JP2011091085A - 発光装置およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】光利用効率が高く、インコヒーレント光を得ることができる発光装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る発光装置１０００は、スーパールミネッセントダイオードであって、互いに反対方向に向かって進む光を出射する第１出射面１２２および第２出射面１２４を有する発光素子１００と、第１出射面１２２から出射される光１０を反射させる平面ミラー２０２と、平面ミラー２０２によって反射された光１０ｄを平行光に変換する第１放物面ミラー２１２と、第２出射面１２４から出射された光１２を平行光に変換する第２放物面ミラー２２２と、を含み、第１出射面１２２は、平面ミラー２０２に対して、第１放物面ミラー２１２の焦点Ａと対称となる位置Ｃに配置され、第２出射面１２４は、第２放物面ミラー２２２の焦点Ｂに配置され、第１放物面ミラー２１２の光軸Ｑ_１と、第２放物面ミラー２２２の光軸Ｑ_２は、平行である。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置およびプロジェクターに関する。

近年、プロジェクターやディスプレイなどの表示装置の光源用の発光装置に用いられる発光素子として、高輝度で色再現性に優れたレーザーダイオードが期待されている。ここで、レーザーダイオードから出射されるレーザー光は、コヒーレント光であるが、光源用の発光装置では、安全性を考慮して、インコヒーレント光であることが望ましい。例えば、特許文献１では、レーザーダイオードから出射されたレーザー光を吸収し自然放出光としてインコヒーレント光を放出する蛍光体を用いた光源装置（発光装置）が提案されている。しかしながら、蛍光体を用いた発光装置では、発光素子から出射された光の光利用効率が低下してしまう場合がある。

特開２００３−２９５３１９号公報

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、光利用効率が高く、インコヒーレント光を得ることができる発光装置を提供することにある。

本発明に係る発光装置は、
スーパールミネッセントダイオードであって、互いに反対方向に向かって進む光を出射する第１出射面および第２出射面を有する発光素子と、
前記第１出射面から出射される光を反射させる平面ミラーと、
前記平面ミラーによって反射された光を平行光に変換する第１放物面ミラーと、
前記第２出射面から出射された光を平行光に変換する第２放物面ミラーと、
を含み、
前記第１出射面は、前記平面ミラーに対して、前記第１放物面ミラーの焦点と対称となる位置に配置され、
前記第２出射面は、前記第２放物面ミラーの焦点に配置され、
前記第１放物面ミラーの光軸と、前記第２放物面ミラーの光軸とは、平行である。

このような発光装置によれば、前記発光素子がスーパールミネッセントダイオードであり、かつ前記平面ミラーを有することができる。これにより、他の部材を介することなく前記発光素子が直接インコヒーレント光を出射することができ、かつ前記第１出射面から出射される光および前記第２出射面から出射される光を利用することができるため、高い光利用効率を有することができる。

本発明に係る発光装置において、
さらに、前記発光素子、前記反射ミラー、前記第１放物面ミラー、および前記第２放物面ミラーを固定する枠体を含み、
前記枠体は、前記第１出射面および前記第２出射面から出射される光の波長に対して、透過性のある材質で形成されていることができる。

このような発光装置によれば、前記枠体における光の吸収損失を低減することができる。

本発明に係る発光装置において、
前記第１放物面ミラーおよび前記第２放物面ミラーは、一体的に形成されていることができる。

このような発光装置によれば、第１放物面ミラーおよび前記第２放物面ミラーの製造工程を簡略化することができる。

本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る発光装置と、
前記発光装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む。

このようなプロジェクターによれば、前記発光装置を含むため、光利用効率が高く、インコヒーレント光を得ることができる発光装置を光源として用いることができる。

本実施形態に係る発光装置を模式的に示す図。 本実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 発光素子とミラーの位置関係を説明するための図。 本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発光装置の変形例を模式的に示す断面図。 本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

