(57)【要約】【課題】光利用効率が高く複数の異なる波長ごとに変調可能な光変調器、および、かかる光変調器を備え高品位な画像を表示し得る画像表示装置を提供すること。【解決手段】光変調器３０は、電気光学効果を有する材料で構成されている光導波路３０２と、光導波路３０２に設けられ、導波する光の波長を選択する波長選択部３０３と、光導波路３０２に設けられ、波長選択部３０３によって選択された波長の光の強度を変調する光変調部３０４と、を備えている。波長選択部３０３は、光導波路３０２のコア部３０２１が拡幅されてなる拡幅コア部と、拡幅コア部に電圧を印加する電極と、を備えており、拡幅コア部に入射された光に対してマルチモード干渉を励起させることにより、光導波路３０２を導波する光の波長を選択し得るように構成されている。また、光変調部３０４は、電気光学効果に基づいて光の強度を変調し得るように構成されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する材料で構成されている光導波路と、
前記光導波路に設けられ、前記光導波路を導波する光の波長を選択する波長選択部と、
前記光導波路に設けられ、前記波長選択部によって選択された波長の光の強度を変調する光変調部と、
を備え、
前記波長選択部は、マルチモード干渉により前記光導波路を導波する光の波長を選択し、
前記光変調部は、電気光学効果に基づいて光の強度を変調することを特徴とする光変調器。
【請求項２】
前記光導波路の延在方向を第１の方向とし、前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とするとき、
前記波長選択部は、前記光導波路の一部が前記第２の方向に拡幅されている拡幅部と、前記拡幅部に電圧を印加する電極と、を備える請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記電極は、前記拡幅部の前記第１の方向の全体に電圧を印加し、かつ、前記拡幅部の前記第２の方向の一部に電圧を印加する部分印加用電極を含む請求項２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記波長選択部は、前記拡幅部の前記第２の方向の一部の屈折率を電気光学効果に基づいて変化させることにより、前記拡幅部における前記第２の方向の光導波路として機能する実効的な長さを変更可能である請求項２に記載の光変調器。
【請求項５】
前記電極は、前記拡幅部の前記第２の方向の一部に電圧を印加し、かつ、前記拡幅部の前記第１の方向の一部に電圧を印加する部分印加用電極を含む請求項２に記載の光変調器。
【請求項６】
前記波長選択部は、前記拡幅部の前記第１の方向の一部の屈折率を電気光学効果に基づいて変化させることにより、前記拡幅部における前記第１の方向の光導波路として機能する実効的な長さを変更可能である請求項２または５に記載の光変調器。
【請求項７】
さらに、前記光導波路に設けられ、かつ、前記波長選択部によって選択された波長の光を減光する減光フィルターを備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光変調器。
【請求項８】
前記減光フィルターは、前記光変調部の出力側に設けられている請求項７に記載の光変調器。
【請求項９】
前記電気光学効果を有する材料は、ニオブ酸リチウムである請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光変調器。
【請求項１０】
前記光変調部は、マッハツェンダー型の光変調部である請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光変調器。
【請求項１１】
前記光導波路は、複数の光入射部と、前記複数の光入射部に接続される複数の分岐光導波路と、前記複数の分岐光導波路を合流させる合波部と、を備えている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の光変調器。
【請求項１２】
互いに波長の異なる複数の光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された光が入射される請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の光変調器と、
前記光変調器によって変調された光を空間的に走査する光スキャナーと、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
第１の時間帯において、第１の選択波長の光が選択されるように前記波長選択部が駆動されるとともに、前記第１の選択波長の光の強度を変調するように前記光変調部が駆動され、
前記第１の時間帯と異なる第２の時間帯において、前記第１の選択波長と異なる第２の選択波長の光が選択されるように前記波長選択部が駆動されるとともに、前記第２の選択波長の光の強度を変調するように前記光変調部が駆動され、
前記第１の時間帯から前記第２の時間帯へ遷移するとき、前記第１の時間帯と前記第２の時間帯との間の時間帯において、前記第１の選択波長の光と前記第２の選択波長の光の双方を選択しないように前記波長選択部が駆動される請求項１２に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
さらに、前記光スキャナーによって走査された光を反射する反射光学部を備え、
前記反射光学部は、ホログラム回折格子を含む請求項１２または１３に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調器および画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）やヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の映像表示技術の１つとして、眼の網膜に直接レーザーを照射し、使用者に画像を視認させる表示装置が近年注目を集めている。
【０００３】
このような表示装置は、一般に、光を出射する発光装置と、出射した光が使用者の網膜を走査するように光路を変更する走査手段と、を備えている。そして、かかる表示装置によれば、使用者は、例えば外の景色と走査手段によって描かれる画像の双方を同時に視認することができる。
【０００４】
特許文献１には、複数の異なる波長の光を順次入射させ、波長ごとに強度を変調し得るマッハツェンダー干渉計が開示されている。かかる干渉計では、波長ごとに出射光強度が所定の許容範囲内となるようにバイアス電圧が可変制御されるようになっている。このため、１つの干渉計に複数の異なる波長の光を順次入射させる場合であっても、波長ごとで変調特性にずれが生じるのを防止することができる。
【０００５】
また、特許文献２には、光源と、光ビーム結合器と、光ビームを２次元パターンで走査するように動作可能なビームスキャナーと、走査された光ビームを受信し、出力位置から可視領域へ発射するように構成された誘導基板と、を備える像発生器（ヘッドアップディスプレイ）が開示されている。また、光源として、音響光学変調器（ＡＯＭ）等の外部変調を用いるＤＰＳＳレーザーを採用することが開示されている（特許文献１の段落００２６）。そして、赤色レーザー光源、青色レーザー光源および緑色レーザー光源からそれぞれ出射されるレーザー光の出力を変調することにより、網膜上に任意の映像が表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０２２２３３号公報
【特許文献２】特表２００９−５１６８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載のマッハツェンダー干渉計では、マッハツェンダー干渉計に光を入射するための光源において、出射光を波長ごとに選択的に射出する構造を備えた光源を用いることが開示されている。このような光源を用いることにより、波長ごとに時間軸において排他的な強度変調が可能になる。
【０００８】
特許文献１では、出射光を波長ごとに選択的に射出する構造を備えた光源について開示されているが、このような光源の例としては、互いに波長の異なる複数の固定波長光源と、これらの光源の出射光が時間軸において互いに重複しないように選択的に透過させる光スイッチと、を備えたものが挙げられる。このような光源では、複数の固定波長光源と光スイッチとの接続に、高度なアライメント精度が要求される。このため、光源とスイッチなどの波長選択部とマッハツェンダー干渉計などの強度変調部とを備える表示装置の製造には、多くの困難を伴うこととなる。また、複数の異なる光学部品によって変調器が形成された場合、光学的に接続される各部分での損失が積となって全体の効率を大きく低下させてしまうおそれがある。さらに、アライメントずれが起き易くなるので、光損失が発生し易くなることが考えられる。このため、このような変調器を表示装置に用いたときに、表示画像の光量不足を招いたり、あるいは光量不足を補うために光源の出力を上げた場合には、消費電力の増大を招くおそれがある。
【０００９】
また、前述した表示装置において高品位の画像を形成するためには、波長の切り替えを極めて高速に行う必要がある。しかしながら、現状、光源において出射光の波長を切り換える速度が十分でないため、波長の切り替えが光の走査速度に追いつかず、高品位な画像を形成することが難しいという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、光利用効率が高く複数の異なる波長ごとに変調可能な光変調器、および、かかる光変調器を備え高品位な画像を表示し得る画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光変調器は、電気光学効果を有する材料で構成されている光導波路と、
前記光導波路に設けられ、前記光導波路を導波する光の波長を選択する波長選択部と、
前記光導波路に設けられ、前記波長選択部によって選択された波長の光の強度を変調する光変調部と、
を備え、
前記波長選択部は、マルチモード干渉により前記光導波路を導波する光の波長を選択し、
前記光変調部は、電気光学効果に基づいて光の強度を変調することを特徴とする。
【００１２】
これにより、波長選択部は、光導波路に設けられ、光変調部も、光導波路に設けられるため、波長選択部と光変調部との間に光学的な接続箇所を設ける必要がない。その結果、光路長を厳密に考慮したアライメントを必要とせず、そして接続箇所が設けられないため光損失が発生し難くなるので、光変調器の光利用効率が高くなる。また、波長選択部では、電気光学効果に基づいてコア部の屈折率を変化させることにより、マルチモード干渉を利用して特定の波長の光を選択的に出力することができる。よって、光利用効率が高く複数の異なる波長ごとに変調可能な光変調器が得られる。
【００１３】
本発明の光変調器では、前記光導波路の延在方向を第１の方向とし、前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とするとき、
前記波長選択部は、前記光導波路の一部が前記第２の方向に拡幅されている拡幅部と、前記拡幅部に電圧を印加する電極と、を備えることが好ましい。
【００１４】
これにより、電気光学効果に基づいて拡幅部の屈折率を変化させることができるので、拡幅部におけるマルチモード干渉の干渉条件を変えることができる。その結果、電極に印加する電圧を適宜設定することにより、特定の波長の光を出力することができる。
【００１５】
本発明の光変調器では、前記電極は、前記拡幅部の前記第１の方向の全体に電圧を印加し、かつ、前記拡幅部の前記第２の方向の一部に電圧を印加する部分印加用電極を含むことが好ましい。
【００１６】
これにより、部分印加用電極に電圧を印加することにより、拡幅部の実効的な幅（第２の方向の長さ）を変化させ、マルチモード干渉の干渉条件を容易に変えることができる。
【００１７】
本発明の光変調器では、前記波長選択部は、前記拡幅部の前記第２の方向の一部の屈折率を電気光学効果に基づいて変化させることにより、前記拡幅部における前記第２の方向の光導波路として機能する実効的な長さを変更可能であることが好ましい。
【００１８】
これにより、電気光学効果に基づく屈折率の変化幅が小さい場合でも、マルチモード干渉の干渉条件を大きく変えることができるので、波長選択部における波長選択性を高めるとともに、選択する波長の切り換え速度を高めることができる。
【００１９】
本発明の光変調器では、前記電極は、前記拡幅部の前記第２の方向の一部に電圧を印加し、かつ、前記拡幅部の前記第１の方向の一部に電圧を印加する部分印加用電極を含むことが好ましい。
【００２０】
これにより、部分印加用電極に電圧を印加することにより、拡幅部の実効的な長さ（第１の方向の長さ）を変化させ、マルチモード干渉の干渉条件を容易に変えることができる。
【００２１】
本発明の光変調器では、前記波長選択部は、前記拡幅部の前記第１の方向の一部の屈折率を電気光学効果に基づいて変化させることにより、前記拡幅部における前記第１の方向の光導波路として機能する実効的な長さを変更可能であることが好ましい。
【００２２】
これにより、電気光学効果に基づく屈折率の変化幅が小さい場合でも、マルチモード干渉の干渉条件を大きく変えることができるので、波長選択部における波長選択性を高めるとともに、選択する波長の切り換え速度を高めることができる。
【００２３】
本発明の光変調器では、さらに、前記光導波路に設けられ、かつ、前記波長選択部によって選択された波長の光を減光する減光フィルターを備えることが好ましい。
【００２４】
これにより、減光フィルターでは、一定の割合で減光することができるので、例えば波長選択部において特定の波長の光以外の光が出力されてしまった場合でも、その光を減光によって除去することができる。その結果、実質的に信号光のみを出力することができる。
【００２５】
本発明の光変調器では、前記減光フィルターは、前記光変調部の出力側に設けられていることが好ましい。
【００２６】
これにより、光変調部において何らかの原因でノイズ光が混入した場合でも、減光フィルターにおいて一定の割合で減光することにより、ノイズ光を除去することができる。
