流のピーク値は１４Ａ
程度である。なお、この条件下での半導体レーザチップ
２６のピークパワーは１個あたり１４Ｗ程度得ることが
できた。この条件の下で投光を行なったところ、１７０
ｍ先に存在する物体を検出できることを確認した。
前述したように、パルス幅が５０ｎｓｅｃ程度で繰り返
し周期が５ｋＨｚに設定されている。また、半導体レー
ザチップ２６を駆動するパルス電流のピーク値は１４Ａ
程度である。なお、この条件下での半導体レーザチップ
２６のピークパワーは１個あたり１４Ｗ程度得ることが
できた。この条件の下で投光を行なったところ、１７０
ｍ先に存在する物体を検出できることを確認した。
【００８３】このようにして出力されるレーザ光が、前
方に存在する他の自動車１２ｂの後部に取り付けられて
いるリフレクタ（反射鏡）２２に入射すると、その入射
方向と同じ方向に反射光を返すように回帰反射をする。
この反射光が距離測定装置１１の受光レンズ１６を介し
て受光素子１７に入射されると、受光信号に変換して出
力し、プリアンプ１８、増幅率可変アンプ１９を介して
増幅した受光信号を時間計測回路２０に出力するように
なる。
方に存在する他の自動車１２ｂの後部に取り付けられて
いるリフレクタ（反射鏡）２２に入射すると、その入射
方向と同じ方向に反射光を返すように回帰反射をする。
この反射光が距離測定装置１１の受光レンズ１６を介し
て受光素子１７に入射されると、受光信号に変換して出
力し、プリアンプ１８、増幅率可変アンプ１９を介して
増幅した受光信号を時間計測回路２０に出力するように
なる。
【００８４】時間計測回路２０は、投光したレーザ光を
駆動するための投光パルス信号が入力されると共に、受
光素子１７で受光したときの受光信号も入力される。時
間計測回路２０は、投光パルスの立ち上がりタイミング
から受光信号の立ち上がりタイミングまでの時間を、高
精度で測定するようになっている。例えば、時間計測が
１０ｎｓｅｃ程度の分解能で測定できれば、距離測定の
分解能はｍ単位で可能となる。
駆動するための投光パルス信号が入力されると共に、受
光素子１７で受光したときの受光信号も入力される。時
間計測回路２０は、投光パルスの立ち上がりタイミング
から受光信号の立ち上がりタイミングまでの時間を、高
精度で測定するようになっている。例えば、時間計測が
１０ｎｓｅｃ程度の分解能で測定できれば、距離測定の
分解能はｍ単位で可能となる。
【００８５】制御回路２１は、遅れ時間ｔｄのデータを
受けると、これに基づいて対象物までの距離を検出す
る。いま、図７に示すように、検出距離をＬｘ（ｍ）と
し、遅れ時間がｔｄ（ｓｅｃ）すると、光速ｃ（＝３×
１０８ｍ／ｓｅｃ）を考慮すると、検出距離Ｌｘを往復
するのに要した時間がｔｄということになるから、検出
距離Ｌｘは、 Ｌｘ（ｍ）＝ｔｄ×ｃ／２ となる。
受けると、これに基づいて対象物までの距離を検出す
る。いま、図７に示すように、検出距離をＬｘ（ｍ）と
し、遅れ時間がｔｄ（ｓｅｃ）すると、光速ｃ（＝３×
１０８ｍ／ｓｅｃ）を考慮すると、検出距離Ｌｘを往復
するのに要した時間がｔｄということになるから、検出
距離Ｌｘは、 Ｌｘ（ｍ）＝ｔｄ×ｃ／２ となる。
【００８６】制御回路２１このようにして、次々と検出
領域に投光したときの反射光から生成された受光信号に
よる遅れ時間ｔｄに基づいて対象物までの距離を検出す
る。そして、検出範囲Ｓ内の各部に対応した検出距離か
らどの位置にどのような対象物が存在するかを推定する
ようになっている。例えば、対象としている他の自動車
１２ｂであれば、その距離が一定範囲にあるか否かを検
出し、その検出データに基づいて自動車１２ａの走行を
一定距離を存して追随するなどの制御を行なうことがで
きる。
領域に投光したときの反射光から生成された受光信号に
よる遅れ時間ｔｄに基づいて対象物までの距離を検出す
る。そして、検出範囲Ｓ内の各部に対応した検出距離か
らどの位置にどのような対象物が存在するかを推定する
ようになっている。例えば、対象としている他の自動車
１２ｂであれば、その距離が一定範囲にあるか否かを検
出し、その検出データに基づいて自動車１２ａの走行を
一定距離を存して追随するなどの制御を行なうことがで
きる。
【００８７】次に、光学系の設定について説明する。す
なわち、３個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを配置
して投光する場合に、それらの各レーザ光をどこで集光
させるかということが、検出精度に大きくかかわってく
るからである。図６は３つのレーザ光の集光点Ｐを設定
することについての説明図である。
なわち、３個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを配置
して投光する場合に、それらの各レーザ光をどこで集光
させるかということが、検出精度に大きくかかわってく
るからである。図６は３つのレーザ光の集光点Ｐを設定
することについての説明図である。
【００８８】平行光となったレーザ光が出力される投光
レンズ２５ａ〜２５ｃの位置から集光点Ｐまでの距離を
Ｌｏとし、検出対象となる距離の範囲の最近点と最遠点
とをそれぞれＬｍｉｎ，Ｌｍａｘとして述べる。いうま
でもなく、集光点Ｐの位置では、最も光量が大きくなる
ので、反射光の光量も多くなる。したがって、検出距離
範囲Ｌｍｉｎ〜Ｌｍａｘの中に設定することが好まし
い。
レンズ２５ａ〜２５ｃの位置から集光点Ｐまでの距離を
Ｌｏとし、検出対象となる距離の範囲の最近点と最遠点
とをそれぞれＬｍｉｎ，Ｌｍａｘとして述べる。いうま
でもなく、集光点Ｐの位置では、最も光量が大きくなる
ので、反射光の光量も多くなる。したがって、検出距離
範囲Ｌｍｉｎ〜Ｌｍａｘの中に設定することが好まし
い。
【００８９】そして、その検出距離範囲内で検出距離と
して最も感度を高めたい部分が特にない場合には集光点
Ｐを検出距離範囲の中間（Ｌｏ＝（Ｌｍｉｎ＋Ｌｍａ
ｘ）／２）に位置させると、レーザ光のスポットが最近
点と最遠点でのずれ量が等しく、且つ全範囲に渡って最
も小さくすることができる。また、検出距離範囲のうち
で、特に検出感度を高めたい距離がある場合には、その
付近の位置に集光点Ｐがくるように設定すると良い。
して最も感度を高めたい部分が特にない場合には集光点
Ｐを検出距離範囲の中間（Ｌｏ＝（Ｌｍｉｎ＋Ｌｍａ
ｘ）／２）に位置させると、レーザ光のスポットが最近
点と最遠点でのずれ量が等しく、且つ全範囲に渡って最
も小さくすることができる。また、検出距離範囲のうち
で、特に検出感度を高めたい距離がある場合には、その
付近の位置に集光点Ｐがくるように設定すると良い。
【００９０】さらには、考え方としては、集光点Ｐを最
遠点に設定することでもレーザ光のスポットのずれ量と
しては比較的少なくすることができる。すなわち、もと
もとのスポットのずれ量の発生は、半導体レーザ素子２
３ａ〜２３ｃの配置がずれていることに起因しているの
であるから、その配置のずれ量が最大であり、これを集
光点Ｐで集光させると集光点Ｐにおいてずれ量が最小つ
まりゼロになるから、それよりも近い位置では必ず半導
体レーザ素子２３ａ〜２３ｃの配置間隔よりも小さいず
れ量のスポット間隔とすることができるのである。
遠点に設定することでもレーザ光のスポットのずれ量と
しては比較的少なくすることができる。すなわち、もと
もとのスポットのずれ量の発生は、半導体レーザ素子２
３ａ〜２３ｃの配置がずれていることに起因しているの
であるから、その配置のずれ量が最大であり、これを集
光点Ｐで集光させると集光点Ｐにおいてずれ量が最小つ
まりゼロになるから、それよりも近い位置では必ず半導
体レーザ素子２３ａ〜２３ｃの配置間隔よりも小さいず
れ量のスポット間隔とすることができるのである。
【００９１】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果を得ることができる。第１に、３個の半導体レー
ザ素子２３ａ〜２３ｃを信号発生回路２４に対して直列
に接続して給電されるようにすると共に、それぞれのレ
ーザ光を独立した光学系であるレンズ２５ａ〜２５ｃで
平行光となるように絞ってから集光して投光する構成と
したので、複数個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを
設ける場合でも１個分の電流量で発光動作を行なわせる
ことができ、且つ、インピーダンス調整用の抵抗素子な
どを設けることによる電力損失を回避することができ、
さらに集光されたレーザ光は、目的とする測定距離範囲
で集光させることができるので、集光したレーザ光のス
ポットのずれを極力低減して最遠点でも光量の低下を抑
制することができ、効率良く且つ精度良く距離測定を行
なうことができるようになる。
な効果を得ることができる。第１に、３個の半導体レー
ザ素子２３ａ〜２３ｃを信号発生回路２４に対して直列
に接続して給電されるようにすると共に、それぞれのレ
ーザ光を独立した光学系であるレンズ２５ａ〜２５ｃで
平行光となるように絞ってから集光して投光する構成と
したので、複数個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを
設ける場合でも１個分の電流量で発光動作を行なわせる
ことができ、且つ、インピーダンス調整用の抵抗素子な
どを設けることによる電力損失を回避することができ、
さらに集光されたレーザ光は、目的とする測定距離範囲
で集光させることができるので、集光したレーザ光のス
ポットのずれを極力低減して最遠点でも光量の低下を抑
制することができ、効率良く且つ精度良く距離測定を行
なうことができるようになる。
【００９２】なお、上述の場合に、３個の半導体レーザ
素子２３ａ〜２３ｃが直列に接続される構成を採用して
いるが、半導体レーザチップ２６は、何らかの原因で点
灯不能となる故障を起こす場合に、一般的に短絡故障を
起こすことが多いため、たとえ１個が短絡しても電気的
には他の半導体レーザ素子の導通状態を阻止するもので
はないので、故障に対する投光動作の寿命を制限するこ
とはなく、並列に接続した場合と同様の信頼性を確保す
ることができる。
素子２３ａ〜２３ｃが直列に接続される構成を採用して
いるが、半導体レーザチップ２６は、何らかの原因で点
灯不能となる故障を起こす場合に、一般的に短絡故障を
起こすことが多いため、たとえ１個が短絡しても電気的
には他の半導体レーザ素子の導通状態を阻止するもので
はないので、故障に対する投光動作の寿命を制限するこ
とはなく、並列に接続した場合と同様の信頼性を確保す
ることができる。
【００９３】第２に、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃ
によるレーザ光をレンズ２５ａ〜２５ｃを介して平行光
に絞ったものを検出距離範囲の中間に設定したので、検
出距離範囲の最遠点と最近点との両者においてレーザ光
のスポットのずれ量を最も少ない設定とすることがで
き、広い検出距離範囲内で光量の低下を極力抑制して反
射光の光量を増やすことができ、検出距離の延長を図る
と共に、検出精度の向上を図ることができるようにな
る。
によるレーザ光をレンズ２５ａ〜２５ｃを介して平行光
に絞ったものを検出距離範囲の中間に設定したので、検
出距離範囲の最遠点と最近点との両者においてレーザ光
のスポットのずれ量を最も少ない設定とすることがで
き、広い検出距離範囲内で光量の低下を極力抑制して反
射光の光量を増やすことができ、検出距離の延長を図る
と共に、検出精度の向上を図ることができるようにな
る。
【００９４】第３に、投光器１３による投光を自動車１
２の前方の所定領域内で２次元的に走査するように操作
部１４を設け、レーザ光をパルス点灯させることにより
走査した各投光領域で距離を測定することができるよう
にしたので、自動車のような軌道のない移動体において
その進行方向が左右あるいは上下に変動する場合でもこ
れに柔軟に対応して進行方向に存在する物体の距離を検
