JP2003075800A - 液晶光スイッチとその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバを用いた波長多重（ＷＤＭ）通信
方式・光化ネットワークに用いる可変光減衰器としても
適用可能な偏光制御型液晶光スイッチに適した液晶セル
構成と駆動方法を提供する。 【解決手段】 液晶を用いた液晶光スイッチにおいて、
液晶光スイッチは、複数の液晶セル３０１、３０２から
なる液晶偏光回転子３１７を有し、各液晶セル３０１、
３０２のセル厚ｄ１，ｄ２と、液晶セルの液晶層のツイ
スト角との比がほぼ等しく、各液晶セル３０１、３０２
のねじれ方向は等しく、液晶セル３０１、３０２間で光
出射側基板３１１と光入射側基板３１３とが対向し、光
出射側基板３１１に接する液晶層の液晶ダイレクタ方位
角と光入射側基板３１３に接する液晶層の液晶ダイレク
タ方位角とがほぼ等しいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用偏光制御
型液晶光スイッチに関し、更に詳しくは光ファイバを用
いた波長多重（ＷＤＭ）通信方式・光化ネットワークに
用いる偏光制御型の液晶光スイッチとその駆動方法とに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ネマティック液晶を用いた偏光制御型の
光変調器は、これまで液晶ディスプレイ用途で実用化が
進んできた。代表例として９０°ツイステッドネマティ
ック（ＴＮ）型液晶が挙げられる。ＴＮ型液晶では、応
答時間がセル厚の２乗に比例するため、高速応答セルを
実現するためには液晶セル厚の薄型化が必要となる。こ
こで、λを波長、Δｎを液晶の屈折率異方性、ｄを液晶
セル厚とすると、いわゆるモーガン（Mauguin）条件、 λ／２がΔｎ・ｄより十分に小さい条件 を満たさなくなるためウェーブガイド効果が小さくな
る。その結果、コントラスト比が劣化するという現象が
生じる。この問題を解決するために今日の高速応答ＴＮ
型ディスプレイは、式 ｄ＝（λ／２）・（ｕ／Δｎ） のモーガンパラメータｕを平方根３に設定した液晶ディ
スプレイのノーマリーブラックモードで言うファースト
（first）ミニマム（以下１stミニマムと記載する）条
件にセルパラメータを決めてセル化する場合が多い。

【０００３】ＴＮ型液晶を光ファイバ通信用の２×２ス
イッチに応用した参考文献としては例えば（Y. Hakamat
a, T. Yoshizawa and T. Kodaira, "A 1.3 μm Single-
Mode 2X2Liquid Crystal Optical Switch", IEICE Tran
s. Commun., Vol. E77-B, No.10October 1994）があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバ通信で用いられる波長は赤外域であり、ディスプレ
イでの可視域の使用波長（例：緑で５５０ｎｍ）と異な
り１３００ｎｍ帯や１５５０ｎｍ帯が使用されることが
多い。したがって、使用波長が長いためセル厚が結果的
に厚くなってしまう。このため、従来のＴＮ型セルを光
ファイバ通信用の偏光制御型光スイッチに使用すると、
応答速度が遅くなってしまうことが問題となる。例え
ば、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）や同期デジタル
ハイアラーキ（ＳＤＨ）などの規格では、ネットワーク
に障害が起こったときに復帰時間として５０ｍ秒以下で
あることが規定されている。したがって、システムの光
化が今後、進展していく場合も、従来からのネットワー
クとの親和性が重要であり、光スイッチの応答時間は少
なくとも５０ｍ秒より短い必要が生じる。

【０００５】一例としてＴＮ型液晶技術で光スイッチを
実現することを考える。中心波長を１５５０ｎｍの光フ
ァイバ通信に用いられる波長とした場合、１stミニマム
条件を満たすセル厚は、液晶をＺＬＩ−４７９２（メル
クジャパンの商品名）を使用するとΔｎを０．０９とし
たときに、液晶セル厚ｄはほぼ１５μｍとなる。このと
き立ち上がり応答時間τｒは、液晶セルに印加する電場
の大きさの２乗に逆比例するためセル厚が厚くても、印
加電圧を大きくすれば５０ｍ秒以下にすることが可能で
あるが、立下り応答時間τｄは、液晶のセル厚の２乗に
比例するため室温近傍において１５０ｍ秒以上になって
しまう。したがって、光通信に用いられる光スイッチに
は適していない。

【０００６】本発明の目的は上記のような課題を解決
し、光ファイバ通信に適用可能な、単純な構造で駆動法
も簡単でアレイ化に適し、更に光減衰器にも応用可能な
偏光制御型液晶光スイッチとその駆動方法を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明における液晶を用いた偏光制御型の液晶光
スイッチおよびその駆動方法は、下記記載の手段を採用
する。

【０００８】本発明における液晶光スイッチは、液晶を
用いた液晶光スイッチにおいて、前記液晶光スイッチ
は、複数の液晶セルからなる液晶偏光回転子を有し、前
記各液晶セルのセル厚と、前記各液晶セルの液晶層のツ
イスト角との比がほぼ等しく、前記各液晶セルのねじれ
方向は等しく、前記液晶セル間で光出射側基板と光入射
側基板とが対向し、前記光出射側基板に接する前記液晶
層の液晶ダイレクタ方位角と前記光入射側基板に接する
前記液晶層の液晶ダイレクタ方位角とがほぼ等しいこと
を特徴とする。

【０００９】本発明における液晶光スイッチは、前記複
数の液晶セルの前記液晶層のツイスト角の和がπ／２ラ
ジアンであることを特徴とする。

【００１０】本発明における液晶光スイッチは、前記液
晶セルが２つであり、前記各液晶セルの前記液晶層のツ
イスト角がπ／４ラジアンであることを特徴とする。

【００１１】本発明における液晶光スイッチは、前記液
晶偏光回転子の光入射側と光出射側とに偏光分離器を設
けたことを特徴とする。

【００１２】本発明における液晶光スイッチは、前記液
晶偏光回転子の光入射側と光出射側とに偏光分離器と全
反射ミラーとを設けたことを特徴とする。

【００１３】本発明における液晶光スイッチでは、前記
液晶セルに設ける電極を複数に分割し、前記液晶セルに
複数の液晶偏光回転素子部を設けたことを特徴とする。

【００１４】本発明の液晶光スイッチの駆動方法におい
ては、液晶光スイッチは、複数の液晶セルからなる液晶
偏光回転子を有し、前記各液晶セルのセル厚と、液晶層
のツイスト角との比がほぼ等しく、前記各液晶セルのね
じれ方向は等しく、前記液晶セル間でそれぞれ対向する
光出射側基板と光入射側基板が、前記光出射側基板に接
する前記液晶層の液晶ダイレクタ方位角と前記光入射側
基板に接する前記液晶層の液晶ダイレクタ方位角とがほ
ぼ等しい液晶光スイッチの駆動方法であって、前記液晶
セルに印加する所定の駆動波形の実効値をアナログ変調
し、連続的に偏光回転量および入射光の楕円率を制御す
ることを特徴とする。

