(57)【要約】【課題】スペックルノイズを低減することができるプロジェクターを提供する。【解決手段】複数のレーザー素子と、複数の前記レーザー素子から出射された光を、画像情報に応じて変調させる光変調素子と、前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射レンズと、を有し、前記光変調素子は、複数の画素を有し、複数の前記レーザー素子のうちの第１レーザー素子から出射された光は、複数の前記画素のうちの第１画素を照射し、複数の前記レーザー素子のうちの第２レーザー素子から出射された光は、前記第１画素、および複数の前記画素のうちの第２画素を照射し、複数の前記レーザー素子のうちの第３レーザー素子から出射された光は、複数の前記画素のうちの第３画素を照射して、前記第１画素を照射せず、前記第１レーザー素子から出射された光、および前記第２レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第１画素に入射する、プロジェクター。【選択図】図２
2020140071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザー素子と、
複数の前記レーザー素子から出射された光を、画像情報に応じて変調させる光変調素子と、
前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射レンズと、
を有し、
前記光変調素子は、複数の画素を有し、
複数の前記レーザー素子のうちの第１レーザー素子から出射された光は、複数の前記画素のうちの第１画素を照射し、
複数の前記レーザー素子のうちの第２レーザー素子から出射された光は、前記第１画素、および複数の前記画素のうちの第２画素を照射し、
複数の前記レーザー素子のうちの第３レーザー素子から出射された光は、複数の前記画素のうちの第３画素を照射して、前記第１画素を照射せず、
前記第１レーザー素子から出射された光、および前記第２レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第１画素に入射する、プロジェクター。
【請求項２】
請求項１において、
複数の前記レーザー素子は、第１ピッチで配列され、
複数の前記画素は、前記第１ピッチ以下の第２ピッチで配列されている、プロジェクター。
【請求項３】
請求項１または２において、
隣り合う前記レーザー素子の発振波長は、異なる、プロジェクター。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
複数の前記レーザー素子のうちの第４レーザー素子から出射された光は、前記第１画素および前記第３画素を照射し、
前記第１レーザー素子から出射された光、前記第２レーザー素子から出射された光、および前記第４レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第１画素に入射し、
前記第３レーザー素子から出射された光、および前記第４レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第３画素に入射する、プロジェクター。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
複数の前記レーザー素子のうちの第５レーザー素子から出射された光は、前記第３画素を照射し、
前記第３レーザー素子から出射された光、および前記第５レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第３画素に入射する、プロジェクター。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記第１レーザー素子から出射され前記第１画素を照射する光の光路において、前記第１レーザー素子と前記第１画素との間に設けられた第１凹レンズと、
前記第２レーザー素子から出射され前記第１画素および前記第２画素を照射する光の光路において、前記第２レーザー素子と前記第１画素との間、および前記第２レーザー素子と前記第２画素との間に設けられた第２凹レンズと、
前記第３レーザー素子から出射され前記第３画素を照射する光の光路において、前記第３レーザー素子と前記第３画素との間に設けられた第３凹レンズと、
を有する、プロジェクター。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記レーザー素子は、
基板と、
前記基板に設けられ、光を発する発光層を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、前記発光層が発した光を、前記基板の面内方向に閉じ込め、前記基板の法線方向に出射させるフォトニック結晶構造体を構成する、プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクターは、特にデジタルサイネージ市場や教育市場において、より明るい環境下で大画面に投影するニーズが高まっており、さらなる高輝度化が求められている。また、従来からプロジェクターの光源として広く利用されている水銀ランプは、次第に暗くなり突然切れるという寿命の問題や、水銀規制という環境問題がある。そこでプロジェクターの光源は、高輝度で発光し、長寿命で環境に優しいレーザー素子等の固体光源に、徐々に移行しつつある。
【０００３】
しかしながら、プロジェクターの水銀ランプに代えてレーザー素子を採用すると、コヒーレントなレーザー光がスクリーン上のランダムな粗面で反射されて干渉することによりスペックルノイズが生じる。
【０００４】
例えば特許文献１では、複数の異なる発光点から出射するレーザー光を、インテグレーターロッドで混合させる。各発光点から出射されたレーザー光は、いずれもライトバルブの被照射面全体を照射する。このように、特許文献１では、複数の異なる発光点から出射するレーザー光を、互いに重畳して空間的コヒーレンスを低下させて、スペックルノイズを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４７４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、同じような方向から同じ波長の光が入射すれば、同じようなスペックルパターンが生じる。特許文献１では、各発光点から出射されたレーザー光は、いずれもライトバルブの被照射面全体を照射している。すなわち、ライトバルブの１つの画素には、複数の発光点から出射されたレーザー光が同じような方向から同じ波長の光で入射する。したがって、十分にスペックルノイズを低減できない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るプロジェクターの一態様は、
複数のレーザー素子と、
複数の前記レーザー素子から出射された光を、画像情報に応じて変調させる光変調素子と、
前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射レンズと、
を有し、