【００２７】
本発明の光変調器では、前記電気光学効果を有する材料は、ニオブ酸リチウムであることが好ましい。
【００２８】
ニオブ酸リチウムは、電気光学係数が比較的大きいので、波長選択部において透過する光の波長を選択する際、駆動電圧を低くすることができ、また、光変調部において光の強度を変調する際も、駆動電圧を低くすることができる。このため、光変調器の消費電力を削減することができる。さらに、波長選択部や光変調部がその機能を果たすために要する面積を小さくすることが可能になるので、光変調器の小型化が図られる。
【００２９】
本発明の光変調器では、前記光変調部は、マッハツェンダー型の光変調部であることが好ましい。
【００３０】
これにより、高速での変調が可能になるので、表示される画像の高画質化が図られる。
【００３１】
本発明の光変調器では、前記光導波路は、複数の光入射部と、前記複数の光入射部に接続される複数の分岐光導波路と、前記複数の分岐光導波路を合流させる合波部と、を備えていることが好ましい。
【００３２】
これにより、合波部と波長選択部と光変調部とが同一の部材に設けられることとなるため、これらの部分を互いに別の部材で構成した場合に比べて、光変調器の小型化が図られる。また、各部分の間の光結合損失の低減を図ることができるので、光変調器の内部損失を抑制することができる。
【００３３】
本発明の画像表示装置は、互いに波長の異なる複数の光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された光が入射される本発明の光変調器と、
前記光変調器によって変調された光を空間的に走査する光スキャナーと、
を備えることを特徴とする。
これにより、高品位な画像を表示し得る画像表示装置が得られる。
【００３４】
本発明の画像表示装置では、第１の時間帯において、第１の選択波長の光が選択されるように前記波長選択部が駆動されるとともに、前記第１の選択波長の光の強度を変調するように前記光変調部が駆動され、
前記第１の時間帯と異なる第２の時間帯において、前記第１の選択波長と異なる第２の選択波長の光が選択されるように前記波長選択部が駆動されるとともに、前記第２の選択波長の光の強度を変調するように前記光変調部が駆動され、
前記第１の時間帯から前記第２の時間帯へ遷移するとき、前記第１の時間帯と前記第２の時間帯との間の時間帯において、前記第１の選択波長の光と前記第２の選択波長の光の双方を選択しないように前記波長選択部が駆動されることが好ましい。
【００３５】
これにより、光変調部では、波長の異なる光を時分割で強度変調することができるので、正確な強度変調をすることができる。また、第１の時間帯と第２の時間帯との間の時間帯では、波長選択部を第１の選択波長の光と第２の選択波長の光の双方が透過しないので、第１の選択波長の光と第２の選択波長の光とが混じった光が出力されることが防止される。その結果、光変調部に対してこの光が入力されることが防止され、画像表示装置によって表示される画像の画質が低下するのを防止することができる。
【００３６】
本発明の画像表示装置では、さらに、前記光スキャナーによって走査された光を反射する反射光学部を備え、
前記反射光学部は、ホログラム回折格子を含むことが好ましい。
【００３７】
これにより、反射光学部で反射する光の出射方向を調整したり、反射する光の波長を選択したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の画像表示装置の第１実施形態（ヘッドマウントディスプレイ）の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す画像表示装置の部分拡大図である。
【図３】図１に示す画像表示装置の信号生成部の概略構成図である。
【図４】図１に示す走査光出射部に含まれる光走査部の概略構成を示す図である。
【図５】図１に示す画像表示装置の作用を模式的に説明するための図である。
【図６】図３に示す光変調器（本発明の光変調器の第１実施形態）の概略構成を示す斜視図である。
【図７】図６に示す光変調器の平面図である。
【図８】図７に示す波長選択部の部分拡大図である。
【図９】図８に示す波長選択部の動作を説明するための図である。
【図１０】波長選択部を駆動するための電圧印加パターンの時間推移（タイミングチャート）の一例、および、その際に波長選択部から出力される光の色を示す図である。
【図１１】波長選択部に含まれる拡幅コア部とコア部との接続例を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係る光変調器に含まれる波長選択部の部分拡大平面図である。
【図１３】第３実施形態に係る光変調器に含まれる波長選択部の部分拡大平面図である。
【図１４】第４実施形態に係る光変調器を示す平面図である。
【図１５】図１４に示す光変調器に含まれる光フィルターの部分拡大平面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、図１４に示す光変調器に含まれる光フィルターの部分拡大平面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１７】第５実施形態に係る光変調器を示す平面図である。
【図１８】第６実施形態に係る光変調器に含まれる光変調部を示す平面図である。
【図１９】本発明の画像表示装置の第７実施形態（ヘッドアップディスプレイ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の光変調器および画像表示装置について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
＜画像表示装置＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の画像表示装置の第１実施形態および本発明の光変調器の第１実施形態について説明する。
【００４１】
図１は、本発明の画像表示装置の第１実施形態（ヘッドマウントディスプレイ）の概略構成を示す図、図２は、図１に示す画像表示装置の部分拡大図である。また、図３は、図１に示す画像表示装置の信号生成部の概略構成図、図４は、図１に示す走査光出射部に含まれる光走査部の概略構成を示す図、図５は、図１に示す画像表示装置の作用を模式的に説明するための図である。また、図６は、図３に示す光変調器（本発明の光変調器の第１実施形態）の概略構成を示す斜視図、図７は、図６に示す光変調器の平面図である。なお、図６、７では、配線の図示を省略している。
【００４２】
なお、図１では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。
【００４３】
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述する画像表示装置１を使用者の頭部Ｈに装着した際に、Ｙ軸方向が頭部Ｈの上下方向、Ｚ軸方向が頭部Ｈの左右方向、Ｘ軸方向が頭部Ｈの前後方向となるように設定されている。
【００４４】
図１に示すように、本実施形態の画像表示装置１は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイ（頭部装着型画像表示装置）であって、使用者の頭部Ｈに装着して使用され、使用者に虚像による画像を外界像と重畳した状態で視認させる。
【００４５】
この画像表示装置１は、図１に示すように、フレーム２と、信号生成部３と、走査光出射部４と、反射部６と、を備える。
【００４６】
また、画像表示装置１は、図２に示すように、第１光ファイバー７１と、第２光ファイバー７２と、接続部５と、を備える。
【００４７】
この画像表示装置１では、信号生成部３が画像情報に応じて変調された信号光を生成し、その信号光が第１光ファイバー７１、接続部５および第２光ファイバー７２を介して走査光出射部４へ導かれ、走査光出射部４が信号光（映像光）を２次元的に走査して走査光を出射し、反射部６がその走査光を使用者の眼ＥＹに向けて反射する。これにより、画像情報に応じた虚像を使用者に視認させることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、信号生成部３、走査光出射部４、接続部５、反射部６、第１光ファイバー７１および第２光ファイバー７２をフレーム２の右側にのみ設け、右眼用の虚像のみを形成する場合を例に説明するが、フレーム２の左側を右側と同様に構成することによって、右眼用の虚像と併せて左眼用の虚像も形成してもよいし、左眼用の虚像のみを形成するようにしてもよい。
【００４９】
また、信号生成部３と走査光出射部４との間を光学的に接続する手段は、光ファイバーを介する手段の他、例えば各種の導光体を介する手段で代替することもできる。さらに、接続部５によって第１光ファイバー７１と第２光ファイバー７２とが接続されている構成でなくてもよく、例えば、接続部５を有さずに第１光ファイバー７１のみによって信号生成部３と走査光出射部４とが光学的に接続されている構成であってもよい。
【００５０】
以下、画像表示装置１の各部を順次詳細に説明する。
（フレーム）
図１に示すように、フレーム２は、眼鏡フレームのような形状をなし、信号生成部３および走査光出射部４を支持する機能を有する。
【００５１】
また、フレーム２は、図１に示すように、走査光出射部４およびノーズパッド部２１を支持するフロント部２２と、フロント部２２に接続されて使用者の耳に当接する１対のテンプル部（つる部）２３と、各テンプル部２３のフロント部２２と反対の端部であるモダン部２４と、を含む。
【００５２】
ノーズパッド部２１は、使用時に使用者の鼻ＮＳに当接して、画像表示装置１を使用者の頭部に対して支持している。フロント部２２には、リム部２５やブリッジ部２６が含まれる。
【００５３】
このノーズパッド部２１は、使用時における使用者に対するフレーム２の位置を調整可能に構成されている。
【００５４】
なお、フレーム２の形状は、使用者の頭部Ｈに装着することができるものであれば、図示のものに限定されない。
【００５５】
（信号生成部）
図１に示すように、信号生成部３は、前述したフレーム２の一方（本実施形態では右側）のモダン部２４（テンプル部２３のフロント部２２とは反対側の端部）に設けられている。
【００５６】
すなわち、信号生成部３は、使用時に使用者の耳ＥＡに対して眼ＥＹとは反対側に配置されている。これにより、画像表示装置１の重量バランスを優れたものとすることができる。
【００５７】
この信号生成部３は、後述する走査光出射部４の光走査部４２で走査される信号光を生成する機能と、光走査部４２を駆動する駆動信号を生成する機能とを有する。
【００５８】
このような信号生成部３は、図３に示すように、光変調器３０と、信号光生成部３１と、駆動信号生成部３２と、制御部３３と、光検出部３４と、固定部３５とを備える。
【００５９】
信号光生成部３１は、後述する走査光出射部４の光走査部４２（光スキャナー）で走査（光走査）される信号光を生成するものである。
【００６０】
この信号光生成部３１は、波長の異なる複数の光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂと、複数の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂと、を有する。
【００６１】
光源３１１Ｒ（Ｒ光源）は、赤色光ＬＲを出射するものであり、光源３１１Ｇ（Ｇ光源）は、緑色光ＬＧを出射するものであり、光源３１１Ｂ（Ｂ光源）は、青色光ＬＢを出射するものである。このような３色の光を用いることにより、フルカラーの画像を表示することができる。なお、フルカラーの画像を表示しない場合には、１色または２色の光（１つまたは２つの光源）を用いるようにしてもよく、また、フルカラーの画像の演色性を高めるために、４色以上の光（４つ以上の光源）を用いるようにしてもよい。
【００６２】
このような光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれ特に限定されないが、例えばレーザーダイオード、ＬＥＤを用いることができる。
【００６３】
このような光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれ駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂに電気的に接続されている。
【００６４】
なお、以下では、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂをまとめて「光源部３１１」ともいい、信号光生成部３１で生成した信号光を「光源部３１１から射出された光」ともいう。
【００６５】
駆動回路３１２Ｒは、前述した光源３１１Ｒを駆動する機能を有し、駆動回路３１２Ｇは、前述した光源３１１Ｇを駆動する機能を有し、駆動回路３１２Ｂは、前述した光源３１１Ｂを駆動する機能を有する。
【００６６】
このような駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂにより駆動された光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから射出された３つ（３色）の光は、それぞれ光変調器３０に入射する。
【００６７】
なお、図示はしないが、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの各々と光変調器３０との間にはレンズ等の光学素子を設けるようにしてもよい。これにより、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから出射された光を平行化したり、光変調器３０に向けて集光したりすることができ、光変調器３０に入射する光の損失を低減することができる。
【００６８】
さらに、図示はしないが、光変調器３０と光検出部３４との間にレンズ等の光学素子を設けるようにしてもよい。
【００６９】
（（光変調器））
