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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】発光装置、光学装置、計測装置及び情報処理装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/0239 20210101AFI20240717BHJP
G01S 7/481 20060101ALI20240717BHJP
【ＦＩ】
H01S5/0239
G01S7/481 A
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020052022
(22)【出願日】2020-03-24
(65)【公開番号】P2021150628
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2023-03-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000005496
【氏名又は名称】富士フイルムビジネスイノベーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100166981
【弁理士】
【氏名又は名称】砂田 岳彦
(72)【発明者】
【氏名】井口 大介
(72)【発明者】
【氏名】逆井 一宏
(72)【発明者】
【氏名】皆見 健史
【審査官】高椋 健司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－１７７５９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２７８０１１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０９２６８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／００３６１５６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／２０２８７４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００４５８８２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２２９９１２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－００４８６８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ ５／００－ ５／５０
Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０
Ｇ０１Ｃ ３／００－ ３／３２
Ｇ０１Ｓ ７／４８－ ７／５１
Ｇ０１Ｓ １７／００－１７／９５
Ｈ０５Ｂ ３９／００－３９／１０
Ｈ０５Ｂ ４５／００－４５／５９
Ｈ０５Ｂ ４７／００－４７／２９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
平面形状が四角形のレーザ素子アレイと、前記レーザ素子アレイを発光させる電流を供給する１対のキャパシタと、
前記レーザ素子アレイを発光させる電流をオン／オフして駆動する駆動部と、を備え、
前記レーザ素子アレイの対向する２辺側に、当該レーザ素子アレイを挟んで１対の前記キャパシタが配置され、当該レーザ素子アレイの他の１辺側に、前記駆動部が配置されている発光装置。
【請求項2】
前記レーザ素子アレイと前記キャパシタをつなぐ第１の配線と、前記レーザ素子アレイと前記駆動部とをつなぐ第２の配線と、
前記キャパシタとつながれる第１基準電位配線と、を備え、
前記第１基準電位配線は前記第２の配線を挟むように前記第１の配線の外側に設けられた請求項１に記載の発光装置。
【請求項3】
前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが搭載される回路基板と、前記第１基準電位配線とは異なる配線であって、前記第２の配線とつながれる第２基準電位配線と、を備え、
前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線は前記回路基板の異なる面又は層に形成されている請求項２に記載の発光装置。
【請求項4】
前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが搭載される回路基板を備え、前記回路基板の表面に前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが配置され、
前記回路基板に基準電位配線が層状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項5】
前記駆動部が搭載される回路基板と、
前記回路基板より熱伝導率が大きい放熱基材と、を備え、
前記レーザ素子アレイが前記放熱基材に設けられ、当該放熱基材が前記回路基板に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項6】
前記レーザ素子アレイは、並列接続された複数の面発光レーザ素子を備え、裏面側にカソード電極が、表面側にアノード電極が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
【請求項7】
前記放熱基材は、表面側に、前記レーザ素子アレイのカソード電極と接続される表面側カソード配線が設けられ、当該表面側カソード配線を挟むように当該レーザ素子アレイのアノード電極と接続される１対の表面側アノード配線が設けられ、
裏面側に、前記表面側カソード配線と１対の前記表面側アノード配線とそれぞれ対応するように設けられ、それぞれと電気的に接続された裏面側カソード配線と１対の裏面側アノード配線と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項8】
前記レーザ素子アレイにおける前記駆動部が設けられた側である前記他の１辺に対向する１辺側において、当該レーザ素子アレイを当該駆動部とで挟むように、当該レーザ素子アレイの光量を監視する光量監視用受光素子を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項9】
前記レーザ素子アレイと、前記１対のキャパシタと、前記駆動部とが、Ｔ字状に配置されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項10】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光装置と、前記発光装置が備えるレーザ素子アレイから出射され、被計測物で反射された反射光を受光する受光部と、
を備える光学装置。
【請求項11】
請求項１０に記載の光学装置と、前記光学装置が備えるレーザ素子アレイから出射されてから受光部で受光されるまでの時間に基づいて、被計測物までの距離を特定する距離特定部と、
を備える計測装置。
【請求項12】
請求項１１に記載の計測装置と、前記計測装置が備える距離特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、
を備える情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置、光学装置、計測装置及び情報処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、光透過性を有するセラミック基板と、前記セラミック基板の表面に搭載された発光素子と、前記発光素子に電力を供給するための配線パターンと、光反射性を有する金属からなるメタライズ層と、を備えており、前記メタライズ層は、前記発光素子から出射された光を反射するように前記セラミック基板の内部に形成されている発光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００８－２５２１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
光の飛行時間による、いわゆるＴｏＦ（Time of Flight）法に基づいて、被計測物の三次元形状の計測を行う場合、光源の発光の立ち上がり時間が短いことが求められる。これには、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスを低減することが有効である。
【0005】
本発明は、光源の２辺側に光源を挟んで１対のキャパシタが配置され、光源の他の１辺側に、駆動部が配置されていない場合に比較し、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスを低減した発光装置などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１に記載の発明は、平面形状が四角形のレーザ素子アレイと、前記レーザ素子アレイを発光させる電流を供給する１対のキャパシタと、前記レーザ素子アレイを発光させる電流をオン／オフして駆動する駆動部と、を備え、前記レーザ素子アレイの対向する２辺側に、当該レーザ素子アレイを挟んで１対の前記キャパシタが配置され、当該レーザ素子アレイの他の１辺側に、前記駆動部が配置されている発光装置である。
請求項２に記載の発明は、前記レーザ素子アレイと前記キャパシタをつなぐ第１の配線と、前記レーザ素子アレイと前記駆動部とをつなぐ第２の配線と、前記キャパシタとつながれる第１基準電位配線と、を備え、前記第１基準電位配線は前記第２の配線を挟むように前記第１の配線の外側に設けられた請求項１に記載の発光装置である。
請求項３に記載の発明は、前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが搭載される回路基板と、前記第１基準電位配線とは異なる配線であって、前記第２の配線とつながれる第２基準電位配線と、を備え、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線は前記回路基板の異なる面又は層に形成されている請求項２に記載の発光装置である。
請求項４に記載の発明は、前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが搭載される回路基板を備え、前記回路基板の表面に前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが配置され、前記回路基板に基準電位配線が層状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項５に記載の発明は、前記駆動部が搭載される回路基板と、前記回路基板より熱伝導率が大きい放熱基材と、を備え、前記レーザ素子アレイが前記放熱基材に設けられ、当該放熱基材が前記回路基板に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項６に記載の発明は、前記レーザ素子アレイは、並列接続された複数の面発光レーザ素子を備え、裏面側にカソード電極が、表面側にアノード電極が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の発光装置である。
請求項７に記載の発明は、前記放熱基材は、表面側に、前記レーザ素子アレイのカソード電極と接続される表面側カソード配線が設けられ、当該表面側カソード配線を挟むように当該レーザ素子アレイのアノード電極と接続される１対の表面側アノード配線が設けられ、裏面側に、前記表面側カソード配線と１対の前記表面側アノード配線とそれぞれ対応するように設けられ、それぞれと電気的に接続された裏面側カソード配線と１対の裏面側アノード配線と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の発光装置である。
請求項８に記載の発明は、前記レーザ素子アレイにおける前記駆動部が設けられた側である前記他の１辺に対向する１辺側において、当該レーザ素子アレイを当該駆動部とで挟むように、当該レーザ素子アレイの光量を監視する光量監視用受光素子を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置である。
