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JP2005173469A - Optical waveguide device - Google Patents

Optical waveguide device Download PDF

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JP2005173469A
JP2005173469A JP2003416599A JP2003416599A JP2005173469A JP 2005173469 A JP2005173469 A JP 2005173469A JP 2003416599 A JP2003416599 A JP 2003416599A JP 2003416599 A JP2003416599 A JP 2003416599A JP 2005173469 A JP2005173469 A JP 2005173469A
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JP
Japan
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optical waveguide
light
core layer
layer
waveguide device
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Pending
Application number
JP2003416599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Suzuki
健二 鈴木
Hidehiko Nakada
英彦 中田
Takahiro Arakida
孝博 荒木田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2003416599A priority Critical patent/JP2005173469A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide device permitting to easily align a light source with an optical waveguide, and accurately and efficiently make the light incident to the optical waveguide. <P>SOLUTION: The optical waveguide device 64 consists of a platform 4 to which each LED is fixed, and a conjugation of a core layer 19 and cladding layer 6, and has an optical waveguide 9 formed so as to guide the light incident to the core layer 19 to the light exit side and holding bars 5 for holding the platform 4 and the optical waveguide 9 at a fixed interval, and the optical waveguide 9 is fixed on the platform 4 via bars 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、コア層とクラッド層との接合体からなり、光源モジュール、光インターコネクション、光通信等に好適な光導波路を有する光導波路装置、及びこれを用いるディスプレイ等の光情報処理装置に関するものである。   The present invention relates to an optical waveguide device comprising an assembly of a core layer and a clad layer and having an optical waveguide suitable for a light source module, optical interconnection, optical communication, and the like, and an optical information processing device such as a display using the optical waveguide device. It is.

これまで、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、比較的短距離間の情報伝達は、主に電気信号により行われてきたが、集積回路の性能を向上させるためには、信号の高速化や信号配線の高密度化が必要となる。しかし、電気信号配線においては、配線の時定数による信号遅延やノイズの発生等の問題から、電気信号の高速化や電気信号配線の高密度化が困難である。   Until now, information transmission over a relatively short distance, such as between boards in an electronic device or between chips in a board, has been carried out mainly by electrical signals, but in order to improve the performance of integrated circuits, And high-density signal wiring are required. However, in the electric signal wiring, it is difficult to increase the speed of the electric signal and increase the density of the electric signal wiring due to problems such as signal delay and noise generation due to the time constant of the wiring.

こうした問題を解決する光配線(光インターコネクッション)が注目されている。光配線は、電子機器間、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、種々の個所に適用可能であり、例えば、チップ間のような短距離間の信号の伝送には、チップが搭載されている基板上に光導波路を形成し、信号変調されたレーザ光等の伝送路とした光伝送、通信システムを構築することができる。   Optical wiring (optical interconnect cushion) that solves these problems has attracted attention. Optical wiring can be applied to various locations such as between electronic devices, between boards in electronic devices, or between chips in a board. For example, chips are used for transmission of signals over a short distance such as between chips. It is possible to construct an optical transmission and communication system in which an optical waveguide is formed on a substrate on which it is mounted, and a signal modulation laser beam or the like is used as a transmission path.

他方、光導波路をディスプレイの光源モジュールとして用いることも知られている。例えば、映像ソフト、ゲーム、コンピュータ画面、映画等を自分だけのデイ画面で楽しめるヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display)の開発が成されており、サングラスのように掛けるだけで、臨場感あふれる映像をいつでもどこでも気軽に体感できるパーソナルなディスプレイがある(米国特許第5,467,104号公報参照)。   On the other hand, it is also known to use an optical waveguide as a light source module of a display. For example, the development of a head mounted display that allows you to enjoy video software, games, computer screens, movies, etc. on your own day screen has been developed. There is a personal display that can be easily felt anywhere (see US Pat. No. 5,467,104).

このヘッドマウントディスプレイの光源には、赤色、緑色、青色の発光ダイオード(LED)が使われているがLED光はコヒーレント性が無く、放射角が広く、集光して3色を合波することが難しい。そこで、3種のLED光を光導波路に通して合波し、均一な白色光を作り出す技術が知られている(日経エレクトロニクス2003.3.31号,p127)。   Red, green and blue light emitting diodes (LEDs) are used as the light source for this head mounted display, but the LED light is not coherent, has a wide radiation angle, and is condensed to combine the three colors. Is difficult. Therefore, a technique is known in which three types of LED light are combined through an optical waveguide to create uniform white light (Nikkei Electronics 2003.3.31, p127).

また、図28に示すような構造の光導波路103も知られている(後述の特許文献1参照)。   An optical waveguide 103 having a structure as shown in FIG. 28 is also known (see Patent Document 1 described later).

この光導波路103は、図28(A)及び(B)に示すように、半導体基板又は誘電体基板からなる所定厚さのInP基板101上に、例えば、厚さ0.5μmのInPからなるクラッド層102が形成され、この上に、入射面104側での幅が50μm、出射面107側の幅が2μmであって直線状傾斜面105を有するInGaAsからなるコア層106が形成されている。   As shown in FIGS. 28A and 28B, the optical waveguide 103 is formed on a InP substrate 101 having a predetermined thickness made of a semiconductor substrate or a dielectric substrate, for example, a cladding made of InP having a thickness of 0.5 μm. A layer 102 is formed, and a core layer 106 made of InGaAs having a linear inclined surface 105 having a width of 50 μm on the incident surface 104 side and a width of 2 μm on the emission surface 107 side is formed thereon.

そして、クラッド層102及びコア層106を覆うようにして、例えば、厚さ1μmのInPからなるクラッド層108が形成され、光導波路103が構成されている。   Then, for example, a clad layer 108 made of InP having a thickness of 1 μm is formed so as to cover the clad layer 102 and the core layer 106, and the optical waveguide 103 is configured.

そして、図28(C)に示すように、この光導波路103のクラッド層102上の入射側に、例えば、光源としてのレーザ109(何色でもよい)を配置し、このレーザ109から発する光ビームを入射面104からコア層106内に入射すると、光ビームは極太線で表すように、コア層106の幅の変化に伴ってその広がりが狭くなるように変化して集光した後に、出射面107から外部に出射する。   Then, as shown in FIG. 28C, for example, a laser 109 (any color) as a light source is disposed on the incident side of the optical waveguide 103 on the cladding layer 102, and a light beam emitted from the laser 109. Is incident on the core layer 106 from the incident surface 104, and the light beam is condensed so that the spread of the core layer 106 becomes narrow as the width of the core layer 106 changes, as shown by a thick line, and then the light exit surface. The light is emitted from 107 to the outside.

また、別の従来例として、図29に示すような構造の光導波路113も知られている。   As another conventional example, an optical waveguide 113 having a structure as shown in FIG. 29 is also known.

この光導波路113は、シリコン基板110と、このシリコン基板110上に形成され、片方の端部にミラー状傾斜面114を有する構造である。   The optical waveguide 113 is formed on the silicon substrate 110 and the silicon substrate 110 and has a mirror-like inclined surface 114 at one end.

この光導波路113は、高分子有機化合物光導波路として形成され、それぞれが高分子有機化合物樹脂で形成された、クラッド層112及びコア層111からなる平面型光導波路として構成されている。コア層111は屈折率がクラッド層112より0.1〜3.0%程度大きい高分子有機化合物で形成され、その材質は、オキセタン樹脂である。   The optical waveguide 113 is formed as a polymer organic compound optical waveguide, and is configured as a planar optical waveguide composed of a clad layer 112 and a core layer 111, each formed of a polymer organic compound resin. The core layer 111 is formed of a high molecular organic compound having a refractive index higher by about 0.1 to 3.0% than that of the cladding layer 112, and the material thereof is oxetane resin.

また、クラッド層112及びコア層111の光入射面側の端面は、右肩上がりで45度の斜め形状に加工されてミラー状傾斜面114を構成しており、積層されたクラッド層112及びコア層111の内、下層のコア層111が上層のクラッド層112よりも外側へ突き出している。また、基板110の側面は、ミラー状傾斜面114の下部領域よりも光出射側に位置している。   Further, the end surfaces on the light incident surface side of the clad layer 112 and the core layer 111 are processed into an oblique shape of 45 degrees so as to rise to the right side to form a mirror-like inclined surface 114, and the laminated clad layer 112 and core are laminated. Of the layers 111, the lower core layer 111 protrudes outward from the upper clad layer 112. Further, the side surface of the substrate 110 is located on the light emission side with respect to the lower region of the mirror-like inclined surface 114.

特開平5−173036号公報(第2頁右欄17行〜第3頁左欄8行、図1d、図1e)JP-A-5-173036 (page 2, right column, line 17 to page 3, left column, line 8; FIGS. 1d and 1e)

そして、図29に示した従来例による光導波路113においては、ミラー状傾斜面114の下部領域に、例えば、LED(G)12G(その他の色でもよい)を配置し発光する。そして、このLED(G)12Gからの発光光は、クラッド層112及びコア層111の下面及び/又はクラッド層112を透過してミラー状傾斜面114に衝突した後に反射して、それぞれの層内へ入射光として入射し伝搬してからそれぞれの光出射面側から出射する。   In the optical waveguide 113 according to the conventional example shown in FIG. 29, for example, an LED (G) 12G (other colors may be used) is disposed in the lower region of the mirror-like inclined surface 114 to emit light. The emitted light from the LED (G) 12G passes through the lower surface of the clad layer 112 and the core layer 111 and / or the clad layer 112, and is reflected after colliding with the mirror-like inclined surface 114. After entering and propagating as incident light, the light exits from the respective light exit surfaces.

この構造においては、光源としてのLED(G)12Gをコア層111の側面側に配置してコア111層の側面からコア層111に発光光を入射させるよりも、コア層111の側面よりも大きい面積を有するミラー状傾斜面114からコア層111内に発光光を入射させるために、より多くの発光光をコア層111内に入射することができる。   In this structure, it is larger than the side surface of the core layer 111 than the LED (G) 12G as a light source is disposed on the side surface side of the core layer 111 and the emitted light is incident on the core layer 111 from the side surface of the core 111 layer. In order to allow the emitted light to enter the core layer 111 from the mirror-like inclined surface 114 having an area, more emitted light can be incident into the core layer 111.

図28の光導波路103よりも図29の光導波路113の方が、光導波路に対する光源の配置の容易さや入射光量の点では優れているが、両者の光導波路とも、光源と光導波路とのアライメント(位置合わせ)の信頼性はなお不十分であるため、光源からの発光光をより効率及び精度良くコア層内に入射させることが望まれている。   The optical waveguide 113 of FIG. 29 is superior to the optical waveguide 103 of FIG. 28 in terms of the ease of arrangement of the light source with respect to the optical waveguide and the amount of incident light, but both optical waveguides are aligned between the light source and the optical waveguide. Since the reliability of (positioning) is still insufficient, it is desired to make the emitted light from the light source enter the core layer more efficiently and accurately.

本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、光源と光導波路との位置合わせを容易かつ正確に行え、かつ光導波路への光入射効率及び精度を向上させることができる光導波路装置、及びこの光導波路装置を用いる光情報処理装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above situation, and its purpose is to easily and accurately align the light source and the optical waveguide, and to improve the light incident efficiency and accuracy to the optical waveguide. It is an object of the present invention to provide an optical waveguide device that can be used, and an optical information processing device using the optical waveguide device.

即ち、本発明は、
光源が固定された支持体と、
コア層とクラッド層との接合体からなり、前記コア層への入射光をその光出射側へ導 くように構成された光導波路と、
前記支持体と前記光導波路とを一定の間隔で保持するスペーサーと
を有し、前記スペーサーを介して前記支持体上に前記光導波路が固定されている、光導波路装置に係るものである。
That is, the present invention
A support with a fixed light source;
An optical waveguide composed of a joined body of a core layer and a clad layer, and configured to guide incident light to the core layer to the light exit side;
The present invention relates to an optical waveguide device having a spacer that holds the support and the optical waveguide at regular intervals, and the optical waveguide is fixed on the support via the spacer.

また、本発明は、本発明の光導波路装置と、この光導波路装置に信号光を入射する光源と、前記光導波路からの出射光を受光する受光手段とを有する光情報処理装置も提供するものである。   The present invention also provides an optical information processing apparatus having the optical waveguide device of the present invention, a light source for inputting signal light to the optical waveguide device, and a light receiving means for receiving light emitted from the optical waveguide. It is.

