特許 7528213 光導波路パッケージ、発光装置および投影システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】光導波路パッケージ、発光装置および投影システム

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/32 20060101AFI20240729BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20240729BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

G02B6/32

G02B6/12 301

G02B6/42

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022531686

(86)(22)【出願日】2021-06-07

(86)【国際出願番号】 JP2021021545

(87)【国際公開番号】W WO2021261232

(87)【国際公開日】2021-12-30

【審査請求日】2022-12-20

(31)【優先権主張番号】P 2020110903

(32)【優先日】2020-06-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】庄田 学史

(72)【発明者】

【氏名】藤本 康弘

【審査官】奥村 政人

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／０７８７３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２２８４０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－１９４５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２３５９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１４９４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１１８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７６９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６５７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９３９４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／１２－ ６／１４

Ｇ０２Ｂ ６／２６－ ６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０－ ６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２－ ６／４３

Ｇ０２Ｂ ２６／００－２６／１２

Ｇ０３Ｂ ２１／００－２１／１０

Ｇ０３Ｂ ２１／１２－２１／１３

Ｇ０３Ｂ ２１／１３４－２１／３０

Ｇ０３Ｂ ３３／００－３３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と、該第１面と接続する側面と、を有する基板と、
前記第１面上に位置するクラッドと、
第１素子からの光が入射する第１端および該第１端から延びた先に位置する第２端を有する第１コアと、
前記第１素子と光の波長の異なる第２素子からの光が入射する第３端および該第３端から延びた先に位置する第４端を有する第２コアと、
前記第２端および前記第４端から出射される光の光路上に位置するレンズと、を備え、
前記第１コア又は前記第２コアの少なくともいずれかは湾曲しており、
前記第２端と前記レンズとの第１距離は、前記第１素子の光の波長に応じた距離であり、
前記第４端と前記レンズとの第２距離は、前記第２素子の光の波長に応じた距離であり、
前記第２端および前記第４端は、前記クラッドの端面から露出し、
前記側面は、前記第２端および前記第４端が向かう方向に位置する正面部を有し、
前記正面部は、前記端面よりも前記レンズ側に位置し、
前記基板は、少なくとも前記正面部と前記端面との間に位置する凹部を更に有している、光導波路パッケージ。

【請求項2】

第１面と、該第１面と接続する側面と、を有する基板と、
前記第１面上に位置するクラッドと、
第１素子からの光が入射する第１端および該第１端から延びた先に位置する第２端を有する第１コアと、
前記第１素子と光の波長の異なる第２素子からの光が入射する第３端および該第３端から延びた先に位置する第４端を有する第２コアと、
前記第１素子および前記第２素子と光の波長の異なる第３素子からの光が入射する第５端および該第５端から延びた先に位置する第６端を有する第３コアと、
前記第２端、前記第４端、および前記第６端から出射される光の光路上に位置するレンズと、を備え、
前記第１コア、前記第２コア、および前記第３コアの少なくともいずれか１つは湾曲しており、
前記第２端と前記レンズとの距離を第１距離ｄ１とし、
前記第４端と前記レンズとの距離を第２距離ｄ２とし、
前記第３端と前記レンズとの距離を第３距離ｄ３、としたとき、
ｄ１＜ｄ２＜ｄ３を満たし、
前記第２端、前記第４端、および前記第６端は、前記クラッドの端面から露出し、
前記側面は、前記第２端、前記第４端、および前記第６端が向かう方向に位置する正面部を有しており、
前記正面部は、前記端面よりも前記レンズ側に位置している、光導波路パッケージ。

【請求項3】

前記第２端および前記第４端の少なくともいずれかは、前記光路に対して傾いている、請求項１又は請求項２に記載の光導波路パッケージ。

【請求項4】

前記端面は、前記第２端および前記第４端を含む平面である、請求項１～請求項３のいずれか一つに記載の光導波路パッケージ。

【請求項5】

前記端面は、前記正面部に対して傾いている、請求項４記載の光導波路パッケージ。

【請求項6】

平面視において、前記凹部は、前記第１素子の光の光路および前記第２素子の光の光路に重なっている、請求項１に記載の光導波路パッケージ。

【請求項7】

前記第３端と前記第４端とは、同一の直線上に位置しており、
前記直線が延びる方向を第１方向としたとき、
前記第１端と前記第２端とは、前記第１方向において間を空けている、請求項１～請求項６のいずれか一つに記載の光導波路パッケージ。

【請求項8】

前記第１端から前記第２端を結ぶ直線、又は前記第３端から前記第４端を結ぶ直線が延びる方向を第１方向としたとき、
前記第１方向に垂直な第２方向において、前記第１端と前記第３端とは、異なる位置に位置している、請求項１～請求項７のいずれか一つに記載の光導波路パッケージ。