請求項９に記載の発明は、前記レーザ素子アレイと、前記１対のキャパシタと、前記駆動部とが、Ｔ字状に配置されている、請求項１に記載の発光装置である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光装置と、前記発光装置が備えるレーザ素子アレイから出射され、被計測物で反射された反射光を受光する受光部と、を備える光学装置である。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光学装置と、前記光学装置が備えるレーザ素子アレイから出射されてから受光部で受光されるまでの時間に基づいて、被計測物までの距離を特定する距離特定部と、を備える計測装置である。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の計測装置と、前記計測装置が備える距離特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、を備える情報処理装置である。
請求項２に記載の発明は、前記レーザ素子アレイと前記キャパシタをつなぐ第１の配線と、前記レーザ素子アレイと前記駆動部とをつなぐ第２の配線と、前記キャパシタとつながれる第１基準電位配線と、を備え、前記第１基準電位配線は前記第２の配線を挟むように前記第１の配線の外側に設けられた請求項１に記載の発光装置である。
請求項３に記載の発明は、前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが搭載される回路基板と、前記第１基準電位配線とは異なる配線であって、前記第２の配線とつながれる第２基準電位配線と、を備え、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線は前記回路基板の異なる面又は層に形成されている請求項２に記載の発光装置である。
請求項４に記載の発明は、前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが搭載される回路基板を備え、前記回路基板の表面に前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが配置され、前記回路基板に基準電位配線が層状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項５に記載の発明は、前記駆動部が搭載される回路基板と、前記回路基板より熱伝導率が大きい放熱基材と、を備え、前記レーザ素子アレイが前記放熱基材に設けられ、当該放熱基材が前記回路基板に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項６に記載の発明は、前記レーザ素子アレイは、並列接続された複数の面発光レーザ素子を備え、裏面側にカソード電極が、表面側にアノード電極が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の発光装置である。
請求項７に記載の発明は、前記放熱基材は、表面側に、前記レーザ素子アレイのカソード電極と接続される表面側カソード配線が設けられ、当該表面側カソード配線を挟むように当該レーザ素子アレイのアノード電極と接続される１対の表面側アノード配線が設けられ、裏面側に、前記表面側カソード配線と１対の前記表面側アノード配線とそれぞれ対応するように設けられ、それぞれと電気的に接続された裏面側カソード配線と１対の裏面側アノード配線と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の発光装置である。
請求項８に記載の発明は、前記レーザ素子アレイにおける前記駆動部が設けられた側である前記他の１辺に対向する１辺側において、当該レーザ素子アレイを当該駆動部とで挟むように、当該レーザ素子アレイの光量を監視する光量監視用受光素子を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置である。
請求項９に記載の発明は、前記レーザ素子アレイと、前記１対のキャパシタと、前記駆動部とが、Ｔ字状に配置されている、請求項１に記載の発光装置である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光装置と、前記発光装置が備えるレーザ素子アレイから出射され、被計測物で反射された反射光を受光する受光部と、を備える光学装置である。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光学装置と、前記光学装置が備えるレーザ素子アレイから出射されてから受光部で受光されるまでの時間に基づいて、被計測物までの距離を特定する距離特定部と、を備える計測装置である。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の計測装置と、前記計測装置が備える距離特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、を備える情報処理装置である。
【発明の効果】
【0007】
請求項１に記載の発明によれば、光源の２辺側に光源を挟んで１対のキャパシタが配置され、光源の他の１辺側に、駆動部が配置されていない場合に比較し、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
請求項２、３に記載の発明によれば、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
請求項４に記載の発明によれば、基準電位配線が層状に設けられていない場合に比較し、戻りの電流経路がより短く構成される。
請求項５に記載の発明によれば、放熱基材を備えない場合に比べ、レーザ素子アレイの発生する熱が放熱されやすい。
請求項６に記載の発明によれば、並列に接続されていない場合に比較し、レーザ素子アレイからの発光強度を大きくできる。
請求項７に記載の発明によれば、表面側カソード配線を挟むように１対の表面側アノード配線を設けない場合に比較し、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
請求項８に記載の発明によれば、光量監視用受光素子を備えない場合に比較し、レーザ素子アレイの光量の変動が抑制される。
請求項９に記載の発明によれば、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
請求項１０に記載の発明によれば、距離に対応した信号が取得できる光学装置が提供される。
請求項１１に記載の発明によれば、被計測物までの距離の計測が行える計測装置が提供される。
請求項１２に記載の発明によれば、特定された距離に基づく認証処理を搭載した情報処理装置が提供される。
請求項２、３に記載の発明によれば、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
請求項４に記載の発明によれば、基準電位配線が層状に設けられていない場合に比較し、戻りの電流経路がより短く構成される。
請求項５に記載の発明によれば、放熱基材を備えない場合に比べ、レーザ素子アレイの発生する熱が放熱されやすい。
請求項６に記載の発明によれば、並列に接続されていない場合に比較し、レーザ素子アレイからの発光強度を大きくできる。
請求項７に記載の発明によれば、表面側カソード配線を挟むように１対の表面側アノード配線を設けない場合に比較し、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
請求項８に記載の発明によれば、光量監視用受光素子を備えない場合に比較し、レーザ素子アレイの光量の変動が抑制される。
請求項９に記載の発明によれば、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
請求項１０に記載の発明によれば、距離に対応した信号が取得できる光学装置が提供される。
請求項１１に記載の発明によれば、被計測物までの距離の計測が行える計測装置が提供される。
請求項１２に記載の発明によれば、特定された距離に基づく認証処理を搭載した情報処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】情報処理装置の一例を示す図である。
【図2】情報処理装置の構成を説明するブロック図である。
【図3】光源の平面図である。
【図4】光源における１個のＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。
【図5】光拡散部材の一例を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＢ－ＶＢ線での断面図である。
【図6】ローサイド駆動により光源を駆動する場合の等価回路の一例を示す図である。
【図7】本実施の形態が適用される発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線での断面図である。
【図8】発光装置における電流経路を模式的に説明する図である。
【図9】本実施の形態が適用される発光装置の変形例である発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＸＢ－ＩＸＢ線での断面図である。
【図10】変形例である発光装置における放熱基材の表面側に設けられた配線と、裏面側に設けられた配線とを説明する図である。（ａ）は、表面側の配線、（ｂ）は、裏面側の配線を示す。
【図11】本実施の形態が適用されない、比較例１の発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＢ－ＸＩＢ線での断面図である。
【図12】比較例１である発光装置における放熱基材の表面側に設けられた配線と、裏面側に設けられた配線とを説明する図である。（ａ）は、表面側の配線、（ｂ）は、裏面側の配線を示す。
【図13】比較例１の発光装置における電流経路を模式的に説明する図である。
【図14】本実施の形態が適用されない、比較例２の発光装置を説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩＶＢ－ＸＩＶＢ線での断面図である。
【図15】比較例２である発光装置における放熱基材の表面側に設けられた配線と、裏面側に設けられた配線とを説明する図である。（ａ）は、表面側の配線、（ｂ）は、裏面側の配線を示す。
【図16】比較例２の発光装置における電流経路を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
被計測物の三次元形状を計測する計測装置には、光の飛行時間による、いわゆるＴｏＦ（Time of Flight）法に基づいて、三次元形状を計測する装置がある。ＴｏＦ法では、計測装置が備える発光装置から光が出射されたタイミングから、照射された光が被計測物で反射して計測装置が備える三次元センサ（以下では、３Ｄセンサと表記する。）で受光されるタイミングまでの時間を計測し、計測された三次元形状から被計測物の三次元形状を特定する。なお、三次元形状を計測する対象を被計測物と表記する。三次元形状を三次元像と表記することがある。また、三次元形状を計測することを、三次元計測、３Ｄ計測又は３Ｄセンシングと表記することがある。
被計測物の三次元形状を計測する計測装置には、光の飛行時間による、いわゆるＴｏＦ（Time of Flight）法に基づいて、三次元形状を計測する装置がある。ＴｏＦ法では、計測装置が備える発光装置から光が出射されたタイミングから、照射された光が被計測物で反射して計測装置が備える三次元センサ（以下では、３Ｄセンサと表記する。）で受光されるタイミングまでの時間を計測し、計測された三次元形状から被計測物の三次元形状を特定する。なお、三次元形状を計測する対象を被計測物と表記する。三次元形状を三次元像と表記することがある。また、三次元形状を計測することを、三次元計測、３Ｄ計測又は３Ｄセンシングと表記することがある。
【0010】
