半导体激光驱动装置、包括半导体激光驱动装置的LIDAR以及包括半导体激光驱动装置的车辆的制作方法

半导体激光驱动装置、包括半导体激光驱动装置的lidar以及包括半导体激光驱动装置的车辆
技术领域
1.本公开涉及一种可用于光检测和测距(lidar)的分开发射方案的半导体激光驱动装置，其中，用来自光源的脉冲形式的激光照射目标，并且测量激光的散射光和反射光以计算到目标的距离、目标的形状等，涉及包括半导体激光驱动装置的lidar，并且涉及包括半导体激光驱动装置的车辆。


背景技术：

2.近年来，汽车制造商进行了研究和演示实验，以实现自动驾驶。目前，在诸如自动制动和车道保持辅助的高级驾驶员辅助系统(adas)中，毫米波雷达或相机主要用于检测目标。然而，毫米波雷达和相机可以测量到目标的距离，但不足以检测准确的形状和位置关系。因此，注意力集中在能够三维地掌握前方车辆、行人、建筑物等的距离、形状和位置关系的lidar技术上。
3.lidar的原理是用激光照射目标，测量激光击中目标并返回的时间，并且测量到目标的距离和方向。在这方面，lidar与雷达相似，但不同之处在于雷达利用无线电波进行检测和测量，而lidar利用具有波长比雷达波长短的激光进行测量。由于利用这种短波长进行测量，因此可以高精度地检测位置、形状等，并且可以三维地掌握形状和位置关系。
4.lidar的测量方案之一是飞行时间(tof)方案。顾名思义，tof是测量光的“飞行时间”的方案。即，发射激光脉冲，并且根据发射光和反射光的延迟时间测量距离。
5.自身能够进行高精度检测的lidar，是常规地用于地形和天气观测的技术。然而，由于lidar已经用于这样的特定的具体领域，目前非常昂贵是lidar广泛用于汽车自动驾驶的障碍。因此，推动了能够以低成本用于自动驾驶的lidar的研究和开发。
6.专利文献1公开了一种tof方案的测距传感器，其与相机模块配合工作，测量在辐射到空间的光束被目标反射并返回期间的时间，并且通过将距离信息与由相机模块获取的图像信息结合来生成用于生成三维位置信息的目标的距离信息。
7.测距传感器包括平面布置的多个光接收元件和光发射单元，光发射单元包括平面布置的多个光发射元件，光发射单元将来自分配给每个通过分割空间获得的子空间的光发射元件的光朝向子空间辐射，该光由光发射透镜系统形成光束。因此，测距传感器至少包括光接收单元，其通过光接收透镜系统接收来自子空间的反射光光束，并且在分配给子空间的光接收元件上形成反射光光束的图像；和空间控制器，其独立地控制包括分配给子空间的一个公共空间的光发射元件和光接收元件的每个元件组。
8.利用上述配置，测距传感器的目的是提供一种tof方案的测距传感器，其与安装在移动设备上的rgb相机模块配合工作，并且实现所有功耗、尺寸和成本的降低。
9.引用文献列表
10.专利文献
11.专利文献1：日本专利申请特开第2019-60652号公报


技术实现要素：

12.发明要解决的问题
13.然而，在专利文献1公开的技术中，垂直腔表面发射激光器(vcsel)(下文中，也称为“vcsel”)的光发射元件和控制光发射元件的光发射的为激光二极管驱动器(下文中，也称为“ldd”)的光发射元件驱动单元分别安装在tof测距传感器中，并且ldd和vcsel通过驱动信号的信号线进行配线和连接。
14.在这种情况下，由于ldd和vcsel作为单独单元被单独配置，因此在ldd和vcsel之间的配线长度不可避免地变长。此外，由于配线阻抗和配线电感的影响，远离ldd定位的vcsel的光发射元件可能导致光发射脉冲延迟。此外，即使试图通过分区发射方案来控制vcsel，也会发生类似问题，特别在以几百mhz控制vcsel的光发射的tof系统中和使用tof系统的lidar中。
15.本公开是鉴于上述问题而作出的，并且提供了：分区发射方案的半导体激光器驱动装置，其缩短ldd和vcsel之间的配线长度，减小由于远离ldd定位的vcsel的光发射元件的配线长度的影响而导致的光发射脉冲的延迟，并且减少阻抗和电感；包括该半导体激光驱动装置的lidar和包括该半导体激光驱动装置的车辆。
16.解决技术问题的技术方案
17.本公开旨在解决上述问题，并且本公开的第一方面是半导体激光驱动装置，其包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个以上激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。
18.此外，本公开的第二方面是半导体激光驱动装置，其包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。
19.此外，在第二方面中，所述激光二极管驱动器的各个所述驱动元件可以配置在所述垂直腔表面半导体激光器所包括的所述多个光发射元件的下方，并且可以直接连接至所述光发射元件中的各者以进行驱动。
20.此外，在第一方面或第二方面中，所述激光二极管驱动器可以配置为能够通过可充电地连接至电源线的电容器的充电电荷来驱动所述垂直腔表面半导体激光器的所述光发射元件中的各者。
21.此外，在第一方面或第二方面中，所述垂直腔表面半导体激光器的表面上可以设置有微透镜阵列(mla)。
22.此外，在第一方面或第二方面中，所述垂直腔表面半导体激光器可以具有包括au凸块、焊料凸块或cu柱凸块的连接电极。
23.此外，在第一方面或第二方面中，所述激光二极管驱动器的电路表面可以内置在基板或扇出型晶圆级封装(fowlp)中，所述电路表面处于面向所述垂直腔表面半导体激光器的安装表面侧的状态。
24.此外，在第一方面或第二方面中，在所述基板或所述扇出型晶圆级封装(fowlp)中
可以内置有散热构件。
25.此外，在第一方面或第二方面中，所述基板或所述扇出型晶圆级封装(fowlp)可以包括平面网格阵列(lga)或球栅格阵列(bga)的外部端子。
26.此外，本公开的第三方面是lidar，其包括：半导体激光驱动装置，该半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个以上激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围，并且包括多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光；或半导体激光驱动装置，该半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的激光二极管垂直腔表面半导体激光器以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。
27.此外，本公开的第四方面是一种车辆，其包括半导体激光驱动装置，该半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个或更多个激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围，并且包括多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光；或半导体激光驱动装置，该半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。
28.上述方面可以有效地缩短ldd和vcsel的配线长度。此外，远离ldd定位的vcsel的光发射元件可以减小由于配线长度的影响导致的光发射脉冲的延迟和波形失真。因此，可以提供一种当执行vcsel的分区发射控制时能够获得优异的光发射脉冲的半导体激光器驱动装置、包括该半导体激光器驱动装置的lidar以及包括该半导体激光驱动装置的车辆。
附图说明
29.图1是示出了包括根据本技术的半导体激光驱动装置的lidar的配置示例的图。
30.图2是示出了根据本技术的半导体激光驱动装置的封装结构的示例的图。
31.图3是图2所示的半导体激光驱动装置的封装结构的示意性电路图。
32.图4是示出了根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的基本配置示例的图。
33.图5是示出了根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的第一变形例的图。
34.图6是示出了根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的第二变形例的图。
35.图7是根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的示意性电路图。
36.图8是沿着图5的a的x-x方向的截面端视图。
37.图9是示出了根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的基本配置示
例的图。
38.图10是示出了根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的第一变形例的图。
39.图11是示出了根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的第二变形例的图。
40.图12是根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的示意性电路图。
41.图13是示出了根据第三实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的基本配置示例的图。
42.图14是示出了根据第三实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的变形例的图。
43.图15a是根据第三实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的光发射元件的布置图。
44.图15b是根据第三实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的示意性电路图。
45.图16是示出了根据第四实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的基本配置示例的图。
46.图17是示出了根据第四实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的变形例的图。
47.图18是根据第四实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的示意性实际配线图。
48.图19是包括散热构件的半导体激光驱动装置的封装结构的截面图。
49.图20是包括散热构件的半导体激光驱动装置的封装结构的外部立体图。
50.图21是示出了车辆控制系统的示意性配置示例的框图。
51.图22是示出了外部车辆信息检测器和成像单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
52.接下来，将参照附图按以下顺序说明根据本公开的技术的实施方式(下文中，称为“实施方案”)。注意，在以下附图中，相同或相似的部件由相同或相似的附图标记表示。此外，由于附图是示意性的，因此省略了一些说明，并且各部件的尺寸比等不一定与实际尺寸比一致。此外，不用说，附图包括具有不同尺寸关系和比例的部件。
