1.本公开涉及一种测距装置。
背景技术：2.对于自动驾驶、面部认证、深度信息检测等，使用激光以非接触方式测量距离的技术(例如，lidar：光检测和测距)受到关注。lidar的重要性能之一是可检测距离，并且提高s/n比对于增加可检测距离是至关重要的。此外，还要求仅在距离可测量范围的一部分中增加可检测距离。
3.为了提高s/n比和增加可检测距离，可以考虑增加从光投射单元发射的激光的光强度或增加激光的发射次数。
4.引用文献列表
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利申请特开no.2015-210098
技术实现要素：7.发明要解决的问题
8.然而，由于激光与其他照明光相比每单位面积具有非常高的光强度，因此必须符合激光的安全标准。激光的安全标准因各国家或地区而定，并且其内容也不同。如果为了提高s/n比或增加可检测距离而增加激光的光强度或增加激光的发射次数，则可能无法满足激光的安全标准。
9.因此，本公开提供了一种测距装置，其能够在满足激光的安全标准的同时增加可检测距离。
10.问题的解决方案
11.为了解决上述问题，根据本公开，提供了一种测距装置，包括：
12.光投射单元，其被构造成以二维方式发射光；
13.光接收单元，其包括在二维方向上配置的多个光接收元件；和
14.控制单元，其被构造成控制是否由所述多个光接收元件执行光接收，其中，
15.所述光投射单元包括多个光源单元，和
16.所述多个光源单元包括每单位时间的发射次数彼此不同的两个以上的光源单元。
17.所述控制单元可以控制所述多个光源单元发射光的时机，使得在预定期间内同一光源单元不会发射多次的光。
18.所述光源单元可以发射激光，并且所述预定期间根据激光的安全标准来设定。
19.所述控制单元可以将所述多个光源单元之中的一部分光源单元的每单位时间的发射次数设定为高于其他光源单元的每单位时间的发射次数。
20.所述多个光源单元中的每个可以发射激光，和
21.所述光投射单元可以包括
22.允许激光通过的光学系统，和
23.控制通过所述光学系统的激光的行进方向的微机电系统(mems)反射镜。
24.所述光投射单元可以包括改变由所述mems反射镜反射的激光的方向的光方向改变构件。
25.由所述光方向改变构件反射后的激光的方向可以平行于从所述光源单元发射的激光。
26.所述光投射单元可以包括在二维方向上配置的多个光源单元，和
27.所述多个光源单元中的每个可以能够单独地切换是否发射激光。
28.所述光投射单元可以包括沿着预定方向间隔配置的第一投光器和第二投光器，
29.第一投光器和第二投光器中的每个可以发射在第一方向上延伸的线状光并且使所述线状光扫描第二方向，和
30.第一投光器和第二投光器可以发射各自的线状光，使得从第一投光器发射的线状光和从第二投光器发射的线状光彼此部分地重叠。
31.第一投光器和第二投光器中的每个可以包括所述多个光源单元，和
32.第一投光器中的一部分光源单元和第二投光器中的一部分光源单元可以向从第一投光器发射的线状光和从第二投光器发射的线状光彼此部分重叠的区域发射光。
33.第一投光器中的该部分光源单元和第二投光器中的该部分光源单元可以具有比其他光源单元更多的发射次数。
34.第一投光器中的该部分光源单元和第二投光器中的该部分光源单元可以在相同时机发射光。
35.第一投光器中的该部分光源单元以外的光源单元可以向由第一投光器发射的线状光的所述重叠区域以外的区域发射光，和
36.第二投光器中的该部分光源单元以外的光源单元可以向由第二投光器发射的线状光的所述重叠区域以外的区域发射光。
37.第一投光器中的该部分光源单元以外的两个以上的光源单元和第二投光器中的该部分光源单元以外的两个以上的光源单元可以向所述重叠区域以外的区域轮流地发射光。
38.第一投光器和第二投光器中的每个可以包括：
39.发射激光的光源单元，
40.允许激光通过的光学系统，和
41.控制通过所述光学系统的激光的行进方向的mems反射镜。
42.第一投光器和第二投光器中的每个可以包括改变由所述mems反射镜反射的激光的方向的光方向改变构件。
43.所述光方向改变构件可以是具有倾斜角固定的反射面的反射镜。
44.第一投光器和第二投光器中的每个可以包括在二维方向上配置的多个光源单元，和
45.所述多个光源单元中的每个可以能够单独地切换是否发射激光。
46.所述光接收单元可以配置在与第一投光器和第二投光器中的每个具有大致相等距离的位置处。
47.所述光接收单元可以接收从所述光投射单元发射的光被对象物反射而获得的反射光，和