【請求項9】

前記クラッドは、前記第１素子および前記第２素子を収容する空間を有しており、
前記第１端および前記第３端は、前記空間に露出している、請求項１～請求項８のいずれか一つに記載の光導波路パッケージ。

【請求項10】

前記第１素子および前記第２素子と電気的に接続するための外部接続配線を更に備え、
前記外部接続配線は、前記空間内から前記空間外にわたって位置している、請求項９に記載の光導波路パッケージ。

【請求項11】

請求項１～請求項１０のいずれか一つに記載の光導波路パッケージと、
第１素子と、
第２素子と、を備える発光装置。

【請求項12】

請求項１１記載の発光装置と、
前記レンズによって集光された光の光路上に位置するスクリーンと、を備える投影システム。

【請求項13】

前記第１素子および前記第２素子は、半導体レーザーであり、
前記スクリーンは、前記半導体レーザーのビームウエストの位置で前記スクリーンに投影されている、請求項１２記載の投影システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光導波路パッケージ、発光装置および投影システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術の一例は、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１８９９０６号公報

【発明の概要】

【0004】

本開示の光導波路パッケージは、第１面と、該第１面と接続する側面と、を有する基板と、
前記第１面上に位置するクラッドと、
第１素子からの光が入射する第１端および該第１端から延びた先に位置する第２端を有する第１コアと、
前記第１素子と光の波長の異なる第２素子からの光が入射する第３端および該第３端から延びた先に位置する第４端を有する第２コアと、
前記第２端および前記第４端から出射される光の光路上に位置するレンズと、を備え、
前記第１コア又は前記第２コアの少なくともいずれかは湾曲しており、
前記第２端と前記レンズとの第１距離は、前記第１素子の光の波長に応じた距離であり、
前記第４端と前記レンズとの第２距離は、前記第２素子の光の波長に応じた距離であり、
前記第２端および前記第４端は、前記クラッドの端面から露出し、
前記側面は、前記第２端および前記第４端が向かう方向に位置する正面部を有し、
前記正面部は、前記端面よりも前記レンズ側に位置し、
前記基板は、少なくとも前記正面部と前記端面との間に位置する凹部を更に有している。
本開示の他の光導波路パッケージは、第１面と、該第１面と接続する側面と、を有する基板と、
前記第１面上に位置するクラッドと、
第１素子からの光が入射する第１端および該第１端から延びた先に位置する第２端を有する第１コアと、
前記第１素子と光の波長の異なる第２素子からの光が入射する第３端および該第３端から延びた先に位置する第４端を有する第２コアと、
前記第１素子および前記第２素子と光の波長の異なる第３素子からの光が入射する第５端および該第５端から延びた先に位置する第６端を有する第３コアと、
前記第２端、前記第４端、および前記第６端から出射される光の光路上に位置するレンズと、を備え、
前記第１コア、前記第２コア、および前記第３コアの少なくともいずれか１つは湾曲しており、
前記第２端と前記レンズとの距離を第１距離ｄ１とし、
前記第４端と前記レンズとの距離を第２距離ｄ２とし、
前記第３端と前記レンズとの距離を第３距離ｄ３、としたとき、
ｄ１＜ｄ２＜ｄ３を満たし、
前記第２端、前記第４端、および前記第６端は、前記クラッドの端面から露出し、
前記側面は、前記第２端、前記第４端、および前記第６端が向かう方向に位置する正面部を有しており、
前記正面部は、前記端面よりも前記レンズ側に位置している。

【0005】

また本開示の発光装置は、
上記の光導波路パッケージと、
第１素子と、
第２素子と、を備える。

【0006】

また本開示の投影システムは、
上記の発光装置と、
前記レンズによって集光された光の光路上に位置するスクリーンと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

本開示の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。

【0008】

【図1】本開示の一実施形態の光導波路パッケージを具備した発光装置を示す分解斜視図である。

【図2】図１に示される発光装置の封止蓋体を省略した斜視図である。

【図3】図２の切断面線ＩＩＩ－ＩＩＩから見た発光装置の断面図である。

【図4】発光装置の平面図である。

【図5】本開示の他の実施形態の発光装置を示すレンズ付近の拡大平面図である。

【図6A】本開示のさらに他の実施形態の発光装置を示すレンズ付近の拡大平面図である。

【図6B】発光装置を示すレンズ付近の拡大側面図である。

【図7】本開示のさらに他の実施形態の発光装置を示すレンズ付近の拡大斜視図である。

【図8】本開示のさらに他の実施形態の発光装置を示すレンズ付近の拡大平面図である。

【図9】本開示のさらに他の実施形態の発光装置を示す分解斜視図である。

【図10】図９に示される発光装置の封止蓋体を省略した斜視図である。

【図11】図９の切断面線ＸＩ－ＸＩから見た発光装置の断面図である。

【図12】本開示の一実施形態である投影システムの構成を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の画像投影装置の基礎となる構成の画像投影装置では、複数の光源から出射された光ビームは、光ビームごとに光導波路を通り、集光レンズで集光され、走査ミラーで反射されてスクリーンに投影される。