53.1.根据本技术的半导体激光驱动装置的基本配置示例
54.2.根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的配置示例
55.3.根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的配置示例
56.4.根据第三实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的配置示例
57.5.根据第四实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的配置示例。
58.6.包括根据本技术的半导体激光驱动装置的车辆控制系统的配置示例
59.＜1.根据本技术的半导体激光驱动装置的基本配置示例＞
60.图1是示出了包括根据本技术的半导体激光驱动装置的lidar 100的配置示例的图。在图中，激光发生器110产生用于在光发射元件控制器111中发射激光的信号，并且将该信号输出至ldd 20。ldd 20通过来自光发射元件控制器111的信号驱动vcsel 10以脉冲形
式发射激光。扫描机构102利用激光102a扫描存在于车辆前方的目标103。
61.扫描的激光102a在击中目标103时被反射，并且作为反射光103a返回至lidar 100。反射光103a经由聚光透镜104被光接收元件105接收。光接收元件105例如是称为硅光电倍增管(sipm)的光半导体元件。由光接收元件105将反射光103a从光信号转换成电信号。
62.将光接收元件105的输出信号输入至测量电路106。测量电路106包括模数转换电路(模数转换器：下文中称为“adc”)106a、时间测量电路(时间-数字转换器：下文中简称为“tdc”)106b和测距算法。adc 106a将作为模拟信号的光接收元件105的输出信号转换为数字信号。tdc 106b测量在激光102a和反射光103a之间的时间差，并通过测距算法测量车辆和目标103之间的距离。即，由测量电路106测量tof的“飞行时间”。
63.由测量电路106测量的各种数据从lidar 100传递至作为车辆控制系统7000的配置单元的车外信息检测单元7400。注意，稍后将说明作为车辆控制系统7000的配置单元的车外信息检测单元7400。此外，lidar 100对应于车辆控制系统7000的车外信息检测器7420。
64.微控制器(微控制器：下文中称为“mcu”)101是控制整个lidar 100的控制装置。mcu 101是在诸如电子设备等嵌入式系统中使用的计算机类型，并且被称为微型计算机。mcu 101包括cpu核、存储程序的存储器(rom或闪存)、计时器、与外部外围装置等交换信号的输入输出单元以及通信端口。此外，将以上全部集成在一个集成电路中。因此，使用mcu 101可以减小lidar 100的尺寸和价格。
65.如图2的a所示，图1的半导体激光驱动装置1的ldd 20和vcsel 10设置在一个封装上，以彼此面对。此外，在vcsel 10周围设置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式2布置在基板12上。该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
66.此外，使用半绝缘基板(未图示)覆盖各光发射元件13的整个上表面，并且vcsel 10的发光面具有以矩阵形式布置在上表面上的微透镜，微透镜与各光发射元件13的布置相对应。作为整体，配置了微透镜阵列(下文中，称为“mla”)16。因此，可以增加光发射面积，并且可以通过透镜的作用来加宽vcsel 10的照射方向。
67.mla 16透射从各光发射元件13发射的激光，并且经由扫描机构102作为激光102a扫描目标103。此外，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。注意，底部填充物19是用于密封集成电路的液体可固化树脂的通用术语。
68.如图2的b的截面图所示，设置在vcsel 10的mla 16正下方的各光发射元件13通过连接电极14电连接至基板12。例如，基板12设置有配线层，并且光发射元件13通过配线层电连接至外部端子15。
69.接下来，将更具体地说明光发射元件13的电路配置。ldd 20设置在面向vcsel 10的位置处。另外，如稍后将述的图3所示，内置在ldd20中的驱动元件t1至t6电连接至光发射元件13的负电极(阴极)，并且配置为通过驱动元件t1至t6的通断操作对相应的光发射元件13通电以发射激光。
70.如图3的b所示，在坐标b1至b6处沿垂直方向布置的六个光发射元件13的正电极彼此并联电连接。类似地，如图3的a和图3的b所示，沿水平方向布置的坐标a1至a6的六个光发射元件13的负电极彼此并联电连接。
71.在坐标b1至b6处沿垂直方向布置的六个光发射元件13的正电极分别连接至布置在坐标a1至a6处的开关s1至s6的一端和电容器c1至c6的正电极。此外，电容器c1至c6的负电极连接至地。然而，在使用无极性电容器作为电容器c1至c6的情况下，正电极、负电极等的极性无关紧要。此外，开关s1至s6的另一端连接至电源电路。
72.这里，开关s1至s6不限于机械开关或a触点，而是具有包括诸如晶体管或mos fet等电子开关的电路的开闭功能的元件。此外，电容器c1至c6中的各者不对应于一个物理电容器30，而是一个功能。
73.因此，电容器c1至c6可以包括多个电容器30，或者可以通过组合具有不同频率特性的电容器30来呈现预定功能。此外，电容器30的形状不限于图2的a所示的形状，并且包括任何形状。以与上述类似的方式配置以下实施方案，因此省略对各实施方案的详细说明。
74.如上所述，沿水平方向布置的六个光发射元件13的负电极彼此并联电连接，并且连接至内置在ldd 20中的驱动元件(例如，mos fet)t1至t6的漏极。此外，驱动元件t1至t6的源极连接至地。
75.接下来，将鉴于例如连接至坐标a1、b1的光发射元件13，参照图3说明使vcsel 10的光发射元件13发光的顺序。(1)首先，接通开关s1以对电容器c1充电。(2)接下来，导通驱动元件t1。(3)因此，电流流过连接至坐标a1、b1的光发射元件13以发光。(4)截止驱动元件t1。因此，电流不流过光发射元件13，并且发光停止。在这种情况下，电流采用如图3的a的箭头41所示的坐标a1、光发射元件13和坐标b1的路径。(5)注意，可以在(1)被执行的状态下通过对期望的光发射元件13执行(2)至(4)来执行单独的发光控制。
76.注意，由于在该配置中为vcsel 10的每个驱动电路设置电容器c1至c6，因此通过电容器c1至c6中充电的电荷或来自电源的电流供应或两者来执行光发射元件13的发光。电容器c1至c6可以降低电源电路的输出阻抗，并且可以瞬间供给光发射元件13的发光所需的浪涌电流。此外，由于使各光发射元件13以时分方式按顺序发光，因此可以在放电之后在下一次放电之前进行充电。因此，减少了vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且可以改善波形失真。此外，可以吸收从外部进入电源系统的噪声和当电路高速运行时产生的尖峰噪声。因此，能够改善波形，并且能够防止故障。
77.接下来，作为示例将说明连接至坐标a6、b6的光发射元件13。(1)首先，接通开关s6以对电容器c6充电。(2)接下来，导通驱动元件t6。(3)因此，电流流过连接至坐标a6、b6的光发射元件13以发光。(4)截止驱动元件t6。因此，电流不流过光发射元件13，并且发光停止。在这种情况下，电流采用如图3的a的箭头42所示的坐标a6、光发射元件13和坐标b6的路径。
78.如上所述，在根据本技术的半导体激光驱动装置的基本配置示例中，将ldd 20和vcsel 10布置在一个封装上以彼此面对。因此，可以显著减小ldd 20和vcsel 10的配线长度。此外，电流在连接至坐标a1、b1的光发射元件13中沿箭头41所示的路径流动，而电流在连接至坐标a6、b6的光发射元件12中沿箭头42所示的方向流动。即，用于使电流流动的最短路径与最长路径的比率是2:12。此外，配线长度的差为12-2＝10。配线长度的这种差导致信号传播延迟，并因此引起tof的误差。因此，希望不引起配线长度的差。
79.此外，由于连接至坐标a6、b6的光发射元件13的配线具有长的配线长度并且容易形成电流回路，因此增加了从电源端子到ldd 20的配线电感，并且存在vcsel 10的驱动波形失真的可能性。这种波形失真在以几百兆赫驱动的tof或使用tof的lidar 100中尤其成
问题。因此，基于该基本配置示例，下面将说明用于进一步减小在ldd 20和设置在vcsel 10中的光发射元件13之间的配线长度和配线长度差的实施方案。
80.＜2.根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的配置示例＞
81.[第一实施方案的基本配置示例]
[0082]
图4是示出了根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的基本配置示例的图。如图4的a和4的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上配置在封装件的中央。两个ldd 20配置为隔着vcsel 10彼此面对。另外，在vcsel 10周围配置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2的情况类似，该图示出了以矩阵形式布置的包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13的示例。
[0083]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。另外，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0084]
本实施方案中图4的配置与上述图2的配置在两个ldd 20和电路配置方面不同。其他配置与图2的相同。因此，省略对图4的b的截面图的说明。
[0085]
接下来，将具体说明光发射元件13的电路配置。如图7的a和图7的b所示，沿vcsel 10的垂直方向布置的坐标b1至b6的六个光发射元件13被分成两组，这两组是水平方向上的坐标a1至a3的组和坐标a4至a6的组。
[0086]
另外，如图7的b所示，沿垂直方向布置并且具有坐标b1至b6的六个光发射元件13的正电极彼此并联电连接。类似地，沿水平方向布置的坐标a1至a3的组的三个光发射元件13的负电极彼此并联电连接。此外，沿水平方向布置的坐标a4至a6的组的三个光发射元件13的负电极彼此并联电连接。
[0087]
与图3的情况类似，在坐标b1至b6处沿垂直方向布置的六个光发射元件13的正电极分别连接至在坐标a1至a3和a4至a6处布置的开关s1至s3和s4至s6以及电容器c1至c3和c4至c6的一端。此外，开关s1至s3和s4至s6的另一端连接至电源电路。这里，开关s1至s3和s4至s6以及电容器c1至c3和c4至c6与上述图3的情况类似。
