光分配装置
【課題】入射光を複数の光線に分配しつつ、各光線の強度を可変とした光分配装置を提供すること。
【解決手段】液晶パネル１０１１に対して平行となるように第１の反射偏光板１０２１と第２の反射偏光板１０３１とを配設する。さらに、液晶パネル１０１１と平行に向かい合うように、第１の反射鏡１０５と第２の反射鏡１０６１とを配設する。第１の反射偏光板１０２１及び第２の反射偏光板１０３１は、入射光の偏光成分光のうちで偏光面が反射軸と平行な第１の偏光成分光を反射し、偏光面が反射軸と直交している第２の偏光成分光を透過する。液晶パネル１０１１に発生する電界の大きさを変化させて液晶パネル１０１１に入射した偏光成分光を０°から９０°の間で旋光させることにより、２種の強度の光を射出させる。
【解決手段】液晶パネル１０１１に対して平行となるように第１の反射偏光板１０２１と第２の反射偏光板１０３１とを配設する。さらに、液晶パネル１０１１と平行に向かい合うように、第１の反射鏡１０５と第２の反射鏡１０６１とを配設する。第１の反射偏光板１０２１及び第２の反射偏光板１０３１は、入射光の偏光成分光のうちで偏光面が反射軸と平行な第１の偏光成分光を反射し、偏光面が反射軸と直交している第２の偏光成分光を透過する。液晶パネル１０１１に発生する電界の大きさを変化させて液晶パネル１０１１に入射した偏光成分光を０°から９０°の間で旋光させることにより、２種の強度の光を射出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光を分配して射出する光分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射光の光路を切り替えて射出する光路切替装置は、例えば光スイッチに用いられている。このような光路切替装置に関して例えば特許文献１の技術が提案されている。特許文献１において提案されている光路切替装置は、ツイステッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶パネルの光入射側に、第１の反射偏光板と、第１の反射鏡を配置し、さらに、液晶パネルの光射出側に、第２の反射偏光板と、第２の反射鏡を配置している。
【０００３】
このような構成において特許文献１では、第１の反射偏光板への入射光を、第１の反射偏光板を反射する第１の偏光成分光と、第１の反射偏光板を透過する偏光成分光とに分離し、第１の偏光成分光を第１の反射鏡を介して液晶パネルに導き、第２の偏光成分光を第１の反射鏡を介さずに液晶パネルに導くようにしている。さらに特許文献１では、液晶パネルから射出された第１の偏光成分光を第２の反射偏光板に導き、液晶パネルから射出された第２の偏光成分光を第２の反射鏡を介して反射偏光板に導くことで、両者の偏光成分光を第２の反射偏光板において合成して所定の光路に射出可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９３７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において提案されている光路切替装置では、１本の光線が入射された場合に、その光線の射出光路を変えることは可能である。しかしながら、特許文献１において提案されている光路切替装置では、入射光の強度を変えたり、入射光を複数に分配して出射することが困難である。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、入射光を複数の光線に分配しつつ、各光線の強度を可変とした光分配装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の光分配装置は、入射光を第１の偏光成分光と第２の偏光成分光とに分離する分離手段と、前記分離手段により分離された入射光のうちの前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とが入射され且つ第１の状態と前記第１の状態とは異なる第２の状態との間で状態が切り替わる電気光学手段と、前記電気光学手段から射出された前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とを合成し、互いに異なる第１の射出光路及び第２の射出光路の少なくとも一方に射出する合成手段と、前記電気光学手段の状態を切り替える制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第１の状態に設定することにより、前記入射光を該第１の状態に応じた第１の強度を有する第１の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第１の状態に応じた第２の強度を有する第２の射出光として前記第２の射出光路に射出させるとともに、前記電気光学手段を前記第２の状態に設定することにより、前記入射光を該第２の状態に応じ且つ前記第１の強度とは異なる第３の強度を有する第３の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第２の状態に応じ且つ前記第２の強度とは異なる第４の強度を有する第４の射出光として前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする。
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様の光分配装置は、第１の態様において、前記第１の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ１（０°＜φ１＜９０°）旋光させる状態であって、前記第２の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ２（０°＜φ２＜９０°、φ１≠φ２）旋光させる状態であることを特徴とする。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の第３の態様の光分配装置は、第１又は第２の態様において、前記電気光学手段は、前記第１又は第２の状態と、前記第１及び第２の偏光成分光が該電気光学手段を通過する際に該第１及び第２の偏光成分光を旋光させない第３の状態との間で状態が切り替わり、前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第３の状態に設定することにより、前記入射光を前記第１の射出光路に射出させずに、前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする。
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の第４の態様の光分配装置は、入射光を第１の偏光成分光と第２の偏光成分光とに分離する分離手段と、前記分離手段により分離された入射光のうちの前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とが入射され且つ第１の状態と第２の状態との間で状態が切り替わる電気光学手段と、前記電気光学手段から射出された前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とを合成し、互いに異なる第１の射出光路及び第２の射出光路の少なくとも一方に射出する合成手段と、前記電気光学手段の状態を切り替える制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第１の状態に設定することにより、前記入射光を該第１の状態に応じた第１の強度を有する第１の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第１の状態に応じた第２の強度を有する第２の射出光として前記第２の射出光路に射出させるとともに、前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第２の状態に設定することにより、前記入射光を前記第１の射出光路に射出させずに、前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする。
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第５の態様の光分配装置は、第４の態様において、前記第１の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ（０°＜φ＜９０°）旋光させる状態であることを特徴とする。
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の第６の態様の光分配装置は、第１乃至第５の何れかの態様において、前記分離手段と前記合成手段は、互いに直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、入射光のうちで偏光面が前記反射軸に平行な偏光成分光を反射し、偏光面が前記透過軸に平行な偏光成分光を透過させる反射偏光板を含むことを特徴とする。
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の第７の態様の光分配装置は、第６の態様において、前記分離手段の反射軸と前記合成手段の透過軸とが互いに直交するように前記分離手段及び前記合成手段が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の第８の態様の光分配装置は、第６の態様において、前記分離手段の反射軸と前記合成手段の透過軸とが互いに平行になるように前記分離手段及び前記合成手段が配置されていることを特徴とする。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明の第９の態様の光分配装置は、第１乃至第８の何れかの態様において、前記電気光学手段は液晶層であり、前記制御手段は前記液晶層の配向状態を変化させる電界を生成するような電圧を電極に印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、入射光を複数の光線に分配しつつ、各光線の強度が可変である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光路切替装置のポジ型の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光路切替装置のネガ型の構成を示す図である。
【図３】液晶パネルの構成を示す図である。
【図４】ポジ型の光路切替装置において２つの入力部のうち入力１に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明するための図である。
【図５】ポジ型の光路切替装置において２つの入力部のうち入力２に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明するための図である。
【図６】ネガ型の光路切替装置において２つの入力部のうち入力１に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明するための図である。
【図７】ネガ型の光路切替装置において２つの入力部のうち入力２に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明するための図である。
【図８】図８（ａ）は光入力部を２つ設けて両方から光を入射させるようにした変形例を示す図であり、図８（ｂ）は入力１と入力２の光路を部分的に一致させるようにした変形例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る光路切替装置の製造方法の概略を示したフローチャートである。
【図１０】光路切替装置への入射光の入射角を小さくした変形例を示す図である。
【図１１】１つの光入力部に複数本の光線を同時に入射させるようにした変形例を示す図である。
【図１２】第１の反射偏光板と第２の反射偏光板とを複数配設するようにした変形例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る光路切替装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る光路切替装置の動作について説明するための図である。
【図１５】第１の反射鏡間と第２の反射鏡間の両方に光出力部を設けるようにした変形例であって、入射光と異なる方向側から射出光を取り出すようにした変形例を示す図である。
【図１６】第１の反射鏡間と第２の反射鏡間の両方に光出力部を設けるようにした変形例であって、入射光と同一の方向側から射出光を取り出すようにした変形例を示す図である。
【図１７】液晶パネルを斜め配置するようにした変形例を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る光路切替装置において、液晶パネルに入射した光を９０°旋光させて射出するようにした場合の動作について説明するための図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る光路切替装置において、液晶パネルに入射した光を角度φ（０°＜φ＜９０°）だけ旋光させて射出するようにした場合の動作について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１及び図２は、それぞれ、本発明の第１の実施形態に係るポジ型及びネガ型の光路切替装置の構成を示す図である。図１、図２に示すように、本実施形態に係る光路切替装置１００、１００Ａは、それぞれ、液晶パネル１０１と、第１の反射偏光板１０２と、第２の反射偏光板１０３と、スペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂと、第１の反射鏡１０５と、第２の反射鏡１０６と、電圧制御部１０７と、を有している。
【００１９】
液晶パネル１０１は、図３に示すように、例えばソーダガラス等の透光性を有する平板状の一対の基板２０１、２０２間に、電気光学手段としての液晶層２０３が封止されたツイステッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶パネルである。この液晶パネル１０１は、各基板２０１、２０２の外面（液晶層側の面とは反対側の面）が、平面状をなすとともに互いに平行な電気光学主面（光入射面及び光射出面）を形成している。また、電圧制御部１０７によって制御された電圧が、各基板２０１、２０２の内面（液晶層側の面）に設けられた各電極２０３、２０４に印加されることによって、その電圧に応じた電界が生成され、生成された電界に応じて液晶層２０５の配向状態が変化する。このように、本実施形態の電圧制御部１０７は、一方の電極（例えば電極２０４）に印加する電圧を制御することによって、液晶層２０５の配向状態を変化させることで、所定の角度から液晶層２０５に入射される入射光に対する旋光の有無の２状態間を切り替える状態切替手段として機能する。ここで、本実施形態における液晶パネル１０１は、入射光を旋光させる場合の旋光角が９０°（１/２λ）となるように設定されている。このため、例えば、液晶パネル１０１がノーマリブラックモードの場合、液晶層２０５の配向状態を変化させないような電界、即ち、電界が生成されないような電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているとき、液晶パネル１０１は入射光を旋光させずに射出し、液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているとき、液晶パネル１０１は入射光を旋光させて射出する。逆に、液晶パネル１０１がノーマリホワイトモードの場合、液晶層２０５の配向状態を変化させないような電界、即ち、電界が生成されないような電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているとき、液晶パネル１０１は入射光を旋光させずに射出し、液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているとき、液晶パネル１０１は入射光を旋光させて射出する。
