光学模块及距离测量装置的制作方法

1.本技术涉及光学模块。具体地，本发明涉及利用光束照射对象物的光学模块以及使用该光学模块的距离测量装置。


背景技术：

2.利用光束照射对象物的光学模块用于通过光的飞行时间(tof)、物体的形状识别等测量距离。当这种光学模块发出光斑形状的光时，其分辨率取决于光斑的数量。相反，已知用于校正来自对象物之外的对象的反射光的影响的多径校正技术。例如，提出了通过在均匀照射和光斑照射之间切换来执行多径校正的相机系统(例如，参照专利文献1)。
3.引用列表
4.专利文献
5.专利文献1：美国专利申请公开第2013/0148102号说明书


技术实现要素：

6.本发明要解决的问题
7.如上所述，当增加发光元件的数量以便提高分辨率时，激光振荡阈值电流的贡献率增加，并且电光转换效率降低。此外，对于以窄间隔布置发光元件存在限制，并且作为发光单元的面积增加。此外，当光斑的数量增加时，变得难以执行上述多径校正。
8.鉴于这种情况已经实现了本技术，并且其目的是在抑制布置在光学模块中的发光元件的数量的同时提高分辨率。
9.解决问题的方法
10.为了解决上述问题实现了本技术，并且其第一方面是一种光学模块和一种距离测量装置，包括：发光单元，所述发光单元包括二维布置的发光元件；以及衍射元件，所述衍射元件衍射从每个所述发光元件发射的光束并且将所述光束分成多个光束，其中，所述发光单元具有基于如下构造的多个阵列结构：所述发光元件布置在四边形的顶点处以及所述四边形的对角线相交的点处，所述四边形的彼此面对的边彼此平行，其中在第一方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为a，并且在与所述第一方向上的边正交的第二方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为b，所述衍射元件产生n个方向上的衍射光(n是自然数)，其中，一个衍射方向与在所述第一方向上的所述边之间形成的角θx满足
11.θx＝tan-1
(b/3a)，以及
12.当由发光间距离a和b产生的两个光束的角度差分别设定为φa和φb，并且m设定为不包括2n+1的整数倍的自然数时，衍射光的衍射角φx满足
13.φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。这带来衍射元件产生n方向上的衍射光的效果。
14.此外，第一方面可进一步包括光学元件，该光学元件将从发光元件发射的光束转换成基本上平行的光束或具有预定角宽度的光束。即使从发光元件发射的光束不是大致平
行的光束或具有预定角度宽度的光束，这也带来将适当的光束提供给衍射元件的效果。
15.此外，第一方面可进一步包括光检测单元，该光检测单元检测来自对象物的相对于光束的反射光。这带来了检测来自对象物的相对于发射光束的反射光的效果。
16.另外，在上述第一方面中，发光单元具有切换单元，该切换单元按每至少两个集合切换应发光的所述发光元件。这带来切换照射图案的效果。
17.此外，在第一方面中，每个发光元件在纵向方向上可至少包括两个有源层。这带来了提高从每个发光元件发射的光的强度的效果。
附图说明
18.图1为示出在本技术的实施方式中的测距装置10的整体构成的一个实例的框图。
19.图2是示出本技术的实施方式中的照明单元100的构成的实例的截面图。
20.图3是示出了从本技术的实施方式的发光单元110发射的光的实例的示图。
21.图4是示出了本技术的实施方式中的发光单元110的构成的实例的截面图。
22.图5是示出本技术的实施方式中的发光元件111的第一构造实例的截面图。
23.图6是示出本技术的实施方式中的发光元件111的第二构造实例的截面图。
24.图7是示出本技术的实施方式中的衍射元件114的照射图案的实例的示图。
25.图8是示出本技术的第一实施方式中的衍射元件134的构造实例的示图。
26.图9是示出本技术的实施方式中的发光单元110中的发光元件111的布置实例的示图。
27.图10是示出通过本技术的第一实施方式中的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。
28.图11是示出了通过本技术的第一实施方式中的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
29.图12是示出本技术的第一实施方式中的光照射光斑图案(未设置衍射元件134的情况)的具体实例的示图。
30.图13是示出本技术的第一实施方式中的光照射光斑图案(m＝1)的具体实例的示图。
31.图14是示出本技术的第一实施方式中的光照射光斑图案(m＝2)的具体实例的示图。
32.图15是示出了本技术的第二实施方式中的衍射元件134的构造实例的示图。
33.图16是示出本技术的第二实施方式中的通过一个发光元件111的衍射光的实例的示图。
34.图17是示出本技术的第二实施方式中的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
35.图18是示出了本技术的第二实施方式中的光照射光斑图案(m＝1)的具体实例的示图。
36.图19是示出了本技术的第二实施方式中的光照射光斑图案(m＝2)的具体实例的示图。
37.图20是示出了本技术的第二实施方式中的光照射光斑图案(m＝3)的具体实例的
示图。
38.图21是示出本技术的第二实施方式中的光照射光斑图案(m＝4)的具体实例的示图。
39.图22是示出在本技术的第二实施方式的变形例中通过一个发光元件111的衍射光的实例的示图。
40.图23是示出本技术的第二实施方式的变形例中的通过多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
41.图24是示出在本技术的第二实施方式的变形例中的光照射光斑图案(m＝2)的具体实例的示图。
42.图25是示出本技术的第二实施方式的变形例中的光照射光斑图案(反转180度)的具体实例的示图。
43.图26是示出本技术的第三实施方式中的通过一个发光元件111的衍射光的实例的示图。
44.图27是示出本技术的第三实施方式中的通过多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
45.图28是示出了本技术的第三实施方式中的光照射光斑图案(m＝1)的具体实例的示图。
46.图29是示出了本技术的第三实施方式中的光照射光斑图案(m＝2)的具体实例的示图。
47.图30是示出了本技术的第三实施方式中的光照射光斑图案(m＝3)的具体实例的示图。
48.图31是示出了本技术的第三实施方式中的光照射光斑图案(m＝4)的具体实例的示图。
49.图32是示出了本技术的第三实施方式中的光照射光斑图案(m＝5)的具体实例的示图。
50.图33是示出了本技术的第三实施方式中的光照射光斑图案(m＝6)的具体实例的示图。
51.图34为示出本技术的第四实施方式中通过一个发光元件111的衍射光的实例的示图。
52.图35为示出本技术的第四实施方式中通过多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