本発明によれば、前記光源が固定された前記支持体上に、前記光導波路を、これらを一定の間隔で保持するための前記スペーサーを介して固定しているので、共通の前記支持体上に前記光源と前記光導波路とを常に、所望の間隔で(即ち、前記スペーサーによって前記光源と前記光導波路の前記コア層との間隔を最適化して)配置することができる。従って、前記光源と前記光導波路との間の位置決めを比較的容易に行うことができると共に、前記光源から前記コア層に向けて発せられる発光光の前記コア層への光入射を効率及び精度良く行うことができる。   According to the present invention, the optical waveguide is fixed on the support to which the light source is fixed via the spacer for holding them at a constant interval. In addition, the light source and the optical waveguide can always be arranged at a desired interval (that is, the interval between the light source and the core layer of the optical waveguide is optimized by the spacer). Therefore, positioning between the light source and the optical waveguide can be performed relatively easily, and light incident on the core layer of emitted light emitted from the light source toward the core layer can be efficiently and accurately performed. It can be carried out.

本発明においては、前記光導波路(特に、前記コア層)からの反射光が光出射面から迷光として出射されないように、前記コア層からの反射光を吸収するために、前記光導波路と前記支持体との前記間隔を形成する空隙に光吸収性材料(例えば黒色樹脂)が充填されているのが望ましい。   In the present invention, in order to absorb the reflected light from the core layer so that the reflected light from the optical waveguide (in particular, the core layer) is not emitted as stray light from the light emitting surface, the optical waveguide and the support are supported. It is desirable that a light-absorbing material (for example, a black resin) is filled in the gap that forms the gap with the body.

また、前記光導波路と前記光源との間に所望の間隔を設け、かつ前記光源の配置を容易にするために、前記前記支持体上に固定された前記光導波路の光入射部下の前記支持体に凹部が形成され、この凹部の底面に前記光源が固定されているのが望ましい。   Further, in order to provide a desired interval between the optical waveguide and the light source, and to facilitate the arrangement of the light source, the support body under the light incident portion of the optical waveguide fixed on the support body It is desirable that a recess is formed in the recess, and the light source is fixed to the bottom surface of the recess.

また、光源からの発光光を、前記光導波路の下部から前記光導波路の前記コア層内に効率良く入射するために、前記光導波路の前記光入射部の光入射面が前記支持体の固定面に対して傾斜しているのが望ましい。   The light incident surface of the light incident portion of the optical waveguide is a fixed surface of the support so that the light emitted from the light source is efficiently incident into the core layer of the optical waveguide from the lower part of the optical waveguide. It is desirable to be inclined with respect to.

また、前記コア層と前記光源との間に所望の間隔を設けるために、前記光導波路が前記コア層と前記クラッド層とが積層された構造を有し、前記コア層が前記スペーサー上に接合されているのが望ましい。   Further, in order to provide a desired interval between the core layer and the light source, the optical waveguide has a structure in which the core layer and the cladding layer are laminated, and the core layer is bonded onto the spacer. It is desirable that

また、前記クラッド層内に入射し、前記クラッド層と基板との界面に入射する入射光を前記クラッド層外に放出して、前記クラッド層へ再入射させないために、前記クラッド層上にこのクラッド層よりも屈折率の大きい基板が接合されているのが望ましい。   In addition, in order to prevent incident light entering the clad layer and entering the interface between the clad layer and the substrate from being emitted outside the clad layer and re-entering the clad layer, the clad layer is formed on the clad layer. It is desirable that a substrate having a refractive index larger than that of the layer is bonded.

また、前記光導波路が、迷光を減少させるために、リッジ型のコア層を有するエアリッジ型構造を有しているのが望ましい。   The optical waveguide preferably has an air ridge structure having a ridge core layer in order to reduce stray light.

また、前記支持体を固定し、かつ外部からの衝撃等に対応するために、前記支持体がパッケージ部材に固定されているのが望ましい。   Further, it is desirable that the support is fixed to the package member in order to fix the support and cope with an impact from the outside.

また、前記光源と外部ユニットとを電気的に接続するために、前記支持体及び前記パッケージ部材に前記光源用の端子又は/及び外部接続端子が設けられているのが望ましい。   Further, in order to electrically connect the light source and the external unit, it is preferable that the support and the package member are provided with a terminal for the light source and / or an external connection terminal.

また、前記コア層及び前記クラッド層の形成のし易さ及び経済性の向上のために、前記光導波路が高分子有機化合物で形成されているのが望ましい。   Further, it is desirable that the optical waveguide is formed of a polymer organic compound in order to improve the ease of forming the core layer and the clad layer and to improve the economy.

また、前記光源からの発光光をより多く前記コア層内に入射させると共に、この入射した入射光を収束して出射するために、前記光導波路の前記コア層が、その光入射側から光出射側にかけて漸次小さくなる幅を有しているのが望ましい。   In addition, in order to make more emitted light from the light source enter the core layer and to converge and emit the incident light, the core layer of the optical waveguide emits light from the light incident side. It is desirable that the width gradually decreases toward the side.

また、3原色の発光光を収束するために、前記光源が3原色を発光する3種類の発光ダイオード又はレーザであって、前記コア層の光入射面に対向してそれぞれ配置されているのが望ましい。   Further, in order to converge the emitted light of the three primary colors, the light source is three types of light emitting diodes or lasers that emit the three primary colors, and each is disposed to face the light incident surface of the core layer. desirable.

また、前記コア層が光硬化性樹脂によって形成されるのがよい。これは、光(特に紫外線)照射によって露光パターンに対応したコア層にパターン化することが容易となり、またクラッド層の構成材料としても有利なためである。こうした光硬化性樹脂としては、特開2000−356720号公報に記載されたオキセタン樹脂等の高分子有機材料が挙げられる。このような高分子有機材料は、390nm以下の波長の可能可視光を90パーセント以上透過するものがよい。なお、コア材やクラッド材は、光硬化性樹脂以外にも、無機系材料を用いてもよい。   The core layer is preferably formed of a photocurable resin. This is because it is easy to pattern the core layer corresponding to the exposure pattern by irradiation with light (particularly ultraviolet rays), and it is also advantageous as a constituent material of the cladding layer. Examples of such a photocurable resin include high molecular organic materials such as oxetane resins described in JP 2000-356720 A. Such a high molecular weight organic material preferably transmits 90% or more of possible visible light having a wavelength of 390 nm or less. In addition to the photocurable resin, an inorganic material may be used for the core material or the clad material.

また、上記の光導波路材料としては、例えば、オキセタン環を有するオキセタン化合物からなるオキセタン樹脂、又はオキシラン環を有するオキシラン化合物からなるポリシランが使用可能であるが、これらの光硬化(重合)のために連鎖反応による重合を開始させ得るカチオン重合開始剤を含む組成物が用いられるのがよい。   In addition, as the optical waveguide material, for example, an oxetane resin made of an oxetane compound having an oxetane ring or a polysilane made of an oxirane compound having an oxirane ring can be used. A composition containing a cationic polymerization initiator capable of initiating polymerization by a chain reaction is preferably used.

そして、本発明は、上記の光導波路で効率良く所定の光束に集光されて出射し、或いは、上記の光導波路に効率良く入射した後に出射した信号光を走査手段で走査して投影するように構成したディスプレイや、上記の光を次段回路の受光素子(光配線やフォトディテクタ等)に入射させるように構成した光通信等の光情報処理装置等に有効に用いることができる。   In the present invention, the light beam is efficiently condensed into a predetermined light flux and emitted from the optical waveguide, or the signal light emitted after being efficiently incident on the optical waveguide is scanned and projected by the scanning means. The present invention can be effectively used in displays configured as described above, optical information processing apparatuses such as optical communication configured to cause the above-described light to be incident on light receiving elements (optical wiring, photodetectors, etc.) of the next-stage circuit.

次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に具体的に説明する。   Next, a preferred embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

第1の実施の形態
本実施の形態による光導波路装置64の構造については、図1(A)の平面図、図1(B)のA−A’線断面図(図1(A)の平面図のA−A’線)、並びに図2(A)の部分平面図に示すように、逆コの字形状の周壁となる凸部3と、この凸部3によって形成された凹部2とを有するパッケージ1を配置する。
First Embodiment Regarding the structure of the optical waveguide device 64 according to the present embodiment, a plan view of FIG. 1A, a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1B (a plan view of FIG. 1A). As shown in the line AA ′ in FIG. 2 and the partial plan view of FIG. 2A, the convex portion 3 that forms an inverted U-shaped peripheral wall and the concave portion 2 formed by the convex portion 3 are provided. A package 1 having the same is disposed.

このパッケージ1の凸部3の頂部には複数の電極パッド16が設けられ、この電極パッド16とパッケージ1の側面に設けられた外部接続端子17とは、凸部3に埋設された配線18によって電気的に接続されている。なお、この外部接続端子17は、制御回路部(図示せず)のコネクタに差し込む外部端子として使用する。   A plurality of electrode pads 16 are provided on the top of the convex portion 3 of the package 1, and the electrode pads 16 and the external connection terminals 17 provided on the side surfaces of the package 1 are connected by wiring 18 embedded in the convex portion 3. Electrically connected. The external connection terminal 17 is used as an external terminal to be inserted into a connector of a control circuit unit (not shown).

次に、図2(B)に示すように、赤色発光用のLED(R)12R、緑色発光用のLED(G)12及び青色発光用のLED(B)12Bを固定するための凹部11が形成され、後述の光導波路9を固定するための一対のバー5が両辺に設けられ、並びに、LED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bと電気的に接続するための複数の電極パッド15を有するプラットフォーム4を、図中に矢印で示すようにパッケージ1の凹部2内の所定位置に固定する。   Next, as shown in FIG. 2B, there is a recess 11 for fixing the red light emitting LED (R) 12R, the green light emitting LED (G) 12, and the blue light emitting LED (B) 12B. A pair of bars 5 that are formed and for fixing an optical waveguide 9 described later are provided on both sides, and are electrically connected to the LED (R) 12R, LED (G) 12, and LED (B) 12B. The platform 4 having a plurality of electrode pads 15 is fixed at a predetermined position in the recess 2 of the package 1 as indicated by an arrow in the drawing.

更に、図2(C)に示すように、プラットフォーム4上部には、スペーサーとしてのバー5を介してコア層19、クラッド層6及び基板7がそれぞれ所定形状で順次積層されたエアリッジ型構造の光導波路9を図中に矢印で示すように固定する。なお、コア層19及びクラッド層6の光入射端面は、図1(B)に示すように、水平面に対して右肩上がりで45度傾斜したミラー状傾斜面8となっているので、各LEDからの発光を十分な量で入射させかつコア層19内へ反射させることができる。   Further, as shown in FIG. 2C, an air ridge structure light beam in which a core layer 19, a cladding layer 6 and a substrate 7 are sequentially laminated in a predetermined shape on a platform 4 via a bar 5 as a spacer. The waveguide 9 is fixed as indicated by an arrow in the figure. As shown in FIG. 1B, the light incident end faces of the core layer 19 and the clad layer 6 are mirror-like inclined surfaces 8 that are inclined upwards by 45 degrees with respect to the horizontal plane. Can be incident in a sufficient amount and reflected into the core layer 19.

また、LED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bと複数の電極パッド15とがそれぞれ配線13で電気的に接続されており、複数の電極パッド15と複数の電極パッド16とがそれぞれ配線14で電気的に接続されている。   Further, the LED (R) 12R, the LED (G) 12, and the LED (B) 12B and the plurality of electrode pads 15 are electrically connected by the wirings 13, respectively, and the plurality of electrode pads 15 and the plurality of electrode pads 16 are connected. Are electrically connected by a wiring 14.

そして、それぞれの発光ダイオードと各電極パッドとをワイヤーボンディング装置にて接続して組み立てた光導波路装置64に電流を流すと、各発光ダイオードが発光し、コア層19の光出射面からは入射光が合波して絞られた様子が確認できる。そして赤色、緑色及び青色の3色を合波すると白色光を得ることができる。   When a current is passed through the optical waveguide device 64 assembled by connecting each light emitting diode and each electrode pad with a wire bonding device, each light emitting diode emits light, and incident light is emitted from the light emitting surface of the core layer 19. You can see how they were combined and squeezed. White light can be obtained by combining the three colors of red, green, and blue.

次に、図3(A)のB−B’断面図(図1(A)の平面図のB−B’線)及び図3(B)の右側面図に示すように、光導波路9は、Si基板7の下面にクラッド層6を積層形成して更にこの下面にエアリッジ型にコア層19を形成した構造であり、プラットフォーム4上の2本のバー5によって、コア層19及びこれが設けられたクラッド層6とプラットフォーム4の上面とが一定の間隔(又は空間)20を置いて固定されている。従って、コア層19がプラットフォーム4の上面に接触することなく露出し、コア層19とプラットフォーム4との間に空間20を形成することにより、エアリッジ型の光導波路とすることができる。   Next, as shown in the BB ′ sectional view of FIG. 3A (the BB ′ line in the plan view of FIG. 1A) and the right side view of FIG. The clad layer 6 is formed on the lower surface of the Si substrate 7 and the core layer 19 is formed on the lower surface of the air ridge. The core layer 19 and the core layer 19 are provided by the two bars 5 on the platform 4. Further, the clad layer 6 and the upper surface of the platform 4 are fixed with a certain distance (or space) 20 therebetween. Accordingly, the core layer 19 is exposed without contacting the upper surface of the platform 4, and the space 20 is formed between the core layer 19 and the platform 4, whereby an air ridge type optical waveguide can be obtained.