【００２０】
分離手段の一例としての第１の反射偏光板１０２は、例えばワイヤグリッド偏光板で構成され、光入力部（入力１、入力２）から光が入射される。この第１の反射偏光板１０２は平板状であり、その主面（光入射面及び光射出面）に平行で且つ互いに直交する透過軸と反射軸とを有している。したがって、第１の反射偏光板１０２は、入射光のうち、反射軸と平行な偏光面を有する偏光成分光を反射し、反射軸と直交する、即ち透過軸と平行な偏光面を有する偏光成分光を透過する。ここで、第１の反射偏光板１０２は、図１（ａ）や図２（ａ）に示すようにして、液晶パネル１０１の電気光学主面上に配設するようにしても良いし、図１（ｂ）や図２（ｂ）に示すようにして、スペーサガラス１０４ａ、１０４ａの主面上に配設するようにしても良い。また、これらの配置を適宜組み合わせてもよい。何れの場合であっても、第１の反射偏光板１０２は、その主面が、液晶パネル１０１の電気光学主面と平行となるように配設される。
【００２１】
合成手段の一例としての第２の反射偏光板１０３は、平板状であり、例えばワイヤグリッド偏光板で構成され、第１の反射鏡１０５によって導かれた偏光成分光と第２の反射鏡１０６によって導かれた偏光成分光とが入射される。この第２の反射偏光板１０３は、その主面（光入射面及び光射出面）に平行で且つ互いに直交する透過軸と反射軸とを有している。したがって、第１の反射偏光板１０２は、入射光のうち、反射軸と平行な偏光面を有する偏光成分光を反射し、反射軸と直交する、即ち透過軸と平行な偏光面を有する偏光成分光を透過する。このような第２の反射偏光板１０３は、第１の反射鏡１０５によって導かれた偏光成分光と第２の反射鏡１０６によって導かれた偏光成分光とを合成して射出する。ここで、第２の反射偏光板１０３は、図１（ａ）や図２（ａ）に示すようにして、液晶パネル１０１の電気光学主面上に配設するようにしても良いし、図１（ｂ）や図２（ｂ）に示すようにして、スペーサガラス１０４ａ、１０４ａの主面上に配設するようにしても良い。また、これらの配置を適宜組み合わせてもよい。何れの場合であっても、第１の反射偏光板１０２と同様に、第２の反射偏光板１０３は、その主面が、液晶パネル１０１の電気光学主面と平行となるように配設される。さらに、第２の反射偏光板１０３は、第１の反射偏光板１０２との間に液晶パネル１０１を挟むようにして配設する。例えば、第１の反射偏光板１０２と第２の反射偏光板１０３とを液晶パネル１０１上に配設する場合には、これら反射偏光板を液晶パネル１０１の異なる電気光学主面上に配設する。また、第１の反射偏光板１０２と第２の反射偏光板１０３とをスペーサガラス１０４ａに配設する場合には、これら反射偏光板を異なるスペーサガラス１０４ａの主面上に配設する。この場合、これら反射偏光板は、スペーサガラス１０４ａが有する２つの主面のうち、液晶パネル１０１と向かい合う側の主面に配設する。
【００２２】
ここで、図１では第１の反射偏光板１０２及び第２の反射偏光板１０３の内部にそれぞれの反射軸の方向を示している。反射偏光板の主面に平行な直線が反射偏光板内に記載されたものは、図面の上下方向に沿って反射軸が延在していることを示しており、円内にバツ印を付した記号が反射偏光板内に記載されたものは、紙面に直交する方向に沿って反射軸が延在していることを示している。したがって、図１は、第１の反射偏光板１０２の反射軸と第２の反射偏光板１０３の反射軸が互いに平行となっている例を示している。以下、このような第１の反射偏光板１０２の反射軸と第２の反射偏光板１０３の反射軸が互いに平行となる関係を有している光路切替装置を「ポジ型」の光路切替装置と呼ぶ。また、図２は、第１の反射偏光板１０２の反射軸と第２の反射偏光板１０３の反射軸が互いに直交している例を示している。以下、このような第１の反射偏光板１０２の反射軸と第２の反射偏光板１０３の反射軸が互いに直交している光路切替装置を「ネガ型」の光路切替装置と呼ぶ。
【００２３】
スペーサガラス１０４ａ、１０４ａは、接触防止スペーサ１０４ｂ、１０４ｂとともに間隙規定手段を構成している。スペーサガラス１０４ａ、１０４ａは、例えばソーダガラス等の透光性を有する部材により構成された平板であり、一対の主面が互いに平行な平面状をなしている。また、スペーサガラス１０４ａ、１０４ａは、液晶パネル１０１と第１の反射鏡１０５との間隙及び液晶パネル１０１と第２の反射鏡１０６との間隙をそれぞれ規定するとともに、液晶パネル１０１と第１の反射鏡１０５との間及び液晶パネル１０１と第２の反射鏡１０６との間を平行に保つ。このようなスペーサガラス１０４ａは、間隙規定手段の主部を構成している。ここで、スペーサガラス１０４ａは、必ずしも全てを、透光性を有する部材によって構成する必要はない。実際には、光が通過する所定領域が透光性を有する部材で構成されていれば良い。接触防止スペーサ１０４ｂは、樹脂等により構成され、液晶パネル１０１と２枚のスペーサガラス１０４ａとの間隙をそれぞれ規定して、液晶パネル１０１とスペーサガラス１０４ａとの接触を防止する。また同時に、接触防止スペーサ１０４ｂは、液晶パネル１０１と２枚のスペーサガラス１０４ａとの間を平行に保っている。このようなスペーサガラス１０４ａは、間隙規定手段の副部を構成している。
【００２４】
第１の反射鏡１０５は、間隙規定手段としてのスペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂを挟んで液晶パネル１０１の第１の反射偏光板１０２側の電気光学主面と対向するように配設されている。この第１の反射鏡１０５は、スペーサガラス１０４ａに向かい合う導光主面（光入射面）の所定領域が平面状をなす、例えば鏡面処理が施されたアルミニウム等で構成されている。また、第１の反射鏡１０５は、第１の反射偏光板１０２から射出された偏光成分光を反射させて液晶パネル１０１に導く。第２の反射鏡１０６は、間隙規定手段としてのスペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂを挟んで液晶パネル１０１の第２の反射偏光板１０３側の電気光学主面と対向するように配設されている。この第２の反射鏡１０６も、第１の反射鏡１０５と同様に、スペーサガラス１０４ａに向かい合う導光主面（光入射面）の所定領域が平面状をなす、例えば鏡面処理が施されたアルミニウム等で構成されている。また、第２の反射鏡１０６は、第１の反射偏光板１０２から射出され、液晶パネル１０１を通過した偏光成分光を第１の反射鏡１０５の反射方向と交差する反射方向に反射させて液晶パネル１０１に導く。ここで、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６は、その導光主面が、液晶パネル１０１の電気光学主面と平行となるように配設される。
【００２５】
状態切替手段としての電圧制御部１０７は、液晶パネル１０１を駆動するための電圧を電極２０４に印加することによって液晶パネル１０１に電界を発生させる。電圧制御部１０７による電極２０４への電圧印加によって液晶パネル１０１に発生する電界により、液晶パネル１０１を通過する光が旋光されない状態と、９０°旋光される状態との間で、駆動状態が切り替わる。このような動作により、光路切替装置１００から射出される光の光路を切り替えることが可能である。
【００２６】
ここで、上述した光路切替装置１００、１００Ａが有する各構成の配置について説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ポジ型の光路切替装置１００及びネガ型の光路切替装置１００Ａは、２つの光入力部（入力１、入力２）を有している。入力１は、液晶パネル１０１に対して第１の反射偏光板１０２が配置された側に設けられている。この入力１からは、第１の反射偏光板１０２に対する入射角がα（０＜α＜９０°）となるように光が射出される。液晶パネル１０１、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、第２の反射偏光板１０３及びスペーサガラス１０４ａ、１０４ａの各光入射面及び光射出面は平面状であり且つ互いに平行に配置されていて、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６に入射した光は正反射するので、液晶パネル１０１、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、第２の反射偏光板１０３及びスペーサガラス１０４ａ、１０４ａに対する光の入射角は何れもαとなっている。また、入力２は、液晶パネル１０１に対して第２の反射偏光板１０３が配置された側に設けられている。この入力２からは、液晶パネル１０１に対する入射角がβ（０＜β＜９０°）となるように光が入射される。そして、入力１からの入射光と同様に、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、第１の反射偏光板１０２及びスペーサガラス１０４ａ、１０４ａに対する光の入射角は何れもβとなっている。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の光路切替装置１００、１００Ａにおいては入射角αとβが等しい場合を例示して説明しているが、入射角αとβは異なっていても良い。
【００２７】
光入力部から入射した光は、上述した各構成の光入射面及び光射出面を通過する際に生じる僅かな屈折を無視すれば、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すようにほぼ直線状に進行するものと見なして良い。まず、入力１からの入射光の光路と上述した各構成との位置関係について説明する。入力１からの入射光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、第１の反射偏光板１０２、液晶パネル１０１、スペーサガラス１０４ａ、第２の反射鏡１０６の各光入射面及び光射出面が配置され、第２の反射鏡１０６に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、第２の反射偏光板１０３、液晶パネル１０１、スペーサガラス１０４ａの各光入射面及び光射出面が配置されている。また、第１の反射偏光板１０２に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、第１の反射偏光板１０２、スペーサガラス１０４ａ、第１の反射鏡１０５の各光入射面及び光射出面が配置され、第１の反射鏡１０５に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、液晶パネル１０１、第２の反射偏光板１０３の各光入射面及び光射出面が配置されている。このとき、第１の反射鏡１０５で反射されてから第２の反射偏光板１０３に入射して正反射される光の光路が、第２の反射鏡１０６に入射して正反射される光の光路と一致している。また、第１の反射鏡１０５で反射された光の一部は第２の反射偏光板１０３を透過してからスペーサガラス１０４ａの主面を透過するが、この光の光路が、第２の反射鏡１０６で反射されてから第２の反射偏光板１０３に入射して正反射される光の光路と一致している。
【００２８】
次に、入力２からの入射光の光路と上述した各構成との位置関係について説明する。入力２からの入射光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、液晶パネル１０１、第１の反射偏光板１０２、スペーサガラス１０４ａ、第１の反射鏡１０５の各光入射面及び光射出面が配置され、第１の反射鏡１０５に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、液晶パネル１０１、第２の反射偏光板１０３、スペーサガラス１０４ａの各光入射面及び光射出面が配置されている。また、第１の反射偏光板１０２に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、第１の反射偏光板１０２、液晶パネル１０１、スペーサガラス１０４ａ、第２の反射鏡１０６の各光入射面及び光射出面が配置され、第２の反射鏡１０６に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、液晶パネル１０１、第２の反射偏光板１０３、スペーサガラス１０４ａの各光入射面及び光射出面が配置されている。このとき、第２の反射鏡１０６で反射されてから第２の反射偏光板１０３に入射して正反射される光の光路が、第１の反射鏡１０５に入射して正反射される光の光路と一致している。また、第２の反射鏡１０６で反射された光の一部は第２の反射偏光板１０３を透過してからスペーサガラス１０４ａの主面を透過するが、この光の光路が、第１の反射鏡１０５で反射されてから第２の反射偏光板１０３に入射して正反射される光の光路と一致している。
【００２９】
以下、図１、図２で示した光路切替装置１００、１００Ａの動作について説明する。まず、図４（ａ）、図４（ｂ）を参照してポジ型の光路切替装置１００において２つの入力部のうち入力１に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明する。図４（ａ）は液晶パネル１０１に電界が生成されないような電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているときの光の経路を示した図であり、図４（ｂ）は液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界に対応する電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているときの光の経路を示した図である。ここで、図中の光路に付した両矢印の記号は、光が紙面に平行な偏光面を有していることを示し、円内にバツ印を付した記号は、光が紙面に直交する偏光面を有していることを示している。なお、図４は、液晶パネル１０１がノーマリブラックモードの例である。また、図４では、簡略化のため、スペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂ、電圧制御部１０７の図示を省略している。
【００３０】
まず、図４（ａ）に示すように、液晶パネル１０１に電界が生成されないような電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されている状態で入力１から光が入射された場合、この入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光（偏光成分光Ａと言う）は、第１の反射偏光板１０２において反射された後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ａは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ａは、旋光されずに第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸とも平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、光路切替装置１００が有する２つの光出力部（出力１、出力２）のうちの出力１から射出される。
【００３１】
