(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる複数の可視光を導波路へ導き、前記複数の可視光を波長多重する光合波器であって、
第１可視光が入射される第１導波路と、
前記第１可視光よりも短波長の第２可視光が入射される第２導波路と、
前記第２可視光よりも短波長であり、前記第１可視光と前記第２可視光との間の波長間隔よりも前記第２可視光との間の波長間隔が短い波長の第３可視光が入射される第３導波路と、
前記第２導波路と前記第３導波路との間で可視光のモード結合を行う第１合波部及び第３合波部と、
この第１合波部と第３合波部との間に設けられ、第１導波路と前記第２導波路との間で可視光のモード結合を行う第２合波部と、
前記第１合波部と前記第３合波部との間で前記第３導波路に接続された位相制御部とを有し、
前記第１導波路、第２導波路、第３導波路、第１合波部、第２合波部及び第３合波部は、
前記第１可視光が、前記第２合波部でモード結合により前記第２導波路に伝搬され、前記第２導波路に伝搬された前記第１可視光が前記第３合波部でモード結合により前記第３導波路に伝搬されたのち前記第２導波路に伝搬され、
前記第２可視光が、前記第１合波部でモード結合により第３導波路へ伝搬されたのち、第３導波路へ伝搬された前記第２可視光が前記第３合波部でモード結合により第２導波路へ伝搬され、
前記第３可視光が、前記第１合波部でモード結合により第２導波路へ出力の一部が伝搬され、前記第３可視光の残りが、前記第３導波路から前記位相制御部に伝搬されて前記第２導波路に伝搬された前記第３可視光の残りの部分と位相整合され、前記第３導波路の前記第３可視光と前記第２導波路の前記第３可視光とが前記第３合波部で合波されて、
前記第２導波路の一端に形成された出射部から出力されるように構成されていること、
を特徴とする光合波器。
【請求項２】
前記第１合波部と前記第３合波部は、前記可視光の伝搬方向における長さが等しく、前記第２合波部は、前記伝搬方向における長さが前記第１合波部及び前記第３合波部の長さの半分であることを特徴とする請求項１に記載の光合波器。
【請求項３】
前記２合波部は前記第１可視光のモード結合長の長さと等しく、かつ、第１合波部及び前記第３合波部の長さの半分であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光合波器。
【請求項４】
前記第１導波路、第２導波路及び第３導波路は、コア層とこのコア層の周囲に被覆され前記コア層よりも屈折率の小さいクラッド層とから形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光合波器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光合波器を用いた画像投影装置であって、
前記第１導波路に前記第１可視光を出射する第１光源と、前記第２導波路に前記第２可視光を出射する第２光源と、前記第３導波路に前記第３可視光を出射する第３光源と、前記光合波器から出射された前記波長多重光を二次元的に走査して画像を形成し、走査された前記波長多重光を被投影面に投影する画像形成部とを備えることを特徴とする画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる波長の３つの可視光を合波する光合波器及びこの光合波器を用いた画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を二次元的に走査させることで使用者に画像を視認させるレーザーディスプレイが知られている。レーザーディスプレイにおいては、一般的にＲ（赤色） 、Ｇ（緑色） 、Ｂ（青色） の各色に対応する光源から照射される３色の可視光が１つの光軸上で合波される。合波された３色の可視光は、画像表示部に伝送される。画像表示部は、伝送された光を二次元的に走査して、映像を投影する。例えば、特許文献１には、３つのダイクロイックミラーを使用することで、３色の可視光を合波する技術が開示されている。
しかし、この種のレーザーディスプレイでは、３つのダイクロイックミラーを使用するなど光源装置の小型化が困難であった。そのため、ヘッドマウントディスプレイのように使用者の頭部にディスプレイを装着するような場合、光源装置はヘッドマウントディスプレイとは別に使用者の腰等に固定する必要があった。
【０００３】
ところで、マッハツェンダー干渉（ＭＺＩ）を利用した光学結合デバイスが知られている（例えば特許文献２参照）。このような光結合デバイスを利用すれば、ディスプレイの小型化が期待できる。