このような計測装置は、携帯型情報処理装置などに搭載され、アクセスしようとするユーザの顔認証などに利用されている。従来、携帯型情報処理装置などでは、パスワード、指紋、虹彩などにより、ユーザを認証する方法が用いられてきた。近年、セキュリティ性がより高い認証方法が求められるようになってきた。そこで、携帯型情報処理装置に三次元形状を計測する計測装置を搭載するようになってきた。つまり、アクセスしたユーザの顔の三次元形状を取得し、アクセスすることが許可されているか否かを識別し、アクセスが許可されているユーザであると認証された場合にのみ、自装置（携帯型情報処理装置）の使用を許可することが行われている。
【0011】
ここでは、情報処理装置は、一例として携帯型情報処理端末であるとして説明し、三次元形状として捉えられた顔の形状を認識することで、ユーザを認証するとして説明する。なお、情報処理装置は、携帯型情報処理端末以外のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの情報処理装置に適用しうる。
【0012】
なお、ＴｏＦ法では、計測装置が備える発光装置より光が出射されたタイミングから、照射された光が被計測物で反射して計測装置が備える３Ｄセンサで受光されるタイミングまでの時間を計測するため、光源の発光の立ち上がり時間が短いことが求められる。発光の立ち上がり時間が短いほど、計測の精度が向上する。光源の発光の立ち上がり時間は、光源に発光のための電流を供給する電流経路の実効インダクタンスが小さいほど短くなる。つまり、電流経路の実効インダクタンスが大きい程、高い周波数（以下では、高周波数と表記する。）の電流が流れにくくなり、光源の発光のための電流の立ち上がり時間が長くなってしまう。なお、発光の立ち上がり時間とは、発光のために流す電流の立ち上がり時間であって、例えば、発光のための電流が立ち上がり始めたタイミングから、発光が最大光量の９０％に達するまでの時間である。
【0013】
本実施の形態で説明する構成、機能、方法等は、顔以外を被計測物とし、計測された三次元形状から被計測物を認識することにも適用しうる。また、このような計測装置は、拡張現実（ＡＲ：Augmented Reality）など、継続的に被計測物の三次元形状を計測する場合にも適用される。また、被計測物までの距離は問わない。顔認証では、光源から近距離に位置する顔に光を照射すればよいが、拡張現実などでは、顔に比べて遠距離に位置する被計測物に光を照射することが求められる。よって、光源は、光量が大きいことが求められる。
【0014】
以下で説明する本実施の形態で説明する構成、機能、方法等は、顔認証や拡張現実以外の被計測物の三次元形状の計測に適用しうる。
【0015】
（情報処理装置１）
図１は、情報処理装置１の一例を示す図である。前述したように、情報処理装置１は、一例として携帯型情報処理端末である。
情報処理装置１は、ユーザインターフェイス部（以下では、ＵＩ部と表記する。）２と三次元形状を計測する光学装置３とを備える。ＵＩ部２は、例えばユーザに対して情報を表示する表示デバイスとユーザの操作により情報処理に対する指示が入力される入力デバイスとが一体化されて構成されている。表示デバイスは、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイであり、入力デバイスは、例えばタッチパネルである。
図１は、情報処理装置１の一例を示す図である。前述したように、情報処理装置１は、一例として携帯型情報処理端末である。
情報処理装置１は、ユーザインターフェイス部（以下では、ＵＩ部と表記する。）２と三次元形状を計測する光学装置３とを備える。ＵＩ部２は、例えばユーザに対して情報を表示する表示デバイスとユーザの操作により情報処理に対する指示が入力される入力デバイスとが一体化されて構成されている。表示デバイスは、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイであり、入力デバイスは、例えばタッチパネルである。
【0016】
光学装置３は、発光装置４と、３Ｄセンサ５とを備える。発光装置４は、被計測物、ここでの例では顔に向けて光を照射する。３Ｄセンサ５は、発光装置４から出射され、顔で反射されて戻ってきた光を取得する。ここでは、光の飛行時間による、いわゆるＴｏＦ法に基づいて、三次元形状を計測する。そして、三次元形状から、顔の三次元形状を特定する。そして、特定された顔の三次元形状からアクセスすることが許可されているか否かを識別し、アクセスが許可されているユーザであると認証した場合に、情報処理装置１の使用を許可する。上述したように、顔以外を被計測物として、三次元形状を計測してもよい。３Ｄセンサ５は、受光部の一例である。
【0017】
情報処理装置１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むコンピュータとして構成されている。なお、ＲＯＭには、不揮発性の書き換え可能なメモリ、例えばフラッシュメモリを含む。そして、ＲＯＭに蓄積されたプログラムや定数が、ＲＡＭに展開され、ＣＰＵがプログラムを実行することによって、情報処理装置１が動作し、各種の情報処理が実行される。
【0018】
図２は、情報処理装置１の構成を説明するブロック図である。
情報処理装置１は、上記した光学装置３と、計測制御部８と、システム制御部９とを備える。前述したように、光学装置３は、発光装置４と、３Ｄセンサ５とを備える。計測制御部８は、光学装置３を制御する。そして、計測制御部８は、三次元形状特定部８１を含む。システム制御部９は、情報処理装置１全体をシステムとして制御する。そして、システム制御部９は、認証処理部９１を含む。そして、システム制御部９には、ＵＩ部２、スピーカ９２、二次元カメラ（図２では、２Ｄカメラと表記する。）９３などが接続されている。
情報処理装置１は、上記した光学装置３と、計測制御部８と、システム制御部９とを備える。前述したように、光学装置３は、発光装置４と、３Ｄセンサ５とを備える。計測制御部８は、光学装置３を制御する。そして、計測制御部８は、三次元形状特定部８１を含む。システム制御部９は、情報処理装置１全体をシステムとして制御する。そして、システム制御部９は、認証処理部９１を含む。そして、システム制御部９には、ＵＩ部２、スピーカ９２、二次元カメラ（図２では、２Ｄカメラと表記する。）９３などが接続されている。
【0019】
光学装置３が備える発光装置４は、回路基板１０と、光源２０と、光拡散部材３０と、光量監視受光素子（以下では、ＰＤと表記する。）４０と、駆動部５０と、保持部６０と、キャパシタ７１Ａ、７１Ｂ、７２Ａ、７２Ｂとを備える。なお、キャパシタ７１Ａ、７１Ｂは、等価直列インダクタンスＥＳＬ（Equivalent Series Inductance）を低減したキャパシタ（以下では、低ＥＳＬキャパシタと表記する。）であり、キャパシタ７２Ａ、７２Ｂは、キャパシタ７１Ａ、７１Ｂに比べ等価直列インダクタンスＥＳＬが大きいキャパシタ（以下では、非低ＥＳＬキャパシタと表記する。）である。キャパシタ７１Ａ、７１Ｂをそれぞれ区別しない場合は、キャパシタ７１と表記し、キャパシタ７２Ａ、７２Ｂをそれぞれ区別しない場合は、キャパシタ７２と表記する。さらに、発光装置４は、駆動部５０を動作させるために、抵抗素子や他のキャパシタなどの受動素子を備えてもよい。
【0020】
光源２０、ＰＤ４０、駆動部５０、キャパシタ７１、７２及び保持部６０は、回路基板１０の表面上に設けられている。なお、図２では、３Ｄセンサ５は、回路基板１０の表面上に設けられていないが、回路基板１０の表面上に設けられていてもよい。そして、光拡散部材３０は、保持部６０上に設けられている。ここで、表面とは、図２の紙面の表側を言う。より具体的には、回路基板１０においては、光源２０等が設けられている方を表面、表側、又は表面側と言う。他の部材についても同様とする。以下において、表面側から、部材を透視して見ることを上面視と言う。
【0021】
光源２０は、複数の面発光レーザ素子が二次元に配置された面発光レーザ素子アレイとして構成されている（後述する図３参照）。面発光レーザ素子は、一例として垂直共振器面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）である。以下では、面発光レーザ素子は、垂直共振器面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬであるとして説明する。そして、垂直共振器面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬをＶＣＳＥＬと表記する。光源２０は、回路基板１０上の表面上に設けられているので、光源２０は、回路基板１０の表面に垂直な方向（表面側）に外部に向かって光を出射する。なお、光を出射する光源２０の面を出射面と表記することがある。光源２０は、レーザ素子アレイの一例である。
【0022】
光拡散部材３０は、光源２０の光の出射経路上に設けられている。そして、光拡散部材３０は、光源２０が出射した光が入射され、入射された光を拡散して出射する。光拡散部材３０は、光源２０及びＰＤ４０を覆うように設けられている。光拡散部材３０は、回路基板１０の表面上に設けられた保持部６０により、回路基板１０上に設けられた光源２０及びＰＤ４０から予め定められた距離を離して設けられている。よって、光源２０が出射する光は、光拡散部材３０により拡散されて被計測物に照射される。つまり、光源２０が出射した光は、光拡散部材３０を備えない場合に比べ、光拡散部材３０により拡散されてより広い範囲に照射される。そして、ＰＤ４０は、光拡散部材３０の裏面で反射した光を受光する。
【0023】
ＰＤ４０は、受光した光量（以下では、受光量と表記する。）に応じた電気信号を出力する、シリコンなどで構成されたフォトダイオードである。ＰＤ４０は、光源２０から出射され、光拡散部材３０の裏面（後述する図６の－ｚ方向側の面）で反射した光が受光されるように配置されている。光源２０は、ＰＤ４０の受光量に基づいて、予め定められた光量を維持して出射するように制御される。つまり、計測制御部８は、ＰＤ４０の受光量を監視し、駆動部５０を制御して光源２０の出射する光量を制御する。
【0024】
ＴｏＦ法により三次元計測を行う場合、光源２０は、駆動部５０により、例えば、１００ＭＨｚ以上で、且つ、立ち上り時間が１ｎｓ以下のパルス光（以下では、出射光パルスと表記する。）を出射することが求められる。つまり、光源２０は、電流が流されることで駆動され、出射光パルスを出射する。なお、顔認証を例とする場合、光が照射される距離は１０ｃｍ程度から１ｍ程度である。そして、光が照射される範囲は、１ｍ角程度である。なお、光が照射される距離を計測距離と表記し、光が照射される範囲を照射範囲又は計測範囲と表記する。また、照射範囲又は計測範囲に仮想的に設けられる面を照射面と表記する。なお、顔認証以外の場合など、被計測物までの計測距離及び被計測物に対する照射範囲は、上記以外であってもよい。
【0025】
３Ｄセンサ５は、複数の受光セルを備え、光源２０から光が出射されたタイミングから３Ｄセンサ５で受光されるタイミングまでの時間に相当する信号を出力する。例えば、３Ｄセンサ５の各受光セルは、光源２０からの出射光パルスに対する被計測物からのパルス状の反射光（以下では、受光パルスと表記する。）を受光し、受光するまでの時間に対応する電荷を受光セル毎に蓄積する。３Ｄセンサ５は、各受光セルが２つのゲートとそれらに対応した電荷蓄積部とを備えたＣＭＯＳ構造のデバイスとして構成されている。そして、２つのゲートに交互にパルスを加えることによって、発生した光電子を２つの電荷蓄積部の何れかに高速に転送する。２つの電荷蓄積部には、出射光パルスと受光パルスとの位相差に応じた電荷が蓄積される。そして、３Ｄセンサ５は、ＡＤコンバータを介して、受光セル毎に出射光パルスと受光パルスとの位相差に応じたデジタル値を信号として出力する。すなわち、３Ｄセンサ５は、光源２０から光が出射されたタイミングから３Ｄセンサ５で受光されるタイミングまでの時間に相当する信号を出力する。つまり、３Ｄセンサ５から、被計測物の三次元形状に対応した信号が取得される。このため、出射光パルスの立ち上がり時間が短く、受光パルスの立ち上がり時間が短いことが求められる。つまり、光源２０を駆動するために供給される電流パルスの立ち上がり時間が短いことが求められる。なお、ＡＤコンバータは、３Ｄセンサ５が備えてもよく、３Ｄセンサ５の外部に設けられてもよい。３Ｄセンサ５は、受光部の一例である。
