(57)【要約】【課題】小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波可能な光合波部材を提供する。【解決手段】複数の光路を有する光伝搬部と前記光伝搬部と光学的に結合された光合波部を備え、光伝搬部は、光路である複数の第１コア２、及び第１コア２よりも屈折率が低く、第１コア２の少なくとも略対向する２面を覆うように設けられた第１クラッド３を有し、光合波部は、光伝搬部で伝搬した光を合波して伝搬する第２コア５、及び第２コア５よりも屈折率が低く、第２コア５の少なくとも略対向する２面を覆うように設けられた第２クラッド６を有し、少なくとも１つ以上の第１コア２と第１クラッド３の屈折率差が、第２コア５と第２クラッド６の屈折率差よりも小さい光合波部材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光路を有する光伝搬部と前記光伝搬部と光学的に結合された光合波部を備え、
前記光伝搬部は、光路である複数の第１コア、及び前記第１コアよりも屈折率が低く、前記第１コアの少なくとも略対向する２面を覆うように設けられた第１クラッドを有し、
前記光合波部は、前記光伝搬部で伝搬した光を合波して伝搬する第２コア、及び前記第２コアよりも屈折率が低く、前記第２コアの少なくとも略対向する２面を覆うように設けられた第２クラッドを有し、
少なくとも１つ以上の前記第１コアと前記第１クラッドの屈折率差が、前記第２コアと前記第２クラッドの屈折率差よりも小さい光合波部材。
【請求項２】
前記各第１コアの全周囲が前記第１コアよりも屈折率が低く、前記第２コアの全周囲が前記第２コアよりも屈折率が低い請求項１に記載の光合波部材。
【請求項３】
前記光合波部の第２コアが、光の進行方向に対して光軸垂直断面積を小さくするテーパ部を有する請求項１又は２に記載の光合波部材。
【請求項４】
前記第１クラッド及び前記第２コアの屈折率が同一である請求項１〜３のいずれかに記載の光合波部材。
【請求項５】
前記第１クラッド及び前記第２コアの材料が同一である請求項４に記載の光合波部材。
【請求項６】
前記第２クラッドの屈折率が、前記第１クラッドの屈折率より小さい請求項１〜５のいずれかに記載の光合波部材。
【請求項７】
前記第１コア及び前記第２コアの材料が同一である請求項１〜４のいずれかに記載の光合波部材。
【請求項８】
前記光伝搬部及び／又は前記光合波部がポリマー光導波路である請求項１〜７のいずれかに記載の光合波部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の光合波部材を用いた光源ユニット。
【請求項１０】
前記複数の第１コアのそれぞれから光を入射する複数の光源を備える請求項９に記載の光源ユニット。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の光源ユニットを用いた照明装置。
【請求項１２】
請求項９又は１０に記載の光源ユニットを用いた画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の光源から出射される異なる波長の光を合波する波長多重光合波装置として、様々な提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、複数の光源から出射された光を第１ファイバ合波器において合波して第１の合波光を形成する複数のファイバ合波光源ユニットからマルチモード光ファイバによって第１の合波光を導波させ、第２ファイバ合波器においてさらに合波して第２の合波光を形成する合波光源についての発明が開示されている。特許文献１では、複数の光源から出射される光を合波して高出力、高輝度な合波光を得るための合波光源が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４１３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、内視鏡、小型のプロジェクタ（ピコプロジェクタ）、ヘッドマウントディスプレイ（めがね形状の画像投影装置）等に用いられるような、小型で、かつ複数の異なる波長の光を合波して白色光を出射する照明装置及び画像投影装置では、小型化した合波光源を搭載する必要がある。特許文献１の合波光源において、光の強度分布を均一化するためには、伝搬路を長くせざるを得ず、装置全体を大型化してしまう。
本発明は、上記問題の解決を鑑みたものであり、小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波可能な光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、複数の光路を有する光伝搬部と光学的に結合した光合波部を有する光合波部材であって、光伝搬部が、光を伝搬する光路である複数の第１コアと前記第１コアの少なくとも略対向する２面（例えば両側面）を第１コアよりも屈折率の低い第１クラッドで覆われてなり、光合波部が、光を合波して伝搬する第２コアと第２コアの略対向する２面（例えば両側面）を第２コアよりも屈折率の低い第２クラッドで覆われてなり、光伝搬部の少なくとも１つ以上の第１コアと第１クラッドの屈折率差が、第２コアと第２クラッドの屈折率差よりも小さい光合波部材とすることで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見にもとづいて完成したものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、
（１）複数の光路を有する光伝搬部と前記光伝搬部と光学的に結合された光合波部を備え、前記光伝搬部は、光路である複数の第１コア、及び前記第１コアよりも屈折率が低く、前記第１コアの少なくとも略対向する２面を覆うように設けられた第１クラッドを有し、前記光合波部は、前記光伝搬部で伝搬した光を合波して伝搬する第２コア、及び前記第２コアよりも屈折率が低く、前記第２コアの少なくとも略対向する２面を覆うように設けられた第２クラッドを有し、少なくとも１つ以上の前記第１コアと前記第１クラッドの屈折率差が、前記第２コアと前記第２クラッドの屈折率差よりも小さい光合波部材、
（２）前記各第１コアの全周囲が前記第１コアよりも屈折率が低く、前記第２コアの全周囲が前記第２コアよりも屈折率が低い（１）に記載の光合波部材、
（３）前記光合波部の第２コアが、光の進行方向に対して光軸垂直断面積を小さくするテーパ部を有する（１）又は（２）に記載の光合波部材、
（４）前記第１クラッド及び前記第２コアの屈折率が同一である（１）〜（３）のいずれかに記載の光合波部材、
（５）前記第１クラッド及び前記第２コアの材料が同一である（４）に記載の光合波部材、