[0088]
针对每个组，沿水平方向布置的坐标a1至a3的组的三个光发射元件13和坐标a4至a6的组的三个光发射元件13具有彼此并联连接的负电极，并且分别连接至内置于ldd 20中的驱动元件(例如，mos fet)t1至t6和t11至t16的漏极。此外，驱动元件t1至t6和t11至t16的源极连接至地。
[0089]
接下来，将鉴于例如连接至坐标a1、b1的光发射元件13，参照图7说明使vcsel 10的光发射元件13发光的顺序。(1)首先，接通开关s1以对电容器c1充电。(2)接下来，导通驱动元件t1。(3)因此，电流流过连接至坐标a1、b1的光发射元件13以发光。(4)截止驱动元件t1，因此，电流不流过光发射元件13，并且发光停止。在这种情况下，电流采用如图7的a的箭头43所示的坐标a1、光发射元件13和坐标b1的路径。注意，以类似的方式配置连接至坐标a6、b1的光发射元件13。(5)注意，可以在(1)被执行的状态下通过对期望的光发射元件13执行(2)至(4)来执行单独的发光控制。
[0090]
接下来，作为示例将说明连接至坐标a3、b6的光发射元件13。(1)首先，接通开关s3以对电容器c3充电。(2)接下来，导通驱动元件t6。(3)因此，电流流过连接至坐标a3、b6的光发射元件13以发光。(4)截止驱动元件t6。因此，电流不流过光发射元件13，并且发光停止。
在这种情况下，电流采用如图3的a的箭头44所示的坐标a3、光发射元件13和坐标b6的路径。注意，以类似的方式配置连接至坐标a4、b6的光发射元件13。
[0091]
这样的配置使得可以将36个光发射元件13分成每组18个，依次逐个选择，并且使得光发射元件以时分方式发光。这里，通过使光发射元件13进行连续脉冲发光，温度逐渐升高，并且电流和发光特性(i-l特性)降低。然而，如在本实施方案中，通过利用短脉冲发光以时分方式发光，可以抑制光发射元件13的温度升高。此外，温度升高的抑制导致i-l特性的改善，并且可以提高激光功率，因此可以检测到更远的目标。此外，可以减少总功耗。
[0092]
如上所述，在第一实施方案的基本配置示例中，在连接至坐标a1、b1的光发射元件13中，电流在箭头43所示的流经一个光发射元件13的路径中流动，而在连接至坐标a3、b6的光发射元件13中，电流在箭头44所示的流经八个光发射元件13的路径中流动。即，用于使电流流动的最短路径与最长路径的比率为2:9。此外，配线长度的差为9-2＝7。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高到9/12，并且配线长度差提高到7/10。因此，由于能够减少由于配线长度差导致的信号传播延迟和从ldd 20至光发射元件13的配线长度，减少了由于配线回路导致的电感，减少了vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。
[0093]
[第一实施方案的第一变形例]
[0094]
图5是示出了根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的第一变形例的图。如图5的a和图5的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上配置在封装件的中央。两个ldd 20配置在基板12内部，以隔着vcsel 10彼此面对。另外，在vcsel 10周围设置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2的情况类似，该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
[0095]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。另外，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0096]
本实施方案的图5的配置与上述图4的配置的不同之处在于，两个ldd 20内置在基板12中，并且在基板12中设置有散热构件18。其他配置与图4的相同。下文中，将说明该结构。
[0097]
如图5的a和图5的b所示，在基板12内部，基本上vcsel 10的中央下面配置有散热构件18。通过对光发射元件13和ldd 20通电以进行激光发射，散热构件18将产生的热量经由基板导线或热通孔传递至内置于基板12中的散热构件18。以类似的方式配置内置在fowlp 21中的散热构件18。另外，如图19所示，传输至散热构件18的热量从具有小热阻的散热构件18上表面传递至下表面，并且经由与下表面紧密接触的基板导线或热通孔传递至封装件的外部端子15。另外，热量经由诸如焊料等金属传递至主板40的金属图案。因此，在半导体激光驱动装置1中产生的热能够有效地释放至主板40，并且能够抑制温度升高。
[0098]
此外，由于散热构件18具有小的热阻，通过设置具有预定厚度的散热构件18，能够减小vcsel 10与散热构件18之间的热阻以及散热构件18与外部端子15之间的热阻。此外，能够缩短基板配线或热通孔，整体上可以实现高导热。因此，热量可以有效地消散至主板40。
[0099]
此外，以类似的方式配置ldd 20。基板配线或热通孔配置成与ldd 20的下表面紧密接触，并且基板配线或热通孔直接连接至外部端子15。因此，实现了高导热，ldd 20产生
的热量能够有效地释放至主板40，并且能够抑制温度升高。
[0100]
注意，在图5的a中，散热构件18具有基本上矩形的形状，但不限于图5的a所示的形状，并且期望在基板12上在布局允许范围内具有尽可能大的形状。此外，散热构件18可以在该图的垂直方向上延伸并从基板12突出。例如，如图20的a所示，散热构件18可以从基板12或fowlp 21的侧表面突出，并且在散热构件18的远端处可以设置有连接孔18a。连接孔18a可以用于连接至散热器，诸如具有预定热阻的散热器等。此外，通过使用连接孔18a来焊接引线等，并且引线等被焊接至设置在主板40的金属图案中的通孔。另外，热量可以释放至主板40。因此，能够抑制vcsel 10的温度升高。
[0101]
此外，如图20的b所示，从基板12或fowlp 21的侧表面突出的散热构件18可以以预定长度延伸并且向下弯曲，并且在散热构件18的远端处可以设置预定数量的具有大致棒状形状的连接突起18b。连接突起18b用于对设置在具有预定热阻的主板40的金属图案中的通孔(未图示)进行焊接。另外，热量可以释放至主板40。因此，能够抑制vcsel 10的温度升高。
[0102]
注意，突出的散热构件18可以以预定长度延伸并且向下弯曲，并且进一步向外或向内弯曲，并且弯曲表面可以用作与主板40的焊接表面。此外，散热构件18的突起可以仅设置在一个侧表面或两个侧表面上。此外，如果可能，突起可以设置在四个侧表面上。注意，尽管图20的a示出了设置两个连接孔18a的示例，但是连接孔的数量不限于两个，并且可以设置必要数量的连接孔。除了圆孔之外，连接孔18a可以是椭圆形孔等。此外，尽管图20的b示出了设置三个连接突起18b的示例，但是连接突起的数量不限于三个，并且可以设置必要数量的连接突起。此外，连接突起18b可以具有圆形、方形等截面。连接突起18b的长度也仅需要根据需要确定。类似地，突出的散热构件18的长度和宽度仅需要根据需要确定。注意，以与上述类似的方式配置以下实施方案，因此省略对各实施方案的散热构件18的详细说明。
[0103]
接下来，以与图7的a和图7的b类似的方式，将以矩阵形式布置的vcsel 10的36个光发射元件13分成两组，即坐标a1至a3的组和坐标a4至a6的组。另外，各光发射元件13的电路配置和使光发射元件13发光的顺序与第一实施方案的基本配置示例的类似。因此，省略对电路配置和顺序的说明。
[0104]
如上所述，以与第一实施方案的基本配置示例类似的方式，关于用于使电流流动的配线长度，在第一变形例中，用于使电流流过的配线长度的最短路径与最长路径的比率为2:9。此外，配线长度的差为9-2＝7。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高至9/12，并且配线长度差提高至7/10。因此，由于可以减少由配线长度的差导致的信号传播延迟和从ldd 20至光发射元件13的配线长度，因此能够减小由于配线回路导致的电感，减少vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。此外，由于在基板12内部配置有散热构件18，因此能够抑制伴随激光发射的温度升高。因此，能够进一步增加激光功率，并且可以检测更远的目标。
[0105]
[第一实施方案的第二变形例]
[0106]
图6是示出了根据第一实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的第二变形例的图。如图6的a和图6的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上配置在封装件的中央。两个ldd 20配置在基板12内部，以隔着vcsel 10彼此面对。此外，在vcsel 10周围设置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2的情况类似，该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共
36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
[0107]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。此外，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0108]
本实施方案的图6的配置与上述图5的基本配置示例的不同之处在于，封装结构具有配置在fowlp 21中的两个ldd 20。光发射元件13的其他配置和电路配置与图5的情况相同。即，如图7的a和图7的b所示，沿vcsel 10的垂直方向布置的坐标b1至b6的六个光发射元件13被分成两组，这两组是坐标a1至a3的组和坐标a4至a6的组。另外，各光发射元件13的电路配置和使光发射元件13发光的顺序与第一实施方案的基本配置示例的类似。因此，省略对电路配置和顺序的说明。
[0109]
接下来，将说明该结构。如图6的b和图8中沿着图6的a的x-x的截面端视图所示，根据本技术的半导体激光驱动装置1在一个方面如下配置，其中vcsel 10的电路的安装表面(其上安装有光发射元件13)面对基板12或fowlp 21的电路的安装表面(其上安装有驱动vcsel 10的ldd 20)。这样的配置可以减少ldd 20与vcsel 10之间的配线长度。因此，能够抑制驱动波形的延迟和波形失真的发生，并且获得良好的光发射脉冲。
[0110]