そして、クラッド層6との接触部以外が露出しているコア層19を有するエアリッジ型とした理由は、クラッド層からの迷光を減少させるためである。また、コア層19を光入射面側から光出射面側にかけて幅が漸次直線的に狭まる形状とした理由は、より大きな面積の光入射面によって発光ダイオード12(R)、12(G)及び12(B)からの発光光を効率良く十分に入射させ、かつこれらを収束しつつ伝搬した後により小さな面積の光出射面から出射して、画素となる小さなスポット光を取り出すためである。   The reason why the air ridge type has the core layer 19 that is exposed except for the contact portion with the cladding layer 6 is to reduce stray light from the cladding layer. The reason why the core layer 19 has a shape in which the width gradually decreases linearly from the light incident surface side to the light emission surface side is that the light emitting diodes 12 (R), 12 (G), and 12 are formed by the light incident surface having a larger area. This is because the emitted light from (B) is efficiently and sufficiently incident, and after being propagated while converging, the light is emitted from a light exit surface having a smaller area, and a small spot light serving as a pixel is extracted.

ここで、所定形状で形成されたコア層19、クラッド層6及び基板7からなる光導波路9においては、屈折率が比較的高い材質からなるコア層19と屈折率が比較的低いクラッド層6とから構成されており、その屈折率差は例えば1.7%である。   Here, in the optical waveguide 9 composed of the core layer 19, the clad layer 6 and the substrate 7 formed in a predetermined shape, the core layer 19 made of a material having a relatively high refractive index and the clad layer 6 having a relatively low refractive index, The refractive index difference is, for example, 1.7%.

更に、コア層19の光入射面のサイズ(幅)を例えば1.5mmとし、光出射面のサイズ(幅)を50μmとすることができる。また、コア層19の光入射面から光出射面までの長さを例えば10mmとすることができ、光出射面から光入射面までのコア層19の開き角度を例えば8.4度とすることができる。   Furthermore, the size (width) of the light incident surface of the core layer 19 can be set to, for example, 1.5 mm, and the size (width) of the light emitting surface can be set to 50 μm. Further, the length from the light incident surface to the light emitting surface of the core layer 19 can be set to 10 mm, for example, and the opening angle of the core layer 19 from the light emitting surface to the light incident surface is set to 8.4 degrees, for example. Can do.

また、コア層19及びクラッド層6はポリマー系樹脂にて形成することができる。例えば、特開2000−356720号公報に開示されている高分子有機導波路であるオキセタン樹脂(ソニーケミカル社製)を使用することが好適である。また、ポリシラン(商品名グラシア:日本ペイント社製)等でもよく、コア層19やクラッド層6の材質に適した屈折率を有するポリマー系材料をそれぞれに入手することができる。   The core layer 19 and the clad layer 6 can be formed of a polymer resin. For example, it is preferable to use an oxetane resin (manufactured by Sony Chemical Corporation), which is a polymer organic waveguide disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-356720. Moreover, polysilane (trade name Gracia: manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) may be used, and polymer materials having a refractive index suitable for the material of the core layer 19 and the cladding layer 6 can be obtained.

なお、基板7の裏面から研削ブレードを有するダイシング装置(ダイサー)によって、ミラー状傾斜面8を形成してよい。この時のミラー状傾斜面8における損失は例えば、3dB(透過率50%)である。また、例えば、Si基板7の屈折率を3.5とし、クラッド層6の屈折率を1.516とし、コア層19の屈折率を1.543とすることができる。   The mirror-like inclined surface 8 may be formed from the back surface of the substrate 7 by a dicing apparatus (dicer) having a grinding blade. The loss in the mirror-like inclined surface 8 at this time is, for example, 3 dB (transmittance 50%). For example, the refractive index of the Si substrate 7 can be 3.5, the refractive index of the cladding layer 6 can be 1.516, and the refractive index of the core layer 19 can be 1.543.

そして、LED(G)12Gから発光する場合に、図4において極太の実線で示した入射光(1)である発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、コア層19の下面を透過してミラー状傾斜面8に入射して反射した後にコア層19内に入射し、光出射側に向かってその幅が徐々に細くなる形状のコア層19の内部で、クラッド層6との界面及び露出面において反射しつつ収束し、光出射面側から出射する。   When light is emitted from the LED (G) 12G, a part of the light emitted from the light-emitting diode LED (G) 12G, which is the incident light (1) indicated by the thick solid line in FIG. , Is incident on the mirror-like inclined surface 8 and reflected, and then enters the core layer 19. The core layer 19 has a shape in which the width gradually decreases toward the light exit side. The light is converged while being reflected at the interface and the exposed surface, and is emitted from the light emitting surface side.

図1〜図3に示すように、例えば、Siからなる部材を接着剤(例えば、製品名エッポテック:理経社より入手)等にて貼り合わせて形成したプラットフォーム4上の所定位置に、赤色、緑色及び青色の3色の発光ダイオードであるLED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bを実装し、更にスペーサーとなるバー5を介して光導波路9を実装する。   As shown in FIGS. 1 to 3, for example, red and green are formed at predetermined positions on a platform 4 formed by bonding members made of Si with an adhesive (for example, product name Eppotech: obtained from Rikeisha). LED (R) 12R, LED (G) 12 and LED (B) 12B, which are light emitting diodes of three colors of blue and blue, are mounted, and an optical waveguide 9 is mounted via a bar 5 serving as a spacer.

これらの発光ダイオード(LED)においては、ディスプレイ用として、例えば、青色及び緑色用のLED12(B)及び12(G)はGaN系の材質からなり、赤色用のLED12(R)はAlGaInP系の材質からなっていてよい。なお、光通信用として、発光ダイオードの代わりにレーザチップを配置しても構わない。   In these light emitting diodes (LEDs), for example, blue and green LEDs 12 (B) and 12 (G) are made of GaN-based materials, and red LEDs 12 (R) are AlGaInP-based materials. It may consist of For optical communication, a laser chip may be arranged instead of the light emitting diode.

図4に明示するように、迷光(1)である例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、ミラー状傾斜面8に入射して反射した後にクラッド層6内に入射するが、これは、クラッド層6の屈折率(1.516)よりもSi基板7の屈折率(3.5)が大きいので、クラッド層6とSi基板7との界面では入射光が全反射せずに、Si基板7方向に光の進路を変えることができる。従って、余計な迷光(1)をSi基板7が吸収する。   As clearly shown in FIG. 4, a part of the emitted light from, for example, the light emitting diode LED (G) 12 </ b> G that is the stray light (1) is incident on the mirror-like inclined surface 8 and then reflected into the cladding layer 6. However, since the refractive index (3.5) of the Si substrate 7 is larger than the refractive index (1.516) of the cladding layer 6, the incident light is totally reflected at the interface between the cladding layer 6 and the Si substrate 7. In addition, the light path can be changed in the direction of the Si substrate 7. Accordingly, the extra stray light (1) is absorbed by the Si substrate 7.

本実施の形態の光導波路装置64においては、各LEDが固定されたプラットフォーム4上に、コア層19、クラッド層6及び基板7の接合体からなる光導波路9を、これらを一定の間隔で保持するためのバー5を介して固定するために、共通のプラットフォーム4上に各LEDと光導波路9とを常に所望の位置関係で配置することができ、かつ、バー5によって各LEDと光導波路9のコア層19との間隔を最適化して配置することができる。このため、各LEDと光導波路9との間のアライメント(位置決め)を比較的容易に行うことができると共に、各LEDからコア層19に向けて発せられる発光光のコア層19への光入射を効率良くかつ精度良く行うことができる。   In the optical waveguide device 64 of the present embodiment, the optical waveguide 9 composed of the joined body of the core layer 19, the cladding layer 6 and the substrate 7 is held at a constant interval on the platform 4 on which each LED is fixed. In order to fix each of the LEDs and the light guide 9 via the bar 5, the LEDs and the light guide 9 can always be arranged in a desired positional relationship on the common platform 4. The space between the core layer 19 and the core layer 19 can be optimized. For this reason, alignment (positioning) between each LED and the optical waveguide 9 can be performed relatively easily, and light emitted from each LED toward the core layer 19 can be incident on the core layer 19. It can be performed efficiently and accurately.

第2の実施の形態
本実施の形態による光導波路装置65の構造については、図5(A)の平面図、図5(B)のA−A’線断面図(図5(A)の平面図のA−A’線)、図6(A)、図6(B)及び図6(C)の部分平面図、並びに、図7(A)のB−B’断面図(図5(A)の平面図のB−B’線)及び図7(B)の右側面図に示すように、パッケージ1の凹部2内に複数の電極パッド15が配置されており、この複数の外部接続端子15とパッケージ1の側面に露出している複数の外部接続端子17とがパッケージ1に埋設された配線18を介して接続されている。また、パッケージ1上に固定されたプラットフォーム4上に凹部21が設けられ、この凹部21に各LED12R、12G及び12Bが固定され、各LEDと複数の電極パッド15とが配線13を介して接続されている以外は、上述の第1の実施の形態と同様である。
Second Embodiment Regarding the structure of the optical waveguide device 65 according to the present embodiment, a plan view of FIG. 5A and a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 5B (a plane of FIG. 5A). AA ′ line in FIG. 6, FIG. 6A, FIG. 6B and FIG. 6C, and a sectional view taken along line BB ′ in FIG. ) In the plan view of FIG. 7B) and the right side view of FIG. 7B, a plurality of electrode pads 15 are arranged in the recess 2 of the package 1, and the plurality of external connection terminals 15 and a plurality of external connection terminals 17 exposed on the side surface of the package 1 are connected through wiring 18 embedded in the package 1. Further, a recess 21 is provided on the platform 4 fixed on the package 1, and the LEDs 12 R, 12 G, and 12 B are fixed to the recess 21, and each LED and the plurality of electrode pads 15 are connected via the wiring 13. Except for this, it is the same as the first embodiment described above.

まず、図6(A)に平面図で示すように、逆コの字形状の周壁としての凸部3と、この凸部3によって形成され、光導波路9を固定したプラットフォーム4を受け入れる凹部2とを有するパッケージ1を作製し、配置する。   First, as shown in a plan view in FIG. 6A, a convex portion 3 as an inverted U-shaped peripheral wall, and a concave portion 2 that is formed by the convex portion 3 and receives the platform 4 to which the optical waveguide 9 is fixed, The package 1 having the above is manufactured and arranged.

次に、図6(B)に示すように、LED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bを固定するための凹部21が形成され、後述の光導波路9を固定するための2本のバー5が設けられたプラットフォーム4を、凹部2内の所定の位置に固定する。   Next, as shown in FIG. 6B, a recess 21 for fixing the LED (R) 12R, the LED (G) 12, and the LED (B) 12B is formed to fix the optical waveguide 9 described later. The platform 4 provided with the two bars 5 is fixed at a predetermined position in the recess 2.

更に、図2(C)に示すように、プラットフォーム4上部にバー5を介してコア層19、クラッド層6及び基板7がそれぞれ所定形状で順次積層された構造の光導波路9を固定する。   Further, as shown in FIG. 2C, an optical waveguide 9 having a structure in which a core layer 19, a clad layer 6 and a substrate 7 are sequentially laminated in a predetermined shape is fixed on the platform 4 via a bar 5.

本実施の形態によれば、各配線及び電極パッドがパッケージ凸部3の頂部の高さよりも低い位置に設けられているので、このパッケージ1を基板7側から蓋等によって覆い易い。   According to the present embodiment, since each wiring and electrode pad are provided at a position lower than the height of the top of the package protrusion 3, the package 1 can be easily covered with a lid or the like from the substrate 7 side.

なお、図8(A)の平面図、図8(B)のA−A’線断面図(図8(A)の平面図のA−A’線)に示すように、本実施の形態と同様の構造において、所定厚さでクラッド層6と同じ材質及び屈折率を有するクラッド層22によってコア層19の側面及び下面を覆うこともできる。このように、クラッド層6、コア層19及びクラッド層22が順次積層された光導波路35においては、クラッド層6、コア層19及びクラッド層22の光入射面によって斜め45度の傾斜角を有するミラー状傾斜面66を形成する。   As shown in the plan view of FIG. 8A and the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 8B (the line AA ′ in the plan view of FIG. 8A), In the same structure, the side surface and the lower surface of the core layer 19 can be covered with a cladding layer 22 having a predetermined thickness and the same material and refractive index as the cladding layer 6. As described above, the optical waveguide 35 in which the clad layer 6, the core layer 19, and the clad layer 22 are sequentially laminated has an inclination angle of 45 degrees depending on the light incident surfaces of the clad layer 6, the core layer 19, and the clad layer 22. A mirror-like inclined surface 66 is formed.