48.所述测距装置还可以包括测距单元，所述测距单元被构造成通过所述光投射单元发射光的时刻与从所述光投射单元发射的光被对象物反射并由所述光接收单元接收的时刻之间的时间差来测量到所述对象物的距离。
49.根据本发明，提供了一种测距装置，包括：
50.光投射单元，其被构造成以二维方式发射光；和
51.控制单元，其被构造成控制是否由在二维方向上配置的多个光接收元件执行光接收，其中，
52.所述光投射单元包括多个光源单元，和
53.所述多个光源单元包括每单位时间的发射次数彼此不同的两个以上的光源单元。
附图说明
54.图1是示出根据第一实施方案的测距装置的主要部分的构成的图。
55.图2是示出根据第一实施方案的测距装置的示意性构成的框图。
56.图3是光投射单元和光接收单元的立体图。
57.图4a是光投射单元和光接收单元的俯视图。
58.图4b是光投射单元和光接收单元的从x方向的正侧向负侧观察的侧视图。
59.图5是示出其中激光的射束点的短轴方向与mems反射镜的旋转轴线大致平行的示例的图。
60.图6是示出光投射单元内的激光的行进方向的图。
61.图7是用于说明光投射单元和光接收单元之间的位置关系的图。
62.图8是示出从两个光投射单元发射的激光的发射时机的示例的波形图。
63.图9是示出其中光源单元内的多个激光源发光的顺序用数字表示的图。
64.图10是示意性地示出从光投射单元投射的激光的各通道的平均光强度相等的情况的图。
65.图11是示出根据第二实施方案的测距装置的主要部分的图。
66.图12是示出光投射单元的截面结构的示例的截面图。
具体实施方式
67.在下文中，将参照附图说明测距装置的实施方案。在下文中，将主要说明测距装置的主要构成部分，但是测距装置可以具有未示出或说明的构成部分和功能。以下说明不排除未示出或说明的构成部分或功能。
68.(第一实施方案)
69.图1是示出根据第一实施方案的测距装置1的主要部分的构成的图。图2是示出根据第一实施方案的测距装置1的示意性构成的框图。
70.如图1和图2所示，根据第一实施方案的测距装置1包括光投射单元2、光接收单元3和控制单元4。在测距装置1中，光投射单元2、光接收单元3和控制单元4可以被安装或收容在一个基板或壳体上，或者可以被安装或收容在单独的基板或壳体上。更具体地，例如，包
含光投射单元2和光接收单元3的基板或壳体和包含控制单元4的基板或壳体可以被单独设置。
71.光投射单元2以二维方式发射光。例如，将要发射的光是具有均匀相位和频率的相干光，即，激光。例如，设置有多个光投射单元2。图1和图2示出了其中沿着x方向间隔地设置有两个光投射单元2(第一投光器ld1和第二投光器ld2)的示例。两个光投射单元2的内部构成相同。
72.光投射单元2包括光源单元5、光投射光学系统6和mems反射镜7。光源单元5发射激光。在本实施方案中，将说明其中光源单元5包括多个通道的激光源的示例。各通道的激光源可以被单独控制发光时机和熄灭时机。各通道的激光源沿着一个方向配置，并且从各通道的激光源发射的激光的光迹变成线状光5a和5b。在本实施方案中，将说明其中线状光5a和5b的方向是x方向的示例。
73.光投射光学系统6包括一个或多个透镜，用于将从光源单元5发射的激光形成为期望的发散角。由光投射光学系统6成形的激光入射到mems反射镜7上。
74.mems反射镜7使激光扫描一维方向。通过利用mems反射镜7使激光扫描与光源单元5中的激光源的配置方向不同的方向(例如，直交方向)，光投射单元2可以以二维方式发射激光。由于根据本实施方案的光投射单元2可以以二维方式发射光而不使用使激光扫描二维方向的昂贵的mems反射镜7，因此可以降低光投射单元2的成本。mems反射镜7具有沿着预定方向延伸的旋转轴线，并使镜面绕着该旋转轴线旋转，从而使从光源单元5发射的线状光扫描一维方向(例如，图1中的z方向)。
75.光接收单元3包括光接收光学系统8和在二维方向上布置的多个光接收元件9。光接收光学系统8允许从光投射单元2发射的激光被对象物10反射而产生的反射光通过。已经通过光接收光学系统8的反射光入射到光接收单元3上。光接收单元3例如可以是单光子雪崩二极管(spad)。在spad中，雪崩二极管以其中增益无限大的盖革模式(geiger mode)工作，并且甚至可以检测微弱的光。
76.此外，光接收单元3可以是图像传感器。图像传感器可以是互补金属氧化物传感器(cmos)或电荷耦合器件(ccd)传感器。
77.图2所示的控制单元4控制是否由多个光接收元件9执行光接收。例如，在多个光接收元件9被配置在如图1所示的第一方向(x方向)和第二方向(z方向)的情况下，控制单元4顺次切换在第二方向上配置的多个光接收元件9以执行光接收。例如，控制单元4从图1的z方向的负侧向正侧顺次切换各光接收元件阵列，以执行反射光接收。在图1中，执行光接收的光接收元件阵列由粗实线表示。