図６に示す光変調器３０は、基板３０１と、基板３０１に形成された光導波路３０２と、光導波路３０２に設けられ、光導波路３０２を導波する光の波長を選択する機能を有する波長選択部３０３と、光導波路３０２に設けられ、波長選択部３０３によって選択された波長の光の強度を変調する機能を有する光変調部３０４と、基板３０１と波長選択部３０３に設けられた電極３０３５（後述する図８参照）との間および基板３０１と光変調部３０４に設けられた電極３０４０との間に介挿されたバッファー層３０５と、を備えている。なお、バッファー層３０５は基板３０１全面に設けられていなくてもよく、少なくともコア部３０２１上に設けられていればよい。
【００７０】
基板３０１は、平面視で矩形をなす平板状をなしており、電気光学効果を有する材料で構成されている。電気光学効果は、物質に電界を加えたときに物質の屈折率が変化する現象であり、屈折率が電界に比例するポッケルス効果や電界の２乗に比例するカー効果がある。このような基板３０１に途中で分岐した光導波路３０２を形成し、さらに分岐した光導波路３０２の一方に電界を加えると、その屈折率を変化させることができる。これを利用することで、分岐した光導波路３０２を伝搬する光に位相差を与え、分岐した光を再び合流させることによって、位相差に基づいた強度変調を行うことができる。
【００７１】
電気光学効果を有する材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（ＰＬＺＴ）、リン酸チタン酸カリウム（ＫＴｉＯＰＯ４）のような無機系材料、ポリチオフェン、液晶材料の他、電気光学活性なポリマーに電荷輸送分子をドープした材料、電荷輸送性のポリマーに電気光学色素をドープした材料、不活性ポリマーに電荷輸送分子と電気光学色素とをドープした材料、電荷輸送部位および電気光学部位を高分子の主鎖または側鎖に含んだ材料、トリシアノフラン（ＴＣＦ）をアクセプターとしてドープした材料のような有機系材料等が挙げられる。
【００７２】
このうち、特にニオブ酸リチウムが好ましく用いられる。ニオブ酸リチウムは、電気光学係数が比較的大きいので、後述する波長選択部３０３において透過する光の波長を選択する際、駆動電圧を低くすることができ、また、後述する光変調部３０４において光の強度を変調する際も、駆動電圧を低くすることができる。このため、光変調器３０および画像表示装置１の消費電力を削減することができる。また、波長選択部３０３や光変調部３０４がその機能を果たすために要する面積を小さくすることが可能になるので、光変調器３０および画像表示装置１の小型化が図られる。
【００７３】
また、これらの材料は、単結晶または固溶体結晶として用いられるのが好ましい。これにより、基板３０１には透光性が付与され、基板３０１中に光導波路３０２を形成することができるようになる。
【００７４】
光導波路３０２は、基板３０１中に形成された導光路である。基板３０１中に光導波路３０２を形成する方法としては、例えば、プロトン交換法、Ｔｉ拡散法等が挙げられる。このうち、プロトン交換法は、酸の溶液中に基板を浸漬し、基板中のイオンの溶出と引き換えにプロトンを基板に侵入させることによってその領域の屈折率を変化させる方法である。この方法によれば、特に耐光性に優れた光導波路３０２が得られる。一方、Ｔｉ拡散法は、基板上にＴｉを成膜した後、加熱処理を行うことにより、Ｔｉを基板中に拡散させてその領域の屈折率を変化させる方法である。
【００７５】
このようにして形成された光導波路３０２は、基板３０１のうち相対的に屈折率が高い長尺状の部位からなるコア部３０２１と、コア部３０２１に隣接し相対的に屈折率が低いクラッド部３０２２と、で構成される。図７に示す光導波路３０２は、図７の左側の端部（入射面）に光が入射されると、この入射光は、コア部３０２１とクラッド部３０２２との界面で反射を繰り返しながら右側に伝搬され、右側の端部から信号光Ｌとして射出される。すなわち、コア部３０２１を実質的な光導波路３０２とみなすことができる。
【００７６】
このうち、コア部３０２１は、光が入射可能な３つの光入射部３０２９Ｒ、３０２９Ｇ、３０２９Ｂと、これらの光入射部３０２９Ｒ、３０２９Ｇ、３０２９Ｂに接続される３本のコア部（分岐光導波路）３０２１Ｒ、３０２１Ｇ、３０２１Ｂと、を備えている。
【００７７】
また、３本のコア部３０２１Ｒ、３０２１Ｇ、３０２１Ｂのうち、コア部３０２１Ｒ、３０２１Ｇは、出射端側に向かうにつれて互いに離間距離が徐々に狭まるように湾曲しており、合流部３０２５において、コア部３０２１Ｂとともに１本のコア部３０２１に合流している。このため、コア部３０２１Ｒに入射した赤色光ＬＲ、コア部３０２１Ｇに入射した緑色光ＬＧ、および、コア部３０２１Ｂに入射した青色光ＬＢは、合流部３０２５において合波されることとなる。そして、合流部３０２５において合波された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢは波長選択部３０３に導かれる。すなわち、光導波路３０２は、波長の異なる光を合波し、かつ、波長選択部に接続する合波部を備えている。
【００７８】
≪波長選択部≫
合流後の１本のコア部３０２１には、波長選択部３０３が配置されている。
【００７９】
図８は、図７に示す波長選択部３０３の部分拡大図である。なお、図８では、コア部３０２１の延在方向を「第１の方向」とし、幅方向（延在方向と直交する方向）を「第２の方向」とする。
【００８０】
波長選択部３０３は、図８（ａ）に示すように、コア部３０２１を幅方向（第２の方向）に拡幅してなる拡幅コア部（拡幅部）３０３１と、拡幅コア部３０３１に電圧を印加する電極３０３５と、を備えている。
【００８１】
図８（ａ）に示す拡幅コア部３０３１は、拡幅コア部３０３１に接続されるコア部３０２１同士を結ぶ軸の一方の側に突出するように設けられているが、拡幅コア部３０３１の配置は図８（ａ）に図示したものに限定されず、例えば、拡幅コア部３０３１に接続されるコア部３０２１同士を結ぶ軸双方の側に突出するように設けられていてもよい。
【００８２】
また、図８に示す拡幅コア部３０３１の形状は、矩形状であるが、本発明に係る拡幅コア部の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、真円、楕円、長円のような円形、四角形、五角形、六角形のような多角形、菱形、平行四辺形、台形、その他の異形状等であってもよい。
【００８３】
また、電極３０３５は、平面視において拡幅コア部３０３１と重なるように設けられた第１電極３０３３と、平面視において拡幅コア部３０３１とは重ならないように設けられ、第１電極３０３３と離間している第２電極３０３４と、を含んでいる。
【００８４】
なお、電極３０３５の構成は、図８（ａ）に示すものに限定されず、例えば、電気光学効果を有する材料（基板３０１の構成材料）の結晶軸の方向に応じて適宜変更される。
【００８５】
図８（ａ）に示す電極３０３５の構成は、図８（ａ）に示す基板の結晶軸が紙面の厚さ方向と平行である場合の例である。
【００８６】
一方、図８（ｂ）に示す電極３０３５は、基板の結晶軸が図の上下方向と平行である場合の構成例である。図８（ｂ）に示す電極３０３５は、平面視において拡幅コア部３０３１と重ならないように、拡幅コア部３０３１の上方（結晶軸と平行な方向の一方）にずれて設けられた第１電極３０３３と、拡幅コア部３０３１の下方（結晶軸と平行な方向の他方）にずれて設けられた第２電極３０３４と、を含んでいる。
【００８７】
このような電極３０３５は、例えば、導電性材料を成膜した後、フォトリソグラフィー技術やエッチング技術を用いて目的の形状にパターニングすることによって形成される。したがって、後述する光変調部３０４の電極と一括で形成することができ、製造容易性が高く低コスト化が可能であるという利点がある。
【００８８】
ここで、コア部３０２１はシングルモード導波路として機能し、コア部３０２１に接続される拡幅コア部３０３１はマルチモード導波路として機能する。なお、拡幅コア部３０３１の幅（第２方向の長さ）をコア部３０２１の幅よりもある程度広くすることで、拡幅コア部３０３１はマルチモード導波路となる。このため、コア部３０２１から拡幅コア部３０３１に対して光が入射されると、拡幅コア部３０３１では、この光がいくつものモードに分かれて伝搬する。そして、これらのモードは、拡幅コア部３０３１内で互いに干渉し、強め合う点と弱め合う点とを生み出す（マルチモード干渉）。この際、強め合う点を出射側のコア部３０２１と結合させることによって、十分な強度を有する光を出射側のコア部３０２１へ出射させることができる。
【００８９】
このとき、強め合う点や弱め合う点の位置は、拡幅コア部３０３１に入射される光の波長、拡幅コア部３０３１の長さや幅、および、拡幅コア部３０３１の屈折率等を適宜設定することにより、自在に変えることができる。ただし、拡幅コア部３０３１の長さや幅は、容易に変えることができないので、本実施形態では、拡幅コア部３０３１の屈折率を変えることにより、拡幅コア部３０３１から出力される光の波長を特定の波長に決められるようになっている。
【００９０】
具体的には、拡幅コア部３０３１には、電圧を印加する電極３０３５が配置されている。第１電極３０３３と第２電極３０３４との間に電圧が印加されると、拡幅コア部３０３１を通過するような電気力線を伴う電界が印加される。これにより、電気光学効果に基づいて拡幅コア部３０３１の屈折率が変化する。その結果、第１電極３０３３と第２電極３０３４との間に印加される電圧の大きさを適宜設定することにより、拡幅コア部３０３１の光路長（光学的距離）が変化し、光の干渉条件が変化するため、強め合う点や弱め合う点の位置を変えることができる。
【００９１】
なお、干渉によって光が強め合う点や弱め合う点は、波長に応じて異なり、その位置を変えることが可能である。この強め合う点が、拡幅コア部３０３１に接続された出射側のコア部３０２１に結合した場合に、この結合した波長の光を選択することができる。すなわち、波長と干渉により強め合う位置を適宜設定することによって、出射側のコア部３０２１に結合する光の波長を選択することが可能となる。したがって、第１電極３０３３と第２電極３０３４との間に印加する電圧を適宜設定することにより、特定の波長の光を出力することができる。よって、波長選択部３０３では、光変調部３０４に出力する光の波長を選択することができる。
【００９２】
以上のように、本実施形態に係る波長選択部３０３は、波長の異なる複数の光、例えば赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの透過を制御することができる。これにより、波長選択部３０３では、合波光から特定の波長の光のみを選択的に透過させることが可能になる。このため、波長選択部３０３の出射側に配置された光変調部３０４では、特定の波長（色）の光について強度を変調することができる。その結果、１つの光変調部３０４によって、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢについて強度の変調を行うことができるので、光変調器３０やそれを備える画像表示装置１の小型化を図りつつ、フルカラー等の多色で構成された高品位な画像を表示することが可能になる。
【００９３】
また、本実施形態に係る波長選択部３０３は、光導波路３０２のコア部３０２１を部分的に拡幅してなる拡幅コア部３０３１と、電極３０３５とで構成されている。このため、波長選択部３０３の内部や波長選択部３０３と光変調部３０４との間、あるいは、波長選択部３０３と合波部との間には、光学的な接続箇所を設ける必要がない。その結果、従来のような光路長を厳密に考慮したアライメントを要求されることがなく、光損失の発生を招き難い。したがって、表示画像の光量不足を招き難く、また、光量不足を補うために光源の出力を上げたことによって消費電力の増大を招くといった問題も解消することができる。
【００９４】
次に、波長選択部３０３の駆動方法について説明する。
図９は、図８に示す波長選択部３０３の動作を説明するための図である。なお、図９に示す太線で表された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢは、それぞれ光を模式的に示したものである。また、図９では、電極や配線の図示を省略している。
【００９５】
図９（ａ）は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを合波した合波光から赤色光ＬＲのみを選択し、光変調部３０４へ向けて射出する動作を説明するための図であり、図９（ｂ）は、緑色光ＬＧのみを選択し、光変調部３０４へ向けて射出する動作を説明するための図であり、図９（ｃ）は、青色光ＬＢのみを選択し、光変調部３０４へ向けて射出する動作を説明するための図である。
【００９６】
赤色光ＬＲのみを選択して出力するときは、図９（ａ）に示すように、拡幅コア部３０３１において赤色光ＬＲが互いに干渉して強め合う点が出射側のコア部３０２１に結合するように、電極３０３５に印加する電圧を適宜調整する。これにより、合波光のうち、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢはそれぞれ弱め合い、赤色光ＬＲのみが出力される。
【００９７】
緑色光ＬＧのみを選択して出力するときは、図９（ｂ）に示すように、拡幅コア部３０３１において緑色光ＬＧが互いに干渉して強め合う点が出射側のコア部３０２１に結合するように、電極３０３５に印加する電圧を適宜調整する。これにより、合波光のうち、赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢはそれぞれ弱め合い、緑色光ＬＧのみが出力される。
【００９８】
青色光ＬＢのみを選択して出力するときは、図９（ｃ）に示すように、拡幅コア部３０３１において青色光ＬＢが互いに干渉して強め合う点が出射側のコア部３０２１に結合するように、電極３０３５に印加する電圧を適宜調整する。これにより、合波光のうち、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧはそれぞれ弱め合い、青色光ＬＢのみが出力される。
【００９９】
なお、拡幅コア部３０３１において出力する光の波長を選択する際には、必ずしも電極３０３５に電圧を印加する必要はなく、出力する光の波長、拡幅コア部３０３１の長さや幅、および、拡幅コア部３０３１の屈折率によっては、電極３０３５に電圧を印加しない状態において特定の波長の光が出力される場合があってもよい。
