(57)【要約】【課題】発光部からの光を低減することなく、照射される光を検出する光導波素子および光導波モジュールを提供する。【解決手段】発光部１８と、基板１０と、基板１０上に形成されたクラッド１２と、クラッド１２に覆われ、クラッド１２よりも高い屈折率の材料によって形成され、入射側端部が発光部１８と対向するように配置され、入射側端部において発光部１８からの光を入射し、入射された光を射出側端部から射出する第１のコア１４および第２のコア１６とを有する。ここで、第２のコア１６は、第１のコア１４と平行に第１のコア１４の近傍に形成され、第２のコア１６の入射側端部と射出側端部との距離が、第１のコア１４の入射側端部と射出側端部との距離よりも短く形成されている。【選択図】図１
2005092013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドと、
前記クラッドよりも高い屈折率を有し、前記クラッドと少なくとも一部が接するように形成され、入射側端部において入射された光を射出側端部から射出する第１のコアと、
前記クラッドよりも高い屈折率を有し、前記第１のコアの近傍に前記第１のコアの入射側端部と射出側端部との長さよりも短く、前記クラッドと少なくとも一部が接するように形成され、入射側端部において入射された光を射出側端部から射出する第２のコアと
を有する光導波素子。
【請求項２】
前記第２のコアの射出側端部と対向するように形成され、前記第２のコアの前記射出側端部から射出された光を導波方向と異なる方向に反射する反射膜と
をさらに有する請求項１記載の光導波素子。
【請求項３】
前記第１のコアと前記第２のコアは、同一のクラッドに形成されている
請求項１記載の光導波素子。
【請求項４】
前記クラッドは、複数の層が積層されて構成されており、
前記第１のコアおよび前記第２のコアは、それぞれ異なるクラッドに覆われて形成されている
請求項１記載の光導波素子。
【請求項５】
発光部と、
クラッドと、
前記クラッドよりも高い屈折率を有し、前記クラッドと少なくとも一部が接するように形成され、入射側端部が前記発光部と対向するように配置され、前記入射側端部において前記発光部からの光を入射し、入射された光を射出側端部から射出する第１のコアと、
前記クラッドよりも高い屈折率を有し、前記第１のコアの近傍に前記第１のコアの入射側端部と射出側端部との長さよりも短く、前記クラッドと少なくとも一部が接するように形成され、入射側端部が前記発光部と対向するように配置され、前記入射側端部において入射された光を射出側端部から射出する第２のコアと
を有する光導波モジュール。
【請求項６】
前記第２のコアの射出側端部と対向するように形成され、前記第２のコアの前記射出側端部から射出された光を導波方向と異なる方向に反射する反射膜と
をさらに有する請求項５記載の光導波モジュール。
【請求項７】
前記第１のコアと前記第２のコアは、同一のクラッドに形成されている
請求項５記載の光導波モジュール。
【請求項８】
前記クラッドは、複数の層が積層されて構成されており、
前記第１のコアおよび前記第２のコアは、それぞれ異なるクラッドに覆われて形成されている
請求項５記載の光導波モジュール。
【請求項９】
前記発光部を複数有し、
前記第１のコアは、前記各発光部に対向する前記第１のコアの各入射側端部にそれぞれ入射された光が、混合されて前記第１のコアの射出側端部から射出するように形成され、
前記第２のコアは、前記各発光部に対向する前記第２のコアの各入射側端部にそれぞれ入射された光が、前記第２のコアの各射出側端部から前記各発光部に対応してそれぞれ射出するように形成されている
請求項５記載の光導波モジュール。
【請求項１０】
前記発光部は、赤色発光部と、緑色発光部と、青色発光部とを有し、
前記第１のコアの各入射側端部において前記各発光部からそれぞれ入射された光が、混色され、前記第１のコアの射出側端部から一つの光として射出され、
前記第２のコアの各入射側端部において前記各発光部からそれぞれ入射された光が、前記第２のコアの射出側端部においてそれぞれ射出される
請求項９記載の光導波モジュール。
【請求項１１】
前記反射膜によって反射された光の進行方向の延長線上に配置され、前記発光部から前記第２のコアに入射され、導波された光の強度を受光する受光部と
をさらに有する請求項６記載の光導波モジュール。
【請求項１２】
前記受光部により検出された光強度によって、前記発光部から照射される光の強度を制御する制御部と
をさらに有する請求項１１記載の光導波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波素子および光導波モジュールに関し、特に、発光部からコアに入射された光の強度を検出する光導波素子および光導波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の電気信号を光信号に置き換えて伝達する光通信システムが注目を集めている。光通信システムは、光導波素子と、発光部や受光部などの光電変換部を組み合わせた光導波モジュールから構成されている。このような光通信システムは、光信号を用いるため、高速化、および大容量化に対応でき、電磁雑音などの従来の金属配線における問題点も回避することができる。
【０００３】