【００１５】〔作用〕本発明の偏光制御型液晶光スイッ
チにおいては、該光スイッチを構成する偏光回転子が２
枚以上の所定の枚数で、同じ捩れ方向のツイステッドネ
マティック型液晶素子を多段に配置した構造であり、第
１から第ｋ番目までのツイステッドネマティック型液晶
素子について、初期配向時のそれぞれの素子の実効的な
屈折率異方性Δｎiとセル厚ｄiとの積であるリターデー
ション（ここで、ｉは１からｋまでとする）の和を、所
定の波長λで割った値が、３１／２／２とし、ツイスト
角は、右捩れでも左捩れでも正の値で考えるとして、第
１から第ｋ番目までの液晶素子のそれぞれのツイスト角
φiがπ／３以下であり（ここで、ｉは１からｋまでと
する）、ツイスト角φiをセル厚ｄiで割った値が一定値
であり、第１から第ｋ番目までの液晶素子のそれぞれの
ツイスト角φiの和をπ／２とし、第１のツイステッド
ネマティック型液晶素子の光入力側基板に接する液晶の
ダイレクタ方位角を基準とし０ラジアンとしたとき、第
ｉ番目のツイステッドネマティック型液晶素子の光入力
側基板に接する液晶のダイレクタ方位角は、第ｉ−１番
目のツイステッドネマティック型液晶素子の光出射側基
板に接する液晶のダイレクタ方位角に等しくなるように
配置した構造とする。

【００１６】９０°ツイステッドネマティック（ＴＮ）
型ディスプレイで良く知られているように、いわゆるモ
ーガン（Mauguin）パラメータｕは、９０°ツイスト
（ＴＮ）セルの場合、 ｕ＝２・ｄ・Δｎ／λ となる。ｄはセル厚、Δｎはリターデーション、λは波
長である。ここで、入射直線偏光の方位角と入射側の９
０°ＴＮ液晶セル表面のダイレクタ方位角を平行とし、
出射側に入射直線偏光の方位角と平行に透過軸を設定し
た偏光子を配置した、液晶ディスプレイで言うノーマリ
ーブラックモードの透過率の１stミニマム条件は、 ｕ＝３^1/2 としたときである。これは、ｕ＝３^1/2を満たす波長に
おいて、出射側平面上で、液晶分子の遅相軸および進相
軸座標上のノーマルモードの偏光状態が直線偏光となる
からである。

【００１７】本発明の構造とすることで、それぞれの液
晶素子の電極に電場を印加しない場合は、１ｓｔミニマ
ム条件のＴＮセルと光学的には等価となる。したがっ
て、所定の波長で第１のＴＮセルの入射側ダイレクタ方
位角と平行かまたは直交した入射直線偏光は、第ｋ番目
の液晶セルの出射側で楕円偏光となることなくツイスト
方向に応じ、方位角を９０゜回転する。

【００１８】ここで、第１から第ｋ番目の液晶セルに電
場を印加した場合を考える。所定の電場を各セルに印加
することで各セルのツイスト構造を消失することができ
るため、入射直線偏光は、方位角を回転することなく第
ｋ番目のセルから出射する。したがって、本発明の偏光
制御型液晶光スイッチおよび液晶可変光減衰器において
は出射側に偏光ビームスプリッタや複屈折結晶を用いた
偏光ビームセパレータなどを配置することで入射偏光の
方路変更および所定の出射方向への出射光強度を可変す
ることが可能である。

【００１９】簡単のため、偏光回転子が等しいセル厚み
を持つ２枚の４５°ツイステッドネマティック（ＴＮ）
セルからなる本発明の偏光制御型液晶光スイッチを考え
る。

【００２０】従来の９０°ＴＮセルにおいて、セル厚ｄ
は、電場印加時と電場無印加時のコントラスト比を最大
にするため、いわゆる１ｓｔミニマム条件を満たすよう
に ｄ＝３^1/2・λ／（２・Δｎ） としている。本発明の偏光回転子が２枚の４５°ＴＮセ
ルからなる偏光制御型液晶光スイッチの場合は、セル厚
ｄを２分割するため一枚あたりのセル厚をｄ／２とする
ことができる。ＴＮ型セルにおいて電場無印加から電場
印加時の応答時間τｒは、印加電圧をＶとすると近似的
に τrが（ｄ／Ｖ）²に比例する ことが知られている。また、電場印加状態から電場無印
加時の応答時間τｄは、近似でτｄがｄ２に比例するこ
とが知られている。したがって、従来技術と比較して本
発明の偏光回転子が２枚の４５°ＴＮセルからなる偏光
制御型液晶光スイッチの場合、同一液晶材料で比較した
場合、応答速度を４倍程度高速にできる。ここで、厚み
方向の分割数を増やして、一枚あたりのセル厚を薄くす
ればさらに高速化が可能である。

【００２１】高速化は、光通信用光スイッチにおいては
重要である。一般的には、応答時間は、５０ｍ秒以下が
望まれている。しかし、従来技術で中心波長を１５５０
ｎｍの光ファイバ通信に用いられる波長とした場合、前
記１stミニマム条件を満たすセル厚は、例えば液晶にＺ
ＬＩ−４７９２（メルクジャパンの商品名）を使用した
ときΔｎは約０．０９であるからセル厚ｄは、約１５μ
ｍとなってしまう。このときτｒは、印加電圧を大きく
すれば５０ｍ秒以下にすることが可能であるがτｄは、
室温付近では１５０ｍ秒以上になってしまう。したがっ
て、光スイッチには適していない。しかし、本発明の例
えば、偏光回転子が２枚の４５°ＴＮセルからなる偏光
制御型液晶光スイッチを採用すれば、応答時間τｄを５
０ｍ秒以下にすることが容易である。

