(57)【要約】【課題】発光ダイオードからなる１つの入力光源セットに対して複数の出力が得られるライトソースモジュールとそれを光源として用いた表示装置を提供する。【解決手段】複数の発光ダイオード（ＬＥＤR ，ＬＥＤG ，ＬＥＤB ）と、クラッド１１と、クラッド内に埋め込まれあるいはクラッド上に形成され、クラッドより高屈折率であるコア（１２R ，１２G ，１２B ，１２，１２M1，１２M2）とを有し、発光ダイオードからの光（ＬR ，ＬG ，ＬB ）を導波する光導波部とを有し、コアに複数の入力部および複数の出力部が設けられ、各入力部に対応して発光ダイオードがそれぞれ配置され、光導波部は、入力部にそれぞれ入力された発光ダイオードからの光を合波し、複数の光（ＬM1，ＬM2）に分割し、それぞれ出力部から出力する構成、または平面型光導波路を積層してそれぞれから出力する構成とする。表示装置はこれらを光源として立体画像を表示する。【選択図】図１
2005077971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオードと、
クラッドと、前記クラッド内に埋め込まれて、あるいは前記クラッド上に形成され、前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する光導波部と
を有し、
前記コアに複数の入力部および複数の出力部が設けられ、
各入力部に対応するように前記発光ダイオードがそれぞれ配置され、
前記光導波部は、前記入力部にそれぞれ入力された前記発光ダイオードからの光を合波し、合波した光を複数に分割し、分割した光を前記出力部からそれぞれ出力する
ライトソースモジュール。
【請求項２】
前記発光ダイオードが、赤色、緑色および青色の光をそれぞれ発光する発光ダイオードを含み、
前記コアに３つの入力部が設けられ、
各入力部に対応するように前記赤色、緑色および青色の光をそれぞれ発光する発光ダイオードがそれぞれ配置され、
前記光導波部は、前記入力部にそれぞれ入力された前記赤色、緑色および青色の光を合波し、合波した光を複数に分割して前記出力部からそれぞれ出力する
請求項１に記載のライトソースモジュール。
【請求項３】
前記光導波部が、基板上に前記クラッドが形成され、前記コアが前記クラッド内に埋め込まれてなる平面型光導波路である
請求項１に記載のライトソースモジュール。
【請求項４】
発光ダイオードと、
基板上に、クラッドと前記クラッド内に埋め込まれ前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が、複数積層して構成されている光導波部と
を有し、
前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに１つの入力部および少なくとも１つの出力部がそれぞれ設けられ、
前記平面型光導波路の各層に設けられた各入力部に対応するように前記発光ダイオードが配置され、
前記平面型光導波路の各層ごとに、前記入力部に入力された前記発光ダイオードからの光を前記出力部から出力する
ライトソースモジュール。
【請求項５】
前記発光ダイオードから前記平面型光導波路の各層に設けられた各入力部までの距離が等しくなるように、前記平面型光導波路の各層における前記入力部の位置がレイアウトされている
請求項４に記載のライトソースモジュール。
【請求項６】
前記平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が所定の強度比となるように、前記平面型光導波路の各層における前記入力部の位置がレイアウトされている
請求項４に記載のライトソースモジュール。
【請求項７】
前記平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が等しい強度となるように、前記平面型光導波路の各層における前記コアのパターンがレイアウトされている
請求項４に記載のライトソースモジュール。
【請求項８】
前記平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が所定の強度比となるように、前記平面型光導波路の各層における前記コアのパターンがレイアウトされている
請求項４に記載のライトソースモジュール。
【請求項９】
複数の発光ダイオードと、
基板上に、クラッドと前記クラッド内に埋め込まれ前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が、複数積層して構成されている光導波部と
を有し、
前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに複数の入力部および少なくとも１つの出力部がそれぞれ設けられ、
前記平面型光導波路の各層に設けられた複数の前記入力部に対応するように複数の前記発光ダイオードがそれぞれ配置され、
前記平面型光導波路の各層ごとに、複数の前記入力部にそれぞれ入力された複数の前記発光ダイオードからの光を合波し、合波した光を前記出力部からそれぞれ出力する
ライトソースモジュール。
【請求項１０】
前記発光ダイオードが、赤色、緑色および青色の光をそれぞれ発光する発光ダイオードを含み、
前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに３つの入力部が設けられ、