光導波素子は、光伝送路として光を２次元状に引き回すことができるので、画像表示装置などに用いられている。例えば、発光部から照射された光を光導波素子を介して射出し、射出された光を走査して画像を表示する。また、複数の発光部の光を導波素子に入射させ、導波素子内において混合し、射出することもできる。
【０００４】
上記のような光導波モジュールにおいて、光導波素子を介して射出される光（光信号）の強度を安定化させるためには、発光部から照射される光の強度を検出して、発光部の強度を制御する必要がある。例えば、上記のような複数の発光部からの光を光導波素子において混合する場合、混合前の光の強度を検出し、各発光部の光の強度を調整して、所望の色を射出する必要がある。
【０００５】
上記のような光導波素子を用いた従来の表示装置としては、直線状に並べられた複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以下、ＬＥＤとも称する）から射出される光を第１のミラーによって反射させて光導波素子に入射し、第２のミラーによって光導波素子からの光を反射させて導光板に入射し、液晶表示装置のバックライトとして用いる表示装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】「日経エレクトロニクス」、２００３．３．３１、ｎｏ．８４４、ｐ．１２６−１２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の光導波素子および光導波モジュールにおいては様々な不都合があった。
例えば、上記の表示装置においては、バックライトとして、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤからそれぞれ射出される光を混合して白色光を照射しているが、各色のＬＥＤの強度は制御していない。その結果、正確な色調を制御することは困難である。
【０００７】
また、信号光の強度を検出する方法としては、Ｙ分岐や方向性結合器などにより光導波素子の一部を分岐して、信号光の一部を取り出す方法がある。しかしながら、信号光の一部を分岐すると、分岐した分、本来の信号光の強度が低下する。その結果、照射された光の強度に対して、射出する光の強度が低下し、光の損失が多くなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の強度を低下させることなく、発光部の強度を検出する光導波素子および光導波モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、上記の本発明の光導波素子は、クラッドと、クラッドよりも高い屈折率を有し、クラッドと少なくとも一部が接するように形成され、入射側端部において入射された光を射出側端部から射出する第１のコアと、クラッドよりも高い屈折率を有し、第１のコアの近傍に第１のコアの入射側端部と射出側端部との長さよりも短く、クラッドと少なくとも一部が接するように形成され、入射側端部において入射された光を射出側端部から射出する第２のコアとを有する。
【００１０】
本発明の光導波素子によれば、入射された光を導波する第１のコアと、入射された光の強度を検出する第２のコアとを有する。ここで、第１のコアにおいて、第１のコアの入射側端部に入射された光は射出側端部から射出される。一方、第１のコアの近傍に略平行に形成された第２のコアは、第１のコアの入射側端部に照射された光の一部が第２のコアの入射側端部に入射され、第２のコアの射出側端部から射出される。その結果、光を導波する第１のコアの光の強度は低下しない。
【００１１】
上記目的を達成するため、上記の本発明の光導波モジュールは、発光部と、クラッドと、クラッドよりも高い屈折率を有し、クラッドと少なくとも一部が接するように形成され、入射側端部が発光部と対向するように配置され、入射側端部において発光部からの光を入射し、入射された光を射出側端部から射出する第１のコアと、クラッドよりも高い屈折率を有し、第１のコアの近傍に第１のコアの入射側端部と射出側端部との長さよりも短く、クラッドと少なくとも一部が接するように形成され、入射側端部が発光部と対向するように配置され、入射側端部において入射された光を射出側端部から射出する第２のコアとを有する。
【００１２】
本発明の光導波モジュールによれば、発光部から照射される光を、入射された光を導波する第１のコアと、入射された光の強度を検出する第２のコアとを有する。ここで、第１のコアにおいて、第１のコアの入射側端部に発光部から光が入射され、第１のコアの射出側端部から射出される。一方、第１のコアの近傍に略平行に形成された第２のコアは、発光部から照射された光の一部が第２のコアの入射側端部に入射され、第２のコアの射出側端部から射出される。その結果、光を導波する第１のコアの光の強度は低下しない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光導波素子によれば、光の強度を低下させることなく、発光部の強度を検出することができる。
また、本発明の光導波モジュールによれば、光の強度を低下させることなく、発光部の強度を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の光導波モジュールは、本発明の光導波素子を用いて光を導波する。