出することができるようになる。
２の前方の所定領域内で２次元的に走査するように操作
部１４を設け、レーザ光をパルス点灯させることにより
走査した各投光領域で距離を測定することができるよう
にしたので、自動車のような軌道のない移動体において
その進行方向が左右あるいは上下に変動する場合でもこ
れに柔軟に対応して進行方向に存在する物体の距離を検
出することができるようになる。
【００９５】第４に、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃ
のパッケージ２７を、３端子用のパッケージを用いるこ
とができるようにしたので、このために新たにパッケー
ジを製作する必要がなく、しかも、その場合において
も、半導体レーザチップ２６の２つの電極をリード端子
２９ａ，２９ｂから導出することで、金属ベース２８と
は絶縁した状態で引き出すことができ、且つ、金属ベー
ス２８をグランド端子に接続することで、実装上あるい
は回路構成上で安定した動作を行なわせることができる
ようになる。
のパッケージ２７を、３端子用のパッケージを用いるこ
とができるようにしたので、このために新たにパッケー
ジを製作する必要がなく、しかも、その場合において
も、半導体レーザチップ２６の２つの電極をリード端子
２９ａ，２９ｂから導出することで、金属ベース２８と
は絶縁した状態で引き出すことができ、且つ、金属ベー
ス２８をグランド端子に接続することで、実装上あるい
は回路構成上で安定した動作を行なわせることができる
ようになる。
【００９６】第５に、半導体レーザチップ２６をボンデ
ィングするＡｕワイヤ３３を、各ボンディング点におい
て、２本ずつボンディングするように構成したので、通
常においては１本のＡｕワイヤ３３に電流の集中を避け
る構成としながら、何らかの原因で１本が断線した場合
でも直列に接続した他の半導体レーザ素子の点灯状態を
保持させることができる。したがって、断線の発生に際
しても、投光動作の寿命を制限することを極力抑制する
ことができる。
ィングするＡｕワイヤ３３を、各ボンディング点におい
て、２本ずつボンディングするように構成したので、通
常においては１本のＡｕワイヤ３３に電流の集中を避け
る構成としながら、何らかの原因で１本が断線した場合
でも直列に接続した他の半導体レーザ素子の点灯状態を
保持させることができる。したがって、断線の発生に際
しても、投光動作の寿命を制限することを極力抑制する
ことができる。
【００９７】（第２の実施形態）図１１および図１２は
本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態
と異なるところは、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃの
パッケージ２７に代えてパッケージ３６を設けたところ
である。このパッケージ３６は、図１１に示しているよ
うに、金属ベース３７に２本のリード端子３８ａ，３８
ｂを備えている。金属台座３９は、金属ベース３７に埋
め込むようにして配設され金属ベース３７とはガラスな
どの絶縁物４０を介して絶縁された状態に設けられてい
る。上述のリード端子３８ａ，３８ｂは、一方のリード
端子３８ａが金属ベース３７とガラスなどの絶縁物４０
を介して固定されており、他方のリード端子３８ｂは金
属台座３９に電気的に導通するように固定されている。
本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態
と異なるところは、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃの
パッケージ２７に代えてパッケージ３６を設けたところ
である。このパッケージ３６は、図１１に示しているよ
うに、金属ベース３７に２本のリード端子３８ａ，３８
ｂを備えている。金属台座３９は、金属ベース３７に埋
め込むようにして配設され金属ベース３７とはガラスな
どの絶縁物４０を介して絶縁された状態に設けられてい
る。上述のリード端子３８ａ，３８ｂは、一方のリード
端子３８ａが金属ベース３７とガラスなどの絶縁物４０
を介して固定されており、他方のリード端子３８ｂは金
属台座３９に電気的に導通するように固定されている。
【００９８】また、この実施形態においては、図１１に
も示すように、半導体レーザチップ２６を直接金属台座
３９に搭載している。このとき、半導体レーザチップ２
６の裏面電極と金属台座３９とが電気的に導通するよう
に、Ａｕ−Ｓｎはんだ箔などを用いて接着固定されてい
る。リード端子３８ａには部分的に平坦に形成されたボ
ンディング面４１が形成されており、この部分と半導体
レーザチップ２６の上面電極との間を２本のＡｕワイヤ
３３によりボンディングされている。ケース３５は前述
と同様のものを用いており、ガラス窓３５ａが設けられ
た構成で、金属ベース３７に取り付けられ、カン封入さ
れている。
も示すように、半導体レーザチップ２６を直接金属台座
３９に搭載している。このとき、半導体レーザチップ２
６の裏面電極と金属台座３９とが電気的に導通するよう
に、Ａｕ−Ｓｎはんだ箔などを用いて接着固定されてい
る。リード端子３８ａには部分的に平坦に形成されたボ
ンディング面４１が形成されており、この部分と半導体
レーザチップ２６の上面電極との間を２本のＡｕワイヤ
３３によりボンディングされている。ケース３５は前述
と同様のものを用いており、ガラス窓３５ａが設けられ
た構成で、金属ベース３７に取り付けられ、カン封入さ
れている。
【００９９】以上のように構成した第２の実施形態にお
いても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることが
できると共に、専用のパッケージ３６を設ける構成とし
ているので、Ａｕワイヤ３３のボンディング工数を低減
した構成とすることができ、しかも、金属ベース３７部
分をグランドに接続することができる。この場合、金属
ベース３７部分は、リード端子として独立していない
が、金属板など導電性のある部分に実装することもで
き、各リード端子３８ａ，３８ｂは金属ベース３７やケ
ース３５とは絶縁した状態に保持することができる。
いても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることが
できると共に、専用のパッケージ３６を設ける構成とし
ているので、Ａｕワイヤ３３のボンディング工数を低減
した構成とすることができ、しかも、金属ベース３７部
分をグランドに接続することができる。この場合、金属
ベース３７部分は、リード端子として独立していない
が、金属板など導電性のある部分に実装することもで
き、各リード端子３８ａ，３８ｂは金属ベース３７やケ
ース３５とは絶縁した状態に保持することができる。
【０１００】上記実施形態においては、半導体レーザチ
ップ２６を直接金属台座（鉄、鋼等）３９に接着固定す
る構成としたが、例えば、他の導体プレートなどを介在
させた状態で接着固定する構成としても良い。この場
合、導体プレートを半導体レーザチップ２６の熱膨張率
と整合ととるような材料を選ぶことにより信頼性の向上
を図ることができるようになる。
ップ２６を直接金属台座（鉄、鋼等）３９に接着固定す
る構成としたが、例えば、他の導体プレートなどを介在
させた状態で接着固定する構成としても良い。この場
合、導体プレートを半導体レーザチップ２６の熱膨張率
と整合ととるような材料を選ぶことにより信頼性の向上
を図ることができるようになる。
【０１０１】すなわち、金属台座３９と半導体レーザチ
ップ２６との熱膨張係数の違いにより、半導体レーザチ
ップ２６に熱応力がかかると、半導体レーザチップ２６
の劣化の原因になる。そこで、導体プレートを用いるこ
とで熱応力の緩和を図るものである。具体的には、半導
体レーザチップ２６がＧａＡｓを主体としたものである
場合、導体プレートを半導体レーザチップ２６と同じ材
料のＧａＡｓを用い、金属台座３９を鉄により構成した
組み合わせとすることで最も応力緩和の効果を高めるこ
とができる。なお、図２に示した絶縁板３２も導体プレ
ートと同様に熱応力緩和の機能を持つものである。
ップ２６との熱膨張係数の違いにより、半導体レーザチ
ップ２６に熱応力がかかると、半導体レーザチップ２６
の劣化の原因になる。そこで、導体プレートを用いるこ
とで熱応力の緩和を図るものである。具体的には、半導
体レーザチップ２６がＧａＡｓを主体としたものである
場合、導体プレートを半導体レーザチップ２６と同じ材
料のＧａＡｓを用い、金属台座３９を鉄により構成した
組み合わせとすることで最も応力緩和の効果を高めるこ
とができる。なお、図２に示した絶縁板３２も導体プレ
ートと同様に熱応力緩和の機能を持つものである。
【０１０２】（第３の実施形態）図１３および図１４は
本発明の第３の実施形態を示すもので、第１の実施形態
と異なるところは、半導体レーザチップ２６に代えて電
極構造が異なる半導体レーザチップ４２を設けたところ
である。すなわち、この半導体レーザチップ４２は、ｎ
型の基板であるＧａＡｓ基板上にエピタキシャル法によ
り形成した多数の層によりＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系の
レーザチップとして形成されるもので、第１の実施形態
と同様にしてｐ型電極４３を成膜した後、基板上のｎ型
のエピタキシャル層４２ａが露出するまで、所定の部位
をドライエッチング法などにより除去しており、このエ
ッチングで露出した部分に前述同様にしてｎ型電極４４
を形成したものである。
本発明の第３の実施形態を示すもので、第１の実施形態
と異なるところは、半導体レーザチップ２６に代えて電
極構造が異なる半導体レーザチップ４２を設けたところ
である。すなわち、この半導体レーザチップ４２は、ｎ
型の基板であるＧａＡｓ基板上にエピタキシャル法によ
り形成した多数の層によりＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系の
レーザチップとして形成されるもので、第１の実施形態
と同様にしてｐ型電極４３を成膜した後、基板上のｎ型
のエピタキシャル層４２ａが露出するまで、所定の部位
をドライエッチング法などにより除去しており、このエ
ッチングで露出した部分に前述同様にしてｎ型電極４４
を形成したものである。
【０１０３】つまり、これによって、半導体レーザチッ
プ４２の２つの電極４３，４４は、前述した半導体レー
ザチップ２６に形成していた２つの電極をいずれも同じ
表面側に露出するように形成したことになる。したがっ
て、Ａｕワイヤ３３のボンディングにおいては、電極４
３とリード端子２９ａとの間、電極４４とリード端子２
９ｂとの間に各２本ずつ行なう。また、このことによっ
て、半導体レーザチップ４２は、絶縁板３２に対して電
気的に接続する必要はないので、単に接着固定するだけ
で良いことになる。
プ４２の２つの電極４３，４４は、前述した半導体レー
ザチップ２６に形成していた２つの電極をいずれも同じ
表面側に露出するように形成したことになる。したがっ
て、Ａｕワイヤ３３のボンディングにおいては、電極４
３とリード端子２９ａとの間、電極４４とリード端子２
９ｂとの間に各２本ずつ行なう。また、このことによっ
て、半導体レーザチップ４２は、絶縁板３２に対して電
気的に接続する必要はないので、単に接着固定するだけ
で良いことになる。
【０１０４】このような第３の実施形態によっても、第
１の実施形態と同様の作用効果を得ると共に、これに加
えて、半導体レーザチップ４２を直列接続に適した構造
としたことにより、Ａｕワイヤ３３のボンディングをい
ずれも直接行なうことができ、絶縁板３２に導体パター
ンとしての導体膜などを別途に形成する必要がなくな
る。
１の実施形態と同様の作用効果を得ると共に、これに加
えて、半導体レーザチップ４２を直列接続に適した構造
としたことにより、Ａｕワイヤ３３のボンディングをい