【００２２】以上の説明で明らかなように本発明の液晶
光スイッチとその駆動方法では、単純な構成で簡便な駆
動方法により高機能な光スイッチおよび可変光減衰器を
実現できる。また、本発明は、光ファイバを用いた波長
多重（ＷＤＭ）通信や光化ネットワークに用いる偏光制
御型液晶光スイッチとその駆動方法を提供することだ
が、本発明の範囲はここに述べる装置により限定されな
いで、例えば自由空間光通信装置用の液晶光変調器への
応用も可能であることは言うまでもない。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を実施
するための最良な形態における液晶光スイッチとその駆
動方法の構成を説明する。

【００２４】はじめに本発明の実施形態における液晶光
スイッチの構成を、図面を用いて説明する。図２は本発
明の実施形態における液晶光スイッチを構成する液晶セ
ル２２０の構成を説明するための断面図である。

【００２５】図２に示すように、本発明の液晶光変調装
置の液晶セル２２０は、信号電極２１１を形成した第１
の基板２０３と共通電極２１３を形成した第２の基板２
０５の間にネマティック液晶層２０１を挟持することに
より構成している。ネマティック液晶層２０１は第１の
基板２０３の信号電極２１１の上と第２の基板２０５の
共通電極２１３の上とに形成した配向層２１７によって
電場無印加時のポジ（ｐ）型液晶分子のダイレクタ２０
７のプレティルト角２０９が０．５度から２０度となる
ように、６０°以下のツイスト配向とする。ここで、配
向層２１７は、ポリイミドで形成し、ラビング法により
液晶分子を所定の方向に配向する。

【００２６】図２には明示しないがネマティック液晶層
２０１が数μｍの所定の一定厚みを保持するように第１
の基板２０３と第２の基板２０５はスペーサを介して液
晶セル２２０周辺部をシール材で固定する。また、図２
には示していないが信号電極２１１と共通電極２１３が
短絡するのを防ぐために信号電極２１１の上か共通電極
２１３の上または両方に五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）や
二酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの透明絶縁膜を配向層
２１７の下に形成しても良い。第１の基板２０３上に形
成する信号電極２１１と第２の基板２０５上に形成する
共通電極２１３はアレイ化する場合など必要に応じて透
明導電膜からなる所定のパタンを形成する。透明導電膜
として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いるときは、
膜厚を５０ｎｍ以下とし、さらに、赤外域での透過率を
向上するために、成膜時に酸素濃度を多くしたシート抵
抗数百Ωから１ｋΩ程度の膜を使用することが望まし
い。ＩＴＯのほかに透明導電膜としては、酸化インジウ
ム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）などの薄膜が使用可能である。この場合も、膜厚
は５０ｎｍ以下として、シート抵抗数は数百Ωから１ｋ
Ω程度の膜を使うことが望ましい。

【００２７】ガラスからなる第１の基板２０３および第
２の基板２０５のネマティック液晶層２０１と反対の面
には空気と基板界面での反射を防止するため必要に応じ
て無反射コート２１５を形成する。

【００２８】次に本発明の液晶偏光回転子を、セル厚お
よびプレティルト角の等しい時計回りのツイスト方向を
持つ４５°ツイスト液晶セル２段で構成した場合につい
て図３および図４を用いて説明する。図３は第１の液晶
セル３０１と第２の液晶セル３０３から構成した液晶偏
光回転子３１７を模式的に示す図面である。図３におい
て、第１の液晶セル３０１は、第１のガラス基板３１９
と第２のガラス基板３２１とで第１の液晶層３０５を挟
持した構造とする。また、第２の液晶セル３０３は、第
３のガラス基板３２３と第４のガラス基板３２５とで第
２の液晶層３０７を挟持した構造とする。第１の液晶セ
ル３０１の第１のセル厚みｄ１と第２の液晶セル３０３
の第２のセル厚みｄ２は、等しくする。図３には、明示
しないが第１の液晶セル３０１および第２の液晶セル３
０５は、図２で説明した液晶セル２２０と同じ構成とす
る。

【００２９】図３の第１の液晶層３０５と第２の液晶層
３０７中の矢印は、液晶分子の配向状態を示すためのも
のであり、液晶のダイレクタを模式的に示す。ここで、
第１の液晶セル３０１において、第１のガラス基板３１
９と第１の液晶層３０５との界面を第１の界面３０９と
する。同様に第２のガラス基板３２１と第１の液晶層３
０５との界面を第２の界面３１１とする。さらに第２の
液晶セル３０３において、第３のガラス基板３２３と第
２の液晶層３０７との界面を第３の界面３１３とする。
最後に第４のガラス基板３２５と第２の液晶層３０７と
の界面を第４の界面３１５とする。ここで、ｘ−ｙ−ｚ
座標系において、第１の液晶セル３０１の第１の界面３
０９側の液晶ダイレクタの向きをｘ軸の正の方向にと
り、厚み方向をｚ軸に平行となるように選ぶことにす
る。

【００３０】次に各界面３０９，３１１，３１３，３１
５での液晶ダイレクタの方向を図４の平面図に示す。以
下、図３と図４とを交互に参照して説明する。第１の界
面３０９においては、第１の液晶ダイレクタ４０１のｘ
軸から測った方位角α１を０°とする。第１の液晶セル
３０１は４５°ツイストとするので第２の界面３１１に
おいては、第２の液晶ダイレクタ４０３の方位角α２も
４５°とする。次に第３の界面３１３の第３の液晶ダイ
レクタ４０５の方位角α３は、第２の液晶ダイレクタ４
０３と平行にするため、４５°とする。さらに、第２の
液晶セル３０２も４５°ツイストとするので第４の界面
３１５における、第４の液晶ダイレクタ４０７の方位角
α４は９０°とする。図４では、液晶セルは右捩れセル
で説明したが左捩れセルでは、第１の界面３０９におい
て、第１の液晶ダイレクタ４０１のｘ軸から測った方位
角α１を０°とした場合、捩れ角がマイナス方向になる
ため、第１の液晶セル３０１は反時計回りに４５°ツイ
ストとするので第２の界面３１１においては、第２の液
晶ダイレクタ４０３の方位角α２は―４５°とする。次
に第３の界面３１３の第３の液晶ダイレクタ４０５の方
位角α３は、第２の液晶ダイレクタ４０３と平行にする
ため、―４５°とする。さらに、第２の液晶セル３０２
も反時計回りに４５°ツイストとするので第４の界面３
１５における、第４の液晶ダイレクタ４０７の方位角α
４は―９０°となる。