前記光変調素子は、複数の画素を有し、
複数の前記レーザー素子のうちの第１レーザー素子から出射された光は、複数の前記画素のうちの第１画素を照射し、
複数の前記レーザー素子のうちの第２レーザー素子から出射された光は、前記第１画素、および複数の前記画素のうちの第２画素を照射し、
複数の前記レーザー素子のうちの第３レーザー素子から出射された光は、複数の前記画素のうちの第３画素を照射して、前記第１画素を照射せず、
前記第１レーザー素子から出射された光、および前記第２レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第１画素に入射する。
【０００８】
前記プロジェクターの一態様において、
複数の前記レーザー素子は、第１ピッチで配列され、
複数の前記画素は、前記第１ピッチ以下の第２ピッチで配列されていてもよい。
【０００９】
前記プロジェクターの一態様において、
隣り合う前記レーザー素子の発振波長は、異なってもよい。
【００１０】
前記プロジェクターの一態様において、
複数の前記レーザー素子のうちの第４レーザー素子から出射された光は、前記第１画素および前記第３画素を照射し、
前記第１レーザー素子から出射された光、前記第２レーザー素子から出射された光、および前記第４レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第１画素に入射し、
前記第３レーザー素子から出射された光、および前記第４レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第３画素に入射してもよい。
【００１１】
前記プロジェクターの一態様において、
複数の前記レーザー素子のうちの第５レーザー素子から出射された光は、前記第３画素を照射し、
前記第３レーザー素子から出射された光、および前記第５レーザー素子から出射された光は、互いに異なる方向から前記第３画素に入射してもよい。
【００１２】
前記プロジェクターの一態様において、
前記第１レーザー素子から出射され前記第１画素を照射する光の光路において、前記第１レーザー素子と前記第１画素との間に設けられた第１凹レンズと、
前記第２レーザー素子から出射され前記第１画素および前記第２画素を照射する光の光路において、前記第２レーザー素子と前記第１画素との間、および前記第２レーザー素子と前記第２画素との間に設けられた第２凹レンズと、
前記第３レーザー素子から出射され前記第３画素を照射する光の光路において、前記第３レーザー素子と前記第３画素との間に設けられた第３凹レンズと、
を有してもよい。
【００１３】
前記プロジェクターの一態様において、
前記レーザー素子は、
基板と、
前記基板に設けられ、光を発する発光層を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、前記発光層が発した光を、前記基板の面内方向に閉じ込め、前記基板の法線方向に出射させるフォトニック結晶構造体を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【図２】本実施形態に係るプロジェクターの光源および光変調素子を模式的に示す図。
【図３】本実施形態に係るプロジェクターの光源および光変調素子を模式的に示す図。
【図４】本実施形態に係るプロジェクターのレーザー素子を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係るプロジェクターの光変調素子を模式的に示す分解斜視図。
【図６】本実施形態の第１変形例に係るプロジェクターのレーザー素子およびマイクロレンズアレイを模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態の第２変形例に係るプロジェクターのレーザー素子を模式的に示す平面図。
【図８】本実施形態の第３変形例に係るプロジェクターのレーザー素子を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１６】
１．  プロジェクター
１．１．  構成
まず、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るプロジェクター１００を模式的に示す図である。
【００１７】
プロジェクター１００は、図１に示すように、例えば、光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂと、入射側偏光板３０と、出射側偏光板３２と、クロスダイクロイックプリズム４０と、投射レンズ５０と、を有している。
【００１８】
光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、レーザー光を出射する。光源１０Ｒは、赤色光を出射する。赤色光の波長は、６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である。光源１０Ｇは、緑色光を出射する。緑色光の波長は、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である。光源１０Ｂは、青色光を出射する。青色光の波長は、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ以下である。
【００１９】
光変調素子２０Ｒは、光源１０Ｒから出射された光を、画像情報に応じて変調させる。光変調素子２０Ｇは、光源１０Ｇから出射された光を、画像情報に応じて変調させる。光変調素子２０Ｂは、光源１０Ｂから出射された光を、画像情報に応じて変調させる。光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、例えば、それぞれ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから出射された光を透過させる透過型の液晶ライトバルブである。プロジェクター１００は、ＬＣＤ（liquid crystal display）プロジェクターである。
【００２０】
入射側偏光板３０は、３つ設けられている。入射側偏光板３０は、光源１０Ｒと光変調素子２０Ｒとの間、光源１０Ｇと光変調素子２０Ｇとの間、および光源１０Ｂと光変調素子２０Ｂとの間に設けられている。入射側偏光板３０は、光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから出射された光の偏光を整え、それぞれ、光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに入射させる。なお、光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから出射された光が直線偏光であれば、入射側偏光板３０は、設けられていなくてもよい。
【００２１】