１． 発光装置
まず、本実施形態に係る発光装置１０００について、図面を参照しながら説明する。図１は、発光装置１０００を模式的に示す図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、図１では、便宜上、第２電極１１４の図示は省略している。また、図２では、便宜上、発光素子１００は簡略化して示している。

発光装置１０００は、図１〜図３に示すように、発光素子１００と、平面ミラー２０２を有する第１光学素子２００と、第１放物面ミラー２１２を有する第２光学素子２１０と、第２放物面ミラー２２２を有する第３光学素子２２０と、を含む。発光装置１０００は、さらに、枠体３００を含むことができる。

発光素子１００は、図１〜図３に示すように、枠体３００上に形成されている。発光素子１００は、図３に示すように、基板１０２と、第１クラッド層１０４と、活性層１０６と、第２クラッド層１０８と、コンタクト層１１０と、第１電極１１２と、第２電極１１４と、絶縁部１１６と、を含むことができる。なお、ここでは、発光素子１００がＩｎＧａＡｌＰ系（赤色）の発光素子である場合について説明する。

基板１０２としては、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板などを用いることができる。

第１クラッド層１０４は、基板１０２上に形成されている。第１クラッド層１０４は、例えば、第１導電型の半導体からなる。第１クラッド層１０４としては、例えばｎ型ＩｎＧａＡｌＰ層などを用いることができる。なお、図示はしないが、基板１０２と第１クラッド層１０４との間に、バッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば基板１０２よりも結晶性の良好な（例えば欠陥密度の低い）第１導電型（ｎ型）のＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層などを用いることができる。

活性層１０６は、第１クラッド層１０４上に形成されている。活性層１０６は、例えば、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。活性層１０６の一部の領域は、活性層１０６の電流経路となる利得領域１２０を構成している。利得領域１２０には、光を生じさせることができ、この光は、利得領域１２０内で利得を受けることができる。活性層１０６の形状は、例えば直方体（立方体である場合を含む）などである。第１クラッド層１０４、第２クラッド１０８、および活性層１０６は、積層構造体１０１を構成している。活性層１０６は、図１に示すように、第１面１０５及び第２面１０７を有する。活性層１０６の第１面１０５および第２面１０７は、活性層１０６の面のうち第１クラッド層１０４または第２クラッド層１０８に接していない面であり、積層構造体１０１において、露出している面である。第１面１０５および第２面１０７は、活性層１０６の側面ともいえる。第１面１０５と第２面１０７とは、互いに対向しており、例えば平行である。第１面１０５および第２面１０７には、反射防止膜（図示しない）で覆われていてもよい。これにより、低い反射率を得ることができる。反射防止膜としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３単層などを用いることができる。なお、反射防止膜としては、上述した例に限定されるわけではなく、例えば、例えば、ＳｉＯ_２層、ＳｉＮ層、ＳｉＯＮ層、Ｔａ_２Ｏ_５層、ＴｉＯ_２層、ＴｉＮ層や、これらの多層膜などを用いることができる。

利得領域１２０は、図１に示すように、第１面１０５側の第１端面１２２から第２面１０７側の第２端面１２４まで設けられている。利得領域１２０は、活性層１０６の積層方向から平面視して（活性層１０６の厚み方向から見て）、第１面１０５から第２面１０７まで垂線Ｐに対して傾いた方向に向かって設けられている。すなわち、図１に示すように、活性層１０６の積層方向から平面視して（活性層１０６の厚み方向から見て）、第１端面１２２の中心と第２端面１２４の中心とを結ぶ線は、第１面１０５の垂線Ｐに対して傾いている。これにより、利得領域１２０に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。すなわち、発光素子１００は、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ：Super Luminescent Diode、以下「ＳＬＤ」ともいう）であることができる。ＳＬＤは、レーザーダイオードと異なり、端面反射による共振器の形成を抑えることにより、レーザー発振を防止することができる。これにより、インコヒーレント光を得ることができる。

第２クラッド層１０８は、活性層１０６上に形成されている。第２クラッド層１０８は、例えば第２導電型（例えばｐ型）の半導体からなる。第２クラッド層１０８としては、例えばｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層などを用いることができる。