【０１００】
このようにして波長選択部３０３では出力する光の波長を選択することができるが、この際、例えば、赤色光ＬＲを出力する時間帯と緑色光ＬＧを出力する時間帯と青色光ＬＢを出力する時間帯とが互いに重複しないようにすることが望まれる。仮に赤色光ＬＲを出力する時間帯と緑色光ＬＧを出力する時間帯とが重複した場合、赤色と緑色とが混在した光が光変調部３０４に入射するため、光変調部３０４において正確な強度変調ができなくなるおそれがある。その結果、画像表示装置１によって表示される画像の色に意図しない変化が生じて、画質が低下するおそれがある。
【０１０１】
そこで、波長選択部３０３から出力する光を変更するときには、一時的に全ての光を出力しない時間帯を設けるのが好ましい。具体的には、電極３０３５に印加する電圧を適宜調整することにより、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢのいずれの強め合う点も出射側のコア部３０２１に結合しないようにする時間帯を設けるのが好ましい。このような時間帯を設けることにより、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの全てが波長選択部３０３から出力されないので、例えば赤色光ＬＲを出力する時間帯と緑色光ＬＧを出力する時間帯とが重複することが防止される。その結果、画像表示装置１によって表示される画像の画質が低下するのを防止することができる。
【０１０２】
図１０は、波長選択部３０３を駆動するための電圧印加パターンの時間推移（タイミングチャート）の一例、および、その際に波長選択部３０３から出力される光の色を示す図である。なお、図１０では、赤色光ＬＲを波長選択部３０３の出力側のコア部３０２１に結合するために電極３０３５に印加する電圧を「ＶＲ」と表記している。同様に、緑色光ＬＧを波長選択部３０３の出力側のコア部３０２１に結合するために電極３０３５に印加する電圧を「ＶＧ」と表記し、青色光ＬＢを波長選択部３０３の出力側のコア部３０２１に結合するために電極３０３５に印加する電圧を「ＶＢ」と表記している。また、赤色光ＬＲ、青色光ＬＢおよび緑色光ＬＧのいずれについても波長選択部３０３の出力側のコア部３０２１に結合させないようにするために電極３０３５に印加する電圧を「ＶＫ」と表記している。さらに、図１０では、波長選択部３０３から出力される光（透過光）の色が赤色である場合には「Ｒ」と表記し、緑色である場合には「Ｇ」と表記し、青色である場合には「Ｂ」と表記し、いずれの光も出力されない場合には「Ｋ」と表記している。
【０１０３】
例えば、第１の時間帯ＴＺ１では、電極３０３５に印加する電圧をＶＲに設定する。このとき、波長選択部３０３を赤色光ＬＲが透過する一方、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢはほとんど透過しない。これにより、第１の時間帯ＴＺ１では、光変調部３０４において赤色光ＬＲのみの強度を変調することができる。
【０１０４】
次に、第２の時間帯ＴＺ２では、電極３０３５に印加する電圧をＶＧに設定する。これにより、光変調部３０４に緑色光ＬＧのみが伝搬し、緑色光ＬＧの強度を変調することができる。
【０１０５】
さらに、第３の時間帯ＴＺ３では、電極３０３５に印加する電圧をＶＢに設定する。これにより、光変調部３０４に青色光ＬＢのみが伝搬し、青色光ＬＢの強度を変調することができる。
【０１０６】
ここで、第１の時間帯ＴＺ１から第２の時間帯ＴＺ２へと遷移するとき、これらの間に、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢのいずれも出力されない時間帯（すなわち、電極３０３５に電圧ＶＫを印加する時間帯）ＴＺ０を設けるのが好ましい。このような時間帯ＴＺ０を設けることにより、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとが混じった光が光変調部３０４に伝搬するのを防止することができる。換言すれば、赤色光ＬＲから緑色光ＬＧへ直接切り替える場合、その切り替え速度によっては、切り替えの途中で赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとが混じった光が出力されるおそれがあるが、時間帯ＴＺ０を設けることによって、それを防止することができる。
【０１０７】
なお、時間帯ＴＺ０の長さは、出力光の切り替えに要する時間に応じて適宜設定されるが、一例として、１ナノ秒以上１００ミリ秒以下程度に設定される。この程度であれば、表示される画像の内容にもよるが、いずれの光も射出されない状態（黒色表示状態）というものを意識し違和感に至ることは少ないため、黒色の表示がなされることに起因する画質の低下を最小限に留めることができる。
【０１０８】
同様に、第２の時間帯ＴＺ２から第３の時間帯ＴＺ３へと遷移するとき、これらの間に、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢのいずれも出力されない時間帯（すなわち、電極３０３５に電圧ＶＫを印加する時間帯）ＴＺ０を設けるのが好ましい。これにより、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとが混じった光が光変調部３０４に伝搬するのを防止することができる。
【０１０９】
図１１は、波長選択部３０３に含まれる拡幅コア部３０３１とコア部３０２１との接続例を示す図である。
【０１１０】
図１１（ａ）では、矩形状をなす拡幅コア部３０３１の対向する２つの短辺に対して、互いに同じ側（図１１（ａ）では図の上側）の端部近傍にそれぞれコア部３０２１が接続されている。
【０１１１】
一方、図１１（ｂ）では、矩形状をなす拡幅コア部３０３１の対向する２つの短辺に対して、拡幅コア部３０３１の対角線で結ばれる端部近傍にそれぞれコア部３０２１が接続されている。より具体的には、図１１（ｂ）の左側の短辺では上端近傍にコア部３０２１が接続され、図１１（ｂ）の右側の短辺では下端近傍にコア部３０２１が接続されている。このため、図１１（ｂ）に示す拡幅コア部３０３１では、特定の波長の光を出力するために必要な長さＬ０が、図１１（ａ）に示す拡幅コア部３０３１の長さＬ０に比べて短くて済む。したがって、図１１（ｂ）に示す波長選択部３０３は、その相対的な長さの短縮が可能であり、光変調器３０や画像表示装置１の小型化に寄与する。
【０１１２】
≪光変調部≫
波長選択部３０３の出射面側には、光変調部３０４が配置されている。この光変調部３０４は、光導波路３０２を伝搬する光の強度を変調し得るものであれば、いかなる手段であってもよいが、本実施形態では、マッハツェンダー型の光変調方式をとる光変調部について特に説明する。
【０１１３】
本実施形態に係る光変調部３０４に対応する部分では、図６、７に示すように、コア部３０２１が分岐部３０２３においてコア部３０２１ａとコア部３０２１ｂの２つに分岐している。そして、光変調部３０４は、この分岐したコア部に設けられた電極３０４０を備えている。
【０１１４】
コア部３０２１ａとコア部３０２１ｂとの間は、所定の距離を隔てて離間している。そして、コア部３０２１ａおよびコア部３０２１ｂは、合流部３０２４において再び１つのコア部３０２１に合流している。そして、合流後のコア部３０２１は、出射端（出射面）から信号光Ｌを出射し得るようになっている。
【０１１５】
電極３０４０は、信号電極３０４ａとグランド電極３０４ｂとで構成されている。
このうち、信号電極３０４ａは、基板３０１の平面視において、コア部３０２１ａと重なるように配置されている。一方、グランド電極３０４ｂは、基板３０１の平面視において、コア部３０２１ｂと重なるように配置されている。
【０１１６】
グランド電極３０４ｂには、基準電位が与えられる。一例として、グランド電極３０４ｂは、電気的に接地される。一方、信号電極３０４ａには、グランド電極３０４ｂとの間に電位差が生じるように、画像情報に基づいた電位が与えられる。このようにして信号電極３０４ａとグランド電極３０４ｂとの間に電位差が生じると、それらの生じた電気力線が通過する位置するコア部３０２１ａに電界が印加される。その結果、電気光学効果に基づいてコア部３０２１ａの屈折率が変化する。
【０１１７】
ここで、信号電極３０４ａは、グランド電極３０４ｂに比べてその幅が狭くなっている。このため、信号電極３０４ａの直下に位置しているコア部３０２１ａには電気力線が集中する。すなわち、信号電極３０４ａからコア部３０２１ａに対して相対的に大きな電界が印加される。一方、グランド電極３０４ｂの幅は、十分に広く設定されている。このため、グランド電極３０４ｂの直下に位置しているコア部３０２１ｂには、電気力線があまり集中しない。すなわち、グランド電極３０４ｂからコア部３０２１ｂに対して相対的に小さな電界が印加される。
【０１１８】
コア部３０２１ａとコア部３０２１ｂとの間には、上述したような差異があることから、電極３０４０に対して上述したような電位差が生じると、信号電極３０４ａに対応して位置するコア部３０２１ａの屈折率が主に変化し、コア部３０２１ｂの屈折率はほとんど変化しない。その結果、コア部３０２１ａとコア部３０２１ｂとで屈折率のずれが生じ、コア部３０２１ａを伝搬する光とコア部３０２１ｂを伝搬する光との間には、屈折率のずれに基づく位相差が生じることとなる。このようにして位相差が生じた２つの光が、合流部３０２４において合波されると、入射強度に対して減衰した合波光が生成される。この合波光がコア部３０２１の出射端から光検出部３４に向けて射出される。
【０１１９】
なお、上述のようにグランド電極３０４ｂは幅が広い必要はない。すなわち、コア部３０２１ａとコア部３０２１ｂを通過する電気力線の向きは逆になるため、一方の屈折率は増加し、一方の屈折率は低下することとなる。したがって、コア部３０２１ａとコア部３０２１ｂとの間に屈折率のずれを生じさせることができる。
【０１２０】
この際、信号電極３０４ａとグランド電極３０４ｂとの間に与える電位差を調整することにより、コア部３０２１ａを伝搬する光とコア部３０２１ｂを伝搬する光との位相差を制御することができるので、入射強度に対する合波光の減衰幅を制御することができる。
【０１２１】
例えば、信号電極３０４ａとグランド電極３０４ｂとの間に生じる電位差を調整し、コア部３０２１ａを伝搬する光の位相とコア部３０２１ｂを伝搬する光の位相との差を、合流部３０２４において互いに半波長分だけずれるようにすると、合流部３０２４において２つの光が互いに打ち消し合い、光強度が実質的にゼロになる。また、位相のずれ量を適宜変えることによって、合波光の光強度を変調することができる。
【０１２２】
一方、合流部３０２４において２つの光の位相が揃うと、入射強度とほぼ同等の光強度の合波光が得られる。
【０１２３】
本実施形態では、この光変調部３０４に対して、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとが時分割で入射する。したがって、赤色光ＬＲが入射する時間帯では、画像情報に基づいて赤色光ＬＲの強度を変調するように光変調部３０４を駆動する。同様に、緑色光ＬＧが入射する時間帯では、画像情報に基づいて緑色光ＬＧの強度を変調するように光変調部３０４を駆動し、青色光ＬＢが入射する時間帯では、画像情報に基づいて青色光ＬＢの強度を変調するように光変調部３０４を駆動する。これにより、１つの光変調部３０４において、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの３色の光の強度変調を行うことができる。その結果、光変調器３０の小型化および構造の簡素化を図ることができる。
【０１２４】
また、画像表示装置１によれば、光変調部３０４において３色の光の強度をそれぞれ外部変調させることができる。このため、光源部３１１から射出される３色の光の強度を光源部３１１を直接変調させる場合に比べて、高速変調が可能になる。加えて、電極３０４０に印加する電圧を細かく変化させることにより、光変調器３０から出射する光の強度を、より高い分解能で微調整することができる。その結果、眼ＥＹの網膜に描画される画像の諧調をさらに増やすことができ、さらなる高解像度化を図ることができる。
【０１２５】
さらに、画像表示装置１では、光源部３１１を直接変調させる必要がないので、一定の強度の信号光が射出されるように光源部３１１を駆動すればよい。したがって、発光効率が最も高い条件あるいは発光安定性や波長安定性が最も高い条件で光源部３１１を駆動することができ、画像表示装置１の低消費電力化あるいは動作の安定化を図るとともに、眼ＥＹの網膜に描画される画像の高画質化を図ることができる。光源部３１１を直接変調するために必要な駆動回路が不要になり、光源部３１１を連続駆動する回路は比較的簡単で低コストであることから、光源部３１１にかかるコストの削減および光源部３１１の小型化を図ることができる。
【０１２６】
また、反射部６として後述のホログラム回折格子を用いた場合には、信号光の波長安定性を高くすることができるため、設計波長に近い信号光をホログラム回折格子に入射させることができる。その結果、ホログラム回折格子における回折角の設計値からのずれを小さくすることができ、画像のボケを抑制することができる。
【０１２７】
なお、電極３０４０は、前述した波長選択部３０３の電極３０３５と同様、例えば、導電性材料を成膜した後、フォトリソグラフィー技術やエッチング技術を用いて目的の形状にパターニングされることによって形成することができる。したがって、波長選択部３０３の電極３０３５を形成する際に、電極３０４０も一括して形成することができる。その結果、光変調部３０４を効率よく製造することができ、低コスト化を図ることができる。加えて、波長選択部３０３の電極３０３５と光変調部３０４の電極３０４０との間で、位置精度を厳密に制御し易くなるので、高い位置精度を実現することができる。その結果、光の色の選択と強度変調とを高精度に行うことができ、表示される画像のさらなる高画質化を図ることができる。
【０１２８】
