(57)【要約】【課題】  光損失が少なく、小型化や低コスト化が可能で、しかもフィルタによる透過率及び反射率の偏波依存性が小さく、透過させる光の波長と反射させる光の波長をより狭い範囲で切り分けて、波長が異なる複数の光を合波又は分波する光導波路装置、及び、それを用いた、小型ディスプレイ等の点光源装置等として好適な光源装置、並びに光情報処理装置を提供すること。【解決手段】  辺ＤＥが辺ＢＡと４５度の鋭角で交わる五角形ＡＢＣＤＥの形状を有するクラッド３とコア４〜６との接合体からなる光導波路層２を形成する。コア４を辺ＡＢにほぼ垂直に辺ＡＢから辺ＣＤまで直線状に設け、コア５と６を辺ＤＥにほぼ垂直に辺ＤＥからコア４との交差部７又は９まで直線状に設ける。交差部には、コア４を分断して波長選択フィルタ８と１０を設ける。合波を行う場合には、光入射又は出射端面１１〜１３から光を入射し、光出射又は入射端面１４から合波光を取り出す。【選択図】          図１
2006003673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコアと、この第１のコアに交差する第２のコアとがクラッドに接合されてなり、これらのコアの交差部に前記第１のコアを分断する波長選択フィルタが設けられ、波長が異なる複数の光を合波又は分波する光導波路装置において、
前記第１のコアの光入射又は出射端面を含む前記クラッドの一辺に対し、前記第１の  コアがほぼ垂直に延び、前記一辺と対向した前記クラッドの対向辺に前記第１のコアの  光出射又は入射端面を含み、
前記第２のコアの光入射又は出射端面を含む前記クラッドの他の一辺が、前記一辺と  鋭角をなす向きに配置され、前記第２のコアが前記他の一辺にほぼ垂直に前記交差部ま  で延びている
ことを特徴とする光導波路装置。
【請求項２】
前記クラッドが少なくとも４辺からなる多角形の形状を有し、
前記一辺としての第１辺と前記対向辺としての第３辺とは略平行に配置され、前記第  １辺及び前記第３辺とほぼ垂直に第２辺が配置され、前記他の一辺としての第４辺は前  記第１辺と鋭角をなす向きに配置され、
前記第１のコアは略直線状に前記第１辺から前記第３辺まで設けられ、
前記第２のコアは略直線状に前記第４辺から前記交差部まで設けられている、
請求項１に記載した光導波路装置。
【請求項３】
前記第１辺に設けられた光入射端面から前記第１のコアを伝播してきた第１入射光は、前記波長選択フィルタを透過して先へ進み、他方、前記第４辺に設けられた光入射端面から前記第２のコアを伝播してきた第２入射光は前記波長選択フィルタによって前記第１のコアへ反射され、前記第１入射光と前記第２入射光とが前記第１のコアで合波され、前記第３辺に設けられた前記第１のコアの光出射端面から出射されるように構成され、又は、前記第３辺に設けられた前記第１のコアの光入射端面から前記第１のコアを伝播してきた入射光が、前記波長選択フィルタを透過して前記第１辺に設けられた前記第１のコアの光出射端面から出射される光と、前記波長選択フィルタによって反射されて前記第４辺に設けられた前記第２のコアの光出射端面から出射される光とに分波されるように構成されている、請求項２に記載した光導波路装置。
【請求項４】
前記第１のコアが、相前後して配置された複数の前記波長選択フィルタによって複数箇所で分断され、前記第１のコアと交差した少なくとも前記第２のコア及び第３のコアが、前記複数の分断箇所から前記第４辺まで、並行して前記第４辺にほぼ垂直に設けられ、少なくとも前記第３のコアも介して光が合波又は分波される、請求項２に記載した光導波路装置。
【請求項５】
前記第１のコアを分断する前記波長選択フィルタの位置から前記第４辺まで前記第２のコアが設けられ、この第２のコアを分断して第２の波長選択フィルタが設けられ、前記第２のコアと交差した第４のコアが、前記第２のコアの分断箇所から前記第１辺まで、前記第１のコアと並行して前記第１辺にほぼ垂直に設けられ、少なくとも前記第４のコアも介して光が合波又は分波される、請求項２に記載した光導波路装置。
【請求項６】
前記第１のコア、前記第２のコア、前記第３のコア及び前記第４のコアが、それぞれ複数のコア部からなる、請求項４又は５に記載した光導波路装置。
【請求項７】
前記多角形が、前記第１辺及び前記第４辺と交わる第５辺を有する五角形であり、前記第２辺の垂直二等分線を対称軸として前記第１辺と前記第３辺、及び前記第４辺と前記第５辺が対称の位置に配置されている、請求項２に記載した光導波路装置。
【請求項８】
前記第３辺と前記第４辺とがなす角度が１３５度であり、前記第４辺と前記第５辺とがなす角度が９０度である、請求項７に記載した光導波路装置。
【請求項９】
少なくとも前記第１辺と前記第４辺に設けられた各コア端面が傾斜した反射端面に形成され、これらの反射端面を介して、光を各コアの内部又は外部へ導くように構成された、請求項２に記載した光導波路装置。
【請求項１０】
前記第１辺、前記第２辺、前記第３辺、前記第４辺及び前記第５辺が、前記各コアと、これらの各コアを設けた共通のクラッド材との切断によって形成される、請求項２又は７に記載した光導波路装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載した光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において、少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光入射端面に対向して光源がそれぞれ配され、前記光源から前記光入射端面に入射した光が合波され、前記対向辺に設けられた前記第１のコアの前記光出射端面から出射される、光源装置。
【請求項１２】
前記光源として発光ダイオード又はレーザーダイオードが用いられる、請求項１１に記載した光源装置。
【請求項１３】
前記光源として青色光、緑色光、及び赤色光を発光する光源が用いられる、請求項１１に記載した光源装置。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載した光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において、少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光出射端面に対向して受光素子がそれぞれ配され、前記対向辺に設けられた前記第１のコアの前記光入射端面から入射された光が分波された後、前記受光素子によって受光される、光情報処理装置。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載した光導波路装置と、この光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光入射端面に信号光を入射する光入射手段と、前記対向辺に設けられた前記第１のコアの前記光出射端面から出射される合波光を受ける受光手段とを有する、光情報処理装置。
【請求項１６】