前記平面型光導波路の各層に設けられた３つの前記入力部に対応するように、前記赤色、緑色および青色の光をそれぞれ発光する発光ダイオードがそれぞれ配置され、
前記平面型光導波路の各層ごとに、前記入力部にそれぞれ入力された前記赤色、緑色および青色の光を合波し、合波した光を前記出力部からそれぞれ出力する
請求項９に記載のライトソースモジュール。
【請求項１１】
前記発光ダイオードから対応する前記平面型光導波路の各層に設けられた各入力部までの距離が等しくなるように、前記平面型光導波路の各層における前記入力部の位置がレイアウトされている
請求項９に記載のライトソースモジュール。
【請求項１２】
前記平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が所定の強度比となるように、前記平面型光導波路の各層において前記発光ダイオードに対する前記入力部の位置がレイアウトされている
請求項９に記載のライトソースモジュール。
【請求項１３】
前記平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が等しい強度となるように、前記平面型光導波路の各層における合波した光を導波する部分の前記コアのパターンがレイアウトされている
請求項９に記載のライトソースモジュール。
【請求項１４】
前記平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が所定の強度比となるように、前記平面型光導波路の各層における合波した光を導波する部分の前記コアのパターンがレイアウトされている
請求項９に記載のライトソースモジュール。
【請求項１５】
複数の発光ダイオードからの光を導波して２つの光を出力するライトソースモジュールを用い、前記ライトソースモジュールから出力された２つの光を用いて視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する表示装置であって、
前記ライトソースモジュールは、複数の発光ダイオードと、クラッドと、前記クラッド内に埋め込まれて、あるいは前記クラッド上に形成され、前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する光導波部とを有し、前記コアに複数の入力部および２つの出力部が設けられ、各入力部に対応するように前記発光ダイオードがそれぞれ配置され、前記光導波部は、前記入力部にそれぞれ入力された前記発光ダイオードからの光を合波し、合波した光を２つに分割し、分割した光を前記出力部からそれぞれ出力する構成である
表示装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの発光ダイオードからの光を導波して２つの光を出力するライトソースモジュールを用い、前記ライトソースモジュールから出力された２つの光を用いて視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する表示装置であって、
前記ライトソースモジュールは、発光ダイオードと、基板上に、クラッドと前記クラッド内に埋め込まれ前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が、２層積層して構成されている光導波部とを有し、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに１つの入力部および１つの出力部がそれぞれ設けられ、前記平面型光導波路の各層に設けられた各入力部に対応するように前記発光ダイオードが配置され、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記入力部に入力された前記発光ダイオードからの光を前記出力部から出力する構成である
表示装置。
【請求項１７】
複数の発光ダイオードからの光を導波して２つの光を出力するライトソースモジュールを用い、前記ライトソースモジュールから出力された２つの光を用いて視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する表示装置であって、
前記ライトソースモジュールは、複数の発光ダイオードと、基板上に、クラッドと前記クラッド内に埋め込まれ前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が、２層積層して構成されている光導波部とを有し、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに複数の入力部および１つの出力部がそれぞれ設けられ、前記平面型光導波路の各層に設けられた複数の前記入力部に対応するように複数の前記発光ダイオードがそれぞれ配置され、前記平面型光導波路の各層ごとに、複数の前記入力部にそれぞれ入力された複数の前記発光ダイオードからの光を合波し、合波した光を前記出力部からそれぞれ出力する構成である
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はライトソースモジュールおよび表示装置に関し、特に１つまたは複数の入力に対して、複数の出力を有するライトソースモジュールと、それを利用した表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）と光導波路との組み合わせであるライトソースモジュールの構成として、例えば非特許文献１に記載されているように、赤、緑、青の３色の光を組み合わせて導波し、白色光を得るライトソースモジュールが知られている。