即，由于ldd 20和vcsel 10配置为彼此面对，vcsel 10的各光发射元件13经由连接电极14直接电连接至基板12或fowlp 21的配线层、连接通孔等。具体地，配置在vcsel 10的背面(下表面)上的各光发射元件13的负电极(阴极)经由连接电极14连接至形成在基板12或fowlp 21的上表面上的金属层24。金属层24并联地电连接光发射元件13的负电极。此外，金属层25并联地电连接光发射元件13的正电极。
[0111]
此外，来自控制ldd 20的驱动元件t1至t6等的光发射元件控制器111的信号以及诸如电源和地线等电路通过形成在基板12或fowlp 21中的连接通孔22、图6的b所示的tmv 23、金属配线层等电连接至外部端子15。如上所述，由于根据本技术的半导体激光驱动装置1配置为vcsel 10的光发射元件13等的安装表面面向基板12或fowlp 21的ldd 20的安装表面的模式，因此通过接合连接电极14，ldd 20和vcsel 10可以通过最短的配线连接。
[0112]
连接电极14包括au凸块、焊料凸块或cu柱凸块。这样的配置可以应对vcsel 10的连接电极14的所有变化。此外，外部端子15是平面网格阵列封装(lga)或球面网格阵列封装(bga)。这样的配置可以应对封装的外部端子15的所有变化。注意，vcsel 10的光发射元件13的安装表面和ldd 20的安装表面彼此面对并且连接电极14的配置与以下实施方案中的类似，因此将省略在各实施方案中对其的详细说明。
[0113]
接下来，将说明图8中ldd 20、电容器30和光发射元件13的连接。在图5的a中，ldd 20配置在vcsel 10的左侧和右侧，以彼此面对。基于这样的位置关系，用于连接vcsel 10和ldd 20的坐标是图中从左到右的坐标a1至a6以及从上到下的坐标b1至b6。
[0114]
在图8中，沿着坐标a1至a3、b3，即在图8的左右方向，在各光发射元件13的正电极(阳极)的上表面上配置有金属层25和p+层17a。坐标a1至a3、b3的三个光发射元件13的正电极通过金属层25电连接。另外，形成mla 16的半绝缘基板17覆盖整个上表面。此外，各光发射元件13的负电极(阴极)经由连接电极14通过金属层24电连接。
[0115]
设置在vcsel 10下方的两个ldd 20的驱动元件t1至t6和t11至t16(mos fet)的漏极分别经由连接通孔22连接至金属层24。另一方面，驱动元件t1至t6和t11至t16(mos fet)的源极接地(gnd)。因此，在图中，当导通驱动元件t6时，电流流过光发射元件13以发光，并
且发射激光。此外，电容器30的正电极连接至金属层25，并且电容器30的负电极接地(gnd)。注意，在电容器30是非极性的情况下，极性无关紧要。
[0116]
此外，在本示例的说明中，用于连接光发射元件13的坐标是图中从左到右的坐标a1至a3和a4至a6以及从上到下的坐标b1至b6。或者，坐标可以是从下到上的坐标a1至a3和a4至a6以及从左到右的坐标b1至b6，并且各光发射元件13的正电极和负电极可以布置为通过金属层24和25配线。
[0117]
如图8所示，散热构件18配置在基板12或fowlp 21内部，基本上在vcsel 10的中央下面。注意，散热构件18类似于图5所示的第一实施方案的第一变形例的散热构件。
[0118]
如上所述，在第二变形例中，以与第一实施方案的基本配置示例类似的方式，用于使电流流动的配线长度的最短路径与最长路径的比率为2:9。此外，配线长度的差为9-2＝7。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高至9/12，并且配线长度差提高至7/10。因此，能够减少由配线长度差导致的信号传播延迟和从ldd 20到光发射元件13的配线长度，减少由于配线回路导致的电感，减少vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。此外，由于散热构件18配置在fowlp 21内部，因此能够抑制伴随激光发射的温度升高。
[0119]
《3.根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的配置示例》
[0120]
[第二实施方案的基本配置示例]
[0121]
图9是示出了根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的基本配置示例的图。如图9的a和图9的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上配置在封装的中央。四个ldd 20配置成围绕vcsel 10彼此面对。此外，在vcsel 10周围配置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2的情况类似，该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
[0122]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。然后，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0123]
本实施方案的图9的配置与上述图4的配置在四个ldd 20和电路配置方面不同。其他配置与图4的相同。因此，省略对图9的b的截面图的说明。
[0124]
接下来，将具体说明光发射元件13的电路配置。如图12的a和图12的b所示，布置在vcsel 10中的总共36个光发射元件13被分成四组，这四组是坐标a1至a3、b1至b3的组、坐标a4至a6、b1至b3的组、坐标a1至a3、b4至b6的组以及坐标a4至a6、b4至b6。
[0125]
另外，如图12的b所示，在各个组中，三个光发射元件13的正电极彼此并联电连接。类似地，在组中，沿水平方向布置的三个光发射元件13的负电极彼此并联电连接。
[0126]
在坐标a1至a3、b1至b3的组和坐标a4至a6、b1至b3的组中，沿垂直方向布置的三个光发射元件13的正电极分别在坐标a1至a3和坐标a4至a6处连接至开关s1至s3和s4至s6以及电容器c1至c3和c4至c6的一端。此外，开关s1至s3和s4至s6的另一端连接至电源电路。
[0127]
类似地，在坐标a1至a3、b4至b6的组和坐标a4至a6、b4至b4的组中，沿垂直方向布置的三个光发射元件13的正电极分别在坐标a1到a3和坐标a4到a6处连接至开关s11至s13和s14至s16以及电容器c11至c13和c14至c16的一端。此外，开关s11至s13和s14至s16的另一端连接至电源电路。
[0128]
在坐标a1至a3、b1至b3的组和坐标a1至a3、b4至b6的组中，对于每个组，沿水平方向布置的三个光发射元件13的负电极彼此并联连接，并且负电极分别连接至内置于ldd 20中的驱动元件(例如mos fet)t1至t3和t4至t6的漏极。此外，驱动元件t1至t3和t4至t6的源极连接至地。
[0129]
类似地，在坐标a4至a6、b1至b3的组和坐标a4至a6、b4至b6的组中，对于每个组，沿水平方向布置的三个光发射元件13的负电极彼此并联连接，并且负电极分别连接至内置于ldd 20中的驱动元件t11至t13和t14至t16的漏极。此外，驱动元件t11至t13和t14至t16的源极连接至地。
[0130]
接下来，将鉴于例如连接至坐标a1、b1的光发射元件13，参照图12说明使vcsel 10的光发射元件13发光的顺序。(1)首先，接通开关s1以对电容器c1充电。(2)接下来，导通驱动元件t1。(3)因此，电流流过连接至坐标a1、b1的光发射元件13以发光。(4)截止驱动元件t1，因此，电流不流过光发射元件13，并且发光停止。在这种情况下，电流采用如图12的a的箭头45所示的坐标a1、光发射元件13和坐标b1的路径。注意，以类似的方式配置连接至坐标a1、b6、坐标a6、b1和坐标a6、b6的光发射元件13。(5)此外，可以在(1)被执行的状态下通过对期望的光发射元件13执行(2)至(4)来执行单独的发光控制。
[0131]
接下来，作为示例将说明连接至坐标a3、b3的光发射元件13。(1)首先，接通开关s3以对电容器c3充电。(2)接下来，导通驱动元件t3。(3)因此，电流流过连接至坐标a3、b3的光发射元件13以发光。(4)截止驱动元件t3截止。因此，电流不流过光发射元件13，并且发光停止。在这种情况下，电流采用如图12的a的箭头46所示的坐标a3、光发射元件13和坐标b3的路径。注意，以类似的方式配置连接至坐标a3、b4、坐标a4、b3和坐标a4、b4的光发射元件13。
[0132]
如上所述，在第二实施方案的基本配置示例中，在连接至坐标a1、b1的光发射元件13中，电流在箭头45所示的流经一个光发射元件13的路径中流动，而在连接至坐标a3、b3的光发射元件13中，电流在箭头46所示的流经五个光发射元件13的路径中流动。即，用于使电流流动的配线长度的最短路径与最长路径的比率为2:6。此外，配线长度的差为6-2＝4。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高至6/12，并且配线长度差提高至4/10。因此，能够减少由于配线长度差导致的信号传播的延迟和从ldd 20至光发射元件13的配线长度，减少由于配线回路导致的电感，减少vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。
[0133]
以上说明是关于坐标a1至a3、b1至b3的组的情况，并且其他组是类似的。因此，能够获得上述改进效果。
[0134]
[第二实施方案的第一变形例]
[0135]
图10是示出了根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的第一变形例的图。如图10的a和图10的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上设置在封装的中央。四个ldd 20围绕vcsel 10配置为彼此面对。另外，在vcsel 10周围设置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2中的情况类似，该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
[0136]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。另外，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0137]
本实施方案的图10的配置与上述图9所示的根据第二实施方案的基本配置示例的不同之处在于，在基板12中内置有四个ldd 20，并且在基板12中设置有散热构件18。其他配置与上述图5所示的第一实施方案的第一变形例的配置相同。此外，散热构件18与图5所示的第一实施方案的第一变形例的散热构件类似。因此，省略对图10的b的截面图的说明。
[0138]
接下来，将说明光发射元件13的电路配置。如图12的a和图12的b所示，布置在vcsel 10中的总共36个光发射元件13被分成四组，这四组是坐标a1至a3、b1至b3的组、坐标a4至a6、b1至b3的组、坐标a1至a3、b4至b6的组以及坐标a4至a6、b4至b6的组。这与上述第二实施方案的基本配置示例相同。因此，省略对电路配置的说明。