【0026】
計測制御部８の三次元形状特定部８１は、３Ｄセンサ５が例えば前述のＣＭＯＳ構造のデバイスである場合、受光セル毎に得られるデジタル値を取得し、受光セル毎に被計測物までの距離を算出する。そして算出された距離により、被計測物の三次元形状を特定し、特定結果を出力する。ここで、三次元形状特定部８１は、被計測物までの距離を特定する距離特定部としての機能を有する。
【0027】
システム制御部９が備える認証処理部９１は、三次元形状特定部８１によって特定された三次元形状から、アクセスすることが許可されているか否かを識別し、アクセスが許可されているユーザを認証する。
図２において、計測装置６は、光学装置３と計測制御部８とを備える。図２では、光学装置３と計測制御部８とを分けて示したが、一体に構成されていてもよい。
以下、順に説明する。
図２において、計測装置６は、光学装置３と計測制御部８とを備える。図２では、光学装置３と計測制御部８とを分けて示したが、一体に構成されていてもよい。
以下、順に説明する。
【0028】
（光源２０の構成）
図３は、光源２０の平面図である。光源２０は、平面形状が四角形である。なお、四角形とは、長方形、正方形、平行四辺形などを言う。光源２０は、複数のＶＣＳＥＬが二次元のアレイ状に配置されて構成されている。なお、図３では、ＶＣＳＥＬは、正方形の頂点（格子点）に配列されているが、他の配列方法で配列されていてもよい。前述したように、光源２０は、ＶＣＳＥＬを面発光レーザ素子とする面発光レーザ素子アレイとして構成されている。ここで、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向とする。ｘ方向及びｙ方向に反時計回りで直交する方向をｚ方向とする。なお、光源２０の表面とは、紙面の表側、つまり＋ｚ方向側の面を言い、光源２０の裏面とは、紙面の裏側、つまり－ｚ方向側の面を言う。光源２０の平面図とは、光源２０を表面側から見た図である。さらに説明すると、光源２０において、発光層（後述する活性領域２０６）として機能するエピタキシャル層が形成されている方を、光源２０の表面、表側、又は表面側と言う。
図３は、光源２０の平面図である。光源２０は、平面形状が四角形である。なお、四角形とは、長方形、正方形、平行四辺形などを言う。光源２０は、複数のＶＣＳＥＬが二次元のアレイ状に配置されて構成されている。なお、図３では、ＶＣＳＥＬは、正方形の頂点（格子点）に配列されているが、他の配列方法で配列されていてもよい。前述したように、光源２０は、ＶＣＳＥＬを面発光レーザ素子とする面発光レーザ素子アレイとして構成されている。ここで、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向とする。ｘ方向及びｙ方向に反時計回りで直交する方向をｚ方向とする。なお、光源２０の表面とは、紙面の表側、つまり＋ｚ方向側の面を言い、光源２０の裏面とは、紙面の裏側、つまり－ｚ方向側の面を言う。光源２０の平面図とは、光源２０を表面側から見た図である。さらに説明すると、光源２０において、発光層（後述する活性領域２０６）として機能するエピタキシャル層が形成されている方を、光源２０の表面、表側、又は表面側と言う。
【0029】
ＶＣＳＥＬは、半導体基板２００（後述する図４参照）上に積層された下部多層膜反射鏡と上部多層膜反射鏡との間に発光領域となる活性領域を設け、表面に対して垂直方向にレーザ光を出射させる面発光レーザ素子である。このことから、ＶＣＳＥＬは、端面出射型のレーザ素子を用いる場合に比較し、二次元のアレイ化が容易である。光源２０の備えるＶＣＳＥＬの数は、一例として、１００個～１０００個である。なお、複数のＶＣＳＥＬは、互いに並列に接続され、並列に駆動される。上記のＶＣＳＥＬの数は一例であり、計測距離や照射範囲に応じて設定されればよい。
【0030】
光源２０の表面には、複数のＶＣＳＥＬに共通のアノード電極２１８が設けられている。光源２０の裏面には、カソード電極２１４が設けられている（後述する図４参照）。つまり、複数のＶＣＳＥＬは、並列接続されている。複数のＶＣＳＥＬを並列接続して駆動することで、ＶＣＳＥＬを個別に駆動する場合と比較し、強度の強い光が出射される。
【0031】
ここでは、光源２０の＋ｙ方向側の側面を側面２１Ａ、－ｙ方向側の側面を側面２１Ｂ、－ｘ方向側の側面を側面２２Ａ及び＋ｘ方向側の側面を側面２２Ｂと表記する。側面２１Ａと側面２１Ｂとが対向する。側面２２Ａと側面２２Ｂとは、それぞれが側面２１Ａと側面２１Ｂとを繋ぐとともに、対向する。
【0032】
（ＶＣＳＥＬの構造）
図４は、光源２０における１個のＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。このＶＣＳＥＬは、λ共振器構造のＶＣＳＥＬである。紙面の上方向がｚ方向であり、＋ｚ方向を上側、－ｚ方向を下側と表記する。
図４は、光源２０における１個のＶＣＳＥＬの断面構造を説明する図である。このＶＣＳＥＬは、λ共振器構造のＶＣＳＥＬである。紙面の上方向がｚ方向であり、＋ｚ方向を上側、－ｚ方向を下側と表記する。
【0033】
ＶＣＳＥＬは、ｎ型のＧａＡｓなどの半導体基板２００上に、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｎ型の下部分布ブラック型反射鏡（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）２０２と、上部スペーサ層及び下部スペーサ層に挟まれた量子井戸層を含む活性領域２０６と、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｐ型の上部分布ブラック型反射鏡２０８とが順に積層されて構成されている。以下では、分布ブラック型反射鏡をＤＢＲと表記する。
【0034】
ｎ型の下部ＤＢＲ２０２は、Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とＧａＡｓ層とをペアとした積層体として構成されている。下部ＤＢＲ２０２の各層は、厚さがλ／４ｎｒ（但し、λは発振波長、ｎｒは媒質の屈折率）であり、交互に４０周期積層されている。キャリアとして、ｎ型不純物であるシリコン（Ｓｉ）がドーピングされている。キャリア濃度は、例えば、３×１０１８ｃｍ－３である。
【0035】
活性領域２０６は、下部スペーサ層と、量子井戸活性層と、上部スペーサ層とが積層されて構成されている。例えば、下部スペーサ層は、アンドープのＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ層であり、量子井戸活性層は、アンドープのＩｎＧａＡｓ量子井戸層及びアンドープのＧａＡｓ障壁層であり、上部スペーサ層は、アンドープのＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ層である。
【0036】
ｐ型の上部ＤＢＲ２０８は、ｐ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とＧａＡｓ層とをペアとした積層体として構成されている。上部ＤＢＲ２０８の各層は、厚さがλ／４ｎｒであり、交互に２９周期積層してある。キャリアとして、ｐ型不純物であるカーボン（Ｃ）がドーピングされている。キャリア濃度は、例えば、３×１０１８ｃｍ－３である。好ましくは、上部ＤＢＲ２０８の最上層には、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層が形成され、上部ＤＢＲ２０８の最下層又はその内部に、ｐ型ＡｌＡｓの電流狭窄層２１０が形成されている。
【0037】
上部ＤＢＲ２０８から下部ＤＢＲ２０２に至るまで積層された半導体層をエッチングすることにより、半導体基板２００上に円柱状のメサＭが形成される。これにより、電流狭窄層２１０が、メサＭの側面に露出する。酸化工程により、電流狭窄層２１０には、メサＭの側面から酸化された酸化領域２１０Ａと酸化領域２１０Ａによって囲まれた導電領域２１０Ｂとが形成される。なお、酸化工程において、ＡｌＡｓ層はＡｌＧａＡｓ層よりも酸化速度が速く、酸化領域２１０Ａは、メサＭの側面から内部に向けてほぼ一定の速度で酸化されるため、導電領域２１０Ｂの断面形状は、メサＭの外形を反映した形状、すなわち円形状となり、その中心は、一点鎖線で示すメサＭの軸とほぼ一致する。本実施の形態において、メサＭは、柱状構造をなしている。
【0038】
メサＭの最上層には、Ｔｉ／Ａｕなどを積層した金属製の環状のｐ側電極２１２が形成される。ｐ側電極２１２は、上部ＤＢＲ２０８に設けられたコンタクト層にオーミック接触する。環状のｐ側電極２１２の内側は、レーザ光が外部へ出射される光出射口２１２Ａとなる。つまり、ＶＣＳＥＬは、半導体基板２００の表面（＋ｚ方向側の面）に垂直な＋ｚ方向に光を出射する。そして、メサＭの軸が光軸になる。さらに、半導体基板２００の裏面には、ｎ側電極としてカソード電極２１４が形成される。なお、ｐ側電極２１２の内側の上部ＤＢＲ２０８の表面（＋ｚ方向側の面）が光出射面である。
【0039】
そして、ｐ側電極２１２にアノード電極２１８が接続される部分及び光出射口２１２Ａを除いて、メサＭの表面を覆うように、絶縁膜２１６が設けられる。そして、光出射口２１２Ａを除いて、アノード電極２１８がｐ側電極２１２とオーミック接触するように設けられる。なお、アノード電極２１８は、複数のＶＣＳＥＬに共通に設けられる。つまり、光源２０を構成する複数のＶＣＳＥＬは、各々のｐ側電極２１２がアノード電極２１８により並列接続されている。
【0040】
図４では、アノード電極２１８の部分にアノードであることを示す［Ａ］と表記し、カソード電極２１４の部分にカソードであることを示す［Ｋ］と表記する。
【0041】
ＶＣＳＥＬは、単一横モードで発振してもよく、多重横モードで発振してもよい。例えば、ＶＣＳＥＬ１個の光出力は、４ｍＷ～８ｍＷである。よって、光源２０が５００個のＶＣＳＥＬで構成されている場合、光源２０の光出力は、２Ｗ～４Ｗになる。
【0042】
（光拡散部材３０の構成）
図５は、光拡散部材３０の一例を説明する図である。図５（ａ）は、平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶＢ－ＶＢ線での断面図である。図５（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向、紙面の表方向をｚ方向とする。そして、光拡散部材３０において、＋ｚ方向側を表面又は表面側、－ｚ方向側を裏面又は裏面側と呼ぶ。よって、図５（ｂ）では、紙面の右方向がｘ方向、紙面の裏方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向となる。
図５は、光拡散部材３０の一例を説明する図である。図５（ａ）は、平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶＢ－ＶＢ線での断面図である。図５（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向、紙面の表方向をｚ方向とする。そして、光拡散部材３０において、＋ｚ方向側を表面又は表面側、－ｚ方向側を裏面又は裏面側と呼ぶ。よって、図５（ｂ）では、紙面の右方向がｘ方向、紙面の裏方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向となる。
【0043】
図５（ｂ）に示すように、光拡散部材３０は、例えば、両面が平行で平坦なガラス基材３１の裏面（－ｚ方向）側に光を拡散させるための凹凸が形成された樹脂層３２を備える。光拡散部材３０は、光源２０のＶＣＳＥＬから入射する光の拡がり角を拡げて出射する。つまり、光拡散部材３０の樹脂層３２に形成された凹凸は、光を屈折させたり、散乱させたりして、入射する光をより広い拡がり角の光として出射する。つまり、図５に示すように、光拡散部材３０は、裏面（－ｚ方向側）から入射する、ＶＣＳＥＬから出射された拡がり角θの光を、拡がり角θより大きい拡がり角φの光として表面（＋ｚ方向側）から出射する（θ＜φ）。このため、光拡散部材３０を用いると、光拡散部材３０を用いない場合に比べ、光源２０の出射する光によって照射される照射面の面積が拡大される。拡がり角θ、φは、半値全幅（ＦＷＨＭ）である。