78.除了控制光接收单元3的光接收时机之外，控制单元4还控制从光投射单元2发射的激光的发射时机和mems反射镜7的扫描时机。如图1所示，通过控制从多个激光源发射的激光的发射时机，控制单元4可以控制从光投射单元2发射的激光的发射方向沿着x方向，并且可以产生在x方向上延伸的线状光。此外，通过控制mems反射镜7的扫描时机，控制单元4可以使线状光扫描z方向。此外，通过控制多个光接收元件9的光接收时机，控制单元4可以顺次切换配置在x方向或z方向上的多个光接收元件阵列，以执行反射光接收。
79.另外，如图2所示，根据本实施方案的测距装置1包括驱动单元11和测距单元12。
80.驱动单元11在控制单元4的控制下驱动光源单元5。驱动单元11向发光的激光源供
给电源电压，以使激光源发光。此外，驱动单元11停止向激光源供给电源电压以关闭。
81.测距单元12基于光接收单元3的光接收结果来测量到对象物10的距离，并生成距离图像。即，测距单元12基于光投射单元2发射激光的时刻与光接收单元3接收对应于该激光的反射光的时刻之间的时间差来测量到对象物10的距离。此外，测距单元12生成其中颜色和阴影程度根据到对象物10的距离而改变的距离图像。
82.注意，在光接收单元3是图像传感器的情况下，可以设置图像处理单元(图2中未示出)，并且测距单元12可以基于已经由图像处理单元进行图像处理的图像数据来测量到对象物10的距离。
83.如图1所示，在本实施方案中，从两个光投射单元2发射的线状光5a和5b彼此部分地重叠。在线状光5a和5b彼此重叠的区域中，激光的光强度高，从而可以进行到长距离的距离测量。仅在某些区域中增加光强度的原因是为了满足激光的安全标准。激光的安全标准因各国家或地区而不同，并且规定了对激光的波长、光强度、连续照射时间等的限制。在本实施方案中，脉冲激光从两个光投射单元2以预定间隔发射，并且激光的脉冲宽度，即，连续照射时间等满足激光的安全标准。此外，各激光脉冲的光强度也满足激光的安全标准。如上所述，当满足激光的安全标准的激光脉冲从两个光投射单元2发射时，从两个光投射单元2发射的线状激光在某些区域中彼此重叠，从而增加了重叠区域中的激光强度。激光的强度越高，则越容易从噪声光中识别，并且可以以高识别率测量到位于更远处的对象物10的距离。
84.图3是光投射单元2和光接收单元3的立体图。此外，图4a是光投射单元2和光接收单元3的俯视图，图4b是光投射单元2和光接收单元3的从x方向的正侧(图4a中的右侧)向负侧(图4a中的左侧)观察的侧视图。
85.如图3所示，两个光投射单元2沿着x方向间隔地配置。光接收单元3配置在与两个光投射单元2大致等距离的位置处。更具体地，光接收单元3沿着通过两个光投射单元2之间的x方向的间隔的中点并在y方向上延伸的中心线配置。光接收单元3不必须配置在上述中心线上，但是期望配置在与两个光投射单元2等距离的位置处。
86.如图3所示，光投射单元2可以包括折返反射镜(光方向改变构件)13，其改变由mems反射镜7反射的激光的行进方向。折返反射镜13被设置为允许由mems反射镜7反射的激光朝向对象物10行进。折返反射镜13的镜面是固定的，并且入射到镜面上的光相对于镜面的法线方向在与入射方向相对应的方向上被反射。
87.如图4a和图4b所示，光源单元5配置在第一基板31上，mems反射镜7配置在第二基板32上，并且光接收单元3配置在第三基板33上。如图4a和图4b所示，测距装置1的前面板14设置有通过其发射来自光投射单元2的激光的第一开口部14a和通过其由光接收单元3接收来自对象物10的反射光的第二开口部14b。光投射单元2和光接收单元3可以收容在作为一体模块的共用的壳体中。
88.如图4b所示，从光源单元5发射并在x方向上延伸的线状激光在mems反射镜7中扫描一个方向，光行进方向被折返反射镜13切换，并且从光投射单元2发射激光。如图4b所示，使激光被对象物10反射而产生的反射光在y方向上行进，并被光接收单元3接收。
89.从光源单元5发射的激光的光束形状不是圆形而是椭圆形的。为此，根据mems反射镜7的旋转方向，激光在mems反射镜7上的投影面积减小，反射光强度降低，并且存在远处的
物体识别率下降的可能性。
90.图5示出其中从光源单元5入射到mems反射镜7上的激光的射束点bs的短轴方向与mems反射镜7的旋转轴线大致平行的示例的图。在这种情况下，如图所示，当mems反射镜7绕着旋转轴线j1旋转时，激光在mems反射镜7上的投影面积减小，并且反射光强度降低。