（６）前記第２クラッドの屈折率が、前記第１クラッドの屈折率より小さい（１）〜（５）のいずれかに記載の光合波部材、
（７）前記第１コア及び前記第２コアの材料が同一である（１）〜（４）のいずれかに記載の光合波部材、
（８）前記光伝搬部及び／又は前記光合波部がポリマー光導波路である（１）〜（７）のいずれかに記載の光合波部材、
（９）（１）〜（８）のいずれかに記載の光合波部材を用いた光源ユニット、
（１０）前記複数の第１コアのそれぞれから光を入射する複数の光源を備える（９）に記載の光源ユニット、
（１１）（９）又は（１０）に記載の光源ユニットを用いた照明装置、
（１２）（９）又は（１０）に記載の光源ユニットを用いた画像投影装置、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波可能な光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光合波部材の模式的平面図である。
【図２】図１の光合波部材のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の光合波部材のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光合波部材の模式的平面図である。
【図５】図４の光合波部材のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図４の光合波部材のＤ−Ｄ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光合波部材は、図１に示すように、複数の光路として、光を伝搬する複数の第１コア２、及び第１コア２よりも屈折率が低く、第１コア２の少なくとも略対向する２面、例えば、両側面を覆うように設けられた第１クラッド３を有する光伝搬部１と、光伝搬部１で伝搬した光を合波して伝搬する第２コア５、及び第２コア５よりも屈折率が低く、第２コア５の少なくとも略対向する２面、例えば、両側面を覆うように設けられた第２クラッド６を有し、光伝搬部１と光学的に結合された光合波部４とを備える。本発明の光合波部材は、少なくとも１つ以上の第１コア２と第１クラッド３の屈折率差が、第２コア５と第２クラッド６の屈折率差よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
ここでの屈折率差とは、以下の式（１）によって表される値である。
（屈折率差）＝（ｎ１２−ｎ２２）１／２／（２×ｎ１２）・・・（１）
＊ｎ１；高屈折率側の層の屈折率、ｎ２；低屈折率側の層の屈折率
少なくとも１つ以上の第１コア２と第１クラッド３の屈折率差が、第２コア５と第２クラッド６の屈折率差よりも小さいことによって、第１コア２と第１クラッド３界面で反射されながら進んだ光伝搬部１の第１コア２を伝搬した光は、第１コア２と第１クラッド３との界面での反射角（第１コア２と第１クラッド３界面の法線と該界面で反射された光のなす角）が大きいまま、光合波部４を伝搬することができる。反射角が大きい光が光合波部４に伝搬すると、他の光伝搬部１の第１コア２から伝搬した光と効率的に合波される。光合波部４は、それまで伝搬してきた光伝搬部１よりも屈折率差が大きいため、反射角の小さい光成分の発生によって様々な反射角の光成分となり効率的に合波される。
また、例えば図１に示すようなスポット径を小さくするテーパ形状の光合波部４を伝搬させ、第２コア５と第２クラッド６との界面での反射による反射角の増加が起こっても、第２クラッド６への光成分の漏れ（迷光）が発生しにくい。換言すると、第１コア２を伝搬する光の開口数（ＮＡ）を小さくすることができ、高次モードの発生を抑制できるため、光合波部４においてＮＡの上昇による第２クラッド６への迷光を抑制することができる。このため、急峻なテーパや、短距離でのスポット径の縮小を行っても光損失の悪化を抑制することができ、結果として小型化が可能となる。
【００１１】
なお、本発明において、光伝搬部１と光合波部４との境界は、図１の実施の様態の場合、光伝搬部１の複数の第１コア２の中で光軸進行方向に対し、最初に第１コア２の終点を迎えた箇所とする。つまり、図１の場合、第１コア２の光合波部４側の終点は、揃っていても、それぞれ異なっていてもよいが、最初に終点を迎えた箇所以降を光合波部４とする。
【００１２】
本発明の光合波部材には、光伝搬部１の２つ以上の第１コア２が１つの光合波部４と光学的に結合することが好ましい。これにより、第１コア２と第１クラッド３との界面での反射角の大きな光をそれぞれの光伝搬部１から光合波部４へ導入することができ、光合波部４でそれぞれの第１コア２から導入された光を合波することができる。
【００１３】
以下、本発明の光合波部材に用いる各部材について詳細に説明する。
【００１４】
［光伝搬部］
本発明の光伝搬部１は、複数の光路として、複数の第１コア２及び第１クラッド３を有し、少なくとも第１コア２と略対向する２面を覆うように第１クラッド３が配置されている。さらに、光伝搬部１は、光合波部４に光学的に結合されている。
光伝搬部１は、複数の光路として、第１コア２を複数有するが、各第１コア２を伝搬した光を光合波部４で合波することができる。第１コア２は、２つ及び３つでもよく、４つ以上でもよい。
【００１５】
光伝搬部１及び／又は光合波部４は、ポリマー導波路であることが好ましい。光伝搬部１及び／又は光合波部４がポリマー導波路であって、第１コア２及び第２コア５の光軸に対する垂直断面積が略矩形であることによって、光伝搬部１と光合波部４との光の結合を良好にすることができると共に、例えばフォトリソグラフィー加工によってそれらの形状を加工することが容易となる。
【００１６】
［第１コア］
本発明の光合波部材に用いられる第１コア２は、光を伝搬する光伝搬路の一つであり、第１クラッド３及びそれ以外の第１コア２の周囲よりも屈折率が高く、伝搬する光の波長に対して、光伝送に問題が出ない程度の透明性を有していることが好ましい。
【００１７】
本発明の第１コア２は、周囲全てを第１クラッド３で覆う必要はなく、第１コア２の少なくとも略対向する２面、例えば両側面を覆うように設けられた第１クラッド３があれば、本発明の効果を発現させることができる。本発明の光合波部材の第１コア２の周囲は、第１クラッド３がない部位がある場合、その第１クラッド３のない部位を第１コア２よりも屈折率が低くすることによって良好に光の伝搬が行えるため好ましい。上記を達成する構造例としては、第１クラッド３のない部分に第１コア２よりも屈折率の低い樹脂で覆う方法や、空気層とすることによってできる。