例えば、特許文献２には、マッハツェンダー干渉（Ｍａｈａ-Ｚｈｅｎｄｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：以下、ＭＺＩと記載）光導波路に異なる２波長を入射し、ＭＺＩ光導波路の光路長差による位相差によって２波長を合波又は分波する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９３９４５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３４２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ディスプレイに画像を投影させるには３つの可視光を合波する必要があるのに対し、特許文献２に記載の技術では２波長の可視光しか合波することができず、そのままではディスプレイに適用することができない、という問題がある。
本発明は、可視光の３波長を合波する光合波器とこの光合波器を利用した画像投影装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために本発明の光合波器は、波長の異なる複数の可視光を導波路へ導き、前記複数の可視光を波長多重する光合波器であって、第１可視光が入射される第１導波路と、前記第１可視光よりも短波長の第２可視光が入射される第２導波路と、前記第２可視光よりも短波長であり、前記第１可視光と前記第２可視光との間の波長間隔よりも前記第２可視光との間の波長間隔が短い波長の第３可視光が入射される第３導波路と、前記第２導波路と前記第３導波路との間で可視光のモード結合を行う第１合波部及び第３合波部と、この第１合波部と第３合波部との間に設けられ、第１導波路と前記第２導波路との間で可視光のモード結合を行う第２合波部と、前記第１合波部と前記第３合波部との間で前記第３導波路に接続された位相制御部とを有し、前記第１導波路、第２導波路、第３導波路、第１合波部、第２合波部及び第３合波部は、前記第１可視光が、前記第２合波部でモード結合により前記第２導波路に伝搬され、前記第２導波路に伝搬された前記第１可視光が前記第３合波部でモード結合により前記第３導波路に伝搬されたのち前記第２導波路に伝搬され、前記第２可視光が、前記第１合波部でモード結合により第３導波路へ伝搬されたのち、第３導波路へ伝搬された前記第２可視光が前記第３合波部でモード結合により第２導波路へ伝搬され、前記第３可視光が、前記第１合波部でモード結合により第２導波路へ出力の一部が伝搬され、前記第３可視光の残りが、前記第３導波路から前記位相制御部に伝搬されて前記第２導波路に伝搬された前記第３可視光の残りの部分と位相整合され、前記第３導波路の前記第３可視光と前記第２導波路の前記第３可視光とが前記第３合波部で合波されて、前記第２導波路の一端に形成された出射部から出力されるように構成されている。
【０００７】
前記第１第合波部、前記第２合波部及び前記第３合波部としては、方向性結合器やマルチモード干渉素子を利用することができる。
前記第１合波部と前記第３合波部は、前記可視光の伝搬方向における長さが等しく、前記第２合波部は、前記伝搬方向における長さが前記第１合波部及び前記第３合波部の長さの半分であるように構成してもよい。
【０００８】
また、前記２合波部は前記第１可視光のモード結合長の長さと等しく、かつ、第１合波部及び前記第３合波部の長さの半分であるように構成してもよい。
前記第１導波路、第２導波路及び第３導波路は、コア層とこのコア層の周囲に被覆され前記コア層よりも屈折率の小さいクラッド層とから形成することができる。
上記の光合波器を用いた本発明の画像投影装置は、前記第１導波路に前記第１可視光を出射する第１光源と、前記第２導波路に前記第２可視光を出射する第２光源と、前記第３導波路に前記第３可視光を出射する第３光源と、前記光合波器から出射された前記波長多重光を二次元的に走査して画像を形成し、走査された前記波長多重光を被投影面に投影する画像形成部とを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる合波器の構成を説明する概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）の合波器を左方向から見た側面図である。