【００１５】
〔第１の実施形態〕
図１（ａ）は、本実施形態に係る光導波モジュール１を模式的に示す概略斜視図である。
基板１０上にクラッド１２が形成され、クラッド１２に覆われて第１のコア１４が形成されている。第１のコア１４に隣接し、第１のコアと略平行にクラッド１２に覆われた第２のコア１６が形成され、光導波素子が構成されている。
また、第２のコア１６において、第２のコア１６の射出側端部が露出するように、クラッド１２の上面に溝２０が形成されている。第２のコア１６の射出側端部と対向する溝２０の側面は傾斜しており、第２のコア１６の射出側端部から射出された光を、入射された光の導波方向と異なる方向に反射する反射膜２２が形成されている。本実施形態において、反射膜２２は、光の導波方向に対して垂直方向に反射するように、導波方向に対して例えば４５°程度に形成され、反射された光はクラッド１２の上面方向に射出される。
さらに、第１および第２のコア１４，１６のそれぞれの入射側端部に対向して発光部１８が配置されている。
【００１６】
図１（ｂ）は、本実施形態に係る光導波モジュール１を模式的に示す概略上面図である。
図１（ａ）と同様に、基板上に形成されたクラッド１２に覆われて、第１のコア１４および第２のコア１６が形成され、第１および第２のコア１４，１６のそれぞれの入射側端部と対向するように発光部１８が配置されている。また、第２のコア１６において、第２のコア１６の射出側端部が露出するように、クラッド１２の上面に溝２０が形成されている。
また、第２のコア１６の射出側端部と対向する溝２０の側面において、反射膜２２が形成され、反射膜２２において反射された光が第２のコア１６の導波方向と異なる方向に射出される。
このため、第２のコア１６は、溝２０を形成する領域によって第２のコア１６の射出側端部の位置が変化する。つまり、第２のコア１６は、少なくとも溝２０が形成される領域まで形成されていればよく、第１のコア１４の入射側端部と射出側端部との距離よりも、第２のコア１６の入射側端部と射出側端部との距離が短く形成されている。
【００１７】
基板１０は、例えば、シリコンやガラスなどから形成され、クラッド１２は、例えば、光感光性樹脂などの有機材料から形成されている。
第１および第２のコア１４，１６は、同じ材料から形成され、クラッド１２よりも屈折率の大きい材料によって形成されている。例えば、光感光性樹脂などの有機材料から形成されている。
反射膜２２は、反射率の高い材料、例えば、金やアルミニウムなどの金属により形成されている。
発光部１８としては、ＬＥＤや半導体レーザーなどを用いる。
【００１８】
図１を参照して、光導波モジュール１の動作を説明する。
第１および第２のコア１４，１６のそれぞれの入射側端部と対向するように設けられた発光部１８から光が照射される。第１のコア１４は発光部１８から照射される主な光を入射し、第２のコア１６は、発光部１８から照射される光の少なくとも一部を入射する。このため、発光部１８は、射出する光の少なくとも一部が第２のコア１６の入射側端部に入射されるように配置されている。
【００１９】
第１のコア１４は、第１のコア１４の入射側端部において発光部１８からの光を入射し、入射された光を第１のコア１４の射出側端部から射出する。
第２のコア１６は、第２のコア１６の入射側端部において発光部１８からの光を入射し、入射された光を、第１のコア１４の入射側端部と射出側端部との距離よりも第２のコア１６の入射側端部から近い距離に形成された第２のコア１６の射出側端部から射出する。射出された光は、第２のコア１６の射出側端部に対向するように形成された反射膜２２により反射される。ここで、発光部１８から第２のコア１６に入射された光は、第２のコア１６の導波方向と異なる方向に反射される。本実施形態においては、反射膜２２によって反射された光はクラッド１２の上面方向に射出される。
【００２０】
溝２０は、第２のコア１６の射出側端部を露出するように形成されている。したがって、図１に示すように、第２のコア１６が、第１のコア１４と実質的に同じ長さに形成されている場合は、第２のコア１６が形成された基板上の任意の領域に溝２０を形成することができる。
また、上記のような溝２０ではなく、第２のコア１６が形成されているクラッド１２の一部を基板１０から除去してもよい。このとき、第１のコア１４が形成されているクラッド１２は残され、第２のコアの射出側端部と対向する反射膜が新たに形成される。
【００２１】
上記のように、第１のコア１４の射出側端部から射出される光は、光信号として使用される。そのため、発光部１８から照射される光の多くは、第１のコア１４に入射されることが望ましい。一方で、ＬＥＤのような放射角度の広い発光部１８を用いたとき、全ての照射光を第１のコア１４に入射することは難しい。そこで、発光部１８から照射される光の少なくとも一部を第２のコア１６に入射するように、第１および第２のコア１４，１６を配置する。
その結果、第１のコア１４を導波する光の強度を低下することなく、第１のコア１４に隣接して形成された第２のコア１６により発光部１８から照射される光を取り出すことができる。
【００２２】