一方、入力１からの入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光（偏光成分光Ｂと言う）は、第１の反射偏光板１０２を透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されずにスペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸とも直交している。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３を透過して、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力１から射出される。
【００３２】
以上のように、液晶パネル１０１に電界が発生していない場合には、入力１から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。その後、偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとは異なる光路を経由して第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力１から射出される。
【００３３】
液晶パネル１０１に液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を印加した場合には、液晶パネル１０１に入射された光が９０°旋光される。このため、図４（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１に電界が発生している状態で入力１から光が入射された場合、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２と第１の反射鏡１０５で反射された後、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に直交する方向となる。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交することになる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して出力２から射出される。
【００３４】
同様に、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に平行な方向となり、第２の反射鏡１０６で反射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて出力２から射出される。
【００３５】
以上のように、液晶パネル１０１に液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を印加した場合、入力１から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。各偏光成分光は、液晶パネル１０１を通過する際に９０°旋光された後、第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力２から射出される。
【００３６】
次に、ポジ型の光路切替装置１００において２つの入力部のうち入力２に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作について説明する。図５（ａ）は液晶パネル１０１に電界が発生していない状態の光の経路を示した図であり、図５（ｂ）は液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界が印加されている状態の光の経路を示した図である。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、液晶パネル１０１に電界が発生していない状態で入力２から光が入射された場合、この入射光は、旋光されずに液晶パネル１０１に入射される。第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射され、スペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸とも平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて出力２から射出される。
【００３８】
一方、第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ｂは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されずに第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸とも直交している。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３を透過して、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力２から射出される。
【００３９】
以上のように、液晶パネル１０１に電界が発生していない場合には、入力２から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。その後、偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとは異なる光路を経由して第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力２から射出される。
【００４０】
液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合には、液晶パネル１０１に入射された光が９０°旋光される。このため、図５（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１に上述の電圧が印加されている状態で入力２から光が入射された場合、液晶パネル１０１への入射光は、９０°旋光されてから第１の反射偏光板１０２に入射される。第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射され、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に直交する方向となり、スペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交している。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して出力１から射出される。
【００４１】
一方、第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ｂは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１の液晶層２０５には該液晶層＊＊の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されているので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されてその偏光面が紙面に平行な方向となり、第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力２から射出される。
【００４２】
以上のように、液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合、入力２から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。各偏光成分光は、液晶パネル１０１を通過する際に９０°旋光された後、第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力１から射出される。
【００４３】
次に、図６（ａ）、図６（ｂ）を参照してネガ型の光路切替装置１００Ａにおいて２つの入力部のうち入力１に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明する。図６（ａ）は液晶パネル１０１に電界が発生していない状態の光の経路を示した図であり、図６（ｂ）は液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されている状態の光の経路を示した図である。
【００４４】
まず、図６（ａ）に示すように、液晶パネル１０１に電圧が印加されていない状態で入力１から光が入射された場合、この入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射されて第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ａは、液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ａは、液晶パネル１０１において旋光されずに、その偏光面が紙面に平行である状態で第２の反射偏光板１０３に入射される。ネガ型の場合、第２の反射偏光板１０３の反射軸を、第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交させている。したがって、偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交している。このため、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して、光路切替装置１００が有する２つの光出力部のうちの出力２から射出される。
【００４５】
一方、入力１からの入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１の液晶層２０５には電界が印加されていないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されずに第２の反射鏡１０６に入射される。ネガ型の場合には、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力２から射出される。これにより、偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとが合成されて出力２から射出される。
【００４６】
液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合には、液晶パネル１０１に入射された光が９０°旋光される。このため、図６（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１に上述の電圧が印加されている状態で入力１から光が入射された場合、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２と第１の反射鏡１０５で反射された後、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に直交する方向となる。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行な方向となる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて出力１から射出される。
【００４７】
同様に、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に平行な方向となり、第２の反射鏡１０６で反射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交する方向となる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して出力２から射出される。
【００４８】
以上のように、液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合、入力１から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。各偏光成分光は、液晶パネル１０１を通過する際に９０°旋光された後、第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力１から射出される。
【００４９】
次に、ネガ型の光路切替装置１００Ａにおいて２つの入力部のうち入力２に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作について説明する。図７（ａ）は液晶パネル１０１に電界が発生していない状態の光の経路を示した図であり、図７（ｂ）は液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されている状態の光の経路を示した図である。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、液晶パネル１０１の液晶層２０５に電界が発生していない状態で入力２から光が入射された場合、この入射光は、旋光されずに液晶パネル１０１に入射される。第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射され、スペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交している。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して出力１から射出される。
【００５１】
一方、第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ｂは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されずに第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力１から射出される。
【００５２】
以上のように、液晶パネル１０１に電界が発生していない場合には、入力２から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。その後、偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとは異なる光路を経由して第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力１から射出される。
【００５３】
図７（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されている状態で入力２から光が入射された場合、液晶パネル１０１への入射光は、９０°旋光されてから第１の反射偏光板１０２に入射される。第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射され、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に直交する方向となり、スペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて出力２から射出される。
【００５４】
一方、第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ｂは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１の液晶層には上述の電圧が印加されているので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されてその偏光面が紙面に平行な方向となり、第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３を透過して、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力２から射出される。
