发光装置及信息处理装置的制作方法

1.本公开涉及一种发光装置及信息处理装置。


背景技术：

2.在日本专利特开2018-006502号公报中，记载了一种发光零件，其与在构成用于驱动的元件的半导体层叠体上使用使构成用于发光的元件的半导体层叠体生长的基板的情况相比，抑制了用于发光的元件的特性下降。


技术实现要素：

3.以往，使用tof(＝飞行时间(time of flight))方式的三维传感器，进行对象物的三维测量。
4.此时，若使来自发光装置所包括的多个发光元件的对对象物的照射光量相同，则在与照射方向交叉的方向的内侧及外侧，作为受光部的三维传感器所接收的来自对象物的反射光量产生光量差。在此情况下，三维传感器所接收的所述交叉方向的外侧的反射光量小于所述交叉方向的内侧的反射光量，由此对象物的三维测量的精度变低，从而有改善的余地。
5.因此，本公开的目的在于，在能够以配置有发光元件的基板上的区域为单位发光的结构中，与来自各区域的对对象物的照射光量相同的情况相比，抑制受光部所接收的来自对象物的反射光量的偏差。
6.根据本公开的第一方案，提供一种发光装置，其包括：基板；以及多个发光元件，包括多个区域的各区域中所配置的至少一个发光元件，所述多个区域包括第一区域及第二区域，所述第一区域及所述第二区域在所述基板上以一维或二维地排列的方式分离，所述多个区域中，在排列方向上位于端部的区域即所述第一区域中所配置的至少一个发光元件的照射光量大于在所述排列方向上位于所述端部以外的区域即所述第二区域中所配置的至少一个发光元件的照射光量。
7.根据本公开的第二方案，所述多个区域被形成于所述基板上的槽分离。
8.根据本公开的第三方案，配置于所述第一区域中的所述至少一个发光元件的照射光量具有多个阶段。
9.根据本公开的第四方案，当所述多个区域在所述基板上以二维地排列的方式分离的情况下，位于所述第一区域的角部的所述至少一个发光元件的照射光量大于位于所述第一区域的角部以外的所述至少一个发光元件的照射光量。
10.根据本公开的第五方案，所述多个区域的面积根据配置于所述多个区域中的所述发光元件的照射光量而不同。
11.根据本公开的第六方案，所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积，在所述第一区域及所述第二区域中流动的电流量相同。
12.根据本公开的第七方案，关于所述至少一个发光元件，在配置于所述第一区域中
的所述至少一个发光元件或配置于所述第二区域中的所述至少一个发光元件的其中一者向所述对象物照射了照射光之后，配置于所述第一区域中的所述至少一个发光元件或配置于所述第二区域中的所述至少一个发光元件的另一者向所述对象物照射照射光。
13.根据本公开的第八方案，关于所述多个发光元件，配置于所述第一区域中的所述至少一个发光元件及配置于所述第二区域中的所述至少一个发光元件的两者以相同的时机向所述对象物照射照射光。
14.根据本公开的第九方案，配置于所述多个区域的各区域中的所述至少一个发光元件包括多个发光元件，在所述各区域内，多个所述发光元件分别以相同的照射光量向所述对象物照射照射光。
15.根据本公开的第十方案，提供一种信息处理装置，其包括：所述发光装置；受光部，接收从所述发光装置所包括的所述至少一个发光元件照射并被对象物反射的反射光；以及确定部，使用所述受光部所接收到的所述反射光来确定所述对象物的三维形状。
16.根据本公开的第十一方案，所述发光装置根据所述确定部确定所述对象物的三维形状的处理内容，使配置于所述第一区域中的所述至少一个发光元件的照射光量与配置于所述第二区域中的所述至少一个发光元件的照射光量的大小发生变化。
17.(效果)
18.根据所述第一方案，在能够以配置有发光元件的基板上的区域为单位发光的结构中，与来自各区域的对对象物的照射光量相同的情况相比，抑制了受光部所接收的来自对象物的反射光量的偏差。
19.根据所述第二方案，各区域物理地分离。
20.根据所述第三方案，与配置于第一区域的各区域中的发光元件的照射光量相同的情况相比，抑制了受光部所接收的来自对象物的反射光量的偏差。
21.根据所述第四方案，在各区域二维地排列时，与位于第一区域的角部的各区域中所配置的发光元件的照射光量小于位于所述角部以外的各区域中所配置的发光元件的照射光量的情况相比，抑制了受光部所接收的来自对象物的反射光量的偏差。
22.根据所述第五方案，在各区域设置面积差。
23.根据所述第六方案，与在第一区域及第二区域的各区域中流动的电流量不同的情况相比，稳定地进行向所述各区域的电流供给。