また、第１コア２は、全ての周囲を第１クラッド３又は第１クラッド３と同一屈折率の材料で覆ってもよい。具体的には、光伝搬部１は、図２に示すように、第１コア２の周囲（上面、下面、両側面のいずれも）の全てを第１クラッド３及び（下部）第１クラッド８で覆うことで、周囲を低屈折率な層で形成することができるため好ましい。
第１コア２と、第１クラッド３（第１クラッド８）の屈折率差は、上記の式（１）で算出される屈折率差が、０．１％以上６．０％以下（下記値に１００を乗じている）であることが好ましく、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、１．０％以上６．０％以下であることがより好ましく、２．０％以上６．０％以下であることがさらに好ましい。
【００１８】
第１コア２の平面視方向からの形状は、略直線又は／及び略曲線であることが好ましい。上記の略直線／略曲線とは、分岐路や、分断された光路ではなく、一連の光路であることをいう。一連の光路であることにより、第１コア２を伝搬する光の構造起因の光損失を低減することができる。第１コア２が曲線であると、第１コア２に設けられる光入射部１０の位置を任意に選択でき、隣接させることが困難な発光素子であっても低光損失で合波することができる。
【００１９】
第１コア２の幅は、低損失な伝搬ができるという観点から、８μｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、第１コア２に光を効率的にとどめられるという観点から、２０μｍ以上５００μｍ以上であることがより好ましく、光出射部１６のスポット径を小さくし、受光素子との良好な結合損失を得る観点から、２０μｍ以上２００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２０】
第１コア２の第１クラッド８表面からの高さは、小さければ光出射部１１と受光素子との良好な結合損失が得られ、大きいと光入射部１０と発光素子との良好な結合損失が得られる。上記の観点から第１コア２の高さは、８μｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、加工性の観点から、２０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第１コア形成用樹脂の成膜性の観点から、２０μｍ以上１１００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２１】
第１コア２の材料としては、特に限定はなく、上記の屈折率を満たす石英、ガラス、シリコン基板、樹脂フィルム等が好適に挙げられる。第１コア２の材料が石英やガラスの場合は、ファイバ状のものも用いることができ、光ファイバの芯線（光が伝搬する部位）等が好適に用いられる。第１コア２の材料は、任意の位置や形状への加工性の観点から樹脂フィルムであるとより好ましく、フォトリソグラフィー加工や、凹版形成、射出成形できる材料であるとさらに好ましい。他の部位との高い位置精度が得られるという観点からフォトリソグラフィー加工を用いることがより好適である。
フォトリソグラフィー加工の方法としては、第１クラッド８上に第１コア形成用樹脂ワニスや第１コア形成用樹脂フィルムを塗布、ラミネート、プレス等にて積層した後に、あらかじめ層状に形成した第１コア形成用樹脂層の上にパターン形成用レジストを配置し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等にて所望の形状に第１コア２を加工し、その後にパターン形成用レジストを除去する方法が挙げられる。別のフォトグラフィ加工の方法としては、感光性の第１コア形成用樹脂組成物を上記と同様に第１クラッド８上に積層した後に、所望の形状が描画されたフィルムマスクやガラスマスクを介して活性光線を照射あるいは活性光線のビーム光で所望の形状に直接描画し、エッチング液にて未硬化の第１コア形成用樹脂組成物を除去することによってパターン化する方法が挙げられる。
ワニス状の樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコータ、グラビアコーター等を用いることによってできる。ワニスは、あらかじめ溶媒等で希釈した後に上記の方法等で塗布し、溶媒を乾燥して形成してもよい。樹脂フィルムの積層方法としては、ロールラミネータ、真空ロールラミネータ、平板ラミネータ、真空平板ラミネータ、常圧プレス、真空プレス等を用いて適宜圧力や温度等を加えることによって積層できる。
また、感光性の第１コア形成用樹脂組成物は、活性光線を照射した部位が硬化するネガ型でも活性光線を照射した部位が軟化し、エッチングで除去されるポジ型でもどちらでもよい。このときのエッチング液（現像液）の種類としては特に限定はなく、各種溶剤や、アルカリ溶液、それらの混合液等が用いられる。
【００２２】
［第１クラッド］
本発明の光合波部材に用いられる第１クラッド３は、第１コア２よりも屈折率が低く、第１コア２との屈折率差が、第２コア５と第２クラッド６との屈折率差よりも小さくなるような屈折率である。
【００２３】
本発明の光合波部材は、第１クラッド３及び第２コア５の屈折率が同一であることが好ましい。第１クラッド３及び第２コア５の屈折率が同一であると、必然的に第１コア２の屈折率はそれらより高くなり、第２クラッド６の屈折率はそれらより低くなる。第１クラッド３（第２コア５と同一屈折率）と第１コア２との屈折率差を第２クラッド６と第２コア５（第１クラッド３）の屈折率差よりも大きくすればよく、屈折率差の異なる材料の種類が少なくてすみ、材料の選択が容易となる。
さらに、本発明の光合波部材は、第１クラッド３及び第２コア５の材料が同一であることが好ましい。第１クラッド３と第２コア５とが同一材料からなると、使用する材料の種類が少なくすむ利点があり、さらに第１クラッド３と第２コア５とを同時に形成することが容易となるため、作業工程数が少なく形成でき、さらに第１クラッド３と第２コア５の位置合わせずれを抑制できる。
【００２４】
［光合波部］
本発明の光合波部４は、第２コア５及び第２クラッド６を少なくとも有し、少なくとも第２コア５の少なくとも略対向する２面を覆うように第２クラッド６が配置されている。
上記式（１）によって算出される第２コア５と第２クラッド６との屈折率差が、第１コア２と第１クラッド３との屈折率差よりも大きいことが肝要であり、これにより、低いＮＡで入射された光を光合波部４で効率的に、低損失で合波することが可能となる。
【００２５】
［第２コア］
本発明の光合波部材に用いられる第２コア５は光が伝搬する光伝搬路の一つであり、第２クラッド６及びそれ以外の第２コア５の周囲よりも屈折率が高く、伝搬する光の波長に対して、光伝送に問題が出ない程度の透明性を有していることが好ましい。
【００２６】