この構造によって、光入射面及び光出射面を除いてコア層19が大気中に露出せずに各クラッド層によって覆われているために、各クラッド層とコア層19との界面において入射光の反射率が均一化し、比較的安定した光伝搬性能を発揮することができる。   With this structure, since the core layer 19 is covered with each cladding layer without being exposed to the atmosphere except for the light incident surface and the light emitting surface, the incident light is incident on the interface between each cladding layer and the core layer 19. The reflectance is uniform, and relatively stable light propagation performance can be exhibited.

その他、本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。   In addition, in this embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment are obtained.

第3の実施の形態
本実施の形態による光導波路装置68の構造については、図9(A)の平面図、図9(B)のA−A’線断面図(図9(A)の平面図のA−A’線)、図10(A)、図10(B)及び図10(C)の部分平面図、図11(A)の側面図(図9(A)の平面図のB−B’線)並びに図11(B)の側面図に示すように、コア層19の露出面である空間20に光吸収性樹脂材料を充填して、光吸収性樹脂層23を形成する以外は、上述の第1の実施の形態と同様である。
Third Embodiment Regarding the structure of the optical waveguide device 68 according to the present embodiment, FIG. 9A is a plan view, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA ′ (the plane of FIG. 9A). AA ′ in the figure), partial plan views of FIGS. 10A, 10B, and 10C, and a side view of FIG. 11A (B in the plan view of FIG. 9A). -B 'line) and as shown in the side view of FIG. 11B, the space 20 that is the exposed surface of the core layer 19 is filled with a light-absorbing resin material to form the light-absorbing resin layer 23. Is the same as in the first embodiment described above.

本実施の形態においてはまず、図10(A)に示すように、逆コの字形状のパッケージ凸部3と、この凸部3によって形成された凹部2とを有するパッケージ1を配置する。   In the present embodiment, first, as shown in FIG. 10A, a package 1 having an inverted U-shaped package convex portion 3 and a concave portion 2 formed by the convex portion 3 is disposed.

次に、図10(B)に示すように、LED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bを固定するための凹部11が形成され、後述の光導波路9を固定するための2本のバー5が設けられ、並びに、LED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bと電気的に接続するための複数の電極パッド15を有するプラットフォーム4を、凹部2内の所定位置に固定する。この時に、プラットフォーム4上で各LEDが固定される凹部11以外の領域で一対のバー5によって挟まれる領域(即ち、上述の空間20)に光吸収性樹脂材料を塗布して光吸収性樹脂層23を形成する。   Next, as shown in FIG. 10B, a recess 11 for fixing the LED (R) 12R, the LED (G) 12, and the LED (B) 12B is formed to fix an optical waveguide 9 described later. And a platform 4 having a plurality of electrode pads 15 for electrical connection with the LED (R) 12R, the LED (G) 12 and the LED (B) 12B. It is fixed at a predetermined position. At this time, a light-absorbing resin layer is applied by applying a light-absorbing resin material to a region (that is, the space 20 described above) sandwiched between the pair of bars 5 in a region other than the recess 11 where the LEDs are fixed on the platform 4. 23 is formed.

更に、図10(C)に示すように、プラットフォーム4上部にバー5を介してコア層19、クラッド層6及び基板7がそれぞれ所定形状で順次積層された構造の光導波路9を光吸収性樹脂層23と密着するように固定する。   Further, as shown in FIG. 10C, an optical waveguide 9 having a structure in which a core layer 19, a clad layer 6 and a substrate 7 are sequentially laminated in a predetermined shape on a platform 4 via a bar 5 is provided as a light-absorbing resin. Fix so as to be in close contact with the layer 23.

本実施の形態においては、例えば、幅が4mmのプラットフォーム4上の両側端に固定された幅が1mmのバー5の間の領域(幅が2mm)に光吸収性黒色樹脂材料23を塗布する。ここで、コア層19への光入射等を阻害しないために、各LEDやコア層19の光入射面及び光出射面にはこの黒色樹脂材料を塗布しないように留意する。次に、バー5の上面に接着剤を塗布してから、光導波路9を上面より被せる様にしてバー5に固定して実装する。この後に、黒色樹脂材料を熱硬化させて光導波路装置68を完成する。   In the present embodiment, for example, the light-absorbing black resin material 23 is applied to the region (width is 2 mm) between the bars 5 having a width of 1 mm and fixed to both side ends on the platform 4 having a width of 4 mm. Here, in order not to impede the light incident on the core layer 19, care should be taken not to apply this black resin material to the light incident surface and the light emitting surface of each LED or core layer 19. Next, after an adhesive is applied to the upper surface of the bar 5, the optical waveguide 9 is fixed to the bar 5 and mounted so as to cover the upper surface. Thereafter, the optical resin device 68 is completed by thermosetting the black resin material.

この光吸収性黒色樹脂材料については、熱硬化前は液体状であり任意の場所に塗布することができると共に、熱を加えると硬化する性質がある。このような材料としては例えば、住友ベークライト株式会社から入手できるCRP−X4478があり、粘度は46.2Pa/sであり、硬化条件は120℃で1時間+165℃で2時間である。また、屈折率はコア層19に使用するコア材料よりも低いものとする。   This light-absorbing black resin material is in a liquid state before thermosetting and can be applied to any place, and has the property of being cured when heat is applied. An example of such a material is CRP-X4478 available from Sumitomo Bakelite Co., Ltd., the viscosity is 46.2 Pa / s, and the curing conditions are 120 ° C. for 1 hour + 165 ° C. for 2 hours. The refractive index is lower than that of the core material used for the core layer 19.

また、この光吸収性樹脂層23の形成方法としては、バー5上に光導波路9を固定した後に光吸収性樹脂材料を空間20内に充填し、その後に熱硬化させて形成することができる。   The light absorbing resin layer 23 can be formed by fixing the optical waveguide 9 on the bar 5, filling the space 20 with the light absorbing resin material, and then thermally curing the material. .

次に、図12に示すように、プラットフォーム4上の所定位置に、LED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bを実装し、更に、光吸収性樹脂層23及びスペーサーとなるバー5を介して光導波路9を実装する。   Next, as shown in FIG. 12, the LED (R) 12R, the LED (G) 12, and the LED (B) 12B are mounted at predetermined positions on the platform 4, and the light-absorbing resin layer 23 and the spacer are mounted. The optical waveguide 9 is mounted through the bar 5.

そして、LED(G)12Gから発光する場合に、例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光は、コア層19内に入射し、光出射側に向かってその幅が徐々に細くなる形状のコア層19の内部で、クラッド層6及び光吸収性樹脂層23の界面において反射しつつ収束し、光出射面側から出射する。   When light is emitted from the LED (G) 12G, for example, light emitted from the light emitting diode LED (G) 12G enters the core layer 19 and gradually decreases in width toward the light emitting side. Inside the core layer 19, the light is converged while being reflected at the interface between the cladding layer 6 and the light-absorbing resin layer 23, and emitted from the light emitting surface side.

また、迷光(1)である例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、クラッド層6内に入射するが、クラッド層6の屈折率(1.516)よりもSi基板7の屈折率(3.5)が大きいので、クラッド層6とSi基板7との界面では入射光が全反射せずに、Si基板7方向に光の進路を変えることができる。従って、光出射面側でコア層19内を伝搬する入射光を点光源として取り出したい場合に、余計な迷光(1)となるクラッド層6内の光をSi基板7が吸収することができ、所望の点光源を得易くなる。   Further, a part of the light emitted from, for example, the light emitting diode LED (G) 12G which is the stray light (1) is incident on the clad layer 6, but the Si substrate 7 is higher than the refractive index (1.516) of the clad layer 6. Since the refractive index (3.5) is large, incident light is not totally reflected at the interface between the cladding layer 6 and the Si substrate 7, and the light path can be changed in the direction of the Si substrate 7. Therefore, when it is desired to extract incident light propagating in the core layer 19 on the light emitting surface side as a point light source, the Si substrate 7 can absorb light in the cladding layer 6 that becomes extra stray light (1). It becomes easy to obtain a desired point light source.

また、迷光(2)である例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、コア層19の下面にて反射した後に光吸収性樹脂層23に入射するが、この光吸収性樹脂層23に吸収されてしまい、光出射面側から出射することはない。   Further, a part of the emitted light from, for example, the light emitting diode LED (G) 12G which is the stray light (2) is reflected by the lower surface of the core layer 19 and then enters the light absorbing resin layer 23. It is absorbed by the resin layer 23 and does not exit from the light exit surface side.

本実施の形態によれば、コア層19内を伝搬する入射光のみを光出射面から点光源としてを取り出したい場合に、迷光(1)となるクラッド層6内の光をSi基板7が吸収することができ、かつ迷光(2)となるコア層下の光を光吸収性樹脂層23が吸収することができるので、コア層19からの出射光のみからなる所望の点光源を得ることができる。   According to the present embodiment, when only the incident light propagating in the core layer 19 is to be extracted as a point light source from the light emitting surface, the Si substrate 7 absorbs the light in the cladding layer 6 that becomes stray light (1). The light-absorbing resin layer 23 can absorb the light below the core layer that becomes stray light (2), so that a desired point light source consisting only of the light emitted from the core layer 19 can be obtained. it can.

その他、本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。   In addition, in this embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment are obtained.

第4の実施の形態
本実施の形態による光導波路装置69の構造については、図13(A)の平面図、図13(B)のA−A’線断面図(図13(A)の平面図のA−A’線)、図14(A)、図14(B)及び図14(C)の部分平面図、並びに、図15(A)のB−B’断面図(図13(A)の平面図のB−B’線)及び図15(B)の右側面図に示すように、パッケージ1の凹部2内に複数の電極パッド15が配置されており、この複数の電極パッド15とパッケージ1の側面に露出している複数の外部接続端子17とがパッケージ1に埋設された配線18を介して接続されている。また、コア層19の露出面である空間20に光吸収性樹脂材料を塗布して光吸収性樹脂層23を形成する。また、パッケージ1上に固定されたプラットフォーム4上に凹部21が設けられ、この凹部21に各LED12R、12G及び12Bが固定され、各LEDと複数の電極パッド15とが配線13を介して接続する以外は、上述の第1の実施の形態と同様である。
Fourth Embodiment Regarding the structure of the optical waveguide device 69 according to the present embodiment, FIG. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line AA ′ (the plane of FIG. 13A). 14A, FIG. 14B and FIG. 14C, and a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 15A (FIG. 13A). ) And a right side view of FIG. 15B, a plurality of electrode pads 15 are arranged in the recess 2 of the package 1, and the plurality of electrode pads 15 are arranged. And a plurality of external connection terminals 17 exposed on the side surface of the package 1 are connected through wiring 18 embedded in the package 1. Further, a light-absorbing resin layer 23 is formed by applying a light-absorbing resin material to the space 20 that is the exposed surface of the core layer 19. A recess 21 is provided on the platform 4 fixed on the package 1, and the LEDs 12 R, 12 G, and 12 B are fixed to the recess 21, and each LED and the plurality of electrode pads 15 are connected via the wiring 13. Other than the above, the second embodiment is the same as the first embodiment.

まず、図14(A)の部分平面図に示すように、逆コの字形状のパッケージ凸部3と、この凸部3によって形成された凹部2とを有するパッケージ1を配置する。   First, as shown in the partial plan view of FIG. 14A, a package 1 having an inverted U-shaped package convex portion 3 and a concave portion 2 formed by the convex portion 3 is disposed.

このパッケージ1の凹部2には複数の電極パッド15が設けられ、この電極パッド15とパッケージ1の側面に設けられた外部接続端子17とは、パッケージ凸部3に埋設された配線18によって電気的に接続されている。   A plurality of electrode pads 15 are provided in the concave portion 2 of the package 1, and the electrode pads 15 and the external connection terminals 17 provided on the side surfaces of the package 1 are electrically connected by wiring 18 embedded in the package convex portion 3. It is connected to the.

次に、図14(B)に示すように、LED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bを固定するための凹部21が形成され、後述の光導波路9を載置するための2本のバー5が設けられたプラットフォーム4を、凹部2内の所定の位置に固定する。この時に、プラットフォーム4上で各LEDが固定される凹部21以外の領域で一対のバー5によって挟まれる領域に光吸収性樹脂材料を塗布して光吸収性樹脂層23を形成する。   Next, as shown in FIG. 14B, a recess 21 for fixing the LED (R) 12R, the LED (G) 12, and the LED (B) 12B is formed, and an optical waveguide 9 described later is placed thereon. The platform 4 provided with the two bars 5 is fixed at a predetermined position in the recess 2. At this time, a light-absorbing resin layer 23 is formed by applying a light-absorbing resin material to an area sandwiched between the pair of bars 5 in an area other than the recesses 21 where the LEDs are fixed on the platform 4.