出射側偏光板３２は、３つ設けられている。出射側偏光板３２は、光変調素子２０Ｒとクロスダイクロイックプリズム４０との間、光変調素子２０Ｇとクロスダイクロイックプリズム４０との間、および光変調素子２０Ｂとクロスダイクロイックプリズム４０との間に設けられている。出射側偏光板３２は、光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを透過した光を検光し、それぞれクロスダイクロイックプリズム４０に入射させる。なお、図示はしないが、入射側偏光板３０および出射側偏光板３２は、光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに接して設けられていてもよい。
【００２２】
クロスダイクロイックプリズム４０は、光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで変調された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム４０は、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。
【００２３】
投射レンズ５０は、光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで形成された画像を投射する。具体的には、投射レンズ５０は、クロスダイクロイックプリズム４０で合成された光を、図示せぬスクリーン上に投射する。スクリーンには、拡大された画像が表示される。投射レンズ５０は、光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとスクリーンとを共役にする。
【００２４】
１．２．  光源と光変調素子との関係
次に、光源１０Ｒと光変調素子２０Ｒとの関係について、図面を参照しながら説明する。図２は、光源１０Ｒおよび光変調素子２０Ｒを模式的に示す断面図である。なお、図２および後述する図３〜図５では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００２５】
光源１０Ｒおよび光変調素子２０Ｒは、図２に示すように、Ｚ軸方向に並んで設けられている。光源１０Ｒは、複数のレーザー素子１２を有している。光変調素子２０Ｒは、複数のレーザー素子１２から出射された光を、画像情報に応じて変調させる。複数のレーザー素子１２は、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリックス状に設けられている。
【００２６】
複数のレーザー素子１２は、互いにインコヒーレントに発振する。すなわち、複数のレーザー素子１２の各々は、独立して発振し、複数のレーザー素子１２において形成される定在波の位相は、互いに異なっている。
【００２７】
光変調素子２０Ｒは、複数の画素２２を有している。複数の画素２２は、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリクス状に設けられている。
【００２８】
複数のレーザー素子１２のうちの第１レーザー素子１２ａから出射された光Ｌ１は、複数の画素２２のうちの第１画素２２ａを照射する。光Ｌ１は、第１画素２２ａを照射すれば、第１画素２２ａ以外の画素２２を照射してもよい。
【００２９】
複数のレーザー素子１２のうちの第２レーザー素子１２ｂから出射された光Ｌ２は、第１画素２２ａ、および複数の画素２２のうちの第２画素２２ｂを照射する。光Ｌ２は、光Ｌ１と一部が重なって、第１画素２２ａおよび第２画素２２ｂを照射する。光Ｌ２は、画素２２ａ，２２ｂを照射すれば、画素２２ａ，２２ｂ以外の画素２２を照射してもよい。
【００３０】
複数のレーザー素子１２のうちの第３レーザー素子１２ｃから出射された光Ｌ３は、複数の画素２２のうちの第３画素２２ｃを照射する。光Ｌ３は、第１画素２２ａを照射しない。図示の例では、光Ｌ３は、第２画素２２ｂを照射しない。光Ｌ３は、第３レーザー素子１２ｃと第３画素２２ｃとの間の光路において、光Ｌ１，Ｌ２と重なっていない。光Ｌ３は、第３画素２２ｃを照射し、第１画素２２ａを照射しなければ、他の画素２２を照射してもよい。
【００３１】
複数のレーザー素子１２のうちの第４レーザー素子１２ｄから出射された光Ｌ４は、例えば、第１画素２２ａおよび第３画素２２ｃを照射する。図示の例では、光Ｌ４は、第２画素２２ｂを照射しない。
【００３２】
複数のレーザー素子１２のうちの第５レーザー素子１２ｅから出射された光Ｌ５は、例えば、第３画素２２ｃを照射する。図示の例では、光Ｌ５は、第１画素２２ａおよび第２画素２２ｂを照射しない。
【００３３】
第１レーザー素子１２ａは、例えば、第２レーザー素子１２ｂと第３レーザー素子１２ｃとの間に設けられている。図示の例では、第１レーザー素子１２ａと第２レーザー素子１２ｂとは、隣り合っている。第１レーザー素子１２ａと第３レーザー素子１２ｃとの間には、第４レーザー素子１２ｄおよび第５レーザー素子１２ｅが設けられている。図示の例では、Ｘ軸方向に、第２レーザー素子１２ｂ、第１レーザー素子１２ａ、第４レーザー素子１２ｄ、第５レーザー素子１２ｅ、第３レーザー素子１２ｃの順で並んでいる。図示の例では、第１レーザー素子１２ａは、複数のレーザー素子１２のうち中心に設けられたレーザー素子１２である。
【００３４】
第１画素２２ａは、例えば、第２画素２２ｂと第３画素２２ｃとの間に設けられている。図示の例では、第１画素２２ａと第２画素２２ｂとは、隣り合っている。第１画素２２ａと第３画素２２ｃとは、隣り合っている。図示の例では、第１画素２２ａは、複数の画素２２のうち中心に設けられた画素２２である。
【００３５】
レーザー素子１２と光変調素子２０Ｒとの間には、レンズやインテグレーターロッドなどの光学部材は設けられておらず、レーザー素子１２から出射された光は、光学部材を介さずに、直接、画素２２に入射する。
【００３６】
図３に示すように、第１レーザー素子１２ａから出射された光Ｌ１、および第２レーザー素子１２ｂから出射された光Ｌ２は、互いに異なる方向から第１画素２２ａに入射する。すなわち、光Ｌ１，Ｌ２は、互いに異なる方向から第１画素２２ａの入射面における点Ｐに入射する。図示の例では、光Ｌ１は、第１レーザー素子１２ａの位置に応じた第１角度θ１で点Ｐに入射し、光Ｌ２は、第２レーザー素子１２ｂの位置に応じた第２角度θ２で点Ｐに入射している。第１角度θ１と第２角度θ２とは、異なる角度である。角度θ１，θ２は、第１画素２２ａの入射面に対する角度である。
【００３７】
第１レーザー素子１２ａから出射された光Ｌ１、第２レーザー素子１２ｂから出射された光Ｌ２、および第４レーザー素子１２ｃから出射された光Ｌ４は、互いに異なる方向から第１画素２２ａに入射する。第３レーザー素子１２ｃから出射された光Ｌ３、および第５レーザー素子１２ｅから出射された光Ｌ５は、互いに異なる方向から第１画素２２ａに入射する。
【００３８】
第１画素２２ａ以外の画素２２においても、第１画素２２ａと同様に、画素２２には、複数のレーザー素子１２から出射された光が、互いに異なる方向から入射する。
【００３９】
なお、図３は、光源１０Ｒおよび光変調素子２０Ｒを模式的に示す断面図であり、便宜上、レーザー素子１２ａ，１２ｂ、ならびに光変調素子２０Ｒの液晶層２０８、第１配向層２０６、およびブラックマトリックス２１８以外の部材を省略して図示している。