以下に説明する本発明の合波器において合波する３つの可視光は、単色光であって、第１可視光の波長が最も長く、次いで第２可視光の波長が長く、第３可視光の波長が最も短く、かつ、前記第１可視光と前記第２可視光との間の波長間隔よりも前記第２可視光と前記第３可視光との間の波長間隔が短いことが条件となる。
【００１０】
以下の説明では、波長の異なる３つの可視光として、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）を例に挙げて説明する。一般に、赤色光の波長λＲは６２０〜７５０ｎｍ、緑色光の波長λＧは４９５〜５７０ｎｍ、青色光の波長λＢは４５０〜４９５ｎｍの範囲であり、ＲＧＢの３つの波長間には、λＢ＜λＧ＜λＲの関係が成立する。この波長範囲の中から、λＲ−λＧ＞λＧ−λＢなる関係を充たすように、例えば、赤色光として波長λＲ＝６４０ｎｍのものを、緑色光として波長λＧ＝５２０ｎｍのものを、青色光として波長λＢ＝４５５ｎｍのものを選択する。
【００１１】
合波器１０は、基板２１０と、基板２１０に上に形成されたクラッド層２２０と、このクラッド層２２０の中に形成され、基板２１０と平行な平面内に配置された第１導波路１０１、第２導波路１０２及び第３導波路１０３とを備えている。
第１導波路１０１，第２導波路１０２及び第３導波路１０３には、クラッド層２２０の一面に露出する一端１０１ａ，１０２ａ，１０３ａからそれぞれ波長の異なるシングルモードの赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）が入射され、このＲＧＢ色光のそれぞれが、第１導波路１０１，第２導波路１０２及び第３導波路１０３内を伝搬されつつ合波されて、クラッド層２２０の他面に露出する第２導波路１０２の他端１０２ｂから出射される。
【００１２】
第１導波路１０１，第２導波路１０２及び第３導波路１０３は、光結合を生じない間隔で配置される。第２導波路１０２の可視光の伝搬経路上には、一端１０２ａ側から順に第１合波部１１０，第２合波部１２０及び第３合波部１３０が設けられている。第１合波部１１０，第２合波部１２０及び第３合波部１３０は方向性結合器として構成され、第１合波部１１０及び第３合波部１３０では第３導波路１０３が第２導波路１０２に接し、第２合波部１２０では第１導波路１０１が第２導波路１０２に接して、ＲＧＢ色光の合波が行われるようになっている。
【００１３】
この実施形態では、第１合波部１１０の長さＬ１と第３合波部１３０の長さＬ３は等しくしている。また、第２合波部１２０の長さＬ２は、第１可視光の波長のモード結合長の長さ（方向性結合器において一方の導波路に入射した光が、他方の導波路から１００％出射する結合部の長さ）と等しく、かつ、第１合波部及び第３合波部の長さＬ１，Ｌ３のほぼ半分となるようにしている。
３つの可視光がＲＧＢ色光である場合の長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３の具体的寸法としては、例えば、長さＬ１，Ｌ３＝１８００μｍ程度、長さＬ２＝９００μｍ程度を挙げることができる。
【００１４】
第１合波部１１０では、第２導波路１０２の緑色光がモード結合により第３導波路１０３へ伝搬されるとともに、第３導波路１０３の青色光の半分がモード結合により第２導波路１０２へ伝搬される。なお、第１合波部１１０では、第２導波路１０２の緑色光のほぼ全部が第３導波路１０３へ伝搬されるのが好ましい。
第２合波部１２０では、第１導波路１０１の赤色光がモード結合により第２導波路１０２に伝搬される。なお、第２合波部１２０では、第１導波路１０１の赤色光のほぼ全てが第２導波路１０２に伝搬されるのが好ましい。また、第２導波路１０２に伝搬された青色光が可能な限り第１の導波路１０１に伝搬されないことが好ましい。
【００１５】
第３合波部１３０では、第２導波路１０２に伝搬された赤色光がモード結合により第３導波路１０３に伝搬されたのち第２導波路１０２に伝搬される。また、第３導波路１０３に伝搬された緑色光がモード結合により第２導波路１０２へ伝搬され、第３導波路１０３の青色光と第２導波路１０２の青色光とが位相整合されて合波される。なお、第３合波部１３０では、第３導波路の赤色光，緑色光及び青色光のほぼ全部が第２導波路１０２に伝搬されるのが好ましい。
【００１６】
また、第３導波路１０３の第１合波部１１０から第３合波部１３０までの途中には、第１合波部１１０を経た後に第２導波路１０２と第３導波路１０３とを伝搬する青色光（Ｂ）の位相が一致するように長さが調整された位相制御部１４０が設けられている。
【００１７】