更に、図14(C)に示すように、プラットフォーム4上部にバー5を介してコア層19、クラッド層6及び基板7がそれぞれ所定形状で順次積層された構造の光導波路9を光吸収性樹脂層23に密着して固定する。   Further, as shown in FIG. 14C, an optical waveguide 9 having a structure in which a core layer 19, a cladding layer 6 and a substrate 7 are sequentially laminated in a predetermined shape on a platform 4 via a bar 5 is provided as a light absorbing resin. Fix closely to the layer 23.

本実施の形態においては、上述したと同様に、幅が4mmのプラットフォーム4上の両側端に固定された幅が1mmのバー5の間の領域(幅が2mm)に光吸収性黒色樹脂材料を塗布する。ここで、コア層19への光入射等を阻害しないために、各LEDやコア層19の光入射面及び光出射面にはこの黒色樹脂材料を塗布しないように留意する。次に、バー5の上面に接着剤を塗布してから、光導波路9を上面より被せる様にしてバー5に固定して実装する。この後に、黒色樹脂材料を熱硬化させて光導波路装置69を完成する。   In the present embodiment, as described above, the light-absorbing black resin material is applied to the region between the bars 5 having a width of 1 mm (the width is 2 mm) fixed to both ends on the platform 4 having a width of 4 mm. Apply. Here, in order not to impede the light incident on the core layer 19, care should be taken not to apply this black resin material to the light incident surface and the light emitting surface of each LED or core layer 19. Next, after an adhesive is applied to the upper surface of the bar 5, the optical waveguide 9 is fixed to the bar 5 and mounted so as to cover the upper surface. Thereafter, the optical resin device 69 is completed by thermosetting the black resin material.

また、図16(A)の平面図、図16(B)のA−A’線断面図(図16(A)の平面図のA−A’線)に示すように、本実施の形態と同様の構造において、所定厚さでクラッド層6と同じ材質及び屈折率を有するクラッド層22によってコア層19の側面及び下面を覆うことができる。そして、クラッド層6、コア層19及びクラッド層22が順次積層された光導波路35においては、クラッド層6、コア層19及びクラッド層22の光入射面によって斜め45度の傾斜角を有するミラー状傾斜面66を形成する。   Further, as shown in the plan view of FIG. 16A and the AA ′ line cross-sectional view of FIG. 16B (the AA ′ line of the plan view of FIG. 16A), this embodiment and In the same structure, the side surface and the lower surface of the core layer 19 can be covered with the cladding layer 22 having a predetermined thickness and the same material and refractive index as the cladding layer 6. In the optical waveguide 35 in which the clad layer 6, the core layer 19, and the clad layer 22 are sequentially laminated, a mirror shape having an inclination angle of 45 degrees depending on the light incident surfaces of the clad layer 6, the core layer 19, and the clad layer 22. An inclined surface 66 is formed.

この構造によって、光入射面及び光出射面を除いてコア層19が大気中に露出せずに各クラッド層によって覆われているために、各クラッド層とコア層19との界面において入射光の反射率が均一化し、安定した光伝搬性能を発揮することができる。   With this structure, since the core layer 19 is covered with each cladding layer without being exposed to the atmosphere except for the light incident surface and the light emitting surface, the incident light is incident on the interface between each cladding layer and the core layer 19. The reflectance becomes uniform and stable light propagation performance can be exhibited.

次に、図17に示すように、プラットフォーム4上の所定位置に、LED(R)12R、LED(G)12及びLED(B)12Bを実装し、更に、光吸収性樹脂層23及びスペーサーとなるバー5を介して光導波路9を実装する。   Next, as shown in FIG. 17, the LED (R) 12R, LED (G) 12, and LED (B) 12B are mounted at predetermined positions on the platform 4, and further, the light-absorbing resin layer 23 and the spacers are mounted. The optical waveguide 9 is mounted through the bar 5.

そして、例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、ミラー状傾斜面8で反射した後にコア層19内に入射し、光出射側に向かってその幅が徐々に細くなる形状のコア層19の内部で、クラッド層6及びクラッド層22との界面において良好に反射しつつ収束し、光出射面側から出射する。   For example, a part of the light emitted from the light emitting diode LED (G) 12G is incident on the core layer 19 after being reflected by the mirror-like inclined surface 8, and its width gradually decreases toward the light emitting side. In the core layer 19, the light is converged while being satisfactorily reflected at the interface between the clad layer 6 and the clad layer 22, and emitted from the light exit surface side.

また、迷光(1)である例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、ミラー状傾斜面8で反射した後にクラッド層6内に入射し、クラッド層6の内部で基板7及びコア層19の界面において反射して光出射面側から出射しようとするが、クラッド層6の屈折率(1.516)よりもSi基板7の屈折率(3.5)が大きいので、クラッド層6とSi基板7との界面では入射光が全反射せずに、Si基板7方向に光の進路を変えることができる。従って、光出射面側でコア層19内を伝搬する入射光を点光源として取り出したい場合に、余計な迷光(1)となるクラッド層6内の光をSi基板7が吸収することができる。   Further, a part of the light emitted from, for example, the light emitting diode LED (G) 12G, which is the stray light (1), is reflected by the mirror-like inclined surface 8 and then enters the clad layer 6, and inside the clad layer 6, the substrate 7 The light is reflected at the interface between the core layer 19 and emitted from the light emitting surface side. However, since the refractive index (3.5) of the Si substrate 7 is larger than the refractive index (1.516) of the cladding layer 6, the cladding The incident light is not totally reflected at the interface between the layer 6 and the Si substrate 7, and the light path can be changed toward the Si substrate 7. Therefore, when it is desired to extract incident light propagating in the core layer 19 on the light emitting surface side as a point light source, the Si substrate 7 can absorb light in the cladding layer 6 that becomes extra stray light (1).

また、迷光(2)である例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、クラッド層22の下面で反射した後に光吸収性樹脂層23に入射してこの層に光が吸収されてしまい、光出射面から出射することはない。   Further, a part of the light emitted from, for example, the light emitting diode LED (G) 12G, which is the stray light (2), is reflected by the lower surface of the clad layer 22 and then enters the light-absorbing resin layer 23, where the light is absorbed. Thus, the light is not emitted from the light exit surface.

また、迷光(3)である例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、ミラー状傾斜面8で反射した後にクラッド層22内に入射するが、これは、クラッド層22から光吸収性樹脂層23内に入射するので、光出射面側から出射するのを防止できる。   Further, a part of the light emitted from, for example, the light emitting diode LED (G) 12G which is the stray light (3) is incident on the clad layer 22 after being reflected by the mirror-like inclined surface 8, and this is reflected from the clad layer 22. Since it enters in the light absorptive resin layer 23, it can prevent exiting from the light-projection surface side.

本実施の形態によれば、上述の第3の実施の形態と同様に、光出射面側でコア層19内を伝搬する入射光を点光源として取り出したい場合に、迷光(1)となるクラッド層6内の光をSi基板7が吸収することができ、迷光(2)となる空間内の光を光吸収性樹脂層23で吸収することができ、更にクラッド層22内の迷光(3)も光吸収性樹脂層23で吸収することができるので、コア層19からの出射光からなる所望の点光源を得易くなる。また、コア層19の下面にクラッド層22が存在しているので、コア層19内の上下面でクラッド層6及び22との界面での全反射が得易くなる。   According to the present embodiment, as in the third embodiment described above, the cladding that becomes stray light (1) when it is desired to extract incident light propagating in the core layer 19 on the light emitting surface side as a point light source The light in the layer 6 can be absorbed by the Si substrate 7, the light in the space that becomes stray light (2) can be absorbed by the light absorbing resin layer 23, and the stray light (3) in the cladding layer 22 is further absorbed. Can be absorbed by the light-absorbing resin layer 23, so that it becomes easy to obtain a desired point light source composed of light emitted from the core layer 19. Further, since the clad layer 22 exists on the lower surface of the core layer 19, total reflection at the interface with the clad layers 6 and 22 is easily obtained on the upper and lower surfaces in the core layer 19.

その他、本実施の形態においては、上述の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。   In addition, in this embodiment, the same operation and effect as described in the above-described embodiment can be obtained.

図18〜図19には、上述の各実施の形態における光導波路、例えば光導波路9のミラー状傾斜面8の形成方法を示す。   18 to 19 show a method of forming the mirror-like inclined surface 8 of the optical waveguide, for example, the optical waveguide 9, in each of the above-described embodiments.

まず、図18(a)に示すように、所定厚さの基板26上に所定厚さのクラッド層6とコア層19とを順次積層してエアリッジ型の光導波路用の積層体を形成する。   First, as shown in FIG. 18A, a clad layer 6 and a core layer 19 having a predetermined thickness are sequentially laminated on a substrate 26 having a predetermined thickness to form a laminate for an air ridge type optical waveguide.

次に、図18(b)に示すように、円盤状のダイサー24の円周端部に形成され角度が90度のV字型研削面25によって、コア層19側から基板26に向かって矢印の方向へ、コア層19、クラッド層6及び基板26のそれぞれの一部を順次除去するように研削することにより、ミラー状傾斜面8を形成する。   Next, as shown in FIG. 18B, an arrow from the core layer 19 side toward the substrate 26 is formed by the V-shaped grinding surface 25 formed at the circumferential end of the disk-shaped dicer 24 and having an angle of 90 degrees. In this direction, the mirror-like inclined surface 8 is formed by grinding the core layer 19, the cladding layer 6, and the substrate 26 so as to sequentially remove a part thereof.

ダイサー24としては、例えば、粒径が3μmのダイアモンドを砥粒とするV字型研削面25を備えたディスコ社製のダイサーを使用する。このV字型研削面25の寸法は、例えば、厚みが300μmであり中央からそれぞれ150μmの幅で45度に傾斜した傾斜面を有する。このような研削面25としては、例えば、ディスコ社製の型式がMBT−1204であり、SD5000L25MT38、52×0.3×40×45°のサイズのものを用いることができる。   As the dicer 24, for example, a dicer manufactured by Disco Co., Ltd. having a V-shaped grinding surface 25 using diamond having a particle diameter of 3 μm as abrasive grains is used. The dimensions of the V-shaped grinding surface 25 are, for example, an inclined surface having a thickness of 300 μm and an inclination of 45 degrees with a width of 150 μm from the center. As such a grinding surface 25, for example, a model made by DISCO Corporation is MBT-1204, and a size of SD5000L25MT38, 52 × 0.3 × 40 × 45 ° can be used.

そして、例えば、厚さが620μmの基板26上に120μmの厚さの光導波路を形成した後に、30,000rpmの回転速度で研削速度を0.3mm/秒とする条件下で研削する。   Then, for example, after forming an optical waveguide having a thickness of 120 μm on the substrate 26 having a thickness of 620 μm, grinding is performed at a rotational speed of 30,000 rpm and a grinding speed of 0.3 mm / second.

次に、図19(c)に示すように、クラッド層6の下面から基板26を剥離する。   Next, as shown in FIG. 19C, the substrate 26 is peeled from the lower surface of the cladding layer 6.

次に、図19(d)に示すように、コア層19の上面に所定厚さの基板7を貼り付けることにより光導波路9を完成することができる。   Next, as shown in FIG. 19D, the optical waveguide 9 can be completed by attaching a substrate 7 having a predetermined thickness to the upper surface of the core layer 19.

その他、本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。   In addition, in this embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment are obtained.

第5の実施の形態
本実施の形態による光導波路装置69の構造については、図20〜図22の断面図に示すように、クラッド層6と基板7との間にクラッド層73が形成され、クラッド層6内に凹凸形状のストライプ状金属層31及びコア層28が埋設された光導波路72を形成する以外は、上述の第1の実施の形態と同様である。
Fifth Embodiment Regarding the structure of the optical waveguide device 69 according to the present embodiment, a clad layer 73 is formed between the clad layer 6 and the substrate 7 as shown in the cross-sectional views of FIGS. Except for forming the optical waveguide 72 in which the uneven stripe-shaped metal layer 31 and the core layer 28 are embedded in the clad layer 6, it is the same as in the first embodiment.

本実施の形態による光導波路72の形成については、図20(a)に示すように、まず所定厚さの基板7上に所定厚さのクラッド層73を形成し、そのクラッド層73上に、凹部27を複数かつ一定の間隔で有する連続したストライプ状のコア層28を形成する。そして、それを光伝搬方向に対して垂直方向に配置する。   As for the formation of the optical waveguide 72 according to the present embodiment, as shown in FIG. 20A, first, a clad layer 73 having a predetermined thickness is formed on a substrate 7 having a predetermined thickness, and the clad layer 73 is formed on the clad layer 73. A continuous stripe-shaped core layer 28 having a plurality of recesses 27 at regular intervals is formed. Then, it is arranged in a direction perpendicular to the light propagation direction.