ずれも直接行なうことができ、絶縁板３２に導体パター
ンとしての導体膜などを別途に形成する必要がなくな
る。
【０１０５】なお、図示のように半導体レーザチップ４
２を形成するので、レーザ光を出射するための端面は、
電極４４形成用にエッチングした部分の端面を反射鏡と
して用いることになる。また、このように反射鏡を形成
する側に電極４４を形成することに限らず、ストライプ
の両側に延びる方向に電極４４を形成しても良く、この
場合には、レーザ光の反射鏡部分は劈開により形成する
ことができる。
２を形成するので、レーザ光を出射するための端面は、
電極４４形成用にエッチングした部分の端面を反射鏡と
して用いることになる。また、このように反射鏡を形成
する側に電極４４を形成することに限らず、ストライプ
の両側に延びる方向に電極４４を形成しても良く、この
場合には、レーザ光の反射鏡部分は劈開により形成する
ことができる。
【０１０６】（第４の実施形態）図１５は本発明の第４
の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なるとこ
ろは、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃおよび各光学系
を一体に有する半導体投光装置としての投光器４５を提
供できるパッケージ４６を用いたところである。ここ
で、基本的な構成は第１の実施形態と同じであるが、３
個の半導体レーザチップ２６ａ〜２６ｃを搭載するよう
に金属ベース４７には３個の金属台座４８ａ〜４８ｃが
所定の位置に配置固定され、この金属ベース４７とは電
気的に絶縁されるようにガラスなどの絶縁物４９を介し
て２本のリード端子５０ａ，５０ｂが設けられている。
の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なるとこ
ろは、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃおよび各光学系
を一体に有する半導体投光装置としての投光器４５を提
供できるパッケージ４６を用いたところである。ここ
で、基本的な構成は第１の実施形態と同じであるが、３
個の半導体レーザチップ２６ａ〜２６ｃを搭載するよう
に金属ベース４７には３個の金属台座４８ａ〜４８ｃが
所定の位置に配置固定され、この金属ベース４７とは電
気的に絶縁されるようにガラスなどの絶縁物４９を介し
て２本のリード端子５０ａ，５０ｂが設けられている。
【０１０７】各金属台座４８ａ〜４８ｃには絶縁板３２
ａ〜３２ｃを介して半導体レーザチップ２６ａ〜２３ｃ
が前述同様にして載置固定されている。各電極間は図示
のように、半導体レーザチップ２６ａ〜２６ｃ間で直列
接続となるようにＡｕワイヤ３３がそれぞれ２本ずつボ
ンディングされており、両端に位置する電極は、それぞ
れリード端子５０ａ，５０ｂのボンディング面５１との
間をＡｕワイヤ３３でボンディングされている。
ａ〜３２ｃを介して半導体レーザチップ２６ａ〜２３ｃ
が前述同様にして載置固定されている。各電極間は図示
のように、半導体レーザチップ２６ａ〜２６ｃ間で直列
接続となるようにＡｕワイヤ３３がそれぞれ２本ずつボ
ンディングされており、両端に位置する電極は、それぞ
れリード端子５０ａ，５０ｂのボンディング面５１との
間をＡｕワイヤ３３でボンディングされている。
【０１０８】ケース５２は、３個の半導体レーザチップ
２６ａ〜２６ｃに対応して３つの窓が形成されている
が、ここには投光用のレンズ５３ａ〜５３ｃがはめ込ま
れている。これらのレンズ５３ａ〜５３ｃは、その焦点
に半導体レーザチップ２６ａ〜２６ｃのレーザ光出力点
部分が位置するように位置調整がなされており、ケース
５２を装着してカン封入した状態では各レンズ５３ａ〜
５３ｃから出射されるレーザ光が平行光に変換されると
共に、所定の集光点Ｐで集光するように設定されてい
る。
２６ａ〜２６ｃに対応して３つの窓が形成されている
が、ここには投光用のレンズ５３ａ〜５３ｃがはめ込ま
れている。これらのレンズ５３ａ〜５３ｃは、その焦点
に半導体レーザチップ２６ａ〜２６ｃのレーザ光出力点
部分が位置するように位置調整がなされており、ケース
５２を装着してカン封入した状態では各レンズ５３ａ〜
５３ｃから出射されるレーザ光が平行光に変換されると
共に、所定の集光点Ｐで集光するように設定されてい
る。
【０１０９】このような第４の実施形態によれば、第１
の実施形態における効果に加えて、３個の半導体レーザ
チップ２６ａ〜２６ｃおよび光学系としてのレンズ５３
ａ〜５３ｃを一体に設けるためのパッケージ４６を用い
て投光器４５を構成したので、コンパクトな構成で全て
を一体に設けた投光器４５を得ることができ、取り扱い
も簡単になる。
の実施形態における効果に加えて、３個の半導体レーザ
チップ２６ａ〜２６ｃおよび光学系としてのレンズ５３
ａ〜５３ｃを一体に設けるためのパッケージ４６を用い
て投光器４５を構成したので、コンパクトな構成で全て
を一体に設けた投光器４５を得ることができ、取り扱い
も簡単になる。
【０１１０】なお、このようなパッケージ４６を用いる
場合においては、作製後に集光点Ｐの位置を変更するこ
とはできないが、集光点位置に対する仕様が決まってい
るものであれば面倒な光軸調整や位置合わせなどを行な
う必要がなくなるので、取り扱いが簡単になるというメ
リットを十分に享受することができる。
場合においては、作製後に集光点Ｐの位置を変更するこ
とはできないが、集光点位置に対する仕様が決まってい
るものであれば面倒な光軸調整や位置合わせなどを行な
う必要がなくなるので、取り扱いが簡単になるというメ
リットを十分に享受することができる。
【０１１１】なお、光軸調整や位置合わせなどを考慮し
て、光学系は別途に設ける構成としても良い。この場合
には、レンズ５３ａ〜５３ｃに代えて、ガラス窓を設け
れば良い。また、金属ベース４７に、各半導体レーザチ
ップ２６ａ〜２６ｃからのレーザ光が干渉しないように
仕切板を設ける構成としても良い。さらに、各半導体レ
ーザチップ２６ａ〜２６ｃの後ろ側にモニタ素子を設け
て、発光状態を確認する構成を付加することもできる。
て、光学系は別途に設ける構成としても良い。この場合
には、レンズ５３ａ〜５３ｃに代えて、ガラス窓を設け
れば良い。また、金属ベース４７に、各半導体レーザチ
ップ２６ａ〜２６ｃからのレーザ光が干渉しないように
仕切板を設ける構成としても良い。さらに、各半導体レ
ーザチップ２６ａ〜２６ｃの後ろ側にモニタ素子を設け
て、発光状態を確認する構成を付加することもできる。
【０１１２】（第５の実施形態）図１６および図１７は
本発明の第５の実施形態を示すもので、以下、これにつ
いて説明する。この実施形態においては、複数個の発光
ダイオードを直列に接続して点灯動作させると共に、そ
れら各発光ダイオードによる投光をそれぞれの投光領域
に対応して行ない、比較的近接している投光領域内にお
ける物体の距離を検出するようにした距離測定装置を示
している。
本発明の第５の実施形態を示すもので、以下、これにつ
いて説明する。この実施形態においては、複数個の発光
ダイオードを直列に接続して点灯動作させると共に、そ
れら各発光ダイオードによる投光をそれぞれの投光領域
に対応して行ない、比較的近接している投光領域内にお
ける物体の距離を検出するようにした距離測定装置を示
している。
【０１１３】すなわち、図１７に示すように、自動車５
４の周囲の各投光領域５５ａ〜５５ｈに対して各部に距
離検出装置５６ａ〜５６ｈを設ける構成である。各距離
検出装置５６ａ〜５６ｈは半導体発光素子としての発光
ダイオード素子５７ａ〜５７ｈを備えると共に、図示し
ない受光器を備えており、前述同様にして反射光を受光
して距離を検出するように構成されている。
４の周囲の各投光領域５５ａ〜５５ｈに対して各部に距
離検出装置５６ａ〜５６ｈを設ける構成である。各距離
検出装置５６ａ〜５６ｈは半導体発光素子としての発光
ダイオード素子５７ａ〜５７ｈを備えると共に、図示し
ない受光器を備えており、前述同様にして反射光を受光
して距離を検出するように構成されている。
【０１１４】さて、この場合において、例えば、比較的
近接して配置される３個の発光ダイオード素子５７ａ〜
５７ｃは、図１６に示すように、直列に接続した状態で
信号発生回路５８に接続されており、これら３個が同時
に信号発生回路５８から給電されて点灯動作するように
なっている。
近接して配置される３個の発光ダイオード素子５７ａ〜
５７ｃは、図１６に示すように、直列に接続した状態で
信号発生回路５８に接続されており、これら３個が同時
に信号発生回路５８から給電されて点灯動作するように
なっている。
【０１１５】各発光ダイオード素子５７ａ〜５７ｃは、
通常のＬＥＤのパッケージと同様のパッケージ５９に搭
載されているもので、金属ベース６０に２本のリード端
子６１ａ，６１ｂが固定されている。リード端子６１ａ
は金属ベース６０と絶縁物６２を介して固定されてお
り、リード端子６１ｂは金属ベース６０に電気的に導通
するように固定されている。
通常のＬＥＤのパッケージと同様のパッケージ５９に搭
載されているもので、金属ベース６０に２本のリード端
子６１ａ，６１ｂが固定されている。リード端子６１ａ
は金属ベース６０と絶縁物６２を介して固定されてお
り、リード端子６１ｂは金属ベース６０に電気的に導通
するように固定されている。
【０１１６】ダイオードチップ６３はｎ型ＧａＡｓ基板
上にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系のエピタキシャル層を多
層に積層してなるもので、面発光型のチップである。こ
のダイオードチップ６３を金属ベース５９に電気的に導
通するように接着固定し、表面側に形成された電極とリ
ード端子６０ａとの間にＡｕワイヤ３３をそれぞれ２本
ずつボンディングして電気的に接続する。全体を透光性
の樹脂によりモールド成形してパッケージ５９を構成し
ている。なお、この透光性の樹脂によってダイオードチ
ップ６３の上面部分にレンズ６４が一体に形成されるよ
うになっている。
上にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系のエピタキシャル層を多
層に積層してなるもので、面発光型のチップである。こ
のダイオードチップ６３を金属ベース５９に電気的に導
通するように接着固定し、表面側に形成された電極とリ
ード端子６０ａとの間にＡｕワイヤ３３をそれぞれ２本
ずつボンディングして電気的に接続する。全体を透光性
の樹脂によりモールド成形してパッケージ５９を構成し
ている。なお、この透光性の樹脂によってダイオードチ
ップ６３の上面部分にレンズ６４が一体に形成されるよ
うになっている。
【０１１７】なお、発光ダイオード素子５７ｄ，５７ｅ
の組および発光ダイオード素子５７ｆ〜５７ｈの組のそ
れぞれは上述同様にして直列接続された状態で駆動され
点灯動作をするようになっている。また、このように全
ての発光ダイオード素子５７ａ〜５７ｈを直列接続しな
いのは、そのためにワイヤハーネスが長くなるのを避け
るためや、配設の際の手間を少なくするためである。
の組および発光ダイオード素子５７ｆ〜５７ｈの組のそ
れぞれは上述同様にして直列接続された状態で駆動され
点灯動作をするようになっている。また、このように全
ての発光ダイオード素子５７ａ〜５７ｈを直列接続しな
いのは、そのためにワイヤハーネスが長くなるのを避け
るためや、配設の際の手間を少なくするためである。
【０１１８】上記構成を採用することにより、３個の発
光ダイオード素子５７ａ〜５７ｃを同時に直列駆動する
ので、１個分の電流量で３個分の点灯動作を行なわせる
ことができ、効率的な駆動をすることができ、しかも各
検出領域における物体の検出を行なって衝突を防止する
などの用途に用いることができる。
光ダイオード素子５７ａ〜５７ｃを同時に直列駆動する
ので、１個分の電流量で３個分の点灯動作を行なわせる