本実施形態の光導波モジュール１によれば、第１のコア１４に隣接して形成され、発光部１８から照射される光の少なくとも一部を入射する第２のコア１６を有することで、第１のコア１４に導波する光の強度が低下することなく、発光部１８から照射される光を取り出すことができる。第２のコア１６の入射側端部と射出側端部との距離は、第１のコア１４の入射側端部と射出側端部との距離よりも短く形成されている。
【００２３】
次に、図２および図３を参照して、本実施形態に係る光導波素子の製造方法を説明する。図２および図３は、本実施形態に係る光導波素子の製造方法を順次模式的に示した概略断面図であって、図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面を示し、第２のコア１４の光の導波方向と平行な断面を示している。
【００２４】
まず、図２（ａ）に示すように、基板１０上にクラッド１２ａを形成する。一例として、基板１０はシリコン基板を用い、クラッド１２ａは紫外線硬化樹脂を用いて形成する。このとき、基板１０上にスピンコート法などにより紫外線硬化樹脂を所定の厚さに塗布する。その後、紫外線を照射し、樹脂を硬化させる。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、クラッド１２ａの上面に第２のコア１６となる樹脂を形成する。一例として、第２のコア１６は紫外線硬化樹脂を用いて形成される。例えば、クラッド１２ａの上面にスピンコート法などにより紫外線硬化樹脂を所定の厚さに塗布する。その後、フォトマスクを介して第２のコア１６を形成する領域に露光し、樹脂を硬化させる。不要な樹脂を除去し、第２のコア１６を形成する。
ここで、図２および図３においては、第２のコア１６の断面を示しているので、第１のコア１４は図示されていないが、第１のコア１４は第２のコア１６と同じ材料を用いて同時に形成されている。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１および第２のコア１４，１６上にクラッド１２ｂを形成する。クラッド１２ｂとして、紫外線硬化樹脂をスピンコート法などにより第１および第２のコア１４，１６を埋め込むように塗布する。その後、紫外線を照射し、樹脂を硬化させる。
【００２７】
次に、図３（ｄ）に示すように、クラッド１２ｂ上にレジスト膜３０を形成する。例えば、レジスト膜３０となる光感光性樹脂を上部クラッド１３の上面に塗布し、既存のフォトリソグラフィー技術により、第２のコア１６が形成されている領域に溝２０を形成するためのパターンを形成する。レジスト膜３０のパターンは、第２のコア１６の射出側端部に相当する面３２が基板１０に対して垂直になるように形成され、第２のコア１６の射出側端部に相当する面３２と対向する傾斜面３４が基板１０に対して順テーパー状になるように形成される。レジスト膜３０の一部を基板１０に対して順テーパー状に加工する方法は、複数のフォトマスクを用いて段階的に露光を行う方法などがある。
【００２８】
次に、図３（ｅ）に示すように、レジスト膜３０を介してクラッド１２および第２のコア１６を加工し、溝２０を形成する。例えば、レジスト膜３０の上面から反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ、以下、ＲＩＥとも称する）を行うことにより、形成したレジスト膜３０と実質的に同じ形状に加工される。
【００２９】
次に、図３（ｆ）に示すように、溝２０において、第２のコア１６の射出側端部に対向する傾斜面に反射膜２２を形成する。例えば、アルミニウム膜を蒸着法などにより上面に成膜し、反射膜２２の形成領域をレジスト膜で覆う。露出されたアルミニウム膜をエッチングして除去した後に、レジスト膜を除去する。あるいは、リフトオフ法により形成してもよい。
【００３０】
上記の工程によって、本実施形態の光導波素子が形成される。その後、発光部あるいは検出部を設け、光導波モジュール１とする。なお、本実施形態に係る光導波素子の製造方法は、上記の方法に限定されない。
【００３１】
〔変形例１〕
上記の実施形態の変形例について、図面を参照して説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分は番号を同じくし、説明を省略し、以下、異なる部分についてのみ説明する。
【００３２】
図４（ａ）は、本変形例に係る光導波モジュール１ａを模式的に示す概略斜視図である。
クラッド１２の上面に第１のコア１４および第２のコア１６がそれぞれ隣接して略平行に形成されている。また、図示は省略するが、第１のコア１４および第２のコア１６の一方の端部と対向するように、発光部が設けられている。さらに、第２のコア１６は第１のコア１４よりも短く形成され、第２のコア１６において、第２のコア１６の射出側端部が露出するように、溝が形成されている。第２のコア１６の射出側端部と対向する溝の側面は傾斜しており、第２のコア１６の射出側端部から射出された光を、入射された光の導波方向と異なる方向に反射する反射膜２２が形成されている。本実施形態において、反射膜２２は、光の導波方向に対して垂直方向に反射するように、導波方向に対して例えば４５°程度に形成され、反射された光はクラッド１２の上面方向に射出される。
【００３３】
図４（ｂ）は、本変形例に係る光導波モジュール１ａを模式的に示す概略断面図である。