【００３１】ここまででは、等しいセル厚とツイスト角
およびツイスト方向を持った２枚の液晶セルで偏光回転
子を構成する場合を説明したが、液晶セルを３枚以上の
ｋ枚で構成することもできる。この場合、全セル厚ｄ
は、第１のセル厚ｄ１から第ｋのセル厚ｄｋとおいたと
き、 ｄ＝ｄ１＋ｄ２＋．．．ｄｋ （１） となる。使用する液晶材料の異常光屈折率をｎｅ、常光
屈折率をｎｏとしたとき実効異常光屈折率ｎeffは、液
晶セルのプレティルト角をθとしたとき、 ｎeff=(sin²θ／ｎo²＋cos²θ／ｎe²)^-1/2 （２） となる。ここで、各液晶セルのプレティルト角θは、等
しいとして、 Δｎ＝ｎeff−ｎｏ （３） とおいて、所定の波長λにおいて全セル厚は ｄ＝３^1/2・λ／（２・Δｎ） （４） を満たすようにする。これは、良く知られているように
一般に通常のＴＮ型液晶ディスプレイに用いられるノー
マリーブラックモードを想定して入射側の偏光子の透過
軸と入射側の液晶ダイレクタの方位角を平行とし、出射
側の偏光子の透過軸を出射側の液晶ダイレクタと直交す
るように配置した場合、透過率Ｔは、φをツイスト角と
したとき、 Ｔ＝φ²ｓｉｎ²Ｘ／（２Ｘ²） （５） となる。ここで、Γを以下の（７）式とすると Ｘ²＝φ²＋Γ²／４ （６） Γ＝２πΔｎ・ｄ／λ （７） とする。（参考文献：例えばPochi Yeh and Claire Gu,
Optics of Liquid Crystal Displays, Wiley, 1999）
（５）式において、ツイスト角φが０でない場合に透過
率Ｔが０となるためにはＸがπの自然数倍となる必要が
ある（Ｘ＝π、２π、３π．．．）。このときに、最初
に透過率Ｔが０になるＸ＝πのときが１ｓｔミニマム
で、９０°ＴＮの場合は、φ＝π／２、Ｘ＝πを用いて
（６）式および（７）に代入し、解くことで（４）式を
得る。

【００３２】第１〜第ｋの液晶セルのツイスト角は、ツ
イスト方向は全ての液晶セルで同方向として、全ツイス
ト角をφとしたときに、第１のツイスト角φ１から第ｋ
のツイスト角φｋとして、 φ＝φ１＋φ２．．．φｋ とする。本発明の、偏光回転子を構成するｋ枚の液晶セ
ルにおいては、 φ＝π／２ ラジアン （または、φ＝９０°） に等しいかできるだけ近い値とすることが望ましい。こ
れはφ＝π／２から外れると（４）式に基づいて設定し
たセル厚において１ｓｔミニマム条件からずれるため偏
光回転子からの出射光が完全な直線偏光ではなくなり、
結果として光スイッチのコントラスト比を劣化させるた
めである。このとき、第ｋのツイスト角は（弧度法で表
記した場合） φｋ＝（π／２）×（ｄｋ／ｄ） の関係を満たすようにすることが必要である。

【００３３】また、第１から第２ｋまでの界面での液晶
ダイレクタの方位角αｋは、第１の液晶ダイレクタの方
位角α１をｘ軸から測ってゼロラジアン（ｘ軸に平行）
としたときに、 α１＝０ α２＝α３ α４＝α５ ・・・・・ というように設定するが、一般にｋ枚の場合は、 α２（ｍ−１）＝α２ｍ−１ （ここでｍは、２から
ｋ） α２ｋ＝π／２（右捩れの場合、左捩れの場合は―π／
２） という関係が成り立つように各界面での液晶ダイレクタ
の方位角αｋを設定する。

【００３４】ここで、２枚の右捩れでツイスト角が等し
く同じ液晶材料からなる液晶セルで偏光回転子を構成す
る場合をまとめると、第１の液晶セルの第１のツイスト
角φ１と第２の液晶セルの第２のツイスト角φ２とは等
しく、 φ１＝φ２＝π／４ ラジアン とする。また、第１から第４の液晶ダイレクタの方位角
α１からα４はそれぞれ、 α１＝０ ラジアン α２＝α３＝π／４ ラジアン α４＝π／２ ラジアン とする。

【００３５】図３において、液晶偏光回転子３１７を構
成する液晶セルの全セル厚ｄは、 ｄ＝３^1/2・λ／（２・Δｎ） とする。中心波長λを１５５０ｎｍ、プレティルト角を
１°として、例えば液晶材料にＺＬＩ−４７９２（メル
クジャパンの商品名）を用いた場合、Δｎは、約０．０
９であるから、 ｄ＝１５ 〔μｍ〕 とする。したがって、液晶偏光回転子３１７を２枚の液
晶セルで構成する場合、第１の液晶セル３０１のセル厚
ｄ１および第２の液晶セル３０３のセル厚ｄ２は、 ｄ１＝ｄ２＝７．５ 〔μｍ〕 と設定すれば良い。

【００３６】更に駆動は、偏光回転子に電場を印加する
場合、第１の液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３に
同時に電場を印加するようにする。また、偏光回転子を
電場無印加状態にする場合も、第１の液晶セル３０１と
第２の液晶セル３０２へ印加している電場を同時に取り
去るようにする。このような駆動方法を採用すること
で、偏光回転子の高速スイッチングが可能となる。

【００３７】以上の説明で明らかなように本発明の液晶
偏光回転子を用いた偏光制御型液晶光スイッチにおいて
は偏光回転時（印加電場無し）の入射直線偏光が偏光回
転後に楕円偏光となることがなく光学特性を最適にする
ことが可能であるとともに、偏光非回転時（電場印加
時）の応答時間を短縮することが可能となる。