ことができ、効率的な駆動をすることができ、しかも各
検出領域における物体の検出を行なって衝突を防止する
などの用途に用いることができる。
【０１１９】この場合において、発明者らが行なった結
果では、例えば、各発光ダイオード素子５７ａ〜５７ｈ
による各投光領域５５ａ〜５５ｈにおける検出距離は１
０ｍ程度まで検出することができた。したがって、例え
ば、数メートル程度から物体が近接していることを認識
しながら使用者にランプ表示するなどの報知動作を行な
い、さらに近付いて３０ｃｍ程度まで近接して衝突の危
険があるような距離になった場合には警報を鳴らすなど
により使用者に促すようにしたシステムに適用すること
ができる。
果では、例えば、各発光ダイオード素子５７ａ〜５７ｈ
による各投光領域５５ａ〜５５ｈにおける検出距離は１
０ｍ程度まで検出することができた。したがって、例え
ば、数メートル程度から物体が近接していることを認識
しながら使用者にランプ表示するなどの報知動作を行な
い、さらに近付いて３０ｃｍ程度まで近接して衝突の危
険があるような距離になった場合には警報を鳴らすなど
により使用者に促すようにしたシステムに適用すること
ができる。
【０１２０】なお、上述の場合において、直列に接続す
る発光ダイオード素子の個数は適宜に設定することがで
きるし、投光領域が必ずしも分離したものに限らず、重
複する領域となる場合が発生しても良い。
る発光ダイオード素子の個数は適宜に設定することがで
きるし、投光領域が必ずしも分離したものに限らず、重
複する領域となる場合が発生しても良い。
【０１２１】（第６の実施形態）図１８ないし図２４は
本発明の第６の実施形態を示すもので、以下、第１の実
施形態と異なる部分について説明する。自動車における
距離測定装置で、第１の実施形態のようにレーザ光の出
力を大きくして検出距離を長くすることができるように
した場合に、その距離測定環境を考慮すると人間の目に
レーザ光が入射する可能性があるので、レーザ光の出力
を高くすればその分だけこの点についても十分に考慮す
る必要がある。そこで、この実施形態においては、特に
人間の目に入射しても安全基準を十分に満たせるように
した距離測定装置にすることを主眼として構成してい
る。
本発明の第６の実施形態を示すもので、以下、第１の実
施形態と異なる部分について説明する。自動車における
距離測定装置で、第１の実施形態のようにレーザ光の出
力を大きくして検出距離を長くすることができるように
した場合に、その距離測定環境を考慮すると人間の目に
レーザ光が入射する可能性があるので、レーザ光の出力
を高くすればその分だけこの点についても十分に考慮す
る必要がある。そこで、この実施形態においては、特に
人間の目に入射しても安全基準を十分に満たせるように
した距離測定装置にすることを主眼として構成してい
る。
【０１２２】また、検出距離を長く設定することができ
るようにするためには、複数のレーザ光を効率良く遠方
において重なり合うように照射して光密度を高くする必
要があり、しかも、レーザ光のスポット形状によっては
その配置の仕方によってその照射の領域の効率が大きく
変動する。この実施形態においては、このような点につ
いても考慮して、特にレーザ光の投光領域でのスポット
形状が楕円形状となる場合でもできるだけ効率良くしか
も精度良く距離測定動作を行なえるようにした構成を提
供する。
るようにするためには、複数のレーザ光を効率良く遠方
において重なり合うように照射して光密度を高くする必
要があり、しかも、レーザ光のスポット形状によっては
その配置の仕方によってその照射の領域の効率が大きく
変動する。この実施形態においては、このような点につ
いても考慮して、特にレーザ光の投光領域でのスポット
形状が楕円形状となる場合でもできるだけ効率良くしか
も精度良く距離測定動作を行なえるようにした構成を提
供する。
【０１２３】図１８は半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃ
の内部に実装された半導体レーザチップ６５の断面構造
を模式的に示すもので、第１の実施形態の説明中で変形
例として簡単に説明した材料を用いている。すなわち、
半導体レーザチップ６５は、ＧａＡｓ−ＧａＩｎＮＡｓ
系の材料により形成されたものである。なお、ここでは
この系の材料で形成したものについて説明するが、後述
するように、アイセーフの条件を満たす材料として、長
波長側の発光波長を実現することができるＩｎＰ−Ｇａ
ＩｎＰＡｓ系の材料を用いることもできる。
の内部に実装された半導体レーザチップ６５の断面構造
を模式的に示すもので、第１の実施形態の説明中で変形
例として簡単に説明した材料を用いている。すなわち、
半導体レーザチップ６５は、ＧａＡｓ−ＧａＩｎＮＡｓ
系の材料により形成されたものである。なお、ここでは
この系の材料で形成したものについて説明するが、後述
するように、アイセーフの条件を満たす材料として、長
波長側の発光波長を実現することができるＩｎＰ−Ｇａ
ＩｎＰＡｓ系の材料を用いることもできる。
【０１２４】半導体基板であるｎ−ＧａＡｓ（導電型が
ｎ型のＧａＡｓ）基板６６上に、次の各半導体層が順次
積層形成されている。まず、ＧａＡｓ基板６６上には、
膜厚０．１μｍ程度のｎ−ＧａＡｓ層からなるバッファ
層６７が積層され、この上には、膜厚０．５〜１．０μ
ｍのｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層からなるクラッド層６８
が積層され、この上に、膜厚０．１〜１．０μｍのｎ−
Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層からなる光ガイド層６９が積層形
成されている。クラッド層６８および光ガイド層６９に
おける組成比の値ｘ，ｙは、各層がその機能を果たすの
に必要な屈折率を得られるように設定されている。
ｎ型のＧａＡｓ）基板６６上に、次の各半導体層が順次
積層形成されている。まず、ＧａＡｓ基板６６上には、
膜厚０．１μｍ程度のｎ−ＧａＡｓ層からなるバッファ
層６７が積層され、この上には、膜厚０．５〜１．０μ
ｍのｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層からなるクラッド層６８
が積層され、この上に、膜厚０．１〜１．０μｍのｎ−
Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層からなる光ガイド層６９が積層形
成されている。クラッド層６８および光ガイド層６９に
おける組成比の値ｘ，ｙは、各層がその機能を果たすの
に必要な屈折率を得られるように設定されている。
【０１２５】光ガイド層６９の上には、活性層７０が積
層形成されている。活性層７０は、膜厚５〜２０ｎｍの
ＧａＩｎＮＡｓ層と膜厚５〜１０ｎｍのＡｌＧａＡｓ層
とを、交互に複数層（例えば２〜１０層）を積層形成す
ることにより多重量子井戸構造となるように形成したも
のである。この場合、ＧａＩｎＮＡｓ層およびＡｌＧａ
Ａｓ層の膜厚および積層数などの積層条件あるいは各層
の組成比の設定条件を選択することにより、等価的なバ
ンドギャップエネルギーＥｇを設定することができ、活
性層７０によるレーザ発光波長を変化させることができ
る。
層形成されている。活性層７０は、膜厚５〜２０ｎｍの
ＧａＩｎＮＡｓ層と膜厚５〜１０ｎｍのＡｌＧａＡｓ層
とを、交互に複数層（例えば２〜１０層）を積層形成す
ることにより多重量子井戸構造となるように形成したも
のである。この場合、ＧａＩｎＮＡｓ層およびＡｌＧａ
Ａｓ層の膜厚および積層数などの積層条件あるいは各層
の組成比の設定条件を選択することにより、等価的なバ
ンドギャップエネルギーＥｇを設定することができ、活
性層７０によるレーザ発光波長を変化させることができ
る。
【０１２６】アイセーフレーザの条件である１．４μｍ
以上の波長とする場合には、例えばＧａＩｎＮＡｓ層の
組成比をＧａ0.87Ｉｎ0.13Ｎ0.04Ａｓ0.96とすることに
より、発光波長１．４５μｍのものとすることができ
る。活性層７０を構成しているＡｌＧａＡｓ層は光ガイ
ド層６９を構成しているＡｌＧａＡｓ層の組成比と同じ
かもしくはそれよりもバンドギャップエネルギーＥｇの
値が小さい条件の組成比に設定されている。
以上の波長とする場合には、例えばＧａＩｎＮＡｓ層の
組成比をＧａ0.87Ｉｎ0.13Ｎ0.04Ａｓ0.96とすることに
より、発光波長１．４５μｍのものとすることができ
る。活性層７０を構成しているＡｌＧａＡｓ層は光ガイ
ド層６９を構成しているＡｌＧａＡｓ層の組成比と同じ
かもしくはそれよりもバンドギャップエネルギーＥｇの
値が小さい条件の組成比に設定されている。
【０１２７】アイセーフレーザの条件である１．４μｍ
以上の波長については、次の基準に基づいて得た。図２
１に示すようなＪＩＳ−Ｃ６８０２に示される安全基準
ＭＰＥのデータから、露光時間（パルス幅）１〜１００
ｎｓのレーザ光の安全基準を抽出して波長との関係で示
すと図２０のようになる。この図２０から、１．４μｍ
以上においては、それよりも短い波長側の光に対して数
桁以上もの露光量が許容される条件となり、ほとんど人
間の目に悪影響を与えることがない条件であることがわ
かる。
以上の波長については、次の基準に基づいて得た。図２
１に示すようなＪＩＳ−Ｃ６８０２に示される安全基準
ＭＰＥのデータから、露光時間（パルス幅）１〜１００
ｎｓのレーザ光の安全基準を抽出して波長との関係で示
すと図２０のようになる。この図２０から、１．４μｍ
以上においては、それよりも短い波長側の光に対して数
桁以上もの露光量が許容される条件となり、ほとんど人
間の目に悪影響を与えることがない条件であることがわ
かる。
【０１２８】なお、活性層７０は、量子井戸構造を採用
しない場合には、ＧａＩｎＮＡｓ層を２０〜１００ｎｍ
程度の膜厚で単層構造に形成したダブルヘテロ接合構造
とすることもできる。単層構造とする場合には、膜厚が
厚くなる程発光の効率は良くなるが、これ以上の厚さに
なると抵抗成分の影響が大きくなるので実用的ではな
い。
しない場合には、ＧａＩｎＮＡｓ層を２０〜１００ｎｍ
程度の膜厚で単層構造に形成したダブルヘテロ接合構造
とすることもできる。単層構造とする場合には、膜厚が
厚くなる程発光の効率は良くなるが、これ以上の厚さに
なると抵抗成分の影響が大きくなるので実用的ではな
い。
【０１２９】活性層７０の上には、膜厚０．１〜１．０
μｍのｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層が光ガイド層７１とし
て積層され、この上には、膜厚０．５〜１．０μｍのＡ
ｌxＧａ1-x Ａｓ層がクラッド層７２として積層されて
いる。そして、この上には、膜厚０．３〜０．５μｍの
ｐ−ＧａＡｓ層がキャップ層７３として積層されてい
る。そして、前述したクラッド層６８を含んでこれより
も上に位置する半導体層６８〜７３は、全体として図中
横方向に対してはメサ状に形成されており、図示の断面
図に垂直な方向に対してはこの形状を延長したストライ
プ状に形成されている。
μｍのｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ層が光ガイド層７１とし
て積層され、この上には、膜厚０．５〜１．０μｍのＡ
ｌxＧａ1-x Ａｓ層がクラッド層７２として積層されて
いる。そして、この上には、膜厚０．３〜０．５μｍの
ｐ−ＧａＡｓ層がキャップ層７３として積層されてい
る。そして、前述したクラッド層６８を含んでこれより
も上に位置する半導体層６８〜７３は、全体として図中
横方向に対してはメサ状に形成されており、図示の断面
図に垂直な方向に対してはこの形状を延長したストライ
プ状に形成されている。
【０１３０】このようなメサ状をなす部分には、その表
面にＳｉＯ２などの絶縁膜７４が被膜形成されている。
キャップ層７３の上面には、所定のストライプ幅（１０