【0010】

以下、添付図面を参照して、本開示の発光装置の実施形態について説明する。

【0011】

図１は本開示の一実施形態の光導波路パッケージ１００を具備した発光装置２００を示す分解斜視図である。図２は図１に示される発光装置２００の封止蓋体１１を省略した斜視図である。図３は図２の切断面線ＩＩＩ－ＩＩＩから見た発光装置２００の断面図である。図４は発光装置２００の平面図である。本実施形態の光導波路パッケージ１００は、第１面２を有する基板１と、第１面２上に位置するクラッド３と、クラッド３内に位置するコア４と、コア４から出射される光の光路上に位置するレンズ４５と、を備える。

【0012】

図１から図４に記載の一実施形態に係る光導波路パッケージ１００は、発光素子である第１素子１０Ａおよび第２素子１０Ｂをそれぞれ収容する貫通孔８を有し、光導波路パッケージ１００と両素子とを含んで発光装置２００が構成される。本実施形態の光導波路パッケージ１００では、発光素子である第３素子１０Ｃを収容する貫通孔８をさらに有しており、発光装置２００は、第３素子１０Ｃを含む。本開示では、第３素子１０Ｃを有する構成を開示しているが、その限りではなく、例えば第１素子１０Ａおよび第２素子１０Ｂのみを有する構成であってもよい。発光素子としては、レーザーダイオードなどを適用することができる。基板１の第１面２の貫通孔８で囲まれた領域には、素子搭載部６が設けられる。クラッド３は、基板１の第１面２に対向する第２面３ａと、第２面３ａの反対に位置する第３面３ｂと、を有していてもよく、そのとき、貫通孔８は、第３面３ｂから第２面３ａに貫通していてもよい。

【0013】

素子搭載部６は、各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを基板１の第１面２に接合する。素子搭載部６は、例えば基板１の第１面２に設けられたメタライズ層などの金属部材を含んでいてもよい。素子搭載部６の金属部材と各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとは、例えば、ろう材または接着剤などのダイボンディング材によって接合されていてもよい。また、本実施形態では、素子搭載部６の金属部材は外部接続配線１５と接続される。素子搭載部６の金属部材と各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの下面側の電極とが電気的に接続され、外部接続配線１５を介して、外部の電源回路などと電気的に接続することができる。外部接続配線１５は、貫通孔８内から貫通孔８外にわたって設けられていてもよい。各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面側の電極は、例えば、図示しないボンディングワイヤなどによって外部接続配線１５（素子搭載部６の金属部材とは非接続）と電気的に接続してもよい。また、複数の貫通孔８および複数の素子搭載部６は、本実施形態では等間隔かつ光が出射する方向に対し垂直な方向に横並びしているが、その限りではない。例えば本実施形態以外にも、第３面３ｂに向かう平面視で段違いに位置していてもよい。

【0014】

本実施形態では、第１素子１０Ａの出射光と第２素子１０Ｂの出射光とは、波長が異なっている。本実施形態では、第１素子１０Ａの出射光および第２素子１０Ｂの出射光と第３素子１０Ｃとは波長が異なっている。このような発光素子の例としては、例えば、第１素子１０Ａの出射光が青色光（波長λＢ＝４５０ｎｍ）であり、第２素子１０Ｂの出射光が緑色光（波長λＧ＝５２０ｎｍ）である。第３素子１０Ｃの出射光は、例えば、赤色光（波長λＲ＝６５０ｎｍ）である。

【0015】

基板１は、複数の誘電体層が積層されて形成されていてもよい。基板１は、誘電体層がセラミック材料を含むセラミック配線基板であってもよい。セラミック配線基板で用いられるセラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化ケイ素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体等が挙げられる。基板１がセラミック配線基板である場合、誘電体層には、発光素子および受光素子と外部回路との電気的接続のための接続パッド、内部配線導体、外部接続端子等の各導体が配設されていてもよい。