本発明の第２コア５は、周囲全てを第２クラッド６で覆う必要はなく、第２コア５の少なくとも略対向する２面、例えば両側面を覆うように設けられた第２クラッド６があれば、本発明の効果を発現させることができる。本発明の光合波部材の第２コア５の周囲は、第２クラッド６がない部位がある場合、その第２クラッド６のない部位を第２コア５よりも屈折率が低くすることによって良好に光の伝搬が行えるため好ましい。上記を達成する構造例としては、第２クラッド６のない部分に第２コア５よりも屈折率の低い樹脂で覆う方法や、空気層とすることによってできる。
また、第２コア５は、全ての周囲を第２クラッド６又は（下部）第２クラッド９と同一屈折率の材料で覆ってもよい。具体的には、光合波部４は、図３に示すように、第２コア５の周囲（上面、下面、両側面のいずれも）の全てを第２クラッド６、９で覆うことで、周囲を低屈折率な層で形成することができるため好ましい。
第２コア５と、第２クラッド６（第２クラッド９）の屈折率差は、上記の式（１）で算出される屈折率差が、０．１％以上６．０％以下（下記値に１００を乗じている）であることが好ましく、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、１．０％以上６．０％以下であることがより好ましく、２．０％以上６．０％以下であることがさらに好ましい。
第２コア５の材料及び形成方法は、上記の第１コア２と同様の材料及び方法で形成できる。
【００２７】
第２コア５の平面視方向からの形状は、光伝搬部１側の幅は複数の第１コア２からの光を伝搬可能な幅であればよい。第２コア５の光出射部１１側の幅は、任意のスポット径になるように適宜決定すればよい。
【００２８】
光合波部４の第２コア５には、光の進行方向に対して光軸垂直断面積を小さくするテーパ部１２を有することが好ましい。テーパ部１２を設けることによって、光合波部４から出力される光のスポット径を縮小することができる。また、第２コア５と第２クラッド６との界面での反射回数を多くすることができ、複数の光を効率的に合波でき、均一な強度の合波光を得られやすい。
上記の観点から第２コア５の最大幅は、低損失な伝搬ができるという観点から、３０μｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１５００μｍ以下であることがより好ましく、光出射部１６のスポット径を小さくし、受光素子との良好な結合損失を得る観点から、５０μｍ以上５００μｍ以下であることがさらに好ましい。
第２コア５の光軸方向の長さは、特に制限はないが、１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であると均一な合波光が得られやすくさらに小型化ができるため好ましく、１．０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることがより好ましく、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
第２コア５に形成されるテーパ部１２の角度は、光伝搬損失に悪影響が出ない範囲であれば特に限定はないが、０．０１°以上６．０°以下であることが好ましく、０．０５°以上４．０°以下であることがより好ましく、０．１°以上３．５°以下であることがさらに好ましい。
また、テーパ部１２形成面には、略対向する第２クラッド６を有することが好ましい。こうすることによって、テーパ部１２でのスポット径の縮小方向に対して高次モードの発生を効率的に抑制した光を光伝搬部から伝搬させることができるため、低損失化が可能となる。
【００２９】
図３に示す光合波部４では、第１クラッド８と第２コア５を同一の屈折率の材料、又は第２コア５を第１クラッド８よりも低い屈折率の材料で形成した場合、第１クラッド８と第２コア５を合わせた部位を光が伝搬するため、広義に第２コア５とする。このとき、第２クラッド９表面から第２コア５上面までの高さは、８μｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、加工性の観点から、２０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第２コア形成用樹脂の成膜性の観点から、２０μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
なお、図３に示すように第１クラッド８を第２コア５で埋設するように配置すると、光伝搬部１の断面形状が略矩形となり良好に光の伝搬が行えるため好ましい。
【００３０】
［第２クラッド］
本発明の光合波部材に用いられる第２クラッド６は、第２コア５よりも屈折率が低く、第２コア５との屈折率差が、第１コア２と第１クラッド３との屈折率差よりも大きくなるような屈折率である。
【００３１】
［基板］
本発明の光合波部材は基板７を有することによって、光合波部材に強靱性・剛性・フレキシブル性を付与する効果がある。基板７が不要の場合には、後の工程で、剥離除去してもよい。
上記の観点から、本発明の光合波部材に用い得る基板７の材質としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、ＦＲ−４基板、電気配線板などが挙げられる。
【００３２】
光合波部材に剛性を付与したい場合には、基板７として剛性及び強靱性のある基板７を用いることが好ましく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、ＦＲ−４基板、電気配線板等が好適に挙げられる。
このときの基板７の厚さは、特に限定はないが、基板７としての強度及び剛性が得られ、かつ低背な光合波部材が得られるという観点から、４０μｍ以上１００００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１０００μｍ以下であることがより好ましい。
【００３３】
光合波部材に柔軟性を付与したい場合には、基板７として柔軟性及び強靭性のある基板７を用いるとよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドが好適に挙げられる。
このときの基板７の厚さは、特に限定はないが、基板７としての強度及びフレキシブル性が得られ、かつ低背な光合波部材が得られるという観点から、５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００３４】
［光入射部］
本発明の光伝搬部における第１コア２の光合波部４と反対側の光軸上には、光入射部１０が設けられる。これにより、光入射部１０に入射された光は、光合波部４へ伝搬され、それぞれの光が合波される。