０μｍ以上で、例えば４００μｍの幅寸法）で絶縁膜７
４に開口部７４ａが形成されており、キャップ層７３の
上面と共に前面に渡ってｐ型用電極７５が被膜されてい
る。また、ｎ−ＧａＡｓ基板６６の裏面（下側）には、
ｎ型用電極７６が被膜形成されている。このｐ型用電極
７５およびｎ型用電極７６の各材料は前述したと同様の
ものを用いており、キャップ層７３およびｎ−ＧａＡｓ
基板６６とそれぞれオーミックコンタクトを形成してい
る。上記した半導体レーザチップ６５の形成方法につい
ては、第１の実施形態で述べたと同様の製造工程を用い
るものであり、ここではその説明を省略する。
面にＳｉＯ２などの絶縁膜７４が被膜形成されている。
キャップ層７３の上面には、所定のストライプ幅（１０
０μｍ以上で、例えば４００μｍの幅寸法）で絶縁膜７
４に開口部７４ａが形成されており、キャップ層７３の
上面と共に前面に渡ってｐ型用電極７５が被膜されてい
る。また、ｎ−ＧａＡｓ基板６６の裏面（下側）には、
ｎ型用電極７６が被膜形成されている。このｐ型用電極
７５およびｎ型用電極７６の各材料は前述したと同様の
ものを用いており、キャップ層７３およびｎ−ＧａＡｓ
基板６６とそれぞれオーミックコンタクトを形成してい
る。上記した半導体レーザチップ６５の形成方法につい
ては、第１の実施形態で述べたと同様の製造工程を用い
るものであり、ここではその説明を省略する。
【０１３１】次に、上述したアイセーフ領域の波長のレ
ーザ光を出力するＧａＩｎＮＡｓ系の材料を用いること
に関する利点を簡単に説明する。図１９（ａ），（ｂ）
は、ＧａＩｎＮＡｓ系およびＧａＩｎＰＡｓ系の材料に
ついてバンドダイヤグラムを示したものである。ここで
は、波長１．３μｍの組成比を場合を例にとって示して
いる。アイセーフレーザの波長帯についても組成比が若
干変化するが基本的には同様の効果として得ることがで
きる。
ーザ光を出力するＧａＩｎＮＡｓ系の材料を用いること
に関する利点を簡単に説明する。図１９（ａ），（ｂ）
は、ＧａＩｎＮＡｓ系およびＧａＩｎＰＡｓ系の材料に
ついてバンドダイヤグラムを示したものである。ここで
は、波長１．３μｍの組成比を場合を例にとって示して
いる。アイセーフレーザの波長帯についても組成比が若
干変化するが基本的には同様の効果として得ることがで
きる。
【０１３２】ＧａＩｎＮＡｓを活性層として用いた半導
体レーザでは、波長が１．４μｍ以上に限らず、Ｎの組
成を変化させることにより、発光波長が０．８μｍ程度
までの広い範囲で変えて設定することができる。また、
従来から半導体レーザとしてよく使用されるＧａＡｓを
基板として用いる構成であるから、素子の製造工程にお
いても特殊な工程を多く用いないことから工程が容易に
なる利点もある。
体レーザでは、波長が１．４μｍ以上に限らず、Ｎの組
成を変化させることにより、発光波長が０．８μｍ程度
までの広い範囲で変えて設定することができる。また、
従来から半導体レーザとしてよく使用されるＧａＡｓを
基板として用いる構成であるから、素子の製造工程にお
いても特殊な工程を多く用いないことから工程が容易に
なる利点もある。
【０１３３】そして、同図（ａ）に示すように、ＧａＩ
ｎＮＡｓ領域に対してＡｌＧａＡｓ領域との接合部分で
発生するバンドオフセットのエネルギーの差をみると、
伝導帯（コンダクションバンド）のエネルギー差ΔＥｃ
（＝５７０ｍｅＶ）が価電子帯のエネルギー差ΔＥｖ
（＝６０ｍｅＶ）に比べて大きい。このことは、井戸層
となるＧａＩｎＮＡｓ領域に電子を閉じ込める効果が大
きくなり、このエネルギー差ΔＥｃにより高温動作状態
でも電子を十分に活性層７０内に閉じ込めることができ
るようになる。
ｎＮＡｓ領域に対してＡｌＧａＡｓ領域との接合部分で
発生するバンドオフセットのエネルギーの差をみると、
伝導帯（コンダクションバンド）のエネルギー差ΔＥｃ
（＝５７０ｍｅＶ）が価電子帯のエネルギー差ΔＥｖ
（＝６０ｍｅＶ）に比べて大きい。このことは、井戸層
となるＧａＩｎＮＡｓ領域に電子を閉じ込める効果が大
きくなり、このエネルギー差ΔＥｃにより高温動作状態
でも電子を十分に活性層７０内に閉じ込めることができ
るようになる。
【０１３４】したがって、高温動作時においても電子と
正孔の両方を確実にＧａＩｎＮＡｓの発光領域に閉じ込
めて特性温度Ｔｏが半導体レーザの理想値まで改善する
ことができ、効率の良い発光動作を行なわせることがで
きる。これにより、大出力で動作させる場合の素子の自
己発熱や、高温環境下での使用でも温度特性が良好とな
り、同一電流での光出力の低下をほとんど無くすること
ができ、安定した動作を行なわせることができるように
なる。特に、自動車のような温度差の激しい環境下で使
用することが想定される場合に非常に有効なものとな
る。
正孔の両方を確実にＧａＩｎＮＡｓの発光領域に閉じ込
めて特性温度Ｔｏが半導体レーザの理想値まで改善する
ことができ、効率の良い発光動作を行なわせることがで
きる。これにより、大出力で動作させる場合の素子の自
己発熱や、高温環境下での使用でも温度特性が良好とな
り、同一電流での光出力の低下をほとんど無くすること
ができ、安定した動作を行なわせることができるように
なる。特に、自動車のような温度差の激しい環境下で使
用することが想定される場合に非常に有効なものとな
る。
【０１３５】さて、このようにして形成した半導体レー
ザチップ６５は、３個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３
ｃの内部にそれぞれ同様のものが実装されている。次
に、これら半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃが実装され
た半導体投光装置としての投光器７７について図２２を
参照して説明する。
ザチップ６５は、３個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３
ｃの内部にそれぞれ同様のものが実装されている。次
に、これら半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃが実装され
た半導体投光装置としての投光器７７について図２２を
参照して説明する。
【０１３６】投光器７７は、３個の半導体レーザ素子２
３ａ〜２３ｃが所定間隔Ｌ（例えば、Ｌ＝５〜１５ｍ
ｍ）で一つの直線上に位置するように並べて取り付けら
れている。このとき、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃ
のそれぞれは並べた直線方向に対して、半導体レーザチ
ップ６５の活性層７０の方向が直交する状態に配置され
ている。これは、後述するように、投光領域でのビーム
スポット形状が楕円形状となることに起因してその配置
に特徴を有するからである。
３ａ〜２３ｃが所定間隔Ｌ（例えば、Ｌ＝５〜１５ｍ
ｍ）で一つの直線上に位置するように並べて取り付けら
れている。このとき、半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃ
のそれぞれは並べた直線方向に対して、半導体レーザチ
ップ６５の活性層７０の方向が直交する状態に配置され
ている。これは、後述するように、投光領域でのビーム
スポット形状が楕円形状となることに起因してその配置
に特徴を有するからである。
【０１３７】これら３個の半導体レーザ素子２３ａ〜２
３ｃは、前述同様に電源である信号発生回路２４に直列
にして接続された電気的構成とされている。各半導体レ
ーザ素子２３ａ〜２３ｃに対して光学装置としてレンズ
ホルダ７８に一体に支持された投光レンズ７９ａ〜７９
ｃが設けられている。これらの投光レンズ７９ａ〜７９
ｃは、図示のように、各半導体レーザ素子２３ａ〜２３
ｃの光を一定の広がり角度で広がるように投光し、かつ
その光軸の方向は互いに平行となるように設定されてい
る。
３ｃは、前述同様に電源である信号発生回路２４に直列
にして接続された電気的構成とされている。各半導体レ
ーザ素子２３ａ〜２３ｃに対して光学装置としてレンズ
ホルダ７８に一体に支持された投光レンズ７９ａ〜７９
ｃが設けられている。これらの投光レンズ７９ａ〜７９
ｃは、図示のように、各半導体レーザ素子２３ａ〜２３
ｃの光を一定の広がり角度で広がるように投光し、かつ
その光軸の方向は互いに平行となるように設定されてい
る。
【０１３８】したがって、図示のように、各半導体レー
ザ素子２３ａ〜２３ｃからのレーザ光は投光レンズ７９
ａ〜７９ｃを介して距離ｄ離れた位置に投影されると、
各ビームスポットＡ１〜Ａ３はそれぞれＬだけずれた状
態で投影されることになる。そして、このビームスポッ
トＡ１〜Ａ３のずれの量は、距離ｄに無関係に常に一定
なものとなる。このことが、後述するように、遠距離の
距離測定に際して光密度を低下させない構成として寄与
することになる。
ザ素子２３ａ〜２３ｃからのレーザ光は投光レンズ７９
ａ〜７９ｃを介して距離ｄ離れた位置に投影されると、
各ビームスポットＡ１〜Ａ３はそれぞれＬだけずれた状
態で投影されることになる。そして、このビームスポッ
トＡ１〜Ａ３のずれの量は、距離ｄに無関係に常に一定
なものとなる。このことが、後述するように、遠距離の
距離測定に際して光密度を低下させない構成として寄与
することになる。
【０１３９】また、一般に半導体レーザチップにより投
影されるビームスポットの形状は楕円形をしており、発
光部の近傍においては活性層７０のビーム出射部の幅方
向に広がった楕円形状をなし、少し離れた位置からは活
性層７０と直交する方向に長径が指向した楕円形状にな
る。そして、このビームスポットを投光レンズ７９ａ〜
７９ｃにより所定の広がり角度に絞って投光する。した
がって、これらのビームスポットを投光した状態では、
各ビームスポットの楕円形状が縦方向に長径方向が指向
するようにして距離Ｌだけずれた状態で形成されること
になる。なお、このビームスポットの楕円形状は、縦方
向の寸法つまり長径ａが横方向の寸法つまり短径ｂの寸
法に対して２．５倍から４倍の範囲程度となるように設
定している。
影されるビームスポットの形状は楕円形をしており、発
光部の近傍においては活性層７０のビーム出射部の幅方
向に広がった楕円形状をなし、少し離れた位置からは活
性層７０と直交する方向に長径が指向した楕円形状にな
る。そして、このビームスポットを投光レンズ７９ａ〜
７９ｃにより所定の広がり角度に絞って投光する。した
がって、これらのビームスポットを投光した状態では、
各ビームスポットの楕円形状が縦方向に長径方向が指向
するようにして距離Ｌだけずれた状態で形成されること
になる。なお、このビームスポットの楕円形状は、縦方
向の寸法つまり長径ａが横方向の寸法つまり短径ｂの寸
法に対して２．５倍から４倍の範囲程度となるように設
定している。
【０１４０】投光器７７の投影パターンとして、例えば
広がり角度を１°に設定すると、この例に示すように３
個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを用いる場合で、
１０ｍの距離では縦方向の長さ寸法ａが約１７ｃｍとな
り、３つの投影領域が重なる領域の縦方向の長さ寸法ｃ
は上下でそれぞれＬだけ少なくなるので１５ｃｍとな
る。したがって、この場合の投影領域の重なりの度合い
は８８％程度である。そして５０ｍの距離では縦方向の
長さ寸法ａが約８７ｃｍとなり、重なる領域の縦方向の
長さ寸法ｃは８５ｃｍとなる。したがって、この場合の
投影領域の重なりの度合いは９７％以上と非常に大きく
なる。これにより、つまり、この投光器７７の構成とす
ることにより、距離ｄが長くなるほど重なる領域が広く
なることがわかる。
広がり角度を１°に設定すると、この例に示すように３
個の半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃを用いる場合で、
１０ｍの距離では縦方向の長さ寸法ａが約１７ｃｍとな
り、３つの投影領域が重なる領域の縦方向の長さ寸法ｃ