【0016】

基板１の材料としては、例えば誘電体層が有機材料を含む有機配線基板であってもよい。有機配線基板は、例えば、プリント配線基板、ビルドアップ配線基板、フレキシブル配線基板等である。有機配線基板に用いられる有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。また、基板１の材料としては、例えば化合物半導体を用いた基板であってもよい。化合物半導体を用いた基板に用いられる材料としては、例えばシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、インジウム（Ｉｎ）、リン（Ｐ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）等が挙げられる。

【0017】

クラッド３およびコア４は、例えば、石英などのガラス、樹脂等であってもよい。クラッド３およびコア４を構成する材料としては、いずれもガラスあるいは樹脂であってもよく、一方がガラスでもう一方が樹脂であってもよい。コア４とクラッド３との屈折率が異なっており、コア４がクラッド３よりも屈折率が高ければよい。この屈折率の違いを利用して、コア４を進行する光をクラッド３との界面で全反射させる。つまり、屈折率の高い材料で路を作り、周りを屈折率の低い材料で囲んでおくことで、光を屈折率の高いコア４内に閉じ込めて進行させることができる。

【0018】

コア４は、第１素子１０Ａおよび第２素子１０Ｂのそれぞれに対応する第１コア４１および第２コア４２を含む。コア４は、第３素子１０Ｃに対応する第３コア４３をさらに含む。第１コア４１は、第１素子１０Ａからの光が入射する第１端４１ａおよび第１端４１ａから延びた先に位置する第２端４１ｂを有する。第２コア４２は、第２素子１０Ｂからの光が入射する第３端４２ａおよび第３端４２ａから延びた先に位置する第４端４２ｂを有する。第３コア４３は、第３素子１０Ｃからの光が入射する第５端４３ａおよび第５端４３ａから延びた先に位置する第６端４３ｂを有する。

【0019】

第１素子１０Ａから出射された青色光は、第１端４１ａから第１コア４１に入射し、第１コア４１内を進行して第２端４１ｂから出射される。第２素子１０Ｂから出射された緑色光は、第３端４２ａから第２コア４２に入射し、第２コア４２内を進行して第４端４２ｂから出射される。第３素子１０Ｃから出射された赤色光は、第５端４３ａから第３コア４３に入射し、第３コア４３内を進行して第６端４３ｂから出射される。本実施形態では、第１コア４１の第２端４１ｂおよび第２コア４２の第４端４２ｂは、いずれもクラッド３の端面で露出しており、第３コア４３の第６端４３ｂもクラッド３の端面で露出している。

【0020】

レンズ４５は、第２端４１ｂおよび第４端４２ｂから出射される光の光路、ならびに第６端４３ｂから出射される光の光路上に位置している。第２端４１ｂとレンズ４５との第１距離ｄ１は、第１素子１０Ａの光の波長に応じた距離である。また、第４端４２ｂとレンズ４５との第２距離ｄ２は、第２素子１０Ｂの光の波長に応じた距離である。第６端４３ｂとレンズ４５との第３距離ｄ３は、第３素子１０Ｃの光の波長に応じた距離である。第１素子１０Ａの出射光である青色光の波長λＢ、第２素子１０Ｂの出射光である緑色光の波長λＧ、第３素子１０Ｃの出射光である赤色光の波長λＲは、λＢ＜λＧ＜λＲの関係にある。第１距離ｄ１、第２距離ｄ２、第３距離ｄ３は、各波長およびレンズ４５の波長依存性に応じた距離であり、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係であればよい。

【0021】

レンズ４５は、例えば、入射面が平面に形成され、出射面が凸面の集光レンズであってもよい。第１距離ｄ１、第２距離ｄ２、第３距離ｄ３は、各波長に応じた距離であり、例えば、レンズ４５における各光の焦点距離であってもよく、焦点距離近傍であって、焦点距離よりも長い距離であってもよい。レンズ４５の入射側の焦点距離は、光の波長によって異なり、波長λＢの光の焦点距離をＦ１、波長λＧの光の焦点距離をＦ２、波長λＲの光の焦点距離をＦ３とすると、ｄ１＝Ｆ１、ｄ２＝Ｆ２、ｄ３＝Ｆ３（Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３）であってもよい。