[0139]
接下来，布置在vcsel 10的矩阵中的36个光发射元件13被分成如上所述的四组，并且各光发射元件13的电路配置和使光发射元件13发光的顺序与第二实施方案的基本配置示例的类似。因此，省略对电路配置和顺序的说明。
[0140]
如上所述，关于用于使电流流动的配线长度，以与第二实施方案的基本配置示例类似的方式，在第一变形例中，在连接至坐标a1、b1的光发射元件13中，电流在箭头45所示的流经一个光发射元件13的路径中流动，而在连接至坐标a3、b3的光发射元件13中，电流在箭头46所示的流经五个光发射元件13的路径中流动。即，用于使电流流动的配线长度的最短路径与最长路径的比率为2:6。此外，配线长度的差为6-2＝4。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高至6/12，并且配线长度差提高至4/10。因此，能够减少由于配线长度差导致的信号传播延迟和从ldd 20至光发射元件13的配线长度，减少了由于配线回路导致的电感，减少了vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。
[0141]
以上说明是关于坐标a1至a3、b1至b3的组的情况，并且其他组是类似的。因此，能够获得上述改进效果。
[0142]
[第二实施方案的第二变形例]
[0143]
图11是示出了根据第二实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的第二变形例的图。如图11的a和图11的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上配置在封装的中央。四个ldd 20配置成围绕vcsel 10以彼此面对。另外，在vcsel 10周围配置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2的情况类似，该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
[0144]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。另外，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0145]
本实施方案的图11的配置与上述图9所示的根据第二实施方案的基本配置示例的不同之处在于，封装结构具有配置在fowlp 21中的四个ldd 20，并且设置有散热构件18。光发射元件13的其他配置和电路配置与图9的情况相同。即，光发射元件13被划分为四组，这四组是坐标a1至a3、b1至b3的组、坐标a4至a6、b1至b3的组、坐标a1至a3、b4至b6的组、以及坐标a4至a6、b4至b6的组。
[0146]
在fowlp 21中布置本实施方案中图11所示的四个ldd 20的封装结构与在fowlp 21中布置第一实施方案的第二变形例中图6所示的两个ldd 20的封装结构相同。此外，散热构件18类似于图5所示的第一实施方案的第一变形例的散热构件。因此，省略对散热构件18的说明。
[0147]
然后，各光发射元件13的电路配置和使光发射元件13发光的顺序与图12的a和图12的b所示的第二实施方案的基本配置示例的类似。因此，省略对各光发射元件13的电路配置的说明和顺序的说明。
[0148]
如上所述，对于用于使电流流动的配线长度，以与第二实施方案的基本配置示例类似的方式，在第二变形例中，在连接至坐标a1、b1的光发射元件13中，电流在箭头45所示的流经一个光发射元件13的路径中流动，而在连接至坐标a3、b3的光发射元件13中，电流在箭头46所示的流经五个光发射元件13的路径中流动。即，用于使电流流动的配线长度的最短路径与最长路径的比率为2:6。此外，配线长度的差为6-2＝4。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高至6/12，并且配线长度差提高至4/10。因此，能够减少由于配线长度差导致的信号传播的延迟和从ldd 20至光发射元件13的配线长度，减少了由于配线回路导致的电感，减少了vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。
[0149]
以上说明是关于坐标a1至a3、b1至b3的组的情况，并且其他组是类似的。因此，能够获得上述改进效果。
[0150]
《4.根据第三实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的配置示例》
[0151]
[第三实施方案的基本配置示例]
[0152]
图13是示出了根据第三实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的基本配置示例的图。如图13的a和图13的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上配置在封装的中央。在基板12中vcsel 10正下方配置有具有与vcsel 10基本相同轮廓的一个ldd 20。另外，在vcsel 10周围配置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2的情况类似，该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
[0153]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。然后，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0154]
本实施方案中图13的配置和上述图2所示的基本配置示例的共同之处在于，有一个ldd 20。另一方面，本实施方案中图13的配置与图2所示的基本配置示例的不同之处在于，ldd 20配置在vcsel 10的正下方，而且在基板12中，并且ldd 20具有与vcsel 10基本相同的尺寸，但是电路配置不同。
[0155]
下文中，将说明该结构。如图13的b的截面图所示，各光发射元件13通过连接电极14电连接至基板12。例如，基板12设置有配线层，并且如图15b的电路图所示，各光发射元件13的负电极通过形成在配线层中的连接通孔22(未图示)以一对一的方式连接至配置在vcsel 10正下方的ldd 20的驱动元件t1至t36的各个漏极。
[0156]
即，如图15a的布置图所示，ldd 20的尺寸与vcsel 10的尺寸基本相同，并且ldd 20的36个驱动元件t1至t36分别布置在以矩阵形式布置的36个光发射元件13的正下方。另外，驱动元件t1至t36配置为以一对一地方式驱动光发射元件13。
[0157]
各光发射元件13的正电极连接至各个开关s1至s36的一端和各个电容器c1至c36的正电极。电容器c1至c36的负电极连接至地。此外，开关s1至s36的另一端连接至电源电路。
[0158]
光发射元件13的负电极分别连接至驱动元件(mos fet)t1至t36的漏极。此外，驱动元件(mos fet)t1至t36的源极连接至地。此外，来自ldd 20外部的输入信号等经由基板
12的配线层电连接至外部端子15。
[0159]
接下来，将鉴于例如连接至坐标a1、b1的光发射元件13，基于图15b的电路图说明使vcsel 10的光发射元件13发光的顺序。(1)首先，接通开关s1以对电容器c1充电。(2)接下来，导通驱动元件t1。(3)因此，电流流过连接至坐标a1、b1的光发射元件13以发光。(4)截止驱动元件t1。因此，电流不流过光发射元件13，并且发光停止。在这种情况下，电流采用如下路径，其中电流从图15a的坐标a1、b1处的正电极(阳极配线)流入，并且经由负电极(阴极配线)返回至地。注意，以类似的方式配置连接至坐标a2、b2至a6、b6的其他光发射元件13，因此，将省略光发射元件13的说明。(5)此外，可以在(1)被执行的状态下通过对期望的光发射元件13执行(2)至(4)来执行单独的发光控制。
[0160]
如上所述，在第三实施方案的基本配置示例中，对于连接至坐标a1、b1的光发射元件13，电流采用如下路径，其中，电流从图15a的坐标a1、b1处的正电极(阳极配线)流入，并且经由负电极(阴极配线)返回至地。
[0161]
即，用于使电流流动的配线长度是相同的，并且对于任何光发射元件13都是1。因此，配线长度的最短路径与最长路径的比率为1:1。此外，配线长度的差为1-1＝0。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高至1/12，并且配线长度差提高至0。因此，能够减少由于配线长度差导致的信号传播的延迟和从ldd 20至光发射元件13的配线长度，减少了由于配线回路导致的电感，减少了vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。
[0162]
注意，由于驱动元件t1至t36配置为以一对一的方式驱动光发射元件13，因此可以按布置顺序逐个循环驱动或者可以随机驱动光发射元件13。此外，可以同时驱动多个光发射元件13，并且可以实现激光照射的所有变化。
[0163]
[第三实施方案的变形例]
[0164]
图14是示出了根据第三实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的变形例的图。如图14的a和图14的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上配置在封装的中央。在基板12中在vcsel 10正下方配置有具有与vcsel 10基本上相同轮廓的一个ldd 20。此外，在vcsel 10周围配置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2的情况类似，该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
[0165]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。此外，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0166]
本实施方案中图14的配置与上述图13所示的根据第三实施方案的基本配置示例的不同之处在于，在封装结构的fowlp 21中配置了一个具有与vcsel 10基本上相同轮廓的ldd 20。其他配置与图13的情况相同。因此，省略对散热构件18的说明。
[0167]
此外，光发射元件13的电路配置与图15的情况相同。因此，省略对电路配置的说明。此外，各光发射元件13的电路配置和使光发射元件13发光的顺序与第三实施方案的基本配置示例的类似。因此，省略对顺序的说明。
[0168]
如上所述，在第三实施方案的变形例中，对于连接至坐标a1、b1的光发射元件13，电流采用如下路径，其中，电流从图15a的坐标a1、b1处的正电极(阳极配线)流入，并且经由负电极(阴极配线)返回至地。