53.图36为示出本技术的第四实施方式中的光照射光斑图案(m＝3)的具体实例的示图。
54.图37为示出本技术的第四实施方式中的光照射光斑图案(m＝6)的具体实例的示图。
55.图38是示出本技术的实施方式的第一变形例中的发光元件111的衍射光的实例的示图。
56.图39是示出了本技术的实施方式的第一变形例中的光照射光斑图案的具体实例的示图。
57.图40是示出本技术的实施方式的第二变形例中的通过发光元件111的衍射光的实例的示图。
58.图41是示出了本技术的实施方式的第二变形例中的光照射光斑图案的具体实例的示图。
59.图42是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光单元110的构成实例的示图。
60.图43为示出用于在本技术的实施方式的第一应用实例中驱动发光单元110的激光驱动器118的第一实例的示图。
61.图44是示出用于驱动本技术的实施方式的第一应用实例中的发光单元110的激光驱动器118的第二实例的示图。
62.图45是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的x侧的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。
63.图46是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的x侧的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
64.图47是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的y侧的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。
65.图48是示出通过在本技术的实施方式的第一应用实例中的y侧的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
66.图49是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的光照射光斑图案(光仅在x侧发射)的具体实例的示图。
67.图50为示出在本技术的实施方式的第一应用实例中的光照射光斑图案(光仅在y侧发射)的具体实例的示图。
68.图51是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的光照射光斑图案(在x侧和y侧发射光)的具体实例的示图。
69.图52是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光单元110的发光控制的操作定时实例的示图。
70.图53是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光元件111的分组的第一实例的示图。
71.图54是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光元件111的分组的第二实例的示图。
72.图55是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光元件111的分组的第三实例的示图。
73.图56是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光元件111的分组的第四实例的示图。
74.图57是示出本技术的实施方式的第二应用实例中的照射单元100的构成的实例的示图。
75.图58为示出在本技术的实施方式的第二应用实例中的光束的行为实例的示图。
76.图59是示出本技术的实施方式的第二应用实例中的发光单元110的第一构成实例的示图。
77.图60是示出本技术的实施方式的第二应用实例中的发光单元110的第二构成实例的示图。
78.图61是示出本技术的实施方式的第二应用实例中的照射图案的实例的示意图。
具体实施方式
79.下面将描述用于执行本技术的模式(下文称为实施方式)。将按照以下顺序给出描述。
80.1.第一实施方式(通过衍射元件将光分成三个的实例)
81.2.第二实施方式(通过衍射元件将光分为五个的实例)
82.3.第三实施方式(通过衍射元件将光分成七个的实例)
83.4.第四实施方式(通过衍射元件将光分成九个的实例)
84.5.第五实施方式(变形例)
85.6.第六实施方式(应用例)
86.《1.第一实施方式》
87.[测距设装置的构成]
[0088]
图1为示出在本技术的实施方式中的测距装置10的整体构成的一个实例的框图。
[0089]
测距装置10是通过用照明光照射照射对象物20并接收其反射光来测量到照射对象物20的距离的装置。测距装置10设置有照明单元100、光接收单元200、控制单元300以及测距单元400。
[0090]
照明单元100与来自控制单元300的矩形波的发光控制信号clkp同步地生成照射光。发光控制信号clkp是周期信号就足够了，并且这不限于矩形波。例如，发光控制信号clkp可以是正弦波。
[0091]
光接收单元200接收由照射对象物20反射的反射光，并且每当垂直同步信号vsync的周期过去时，检测该周期内的接收光量。在光接收单元200中，以二维格子方式布置多个像素电路。光接收单元200将对应于这些像素电路的接收光量的图像数据(帧)提供至测距单元400。注意，光接收单元200是权利要求中所述的光检测单元的实例。
[0092]
控制单元300控制照明单元100和光接收单元200。控制单元300生成发光控制信号clkp并且将其供应至照明单元100和光接收单元200。
[0093]
测距单元400基于图像数据通过tof方法测量到照射对象物20的距离。测距单元400针对每个像素电路测量距离并且生成指示与物体的距离的深度图作为针对每个像素的层次值。该深度图例如用于执行根据距离的程度的模糊处理的图像处理、根据距离获得聚焦透镜的焦点的自动聚焦(af)处理等。
[0094]
[照明单元的构成]
[0095]
图2是示出本技术的实施方式中的照明单元100的构成的实例的截面图。
[0096]
照明单元100设置有发光单元110、准直透镜113、以及衍射元件114和134。准直透镜113和衍射元件114和134以该顺序布置在从发光单元110发射的光的光路上。注意，布置的顺序不限于此。
[0097]
准直透镜113是将从发光单元110发射的光束准直成基本上平行的光束或具有预定角宽度的光束的光学元件。准直透镜113不限于一般的光学透镜，只要其是具有准直功能
的元件即可。例如，还可以布置菲涅耳透镜或超透镜。此外，在从发光单元110发射的光是基本上平行光并且各自在期望方向上发射的情况下，可以省去用于准直的光学组件。注意，准直透镜113是权利要求中所述的光学元件的实例。
[0098]
衍射元件114和134是衍射光束以分离成多个光束的元件。衍射元件114如后面所述以3
×