【0022】

後述のように本実施形態の発光装置２００は、投影システムの光源として用いることができる。発光装置２００から出射された光（レンズ４５を通った光）は、反射ミラーで反射されて、スクリーンに照射される。レンズ４５を通った光は、レンズ４５によって集光されることで絞られ、再度広がることになるが、この絞られた部分であるビームウエストの位置にスクリーンがあると、画像に滲みが無くシャープな画像が得られる。レンズ４５からビームウエストまでの距離は、レンズ４５とコア４の出射端との距離によって変わる。レンズ４５とコア４の出射端との距離を焦点距離より長い距離とすると、レンズ４５からビームウエストまでの距離が長くなる。レンズ４５からスクリーンまでの距離に応じて、レンズ４５とコア４の出射端との距離を設定すればよい。投影システムの光源として発光装置２００を用いる場合は、第１距離ｄ１、第２距離ｄ２、第３距離ｄ３は、ｄ１＞Ｆ１、ｄ２＞Ｆ２、ｄ３＞Ｆ３であればよい。また、ビームウエストの位置がスクリーン位置となるように設定すればよい。第１距離ｄ１、第２距離ｄ２、第３距離ｄ３は、レンズ４５の焦点距離と同じではないが、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係は変わらず、光の波長に応じた距離であることには変わりが無い。

【0023】

本実施形態では、第１距離ｄ１、第２距離ｄ２、第３距離ｄ３が上記のように異なるので、例えば図４に示すように、平面視で、クラッド３の出射側の端面は、第２端４１ｂ、第４端４２ｂ、第６端４３ｂの位置に応じた階段状となっている。このように、第１距離ｄ１を第１素子１０Ａの光の波長に応じた距離とし、第２距離ｄ２を第２素子１０Ｂの光の波長に応じた距離とし、さらに第３距離ｄ３を第３素子１０Ｃの光の波長に応じた距離とすることで、色収差が低減された光を出射することができる。

【0024】

入射端側における第１コア４１と第２コア４２と第３コア４３との間隔は、第１素子１０Ａと第２素子１０Ｂと第３素子１０Ｃとの間隔に応じた間隔であって、本実施形態では、例えば等間隔としているが、その限りではない。また、出射端側では、全部の光がレンズ４５に入射する必要があるので、第１コア４１と第２コア４２と第３コア４３との間隔は、出射端側の間隔よりも狭くしている。出射端側における第１コア４１と第２コア４２と第３コア４３との間隔は、本実施形態では、例えば等間隔としているが、その限りではない。本実施形態においては、第１素子１０Ａ、第２素子１０Ｂそして第３素子１０Ｃは、波長順に光導波路パッケージ１００に搭載されていてもよい。

【0025】

封止蓋体１１は、貫通孔８を覆っており、クラッド３の第３面３ｂに位置する。封止蓋体１１とクラッド３との間にはシールリング１７が介在している。シールリング１７は、金属材料からなり、貫通孔８を囲んでおり、例えば、途切れの無い環状に設けられている。シールリング１７を有することで、各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが収容される空間（基板１の第１面２と貫通孔８と封止蓋体１１とで囲まれる空間）内の気密性が向上する。封止蓋体１１のクラッド３への接合には、加熱による接合の場合があり、加熱接合時の応力によってクラッド３およびコア４が歪むことで、各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとコア４との間で光軸ずれが生じるおそれがある。シールリング１７で貫通孔８を囲むことで貫通孔８周りの機械的強度を向上させ、クラッド３およびコア４の歪みが低減されるので、各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとコア４との間の光軸ずれが低減される。そのような構成を有する光導波路パッケージ１００は、光伝送の効率に優れる。

【0026】

封止蓋体１１は、例えば、石英、ホウ珪酸、サファイア等のガラス材料で構成されている。シールリング１７は、例えば、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ、ＰｔもしくはＣｒなどの金属、またはこれらの内から選ばれる２種以上の金属で構成されており、蒸着、スパッタ、イオンプレーティングまたはめっきなどによって、クラッド３の第３面３ｂ上に固定される。封止蓋体１１は、シールリング１７と、例えばＡｕ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系の半田、ＡｇもしくはＣｕなどの金属系ナノ粒子ペースト、またはガラスペーストなどの接合材とを用い、熱硬化接合またはレーザー溶接などで接合される。

【0027】

また、シールリング１７は、クラッド３ではなく、封止蓋体１１のクラッド３と対向する部分に設けられてもよい。この場合、シールリング１７は、例えば、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ、ＰｔもしくはＣｒなどの金属、またはこれらの内から選ばれる２種以上の金属で構成されており、蒸着、スパッタ、イオンプレーティングまたはめっきなどによって、封止蓋体１１に固定される。クラッド３は、シールリング１７と、例えばＡｕ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系の半田、ＡｇもしくはＣｕなどの金属系ナノ粒子ペースト、またはガラスペーストなどの接合材を用い、熱硬化接合またはレーザー溶接などで接合される。

【0028】

またシールリング１７は、クラッド３と封止蓋体１１との両方に設けられていてもよい。この場合、クラッド３と封止蓋体１１とのそれぞれに設けられたシールリング１７どうしは、例えばＡｕ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系の半田、ＡｇもしくはＣｕなどの金属系ナノ粒子ペースト、またはガラスペーストなどの接合材を用い、熱硬化接合またはレーザー溶接などで接合される。