前記合波光が走査手段で走査されて投影されるディスプレイとして構成された、請求項１５に記載した光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長が異なる複数の光を合波又は分波する光導波路装置、及びそれを用いた、小型ディスプレイ等の点光源装置等として好適な光源装置、並びに光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器、特に携帯用電子機器などは、小型・軽量化と多機能化が求められている。このような傾向の中で、携帯用電子機器においても画像データが扱われるようになっており、精細な画像を見やすく表示する機能をいかにして実現するか、ということが課題となっている。
【０００３】
例えば、特表平１１−５０５６２７号公報などに開示されている網膜ディスプレイは、ユーザーの眼の網膜上に画像を結像させるため、画面表示に占有される面積を少なくすることができ、小型化と高精細度表示とを両立させ得る表示装置として大いに期待されている。この網膜ディスプレイなどの小型ディスプレイでは、光源装置をはじめとしてカラー画像を形成する装置を小型化・軽量化することが今後の課題の１つとなっている。
【０００４】
従来、フルカラー表示可能なディスプレイ装置の光源として用い得る点光源装置は、例えば特許第３２９８３２４号公報に示されているように、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の三原色光を発光する各発光素子からの光を、鏡やレンズを用いて一点に集光し、光源としている。
【０００５】
しかし、鏡やレンズを用いる方法は、各発光素子に対して鏡やレンズを精度よく配置して固定する手段が必要になり、実装部品数が多くなるため、光源装置が大きく、重く、コスト高になる問題点がある。また、その製造には、各部品を精度よく実装するために、手間のかかるアライメント工程が必要になり、生産性が低く、大量生産には不向きで、この点からもコスト高になる問題点がある。
【０００６】
一方、例えば、後述の特許文献１には、光導波路と波長選択フィルタとを用いて波長が異なる複数の光を合波又は分波する光合波分波器が提案されている。
【０００７】
図１２は、特許文献１に従来例として示されている光合波分波器の平面図である。この装置では、シリコン基板１００の中央に光導波路層１１０が設けられ、その両側に外部と光の入出射を行うためのポート１０１〜１０３が設けられている。ポート１０１〜１０３は光ファイバからなり、シリコン基板１００に形成された溝に凹凸嵌合により位置決めされ、接着固定されている。
【０００８】
光導波路層１１０には、ポート１０１〜１０３のそれぞれに光接続して、導光路であるコア１１１〜１１３が設けられている。コア１１１と１１３とは、光導波路層１１０の中心部でほぼ直線状に対向するように配置され、両者を分断するように誘電体多層膜フィルタ１１４が設けられている。コア１１２は、コア１１２から誘電体多層膜フィルタ１１４に入射して反射された光がコア１１３に進むように、コア１１３と交差して設けられている。
【０００９】
図１２に示した装置を光合波器として用いる場合には、合波させようとする入射光１２１と１２２とをそれぞれポート１０１とポート１０２から入射させ、誘電体多層膜フィルタ１１４として、入射光１２１の波長の光は透過させるが、入射光１２２の波長の光は反射する光学特性をもつものを用いる。このようにすると、ポート１０１からコア１１１に入射して伝播してきた入射光１２１は、誘電体多層膜フィルタ１１４を透過してコア１１３に入射する。他方、ポート１０２からコア１１２に入射して伝播してきた入射光１２２は、誘電体多層膜フィルタ１１４によって反射され、方向変換されてコア１１３に入射する。この結果、入射光１２１と１２２とはいずれもコア１１３に導かれ、コア１１３を伝播する中で合波され、ポート１０３から出射される。
【００１０】
図１２に示した装置のポート１０１と１０２の代わりにＬＥＤなどの光源を設ければ、導波路コアにより簡易に精度良く各光源が出射する光を合波でき、且つ光をコリメートする必要が無いため短い光路で合波でき、低コストで小型集積化した点光源装置を作製することができると期待される。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２９５５４０号公報（第２頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図１２に示した装置では、コア１１１〜１１３の光入出射端面を光導波路層１１０の対向する２辺にのみ設けているので、コア１１１〜１１３には必ず曲線部分が含まれる。この場合、コンパクトな光源装置を作製するために光導波路層１１０を小型化すると、必然的にコア１１１〜１１３に曲率の大きい部分が含まれ、漏光による光損失が大きくなり、逆に、光損失を抑えるためにコア１１１〜１１３の曲率を小さくすると、光導波路層１１０が大型化するという二律背反の関係が生じることになる。
【００１３】
この対策として、光導波路層の対向する２辺ではなく、互いに直交する２辺に光入射端面を設ければ、コアに曲線部分を設けなくても合波又は分波を行うことのできる構造を形成できると考えられる。
【００１４】
図１３は、本発明の比較例である、そのような光導波路装置とそれを用いた光源装置の平面図である。
【００１５】
この光導波路装置１３０では、例えばシリコンなどの基板の上にクラッド１３３とコア１３４〜１３６との接合体からなる光導波路層１３２が形成されている。クラッド１３３は長方形ＡＢＣＤの形状を有し、コア１３４は、辺ＡＢにほぼ垂直に辺ＡＢから辺ＣＤまで直線状に設けられ、コア１３５および１３６は、辺ＤＡにほぼ垂直に辺ＤＡからコア１３４との交差部まで直線状に設けられている。交差部には、コア１３４を分断してフィルタ１３７および１３８が設けられている。フィルタ１３７および１３８は、例えば誘電体多層膜からなり、所定の波長範囲の光のみを反射し、他の波長の光を透過させるダイクロイックフィルタである。フィルタ１３７および１３８は、それぞれ、コア１３５および１３６から入射してフィルタ１３７および１３８で反射された光がコア１３４に進むように、コア１３４に対する角度が調節されている。
【００１６】
なお、光導波路装置１３０では、後述する本発明の実施の形態に合わせて、コア１３４〜１３６がそれぞれ３本ずつのコア部からなる例を示したが、コア１３４〜１３６を構成するコアの数は単一でも複数でもよい。
【００１７】
光源装置１４０では、光導波路装置１３０のコア１３４、１３５および１３６の各光入射端面に対向して、それぞれ、赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３が設けられる。そして、フィルタ１３７としては赤色光は透過させるが緑色光は反射するものが用いられ、フィルタ１３８としては赤色光および緑色光は透過させるが青色光は反射するものが用いられる。
【００１８】