は上下でそれぞれＬだけ少なくなるので１５ｃｍとな
る。したがって、この場合の投影領域の重なりの度合い
は８８％程度である。そして５０ｍの距離では縦方向の
長さ寸法ａが約８７ｃｍとなり、重なる領域の縦方向の
長さ寸法ｃは８５ｃｍとなる。したがって、この場合の
投影領域の重なりの度合いは９７％以上と非常に大きく
なる。これにより、つまり、この投光器７７の構成とす
ることにより、距離ｄが長くなるほど重なる領域が広く
なることがわかる。
【０１４１】投影距離が短い場合には光密度がまだ高い
ので、投影領域の重なりの度合いが比較的小さくても、
１個の半導体レーザ素子の光量でも十分の距離測定が可
能である。そして、投影距離が長くなるほど、光密度が
低くなることと反して投影領域の重なりの度合いが大き
くなり、３個の半導体レーザ素子を合わせた光量による
距離測定が十分可能となり、遠距離までの測定をより精
度良く行なうことができるようになる。
ので、投影領域の重なりの度合いが比較的小さくても、
１個の半導体レーザ素子の光量でも十分の距離測定が可
能である。そして、投影距離が長くなるほど、光密度が
低くなることと反して投影領域の重なりの度合いが大き
くなり、３個の半導体レーザ素子を合わせた光量による
距離測定が十分可能となり、遠距離までの測定をより精
度良く行なうことができるようになる。
【０１４２】なお、上述の関係を図２３を用いて一般化
して示す。すなわち、投光器７７からの距離がｄ１，ｄ
２（ｄ２＞ｄ１）の各測定点Ｄ１，Ｄ２について投影領
域の重なりの度合いを計算する。半導体レーザ素子の個
数を図示の状態では３個で示しているが、ｎ個設けるこ
とを想定する。半導体レーザ素子のビームスポット形状
は、楕円形状の長径に対応する縦方向の寸法ａは、短径
に対応する横方向の寸法ｂのｋ倍であるとし（ａ＝ｋ
ｂ）、また、単位距離ｄｏにおける縦方向の寸法ａをａ
ｏであるとする。
して示す。すなわち、投光器７７からの距離がｄ１，ｄ
２（ｄ２＞ｄ１）の各測定点Ｄ１，Ｄ２について投影領
域の重なりの度合いを計算する。半導体レーザ素子の個
数を図示の状態では３個で示しているが、ｎ個設けるこ
とを想定する。半導体レーザ素子のビームスポット形状
は、楕円形状の長径に対応する縦方向の寸法ａは、短径
に対応する横方向の寸法ｂのｋ倍であるとし（ａ＝ｋ
ｂ）、また、単位距離ｄｏにおける縦方向の寸法ａをａ
ｏであるとする。
【０１４３】まず、測定点Ｄ１におけるビームスポット
の縦方向寸法ａ１は次式（１）のようになり、ここで投
影領域の重なる部分の寸法ｃ１は式（２）のようにな
る。これらの値から重なる部分の度合いｒ１を計算する
と、式（３）のようになる。
の縦方向寸法ａ１は次式（１）のようになり、ここで投
影領域の重なる部分の寸法ｃ１は式（２）のようにな
る。これらの値から重なる部分の度合いｒ１を計算する
と、式（３）のようになる。
【０１４４】 ａ１＝ｄ１・ａｏ …（１） ｃ１＝ａ１−Ｌ（ｎ−１） …（２） ｒ１＝ｃ１／ａ１ ＝１−Ｌ（ｎ−１）／ａ１ ＝１−Ｌ（ｎ−１）／（ｄ１・ａｏ） …（３）
【０１４５】次に、同様にして測定点Ｄ２における各値
ａ２，ｃ２，ｒ２を求めると、式（４）〜（６）のよう
になる。 ａ２＝ｄ２・ａｏ …（４） ｃ２＝ａ２−Ｌ（ｎ−１） …（５） ｒ２＝ｃ２／ａ２ ＝１−Ｌ（ｎ−１）／ａ２ ＝１−Ｌ（ｎ−１）／（ｄ２・ａｏ） …（６）
ａ２，ｃ２，ｒ２を求めると、式（４）〜（６）のよう
になる。 ａ２＝ｄ２・ａｏ …（４） ｃ２＝ａ２−Ｌ（ｎ−１） …（５） ｒ２＝ｃ２／ａ２ ＝１−Ｌ（ｎ−１）／ａ２ ＝１−Ｌ（ｎ−１）／（ｄ２・ａｏ） …（６）
【０１４６】この結果、重なりの度合いｒは、距離ｄ２
の測定点Ｄ２において式（６）の右辺の１から減ずる値
が小さくなることで大きい値となることがわかる。な
お、この結果から、半導体レーザ素子の間隔Ｌを小さく
することや、個数を少なくすることも重なりの度合いｒ
の値を大きくすることに寄与していることがわかる。
の測定点Ｄ２において式（６）の右辺の１から減ずる値
が小さくなることで大きい値となることがわかる。な
お、この結果から、半導体レーザ素子の間隔Ｌを小さく
することや、個数を少なくすることも重なりの度合いｒ
の値を大きくすることに寄与していることがわかる。
【０１４７】そして、横方向に対してのずれはないの
で、図示のように投影領域の重なる部分の面積Ｓは、距
離ｄ１の場合の投影面積Ｓ１よりも距離ｄ２の場合の投
影面積Ｓ２の方が、ビームスポットの楕円形状の面積に
比べて重なる度合いが大きくなることは明らかである。
で、図示のように投影領域の重なる部分の面積Ｓは、距
離ｄ１の場合の投影面積Ｓ１よりも距離ｄ２の場合の投
影面積Ｓ２の方が、ビームスポットの楕円形状の面積に
比べて重なる度合いが大きくなることは明らかである。
【０１４８】次に、上述のようにしてビームスポットの
楕円形状を長径が縦方向に指向するように配置している
ことのもうひとつの利点について説明する。図２４は投
光器７７による投光の状態を示すもので、第１の実施形
態における図８のものに相当している。なお、図８の場
合には、ビームスポットが円形であることを想定して示
しているが、これに比べてこの実施形態においては、ビ
ームスポットが縦方向に長径が指向した設定とされてい
るので、横方向に対するビームの広がりが最も狭い状態
で使用することができる。
楕円形状を長径が縦方向に指向するように配置している
ことのもうひとつの利点について説明する。図２４は投
光器７７による投光の状態を示すもので、第１の実施形
態における図８のものに相当している。なお、図８の場
合には、ビームスポットが円形であることを想定して示
しているが、これに比べてこの実施形態においては、ビ
ームスポットが縦方向に長径が指向した設定とされてい
るので、横方向に対するビームの広がりが最も狭い状態
で使用することができる。
【０１４９】これにより、１回の横方向の走査で、ビー
ムスポットが隣接する領域にはみ出さないようにして検
出できる測定点の個数を多くとることができ、検出の分
解能を高めることができる。自動車のような道路の面を
走行するものでは、縦方向の距離検出の分布状態を詳細
に検出するよりも、走行進路などを精度良く設定する関
係から、横方向の距離検出の分布状態を詳細に検出する
ことのほうが有効となり、この実施形態においてはこの
ような目的に合致したものとなっている。
ムスポットが隣接する領域にはみ出さないようにして検
出できる測定点の個数を多くとることができ、検出の分
解能を高めることができる。自動車のような道路の面を
走行するものでは、縦方向の距離検出の分布状態を詳細
に検出するよりも、走行進路などを精度良く設定する関
係から、横方向の距離検出の分布状態を詳細に検出する
ことのほうが有効となり、この実施形態においてはこの
ような目的に合致したものとなっている。
【０１５０】このような第６の実施形態によれば、半導
体レーザチップ６５としてＧａＡｓ−ＧａＩｎＮＡｓ系
の材料を用いて発光波長を１．４μｍ以上となるように
設定したので、人間の目に入射する可能性のある環境下
で使用する場合でも、安全性の基準を十分に満たすこと
ができ、遠距離の測定を行なう場合に光の強度を高めて
出力することができるようになる。
体レーザチップ６５としてＧａＡｓ−ＧａＩｎＮＡｓ系
の材料を用いて発光波長を１．４μｍ以上となるように
設定したので、人間の目に入射する可能性のある環境下
で使用する場合でも、安全性の基準を十分に満たすこと
ができ、遠距離の測定を行なう場合に光の強度を高めて
出力することができるようになる。
【０１５１】また、投光器７７を、半導体レーザ素子２
３ａ〜２３ｃを前述のように光軸が同一平面内で平行で
等間隔となるように配置すると共に、楕円形状の長径方
向でずれを生じて重なるように配置しているので、遠く
に照射する場合ほど、各半導体レーザ素子からのビーム
スポットの重なり度合いを高めることができ、遠距離の
測定を効率良く行えるようになる。
３ａ〜２３ｃを前述のように光軸が同一平面内で平行で
等間隔となるように配置すると共に、楕円形状の長径方
向でずれを生じて重なるように配置しているので、遠く
に照射する場合ほど、各半導体レーザ素子からのビーム
スポットの重なり度合いを高めることができ、遠距離の
測定を効率良く行えるようになる。
【０１５２】さらに、投光器７７による投光領域へのビ
ームスポットの楕円形状を、地面に対して長径が垂直方
向に指向するように設定しているので、水平方向への走
査に対する検出の分解能を高めることができ、これによ
って自動車の進行方向に対する方向や距離の測定を効果
的に行うことができるようになる。
ームスポットの楕円形状を、地面に対して長径が垂直方
向に指向するように設定しているので、水平方向への走
査に対する検出の分解能を高めることができ、これによ
って自動車の進行方向に対する方向や距離の測定を効果
的に行うことができるようになる。
【０１５３】（その他の実施形態）本発明は、上記した
実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変
形または拡張することができる。半導体発光素子として
は、ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）などを
用いても良い。パッケージのリード端子形状やボンディ
ング面の形状は、この形状に限らず、平坦な面を設ける
構成であれば適宜変更できる。
実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変
形または拡張することができる。半導体発光素子として
は、ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）などを
用いても良い。パッケージのリード端子形状やボンディ
ング面の形状は、この形状に限らず、平坦な面を設ける
構成であれば適宜変更できる。
【０１５４】半導体レーザ素子２３ａ〜２３ｃに一体に
モニタ素子を設ける構成としても良い。例えば、第１の
実施形態において、パッケージ２７内に半導体レーザチ
ップ２６が発光していることを検出するためのフォトダ
イオードなどのモニタ素子を一体に組み込み、半導体レ
ーザチップ２６のレーザ光出射方向と反対の方向に漏れ
出るレーザ光を検知する構成としても良い。これによ
り、短絡事故などが発生してそのレーザ光の出力が停止
している場合でも、モニタ素子の検出出力からこの状態
を検知することができるようになるので、そのまま放置
して全体としてのレーザ光出力が低下していることを簡
単に認識することができるようになる。
モニタ素子を設ける構成としても良い。例えば、第１の
実施形態において、パッケージ２７内に半導体レーザチ
ップ２６が発光していることを検出するためのフォトダ
イオードなどのモニタ素子を一体に組み込み、半導体レ
ーザチップ２６のレーザ光出射方向と反対の方向に漏れ
出るレーザ光を検知する構成としても良い。これによ
り、短絡事故などが発生してそのレーザ光の出力が停止
している場合でも、モニタ素子の検出出力からこの状態
を検知することができるようになるので、そのまま放置
して全体としてのレーザ光出力が低下していることを簡
単に認識することができるようになる。
【０１５５】半導体レーザ素子は３個に限らず、２個あ
るいは４個以上設ける構成としても良い。必要に応じ
て。また、使い方は、全ての半導体レーザ素子２３ａ〜
２３ｃを集光して使うことに限らず、何個かを集光して
用い、他の半導体レーザ素子を集光しないで単独で用い
ても良い。投光器１３による検出対象範囲を２次元的に
走査する場合について説明したが、１次元的に走査して
検出する構成としても良い。
るいは４個以上設ける構成としても良い。必要に応じ
て。また、使い方は、全ての半導体レーザ素子２３ａ〜
２３ｃを集光して使うことに限らず、何個かを集光して
用い、他の半導体レーザ素子を集光しないで単独で用い
ても良い。投光器１３による検出対象範囲を２次元的に