【００３８】次に前記、偏光制御型の液晶光スイッチの
全体の構成について図１を用いて詳しく説明する。

【００３９】図１は本発明の実施形態における偏光制御
型の液晶光スイッチ３２０を模式的に示す図面である。
液晶偏光回転子３１７は、第１の液晶セル３０１と第２
の液晶セル３０３とから構成する。第１の液晶セル３０
１には、第１の信号源１３１を第１のスイッチ１３５を
介して接続する。同様に第２の液晶セル３０３には、第
２の信号源１３３を第２のスイッチ１３７を介して接続
する。図１では、理解しやすくするため液晶セルへの信
号の印加、無印加の制御を第１のスイッチ１３５と第２
のスイッチ１３７でおこなう方法で説明するが、スイッ
チの代りに信号源をトランジスタやダイオードまたはＩ
Ｃを用いて電子的に制御しても良いことは、言うまでも
ない。

【００４０】本発明の偏光制御型の液晶光スイッチ３２
０は、第１の偏光分離器１２１と第２の偏光分離器１２
３とで、液晶偏光回転子３１７の第１の領域１４５を両
側から挟む構成とする。また、第１の全反射ミラー１２
５と第２の全反射ミラー１２７とで、液晶偏光回転子３
１７の第２の領域１４７を両側から挟む構造とする。こ
のように構成した液晶光スイッチ３２０は、入力Ａおよ
び入力Ｂと、出力Ｃおよび出力Ｄを備える。

【００４１】次に本発明の液晶光スイッチ３２０の動作
について説明する。はじめに、液晶偏光回転子３１７を
構成する第１の液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３
とに電圧を無印加で液晶偏光回転子３１７が偏光を回転
する作用をする場合を、図１を用いて説明する。まず、
入力Ａに第１の入力光１０１を入射することを考える。
図１には明示しないが第１の入力光１０１は、光ファイ
バから出射した光をコリメータで平行光とした光とす
る。第１の入力光１０１は、第１の偏光分離器１２１に
対するＰ偏光となる第１の直線偏光１０３とＳ偏光とな
る第２の直線偏光１０５とに分けて考える。以降は、Ｐ
偏光を図面上、垂直か水平の矢印で示し、Ｓ偏光を図面
上、斜めの矢印で示すことにする。第１の偏光分離器１
２１に入射した第１の直線偏光１０３は、Ｐ偏光のため
第１の偏光分離器１２１を透過し、液晶偏光回転子３１
７の第１の領域１４５を通る第１の光路１４１に従って
液晶偏光回転子３１７中を進む。第１の直線偏光１０３
は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セル３
０１と第２の液晶セル３０３が電圧無印加であり、図１
に図示しないがＰ偏光の方位角と第１の液晶セル３０１
の入射側の液晶ダイレクタの方位角が平行のため、第１
の領域１４５を出射したときは、液晶分子の異常光軸に
沿って方位角を９０°回転して、Ｓ偏光となる。Ｓ偏光
となった第１の直線偏光１０３は、第２の偏光分離器１
２３で、進行方向を直角に変えて出力Ｄから出射する。
一方、入力Ａに入った第２の直線偏光１０５は、Ｓ偏光
のため第１の偏光分離器１２１で直角に向きを変えて、
第１の全反射ミラー１２５に入射し、更に、直角に向き
を変えてＳ偏光のまま、液晶偏光回転子３１７の第２の
領域１４７を通る第２の光路１４３に従って液晶偏光回
転子３１７中を伝搬する。第２の直線偏光１０５は、液
晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セル３０１と
第２の液晶セル３０３が電圧無印加であり、第２の領域
１４７を出射したときは、液晶分子の常光軸に沿って方
位角を９０°回転して、Ｐ偏光となる。第２の領域１４
７を出射した第２の直線偏光１０５は、第２の全反射ミ
ラー１２７で直角に向きを変え、更に第２の偏光分離器
１２３では向きを変えることなく透過するため、出力Ｄ
にＰ偏光として到達する。したがって、出力Ｄでは、第
１の領域１４５を伝搬しＳ偏光となった第１の直線偏光
１０３と、第２の領域１４５を伝搬しＰ偏光となった第
２の直線偏光１０５とを合成した第１の出力光１１３と
して出射する。第１の出力光１１３は、図示しないが必
要に応じてコリメータレンズを介して光ファイバと結合
する。

【００４２】次に、入力Ｂに入射した第２の入力光１０
７について考える。第２の入力光１０７は、第１の偏光
分離器１２１に対するＰ偏光となる第３の直線偏光１０
９とＳ偏光となる第４の直線偏光１１１とに分けて考え
る。第１の偏光分離器１２１に入射した第３の直線偏光
１０９は、Ｐ偏光のため第１の偏光分離器１２１を透過
し、第１の全反射ミラー１２５で直角に向きを変えて液
晶偏光回転子３１７の第２の領域１４７を通る第２の光
路１４３に従って液晶偏光回転子３１７中を進む。第３
の直線偏光１０９は、液晶偏光回転子３１７を構成する
第１の液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３が電圧無
印加であり、図１に図示しないがＰ偏光の方位角と第１
の液晶セル３０１の入射側の液晶ダイレクタの方位角が
平行のため、第２の領域１４７を出射したときは、液晶
分子の異常光軸に沿って方位角を９０°回転して、Ｓ偏
光となる。Ｓ偏光となった第３の直線偏光１０９は、第
２の全反射ミラー１２７で直角に向きを変え、更に第２
の偏光分離器１２３に入射する。しかし、Ｓ偏光のため
第２の偏光分離器１２３で進行方向を直角に変えて出力
Ｃから出射する。一方、入力Ｂに入った第４の直線偏光
１１１は、Ｓ偏光のため第１の偏光分離器１２１で直角
に向きを変えて、Ｓ偏光のまま、液晶偏光回転子３１７
の第１の領域１４５を通る第１の光路１４１に従って偏
光回転子３１７中を伝搬する。第４の直線偏光１１１
は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セル３
０１と第２の液晶セル３０３が電圧無印加であり、第１
の領域１４５を出射したときは、液晶分子の常光軸に沿
って方位角を９０°回転して、Ｐ偏光となる。第１の領
域１４５を出射した第４の直線偏光１１１は、第２の偏
光分離器１２３で向きを変えることなく透過するため、
出力ＣにＰ偏光として到達する。したがって、出力Ｃで
は、第２の領域１４７を伝搬しＳ偏光となった第３の直
線偏光１０９と、第１の領域１４５を伝搬しＰ偏光とな
った第４の直線偏光１１１とを合成した第２の出力光１
１５として出射する。第２の出力光１１５は、図示しな
いが必要に応じてコリメータレンズを介して光ファイバ
と結合する。