【００４０】
図２に示す例では、第１画素２２ａには、３つのレーザー素子１２ａ，１２ｂ，１２ｄ出射された光が入射している。複数のレーザー素子１２が、所定のピッチで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に配置されている場合、レーザー素子１２ａ，１２ｂ，１２ｄよりも＋Ｙ軸方向に設けられた３つレーザー素子１２から出射された光、およびレーザー素子１２ａ，１２ｂ，１２ｄよりも−Ｙ軸方向に設けられた３つレーザー素子１２から出射された光も、第１画素２２ａを照射する。したがって、第１画素２２ａには、９つのレーザー素子１２から出射された光が入射する。９つのレーザー素子１２から出射された光は、第１画素２２ａに互いに異なる方向から入射する。
【００４１】
第１画素２２ａには、９つのレーザー素子１２から出射された光が均一な強度で入射するとは限らないが、光変調素子２０Ｒの解像度は、投射された映像を見る眼の解像度に近くなるように設計されているため、第１画素２２ａにおいて光の強度の偏りがあっても、当該偏りは視認されない。
【００４２】
Ｎを２以上の正の整数とした場合、Ｎ個のレーザー素子１２から出射された光が互いに異なる方向から１つの画素２２に入射すると、スペックル強度が１／（√Ｎ）に弱まる。したがって、上記のように、９つのレーザー素子１２から出射された光が第１画素２２ａに入射すると、スペックル強度を１／３に低減することができる。
【００４３】
複数のレーザー素子１２は、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に第１ピッチＰ１で周期的に配置されている。複数の画素２２は、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に第２ピッチＰ２で周期的に配置されている。ここで、第１ピッチＰ１は、周期的に配置されたレーザー素子１２において、隣り合うレーザー素子１２の中心間の距離である。また、第２ピッチＰ２は、周期的に配置された画素２２において、隣り合う画素２２の中心間の距離である。
【００４４】
投射レンズ５０が呑み込む角度いっぱいにまでレーザー素子１２の放射角を拡げるとすると、複数のレーザー素子１２の第１ピッチＰ１、複数の画素２２の第２ピッチＰ２、およびレーザー素子１２と光変調素子２０Ｒとの距離が決まれば、１つの画素２２に入射する光線数が決まる。例えば、Ｆ値（F-number）が５．６の投射レンズ５０を用いる場合、投射レンズ５０が呑み込む角度は１０°であるから、レーザー素子１２の放射角を１０°以下にする。
【００４５】
このとき、例えば、複数の画素２２の第２ピッチＰ２を１０μｍ、対向基板２０２の厚みを１ｍｍ、複数のレーザー素子１２の第１ピッチＰ１を１２μｍ、画素２２とレーザー素子１２との距離を１．５ｍｍとすると、１９５個のレーザー素子１２から出射された光が１つの画素２２に入射することとなり、スペックル強度を１／１４に低減することができる。
【００４６】
また、上記の構成において、複数のレーザー素子１２の第１ピッチＰ１を１０μｍとすると、２８１個のレーザー素子１２から出射された光が１つの画素２２に入射することとなり、スペックル強度を１／１７に低減することができる。
【００４７】
また、上記の構成において、複数のレーザー素子１２の第１ピッチＰ１を６μｍとすると、７８０個のレーザー素子１２から出射された光が１つの画素２２に入射することとなり、スペックル強度を１／２８に低減することができる。
【００４８】
図２に示す例では、複数の画素２２の第２ピッチＰ２は、複数のレーザー素子１２の第１ピッチＰ１以下である。
【００４９】
なお、光源１０Ｇと光変調素子２０Ｇとの関係、および光源１０Ｂと光変調素子２０Ｂとの関係については、光源１０Ｒと光変調素子２０Ｒとの関係と、基本的に同じ説明を適用することができる。
【００５０】
１．３．  レーザー素子
次に、レーザー素子１２の構成について説明する。図４は、レーザー素子１２を模式的に示す断面図である。
【００５１】
レーザー素子１２は、図４に示すように、例えば、基板１０２と、基板１０２に設けられた積層体１０３と、第１電極１２２と、第２電極１２４と、配線１２６と、を有している。積層体１０３は、反射層１０４と、バッファー層１０６と、フォトニック結晶構造体１０８と、半導体層１２０と、を有している。
【００５２】
基板１０２は、例えば、サファイア基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板などである。
【００５３】
反射層１０４は、基板１０２上に設けられている。反射層１０４は、例えば、ＤＢＲ（distribution Bragg reflector）層である。反射層１０４は、例えば、ＡｌＧａＮ層とＧａＮ層とを交互に積層させたもの、ＡｌＩｎＮ層とＧａＮ層とを交互に積層させたものなどである。反射層１０４は、フォトニック結晶構造体１０８の柱状部１１０の発光層１１４で発生する光を、第２電極１２４側に向けて反射させる。
【００５４】
なお、「上」とは、柱状部１１０の半導体層１１２と発光層１１４との積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）において、発光層１１４からみて基板１０２から遠ざかる方向のことであり、「下」とは、積層方向において、発光層１１４からみて基板１０２に近づく方向のことである。
【００５５】
バッファー層１０６は、反射層１０４上に設けられている。バッファー層１０６は、半導体からなる層であり、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層などである。図示の例では、バッファー層１０６上には、柱状部１１０を成長させるためのマスク層１２８が設けられている。マスク層１２８は、例えば、酸化シリコン層、窒化シリコン層、チタン層などである。
【００５６】
フォトニック結晶構造体１０８は、バッファー層１０６上に設けられている。フォトニック結晶構造体１０８は、柱状部１１０と、光伝搬層１１８と、を有している。積層体１０３は、フォトニック結晶構造体１０８を構成している。図示の例では、積層体１０３の柱状部１１０および光伝搬層１１８は、フォトニック結晶構造体１０８を構成している。
【００５７】
フォトニック結晶構造体１０８は、フォトニック結晶の効果を発現することができ、フォトニック結晶構造体１０８の発光層１１４が発する光を、基板１０２の面内方向に閉じ込め、基板１０２の法線方向に出射させる。ここで、「基板１０２の面内方向」とは、積層方向と直交する方向のことである。「基板１０２の法線方向」とは、積層方向のことである。レーザー素子１２は、フォトニック結晶構造体１０８を有するフォトニック結晶レーザー素子である。
【００５８】
柱状部１１０は、バッファー層１０６上に設けられている。柱状部１１０の平面形状は、正六角形等の多角形、円などである。柱状部１１０の径は、例えば、ｎｍオーダーであり、具体的には１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部１１０の積層方向の大きさは、例えば、０．１μｍ以上５μｍ以下である。