図４（ａ）と同様に、クラッド１２の上面に、第１のコア１４および第２のコア１６が形成され、図示は省略するが、第１および第２のコア１４，１６のそれぞれの入射側端部と対向するように発光部１８が配置されている。また、第２のコア１６において、第２のコア１６の射出側端部が露出するように、溝が形成されている。
また、第２のコア１６の射出側端部と対向する溝の側面において、反射膜２２が形成され、反射膜２２において反射された光が第２のコア１６の導波方向と異なる方向に射出される。
【００３４】
本変形例の光導波素子の製造方法は、実質的に上記の実施形態と同様である。
まず、基板上にクラッド１２を形成し、クラッド１２の上面に第１および第２のコア１４，１６を形成する。
その後、例えば、クラッド１２、第１および第２のコア１４，１６上にレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィーなどにより第２のコア１６が形成されている領域に溝を形成する。次に、溝において、第２のコア１６の射出側端部に対向する傾斜面に反射膜２２を形成し、その後、基板を除去する。基板を除去する方法としては、基板とクラッドとの間に、選択的に除去できる剥離層を予め形成する方法がある。
【００３５】
本変形例の光導波モジュールによれば、第１のコア１４に隣接して略平行に形成され、発光部から照射される光の少なくとも一部を入射する第２のコア１６を有することで、第１のコア１４に導波する光の強度が低下することなく、発光部１８からの光を取り出すことができる。また、本変形例のようにクラッド１２と一部が接するように第１および第２のコア１４，１６を形成することで、容易に光導波モジュールを形成することができる。さらに、基板を除去することで、用いる用途に応じて変形する光導波モジュールを形成することができる。
【００３６】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、上記の第１の実施形態と同様の部分は番号を同じくし、説明を省略し、以下、異なる部分についてのみ説明する。
【００３７】
図５は、本実施形態に係る光導波モジュール２を模式的に示す概略斜視図である。
基板１０上に第１のクラッド２４が形成され、第１のクラッド２４に覆われて第１のコア１４が形成されている。また、第１のクラッド２４上に第２のクラッド２８が形成され、第２のクラッド２８に覆われて第２のコア１６が形成されている。さらに、第１のコア１４と第２のコア１６は、隣接して略平行に形成され、光導波素子を構成している。
また、第１および第２のコア１４，１６のそれぞれの入射側端部に対向して発光部１８が配置されている。
【００３８】
さらに、第２のクラッド２８において、溝２０が形成され、溝２０の側面に第２のコア１６の射出側端部が露出されている。第２のコア１６の射出側端部と対向する溝２０の側面は傾斜しており、第２のコア１６の射出側端部から射出された光を、入射された光の導波方向と異なる方向に反射する反射膜２２が形成されている。
【００３９】
図６（ａ）は、本実施形態に係る光導波モジュール２の模式的に示す概略上面図である。
図６（ａ）は、第２のクラッド２８の概略上面図を示す。第１のクラッド２４上に形成された第２のクラッド２８に覆われるように、第２のコア１６が形成されている。また、第２のコア１６の入射側端部と対向するように発光部１８が配置されている。
第２のクラッド２８において、第２のコア１６の射出側端部が露出するように溝２０が形成されている。このように、第２のクラッド２８に形成された溝２０の側面に第２のコア１６の射出側端部が露出されているので、第１のコア１４の入射側端部と射出側端部との距離に比べて、第２のコア１６の入射側端部と射出側端部との距離は短い。また、第２のコア１６の射出側端部と対向する溝２０の側面は傾斜しており、反射された光が第２のクラッド２８の上面方向に射出されるように、反射膜２２が例えば基板に対して４５°に形成されている。
【００４０】
図６（ｂ）は、本実施形態に係る光導波モジュール２を模式的に示す概略上面図である。
図６（ｂ）は、第１のクラッド２４の上面図を示しており、基板１０上に形成された第１のクラッド２４に覆われるように、第１のコア１４が形成されている。また、第１のコア１４の入射側端部と対向するように発光部１８が配置されている。
【００４１】
光導波モジュール２の動作は、実質的に上記の実施形態における光導波モジュール１と同じである。
隣接する第１および第２のコア１４，１６のそれぞれの入射側端部と対向するように配置された発光部１８から、光が照射される。
第１のコア１４の入射側端部において発光部１８から入射された光は導波されて、第１のコア１４の射出側端部から射出する。
第２のコア１６の入射側端部において発光部１８から入射された光は導波されて、第１のコア１４の入射側端部と射出側端部との距離より第２のコア１６の入射側端部から近い距離に形成された第２のコア１６の射出側端部から射出する。射出された光は、第２のコア１６の射出側端部に対向するように形成された反射膜２２により反射され、発光部１８から第２のコア１６に入射された光を導波方向と異なる方向に反射する。本実施形態においては、反射膜２２によって反射された光はクラッド１２の上面方向に射出される。
【００４２】