【００４３】次に、第１の信号源１３１の第１のスイッ
チ１３５と第２の信号源１３３の第２のスイッチ１３７
とをオン状態とし、液晶偏光回転子３１７を構成する第
１の液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３とに十分大
きな電圧を印加して液晶偏光回転子３１７が偏光回転し
ない場合を図５を用いて説明する。この図５では、図１
と同一構成要素には同一符号を付けている。まず、入力
Ａに第１の入力光１０１を入射することを考える。第１
の入力光１０１は、第１の偏光分離器１２１に対するＰ
偏光となる第１の直線偏光１０３とＳ偏光となる第２の
直線偏光１０５とに分けて考える。第１の偏光分離器１
２１に入射した第１の直線偏光１０３は、Ｐ偏光のため
第１の偏光分離器１２１を透過し、液晶偏光回転子３１
７の第１の領域１４５を通る第１の光路１４１に従って
液晶偏光回転子３１７中を進む。第１の直線偏光１０３
は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セル３
０１と第２の液晶セル３０３が電圧印加状態であり、液
晶偏光回転子３１７では、方位角の回転が起こらないた
め、第１の領域１４５を出射したときもＰ偏光のままで
ある。したがって、第１の直線偏光１０３は、第２の偏
光分離器１２３をそのまま透過し、出力Ｃから出射す
る。一方、入力Ａに入った第２の直線偏光１０５は、Ｓ
偏光のため第１の偏光分離器１２１で直角に向きを変え
て、第１の全反射ミラー１２５に入射し、更に、直角に
向きを変えてＳ偏光のまま、液晶偏光回転子３１７の第
２の領域１４７を通る第２の光路１４３に従って液晶偏
光回転子３１７中を伝搬する。第２の直線偏光１０５
は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セル３
０１と第２の液晶セル３０３が電圧印加状態であり、第
２の領域１４７を出射したときも、偏光状態を変えずに
Ｓ偏光のままである。したがって、第２の領域１４７を
出射した第２の直線偏光１０５は、第２の全反射ミラー
１２７で直角に向きを変え、更に第２の偏光分離器１２
３で直角に向きを変えて、出力ＣにＳ偏光のまま到達す
る。したがって、出力Ｃでは、第１の領域１４５を伝搬
しＰ偏光である第１の直線偏光１０３と、第２の領域１
４７を伝搬しＳ偏光である第２の直線偏光１０５とを合
成した第２の出力光１１５として出射する。第２の出力
光１１５は、図示しないが必要に応じてコリメータレン
ズを介して光ファイバと結合する。

【００４４】次に、入力Ｂに入射した第２の入力光１０
７について考える。第２の入力光１０７は、第１の偏光
分離器１２１に対するＰ偏光となる第３の直線偏光１０
９とＳ偏光となる第４の直線偏光１１１とに分けて考え
る。第１の偏光分離器１２１に入射した第３の直線偏光
１０９は、Ｐ偏光のため第１の偏光分離器１２１を透過
し、第１の全反射ミラー１２５で直角に向きを変えて液
晶偏光回転子３１７の第２の領域１４７を通る第２の光
路１４３に従って液晶偏光回転子３１７中を進む。第３
の直線偏光１０９は、液晶偏光回転子３１７を構成する
第１の液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３が電圧印
加状態であり、偏光回転機能を消失しているため、第２
の領域１４７を出射したときもＰ偏光を維持している。
第２の領域１４７を出射した第３の直線偏光１０９は、
第２の全反射ミラー１２７で直角に向きを変え、次に第
２の偏光分離器１２３に入射する。しかし、Ｐ偏光のた
め第２の偏光分離機１２３をそのまま透過し、出力Ｄか
ら出射する。一方、入力Ｂに入った第４の直線偏光１１
１は、Ｓ偏光のため第１の偏光分離器１２１で直角に向
きを変えて、Ｓ偏光のまま、液晶偏光回転子３１７の第
１の領域１４５を通る第１の光路１４１に従って液晶偏
光回転子３１７中を伝搬する。第４の直線偏光１１１
は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セル３
０１と第２の液晶セル３０３が電圧印加状態であり、偏
光回転機能を消失しているため、第１の領域１４５を出
射したときもＳ偏光を維持する。第１の領域１４５を出
射した第４の直線偏光１１１は、第２の偏光分離器１２
３で直角に向きを変えて、出力ＤにＳ偏光として到達す
る。したがって、出力Ｄでは、第２の領域１４７を伝搬
したＰ偏光の第３の直線偏光１０９と、第１の領域１４
５を伝搬したＳ偏光の第４の直線偏光１１１とを合成し
た第１の出力光１１３として出射する。第１の出力光１
１３は、図示しないが必要に応じてコリメータレンズを
介して光ファイバと結合する。

【００４５】以上の説明から明らかなように入力Ａに入
射した第１の入力光１０１は、液晶偏光回転子３１７を
構成する第１の液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３
とに電圧を印加しない場合、第１の出力光１１３として
出力Ｄから出射する。また、入力Ａに入射した第１の入
力光１０１は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の
液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３とに電圧印加し
て液晶偏光回転子３１７が偏光回転機能を消失した場
合、第２の出力光１１５として出力Ｃから出射する。す
なわち第１の入力光１０１は、液晶セル３０１、３０３
への電圧印加の有無により異なる出力Ｃと出力Ｄからの
出力光となる。

【００４６】また、入力Ｂに入射した第２の入力光１０
７は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セル
３０１と第２の液晶セル３０３とに電圧を印加しない場
合、第２の出力光１１５として出力Ｃから出射する。ま
た、入力Ｂに入射した第２の入力光１０７は、液晶偏光
回転子３１７を構成する第１の液晶セル３０１と第２の
液晶セル３０３とに電圧印加して液晶偏光回転子３１７
が偏光回転機能を消失した場合、第２の出力光１１５と
して出力Ｃから出射する。すなわち第２の入力光１０７
は、液晶セル３０１、３０３への電圧印加の有無にかか
わらず同じ出力Ｃと出力Ｄからの出力光となる。