3执行平铺。衍射元件134产生如稍后描述的预定阶的衍射光。注意，在该实例中，假设衍射元件114和134被整合为前侧和后侧，但是它们也可以是单独的部件。注意，可以省略衍射元件114。此外，衍射元件113和134的功能可以形成在同一平面上。衍射光栅的方向可以颠倒180度。即，本实施方式中描述的衍射方向可以颠倒180度。
[0099]
发光单元110由保持单元121保持，并且准直透镜113、衍射元件114和衍射元件134由保持单元122保持。保持单元121在与保持发光单元110的表面相对的表面上设置有例如一个阴极电极单元123和两个阳极电极单元124和125。
[0100]
例如，发光单元110是包括多个发光元件的表面发射半导体激光器。多个发光元件在基板上布置成阵列。在该实例中，从三个发光元件发射的光的光路被示意性地示出为代表，但实际上，如图3所示，来自大量发光元件的光被朝向照射对象物20发射。
[0101]
[发光单元的构成]
[0102]
图3是示出了从本技术的实施方式的发光单元110发射的光的实例的示图。
[0103]
例如，发光单元110具有约1平方厘米的尺寸。在发光单元110中，例如，布置大约300至600个发光元件111。例如，发光单元110具有1w至5w的光输出。例如，假设波长为940nm，但是作为另一个实例，也可以是850nm或1.5μm。
[0104]
图4是示出了本技术的实施方式中的发光单元110的构成的实例的截面图。
[0105]
例如，发光单元110是包括多个发光元件111的正面发射型的垂直腔面发射激光器(vcsel)。多个发光元件111形成在n型基板130上。基板130安装在包含基板的部件119上。包含基板的部件119可以包含用于驱动发光单元110的激光驱动器118。注意，基板130不限于n型，并且可以是p型或高阻抗基板。
[0106]
应注意，虽然在本文中示出了正面发射型vcsel的实例，但是也可使用背面发射型vcsel。此外，应用不限于vcsel，并且还可以应用于布置多个端面发射激光器的构成。
[0107]
[发光元件的结构]
[0108]
图5是示出本技术的实施方式中的发光元件111的第一构造实例的截面图。
[0109]
多个发光元件111在基板130上布置成阵列。每个发光元件111包括半导体层140，半导体层140在基板130的正面侧依次包括下分布布拉格反射器(dbr)层141、下间隔层142、有源层143、上间隔层144、上dbr层145和接触层146。半导体层140的上部，具体地，下dbr层141、下间隔层142、有源层143、上间隔层144、上dbr层145和接触层146的一部分形成柱状的台面147。在台面147内，有源层143的中心形成发光区域143a。此外，上dbr层145设置有电流集中层148和缓冲层149。
[0110]
基板130例如是n型gaas基板。n型杂质的实例包括例如硅(si)、硒(se)等。例如，半导体层140包括各个algaas基化合物半导体。这里，algaas基化合物半导体是在短周期型周期表中的3b族元素中至少包含铝(al)和镓(ga)并且在短周期型周期表中的5b族元素中至少包含砷(as)的化合物半导体。注意，取决于波长，也可以使用其他材料。
[0111]
在作为台面147的上表面的接触层146的上表面上，形成包括发光口151a的环形上
电极151。此外，绝缘层形成在台面147的侧表面和外围表面上。上电极151经由电极垫通过引线接合连接至设置在保持单元121的正面上的电极单元，并且电连接至设置在保持单元121的背面上的阳极电极单元124和125。
[0112]
下部电极152设置在基板130的背面。下电极152电连接至设置在保持单元121的背面上的阴极电极单元123。
[0113]
注意，虽然在该实例中描述了其中阴极电极被制作成公共电极并且阳极电极被分离设置的实例，但是根据发光元件111的结构，也可以使阳极电极制作成公共电极并且分离设置阴极电极。
[0114]
图6是示出本技术的实施方式中的发光元件111的第二构造实例的截面图。
[0115]
第二构成实例的发光元件111是多结型vcsel，并且具有其中从发射侧依次堆叠p-dbr层171、有源层172、隧穿结173、有源层174、以及n-dbr层175的结构。即，连接两个pn结，在其间在垂直方向上堆叠发射激光振荡波长的有源层(有源区)172和174。通过以这种方式设置多个有源层172和174，可改善每个发光元件111的光输出(参见zhu wenjun等人：“analysis of the operation point of a novel multiple-active region tunneling-regenerated vertical-cavity surface-emitting laser”，proc.of international conference on solid-state and integrated circuit technology,第6卷，第1306-1309页，2001)。根据该多结型vcsel，可以减小元件的尺寸和成本。注意，虽然在第二构造实例中省略，但是类似于第一构造实例，可以设置在有源层附近的间隔层、缓冲层、电流集中层、台面、发光口、上电极层和下电极层。
[0116]
在本技术的实施方式中，因为光斑光被衍射元件134分割，所以可以通过与多结型vcsel组合而在保持或增强光斑光的光强度的同时增加光斑的数量。然后，因此，可以满足测距精度和测距分辨率两者。
[0117]
[平铺]
[0118]
图7是示出本技术的实施方式中的衍射元件114的照射图案的实例的示图。
[0119]
衍射元件114将从发光单元110发射然后由准直透镜113准直的每个光束分离成多个光束。在这个实例中，对于中央四边形中的每个光束，在垂直、水平和倾斜的八个方向上生成副本，并且执行3
×
3的平铺。
[0120]
相反，衍射元件134以这种方式对于由衍射元件114平铺的每个光束产生预定阶的衍射光，如后面描述的。
[0121]
[衍射元件的结构]
[0122]
图8是示出本技术的第一实施方式中的衍射元件134的构造实例的示图。
[0123]
在第一实施方式中，假定光被衍射元件134分成三个。因此，衍射元件134使用通过在玻璃等的平面上设置细平行狭缝而获得的衍射光栅。因此，衍射元件134在一个方向上针对上述衍射元件114的照射图案产生衍射光。
[0124]
[发光元件的布置]
[0125]
图9是示出本技术的实施方式中的发光单元110中的发光元件111的布置实例的示图。
[0126]
如上所述，多个发光元件111被布置在发光单元110中。发光单元110具有基于发光元件111布置在四边形的顶点a、b、c和d以及四边形的对角线相交的点o的结构的多个阵列
的结构，四边形的彼此相对的边彼此平行。假设在一个方向上的边ab(dc)上的发光元件111之间的距离被设置为a，在与其正交的边ad(bc)上的发光元件111之间的距离被设置为b，并且由两条对角线形成的角度aob被设置为θo。
[0127]
[衍射光]
[0128]
图10是示出本技术的第一实施方式中的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。图11是示出了通过本技术的第一实施方式中的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