本実施形態の光導波モジュール２によれば、第１のコア１４に隣接して略平行に形成され、発光部１８から照射される光の少なくとも一部を入射する第２のコア１６を有することで、第１のコア１４に導波する光の強度が低下することなく、発光部１８からの光を取り出すことができる。
また、本実施形態のようにクラッド２４，２８を積層して、第１のコア１４と第２のコア１６とを異なる層に形成することにより、光導波モジュール２を用いる装置に応じて第１のコア１４を比較的自由な形状に形成することができる。
【００４３】
次に、図７を参照して、本実施形態に係る光導波モジュール２を構成する光導波素子の製造方法を説明する。
図７は、本実施形態に係る光導波モジュール２を構成する光導波素子の製造方法を順次模式的に示した概略断面図であって、図６（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示し、第１のコア１４および第２のコア１６の光の導波方向と平行な断面を示している。
【００４４】
まず、図７（ａ）に示すように、上記の実施形態と同様に基板１０上に第１のクラッド２４ａ、第１のコア１４、および第１のクラッド２４ｂを順に形成する。このとき、第１のコア１４は、既存のフォトリソグラフィー技術を用いて、パターン加工されている。
次に、形成された第１のクラッド２４の上面に、第２のクラッド２８ａ、第２のコア１６、および第２のクラッド２８ｂを順次形成する。第２のコア１６は、第１のコア１４と同様に、パターン加工されている。第１のコア１４と第２のコア１６とは、少なくとも１層のクラッドによって隔てられていればよく、例えば、第２のクラッド２４ａは必要に応じて形成される。
【００４５】
次に、図７（ｂ）に示すように、第２のクラッド２８の上面から第２のコア１６の射出側端部が露出するように溝２０を形成する。溝２０は、例えば、一方が４５°の角度を有し、他方が垂直な角度を有するダイシングブレードを用いて、第２のコア１６の光の導波方向に対して垂直にダイシングされる。このようなブレードを用いたダイシングにより、基板１０に対して一方の側面が垂直であって、他方の面が４５°の斜面を有する溝２０を容易に形成することができる。
【００４６】
次に、図７（ｃ）に示すように、形成された溝２０の第２のコア１６の射出側端部に対向する斜面に反射膜２２を形成する。これによって、第２のコア１６の入射側端部から入射され、導波された光は、基板に対して垂直な第２のコア１６の射出側端部から射出し、４５°斜面に形成された反射膜２２によって第２のクラッド２８の上面に射出される。
【００４７】
本実施形態に係る光導波モジュール２を構成する光導波素子においては、第１のコア１４と第２のコア１６とを異なるクラッド２４，２８にそれぞれ形成するため、第２のコア１６の射出側端部を露出させるときに、ダイシングブレードなどを用いて一括して形成することができる。
【００４８】
〔変形例２〕
上記の実施形態にかかる変形例について、図面を参照して説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分は番号を同じくし、説明を省略し、以下、異なる部分についてのみ説明する。
【００４９】
図８（ａ）は、本変形例に係る光導波モジュール２ａを模式的に示す概略斜視図である。
第１のクラッド２４に覆われて第１のコア１４が形成され、第１のクラッド２４の上面に第２のコア１６が形成されている。第１のコア１４と第２のコア１６は、隣接して略平行に形成されている。また、図示は省略するが、第１および第２のコア１４，１６のそれぞれの入射側端部に対向して発光部が配置されている。
【００５０】
さらに、第２のコア１６において、溝が形成され、溝の側面に第２のコア１６の射出側端部が露出されている。第２のコア１６の射出側端部と対向する面において、射出側端部から射出された光を、入射された光の導波方向と異なる方向に反射する反射膜２２が形成されている。
【００５１】
図８（ｂ）は、本変形例に係る光導波モジュール２ａの模式的に示す概略断面図である。
下部クラッド２４ａの上面に第１のコア１４が形成され、第１のコア１４の上面に上部クラッド２４ｂが形成され、上部クラッド２４ｂの上面に第２のコア１６が形成されている。また、図示は省略するが、第１および第２のコア１４，１６の入射側端部と対向するように発光部が配置されている。
さらに、第２のコア１６の射出側端部が露出するように溝が形成され、射出側端部と対向する面において、第２のコア１６を導波された光が導波方向と異なる方向に反射されるように、反射膜２２が形成されている。ここで、第２のコア１６の射出側端部を露出するように形成された溝は、第１のコア１４に達することのないように形成されている。
なお、本変形例にかかる光導波素子は、実質的に上記の実施形態と同様な方法で形成されている。
【００５２】
本変形例の光導波モジュール２ａによれば、第１のコア１４に隣接して略平行に形成され、発光部１８から照射される光の少なくとも一部を入射する第２のコア１６を有することで、第１のコア１４に導波する光の強度が低下することなく、発光部１８からの光を取り出すことができる。また、本変形例のようにクラッド２４の上面に第２のコア１６を形成することで、導波する光の強度を低下することなく光を取り出す光導波モジュールを容易に形成することができる。また、クラッドおよびコアを形成する材料に応じて、変形可能な光導波モジュールを形成することができる。