91.作为抑制mems反射镜7的光强度降低的方法，可以想到使从光源单元5发射的激光的光束形状的方向旋转90度或使mems反射镜7的旋转轴线j1旋转90度的方法。然而，为了使方向与光接收元件阵列一致，光源单元5的旋转方向必须在其中在x轴方向上配置激光的多个通道的方向上使用。类似地，对于mems反射镜7的旋转轴线j1，需要使激光扫描z方向，旋转轴线j1必须被设定为x轴。即，光源单元5或mems反射镜7不能旋转而在mems反射镜7的表面上形成横长的光束。
92.在这种限制下，为了使被mems反射镜7反射的光成分最大化，期望mems反射镜7尽可能地靠近光源单元5，并且激光尽可能垂直地入射到mems反射镜7上。
93.将说明其原因。由于mems反射镜7是通过微细加工形成的，因此难以增加能够反射光的镜面的面积。此外，由于激光具有发散角，因此激光尺寸根据距离而增大。因此，如果mems反射镜7配置在远离光源单元5的位置处，则不能被mems反射镜7反射的光成分增加，并且光利用效率降低。因此，期望将mems反射镜7配置为尽可能地靠近光源单元5。类似地，通过尽可能地增加激光在mems反射镜7上的投影面积，被mems反射镜7反射的光成分增加，为此，期望使激光尽可能垂直地入射到mems反射镜7上。
94.图6是示出光投射单元2内的激光的行进方向的图。如图6所示，在光投射单元2内，激光以倒z字形状的z字形方式行进。更具体地，从光源单元5发射的激光的光路被mems反射镜7改变，然后被折返反射镜13再次改变。通过设置折返反射镜13，激光可以在与从光源单元5发射的激光的方向相同的方向(y方向)上从光投射单元2发射。
95.通过在光投射光学系统6之后立即设置mems反射镜7并设定配置以使激光尽可能垂直地入射到mems反射镜7上，可以在抑制光利用效率降低的同时，使在x方向上延伸的线状激光扫描z方向。然而，这并不能使光束在对象物10的方向上行进。因此，设置具有固定位置的折返反射镜13，并且激光改变其方向以在对象物10的方向上行进。为此，采用倒z字形状的折返结构。
96.图7是用于说明光投射单元2和光接收单元3之间的位置关系的图。两个光投射单元2之间的x方向上的间隔例如为约88mm。光接收单元3配置在连接两个光投射单元2的线段的中心线上。在作为扫描中心的mems反射镜7的前方100mm的位置处的两个光投射单元2之间形成的角度为100mrad以上的情况下，规定仅仅具有较大影响的一个光投射单元2满足激光的安全标准。因此，在本实施方案中，两个光投射单元2之间的间隔被设定为88mm，并且在mems反射镜7的前方100mm的位置处的两个光投射单元2之间的角度被设定为100mrad以上。
97.还期望激光的发射时机符合激光的安全标准中规定的以下1)和2)。
98.1)当在5μs的预定期间内将多个激光脉冲发射到同一位置的情况下，多个激光脉冲被视为合计一个脉冲。即，当在5μs内将多个激光脉冲发射到同一位置的情况下，从最初的激光脉冲的发射开始到最后的激光脉冲的发射结束的期间被视为连续照射时间。因此，发射到同一位置的激光脉冲的间隔期望为5μs以上的预定期间。
99.2)激光连续通过眼睛的时间为发出持续时间。因此，期望频繁地将激光转向眼睛
外部，以使激光不会连续地通过眼睛。
100.在本实施方案中，如图8和图9所示，激光在发射时机从两个光投射单元2发射，以符合上述1)和2)所述的激光的安全标准。
101.图8是示出从两个光投射单元2发射的激光的发射时机的示例的波形图。在本说明书中，两个光投射单元2可以被称为第一投光器ld1和第二投光器ld2。一个光投射单元2(第一投光器ld1)的ch4的激光的发射时机和另一个光投射单元2(第二投光器ld2)的ch1的激光的发射时机相同。在图8中，第一投光器ld1的ch4的激光和第二投光器ld2的ch1的激光每9μs分别发射(时刻t1、t4、t7和t10)。第一投光器ld1的ch4的激光和第二投光器ld2的ch1的激光被发射到重叠区域。
102.其他通道中的激光的发射时机每3μs偏移。例如，第一投光器ld1的ch1的激光在时刻t2发射，第一投光器ld1的ch2的激光在时刻t2之后3μs的时刻t3发射，第一投光器ld1的ch3的激光在时刻t3之后6μs的时刻t5发射。此外，第二投光器ld2的ch2的激光在时刻t6发射，第二投光器ld2的ch3的激光在时刻t6之后6μs的时刻t8发射，第二投光器ld2的ch4的激光在时刻t8之后3μs的时刻t9发射。第一投光器ld1的ch4以外的通道的激光和第二投光器ld2的ch1以外的通道的激光被发射到两个线状光不重叠的区域。
103.从图8可以看出，第一投光器ld1的ch4和第二投光器ld2的ch1的各激光的发射次数大于其他通道的激光的发射次数。如图1所示，第一投光器ld1的ch4和第二投光器ld2的ch1的各自激光发射到两个线状光5a和5b彼此重叠的区域。因此，通过增加在该区域内的激光的发射次数，可以增加激光的光强度，提高s/n比，并且可以增加可检测距离。