しかし、ＬＥＤなどの１つの入力光源セットに対して１つの出力しか得られないという問題がある。
【０００３】
また、特許文献１に記載されているように、２次元あるいは３次元のカラーまたはモノクローム画像を再生するための画像形成システムにおいて用いるための、複数の異なる波長の光線成分の空間的な統合を行うユニットが知られている。
しかし、この場合にも、ＬＥＤなどの１つの入力光源セットに対して１つの出力しか得られないという問題がある。
【特許文献１】特表平９−５１２３５３号公報
【非特許文献１】「日経エレクトロニクス」 2003. 3. 31, p.127
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、従来のライトソースモジュールでは、ＬＥＤなどの１つの入力光源セットに対して１つの出力しか得られないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のライトソースモジュールは、複数の発光ダイオードと、クラッドと、前記クラッド内に埋め込まれて、あるいは前記クラッド上に形成され、前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する光導波部とを有し、前記コアに複数の入力部および複数の出力部が設けられ、各入力部に対応するように前記発光ダイオードがそれぞれ配置され、前記光導波部は、前記入力部にそれぞれ入力された前記発光ダイオードからの光を合波（光を混合）し、合波した光を複数に分割し、分割した光を前記出力部からそれぞれ出力する。
【０００６】
上記の本発明のライトソースモジュールは、発光ダイオードからの光を導波する光導波部において、コアに複数の入力部および複数の出力部が設けられており、各入力部に対応するように配置された発光ダイオードからの光が入力部にそれぞれ入力されると、これらの光を合波し、複数に分割し、出力部からそれぞれ出力する。
【０００７】
また、本発明のライトソースモジュールは、発光ダイオードと、基板上に、クラッドと前記クラッド内に埋め込まれ前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が、複数積層して構成されている光導波部とを有し、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに１つの入力部および少なくとも１つの出力部がそれぞれ設けられ、前記平面型光導波路の各層に設けられた各入力部に対応するように前記発光ダイオードが配置され、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記入力部に入力された前記発光ダイオードからの光を前記出力部から出力する。
【０００８】
上記の本発明のライトソースモジュールは、発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が複数積層して構成されている光導波部において、コアに１つの入力部および少なくとも１つの出力部がそれぞれ設けられており、各入力部に対応するように配置された発光ダイオードからの光が、平面型光導波路の各層ごとに、入力部に入力されるとこれらの光を各出力部から出力する。
【０００９】
また、本発明のライトソースモジュールは、複数の発光ダイオードと、基板上に、クラッドと前記クラッド内に埋め込まれ前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が、複数積層して構成されている光導波部とを有し、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに複数の入力部および少なくとも１つの出力部がそれぞれ設けられ、前記平面型光導波路の各層に設けられた複数の前記入力部に対応するように複数の前記発光ダイオードがそれぞれ配置され、前記平面型光導波路の各層ごとに、複数の前記入力部にそれぞれ入力された複数の前記発光ダイオードからの光を合波し、合波した光を前記出力部からそれぞれ出力する。
【００１０】
上記の本発明のライトソースモジュールは、複数の発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が複数積層して構成されている光導波部において、コアに複数の入力部および少なくとも１つの出力部がそれぞれ設けられており、各入力部に対応するように配置された複数の発光ダイオードからの光が、平面型光導波路の各層ごとに、複数の入力部に入力されるとこれらの光を合波し、各出力部からそれぞれ出力する。
【００１１】
また、本発明の表示装置は、複数の発光ダイオードからの光を導波して２つの光を出力するライトソースモジュールを用い、前記ライトソースモジュールから出力された２つの光を用いて視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する表示装置であって、前記ライトソースモジュールは、複数の発光ダイオードと、クラッドと、前記クラッド内に埋め込まれて、あるいは前記クラッド上に形成され、前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する光導波部とを有し、前記コアに複数の入力部および２つの出力部が設けられ、各入力部に対応するように前記発光ダイオードがそれぞれ配置され、前記光導波部は、前記入力部にそれぞれ入力された前記発光ダイオードからの光を合波し、合波した光を２つに分割し、分割した光を前記出力部からそれぞれ出力する構成である。