例えば、ｎ型の第１クラッド層１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０６、及びｐ型の第２クラッド層１０８により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層１０４及び第２クラッド層１０８の各々は、活性層１０６よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層１０６は、光を増幅する機能を有する。第１クラッド層１０４及び第２クラッド層１０８は、活性層１０６を挟んで、注入キャリア（電子および正孔）並びに光を閉じ込める機能を有する。

コンタクト層１１０は、第２クラッド層１０８上に形成されていることができる。コンタクト層１１０としては、第２電極１１４とオーミックコンタクトする層を用いることができる。コンタクト層１１０は、例えば第２導電型の半導体からなる。コンタクト層１１０としては、例えばｐ型ＧａＡｓ層などを用いることができる。

コンタクト層１１０と、第２クラッド層１０８の一部とは、柱状部１１１を形成することができる。柱状部１１１の平面形状は、例えば図１に示すように、利得領域１２０の平面形状と同じである。すなわち、例えば、柱状部１１１の平面形状によって、電極１１２，１１４間の電流経路が決定され、その結果、利得領域１２０の平面形状が決定される。なお、図示はしないが、柱状部１１１は、例えば、コンタクト層１１０、第２クラッド層１０８の一部、活性層１０６の一部、および第１クラッド層１０４の一部からなることもできる。なお、図示はしないが、柱状部１１１の側面は、傾斜していてもよい。

絶縁部１１６は、図３に示すように、第２クラッド層１０８上であって、柱状部１１１の側方に設けられていることができる。絶縁部１１６は、柱状部１１１の側面に接している。絶縁部１１６の上面は、例えば、コンタクト層１１０の上面と連続していることができる。絶縁部１１６としては、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ_２層、ポリイミド層などを用いることができる。絶縁部１１６としてこれらの材料を用いた場合、電極１１２，１１４間の電流は、絶縁部１１６を避けて、該絶縁部１１６に挟まれた柱状部１１１を流れることができる。絶縁部１１６は、活性層１０６の屈折率よりも小さい屈折率を有することができる。この場合、絶縁部１１６を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁部１１６を形成しない部分、すなわち柱状部１１１が形成された部分の垂直断面の有効屈折率よりも小さくなる。これにより、平面方向について、利得領域１２０内に効率良く光を閉じ込めることができる。また、絶縁部１１６を設けないこともできる。絶縁部１１６が空気であると解釈してもよい。その場合は、柱状部１１１に活性層１０６および第１クラッド層１０４を含まないようにするか、第２電極１１４が直接的に活性層１０６および第１クラッド層１０４に接することがないようにする必要がある。

第１電極１１２は、基板１０２の下の全面に形成されている。第１電極１１２は、該第１電極１１２とオーミックコンタクトする層（図示の例では基板１０２）と接していることができる。これにより、第１電極１１２の接触抵抗を低減することができる。第１電極１１２は、基板１０２を介して、第１クラッド層１０４と電気的に接続されている。第１電極１１２は、発光素子１００を駆動するための一方の電極である。第１電極１１２としては、例えば、基板１０２側からＣｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。なお、第１クラッド層１０４と基板１０２との間に、第２コンタクト層（図示せず）を設け、ドライエッチングなどにより該第２コンタクト層を露出させ、第１電極１１２を第２コンタクト層上に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。この形態は、基板１０２が絶縁性である場合に特に有効である。

第２電極１１４は、コンタクト層１１０（柱状部１１１）及び絶縁部１１６の上の全面に形成されていることができる。第２電極１１４は、コンタクト層１１０を介して、第２クラッド層１０８と電気的に接続されている。第２電極１１４は、発光素子１００を駆動するための他方の電極である。第２電極１１４としては、例えば、コンタクト層１１０側からＣｒ層、ＡｕＺｎ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。第２電極１１４とコンタクト層１１０との接触面は、図３に示すように、利得領域１２０と同様の平面形状を有している。

