半导体激光器、光源设备、图像形成装置、图像显示设备、物体设备和彩色光生成方法制造方法及图纸

一种半导体激光器用于生成彩色光。该半导体激光器以纵向多模进行振荡。在输出光的光谱分布中具有相对于峰强度大于或等于‑20dB的强度的波长带的宽度为小于或等于15nm。光源设备可以包括：该半导体激光器；波长估计设备，其用于估计来自该半导体激光器的光的波长λ；以及发射光强度设置单元，其用于根据波长估计设备的估计结果来设置半导体激光器的发射光强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体激光器、光源设备、图像形成装置、图像显示设备、物体设备和彩色光生成方法
本专利技术涉及半导体激光器、光源设备、图像形成装置、图像显示设备、物体设备和彩色光生成方法。
技术介绍
用于生成彩色光的半导体激光器是已知的(例如，见专利文献1、2)。一些半导体激光器以纵向多模进行振荡，其他的半导体激光器以纵向单模进行振荡。
技术实现思路
技术问题然而，特别是在使用以纵向多模进行振荡的半导体激光器来进行彩色光生成的情况下，存在关于防止颜色偏移的改进空间。解决问题的方案根据本专利技术的一方面，半导体激光器用于生成彩色光。该半导体激光器以纵向多模进行振荡。在输出光的光谱分布中具有相对于峰强度大于或等于-20dB的强度的波长带的宽度为小于或等于15nm。有益效果根据本专利技术的一方面，能够防止颜色偏移。附图说明[图1]图1是示出根据实施例的HUD设备的示意配置的示意图。[图2]图2是示出HUD设备的控制系统的硬件配置的框图。[图3]图3是HUD设备的功能框图。[图4]图4是示出HUD设备的光偏转器的示意图。[图5]图5是示出二维扫描期间的扫描线轨迹的示例的示意图。[图6]图6是示出HUD设备的光源的示意图。[图7]图7是示出以纵向多模进行振荡的半导体激光器的光谱分布的示例的示意图。[图8]图8是示出以纵向多模进行振荡的绿色半导体激光器的光谱分布的示例的示意图。[图9]图9是示出利用以纵向多模进行振荡的绿色半导体激光器难以呈现颜色G的示意图。[图10]图10是示出使用以纵向多模进行振荡的绿光半导体激光器、以纵向单模进行振荡的红光半导体激光器、和以纵向单模进行振荡的蓝光半导体激光器来生成颜色W的方法的示意图。[图11]图11是示出能够通过使得以纵向多模进行振荡的绿色半导体激光器的波长带宽变窄来呈现颜色G的示意图。[图12]图12是示出在以纵向多模进行振荡的绿色半导体激光器的光谱分布中，具有相对于峰强度大于或等于-20dB的强度的波长带宽Δλ。[图13]图13是示出以纵向多模进行振荡的绿色半导体激光器的波长带宽Δλ与颜色偏移之间的关系的示意图。[图14]图14是说明设置每个半导体激光器的发射光强度的步骤的色度图。[图15]图15是示出获得参考波长的方法的示意图。[图16]图16是示出彩色光生成过程的流程图。[图17]图17是示出彩色光强度设置过程的流程图。[图18]图18是示出根据变型示例1的光源设备的示意图。具体实施方式下面将参考附图来描述HUD设备100作为根据实施例的图像显示设备。这里，“HUD”是“平视显示器”的缩写。图1示意性示出根据本实施例的HUD设备100的整体配置。<HUD设备的整体配置>这里，平视显示器的投影方法包括：“平板方法”，其利用诸如液晶面板、DMD面板(数字反射镜设备面板)或真空荧光显示器(VFD)来形成中间图像，以及“激光扫描方法”，其利用从激光光源输出的激光光束执行扫描，使用二维扫描设备来形成中间图像。与通过整个屏幕光发射的部分光遮挡来形成图像的平板方法相反，后面的激光扫描方法尤其使得发射/未发射能够分配到每个像素；因此，通常能够形成高对比度的图像。因此，HUD设备100使用“激光扫描方法”。当然，上述“平板方法”也被用作投影方法。HUD设备100安装在诸如车辆、飞行器或轮船的可移动体中，并且使得能够经由可移动体的前风挡50(见图1)来浏览操作该可移动体所需要的导航信息(例如，关于以下的信息：可移动体的速度、行驶方向、到目的地的距离、当前位置的名称、可移动体前方是否存在物体或物体的位置、限速标志灯，或者交通拥堵信息)。在此情况下，前风挡50还用作透射反射元件，其透过部分入射光并且反射剩余入射光的至少部分。下面将主要描述HUD设备被安装在包括前风挡50的汽车的示例。如图1所示，HUD设备100包括：包括光源单元11、光偏转器15和扫描反射镜20(例如，凹面反射镜)的光扫描单元10，屏幕30，凹面反射镜40；并且HUD设备100利用形成图像的光(图像光)来照射前风挡50，使得从观看者A(在此，是汽车的乘坐者的驾驶员)的观看位置能够观看虚像I。也就是，观看者A能够经由前风挡50看到由光扫描单元10形成(绘制)在屏幕上的图像(中间图像)作为虚像I。例如，HUD设备100位于汽车仪表盘的下部，并且从观看者A的观看位置到前风挡50的距离约为几十厘米到至多1米。这里，凹面反射镜40利用现有的光学设计模拟软件设计而成，使得凹面反射镜40具有特定的光收集能力以使虚像I的图像位置位于期望的位置。