[0129]
在第一实施方式中，假设n＝1，即，在一个方向上产生衍射光。衍射元件134为在上述点c处从一个发光元件111发射的光产生正一阶衍射光711和负一阶衍射光712。因此，对于一个发光元件111产生总共两个衍射光。
[0130]
在衍射方向和一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0131]
θx＝tan-1
(b/3a)。
[0132]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0133]
φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。
[0134]
注意，衍射单位m是定义衍射角的一个单位，并且是排除2n+1的整数倍的自然数。该衍射单位m理想地是：
[0135]
m＜2n+1。
[0136]
图12至图14是示出本技术的第一实施方式中的光照射光斑图案的具体实例的示图。这里，发光元件111排列成11
×
21。图12示出了未设置衍射元件134的实例。图13示出了设置衍射元件134并且衍射单位m设定为1的情况的实例。图14示出了设置衍射元件134并且衍射单位m设定为2的情况的实例。
[0137]
以这种方式，由于为一个发光元件111产生两个衍射光，所以由发光元件111本身产生的零阶光和由衍射元件134产生的正一阶衍射光和负一阶衍射光，光斑的数量增加了三倍。此外，光斑之间的距离保持规律。因此，可以提高测距分辨率。
[0138]
此外，随着衍射单位m的值增加，周边部分中的光斑的数量减少，使得衍射单位m的值期望地更小。衍射单位m＝1是特别理想的。相反，在衍射角小并且难以控制衍射元件134的衍射角和效率的情况下，也可以将衍射单位m设计为更大。
[0139]
注意，在设置衍射元件134的情况下，不会产生少许高阶衍射光。然而，在本技术的第一实施方式中，因为高阶衍射光与来自另一发光元件的0阶光或正一阶衍射光和负一阶衍射光重叠，所以这有效地用作光斑光。
[0140]
《2.第二实施方式》
[0141]
在该第二实施方式中，描述了通过衍射元件134将光分成五的实例。注意，衍射元件134以外的构成类似于上述第一实施方式的构成，因此将省略其详细描述。
[0142]
[衍射元件的结构]
[0143]
图15是示出了本技术的第二实施方式中的衍射元件134的构造实例的示图。
[0144]
在第二实施方式中，假定光被衍射元件134分成五。因此，通过在玻璃等的平面上形成精细光栅形状而获得的衍射光学元件(doe)被用作衍射元件134。因此，衍射元件134针对上述衍射元件114的照射图案在两个方向上产生衍射光。
[0145]
[衍射光]
[0146]
图16是示出本技术的第二实施方式中的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。图17是示出本技术的第二实施方式中的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
[0147]
在第二实施方式中，假定n＝2，即，产生两个方向上的衍射光。衍射元件134对于在上述点c处从一个发光元件111发射的光在两个方向的每一个方向上产生正一阶衍射光和负一阶衍射光。因此，对于一个发光元件111产生总共四个衍射光。
[0148]
在一个衍射方向和方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0149]
θx＝tan-1
(b/3a)。
[0150]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0151]
φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。
[0152]
在另一衍射方向与一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0153]
θx＝tan-1
(-3b/a)。
[0154]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0155]
φx＝m
·
sqrt(φa^2+(3φb)^2)/(2(2n+1))。
[0156]
注意，如上所述，衍射单位m是不包括2n+1的整数倍的自然数。
[0157]
图18至图21是示出本技术的第二实施方式中的光照射光斑图案的具体实例的示图。图18示出了衍射单位m被设为1的情况的实例。图19示出了衍射单位m被设为2的情况的实例。图20示出了衍射单位m被设为3的情况的实例。图21示出了衍射单位m被设为4的情况的实例。
[0158]
以这种方式，由于为一个发光元件111生成四个衍射光，所以通过零阶光、正一阶衍射光和负一阶衍射光，光斑数量增加五倍。此外，光斑之间的距离保持规律。因此，可以进一步提高测距分辨率。
[0159]
此外，随着衍射单位m的值增加，周边部分中的光斑的数量减少，使得衍射单位m的值期望地更小。衍射单位m＝1是特别理想的。相反，在衍射角小并且难以控制衍射元件134的衍射角和效率的情况下，也可以将衍射单位m设计为更大。
[0160]
[变形例]
[0161]
图22是示出在本技术的第二实施方式的变形例中的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。图23是示出本技术的第二实施方式的变形例中的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
[0162]
在该变形例中，由一个衍射方向和一个方向上的边ab(cd)形成的角θx满足：
[0163]
θx＝tan-1
(b/2a)。
[0164]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0165]
φx＝m
·
sqrt((2φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。
[0166]
在另一衍射方向与一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0167]
θx＝tan-1
(-2b/a)。
[0168]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为
φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0169]
φx＝m
·
sqrt(φa^2+(2φb)^2)/(2(2n+1))。
[0170]
注意，衍射单位m是作为2的倍数的自然数，不包括2n+1的整数倍。该衍射单位m理想地是：
[0171]
m＜2n+1。
[0172]