【0029】

図５は、本開示の他の実施形態の発光装置を示すレンズ４５付近の拡大平面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、第２端４１ｂを含む端面および第４端４２ｂを含む端面の少なくともいずれかは、第２端４１ｂおよび第４端４２ｂから出射される光の光路に対して傾いている。第１コア４１の出射端である第２端４１ｂは、出射側における第１コア４１の光軸に対して傾斜している。このとき第２端４１ｂから出射される光の光路と、出射側における第１コア４１の光軸とは、第１コア４１の屈折率に応じた角度を成す。第２端４１ｂから出射される光の光路は、レンズ４５の光軸と平行とするために、第２端４１ｂおよび第２端４１ｂを含むクラッド３の端面は第１コア４１の屈折率に応じ、レンズ４５の光軸に対して傾斜していてもよい。

【0030】

第１コア４１で伝送される光は、一部が第２端４１ｂで反射される場合がある。この反射光が第１コア４１に再結合し、第１コア４１内を進行して第１端４１ａから出射し、第１素子１０Ａに照射されるおそれがある。第１素子１０Ａへの光照射によって、第１素子１０Ａから出射される光が変動して出力が不安定になるおそれがある。上記のように、第２端４１ｂが、第２端４１ｂから出射される光の光路に対して傾斜していることで、第２端４１ｂで光が反射した際の、反射光の第１コア４１への再結合が低減される。これにより、レンズ４５での反射光が第１素子１０Ａに照射されることを低減できるので、第１素子１０Ａの出力が安定化する。また、上記は、第２コア４２および第４端４２ｂについても同様である。なお、上記は、第３コア４３および第６端４３ｂについても同様である。

【0031】

図６Ａは、本開示のさらに他の実施形態の発光装置を示すレンズ４５付近の拡大平面図であり、図６Ｂは、拡大側面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、クラッド３は、第２端４１ｂおよび第４端４２ｂを含む平面を有する。前述の実施形態では、クラッド３の出射側端面は、第２端４１ｂを含む部分の端面と、第４端４２ｂを含む部分の端面と、さらに第６端４３ｂを含む部分の端面とを有する段差状である。これに対して本実施形態では、クラッド３の出射側端面が、第２端４１ｂおよび第４端４２ｂを含む同一平面となっている。この同一平面は、さらに第６端４３ｂも含む。第２端４１ｂおよび第４端４２ｂならびに第６端４３ｂは、それぞれから出射される光の光路に対して傾いていてもよい。クラッド３の出射側端面は、レンズ４５の光軸に対して傾斜した１つの平面となっている。

【0032】

第１距離ｄ１、第２距離ｄ２、第３距離ｄ３は、各波長に応じた距離であり、例えば、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２との差は、第２距離ｄ２と第３距離ｄ３との差とは異なる。第２端４１ｂおよび第４端４２ｂならびに第６端４３ｂが同一平面に含まれるには、第１コア４１および第２コア４２ならびに第３コア４３は、出射側において、等間隔ではなく、第１距離ｄ１、第２距離ｄ２、第３距離ｄ３に応じた間隔とすればよい。本実施形態では、例えば、第１コア４１と第２コア４２との間隔よりも第２コア４２と第３コア４３との間隔を大きくしている。

【0033】

本実施形態ではさらに、基板１が、クラッド３の出射側端面である平面との同一面を有する。基板１の出射側端面とクラッド３の出射側端面とが同一平面に含まれる。このような構成は、例えば、出射側において、基板１とクラッド３と同時に切断することで容易に形成できる。このような切断面は、基板１の出射側端面とクラッド３の出射側端面とを含む同一平面となる。前述の実施形態では、基板１の出射側端面が、クラッド３の出射側端面よりもレンズ４５側に位置する。レンズ４５は、例えば、基板１の出射側端面に固定され、レンズ４５とクラッド３の出射側端面との間に空間が設けられる。この場合、コア４から出射した光の一部は、クラッド３の出射側端面よりも先にある基板１の第１面２において反射されるおそれがある。第１面２で反射した光は、一部がレンズ４５に入射しないので、光の利用効率が低下する。また、第１面２で反射した光は、レンズ４５に入射することでノイズとなり、画質が低下するおそれがある。本実施形態の構成では、コア４から出射した光は、その先に基板１の第１面２が無く、反射することなくレンズ４５に入射されるので、本実施形態の光導波路パッケージ１００は高出力であり、かつ、高画質である。なお、本実施形態においては、第１素子１０Ａ、第２素子１０Ｂそして第３素子１０Ｃは、波長順に光導波路パッケージ１００に搭載される。