上記構成の合波器１０は、公知の化学気相成長法（ＣＶＤ）やスパッタリング法等で形成することができる。例えば、シリコン製の基板２１０上にクラッド層２２０となる低屈折率のシリコン酸化膜を化学気相成長法で成膜した後、コア層となる高屈折率のシリコン酸化膜を積層する。その後このコア層を、第１〜第３導波路１０１，１０２，１０３の形状に応じたパターンを有するフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィー法により一定幅の光導波路コアとしてパターニングする。
【００１８】
この後、この上にクラッド層２２０となる低屈折率のシリコン酸化膜を積層し、前記光導波路コア上を覆う。これにより、前記光導波路コアとその周囲のクラッド２２０層とで、基板２１０上に第１〜第３導波路１０１，１０２，１０３が形成される。なお、クラッド層としては、例えば絶対屈折率が１．４６程度のものを用いることができ、コア層としては、コア径が２μｍ程度で前記クラッド層との屈折率差が０．５％程度のものを用いることができる。
最後に、基板２１０及びクラッド層２２０の両端面を研磨して第１〜第３導波路１０１，１０２，１０３の一端１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ及び第２導波路１０２の他端１０２ｂを露出させることで、合波器１０が完成する。
【００１９】
［作用］
次に、上記構成の合波器１０の作用について、図２を参照しつつ説明する。
図２Ａ，Ｂ，Ｃは、絶対屈折率＝１．４６のクラッド層２２０と径２μｍでクラッド層２２０との屈折率差０．５％のコア層とから構成される第１〜第３導波路１０１，１０２，１０３を用いて数値計算によるシミュレーションを行った結果を示すもので、図２Ａはシングルモードの赤色光を入射した場合、図２Ｂはシングルモードの緑色光を入射した場合、図２Ｃはシングルモードの青色光を入射した場合のそれぞれにおいて、ＲＧＢの各色光が第１合波部１１０，第２合波部１２０及び第３合波部１３０を経て、各導波路１０１，１０２，１０３内をどのように伝搬されていくかを示した写真である。
なお、図２Ａ，Ｂ，Ｃにおいては、合波器１０を伝搬する光の強度を明暗で表していて、明るい部分ほど光の強度が強いことを示している。光の強度は、マクスウェル方程式を逐次的に計算して行う、周知の電磁場解析法であるビーム伝搬法（ＢＰＭ）を用いて求めた。
【００２０】
図２Ａに示すように、第１導波路１０１に入射された赤色光は、第２合波部１２０でモード結合により、出力のほぼ全部が第２導波路１０２に伝搬される。そして、第２導波路１０２に伝搬された赤色光が第３合波部１３０でモード結合により第３導波路１０３に伝搬されたのち第２導波路１０２に伝搬される。
【００２１】
図２Ｂに示すように、第２導波路１０２に入射された緑色光は、第１合波部１１０でモード結合により第３導波路１０３へ出力のほぼ全部が伝搬されたのち、第３導波路１０３へ伝搬された緑色光が第３合波部１３０でモード結合により第２導波路１０２へ伝搬される。
【００２２】
図２Ｃに示すように、第３導波路１０３に入射された青色光は、第１合波部１１０でモード結合により第２導波路１０２へ出力の約半分が伝搬される。なお、図２Ａ，Ｂ，Ｃの例では、第２導波路１０２に伝搬された青色光の一部が、第２合波部１２０で第１の導波路１０１に伝搬されている。また、第３導波路１０３を伝搬する青色光が、第３導波路１０３から位相制御部１４０に伝搬されて第２導波路１０２に伝搬された青色光の残りの部分と位相整合される。そして、第３導波路１０３の青色光と第２導波路１０２の青色光とが第３合波部１３０で合波される。
【００２３】
以上より、３つの導波路１０１，１０２，１０３のそれぞれにシングルモードのＲＧＢ色光を同時に入射すれば、ＲＧＢ色光を合波した合波光が各色光の強度に応じた発色光となって第２導波路１０２の他端１０２ｂから出力される。
【００２４】
光導波路には、その製造過程に起因する個体差が存在する。この個体差によって、各合波部を形成する方向性結合器の導波路間のギャップ幅の間隔がばらつく。また、ＬＥＤやＬＤなどの光源においても、製造過程による個体差が存在し、出射される光の波長がばらつく。以下、図３（ａ）（ｂ）を参照しつつ、これらばらつきに対して合波器１０からの出力がどのように変化するかを説明する。
【００２５】
図３では、実線、破線及び一点鎖線のそれぞれが赤色、緑色、青色に対応している。図３（ａ）の横軸は、基準のギャップ幅からのずれ量を示す。基準のギャップ幅は、２μｍである。図３（ａ）の縦軸は、合波器１０に入力された光の強度に対する、出力された光の強度の割合を示す。基準ギャップ幅において、赤色光、緑色光及び青色光ともに、９２％から１００％の出力でシングルモードを得ることができる。そして、基準ギャップに対して±０．１μｍ程度のずれであれば、各波長において常に８０％以上の出力でシングルモードを得ることができる。