图24至图25是示出了本技术的第二实施方式的变形例中的光照射光斑图案的具体实例的示图。图24示出了衍射单位m设为2的情况的实例。图25示出了在图24的实例中将其反转180度时的实例。图25示出了类似于上述第二实施方式的图18的图案。
[0173]
《3.第三实施方式》
[0174]
在该第三实施方式中，描述了通过衍射元件134将光分成七个的实例。注意，除了衍射元件134以外的构成类似于上述第一实施方式的构成，因此将省略其详细描述。
[0175]
[衍射光]
[0176]
图26是示出本技术的第三实施方式中的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。图27是示出本技术的第三实施方式中的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
[0177]
在第三实施方式中，假设n＝3，即，产生三个方向上的衍射光。衍射元件134针对在上述点c处在从一个发光元件111发射的光在三个方向的每一个方向上产生正一阶衍射光和负一阶衍射光。因此，对于一个发光元件111产生总共六个衍射光。
[0178]
在一个衍射方向和一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0179]
θx＝tan-1
(b/3a)。
[0180]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0181]
φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。
[0182]
在另一衍射方向与一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0183]
θx＝tan-1
(5b/a)。
[0184]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0185]
φx＝m
·
sqrt(φa^2+(5φb)^2)/(2(2n+1))。
[0186]
在又一衍射方向与一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0187]
θx＝tan-1
(-4b/2a)。
[0188]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0189]
φx＝m
·
sqrt((2φa)^2+(4φb)^2)/(2(2n+1))。
[0190]
注意，如上所述，衍射单位m是不包括2n+1的整数倍的自然数。
[0191]
图28至图33是示出了本技术的第三实施方式中的光照射光斑图案的具体实例的示图。图28示出了衍射单位m被设为1的情况的实例。图29示出了衍射单位m设为2的情况的实例。图30示出了衍射单位m设为3的情况的实例。图31示出了衍射单位m设为4的情况的实例。图32示出了衍射单位m被设为5的情况的实例。图33示出了衍射单位m被设为6的情况的实例。
[0192]
以这种方式，由于针对一个发光元件111生成六个衍射光，所以光斑的数量通过零
阶光、正一阶衍射光和负一阶衍射光增加七倍。此外，光斑之间的距离保持规律。因此，可以进一步提高测距分辨率。
[0193]
此外，随着衍射单位m的值增加，周边部分中的光斑的数量减少，使得衍射单位m的值期望地更小。衍射单位m＝1是特别理想的。相反，在衍射角小并且难以控制衍射元件134的衍射角和效率的情况下，也可以将衍射单位m设计为更大。
[0194]
《4.第四实施方式》
[0195]
在该第四实施方式中，描述了通过衍射元件134将光分成九的实例。注意，除了衍射元件134以外的构成类似于上述第一实施方式的构成，因此将省略其详细描述。
[0196]
[衍射光]
[0197]
图34为示出本技术的第四实施方式中的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。图35为示出本技术的第四实施方式中的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
[0198]
在第四实施方式中，假定n＝4，即，产生四个方向上的衍射光。衍射元件134针对在上述点c处从一个发光元件111发射的光在四个方向的每一个方向上产生正一阶衍射光和负一阶衍射光。因此，对于一个发光元件111产生总共八个衍射光。
[0199]
在一个衍射方向和一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0200]
θx＝tan-1
(b/3a)。
[0201]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0202]
φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。
[0203]
在另一衍射方向与一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0204]
θx＝tan-1
(4b/2a)。
[0205]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0206]
φx＝m
·
sqrt((2φa)^2+(4φb)^2)/(2(2n+1))。
[0207]
在另一衍射方向与一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0208]
θx＝tan-1
(-3b/a)。
[0209]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0210]
φx＝m
·
sqrt((φa)^2+(3φb)^2)/(2(2n+1))。
[0211]
在另一衍射方向与一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0212]
θx＝tan-1
(-2b/4a)。
[0213]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0214]
φx＝m
·
sqrt((4φa)^2+(2φb)^2)/(2(2n+1))。
[0215]
注意，衍射单位m是3的倍数的自然数，不包括2n+1的整数倍。该衍射单位m理想地是：
[0216]
m＜2n+1。
[0217]
图36和图37为示出在本技术的第四实施方式中的光照射光斑图案的具体实例的示图。图36示出了衍射单位m设为3的情况的实例。图37示出了衍射单位m被设为6的情况的
实例。
[0218]
以这种方式，由于针对一个发光元件111产生八个衍射光，所以光斑的数量通过零阶光、正一阶衍射光和负一阶衍射光而增加九倍。此外，光斑之间的距离保持规律。因此，可以进一步提高测距分辨率。
[0219]
此外，随着衍射单位m的值增加，周边部分中的光斑的数量减少，使得衍射单位m的值期望地更小。衍射单位m＝3是特别理想的。相反，在衍射角小并且难以控制衍射元件134的衍射角和效率的情况下，也可以将衍射单位m设计为更大。
[0220]