走査する場合について説明したが、１次元的に走査して
検出する構成としても良い。
【０１５６】半導体投光装置を距離測定装置に適用した
場合について説明したが、これに限らず、半導体投光装
置による投光を行なっている状態で、その光を遮る物体
を検知するような装置に用いることもできる。これによ
り、不正侵入者などを検知して警報を発するといったセ
キュリティシステムに応用することもできる。
場合について説明したが、これに限らず、半導体投光装
置による投光を行なっている状態で、その光を遮る物体
を検知するような装置に用いることもできる。これによ
り、不正侵入者などを検知して警報を発するといったセ
キュリティシステムに応用することもできる。
【０１５７】また、距離測定装置を搭載する移動体とし
ては、自動車の他に、オートバイ，電車などの移動体
や、ヘリコプターや飛行機などの移動体にも搭載でき
る。また軌道上あるいは軌道のないところを無人で移動
する搬送車あるいは移動ロボットなどにも適用すること
ができる。
ては、自動車の他に、オートバイ，電車などの移動体
や、ヘリコプターや飛行機などの移動体にも搭載でき
る。また軌道上あるいは軌道のないところを無人で移動
する搬送車あるいは移動ロボットなどにも適用すること
ができる。
【０１５８】検出対象となる投光領域は、移動体の進行
方向のみならず、左右方向や後方に対して距離を測定す
るように配設することもできる。また、距離測定装置
は、自動車などの移動体に限らず、建物やロボットなど
に搭載することもできる。
方向のみならず、左右方向や後方に対して距離を測定す
るように配設することもできる。また、距離測定装置
は、自動車などの移動体に限らず、建物やロボットなど
に搭載することもできる。
【０１５９】なお、第６の実施形態の半導体レーザチッ
プ６５の構成においては、光ガイド層６９，７１を設け
る構成のものとして説明しているが、直接クラッド層で
挟むように構成することもできる。ＧａＩｎＮＡｓ系の
材料やＧａＩｎＰＡｓ系の材料を用いた半導体レーザチ
ップ６５を用いる場合でも、アイセーフな波長１．４μ
ｍ以下の波長の設定として構成することもできる。この
場合には、出力を下げて用いるかあるいは高出力の場合
には人間の目に入射する可能性のない環境下で使用する
ことでアイセーフのこの問題は解消される。
プ６５の構成においては、光ガイド層６９，７１を設け
る構成のものとして説明しているが、直接クラッド層で
挟むように構成することもできる。ＧａＩｎＮＡｓ系の
材料やＧａＩｎＰＡｓ系の材料を用いた半導体レーザチ
ップ６５を用いる場合でも、アイセーフな波長１．４μ
ｍ以下の波長の設定として構成することもできる。この
場合には、出力を下げて用いるかあるいは高出力の場合
には人間の目に入射する可能性のない環境下で使用する
ことでアイセーフのこの問題は解消される。
【０１６０】投光器７７として、半導体レーザ素子２３
ａ〜２３ｃを一つの直線上に等間隔Ｌで配置し、投影さ
れるビームスポットの楕円形状が長径の方向で配置間隔
Ｌだけずれた状態で重なるようにして投光レンズ７９ａ
〜７９ｃを配置して光軸を調整しているので、遠距離に
なるほど投影領域の重なりの度合いを高めることがで
き、遠距離の距離測定により効率の良い投光動作を行な
うことができ、検出精度の向上を図ることができる。
ａ〜２３ｃを一つの直線上に等間隔Ｌで配置し、投影さ
れるビームスポットの楕円形状が長径の方向で配置間隔
Ｌだけずれた状態で重なるようにして投光レンズ７９ａ
〜７９ｃを配置して光軸を調整しているので、遠距離に
なるほど投影領域の重なりの度合いを高めることがで
き、遠距離の距離測定により効率の良い投光動作を行な
うことができ、検出精度の向上を図ることができる。
【０１６１】さらに、投光器７７による投影のビームス
ポットの方向を楕円形状の長径が垂直方向に指向するよ
うに設定しているので、横方向の検出分解能を高めるこ
とができ、自動車に適用する場合の測定条件として効果
的に用いることができる。
ポットの方向を楕円形状の長径が垂直方向に指向するよ
うに設定しているので、横方向の検出分解能を高めるこ
とができ、自動車に適用する場合の測定条件として効果
的に用いることができる。
【０１６２】第６の実施形態では、半導体レーザ素子に
よる投光領域でのビームスポット形状が楕円形状となる
場合の３個の配置関係を設定する場合の説明をしたが、
光学系などの工夫により円形のビームスポットとなるよ
うに調整する場合には、半導体レーザ素子に関する配置
条件を第１の実施形態のように正三角形の頂点に位置す
るように配置しても同様の作用効果を期待することがで
きる。
よる投光領域でのビームスポット形状が楕円形状となる
場合の３個の配置関係を設定する場合の説明をしたが、
光学系などの工夫により円形のビームスポットとなるよ
うに調整する場合には、半導体レーザ素子に関する配置
条件を第１の実施形態のように正三角形の頂点に位置す
るように配置しても同様の作用効果を期待することがで
きる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示す要部の電気的構
成図。
成図。
【図２】半導体レーザ素子の内部構成を示す分解斜視図
（その１）
（その１）
【図３】半導体レーザ素子の模式的な縦断側面図
【図４】距離測定装置の概略的なブロック構成図
【図５】投光器の等価回路図
【図６】半導体レーザ素子と集光点との関係を説明する
図
図
【図７】距離測定の位置関係を説明する図
【図８】レーザ光を走査する検出範囲を示す図
【図９】半導体レーザ素子の内部構成を示す分解斜視図
（その２）
（その２）
【図１０】半導体レーザ素子の内部構成を示す分解斜視
図（その３）
図（その３）
【図１１】本発明の第２の実施形態を示す図２相当図
【図１２】図３相当図
【図１３】本発明の第３の実施形態を示す図２相当図
【図１４】半導体レーザチップ４２の模式的な断面図
【図１５】本発明の第４の実施形態を示す図２相当図
【図１６】本発明の第５の実施形態を示す図３相当図
【図１７】距離検出装置の配置状態を示す図
【図１８】本発明の第６の実施形態を示す半導体レーザ
チップの模式的断面図
チップの模式的断面図
【図１９】バンドギャップの説明をするための活性層の
バンドダイヤグラム
バンドダイヤグラム
【図２０】パルス幅１〜１００ｎｍでのレーザ光の発光
波長に対する安全基準ＭＰＥの関係を示す図
波長に対する安全基準ＭＰＥの関係を示す図
【図２１】発光波長と露光時間との関係で示すビーム内
観察状態での目に対するＭＰＥを示す図
観察状態での目に対するＭＰＥを示す図
【図２２】投光器の配置状態とビームスポットの投影状
態の関係を示す図
態の関係を示す図
【図２３】半導体レーザ素子の投光距離と重なりの関係
を説明する図
を説明する図
【図２４】図８相当図
【図２５】従来例を示すレーザ光のスポットのずれ量を
説明する図（近距離）
説明する図（近距離）
【図２６】同レーザ光のスポットのずれ量を説明する図
（遠距離）
（遠距離）
１１，５６ａ〜５６ｈは距離測定装置、１２は自動車
（移動体）、１３，４５は投光器（半導体投光装置）、
１４は走査部（投光走査手段）、１６は受光レンズ、１
７は受光素子（受光手段）、２０は時間計測回路、２１
は制御回路、２２は反射板、２３ａ〜２３ｃは半導体レ
ーザ素子（半導体発光素子）、２４，５８は信号発生回
路（電源）、２５ａ〜２５ｃはレンズ（光学装置）、２
６，４２は半導体レーザチップ、２７，３６，４６，５
９はパッケージ、２８，３７，４７，６０は金属ベー
ス、２９ａ〜２９ｃ，３８ａ，３８ｂ，５０ａ，５０
ｂ，６１ａ，６１ｂはリード端子、３０，４０，４９，
６２は絶縁物、３１，３９，４８ａ〜４８ｃは金属台
座、３２は絶縁板、３３はＡｕワイヤ（ボンディングワ
イヤ）、３４，４１，５１はボンディング面、３５，５
２はケース、３５ａはガラス窓、５３はレンズ（光学
系）、５５ａ〜５５ｈは投光領域、５７ａ〜５７ｃは発
光ダイオード素子（半導体発光素子）、６３はダイオー
ドチップ、６４はレンズ、６５は半導体レーザチップ、
６６はｎ−ＧａＡｓ基板、６９，７１は光ガイド層、７
０は活性層、７７は投光器、７８はレンズホルダ、７９
ａ〜７９ｃは投光レンズである。
（移動体）、１３，４５は投光器（半導体投光装置）、
１４は走査部（投光走査手段）、１６は受光レンズ、１
７は受光素子（受光手段）、２０は時間計測回路、２１
は制御回路、２２は反射板、２３ａ〜２３ｃは半導体レ
ーザ素子（半導体発光素子）、２４，５８は信号発生回
路（電源）、２５ａ〜２５ｃはレンズ（光学装置）、２
６，４２は半導体レーザチップ、２７，３６，４６，５
９はパッケージ、２８，３７，４７，６０は金属ベー
ス、２９ａ〜２９ｃ，３８ａ，３８ｂ，５０ａ，５０
ｂ，６１ａ，６１ｂはリード端子、３０，４０，４９，
６２は絶縁物、３１，３９，４８ａ〜４８ｃは金属台
座、３２は絶縁板、３３はＡｕワイヤ（ボンディングワ
イヤ）、３４，４１，５１はボンディング面、３５，５
２はケース、３５ａはガラス窓、５３はレンズ（光学
系）、５５ａ〜５５ｈは投光領域、５７ａ〜５７ｃは発
光ダイオード素子（半導体発光素子）、６３はダイオー
ドチップ、６４はレンズ、６５は半導体レーザチップ、
６６はｎ−ＧａＡｓ基板、６９，７１は光ガイド層、７
０は活性層、７７は投光器、７８はレンズホルダ、７９
ａ〜７９ｃは投光レンズである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渥美 欣也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 2F065 AA06 CC11 DD03 FF31 GG06 GG16 LL62 MM04 5F073 AA74 AB27 BA09 CA07 CA12 CA14 CA17 FA15 FA27 GA37 5J084 AA02 AA05 AB01 AC02 AD01 BA04 BA11 BA32 BB02 BB28 CA03 DA09 EA04
Claims (33)
- 【請求項１】 複数個の半導体発光素子と、 これら複数個の半導体発光素子のそれぞれに対して設け
られ所定の投光領域に対して発光光を導く複数の光学装
置とを備え、 電源に対して前記複数個の半導体発光素子を直列に接続
した状態で給電する給電経路を構成したことを特徴とす
る半導体発光装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体投光装置におい
て、 前記半導体発光素子は、電流駆動型の２端子素子からな
ることを特徴とする半導体投光装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の半導体投光装置におい
て、 前記複数個の半導体発光素子は、 表面および裏面の各面に電極を備えた電極構成の半導体
チップと、 金属ベースおよびこの金属ベースと電気的に導通する端
子を含めて３つの端子を有する３端子ケースと、 前記金属ベース上に固定される半導体チップ搭載用の金
属台座とから構成されることを特徴とする半導体投光装
置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の半導体投光装置におい
て、 前記金属台座は、前記金属ベースに対して絶縁状態で設
けられ、 前記半導体チップは、前記金属台座に対して前記裏面電
極が電気的に導通した状態となるように載置固定される
と共に、前記表面電極および前記金属台座のそれぞれと
前記３つの端子のうちの前記金属ベースと電気的に導通
していない２つの端子のそれぞれとの間をボンディング
ワイヤで接続した構成とされていることを特徴とする半
導体投光装置。 - 【請求項５】 請求項３に記載の半導体投光装置におい
て、 前記半導体チップは、前記裏面電極と電気的に導通され
る導体パターンを介在させた状態で且つ前記金属台座と
は絶縁状態となるように載置固定されると共に、前記表
面電極および前記導体パターンのそれぞれと前記３つの