【００５９】
なお、「径」とは、柱状部１１０の平面形状が円の場合は、直径であり、柱状部１１０の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の直径である。例えば、柱状部１１０の平面形状が多角形の場合は、該多角形を内部に含む最小の円であり、柱状部１１０の平面形状が楕円の場合は、該楕円を内部に含む最小の円である。また、「平面形状」とは、積層方向からみた形状のことである。
【００６０】
柱状部１１０は、複数設けられている。隣り合う柱状部１１０の間隔は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部１１０は、所定の方向に所定のピッチで周期的に配置されている。複数の柱状部１１０は、積層方向からみて、例えば、三角格子状、四角格子状、などに配置されている。
【００６１】
柱状部１１０は、半導体層１１２と、発光層１１４と、半導体層１１６と、を有している。
【００６２】
半導体層１１２は、バッファー層１０６上に設けられている。半導体層１１２は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。
【００６３】
発光層１１４は、半導体層１１２上に設けられている。発光層１１４は、半導体層１１２と半導体層１１６との間に設けられている。発光層１１４は、例えば、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とから構成された量子井戸構造を有している。発光層１１４は、電流が注入されることで光を発することが可能な層である。
【００６４】
半導体層１１６は、発光層１１４上に設けられている。半導体層１１６は、半導体層１１２と導電型の異なる層である。半導体層１１６は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。半導体層１１２，１１６は、発光層１１４に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。
【００６５】
光伝搬層１１８は、隣り合う柱状部１１０の間に設けられている。図示の例では、光伝搬層１１８は、マスク層１２８上に設けられている。光伝搬層１１８の屈折率は、例えば、発光層１１４の屈折率よりも低い。光伝搬層１１８は、例えば、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、酸化チタン層などである。発光層１１４で発生した光は、光伝搬層１１８を伝搬することが可能である。
【００６６】
レーザー素子１２では、ｐ型の半導体層１１６、不純物がドーピングされていない発光層１１４、およびｎ型の半導体層１１２により、ｐｉｎダイオードが構成される。半導体層１１２，１１６は、発光層１１４よりもバンドギャップが大きい層である。レーザー素子１２では、第１電極１２２と第２電極１２４との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加して電流を注入すると、発光層１１４において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。発光層１１４において発生した光は、半導体層１１２，１１６により基板１０２の面内方向に光伝搬層１１８を通って伝搬して、フォトニック結晶構造体１０８によるフォトニック結晶の効果により定在波を形成し、基板１０２の面内方向に閉じ込められる。閉じ込められた光は、発光層１１４において利得を受けてレーザー発振する。すなわち、発光層１１４において発生した光は、フォトニック結晶構造体１０８により基板１０２の面内方向に共振し、レーザー発振する。そして、＋１次回折光および−１次回折光は、レーザー光として積層方向に進行する。
【００６７】
積層方向に進行したレーザー光のうち反射層１０４側に向かうレーザー光は、反射層１０４において反射され、第２電極１２４側に向かう。これにより、レーザー素子１２は、第２電極１２４側から光を出射することができる。
【００６８】
半導体層１２０は、フォトニック結晶構造体１０８上に設けられている。半導体層１２０は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。
【００６９】
第１電極１２２は、バッファー層１０６上に設けられている。バッファー層１０６は、第１電極１２２とオーミックコンタクトしていてもよい。図示の例では、第１電極１２２は、バッファー層１０６を介して、半導体層１１２と電気的に接続されている。第１電極１２２は、発光層１１４に電流を注入するための一方の電極である。第１電極１２２としては、例えば、バッファー層１０６側から、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いる。
【００７０】
第２電極１２４は、半導体層１２０上に設けられている。半導体層１２０は、第２電極１２４とオーミックコンタクトしていてもよい。第２電極１２４は、半導体層１１６と電気的に接続されている。図示の例では、第２電極１２４は、半導体層１２０を介して、半導体層１１６と電気的に接続されている。第２電極１２４は、発光層１１４に電流を注入するための他方の電極である。第２電極１２４の材質は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などである。
【００７１】
配線１２６は、第２電極１２４に接続されている。配線１２６は、バッファー層１０６と電気的に分離されている。配線１２６の材質は、例えば、銅、アルミニウム、金などである。
【００７２】
複数のレーザー素子１２において、基板１０２は、図２に示すように、共通の基板であってもよい。すなわち、複数のレーザー素子１２の基板１０２は、互いに連続していてもよい。フォトニック結晶レーザー素子であるレーザー素子１２は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）のように積層方向の光閉じ込めに加えて、フォトニック結晶効果により基板１０２の面内方向にも光閉じ込めを行う。そのため、限られた面積で共振させて積層方向に光を出射でき、複数の独立した発光点を基板１０２の面内方向に配列させるのに適している。
【００７３】
複数のレーザー素子１２において、発振波長は、同じである。隣り合うレーザー素子１２は、共振によって形成される定在波が互いに影響しない程度に離れて設けられている。
【００７４】
なお、上記では、ＩｎＧａＮ系の発光層１１４について説明したが、発光層１１４としては、出射される光の波長に応じて、電流が注入されることで発光可能なあらゆる材料系を用いることができる。例えば、ＡｌＧａＮ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＰ系、ＡｌＧａＰ系などの半導体材料を用いることができる。また、出射される光の波長に応じて、柱状部１１０の大きさや配列のピッチを変更してもよい。