本発明では光入射部１０へ光を入射する部材を発光素子と称する。例えば、それ自身が発光する発光素子として、ＬＥＤや、レーザーダイオード等が挙げられる。また、発光素子は、光を伝搬する媒体であり、光を発光する部位を持つものであってもよい。例えば、光ファイバや光導波路等が挙げられる。また、それらの発光素子と光入射部１０との間には適宜レンズ等を用いてもよい。
使用される光は、それぞれが異なる波長でも、同一の波長であってもよく、赤外光、可視光、紫外光が好適に挙げられる。同一波長であれば、光合波部材から出力される光量を増加することができ、異なる波長であれば、合波光が得られる。入射される光が可視光線の場合、例えば３８０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下の青の光と、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の緑の光と、６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の赤の光をそれぞれ入射すれば白色光が出射され、それらの出力差によって色合いも任意に選択可能となる。
【００３５】
［受光素子］
本発明の光合波部４の光軸上には、光出射部１１が設けられ、光出射部１１より、合波された光が光合波部材外に出力される。本発明では光出射部１１の先に備えられる光を受光する部材を受光素子と称する。例えば、受光素子として、フォトダイオードや、光ファイバ、光導波路等が挙げられる。また、それらの受光素子と光出射部１１との間には適宜レンズ等を用いてもよい。なお、出射光を直接照明や、画像投影用の光源として用いてもよい。
発光素子、受光素子として光ファイバを用いる場合の光ファイバの種類としては、石英光ファイバでもプラスチック光ファイバでもよく、ステップインデックス型でもグレーデッドインデックス型でもよい。光ファイバのコア径は、特に制限はないが、直径が１０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。また、発光素子側の光ファイバと、受光素子側の光ファイバとは、同一の光ファイバであっても異なる光ファイバであってもよい。
【００３６】
（光源ユニット）
本発明の光源ユニットは、上述の光合波部材にて合波された光を用いてなる光源ユニットである。
本発明の光源ユニットは、光伝搬部１の２つ以上の光入射部１０に、それぞれ同一波長の光を発する光源を配置すると、光の強度を上げて出力することができる。また、本発明の光源ユニットは、光伝搬部１の２つ以上の光入射部１０に、異なる波長の光を発する光源を配置すると、それらの合波光を得ることができる。本発明の光源ユニットは、具体的には図１に示すように３つの第１コア２にそれぞれ、赤、青、緑の波長の光を入射すると、光が混ざり合い白色光を得ることができる。さらにそれらの出力を適宜調整することによって色合いを選択することもできる。
【００３７】
（照明装置、画像投影装置）
本発明の照明装置及び画像投影装置は、上述の光源ユニットを用いてなる。本発明の照明装置としては、例えば上述の光源ユニットから出力された光の出力を適宜調整することによって、所望の光の強度及び色合いの照明光が得られる。本発明の画像投影装置としては、例えば上述の光源ユニットから出力された光が反射液晶等を用いて投影されることによって、所望の色合いの画像が得られる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光合波部材は、図４〜図６に示すように、第１の実施の形態に係る光合波部材と比して、光合波部４の構成部材が異なる第２の実施の形態について以下詳述するが、第１の実施の形態に係る記載と実質的に同様である箇所の記載については、重複した記載となるので省略する。
【００３９】
なお、本発明において、光伝搬部１と光合波部４との境界は、図４の実施の様態の場合、光伝搬部１の複数の第１コア２の中で光軸進行方向に対し、最初に屈折率の異なるクラッドの境界を迎えた箇所とする。つまり、図４の場合、第１コア２の光合波部４側の終点は、揃っていても、それぞれ異なっていてもよいが、最初に境界を迎えた箇所以降を光合波部４とする。
【００４０】
本発明の光合波部材は、第２クラッド６の屈折率が、第１クラッド３の屈折率よりも小さいことが好ましい。第２クラッド６の屈折率が、第１クラッド３の屈折率よりも小さくなると、必然的に第１コア２と第１クラッド３との屈折率差より、第２コア５と第２クラッド６との屈折率差の方が大きくなる。
本発明の光合波部材は、第１コア２及び第２コア５の材料が同一であることが好ましい。第１コア２と第２コア５とが同一材料からなると、使用する材料の種類が少なくすむ利点があり、さらに第１コア２と第２コア５とを同時に形成することが容易となるため、作業工程数が少なく形成でき、さらに第１コア２と第２コア５の位置合わせずれを抑制できる。
本発明の光合波部材は、第１コア２及び第２コア５の屈折率が同一であることが好ましい。第１コア２と第２コア５を同一屈折率であると、第１コア２及び第２コア５間の結合損失を低減することができる。また、第１コア２と第２コア５を同一屈折率であると、屈折率差の異なる材料の種類が少なくてすみ、材料の選択が容易となる。
【００４１】
［第２コア］
図６に示す光合波部４では、第２コア５は、第１クラッド８より高い屈折率の高い材料で形成されることとなり、第２コア５のみが光の伝搬する部位となる。上記の観点から、第１クラッド８表面から第２コア５上面までの高さは、８μｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、加工性の観点から、２０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第２コア形成用樹脂の成膜性の観点から、２０μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態に係る光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置でも、第１の実施の形態に係る光合波部材、光源ユニット、照明装置、及び画像投影装置と同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
（実施例１）
＜樹脂フィルムＡの作製＞
［（Ａ）（メタ）アクリルポリマー（ベースポリマー）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量して移し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌した。さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００４４】