【００５５】
以上のように、液晶パネル１０１の液晶層＊＊の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合、入力２から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。各偏光成分光は、液晶パネル１０１を通過する際に９０°旋光された後、第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力２から射出される。
【００５６】
以上説明したように、光路切替装置１００は、液晶パネル１０１の印加電圧を切り替えることによって、入力１と入力２の何れかから入射された光の射出光路を出力１と出力２の何れかに切り替えることが可能である。ここで、上述の例では、光入力部を入力１又は入力２の何れか１つだけ設けているが、図８（ａ）に示すように、光入力部を２つ設けて、両方から光を入射させるようにしても良い。また、図８（ｂ）に示すように、入力１と入力２の光路を部分的に一致させても良い。
【００５７】
図９は、本実施形態に係る光路切替装置１００の製造方法の概略を示したフローチャートである。なお、以下では反射偏光板を液晶パネルに配設する例について主に説明するが、反射偏光板をスペーサガラスに配設する場合であっても製造方法の基本的な流れは同じである。
【００５８】
最初に、所定の厚さである旋光領域を有する液晶パネル１０１と、２つの間隙規定手段（２枚のスペーサガラス１０４ａ及び２つの接触防止スペーサ１０４ｂ）を準備する。ここで、液晶パネル１０１の旋光領域の厚さを次のようにしておく。まず、液晶パネル１０１への入射光の入射角をαとし、液晶パネル１０１への入射角が０°となる方向（即ち垂直入射）した光が液晶パネル１０１内の旋光領域を光路長ｄだけ進行する間に９０°旋光されるとする。このとき、液晶パネル１０１の旋光領域の厚さは、以下の式によって定まる。なお、旋光領域とは光が通過する領域であり、より具体的には液晶パネルのうちの液晶層である。
旋光領域の厚さ＝ｄ／ｃｏｓα （式１）
その後、液晶パネル１０１の一方の電気光学主面に第１の反射偏光板１０２を例えば接着して配設する（ステップＳ１）。上述したように、第１の反射偏光板１０２をスペーサガラス１０４ａに配設するようにしても良い。
【００５９】
続いて、液晶パネル１０１の他方の電気光学主面に第２の反射偏光板１０３を例えば接着して配設する（ステップＳ２）。上述したように、第２の反射偏光板１０３もスペーサガラス１０４ａに配設するようにしても良い。
【００６０】
続いて、一方のスペーサガラス１０４ａの何れかの主面に第１の反射鏡１０５を配設する。その後に、他方のスペーサガラス１０４ａの何れかの主面に第２の反射鏡１０６を配設する（ステップＳ３）。第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６は、第１の反射鏡１０５は、例えばアルミニウムを蒸着することにより配設する。
【００６１】
ここで、上述したように、第１の反射偏光板１０２をスペーサガラス１０４ａの何れか一方の主面に配設するようにした場合には、スペーサガラス１０４ａの他方の主面に第１の反射鏡１０５を配設する。また、上述したように、第２の反射偏光板１０３をスペーサガラス１０４ａの何れか一方の主面に配設するようにした場合には、スペーサガラス１０４ａの他方の主面に第２の反射鏡１０６を配設しておく。
【００６２】
続いて、各スペーサガラス１０４ａの反射鏡を配設した主面とは反対側の主面に、接触防止スペーサ１０４ｂを配設する（ステップＳ４）。接触防止スペーサ１０４ｂは、例えば両面テープを用いてスペーサガラス１０４ａに固定しても良いし、接着剤を用いてスペーサガラス１０４ａに固定しても良い。
【００６３】
最後に、反射鏡及び接触防止スペーサ１０４ｂを配設した２枚のスペーサガラス１０４ａを液晶パネル１０１に配設することで、光路切替装置１００が製造される。（ステップＳ５）。接触防止スペーサ１０４ｂは、液晶パネル１０１に例えば両面テープを用いて固定しても良いし、接着剤を用いて固定しても良い。
【００６４】
上述したステップＳ５において、偏光成分光Ａが、第１の反射鏡１０５により導かれた後に液晶パネル１０１に入射され、液晶パネル１０１を透過した後に第２の反射偏光板１０３に入射され、偏光成分光Ｂが、第１の反射偏光板１０２を透過した後に液晶パネル１０１に入射され、液晶パネル１０１を透過して第２の反射鏡１０６により導かれた後に第２の反射偏光板１０３に入射されるように、液晶パネル１０１、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、及び、スペーサガラス１０４ａ，１０４ａを位置合わせして配設する。また、これと同時に、偏光成分光Ａが、第１の反射偏光板１０２により反射された後に液晶パネル１０１に入射され、液晶パネル１０１を透過して第２の反射鏡１０６により導かれた後に第２の反射偏光板１０３に入射され偏光成分光Ｂが、第１の反射鏡１０５により導かれた後に液晶パネル１０１に入射され、液晶パネル１０１を透過した後に第２の反射偏光板１０３に入射されるように、液晶パネル１０１、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、及び、スペーサガラス１０４ａ，１０４ａを位置合わせして配設する。これによって、２つの光入力部から入射した光の光路の切り替えを行う光路切替装置１００を製造することができる。尚、このステップＳ５において位置合わせした際に、上述の通り各部材が配置されるように、上述したステップＳ１において第１の反射偏光板１０２を配設し、上述したステップＳ２において第２の反射偏光板１０３を配設し、上述したステップＳ３において第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６を配設しておく必要がある。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、光路切替装置において液晶パネル１０１に対して光を斜め入射させるようにしている。これにより、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６を、液晶パネル１０１の主面（光入射面及び光射出面）に対して平行に配置することが可能である。したがって、液晶パネル１０１の主面上に反射偏光板を設けたり、平板状のスペーサガラス１０４ａを介在させて反射鏡を設けたりすることで、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６を簡単に精度良く配置することが可能となる。このため、光路切替装置の製造歩留まりの向上も期待できる。
【００６６】
また、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６を、液晶パネル１０１の電気光学主面（光入射面及び光射出面）に対して平行に配置することが可能であり、光路切替装置の薄型化が可能である。
【００６７】
ここで、上述の例では、液晶パネル１０１に入射させる光の入射角αを例えば４５°としている。しかしながら、実際には、（式１）の条件を満たすように液晶パネル１０１の厚さを決定すれば、光の入射角αは４５°とする必要はなく、０＜α＜９０°の範囲で変化させることが可能である。図１０に、αを４５°よりも小さくした例を示している。図１０（ａ）は、ポジ型の例であり、図１０（ｂ）は、ネガ型の例である。
【００６８】
また、上述の図１〜図７の例では、１つの光入力部には、１本の光線を入射させるようにしている。これに対し、図１１に示すように、１つの光入力部に複数本の光線を同時に入射させるようにしても良い。
【００６９】
さらに、上述の図１〜図１１の例では、１つの光路切替装置１００内に、第１の反射偏光板１０２と第２の反射偏光板１０３とを１つずつ配設するようにしている。しかしながら、実際には、第１の反射偏光板１０２と第２の反射偏光板１０３とは偶数の同数個ずつ配設すれば良い。例えば、図１２に示すように、１つの光路切替装置１００内に、２個の第１の反射偏光板１０２１及び１０２２と２個の第２の反射偏光板１０３１及び１０３２とを配設するようにしても良い。
【００７０】
さらに、上述の図９では、スペーサガラス１０４ａに反射鏡を配設した後で、反射鏡が配設されたスペーサガラス１０４ａを液晶パネル１０１に配設するようにしている。これに対し、先に液晶パネル１０１にスペーサガラス１０４ａを配設してから反射鏡を配設するようにしても良い。
【００７１】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した光路切替装置を複数個組み合わせたものである。図１３は、第２の実施形態に係る光路切替装置の構成を示す図である。なお、図１３においては、スペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂと、電圧制御部１０７の図示を省略している。また、図１３（ａ）は、ポジ型の構成例を示しており、図１３（ｂ）はネガ型の構成例を示している。
【００７２】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る光路切替装置１００は、複数（図では３個）の液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３と、複数の第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３と、複数の第２の反射偏光板１０３１、１０３２、１０３３と、第１の反射鏡１０５と、複数の第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３と、を有している。
【００７３】
液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３は、例えばツイステッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶パネルであり、第１の反射鏡１０５の導光主面に平行な所定の方向に沿って配列されている。これらの液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３は、電圧制御部１０７の電圧印加によって入射光を旋光させて射出する。ここで、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３は、独立して印加電圧を制御することが可能である。
【００７４】
第１の反射偏光板１０２１は、液晶パネル１０１１上（或いは液晶パネル１０１１と対向するように配置されたスペーサガラス上）に配設されている。同様に、第１の反射偏光板１０２２は液晶パネル１０１２上に、第１の反射偏光板１０２３は液晶パネル１０１３上にそれぞれ配設されている。これら第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３は、第１の実施形態で説明した第１の反射偏光板１０２と同様の構成を有していて良い。
【００７５】
第２の反射偏光板１０３１は、液晶パネル１０１１上（或いは液晶パネル１０１１と対向するように配置されたスペーサガラス上）に配設されている。同様に、第２の反射偏光板１０３２は液晶パネル１０１２上に、第２の反射偏光板１０３３は液晶パネル１０１３上にそれぞれ配設されている。これら第２の反射偏光板１０３１、１０３２、１０３３は、第１の実施形態で説明した第２の反射偏光板１０３と同様の構成を有していて良い。
【００７６】
第１の反射鏡１０５は、第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３のそれぞれから射出された偏光成分光を反射させて液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３のそれぞれに導く。第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３は、第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３のそれぞれから射出され、液晶パネル１０１１、１０１２、１０２３のそれぞれを通過した偏光成分光を第１の反射鏡１０５の反射方向と交差する反射方向に反射させて液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３のそれぞれに導く。ここで、第２の実施形態においては、第１の反射鏡が複数の液晶パネルに対して共通に設けられているのに対し、第２の反射鏡は複数の液晶パネルに対して個別に設けられている。これは、第２の反射鏡間に光出力部（出力１、出力２、出力３）を形成しているためである。
【００７７】
以下、図１３で示した光路切替装置１００の動作について図１４を参照して説明する。なお、図１４における光路切替装置１００も、第１の実施形態と同様、２つの光入力部（入力１、入力２）を有している例を示している。これらの入力１、入力２からは、液晶パネル１０１に対する入射角がα（例えば４５°）となるように光が射出される。
【００７８】
第１の実施形態で説明したように、１つの液晶パネルと、２つの反射偏光板と、１対の反射鏡とを単位として構成される光路切替装置は、液晶パネルに電圧が印加されていないときには、入力１からの入射光を出力１（第１の反射偏光板側）から射出し、入力２からの入射光を出力２（第２の反射偏光板側）から射出する。一方、この１つの単位の光路切替装置は、液晶パネルの液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されているときには、入力１からの入射光を出力２（第２の反射偏光板側）から射出し、入力２からの入射光を出力１（第１の反射偏光板側）から射出する。
【００７９】
ここで、図１４に示すように、本実施形態では、第１の反射偏光板側から射出された光については第１の反射鏡によって反射させて、次段の第１の反射偏光板に入射させる。以下、このような射出光路を内部射出光路と言う。これに対し、第２の反射偏光板側から射出された光については第２の反射鏡間に設けられた光出力部から光路切替装置の外部に射出させる。以下、このような射出光路を外部射出光路と言う。
【００８０】
図１４は、図１で示したポジ型の光路切替装置を複数個組み合わせたものであり、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３の何れに上述の電圧を印加するかによって入射光の射出先を出力１〜出力３の間で自由に切り替えることが可能である。例えば、液晶パネル１０１１、１０１３に電界を発生させず、液晶パネル１０１２に電圧を印加した場合、入力１からの入射光は出力２から射出され、入力２からの入射光は出力１から射出される。また、例えば、液晶パネル１０１１、１０１３に電圧を印加して、液晶パネル１０１２に電界を発生させていない場合、入力１からの入射光は出力１から射出され、入力２からの入射光は出力３から射出される。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態で説明した光路切替装置を複数個組み合わせることで光出力部を３つ以上設けることが可能である。また、第２の反射鏡間に光出力部を設けることにより、光路切替装置の内部から光を取り出すことも可能である。
【００８２】