発光素子１００では、第１電極１１２と第２電極１１４との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層１０６の利得領域１２０において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、利得領域１２０内を光が進行し、その間に光強度が増幅され、第１端面１２２から第１出射光１０として出射され、第２端面１２４から第２出射光１２として出射されることができる。すなわち、第１端面１２２および第２端面１２４は、発光素子１００の出射面（第１出射面、第２出射面）であることができる。第１出射面１２２から出射される第１出射光１０及び、第２出射面１２４から出射させる第２出射光１２は、例えば、光の屈折により、第１面１０５の垂線Ｐに対する利得領域１２０の傾きよりも、さらに傾いた方向に出射されることができる。垂線Ｐに対する第１出射光１０の進む方向の傾きの大きさと、垂線Ｐに対する第２出射光１２の進む方向の傾きの大きさは、同じである。第１出射光１０の進む方向と第２出射光１２の進む方向とは、例えば、互いに反対方向である。

第１光学素子２００は、図１に示すように、平面ミラー２０２を有する。第１光学素子２００の第１出射光１０が入射する面が、平面ミラー２０２であることができる。平面ミラー２０２は、平面で構成されたミラーである。平面ミラー２０２は、第１出射光１０を反射させて、第１放物線ミラー２１２に入射させることができる。第１光学素子２００の材質としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどを列挙することができる。例えば、第１光学素子２００の平面ミラー２０２の部分のみを、上記列挙した材料としてもよい。

第２光学素子２１０は、第１放物面ミラー２１２を有する。平面ミラー２０２によって反射された光１０ｄの入射する第２光学素子２１０の面が、第１放物面ミラー２１２であることができる。第１放物面ミラー２１２は、回転放物面（放物線を軸（図示の例では光軸Ｑ_１）のまわりに回転して得られる面）で構成されたミラーである。第２光学素子２１０の材質としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどを列挙することができる。例えば、第２光学素子２１０の第１放物面ミラー２１２の部分のみを、上記列挙した材料としてもよい。第１放物面ミラー２１２は、平面ミラー２０２によって反射された光１０ｄを反射させて、第１反射光２０として、例えば、後段の光学系（例えば、均一化光学系１００２Ｒ，１００２Ｇ，１００２Ｂ（図８参照））に入射させることができる。

第３光学素子２２０は、第２放物面ミラー２２２を有する。第３光学素子２２０の第２出射光１２が入射する面が、第２放物面ミラー２２２であることができる。第２放物面ミラー２２２は、回転放物面（放物線を軸（図示の例では光軸Ｑ_２）のまわりに回転して得られる面）で構成されたミラーである。第３光学素子２２０の材質としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどを列挙することができる。例えば、第３光学素子２２０の第２放物面ミラー２２２の部分のみを、上記列挙した材料としてもよい。第２放物面ミラー２２２は、第２出射光１２を反射させて、第２反射光２２として、例えば、後段の光学系に入射させることができる。第２光学素子２１０と第３光学素子２２０とは、例えば、一体的に形成されていることができる。すなわち、第１放物面ミラー２１２と第２放物面ミラー２２２とは、一体的に形成されていることができる。例えば、第１放物面ミラー２１２と第２放物面ミラー２２２とは、並列して一体的に形成されていることができる。第１放物面ミラー２１２と第２放物面ミラー２２２とは、一体的に形成されているため、放物面ミラー２１２，２２２の製造工程を簡略化することができる。

発光素子１００の第１出射面（第１端面）１２２は、図１に示すように、平面ミラー２０２に対して、第１放物面ミラー２１２の焦点Ａと対称となる位置Ｃに配置されている。言い換えると、第１出射面１２２は、焦点Ａを通る平面ミラー２０２の垂線上にあり、該垂線が平面ミラー２０２と交わる交点までの距離が、該交点と焦点Ａとの間の距離と等しい位置Ｃに配置されている。これにより、第１放物面ミラー２１２は、平面ミラー２０２によって反射された光１０ｄを平行光に変換することができる。例えば、図１に示すように、第１出射面（第１端面）１２２の中心が位置Ｃに位置するように配置されていることができる。第１出射面（第１端面）１２２の少なくとも一部が位置Ｃに位置するように配置されていてもよい。