104.图9是示出其中光源单元5内的多个激光源发光的顺序用数字表示的图。图9右侧的四个圆圈表示由第一投光器ld1的ch1～ch4的激光构成线状光5a的四个射束点bs。此外，图9左侧的四个圆圈表示由第二投光器ld2的ch1～ch4的激光构成线状光5b的四个射束点bs。实际上，两束线状光发射到z方向上的同一位置，但是在图9中，为了方便起见，两束线状光在y方向上偏移。
105.在图9中，第一至第十二的激光的发射位置用数字来表示。注意，该发射顺序是示例，并且可以想到各种变形例。如图9所示，发射到线状光5a和5b彼此重叠的区域的激光(第一投光器ld1的ch4和第二投光器ld2的ch1)比其他通道的激光更频繁地发射。发射到线状光5a和5b彼此未重叠的区域的激光轮流地发射。
106.图10是示意性地示出从光投射单元2投射的激光的各通道的平均光强度相等的情况的图。如图所示，光从光投射单元2二维地发射，并且通过仅在一部分区域中增加发射激光的频率，可以使平均光强度高于其他区域的平均光强度。由此，由于具有高光强度的激光被发射到可测量距离范围之中的一部分区域，因此可以进行到远距离的距离测量。
107.如上所述，在第一实施方案中，能够在一维方向上执行光学扫描的mems反射镜7使从配置在一个方向上的多个通道的激光源发射的激光执行扫描，由此，激光可以从光投射单元2二维地发射。在本实施方案中，激光可以以二维方式发射，而无需使用能够在二维方向上执行光学扫描的昂贵的mems反射镜7，由此，可以降低光投射单元2的成本。
108.此外，在本实施方案中，包括在二维方向上配置的多个光接收元件9的光接收单元3接收来自对象物10的反射光，并且多个光接收元件9之中的接收反射光的光接收元件9由控制单元4控制。因此，不需要在光接收侧设置mems反射镜7，并且不会出现由于使用具有小
的镜面面积的mems反射镜7而产生受光量减少的问题。此外，在本实施方案中，多个光接收元件9之中的接收反射光的光接收元件9被电气地切换。因此，与通过mems反射镜7光学地切换光接收元件9的情况相比，可以更快地切换光接收元件9。
109.此外，在本实施方案中，两个光投射单元2和两个受光单元3被符合激光的安全标准地配置，并且从两个光投射单元2发射的线状光5a和5b彼此部分地重叠。因此，在重叠区域中，可以增加激光的光强度，并且在满足激光的安全标准的同时，可以进行到更远位置的距离测量。
110.此外，在本实施方案中，多个激光源被设置在光投射单元2内，并且可以针对各激光源控制发射激光的时机。因此，在满足激光的安全标准的同时，可以在进一步增加光强度的发射时机下从各激光源发射激光。特别地，与其他激光源相比，将激光发射到线状光5a和5b彼此重叠的区域的激光源增加了激光的发射次数。因此，可以增加光强度，并且可以进行到远距离的距离测量。
111.(第二实施方案)
112.第二实施方案与第一实施方案的不同之处在于光投射单元2的构成。
113.图11是示出根据第二实施方案的测距装置1a的主要部分的图。如图11所示，根据第二实施方案的测距装置1a与根据第一实施方案的测距装置1的不同之处在于，包括其中垂直腔面发射激光器(vcsel)15二维地配置的光投射单元2a。光投射单元2a以外的构成类似于图1和图2所示的测距装置1的构成。注意，由于光投射单元2a包括多个vcsel 15，因此控制单元4的控制方法和驱动单元11的驱动方法也与图2中的不同。
114.图11的测距装置1a包括在x方向上间隔配置的两个光投射单元2a，并且各光投射单元2a包括二维配置的多个vcsel 15。控制单元4可以单独地控制是否使多个vcsel 15中的每个发光。
115.控制单元4可以使在各光投射单元2a内的在x方向和y方向上配置的多个vcsel 15针对各通道发光，并且根据发光时机和通道，针对各通道驱动光接收单元3内的多个光接收元件9，以接收反射光。
116.图12是示出光投射单元2的截面结构的示例的截面图。图12的光投射单元2包括多个vcsel。如图12所示，光投射单元2通过凸块23将发光芯片21接合到第一基板22上。发光芯片21包括第二基板24、层叠膜25、配置在层叠膜25的一部分上的发光元件26、阳极电极27和阴极电极28。此外，连接焊盘29设置在第一基板22的前表面上。多个发光元件26、阳极电极27、阴极电极28和连接焊盘29被设置。
117.层叠膜25包括层叠在第二基板24的前面s1上的多个层。这些层的示例包括n型半导体层、活性层、p型半导体层、光反射层、具有光发射窗口的绝缘层等。层叠膜25包括在-x方向上突出的多个台面部(mesa portion)30。台面部30的一部分是多个发光元件26。