24.根据所述第七方案，使配置于第一区域及第二区域的各区域中的发光元件向对象物照射照射光的时机一前一后。
25.根据所述第八方案，可对配置于第一区域及第二区域的各区域中的发光元件的照射光量设置差，并且配置于所述各区域中的所有发光元件可以相同的时机向对象物照射照射光。
26.根据所述第九方案，与在各区域内，多个发光元件分别以不同的照射光量向对象物照射照射光的情况相比，针对所述各区域的照射控制变得容易。
27.根据所述第十方案，在能够以配置有发光元件的基板上的区域为单位发光的结构中，与来自各区域的对对象物的照射光量相同的情况相比，精度良好地确定对象物的三维形状。
28.根据所述第十一方案，以与确定部侧的处理内容相应的照射光量向对象物照射照
state drive))或闪速存储器等存储装置，保存各种程序及各种数据。
49.作为一例，输入部25包括各种按钮、麦克风、及相机等，用于进行各种输入。
50.作为一例，显示部26为液晶显示器，显示各种信息。显示部26采用触摸屏方式，也作为输入部25发挥功能。
51.通信部27是用于与其他设备进行通信的接口。对于所述通信，例如使用以太网(ethernet)(注册商标)或光纤分布式数据接口(fiber distributed data interface，fddi)等有线通信的标准、或者第四代移动通信技术(the 4th generation mobile communication technology，4g)、第五代移动通信技术(the5th generation mobile communication technology，5g)或无线保真(wireless fidelity，wi-fi)(注册商标)等无线通信的标准。
52.发光装置28是为了获取三维图像而向人的面部照射照射光的部位。第一实施方式中的发光装置28构成为多个发光元件二维地排列而成的发光元件阵列。作为一例，所述发光元件是垂直共振器面发光激光元件vcsel(＝垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser))。以下，发光元件是作为所述vcsel来进行说明。即，vcsel为“发光元件”的一例。
53.3d传感器29接收从发光装置28照射出的照射光被人的面部反射而返回的反射光。3d传感器29为“受光部”的一例。作为一例，3d传感器29具有基于所谓的tof(＝time of flight：光的飞行时间)法获取人的面部的三维图像的功能。
54.此处，3d传感器29包括多个受光区域(像素)。3d传感器29接收来自人的面部的相对于来自发光装置28的照射光的反射光，在每个受光区域积蓄与至进行受光为止的时间对应的电荷。其后，3d传感器29输出与从自发光装置28照射照射光起至由3d传感器29接收反射光为止的时间相当的信号。
55.然后，cpu 21获取3d传感器29所输出的信号，算出3d传感器29的每个受光区域的至人的面部的距离，来确定所述人的面部的三维形状。其后，作为一例，于所确定的人的面部的三维形状与预先存储在存储部24中的三维形状一致的情况下，cpu 21允许使用包括信息处理装置20所提供的各种应用软件等的信息处理装置20。
56.图3是发光装置28的第一平面图。作为一例，在图3中，作为发光装置28的结构示出了基板40及二维地排列在基板40上的多个vcsel。
57.另外，如图3所示，在基板40形成有沿着相对于所述基板40的横向(以下，设为“x方向”)及纵向(以下，设为“y方向”)延伸的分离槽45。作为一例，分离槽45通过对基板40实施蚀刻处理来形成。而且，发光装置28通过形成于基板40上的槽、即分离槽45，在x方向上分离成四个区域，在y方向上分离成三个区域，整体上分离成十二个各区域。另外，对分离槽45实施了绝缘处理。由此，在发光装置28中，各区域通过分离槽45物理地分离，相邻的各区域绝缘。再者，第一实施方式中的x方向及y方向为“排列方向”的一例。
58.以下，将发光装置28的十二个各区域中在x方向或y方向上位于端部的区域设为“第一区域50”，将在x方向或y方向上位于端部以外的区域设为“第二区域55”。如图3所示，第一区域50由从第一区域50a至第一区域50j此十个区域构成，第二区域55由第二区域55a及第二区域55b此两个区域构成。
59.另外，如图3所示，vcsel在第一区域50及第二区域55的各区域中配置有多个。作为