【００２６】
図３（ｂ）では、横軸が基準の波長からのずれ量を示し、縦軸は合波器１０に入力された光の強度に対する、出力された光の強度の割合を示す。基準の波長は、赤色光が波長λＲ＝６４０ｎｍ、緑色光が波長λＧ＝５２０ｎｍ、青色光が波長λＢ＝４５５ｎｍである。図３（ｂ）に示すように、基準波長に対して±１０ｎｍ程度のずれであれば、各波長において常に８８％以上の出力でシングルモードを得ることができる。
【００２７】
［走査型ディスプレイの構成］
図４は、上記構成の合波器１０を走査型ディスプレイに適用した場合における装置の概略構成図である。
図４に示すように、走査型ディスプレイは、制御ユニット１ａと、表示ユニット１ｂとを有する。制御ユニット１ａと表示ユニット１ｂとは一体に構成されていてもよいが、図示の例では制御ユニット１ａと表示ユニット１ｂとは別体に構成されていて、制御ユニット１ａと表示ユニット１ｂとは電気的及び光学的な信号を伝達可能な信号線によって接続されている。
表示ユニット１ｂは、例えば米国特許出願公開２０１０／００７３２６２号公報などに開示されているように、メガネ型の装着具などを用いて使用者の頭部に装着される。
【００２８】
制御ユニット１ａは、制御部１２と、操作部１３と、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）１４と、Ｒレーザドライバ１５ａと、Ｇレーザドライバ１５ｂと、Ｂレーザドライバ１５ｃと、Ｒ−ＬＤ１６ａと、Ｇ―ＬＤ１６ｂと、Ｂ―ＬＤ１６ｃと、合波器１０とを有する。制御部１２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むマイコンなどで構成される。制御部１２は、ＰＣなどの外部機器から外部Ｉ／Ｆ１４を介して供給される画像データに基づいて、画像を合成するための要素となるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、水平信号及び垂直信号を発生する。制御部１２は、Ｒ信号をＲレーザドライバ１５ａに、Ｇ信号をＧレーザドライバ１５ｂに、Ｂ信号をＢレーザドライバ１５ｃに、それぞれ送信する。
【００２９】
制御部１２は、水平信号を水平走査ドライバ２３に、垂直信号を垂直走査ドライバ２６にそれぞれ送信する。水平信号及び垂直信号には、水平スキャナ２２及び垂直スキャナ２５の動作のタイミングを決定する同期信号や、水平走査ドライアｂ２３及び垂直走査ドライバ２６から水平スキャナ２２及び垂直スキャナ２５に送信される駆動信号の電圧や周波数を設定する駆動設定信号などが含まれる。
【００３０】
操作部１３は、使用者からの走査を受け付ける各種ボタンと、各種ボタンが押下された際に発生する操作信号を制御部１２に送信するインターフェース回路などによって構成される。使用者からの操作を受け付ける各種ボタンは、例えば、制御ユニット１ａの筐体表面に設けられる。外部Ｉ／Ｆ１４は、制御ユニット１ａとＰＣなどの外部機器とを電気的に接続するためのインターフェースである。
【００３１】
Ｒレーザドライバ１５ａは、制御部１２からのＲ信号に応じた光量の赤色レーザを発生させるように、Ｒ―ＬＤ１６ａを駆動する。Ｇレーザドライバ１５ｂは、制御部１２からのＧ信号に応じた光量の緑色レーザを発生させるように、Ｒ―ＬＤ１６ｂを駆動する。Ｂレーザドライバ１５ｃは、制御部１２からのＢ信号に応じた光量の青色レーザを発生させるように、Ｂ―ＬＤ１６ｃを駆動する。各色のレーザ光の強度比を調整することによって、所望の色を有するレーザ光が合成可能となる。Ｒ―ＬＤ１６ａ、Ｇ―１６ｂ及びＢ―ＬＤ１６ｃから発生した各色のレーザ光は、合波器１０に入射し、波長多重光として合波された状態で、合波器１０から出射される。出射されたレーザ光は、信号線に含まれる光ファイバを介して、表示ユニット１ｂに伝達される。
【００３２】
表示ユニット１ｂは、コリメート光学系２１と、水平スキャナ２２と、水平走査ドライバ２３と、リレー光学系２４と、垂直スキャナ２５と、垂直走査ドライバ２６と、接眼光学系２７とを有する。
【００３３】
コリメート光学系２１は、光ファイバから出射したレーザ光を平行光に変換する。平行光に変換されたレーザ光は、水平スキャナ２２に入射する。
【００３４】