発光素子１００の第２出射面（第２端面）１２４は、第２放物面ミラー２２２の焦点Ｂに配置されている。これにより、第２放物面ミラー２２２は、第２出射光１２を平行光に変換することができる。例えば、図１に示すように第２出射面（第２端面）１２４の中心が焦点Ｂに位置するように配置されていることができる。第２出射面（第２端面）１２４の少なくとも一部が焦点Ｂに位置するように配置されていてもよい。第１放物面ミラー２１２の光軸Ｑ_１と、第２放物面ミラー２２２の光軸Ｑ_２とは、平行であることができる。これにより、第１反射光２０の進む方向と、第２反射光２２の進む方向とを、同じ方向とすることができる。ここで、第１放物面ミラー２１２の光軸Ｑ_１とは、第１放物面ミラー２１２の焦点Ａと、第１放物面ミラー２１２の中心Ｏ_１を結んだ線をいうことができる。第２放物面ミラー２２２の光軸Ｑ_２とは、第２放物面ミラー２２２の焦点Ｂと、第２放物面ミラー２２２の中心Ｏ_２を結んだ線をいうことができる。

図４は、発光装置１０００における発光素子１００とミラー２０２，２１２，２２２の位置関係を説明するための図である。ここで、平面ミラー２０２によって反射された光１０ｄが、平面ミラー２０２と対向する面Ｆを照射する領域の中心（放射角度２θで規定される放射プロファイルが面Ｆまで伝播したとき、面Ｆに形成される放射プロファイルの中心）をＬ_１とし、第２出射光１２が面Ｆを照射する領域の中心（放射角度２θで規定される放射プロファイルが面Ｆまで伝播したとき、面Ｆに形成される放射プロファイルの中心）をＬ_２とした場合、Ｌ_１とＬ_２との間の距離Ｌ_１Ｌ_２は、以下のように表される。

Ｌ_１Ｌ_２＝Ｌ×（ｓｉｎθ_ｄ−ｃｏｓθ_ｄ×ｔａｎθ_ｗ）
但し、Ｌは、活性層１０６の第１面１０５と第２面１０７との間の距離であり、θ_ｄは、垂線Ｐと出射光１０，１２の進む方向とが成す角度であり、θ_ｗは、垂線Ｐに対する利得領域１２０の傾き角度である。

また、平面ミラー２０２に対して第１出射面１２２の中心Ｃと対称な位置を点Ａとすると、Ｌ_１と点Ａの間の距離Ｌ_１Ａは、以下のように表される。

Ｌ_１Ａ＝Ｌ×（ｃｏｓθ_ｄ＋ｓｉｎθ_ｄ×ｔａｎθ_ｗ）＋ａ＋２×Ｍ
但し、ａは、Ｌ_２と第２出射面１２４の中心Ｂとの間の距離であり、Ｍは、第１出射面１２２の中心Ｃと平面ミラー２０２との間の距離である。

また、平面ミラー２０２によって反射された光１０ｄの面Ｆにおける照射領域の端（放射角度２θ_ｘで規定される放射プロファイルが面Ｆまで伝播したとき、面Ｆに形成される放射プロファイルの端）をＤとすると、Ｌ_１とＤとの間の距離Ｌ_１Ｄは、下記のように表される。

Ｌ_１Ｄ＝Ｌ_１Ａ×ｔａｎθ
但し、θは、出射光１０，１２の放射角度の１／２の角度である。ここで、第１出射光１０の放射角度と第２出射光１２の放射角度とは等しい。

また、第２出射光１２の面Ｆにおける照射領域の端（放射角度２θ_ｘで規定される放射プロファイルが面Ｆまで伝播したとき、面Ｆに形成される放射プロファイルの端）をＥとすると、Ｌ_２とＥとの間の距離Ｌ_２Ｅは、下記のように表される。