[0169]
即，用于使电流流动的配线长度是相同的，并且对于任何光发射元件13都是1。因此，配线长度的最短路径与最长路径的比率为1:1。此外，配线长度的差为1-1＝0。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高至1/12，并且配线长度差提高至0。因此，能够减少由于配线长度差导致的信号传播的延迟和从ldd 20至光发射元件13的配线长度，减少了由于配线回路导致的电感，减少了vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。
[0170]
注意，由于以与第三实施方案的基本配置示例的情况类似的方式，驱动元件t1至t36配置为以一对一的方式驱动光发射元件13，因此可以按布置顺序逐个循环驱动或者可以随机驱动光发射元件13。此外，可以同时驱动多个光发射元件13，并且可以实现激光照射的所有变化。
[0171]
《5.根据第四实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的配置示例》
[0172]
[第四实施方案的基本配置示例]
[0173]
图16是示出了根据第四实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的基本配置示例的图。如图16的a和图16的b所示，半导体激光驱动装置1的vcsel 10基本上配置在封装的中央。在基板12中在vcsel 10的基本上中央的正下方配置有一个ldd 20。此外，在vcsel 10周围配置有电容器30。vcsel 10配置为使得发射激光的光发射元件13以栅格(矩阵)形式布置在基板12上。与图2的情况类似，该图示出了包括6个垂直光发射元件乘6个水平光发射元件的总共36个光发射元件13以矩阵形式布置的示例。
[0174]
此外，与图2的情况类似，在各光发射元件13的上表面上，以与各光发射元件13的布置相对应的矩阵形式形成mla 16。此外，用底部填充物19密封vcsel 10的外围。
[0175]
本实施方案中图16的配置和上述图2的基本配置示例的共同之处在于，有一个ldd 20。另一方面，该配置的不同之处在于，ldd 20配置在vcsel 10的基本上中央的正下方，ldd 20配置在基板12中，并且在ldd 20的左侧和右侧隔着ldd 20布置有两个散热构件18和18。此外，图16的配置与上述第三实施方案的基本配置示例中图13的配置的不同之处在于，ldd 20的尺寸小于vcsel 10的尺寸，在基板12中配置有两个散热构件18，并且电路配置不同。其他配置与上述图13所示的第三实施方案的基本配置示例相同。此外，散热构件18类似于图5所示的第一实施方案的第一变型的散热构件。因此，省略对图16的b的截面图的说明。
[0176]
接下来，将说明电路配置。在本实施方案中，由于ldd 20设置在vcsel 10的正下方，因此能够缩短配线长度。因此，通过根据配线方法改变内置在ldd 20中的驱动元件t1至t36的数量，可以应对上述图3的b、图7的b、图12的b和图15b的任何电路配置。这里，将说明通过图3的b的电路进行配置的示例。
[0177]
在图3的b的电路示例中，在坐标b1至b6处沿垂直方向布置的六个光发射元件13的正电极彼此并联电连接。类似地，如图3的a和图3的b所示，沿水平方向布置的坐标a1至a6的六个光发射元件13的负电极彼此并联电连接。
[0178]
在坐标b1至b6处沿垂直方向布置的六个光发射元件13的正电极分别连接至布置在坐标a1至a6处的开关s1至s6的一端和电容器c1至c6的正电极。此外，电容器c1至c6的负电极连接至地。然而，在使用非极性电容器的情况下，正电极、负电极等的极性无关紧要。此外，开关s1至s6的另一端连接至电源电路。
[0179]
沿水平方向布置的六个光发射元件13的负电极分别连接至布置在坐标b1至b6处
的ldd 20的驱动元件t1至t6的漏极。此外，驱动元件t1至t6的源极连接至地。此外，各个光发射元件13配置为使得通过选择坐标a1至a6和b1至b6中的任何一者来驱动驱动元件t1至t6中的各者。此外，来自ldd 20外部的输入信号等经由基板12的配线层电连接至外部端子15。
[0180]
如上所述，在电路图上，本实施方案的电路配置与图3的b的电路配置相同。然而，光发射元件13和ldd 20的驱动元件t1至t6之间的连接可以具有与图3的描述不同的方面。
[0181]
图18是如下情况的示例，其中，如图3的a所示布置光发射元件13，电路图与图3的b的相同，但以与图3的b不同的方式进行实际配线的连接。如图18所示，在坐标a3至a4、b3处沿水平方向布置ldd 20的驱动元件t1至t3。另外，驱动元件t1连接至坐标a3、b1的金属层24，其中，光发射元件13的负电极沿水平方向彼此并联电连接。此外，驱动元件t2连接至坐标a4、b2的金属层24，其中，光发射元件13的负电极沿水平方向彼此并联电连接。类似地，驱动元件t3连接至坐标a5、b3的金属层24，其中，光发射元件13的负电极沿水平方向彼此并联电连接。
[0182]
此外，如图18所示，在坐标a3至a4、b4处沿水平方向布置ldd 20的驱动元件t4至t6。另外，驱动元件t4连接至坐标a2、b4的金属层24，其中，光发射元件13的负电极沿水平方向彼此并联电连接。此外，驱动元件t5连接至坐标a4、b5的金属层24，其中，光发射元件13的负电极在水平方向上彼此并联电连接。类似地，驱动元件t6连接至坐标a4、b6的金属层24，其中，光发射元件13的负电极沿水平方向彼此并联电连接。注意，配线被期望地配线以优化最短路径和最长路径之间的差以及配线长度。即，对于驱动元件t1至t6连接至金属层24，在检查最短路径和最长路径之间的平衡的同时，决定驱动元件t1到t6将连接至金属层24的坐标a1至a6、b1至b6中的哪一个就足够了。
[0183]
在如上所述的各光发射元件13与各个驱动元件t1至t6之间的连接状态下，各光发射元件13的电路配置和使光发射元件13发光的顺序与上述图3的a和图3的b的半导体激光驱动装置的封装结构的示例类似。因此，省略对顺序的说明。
[0184]
由于如上所述配置本实施方案的基本配置示例，例如，电流在如图18所示的箭头47所示的穿过五个光发射元件13的路径中流过在与驱动元件t1连接的坐标a6、b1处的光发射元件13，而电流在箭头48所示的穿过一个光发射元件13的路径中流过在与驱动元件t3连接的坐标a5、b3处的光发射元件13。即，用于使电流流动的配线长度在前一种情况下为5，并且在后一种情况中为1。因此，用于使电流流动的配线长度的最短路径与最长路径的比率为1:5。此外，配线长度的差为5-1＝4。以这种方式，尽管与图3的电路配置相同的电路配置，但由于在本实施方案中ldd 20配置在vcsel 10的正下方，因此能够缩短配线长度。如上所述，与图3的情况相比，配线长度提高至5/12，并且配线长度差提高至4/10。
[0185]
此外，由于配线长度差导致的信号传播的延迟和从ldd 20之光发射元件13的配线长度可以减少，因此减少了由于配线回路导致的电感，减少了vcsel 10的驱动波形的上升/下降时间，并且能够改善波形失真。
[0186]
此外，在本实施方案中，由于在基板12的vcsel 10的大致中央的正下方配置有一个ldd 20，因此，驱动元件t1至t6可以在坐标b1至b6的电路的任何部分处彼此连接，其中负电极沿水平方向彼此并联电连接。因此，可以自由地调整最短路径与最长路径之间的差。因此，能够获得最佳的改善效果。此外，在不增加驱动元件t1至t6的数量的情况下，可以使用
简单的电路配置实现这些效果。
[0187]
此外，在本实施方案中，在基板12的vcsel 10的大致中央的正下方配置有一个ldd 20。因此，以与上述第三实施方案中图15的描述类似的方式，驱动元件t1至t36可以内置在ldd 20中，并且驱动元件t1到t36中的各者和光发射元件13中的各者可以一对一地彼此连接。即，可以采用任何连接形式，从而可以选择并获得最佳的改进效果。
[0188]
[第四实施方案的变形例]
[0189]
图17是示出了根据第四实施方案的半导体激光驱动装置的封装结构的变形例的图。本实施方案中图17的配置与上述基本配置示例中图16的配置的共同之处在于，有一个ldd 20，ldd 20的尺寸相同，ldd 20位于vcsel 10的大致中央的正下方，并且在封装中配置有两个散热构件18。另一方面，本实施方案中图17的配置与基本配置示例中图16的配置的不同之处在于，封装结构是fowlp 21。其他配置与图16的情况相同。此外，散热构件18类似于图5所示的第一实施方案的第一变变形例的散热构件。因此，省略对散热构件18的构造的说明。
[0190]
此外，本实施方案的变形例的电路配置与本实施方案基本配置示例中图18的相同。另外，在本实施方案的变形例中，由于ldd 20配置在vcsel 10的正下方，因此能够缩短配线长度。因此，以与本实施方案的基本配置示例类似的方式，通过根据配线方法改变内置在ldd 20中的驱动元件t1至t36的数量，可以应对上述图3的b、图7的b、图12的b和图15b的任何电路配置。因此，省略对电路配置和电路操作的说明。
[0191]
由于如上所述配置本实施方案，因此可以获得与第四实施方案的基本配置示例所述的类似的效果。即，用于使电流流动的配线长度在前一种情况下为5，并且在后一种情况中为1。因此，用于使电流流动的配线长度的最短路径与最长路径的比率为1:5。此外，配线长度的差为5-1＝4。
[0192]
《6.包括根据本技术的半导体激光驱动装置的车辆控制系统的配置示例》
[0193]
本公开的半导体激光驱动装置的技术可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以实现为安装在诸如汽车、电动车辆、混合动力车辆、摩托车、自行车、建筑机械或农业机械(拖拉机)等的任何类型的车辆上或者诸如个人移动装置、飞机、无人机、船舶或机器人等移动体上的装置。
[0194]
图21是示出作为可以应用本公开的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统7000的示意性配置示例的框图。车辆控制系统7000包括经由通信网络7010彼此连接的多个电子控制单元。在图21所示的示例中，车辆控制系统7000包括驱动系统控制单元7100、车身系统控制单元7200、电池控制单元7300、车外信息检测单元7400、车内信息检测单元7500和集成控制单元7600。例如，连接多个控制单元的通信网络7010可以是符合诸如控制器局域网(can)、局域互联网络(lin)、局域网(lan)或flexray(注册商标)等任何标准的车载通信网络。
[0195]
各个控制单元包括根据各种程序执行算术处理的微型计算机、存储由微型计算机执行的程序、用于各种计算的参数等的存储器、以及驱动要控制的各种装置的驱动电路。各个控制单元包括用于经由通信网络7010与其他控制单元通信的网络i/f、以及用于通过有线通信或无线通信与车辆内部和外部的设备、传感器等通信的通信i/f。作为集成控制单元7600的功能配置，图21示出了微型计算机7610、通用通信i/f 7620、专用通信i/f 7630、定