光源装置１４０の動作は、次の通りである。赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３から出射された光は、それぞれ、これらに対向する光入射端面からコア１３４〜１３６に取り込まれる。コア１３４を伝播する赤色光は、フィルタ１３７を透過し、さらにフィルタ１３８も透過して、コア１３４内を光出射端面１３９へ進む。コア１３５を伝播する緑色光は、フィルタ１３７によって反射され、コア１３５からコア１３４へ進路を変換されて進み、フィルタ１３８は透過して、コア１３４内を光出射端面１３９へ進む。コア１３６を伝播してきた青色光は、フィルタ１３８によって反射され、コア１３６からコア１３４へ進路を変換されて、コア１３４内を光出射端面１３９へ進む。このようにして、赤色光、緑色光および青色光が、フィルタ１３８と光出射端面１３９との間のコア１３４に導かれるため、この領域を進む中で合波され、合波光が光出射端面１３９から出射される。
【００１９】
このように、光導波路層の互いに直交する２辺に光入射端面を設ければ、コアに曲線部分を設けなくても合波を行うことのできる構造を形成できる。また、図１４は光導波路装置１３０の作製工程の一部を説明する平面図であるが、光導波路装置１３０は長方形の形状を有するため、図１４に示すように、光導波路層が形成されたシリコンウエハ１５０から一括ダイシングによって無駄なく多数の光導波路装置１３０を切り出すことができ、この点からも好都合である。
【００２０】
しかしながら、光導波路装置１３０では、コア１３５および１３６からフィルタに入射し反射によって方向変換される際の角度変化が９０度であり、フィルタへの入射角は４５度になる。ＬＥＤのような偏波規定されていない光を、狭い波長範囲で一方の波長の光は透過させ、他方の波長の光は反射させようとする場合、入射光を４５度のような大きな角度でフィルタに入射させると、フィルタの反射率及び透過率の偏波依存性が大きくなり、損失が大きくなることが知られている。
【００２１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、光損失が少なく、小型化や低コスト化が可能で、しかもフィルタによる透過率及び反射率の偏波依存性が小さく、透過させる光の波長と反射させる光の波長をより狭い範囲で切り分けて、波長が異なる複数の光を合波又は分波する光導波路装置、及び、それを用いた、小型ディスプレイ等の点光源装置等として好適な光源装置、並びに光情報処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
即ち、本発明は、第１のコアと、この第１のコアに交差する第２のコアとがクラッドに接合されてなり、これらのコアの交差部に前記第１のコアを分断する波長選択フィルタが設けられ、波長が異なる複数の光を合波又は分波する光導波路装置において、
前記第１のコアの光入射又は出射端面を含む前記クラッドの一辺に対し、前記第１の  コアがほぼ垂直に延び、前記一辺と対向した前記クラッドの対向辺に前記第１のコアの  光出射又は入射端面を含み、
前記第２のコアの光入射又は出射端面を含む前記クラッドの他の一辺が前記一辺とは  鋭角をなす向きに配置され、前記第２のコアが前記他の一辺にほぼ垂直に前記交差部ま  で延びている
ことを特徴とする光導波路装置に係わるものである。
【００２３】
また、前記光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において、少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光入射端面に対向して光源がそれぞれ配され、前記光源から前記光入射端面に入射した光が合波され、前記対向辺に設けられた前記第１のコアの前記光出射端面から出射される光源装置に係わり、また、前記光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において、少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光出射端面に対向して受光素子がそれぞれ配され、前記対向辺に設けられた前記第１のコアの前記光入射端面から入射された光が分波された後、前記受光素子によって受光される第１の光情報処理装置に係わり、更にまた、前記光導波路装置と、この光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光入射端面に信号光を入射する光入射手段と、前記対向辺に設けられた前記第１のコアの前記光出射端面から出射される合波光を受ける受光手段とを有する第２の光情報処理装置に係わるものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光導波路装置によれば、第１のコアと、この第１のコアに交差する第２のコアとがクラッドに接合されてなり、これらのコアの交差部に前記第１のコアを分断する波長選択フィルタが設けられ、前記第１のコアの光入射又は出射端面を含む前記クラッドの一辺に対し、前記第１のコアがほぼ垂直に延び、前記第２のコアの光入射又は出射端面を含む前記クラッドの他の一辺が前記一辺とは鋭角をなす向きに配置され、前記第２のコアが前記他の一辺にほぼ垂直に前記交差部まで延びているので、前記第１のコアと前記第２のコアに曲線部がなければ両者は鈍角で交わることになり、光が前記第１のコアと前記第２のコアとの間で進路を変える際の角度変化は前記鋭角と等しくなり、前記波長選択フィルタで反射される際の入射角は４５度未満となる。このため、上述した比較例のように入射角４５度でフィルタに入射させる場合に比べ、フィルタの反射率及び透過率の偏波依存性を低減することができ、ＬＥＤのような偏波規定されていない光を、狭い波長範囲で一方の波長の光は透過させ、他方の波長の光は反射させようとする場合に起こる光の損失を小さく抑えることができ、透過させる光の波長と反射させる光の波長をより狭い波長範囲で切り分けすることが可能になる。更に、前記光導波路装置では、従来例と異なり、前記第１のコアと前記第２のコアに曲線部を設ける必要がないので、光損失の増加を伴わずに小型化が可能であり、また、鏡やレンズを用いる方法に比べ、生産性が高く、小型軽量化および低コスト化が可能である。
【００２５】
また、本発明の光源装置によれば、前記光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において、少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光入射端面に対向して光源がそれぞれ配されており、また、本発明の第１の光情報処理装置によれば、前記光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において、少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光出射端面に対向して受光素子がそれぞれ配され、前記対向辺に設けられた前記第１のコアの前記光入射端面から入射された光が分波された後、前記受光素子によって受光され、更にまた、本発明の第２の光情報処理装置によれば、前記光導波路装置と、この光導波路装置の前記一辺及び前記他の一辺において少なくとも前記第１のコア及び前記第２のコアの前記光入射端面に信号光を入射する光入射手段と、前記対向辺に設けられた前記第１のコアの前記光出射端面から出射される合波光を受ける受光手段とを有するので、前記光導波路装置が有する上記の優れた効果を十二分に発揮できる光源装置及び光情報処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の光導波路装置において、前記クラッドが少なくとも４辺からなる多角形の形状を有し、前記一辺としての第１辺と前記対向辺としての第３辺とは略平行に配置され、前記第１辺及び前記第３辺とほぼ垂直に第２辺が配置され、前記他の一辺としての第４辺は