Ｌ_２Ｅ＝ａ×ｔａｎθ
このとき、Ｌ_１Ｌ_２＞Ｌ_１Ｄ＋Ｌ_２Ｅであれば、近似的に第１出射光１０および第２出射光１２は、面Ｆにおいて重ならない。したがって、点Ａを焦点とし、面ＦのＬ_１を中心とする第１放物面ミラー２１２と、第２出射面１２４の中心Ｂを焦点とし、面ＦのＬ_２を中心とする第２放物面ミラー２２２と、を並列して一体的に形成することができる。

枠体３００は、発光素子１００、平面ミラー２０２を有する第１光学素子２００、第１放物面ミラー２１２を有する第２光学素子２１０、および第２放物面ミラー２２２を有する第３光学素子２２０を固定することができる。枠体３００は、出射光１０，１２の波長に対して透過性のある材質で形成されていることができる。これにより、出射光１０、１２のうちの少なくとも一部は、枠体３００を透過することができる。また、反射光２０，２２のうちの少なくとも一部は、枠体３００を透過することができる。枠体３００は、例えば、石英、ガラス、水晶、プラスチックなどからなることができる。これらは、出射光１０，１２の波長に応じて適宜選択されることができる。これにより、光の吸収損失を低減することができる。図示はしないが、枠体３００には、発光素子１００と外部回路（図示しない）とを電気的に接続する電極が形成されていてもよい。

発光装置１０００の一例として、発光素子１００がＩｎＧａＡｌＰ系の場合について説明したが、発光素子１００は、発光利得領域が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。半導体材料であれば、例えば、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＺｎＣｄＳｅ系などの半導体材料を用いることができる。

本実施形態に係る発光装置１０００は、例えば、プロジェクター、ディスプレイ、照明装置、計測装置などの光源に適用されることができる。

本実施形態に係る発光装置１０００は、例えば、以下の特徴を有する。

発光装置１０００では、発光素子１００がスーパールミネッセントダイオードであることができる。これにより、発光装置１０００によれば、他の部材を介することなく、発光素子１００が直接インコヒーレント光を出射することができる。したがって、例えば、発光素子としてレーザーダイオードを用いて蛍光体等に入射させることによりインコヒーレント光を得る場合と比べて、高い光利用効率を有することができる。さらに、装置の小型化を図ることができる。

発光装置１０００では、第１出射光１０を反射させて第１放物面ミラー２１２に導く平面ミラー２０２を有することができる。これにより、互いに反対方向に向かって進む出射光１０，１２をそれぞれ第１放物面ミラー２１２および第２放物面ミラー２２２に入射させることができる。すなわち、互いに反対方向に向かって進む第１出射光１０および第２出射光１２の両方を利用することができる。したがって、発光素子１００から出射される光１０，１２の光利用効率を高めることができる。

発光装置１０００では、第１放物面ミラー２１２と、第２放物面ミラー２２２と、を有することができる。これにより、第１反射光２０および第２反射光２２を、平行光とすることができるため、後段の光学系の構成を簡素化することができる。

発光装置１０００では、第１放物面ミラー２１２の光軸Ｑ_１と、第２放物面ミラー２２２の光軸Ｑ_２とが、平行であることができる。したがって、第１反射光２０の進む方向と第２反射光２２の進む方向とを、同じ方向することができる。これにより、後段の光学系の構成を簡素化することができ、かつ、後段の光学系の光軸合わせを容易化することができる。

発光装置１０００では、枠体３００が、出射光１０，１２の波長に対して透過性のある材質で形成されていることができる。したがって、枠体３００における光１０，１２，２０，２２の吸収損失を低減することができるため、より高い光利用効率を有することができる。

２． 発光装置の製造方法
次に、発光装置１０００の製造方法の例について、図面を参照しながら説明するが、以下の例に限定されるわけではない。

次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５および図６は、本実施形態に係る発光装置１０００の製造工程を模式的に示す断面図である。