《5.变形例》
[0221]
在此，说明上述第四实施方式的变形例。即，将描述光由衍射元件134分成9的另一实例。注意，除了衍射元件134以外的构成类似于上述第一实施方式的构成，因此将省略其详细描述。
[0222]
[第一变形例]
[0223]
图38是示出本技术的实施方式的第一变形例中的发光元件111的衍射光的实例的示图。
[0224]
在第一变形例中，假设n＝4，即，产生四个方向上的衍射光。衍射元件134针对在上述点c处从一个发光元件111发射的光在四个方向的每一个方向上产生正一阶衍射光和负一阶衍射光。因此，对于一个发光元件111产生总共八个衍射光。
[0225]
在一个衍射方向和一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0226]
θx＝tan-1
(b/a)。
[0227]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0228]
φx＝3
·
sqrt(φa^2+φb^2)/(2(2n+1))。
[0229]
图39是示出了本技术的实施方式的第一变形例中的光照射光斑图案的具体实例的示图。
[0230]
以这种方式，由于针对一个发光元件111产生八个衍射光，所以光斑的数量通过零阶光、正一阶衍射光和负一阶衍射光而增加九倍。此外，光斑之间的距离保持规律。因此，可以进一步提高测距分辨率。
[0231]
[第二变形例]
[0232]
图40是示出本技术的实施方式的第二变形例中的发光元件111的衍射光的实例的示图。
[0233]
在第二变形例中，假设n＝4，即，产生四个方向上的衍射光。衍射元件134针对在上述点c处从一个发光元件111发射的光在四个方向的每一个方向上产生正一阶衍射光和负一阶衍射光。因此，对于一个发光元件111产生总共八个衍射光。
[0234]
在一个衍射方向和一个方向上的边ab(cd)之间形成的角θx满足：
[0235]
θx＝tan-1
(b/2a)。
[0236]
在由准直透镜113准直之后由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别设为φa和φb时，衍射光的衍射角φx满足：
[0237]
φx＝6
·
sqrt((2φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。
[0238]
图41是示出了本技术的实施方式的第二变形例中的光照射光斑图案的具体实例
的示图。
[0239]
以这种方式，由于针对一个发光元件111产生八个衍射光，所以光斑的数量通过零阶光、正一阶衍射光和负一阶衍射光而增加九倍。此外，光斑之间的距离保持规律。因此，可以进一步提高测距分辨率。
[0240]
《6.应用实例》
[0241]
[第一应用实例]
[0242]
在上述实施方式中，通过利用衍射元件134划分光斑光来增加光斑光的数量。在该第一应用实例中，发射光的发光元件111被分成组(集合)，并且发射光的发光元件111以时分方式被切换。因此，可根据需要改变发光图案。即，切换发光实现了多径对策，同时提高了分辨率。
[0243]
[发光单元的构成]
[0244]
图42是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光单元110的构成实例的示图。
[0245]
本应用例中的发光单元110以列为单位将排列的发光元件111分组成x侧(发光元件组x1至x9)和y侧(发光元件组y1至y9)。然后，分离地设置x侧电极垫161和y侧电极垫162。因此，可以独立地驱动发光元件111的x侧和y侧。
[0246]
在该实例中，发光元件组x1至x9和发光元件组y1至y9交替地布置在具有矩形形状的基板130上。注意，这里描述了发光元件组x1至x9和发光元件组y1至y9交替排列的实例，但是没有限制。例如，根据期望的发光点的数量和位置以及期望的光输出量，可选地排列多个发光元件111的数量。
[0247]
图43为示出用于在本技术的实施方式的第一应用实例中驱动发光单元110的激光驱动器118的第一实例的示图。
[0248]
在第一实例中，激光驱动器118共同设置在发光元件111的x侧和y侧，并且通过打开和关闭开关117来控制发光元件111中的发光。即，通过接通两个开关117中的一个并且断开另一个，可以在发光元件111的x侧与y侧之间切换。注意，开关117是权利要求中所述的切换单元的例子。
[0249]
图44是示出用于驱动本技术的实施方式的第一应用实例中的发光单元110的激光驱动器118的第二实例的示图。
[0250]
在该第二实例中，分开地设置激光驱动器118用于驱动发光元件111的x侧和y侧中的每一个。即，两个激光驱动器118中的一个用于驱动x侧的发光元件111，而另一个用于驱动y侧的发光元件111。通过以这种方式分开地设置激光驱动器118，可以单独地控制诸如电流和电压的驱动条件。
[0251]
注意，在这种情况下，也可以通过开关117执行发光元件111的x侧与y侧之间的发光的切换。虽然在这个实例中描述了阴极共用电路的构成，但是阳极共用电路也是可能的，并且激光驱动器118可以被布置在每个阳极中，并且通过每个激光驱动器的操作来切换。
[0252]
[衍射光]
[0253]
图45是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的x侧的一个发光元件111的衍射光的实例的示图。图46是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的x侧的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。图47是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的y侧的一
个发光元件111的衍射光的实例的示图。图48是示出本技术的实施方式的应用实例中的y侧的多个发光元件111的衍射光的实例的示图。
[0254]
在该实例中，类似于上述第二实施方式，衍射元件134针对从一个发光元件111发射的光在两个方向的每一个方向上产生正一阶衍射光和负一阶衍射光。因此，对于一个发光元件111产生总共四个衍射光。在x侧的发光元件111和y侧的发光元件111交替地切换以发射光的情况下，其衍射光也同时切换。
[0255]
图49至图51是示出了本技术的实施方式的第一应用实例中的光照射光斑图案的具体实例的示图。图49示出了仅允许x侧的发光元件111发光的情况的实例。图50示出了仅允许y侧的发光元件111发光的情况的实例。图51示出了允许x侧和y侧的发光元件111发光的情况的实例。
[0256]
[操作]
[0257]
图52是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光单元110的发光控制的操作定时实例的示图。
[0258]
在该实例中，假设帧显示的频率为30hz。即，每帧的显示时间是33.3ms。每个帧被划分成多个块。每个块的头部是180μs的自动功率控制(apc)测试脉冲的周期，并且随后根据相应块的信号执行发光。
