本发明的实施方式涉及检测元件和光检测装置。
背景技术：
1、以往，光学检测系统包括测量光的往返时间并测量距离的直接tof(dtof)系统、测量光的相位差并测量距离的间接tof(itof)系统、进行光频率的频率调制(啁啾)并测量与参考光和反射光的节拍频率的距离的调频连续波(fmcw)系统等多种类型。其中，fmcw系统具有低功耗、高清晰度、高距离测量精度、高背景耐光性等特性，近年来被研究开发并实用化。
2、此外，在fmcw系统中的焦平面阵列(fpa)型fmcw系统中，发射光的收发器(tx)单元和接收光的接收器(rx)单元被布置在芯片上的不同位置处。因此，需要大的芯片面积，光检测元件变大。此外，还已知一种装置，其中，tx单元和rx单元由相同的晶格偏移的光子晶体波导(晶格偏移的pcw，lspcw)配置。然而，虽然可以通过在长边方向上电子地改变波长来控制发射角度，但是不能在短边方向上收集光，因此需要附接棱镜透镜以收集光。因此，光检测装置变大。
3、引用列表
4、专利文献
5、专利文献1：日本专利申请公开第11-352215号
技术实现思路
1、本发明要解决的问题
2、因此，本公开提供一种能够进一步小型化的光检测元件和光检测装置。
3、问题的解决方案
4、为了解决上述问题，本发明的光检测元件包括：
5、发光单元，向测量目标发射第一方向的测量光，并且向与所述第一方向不同的第二方向发射参考光；以及
6、光电转换元件，被配置为接收所述参考光并且执行光电转换。
7、光电转换元件还可以接收来自测量对象的测量光的返回光，并且可以光电转换参考光和返回光。
8、第二方向可以是与第一方向相反的方向。
9、发光单元也可以从第一区域向测量目标发射测量光，从与第一区域不同的第二区域发射参考光。
10、第二区域可以是与从第一区域发射的测量光的行进方向侧相反的表面的区域。
11、发光单元可以发射具有长于700nm的波长的光。
12、发光单元可以是具有对应于发射光的波长的能量以上的带隙的材料。
13、发光单元可以包括硅(si)、氮化硅(si3n4)、硝酸镓(ga2o3)和锗(ge)中的至少一种。
14、发光单元可以是包括衍射部的衍射光栅，并且测量光可以从衍射光栅发射。
15、发光单元可以包括使用微机电系统(mems)的光学开关。
16、发光单元可以发射具有啁啾频率的啁啾光作为测量光。
17、测量光的来自测量目标的返回光可以经由多个透镜由光电转换元件接收。
18、光电转换元件可以由吸收从衍射光栅发射的光的材料制成。
19、光电转换元件可以包括锗(ge)、硅锗(sige)、砷化铟镓(ingaas)、增益(gainasp)、掺铒砷化镓(gaas：er)、掺铒砷化铟(inp：er)、掺碳硅(si：c)、锑化镓(gasb)、砷化铟(inas)、砷化铟锑磷(inassbp)和氧化镓(ga2o3)中的至少一个。
20、光检测元件还可以包括读出电路单元，该读出电路单元被配置为将光电转换元件的输出信号转换为数字信号，其中，光检测元件可以具有其中发光单元、光检测元件和读出电路单元按该顺序堆叠的堆叠结构。
21、读出电路单元可以配置在具有在硅(si)基板与作为表面层的硅(si)层之间的氧化硅(sio2)的结构的绝缘体上硅(soi)基板上。
22、读出电路单元可以电连接到检测电路板。
23、读出电路单元可以电连接到检测可见光的检测元件。
24、光电转换元件可以包括平衡光电二极管。
25、透镜可形成在光电转换元件的上部。
26、可以针对一个光检测元件布置一个或多个透镜。
27、具有不平坦结构的曲面透镜可形成在光电转换元件的上部。
28、可以在光电转换元件的上部形成元透镜。
29、可以以二维格状图案布置多个光电转换元件。
30、光检测元件可以还包括被配置为将光电转换元件的输出信号转换成数字信号的读出电路单元，其中，读出电路单元可以包括：
31、跨阻抗放大器，被配置为放大所述光电转换元件的输出信号；以及
32、模数转换器，被配置为将所述跨阻抗放大器的输出信号转换成数字信号。
33、可以针对光电转换元件中的每个布置跨阻抗放大器和模数转换器。
34、可以针对多个光电转换元件中的每个布置一个跨阻抗放大器。
35、可以针对多个光电转换元件中的每个布置一个模数转换器。
36、发光单元、光电转换元件和读出电路单元可以按该顺序堆叠。
37、发光单元对应于光电转换元件，并且至少一个发光单元可以针对一个光电转换元件布置。
38、发光单元可以对应于多个光电转换元件，并且至少一行发光单元可以针对多个光电转换元件布置。