【００７５】
また、上記では、フォトニック結晶構造体１０８は、周期的に設けられた柱状部１１０を有していたが、フォトニック結晶効果を発現させるために、周期的に設けられた孔部を有していてもよい。
【００７６】
次に、レーザー素子１２の製造方法について説明する。
【００７７】
図４に示すように、基板１０２上に、反射層１０４およびバッファー層１０６を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などが挙げられる。
【００７８】
次に、バッファー層１０６上に、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、スパッタ法などでマスク層１２８を形成する。次に、マスク層１２８をマスクとして、バッファー層１０６上に、半導体層１１２、発光層１１４、および半導体層１１６を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。本工程により、柱状部１１０を形成することができる。次に、例えばスピンコート法などにより、隣り合う柱状部１１０の間に、光伝搬層１１８を形成する。本工程により、フォトニック結晶構造体１０８を形成することができる。
【００７９】
次に、例えばＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などにより、柱状部１１０および光伝搬層１１８上に、半導体層１２０を形成する。
【００８０】
次に、例えば真空蒸着法などにより、第１電極１２２および第２電極１２４を形成する。次に、例えばスパッタ法やめっき法などにより、配線１２６を形成する。
【００８１】
以上の工程により、レーザー素子１２を形成することができる。
【００８２】
１．４．  光変調素子
次に、光変調素子２０Ｒの構成について説明する。図５は、光変調素子２０Ｒを模式的に示す分解斜視図である。
【００８３】
光変調素子２０Ｒは、図２および図５に示すように、例えば、対向基板２０２と、対向電極２０４と、第１配向層２０６と、液晶層２０８と、第２配向層２１０と、画素電極２１２と、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板２１４と、ＴＦＴ２１６と、ブラックマトリックス２１８と、を有している。なお、便宜上、図５では、３×３の画素電極２１２に対応する部分を図示している。また、図５では、対向電極２０４、液晶層２０８、および配向層２０６，２１０の図示を省略している。
【００８４】
光変調素子２０Ｒは、例えば、ＴＦＴアクティブマトリックス型の透過型ＶＡ（Vertical Aligment）モードの液晶パネルである。
【００８５】
対向基板２０２は、レーザー素子１２から出射された光を透過させる。対向基板２０２は、例えば、石英基板である。レーザー素子１２から出射された光は、対向基板２０２、対向電極２０４、第１配向層２０６を透過して、液晶層２０８に入射する。
【００８６】
液晶層２０８は、対向電極２０４と画素電極２１２との間に設けられている。液晶層２０８は、複数の画素２２を有している。画素２２は、液晶層２０８の、対向電極２０４と画素電極２１２との間に印加される電圧によって光に対する透過率が変化する部分である。液晶層２０８の材質は、例えば、ネマチック液晶材料である。液晶層２０８は、例えば、対向基板２０２とＴＦＴ基板２１４とを２．０μｍ程度離した状態で、対向基板２０２とＴＦＴ基板２１４との間に、誘電率異方性が負で屈折率異方性Δｎが０．１２の液晶材料を注入することにより形成される。
【００８７】
第１配向層２０６と第２配向層２１０とは、液晶層２０８を挟んで設けられている。配向層２０６，２１０は、液晶層２０８と接している。配向層２０６，２１０の材質は、例えば、有機材料で被覆された酸化シリコンである。配向層２０６，２１０は、液晶層２０８に電圧が印加されていない場合に、液晶層２０８の液晶分子を特定の方向に整列させることができる。液晶層２０８は、例えば、斜方蒸着法によって形成された配向層２０６，２１０によって、対向基板２０２の主面から８７°傾いた方向に配向している。液晶層２０８から出射された光は、画素電極２１２およびＴＦＴ基板２１４を透過する。
【００８８】
画素電極２１２は、複数の画素２２に対応して、複数設けられている。複数の画素電極２１２は、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリックス状に設けられている。対向電極２０４は、複数の画素２２に対して共通の電極である。対向電極２０４および画素電極２１２の材質は、例えば、ＩＴＯである。
【００８９】
ＴＦＴ基板２１４は、例えば、石英基板である。ＴＦＴ基板２１４には、図５に示すように、ゲート線２１５ａおよびソース線２１５ｂが設けられ、ゲート線２１５ａとソース線２１５ｂとの交点に、ＴＦＴ２１６を介して画素電極２１２が設けられている。なお、便宜上、図５では、画素電極２１２を切り欠いてＴＦＴ２１６を露出させた状態を図示しているが、画素電極２１２は、絶縁層を介してＴＦＴ２１６を覆った方が画素電極２１２の面積を大きくすることでき、好ましい。
【００９０】
ＴＦＴ２１６は、ＴＦＴ基板２１４に設けられている。ＴＦＴ２１６は、入力された画像情報に応じて、対向電極２０４と画素電極２１２との間の電圧を変化させ、液晶層２０８を通過する光を変調させる。これにより、画素２２ごとに明るさを変えることができ、画像を形成することができる。ＴＦＴ２１６は、薄膜トランジスターである。
【００９１】
ブラックマトリックス２１８は、対向基板２０２に設けられている。ブラックマトリックス２１８は、ＴＦＴ２１６がレーザー素子１２から出射された光によって照射されないように、光を遮光する。ＴＦＴ２１６が光によって遮光されると、ＴＦＴ２１６が誤動作する場合がある。ブラックマトリックス２１８は、このＴＦＴ２１６の誤動作を防ぐことができる。ブラックマトリックス２１８は、例えば、光を吸収して熱を発生し難い高反射の金属層である。
【００９２】
なお、図示しないが、対向基板２０２には、画素２２に対応する複数のレンズを有するマイクロレンズアレイが設けられていることが好ましい。これにより、レーザー素子１２から出射された光がブラックマトリックス２１８に入射することを抑制することができ、高効率化を図ることができる。
【００９３】
また、光変調素子２０Ｇ，２０Ｂは、光変調素子２０Ｒと基本的に同じ構成である。
【００９４】
１．５．  特徴
プロジェクター１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００９５】
プロジェクター１００では、第１レーザー素子１２ａから出射された光Ｌ１は、第１画素２２ａを照射し、第２レーザー素子１２ｂから出射された光Ｌ２は、第１画素２２ａおよび第２画素２２ｂを照射し、第３レーザー素子１２ｃから出射された光Ｌ３は、第３画素２２ｃを照射して、第１画素２２ａを照射せず、第１レーザー素子１２ａから出射された光Ｌ１、および第２レーザー素子１２ｂから出射された光Ｌ２は、互いに異なる方向から第１画素２２ａに入射する。そのため、プロジェクター１００では、光Ｌ１が第１画素２２ａを照射することによるスペックルパターンと、光Ｌ２が第１画素２２ａを照射することによるスペックルパターンとが異なる。したがって、光Ｌ１，Ｌ２が同じ方向から第１画素に入射する場合に比べて、スペックルノイズを低減することができる。