一例，在图3中，在各区域配置有十二个vcsel。
60.此处，在发光装置28中，利用在第一区域50及第二区域55的各区域中流动的驱动电流，对配置于各区域中的vcsel的照射光量进行控制。而且，在发光装置28连接有对在第一区域50及第二区域55的各区域中流动的驱动电流进行控制的未图示的一个驱动电路(以下，设为“驱动器”)。然后，发光装置28中，通过驱动器的控制而驱动电流流过的各区域中所配置的vcsel对人的面部的预先规定的范围照射照射光。
61.图4是发光装置28的第二平面图，图5是发光装置28的第三平面图。再者，在图4及图5中，以向左下降的斜线的阴影线表示被照射光照射的各区域，以白底表示未被照射光照射的各区域。
62.在第一实施方式中，在配置于第二区域55中的vcsel向人的面部照射照射光之后，配置于第一区域50中的vcsel向人的面部照射照射光。具体而言，图4示出在第二区域55a及第二区域55b中被照射光照射，图5示出停止来自第二区域55a及第二区域55b的照射光的照射，在第一区域50a至第一区域50j中被照射光照射。通过所述结构，在发光装置28中，使配置于第一区域50及第二区域55的各区域中的vcsel向人的面部照射照射光的时机一前一后。
63.此处，在使用信息处理装置20的3d传感器29那样的三维传感器进行对象物的三维测量的情况下，当使来自发光装置所包括的多个发光元件的对对象物的照射光量相同时，在与照射方向交叉的方向、作为一例为与照射方向正交的正交方向的内侧及外侧在三维传感器所接收的来自对象物的反射光量产生光量差。具体而言，在此情况下，三维传感器所接收的所述正交方向的外侧的反射光量小于所述正交方向的内侧的反射光量，由此具有对象物的三维测量的精度变低的问题。
64.依据所述方面，可推测，通过对于照射至对象物的照射光，在与照射方向正交的正交方向的内侧及外侧设置外侧的照射光量变大的光量差，对象物的三维测量的精度提高。
65.因此，在第一实施方式中，使配置于第一区域50中的vcsel的照射光量大于配置于第二区域55中的vcsel的照射光量。作为一例，在第一实施方式中，驱动器使在第一区域50及第二区域55的各区域中流动的驱动电流的电流值发生变化，由此对配置于各区域中的vcsel的照射光量进行控制。由此，在第一实施方式中，对于来自发光装置28的照射光，可在与照射方向正交的正交方向的内侧及外侧设置外侧的照射光量变大的光量差。
66.通过以上的结构，根据第一实施方式，在能够以配置有发光元件的基板上的区域为单位发光的结构中，与来自各区域的对对象物的照射光量相同的情况相比，抑制了3d传感器29所接收的来自作为对象物的人的面部的反射光量的偏差。而且，根据第一实施方式，通过抑制了所述反射光量的偏差，精度良好地确定作为对象物的人的面部的三维形状。
67.接着，使用图6的(a)至图8所示的图表对来自发光装置28的照射光与3d传感器29所接收的反射光的关系进行说明。
68.图6的(a)、图6的(b)是示出ffp(＝far field pattern)的亮度分布的观测结果的第一图表。具体而言，图6的(a)表示针对来自使用图4说明的第二区域55中所配置的vcsel的照射光的所述观测结果，图6的(b)示出针对来自使用图5说明的第一区域50中所配置的vcsel的照射光的所述观测结果。另外，图6的(a)、图6的(b)所示的图表的纵轴表示“光强度”，横轴表示“出射角度”。
69.如图6的(a)及图6的(b)所示，虚线所示的来自配置于第二区域55中的vcsel的照射光的峰值光强度p1比虚线所示的来自配置于第一区域50中的vcsel的照射光的峰值光强度p2弱。
70.图7是示出ffp的亮度分布的观测结果的第二图表。具体而言，图7示出将图6的(a)及图6的(b)所示的图表合成的结果。
71.如图7所示，将峰值光强度p1与峰值光强度p2连接的实线l1成为中央部分弯曲而位于比两端部分低的位置的曲线。
72.图8是示出ffp的亮度分布的观测结果的第三图表。具体而言，图8示出针对从发光装置28照射的照射光被人的面部反射而返回的反射光的所述观测结果。
73.如图8所示，表示反射光的峰值光强度的实线l2与图7所示的将照射光的峰值光强度p1与峰值光强度p2连接且中央部分弯曲的实线l1不同，且成为与图表的横轴平行地延伸的直线。如此，来自发光装置28的照射光中与照射方向正交的正交方向的外侧部分的照射光、具体而言为来自配置于第一区域50中的vcsel的照射光扩散而光强度变弱，由此反射光的峰值光强度成为一定。