【0034】

前述の実施形態では、基板１の第１面２における反射を低減するために、コア４と第１面２との距離を大きくする場合がある。本実施形態では、コア４から出射した光は、基板１の第１面２における反射を考慮する必要がないので、コア４と第１面２との距離を小さくすることができる。すなわち、クラッド３の、コア４より下方の部分の厚さを薄くすることができるので、クラッド３の形成に要する時間（成膜時間）を短縮することができる。

【0035】

本実施形態では、基板１の出射側端面が傾斜しているので、基板１にレンズ４５を固定するのではなく、基板１の下方に保持基材２０を設けてもよい。保持基材２０は、少なくとも基板１の出射側端面よりも延びた部分を有する。保持基材２０に光導波路パッケージ１００を保持し、この延びた部分にレンズ４５を固定すればよい。保持基材２０は、セラミック材料を用いてもよい。セラミック材料は、例えば酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化ケイ素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体等が挙げられる。また保持部材２０は、金属材料を用いてもよい。金属材料は、例えばステンレス、アルミニウム等の金属を用いてもよい。

【0036】

図７は、本開示のさらに他の実施形態の発光装置を示すレンズ付近の拡大斜視図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、基板１は、第１面２に向かう平面透視で、第２端４１ｂおよび第４端４２ｂから出射される光の光路と重なる位置に切り欠き部１ａを有する。本実施形態では、さらに、第６端４３ｂから出射される光の光路と重なる位置にも切り欠き部１ａを有する。切り欠き部１ａは、第１面２側から厚さ方向に切り欠かれた部分であり、基板１の切り欠き部１ａを設けた部分の厚さが薄くなっている。本実施形態の構成では、コア４から出射した光は、切り欠き部１ａによって反射することなくレンズ４５に入射されるので、光の利用効率の低下を低減できる。また、第１面２で反射した光による、ノイズの発生を低減できる。このような構成を有する光導波路パッケージ１００は高出力であり、かつ、高画質である。

【0037】

基板１が、例えば、複数の誘電体層が積層されて形成されている場合、第１面２側に積層される誘電体層において、切り欠き部１ａに相当する部分を予め除去しておけばよい。また、板状の基板１に対して、例えば、反応性イオンエッチングによって切り欠き部１ａを形成することもできる。いずれも基板１の製造工程中に実施可能な加工である。

【0038】

図８は、本開示のさらに他の実施形態の発光装置を示すレンズ４５付近の拡大平面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、クラッド３が、第２端４１ｂおよび第４端４２ｂを覆っている。本実施形態では、クラッド３が、さらに第６端４３ｂを覆っている。言い換えると、第１コア４１の第２端４１ｂおよび第２コア４２の第４端４２ｂが露出せず、クラッド３内に埋まっている。なお、クラッド３とコア４との界面のうち側方の界面と、出射端である第２端４１ｂとクラッド３との界面とは、光の入射角が異なるので、側方の界面では光が全反射し、第２端４１ｂでは、反射することなく透過する。第１コア４１の第２端４１ｂから透過した光は、クラッド３内を進行して、クラッド３からレンズ４５に向けて出射する。クラッド３内を進行する光の一部が、出射面で反射するが、この反射光が、第２端４１ｂから第１コア４１内に入射する可能性は低い。レンズ４５で光の一部が反射した場合も同様である。これにより、反射光が第１コア４１を通って第１素子１０Ａに照射されることを低減でき、第１素子１０Ａの出力が安定化する。また、上記は、第２コア４２および第４端４２ｂについても同様である。なお、上記は、第３コア４３および第６端４３ｂについても同様である。

【0039】

図９は本開示のさらに他の実施形態の発光装置２００Ａを示す展開図である。図１０は図９に示される発光装置２００Ａの封止蓋体１１Ａを省略した斜視図である。図１１は図９の切断面線ＸＩ－ＸＩから見た発光装置２００Ａの断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。前述の実施形態では、各貫通孔８から各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上部が突出し、これが覆われるように箱状の封止蓋体１１を用いる構成について述べた。他にも、本実施形態の光導波路パッケージ１００Ａおよび発光装置２００Ａで開示するように、各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの全体が貫通孔８に収容される構成とし、この貫通孔８を板状の封止蓋体１１Ａによって覆い、封止する構成であってもよい。このような構成を採用することによって、封止蓋体１１Ａの構成が簡素化することができる。なお、本実施形態のような構成では、例えばフリップチップ接続の各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを用いることで、下面のみで外部接続配線１５と接続し、外部接続配線１５を介して外部の電源供給回路と接続することができる。