前記第１辺と鋭角をなす向きに配置され、前記第１のコアは略直線状に前記第１辺から前記第３辺まで設けられ、前記第２のコアは略直線状に前記第４辺から前記交差部まで設けられているのがよい。
【００２７】
前記第１辺に設けられた光入射端面から前記第１のコアを伝播してきた第１入射光は、前記波長選択フィルタを透過して先へ進み、他方、前記第４辺に設けられた光入射端面から前記第２のコアを伝播してきた第２入射光は、前記波長選択フィルタによって前記第１のコアへ反射され、前記第１入射光と前記第２入射光とが前記第１のコアで合波され、前記第３辺に設けられた前記第１のコアの光出射端面から出射されるように構成され、又は、前記第３辺に設けられた前記第１のコアの光入射端面から前記第１のコアを伝播してきた入射光が、前記波長選択フィルタを透過して前記第１辺に設けられた前記第１のコアの光出射端面から出射される光と、前記波長選択フィルタによって反射されて前記第４辺に設けられた前記第２のコアの光出射端面から出射される光とに分波されるように構成されているのがよい。
【００２８】
この際、前記第１のコアが、相前後して配置された複数の前記波長選択フィルタによって複数箇所で分断され、前記第１のコアと交差した少なくとも前記第２のコア及び第３のコアが、前記複数の分断箇所から前記第４辺まで、並行して前記第４辺にほぼ垂直に設けられ、少なくとも前記第３のコアも介して光が合波又は分波されるのがよい。
【００２９】
或いは、前記第１のコアを分断する前記波長選択フィルタの位置から前記第４辺まで前記第２のコアが設けられ、この第２のコアを分断して第２の波長選択フィルタが設けられ、前記第２のコアと交差した第４のコアが、前記第２のコアの分断箇所から前記第１辺まで、前記第１のコアと並行して前記第１辺にほぼ垂直に設けられ、少なくとも前記第４のコアも介して光が合波又は分波されるのがよい。
【００３０】
また、前記第１のコア、前記第２のコア、前記第３のコア及び前記第４のコアが、それぞれ複数のコア部からなるのがよい。複数のコア部を設けると、各コア部を１つのチャンネルに対応させ、多チャンネルの光源装置や情報処理装置を構成できるメリットがある。
【００３１】
また、前記多角形が、前記第１辺及び前記第４辺と交わる第５辺を有する五角形であり、前記第２辺の垂直二等分線を対称軸として前記第１辺と前記第３辺、及び前記第４辺と前記第５辺が対称の位置に配置されているのがよい。そして、前記第３辺と前記第４辺とがなす角度が１３５度であり、前記第４辺と前記第５辺とがなす角度が９０度であるのがよい。
【００３２】
また、少なくとも前記第１辺と前記第４辺に設けられた各コア端面が傾斜した反射端面に形成され、これらの反射端面を介して、光を各コアの内部又は外部へ導くように構成されているのがよい。
【００３３】
また、前記第１辺、前記第２辺、前記第３辺、前記第４辺及び前記第５辺が、前記各コアと、これらの各コアを設けた共通のクラッド材との切断によって形成されるのがよい。
【００３４】
本発明の光源装置において、前記光源として発光ダイオード又はレーザーダイオードが用いられるのがよい。
【００３５】
また、前記光源として青色光、緑色光、及び赤色光を発光する光源が用いられるのがよい。これらの発光素子が発する光を合波することで、マルチカラー又はフルカラーの画像を表示することができる。また、それぞれの前記発光素子に駆動電力を供給することによって、搭載された複数の前記発光素子を独立の発光強度で発光させることができる。例えば、赤色光発光素子、緑色光発光素子および青色光発光素子の発光強度を独立に制御することによって、三原色光の混色によるフルカラーの合波光を得ることができる。
【００３６】
本発明の第２の光情報処理装置において、前記合波光が走査手段で走査されて投影されるディスプレイとして構成されているのがよい。
【００３７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明するが、本発明は下記の例に何ら限定されるものではない。
【００３８】
実施の形態１
実施の形態１は、本発明の光導波路装置の１例である五角形の形状を有する光導波路装置と、この光導波路装置を用いた光源装置とに関するものであり、これらについて図１〜４を用いて説明する。
【００３９】
図１（ａ）は、実施の形態１に基づく光導波路装置１８の平面図である。この光導波路装置１８では、例えばシリコンなどの基板１（図示せず）の上にクラッド３とコア４〜６との接合体からなる光導波路層２が形成されており、下部クラッドと上部クラッドとの間に導光路であるコアが埋め込まれている。
【００４０】
光導波路層２は、例えば、アクリル系有機溶剤を用いて作製され、クラッド３の屈折率は１．５０５で、コア４〜６とクラッド３との比屈折率差Δｎは０．８％であり、コア４〜６の断面は１０μｍ×１０μｍの正方形である。光導波路の材料として有機材料系の樹脂を用いることで、光導波路作製プロセスを簡易化できる。例えば、ＵＶ（紫外線）硬化型有機材料を用いると、スピンコート等による成膜や、フォトリソグラフィによるコア加工が可能であり、安価な製造設備と低い製造コストでシリコンウエハなどの上に光導波路装置を多数作製することができる。
【００４１】
クラッド３は五角形ＡＢＣＤＥの形状を有し、前記第２辺である辺ＢＣの垂直二等分線を対称軸として上下が対称に形成されており、前記一辺又は前記第１辺である辺ＡＢと前記対向辺又は前記第３辺である辺ＣＤ、及び前記他の一辺又は前記第４辺である辺ＤＥと前記第５辺である辺ＥＡが、それぞれ等しい長さで対称の位置に配置されている。また、角ＡＢＣ、角ＢＣＤおよび角ＤＥＡは９０度、角ＣＤＥおよび角ＥＡＢは１３５度であり、前記他の一辺である辺ＤＥは、延長線上で前記一辺である辺ＡＢと４５度の鋭角で交わる。
【００４２】
前記第１のコアであるコア４は、辺ＡＢにほぼ垂直に辺ＡＢから辺ＣＤまで直線状に設けられ、前記第２のコアであるコア５は、辺ＤＥにほぼ垂直に辺ＤＥからコア４との交差部７まで直線状に設けられている。交差部７には、コア４を分断して前記波長選択フィルタであるフィルタ８が設けられている。フィルタ８は、例えば誘電体多層膜からなり、所定の波長範囲の光のみを反射し、他の波長の光を透過させるダイクロイックフィルタである。フィルタ８は、コア５から入射してフィルタ８で反射された光がコア４内に進むように、コア４およびコア５に対する角度が調節されている。
【００４３】
さらに、前記第３のコアであるコア６が、辺ＤＥにほぼ垂直に辺ＤＥからコア４との交差部９までコア５に並行して直線状に設けられている。交差部９には、交差部７と同様、コア４を分断して前記波長選択フィルタであるフィルタ１０が設けられており、フィルタ１０は、例えば誘電体多層膜からなるダイクロイックフィルタである。また、フィルタ１０は、コア６から入射してフィルタ１０で反射された光がコア４内に進むように、コア４およびコア６に対する角度が調節されている。
【００４４】