【００９６】
プロジェクター１００では、複数のレーザー素子１２は、第１ピッチＰ１で配列され、複数の画素２２は、第１ピッチＰ１以下の第２ピッチＰ２で配列されている。そのため、プロジェクター１００では、第２ピッチＰ２が第１ピッチより大きい場合に比べて、より多くのレーザー素子１２から出射された光を、１つの画素２２に入射させることができる。そのため、スペックルのノイズを低減することができる。
【００９７】
プロジェクター１００では、複数のレーザー素子１２のうちの第４レーザー素子１２ｄから出射された光Ｌ４は、第１画素２２ａおよび第３画素２２ｃを照射し、第１レーザー素子１２ａから出射された光Ｌ１、第２レーザー素子１２ｂから出射された光Ｌ２、および第４レーザー素子１２ｄから出射された光Ｌ４は、互いに異なる方向から第１画素２２ａに入射し、第３レーザー素子１２ｃから出射された光Ｌ３、および第４レーザー素子１２ｄから出射された光Ｌ４は、互いに異なる方向から第３画素２２ｃに入射する。そのため、プロジェクター１００では、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４が同じ方向から第１画素に入射し、光Ｌ３，Ｌ４が同じ方向から第３画素に入射する場合に比べて、スペックルノイズを低減することができる。
【００９８】
プロジェクター１００では、複数のレーザー素子１２のうちの第５レーザー素子１２ｅから出射された光Ｌ５は、第３画素２２ｃを照射し、第３レーザー素子１２ｃから出射された光Ｌ３、および第５レーザー素子１２ｅから出射された光Ｌ５は、互いに異なる方向から第３画素２２ｃに入射する。プロジェクター１００では、光Ｌ３，Ｌ５が同じ方向から第３画素に入射する場合に比べて、スペックルノイズを低減することができる。
【００９９】
プロジェクター１００では、レーザー素子１２は、基板１０２と、基板１０２に設けられ、光を発する発光層１１４を有する積層体１０３と、を有し、積層体１０３は、発光層１１４が発した光を、基板１０２の面内方向に閉じ込め、基板１０２の法線方向に出射させるフォトニック結晶構造体１０８を構成する。そのため、レーザー素子１２から出射された光の放射角は、例えば端面型の半導体レーザーやＶＣＳＥＬに比べて、小さい。これにより、プロジェクター１００の小型化を図ることができる。さらに、例えば１つの柱状部１１０に欠陥があったとしても、基板１０２の面内方向に定在波を形成するため、該欠陥を補って強度の均一性が高い光を出射することができる。
【０１００】
なお、上記では、光変調素子２０Ｒが透過型の液晶ライトバルブである場合について説明したが、光変調素子２０Ｒは、反射型の液晶ライトバルブであってもよいし、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device、登録商標）であってもよい。
【０１０１】
２．  プロジェクターの変形例
２．１．  第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係るプロジェクター２００について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態の第１変形例に係るプロジェクター２００のレーザー素子１２およびマイクロレンズアレイ６０を模式的に示す断面図ある。
【０１０２】
以下、本実施形態の第１変形例に係るプロジェクター２００において、上述した本実施形態に係るプロジェクター１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、後述する本実施形態の第２，第３変形例に係るプロジェクターにおいて同様である。
【０１０３】
上述したプロジェクター１００では、図２に示すように、レーザー素子１２から出射された光は、光学部材を介さずに直接、光変調素子２０Ｒに入射した。
【０１０４】
これに対し、プロジェクター２００では、図６に示すように、レーザー素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃから出射された光は、それぞれ凹レンズ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを透過して、画素２２に入射する。凹レンズ６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、マイクロレンズアレイ６０を構成している。マイクロレンズアレイ６０の材質は、例えば、ガラスである。
【０１０５】
第１凹レンズ６２ａは、第１レーザー素子１２ａから出射され第１画素２２ａを照射する光Ｌ１の光路において、第１レーザー素子１２ａと第１画素２２ａとの間に設けられている。第１凹レンズ６２ａは、例えば、第１レーザー素子１２ａと第１画素２２ａとの間に設けられている。第１凹レンズ６２ａは、光Ｌ１の放射角を拡げて、光Ｌ１を第１画素２２ａに入射させる。
【０１０６】
第２凹レンズ６２ｂは、第２レーザー素子１２ｂから出射され第１画素２２ａおよび第２画素２２ｂを照射する光Ｌ２の光路において、第２レーザー素子１２ｂと第１画素２２ａとの間、および第２レーザー素子１２ｂと第２画素２２ｂとの間に設けられている。第２凹レンズ６２ｂは、例えば、第２レーザー素子１２ｂと第２画素２２ｂとの間に設けられている。第２凹レンズ６２ｂは、光Ｌ２の放射角を拡げて、光Ｌ２を第１画素２２ａおよび第２画素２２ｂに入射させる。
【０１０７】
第３凹レンズ６２ｃは、第３レーザー素子１２ｃから出射され第３画素２２ｃを照射する光Ｌ３の光路において、第３レーザー素子１２ｃと第３画素２２ｃとの間に設けられている。第３凹レンズ６２ｃは、例えば、第３レーザー素子１２ｃと第３画素２２ｃとの間に設けられている。第３凹レンズ６２ｃは、光Ｌ３の放射角を拡げて、光Ｌ３を第３画素２２ｃに入射させる。
【０１０８】
なお、図示はしないが、マイクロレンズアレイ６０は、複数のレーザー素子１２に対応して、複数の凹レンズを有している。
【０１０９】
図示の例では、例えばエキシマレーザーを照射して、基板１０２と、基板１０２上に設けられた積層体１０３を含む構造体と、を分離させ、分離された構造体を、基板１０２とは別の基板２２０に、導電性接合材２２２を用いてフリップチップ実装されている。これにより、隣り合うフォトニック結晶構造体１０８の間の距離を大きくすることができるため、複数のレーザー素子１２から出射された光が画素２２に入射する角度の差を大きくすることができる。隣り合うフォトニック結晶構造体１０８の間の距離を大きくすると、放熱性の観点からも有利である。
【０１１０】
さらに、例えば、高価なサファイア基板上に、複数のレーザー素子１２を、共振によって形成される定在波が互いに影響しない程度に離して形成する必要がないので、低コスト化を図ることができる。