【００５３】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、上記の第１および第２の実施形態と同様の部分は番号を同じくし、説明を省略し、以下、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図９は、本実施形態に係る光導波モジュール３を模式的に示す概略斜視図である。
基板１０上に第１のクラッド２４が形成され、第１のクラッド２４に覆われて第１のコア１４ｒ，１４ｇ，１４ｂが形成されている。また、第１のクラッド２４上に第２のクラッド２８が形成され、第２のクラッド２８に覆われて第２のコア１６ｒ，１６ｇ，１６ｂが形成されている。
また、第１および第２のコア１４，１６のそれぞれの入射側端部に対向して赤色発光部１８ｒ、緑色発光部１８ｇ、青色発光部１８ｂがそれぞれ配置されている。
ここで、第１および第２のコア１４ｒ，１６ｒは隣接して形成され、赤色発光部１８ｒから射出される光を導波する。また、第１および第２のコア１４ｇ，１６ｇは隣接して形成され、緑色発光部１８ｇから射出される光を導波する。さらに、第１および第２のコア１４ｂ，１６ｂは隣接して形成され、青色発光部１８ｂから射出される光を導波する。
ここで、赤色発光部１８ｇから光が照射される第１および第２のコア１４ｒ，１６ｒを第１および第２の赤色用コアと、緑色発光部１８ｇから光が照射される第１および第２のコア１４ｇ，１６ｇを第１および第２の緑色用コアと、青色発光部１８ｂから光が照射される第１および第２のコア１４ｂ，１６ｂを第１および第２の青色用コアとも称する。
【００５５】
さらに、第２のクラッド２８において、溝２０が形成され、溝２０の側面に第２のコア１６の射出側端部が露出されている。第２のコア１６の射出側端部と対向する溝２０の側面は傾斜しており、第２のコア１６の射出側端部から射出された光を、入射された光の導波方向と異なる方向に反射する反射膜２２が形成されている。
このように、赤色発光部１８ｒ、緑色発光部１８ｇ、青色発光部１８ｂから照射された光の一部は、第２の赤色用コア１６ｒと、第２の緑色用コア１６ｇと、第２の青色用コア１６ｂにおいて導波され、反射膜２２によってそれぞれ反射される。
また、第１のコア１４と第２のコア１６は互いに略平行に形成されている。
【００５６】
第２の赤色用コア１６ｒ、第２の緑色用コア１６ｇ、第２の青色用コア１６ｂから射出され、反射膜２２に反射されて取り出される光を受光する受光部４０ｒ，４０ｇ，４０ｂが、溝２０の上部に形成されている。
また、赤色受光部４０ｒにより受光された光の強度に応じて赤色発光部１８ｒの強度を制御する赤色制御部４１ｒが、赤色受光部４０ｒおよび赤色発光部１８ｒに接続されている。ここで、受光部４０ｇ，４０ｂと発光部１８ｇ，１８ｂに接続されている制御部は図示を省略しているが、上記と同様に、緑色受光部４０ｇにより受光された光の強度に応じて緑色発光部１８ｇの強度を制御する緑色制御部が、緑色受光部４０ｇおよび緑色発光部１８ｇに接続され、青色受光部４０ｂにより受光された光の強度に応じて青色発光部１８ｂの強度を制御する青色制御部が、青色受光部４０ｂおよび青色発光部１８ｇに接続されている。
【００５７】
図１０（ａ）は、本実施形態に係る光導波モジュール３を模式的に示す概略上面図である。
図１０（ａ）は、第２のクラッド２８の概略上面図を示しており、第１のクラッド２４上に形成された第２のクラッド２８に覆われるように、第２のコア１６が形成されている。また、第２のコア１６の一方の端部と対向するように発光部１８が配置されている。
第２のクラッド２８に形成された溝２０は反射膜２２を有し、上記のように各発光部から第２のコア１６の入射側端部に入射された光の方向を変えて各色ごとに取り出す。
【００５８】
図１０（ｂ）は、本実施形態に係る光導波モジュール３を模式的に示す概略上面図である。
図１０（ｂ）は、第１のクラッド２４の上面図を示しており、基板１０上に形成された第１のクラッド２４に覆われるように、第１のコア１４が形成されている。また、第１のコア１４の入射側端部と対向するように発光部１８が配置されている。
各発光部から照射された光は、第１のコア１４の入射側端部から入射され、混合されて第１のコア１４の射出側端部から射出される。
【００５９】
光導波モジュール３の動作は、実質的に上記の実施形態における光導波モジュール２と同じである。
第２のコア１６において、反射膜２２により反射された光は溝２０上部に配置されたフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ、以下、ＰＤとも称する）などの受光部４０によって受光され、電気信号に変換される。この信号を制御部４１にフィードバックし、制御部４１は発光部１８ごとに出力を調整する。その結果、混合色の色調を補正することができる。
【００６０】
本実施形態の光導波モジュール３によれば、上記のように、複数の発光部１８を有し、第１のコア１４により各発光部１８からの光を混合して射出されるとき、第１のコア１４に隣接して形成された第２のコア１６によって混合する前の各発光部１８の光を取り出すことができる。取り出された光により、各発光部１８の出力を調整し、混合後において所望の色調を容易に得ることができる。本実施形態のような光導波モジュールは、例えば、個々の発光部の劣化が一定ではないときなど、個々の発光部の出力を調整することで混合後の色調の変化を最小限に抑えることができる。