[0259]
作为发光元件111的发光控制的方面，例如，可提及以下三种方法。在第一种方法中，对于每个帧，在x侧和y侧交替地执行发光。因此，可以降低每帧的功耗。此外，可以增加一个帧中的光输出以扩展测距距离并提高测距精度。以此方式，可以使用两个帧来执行具有提高的分辨率的测距。
[0260]
在第二方法中，对于每个块在x侧和y侧交替地执行发光。此外，在作为上述第一方法和第二方法之间的中间方法的第三方法中，按每多个块在x侧和y侧以开关方式交替地执行发光。
[0261]
通过这种发光切换，在一侧的光斑照射中，使用未被光斑照射的区域来检测从除对象物之外的物体返回的不规则反射的光(多径光)。然后，也可以通过从通过光斑照射获得的测距值减去检测到的多径光的影响来校正由于多径引起的测距误差。
[0262]
在该实例中，假设交替地切换x侧和y侧，但是也可在仅x侧、仅y侧、以及x侧和y侧这两者之间、仅在x侧与x侧和y侧这两者之间、或仅在y侧与x侧和y侧这两者之间依次切换。例如，考虑到功率消耗，可以想到这两者都在每个发光元件111的光输出在短距离下可能低的情况下发光，并且仅在其中每个发光元件111的光输出在长距离上期望高的情况下发光。这使得可以在短距离执行具有高分辨率的测距并且在长距离执行具有高距离精度的测距。
[0263]
[针对每个区域的切换]
[0264]
图53至图55是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光元件111的分组的实例的示图。
[0265]
在图53的实例中，假设为每多列(在这个实例中，两列)形成一个区域并且为每个区域执行切换的情况。在图54的实例中，假设一个帧进一步垂直分成两个以形成四边形区域并且对每个区域执行切换的情况。在图55的实例中，假设垂直分成三个并且对每个区域执行切换的情况。
[0266]
当光斑的数量增加并且维持每个光斑的光强度时，存在功率消耗增加到超过用于
保护眼睛的安全标准的可能性。在这点上，通过以区域为单位切换发光，可以执行灵活的调整。可以对每个帧执行发光的切换，或者可以对帧中的每个块等执行发光的切换。此外，还可以识别对象物测距的预期位置并且允许该区域发光。
[0267]
图56是示出本技术的实施方式的第一应用实例中的发光元件111的分组的另一实例的示图。
[0268]
在该示例中，示出了对每两列执行分组的示例，其中一列嵌套在两列之间。例如，第一列和第三列形成区域a1，第二列和第四列形成区域a2，第五列和第七列形成区域a3，第六列和第八列形成区域a4，第九列和第十一列形成区域a5，第十列和第十二列形成区域a6。因此，可以针对每两列控制发光的切换。因此，可以在采取多径对策的同时按照区域切换来降低功耗并且增加激光安全标准内的光输出。
[0269]
[第二应用实例]
[0270]
在该第二应用实例中，在上述实施方式中，光束成形功能被设置在发光单元110和准直透镜113之间。
[0271]
[照明单元的构成]
[0272]
图57是示出本技术的实施方式的第二应用实例中的照明单元100的构成的实例的截面图。
[0273]
在该第二应用示例中，照明单元100设置有发光单元110、微透镜阵列116、准直透镜113和衍射元件114和134。通过将多个透镜布置为阵列获得的微透镜阵列116具有光束成形功能。
[0274]
微透镜阵列116形成在发光单元110的上表面上。发光单元110的多个发光元件111包括在其上表面上形成微透镜阵列116的透镜的发光元件和在其上表面上不形成微透镜阵列116的透镜的发光元件。在微透镜阵列116的透镜形成在上表面上的情况下，来自发光元件111的照射光变为均匀的照射。相反，在微透镜阵列116的透镜没有形成在上表面上的情况下，来自发光元件111的照射光变为光斑照射。
[0275]
图58为示出在本技术的实施方式的第二应用实例中的光束的行为实例的示图。
[0276]
例如，在微透镜阵列116的透镜在其上表面上形成的情况下，从多个发光元件111中的每个发射的激光束被微透镜阵列116的透镜表面折射，并且在微透镜阵列116中形成虚拟光发射点。在这种情况下，多个发光元件111的光发射点在光轴方向上偏移和散焦，并且叠加在从相邻的发光元件111发射的光束上，由此执行均匀的照射。相反，在微透镜阵列116的透镜没有形成在上表面上的情况下，通过微透镜阵列116的透镜的折射不出现，并且来自发光元件111的照射光变为光斑照射。因此，在照明单元100中，可以通过在其上形成微透镜阵列116的透镜的一个的发光和不形成透镜的一个的发光之间切换，在光斑照射和均匀照射之间切换。
[0277]
图59是示出本技术的实施方式的第二应用实例中的发光单元110的第一构成实例的示图。
[0278]
在第一构成实例中，当x发光元件和y发光元件中的每一个发光时，四个角和对角彼此相交的一个点发光。
[0279]
图60是示出本技术的实施方式的第二应用实例中的发光单元110的第二构成实例的示图。
[0280]
在该第二构造实例中，两组的发光元件的数量与上述第一构造实例不同。在第二构成实例中，x侧的发光元件之间的长度是y侧的长度的两倍。在这种情况下，期望基于具有宽的发光元件间隔的x侧的周期形成衍射光栅图案。
[0281]
在该实例中，光斑照射侧的发光元件的数量少，照射对象物的光斑之间的间隔变宽，并且可以充分确保用于采用多径对策的光斑之间的非照射区域。即，当将相同的电力供应至发光单元110时，可增加发光元件111中的每一个的光输出，并且在均匀照射侧的发光元件111的数量大，从而可获得更均匀的光强度分布。
[0282]
图61是示出本技术的实施方式的第二应用实例中的照射图案的实例的示意图。
[0283]
在图中，a示出光斑侧的照射图案。在图中，b示出了均匀照射侧的照射图案。
[0284]
以这种方式，根据本技术的实施方式，通过利用衍射元件134划分光斑光，可以提高分辨率同时抑制布置在光学模块中的发光元件111的数量。此外，可以使光斑光的间隔均匀。此外，可以减小高阶衍射光的影响。
[0285]
应注意，上述实施方式描述了体现本技术的实例，并且实施方式中的事项与权利要求中指定本发明的事项之间存在对应关系。类似地，在权利要求中指定本发明的事项与本技术的实施方式中具有相同名称的事项之间存在对应关系。然而，本技术不限于实施方式并且可以在不背离其精神的情况下利用实施方式的各种变形来体现。
[0286]
注意，本说明书中描述的效果仅仅是实例，并且不限于它们；还可能存在另一种效果。
[0287]
应注意，本技术还可具有以下构成。
[0288]
(1)一种光学模块，包括：
[0289]
发光单元，包括二维排列的发光元件；以及
[0290]
衍射元件，衍射从每个所述发光元件发射的光束并且将所述光束分成多个光束，其中，
[0291]
所述发光单元具有基于如下结构的多个阵列的结构，在所述结构中，所述发光元件布置在四边形的顶点处，所述四边形的彼此相对的边彼此平行，并且所述四边形的对角线相交的点处，其中在第一方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为a，并且在与所述第一方向上的边正交的第二方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为b，