【０１１１】
なお、赤色光を出射するレーザー素子１２、緑色光を出射するレーザー素子１２、および青色光を出射するレーザー素子１２を、１つの基板２２０に移載させ、色ごとに駆動させれば、１つの光変調素子で、フィールドシーケンシャル駆動させてカラー表示することができる。
【０１１２】
また、図示の例では、ｐ型の半導体層１１６と基板２２０との間の距離は、ｎ型の半導体層１１２と基板２２０との間の距離よりも小さく、導電性接合材２２２は、反射層１０４と第２電極１２４とを接合している。例えば、バッファー層１０６は、ｐ型の半導体層であり、半導体層１２０は、ｎ型の半導体層である。第１電極１２２は、ＩＴＯなどからなる透明電極であり、レーザー素子１２は、第１電極１２２側から光を出射する。
【０１１３】
プロジェクター２００では、第１レーザー素子１２ａから出射され第１画素２２ａを照射する光Ｌ１の光路において、第１レーザー素子１２ａと第１画素２２ａとの間に設けられた第１凹レンズ６２ａと、第２レーザー素子１２ｂから出射され第１画素２２ａおよび第２画素２２ｂを照射する光Ｌ２の光路において、第２レーザー素子１２ｂと第１画素２２ａとの間、および第２レーザー素子１２ｂと第２画素２２ｂとの間に設けられた第２凹レンズ６２ｂと、第３レーザー素子１２ｃから出射され第３画素２２ｃを照射する光Ｌ３の光路において、第３レーザー素子１２ｃと第３画素２２ｃとの間に設けられた第３凹レンズ６２ｃと、を有している。そのため、プロジェクター２００では、光Ｌ１の放射角を拡げて光Ｌ１を第１画素２２ａに入射させ、光Ｌ２の放射角を拡げて光Ｌ２を第１画素２２ａおよび第２画素２２ｂに入射させ、光Ｌ３の放射角を拡げて光Ｌ３を第３画素２２ｃに入射させることができる。
【０１１４】
２．２．  第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係るプロジェクター３００について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の第２変形例に係るプロジェクター３００のレーザー素子１２を模式的に示す平面図ある。なお、便宜上、図７では、レーザー素子１２のフォトニック結晶構造体１０８以外の部材の図示を省略している。
【０１１５】
上述したプロジェクター１００では、複数のレーザー素子１２において、発振波長は、互いに同じであった。
【０１１６】
これに対し、プロジェクター２００では、隣り合うレーザー素子１２の発振波長は、異なる。図７に示すように、第１レーザー素子１２ａの発振波長と、第２レーザー素子１２ｂの発振波長とは、異なり、その差は、例えば、０．０１ｎｍ程度である。これにより、複数のレーザー素子１２において、発振波長が互いに同じである場合に比べて、第１レーザー素子１２ａと第２レーザー素子１２ｂとの間の距離を小さくしても、レーザー素子１２ａ，１２ｂは、互いに異なる位相の定在波を形成することができる。例えばレーザー素子１２ごとに発振波長をずらし、複数のレーザー素子１２を密に配置させることができる。
【０１１７】
２．３．  第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係るプロジェクター４００について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の第３変形例に係るプロジェクター４００のレーザー素子１２を模式的に示す断面図である。
【０１１８】
上述したプロジェクター１００のレーザー素子１２では、図４に示すように、フォトニック結晶構造体１０８の柱状部１１０は、発光層１１４を有していた。
【０１１９】
これに対し、プロジェクター４００のレーザー素子１２では、図８に示すように、フォトニック結晶構造体１０８は、発光層１１４を有していない。
【０１２０】
プロジェクター４００では、フォトニック結晶構造体１０８は、半導体層１１３と、半導体層１１３に設けられた複数のエアホール１１３ａと、によって構成されている。半導体層１１３は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。
【０１２１】
半導体層１１２は、半導体層１１３上に設けられている。半導体層１１２は、例えば、ｎ型のＧａＮ層である。発光層１１４は、半導体層１１２上に設けられている。半導体層１１６は、発光層１１４上に設けられている。半導体層１１６は、例えば、ｐ型のＧａＮ層である。第１電極１２２は、半導体層１１２上に設けられている。第２電極１２４は、半導体層１１６上に設けられている。なお、図示はしないが、半導体層１１２，１１６および発光層１１４は、基板１０２とフォトニック結晶構造体１０８との間に設けられていてもよい。また、図示はしないが、フォトニック結晶構造体１０８は、例えば、ｎ型のＧａＮ層からなる複数の柱状部と、隣り合う柱状部の間隙と、によって構成されていてもよい。
【０１２２】
プロジェクター４００のように、フォトニック結晶構造体１０８が発光層１１４を有していない場合には、発光層１１４からフォトニック結晶構造体１０８側に漏れた光が、積層方向と直交する方向に閉じ込められて、積層方向に出射される。
【０１２３】
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
【０１２４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１２５】
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…光源、１２…レーザー素子、１２ａ…第１レーザー素子、１２ｂ…第２レーザー素子、１２ｃ…第３レーザー素子、１２ｄ…第４レーザー素子、１２ｅ…第５レーザー素子、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…光変調素子、２２…画素、２２ａ…第１画素、２２ｂ…第２画素、２２ｃ…第３画素、３０…入射側偏光板、３２…出射側偏光板、４０…クロスダイクロイックプリズム、５０…投射レンズ、６０…マイクロレンズアレイ、６２ａ…第１凹レンズ、６２ｂ…第２凹レンズ、６２ｃ…第３凹レンズ、１００…プロジェクター、１０２…基板、１０３…積層体、１０４…反射層、１０６…バッファー層、１０８…フォトニック結晶構造体、１１０…柱状部、１１２，１１３…半導体層、１１３ａ…エアホール、１１４…発光層、１１６…半導体層、１１８…光伝搬層、１２０…半導体層、１２２…第１電極、１２４…第２電極、１２６…配線、１２８…マスク層、２００…プロジェクター、２０２…対向基板、２０４…対向電極、２０６…第１配向層、２０８…液晶層、２１０…第２配向層、２１２…画素電極、２１４…ＴＦＴ基板、２１５ａ…ゲート線、２１５ｂ…ソース線、２１６…ＴＦＴ、２１８…ブラックマトリックス、２２０…基板、２２２…導電性接合材、３００，４００…プロジェクター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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