【００４７】以上の説明から、本発明の液晶光スイッチ
３２０は、２×２の光スイッチとして動作することがわ
かる。また、図１に示した、第１の入力光１０１か第２
の入力光１０７の片方だけを使えば１×２の光スイッチ
として使用できることは言うまでもない。

【００４８】次に本発明の液晶光スイッチ３２０の入力
光がはじめから直線偏光である場合の動作について説明
する。はじめに、液晶偏光回転子３１７を構成する第１
の液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３とに電圧を無
印加で液晶偏光回転子３１７が偏光を回転する場合を図
７を用いて説明する。図７では、図１と同一構成要素に
は同一符号をつけている。まず、入力Ａに第１の入力光
１０１を入射することを考える。図７には明示しないが
第１の入力光１０１および後述する第２の入力光１０７
は、偏波保存光ファイバから出射した光をコリメータで
平行光とした光で良い。第１の入力光１０１は、第１の
偏光分離器１２１に対するＰ偏光となる第１の直線偏光
１０３だけからなるような偏光とする。第１の偏光分離
器１２１に入射した第１の直線偏光１０３は、Ｐ偏光の
ため第１の偏光分離器１２１を透過し、液晶偏光回転子
３１７の第１の領域１４５を通る第１の光路１４１に従
って液晶偏光回転子３１７中を進む。第１の直線偏光１
０３は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セ
ル３０１と第２の液晶セル３０３が電圧無印加であり、
図７には図示しないがＰ偏光の方位角と第１の液晶セル
の入射側の液晶ダイレクタの方位角が平行のため、第１
の領域１４５を出射したときは、液晶分子の異常光軸に
沿って方位角を９０°回転して、Ｓ偏光となる。第１の
入力光１０１であるＳ偏光となった第１の直線偏光１０
３は、第２の偏光分離器１２３で、進行方向を直角に変
えて出力Ｄから第１の出力光１１３として出射する。第
１の出力光１１３は、図示しないが必要に応じてコリメ
ータレンズを介して光ファイバと結合する。

【００４９】次に、入力Ｂに入射した第２の入力光１０
７について考える。第２の入力光１０７は、第１の偏光
分離器１２１に対するＳ偏光となる方位角の第４の直線
偏光１１１であるとする。入力Ｂに入った第４の直線偏
光１１１は、Ｓ偏光のため第１の偏光分離器１２１で直
角に向きを変えて、Ｓ偏光のまま、液晶偏光回転子３１
７の第１の領域１４５を通る第１の光路１４１に従って
液晶偏光回転子３１７中を伝搬する。第４の直線偏光１
１１は、液晶偏光回転子３１７を構成する第１の液晶セ
ル３０１と第２の液晶セル３０３が電圧無印加であり、
第１の領域１４５を出射したときは、液晶分子の常光軸
に沿って方位角を９０°回転して、Ｐ偏光となる。第１
の領域１４５を出射した第２の入力光１０７である第４
の直線偏光１１１は、第２の偏光分離器１２３で向きを
変えることなく透過するため、出力ＣにＰ偏光として到
達する。したがって、出力Ｃでは、第２の出力光１１５
として出射する。第２の出力光１１５は、図示しないが
必要に応じてコリメータレンズを介して光ファイバと結
合する。

【００５０】ここで、液晶偏光回転子３１７を構成する
第１の液晶セル３０１と第２の液晶セル３０３とにそれ
ぞれ第１の信号源１３１および第２の信号源１３３によ
って所定の駆動電圧を第１のスイッチ１３５と第２のス
イッチ１３７を入れることで印加する場合を考える。こ
の場合、液晶偏光回転子３１７は、入射偏光の方位角を
９０°回転する作用を消失する。したがって、第１の入
力光１０１は出力Ｃに第２の出力光１１５として出射
し、第２の入力光１０７は出力Ｄに第１の出力光１１３
として、出射する。

【００５１】以上の説明から、本発明の液晶光スイッチ
３２０は、液晶偏光回転子３１７への電圧印加および無
印加により出力先を選択できる２×２の光スイッチとし
て動作することがわかる。また、図７に示した、第１の
偏光分離器１２１を使用せずに第１の入力光１０１か第
２の入力光１０７のどちらか片方だけを第１の領域１４
５にＰ偏光またはＳ偏光として入射して使えば１×２の
光スイッチとして使用できることは言うまでもない。

【００５２】次に本発明の偏光制御型の液晶光スイッチ
３２０を可変光減衰器として用いる場合の構成と駆動方
法について説明する。例えば図１で入力を入力Ａに第１
の入力光１０１だけを入射するとし、出力としては、出
力Ｄから出射する第１の出力光１１３だけを考える。次
に第１のスイッチ１３５と第２のスイッチ１３７とをそ
れぞれ短絡状態にして、第１の液晶セル３０１に第１の
信号源１３１を、第２の液晶セル３０３に第２の信号源
１３３をそれぞれ接続する。このとき、第１の信号源１
３１と第２の信号源１３３の出力の振幅を変えるかパル
ス幅を変えるなどして液晶セル３０１，３０３に印加す
る電圧実効値をアナログ的に変えていくことを考える。
このとき、液晶偏光回転子３１７の第１の領域１４５と
第２の領域１４７を出射する光は、液晶偏光回転子３１
７が、液晶セル３０１，３０３の変調印加電圧に応じ
て、偏光回転機能をアナログ的に消失するため、一般に
は楕円偏光となる。このため、出力Ｄへ出射する第１の
出力光１１３は、強度変調を受けることになるため、第
１の信号源１３１と第２の信号源１３３の出力の実効値
に応じて連続的に出力光強度を制御することが可能とな
る。したがって、偏光制御型液晶光スイッチ３２０を可
変光減衰器として使用することができる。