【００１２】
上記の本発明の表示装置は、発光ダイオードからの光を導波する光導波部において、コアに複数の入力部および２つの出力部が設けられており、各入力部に対応するように配置された発光ダイオードからの光が入力部にそれぞれ入力されると、これらの光を合波し、２つに分割し、出力部からそれぞれ出力する構成のライトソースモジュールを用い、これから出力される２つの光を光源として視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する。
【００１３】
また、本発明の表示装置は、少なくとも１つの発光ダイオードからの光を導波して２つの光を出力するライトソースモジュールを用い、前記ライトソースモジュールから出力された２つの光を用いて視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する表示装置であって、前記ライトソースモジュールは、発光ダイオードと、基板上に、クラッドと前記クラッド内に埋め込まれ前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が、２層積層して構成されている光導波部とを有し、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに１つの入力部および１つの出力部がそれぞれ設けられ、前記平面型光導波路の各層に設けられた各入力部に対応するように前記発光ダイオードが配置され、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記入力部に入力された前記発光ダイオードからの光を前記出力部から出力する構成である。
【００１４】
上記の本発明の表示装置は、発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が２層積層して構成されている光導波部において、コアに１つの入力部および１つの出力部がそれぞれ設けられており、各入力部に対応するように配置された発光ダイオードからの光が、平面型光導波路の各層ごとに、入力部に入力されるとこれらの光を各出力部から出力する構成のライトソースモジュールを用い、これから出力される２つの光を光源として視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する。
【００１５】
また、本発明の表示装置は、複数の発光ダイオードからの光を導波して２つの光を出力するライトソースモジュールを用い、前記ライトソースモジュールから出力された２つの光を用いて視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する表示装置であって、前記ライトソースモジュールは、複数の発光ダイオードと、基板上に、クラッドと前記クラッド内に埋め込まれ前記クラッドより高屈折率であるコアとを有し、前記発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が、２層積層して構成されている光導波部とを有し、前記平面型光導波路の各層ごとに、前記コアに複数の入力部および１つの出力部がそれぞれ設けられ、前記平面型光導波路の各層に設けられた複数の前記入力部に対応するように複数の前記発光ダイオードがそれぞれ配置され、前記平面型光導波路の各層ごとに、複数の前記入力部にそれぞれ入力された複数の前記発光ダイオードからの光を合波し、合波した光を前記出力部からそれぞれ出力する構成である。
【００１６】
上記の本発明の表示装置は、複数の発光ダイオードからの光を導波する平面型光導波路が２層積層して構成されている光導波部において、コアに複数の入力部および１つの出力部がそれぞれ設けられており、各入力部に対応するように配置された複数の発光ダイオードからの光が、平面型光導波路の各層ごとに、複数の入力部に入力されるとこれらの光を合波し、各出力部からそれぞれ出力する構成のライトソースモジュールを用い、これから出力される２つの光を光源として視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のライトソースモジュールは、単色のＬＥＤあるいはＲＧＢのＬＥＤの組など、１つの入力光源セットに対して、複数の出力を得ることができる。
【００１８】
本発明の表示装置は、単色のＬＥＤあるいはＲＧＢのＬＥＤの組など、１つの入力光源セットに対して、２つの出力を得て、これを光源として視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明のライトソースモジュールおよび表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は本実施形態に係るライトソースモジュールの斜視図である。
例えばシリコンなどからなる基板１０上に、第１屈折率の光透過性有機材料などからなるクラッド１１が形成されており、その内部に第１屈折率より高い第２屈折率の光透過性有機材料などからなるコア（１２R ，１２G ，１２B ，１２，１２M1，１２M2）が埋め込まれて、平面型光導波路が構成されている。