また、第１のコア１４に隣接して形成された第２のコア１６により、発光部１８から照射される光を取り出している。このため、第１のコア１４を導波する光の強度が低下することはない。
【００６１】
また、本実施形態のようにクラッドを積層して、第１のコア１４と第２のコア１６とを異なるクラッドに形成することにより、光導波モジュールを用いる装置に応じて第１のコア１４を比較的自由な形状に形成することができる。そのため、発光部１８から照射される光を容易に混合することができる。
上記のような光導波モジュールは非常に小型化に有利な構造であるため、ヘッドマウントディスプレイなどの小型ディスプレイの光源として用いることもできる。
【００６２】
本発明の光導波モジュールおよび光検出方法は、上記の実施形態に限定されない。
例えば、クラッドおよびコアは感光性樹脂などの有機材料を用いて形成されているが、石英などを用いて形成してもよい。また、発光部を複数有する光導波モジュールは、発光部として赤色発光部、緑色発光部、青色発光部を用いているが、任意の波長の光を射出する発光部を任意の個数用いることができる。
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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施形態に係る光導波モジュールを模式的に示す概略斜視図であって、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る光導波モジュールを模式的に示す概略上面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る光導波モジュールを構成する光導波素子の製造工程の主要な工程を順次模式的に示す概略断面図であって、図２（ａ）は、第１の工程を示し、図２（ｂ）は、第２の工程を示し、図２（ｃ）は、第３の工程を示す。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る光導波モジュールを構成する光導波素子の製造工程の主要な工程を順次模式的に示す概略断面図であって、図３（ｄ）は、第４の工程を示し、図３（ｅ）は、第５の工程を示し、図３（ｆ）は、第６の工程を示す。
【図４】図４（ａ）は、変形例１に係る光導波モジュールを模式的に示す概略斜視図であって、図４（ｂ）は、変形例１に係る光導波モジュールを模式的に示す概略断面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る光導波モジュールを模式的に示す概略斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、図５に係る光導波モジュールを模式的に示す概略上面図であって、図６（ｂ）は、図５に係る光導波モジュールを模式的に示す概略上面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る光導波モジュールを構成する光導波素子の製造工程の主要な工程を順次模式的に示す概略断面図であって、図７（ａ）は、第１の工程を示し、図７（ｂ）は、第２の工程を示し、図７（ｃ）は、第３の工程を示す。
【図８】図８（ａ）は、変形例２に係る光導波モジュールを模式的に示す概略斜視図であって、図８（ｂ）は、変形例２に係る光導波モジュールを模式的に示す概略断面図である。
【図９】図９は、第３の実施形態に係る光導波モジュールを模式的に示す概略斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図９に係る光導波モジュールを模式的に示す概略上面図であって、図１０（ｂ）は、図９に係る光導波モジュールを模式的に示す概略上面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１，１ａ，２，２ａ，３…光導波モジュール、１０…基板、１２，１２ａ，１２ｂ…クラッド、１４…第１のコア、１４ｒ…第１の赤色用コア、１４ｇ…第１の緑色用コア、１４ｂ…第１の青色用コア、１６…第２のコア、１６ｒ…第２の赤色用コア、１６ｇ…第２の緑色用コア、１６ｂ…第２の青色用コア、１８…発光部、１８ｒ…赤色発光部、１８ｇ…緑色発光部、１８ｂ…青色発光部、２０…溝、２２…反射膜、２４，２４ａ，２４ｂ…第１のクラッド、２８，２８ａ，２８ｂ…第２のクラッド、３２…第２のコアの射出側端部に相当する面、３４…傾斜面、４０ｒ，４０ｇ，４０ｂ…受光部、４１ｒ…制御部
【図１】
2005092013.tif 000003
【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】
2005092013.tif 000009
【図８】
2005092013.tif 000010
【図９】
2005092013.tif 000011
【図１０】
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