74.(第二实施方式)
75.接着，省略或简化与其他实施方式的重复部分对第二实施方式进行说明。
76.在第二实施方式中，配置于第一区域50的各区域中的vcsel的照射光量的大小设置有多个阶段。此处，在第二实施方式中，作为vcsel的照射光量的大小，设置有第一阶段、照射光量小于第一阶段的第二阶段、以及照射光量小于第二阶段的第三阶段此三个阶段。
77.另外，在第二实施方式中，位于第一区域50的角部的第一区域50a、第一区域50d、第一区域50g、第一区域50j中所配置的vcsel的照射光量大于位于所述角部以外的第一区域50b、第一区域50c、第一区域50e、第一区域50f、第一区域50h、第一区域50i中所配置的vcsel的照射光量(参照图3、图4、图5)。具体而言，配置于第一区域50a、第一区域50d、第一区域50g、第一区域50j中的vcsel的照射光量被设定为第一阶段，配置于第一区域50b、第一区域50c、第一区域50e、第一区域50f、第一区域50h、第一区域50i中的vcsel的照射光量被设定为第二阶段。而且，配置于第二区域55的各区域中的vcsel的照射光量被设定为第三阶段。
78.虽然省略图示，但作为一例，第二实施方式中的发光装置28在照射光量被设定为第三阶段的vcsel照射了照射光之后，被设定为第二阶段的vcsel照射照射光，最后，被设定为第一阶段的vcsel照射照射光。
79.通过以上的结构，根据第二实施方式，与配置于第一区域50的各区域中的vcsel的照射光量相同的情况相比，抑制了3d传感器29所接收的来自作为对象物的人的面部的反射光量的偏差。另外，根据第二实施方式，在各区域二维地排列时，与位于第一区域50的角部的各区域中所配置的vcsel的照射光量小于位于所述角部以外的各区域中所配置的vcsel的照射光量的情况相比，抑制了3d传感器29所接收的来自作为对象物的人的面部的反射光量的偏差。
80.(第三实施方式)
81.接着，省略或简化与其他实施方式的重复部分对第三实施方式进行说明。
82.图9是发光装置28的第四平面图。再者，在图9中，与图4及图5同样地，以向左下降
的斜线的阴影线表示被照射光照射的各区域。
83.在第三实施方式中，配置于第一区域50中的vcsel及配置于第二区域55中的vcsel此两者以相同的时机向人的面部照射照射光。
84.此处，作为一例，在第三实施方式中，在发光装置28连接有未图示的多个驱动器。而且，在第三实施方式中的发光装置28中，通过各驱动器的控制，即便在配置于第一区域50及第二区域55中的所有vcsel以相同时机照射照射光的情况下，也可使在所述各区域中流动的驱动电流的电流值发生变化。由此，根据第三实施方式，可对配置于第一区域50及第二区域55的各区域中的vcsel的照射光量设置差，并且配置于所述各区域的所有vcsel可以相同的时机向人的面部照射照射光。
85.再者，在配置于第一区域50及第二区域55的各区域中的所有vcsel以相同的时机照射照射光的情况下对配置于所述各区域中的vcsel的照射光量设置差的方法如上所述并不限于在发光装置28连接多个驱动器。作为实现所述方法的另一例，当在发光装置28设置了晶闸管(thyristor)时，也可利用与发光装置28连接的一个驱动器来驱动多个区域。
86.(第四实施方式)
87.接着，省略或简化与其他实施方式的重复部分对第四实施方式进行说明。
88.图10是发光装置28的第五平面图。
89.如图10所示，第四实施方式中的发光装置28设置有通过形成于基板40上的分离槽45以在x方向上一维地排列的方式分离的多个区域。具体而言，所述多个区域从左起依次被分离成第一区域50k、第二区域55c、第二区域55d、第一区域50l此四个各区域。再者，第四实施方式中的x方向为“排列方向”的一例。另外，在将各区域一维地排列时，不限于在x方向上排列，也可在y方向上排列。在此情况下，y方向成为“排列方向”的一例。
90.此处，在第四实施方式中，所述多个区域的面积根据配置于所述多个区域中的所述发光元件的照射光量而不同。即，在第四实施方式中，在各区域设置有面积差。
91.作为一例，在第四实施方式中，第一区域50的各区域的面积小于第二区域55的各区域的面积。进而，在第四实施方式中，在第一区域50及第二区域55的各区域中流动的驱动电流的电流量相同。换言之，在第四实施方式中，驱动器以在所述各区域中流动的驱动电流的电流值成为相同的方式调整所述各区域的面积，结果，第一区域50的各区域的面积小于第二区域55的各区域的面积。