コア（１２R ，１２G ，１２B ，１２，１２M1，１２M2）の幅および高さは、例えば１０〜５０μｍ程度であり、クラッド１１の厚みは、例えば３０〜１５０μｍ程度であるが、これに限定されるものではない。
【００２１】
コアとしては、例えば、光入射側において赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B が略平行に並んで延伸するように設けられており、両サイドの赤色光用のコア１２R と青色光用のコア１２B が延伸方向を屈曲して合流点１２ａにおいて中央の緑色光用のコア１２G と合流して１本のコア１２となり、さらに分岐点１２ｂにおいて２つに分岐して延伸方向を屈曲し、第１合波用コア１２M1と第２合波用コア１２M2として出力部近傍においては略平行に延伸する構成となっている。
【００２２】
光導波部の赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B
の光入射側である入力部に対応するように、赤色発光ダイオードＬＥＤR 、緑色発光ダイオードＬＥＤG および青色発光ダイオードＬＥＤB が配置されている。
上記各発光ダイオードから発光された赤色光ＬR 、緑色光ＬG および青色光ＬB が、それぞれ赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B の入力部へと入力されると、赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B においてそれぞれ導波され、合流点１２ａにおいて合波して１本のコア１２に導波される。さらに、合波した光は分岐点１２ｂにおいて２つに分岐されて、第１合波用コア１２M1と第２合波用コア１２M2へとそれぞれ導波され、光導波部の光射出側である出力部から第１の合波した光ＬM1および第２の合波した光ＬM2として出力される。
【００２３】
上述のように、本実施形態に係るライトソースモジュールは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードから構成される１つの入力光源セットに対して、赤、緑および青の各色の光を合波して２つの出力を得ることができる。
【００２４】
上記の本実施形態に係るライトソースモジュールは、上記の内容に限定されない。
例えば、コアには複数の入力部および複数の出力部が設けられていればよく、入力部および出力部の数に限定はないので、例えば入力部の数を２つ、出力部の数を２つとし、２つの異なる波長の光あるいは同じ波長の光を入力し、これらを合波し、２つに分割して出力することも可能である。
また、コアがクラッド内に埋め込まれてなる構成として示しているが、これに限らず、コアがクラッド上に形成されている、いわゆるエアリッジ型の構成とすることも可能である。
【００２５】
＜第２実施形態＞
図２は本実施形態に係るライトソースモジュールの斜視図である。
例えばシリコンなどからなる基板１０上に、第１屈折率の光透過性有機材料などからなるクラッド１１の内部に形成された第１屈折率より高い第２屈折率の光透過性有機材料などからなるコア（１２R ，１２G ，１２B ，１２）が埋め込まれてなる１層目の平面型光導波路と、同様に第１屈折率の光透過性有機材料などからなるクラッド１３の内部に形成された第１屈折率より高い第２屈折率の光透過性有機材料などからなるコア（１４R ，１４G ，１４B ，１４）が埋め込まれてなる２層目の平面型光導波路とが積層して、光導波部が構成されている。
コアの幅および高さやクラッドの厚みなどは第１実施形態と同様である。
【００２６】
まず、１層目の平面型光導波路の構成について説明する。
コアとしては、例えば、光入射側において赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B が略平行に並んで延伸するように設けられており、両サイドの赤色光用のコア１２R と青色光用のコア１２B が延伸方向を屈曲して合流点１２ａにおいて中央の緑色光用のコア１２G と合流して１本のコア１２となり、出力部へと延伸する構成となっている。
【００２７】
２層目の平面型光導波路についても同様であり、光入射側において赤色光用のコア１４R 、緑色光用のコア１４G および青色光用のコア１４B が略平行に並んで延伸するように設けられており、両サイドの赤色光用のコア１４R と青色光用のコア１４B が延伸方向を屈曲して合流点１４ａにおいて中央の緑色光用のコア１４G と合流して１本のコア１４となり、出力部へと延伸する構成となっている。
【００２８】
光導波部の１層目および２層目の平面型光導波路に対して、赤色光用のコア（１２R ，１４R ）、緑色光用のコア（１２G ，１４G ）および青色光用のコア（１２B ，１４B ）の光入射側である入力部に対応するように、赤色発光ダイオードＬＥＤR 、緑色発光ダイオードＬＥＤG および青色発光ダイオードＬＥＤB が配置されている。
【００２９】
まず、１層目の平面型光導波路での光導波について説明する。
上記各発光ダイオードから発光された赤色光ＬR 、緑色光ＬG および青色光ＬB が、それぞれ赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B の入力部へと入力されると、赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B においてそれぞれ導波され、合流点１２ａにおいて合波して１本のコア１２に導波され、光導波部の光射出側である出力部から第１の合波した光ＬM1として出力される。