端子のうちの前記金属ベースと電気的に導通していない
２つの端子のそれぞれとの間をボンディングワイヤで接
続した構成とされていることを特徴とする半導体投光装
置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の半導体投光装置におい
て、 前記半導体チップは、表面に導体パターンが形成された
絶縁板を介して前記金属台座に載置固定されていること
を特徴とする半導体投光装置。 - 【請求項７】 請求項２に記載の半導体投光装置におい
て、 前記複数個の半導体発光素子は、 表面および裏面の各面に電極を備えた電極構成の複数個
の半導体チップと、 金属ベースと、 この金属ベースに絶縁状態で固定された半導体チップ搭
載用の金属台座と、 この金属台座に搭載される前記半導体チップの裏面電極
と電気的に導通する端子および前記金属ベースに絶縁状
態で固定され前記半導体チップの表面電極とボンディン
グワイヤを介して電気的に導通する端子とを備えている
ことを特徴とする半導体投光装置。 - 【請求項８】 請求項２に記載の半導体投光装置におい
て、 前記複数の半導体発光素子は、 メサ状に形成してその段差部および表面部のそれぞれに
電極を形成することにより同一面側から電流供給を行な
うようにした電極構成の複数個の半導体チップと、 金属ベースおよびこの金属ベースと電気的に導通する端
子を含めて３つの端子を有する３端子ケースと、 前記金属ベース上に固定される半導体チップ搭載用の金
属台座とを備え、 前記半導体チップは、前記段差部および表面部の電極と
前記３つの端子のうちの前記金属ベースと電気的に導通
しない２つの端子との間をそれぞれボンディングワイヤ
で接続した構成とされていることを特徴とする半導体投
光装置。 - 【請求項９】 請求項２に記載の半導体投光装置におい
て、 前記複数個の半導体発光素子は、 複数個の半導体チップと、 金属ベースと、 前記半導体発光素子の個数に対応して前記金属ベースに
設けられた半導体チップ搭載用の金属台座と、 前記複数個の半導体チップを直列接続したときの両端子
に対応して設けられる少なくとも２本の端子とを備え、 前記複数個の半導体チップをそれぞれ前記金属台座に載
置固定した状態でそれぞれの間をボンディングワイヤに
より接続して直列接続状態となるように構成されている
ことを特徴とする半導体投光装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の半導体投光装置にお
いて、 前記半導体発光素子は、 前記複数の半導体チップのそれぞれの投光に対応したレ
ンズが一体に形成されたカバーを備えていることを特徴
とする半導体投光装置。 - 【請求項１１】 請求項３ないし１０のいずれかに記載
の半導体投光装置において、 前記ボンディングワイヤは、各接続部位に対応して少な
くとも２本設けて電気的な導通を得るように構成してい
ることを特徴とする半導体投光装置。 - 【請求項１２】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
の半導体投光装置において、 前記半導体発光素子は、半導体チップとして半導体レー
ザチップを備えていることを特徴とする半導体投光装
置。 - 【請求項１３】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
の半導体投光装置において、 前記半導体発光素子は、半導体チップとして発光ダイオ
ードチップを備えていることを特徴とする半導体投光装
置。 - 【請求項１４】 請求項１２または１３に記載の半導体
投光装置において、 前記半導体チップは、ＧａＡｓ基板上に活性層としてＡ
ｌＧａＡｓ層を形成した構成のものであることを特徴と
する半導体投光装置。 - 【請求項１５】 請求項１２または１３に記載の半導体
投光装置において、 前記半導体チップは、ＧａＡｓ基板上に活性層としてＧ
ａＩｎＮＡｓ層を形成した構成のものであることを特徴
とする半導体投光装置。 - 【請求項１６】 請求項１２または１３に記載の半導体
投光装置において、 前記半導体チップは、ＩｎＰ基板上に活性層としてＧａ
ＩｎＰＡｓ層を形成した構成のものであることを特徴と
する半導体投光装置。 - 【請求項１７】 請求項１２、１３、１５または１６の
いずれかに記載の半導体投光装置において、 前記半導体チップは、その発光波長が１．４μｍ以上に
設定されていることを特徴とする半導体投光装置。 - 【請求項１８】 請求項１ないし１７のいずれかに記載
の半導体投光装置において、 前記複数の光学装置は、前記複数個の半導体発光素子か
ら発せられる光を集光した状態で一つの投光領域に投光
するように光軸を調整した状態に構成されていることを
特徴とする半導体投光装置。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の半導体投光装置に
おいて、 前記半導体発光素子の投光領域でのスポット形状が楕円
形状をなすものである場合に、 前記複数の光学装置は、それぞれの光軸が同一平面で平
行且つ等間隔に並んだ状態に配置され、 前記複数の半導体発光素子は、投光領域でのスポットが
楕円形状の長径方向でずれを生じて重なるように配置さ
れていることを特徴とする半導体投光装置。 - 【請求項２０】 請求項１ないし１７のいずれかに記載
の半導体投光装置において、 前記複数の光学装置は、前記複数個の半導体発光素子か
ら発せられる光を複数の投光領域に投光するように光軸
を調整した状態に構成されていることを特徴とする半導
体投光装置。 - 【請求項２１】 請求項１８または１９に記載の半導体
投光装置を備え、 この半導体投光装置の投光領域に存在する物体からの反
射光を受光する受光手段と、 前記半導体投光装置による投光時点から前記受光手段に
よる前記反射光の受光時点までの時間を測定して前記投
光領域に存在する物体までの距離を検出する検出手段と
を設けたことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２２】 請求項２１に記載の距離測定装置にお
いて、 前記検出手段は、前記半導体投光装置をパルス点灯させ
るように制御することを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載の距離測定装置にお
いて、 前記光学装置は、前記複数個の半導体発光素子から発せ
られる光を検出距離の範囲内において集光点が位置する
ように光軸を調整した状態に構成されていることを特徴
とする距離測定装置。 - 【請求項２４】 請求項２３に記載の距離測定装置にお
いて、 前記光学装置により設定される集光点の位置は、前記検
出距離の範囲内の最遠点に調整されていることを特徴と
する距離測定装置。 - 【請求項２５】 請求項２３に記載の距離測定装置にお
いて、 前記光学装置により設定される集光点の位置は、前記検
出距離の範囲内の中間点に調整されていることを特徴と
する距離測定装置。 - 【請求項２６】 請求項２２ないし２５のいずれかに記
載の距離測定装置において、 前記半導体投光装置により発せられる光の投光方向を所
定範囲内で走査させる投光走査手段を設け、 前記検出手段は、前記投光走査手段を介して前記半導体
投光装置の投光領域を走査しながら距離の検出を行な
い、走査される投光領域のそれぞれに対応して距離を検
出するように構成されていることを特徴とする距離測定
装置。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載の距離測定装置にお
いて、 前記投光走査手段は、前記半導体投光装置により発せら
れる光の投光方向を２次元的に走査するように構成され
ていることを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２８】 請求項２１ないし２７のいずれかに記
載の距離測定装置において、 移動体に搭載され、その進行方向に対応した投光領域の
距離を検出するように構成されていることを特徴とする
距離測定装置。 - 【請求項２９】 請求項２８に記載の距離測定装置にお
いて、 前記移動体は、自動車であることを特徴とする距離測定
装置。 - 【請求項３０】 請求項２８または２９に記載の距離測
定装置において、 前記半導体発光素子の投光領域でのスポット形状が楕円
形状をなすものである場合に、 前記半導体投光装置により発せられる光のスポットは楕
円形状の長径方向が移動している面に対して垂直方向に
指向するように設定されていることを特徴とする距離測
定装置。 - 【請求項３１】 請求項２０に記載の半導体投光装置を
備え、 この半導体投光装置の複数の投光領域に存在する物体か
らの反射光をそれぞれ受光するように設けられた受光手
段と、 前記半導体投光装置による投光時点から前記受光手段に
よる前記反射光の受光時点までの時間を測定して前記投
光領域に存在する物体までの距離を検出する検出手段と
を設けたことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項３２】 請求項３１に記載の距離測定装置にお
いて、 移動体に搭載され、その移動体の周囲に設定される複数
の投光領域の距離を、前記複数の受光手段の受光信号に
基づいて検出するように構成されていることを特徴とす
る距離測定装置。 - 【請求項３３】 請求項３２に記載の距離測定装置にお
いて、 前記移動体は、自動車であることを特徴とする距離測定
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000001429A JP2000310679A (ja) | 1999-02-24 | 2000-01-07 | 半導体投光装置および距離測定装置 |
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| DE10008240A DE10008240A1 (de) | 1999-02-24 | 2000-02-23 | Halbleiter-Lichtprojektionsvorrichtung und Abstandsmessvorrichtung |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4656099 | 1999-02-24 | ||
| JP11-46560 | 1999-02-24 | ||
| JP2000001429A JP2000310679A (ja) | 1999-02-24 | 2000-01-07 | 半導体投光装置および距離測定装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005146836A Division JP2005292156A (ja) | 1999-02-24 | 2005-05-19 | 距離測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000310679A true JP2000310679A (ja) | 2000-11-07 |
Family
ID=26386655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000001429A Pending JP2000310679A (ja) | 1999-02-24 | 2000-01-07 | 半導体投光装置および距離測定装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6654399B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000310679A (ja) |
| DE (1) | DE10008240A1 (ja) |
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