また、本実施形態では、３本のコア部３０２１Ｒ、３０２１Ｇ、３０２１Ｂを合流部３０２５で合流させる部分（合波部）と、波長選択部３０３と、光変調部３０４とを、同一の基板３０１上に配置している（モノリシック構造）。このため、これらの部分を互いに別の部材で構成した場合に比べて、光変調器３０の小型化が図られ、画像表示装置１の小型化が図られる。また、各部分の間の光結合損失の低減を図ることができるので、光変調器３０の内部損失を抑制することができる。これにより、画像の高画質化を図るとともに、消費電力の低減を図ることができる。
【０１２９】
なお、光導波路３０２を備える光変調器３０は、信号光Ｌのビーム品質を高める、過剰な光を減光する、といった副次的な効果を奏する。これにより、表示される画像のさらなる高画質化を図ることができる。
【０１３０】
この副次的な効果のうち、前者の効果は、光のビームのトリミング（不要部分の切り取り）によるものである。すなわち、光源部３１１から出射する光のビームは、通常、その横断面のうち、中心部分の品質が高い（波長の分布幅が小さい）一方、周辺部分の品質が低い。そこで、光変調器３０に光導波路３０２を設けることにより、ビームの周辺部分を光導波路３０２においてトリミングすることができる。その結果、品質の高いビームの中心部分のみを変調し、射出することができる。
【０１３１】
一方、副次的な効果のうち、後者の効果は、光が光導波路３０２を伝搬する際、コア部３０２１の形状を適宜設定することで一部の光が漏れることを利用して、光量を容易に減少させられることによるものである。
【０１３２】
なお、電極３０４０の構成は、例えば基板３０１の結晶軸の方向に応じて適宜設定される。図６、７に示す電極３０４０の構成は、図７に示す基板の結晶軸が紙面の厚さ方向と平行である場合の例である。
【０１３３】
したがって、例えば基板の結晶軸が図７の上下方向と平行である場合には、コア部３０２１ａやコア部３０２１ｂと重ならない位置に対応して電極３０４０を設けるようにすればよい。
【０１３４】
また、光導波路３０２のような断面の狭い領域に電圧を印加するため、信号光の変調に必要な位相差を生じさせるための屈折率変化に必要な印加電圧を、バルクの電気光学材料に電圧印加する場合と比較して小さくすることができる。さらに、光導波路３０２（コア部３０２１）の断面積を適宜選択することによって、強度変調の制御性を高めることができる。
【０１３５】
また、上述した光変調部３０４は、電気光学効果を利用して信号光の強度を外部変調させているが、電気光学効果に代えて、音響光学効果、磁気光学効果、熱光学効果、非線形光学効果等の光変調効果を用いるものであってもよい。
【０１３６】
なお、電気光学効果を利用したマッハツェンダー型の光変調方式を採用する場合、特に高速での変調が可能になるため、表示される画像の高画質化に対する寄与が顕著である。
【０１３７】
なお、マッハツェンダー型の変調構造は、比較的簡単な構造で実現することができ、しかも、変調幅を任意に調整し易いことから、光変調部３０４における変調構造として有用である。変調幅を任意に調整することで、信号光の強度を任意に調整することができるので、例えば表示画像の高コントラスト化を図ることができる。
【０１３８】
また、バッファー層３０５は、基板３０１と各電極との間に設けられ、例えば酸化ケイ素、アルミナ等、光導波路３０２を導波する光の吸収が少ない媒質により構成される。
【０１３９】
このようにして画像情報に応じて光変調器３０で変調された信号光Ｌは、第１光ファイバー７１の一端部に入射する。そして、かかる信号光は、第１光ファイバー７１、接続部５および第２光ファイバー７２をこの順で通過して、後述する走査光出射部４の光走査部４２に伝送される。
【０１４０】
ここで、第１光ファイバー７１の信号光の入射側の端部近傍には、光検出部３４が設けられている。この光検出部３４は、信号光を検出する。また、第１光ファイバー７１の一端部および光検出部３４は、固定部３５に固定されている。
【０１４１】
駆動信号生成部３２は、後述する走査光出射部４の光走査部４２（光スキャナー）を駆動する駆動信号を生成するものである。
【０１４２】
この駆動信号生成部３２は、光走査部４２の水平方向での走査（水平走査）に用いる第１の駆動信号を生成する駆動回路３２１と、光走査部４２の水平方向に直交する垂直方向での走査（垂直走査）に用いる第２の駆動信号を生成する駆動回路３２２とを有する。
【０１４３】
このような駆動信号生成部３２は、図示しない信号線を介して、後述する走査光出射部４の光走査部４２と電気的に接続されている。これにより、駆動信号生成部３２で生成した駆動信号は、後述する走査光出射部４の光走査部４２に入力される。
【０１４４】
前述したような信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂおよび駆動信号生成部３２の駆動回路３２１、３２２は、制御部３３と電気的に接続されている。
【０１４５】
制御部３３は、映像信号（画像信号）に基づいて、信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂおよび駆動信号生成部３２の駆動回路３２１、３２２の駆動を制御する機能を有する。すなわち、制御部３３は、走査光出射部４の駆動を制御する機能を有する。これにより、信号光生成部３１が画像情報に応じて変調された信号光を生成するとともに、駆動信号生成部３２が画像情報に応じた駆動信号を生成する。
【０１４６】
また、制御部３３は、光変調器３０の駆動を制御する機能を有する。具体的には、制御部３３は、光変調器３０に含まれる波長選択部３０３および光変調部３０４を個別にかつ互いに協調させつつ駆動することができる。これにより、波長選択部３０３において波長の異なる光を時間軸において互いに排他的に（時分割で）透過させるとともに、その透過のタイミングに合わせて光変調部３０４において透過光の強度を変調することができる。
【０１４７】
さらに、制御部３３は、光検出部３４で検出された光の強度に基づいて、信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂの駆動を制御し得るように構成されている。
【０１４８】
（走査光出射部）
図１および図２に示すように、走査光出射部４は、前述したフレーム２のブリッジ部２６近傍（言い換えればフロント部２２の中心近傍）に取り付けられている。
【０１４９】
このような走査光出射部４は、図４に示すように、ハウジング４１（筐体）と、光走査部４２と、レンズ４３（カップリングレンズ）と、レンズ４５（集光レンズ）と、支持部材４６とを備える。
ハウジング４１は、支持部材４６を介してフロント部２２に取り付けられている。
【０１５０】
また、支持部材４６のフレーム２とは反対側の部分には、ハウジング４１の外表面が接合されている。
【０１５１】
ハウジング４１は、光走査部４２を支持するとともに光走査部４２を収納している。また、ハウジング４１には、レンズ４３およびレンズ４５が取り付けられ、レンズ４３、４５がハウジング４１の一部（壁部の一部）を構成している。
【０１５２】
また、レンズ４３（ハウジング４１の信号光を透過する窓部）は、第２光ファイバー７２に対して離間している。本実施形態では、第２光ファイバー７２の信号光の出射側の端部は、フレーム２のフロント部２２に設けられた反射部１０に臨む位置で、かつ、走査光出射部４に対して離間している。
【０１５３】
反射部１０は、第２光ファイバー７２から出射した信号光を光走査部４２に向けて反射する機能を有する。また、反射部１０は、フロント部２２の内側に開口する凹部２７に設けられている。なお、凹部２７の開口には、透明材料で構成された窓部で覆われていてもよい。また、この反射部１０は、信号光を反射し得るものであれば、特に限定されず、例えば、ミラー、プリズム等で構成することができる。
【０１５４】
光走査部４２は、信号光生成部３１からの信号光を２次元的に走査する光スキャナーである。この光走査部４２で信号光を走査することにより走査光が形成される。具体的には、光走査部４２の光反射面に対し、第２光ファイバー７２から出射した信号光がレンズ４３を介して入射する。そして、駆動信号生成部３２で生成された駆動信号に応じて、光走査部４２を駆動することにより、信号光が２次元的に走査される。
【０１５５】
また、光走査部４２は、コイル１７および信号重畳部１８を有しており（図４参照）、コイル１７、信号重畳部１８および駆動信号生成部３２は、光走査部４２を駆動する駆動部を構成する。
【０１５６】
レンズ４３は、第２光ファイバー７２から出射した信号光のスポット径を調整する機能を有する。また、レンズ４３は、第２光ファイバー７２から出射した信号光の放射角を調整し、略平行化する機能をも有する。
【０１５７】
光走査部４２で走査された信号光（走査光）は、レンズ４５を介して、ハウジング４１の外部へ出射する。
【０１５８】
なお、走査光出射部４は、信号光を２次元的に走査する光走査部４２に代えて、信号光を１次元的に走査する複数の光走査部を備えていてもよい。
【０１５９】
（反射部）
図１および図２に示すように、反射部６（反射光学部）は、前述したフレーム２のフロント部２２に含まれるリム部２５に取り付けられている。
【０１６０】
すなわち、反射部６は、使用時に使用者の眼ＥＹの前方かつ光走査部４２よりも当該使用者に対して遠方側に位置するように配置されている。これにより、画像表示装置１に使用者の顔に対して前方側に張り出した部分が形成されるのを防止することができる。
【０１６１】
この反射部６は、図５に示すように、光走査部４２からの信号光を当該使用者の眼ＥＹに向けて反射する機能を有する。
【０１６２】
本実施形態では、反射部６は、ハーフミラー（半透鏡）であり、外界光を透過させる機能（可視光に対する透光性）をも有する。すなわち、反射部６は、光走査部４２からの信号光（映像光）を反射させるとともに、使用時において反射部６の外側から使用者の眼に向かう外界光を透過させる機能（コンバイナー機能）を有する。これにより、使用者は、外界像を視認しながら、信号光により形成された虚像（画像）を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
【０１６３】
また、反射部６のうち、使用者側の面は、凹面の反射面になっている。このため、反射部６で反射された信号光は、使用者側に集束する。したがって、使用者は、反射部６の凹面上に形成された画像よりも拡大された虚像を視認することが可能になる。これにより、使用者における画像の視認性を高めることができる。
【０１６４】
一方、反射部６のうち、使用者に対して遠方側の面は、前記凹面とほぼ同じ曲率を有する凸面になっている。このため、外界光は、反射部６で大きく偏向させられることなく、使用者の眼に到達する。したがって、使用者は、歪みの少ない外界像を視認することができる。
【０１６５】
なお、反射部６は、回折格子を有していてもよい。この場合、回折格子に様々な光学特性をもたせ、光学系の部品点数を減らしたり、デザインの自由度を高めたりすることができる。例えば、回折格子としてホログラム回折格子を用いることにより、反射部６で反射する信号光の出射方向を調整したり、反射する信号光の波長を選択したりすることができる。また、回折格子にレンズ効果をもたせることによって、反射部６で反射する信号光からなる走査光全体の結像状態を調整したり、凹面で信号光が反射するときの収差を補正したりすることもできる。
【０１６６】
また、本実施形態では、外部変調器として光変調器３０を利用しているため、光源の明滅駆動時に発生する波長変動が低減される。したがって、回折格子での回折角変動が抑制され、画像ボケの少ない画像を提供できる。このようなホログラム回折格子としては、光干渉によって有機材料に形成された立体回折格子や、樹脂材料の表面にスタンパーによって凹凸を形成した回折格子を用いることができる。
【０１６７】
また、反射部６は、例えば、透明基板上に金属薄膜や誘電体多層膜等で構成された半透過反射膜を形成したものであってもよく、偏光ビームスプリッターを用いてもよい。偏光ビームスプリッターを用いる場合には、光走査部４２からの信号光が偏光となるように構成し、光走査部４２からの信号光に対応する偏光を反射させるように構成すればよい。
【０１６８】
（第１光ファイバー、光検出部および固定部）
固定部３５は、光源部３１１から第１光ファイバー７１に入射する光の強度が０よりも大きく所定値以下となる位置に第１光ファイバー７１の一端部を固定する機能を有する。これにより、光源部３１１から第１光ファイバー７１に入射する光の強度を小さくすることができる。
【０１６９】
また、固定部３５は、光検出部３４を固定する機能をも有する。これにより、光源部３１１から出射された光（信号光）のうち第１光ファイバー７１に入射しない残部を光検出部３４の検出に有効利用することができる。また、第１光ファイバー７１の一端部と光検出部３４との位置関係を固定（一定に維持）することができる。
【０１７０】
このように固定部３５に固定された光検出部３４は、光源３１１Ｂ、３１１Ｇ、３１１Ｒから出射された信号光を分岐する光学系を設けなくても、出射された光の強度を光検出部３４で検出することができる。また、光検出部３４で検出された光の強度に基づいて、光源３１１Ｂ、３１１Ｇ、３１１Ｒから出射される光の強度を制御部３３で調整することができる。
【０１７１】
上記のような固定部３５を設けることは必須ではなく、光源部３１１から射出される光を意図的に減光させることなく第１光ファイバー７１に結合する構成であってもよい。また、光検出部３４を固定部３５に設けることは必須ではなく、光源部３１１の光量を検出できる位置であれば、光検出部３４の位置は特に限定されない。
【０１７２】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光変調器の第２実施形態について説明する。
【０１７３】
図１２は、第２実施形態に係る光変調器に含まれる波長選択部の部分拡大平面図である。なお、図１２（ｂ）では、電極や配線の図示を省略している。
【０１７４】
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０１７５】