図５に示すように、基板１０２上に、第１クラッド層１０４、活性層１０６、第２クラッド層１０８、およびコンタクト層１１０を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などを用いることができる。

図６に示すように、コンタクト層１１０および第２クラッド層１０８をパターニングする。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて行われる。本工程により、柱状部１１１を形成することができる。

図３に示すように、柱状部１１１の側面を覆うように絶縁部１１６を形成する。具体的には、まず、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、塗布法などにより、第２クラッド層１０８の上方（コンタクト層１１０上を含む）に絶縁層（図示せず）を成膜する。次に、例えば、エッチング技術などを用いて、コンタクト層１１０の上面を露出させる。以上の工程により、絶縁部１１６を形成することができる。

次に、コンタクト層１１０および絶縁部１１６の上に第２電極１１４を形成する。第２電極１１４は、例えば、真空蒸着法により形成される。次に、基板１０２の下面下に第１電極１１２を形成する。第１電極１１２の製法は、例えば、上述した第２電極１１４の製法の例示と同じである。なお、第１電極１１２および第２電極１１４の形成順序は、特に限定されない。

以上の工程により、発光素子１００を製造することができる。

図１に示すように、発光素子１００、第１光学素子２００、第２光学素子２１０、および第３光学素子２２０を枠体３００に固定する。具体的には、例えば、発光素子１００および光学素子２００，２１０，２２０を接着剤（図示しない）等を用いて枠体３００に固定する。

以上の工程により、発光装置１０００を製造することができる。

３． 発光装置の変形例
次に、本実施形態に係る発光装置の変形例について、図面を参照しながら説明する。図７は、本変形例に係る発光装置１００１を模式的に示す断面図であり、図３に対応している。以下、本変形例に係る発光装置１００１において、発光装置１０００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

発光装置１０００の例では、図３に示すように、発光素子１００が、絶縁部１１６と、絶縁部１１６とが形成されていない領域、すなわち柱状部１１１を形成している領域に屈折率差を設けて、光を閉じ込める屈折率導波型について説明した。これに対し、発光装置１００１の発光素子１００は、柱状部１１１を形成することによって屈折率差を設けず、利得領域１２０がそのまま導波領域となる、利得導波型であることができる。

発光装置１００１では、図７に示すように、コンタクト層１１０および第２クラッド層１０８は、柱状部を構成せず、その側方に絶縁部は形成されない。絶縁部１１６は、利得領域１２０の上方以外のコンタクト層１１０上に形成されている。すなわち、絶縁部１１６は利得領域１２０の上方に開口を有し、該開口ではコンタクト層１１０の上面が露出している。第２電極１１４は、その露出しているコンタクト層１１０上および絶縁部１１６上に形成されている。第２電極１１４とコンタクト層１１０との接触面は、利得領域１６０と同じ平面形状を有している。図示の例では、第２電極１１４とコンタクト層１１０との接触面の平面形状によって、電極１１２，１１４間の電流経路が決定され、その結果、利得領域１２０の平面形状が決定されることができる。なお図示はしないが、第２電極１１４は、絶縁部１１６上には形成されず、利得領域１２０の上方のコンタクト層１１０上にのみ形成されていてもよい。

発光装置１００１によれば、発光装置１０００と同様に、他の部材を介することなく発光素子１００が、直接インコヒーレント光を出射することができ、かつ第１出射光１０および第２出射光１２を利用することができるため、高い光利用効率を有することができる。

４． プロジェクター
次に、本実施形態に係るプロジェクター１１００について説明する。図８は、本実施形態に係るプロジェクター１１００を模式的に示す図である。なお、図８では、便宜上プロジェクター１１００を構成する筐体は省略している。

プロジェクター１１００において、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源（発光装置）１０００Ｒ，緑色光源（発光装置）１０００Ｇ、青色光源（発光装置）１０００Ｂは、上述した発光装置１０００である。