【００３０】
２層目の平面型光導波路での光導波についても同様であり、各発光ダイオードから発光された赤色光ＬR 、緑色光ＬG および青色光ＬB が、それぞれ赤色光用のコア１４R 、緑色光用のコア１４G および青色光用のコア１４B の入力部へと入力されると、赤色光用のコア１４R 、緑色光用のコア１４G および青色光用のコア１４B においてそれぞれ導波され、合流点１４ａにおいて合波して１本のコア１４に導波され、光導波部の光射出側である出力部から第２の合波した光ＬM2として出力される。
【００３１】
上述のように、本実施形態に係るライトソースモジュールは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードから構成される１つの入力光源セットに対して、赤、緑および青の各色の光を合波して２つの出力を得ることができる。このように、平面型光導波路を多層に積層させることで、光導波路となるコアを分岐することなく複数の出力を得ることができる。
【００３２】
図３は本実施形態に係るライトソースモジュールの発光ダイオードと光の入力部のレイアウトを示す模式図である。
即ち、基板１０にクラッド（１１，１３）が積層しており、それぞれの内部にコア（１２，１４）が埋め込まれている。図３中において、赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B を代表してコア１２として示し、赤色光用のコア１４R 、緑色光用のコア１４G および青色光用のコア１４B を代表してコア１４として示している。
ここで、図３に示すように、発光ダイオードの発光中心の位置Ａが、積層して形成されている平面型光導波路の各層における入力部である２つのコア（１２，１４）の中央に相当する位置となり、発光ダイオードの外形を示す破線Ｂ内に２つのコア（１２，１４）の入力部が均等に入るように、発光ダイオードに対する平面型光導波路の各層における入力部の位置がレイアウトされている。一点鎖線Ｃは発光中心の位置Ａを中心とする円であり、２つのコア（１２，１４）が発光ダイオードの発光中心の位置Ａから等しい位置にレイアウトされていることを示す。
これにより、発光ダイオードから平面型光導波路の各層に設けられた各入力部までの距離が等しくなり、結果として平面型光導波路の各層の出力部からの出力を等しくすることが可能となる。
また、上記とは異なり、平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が所定の強度比となるように、発光ダイオードの発光中心の位置Ａに対する平面型光導波路の各層における入力部の位置をレイアウトしてもよい。
【００３３】
＜第３実施形態＞
図４は本実施形態に係るライトソースモジュールの斜視図である。
第２実施形態に係るライトソースモジュールと同様であるが、１層目および２層目の平面型光導波路に対して、第１屈折率の光透過性有機材料などからなるクラッド１５の内部に形成された第１屈折率より高い第２屈折率の光透過性有機材料などからなるコア（１６R ，１６G ，１６B ，１６）が埋め込まれてなる３層目の平面型光導波路がさらに積層されていることが異なる。
また、２層目の平面型光導波路においては、後述の理由により、合波した後のコア１４において屈曲部１４ｂが設けられていることが異なる。
コアの幅および高さやクラッドの厚みなどは第１および第２実施形態と同様である。
【００３４】
１層目の平面型光導波路の構成について説明する。
コアとしては、例えば、光入射側において赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B が略平行に並んで延伸するように設けられており、両サイドの赤色光用のコア１２R と青色光用のコア１２B が延伸方向を屈曲して合流点１２ａにおいて中央の緑色光用のコア１２G と合流して１本のコア１２となり、出力部へと延伸する構成となっている。
２層目および３層目の平面型光導波路についても同様の構成である。
【００３５】
光導波部の１層目〜３層目の平面型光導波路に対して、赤色光用のコア（１２R ，１４R ，１６R ）、緑色光用のコア（１２G ，１４G ，１６G ）および青色光用のコア（１２B ，１４B ，１６B ）の光入射側である入力部に対応するように、赤色発光ダイオードＬＥＤR 、緑色発光ダイオードＬＥＤG および青色発光ダイオードＬＥＤB が配置されている。
【００３６】
まず、１層目の平面型光導波路での光導波について説明する。
上記各発光ダイオードから発光された赤色光ＬR 、緑色光ＬG および青色光ＬB が、それぞれ赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B の入力部へと入力されると、赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B においてそれぞれ導波され、合流点１２ａにおいて合波して１本のコア１２に導波され、光導波部の光射出側である出力部から第１の合波した光ＬM1として出力される。