【0044】
ここでは、光拡散部材３０の平面形状は、矩形である。そして、光拡散部材３０の厚さ（ｚ方向の厚み）ｔｄは、０．１ｍｍ～１ｍｍである。なお、光拡散部材３０の平面形状は、多角形や円形など、他の形状であってもよい。
【0045】
（駆動部５０及びキャパシタ７１、７２）
光源２０をより高速に駆動させたい場合は、ローサイド駆動するのがよい。ローサイド駆動とは、ＶＣＳＥＬなどの駆動対象に対して、電流を流す経路（以下では、電流経路と表記する。）の下流側にＭＯＳトランジスタ等の駆動素子を位置させた構成を言う。逆に、上流側に駆動素子を位置させた構成をハイサイド駆動と言う。
光源２０をより高速に駆動させたい場合は、ローサイド駆動するのがよい。ローサイド駆動とは、ＶＣＳＥＬなどの駆動対象に対して、電流を流す経路（以下では、電流経路と表記する。）の下流側にＭＯＳトランジスタ等の駆動素子を位置させた構成を言う。逆に、上流側に駆動素子を位置させた構成をハイサイド駆動と言う。
【0046】
図６は、ローサイド駆動により光源２０を駆動する場合の等価回路の一例を示す図である。図６では、光源２０のＶＣＳＥＬ、駆動部５０、キャパシタ７１、７２及び電源８２を示す。図６には、図２に示した計測制御部８を合わせて示している。なお、電源８２は、計測制御部８に設けられている。電源８２は、＋側を電源電位とし、－側を基準電位とする直流電圧を発生する。電源電位は、電源線８３に供給され、基準電位は、基準線８４に供給される。なお、基準電位は、接地電位（ＧＮＤと表記されることがある。図６では［Ｇ］と表記する。）であってよい。
【0047】
光源２０は、前述したように複数のＶＣＳＥＬが並列接続されて構成されている。ＶＣＳＥＬのアノード電極２１８（図４参照。図６では［Ａ］と表記する。）が電源線８３に接続される。
駆動部５０は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ５１と、ＭＯＳトランジスタ５１をオン／オフする信号発生回路５２とを備える。ＭＯＳトランジスタ５１のドレイン（図６では［Ｄ］と表記する。）は、ＶＣＳＥＬのカソード電極２１４（図４参照。図６では［Ｋ］と表記する。）に接続される。ＭＯＳトランジスタ５１のソース（図６では［Ｓ］と表記する。）は、基準線８４に接続される。そして、ＭＯＳトランジスタ５１のゲートは、信号発生回路５２に接続される。つまり、ＶＣＳＥＬと駆動部５０のＭＯＳトランジスタ５１とは、電源線８３と基準線８４との間に直列接続されている。信号発生回路５２は、計測制御部８の制御により、ＭＯＳトランジスタ５１をオン状態にする「Ｈレベル」の信号と、ＭＯＳトランジスタ５１をオフ状態にする「Ｌレベル」の信号とを発生する。
駆動部５０は、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ５１と、ＭＯＳトランジスタ５１をオン／オフする信号発生回路５２とを備える。ＭＯＳトランジスタ５１のドレイン（図６では［Ｄ］と表記する。）は、ＶＣＳＥＬのカソード電極２１４（図４参照。図６では［Ｋ］と表記する。）に接続される。ＭＯＳトランジスタ５１のソース（図６では［Ｓ］と表記する。）は、基準線８４に接続される。そして、ＭＯＳトランジスタ５１のゲートは、信号発生回路５２に接続される。つまり、ＶＣＳＥＬと駆動部５０のＭＯＳトランジスタ５１とは、電源線８３と基準線８４との間に直列接続されている。信号発生回路５２は、計測制御部８の制御により、ＭＯＳトランジスタ５１をオン状態にする「Ｈレベル」の信号と、ＭＯＳトランジスタ５１をオフ状態にする「Ｌレベル」の信号とを発生する。
【0048】
【0049】
ＰＤ４０は、カソードが電源線８３に接続され、アノードが検出用抵抗素子４１の一方の端子と接続されている。そして、検出用抵抗素子４１の他方の端子が基準線８４に接続されている。つまり、ＰＤ４０と検出用抵抗素子４１とは、電源線８３と基準線８４との間に直列接続されている。そして、ＰＤ４０と検出用抵抗素子４１と接続点である出力端子４２は、計測制御部８に接続されている。出力端子４２は、ＰＤ４０が受光した光量に応じた電気信号を計測制御部８に送信する。
【0050】
次に、ローサイド駆動による光源２０の駆動方法を説明する。
まず、駆動部５０における信号発生回路５２の発生する信号が「Ｌレベル」であるとする。この場合、ＭＯＳトランジスタ５１は、オフ状態である。つまり、ＭＯＳトランジスタ５１のソース（図６の［Ｓ］）－ドレイン（図６の［Ｄ］）間には電流が流れない。よって、ＭＯＳトランジスタ５１と直列接続されたＶＣＳＥＬにも、電流が流れない。つまり、ＶＣＳＥＬは非発光である。
まず、駆動部５０における信号発生回路５２の発生する信号が「Ｌレベル」であるとする。この場合、ＭＯＳトランジスタ５１は、オフ状態である。つまり、ＭＯＳトランジスタ５１のソース（図６の［Ｓ］）－ドレイン（図６の［Ｄ］）間には電流が流れない。よって、ＭＯＳトランジスタ５１と直列接続されたＶＣＳＥＬにも、電流が流れない。つまり、ＶＣＳＥＬは非発光である。
【0051】
このとき、キャパシタ７１、７２は電源８２に接続されていて、キャパシタ７１、７２の電源線８３に接続された一方の端子（図６のＶＣＳＥＬの［Ａ］側の端子）が電源電位になり、基準線８４に接続された他方の端子（図６の［Ｇ］側の端子）が基準電位になる。よって、キャパシタ７１，７２は、電源８２から電流が流れ（電荷が供給され）て充電される。
【0052】
次に、駆動部５０における信号発生回路５２の発生する信号が「Ｈレベル」になると、ＭＯＳトランジスタ５１がオフ状態からオン状態に移行する。すると、キャパシタ７１、７２と、直列接続されたＭＯＳトランジスタ５１及びＶＣＳＥＬとの間に閉ループが構成され、キャパシタ７１、７２に蓄積されていた電荷が、直列接続されたＭＯＳトランジスタ５１とＶＣＳＥＬとに供給される。つまり、ＶＣＳＥＬに電流が流れて、ＶＣＳＥＬが発光する。この閉ループが、光源２０を発光させるための電流が流れる経路（電流経路と表記することがある。）である。なお、キャパシタ７１、７２毎に発光させるための電流が流れるので、電流経路は、キャパシタ７１、７２毎に構成される。なお、光源２０を発光させる電流を流すことを光源２０を駆動すると表記することがある。
【0053】
そして、駆動部５０における信号発生回路５２の発生する信号が再び「Ｌレベル」になると、ＭＯＳトランジスタ５１がオン状態からオフ状態に移行する。これにより、キャパシタ７１、７２と、直列接続されたＭＯＳトランジスタ５１及びＶＣＳＥＬとの閉ループ（電流経路）が開ループになり、ＶＣＳＥＬに電流が流れなくなる。これにより、ＶＣＳＥＬは、発光を停止する。すると、キャパシタ７１、７２は、電源８２から電流が流れ（電荷が供給され）て充電される。
【0054】
以上説明したように、信号発生回路５２の出力する信号が「Ｈレベル」と「Ｌレベル」との間で移行する毎に、ＭＯＳトランジスタ５１がオン／オフを繰り返し、ＶＣＳＥＬが発光と非発光とを繰り返す。ＭＯＳトランジスタ５１のオン／オフの繰り返しは、スイッチングと呼ばれることがある。
【0055】
上述したように、ＭＯＳトランジスタ５１をオフ状態からオン状態に移行させた際に、キャパシタ７１、７２に蓄積した電荷を一気に放電させてＶＣＳＥＬに発光のための電流を供給することで、ＶＣＳＥＬを短い立ち上がり時間で発光させている。前述したように、キャパシタ７１は、低ＥＳＬキャパシタであり、キャパシタ７２は、非低ＥＳＬキャパシタである。
【0056】
低ＥＳＬキャパシタは、平面形状が大きい（回路基板１０における搭載面積が大きい）にもかかわらず容量が小さいものが多い。一方、非低ＥＳＬキャパシタは、高誘電率のセラミックシートを用い、平面形状が小さく（回路基板１０における搭載面積が小さく）ても容量が大きいものが多い。そこで、容量の小さい低ＥＳＬキャパシタであるキャパシタ７１と、容量が大きい非低ＥＳＬキャパシタであるキャパシタ７２とを併用している。つまり、容量が小さい低ＥＳＬキャパシタであるキャパシタ７１により、光源２０の発光の立ち上がり時の電流を供給する。そして、容量が大きい非低ＥＳＬキャパシタであるキャパシタ７２により、発光の立ち上がり後の光量を確保する電流を供給する。このようにして、発光の立ち上がり時間を短くするとともに、光量を確保するようにしている。なお、低ＥＳＬキャパシタは、一般に、縦方向（電極間）の長さ（Ｌ）に比べ横方向の幅（Ｗ）が大きいため、ＬＷ逆転型と呼ばれることがある。一方、非低ＥＳＬキャパシタは、一般に、縦方向（電極間）の長さ（Ｌ）に比べ横方向の幅（Ｗ）が小さい。
【0057】
（発光装置４）
次に、発光装置４について、詳細に説明する。
図７は、本実施の形態が適用される発光装置４を説明する図である。図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線での断面図である。なお、図７（ａ）は、光拡散部材３０を透視して見た上面図である。ここで、図７（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向、紙面の表方向をｚ方向とする。図７（ｂ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の裏方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向になる。
次に、発光装置４について、詳細に説明する。
図７は、本実施の形態が適用される発光装置４を説明する図である。図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線での断面図である。なお、図７（ａ）は、光拡散部材３０を透視して見た上面図である。ここで、図７（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向、紙面の表方向をｚ方向とする。図７（ｂ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の裏方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向になる。
【0058】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、回路基板１０の表面上に光源２０、ＰＤ４０、駆動部５０、キャパシタ７１、７２（キャパシタ７１Ａ、７１Ｂ、７２Ａ、７２Ｂ）及び保持部６０が設けられている。そして、保持部６０上に光拡散部材３０が設けられている。
【0059】
回路基板１０は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性の基材（絶縁層と表記することがある。）に銅（Ｃｕ）箔などの金属による配線を形成する配線層が設けられて構成されている。なお、配線とは、電気回路接続される導体パターンであって、形状は限定されないものを言う。ここでは、回路基板１０は、２層の配線層を有するプリント配線基板であるとして説明する。ガラスエポキシ樹脂等の基材には、一例としてガラスコンポジット基板（ＣＥＭ－３）やガラスエポキシ基板（ＦＲ－４）がある。
【0060】
回路基板１０の表面側には、カソード配線１１、アノード配線１２Ａ，１２Ｂ、基準電位配線１３ＦＡ、１３ＦＢが設けられている。カソード配線１１は、平面形状が四角形で、回路基板１０の中央部に設けられている。アノード配線１２Ａ、１２Ｂは、カソード配線１１をｘ方向において挟むように設けられている。そして、基準電位配線１３ＦＡ、１３ＦＢとは、カソード配線１１をｘ方向において挟むように、アノード配線１２Ａ、１２Ｂの外側に設けられている。なお、アノード配線１２Ａ、１２Ｂをそれぞれ区別しない場合は、アノード配線１２と表記する。同様に、基準電位配線１３ＦＡ、１３ＦＢをそれぞれ区別しない場合は、基準電位配線１３Ｆと表記する。回路基板１０の裏面側には、基準電位配線１３Ｂが設けられている。基準電位配線１３Ｂ（図７（ａ）では破線で示す。）は、回路基板１０の裏面に全面に設けられている。つまり、基準電位配線１３Ｂは基準電位配線層として層状に設けられている。なお、基準電位配線１３Ｆと基準電位配線１３Ｂとは、回路基板１０の基材を貫通して設けられた貫通導体１３Ｖにより、接続されている。なお、貫通導体とは、回路基板１０を構成する電気絶縁性の基材を貫通して設けられた穴を銅（Ｃｕ）などによって埋められた導体である。そして、貫通導体は、回路基板１０の基材の表面側に設けられた配線と、裏面側に設けられた配線とを電気的に接続する部材である。なお、貫通導体は、ビアと呼ばれることがある。