また、本実施形態では、図１４に示すように、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３を第１の反射鏡１０５の導光主面に平行な所定の方向に沿って配列し、各液晶パネルに第１の反射偏光板及び第２の反射偏光板を配設している。さらに、各液晶パネルと平行となるように第１の反射鏡及び第２の反射鏡を配設するようにしている。このような構成とすることにより、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３と、第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３と、第２の反射偏光板１０３１、１０３２、１０３３と、第１の反射鏡１０５と、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３と、を平行に配置しつつ、光路の切り替えを行うことができる。これにより、第１の実施形態と同様に各部材の配置精度を向上させることができる。
【００８３】
また、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３は、１枚の透明基板の主面のうち少なくとも各光出力部（出力１、出力２、出力３）を除く領域に、例えばアルミニウムを蒸着することにより配設してもよい。このように第２の反射鏡を設けることで、当該基板は少なくとも各光出力部において透光性を有することとなる。この場合、複数の光出力部を備える光路切替装置を製造する際に、第２の反射偏光鏡１０６１、１０６２、１０６３を簡単に精度良く同一平面上に配置することが可能となる。このため、光路切替装置の製造歩留まりの向上も期待できる。
【００８４】
ここで、第２の実施形態では、第１の実施形態で例示した各種の変形例も適用可能である。
また、液晶パネル、第１の反射偏光板、第２の反射偏光板、第２の反射鏡の数も３個ずつに限るものではない。
【００８５】
さらに、図１４では、第２の反射鏡間に光出力部を設けるようにしているが、第１の反射鏡間に光出力部を設けるようにしても良い。さらには、図１５や図１６に示すように、第１の反射鏡間と第２の反射鏡間の両方に光出力部を設けるようにしても良い。
【００８６】
図１５は、入力１（第１の反射偏光板側）から入射された光を出力２１、２２、２３（第２の反射偏光板側）の何れかから射出させ、入力２（第２の反射偏光板側）から入射された光を出力１１、１２、１３（第１の反射偏光板側）の何れかから射出させる例を示している。
【００８７】
図１５のように入力光の取り出し先を設定するためには、入力１からの光の光路と入力２からの光の光路とが重ならないように各光入力部を設定しておく。さらに、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３及び第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を以下のように設定しておく。
【００８８】
即ち、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力１からの光を内部射出光路に射出させ、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力２からの光を外部射出光路に射出させるように、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３の位置を決定する。このためには、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向かう入力１からの光の射出光路を遮るように、且つ、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向かう入力２からの光の射出光路を開けるように第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３の位置を決定する。
【００８９】
さらに、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向けて射出された入力１からの光を外部射出光路に射出させ、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力２からの光を内部射出光路に射出させるように、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を決定する。このためには、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向かう入力１からの光の射出光路を開けるように、且つ、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向かう入力２からの光の射出光路を遮るように第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を決定する。
【００９０】
図１６は、入力１（第１の反射偏光板側）から入射された光を出力１１、１２、１３（第１の反射偏光板側）の何れかから射出させ、入力２（第２の反射偏光板側）から入射された光を出力２１、２２、２３（第２の反射偏光板側）の何れかから射出させる例を示している。図１６のように入力光の取り出し先を設定するためには、入力１からの光の光路と入力２からの光の光路とが重ならないように各光入力部を設定しておく。さらに、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３及び第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を以下のように設定しておく。
【００９１】
即ち、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力１からの光を外部射出光路に射出させるように、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力２からの光を内部射出光路に射出させるように、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３の位置を決定する。このためには、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向かう入力１からの光の射出光路を開けるように、且つ、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向かう入力２からの光の射出光路を遮るように、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３の位置を決定する。
【００９２】
さらに、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向けて射出された入力１からの光を内部射出光路に射出させ、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向けて射出された入力２からの光を外部射出光路から射出させるように、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を決定する。このためには、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向かう入力１からの光の射出光路を遮るように、且つ、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向かう入力２からの光の射出光路を開けるように、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を決定する。
【００９３】
図１５、図１６においては、同一の光入射部からの光は、同一の反射偏光板側に射出するようにしているが、何れかの光を異なる反射偏光板側に射出するようにしても良い。
【００９４】
また、図１５及び図１６で示した変形例の他に、図１７に示すように、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３を斜め配置するようにしても良い。
【００９５】
また、上述した第２の実施形態の各変形例において、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３及び第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３は、１枚の透明基板の主面のうち少なくとも各光出力部（出力１１、出力１２、出力１３、出力２１、出力２２、出力２３）を除く領域に、例えばアルミニウムを蒸着することにより配設してもよい。このように第１の反射鏡及び第２の反射鏡を設けることで、当該基板は少なくとも各光出力部において透光性を有することとなる。この場合、複数の光出力部を備える光路切替装置を製造する際に、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３及び第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３を簡単に精度良く同一平面上に配置することが可能となる。このため、光路切替装置の製造歩留まりの向上も期待できる。
【００９６】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述した第１及び第２の実施形態においては、液晶パネルの液晶層の配向状態を変化させないような電界と、その配向状態を変化させるような電界のそれぞれに対応した２種類の電圧を印加することで、液晶パネルに入射した光を旋光させずに射出する又は９０°旋光させてから射出するようにしている。しかしながら、実際には、液晶パネルの液晶層の配向状態を変化させる複数種の電界にそれぞれが対応する複数種の電圧を印加することにより、液晶パネルに入射した光を旋光させずに射出する又は角度φ（０＜φ≦９０°）だけ旋光させてから射出することができる。本実施形態は、このような液晶パネルの特性を利用することで、上述した実施形態の光路切替装置を光分配装置に適用した例である。なお、この光分配装置の構成は、例えば図１や図２で示した光路切替装置の構成をそのまま適用可能である。ただし、第３の実施形態においては、電圧制御部１０７の電圧印加によって、液晶パネルに入射した光を旋光させずに射出する又は角度φ（０＜φ≦９０°）だけ旋光させてから射出するようにした点が異なる。
【００９７】
図１８、図１９は、第３の実施形態における光分配装置の動作を示す図である。
第１の実施形態においても説明したように、図１８（ａ）に示すようにして光分配装置に光が入射した場合（図１８（ａ）は入力１から入射があった場合を示している）、この入射光は、第１の反射偏光板１０２おいて偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離され、各偏光成分光は異なる光路を通過した後、第２の反射偏光板１０３で合成されて射出される。
【００９８】
液晶パネル１０１に入射した光を９０°旋光させて射出する場合の偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂの偏光面を模式的に示すと、１８（ｂ）に示すものとなる。第１の反射偏光板１０２に入射した光は、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な直線偏光である偏光成分光Ａ（図１８（ｂ）の１１）と、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する直線偏光である偏光成分光Ｂ（図１８（ｂ）の２１）とに分離される。
【００９９】
偏光成分光Ａは、第１の反射鏡１０５で反射された後（図１８（ｂ）の１２）、液晶パネル１０１に入射する。液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ａは、偏光面が９０°回転されて（図１８（ｂ）の１３）、第２の反射偏光板１０３に入射する。この偏光成分光Ａの偏光面は第２の反射偏光板１０３の反射軸に対して直交している（透過軸に対して平行である）。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射した偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して、出力２の側に射出される（図１８（ｂ）の１４）。
【０１００】
また、偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、液晶パネル１０１に入射する。液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、偏光面が９０°回転された後（図１８（ｂ）の２２）、第２の反射鏡１０６で反射される（図１８（ｂ）の２３）。第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３に入射する。ここで、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸に対して平行である（透過軸に対して直交している）。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射した偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、出力２の側に射出される（図１８（ｂ）の２４）。
【０１０１】
光出力部では、図１８（ｂ）の１４で示した偏光成分光Ａと図１８（ｂ）の２４で示した偏光成分光Ｂとが合成される。したがって、光出力部では、入射光と同じ強度の光が復元される。
【０１０２】
次に、図１９について説明する。液晶パネル１０１に入射した光を角度φ（０°＜φ＜９０°）だけ旋光させて射出する場合において図１９（ａ）に示すようにして光分配装置の第１の反射偏光板１０２に入射した光は、図１８（ｂ）の場合と同様、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な直線偏光である偏光成分光Ａ（図１９（ｂ）の１１）と、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する直線偏光である偏光成分光Ｂ（図１９（ｂ）の２１）とに分離される。
【０１０３】
偏光成分光Ａは、第１の反射鏡１０５で反射された後（図１９（ｂ）の１２）、液晶パネル１０１に入射する。液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ａは、偏光面が角度φ回転された楕円偏光となって（図１９（ｂ）の１３）、第２の反射偏光板１０３に入射する。この偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸に対して直交する成分と平行な成分の両方を含んでいる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射した偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３において偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している直線偏光である偏光成分光Ｃ（図１９（ｂ）の１４−１）と、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な直線偏光である偏光成分光Ｄ（図１９（ｂ）の１４−２）とに分離される。偏光成分光Ｃは出力２に出射され、偏光成分光Ｄは出力１に出射される。
【０１０４】