【００５３】本発明の液晶を用いた液晶光スイッチをア
レイ化する場合の構成について図６を用いて説明する。
図６は、アレイ化した液晶を用いた偏光制御型の液晶光
スイッチの構成を示す図である。アレイ化する場合は、
複数のセルからなる液晶偏光回転子３１７をアレイの数
に面内で分割することで構成する。分割方法としては図
６には図示していないが液晶偏光回転子３１７を構成す
る液晶セルの透明電極を所定の領域に電極面内で分割す
ることで実現する。図６では、液晶偏光回転子３１７を
第１の液晶偏光回転素子部６２１と第２の液晶偏光回転
素子部６２３とに２分割する場合を示す。図６に示すよ
うに第１の複合プリズム部６３１を、第１の偏光分離器
１２１と第１の全反射ミラー１２５から構成し、第２の
複合プリズム部６３３を第２の偏光分離器１２３と第２
の全反射ミラー１２７から構成する。アレイ化偏光制御
型光スイッチは前記分割素子部を持つ液晶偏光回転子３
１７を、第１の複合プリズム部６３１と第２の複合プリ
ズム部６３３との間に配置することで構成する。図６で
は、２×２素子を２つ配置したアレイ化素子を示す。第
１の液晶偏光回転素子部６２１では、第１Ａの入力６０
１と第１Ｂの入力６０３からの入射光を制御し、第１Ｃ
の出力６１１および第１Ｄの出力６１３から、出射する
ようにする。また、第２の液晶偏光回転素子部６２３で
は、第２Ａの入力６０５と第２Ｂの入力６０７からの入
射光を制御し、第２Ｃの出力６１５および第２Ｄの出力
６１７から、出射するようにする。

【００５４】図６では、簡単のため液晶偏光回転子３１
７を２分割した１次元２アレイ構成の場合を示したがア
レイ化は、同様な手法で２次元面内に展開することが可
能なので１次元２アレイには限定しないことは言うまで
もない。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の液晶光スイッチおよびその駆動方法では、単純な構成
で簡便な駆動方法により可変光減衰器としても利用可能
で高機能な光スイッチを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における液晶光スイッチの構
成を模式的に示す図面である。

【図２】本発明の実施形態における液晶光スイッチの液
晶偏光回転子を構成する液晶セルの構造を模式的に示す
図面である。

【図３】本発明の実施形態における液晶光スイッチの液
晶偏光回転子の構造を模式的に示す図面である。

【図４】本発明の実施形態における液晶光スイッチの液
晶偏光回転子を構成する液晶セルの各基板界面での液晶
ダイレクタの方位角を説明するための図面である。

【図５】本発明の実施形態における液晶光スイッチの液
晶偏光回転子に信号源を接続した構成を模式的に示す図
面である。

【図６】本発明の実施形態における液晶光スイッチをア
レイ化したときの構成を模式的に示す図面である。

【図７】本発明の実施形態における液晶光スイッチの入
射光が直線偏光である場合の構成を模式的に示す図面で
ある。

【符号の説明】

１０１：第１の入力光 １０３：第１の直線
偏光 １０５：第２の直線偏光 １０７：第２の入
力光 １０９：第３の直線偏光 １１１：第４の直
線偏光 １１３：第１の出力光 １１５：第２の出力
光 １２１：第１の偏光分離器 １２３：第２の
偏光分離器 １２５：第１の全反射ミラー １２７：第２
の全反射ミラー １３１：第１の信号源 １３３：第２の信号
源 １３５：第１のスイッチ １３７：第２のス
イッチ １４１：第１の光路 １４３：第２の光路 １４５：第１の領域 １４７：第２の領域 ２０１：ネマティック液晶層 ２０３：第１
の基板 ２０５：第２の基板 ２０７：ダイレクタ ２０９：プレティルト角 ２１１：信号電極 ２１３：共通電極 ２１５：無反射コート ２１７：配向層 ２２０：液晶セル ３０１：第１の液晶セル ３０３：第２の液
晶セル ３０５：第１の液晶層 ３０７：第２の液晶
層 ３０９：第１の界面 ３１１：第２の界面 ３１３：第３の界面 ３１５：第４の界面 ３１７：液晶偏光回転子 ３１９：第１のガ
ラス基板 ３２０：液晶光スイッチ ３２１：第２のガ
ラス基板 ３２３：第３のガラス基板 ３２５：第４の
ガラス基板 ４０１：第１の液晶ダイレクタ ４０３：第
２の液晶ダイレクタ ４０５：第３の液晶ダイレクタ ４０７：第
４の液晶ダイレクタ ６０１：第１Ａの入力 ６０３：第１Ｂの入
力 ６０５：第２Ａの入力 ６０７：第２Ｂの入
力 ６１１：第１Ｃの出力 ６１３：第１Ｄの出
力 ６１５：第２Ｃの出力 ６１７：第２Ｄの出
力 ６２１：第１の液晶偏光回転素子部 ６２３：第２の液晶偏光回転素子部 ６３１：第１の複合プリズム部 ６３３：第
２の複合プリズム部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を用いた液晶光スイッチにおいて、 前記液晶光スイッチは、複数の液晶セルからなる液晶偏
   光回転子を有し、 前記各液晶セルのセル厚と、前記各液晶セルの液晶層の
   ツイスト角との比がほぼ等しく、 前記各液晶セルのねじれ方向は等しく、 前記液晶セル間で光出射側基板と光入射側基板とが対向
   し、前記光出射側基板に接する前記液晶層の液晶ダイレ
   クタ方位角と前記光入射側基板に接する前記液晶層の液
   晶ダイレクタ方位角とがほぼ等しいことを特徴とする液
   晶光スイッチ。
2. 【請求項２】 前記複数の液晶セルの前記液晶層のツイ
   スト角の和がπ／２ラジアンであることを特徴とする請
   求項１記載の液晶光スイッチ。
3. 【請求項３】 前記液晶セルが２つであり、 前記各液晶セルの前記液晶層のツイスト角がπ／４ラジ
   アンであることを特徴とする請求項１記載の液晶光スイ
   ッチ。
4. 【請求項４】 前記液晶偏光回転子の光入射側と光出射
   側とに偏光分離器を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の液晶光スイッチ。
5. 【請求項５】 前記液晶偏光回転子の光入射側と光出射
   側とに偏光分離器と全反射ミラーとを設けたことを特徴
   とする請求項１記載の液晶光スイッチ。
6. 【請求項６】 前記液晶セルに設ける電極を複数に分割
   し、前記液晶セルに複数の液晶偏光回転素子部を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶光スイッチ。
7. 【請求項７】 請求項１記載の液晶光スイッチの駆動方
   法であって、 前記液晶セルに印加する所定の駆動波形の実効値をアナ
   ログ変調し、連続的に偏光回転量および入射光の楕円率
   を制御することを特徴とする液晶光スイッチの駆動方
   法。