【0061】
なお、回路基板１０の裏面に基準電位配線１３Ｂが設けられているとしたが、回路基板１０内に回路基板１０の広い面積を占めるように基準電位配線層として層状に設けられていてもよい。
【0062】
そして、回路基板１０の表面上に設けられたカソード配線１１は、ハンダや銀ペーストなどの導電性部材により、一端部が駆動部５０に接続され、他端部上に光源２０が搭載され、光源２０のカソード電極２１４（図４参照）と接続されている。
【0063】
アノード配線１２Ａ、１２Ｂは、ボンディングワイヤ２３Ａ、２３Ｂにより光源２０のアノード電極２１８（図４参照）と接続されている。ボンディングワイヤ２３Ａ、２３Ｂをそれぞれ区別しない場合は、ボンディングワイヤ２３と表記する。そして、アノード配線１２Ａと基準電位配線１３ＦＡとの間には、キャパシタ７１Ａ、７２Ａが設けられ、そして、アノード配線１２Ｂと基準電位配線１３ＦＢとの間には、キャパシタ７１Ｂ、７２Ｂが設けられている。
【0064】
図７（ａ）に示すように、キャパシタ７１Ａ、７２Ａとキャパシタ７１Ｂ、７２Ｂとは、光源２０をｘ方向において挟むように設けられている。つまり、キャパシタ７１Ａ、７２Ａとキャパシタ７１Ｂ、７２Ｂとは、光源２０のｘ方向の中心線Ｃ－Ｃに対して対称に配置されている。具体的には、キャパシタ７１Ａ、７２Ａは、光源２０の側面２２Ａ側に設けられ、キャパシタ７１Ｂ、７２Ｂは、光源２０の側面２２Ｂ側に設けられている。そして、駆動部５０は、光源２０の－ｙ方向に、光源２０のｘ方向の中心線Ｃ－Ｃ上に設けられている。具体的には、駆動部５０は、光源２０の側面２１Ｂ側に設けられている。そして、ＰＤ４０は、光源２０のｙ方向側に設けられている。つまり、ＰＤ４０と駆動部５０とは、ｙ方向に光源２０を挟むように設けられている。
【0065】
以上説明したように、光源２０と、キャパシタ７１Ａ、７１Ｂ、７２Ａ、７２Ｂと、駆動部５０とは、Ｔ字状に配置されている。以下では、ＰＤ４０についての記載を省略する。
【0066】
図８は、発光装置４における電流経路を模式的に説明する図である。ここで、実線の矢印は、回路基板１０の表面側を流れる電流の経路（電流経路）を示し、破線の矢印は、回路基板１０の裏面側に設けられた基準電位配線１３Ｂを流れる電流の経路（電流経路）を示す。なお、基準電位配線１３Ｂを流れる電流をリターン電流と表記することがある。これらの電流経路は、シミュレーションにより求めた。また、図８では、ボンディングワイヤ２３を細線で示す。そして、光拡散部材３０の記載を省略する。
【0067】
図８に示すように、キャパシタ７１Ａ、７２Ａからアノード配線１２Ａ及びボンディングワイヤ２３Ａを介して、光源２０のアノード電極２１８に電流が流れる。同様に、キャパシタ７１Ｂ、７２Ｂからアノード配線１２Ｂ及びボンディングワイヤ２３Ｂを介して、光源２０のアノード電極２１８に電流が流れる。そして、光源２０からカソード配線１１を経由して駆動部５０に電流が流れる。そして、電流は、駆動部５０から回路基板１０の裏面側の基準電位配線１３Ｂを表面側のカソード配線１１に沿って、光源２０側に戻る（リターンする）。そして、表面側のアノード配線１２Ａに沿って、キャパシタ７１Ａ、７２Ａに戻る（リターンする）。同時に、電流は、表面側のアノード配線１２Ｂに沿って、キャパシタ７１Ｂ、７２Ｂに戻る（リターンする）。
【0068】
このように、本実施の形態が適用される発光装置４では、回路基板１０の裏面側の全面に基準電位配線１３Ｂが設けられていても、電流は基準電位配線１３Ｂの広い範囲に広がって流れるのではなく、光源２０、キャパシタ７１、７２及び駆動部５０の配置によって決まる電流経路で流れる。そして、発光装置４では、回路基板１０の裏面側の基準電位配線１３Ｂにおける電流経路は、回路基板１０の表面において、キャパシタ７１、７２からアノード配線１２Ａ、１２Ｂを介して光源２０へ至る電流経路、及び光源２０からカソード配線１１を介して駆動部５０に至る電流経路に対向する部分に形成される。また、光源２０には、アノード電極２１８からカソード電極２１４に全体に広がって流れる。つまり、電流は、最小インピーダンスで流れるために、電流経路の実効インダクタンスが低減される。そして、光源２０における発光のばらつきが抑制される。
【0069】
次に、本実施の形態が適用される発光装置４の変形例である発光装置４′を説明する。
図９は、本実施の形態が適用される発光装置４の変形例である発光装置４′を説明する図である。図９（ａ）は、平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸＢ－ＩＸＢ線での断面図である。なお、図９（ａ）は、光拡散部材３０を透視して見た上面図である。発光装置４′は、発光装置４において、放熱基材１００をさらに備えている。他の構成は、発光装置４と同様であるので、同様な部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分である放熱基材１００を説明する。
図９は、本実施の形態が適用される発光装置４の変形例である発光装置４′を説明する図である。図９（ａ）は、平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸＢ－ＩＸＢ線での断面図である。なお、図９（ａ）は、光拡散部材３０を透視して見た上面図である。発光装置４′は、発光装置４において、放熱基材１００をさらに備えている。他の構成は、発光装置４と同様であるので、同様な部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分である放熱基材１００を説明する。
【0070】
放熱基材１００は、回路基板１０より熱伝導率が大きい、絶縁性の基材である。光源２０は、光強度が大きくなると、発熱量も大きくなる。そこで、光源２０の発する熱を効率よく放熱させるために、光源２０を放熱基材１００上に搭載することがよい。
【0071】
回路基板１０に用いられるガラスエポキシ樹脂の基材の一例であるＦＲ－４は、厚さが１００μｍ程度であって、熱伝導率が０．４Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。なお、銅（Ｃｕ）の熱伝導率は、３６０Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。ここで示す熱伝導率は、特に記載のない場合、２５℃での値である。
【0072】
放熱基材１００は、例えば、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが好ましく、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものがより好ましい。そして、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものがさらに好ましい。熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものとしては、熱伝導率が２０～３０Ｗ／ｍ・Ｋであるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が挙げられる。また、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものとしては、熱伝導率が８５Ｗ／ｍ・Ｋ程度の窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）が挙げられる。さらに、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものとしては、熱伝導率が１５０～２５０Ｗ／ｍ・Ｋの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が挙げられる。これらを、セラミック材料と表記することがある。つまり、放熱基材１００は、全体がセラミック材料で構成されているとよい。なお、放熱基材１００は、不純物がドープされていないシリコン（Ｓｉ）など他の熱伝導率が大きい絶縁性の材料であればよい。ここでは、放熱基材１００は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であるとする。
【0073】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、放熱基材１００の表面側には、カソード配線１１１Ｆとアノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢとが設けられ、裏面側には、カソード配線１１１Ｂとアノード配線１１２ＢＡ、１１２ＢＢとが設けられている。なお、アノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢをそれぞれ区別しない場合は、アノード配線１１２Ｆと表記し、アノード配線１１２ＢＡ、１１２ＢＢをそれぞれ区別しない場合は、アノード配線１１２Ｂと表記する。そして、カソード配線１１１Ｆとカソード配線１１１Ｂとは、放熱基材１００を貫通して設けられた貫通導体１１１Ｖを介して接続されている。同様に、アノード配線１１２Ｆとアノード配線１１２Ｂとは、貫通導体１１２Ｖを介して接続されている。ここで、カソード配線１１１Ｆは、表面側カソード配線の一例であり、カソード配線１１１Ｂは、裏面側カソード配線の一例である。アノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢは、１対の表面側アノード配線の一例であり、アノード配線１１２ＢＡ、１１２ＢＢは、１対の裏面側アノード配線の一例である。
【0074】
そして、放熱基材１００の表面側に設けられたカソード配線１１１Ｆは、光源２０が導電性部材により搭載され、光源２０のカソード電極２１４（図４参照）と接続されている。放熱基材１００の表面上に設けられたアノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢは、ボンディングワイヤ２３Ａ、２３Ｂにより光源２０のアノード電極２１８（図４参照）と接続されている。
【0075】
さらに、放熱基材１００の裏面側に設けられたカソード配線１１１Ｂは、回路基板１０の表面側のカソード配線１１と導電性部材により接続されている。同様に、放熱基材１００の裏面側に設けられたアノード配線１１２ＢＡ、１１２ＢＢは、回路基板１０の表面側に設けられたアノード配線１２Ａ、１２Ｂと導電性部材により接続されている。
【0076】
図１０は、変形例である発光装置４′における放熱基材１００の表面側に設けられた配線と、裏面側に設けられた配線とを説明する図である。図１０（ａ）は、表面側の配線、図１０（ｂ）は、裏面側の配線を示す。なお、図１０（ｂ）に示す裏面側の配線は、放熱基材１００を透視して見た上面図である。よって、図１０（ａ）、（ｂ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｙ方向、紙面の表方向がｚ方向である。
【0077】
図１０（ａ）に示すように、放熱基材１００の表面側には、カソード配線１１１Ｆとアノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢとが設けられている。図１０（ｂ）に示すように、放熱基材１００の裏面側には、カソード配線１１１Ｂとアノード配線１１２ＢＡ、１１２ＢＢとが設けられている。そして、カソード配線１１１Ｆとカソード配線１１１Ｂとは、貫通導体１１１Ｖにより接続されている。アノード配線１１２Ｆ（アノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢ）とアノード配線１１２Ｂ（アノード配線１１２ＢＡ、１１２ＢＢ）とは、貫通導体１１２Ｖで接続されている。なお、裏面側に設けられたカソード配線１１１Ｂ、アノード配線１１２ＢＡ、１１２ＢＢは、表面側に設けられたカソード配線１１１Ｆ、アノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢより、平面形状（面積）が大きく設けられている。このようにすることで、回路基板１０への搭載を容易にしている。