［重量平均分子量の測定］
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー株式会社製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０４であった。なお、カラムは日立化成株式会社製「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
［酸価の測定］
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
【００４５】
［樹脂ワニスＡの調合］
ベースポリマーとして、（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業株式会社製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業株式会社製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン株式会社製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋株式会社製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、樹脂ワニスＡを得た。
【００４６】
［樹脂フィルムＡの作製］
上記で得られた樹脂ワニスＡを、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャインＡ４１００」、厚さ５０μｍ）の非処理面上に、塗工機（株式会社ヒラノテクシード製マルチコーター「ＴＭ−ＭＣ」）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスＡ３１」、厚さ２５μｍ）を貼付け、樹脂フィルムＡを得た。
このとき、樹脂ワニスＡより形成される樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。
【００４７】
［屈折率の測定］
保護フィルムを剥離した上記で得られた５０μｍの樹脂フィルムＡをシリコン基板（サイズ６０×２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）上に真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃及び加圧時間３０秒の条件で積層した。次いで、紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を２０００ｍＪ／ｃｍ2照射し、支持フィルムを剥離し、さらに１６０℃で１時間加熱し、屈折率測定用のサンプルを作製した。このサンプルの波長８３０ｎｍにおける屈折率を、プリズム結合式屈折率計（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製「Ｍｏｄｅｌ２０２０」）を用いて測定した。硬化後の樹脂層の屈折率は１．４９６であった。
【００４８】
＜樹脂フィルムＢの作製＞
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製「フェノトートＹＰ−７０」）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（新中村化学工業株式会社製「Ａ−ＢＰＥＦ」）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（新中村化学工業株式会社製「ＥＡ−１０２０」）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「イルガキュア２９５９」）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上述の樹脂ワニスＡの調合と同様の方法及び条件で樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られた樹脂ワニスＢを、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャインＡ１５１７」、厚さ１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスＡ３１」、厚さ２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、樹脂フィルムＢを得た。
このとき、樹脂ワニスＢより形成される樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、乾燥後の膜厚については後述する。
【００４９】
［屈折率の測定］
上記と同様の方法で硬化後の樹脂層の屈折率測定を行ったところ、屈折率は１．５７７であった。
【００５０】
＜樹脂フィルムＣの作製＞
［樹脂フィルムＣ形成用ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−１）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４２質量部及び乳酸メチル２１質量部を秤量して移し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド１４．５質量部、ベンジルアクリレート２０質量部、Ｏ−フェニルフェノール１．５ＥＯアクリレート３９質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１４質量部、メタクリル酸１２．５質量部、２，２´−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）４質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３７質量部、及び乳酸メチル２１質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌した。さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（Ｐ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
上記と同様な方法で、Ｐ−１溶液の酸価及び重量平均分子量を測定した結果、それぞれ８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、３２，０００であった。
【００５１】
［樹脂ワニスＣの調合］