【0040】

図１から図１１で説明してきた光導波路パッケージならびに発光装置では、光導波路パッケージ１００が貫通孔８を有しているが、その限りではない。貫通孔８の他にも、第３面３ｂに開口する凹部であってもよい。また、コア４に光を導入する構成であれば、素子搭載部６を有する外部基板であってもよい。その場合、コア４への光の導入には光ファイバ等を用いてもよい。

【0041】

図１２は本開示の一実施形態である投影システム５００の構成を示す概略図である。投影システム５００は、発光装置２００と、レンズ４５によって集光された光の光路上に位置するスクリーン４００とを備える。投影システム５００は、発光装置２００に代えて発光装置２００Ａを備えてもよい。本実施形態の投影システムは、さらに走査ミラー３００を備えている。発光装置２００から出射された光は、走査ミラー３００で反射されて光路が変化し、スクリーン４００上に投影される。走査ミラー３００は、例えば、反射角度を変更することで、発光装置２００からの出射光がスクリーン４００上に投影される位置をずらすことができる。投影位置をスクリーン４００上で連続的にずらすことでスクリーン４００にカラー画像を表示させることができる。発光装置２００からの出射光は、色収差が低減されているので、スクリーン４００に表示される画像は、滲みおよび画素ずれなど少なく、高画質である。

【0042】

走査ミラー３００は、微小な反射角度の変更を、短時間で連続的に実行可能であればよく、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を利用したマイクロミラーなどを用いることができる。走査ミラー３００には、マイクロミラーの他にも、ポリゴンスキャナ、ガルバノスキャナ、レゾナントスキャナ等を用いることができる。スクリーン４００は、拡散型、回帰型、反射型あるいはリア型のスクリーンであってもよい。また、スクリーン４００は、観察者の網膜であってもよい。

【0043】

第１素子１０Ａおよび第２素子１０Ｂは、半導体レーザーであり、発光装置２００からの出射光は、半導体レーザーのビームウエストの位置でスクリーン４００に投影されている。前述のように、ビームウエストは、出射光が集光した部分であり、スクリーン４００に投影されたビーム径は最小となっていてもよい。言い換えると、スクリーン４００上にビームウエストが位置していてもよい。これにより、スクリーン４００に表示される画像の画質がさらに向上する。

【0044】

本開示のさらに他の実施形態では、各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）に限るものではなく、例えば、ＬＤ（Laser Diode）、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）などであってもよい。また、発光装置２００は、各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを基板１上に直接搭載しなくてもよい。例えば、離れた位置にある各発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから光ファイバによって導光し、第１コア４１、第２コア４２、第３コア４３にそれぞれ入射させてもよい。

【0045】

本開示は次の実施の形態が可能である。

【0046】

本開示の光導波路パッケージは、第１面を有する基板と、
前記第１面上に位置するクラッドと、
第１素子からの光が入射する第１端および該第１端から延びた先に位置する第２端を有する第１コアと、
前記第１素子と光の波長の異なる第２素子からの光が入射する第３端および該第３端から延びた先に位置する第４端を有する第２コアと、
前記第２端および前記第４端から出射される光の光路上に位置するレンズと、を備え、
前記第２端と前記レンズとの第１距離は、前記第１素子の光の波長に応じた距離であり、
前記第４端と前記レンズとの第２距離は、前記第２素子の光の波長に応じた距離である。

【0047】

また本開示の発光装置は、
上記の光導波路パッケージと、
第１素子と、
第２素子と、を備える。

【0048】

また本開示の投影システムは、
上記の発光装置と、
前記レンズによって集光された光の光路上に位置するスクリーンと、を備える。

【0049】

本開示の光導波路パッケージおよび発光装置によれば、色収差が低減された光を出射することができる。本開示の投影システムによれば、投影画像の画質を向上させることができる。

【0050】

以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、また、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

【符号の説明】

【0051】

１ 基板
１ａ 切り欠き部
２ 第１面
３ クラッド
３ａ 第２面
３ｂ 第３面
４ コア
６ 素子搭載部
８ 貫通孔
１０Ａ 第１素子
１０Ｂ 第２素子
１０Ｃ 第３素子
１１ 封止蓋体
１５ 外部接続配線
１７ シールリング
２０ 保持基材
４１ 第１コア
４１ａ 第１端
４１ｂ 第２端
４２ 第２コア
４２ａ 第３端
４２ｂ 第４端
４３ 第３コア
４３ａ 第５端
４３ｂ 第６端
４５ レンズ
１００ 光導波路パッケージ
２００ 発光装置
３００ 走査ミラー
４００ スクリーン
５００ 投影システム
１００，１００Ａ 光導波路パッケージ
２００，２００Ａ 発光装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】