39、发光单元、光电转换元件和读出电路单元可以配置在绝缘体上硅(soi)基板上。
40、发光单元、光电转换元件和读出电路单元可以通过金属线连接。
41、光检测元件还可以包括被配置为检测可见光的第二光电转换元件，其中第二光电转换元件可以布置在相对于光电转换元件的光入射侧。
42、光检测装置可以包括：
43、所述光检测元件；以及
44、测量光的光源。
45、可以以二维格状图案布置多个光电转换元件，并且
46、发光单元可以对应于以格状图案布置的多个光电转换元件布置。
47、光检测装置可还包括控制单元，该控制单元设置成与光电转换元件相对应，并且被配置为控制发光单元的发光。
48、控制单元可以执行控制，以使得对应于多个光电转换元件的发光单元在相同定时发光。
49、控制单元可以执行控制，以使与布置成行的多个光电转换元件对应的发光单元在发射光的同时改变行。
50、控制单元可以执行控制，以使与布置成在多个行中的多个光电转换元件对应的发光单元在发射光的同时改变行。
51、控制单元可以执行控制，以使与多个光电转换元件对应的发光单元发光，并且还可以将多个光电转换元件中的一部分光电转换元件的输出信号转换为数字信号。
52、根据本公开，提供了一种光检测元件，包括：
53、第一光电转换元件，被配置为检测红外光；以及
54、第二光电转换元件，被配置为检测可见光，
55、其中，第二光电转换元件相对于第一光电转换元件布置在光入射侧上。
56、光检测元件还可以包括第三光电转换元件，该第三光电转换元件被配置为检测与第一光电转换元件的波长带不同的波长带中的红外光。
57、可以堆叠第三光电转换元件和第二光电转换元件。
58、光检测元件可以还包括具有反金字塔形状的二维阵列状光衍射结构部分，其中，光衍射结构部分布置在第二光电转换元件的光入射侧。
1.一种光检测元件，包括：
2.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述光电转换元件接收来自所述测量目标的所述测量光的返回光，并对所述参考光和所述返回光进行光电转换。
3.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述第二方向是与所述第一方向相反的方向。
4.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述发光单元从第一区域向所述测量目标发射所述测量光，并且从与所述第一区域不同的第二区域发射所述参考光。
5.根据权利要求4所述的光检测元件，其中，所述第二区域是与从所述第一区域发射的所述测量光的行进方向侧相反的表面的区域。
6.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述发光单元发射波长大于700nm的光。
7.根据权利要求6所述的光检测元件，其中，所述发光单元是具有与发射的光的波长对应的能量以上的带隙的材料。
8.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述发光单元包括硅(si)、氮化硅(si3n4)、硝酸镓(ga2o3)和锗(ge)中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的光检测元件，
10.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述发光单元包括使用微机电系统(mems)的光学开关。
11.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述发光单元发射具有啁啾频率的啁啾光作为所述测量光。
12.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述测量光的来自所述测量目标的返回光经由多个透镜由所述光电转换元件接收。
13.根据权利要求9所述的光检测元件，其中，所述光电转换元件由吸收从所述衍射光栅发射的光的材料制成。
14.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述光电转换元件包括锗(ge)、硅锗(sige)、砷化铟镓(ingaas)、增益(gainasp)、掺铒砷化镓(gaas:er)、掺铒砷化铟(inp:er)、掺碳硅(si:c)、锑化镓(gasb)、砷化铟(inas)、砷化铟锑磷(inassbp)和氧化镓(ga2o3)中的至少一个。