図１には、コア４〜６がそれぞれ３本ずつのコア部からなる例を示したが、これに限らず、コア４〜６を構成するコアの数は単一でも複数でもよい。複数のコア部を設けると、各コア部を１つのチャンネルに対応させ、多チャンネルの光源装置や情報処理装置を構成できるメリットがある。これは、実施の形態４で後述するヘッドマウントディスプレイなどに応用する際に好都合である。
【００４５】
辺ＡＢにはコア４の光入射又は出射端面１１が設けられ、辺ＣＤにはコア４の光出射又は入射端面１４が設けられている。また、辺ＤＥにはコア５の光入射又は出射端面１２とコア６の光入射又は出射端面１３とが設けられている。これらの光入出射端面は、光導波路装置１８が光合波装置として用いられる場合には、光入射又は出射端面１１〜１３が光入射端面として用いられ、光出射又は入射端面１４が光出射端面として用いられる。また、光導波路装置１８が光分波装置として用いられる場合には、光出射又は入射端面１４が光入射端面として、光入射又は出射端面１１〜１３が光出射端面として各々用いられる。
【００４６】
図１（ｂ）に示した光導波路装置１９は、辺ＧＨを光導波路装置１８の辺ＢＣに重ねると、この辺に関して光導波路装置１８と左右対称の関係にある光導波路装置である。光導波路装置１９が光導波路装置１８と同等の機能を有することは、明らかである。
【００４７】
図２は、光導波路装置１８を用いた光源装置２０の平面図であり、図３は、図２の２Ａ−２Ａ線の位置における光源装置２０の断面図である。
【００４８】
この光源装置２０では、コア４の光入射端面１１、コア５の光入射端面１２およびコア６の光入射端面１３に対向して、それぞれ端面発光型のＬＥＤである赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３が設けられている。そして、フィルタ８として、赤色光は透過させるが緑色光は反射するものが用いられ、フィルタ１０として、赤色光および緑色光は透過させるが青色光は反射するものが用いられている。
【００４９】
光源装置２０の動作は、次の通りである。
【００５０】
赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３は、端子電極２５を通じて駆動電力が供給されると、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の三原色光を発光する。各発光素子から出射された光は、それぞれ、これらに対向する光入射端面１１〜１３（図１参照；図２には不図示。）からコア４〜６に取り込まれる。
【００５１】
コア４を伝播する前記第１入射光である赤色光は、フィルタ８を透過し、さらにフィルタ１０も透過して、コア４内を光出射端面１４へ進む。コア５を伝播する前記第２入射光である緑色光は、フィルタ８によって反射され、コア５からコア４へ進路を変換されて進み、フィルタ１０は透過して、コア４内を光出射端面１４へ進む。コア６を伝播する前記第３入射光である青色光は、フィルタ１０によって反射され、コア６からコア４へ進路を変換されて、コア４内を光出射端面１４へ進む。
【００５２】
このようにして、赤色光、緑色光および青色光が、フィルタ１０と光出射端面１４との間のコア４に導かれるため、この領域を進む中で合波され、合波光が光出射端面１４から出射される。
【００５３】
本実施の形態では、上記のように、光導波路層の互いに前記鋭角で交わる２辺に光入射端面１１〜１３を設けるので、コア４〜６に曲線部分を設けなくても入射光を合波できる構造を形成することができる。従来例と異なり、コア４〜６に曲線部を設ける必要がないので、光損失の増加を伴わずに光導波路装置１８および光源装置２０を小型化できる。
【００５４】
さらに、光がコア５またはコア６からコア４へ進路を変える際の角度変化は前記鋭角、この例では４５度と等しくなるので、光がフィルタ８またはフィルタ１０で反射される際の入射角は２２．５度となる。これは比較例の場合の入射角４５度の半分になっているので、比較例に比べフィルタの反射率及び透過率の偏波依存性を低減することができ、ＬＥＤのような偏波規定されていない光を、狭い波長範囲で一方の波長の光は透過させ、他方の波長の光は反射させようとする場合に起こる光の損失を小さく抑えることができ、透過させる光の波長と反射させる光の波長をより狭い波長範囲で切り分けすることが可能になる。
【００５５】
本実施の形態の光源装置２０は、赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３から出射されるＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の三原色光を合波してコア端面より出射できる小型点光源装置として機能する。
【００５６】
また、光源装置２０は、各発光素子に供給する駆動電力を独立に制御することによって、赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３の発光強度を独立に制御することができ、三原色光の混色によるフルカラーの合波光を得ることができる。この出射ビームは、実施の形態４で後述するフルカラー表示可能な小型ディスプレイ装置の点光源として用いることができる。
【００５７】
図４は光導波路装置１８および１９の作製工程の一部を説明する平面図である。シリコンウエハ９０などの上に光導波路装置１８を形成する場合には、一枚のウエハ９０からできるだけ多数の光導波路装置を作製できるように、図４（ａ）に示すように、左右対称の関係にある光導波路装置１９と組み合わせ、両者に切り欠き部分である三角形ＫＦＡと三角形ＬＤＩを加えると、全体として菱形ＫＪＬＥを形成するようにする。そして図４（ｂ）に示すように、この菱形を面上に隙間なく敷きつめたように光導波路層をパターニングした後、スクライブライン９１〜９５に沿ってダイシングし、光導波路装置１８と光導波路装置１９とを個片として切り出すのがよい。
【００５８】
このように、五角形型の光導波路装置は、無駄になるウエハの領域も少なく、一括ダイシングにより多数の光導波路装置チップ１８および１９を生産性よく作製することができる。また、ダイシングを行うと、かどの部分に歪みが生じることことがあるが、本実施の形態では歪みの生じにくい辺の部分に光入出射端面を設けているので、ダイシングによる歪みの影響は受けにくい構造になっている。
【００５９】
なお、本実施の形態では、辺ＢＡと辺ＤＥが４５度の角をなし、角ＤＥＡが９０度であるので、四辺形ＫＪＬＥは正方形になるが、一般的な五角形型の光導波路装置を、それと左右対称の関係にある五角形型の光導波路装置とともに一括ダイシングによって切り出すには、四辺形ＫＪＬＥは菱形でありさえすればよい。ただし、Ａ、Ｆ、Ｉ、Ｄは、それぞれ、辺ＥＫ、辺ＫＪ、辺ＪＬ、辺ＬＥの中点でなければならない。
【００６０】
実施の形態２
実施の形態２は、実施の形態１に基づく光導波路装置１８の辺ＡＢおよび辺ＤＥの導波路端面に斜め４５度加工を施し、コア４〜６の光入射端面を傾斜した反射端面とし、これらの反射端面を介して、光を各コアの内部又は外部へ導くように変更した光導波路装置２８とそれを用いた光源装置および光情報処理装置の例である。
【００６１】