プロジェクター１１００は、光源１０００Ｒ，１０００Ｇ，１０００Ｂから出射された光をそれぞれ画像情報に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置）１００４Ｒ，１００４Ｇ，１００４Ｂと、液晶ライトバルブ１００４Ｒ，１００４Ｇ，１００４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン（表示面）１０１０に投射する投射レンズ（投射装置）１００８と、を備えている。また、プロジェクター１１００は、液晶ライトバルブ１００４Ｒ，１００４Ｇ，１００４Ｂから出射された光を合成して投写レンズ１００８に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）１００６を備えていることができる。

さらに、プロジェクター１０００は、光源１０００Ｒ，１０００Ｇ，１０００Ｂから出射された光の照度分布を均一化させるため、各光源１０００Ｒ，１０００Ｇ，１０００Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系１００２Ｒ，１００２Ｇ，１００２Ｂを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ１００４Ｒ，１００４Ｇ，１００４Ｂを照明している。均一化光学系１００２Ｒ，１００２Ｇ、１００２Ｂは、例えば、ホログラム１００２ａ及びフィールドレンズ１００２ｂによって構成される。

各液晶ライトバルブ１００４Ｒ，１００４Ｇ，１００４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１００６に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ１００６によりスクリーン１０１０上に投写され、拡大された画像が表示される。

また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。

また、発光装置１０００を、光源（発光装置）１０００からの光をスクリーン上で走査させることにより表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置（プロジェクター）の発光装置にも適用することが可能である。

本実施形態に係るプロジェクター１１００は、本実施形態に係る発光装置（赤色光源１０００Ｒ，緑色光源１０００Ｇ，青色光源１０００Ｂ）を含むことができる。したがって、プロジェクター１１００によれば、光利用効率が高く、インコヒーレント光を得ることができる発光装置を光源として用いることができる。

なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。

１０ 第１出射光、１２ 第２出射光、２０ 第１反射光、２２ 第２反射光、
１００ 発光素子、１０１ 積層構造体、１０２ 基板、１０４ 第１クラッド層、
１０５ 第１面、１０６ 活性層、１０７ 第２面、１０８ 第２クラッド層、
１１０ コンタクト層、１１２ 第１電極、１１４ 第２電極、１１６ 絶縁部、
１２０ 利得領域、１２２ 第１出射面、１２４ 第２出射面、２００ 第１光学素子、
２０２ 平面ミラー、２１０ 第２光学素子、２１２ 第１放物面ミラー、
２２０ 第３光学素子、２２２ 第２放物面ミラー、３００ 枠体、
１０００，１００１ 発光装置、１１００ プロジェクター、１００２ 均一化光学系、
１００２ａ ホログラム、１００２ｂ フィールドレンズ、
１００４ 液晶ライトバルブ、１００６ クロスダイクロイックプリズム、
１００８ 投写レンズ、１０１０ スクリーン

Claims (4)

1. スーパールミネッセントダイオードであって、互いに反対方向に向かって進む光を出射する第１出射面および第２出射面を有する発光素子と、
   前記第１出射面から出射される光を反射させる平面ミラーと、
   前記平面ミラーによって反射された光を平行光に変換する第１放物面ミラーと、
   前記第２出射面から出射された光を平行光に変換する第２放物面ミラーと、
   を含み、
   前記第１出射面は、前記平面ミラーに対して、前記第１放物面ミラーの焦点と対称となる位置に配置され、
   前記第２出射面は、前記第２放物面ミラーの焦点に配置され、
   前記第１放物面ミラーの光軸と、前記第２放物面ミラーの光軸とは、平行である、発光装置。
2. 請求項１において、
   さらに、前記発光素子、前記反射ミラー、前記第１放物面ミラー、および前記第２放物面ミラーを固定する枠体を含み、
   前記枠体は、前記第１出射面および前記第２出射面から出射される光に対して、透過性のある材質で形成されている、発光装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１放物面ミラーおよび前記第２放物面ミラーは、一体的に形成されている、発光装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光装置と、
   前記発光装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
   を含むプロジェクター。

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