水平スキャナ２２は、コリメート光学系２１からのレーザ光を水平方向に操作する。具体的には、水平スキャナ２２は、揺動する反射面を有する。反射面が揺動することで、反射面に入射したレーザ光は、水平方向に走査させる。水平スキャナ２２は、例えば、圧電素子を用いて用道する共振型のＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーで構成可能である。水平走査ドライバ２３は、制御部１２からの水平同期信号に従って、水平スキャナ２２の揺動状態を制御する。水平走査されたレーザ光は、リレー光学系２４に入射する。
【００３５】
垂直スキャナ２５は、リレー光学系２４からのレーザ光を垂直方向に走査する。具体的には、垂直スキャナ２５は、揺動する反射面を有する。反射面が揺動することで、反射面に入射したレーザ光は、垂直方向に走査される。例えば、揺動するＭＥＭＳミラーで構成可能である。垂直走査ドライバ２７は、制御部１２からの垂直同期信号にしたがって、垂直スキャナ２５の揺動状態を制御する。ここで、レーザ光は、水平スキャナ２２によって水平方向に捜査せれているので、垂直スキャナ２５によって二次元的に走査された画像光となる。二次元走査された画像光は、接眼光学系２７に入射する。
【００３６】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明に限定されるものではない。
例えば、上記の説明では波長の異なる３つの可視光としてＲＧＢ色光を例に挙げて説明したが、本発明は一定の波長のみからなる光（単色光）であって上記の波長条件を満たすものであれば、ＲＧＢ色光以外の３つの可視光を合波することも可能である。
【００３７】
また、上記の説明では基板の表面と平行な面内に導波路１０１，１０２，１０３を形成するものとしたが、基板は必ずしも必要ではない。また、導波路１０１，１０２，１０３の配置も、上記のような二次元的なものに限られず、例えば導波路１０２を中心とする円周上に導波路１０１，１０３を配置するなど、三次元的なものであってもよい。
さらに、上記の説明では、クラッド層２２０の内部にコア層を埋め込むことで導波路１０１，１０２，１０３を一体的に形成しているが、コア層とクラッド層とからなる導波路１０１，１０２，１０３を別々に形成し、基板等の支持体上に配置するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の合波器は、単色光である複数の可視光を合波して画像投影等する装置に広く適用が可能であり、使用者の網膜上に合波した光を走査させた画像投影を行う網膜走査形ディスプレイの他、レーザ光を走査させて画像を投影するレーザーディスプレイにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる合波器の構成を説明する概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）の合波器を左方向から見た側面図である。
【図２Ａ】この実施形態の合波器の作用を説明する図で、シングルモードの赤色光を入射した場合における光の伝搬の様子を示したものである。
【図２Ｂ】この実施形態の合波器の作用を説明する図で、シングルモードの緑色光を入射した場合における光の伝搬の様子を示したものである。
【図２Ｃ】この実施形態の合波器の作用を説明する図で、シングルモードの青色光を入射した場合における光の伝搬の様子を示したものである。
【図３】（ａ）はこの実施形態の合波器における出力とギャップ幅とのばらつきの関係を示すグラフ、（ｂ）はこの実施形態の合波器における出力と波長とのばらつきの関係を示すグラフである。
【図４】この実施形態の合波器を走査型ディスプレイに適用した場合における装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ａ        制御ユニット
１ｂ        表示ユニット
１０        合波器
１０１      第１導波路
１０２      第２導波路
１０３      第３導波路
１１０      第１合波部
１２０      第２合波部
１３０      第３合波部
１４０      位相制御部
【図１】
0005817022.tif 000002
【図３】
0005817022.tif 000003
【図４】
0005817022.tif 000004
【図２Ａ】
0005817022.tif 000005
【図２Ｂ】
0005817022.tif 000006
【図２Ｃ】
0005817022.tif 000007