次に、図20(b)に示すように、ストライプ状のコア層28の上部に、例えばAlを50nmの厚さで均一に蒸着して、凹部30を有する金属層31を形成する。   Next, as shown in FIG. 20B, for example, Al is uniformly deposited to a thickness of 50 nm on the stripe-shaped core layer 28 to form the metal layer 31 having the recesses 30.

次に、図20(c)に示すように、凹部30内を含む金属層31上にクラッド材料を塗布してクラッド層6を形成しかつこの層の表面を平坦化する。   Next, as shown in FIG. 20C, a clad material is applied on the metal layer 31 including the inside of the recess 30 to form the clad layer 6, and the surface of this layer is flattened.

これはコア層33の下部に位置するクラッド層6によって生じる下部クラッドモードを除去するために意図的に作製した構造である。このクラッドモードとは、クラッド層6の内部を全反射して光が進み、光出射面において迷光をもたらすモードである。   This is a structure intentionally produced in order to remove the lower clad mode generated by the clad layer 6 located below the core layer 33. This clad mode is a mode in which light travels by totally reflecting the inside of the clad layer 6 and causes stray light on the light exit surface.

このクラッドモード対策のためには、上記の金属層31の形成に加えて、例えば、スピンコート法の回転数にて厚みを制御し、クラッド層73を5.000rpmで形成し、ストライプ状のコア層28を2.500rpmで形成し、クラッド層6を3.000rpmで形成すると、クラッドモードを除去することができる。   In order to cope with this cladding mode, in addition to the formation of the metal layer 31 described above, for example, the thickness is controlled by the rotational speed of the spin coating method, the cladding layer 73 is formed at 5.000 rpm, and the striped core is formed. If the layer 28 is formed at 2.500 rpm and the cladding layer 6 is formed at 3.000 rpm, the cladding mode can be removed.

次に、図21(d)に示すように、クラッド層6上に所定形状及び厚さのコア層33を形成する。   Next, as shown in FIG. 21D, a core layer 33 having a predetermined shape and thickness is formed on the clad layer 6.

次に、図21(e)に示すように、ミラー状傾斜面34を基板7の裏面から研削する裏面ダイシング工程にて形成する。この時の研削条件としては、例えば、研削面であるブレードのハイトを0.08mmとし、1回の研削によってミラー状傾斜面34を形成する。なお、チャックテーブルを新品に交換すると良好に作製することができる。   Next, as shown in FIG. 21 (e), the mirror-like inclined surface 34 is formed by a back surface dicing process for grinding from the back surface of the substrate 7. As a grinding condition at this time, for example, the height of the blade which is a grinding surface is set to 0.08 mm, and the mirror-like inclined surface 34 is formed by one grinding. In addition, when the chuck table is replaced with a new one, it can be manufactured favorably.

この光導波路72については、光源であるLEDからの発光光を点光源に絞るために、例えば、コア層33光入射面の幅を1.5mmとし、光出射面の幅を70μmとし、全体の長さを10mmとする。このサイズにおけるコア層33の形状の広がり角度は8.3度となる。このように発光光を点光源に絞るのに最適な設計を行うことにより、長さが10mmであっても3色を合波することができる小型な光導波路72を実現することができる。   For the optical waveguide 72, in order to focus light emitted from the LED, which is a light source, to a point light source, for example, the width of the light incident surface of the core layer 33 is 1.5 mm, the width of the light emitting surface is 70 μm, The length is 10 mm. The spread angle of the shape of the core layer 33 at this size is 8.3 degrees. In this way, by performing an optimum design for narrowing the emitted light to a point light source, it is possible to realize a small optical waveguide 72 capable of combining three colors even if the length is 10 mm.

また、コア層33等の材質にはオキセタン樹脂を使用する。また、上部クラッドモードを除去するために、コア層33の周りが大気中に露出するエアリッジ構造とすることができる。   Further, oxetane resin is used as the material for the core layer 33 and the like. Further, in order to remove the upper cladding mode, an air ridge structure in which the periphery of the core layer 33 is exposed to the atmosphere can be employed.

次に、図22に示すように、本実施の形態による光導破路装置71の構造については、例えば、大きさが13mm×4mmのプラットフォーム4上に、3色の各LEDを実装し、その上部にミラー状傾斜面34を有する光導波路72を接着剤であるエポテック(理経社から入手)にて接着する。   Next, as shown in FIG. 22, with respect to the structure of the optical breaker device 71 according to the present embodiment, for example, each LED of three colors is mounted on the platform 4 having a size of 13 mm × 4 mm, and the upper part thereof. The optical waveguide 72 having the mirror-like inclined surface 34 is bonded to the adhesive Epotech (obtained from Rikeisha).

また、図示省略するが、各電極はそれぞれのLEDチップからプラットフォーム4上の電極パッドに配線し、さらにその電極パッドからパッケージに配線している。   Although not shown, each electrode is wired from the respective LED chip to the electrode pad on the platform 4 and further wired from the electrode pad to the package.

そして、例えばLED(G)12Gから発光する場合に、発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、ミラー状傾斜面34で反射した後にコア層33内に入射し、光出射側に向かってその幅が徐々に細くなる形状のコア層33の内部で、クラッド層6との界面及び露出面において反射しつつ収束し、光出射面側から出射する。   For example, when light is emitted from the LED (G) 12G, a part of the light emitted from the light-emitting diode LED (G) 12G is reflected by the mirror-like inclined surface 34 and then enters the core layer 33 to be emitted from the light emitting side. In the core layer 33 whose width is gradually narrowed toward the surface, the light is converged while being reflected at the interface with the cladding layer 6 and the exposed surface, and is emitted from the light emitting surface side.

また、迷光(1)である例えば発光ダイオードLED(G)12Gからの発光光の一部は、ミラー状傾斜面34で反射した後にクラッド層6内に入射し、クラッド層6の内部でコア層33との界面において反射するが、クラッド層6内に設けられた金属層31の表面に衝突して吸収又は反射されるために、クラッド層6内を伝搬して光出射面側から出射し難くなる。   Further, a part of the light emitted from, for example, the light emitting diode LED (G) 12G which is stray light (1) is reflected by the mirror-like inclined surface 34 and then enters the clad layer 6, and the core layer is formed inside the clad layer 6. Although it reflects at the interface with 33, it collides with the surface of the metal layer 31 provided in the cladding layer 6 and is absorbed or reflected, so that it propagates in the cladding layer 6 and is not easily emitted from the light emitting surface side. Become.

本実施の形態においては、光出射面側でコア層33内を伝搬する入射光を点光源として取り出したい場合に、迷光(1)となるクラッド層6内の光を金属層31が吸収又は反射するために、所望の点光源を得易くなる。   In the present embodiment, when the incident light propagating in the core layer 33 on the light emitting surface side is to be extracted as a point light source, the metal layer 31 absorbs or reflects the light in the cladding layer 6 that becomes stray light (1). Therefore, it becomes easy to obtain a desired point light source.

その他、本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。   In addition, in this embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment are obtained.

次に、上述の各実施の形態について、図23を参照しつつ、光導波路36への光入射と光導波状況とを説明する。なおコア層40の光入射面側の幅は光導波路36の各側面まで到達するように拡大されているものとする。   Next, for each of the above-described embodiments, the light incidence to the optical waveguide 36 and the optical waveguide state will be described with reference to FIG. It is assumed that the width of the core layer 40 on the light incident surface side is enlarged so as to reach each side surface of the optical waveguide 36.

図23(a)は、例えば上述の光導波路9に相当する光導波路36のうち、例えばコア層40について各LED12R、12G、12Bからの光を同時に入射面37から入射し、出射面38から出射する状態を示している。この時に、入射面37の幅をA(μm)、出射面38の幅をB(μm)、及び入射面37から出射面38までの距離をd(mm)とする。そして、コア層40の幅を直線状傾斜面41によって光入射面37から光出射面38へと直線的に小さくしている。この直線状傾斜面41によってコア層40とクラッド層39との界面での全反射が向上し、コア層40内での光導波を効率良く行える。   FIG. 23A shows, for example, the light from each of the LEDs 12R, 12G, and 12B in the core layer 40 of the optical waveguide 36 corresponding to the optical waveguide 9 described above, for example, incident from the incident surface 37 and emitted from the output surface 38. It shows the state to do. At this time, the width of the incident surface 37 is A (μm), the width of the exit surface 38 is B (μm), and the distance from the entrance surface 37 to the exit surface 38 is d (mm). The width of the core layer 40 is linearly reduced from the light incident surface 37 to the light emitting surface 38 by the linear inclined surface 41. The linear inclined surface 41 improves total reflection at the interface between the core layer 40 and the clad layer 39, and optical waveguide within the core layer 40 can be performed efficiently.

図23(b)には、入射面37から出射面38までの長さd(mm)と光損失(dB)との相関特性を示す。これによれば、出射面38の幅Bを50μmに固定し、光導波路36の許容光損失をグラフ中に破線で示す2dB以下と設定した場合に、入射面の幅Aを200μmとした条件aでは、光損失が2dB以下になるには、入射面37から出射面38までの長さdの下限は約0.7mmとなり、また、入射面37の幅Aを300μmとした条件bでは、光損失が2dB以下になるには、入射面37から出射面38までの長さdの下限は約1.5mmとなる。同様に、入射面37の幅Aを条件c、d、eのように広げていくと、光損失が2dB以下になるには、入射面37から出射面38までの長さdの下限は約3.0mm、約6.8mm、約15.0mmと大きくなる傾向がある。   FIG. 23B shows a correlation characteristic between the length d (mm) from the entrance surface 37 to the exit surface 38 and the optical loss (dB). According to this, when the width B of the exit surface 38 is fixed to 50 μm and the allowable optical loss of the optical waveguide 36 is set to 2 dB or less indicated by a broken line in the graph, the condition a in which the width A of the entrance surface is 200 μm Then, in order to reduce the optical loss to 2 dB or less, the lower limit of the length d from the incident surface 37 to the output surface 38 is about 0.7 mm, and under the condition b where the width A of the incident surface 37 is 300 μm, the optical loss is reduced. In order to be 2 dB or less, the lower limit of the length d from the entrance surface 37 to the exit surface 38 is about 1.5 mm. Similarly, when the width A of the incident surface 37 is increased as in the conditions c, d, and e, the lower limit of the length d from the incident surface 37 to the exit surface 38 is about 3 to reduce the optical loss to 2 dB or less. There is a tendency to increase to 0 mm, about 6.8 mm, and about 15.0 mm.

この結果から、出射面38の幅Bを一定にしたとき、入射面37の幅Aを狭くして直線状傾斜面41の傾斜角を小さくすれば、光損失を2dB以下に抑え、かつ、入射面37から出射面38までの長さdを比較的短くすることができる。従って、直線状傾斜面41による光導波効率を確実に向上させるには、上記の幅Aを規定することが望ましいことが分る。   From this result, when the width B of the exit surface 38 is made constant, if the width A of the entrance surface 37 is narrowed to reduce the tilt angle of the linear inclined surface 41, the optical loss can be suppressed to 2 dB or less and The length d from the surface 37 to the emission surface 38 can be made relatively short. Therefore, it can be seen that it is desirable to define the width A in order to reliably improve the optical waveguide efficiency by the linear inclined surface 41.

これに対し、図24(a)に示す光導波路42では、それぞれが曲線状傾斜面46からなる3種類のコア部分40a、40b及び40cにコア層を分け、これらの光入射面37a、37b及び37c側にそれぞれ光源である12R、12G及び12Bを配置し、光出射面38の前位にてコア部分40a及び40cをそれぞれコア部分40bに合流させ、共通コア部分43を通して出射面38に光を導びいて出射する構造としている。ここで、出射面38の幅を50μmと固定し、隣接するコア部分間のピッチをP(μm)、及び入射面37a、37b及び37cから出射面38までの距離をd(mm)とすると、光入射面37a、37b及び37cから出射面までの長さd(mm)と、光損失(dB)との相関特性は図24(b)のようになる。   On the other hand, in the optical waveguide 42 shown in FIG. 24A, the core layer is divided into three types of core portions 40a, 40b, and 40c each formed of a curved inclined surface 46, and these light incident surfaces 37a, 37b, and The light sources 12R, 12G, and 12B are disposed on the 37c side, the core portions 40a and 40c are joined to the core portion 40b at the front of the light emission surface 38, and light is emitted to the emission surface 38 through the common core portion 43. It is structured to guide and emit. Here, when the width of the exit surface 38 is fixed to 50 μm, the pitch between adjacent core portions is P (μm), and the distance from the entrance surfaces 37a, 37b and 37c to the exit surface 38 is d (mm). FIG. 24B shows the correlation characteristics between the length d (mm) from the light incident surfaces 37a, 37b and 37c to the exit surface and the optical loss (dB).