図１２に示す波長選択部３０３は、第１実施形態に係る第１電極３０３３が第１電極３０３３ａと第１電極３０３３ｂとに分けられているとともに、これらの電極と拡幅コア部（拡幅部）３０３１とが重なっている領域が異なっている以外、第１実施形態に係る波長選択部３０３と同様である。
【０１７６】
すなわち、図１２（ａ）に示す第１電極３０３３ａは、拡幅コア部３０３１のうち、下端側の一部と重なるように設けられている。より具体的には、第１電極３０３３ａは、コア部３０２１の延在方向（第１の方向）においては、拡幅コア部３０３１の全体にわたって重なっている一方、コア部３０２１の幅方向（第２の方向）においては、拡幅コア部３０３１の一部のみに重なっている。ここでは、拡幅コア部３０３１のうち、第１電極３０３３ａが重なっている領域を、図１２（ｂ）に示すように可変領域３０３１ａとする。したがって、第１電極３０３３ａは、拡幅コア部３０３１のうち、可変領域３０３１ａに対して選択的に電圧を印加することができ、可変領域３０３１ａの屈折率を選択的に変化させることができる。
【０１７７】
また、図１２（ａ）に示す第１電極３０３３ｂは、拡幅コア部３０３１のうち、第１電極３０３３ａの上方に隣り合う位置に設けられている。より具体的には、第１電極３０３３ｂも、第１電極３０３３ａと同様、コア部３０２１の延在方向においては、拡幅コア部３０３１の全体にわたって重なっている一方、コア部３０２１の幅方向においては、拡幅コア部３０３１の一部のみに重なっている。ここでは、拡幅コア部３０３１のうち、第１電極３０３３ｂが重なっている領域を、図１２（ｂ）に示すように可変領域３０３１ｂとする。したがって、第１電極３０３３ｂは、拡幅コア部３０３１のうち、可変領域３０３１ｂに対して選択的に電圧を印加することができ、可変領域３０３１ｂの屈折率を選択的に変化させることができる。
【０１７８】
したがって、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂは、それぞれ、拡幅コア部３０３１のうち、コア部３０２１の延在方向では全体に及ぶとともに、コア部３０２１の幅方向の一部に及ぶ領域に対して部分的に電圧を印加し得る部分印加用電極として機能する。
【０１７９】
さらに、図１２（ａ）に示す拡幅コア部３０３１には、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂが重なっていない領域が設けられている。ここでは、拡幅コア部３０３１のうち、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂのいずれも重なっていない領域を、図１２（ｂ）に示すように不変領域３０３１ｃとする。
【０１８０】
そして、第１電極３０３３ａには、図１２（ａ）に示すように、第２電極３０３４との間に電圧Ｖ１が印加されるように配線が敷設されている。また、第１電極３０３３ｂには、図１２（ａ）に示すように、第２電極３０３４との間に電圧Ｖ２が印加されるように配線が敷設されている。
【０１８１】
このような波長選択部３０３は、電圧Ｖ１の印加の有無や電圧Ｖ２の印加の有無を適宜設定することにより、可変領域３０３１ａや可変領域３０３１ｂの屈折率を変化させ、拡幅コア部３０３１の光導波路として機能する実効的な幅を変化させられるように構成されている。
【０１８２】
例えば、電圧Ｖ１として、可変領域３０３１ａの屈折率がクラッド部３０２２の屈折率と同等にまで低下するような大きさの電圧を印加する。このような電圧Ｖ１が印加されると、可変領域３０３１ａの屈折率は、電気光学効果に基づいてクラッド部３０２２と同等になり、可変領域３０３１ａは実質的にクラッド部として機能することとなる。これにより、拡幅コア部３０３１は、電圧Ｖ１を印加する前の実効幅Ｗ１から実効幅Ｗ２へと縮小することとなる。その結果、拡幅コア部３０３１における光の干渉条件が変化するため、出力する光の波長を切り換えることができる。
【０１８３】
なお、この場合、可変領域３０３１ａの屈折率は、必ずしもクラッド部３０２２の屈折率と同等にまで低下させる必要はなく、可変領域３０３１ａとそれに隣り合う可変領域３０３１ｂとの界面において、屈折率差に基づく反射が生じる屈折率差が確保されるのであれば、その程度にまで低下させればよい。
【０１８４】
また、電圧Ｖ２として、可変領域３０３１ｂの屈折率がクラッド部３０２２の屈折率と同等にまで低下するような大きさの電圧を印加する。このような電圧Ｖ２が印加されると、可変領域３０３１ｂの屈折率は、電気光学効果に基づいてクラッド部３０２２と同等になり、可変領域３０３１ｂは実質的にクラッド部として機能することとなる。これにより、拡幅コア部３０３１は、電圧Ｖ２を印加する前の実効幅Ｗ１（または実効幅Ｗ２）から実効幅Ｗ３へと縮小することとなる。その結果、拡幅コア部３０３１における光の干渉条件が変化するため、出力する光の波長を切り換えることができる。
【０１８５】
なお、この場合、可変領域３０３１ｂの屈折率は、必ずしもクラッド部３０２２の屈折率と同等にまで低下させる必要はなく、可変領域３０３１ｂとそれに隣り合う不変領域３０３１ｃとの界面において、屈折率差に基づく反射が生じる屈折率差が確保されるのであれば、その程度にまで低下させればよい。また、電圧Ｖ２とともに電圧Ｖ１についても同時に印加されていてもよい。
【０１８６】
このような構成の波長選択部３０３は、電気光学効果に基づく屈折率の変化幅が小さくても、拡幅コア部３０３１における光の干渉条件を大きく変えることができるという利点を備えている。すなわち、屈折率変化に基づいて光路長を変えるよりも拡幅コア部３０３１の実効的な幅を変えることで、光の干渉条件がより大きく変化するため、これに基づいて波長選択部３０３の波長選択性を高めるとともに、選択する波長の切り換え速度を高めることができる。
【０１８７】
なお、上述した波長選択部３０３は、例えば、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の双方が印加されない場合に赤色光ＬＲが出力され、電圧Ｖ１が印加されたときに緑色光ＬＧが出力され、電圧Ｖ２が印加されたときに青色光ＬＢが出力されるように駆動される。
【０１８８】
また、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂの形状は、これらに印加された電圧に基づいて拡幅コア部３０３１の実効的な幅を変化させられる形状であれば、上述した形状に限定されない。例えば、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂが、コア部３０２１の延在方向において拡幅コア部３０３１の全体にわたって重なっていない場合であっても、そのような第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂは、拡幅コア部３０３１の実効的な幅を変化させられているとみなすことができる。
【０１８９】
なお、第１電極３０３３ａ、第１電極３０３３ｂおよび第２電極３０３４の構成は、図１２（ａ）に示すものに限定されず、例えば、電気光学効果を有する材料（基板３０１の構成材料）の結晶軸の方向に応じて適宜変更される。
【０１９０】
また、本実施形態では、第１実施形態に係る第１電極３０３３が２つに分けられているが、この分割数は３つ以上であってもよい。分割数を増やすことで、可変領域の細分化が図られるため、拡幅コア部３０３１の実効的な幅の変化パターンについても細分化を図ることができる。これにより、波長選択部３０３において選択する波長の数を増やしたり、いずれの光も透過させない状態を容易に作り出したりすることができる。
このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１９１】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光変調器の第３実施形態について説明する。
【０１９２】
図１３は、第３実施形態に係る光変調器に含まれる波長選択部の部分拡大平面図である。なお、図１３（ｂ）では、電極や配線の図示を省略している。
【０１９３】
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０１９４】
図１３に示す波長選択部３０３は、第１実施形態に係る第１電極３０３３が第１電極３０３３ａと第１電極３０３３ｂとに分けられているとともに、これらの電極と拡幅コア部（拡幅部）３０３１とが重なっている領域が異なっている以外、第１実施形態に係る波長選択部３０３と同様である。
【０１９５】
すなわち、図１３（ａ）に示す第１電極３０３３ａは、拡幅コア部３０３１のうち、左端側（入力側）の一部と重なるように設けられている。より具体的には、第１電極３０３３ａは、コア部３０２１の幅方向（第１の方向）においては、拡幅コア部３０３１の一部（拡幅コア部３０３１の上方からコア部３０２１の幅分を除いた全体）と重なっている一方、コア部３０２１の延在方向（第２の方向）においては、拡幅コア部３０３１の一部のみに重なっている。ここでは、拡幅コア部３０３１のうち、第１電極３０３３ａが重なっている領域を、図１３（ｂ）に示すように可変領域３０３１ａとする。したがって、第１電極３０３３ａは、拡幅コア部３０３１のうち、可変領域３０３１ａに対して選択的に電圧を印加することができ、可変領域３０３１ａの屈折率を選択的に変化させることができる。
【０１９６】
また、図１３（ａ）に示す第１電極３０３３ｂは、拡幅コア部３０３１のうち、第１電極３０３３ａの右方（出力側）に隣り合う位置に設けられている。より具体的には、第１電極３０３３ｂも、第１電極３０３３ａと同様、コア部３０２１の幅方向においては、拡幅コア部３０３１の一部（拡幅コア部３０３１の上方からコア部３０２１の幅分を除いた全体）と重なっている一方、コア部３０２１の延在方向においては、拡幅コア部３０３１の一部のみに重なっている。ここでは、拡幅コア部３０３１のうち、第１電極３０３３ｂが重なっている領域を、図１３（ｂ）に示すように可変領域３０３１ｂとする。したがって、第１電極３０３３ｂは、拡幅コア部３０３１のうち、可変領域３０３１ｂに対して選択的に電圧を印加することができ、可変領域３０３１ｂの屈折率を選択的に変化させることができる。
【０１９７】
したがって、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂは、それぞれ、拡幅コア部３０３１のうち、コア部３０２１の幅方向ではコア部３０２１の幅を除いて全体に及ぶとともに、コア部３０２１の延在方向の一部に及ぶ領域に対して部分的に電圧を印加し得る部分印加用電極として機能する。
【０１９８】
さらに、図１３（ａ）に示す拡幅コア部３０３１には、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂが重なっていない領域が設けられている。ここでは、拡幅コア部３０３１のうち、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂのいずれも重なっていない領域を、図１３（ｂ）に示すように不変領域３０３１ｃとする。
【０１９９】
そして、第１電極３０３３ａは、図１３（ａ）に示すように、第２電極３０３４との間に電圧Ｖ１が印加されるように配線が敷設されている。また、第１電極３０３３ｂは、図１３（ａ）に示すように、第２電極３０３４との間に電圧Ｖ２が印加されるように配線が敷設されている。
【０２００】
このような波長選択部３０３は、電圧Ｖ１の印加の有無や電圧Ｖ２の印加の有無を適宜設定することにより、可変領域３０３１ａや可変領域３０３１ｂの屈折率を変化させ、拡幅コア部３０３１の光導波路として機能する実効的なコア部３０２１の延在方向の長さを変化させられるように構成されている。
【０２０１】
例えば、電圧Ｖ１として、可変領域３０３１ａの屈折率がクラッド部３０２２の屈折率と同等にまで低下するような大きさの電圧を印加する。このような電圧Ｖ１が印加されると、可変領域３０３１ａの屈折率は、電気光学効果に基づいてクラッド部３０２２と同等になり、可変領域３０３１ａは実質的にクラッド部として機能することとなる。これにより、拡幅コア部３０３１は、電圧Ｖ１を印加する前の実効長Ｌ１から実効長Ｌ２へと縮小することとなる。その結果、拡幅コア部３０３１における光の干渉条件が変化するため、出力する光の波長を切り換えることができる。
【０２０２】
なお、この場合、可変領域３０３１ａの屈折率は、必ずしもクラッド部３０２２の屈折率と同等にまで低下させる必要はなく、可変領域３０３１ａとそれに隣り合うコア部３０２１との界面において、屈折率差に基づく反射が生じる屈折率差が確保されるのであれば、その程度にまで低下させればよい。
【０２０３】
また、上述したように電圧Ｖ１が印加された状態を維持しつつ、電圧Ｖ２として、可変領域３０３１ｂの屈折率がクラッド部３０２２の屈折率と同等にまで低下するような大きさの電圧を印加する。このような電圧Ｖ２が印加されると、可変領域３０３１ｂの屈折率は、電気光学効果に基づいてクラッド部３０２２と同等になり、可変領域３０３１ｂは実質的にクラッド部として機能することとなる。これにより、拡幅コア部３０３１は、電圧Ｖ１のみを印加しているときの実効長Ｌ２から実効長Ｌ３へと縮小することとなる。その結果、拡幅コア部３０３１における光の干渉条件が変化するため、出力する光の波長を切り換えることができる。
【０２０４】
なお、この場合、可変領域３０３１ｂの屈折率は、必ずしもクラッド部３０２２の屈折率と同等にまで低下させる必要はなく、可変領域３０３１ｂとそれに隣り合うコア部３０２１や不変領域３０３１ｃとの界面において、それぞれ屈折率差に基づく反射が生じる屈折率差が確保されるのであれば、その程度にまで低下させればよい。
【０２０５】
このような構成の波長選択部３０３は、電気光学効果に基づく屈折率の変化幅が小さくても、拡幅コア部３０３１における光の干渉条件を大きく変えることができるという利点を備えている。すなわち、屈折率変化に基づいて光路長を変えるよりも拡幅コア部３０３１の実効的な長さを変えることで、光の干渉条件がより大きく変化するため、これに基づいて波長選択部３０３の波長選択性を高めるとともに、選択する波長の切り換え速度を高めることができる。