【0078】
そして、図１０（ａ）に示すように、アノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢは、カソード配線１１１Ｆのｘ方向における中心線Ｃ－Ｃに対して、対称に設けられている。つまり、アノード配線１１２ＦＡ、１１２ＦＢは、カソード配線１１１Ｆを挟んで設けられている。裏面側に設けられているカソード配線１１１Ｂとアノード配線１１２ＢＡ、１１２ＢＢとの関係も表面側と同様である。
【0079】
そして、発光装置４′における発光のための電流の経路は、前述した発光装置４と同様である。この場合の電流経路の実効インダクタンスは、０．４ｎＨであり、発光のための電流の立ち上がり時間は、３３０ｐｓであった。
【0080】
（比較例１、２の発光装置４Ａ、４Ｂ）
次に、本実施の形態が適用されない、比較例として示す発光装置４Ａ、４Ｂを説明する。
図１１は、本実施の形態が適用されない、比較例１の発光装置４Ａを説明する図である。図１１（ａ）は、平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩＢ－ＸＩＢ線での断面図である。なお、図１１（ａ）は、光拡散部材３０を透視して見た上面図である。発光装置４Ａは、発光装置４′と同様に、放熱基材１００を備えている。他の構成は、発光装置４′と同様であるので、同様な部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を説明する。
次に、本実施の形態が適用されない、比較例として示す発光装置４Ａ、４Ｂを説明する。
図１１は、本実施の形態が適用されない、比較例１の発光装置４Ａを説明する図である。図１１（ａ）は、平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩＢ－ＸＩＢ線での断面図である。なお、図１１（ａ）は、光拡散部材３０を透視して見た上面図である。発光装置４Ａは、発光装置４′と同様に、放熱基材１００を備えている。他の構成は、発光装置４′と同様であるので、同様な部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を説明する。
【0081】
発光装置４Ａは、光源２０の一方の側面２２Ｂ側のみにキャパシタ７１、７２を備えている。このため、回路基板１０には、光源２０の側面２２Ｂ側にのみアノード配線１２と基準電位配線１３Ｆとが設けられている。なお、ＰＤ４０は、光源２０の側面２２Ａ側に設けられている。ＰＤ４０についての説明は省略する。
【0082】
同様に、放熱基材１００は、表面側において光源２０の側面２２Ｂ側にのみアノード配線１１２Ｆが設けられ、裏面側において光源２０の側面２２Ｂ側にのみアノード配線１１２Ｂが設けられている。そして、放熱基材１００の表面側において、光源２０のアノード電極２１８（図４参照）とアノード配線１１２Ｆとが、ボンディングワイヤ２３で接続されている。
【0083】
図１２は、比較例１である発光装置４Ａにおける放熱基材１００の表面側に設けられた配線と、裏面側に設けられた配線とを説明する図である。図１２（ａ）は、表面側の配線、図１２（ｂ）は、裏面側の配線を示す。なお、図１２（ｂ）に示す裏面側の配線は、放熱基材１００を透視して見た上面図である。よって、図１２（ａ）、（ｂ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｙ方向、紙面の表方向がｚ方向である。
【0084】
図１２（ａ）に示すように、放熱基材１００の表面側には、カソード配線１１１Ｆとアノード配線１１２Ｆとが設けられている。図１２（ｂ）に示すように、放熱基材１００の裏面側には、カソード配線１１１Ｂとアノード配線１１２Ｂとが設けられている。そして、カソード配線１１１Ｆとカソード配線１１１Ｂとは、貫通導体１１１Ｖにより接続されている。アノード配線１１２Ｆとアノード配線１１２Ｂとは、貫通導体１１２Ｖで接続されている。なお、裏面側に設けられたカソード配線１１１Ｂ、アノード配線１１２Ｂは、表面側に設けられたカソード配線１１１Ｆ、アノード配線１１２Ｆより、平面形状（面積）が大きく設けられている。このようにすることで、回路基板１０への搭載を容易にしている。
【0085】
図１３は、比較例１の発光装置４Ａにおける電流経路を模式的に説明する図である。ここでも、実線の矢印は、回路基板１０の表面側を流れる電流の経路（電流経路）を示し、破線の矢印は、回路基板１０の裏面側に設けられた基準電位配線１３Ｂを流れる電流の経路（電流経路）を示す。また、図１３では、ボンディングワイヤ２３を細線で示す。そして、光拡散部材３０の記載を省略する。
【0086】
図１３に示すように、キャパシタ７１、７２からアノード配線１２及びボンディングワイヤ２３を介して、光源２０のアノード電極２１８に電流が流れる。そして、光源２０からカソード配線１１を経由して駆動部５０に電流が流れる。そして、電流は、駆動部５０から回路基板１０の裏面側の基準電位配線１３Ｂを表面側のカソード配線１１に沿って、光源２０側に戻る（リターンする）。そして、電流は、表面側のアノード配線１２に沿って、キャパシタ７１、７２に戻る（リターンする）。
【0087】
このとき、回路基板１０の裏面側に設けられた基準電位配線１３Ｂにおいて、駆動部５０から光源２０へ戻る電流（破線で示すリターン電流）は、カソード配線１１の裏面に沿って流れるばかりでなく、キャパシタ７１、７２側に偏って流れる（αで示す部分）。また、光源２０の表面のアノード電極２１８（）を流れる電流も駆動部５０側に偏って流れる（βで示す部分）ために、光源２０の発光は、表面において不均一になりやすい。これは、光源２０、駆動部５０、キャパシタ７１、７２の配置の影響を受けるためである。このため、発光装置４Ａの電流経路は、本実施の形態が適用される発光装置４に比較し、長くなり、実効インダクタンスが大きくなってしまう。この発光装置４Ａの電流経路の実効インダクタンスは、０．５ｎＨとなり、発光装置４の０．４ｎＨより大きい。
【0088】
なお、発光装置４Ａは、放熱基材１００を備えるとしたが、放熱基材１００を備えないように構成されうる。放熱基材１００を備えない場合であっても、電流経路は同様である。
【0089】
図１４は、本実施の形態が適用されない、比較例２の発光装置４Ｂを説明する図である。図１４（ａ）は、平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＸＩＶＢ－ＸＩＶＢ線での断面図である。なお、図１４（ａ）は、光拡散部材３０を透視して見た上面図である。発光装置４Ｂは、発光装置４′と同様に、放熱基材１００を備えている。図１４（ｂ）に示す断面図は、図１１（ｂ）の発光装置４Ａの断面図と同じである。他の構成は、発光装置４′と同様であるので、同様な部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を説明する。
【0090】
発光装置４Ｂは、発光装置４Ａと同様に、光源２０の一方の側面２２Ｂ側にのみキャパシタ７１、７２を備えている。このため、回路基板１０には、光源２０の側面２２Ｂ側にのみアノード配線１２と基準電位配線１３Ｆとが設けられている。なお、ＰＤ４０は、光源２０の側面２２Ａ側に設けられている。ＰＤ４０についての説明は省略する。
【0091】
放熱基材１００は、表面側において光源２０の側面２１Ａ、２２Ｂ、２１Ｂ側を囲むようにアノード配線１１２Ｆが設けられ、裏面側においても光源２０の側面２１Ａ、２２Ｂ、２１Ｂ側を囲むようにアノード配線１１２Ｂが設けられている（後述する図１５参照）。そして、放熱基材１００の表面側において、光源２０のアノード電極２１８（図４参照）とアノード配線１１２Ｆとが、光源２０の側面２１Ａ、２１Ｂ側の２辺において、ボンディングワイヤ２３Ｃ、２３Ｄで接続されている。
【0092】
発光装置４Ｂは、発光装置４Ａにおいて、アノード配線１１２Ｆを光源２０の側面２１Ａ、２２Ｂ、２１Ｂ側を囲むように設けることで、光源２０に電流を供給しやすくしようとした構成である。
【0093】
図１５は、比較例２である発光装置４Ｂにおける放熱基材１００の表面側に設けられた配線と、裏面側に設けられた配線とを説明する図である。図１５（ａ）は、表面側の配線、図１２（ｂ）は、裏面側の配線を示す。図１５（ｂ）に示す裏面側の配線は、放熱基材１００を透視して見た上面図である。よって、図１５（ａ）、（ｂ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｙ方向、紙面の表方向がｚ方向である。なお、図１５（ｂ）の裏面側の配線は、図１２（ｂ）に示した発光装置４Ａにおける放熱基材１００の裏面側に設けられた配線と同じである。
【0094】
図１５（ａ）に示すように、放熱基材１００の表面側には、カソード配線１１１Ｆとアノード配線１１２Ｆとが設けられている。図１５（ｂ）に示すように、放熱基材１００の裏面側には、カソード配線１１１Ｂとアノード配線１１２Ｂとが設けられている。そして、カソード配線１１１Ｆとカソード配線１１１Ｂとは、貫通導体１１１Ｖにより接続されている。アノード配線１１２Ｆとアノード配線１１２Ｂとは、貫通導体１１２Ｖで接続されている。なお、裏面側に設けられたカソード配線１１１Ｂ、アノード配線１１２Ｂは、表面側に設けられたカソード配線１１１Ｆ、アノード配線１１２Ｆより、平面形状（面積）が大きく設けられている。このようにすることで、回路基板１０への搭載を容易にしている。
【0095】
図１６は、比較例２の発光装置４Ｂにおける電流経路を模式的に説明する図である。ここでも、実線の矢印は、回路基板１０の表面側を流れる電流の経路（電流経路）を示し、破線の矢印は、回路基板１０の裏面側に設けられた基準電位配線１３Ｂを流れる電流の経路（電流経路）を示す。また、図１６では、ボンディングワイヤ２３Ｃ、２３Ｄを細線で示す。そして、光拡散部材３０の記載を省略する。
【0096】
図１６に示すように、キャパシタ７１、７２からアノード配線１２及びボンディングワイヤ２３Ｃ、２３Ｄを介して、光源２０のアノード電極２１８に電流が流れる。光源２０からカソード配線１１を経由して駆動部５０に電流が流れる。そして、電流は、駆動部５０から回路基板１０の裏面側の基準電位配線１３Ｂを表面側のカソード配線１１に沿って、光源２０側に戻る（リターンする）。そして、電流は、表面側のアノード配線１２に沿って、キャパシタ７１、７２に戻る（リターンする）。
【0097】
このとき、回路基板１０の裏面側に設けられた基準電位配線１３Ｂにおいて、駆動部５０から光源２０側へ戻る電流（破線で示すリターン電流）は、カソード配線１１の裏面に沿って流れるばかりでなく、キャパシタ７１、７２側に偏って流れる（αで示す部分）。なお、アノード配線１１２Ｆを光源２０の３側面（側面２１Ａ、２２Ｂ、２１Ｂ）側を囲むように設けたため、光源２０の表面のアノード電極２１８には、側面２１Ａ側から側面２１Ｂ側に電流が流れるようになる。このため、光源２０の発光は、表面において不均一になりにくい。しかし、アノード配線１１２Ｆにより、光源２０の側面２１Ａ側に電流を流すために、発光装置４Ｂでは、発光装置４Ａに比較し、電流経路が長くなり、かえって実効インダクタンスが大きくなってしまう。この発光装置４Ｂの電流経路の実効インダクタンスは、０．６ｎＨとなり、発光装置４′の０．４ｎＨや発光装置４Ａより大きい。そして、発光装置４Ｂにおける発光の立ち上がり時間は、６６０ｐｓとなり、発光装置４′の３３０ｐｓより長い。
【0098】
なお、発光装置４Ｂでは、放熱基材１００上のアノード配線１１２Ｆと回路基板１０上のカソード配線１１とが交差するため、放熱基材１００を用いることを要する。
【0099】