このようにすると、面発光型の発光素子や面受光型の受光素子を用いることができる利点がある。例えば、面発光型のＬＥＤは、製造が容易で、安価で、市販されている品種も豊富であり、高周波特性に優れ変調しやすく、実装も容易である。また、フォトトランジスタなどの受光素子も、面受光型の素子が主であり、実装も容易である。
【００６２】
図５は、実施の形態２に基づく光源装置３０の平面図であり、図６は、図５の５Ａ−５Ａ線の位置における光源装置３０の断面図である。光源装置３０では、４５度に傾斜して形成されたコア４の光入射端面１５、コア５の光入射端面１６およびコア６の光入射端面１７に対向して、それぞれ面発光型のＬＥＤである赤色光発光素子３１、緑色光発光素子３２および青色光発光素子３３が設けられている。そして、実施の形態１と同様、フィルタ８として、赤色光は透過させるが緑色光は反射するものが用いられ、フィルタ１０として、赤色光および緑色光は透過させるが青色光は反射するものが用いられている。
【００６３】
光源装置２０の動作は、次の通りである。
【００６４】
赤色光発光素子３１、緑色光発光素子３２および青色光発光素子３３は、端子電極３４を通じて駆動電力が供給されると、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の三原色光を発光する。各発光素子から出射された光は、垂直上方に出射され、それぞれ、これらに対向する４５度傾斜光入射端面１４〜１６により水平方向に光路変換され、コア４〜６内に導かれる。
【００６５】
この後は実施の形態１と同様に、コア４を伝播する赤色光は、フィルタ８を透過し、さらにフィルタ１０も透過して、コア４内を光出射端面１４へ進む。コア５を伝播する緑色光は、フィルタ８によって反射され、コア５からコア４へ進路を変換されて進み、フィルタ１０は透過して、コア４内を光出射端面１４へ進む。コア６を伝播する青色光は、フィルタ１０によって反射され、コア６からコア４へ進路を変換されて、コア４内を光出射端面１４へ進む。
【００６６】
このようにして、赤色光、緑色光および青色光が、フィルタ１０と光出射端面１４との間のコア４に導かれるため、この領域を進む中で合波され、合波光が光出射端面１４から出射される。
【００６７】
本実施の形態の光源装置３０では、実施の形態１と同様、光導波路層の互いに前記鋭角で交わる２辺にコア４〜６の光入射端面１５〜１７を設けるので、コア４〜６に曲線部分を設けなくても入射光を合波できる構造を形成することができ、光損失の増加を伴わずに光導波路装置２８および光源装置３０の小型化が可能である。さらに、光がフィルタ８またはフィルタ１０で反射される際の入射角は２２．５度となり、比較例の場合の半分になるため、比較例に比べフィルタの反射率及び透過率の偏波依存性を低減することができ、ＬＥＤのような偏波規定されていない光を、狭い波長範囲で一方の波長の光は透過させ、他方の波長の光は反射させようとする場合に起こる光の損失を小さく抑えることができ、透過させる光の波長と反射させる光の波長をより狭い波長範囲で切り分けすることが可能になる。
【００６８】
本実施の形態の光源装置３０は、赤色光発光素子３１、緑色光発光素子３２および青色光発光素子３３から出射されるＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の三原色光を合波してコア端面より出射できる小型点光源装置として機能する。また、光源装置３０は、各発光素子に供給する駆動電力を独立に制御することによって、赤色光発光素子３１、緑色光発光素子３２および青色光発光素子３３の発光強度を独立に制御することができ、三原色光の混色によるフルカラーの合波光を得ることができる。
【００６９】
光導波路装置２８およびそれと左右対称の光導波路装置２９の作製工程は、実施の形態１とほぼ同様であるが、辺ＡＢおよび辺ＤＥの導波路端面に４５度傾斜端面を形成するために、ダイシングに関して変更が必要である。すなわち、本実施の形態では、図４において、スクライブライン９１と９２は、実施の形態１と同様に通常のブレードで切断するが、スクライブライン９３、９４および９５は、Ｖ字型ブレードで４５度傾斜端面を形成しながら切断する。このようにして、無駄になるウエハの領域も少なく、一括ダイシングにより多数の光導波路装置チップ２８および２９を生産性よく作製することができる。
【００７０】
図７は、実施の形態２に基づく情報処理装置４０の平面図である。情報処理装置４０は、例えば、赤色光、緑色光および青色光からなる入射光を分波して、それぞれの強度を検知する目的などに用いられる。情報処理装置４０では、入射光は辺ＣＤに設けられたコア４の光入射端面１４から入射され、分波された赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、コア４〜６に設けられた光出射端面１５〜１７から出射される。
【００７１】
光出射端面１５〜１７は、先述したように、４５度に傾斜した反射端面に形成されており、各光出射端面１５〜１７に対向して、それぞれ、面受光型のフォトトランジスタである赤色光受光素子４１、緑色光受光素子４２および青色光受光素子４３が設けられている。そして、実施の形態１と同様、フィルタ８として、赤色光は透過させるが緑色光は反射するものが用いられ、フィルタ１０として、赤色光および緑色光は透過させるが青色光は反射するものが用いられている。
【００７２】
情報処理装置４０の動作は、次の通りである。
【００７３】
光入射端面１４から入射された、赤色光、緑色光および青色光からなる入射光は、コア４を伝播し、フィルタ１０に入射する。ここで、入射光に含まれる青色光は、フィルタ１０によって反射され、コア４からコア６へ進路を変換されて、コア６内を光出射端面１７へ進む。他方、赤色光と緑色光は、フィルタ１０を透過して、コア４内を進む。次に、コア４を伝播してきた赤色光と緑色光はフィルタ８に入射し、ここで緑色光はフィルタ８によって反射され、コア４からコア５へ進路を変換されて、コア５内を光出射端面１６へ進み、赤色光はフィルタ８を透過して、コア４内を光出射端面１５へ進む。そして、各光出射端面１５〜１７に到達した赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、垂直下方へ反射され、受光素子４１〜４３によって強度が検知される。
【００７４】
本実施の形態の情報処理装置４０では、光導波路層の互いに前記鋭角で交わる２辺にコア４〜６の光出射端面１５〜１７を設けるので、コア４〜６に曲線部分を設けなくても入射光を分波して出射できる構造を形成することができ、光損失の増加を伴わずに情報処理装置４０を小型化することが可能である。さらに、光がフィルタ８またはフィルタ１０で反射される際の入射角は２２．５度となり、比較例の場合の半分になるため、比較例に比べフィルタの反射率及び透過率の偏波依存性を低減することができ、ＬＥＤのような偏波規定されていない光を、狭い波長範囲で一方の波長の光は透過させ、他方の波長の光は反射させようとする場合に起こる光の損失を小さく抑えることができ、透過させる光の波長と反射させる光の波長をより狭い波長範囲で切り分けすることが可能になる。
【００７５】
実施の形態３
実施の形態３は、本発明の光導波路装置の１例である四角形の形状を有する光導波路装置と、この光導波路装置を用いた光源装置とに関するものであり、これらについて図８〜１０を用いて説明する。