また、偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、液晶パネル１０１に入射する。液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは偏光面が角度φ回転された楕円偏光となって（図１９（ｂ）の２２）、第２の反射鏡１０６で反射される（図１９（ｂ）の２３）。第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３に入射する。この偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸に対して直交している成分と平行な成分の両方を含んでいる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射した偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３において偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している直線偏光である偏光成分光Ｅ（図１９（ｂ）の２４−１）と、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している直線偏光である偏光成分光Ｆ（図１９（ｂ）の２４−２）とに分離される。偏光成分光Ｅは出力２に出射され、偏光成分光Ｆは出力１に出射される。
【０１０５】
出力１では、図１９（ｂ）の１４−２で示した偏光成分光Ｄと図１９（ｂ）の２４−２で示した偏光成分光Ｆとが合成される。同様に、出力２では、図１９（ｂ）の１４−１で示した偏光成分光Ｃと図１９（ｂ）の２４−１で示した偏光成分光Ｅとが合成される。このようにして、１つの入射光を強度の異なる２つの光線に分配することが可能である。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態によれば、電圧制御部１０７の電圧印加によって、液晶パネルに入射した光を旋光させずに射出する又は角度φ（０＜φ≦９０°）だけ旋光させるようにすることで、光路切替装置を光分配装置としても使用可能である。
【０１０７】
ここで、第３の実施形態においても上述した第１及び第２実施形態で示した各種の変形例を適用可能である。
【０１０８】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１０９】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０１１０】
１００，１００Ａ…光路切替装置、１０１，１０１１，１０１２，１０１３…液晶パネル、１０２，１０２１，１０２２，１０２３…第１の反射偏光板、１０３，１０３１，１０３２，１０３３…第２の反射偏光板、１０４ａ…スペーサガラス、１０４ｂ…接触防止スペーサ、１０５，１０５１，１０５２，１０５３…第１の反射鏡、１０６，１０６１，１０６２，１０６３…第２の反射鏡、１０７…電圧制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光を分配して射出する光分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射光の光路を切り替えて射出する光路切替装置は、例えば光スイッチに用いられている。このような光路切替装置に関して例えば特許文献１の技術が提案されている。特許文献１において提案されている光路切替装置は、ツイステッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶パネルの光入射側に、第１の反射偏光板と、第１の反射鏡を配置し、さらに、液晶パネルの光射出側に、第２の反射偏光板と、第２の反射鏡を配置している。
【０００３】
このような構成において特許文献１では、第１の反射偏光板への入射光を、第１の反射偏光板を反射する第１の偏光成分光と、第１の反射偏光板を透過する偏光成分光とに分離し、第１の偏光成分光を第１の反射鏡を介して液晶パネルに導き、第２の偏光成分光を第１の反射鏡を介さずに液晶パネルに導くようにしている。さらに特許文献１では、液晶パネルから射出された第１の偏光成分光を第２の反射偏光板に導き、液晶パネルから射出された第２の偏光成分光を第２の反射鏡を介して反射偏光板に導くことで、両者の偏光成分光を第２の反射偏光板において合成して所定の光路に射出可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９３７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において提案されている光路切替装置では、１本の光線が入射された場合に、その光線の射出光路を変えることは可能である。しかしながら、特許文献１において提案されている光路切替装置では、入射光の強度を変えたり、入射光を複数に分配して出射することが困難である。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、入射光を複数の光線に分配しつつ、各光線の強度を可変とした光分配装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の光分配装置は、入射光を第１の偏光成分光と第２の偏光成分光とに分離する分離手段と、前記分離手段により分離された入射光のうちの前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とが入射され且つ第１の状態と前記第１の状態とは異なる第２の状態との間で状態が切り替わる電気光学手段と、前記電気光学手段から射出された前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とを合成し、互いに異なる第１の射出光路及び第２の射出光路の少なくとも一方に射出する合成手段と、前記電気光学手段の状態を切り替える制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第１の状態に設定することにより、前記入射光を該第１の状態に応じた第１の強度を有する第１の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第１の状態に応じた第２の強度を有する第２の射出光として前記第２の射出光路に射出させるとともに、前記電気光学手段を前記第２の状態に設定することにより、前記入射光を該第２の状態に応じ且つ前記第１の強度とは異なる第３の強度を有する第３の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第２の状態に応じ且つ前記第２の強度とは異なる第４の強度を有する第４の射出光として前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする。
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様の光分配装置は、第１の態様において、前記第１の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ１（０°＜φ１＜９０°）旋光させる状態であって、前記第２の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ２（０°＜φ２＜９０°、φ１≠φ２）旋光させる状態であることを特徴とする。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の第３の態様の光分配装置は、第１又は第２の態様において、前記電気光学手段は、前記第１又は第２の状態と、前記第１及び第２の偏光成分光が該電気光学手段を通過する際に該第１及び第２の偏光成分光を旋光させない第３の状態との間で状態が切り替わり、前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第３の状態に設定することにより、前記入射光を前記第１の射出光路に射出させずに、前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする。
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の第４の態様の光分配装置は、入射光を第１の偏光成分光と第２の偏光成分光とに分離する分離手段と、前記分離手段により分離された入射光のうちの前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とが入射され且つ第１の状態と第２の状態との間で状態が切り替わる電気光学手段と、前記電気光学手段から射出された前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とを合成し、互いに異なる第１の射出光路及び第２の射出光路の少なくとも一方に射出する合成手段と、前記電気光学手段の状態を切り替える制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第１の状態に設定することにより、前記入射光を該第１の状態に応じた第１の強度を有する第１の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第１の状態に応じた第２の強度を有する第２の射出光として前記第２の射出光路に射出させるとともに、前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第２の状態に設定することにより、前記入射光を前記第１の射出光路に射出させずに、前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする。
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第５の態様の光分配装置は、第４の態様において、前記第１の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ（０°＜φ＜９０°）旋光させる状態であることを特徴とする。
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の第６の態様の光分配装置は、第１乃至第５の何れかの態様において、前記分離手段と前記合成手段は、互いに直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、入射光のうちで偏光面が前記反射軸に平行な偏光成分光を反射し、偏光面が前記透過軸に平行な偏光成分光を透過させる反射偏光板を含むことを特徴とする。
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の第７の態様の光分配装置は、第６の態様において、前記分離手段の反射軸と前記合成手段の透過軸とが互いに直交するように前記分離手段及び前記合成手段が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の第８の態様の光分配装置は、第６の態様において、前記分離手段の反射軸と前記合成手段の透過軸とが互いに平行になるように前記分離手段及び前記合成手段が配置されていることを特徴とする。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明の第９の態様の光分配装置は、第１乃至第８の何れかの態様において、前記電気光学手段は液晶層であり、前記制御手段は前記液晶層の配向状態を変化させる電界を生成するような電圧を電極に印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、入射光を複数の光線に分配しつつ、各光線の強度が可変である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光路切替装置のポジ型の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光路切替装置のネガ型の構成を示す図である。
【図３】液晶パネルの構成を示す図である。
【図４】ポジ型の光路切替装置において２つの入力部のうち入力１に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明するための図である。
【図５】ポジ型の光路切替装置において２つの入力部のうち入力２に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明するための図である。
【図６】ネガ型の光路切替装置において２つの入力部のうち入力１に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明するための図である。
【図７】ネガ型の光路切替装置において２つの入力部のうち入力２に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明するための図である。
【図８】図８（ａ）は光入力部を２つ設けて両方から光を入射させるようにした変形例を示す図であり、図８（ｂ）は入力１と入力２の光路を部分的に一致させるようにした変形例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る光路切替装置の製造方法の概略を示したフローチャートである。
【図１０】光路切替装置への入射光の入射角を小さくした変形例を示す図である。
【図１１】１つの光入力部に複数本の光線を同時に入射させるようにした変形例を示す図である。
【図１２】第１の反射偏光板と第２の反射偏光板とを複数配設するようにした変形例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る光路切替装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る光路切替装置の動作について説明するための図である。
【図１５】第１の反射鏡間と第２の反射鏡間の両方に光出力部を設けるようにした変形例であって、入射光と異なる方向側から射出光を取り出すようにした変形例を示す図である。
【図１６】第１の反射鏡間と第２の反射鏡間の両方に光出力部を設けるようにした変形例であって、入射光と同一の方向側から射出光を取り出すようにした変形例を示す図である。
【図１７】液晶パネルを斜め配置するようにした変形例を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る光路切替装置において、液晶パネルに入射した光を９０°旋光させて射出するようにした場合の動作について説明するための図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る光路切替装置において、液晶パネルに入射した光を角度φ（０°＜φ＜９０°）だけ旋光させて射出するようにした場合の動作について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１及び図２は、それぞれ、本発明の第１の実施形態に係るポジ型及びネガ型の光路切替装置の構成を示す図である。図１、図２に示すように、本実施形態に係る光路切替装置１００、１００Ａは、それぞれ、液晶パネル１０１と、第１の反射偏光板１０２と、第２の反射偏光板１０３と、スペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂと、第１の反射鏡１０５と、第２の反射鏡１０６と、電圧制御部１０７と、を有している。
【００１９】