以上説明したように、本実施の形態が適用される発光装置４、４′では、光源２０の対向する２辺（図７、９における側面２２Ａ、２２Ｂ）側にキャパシタ７１、７２を設け、光源２０の他の１辺（図７、９における側面２１Ｂ）側に駆動部５０を設けることで、回路基板１０の裏面側に設けられた基準電位配線１３Ｂを戻る電流（リターン電流）が最小インピーダンスで流れるようにしている。これにより、電流経路の実効インダクタンスが小さくなり、発光の立ち上がり時間が短くなっている。つまり、本実施の形態が適用される発光装置４（発光装置４′）では、比較例２として示した一般的な放熱基材１００を用いた発光装置４Ｂに比べて、実効インダクタンスが０．６ｎＨから０．４ｎＨに低減され、発光のための電流の立ち上がり時間が６６０ｐｓから３３０ｐｓに改善された。
【0100】
また、本実施の形態が適用される発光装置４、４′では、拡散により入射する光の拡がり角を広げるように変化させて出射する光拡散部材３０を用いた。光拡散部材３０の代わりに、入射する光の方向と異なる方向に変化させて出射する回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element）のような回折部材であってもよい。
【0101】
（付記）
(((１)))
平面形状が四角形のレーザ素子アレイと、
前記レーザ素子アレイを発光させる電流を供給する１対のキャパシタと、
前記レーザ素子アレイを発光させる電流をオン／オフして駆動する駆動部と、を備え、
前記レーザ素子アレイの対向する２辺側に、当該レーザ素子アレイを挟んで１対の前記キャパシタが配置され、当該レーザ素子アレイの他の１辺側に、前記駆動部が配置されている発光装置。
(((２)))
前記駆動部は、前記レーザ素子アレイを発光させる電流をオン／オフする駆動素子を備え、
前記レーザ素子アレイと前記駆動素子とは、当該レーザ素子アレイにおける電流経路の下流側に設けられたローサイド駆動により駆動されるように接続されていることを特徴とする(((１)))に記載の発光装置。
(((３)))
前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが搭載される回路基板を備え、
前記回路基板の表面に前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが配置され、
前記回路基板に基準電位配線が層状に設けられていることを特徴とする(((１)))又は(((２)))に記載の発光装置。
(((４)))
前記回路基板より熱伝導率が大きい放熱基材を備え、
前記レーザ素子アレイが前記放熱基材に設けられ、当該放熱基材が前記回路基板に搭載されていることを特徴とする(((３)))に記載の発光装置。
(((５)))
前記レーザ素子アレイは、並列接続された複数の面発光レーザ素子を備え、裏面側にカソード電極が、表面側にアノード電極が設けられていることを特徴とする(((４)))に記載の発光装置。
(((６)))
前記放熱基材は、
表面側に、前記レーザ素子アレイのカソード電極と接続される表面側カソード配線が設けられ、当該表面側カソード配線を挟むように当該レーザ素子アレイのアノード電極と接続される１対の表面側アノード配線が設けられ、
裏面側に、前記表面側カソード配線と１対の前記表面側アノード配線とそれぞれ対応するように設けられ、それぞれと電気的に接続された裏面側カソード配線と１対の裏面側アノード配線と、を備えることを特徴とする(((５)))に記載の発光装置。
(((７)))
前記レーザ素子アレイから出射された光を拡散させて出射する拡散部材を備えることを特徴とする(((１)))乃至(((６)))のいずれかに記載の発光装置。
(((８)))
前記レーザ素子アレイから出射された光を回折させて出射する回折部材を備えることを特徴とする(((１)))乃至(((６)))のいずれかに記載の発光装置。
(((９)))
前記レーザ素子アレイの光量を監視する光量監視用受光素子を備えることを特徴とする(((１)))乃至(((８)))のいずれかに記載の発光装置。
(((１０)))
(((１)))乃至(((８)))のいずれかに記載の発光装置と、
前記発光装置が備えるレーザ素子アレイから出射され、被計測物で反射された反射光を受光する受光部と、
を備える光学装置。
(((１１)))
(((１０)))に記載の光学装置と、
前記光学装置が備えるレーザ素子アレイから出射されてから受光部で受光されるまでの時間に基づいて、被計測物までの距離を特定する距離特定部と、
を備える計測装置。
(((１２)))
(((１１)))に記載の計測装置と、
前記計測装置が備える距離特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、
を備える情報処理装置。
(((１)))
平面形状が四角形のレーザ素子アレイと、
前記レーザ素子アレイを発光させる電流を供給する１対のキャパシタと、
前記レーザ素子アレイを発光させる電流をオン／オフして駆動する駆動部と、を備え、
前記レーザ素子アレイの対向する２辺側に、当該レーザ素子アレイを挟んで１対の前記キャパシタが配置され、当該レーザ素子アレイの他の１辺側に、前記駆動部が配置されている発光装置。
(((２)))
前記駆動部は、前記レーザ素子アレイを発光させる電流をオン／オフする駆動素子を備え、
前記レーザ素子アレイと前記駆動素子とは、当該レーザ素子アレイにおける電流経路の下流側に設けられたローサイド駆動により駆動されるように接続されていることを特徴とする(((１)))に記載の発光装置。
(((３)))
前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが搭載される回路基板を備え、
前記回路基板の表面に前記レーザ素子アレイと前記駆動部とが配置され、
前記回路基板に基準電位配線が層状に設けられていることを特徴とする(((１)))又は(((２)))に記載の発光装置。
(((４)))
前記回路基板より熱伝導率が大きい放熱基材を備え、
前記レーザ素子アレイが前記放熱基材に設けられ、当該放熱基材が前記回路基板に搭載されていることを特徴とする(((３)))に記載の発光装置。
(((５)))
前記レーザ素子アレイは、並列接続された複数の面発光レーザ素子を備え、裏面側にカソード電極が、表面側にアノード電極が設けられていることを特徴とする(((４)))に記載の発光装置。
(((６)))
前記放熱基材は、
表面側に、前記レーザ素子アレイのカソード電極と接続される表面側カソード配線が設けられ、当該表面側カソード配線を挟むように当該レーザ素子アレイのアノード電極と接続される１対の表面側アノード配線が設けられ、
裏面側に、前記表面側カソード配線と１対の前記表面側アノード配線とそれぞれ対応するように設けられ、それぞれと電気的に接続された裏面側カソード配線と１対の裏面側アノード配線と、を備えることを特徴とする(((５)))に記載の発光装置。
(((７)))
前記レーザ素子アレイから出射された光を拡散させて出射する拡散部材を備えることを特徴とする(((１)))乃至(((６)))のいずれかに記載の発光装置。
(((８)))
前記レーザ素子アレイから出射された光を回折させて出射する回折部材を備えることを特徴とする(((１)))乃至(((６)))のいずれかに記載の発光装置。
(((９)))
前記レーザ素子アレイの光量を監視する光量監視用受光素子を備えることを特徴とする(((１)))乃至(((８)))のいずれかに記載の発光装置。
(((１０)))
(((１)))乃至(((８)))のいずれかに記載の発光装置と、
前記発光装置が備えるレーザ素子アレイから出射され、被計測物で反射された反射光を受光する受光部と、
を備える光学装置。
(((１１)))
(((１０)))に記載の光学装置と、
前記光学装置が備えるレーザ素子アレイから出射されてから受光部で受光されるまでの時間に基づいて、被計測物までの距離を特定する距離特定部と、
を備える計測装置。
(((１２)))
(((１１)))に記載の計測装置と、
前記計測装置が備える距離特定部での特定結果に基づき、自装置の使用に関する認証処理を行う認証処理部と、
を備える情報処理装置。
【0102】
(((１)))に係る発光装置によれば、光源の２辺側に光源を挟んで１対のキャパシタが配置され、光源の他の１辺側に、駆動部が配置されていない場合に比較し、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
(((２)))に係る発光装置によれば、ローサイド駆動を用いない場合に比較し、レーザ素子アレイをより高速に駆動させられる。
(((３)))に係る発光装置によれば、基準電位配線が層状に設けられていない場合に比較し、戻りの電流経路がより短く構成される。
(((４)))に係る発光装置によれば、放熱基材を備えない場合に比べ、レーザ素子アレイの発生する熱が放熱されやすい。
(((５)))に係る発光装置によれば、並列に接続されていない場合に比較し、レーザ素子アレイからの発光強度を大きくできる。
(((６)))に係る発光装置によれば、表面側カソード配線を挟むように１対の表面側アノード配線を設けない場合に比較し、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
(((７)))に係る発光装置によれば、拡散部材を備えない場合と比較し、広い照射領域が得られる。
(((８)))に係る発光装置によれば、回折部材を備えない場合と比較し、広い照射領域が得られる。
(((９)))に係る発光装置によれば、光量監視用受光素子を備えない場合に比較し、レーザ素子アレイの光量の変動が抑制される。
(((１０)))に係る光学装置によれば、距離に対応した信号が取得できる光学装置が提供される。
(((１１)))に係る計測装置によれば、被計測物までの距離の計測が行える計測装置が提供される。
(((１２)))に係る情報処理装置によれば、特定された距離に基づく認証処理を搭載した情報処理装置が提供される。
(((２)))に係る発光装置によれば、ローサイド駆動を用いない場合に比較し、レーザ素子アレイをより高速に駆動させられる。
(((３)))に係る発光装置によれば、基準電位配線が層状に設けられていない場合に比較し、戻りの電流経路がより短く構成される。
(((４)))に係る発光装置によれば、放熱基材を備えない場合に比べ、レーザ素子アレイの発生する熱が放熱されやすい。
(((５)))に係る発光装置によれば、並列に接続されていない場合に比較し、レーザ素子アレイからの発光強度を大きくできる。
(((６)))に係る発光装置によれば、表面側カソード配線を挟むように１対の表面側アノード配線を設けない場合に比較し、発光のための電流が流れる経路の実効インダクタンスが低減される。
(((７)))に係る発光装置によれば、拡散部材を備えない場合と比較し、広い照射領域が得られる。
(((８)))に係る発光装置によれば、回折部材を備えない場合と比較し、広い照射領域が得られる。
(((９)))に係る発光装置によれば、光量監視用受光素子を備えない場合に比較し、レーザ素子アレイの光量の変動が抑制される。
(((１０)))に係る光学装置によれば、距離に対応した信号が取得できる光学装置が提供される。
(((１１)))に係る計測装置によれば、被計測物までの距離の計測が行える計測装置が提供される。
(((１２)))に係る情報処理装置によれば、特定された距離に基づく認証処理を搭載した情報処理装置が提供される。
【符号の説明】
【0103】
１…情報処理装置、２…ユーザインターフェイス部（ＵＩ部）、４、４′、４Ａ、４Ｂ…発光装置、５…３Ｄセンサ、６…計測装置、８…計測制御部、９…システム制御部、１０…回路基板、１１、１１１Ｂ、１１１Ｆ…カソード配線、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１１２ＢＡ、１１２ＢＢ、１１２Ｆ、１１２ＦＡ、１１２ＦＢ…アノード配線、１３Ｂ、１３Ｆ、１３ＦＡ、１３ＦＢ…基準電位配線、２０…光源、３０…光拡散部材、４０…光量監視用受光素子（ＰＤ）、４１…検出用抵抗素子、５０…駆動部、５１…ＭＯＳトランジスタ、５２…信号発生回路、６０…保持部、７１、７１Ａ、７１Ｂ、７２、７２Ａ，７２Ｂ…キャパシタ、８１…三次元形状特定部、８２…電源、８３…電源線、８４…基準線、９１…認証処理部、１００…放熱基材、２００…半導体基板、２０２…下部ＤＢＲ、２０６…活性領域、２０８…上部ＤＢＲ、２１０…電流狭窄層、２１０Ａ…酸化領域、２１０Ｂ…導電領域、２１４…カソード電極、２１８…アノード電極、Ｍ…メサ、ＶＣＳＥＬ…垂直共振器面発光レーザ素子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】