（Ａ）主鎖にマレイミド骨格を含むアルカリ可溶性（メタ）アクリルポリマーとして、Ｐ−１溶液（固形分４５質量％）６０質量部、（Ｂ）重合性化合物として、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（日立化成株式会社製「ファンクリルＦＡ−３２４Ａ」（「ファンクリル」は登録商標））１５質量部及びエトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（日立化成株式会社製「ファンクリルＦＡ−３２１Ａ」）１５質量部、フェノールビフェニレン型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製「ＮＣ−３０００」、エポキシ当量２７５ｇ／ｅｑ）１０質量部、（Ｃ）重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「イルガキュア８１９」）１質量部を広口のポリ瓶に秤量し、撹拌機を用いて、温度２５℃、回転数４００ｍｉｎ−１の条件で、６時間撹拌して、樹脂ワニスＣを調合した。その後、孔径２μｍのポリフロンフィルタ（東洋濾紙株式会社製「ＰＦ０２０」）及び孔径０．５μｍのメンブレンフィルタ（東洋濾紙株式会社製「Ｊ０５０Ａ」）を用いて、温度２５℃、圧力０．４ＭＰａの条件で加圧濾過した。続いて、真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度５０ｍｍＨｇの条件で１５分間減圧脱泡し、樹脂ワニスＣを得た。
【００５２】
［樹脂フィルムＣの作製］
上記樹脂ワニスＣを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製「Ａ１５１７」、厚さ１６μｍ）の非処理面上に塗工機（株式会社ヒラノテクシード製マルチコーター「ＴＭ−ＭＣ」）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスＡ３１」、厚さ２５μｍ）を貼付け、樹脂フィルムＣを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。
【００５３】
［屈折率の測定］
上記と同様の方法で硬化後の樹脂層の屈折率測定を行ったところ、屈折率は１．５５５であった。
【００５４】
＜図１の光合波部材の作製例＞
［第２クラッド９の形成］
基板７として１００ｍｍ×１００ｍｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン株式会社製ポリイミド「カプトンＥＮ」、厚さ２５μｍ）を用い、一方の面に、上記で得られた厚さ１５μｍの樹脂フィルムＡの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製「ＥＸＭ−１１７２」）を用いて、樹脂フィルムＡの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、第２クラッド９を形成した。
【００５５】
［第１クラッド８の形成］
次いで、上記で形成した第２クラッド９形成面側から、上記で得られた厚さ１５μｍの樹脂フィルムＣを、保護フィルムを剥離した後に、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製「ＨＬＭ−１５００」）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件をラミネートし、次いで上記の真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。
【００５６】
続いて、光伝搬部１形成部位に２２０μｍ×０．５ｍｍの矩形、光合波部４形成部位に２２０μｍの辺と接続し、７ｍｍ×９０μｍ（上辺が９０μｍ、下辺が２２０μｍの台形）まで縮小した台形状の開口部を有するネガ型フォトマスクを、樹脂フィルムＣの支持フィルム側から上記紫外線露光機を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を２５００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、未硬化の樹脂フィルムＣを除去し、次いで水洗浄を行い、１６０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、第１クラッド８を形成した。第１クラッド８の厚さは１５μｍであった。
【００５７】
［第１コアの形成］
上記で得られた第１クラッド８形成面に、上記で得られた厚さ６５μｍの樹脂フィルムＢの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度６５℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製「ＥＸＭ−１１７２」）を用いて、５０μｍ×７．５ｍｍ×３本（８０μｍピッチ）の開口部を有するネガ型フォトマスクを用い、該開口部が、先に形成した２００μｍ×７．５ｍｍの矩形の第１クラッド８上に、配置しされるように位置合わせした後に、紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．８Ｊ／ｃｍ２で照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いてエッチングした。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、パターン化した３本の第１コア２を形成した。得られた第２コア６の厚さは５０μｍであった。
【００５８】
［第１クラッド、第２コアの形成］
第１コア２形成面側から、上記で得られた厚さ７５μｍの樹脂フィルムＣの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、光伝搬部１形成部位に２３０μｍ×７．５０１ｍｍの矩形、光合波部４形成部位に２３０μｍの辺と接続し、７．０１ｍｍ×１００μｍ（上辺が１００μｍ、下辺が２３０μｍの台形）まで縮小した台形状の開口部を有するネガ型フォトマスクを、該開口部が第１クラッド８を内包するように位置合わせし、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製「ＥＸＭ−１１７２」）を用いて、樹脂フィルムＣの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を２５００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１％炭酸カリウム水溶液を用いて、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、第１クラッド２、第２コア５を同時に形成した。得られた第１クラッド２の第２クラッド９表面からの高さは６０μｍであった。