【０２０６】
なお、上述した波長選択部３０３は、例えば、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の双方が印加されない場合に赤色光ＬＲが出力され、電圧Ｖ１が印加されたときに緑色光ＬＧが出力され、電圧Ｖ１および電圧Ｖ２が印加されたときに青色光ＬＢが出力されるように駆動される。
【０２０７】
また、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂの形状は、これらに印加された電圧に基づいて拡幅コア部３０３１の実効的な長さを変化させられる形状であれば、上述した形状に限定されない。例えば、第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂが、コア部３０２１の幅方向において拡幅コア部３０３１のコア部３０２１の幅を除いた全体にわたって重なっていない場合であっても、そのような第１電極３０３３ａおよび第１電極３０３３ｂは、拡幅コア部３０３１の実効的な長さを変化させられているとみなすことができる。
【０２０８】
なお、第１電極３０３３ａ、第１電極３０３３ｂおよび第２電極３０３４の構成は、図１３（ａ）に示すものに限定されず、例えば、電気光学効果を有する材料（基板３０１の構成材料）の結晶軸の方向に応じて適宜変更される。
【０２０９】
また、本実施形態では、第１実施形態に係る第１電極３０３３が２つに分けられているが、この分割数は３つ以上であってもよい。分割数を増やすことで、可変領域の細分化が図られるため、拡幅コア部３０３１の実効的な長さの変化パターンについても細分化を図ることができる。これにより、波長選択部３０３において選択する波長の数を増やしたり、いずれの光も透過させない状態を容易に作り出したりすることができる。
このような第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。
【０２１０】
なお、前述した第２実施形態および本実施形態では、拡幅コア部３０３１のうち、一部分の屈折率を変化させることによって光の干渉条件を変化させている。このような屈折率の部分的な変化のパターンは、拡幅コア部３０３１の幅や長さを実効的に変化させるパターンに限定されず、例えば、幅や長さの双方を同時に変化させるようなパターンであってもよい。さらには、電極の形状は、図１２、１３に図示した矩形状に限定されず、円形や多角形の他、任意の異形状であってもよい。そして、電極の配置についても、図１２、１３に図示した配置に限定されず、任意に設定される。ただし、拡幅コア部３０３１の実効的な形状が単純化されている方が、拡幅コア部３０３１に励起されるマルチモードの状態を計算等で特定し易く、かつ、波長選択部３０３における波長選択性についても高め易いことから、図示した電極３０３５や拡幅コア部３０３１はかかる点で有用である。
【０２１１】
≪第４実施形態≫
次に、本発明の光変調器の第４実施形態について説明する。
【０２１２】
図１４は、第４実施形態に係る光変調器を示す平面図である。また、図１５、１６（ａ）は、それぞれ、図１４に示す光変調器に含まれる光フィルターの部分拡大平面図である。また、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１４〜１６では、配線の図示を省略している。
【０２１３】
以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１〜第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０２１４】
図１４に示す光変調器３０は、さらに、光導波路３０２に設けられ、波長選択部３０３によって選択された波長の光を減光する減光フィルター３０６を備えていること以外、第１実施形態に係る光変調器３０と同様である。図１４に示す減光フィルター３０６は、波長選択部３０３と光変調部３０４との間に設けられている。
【０２１５】
減光フィルター３０６は、光導波路３０２を伝搬する光の強度を一定の割合だけ弱める機能を有する。このため、減光フィルター３０６では、相対的に微弱なノイズ光等を除去して、十分な強度を有する信号光のみを透過させることができる。その結果、光変調部３０４へ出力される信号光の単色性を高めることができ、光変調部３０４においてより正確な変調が可能になるため、画像情報を忠実に反映した変調が可能になる。また、信号光の単色性を高めることにより、例えば、反射部６が回折格子を有している場合、波長に依存して回折角がばらついてしまうのを抑制することができるので、より精細な画像を表示可能であるという点で有用である。
【０２１６】
また、波長選択部３０３では、マルチモード干渉を利用して透過する光の波長を選択している。このとき、特定の波長の光のみを選択して出力させようとしても、それ以外の波長の光も出力されてしまう場合がある。例えば、赤色光ＬＲのみを出力させようとしたとき、緑色光ＬＧや青色光ＬＢが小さな強度ではあるものの赤色光ＬＲに混じって出力されてしまう場合がある。
【０２１７】
そのような場合において、波長選択部３０３と光変調部３０４との間に設けられた減光フィルター３０６では、入力された光を、その波長によらず一定割合で減光させる。このため、例えば赤色光ＬＲは一定割合で減光されるものの、そもそも十分な強度を有していることから、減光後も十分な強度が維持される。一方、緑色光ＬＧや青色光ＬＢについては入力強度が微弱であるため、減光フィルター３０６によってほぼゼロに減光される。したがって、光変調部３０４には、実質的に赤色光ＬＲのみを出力することができる。
【０２１８】
このような減光フィルター３０６は、入力された光を一定の割合で減光させ得るものであれば、いかなるものであってもよいが、一例として図１５、１６を参照しつつ以下に説明する。
【０２１９】
図１５（ａ）に示す減光フィルター３０６は、平面視において光導波路のコア部３０２１と重なるように設けられた３つの金属膜３０６１Ｂと、同様にコア部３０２１と重なるように設けられた３つの金属膜３０６１Ｇと、同様にコア部３０２１と重なるように設けられた３つの金属膜３０６１Ｒと、を備えている。
【０２２０】
このうち、３つの金属膜３０６１Ｂは、それぞれ、平面視において細長い形状をなしており、平面視においてその長手方向がコア部３０２１の延在方向と交差するように構成されている。また、３つの金属膜３０６１Ｂは、互いに平行に設けられており、その間隔は互いに等しい。
【０２２１】
また、３つの金属膜３０６１Ｇも、それぞれ、平面視において細長い形状をなしており、平面視においてその長手方向がコア部３０２１の延在方向と交差するように構成されている。また、３つの金属膜３０６１Ｇは、互いに平行に設けられており、その間隔は互いに等しい。そして、３つの金属膜３０６１Ｇの間隔は、３つの金属膜３０６１Ｂの間隔よりも広くなるように設定されている。
【０２２２】
また、３つの金属膜３０６１Ｒも、それぞれ、平面視において細長い形状をなしており、平面視においてその長手方向がコア部３０２１の延在方向と交差するように構成されている。また、３つの金属膜３０６１Ｒは、互いに平行に設けられており、その間隔は互いに等しい。そして、３つの金属膜３０６１Ｒの間隔は、３つの金属膜３０６１Ｇの間隔よりも広くなるように設定されている。
【０２２３】
これらの金属膜３０６１Ｂ、３０６１Ｇ、３０６１Ｒは、それぞれ金属材料で構成されている。光導波路の実効的な屈折率はコア層とクラッド層の屈折率等で決まるが、実際の光はクラッド層にわずかに染み出しており、その染み出し部分に、金属等の異なる屈折率が存在すると、実効屈折率に変化を与える。このような金属膜３０６１Ｂ、３０６１Ｇ、３０６１Ｒを設けることにより、コア部３０２１のうち、金属膜３０６１Ｂ、３０６１Ｇ、３０６１Ｒに対応している部分では、実効屈折率が変化する。
【０２２４】
具体的には、金属膜３０６１Ｂに対応して、図１５（ｂ）に示す低屈折率部３０６２Ｂの実効屈折率は、コア部３０２１の実効屈折率より低くなっている。同様に、金属膜３０６１Ｇに対応して、図１５（ｂ）に示す低屈折率部３０６２Ｇの実効屈折率は、コア部３０２１の実効屈折率より低くなっており、金属膜３０６１Ｒに対応して、図１５（ｂ）に示す低屈折率部３０６２Ｒの実効屈折率は、コア部３０２１の実効屈折率より低くなっている。なお、図１５（ｂ）では、各低屈折率部３０６２Ｂ、３０６２Ｇ、３０６２Ｒにドットを付している。図１５（ｂ）に示すように、コア部３０２１には、周期的な屈折率変化が形成されることとなる。
【０２２５】
このような周期的な屈折率変化は、コア部３０２１を伝搬する光に対して、いわゆるブラッグ反射を生じさせる。ブラッグ反射では、屈折率変化における実効屈折率（例えば変化前後の屈折率の平均）と屈折率変化の周期とに基づいて反射される波長が決まる。このうち、実効屈折率は、電気光学効果を有する材料と、金属膜３０６１Ｂ、３０６１Ｇ、３０６１Ｒを構成する金属材料の組成とに基づいて決めることができる。一方、屈折率変化の周期は、金属膜３０６１Ｂ、３０６１Ｇ、３０６１Ｒの配置の周期に基づいて決めることができる。
【０２２６】
本実施形態では、３つの金属膜３０６１Ｂにより青色光ＬＢの一部を反射することにより減光させる減光部３０６Ｂが構成されており、３つの金属膜３０６１Ｇにより緑色光ＬＧの一部を反射することにより減光させる減光部３０６Ｇが構成されており、３つの金属膜３０６１Ｒにより赤色光ＬＲの一部を反射することにより減光させる減光部３０６Ｒが構成されている。なお、本実施形態では、各減光部３０６Ｂ、３０６Ｇ、３０６Ｒにおいて、コア部３０２１と重なって設けられた各金属膜３０６１Ｂ、３０６１Ｇ、３０６１Ｒの長手方向が、コア部３０２１の延在方向と垂直な方向に対して傾いて設けられる。このため、コア部３０２１に形成される実効屈折率が変化する境界線は、コア部３０２１の延在方向と垂直な方向に対して傾いて形成される。したがって、各減光部３０６Ｂ、３０６Ｇ、３０６Ｒにおいて反射される青色光ＬＢ、緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲの一部は、コア部３０２１の延在方向に対して傾いて反射され、コア部３０２１に戻りにくくなるように構成されている。
【０２２７】
以上のような減光部３０６Ｂ、３０６Ｇ、３０６Ｒを備える減光フィルター３０６は、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲをそれぞれ一定の割合で減光させることができるので、例えば、波長選択部３０３で特定の波長の光以外の光が出力されてしまった場合でも、その光を減光させ、光変調部３０４に入力されるのを防止することができる。
【０２２８】
なお、金属膜は、例えば絶縁膜で代替することもできる。絶縁膜であっても上述したのと同様の作用、効果が得られる。絶縁膜の構成材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素のようなセラミック材料、アクリル樹脂のような樹脂材料等が挙げられる。
【０２２９】
また、図１６（ａ）に示す減光フィルター３０６は、平面視において光導波路のコア部３０２１と重なるように設けられた金属膜３０６３を備えている。
【０２３０】
金属膜３０６３は、金属元素に由来する光吸収性を有している。このため、コア部３０２１を伝搬する光が金属膜３０６３に染み出したとき、金属膜３０６３に吸収されることによって、染み出した分の光量が減少する。このようにコア部３０２１から染み出した光は、エバネッセント波とも呼ばれる。エバネッセント波は、コア部３０２１と金属膜３０６３との物理的距離が近いほど、金属膜３０６３に到達し易いことから、必要に応じて、コア部３０２１と金属膜３０６３との間に位置しているバッファー層３０５の厚さを他の部位よりも薄くするようにしてもよい。
【０２３１】
以上のような構成の減光フィルター３０６においても、コア部３０２１を伝搬する光を一定の割合で減光させることができる。
【０２３２】
さらに、図示しないものの、コア部３０２１を形成する際に、コア部３０２１とクラッド部３０２２との界面の形状に凹凸を形成したり、コア部３０２１の側面や端面を粗面化する加工を施したりすることによっても、コア部３０２１の伝搬損失の増大を図り、一定の割合で減光させることができる。
【０２３３】
なお、上述したような減光フィルター３０６は、いずれも基板３０１の上方に金属膜を形成することによって形成可能である。したがって、前述した合波部と、波長選択部３０３と、光変調部３０４と、減光フィルター３０６とを、同一の基板３０１上に配置することが可能である（モノリシック構造）。そして、各部を構成する電極や金属膜についても、同時に形成することが可能である。したがって、これらの部位を互いに別の部材で構成した場合に比べて、光変調器３０の小型化および製造容易化が図られる。また、各部分の間の光結合損失の低減を図ることができるので、光変調器３０の内部損失を抑制することができる。これにより、画像の高画質化を図るとともに、消費電力の低減を図ることができる。
【０２３４】
以上のような第４実施形態においても、第１〜第３実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【０２３５】
なお、減光フィルター３０６としては、上述したものの他に、例えば分岐型の光導波路等も適用可能である。
【０２３６】
≪第５実施形態≫
次に、本発明の光変調器の第５実施形態について説明する。
【０２３７】
図１７は、第５実施形態に係る光変調器を示す平面図である。なお、図１７では、配線の図示を省略している。
【０２３８】
以下、第５実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１〜第４実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０２３９】
図１７に示す光変調器３０は、減光フィルター３０６が光変調部３０４の出力側に設けられていること以外、第４実施形態に係る光変調器３０と同様である。すなわち、第４実施形態では、光変調部３０４に入力される前の光について減光しているのに対し、本実施形態では、光変調部３０４から出力される光について減光している点で相違する。