２層目および３層目の平面型光導波路についても同様に光導波して、特に２層目の平面型光導波路においてはコア１４に設けられた屈曲部１４ｂを経て、第２の合波した光ＬM2および第３の合波した光ＬM3がそれぞれ出力される。
【００３７】
上述のように、本実施形態に係るライトソースモジュールは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードから構成される１つの入力光源セットに対して、赤、緑および青の各色の光を合波して３つの出力を得ることができる。このように、平面型光導波路を多層に積層させることで、光導波路となるコアを分岐することなく複数の出力を得ることができる。
【００３８】
図５は本実施形態に係るライトソースモジュールの発光ダイオードと光の入力部のレイアウトを示す模式図である。
即ち、基板１０にクラッド（１１，１３，１５）が積層しており、それぞれの内部にコア（１２，１４，１６）が埋め込まれている。図５中において、赤色光用のコア１２R 、緑色光用のコア１２G および青色光用のコア１２B を代表してコア１２として示し、赤色光用のコア１４R 、緑色光用のコア１４G および青色光用のコア１４B を代表してコア１４として示し、また、赤色光用のコア１６R 、緑色光用のコア１６G および青色光用のコア１６B を代表してコア１６として示している。
ここで、図５に示すように、発光ダイオードの発光中心の位置Ａが、積層して形成されている平面型光導波路の各層における入力部である３つのコア（１２，１４，１６）の中央に相当する位置となるように、発光ダイオードに対する平面型光導波路の各層における入力部の位置がレイアウトされている。発光ダイオードの外形を示す破線Ｂ内において、３つのコア（１２，１４，１６）の内、中央に積層されたコア１４は発光ダイオードの外形の中央であって発光中心の位置Ａと重なるように、また、その他のコア（１２，１６）はその上下側に発光中心の位置Ａから離れて、それぞれレイアウトされている。一点鎖線Ｃは発光中心の位置Ａを中心とする円であり、中央に積層されたコア１４は発光中心の位置Ａに近く、その上下に積層されたコア（１２，１６）は発光中心の位置Ａから遠いことを示す。
【００３９】
上記のような光の入力部のレイアウトにおいては、中央に積層されたコア１４に入力される光の強度が相対的に強く、その上下に積層されたコア（１２，１６）に入力される光の強度が相対的に弱くなってしまう。
そこで、本実施形態においては、図４に示すように、中央に積層されたコア１４において、合波の後、出力の前に屈曲部１４ｂを設け、導波路に曲げ損失を積極的に生じさせている。このように、中央に積層されたコア１４に導波される光の強度を弱めることで、その最終的な出力と他のコア（１２，１６）からの出力とが等しい強度となるように、コアのパターンがレイアウトされているものである。
【００４０】
また、上記とは異なり、平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が所定の強度比となるように、平面型光導波路の各層におけるコアのパターンがレイアウトされている構成としてもよい。
さらに、コアのパターンのレイアウトと合わせて、発光ダイオードの発光中心の位置Ａに対する平面型光導波路の各層における入力部の位置のレイアウトにより、平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が等しくなるように、あるいは所定の強度比となるように、設定することもできる。
【００４１】
＜第４実施形態＞
図６は本実施形態に係るライトソースモジュールの斜視図である。
第３実施形態に係るライトソースモジュールと同様であるが、１〜３層目の各平面型光導波路において、入力部がそれぞれ１つずつ設けられ、光の合波を行わずに導波して出力する構成である。
入力する光源としては、発光ダイオードＬＥＤ１つのみである。
【００４２】
１層目の平面型光導波路のコアとしては、コア１２が入力部から出力部へと延伸し、２層目および３層目の平面型光導波路においても同様に、コア（１４，１６）が入力部から出力部へと延伸する構成である。
光導波部の１層目〜３層目の平面型光導波路に対して、各コア（１２，１４，１６）の光入射側である入力部に対応するように、発光ダイオードＬＥＤが配置されており、これから発光された光Ｌが各コア（１２，１４，１６）の入力部へと入力されると、それぞれにおいて導波され、それぞれの光射出側である出力部からそれぞれ第１の光Ｌ1 、第２の光Ｌ2 および第３の光Ｌ3 として出力される。
ここで、２層目の平面型光導波路においては、第３実施形態と同様に、第１の光Ｌ1 、第２の光Ｌ2 および第３の光Ｌ3 の各出力の強度を等しくするため、コア１４に屈曲部１４ｂが設けられている。屈曲部１４ｂでの曲げ損失により、中央に積層されたコア１４に導波される光の強度を弱めることで、その最終的な出力と他のコア（１２，１６）からの出力とが等しい強度となるように、コアのパターンがレイアウトされているものである。
【００４３】
上述のように、本実施形態に係るライトソースモジュールは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードから構成される１つの入力光源セットに対して、赤、緑および青の各色の光を合波して複数の出力を得ることができる。このように、平面型光導波路を多層に積層させることで、光導波路となるコアを分岐することなく複数の出力を得ることができる。
【００４４】