15.根据权利要求1所述的光检测元件，还包括：读出电路单元，被配置为将所述光电转换元件的输出信号转换成数字信号，
16.根据权利要求15所述的光检测元件，其中，所述读出电路单元被配置在绝缘体上硅(soi)基板上，绝缘体上硅基板具有在硅(si)基板与作为表面层的硅(si)层之间包括氧化硅(sio2)的结构。
17.根据权利要求15所述的光检测元件，其中，所述读出电路单元电连接至检测电路板。
18.根据权利要求15所述的光检测元件，其中，所述读出电路单元电连接至检测可见光的检测元件。
19.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述光电转换元件包括平衡光电二极管。
20.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，在所述光电转换元件的上部形成有透镜。
21.根据权利要求20所述的光检测元件，其中，针对一个光检测元件布置一个或多个透镜。
22.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，在所述光电转换元件的上部形成有具有凹凸结构的曲面透镜。
23.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，在所述光电转换元件的上部形成有元透镜。
24.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，多个光电转换元件以二维格状图案布置。
25.根据权利要求24所述的光检测元件，还包括：读出电路单元，被配置为将所述光电转换元件的输出信号转换成数字信号，
26.根据权利要求25所述的光检测元件，其中，所述跨阻抗放大器和所述模数转换器针对每一个所述光电转换元件布置。
27.根据权利要求25所述的光检测元件，其中，针对所述多个光电转换元件中的每一个布置一个所述跨阻抗放大器。
28.根据权利要求25所述的光检测元件，其中，针对所述多个光电转换元件中的每一个布置一个所述模数转换器。
29.根据权利要求28所述的光检测元件，其中，以所述发光单元、所述光电转换元件和所述读出电路单元的顺序堆叠。
30.根据权利要求29所述的光检测元件，其中，所述发光单元对应于所述光电转换元件，并且针对一个所述光电转换元件布置至少一个所述发光单元。
31.根据权利要求29所述的光检测元件，其中，所述发光单元对应于所述多个光电转换元件，并且针对所述多个光电转换元件布置至少一行所述发光单元。
32.根据权利要求28所述的光检测元件，其中，所述发光单元、所述光电转换元件和所述读出电路单元被配置在绝缘体上硅(soi)基板上。
33.根据权利要求28所述的光检测元件，其中，所述发光单元、所述光电转换元件和所述读出电路单元通过金属线连接。
34.根据权利要求1所述的光检测元件，还包括：第二光电转换元件，被配置为检测可见光，
35.一种光检测装置，包括：
36.根据权利要求35所述的光检测装置，
37.根据权利要求36所述的光检测装置，还包括：控制单元，所述控制单元对应于所述光电转换元件布置并且被配置为控制所述发光单元的发光。
38.根据权利要求37所述的光检测装置，其中，所述控制单元执行控制，以使所述多个光电转换元件对应的所述发光单元在相同定时发光。
39.根据权利要求37所述的光检测装置，其中，所述控制单元执行控制，以使与布置成行的所述多个光电转换元件对应的所述发光单元在发射光的同时改变行。
40.根据权利要求37所述的光检测装置，其中，所述控制单元执行控制，以使与布置成多个行的所述多个光电转换元件对应的所述发光单元在发射光的同时改变行。
41.根据权利要求37所述的光检测装置，其中，所述控制单元执行控制，以使与所述多个光电转换元件对应的所述发光单元发光，并且还将所述多个光电转换元件中的一部分光电转换元件的输出信号转换为数字信号。
42.一种光检测元件，包括：
43.根据权利要求42所述的光检测元件，还包括：第三光电转换元件，被配置为检测与所述第一光电转换元件的波长带不同的波长带中的红外光。
44.根据权利要求43所述的光检测元件，其中，所述第三光电转换元件和所述第二光电转换元件被堆叠。
45.根据权利要求42所述的光检测元件，还包括：二维阵列状光衍射结构部分，具有反金字塔形状，