【０２４０】
このような本実施形態においても、第４実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、例えば光変調部３０４において何らかの原因でノイズ光が混入した場合でも、減光フィルター３０６において一定の割合で減光した際に、このノイズ光を除去することができる。このため、本実施形態では、光変調部３０４におけるノイズ光の混入に対しても対処が可能である。
【０２４１】
なお、減光フィルター３０６として、例えば分岐型の光導波路を適用することも可能である。この場合、光変調部３０４から出力された光が分岐され、そのうちの１つの光が信号光として用いられる。一方、別の１つの光は、必要に応じて、その光量を検出することにより、光変調器３０の特性や動作状況を評価するデータを得ることができるので、これを制御部３３の動作にフィードバックされるようになっていてもよい。
【０２４２】
以上のような第５実施形態においても、第１〜第４実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【０２４３】
≪第６実施形態≫
次に、本発明の光変調器の第６実施形態について説明する。
【０２４４】
図１８は、第６実施形態に係る光変調器に含まれる光変調部を示す平面図である。なお、図１８では、電極や配線の図示を省略している。
【０２４５】
以下、第６実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１〜第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０２４６】
第１実施形態に係る光変調部３０４が、マッハツェンダー型の光変調方式をとる光変調部であるのに対し、本実施形態に係る光変調部３０４は、それ以外の方式をとる光変調部である。
【０２４７】
このうち、図１８（ａ）に示す光変調部３０４は、方向性結合型の光変調方式をとる光変調部である。具体的には、図１８（ａ）に示す光変調部３０４は、コア部３０２１に隣り合うように設けられたコア部３０２８を備えている。コア部３０２１およびコア部３０２８は、一部で並列しており、その離間距離はエバネッセント結合可能な距離に設定されている。図１８（ａ）では、そのようなエバネッセント結合可能な部分をＥＣと表記している。
【０２４８】
また、コア部３０２１のうち、上記並列している部分には、平面視でそれと重なるように図示しない電極が設けられている。この電極に電圧が印加されると、図１８（ａ）に一点鎖線で囲んだ電界印加部３０４５に電界が印加され、この電界印加部３０４５の屈折率が変化する。
【０２４９】
このようにしてコア部３０２１の屈折率が変化すると、コア部３０２８との間でエバネッセント波の染み出しによる結合が発生し、結合条件が満たされたときにはコア部３０２１を伝搬する光がコア部３０２８へ分割される。このため、コア部３０２１をそのまま伝搬する信号光Ｌの光量を調整することができる。
【０２５０】
方向性結合型の光変調方式では、光の分割比を任意の割合で設定することができる。このため、図１８（ａ）に示す光変調部３０４によれば、光変調器３０から出力される光の強度を、より高い分解能で微調整することができる。
【０２５１】
なお、分割され、コア部３０２８から出力される分割光Ｌ’は、必要に応じてその光量が検出されるようになっていてもよい。分割光Ｌ’の光量を検出することにより、光変調器３０の特性や動作状況を評価するデータを得ることができるので、これを制御部３３の動作にフィードバックされるようになっていてもよい。
【０２５２】
また、図１８（ｂ）に示す光変調部３０４は、リング共振型の光変調方式をとる光変調部である。具体的には、図１８（ｂ）に示す光変調部３０４は、コア部３０２１に隣り合うように設けられた環状コア部３０２７を備えている。コア部３０２１と環状コア部３０２７とは、エバネッセント結合可能な距離に設定されている。図１８（ｂ）では、そのようなエバネッセント結合可能な部分をＥＣと表記している。
【０２５３】
また、環状コア部３０２７には、平面視でそれと重なるように図示しない電極が設けられている。この電極に電圧が印加されると、図１８（ｂ）に一点鎖線で囲んだ電界印加部３０４５に電界が印加され、この電界印加部３０４５の屈折率が変化する。
【０２５４】
このようにしてコア部３０２１の屈折率が変化すると、環状コア部３０２７との間でエバネッセント波の染み出しによる結合が発生し、コア部３０２１を伝搬する光が環状コア部３０２７に遷移していく。このときの遷移比は、任意の割合で設定することができるので、図１８（ｂ）に示す光変調部３０４によれば、光変調器３０から出力される信号光Ｌの強度を、より高い分解能で微調整することができる。
【０２５５】
また、光変調部３０４における変調原理は、上述した変調原理に限定されない。代替可能な変調構造としては、例えば、分岐干渉型変調器、Ｙカット交差導波路を用いた内部全反射型光スイッチ、分岐スイッチ、カットオフ型光変調器、バランスブリッジ型光変調器、ブラッグ回折型光スイッチ、電気吸収型（ＥＡ）変調器等が挙げられる。
【０２５６】
以上のような第６実施形態においても、第１〜第５実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【０２５７】
≪第７実施形態≫
次に、本発明の画像表示装置の第７実施形態について説明する。
【０２５８】
図１９は、本発明の画像表示装置の第７実施形態（ヘッドアップディスプレイ）を示す図である。
【０２５９】
以下、第７実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０２６０】
第７実施形態に係る画像表示装置１は、使用者の頭部に装着されるのではなく、自動車の天井部に装着されて使用されるものである以外、第１実施形態に係る画像表示装置１と同様である。
【０２６１】
すなわち、第７実施形態に係る画像表示装置１は、自動車ＣＡの天井部ＣＥに装着して使用され、使用者に虚像による画像を、自動車ＣＡのフロントウィンドウＷを介して外界像と重畳した状態で視認させる。
【０２６２】
この画像表示装置１は、図１９に示すように、信号生成部３および走査光出射部４を内蔵する光源ユニットＵＴと、反射部６と、光源ユニットＵＴと反射部６と接続するフレーム２’と、を備える。
【０２６３】
また、本実施形態では、光源ユニットＵＴ、フレーム２’および反射部６を、自動車ＣＡの天井部ＣＥに装着している場合を例に説明するが、これらを自動車ＣＡのダッシュボード上に装着してもよいし、一部の構成をフロントウィンドウＷに固定するようにしてもよい。さらに、画像表示装置１は、自動車のみならず、航空機、船舶、建設機械、重機、二輪車、自転車、電車、宇宙船のような各種移動体に装着されるものであってもよい。
【０２６４】
以下、本実施形態に係る画像表示装置１の各部を順次詳細に説明する。
光源ユニットＵＴは、いかなる方法で天井部ＣＥに固定されていてもよいが、例えばバンドやクリップ等を用いてサンバイザーに装着する方法により固定される。
【０２６５】
フレーム２’は、例えば１対の長尺状の部材を備えており、光源ユニットＵＴと反射部６のＺ軸方向の両端とを接続することにより、光源ユニットＵＴと反射部６とを固定している。
【０２６６】
光源ユニットＵＴは、信号生成部３および走査光出射部４を内蔵しており、走査光出射部４からは反射部６に向けて信号光Ｌ４が出射される。
【０２６７】
本実施形態に係る反射部６も、ハーフミラーであり、外界光Ｌ５を透過させる機能を有する。すなわち、反射部６は、光源ユニットＵＴからの信号光Ｌ４（映像光）を反射させるとともに、使用時において自動車ＣＡ外からフロントウィンドウＷを経て使用者の眼ＥＹに向かう外界光Ｌ５を透過させる機能を有する。これにより、使用者は、外界像を視認しながら、信号光Ｌ４により形成された虚像（画像）を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドアップディスプレイを実現することができる。
【０２６８】
このような画像表示装置１も、前述したように、第１実施形態に係る信号生成部３を備えている。このため、波長の異なる複数の光を高速で変調可能であるにもかかわらず、光利用効率が高いことから、表示画像の高画質化が図られる。すなわち、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。また、小型化が容易であるため、使用者の行動を阻害し難いといった利点もある。
【０２６９】
以上、本発明の光変調器および画像表示装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０２７０】
例えば、本発明の画像表示装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０２７１】
また、反射部は、平面の反射面を備えていてもよい。
また、本発明の画像表示装置の実施形態は、上述したヘッドマウントディスプレイやヘッドアップディスプレイに限定されず、網膜走査方式の表示原理を有する形態であればいかなる形態にも適用可能である。
【０２７２】
また、本発明の光変調器は、画像表示装置以外の用途に用いられるものであってもよい。かかる用途としては、例えば、波長多重光通信が挙げられ、装置としては、例えば、通信用機器、コンピューター用機器等が挙げられる。
【符号の説明】
【０２７３】
１            画像表示装置
２            フレーム
２’          フレーム
３            信号生成部
４            走査光出射部
５            接続部
６            反射部
１０          反射部
１７          コイル
１８          信号重畳部
２１          ノーズパッド部
２２          フロント部
２３          テンプル部
２４          モダン部
２５          リム部
２６          ブリッジ部
２７          凹部
３０          光変調器
３１          信号光生成部
３２          駆動信号生成部
３３          制御部
３４          光検出部
３５          固定部
４１          ハウジング
４２          光走査部
４３          レンズ
４５          レンズ
４６          支持部材
７１          第１光ファイバー
７２          第２光ファイバー
３０１        基板
３０２        光導波路
３０３        波長選択部
３０４        光変調部
３０４ａ      信号電極
３０４ｂ      グランド電極
３０５        バッファー層
３０６        減光フィルター
３０６Ｂ      減光部
３０６Ｇ      減光部
３０６Ｒ      減光部
３１１        光源部
３１１Ｂ      光源
３１１Ｇ      光源
３１１Ｒ      光源
３１２Ｂ      駆動回路
３１２Ｇ      駆動回路
３１２Ｒ      駆動回路
３２１        駆動回路
３２２        駆動回路
３０２１      コア部
３０２１Ｂ    コア部
３０２１Ｇ    コア部
３０２１Ｒ    コア部
３０２１ａ    コア部
３０２１ｂ    コア部
３０２２      クラッド部
３０２３      分岐部
３０２４      合流部
３０２５      合流部
３０２７      環状コア部
３０２８      コア部
３０２９Ｂ    光入射部
３０２９Ｇ    光入射部
３０２９Ｒ    光入射部
３０３１      拡幅コア部
３０３１ａ    可変領域
３０３１ｂ    可変領域
３０３１ｃ    不変領域
３０３３      第１電極
３０３３ａ    第１電極
３０３３ｂ    第１電極
３０３４      第２電極
３０３５      電極
３０４０      電極
３０４５      電界印加部
３０６１Ｂ    金属膜
３０６１Ｇ    金属膜
３０６１Ｒ    金属膜
３０６２Ｂ    低屈折率部
３０６２Ｇ    低屈折率部
３０６２Ｒ    低屈折率部
３０６３      金属膜
ＣＡ          自動車
ＣＥ          天井部
ＥＡ          耳
ＥＹ          眼
Ｈ            頭部
Ｌ            信号光
Ｌ’          分割光
Ｌ０          長さ
Ｌ１          実効長
Ｌ２          実効長
Ｌ３          実効長
Ｌ４          信号光
Ｌ５          外界光
ＬＢ          青色光
ＬＧ          緑色光
ＬＲ          赤色光
ＮＳ          鼻
ＴＺ０        時間帯
ＴＺ１        第１の時間帯
ＴＺ２        第２の時間帯
ＴＺ３        第３の時間帯
ＵＴ          光源ユニット
Ｖ１          電圧
Ｖ２          電圧
Ｗ            フロントウィンドウ
Ｗ１          実効幅
Ｗ２          実効幅
Ｗ３          実効幅
【図１】
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【図２】
2016071261.tif 000004
【図３】
2016071261.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016071261.tif 000007
【図６】
2016071261.tif 000008
【図７】
2016071261.tif 000009
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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