＜第５実施形態＞
本実施形態に係るライトソースモジュールの光導波部は、１層目から４層目までの平面型光導波路を積層した構成であり、第２および第３実施形態と同様に各平面型光導波路ごとに複数（例えば３つ）の入力部を有する構成、あるいは第４実施形態と同様に各平面型光導波路ごとに１つの入力部を有する構成とすることができる。
【００４５】
図７は本実施形態に係るライトソースモジュールの発光ダイオードと光の入力部のレイアウトを示す模式図である。
即ち、基板１０にクラッド（１１，１３，１５，１７）が積層しており、それぞれの内部にコア（１２，１４，１６，１８）が埋め込まれている。
各平面型光導波路ごとに複数の入力部を有する構成の場合には、各層の入力部をそれぞれ代表して示しているものとする。
本実施形態においては、図７に示すように、一点鎖線Ｃで示す発光ダイオードの発光中心の位置Ａを中心とする円周上に各層の入力部であるコア（１２，１４，１６，１８）が配置されるレイアウトとする。
これにより、発光ダイオードから平面型光導波路の各層に設けられた各入力部までの距離が等しくなり、結果として平面型光導波路の各層の出力部からの出力を等しくすることが可能となる。
さらに、上記とは異なり、平面型光導波路の各層のそれぞれの出力部からの出力が所定の強度比となるように、発光ダイオードの発光中心の位置Ａに対する平面型光導波路の各層における入力部の位置をレイアウトしてもよい。
また、平面型光導波路の各層の出力部からの出力が等しくなるように、あるいは、所定の強度比となるように、コアのパターンがレイアウトされている構成としてもよい。
【００４６】
＜第６実施形態＞
本実施形態は、上記第１〜第５実施形態に係るライトソースモジュールであって、複数あるいは１つの発光ダイオードからの光を導波して２つの光を出力するライトソースモジュールを用い、このライトソースモジュールから出力された２つの光を用いて視差を有する２つの画像をそれぞれ投影して立体画像を表示する表示装置である。
図８は、本実施形態に係る表示装置の模式図であり、２つに分割されたスクリーン（ＳＣ1 ，ＳＣ2 ）に、ライトソースモジュールから出力された２つの光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）を用いて、視差を有する２つの画像をそれぞれ投影する。このとき、例えば一方のスクリーンＳＣ1 上の画像を左目で視認し、他方のスクリーンＳＣ2 上の画像を右目で視認することで、立体画像として視認することができる。
【００４７】
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、上記の実施形態において光導波部は有機材料により構成しているが、石英系材料を用いることも可能である。
また、光源である発光ダイオードの数に限定はなく、いくつでも使用できる。上述のように赤、緑、青などの３色の発光ダイオードの他、１つの発光ダイオード、２つの発光ダイオード、あるいは赤、緑、青以外の色の発光ダイオードなどを用いることができる。さらに、同じ色の複数の発光ダイオードからの光を合波して用いるようにすることも可能である。出力の数についても、複数であればいくつでも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のライトソースモジュールは、例えば表示装置に投影する光の光源として用いることができる。
また、本発明の表示装置は、本発明のライトソースモジュールの均等な２出力を光源として立体画像を表示する表示装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は第１実施形態に係るライトソースモジュールの斜視図である。
【図２】図２は第２実施形態に係るライトソースモジュールの斜視図である。
【図３】図３は第２実施形態に係るライトソースモジュールの発光ダイオードと光の入力部のレイアウトを示す模式図である。
【図４】図４は第３実施形態に係るライトソースモジュールの斜視図である。
【図５】図５は第３実施形態に係るライトソースモジュールの発光ダイオードと光の入力部のレイアウトを示す模式図である。
【図６】図６は第４実施形態に係るライトソースモジュールの斜視図である。
【図７】図７は第５実施形態に係るライトソースモジュールの発光ダイオードと光の入力部のレイアウトを示す模式図である。
【図８】図８は、第６実施形態に係る表示装置の模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…基板、１１，１３，１５，１７…クラッド、１２R ，１２G ，１２B ，１２，１２M1，１２M2，１４R ，１４G ，１４B ，１４，１６R ，１６G ，１６B ，１６…コア、１２ａ，１４ａ…合流点、１２ｂ…分岐点、１４ｂ…屈曲部、ＬＥＤR …赤色発光ダイオード、ＬＥＤG …緑色発光ダイオード、ＬＥＤB …青色発光ダイオード、ＬＥＤ…発光ダイオード、ＬR …赤色光、ＬG …緑色光、ＬB …青色光、ＬM1，ＬM2，ＬM3…合波した光、Ｌ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 …光
【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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