118.多个发光元件26构成层叠膜25的一部分，并且设置在基板24的前面s1侧。本实施方案的各发光元件26具有vcsel结构，并且在+x方向上发射光。如图12所示，从各发光元件26发射的光从前面s1向背面s2透过第二基板24的内部，并且从第二基板24射出。
119.阳极电极27形成在发光元件26的下表面上。阴极电极28形成在台面部30的下表面上，并且延伸到台面部30之间的层叠膜25的下表面。当电流在阳极电极27和对应的阴极电极28之间流动时，各发光元件26发射光。
120.如上所述，发光芯片21经由凸块23配置在第一基板22上，并且通过凸块23与第一基板22电气连接。具体地，凸块23接合到第一基板22上的连接焊盘29，并且台面部30经由凸块23配置在连接焊盘29上。各台面部30经由阳极电极27或阴极电极28配置在凸块23上。基板22例如是诸如硅(si)基板等半导体基板。
121.如上所述，在根据第二实施方案的测距装置1中，通过将光投射单元2形成为vcsel结构，整个光投射单元2可以被形成为芯片，mems反射镜7和折返反射镜13是不必要的，并且简化了光投射单元2的光学结构。
122.控制单元4可以单独控制是否使在光投射单元2内的配置在二维方向上的多个vcsel发光，并且可以从光投射单元2发射与第一实施方案类似的线状光。因此，从两个光投射单元2发射的线状光5a和5b可以彼此部分地重叠，并且在重叠区域中可以提高激光的光强度，从而类似于第一实施方案可以测量到远处对象物10的距离。
123.在第一实施方案中，光投射单元2中的线状光的发射被光学地控制，但是在第二实施方案中，光投射单元2和光接收单元3这两者通过电气控制而执行在二维方向上的激光的发射控制以及对来自二维方向的反射光的光接收控制，从而可以快速地切换激光的扫描方向和光接收位置。
124.注意，本技术还可以具有以下构成。
125.(1)一种测距装置，包括：
126.光投射单元，其被构造成以二维方式发射光；
127.光接收单元，其包括在二维方向上配置的多个光接收元件；和
128.控制单元，其被构造成控制是否由所述多个光接收元件执行光接收，其中，
129.所述光投射单元包括多个光源单元，和
130.所述多个光源单元包括每单位时间的发射次数彼此不同的两个以上的光源单元。
131.(2)根据(1)所述的测距装置，其中，所述控制单元控制所述多个光源单元发射光的时机，使得在预定期间内同一光源单元不会发射多次的光。
132.(3)根据(2)所述的测距装置，其中，
133.所述光源单元发射激光，和
134.所述预定期间根据激光的安全标准来设定。
135.(4)根据(2)或(3)所述的测距装置，其中，所述控制单元将所述多个光源单元之中的一部分光源单元的每单位时间的发射次数设定为高于其他光源单元的每单位时间的发射次数。
136.(5)根据(1)～(4)中任一项所述的测距装置，其中，
137.所述多个光源单元中的每个发射激光，和
138.所述光投射单元包括
139.允许激光通过的光学系统，和
140.控制通过所述光学系统的激光的行进方向的微机电系统(mems)反射镜。
141.(6)根据(5)所述的测距装置，其中，所述光投射单元包括改变由所述mems反射镜反射的激光的方向的光方向改变构件。
142.(7)根据(6)所述的测距装置，其中，由所述光方向改变构件反射后的激光的方向平行于从所述光源单元发射的激光。
143.(8)根据(1)～(4)中任一项所述的测距装置，其中，
144.所述光投射单元包括在二维方向上配置的多个光源单元，和
145.所述多个光源单元中的每个能够单独地切换是否发射激光。
146.(9)根据(1)～(4)中任一项所述的测距装置，其中，
147.所述光投射单元包括沿着预定方向间隔配置的第一投光器和第二投光器，
148.第一投光器和第二投光器中的每个发射在第一方向上延伸的线状光并且使所述线状光扫描第二方向，和
149.第一投光器和第二投光器发射各自的线状光，使得从第一投光器发射的线状光和从第二投光器发射的线状光彼此部分地重叠。
150.(10)根据(9)所述的测距装置，其中，
151.第一投光器和第二投光器中的每个包括所述多个光源单元，和
152.第一投光器中的一部分光源单元和第二投光器中的一部分光源单元向从第一投光器发射的线状光和从第二投光器发射的线状光彼此部分重叠的区域发射光。
153.(11)根据(10)所述的测距装置，其中，第一投光器中的该部分光源单元和第二投光器中的该部分光源单元具有比其他光源单元更多的发射次数。