在HUD设备100中，凹面反射镜40的光收集能力被设置为虚像I被显示在距离观看者A的观看位置大于或等于1m并且小于或等于10m(优选小于等于6m)的位置(深度位置)。而且，通常前风挡不是平面而是稍微弯曲的。因此，凹面反射镜40和前风挡50的弯曲表面决定虚像I的图像位置。在光源单元11中，基于图像数据进行调制的三色R、G和B激光被组合。作为三色激光的组合的组合光被引导到光偏转器15的反射表面。光偏转器15是使用半导体制造工艺制造而成的MEMS扫描器等，并且包括能够单独地围绕相互垂直的两个轴进行摆动的单个微反射镜。而且，光偏转器15可以是两个MEMS扫描器的组合，这两个MEMS扫描器各自包括能够围绕一个轴摆动的微反射镜。此外，不仅MEMS反射器，而且例如电流扫描器(Galvanoscanner)或多边形反射镜可以用作扫描器。稍后描述光源单元11和光偏转器15的细节。基于图像数据的来自光源单元11的光(上述组合光的一部分)由光偏转器偏转并且由扫描反射镜20反射，同时防止进行传播使得利用该光照射屏幕30。接着，在屏幕30上执行光扫描使得在屏幕30上形成中间图像。而且，优选的是，将凹面反射镜40设计并布置为对光畸变元件进行补偿，这些光畸变元件由于前风挡50的影响使得中间图像的水平线在向上或向下的方向上具有凸起形状。在穿过屏幕30之后，光由凹面反射镜40朝向前风挡50反射。入射到前风挡50的光通量的一部分透过前风挡50，剩余光通量中的至少部分朝向观看者A的观看位置(视点)反射。因此，观看者A能够经由前风挡50看到虚像I，其是中间图像的放大。也就是说，从观看者眼中，虚像I以放大的尺寸显示在前风挡50以外。而且，如果组合器作为透射反射元件设置在比前风挡50更靠近观看者A的观看位置，则能够以只设置前风挡50的情况下相同的方式来执行虚像显示。<HUD设备的控制系统的硬件配置>图2示出HUD设备100的控制系统的硬件配置的框图。如图2中所示，HUD设备100的控制系统包括FPGA600、CPU602、ROM604、RAM606、I/F608、总线线路610、LD驱动器6111、以及MEMS控制器615。FPGA600包括：LD控制电路700，其基于图像数据、随后描述的光检测器117的输出或信号处理单元120的输出、以及扫描光检测单元60的输出，经由LD驱动器6111来控制LD；以及光偏转器控制电路，其经由MEMS控制器615控制光偏转器15。CPU602控制HUD设备100的每个功能。ROM604存储由CPU602执行以控制HUD设备的每个功能的图像处理程序。RAM606被作为CPU6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生成彩色光的半导体激光器，其中所述半导体激光器以纵向多模进行振荡，并且在输出光的光谱分布中具有相对于峰强度大于或等于‑20dB的强度的波长带的宽度为小于或等于15nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.25 JP 2016-0868321.一种用于生成彩色光的半导体激光器，其中所述半导体激光器以纵向多模进行振荡，并且在输出光的光谱分布中具有相对于峰强度大于或等于-20dB的强度的波长带的宽度为小于或等于15nm。2.一种光源设备，其包括：根据权利要求1所述的半导体激光器；波长估计设备，所述波长估计设备用于估计来自所述半导体激光器的光的波长λ；以及发射光强度设置单元，所述发射光强度设置单元用于根据所述波长估计设备的估计结果来设置所述半导体激光器的发射光强度。3.根据权利要求2所述的光源设备，其中如果所述波长带中包括的波长是λ1、λ2、λ3、…、λn并且与光谱中的波长对应的强度是I1、I2、I3、…、In，则满足λ＝Σ(λk*Ik)/Σ(Ik)(其中k＝1、2、3、…、n)。4.根据权利要求2或3所述的光源设备，其中所述波长估计设备包括：光接收元件，所述光接收元件用于接收来自所述半导体激光器的光；温度传感器，所述温度传感器用于测量所述半导体激光器周围的环境温度；以及估计单元，所述估计单元用于基于所述光接收元件的接收光强度和所述温度传感器的测量温度，估计来自所述半导体激光器的光的波长λ。5.根据权利要求4所述的光源设备，还包括来自所述半导体激光器的光的光路径上的光分支单元，其中所述光接收元件设置在经过所述光分支单元的光的光路径上。6.根据权利要求2到5中的任一项所述的光源设备，其中所述半导体激光器包括多个半导体激光器；并且所述光源设备还包括光组合单元，所述光组合单元位于来自所述多个半导体激光器的光的光路径上。7.一种图像形成装置，包括:根据权利要求2到6中的任一项所述的光源设备；以及图像形成元件，其用于利...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井浩司，樋口美穗，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本,JP