液晶パネル１０１は、図３に示すように、例えばソーダガラス等の透光性を有する平板状の一対の基板２０１、２０２間に、電気光学手段としての液晶層２０３が封止されたツイステッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶パネルである。この液晶パネル１０１は、各基板２０１、２０２の外面（液晶層側の面とは反対側の面）が、平面状をなすとともに互いに平行な電気光学主面（光入射面及び光射出面）を形成している。また、電圧制御部１０７によって制御された電圧が、各基板２０１、２０２の内面（液晶層側の面）に設けられた各電極２０３、２０４に印加されることによって、その電圧に応じた電界が生成され、生成された電界に応じて液晶層２０５の配向状態が変化する。このように、本実施形態の電圧制御部１０７は、一方の電極（例えば電極２０４）に印加する電圧を制御することによって、液晶層２０５の配向状態を変化させることで、所定の角度から液晶層２０５に入射される入射光に対する旋光の有無の２状態間を切り替える状態切替手段として機能する。ここで、本実施形態における液晶パネル１０１は、入射光を旋光させる場合の旋光角が９０°（１/２λ）となるように設定されている。このため、例えば、液晶パネル１０１がノーマリブラックモードの場合、液晶層２０５の配向状態を変化させないような電界、即ち、電界が生成されないような電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているとき、液晶パネル１０１は入射光を旋光させずに射出し、液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているとき、液晶パネル１０１は入射光を旋光させて射出する。逆に、液晶パネル１０１がノーマリホワイトモードの場合、液晶層２０５の配向状態を変化させないような電界、即ち、電界が生成されないような電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているとき、液晶パネル１０１は入射光を旋光させずに射出し、液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているとき、液晶パネル１０１は入射光を旋光させて射出する。
【００２０】
分離手段の一例としての第１の反射偏光板１０２は、例えばワイヤグリッド偏光板で構成され、光入力部（入力１、入力２）から光が入射される。この第１の反射偏光板１０２は平板状であり、その主面（光入射面及び光射出面）に平行で且つ互いに直交する透過軸と反射軸とを有している。したがって、第１の反射偏光板１０２は、入射光のうち、反射軸と平行な偏光面を有する偏光成分光を反射し、反射軸と直交する、即ち透過軸と平行な偏光面を有する偏光成分光を透過する。ここで、第１の反射偏光板１０２は、図１（ａ）や図２（ａ）に示すようにして、液晶パネル１０１の電気光学主面上に配設するようにしても良いし、図１（ｂ）や図２（ｂ）に示すようにして、スペーサガラス１０４ａ、１０４ａの主面上に配設するようにしても良い。また、これらの配置を適宜組み合わせてもよい。何れの場合であっても、第１の反射偏光板１０２は、その主面が、液晶パネル１０１の電気光学主面と平行となるように配設される。
【００２１】
合成手段の一例としての第２の反射偏光板１０３は、平板状であり、例えばワイヤグリッド偏光板で構成され、第１の反射鏡１０５によって導かれた偏光成分光と第２の反射鏡１０６によって導かれた偏光成分光とが入射される。この第２の反射偏光板１０３は、その主面（光入射面及び光射出面）に平行で且つ互いに直交する透過軸と反射軸とを有している。したがって、第１の反射偏光板１０２は、入射光のうち、反射軸と平行な偏光面を有する偏光成分光を反射し、反射軸と直交する、即ち透過軸と平行な偏光面を有する偏光成分光を透過する。このような第２の反射偏光板１０３は、第１の反射鏡１０５によって導かれた偏光成分光と第２の反射鏡１０６によって導かれた偏光成分光とを合成して射出する。ここで、第２の反射偏光板１０３は、図１（ａ）や図２（ａ）に示すようにして、液晶パネル１０１の電気光学主面上に配設するようにしても良いし、図１（ｂ）や図２（ｂ）に示すようにして、スペーサガラス１０４ａ、１０４ａの主面上に配設するようにしても良い。また、これらの配置を適宜組み合わせてもよい。何れの場合であっても、第１の反射偏光板１０２と同様に、第２の反射偏光板１０３は、その主面が、液晶パネル１０１の電気光学主面と平行となるように配設される。さらに、第２の反射偏光板１０３は、第１の反射偏光板１０２との間に液晶パネル１０１を挟むようにして配設する。例えば、第１の反射偏光板１０２と第２の反射偏光板１０３とを液晶パネル１０１上に配設する場合には、これら反射偏光板を液晶パネル１０１の異なる電気光学主面上に配設する。また、第１の反射偏光板１０２と第２の反射偏光板１０３とをスペーサガラス１０４ａに配設する場合には、これら反射偏光板を異なるスペーサガラス１０４ａの主面上に配設する。この場合、これら反射偏光板は、スペーサガラス１０４ａが有する２つの主面のうち、液晶パネル１０１と向かい合う側の主面に配設する。
【００２２】
ここで、図１では第１の反射偏光板１０２及び第２の反射偏光板１０３の内部にそれぞれの反射軸の方向を示している。反射偏光板の主面に平行な直線が反射偏光板内に記載されたものは、図面の上下方向に沿って反射軸が延在していることを示しており、円内にバツ印を付した記号が反射偏光板内に記載されたものは、紙面に直交する方向に沿って反射軸が延在していることを示している。したがって、図１は、第１の反射偏光板１０２の反射軸と第２の反射偏光板１０３の反射軸が互いに平行となっている例を示している。以下、このような第１の反射偏光板１０２の反射軸と第２の反射偏光板１０３の反射軸が互いに平行となる関係を有している光路切替装置を「ポジ型」の光路切替装置と呼ぶ。また、図２は、第１の反射偏光板１０２の反射軸と第２の反射偏光板１０３の反射軸が互いに直交している例を示している。以下、このような第１の反射偏光板１０２の反射軸と第２の反射偏光板１０３の反射軸が互いに直交している光路切替装置を「ネガ型」の光路切替装置と呼ぶ。
【００２３】
スペーサガラス１０４ａ、１０４ａは、接触防止スペーサ１０４ｂ、１０４ｂとともに間隙規定手段を構成している。スペーサガラス１０４ａ、１０４ａは、例えばソーダガラス等の透光性を有する部材により構成された平板であり、一対の主面が互いに平行な平面状をなしている。また、スペーサガラス１０４ａ、１０４ａは、液晶パネル１０１と第１の反射鏡１０５との間隙及び液晶パネル１０１と第２の反射鏡１０６との間隙をそれぞれ規定するとともに、液晶パネル１０１と第１の反射鏡１０５との間及び液晶パネル１０１と第２の反射鏡１０６との間を平行に保つ。このようなスペーサガラス１０４ａは、間隙規定手段の主部を構成している。ここで、スペーサガラス１０４ａは、必ずしも全てを、透光性を有する部材によって構成する必要はない。実際には、光が通過する所定領域が透光性を有する部材で構成されていれば良い。接触防止スペーサ１０４ｂは、樹脂等により構成され、液晶パネル１０１と２枚のスペーサガラス１０４ａとの間隙をそれぞれ規定して、液晶パネル１０１とスペーサガラス１０４ａとの接触を防止する。また同時に、接触防止スペーサ１０４ｂは、液晶パネル１０１と２枚のスペーサガラス１０４ａとの間を平行に保っている。このようなスペーサガラス１０４ａは、間隙規定手段の副部を構成している。
【００２４】
第１の反射鏡１０５は、間隙規定手段としてのスペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂを挟んで液晶パネル１０１の第１の反射偏光板１０２側の電気光学主面と対向するように配設されている。この第１の反射鏡１０５は、スペーサガラス１０４ａに向かい合う導光主面（光入射面）の所定領域が平面状をなす、例えば鏡面処理が施されたアルミニウム等で構成されている。また、第１の反射鏡１０５は、第１の反射偏光板１０２から射出された偏光成分光を反射させて液晶パネル１０１に導く。第２の反射鏡１０６は、間隙規定手段としてのスペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂを挟んで液晶パネル１０１の第２の反射偏光板１０３側の電気光学主面と対向するように配設されている。この第２の反射鏡１０６も、第１の反射鏡１０５と同様に、スペーサガラス１０４ａに向かい合う導光主面（光入射面）の所定領域が平面状をなす、例えば鏡面処理が施されたアルミニウム等で構成されている。また、第２の反射鏡１０６は、第１の反射偏光板１０２から射出され、液晶パネル１０１を通過した偏光成分光を第１の反射鏡１０５の反射方向と交差する反射方向に反射させて液晶パネル１０１に導く。ここで、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６は、その導光主面が、液晶パネル１０１の電気光学主面と平行となるように配設される。
【００２５】
状態切替手段としての電圧制御部１０７は、液晶パネル１０１を駆動するための電圧を電極２０４に印加することによって液晶パネル１０１に電界を発生させる。電圧制御部１０７による電極２０４への電圧印加によって液晶パネル１０１に発生する電界により、液晶パネル１０１を通過する光が旋光されない状態と、９０°旋光される状態との間で、駆動状態が切り替わる。このような動作により、光路切替装置１００から射出される光の光路を切り替えることが可能である。
【００２６】
ここで、上述した光路切替装置１００、１００Ａが有する各構成の配置について説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ポジ型の光路切替装置１００及びネガ型の光路切替装置１００Ａは、２つの光入力部（入力１、入力２）を有している。入力１は、液晶パネル１０１に対して第１の反射偏光板１０２が配置された側に設けられている。この入力１からは、第１の反射偏光板１０２に対する入射角がα（０＜α＜９０°）となるように光が射出される。液晶パネル１０１、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、第２の反射偏光板１０３及びスペーサガラス１０４ａ、１０４ａの各光入射面及び光射出面は平面状であり且つ互いに平行に配置されていて、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６に入射した光は正反射するので、液晶パネル１０１、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、第２の反射偏光板１０３及びスペーサガラス１０４ａ、１０４ａに対する光の入射角は何れもαとなっている。また、入力２は、液晶パネル１０１に対して第２の反射偏光板１０３が配置された側に設けられている。この入力２からは、液晶パネル１０１に対する入射角がβ（０＜β＜９０°）となるように光が入射される。そして、入力１からの入射光と同様に、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、第１の反射偏光板１０２及びスペーサガラス１０４ａ、１０４ａに対する光の入射角は何れもβとなっている。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の光路切替装置１００、１００Ａにおいては入射角αとβが等しい場合を例示して説明しているが、入射角αとβは異なっていても良い。
【００２７】
光入力部から入射した光は、上述した各構成の光入射面及び光射出面を通過する際に生じる僅かな屈折を無視すれば、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すようにほぼ直線状に進行するものと見なして良い。まず、入力１からの入射光の光路と上述した各構成との位置関係について説明する。入力１からの入射光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、第１の反射偏光板１０２、液晶パネル１０１、スペーサガラス１０４ａ、第２の反射鏡１０６の各光入射面及び光射出面が配置され、第２の反射鏡１０６に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、第２の反射偏光板１０３、液晶パネル１０１、スペーサガラス１０４ａの各光入射面及び光射出面が配置されている。また、第１の反射偏光板１０２に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、第１の反射偏光板１０２、スペーサガラス１０４ａ、第１の反射鏡１０５の各光入射面及び光射出面が配置され、第１の反射鏡１０５に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、液晶パネル１０１、第２の反射偏光板１０３の各光入射面及び光射出面が配置されている。このとき、第１の反射鏡１０５で反射されてから第２の反射偏光板１０３に入射して正反射される光の光路が、第２の反射鏡１０６に入射して正反射される光の光路と一致している。また、第１の反射鏡１０５で反射された光の一部は第２の反射偏光板１０３を透過してからスペーサガラス１０４ａの主面を透過するが、この光の光路が、第２の反射鏡１０６で反射されてから第２の反射偏光板１０３に入射して正反射される光の光路と一致している。
【００２８】
次に、入力２からの入射光の光路と上述した各構成との位置関係について説明する。入力２からの入射光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、液晶パネル１０１、第１の反射偏光板１０２、スペーサガラス１０４ａ、第１の反射鏡１０５の各光入射面及び光射出面が配置され、第１の反射鏡１０５に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、液晶パネル１０１、第２の反射偏光板１０３、スペーサガラス１０４ａの各光入射面及び光射出面が配置されている。また、第１の反射偏光板１０２に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、第１の反射偏光板１０２、液晶パネル１０１、スペーサガラス１０４ａ、第２の反射鏡１０６の各光入射面及び光射出面が配置され、第２の反射鏡１０６に入射し正反射された光の光路となる直線に交差するように、光の進行順に、スペーサガラス１０４ａ、液晶パネル１０１、第２の反射偏光板１０３、スペーサガラス１０４ａの各光入射面及び光射出面が配置されている。このとき、第２の反射鏡１０６で反射されてから第２の反射偏光板１０３に入射して正反射される光の光路が、第１の反射鏡１０５に入射して正反射される光の光路と一致している。また、第２の反射鏡１０６で反射された光の一部は第２の反射偏光板１０３を透過してからスペーサガラス１０４ａの主面を透過するが、この光の光路が、第１の反射鏡１０５で反射されてから第２の反射偏光板１０３に入射して正反射される光の光路と一致している。
【００２９】
以下、図１、図２で示した光路切替装置１００、１００Ａの動作について説明する。まず、図４（ａ）、図４（ｂ）を参照してポジ型の光路切替装置１００において２つの入力部のうち入力１に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明する。図４（ａ）は液晶パネル１０１に電界が生成されないような電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているときの光の経路を示した図であり、図４（ｂ）は液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界に対応する電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されているときの光の経路を示した図である。ここで、図中の光路に付した両矢印の記号は、光が紙面に平行な偏光面を有していることを示し、円内にバツ印を付した記号は、光が紙面に直交する偏光面を有していることを示している。なお、図４は、液晶パネル１０１がノーマリブラックモードの例である。また、図４では、簡略化のため、スペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂ、電圧制御部１０７の図示を省略している。