154.(12)根据(10)或(11)所述的测距装置，其中，第一投光器中的该部分光源单元和第二投光器中的该部分光源单元在相同时机发射光。
155.(13)根据(10)～(12)中任一项所述的测距装置，其中，
156.第一投光器中的该部分光源单元以外的光源单元向由第一投光器发射的线状光的所述重叠区域以外的区域发射光，和
157.第二投光器中的该部分光源单元以外的光源单元向由第二投光器发射的线状光的所述重叠区域以外的区域发射光。
158.(14)根据(13)所述的测距装置，其中，第一投光器中的该部分光源单元以外的两个以上的光源单元和第二投光器中的该部分光源单元以外的两个以上的光源单元向所述重叠区域以外的区域轮流地发射光。
159.(15)根据(9)～(14)中任一项所述的测距装置，其中，
160.第一投光器和第二投光器中的每个包括：
161.发射激光的光源单元，
162.允许激光通过的光学系统，和
163.控制通过所述光学系统的激光的行进方向的mems反射镜。
164.(16)根据(15)所述的测距装置，其中，第一投光器和第二投光器中的每个包括改变由所述mems反射镜反射的激光的方向的光方向改变构件。
165.(17)根据(6)或(16)所述的测距装置，其中，所述光方向改变构件是具有倾斜角固定的反射面的反射镜。
166.(18)根据(9)～(14)中任一项所述的测距装置，其中，
167.第一投光器和第二投光器中的每个包括在二维方向上配置的多个光源单元，和
168.所述多个光源单元中的每个能够单独地切换是否发射激光。
169.(19)根据(9)～(18)中任一项所述的测距装置，其中，所述光接收单元配置在与第一投光器和第二投光器中的每个具有大致相等距离的位置处。
170.(20)根据(1)～(19)中任一项所述的测距装置，其中，
171.所述光接收单元接收从所述光投射单元发射的光被对象物反射而获得的反射光，和
172.所述测距装置还包括测距单元，所述测距单元被构造成通过所述光投射单元发射光的时刻与从所述光投射单元发射的光被对象物反射并由所述光接收单元接收的时刻之间的时间差来测量到所述对象物的距离。
173.(21)一种测距装置，包括：
174.光投射单元，其被构造成以二维方式发射光；和
175.控制单元，其被构造成控制是否由在二维方向上配置的多个光接收元件执行光接收，其中，
176.所述光投射单元包括多个光源单元，和
177.所述多个光源单元包括每单位时间的发射次数彼此不同的两个以上的光源单元。
178.本公开的模式不限于上述各个实施方案，还包括本领域技术人员可以想到的各种变形，并且本公开的效果不限于上述内容。即，在不背离权利要求中限定的内容及其等同物衍生出的本公开的概念思想和主旨的情况下，各种追加、改变和部分删除都是可能的。
179.附图标记列表
[0180]1ꢀꢀꢀ
测距装置
[0181]2ꢀꢀꢀ
光投射单元
[0182]3ꢀꢀꢀ
光接收单元
[0183]4ꢀꢀꢀ
控制单元
[0184]5ꢀꢀꢀ
光源单元
[0185]6ꢀꢀꢀ
光投射光学系统
[0186]7ꢀꢀꢀ
mems反射镜
[0187]8ꢀꢀꢀ
光接收光学系统
[0188]9ꢀꢀꢀ
光接收元件
[0189]
10
ꢀꢀ
对象物
[0190]
11
ꢀꢀ
驱动单元
[0191]
12
ꢀꢀ
测距单元
[0192]
13
ꢀꢀ
折返反射镜
[0193]
14
ꢀꢀ
前面板
[0194]
14a 第一开口部
[0195]
14b 第二开口部
[0196]
15
ꢀꢀ
vcsel
[0197]
21
ꢀꢀ
发光芯片
[0198]
22
ꢀꢀ
第一基板
[0199]
23
ꢀꢀ
凸块
[0200]
24
ꢀꢀ
第二基板
[0201]
25
ꢀꢀ
层叠膜
[0202]
26
ꢀꢀ
发光元件
[0203]
27
ꢀꢀ
阳极电极
[0204]
28
ꢀꢀ
阴极电极
[0205]
29
ꢀꢀ
连接焊盘
[0206]
30
ꢀꢀ
台面部
技术特征：1.一种测距装置，包括：光投射单元，其被构造成以二维方式发射光；光接收单元，其包括在二维方向上配置的多个光接收元件；和控制单元，其被构造成控制是否由所述多个光接收元件执行光接收，其中，所述光投射单元包括多个光源单元，和所述多个光源单元包括每单位时间的发射次数彼此不同的两个以上的光源单元。2.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述控制单元控制所述多个光源单元发射光的时机，使得在预定期间内同一光源单元不会发射多次的光。3.根据权利要求2所述的测距装置，其中，所述光源单元发射激光，和所述预定期间根据激光的安全标准来设定。4.