位单元7640、信标接收器7650、车载设备i/f 7660、声音图像输出单元7670、车载网络i/f 7680和存储器7690。其他控制单元类似地包括微型计算机、通信i/f、存储器等。
[0196]
驱动系统控制单元7100根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元7100用作如下装置的控制装置：诸如内燃机或驱动马达等用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置、用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、用于调整车辆转向角的转向机构、用于产生车辆制动力的制动装置等。驱动系统控制单元7100可以具有作为诸如防抱死制动系统(abs)或电子稳定控制器(esc)等控制装置的功能。
[0197]
车辆状态检测器7110连接至驱动系统控制单元7100。车辆状态检测器7110例如包括检测车身的轴向旋转运动的角速度的陀螺仪传感器、检测车辆的加速度的加速度传感器、或检测加速踏板的操作量、制动踏板的操作量、方向盘的转向角、发动机转速、车辆转速等的传感器中的至少一者。驱动系统控制单元7100通过使用从车辆状态检测器7110输入的信号执行算术处理，并且控制内燃机、驱动马达、电动转向装置、制动装置等。
[0198]
车身系统控制单元7200根据各种程序控制设置在车身上的各种类型的装置的操作。例如，车身系统控制单元7200用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯、雾灯等的各种灯的控制装置。在这种情况下，可以向车身系统控制单元7200输入从替代钥匙的移动装置发送的无线电波或者各种开关的信号。车身系统控制单元7200接收这些无线电波或者信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置或车灯等。
[0199]
电池控制单元7300根据各种程序控制作为驱动马达的电源的蓄电池7310。例如，从包括蓄电池7310的电池装置向电池控制单元7300输出关于电池温度、电池输出电压、电池的电池电平等的信息。电池控制单元7300通过使用这些信号执行算术处理，并且执行蓄电池7310的温度调节控制或电池装置中包括的冷却装置等的控制。
[0200]
车外信息检测单元7400检测关于包含车辆控制系统7000的车辆的外部的信息。例如，摄像单元7410或车外信息检测器7420中的至少一个连接至车外信息检测单元7400。成像单元7410包括飞行时间(tof)相机、立体相机、单眼相机、红外相机或其他相机中的至少一者。车外信息检测器7420例如包括用于检测当前天气或天气的环境传感器或用于检测安装有车辆控制系统7000的车辆周围的其他车辆、障碍物、行人等的周围信息检测传感器中的至少一者。
[0201]
环境传感器可以是例如检测下雨天气的雨滴传感器、检测雾的雾传感器、检测日照程度的日照传感器或检测降雪的雪传感器中的至少一者。周围信息检测传感器可以是超声波传感器、雷达装置或光检测和测距、激光成像检测和测距(lidar)装置中的至少一者。成像单元7410和车外信息检测器7420可以设置为独立的传感器或装置，或者可以设置为集成了多个传感器或装置的装置。
[0202]
这里，图22示出了成像单元7410和车外信息检测器7420的安装位置的示例。成像单元7910、成像单元7912、成像单元7914、成像单元7916和成像单元7918例如设置在车辆7900的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门或车辆内部的挡风玻璃的上部中的至少一个位置处。设置在前鼻处的成像单元7910和设置在车辆内部的挡风玻璃上部的成像单元7918主要获取车辆7900的前方的图像。设置在侧视镜上的成像单元7912和成像单元7914主要获取车辆7900两侧的图像。设置在后保险杠或后门上的成像单元7916主要获取车辆7900的后方的图
像。设置在车辆内部的挡风玻璃上部的成像单元7918主要用于检测前行车辆、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。
[0203]
注意，图22示出了成像单元7910、成像单元7912、成像单元7914和成像单元7916的成像范围的示例。成像范围a表示设置在前鼻的成像单元7910的成像范围。成像范围b和c分别表示设置在侧视镜的成像单元7912和成像单元7914的成像范围。成像范围d表示设置在后保险杠或后门的成像单元7916的成像范围。例如，通过叠加由成像单元7910、成像单元7912、成像单元7914和成像单元7916成像的图像数据获得从上方观察的车辆7900的鸟瞰图像。
[0204]
设置在车辆7900的前部、后部、侧面、拐角和内部的挡风玻璃的上部的车外信息检测器7920、车外信息检测器7922、车外信息检测器7924、车外信息检测器7926、车外信息检测器7928和车外信息检测器7930例如可以是超声波传感器或雷达装置。设置在前鼻、后保险杠、后门和车辆7900内部的挡风玻璃上部的车外信息检测器7920、车外信息检测器7926和车外信息检测器7930例如可以是lidar装置。车外信息检测器7920至7930主要用于检测前方车辆、行人、障碍物等。
[0205]
再次参照图21，将继续说明。车外信息检测单元7400使成像单元7410对车辆外部的图像数据成像，并且接收所成像的图像数据。此外，车外信息检测单元7400从连接的车外信息检测器7420接收检测信息。在车外信息检测器7420是超声波传感器、雷达装置或lidar装置的情况下，车外信息检测单元7400发送超声波、电磁波等，并且接收关于接收到的反射波的信息。基于接收到的信息，车外信息检测单元7400可以执行检测诸如人、车辆、障碍物、标志、道路面上的字符等对象的处理，或者检测到其距离的处理。车外信息检测单元7400可以基于接收到的信息执行识别降雨、雾、路面状况等的环境识别处理。车外信息检测单元7400可以基于接收到的信息来计算到车外目标的距离。
[0206]
此外，基于接收到的图像数据，车外信息检测单元7400可以执行识别人、车辆、障碍物、标志、路面上的字符等的图像的处理，或者检测距其距离的处理。车外信息检测单元7400可以执行失真校正、接收的图像数据的对准等处理，并且组合由不同成像单元7410拍摄的图像数据以生成鸟瞰图像或全景图像。车外信息检测单元7400可以通过使用由不同成像单元7410拍摄的图像数据来执行视点转换的处理。
[0207]
车内信息检测单元7500检测关于车辆内部的信息。检测例如驾驶员的状态的驾驶员状态检测器7510连接至车内信息检测单元7500。驾驶员状态检测器7510可以包括对驾驶员进行成像的照相机、检测关于驾驶员的生物信息的生物传感器、收集车辆内部声音的麦克风等。生物传感器例如设置在座椅表面、方向盘等上，并且检测关于坐在座椅上的乘员或保持方向盘的驾驶员的生物信息。基于从驾驶员状态检测器7510输入的检测信息，车内信息检测单元7500可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的集中程度，或者可以确定驾驶员是否正在打盹。车内信息检测单元7500可以执行从收集的声音信号中消除噪声等的处理。
[0208]
集成控制单元7600根据各种程序控制车辆控制系统7000的整体操作。输入单元7800连接至集成控制单元7600。输入单元7800例如通过诸如触摸面板、按钮、麦克风、开关或可以由乘员操作以进行输入的操纵杆等的装置来实现。可以向集成控制单元7600输入通过对由麦克风输入的声音执行音频识别而获得的数据。输入单元7800例如可以是使用红外线或其他无线电波的远程控制装置，或与车辆控制系统7000的操作相对应的诸如移动电话
7630、定位单元7640、信标接收器7650、车载设备i/f 7660或车载网络i/f 7680中的至少一个获取的信息，根据各种程序控制车辆控制系统7000。例如，微型计算机7610可以基于所获取的关于车辆内部或外部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元7100输出控制命令。例如，微型计算机7610可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(adas)的功能的协作控制，adas功能包括车辆的碰撞避免或冲击减缓、基于跟车距离的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道警告等。此外，微型计算机7610可以基于所获取的关于车辆外部或内部的信息通过控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等来执行旨在自动驾驶的协作控制，所述自动驾驶使得车辆能够在不依赖驾驶员等的操作的情况下自主的行驶。
[0217]
微型计算机7610可以基于经由通用通信i/f 7620、专用通信i/f7630、定位单元7640、信标接收器7650、车载设备i/f 7660或车载网络i/f 7680中的至少一者获取的信息生成车辆与诸如周围建筑物或人等目标之间的三维距离信息，并且创建包括车辆当前位置的周围信息的本地地图信息。此外，微型计算机7610可以基于所获取的信息来预测诸如车辆碰撞、行人等接近或者进入封闭道路等危险，并且生成警告信号。例如，警告信号可以是用于产生警告声音或打开警告灯的信号。
[0218]
声音图像输出单元7670将声音或图像中的至少一者的输出信号发送至能够视觉或听觉上向车辆的乘客或车辆的外部通知信息的输出装置。在图21的示例中，音频扬声器7710、显示单元7720和仪表板7730被示出为输出装置。例如，显示单元7720可以包括车载显示器或平视显示器中的至少一者。显示单元7720可以具有增强现实(ar)显示功能。输出装置可以是除上述装置之外的诸如可佩戴装置，例如由乘客佩戴的耳机或眼镜型显示器、投影仪或灯等装置。在输出装置是显示装置的情况下，显示装置以诸如文本、图像、表格和图表等各种格式可视地显示由微型计算机7610执行的各种处理获得的结果或从其他控制单元接收的信息。此外，在输出装置是声音输出装置的情况下，声音输出装置将包括再现的声音数据、声学数据等的音频信号转换成模拟信号，并且在听觉上输出该模拟信号。
[0219]
注意，在图21所示的示例中，经由通信网络7010连接的至少两个控制单元可以集成为一个控制单元。或者，每个控制单元可以包括多个控制单元。此外，车辆控制系统7000可以包括其他控制单元(未图示)。此外，在以上说明中，由任何控制单元执行的功能中的一些或全部可以包括在其他控制单元中。即，只要经由通信网络7010发送和接收信息，任意控制单元都可以执行预定的算术处理。类似地，连接至任意控制单元的传感器或装置可以连接至其他控制单元，并且多个控制单元可以经由通信网络7010相互发送和接收检测信息。
[0220]
注意，参照图1说明的根据本实施方案的半导体激光驱动装置1可以安装在任何控制单元等上。此外，还可以提供安装有这种半导体装置的激光发生器110和lidar 100。