【００７６】
図８は、実施の形態３に基づく光導波路装置５０の平面図である。この光導波路装置５０では、例えばシリコンなどの基板１（図示せず）の上にクラッド５３とコア５４〜５６との接合体からなる光導波路層５２が形成されており、下部クラッドと上部クラッドとの間に導光路であるコアが埋め込まれている。
【００７７】
光導波路層２は、実施の形態１と同様、例えば、アクリル系有機溶剤を用いて作製され、クラッド５３の屈折率は１．５０５で、コア５４〜５６とクラッド５３との比屈折率差Δｎは０．８％であり、コア５４〜５６の断面は１０μｍ×１０μｍの正方形である。
【００７８】
クラッド５３は四角形ＡＢＣＤの形状を有し、前記一辺又は前記第１辺である辺ＡＢ、前記第２辺である辺ＢＣ、前記対向辺又は前記第３辺である辺ＣＤ、および前記他の一辺又は前記第４辺である辺ＤＡからなる。また、角ＡＢＣと角ＢＣＤは９０度、角ＣＤＡは１３５度であり、前記他の一辺である辺ＤＡは前記一辺である辺ＢＡと４５度の鋭角で交わっている。
【００７９】
前記第１のコアであるコア５４は、辺ＡＢにほぼ垂直に辺ＡＢから辺ＣＤまで直線状に設けられ、前記第２のコアであるコア５５は、辺ＤＡにほぼ垂直に辺ＤＡからコア５４との交差部５７まで直線状に設けられている。交差部５７には、コア５４を分断して前記波長選択フィルタであるフィルタ８が設けられている。フィルタ８は、実施の形態１で既述したように、例えば誘電体多層膜からなり、所定の波長範囲の光のみを反射し、他の波長の光を透過させるダイクロイックフィルタである。フィルタ８は、コア５５から入射してフィルタ８で反射された光がコア５４内に進むように、コア５４およびコア５５に対する角度が調節されている。
【００８０】
さらに、前記第４のコアであるコア５６が、辺ＡＢにほぼ垂直に辺ＡＢからコア５５との交差部５８までコア５４に並行して直線状に設けられている。交差部５８には、交差部５７と同様、コア５５を分断して前記波長選択フィルタであるフィルタ１０が設けられており、フィルタ１０は、例えば誘電体多層膜からなるダイクロイックフィルタである。また、フィルタ１０は、コア５６から入射してフィルタ１０で反射された光がコア５５内に進むように、コア５５およびコア５６に対する角度が調節されている。
【００８１】
図８には、コア５４〜５６がそれぞれ３本ずつのコア部からなる例を示したが、これに限らず、コア５４〜５６を構成するコアの数は単一でも複数でもよい。複数のコア部を設けると、各コア部を１つのチャンネルに対応させ、多チャンネルの光源装置や情報処理装置を構成できるメリットがある。
【００８２】
辺ＡＢには、コア５４の光入射又は出射端面６１と、コア５６の光入射又は出射端面６３とが設けられ、辺ＣＤにはコア５４の光出射又は入射端面６４が設けられている。また、辺ＤＡにはコア５５の光入射又は出射端面６２が設けられている。これらの光入出射端面は、光導波路装置５０が光合波装置として用いられる場合には、光入射又は出射端面６１〜６３が光入射端面として用いられ、光出射又は入射端面６４が光出射端面として用いられる。また、光導波路装置５０が光分波装置として用いられる場合には、光出射又は入射端面６４が光入射端面として用いられ、光入射又は出射端面６１〜６３が光出射端面として用いられる。
【００８３】
図９は、光導波路装置５０を用いた光源装置６０の平面図である。この光源装置６０では、コア５４の光入射端面６１、コア５５の光入射端面６２およびコア５６の光入射端面６３（６１〜６３は図８参照；図９には不図示。）に対向して、それぞれ端面発光型のＬＥＤである赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３が設けられている。そして、フィルタ８としては赤色光は透過させるが緑色光は反射するものが用いられ、フィルタ１０としては赤色光および緑色光は透過させるが青色光は反射するものが用いられている。
【００８４】
光源装置６０の動作は、次の通りである。
【００８５】
赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３は、端子を通じて駆動電力が供給されると、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の三原色光を発光する。各発光素子から出射された光は、それぞれ、これらに対向する光入射端面６１〜６３からコア５４〜５６に取り込まれる。
【００８６】
コア５４を伝播する前記第１入射光である赤色光は、フィルタ８を透過し、さらにフィルタ１０も透過して、コア５４内を光出射端面６４へ進む。コア５５を伝播する前記第２入射光である緑色光は、フィルタ１０を透過して進み、フィルタ８によって反射されてコア５５からコア５４へ進路を変換され、コア５４内を光出射端面６４へ進む。コア５６を伝播する前記第３入射光である青色光は、フィルタ１０によって反射され、コア５６からコア５５へ進路を変換されて、フィルタ８によって再び反射され、コア５５からコア５４へ進路を変換されて、コア５４内を光出射端面６４へ進む。
【００８７】
このようにして、赤色光、緑色光および青色光が、フィルタ８と光出射端面６４との間のコア４に導かれるため、この領域を進む中で合波され、合波光が光出射端面６４から出射される。
【００８８】
本実施の形態では、上記のように、光導波路層の互いに前記鋭角で交わる２辺に光入射端面を設けるので、コア５４〜５６に曲線部分を設けなくても入射光を合波できる構造を形成することができる。従来例と異なり、コア５４〜５６に曲線部を設ける必要がないので、光損失の増加を伴わずに光導波路装置５０および光源装置６０の小型化が可能である。
【００８９】
さらに、光がコア５５またはコア５６からコア５４へ進路を変える際の角度変化は前記鋭角、この例では４５度と等しくなるので、光がフィルタ８またはフィルタ１０で反射される際の入射角は２２．５度となる。これは比較例の場合の入射角４５度の半分になっているので、比較例に比べフィルタの反射率及び透過率の偏波依存性を低減することができ、ＬＥＤのような偏波規定されていない光を、狭い波長範囲で一方の波長の光は透過させ、他方の波長の光は反射させようとする場合に起こる光の損失を小さく抑えることができ、透過させる光の波長と反射させる光の波長をより狭い波長範囲で切り分けすることが可能になる。
【００９０】
本実施の形態の光源装置６０は、赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３から出射されるＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の三原色光を合波してコア端面より出射できる小型点光源装置として機能する。
【００９１】
また、光源装置６０は、各発光素子に供給する駆動電力を独立に制御することによって、赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３の発光強度を独立に制御することができ、三原色光の混色によるフルカラーの合波光を得ることができる。この出射ビームは、実施の形態４で後述するフルカラー表示可能な小型ディスプレイ装置の点光源として用いることができる。
【００９２】