また、第２コア５は、先に形成した光合波部４形成部の第１クラッド８を内包していた。
【００５９】
［第２クラッドの形成］
第２コア５形成面側から、上記で得られた厚さ１００μｍの樹脂フィルムＡの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００」）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製「ＥＸＭ−１１７２」）を用いて、樹脂フィルムＣの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、第２クラッド５を形成した。
【００６０】
［光入射部及び光出射部の形成］
上記で得られた光合波部材の光入射部１０と、光入射部１０より、光軸方向に１４．０ｍｍ位置に、矩形のダイシングブレードを備えたダイシングソー（株式会社ディスコ社製「ＤＡＣ５５２」）を用いて基板７ごと切断し、端面平滑化を行って光入射部１０と光出射部１１を形成した。
【００６１】
［光損失測定］
得られた光合波部材の第１コア２に設けられた光入射部１０から、クラッド直径８０μｍのＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部１１から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、中心の第１コア２から入力し、光出射部１１から出力された光損失は１．８ｄＢ、両端の第１コア２から入力し、光出射部１１から出力された光損失は２．８ｄＢであった。
【００６２】
［光均一性の評価］
得られた光合波部材の第１コア２に設けられた光入射部１０から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。光軸反対方向から光出射部１１の色合いを見たところ、均一な白色であり良好であった。
なお、光出射部１１の光の出力された領域は、第２コア５と、第１クラッド８であった。
【００６３】
（実施例２）
＜図４の光合波部材の作製例＞
実施例１において、樹脂フィルムＡを用いて第２クラッド９を形成した後に、樹脂フィルムＣを用いて、第１クラッド８として光伝搬部１形成部位に、２４０μｍ×７．５０１ｍｍの矩形、光合波部４形成部位に２４０μｍの辺と接続し、７ｍｍ×１１０μｍ（上辺が１１０μｍ、下辺が２４０μｍの台形）に縮小する台形パターンを形成し、樹脂フィルムＢを用いて、第１コア２及び第２コア５として５０μｍ×０．５ｍｍ×３本（８０μｍピッチ）の第１コア２と、該３本の第１コア２と接続する幅２３０μｍから、７．０１ｍｍかけて１００μｍ（上辺が１００μｍ（光出射部１１側）、下辺（３本の第１コア２側）が２３０μｍの台形）に縮小するテーパ部を有する第２コア５を形成し、樹脂フィルムＣを用いて、５０μｍ×７．５ｍｍ×３本（８０μｍピッチ）の第１コア２を覆う、２２０μｍ×７．５ｍｍの第１クラッド３を形成し、樹脂フィルムＡを用いて、第１クラッド３及び第２コア５を覆う第２クラッド６を形成した。
その後、実施例１と同様に外形加工を行い、図４に示す光合波部材を形成した。
【００６４】
［光損失測定］
得られた光合波部材の第１コア２に設けられた光入射部１０から、クラッド直径８０μｍのＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部１１から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、中心の第１コア２から入力し、光出射部１１から出力された光損失は１．８ｄＢ、両端の第１コア２から入力し、光出射部１１から出力された光損失は３．１Ｂであった。
【００６５】
［光均一性の評価］
得られた光合波部材の第１コア２に設けられた光入射部１０から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。光軸反対方向から光出射部１１の色合いを見たところ、均一な白色であり良好であった。
【００６６】
（比較例１）
実施例１において、第１コア２を形成しなかった以外は同様の方法で光合波部材を形成した。
【００６７】
［光損失測定］
得られた光合波部材の第２コア５（実施例１において第１コア２の光入射部が存在した箇所）に光入射部１０から、クラッド直径８０μｍのＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部１１から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、中心の第１コア２が存在した箇所から入力し、光出射部１１から出力された光損失は３．６ｄＢ、両端の第１コア２が存在した箇所から入力し、光出射部１１から出力された光損失は５．２ｄＢであった。
【００６８】
（比較例２）
実施例２において、第１クラッドＡ２を形成しなかった以外は同様の方法で光合波部材を形成した。
【００６９】
［光損失測定］
得られた光合波部材の実施例１における第２コア５に光入射部１０から、クラッド直径８０μｍのＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部１１から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、中心の第１コア２から入力し、光出射部１１から出力された光損失は２．８ｄＢ、両端の第１コア２から入力し、光出射部１１から出力された光損失は４．２ｄＢであった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の光合波部材は、小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波した合波光を得ることができる光合波部材であり、各種光学装置、各種光合波装置、光源ユニット、光インターコネクション、医療用・工業用内視鏡、各種測定機等の照明装置、プロジェクタ、ピコプロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ等の画像投影装置などの幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１…光伝搬部
２…第１コア
３…第１クラッド
４…光合波部
５…第２コア
６…第２クラッド
７…基板
８…（下部）第１クラッド
９…（下部）第２クラッド
１０…光入射部
１１…光出射部
【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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