これによれば、光導波路42の許容光損失を破線で示す2dB以下と設定した場合に、隣接するコア部分間のピッチPを200μmとする条件aでは、入射面37a、37b及び37cから出射面38までの長さdは約6mm以上必要であり、同様に隣接するコア部分間ピッチPを400μm、600μmとすれば、入射面37a、37b及び37cから出射面38までの長さdは約20mm以上、約60mm以上必要となる。   According to this, when the allowable optical loss of the optical waveguide 42 is set to 2 dB or less indicated by a broken line, the condition from the incident surfaces 37a, 37b, and 37c to the output surface under the condition a in which the pitch P between adjacent core portions is 200 μm is set. The length d up to 38 is required to be about 6 mm or more. Similarly, if the pitch P between adjacent core portions is set to 400 μm and 600 μm, the length d from the incident surfaces 37 a, 37 b and 37 c to the output surface 38 is about 20 mm. As described above, about 60 mm or more is required.

この結果から、隣接するコア部分間のピッチPを狭くしてコア部分40a及び40cの曲線状傾斜面46の傾斜角を緩やかにしても、光損失を2dB以下に抑えるには上記の長さdを約6mm以上と大きくする必要がある。これは、コア部分40a及び40cの曲線状傾斜面46の傾斜角がなおも急であるためにそこでのコア層40cからクラッド層39への光漏出を十分に抑制できないため、上記の長さdを大きくしないと、曲線状傾斜面46の傾斜面を緩やかにして上記の光漏出を減らすことができないからである。   From this result, even if the pitch P between the adjacent core portions is narrowed and the inclination angle of the curved inclined surface 46 of the core portions 40a and 40c is moderated, the above-mentioned length d is used to suppress the optical loss to 2 dB or less. Needs to be increased to about 6 mm or more. This is because the leak angle from the core layer 40c to the clad layer 39 cannot be sufficiently suppressed because the angle of inclination of the curved inclined surface 46 of the core portions 40a and 40c is still steep. This is because if the slope is not increased, the inclined surface of the curved inclined surface 46 can be made gentle to reduce the light leakage.

これに対し、図23に示した光導波路36の場合、コア層40の傾斜面41を直線状としているため、その傾斜角(即ち、入射面37の幅A)をコントロールしさえすれば、コア層40とクラッド層39との界面での全反射が増え、コア層40内での光導波効率が向上し、かつ光導波路長dも小さくすることができる。なお、図24の光導波路42では、光入射面が狭いため、各光源を対応する入射面に配置する自由度が小さく、かつ光入射量のロスも大きいが、図23の光導波路36では、各光源に共通の入射面37を幅Aに亘って形成しているので、光源の配置を容易に行え、入射光量も増加する。   On the other hand, in the case of the optical waveguide 36 shown in FIG. 23, since the inclined surface 41 of the core layer 40 is linear, as long as the inclination angle (that is, the width A of the incident surface 37) is controlled, the core Total reflection at the interface between the layer 40 and the cladding layer 39 is increased, the optical waveguide efficiency in the core layer 40 is improved, and the optical waveguide length d can be reduced. In the optical waveguide 42 in FIG. 24, since the light incident surface is narrow, the degree of freedom of disposing each light source on the corresponding incident surface is small and the loss of light incident amount is large, but in the optical waveguide 36 in FIG. Since the incident surface 37 common to each light source is formed over the width A, the light sources can be easily arranged, and the amount of incident light is also increased.

本実施の形態における光導波路の構造においては、各色の信号光の強度やカラーバランスを制御することによって、光導波路の光出射面から出射する出射光は所望のスポットサイズ及び十分な光量の信号光として、次段の例えばスクリーンに投影され、フルカラーの画像の再生が可能なディスプレイを得ることができる。   In the structure of the optical waveguide according to the present embodiment, by controlling the intensity and color balance of the signal light of each color, the output light emitted from the light output surface of the optical waveguide is a signal light with a desired spot size and a sufficient amount of light. As a result, it is possible to obtain a display that can be projected onto the next stage, for example, a screen and can reproduce a full color image.

図25は、こうしたディスプレイをヘッドマウントディスプレイ(HMD)44に適用した例を示すものであって、本実施の形態における光導波路を単位画素相当として、紙面垂直方向に多数個ライン状に配し、赤色光源12R、緑色光源12G及び青色光源12Bからの各色の光を各単位画素毎に合波し、光導波路9からのビーム径の絞られた出射光47を走査板(scanned image plane)45に通した後、この走査板45と光学的に共役関係にある人間の眼球49の網膜50上に光学レンズ48等によって焦点(スポット)を結ばせるように構成している。   FIG. 25 shows an example in which such a display is applied to a head-mounted display (HMD) 44. The optical waveguide according to the present embodiment is equivalent to a unit pixel, and is arranged in a number of lines in the direction perpendicular to the paper surface. The light of each color from the red light source 12R, the green light source 12G, and the blue light source 12B is multiplexed for each unit pixel, and the emitted light 47 with a reduced beam diameter from the optical waveguide 9 is applied to a scanned image plane 45. After passing, the focal point (spot) is formed on the retina 50 of the human eyeball 49 optically conjugate with the scanning plate 45 by the optical lens 48 or the like.

この結像点は1ライン分、網膜50上に形成されるが、これは走査板45によって網膜50上でラインとは直交する方向に走査されることによって、臨場感あふれる映像をパーソナルに体感することができる。   This image forming point is formed on the retina 50 by one line. This is scanned on the retina 50 in a direction perpendicular to the line by the scanning plate 45, so that a realistic image can be experienced personally. be able to.

なお、このヘッドマウントディスプレイ44は、サングラスのように装着した状態でプロジェクタやカメラ、コンピュータ、ゲーム機などに組み込むことにより、コンパクトな映像装置を提供することができる。   The head-mounted display 44 can be provided in a compact video device by being incorporated in a projector, a camera, a computer, a game machine, or the like while wearing like sunglasses.

次に、図26に示すように、上述のヘッドマウントディスプレイ44を使用したサングラス状のディスプレイ観察用のメガネ51について説明する。   Next, as shown in FIG. 26, sunglasses-like display observation glasses 51 using the above-described head mounted display 44 will be described.

左蔓部53a、右蔓部53b、左レンズ部52a及び右レンズ部52bからなるメガネ51においては、左レンズ部52aの左下部にヘッドマウントディスプレイ44が設けられ、右レンズ部52bの右下部にヘッドマウントディスプレイ44が設けられている。   In the glasses 51 including the left vine portion 53a, the right vine portion 53b, the left lens portion 52a, and the right lens portion 52b, a head mounted display 44 is provided at the lower left portion of the left lens portion 52a, and at the lower right portion of the right lens portion 52b. A head mounted display 44 is provided.

このメガネ51においては、各レンズ部に設けられた各ヘッドマウントディスプレイ44からの入射光を左眼及び右眼で画像として観察する構造であるために、左レンズ部52a及び右レンズ部52bに光透過性は必要ないが、左レンズ部52a及び右レンズ部52bに光透過性を付与することにより、各ヘッドマウントディスプレイ44からの光入射による画像のみならず、左レンズ部52a及び右レンズ部52bを介して眼前の光を入射させて観察することができる。   Since the glasses 51 have a structure in which incident light from each head mounted display 44 provided in each lens unit is observed as an image with the left eye and the right eye, light is applied to the left lens unit 52a and the right lens unit 52b. Although transparency is not necessary, by providing light transmittance to the left lens portion 52a and the right lens portion 52b, not only images due to light incidence from each head mounted display 44, but also the left lens portion 52a and the right lens portion 52b. The light in front of the eye can be incident through the lens and observed.

また、左レンズ部52a及び右レンズ部52bの周囲にフードを設けて外光を遮断することにより、各ヘッドマウントディスプレイ44からの入射光をより鮮明な画像として観察することができる。   Further, by providing a hood around the left lens portion 52a and the right lens portion 52b to block outside light, it is possible to observe incident light from each head mounted display 44 as a clearer image.

次に、図27に示すように、ヘッドマウントディスプレイ44の構成については、赤色光源12R、緑色光源12G及び青色光源12Bからなり、基板54の凹部74に設けられた各LEDからの各色の光(この図では、LED(G)12Gからの光のみを示す。)が、光導波路63の45°傾斜したミラー状傾斜面56を有するコア層61に入射して光伝搬し、出射光として出射面58から出射し、光反射板57の光反射面59に衝突反射した後に、この光反射板57と光学的に共役関係にある人間の眼62の網膜上に入射するように、光学レンズ等によって焦点(スポット)を結ばせるようにしている。   Next, as shown in FIG. 27, the configuration of the head mounted display 44 is composed of a red light source 12R, a green light source 12G, and a blue light source 12B, and light of each color from each LED provided in the recess 74 of the substrate 54 ( In this figure, only the light from the LED (G) 12G is shown.) Enters the core layer 61 having the mirror-like inclined surface 56 inclined by 45 ° of the optical waveguide 63, propagates the light, and is emitted as outgoing light. 58, and after being collided and reflected by the light reflecting surface 59 of the light reflecting plate 57, the light is incident on the retina of the human eye 62 optically conjugate with the light reflecting plate 57 by an optical lens or the like. The focus (spot) is set.

なお、赤色光源12R、緑色光源12G及び青色光源12Bからの発光光については、コア層61への入射後に合波するものとして図示を簡略化している。また、この構造においては、発光光が基板等を介することなく直接コア層61内に入射する構造である。   In addition, about the emitted light from the red light source 12R, the green light source 12G, and the blue light source 12B, illustration is simplified as what is multiplexed after injecting into the core layer 61. FIG. In this structure, the emitted light is directly incident on the core layer 61 without passing through a substrate or the like.

以上に説明した実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて種々に変形が可能である。   The embodiment described above can be variously modified based on the technical idea of the present invention.

例えば、バー5、光吸収性樹脂層23、パッケージ1、各プラットフォーム、各凹部、各基板、各クラッド層、各光源、光吸収性樹脂層23及び金属層31の形状、サイズ、設置個数、設置場所、材質及び厚さ、並びに、各ミラー状傾斜面の傾斜角度及び加工方法等は、所望の効果を実現できるならば、様々に変えてよい。光吸収性樹脂層23は、光導波路のほぼ全域に存在してよいが、図10(B)に仮想線で示すように、光出射側にのみ存在していてもよい。   For example, the shape, size, installation number, and installation of the bar 5, the light absorbing resin layer 23, the package 1, each platform, each recess, each substrate, each cladding layer, each light source, the light absorbing resin layer 23, and the metal layer 31 The location, material and thickness, and the inclination angle and processing method of each mirror-like inclined surface may be variously changed as long as a desired effect can be realized. The light-absorbing resin layer 23 may be present in almost the entire region of the optical waveguide, but may be present only on the light emitting side as indicated by a virtual line in FIG.

また、上述した光導波路の構成材料や層構成も様々に変化させてよい。例えば、ニオブ酸リチウム等の無機系の材料を用い、これをCVD(化学的気相成長法)によって基板上にコア材として成膜し、レジストマスクを用いて所定パターンにエッチングすることによって、上述したコア層と同等のコア層を形成することができる。また、台形状のコア層と同様の形状にクラッド層等を形成してもよい。   Moreover, the constituent material and the layer configuration of the optical waveguide described above may be variously changed. For example, an inorganic material such as lithium niobate is used, formed as a core material on a substrate by CVD (chemical vapor deposition), and etched into a predetermined pattern using a resist mask. A core layer equivalent to the prepared core layer can be formed. Further, a clad layer or the like may be formed in the same shape as the trapezoidal core layer.

また、光導波路のコア形状は、直線状傾斜面を幅方向端面に有するタイプのみならず、曲線状傾斜面を幅方向端面に有するコア層としてもよい。コア層の作製は成形型による成形で行ってもよい。   Further, the core shape of the optical waveguide is not limited to a type having a linear inclined surface at the end surface in the width direction, but may be a core layer having a curved inclined surface at the end surface in the width direction. The core layer may be produced by molding using a mold.

また、上述した光導波路を含む光学系の構成は適宜変更してよく、例えば、走査手段としてマイクロミラーデバイスやポリゴンミラー等を採用してよいし、投影をスクリーン上に行ってもよい。   Further, the configuration of the optical system including the above-described optical waveguide may be appropriately changed. For example, a micromirror device, a polygon mirror, or the like may be employed as a scanning unit, or projection may be performed on a screen.