図１０は光導波路装置５０の作製工程の一部を説明する平面図である。シリコンウエハ９０などの上に光導波路装置５０を形成する場合には、一枚のウエハ９０からできるだけ多数の光導波路装置を作製できるように、図１０（ａ）に示すように、もう１つの光導波路装置５０と組み合わせ、両者に切り欠き部分である三角形ＡＤ’Ｃ’と三角形ＣＡ’Ｄを加えると全体として長方形ＡＢＡ’Ｂ’を形成するように、ＡＢ＝２ＣＤとする。そしてこの長方形を面上に隙間なく敷きつめたように光導波路層をパターニングして、ダイシングによってスクライブライン９６〜９９に沿って切断し、個片として光導波路装置５０を切り出すのがよい。
【００９３】
本実施の形態では角ＡＢＣと角ＢＣＤとを９０度としたので、四辺形ＡＢＡ’Ｂ’は長方形になる。角ＡＢＣと角ＢＣＤとが直角以外の角であっても、光導波路装置としての機能に変化はないから、一般的には、四辺形ＡＢＡ’Ｂ’は平行四辺形であればよい。この場合にも、一括ダイシングによって切り出すには、ＡＢ＝２ＣＤであることが必要である。このような四角形型の光導波路装置は、無駄になるウエハの領域も少なく、一括ダイシングにより多数の光導波路装置チップ５０を生産性よく作製することができる。
【００９４】
なお、実施の形態２と同様に、入射端面６１〜６３を傾斜端面にしたい場合には、スクライブライン９６と９７は通常のブレードで切断し、スクライブライン９８と９９とをＶ字型ブレードで切断すればよい。
【００９５】
実施の形態４
上述した実施の形態１〜３の光源装置から出射される合波光は、点光源として利用可能な光である。本実施の形態は、そのような光源装置を網膜ディスプレイなどの小型ディスプレイに適用した例である。
【００９６】
図１１は、本発明の実施の形態４に基づくヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）の構成を示す説明図である。このヘッドマウントディスプレイ７０では、図５に示した光源装置３０から出射される出射光７１が、網膜７５の上に単位画素を形成する。この際、映像信号に対応して各発光素子に供給する駆動電力を制御することによって、赤色光発光素子２１、緑色光発光素子２２および青色光発光素子２３の発光強度を調節し、三原色光の混色によってフルカラーの表示が可能な単位画素とすることができる。
【００９７】
そして、光源装置３０からの出射光７１は、レンズ７２等によって走査手段である走査板（scanned image plane）７３の上に像を結ばせ、走査板７３を通過後、投影光学系のレンズ７４等によって、この走査板７３と光学的に共役関係にあるユーザーの眼球７５の網膜７６の上に結像点（スポット）を結ぶように構成されている。この結像点は、映像信号に同期した走査板７３の動きによって、網膜７６の上で二次元的に走査され、網膜７６の上にラスター画像を形成する。ユーザーは、このラスター画像を知覚し、臨場感あふれる映像をパーソナルに体感することができる。
【００９８】
なお、このヘッドマウントディスプレイ７０は、サングラスのように装着した状態でプロジェクタやＰＤＡ（携帯情報端末）、カメラ、コンピュータ、ゲーム機などに組み込むことにより、コンパクトな映像装置を提供することができる。
【００９９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１００】
例えば、直線上のコアを用いる例のみを示したが、これに限られるものではなく、必要に応じて適宜コアに曲線部を設けてもよい。また、導波路層の形成方法として、一括ダイシングにより個片化する方法を示したが、フォトプロセスでパターニングして個片化したり、スタンピング成型で個片を作製してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の光源装置及び表示装置は、携帯電子機器の表示装置として期待されている網膜ディスプレイ装置などのカラー表示可能な表示装置を、小型、軽量、低コストで提供することに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１に基づく、光導波路装置の平面図である。
【図２】同、光源装置の平面図である。
【図３】同、光源装置の断面図である。
【図４】同、光導波路装置の作製工程の一部を説明する平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に基づく、光源装置の平面図である。
【図６】同、光源装置の平面図である。
【図７】同、光源装置の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に基づく、光導波路装置の平面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に基づく、光導波路装置の平面図である。
【図１０】同、光源装置の平面図である。
【図１１】同、光導波路装置の作製工程の一部を説明する平面図である。
【図１２】特許文献１に従来例として示されている光合波分波器の構造を示す平面図である。
【図１３】比較例の光導波路装置の平面図である。
【図１４】同、光導波路装置の作製工程の一部を説明する平面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…シリコンなどの基板、２…光導波路層、３…クラッド、
４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｃ…コア、７、９…交差部、８、１０…フィルタ、
１１〜１３…光入射又は出射端面、１４…光出射又は入射端面、
１５〜１７…４５度に傾斜した光出射又は入射端面、１８、１９…光導波路装置、
２０…光源装置、２１ａ〜２１ｃ…端面発光型の赤色光発光素子、
２２ａ〜２２ｃ…端面発光型の緑色光発光素子、
２３ａ〜２３ｃ…端面発光型の青色光発光素子、２４…発光領域、２５…端子電極、
２８…光導波路装置、３０…光源装置、３１ａ〜３１ｃ…面発光型の赤色光発光素子、
３２ａ〜３２ｃ…面発光型の緑色光発光素子、
３３ａ〜３３ｃ…面発光型の青色光発光素子、３４…端子電極、４０…光情報処理装置、
４１ａ〜４１ｃ…赤色光受光素子、４２ａ〜４２ｃ…緑色光受光素子、
４３ａ〜４３ｃ…青色光受光素子、５０…光導波路装置、
５４ａ〜５４ｃ、５５ａ〜５５ｃ、５６ａ〜５６ｃ…コア、５７、５８…交差部、
６１〜６３…光入射又は出射端面、７０…ヘッドマウントディスプレイ、７１…出射光、
７３…走査板（scanned image plane）、７４…投影光学系のレンズ、
７５…ユーザーの眼球、７６…網膜、９０…シリコンウエハ、
９１〜９９…スクライブライン、１００…シリコン基板、１０１〜１０３…ポート、
１１０…光導波路層、１１１〜１１３…コア、１１４…誘電体多層膜フィルタ、
１２１、１２２…入射光、１２３…出射光、１３０…光導波路装置、
１３２…光導波路層、１３３…クラッド、１３４〜１３６…コア、
１３７、１３８…フィルタ、１３９…光出射端面、１４０…光源装置、
１５１、１５２…スクライブライン
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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