92.通过以上的结构，根据第四实施方式，与在第一区域50及第二区域55的各区域中流动的电流量不同的情况相比，稳定地进行对所述各区域的电流供给。
93.(其他)
94.在所述实施方式中的信息处理装置20中，使配置于第一区域50中的vcsel的照射光量大于配置于第二区域55中的vcsel的照射光量，但不限于此，也可根据cpu 21确定对象物的三维形状的处理内容，使配置于第一区域50中的vcsel的照射光量与配置于第二区域55中的vcsel的照射光量的大小发生变化。由此，以与cpu 21侧的处理内容相应的照射光量向对象物照射照射光。作为一例，在cpu 21将3d传感器29所包括的所有受光区域中获取的图像汇总作为一个图像来处理的情况下，也可如所述实施方式那样，使配置于第一区域50中的vcsel的照射光量大于配置于第二区域55中的vcsel的照射光量。另一方面，在cpu 21将3d传感器29所包括的各受光区域中获取的各图像作为一个图像来处理的情况下，也可不
设置光量差，而作为一例，将配置于第一区域50及第二区域55中的所有vcsel的照射光量设定为第一阶段。
95.在所述实施方式中，在第一区域50及第二区域55的各区域内配置有多个的多个vcsel也可分别在所述各区域内以相同的照射光量向人的面部照射照射光。即，配置于第一区域50中的各个vcsel可以相同的照射光量向人的面部照射照射光，配置于第二区域55中的各个vcsel可以相同的照射光量向人的面部照射照射光。由此，在发光装置28中，与在各区域内，多个vcsel分别以不同的照射光量向人的面部照射照射光的情况相比，针对所述各区域的照射控制变得容易。
96.在所述实施方式中，将对象物的一例设为“人的面部”，但不限于此，对象物的一例可为“手”及“脚”等人的其他一部分，也可为人以外的“车”及“桌”等物体。
97.在所述实施方式中，将发光元件的一例设为“vcsel”，但不限于此，发光元件的一例也可为led(＝发光二极管(light emitting diode))及端面发光型的半导体激光器等。
98.所述实施方式所示的在基板40上分离的多个区域的数量及配置于所述多个区域的各区域中的vcsel的数量只是一例，可比这多也可比这少。
99.在所述实施方式中，设为在配置于第二区域55中的vcsel向人的面部照射照射光之后，配置于第一区域50中的vcsel向人的面部照射照射光，但照射顺序不限于此，也可在配置于第一区域50中的vcsel向人的面部照射照射光之后，配置于第二区域55中的vcsel向人的面部照射照射光。
100.在所述实施方式中，对驱动器使在第一区域50及第二区域55的各区域中流动的驱动电流的电流值发生变化由此对配置于所述各区域中的vcsel的照射光量进行控制的方法进行了说明。但是，配置于所述各区域中的vcsel的照射光量的控制方法不限于此，也可设为其他方法。
101.作为一例，也可在驱动器使在第一区域50及第二区域55的各区域中流动的驱动电流的电流值相同的情况下，使配置于所述各区域中的vcsel的数量不同，而赋予配置于第一区域50中的vcsel的照射光量大于配置于第二区域55中的vcsel的照射光量的光量差。在此情况下，也可如图11所示，使配置于第一区域50中的vcsel的数量(例如：6个)少于配置于第二区域55中的vcsel的数量(例如：12个)。但是，不限于此，在通过适当使用所述各实施方式及(其他)所记载的结构，使配置于第一区域50中的vcsel的数量多于配置于第二区域55中的vcsel的数量的情况下，也可赋予配置于第一区域50中的vcsel的照射光量大于配置于第二区域55中的vcsel的照射光量的光量差。
102.另外，在驱动器使在第一区域50及第二区域55的各区域中流动的驱动电流的电流值相同的情况下，也可使所述各区域中的发光点的密度、即vcsel间的间隔发生变化，而赋予配置于第一区域50中的vcsel的照射光量大于配置于第二区域55中的vcsel的照射光量的光量差。在此情况下，也可如图12所示，使配置于第一区域50中的相邻的vcsel间的间隔d1比配置于第二区域55中的相邻的vcsel间的间隔d2窄。但是，不限于此，在通过适当使用所述各实施方式及(其他)所记载的结构，使配置于第一区域50的相邻的vcsel间的间隔d1比配置于第二区域55中的相邻的vcsel间的间隔d2宽的情况下，也可赋予配置于第一区域50中的vcsel的照射光量大于配置于第二区域55中的vcsel的照射光量的光量差。