[0292]
所述衍射元件产生n个方向上的衍射光(n是自然数)，其中，在一个衍射方向与所述第一方向上的所述侧之间形成的角θx满足
[0293]
θx＝tan-1
(b/3a)，以及
[0294]
衍射光的衍射角φx满足
[0295]
φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))
[0296]
当由发光间距离a和b产生的两个光束的角度差分别设定为φa和φb时，并且m设定为不包括2n+1的整数倍的自然数。
[0297]
(2)根据上述(1)所述的光学模块，进一步包括：
[0298]
光学元件，将从所述发光元件发射的光束转换为大致平行的光束或具有预定角宽度的光束。
[0299]
(3)根据上述(1)或(2)所述的光学模块，进一步包括：
[0300]
光检测单元，检测相对于光束的来自对象物的反射光。
[0301]
(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的光学模块，其中
[0302]
所述发光单元包括切换单元，所述切换单元将所述发光元件切换到至少两组之间发光。
[0303]
(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的光学模块，其中
[0304]
每个所述发光元件在纵向上包括至少两个有源层。
[0305]
(6)一种距离测量装置，包括：
[0306]
发光单元，包括二维排列的发光元件；
[0307]
衍射元件，衍射从每个所述发光元件发射的光束并且将所述光束分成多个光束；
[0308]
光检测单元，所述光检测单元检测来自对象物的相对于所述光束的反射光；以及
[0309]
测距单元，测量从光束和反射光到对象物的距离，其中
[0310]
所述发光单元具有基于如下结构的多个阵列的结构，在所述结构中，所述发光元件布置在四边形的顶点处，所述四边形的彼此相对的边彼此平行，并且所述四边形的对角线相交的点处，其中在第一方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为a，并且在与所述第一方向上的边正交的第二方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为b，
[0311]
所述衍射元件产生n个方向上的衍射光(n是自然数)，其中，在一个衍射方向与所述第一方向上的所述侧之间形成的角θx满足
[0312]
θx＝tan-1
(b/3a)，以及
[0313]
衍射光的衍射角φx满足
[0314]
φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))
[0315]
当由发光间距离a和b产生的两个光束的角度差分别设定为φa和φb时，并且m设定为不包括2n+1的整数倍的自然数。
[0316]
参考符号列表
[0317]
10 测距装置
[0318]
20 照射对象物
[0319]
100 照明单元
[0320]
110 发光单元
[0321]
111 发光元件
[0322]
113 准直透镜
[0323]
114 衍射元件
[0324]
117 开关
[0325]
118 激光驱动器
[0326]
119 包含基板的部件
[0327]
121、122 保持单元
[0328]
123 阴极电极单元
[0329]
124、125 阳极电极单元
[0330]
130 基底
[0331]
134 衍射元件
[0332]
161、162 电极垫
[0333]
200 光接收单元
[0334]
300 控制单元
[0335]
400 测距单元。

技术特征：
1.一种光学模块，包括：发光单元，包括在二维方向上排列的发光元件；以及衍射元件，衍射从每个所述发光元件发射的光束并且将所述光束分离为多个光束，其中，所述发光单元是基于如下构造的多个阵列结构，在所述构造中，所述发光元件布置在四边形的顶点处以及所述四边形的对角线相交的点处，所述四边形的彼此面对的边彼此平行，其中在第一方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为a，并且在与所述第一方向上的边正交的第二方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为b，所述衍射元件产生n个方向上的衍射光(n是自然数)，其中，一个衍射方向与在所述第一方向上的边之间形成的角θx满足θx＝tan-1
(b/3a)，以及当由发光间距离a和b产生的两个光束的角度差分别设定为φa和φb，并且m设定为不包括2n+1的整数倍的自然数时，衍射光的衍射角φx满足φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。2.根据权利要求1所述的光学模块，还包括：光学元件，将从所述发光元件发射的光束转换为大致平行的光束或具有预定角宽度的光束。3.根据权利要求1所述的光学模块，还包括：光检测单元，检测来自对象物的对于光束的反射光。4.根据权利要求1所述的光学模块，其中，所述发光单元包括切换单元，所述切换单元按每至少两个集合切换应发光的所述发光元件。5.根据权利要求1所述的光学模块，其中，每个所述发光元件在纵向上至少包括两个有源层。6.一种距离测量装置，包括：发光单元，包括在二维方向上排列的发光元件；衍射元件，衍射从每个所述发光元件发射的光束并且将所述光束分离为多个光束；光检测单元，检测来自对象物的对于所述光束的反射光；以及测距单元，根据所述光束以及所述反射光测量到所述对象物的距离，其中所述发光单元是基于如下构造的多个阵列结构，在所述构造中，所述发光元件布置在四边形的顶点处以及所述四边形的对角线相交的点处，所述四边形的彼此面对的边彼此平行，其中在第一方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为a，并且在与所述第一方向上的边正交的第二方向上的边上的所述发光元件之间的距离被设置为b，所述衍射元件产生n个方向上的衍射光(n是自然数)，其中，一个衍射方向与在所述第一方向上的边之间形成的角θx满足θx＝tan-1
(b/3a)，以及当由发光间距离a和b产生的两个光束的角度差分别设定为φa和φb，并且m设定为不包括2n+1的整数倍的自然数时，衍射光的衍射角φx满足φx＝m
·
sqrt((3φa)^2+φb^2)/(2(2n+1))。

技术总结
本发明在抑制布置于光学模块的发光元件的数量的同时提高分辨率。该光学模块包括：光学元件，使从发光元件发射的光束是大致准直光束或具有规定角宽度的光束；以及衍射元件，衍射光束并且将光束分离成多个光束。衍射元件在n个方向上产生衍射光，并且由衍射方向之一和发光元件布置方向边缘形成的角θx是tan-1


技术研发人员：小林高志 大岩达矢 徐嘉伦 木村基
受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2023/10/15