[0221]
在上述车辆控制系统7000中，根据参照图1说明的本实施方案的半导体激光驱动装置1可以应用于图21所示的应用示例的车外信息检测器7420。例如，光发射元件控制器111产生用于发射激光的信号，并且将该信号输出至ldd 20。ldd 20通过来自光发射元件控制器111的信号驱动vcsel 10以脉冲形式发射激光，扫描机构102利用激光102a扫描存在于车辆前方的目标103。
[0222]
扫描的激光102a击中目标103，然后作为反射光103a返回lidar100。反射光103a经由聚光透镜104由光接收元件105接收，从光信号转换成电信号，并且输入至测量电路106。
[0223]
测量电路106包括adc 106a、tdc 106b和测距算法，并且通过测距算法测量激光102a和反射光103a之间的时间差，并且测量车辆和目标103之间的距离。
[0224]
由测量电路106测量的各种数据从lidar 100传递至作为车辆控制系统7000的配置单元的车外信息检测单元7400。即，lidar 100是检测存在于车辆外部的目标103并且将关于目标103的信息传递至车外信息检测单元7400的车外信息检测器7420。
[0225]
在上述实施方案中，可以提供：分区发射方案的半导体激光器驱动装置，其缩短ldd和vcsel之间的配线长度，并且减少由于远离ldd定位的vcsel的光发射元件的配线长度的影响而导致的光发射脉冲的延迟；包括该半导体激光驱动装置的lidar以及包括该半导体激光驱动装置的车辆。
[0226]
上述实施方案的说明是本技术的示例，并且本技术不限于上述实施方案。为此，当然，即使在除了上述实施方案之外的情况下，在不脱离本公开的技术思想的情况下也可以根据设计等进行各种变形。
[0227]
此外，这里说明的效果仅仅是示例并且不受限制性的，此外，还可以获得其他效果。此外，可以以任何方式组合上述实施方案的配置。因此，这里说明的配置示例仅仅是示例，并且不限于本说明的配置实例。
[0228]
注意，本技术可以具有以下配置。
[0229]
(1)一种半导体激光驱动装置，其包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个以上激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。
[0230]
(2)一种半导体激光驱动装置，其包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。
[0231]
(3)在根据(2)所述的半导体激光驱动装置中，所述激光二极管驱动器的各个所述驱动元件配置在所述垂直腔表面半导体激光器所包括的所述多个光发射元件的下方，并且直接连接至所述光发射元件中的各者以进行驱动。
[0232]
(4)在根据(1)或(2)所述的半导体激光驱动装置中，所述激光二极管驱动器配置为能够通过可充电地连接至电源线的电容器的充电电荷来驱动所述垂直腔表面半导体激光器的所述光发射元件中的各者。
[0233]
(5)在根据(1)或(2)所述的半导体激光驱动装置中，所述垂直腔表面半导体激光器的表面上设置有微透镜阵列(mla)。
[0234]
(6)在根据(1)或(2)所述的半导体激光驱动装置中，所述垂直腔表面半导体激光器具有包括au凸块、焊料凸块或cu柱凸块的连接电极。
[0235]
(7)在根据(1)至(2)所述的半导体激光驱动装置中，所述激光二极管驱动器的电路表面内置在基板或扇出型晶圆级封装(fowlp)中，所述电路表面处于面向所述垂直腔表面半导体激光器的安装表面侧的状态。
[0236]
(8)在根据(7)所述的半导体激光驱动装置中，在所述基板或所述扇出型晶圆级封装(fowlp)中内置有散热构件。
[0237]
(9)在根据(7)所述的半导体激光驱动装置中，所述基板或所述扇出型晶圆级封装(fowlp)包括平面网格阵列(lga)或球栅格阵列(bga)的外部端子。
[0238]
(10)一种lidar，其包括：半导体激光驱动装置，该半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个以上激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围，并且包括多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光；或半导体激光驱动装置，该半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器，以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。
[0239]
(11)一种车辆，其包括半导体激光驱动装置，该半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个以上激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围，并且包括多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光；或半导体激光驱动装置，该半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。
[0240]
附图标记列表
[0241]
1半导体激光器驱动装置
[0242]
10垂直腔表面发射激光器(vcsel)
[0243]
12基板
[0244]
13光发射元件
[0245]
14连接电极
[0246]
15外部端子
[0247]
16微透镜阵列(mla)
[0248]
17半绝缘基板
[0249]
18散热构件
[0250]
18a连接孔
[0251]
18b连接突起
[0252]
19底部填充物
[0253]
20激光二极管驱动器(ldd)
[0254]
21扇出型晶圆级封装(fowlp)
[0255]
22连接通孔
[0256]
23贯穿模具通孔(tmv)
[0257]
24金属层
[0258]
25金属层
[0259]
30电容器
[0260]
40主板
[0261]
100光探测和测距(lidar)
[0262]
101微控制器(mcu)
[0263]
102扫描机构
[0264]
102a激光
[0265]
103目标
[0266]
103a反射光
[0267]
104聚光透镜
[0268]
105光接收元件
[0269]
106测量电路
[0270]
106a模数转换器(adc)
[0271]
106b时间-数字转换器(tdc)
[0272]
110激光发生器
[0273]
7000车辆控制系统
[0274]
7400车外信息检测单元
[0275]
7420车外信息检测器
[0276]
t1至t66驱动元件
[0277]
c1至c66电容
[0278]
s1至s66开关

技术特征：
1.一种半导体激光驱动装置，其包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个以上激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。2.一种半导体激光驱动装置，其包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。3.根据权利要求2所述的半导体激光驱动装置，其中，所述激光二极管驱动器的各个所述驱动元件配置在所述垂直腔表面半导体激光器所包括的所述多个光发射元件的下方，并且直接连接至所述光发射元件中的各者以进行驱动。4.根据权利要求1所述的半导体激光驱动装置，其中，所述激光二极管驱动器配置为能够通过可充电地连接至电源线的电容器的充电电荷来驱动所述垂直腔表面半导体激光器的所述光发射元件中的各者。5.根据权利要求1所述的半导体激光驱动装置，其中，所述垂直腔表面半导体激光器的表面上设置有微透镜阵列(mla)。6.根据权利要求1所述的半导体激光驱动装置，其中，所述垂直腔表面半导体激光器具有包括au凸块、焊料凸块或cu柱凸块的连接电极。7.根据权利要求1所述的半导体激光驱动装置，其中，所述激光二极管驱动器的电路表面内置在基板或扇出型晶圆级封装(fowlp)中，所述电路表面处于面向所述垂直腔表面半导体激光器的安装表面侧的状态。8.根据权利要求7所述的半导体激光驱动装置，其中，在所述基板或所述扇出型晶圆级封装(fowlp)中内置有散热构件。9.根据权利要求7所述的半导体激光驱动装置，其中，所述基板或所述扇出型晶圆级封装(fowlp)包括平面网格阵列(lga)或球栅格阵列(bga)的外部端子。10.一种lidar，其包括：半导体激光驱动装置，所述半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个以上激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围，并且包括多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光；或半导体激光驱动装置，所述半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。11.一种车辆，其包括半导体激光驱动装置，所述半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及至少两个以上激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器周围，并且包括多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器的外围表面连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光；或半导体激光驱动装置，所述半导体激光驱动装置包括具有多个光发射元件的垂直腔表面半导体激光器以及激光二极管驱动器，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直
腔表面半导体激光器下方并且具有多个驱动元件，所述驱动元件从所述垂直腔表面半导体激光器下方连接至所述光发射元件并且使所述光发射元件发光。

技术总结
本发明的目的是提供为分区光发射方案并用于减少由于远离LDD定位的VCSEL的光发射元件的配线长度的影响导致的光发射脉冲的延迟的半导体激光驱动装置；以及设置有所述半导体激光驱动装置的车辆控制系统。本发明配置为包括：具有多个光发射元件(13)的垂直腔表面半导体激光器(10)；以及至少两个激光二极管驱动器(20)，所述激光二极管驱动器配置在所述垂直腔表面半导体激光器(10)周围并且具有多个驱动元件，所述驱动元件使所述光反射元件(13)发光，并且从所述垂直腔表面半导体激光器(10)的外围表面连接至所述光发射元件(13)。外围表面连接至所述光发射元件(13)。外围表面连接至所述光发射元件(13)。


技术研发人员：安川浩永
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：2021.09.28
技术公布日：2023/7/13