根据权利要求2所述的测距装置，其中，所述控制单元将所述多个光源单元之中的一部分光源单元的每单位时间的发射次数设定为高于其他光源单元的每单位时间的发射次数。5.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述多个光源单元中的每个发射激光，和所述光投射单元包括允许激光通过的光学系统，和控制通过所述光学系统的激光的行进方向的微机电系统(mems)反射镜。6.根据权利要求5所述的测距装置，其中，所述光投射单元包括改变由所述mems反射镜反射的激光的方向的光方向改变构件。7.根据权利要求6所述的测距装置，其中，由所述光方向改变构件反射后的激光的方向平行于从所述光源单元发射的激光。8.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述光投射单元包括在二维方向上配置的多个光源单元，和所述多个光源单元中的每个能够单独地切换是否发射激光。9.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述光投射单元包括沿着预定方向间隔配置的第一投光器和第二投光器，第一投光器和第二投光器中的每个发射在第一方向上延伸的线状光并且使所述线状光扫描第二方向，和第一投光器和第二投光器发射各自的线状光，使得从第一投光器发射的线状光和从第二投光器发射的线状光彼此部分地重叠。10.根据权利要求9所述的测距装置，其中，第一投光器和第二投光器中的每个包括所述多个光源单元，和第一投光器中的一部分光源单元和第二投光器中的一部分光源单元向从第一投光器发射的线状光和从第二投光器发射的线状光彼此部分重叠的区域发射光。11.根据权利要求10所述的测距装置，其中，第一投光器中的该部分光源单元和第二投光器中的该部分光源单元具有比其他光源单元更多的发射次数。12.根据权利要求10所述的测距装置，其中，第一投光器中的该部分光源单元和第二投
光器中的该部分光源单元在相同时机发射光。13.根据权利要求10所述的测距装置，其中，第一投光器中的该部分光源单元以外的光源单元向由第一投光器发射的线状光的所述重叠区域以外的区域发射光，和第二投光器中的该部分光源单元以外的光源单元向由第二投光器发射的线状光的所述重叠区域以外的区域发射光。14.根据权利要求13所述的测距装置，其中，第一投光器中的该部分光源单元以外的两个以上的光源单元和第二投光器中的该部分光源单元以外的两个以上的光源单元向所述重叠区域以外的区域轮流地发射光。15.根据权利要求9所述的测距装置，其中，第一投光器和第二投光器中的每个包括：发射激光的光源单元，允许激光通过的光学系统，和控制通过所述光学系统的激光的行进方向的mems反射镜。16.根据权利要求15所述的测距装置，其中，第一投光器和第二投光器中的每个包括改变由所述mems反射镜反射的激光的方向的光方向改变构件。17.根据权利要求6所述的测距装置，其中，所述光方向改变构件是具有倾斜角固定的反射面的反射镜。18.根据权利要求9所述的测距装置，其中，第一投光器和第二投光器中的每个包括在二维方向上配置的多个光源单元，和所述多个光源单元中的每个能够单独地切换是否发射激光。19.根据权利要求9所述的测距装置，其中，所述光接收单元配置在与第一投光器和第二投光器中的每个具有大致相等距离的位置处。20.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述光接收单元接收从所述光投射单元发射的光被对象物反射而获得的反射光，和所述测距装置还包括测距单元，所述测距单元被构造成通过所述光投射单元发射光的时刻与从所述光投射单元发射的光被对象物反射并由所述光接收单元接收的时刻之间的时间差来测量到所述对象物的距离。21.一种测距装置，包括：光投射单元，其被构造成以二维方式发射光；和控制单元，其被构造成控制是否由在二维方向上配置的多个光接收元件执行光接收，其中，所述光投射单元包括多个光源单元，和所述多个光源单元包括每单位时间的发射次数彼此不同的两个以上的光源单元。
技术总结本发明的目的是在满足激光的安全标准的同时增加可检测距离。本发明的测距装置包括：以二维方式发射光的光投射单元；包括在二维方向上配置的多个光接收元件的光接收单元；以及控制是否由所述多个光接收元件执行光接收的控制单元。所述光投射单元包括多个光源单元，并且所述多个光源单元包括每单位时间的发射次数彼此不同的两个以上的光源单元。次数彼此不同的两个以上的光源单元。次数彼此不同的两个以上的光源单元。
技术研发人员：铃木俊平 加户贵洋
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：2021.04.19
技术公布日：2022/11/1