なお、本発明は、LED又はレーザを用いた光導波路を光源とするディスプレイをはじめ、例えば、レーザを用いた光導波路からの信号光を次段回路の受光素子(光配線やフォトディテクタ等)に入射させる光通信等の如き種々の光情報処理に広く適用可能である。   The present invention includes a display using an optical waveguide using an LED or a laser as a light source, for example, signal light from the optical waveguide using a laser is incident on a light receiving element (optical wiring, photodetector, etc.) of the next stage circuit. It can be widely applied to various optical information processing such as optical communication.

本発明は、光導波路で効率良く所定の光束に集光されて出射し、或いは光導波路に効率良く入射した後に出射した信号光を走査手段で走査して投影するように構成したディスプレイや、上記信号光を次段回路の受光素子(光配線やフォトディテクタ等)に入射させるように構成した光通信等の光情報処理に有効に用いることができる。   The present invention relates to a display configured to scan and project the signal light emitted after being efficiently condensed into a predetermined light beam and emitted from the optical waveguide, or after being efficiently incident on the optical waveguide, The present invention can be effectively used for optical information processing such as optical communication configured to cause signal light to be incident on a light receiving element (such as an optical wiring or a photodetector) of the next stage circuit.

本発明の第1の実施の形態による光導波路装置の平面図(A)及びそのA−A‘線断面図(B)である。It is the top view (A) of the optical waveguide device by the 1st Embodiment of this invention, and its A-A 'sectional view (B). 同、パッケージの平面図(A)、プラットフォームの平面図(B)及び光導破路の平面図(C)である。FIG. 2 is a plan view (A) of the package, a plan view (B) of the platform, and a plan view (C) of the optical breakage. 同、光導波路装置のB−B’線断面図及びその側面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical waveguide device taken along line B-B ′ and a side view thereof. 同、光導波路への光入射状況を示す光導波路装置の断面図である。It is sectional drawing of the optical waveguide apparatus which shows the light incident condition to an optical waveguide similarly. 本発明の第2の実施の形態による光導波路装置の平面図(A)及びそのA−A‘線断面図(B)である。It is the top view (A) of the optical waveguide device by the 2nd Embodiment of this invention, and its A-A 'sectional view (B). 同、パッケージの平面図(A)、プラットフォームの平面図(B)及び光導破路の平面図(C)である。FIG. 2 is a plan view (A) of the package, a plan view (B) of the platform, and a plan view (C) of the optical breakage. 同、光導波路装置のB−B’線断面図及びその側面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical waveguide device taken along line B-B ′ and a side view thereof. 同、別の例による光導波路装置の平面図(A)及びそのA−A‘線断面図(B)である。It is the top view (A) and its A-A 'sectional view (B) of the optical waveguide device by another example same as the above. 本発明の第3の実施の形態による光導波路装置の平面図(A)及びそのA−A‘線断面図(B)である。It is the top view (A) of the optical waveguide device by the 3rd Embodiment of this invention, and its A-A 'sectional view (B). 同、パッケージの平面図(A)、プラットフォームの平面図(B)及び光導破路の平面図(C)である。FIG. 2 is a plan view (A) of the package, a plan view (B) of the platform, and a plan view (C) of the optical breakage. 同、光導波路装置のB−B’線断面図及びその側面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical waveguide device taken along line B-B ′ and a side view thereof. 同、光導波路への光入射状況を示す光導波路装置の断面図である。It is sectional drawing of the optical waveguide apparatus which shows the light incident condition to an optical waveguide similarly. 本発明の第4の実施の形態による光導波路装置の平面図(A)及びそのA−A‘線断面図(B)である。It is the top view (A) and its A-A 'sectional view (B) of the optical waveguide device by a 4th embodiment of the present invention. 同、パッケージの平面図(A)、プラットフォームの平面図(B)及び光導破路の平面図(C)である。FIG. 2 is a plan view (A) of the package, a plan view (B) of the platform, and a plan view (C) of the optical breakage. 同、光導波路装置のB−B’線断面図及びその側面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical waveguide device taken along line B-B ′ and a side view thereof. 同、別の例による光導波路装置の平面図(A)及びそのA−A‘線断面図(B)である。It is the top view (A) and its A-A 'sectional view (B) of the optical waveguide device by another example same as the above. 同、光導波路への光入射状況を示す光導波路装置の断面図である。It is sectional drawing of the optical waveguide apparatus which shows the light incident condition to an optical waveguide similarly. 光導波路の作製工程を順次示す断面図である。It is sectional drawing which shows the preparation processes of an optical waveguide sequentially. 光導波路の作製工程を順次示す断面図である。It is sectional drawing which shows the preparation processes of an optical waveguide sequentially. 本発明の第5の実施の形態による光導波路の作製工程を順次示す断面図である。It is sectional drawing which shows sequentially the manufacturing process of the optical waveguide by the 5th Embodiment of this invention. 同、光導波路の作製工程を順次示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view sequentially showing the manufacturing steps of the optical waveguide. 同、光導波路への光入射状況を示す光導波路装置の断面図である。It is sectional drawing of the optical waveguide apparatus which shows the light incident condition to an optical waveguide similarly. 本発明の実施の形態による光導波路の平面図(A)、及び光損失とコア層の入射面幅との関係を示すグラフ(B)である。It is the top view (A) of the optical waveguide by embodiment of this invention, and the graph (B) which shows the relationship between an optical loss and the entrance plane width | variety of a core layer. 同、光導波路の平面図(A)、及び光損失とコア層間ピッチとの関係を示すグラフ(B)である。FIG. 6 is a plan view (A) of the optical waveguide and a graph (B) showing the relationship between the optical loss and the core interlayer pitch. 同、ヘッドマウントディスプレイの概略模式図である。It is a schematic model of a head mounted display. 同、ヘッドマウントディスプレイの適用例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of application of a head mounted display similarly. 同、ヘッドマウントディスプレイの斜視図である。It is a perspective view of a head mounted display. 従来例による光導波路の斜視図(A)、その断面図(B)及びその側面図(C)である。It is the perspective view (A) of the optical waveguide by a prior art example, its sectional drawing (B), and its side view (C). 同、光導波路への光入射状況を示す光導波路装置の断面図である。It is sectional drawing of the optical waveguide apparatus which shows the light incident condition to an optical waveguide similarly.

符号の説明Explanation of symbols

1…パッケージ、2、11、21、27、30、74…凹部、3…パッケージ凸部、
4…プラットフォーム、5…バー、6、22、32、39、55、73…クラッド層、
7、26、54…基板、8、34、56、67…ミラー状傾斜面、
9、35、36、42、63、72…光導破路、10、41…直線状傾斜面、
12R、12G、12B…LED光源、13、14、18…配線、
15、16…電極パッド、17…外部接続端子、
19、28、33、40、40a、40b、40c、61…コア層、20…空間、
23…光吸収性樹脂層、24…ダイサー、25…研削面、29…凸状部、31…金属層、
37、37a、37b、37c、60…入射面、38、58…出射面、
43…共通コア部分、44…ヘッドマウントディスプレイ、45…走査板、
46…曲線状傾斜面、47…出射光、48…光学レンズ、49…眼球、50…網膜、
51…メガネ、52a…左レンズ部、52b…右レンズ部、53a…左蔓部、
53b…右蔓部、57…光反射板、59…光反射面、62…眼、
64、65、66、68、69、70、71…光導波路装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Package 2, 11, 21, 27, 30, 74 ... Concave part 3 ... Package convex part,
4 ... platform, 5 ... bar, 6, 22, 32, 39, 55, 73 ... cladding layer,
7, 26, 54 ... substrate, 8, 34, 56, 67 ... mirror-like inclined surface,
9, 35, 36, 42, 63, 72 ... optical breakage, 10, 41 ... linear inclined surface,
12R, 12G, 12B ... LED light source, 13, 14, 18 ... wiring,
15, 16 ... electrode pads, 17 ... external connection terminals,
19, 28, 33, 40, 40a, 40b, 40c, 61 ... core layer, 20 ... space,
23 ... Light-absorbing resin layer, 24 ... Dicer, 25 ... Grinding surface, 29 ... Convex part, 31 ... Metal layer,
37, 37a, 37b, 37c, 60 ... entrance surface, 38, 58 ... exit surface,
43 ... Common core part, 44 ... Head mounted display, 45 ... Scanning plate,
46 ... curved inclined surface, 47 ... outgoing light, 48 ... optical lens, 49 ... eyeball, 50 ... retina,
51 ... Glasses, 52a ... Left lens part, 52b ... Right lens part, 53a ... Left vine part,
53b ... right vine, 57 ... light reflecting plate, 59 ... light reflecting surface, 62 ... eye,
64, 65, 66, 68, 69, 70, 71 ... Optical waveguide device

Claims (14)

光源が固定された支持体と、
コア層とクラッド層との接合体からなり、前記コア層への入射光をその光出射側へ導 くように構成された光導波路と、
前記支持体と前記光導波路とを一定の間隔で保持するスペーサーと
を有し、前記スペーサーを介して前記支持体上に前記光導波路が固定されている、光導波路装置。
A support with a fixed light source;
An optical waveguide composed of a joined body of a core layer and a clad layer, and configured to guide incident light to the core layer to the light exit side;
An optical waveguide device, comprising: a spacer that holds the support and the optical waveguide at regular intervals; and the optical waveguide is fixed on the support via the spacer.
前記光導波路と前記支持体との前記間隔を形成する空隙に光吸収性材料が充填されている、請求項1に記載の光導波路装置。   The optical waveguide device according to claim 1, wherein a light-absorbing material is filled in a gap that forms the gap between the optical waveguide and the support. 前記支持体上に固定された前記光導波路の光入射部下の前記支持体に凹部が形成され、この凹部の底面に前記光源が固定されている、請求項1に記載の光導波路装置。   2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein a recess is formed in the support below the light incident portion of the optical waveguide fixed on the support, and the light source is fixed to a bottom surface of the recess. 前記光導波路の前記光入射部の光入射面が前記支持体の固定面に対して傾斜している、請求項3に記載の光導波路装置。   The optical waveguide device according to claim 3, wherein a light incident surface of the light incident portion of the optical waveguide is inclined with respect to a fixed surface of the support. 前記光導波路が前記コア層と前記クラッド層とが積層された構造を有し、前記コア層が前記スペーサー上に接合されている、請求項1に記載の光導波路装置。   The optical waveguide device according to claim 1, wherein the optical waveguide has a structure in which the core layer and the clad layer are laminated, and the core layer is bonded onto the spacer. 前記クラッド層上にこのクラッド層よりも屈折率の大きい基板が接合されている、請求項5に記載の光導波路装置。   6. The optical waveguide device according to claim 5, wherein a substrate having a refractive index larger than that of the cladding layer is bonded onto the cladding layer. 前記光導波路がリッジ型のコア層を有するエアリッジ型構造を有している、請求項5に記載の光導波路装置。   The optical waveguide device according to claim 5, wherein the optical waveguide has an air ridge structure having a ridge core layer. 前記支持体がパッケージ部材に固定されている、請求項1に記載の光導波路装置。   The optical waveguide device according to claim 1, wherein the support is fixed to a package member. 前記支持体及び前記パッケージ部材に前記光源用の端子又は/及び外部接続端子が設けられている、請求項1に記載の光導波路装置。   The optical waveguide device according to claim 1, wherein the light source terminal and / or external connection terminal is provided on the support and the package member. 前記光導波路が高分子有機化合物で形成されている、請求項1に記載の光導波路装置。   The optical waveguide device according to claim 1, wherein the optical waveguide is formed of a polymer organic compound. 前記光導波路の前記コア層が、その光入射側から光出射側にかけて漸次小さくなる幅を有している、請求項1に記載の光導波路装置。   The optical waveguide device according to claim 1, wherein the core layer of the optical waveguide has a width that gradually decreases from a light incident side to a light emitting side. 前記光源が3原色を発光する3種類の発光ダイオード又はレーザであって、前記コア層の光入射面に対向してそれぞれ配置されている、請求項1に記載の光導波路装置。   2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the light sources are three types of light emitting diodes or lasers that emit three primary colors, and are respectively disposed facing the light incident surface of the core layer. 請求項1〜12のいずれか1項に記載した光導波路装置と、この光導波路装置に信号光を入射する光源と、前記光導波路からの出射光を受光する受光手段とを有する光情報処理装置。   An optical information processing apparatus comprising: the optical waveguide device according to any one of claims 1 to 12, a light source that makes signal light incident on the optical waveguide device, and a light receiving unit that receives outgoing light from the optical waveguide. . 前記出射光を走査手段で走査して投影するディスプレイとして構成した、請求項13に記載の光情報処理装置。   The optical information processing apparatus according to claim 13, wherein the optical information processing apparatus is configured as a display that projects the emitted light by scanning with a scanning unit.
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