【００３０】
まず、図４（ａ）に示すように、液晶パネル１０１に電界が生成されないような電圧が電圧制御部１０７によって電極２０４に印加されている状態で入力１から光が入射された場合、この入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光（偏光成分光Ａと言う）は、第１の反射偏光板１０２において反射された後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ａは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ａは、旋光されずに第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸とも平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、光路切替装置１００が有する２つの光出力部（出力１、出力２）のうちの出力１から射出される。
【００３１】
一方、入力１からの入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光（偏光成分光Ｂと言う）は、第１の反射偏光板１０２を透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されずにスペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸とも直交している。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３を透過して、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力１から射出される。
【００３２】
以上のように、液晶パネル１０１に電界が発生していない場合には、入力１から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。その後、偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとは異なる光路を経由して第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力１から射出される。
【００３３】
液晶パネル１０１に液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を印加した場合には、液晶パネル１０１に入射された光が９０°旋光される。このため、図４（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１に電界が発生している状態で入力１から光が入射された場合、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２と第１の反射鏡１０５で反射された後、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に直交する方向となる。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交することになる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して出力２から射出される。
【００３４】
同様に、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に平行な方向となり、第２の反射鏡１０６で反射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて出力２から射出される。
【００３５】
以上のように、液晶パネル１０１に液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を印加した場合、入力１から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。各偏光成分光は、液晶パネル１０１を通過する際に９０°旋光された後、第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力２から射出される。
【００３６】
次に、ポジ型の光路切替装置１００において２つの入力部のうち入力２に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作について説明する。図５（ａ）は液晶パネル１０１に電界が発生していない状態の光の経路を示した図であり、図５（ｂ）は液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界が印加されている状態の光の経路を示した図である。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、液晶パネル１０１に電界が発生していない状態で入力２から光が入射された場合、この入射光は、旋光されずに液晶パネル１０１に入射される。第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射され、スペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸とも平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて出力２から射出される。
【００３８】
一方、第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ｂは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されずに第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸とも直交している。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３を透過して、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力２から射出される。
【００３９】
以上のように、液晶パネル１０１に電界が発生していない場合には、入力２から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。その後、偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとは異なる光路を経由して第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力２から射出される。
【００４０】
液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合には、液晶パネル１０１に入射された光が９０°旋光される。このため、図５（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１に上述の電圧が印加されている状態で入力２から光が入射された場合、液晶パネル１０１への入射光は、９０°旋光されてから第１の反射偏光板１０２に入射される。第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射され、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に直交する方向となり、スペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交している。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して出力１から射出される。
【００４１】
一方、第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ｂは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１の液晶層２０５には該液晶層＊＊の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されているので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されてその偏光面が紙面に平行な方向となり、第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はポジ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力２から射出される。
【００４２】
以上のように、液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合、入力２から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。各偏光成分光は、液晶パネル１０１を通過する際に９０°旋光された後、第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力１から射出される。
【００４３】
次に、図６（ａ）、図６（ｂ）を参照してネガ型の光路切替装置１００Ａにおいて２つの入力部のうち入力１に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作を説明する。図６（ａ）は液晶パネル１０１に電界が発生していない状態の光の経路を示した図であり、図６（ｂ）は液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されている状態の光の経路を示した図である。
【００４４】
まず、図６（ａ）に示すように、液晶パネル１０１に電圧が印加されていない状態で入力１から光が入射された場合、この入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射されて第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ａは、液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ａは、液晶パネル１０１において旋光されずに、その偏光面が紙面に平行である状態で第２の反射偏光板１０３に入射される。ネガ型の場合、第２の反射偏光板１０３の反射軸を、第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交させている。したがって、偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交している。このため、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して、光路切替装置１００が有する２つの光出力部のうちの出力２から射出される。
【００４５】
一方、入力１からの入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１の液晶層２０５には電界が印加されていないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されずに第２の反射鏡１０６に入射される。ネガ型の場合には、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力２から射出される。これにより、偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとが合成されて出力２から射出される。
【００４６】
液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合には、液晶パネル１０１に入射された光が９０°旋光される。このため、図６（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１に上述の電圧が印加されている状態で入力１から光が入射された場合、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２と第１の反射鏡１０５で反射された後、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に直交する方向となる。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行な方向となる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて出力１から射出される。
【００４７】
同様に、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に平行な方向となり、第２の反射鏡１０６で反射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交する方向となる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して出力２から射出される。
【００４８】
以上のように、液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合、入力１から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。各偏光成分光は、液晶パネル１０１を通過する際に９０°旋光された後、第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力１から射出される。
【００４９】
次に、ネガ型の光路切替装置１００Ａにおいて２つの入力部のうち入力２に入射された光を２つの光出力部間で切り替えて出力する際の動作について説明する。図７（ａ）は液晶パネル１０１に電界が発生していない状態の光の経路を示した図であり、図７（ｂ）は液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されている状態の光の経路を示した図である。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、液晶パネル１０１の液晶層２０５に電界が発生していない状態で入力２から光が入射された場合、この入射光は、旋光されずに液晶パネル１０１に入射される。第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射され、スペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と直交している。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して出力１から射出される。
【００５１】
一方、第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ｂは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１には電界が発生していないので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されずに第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力１から射出される。
【００５２】
以上のように、液晶パネル１０１に電界が発生していない場合には、入力２から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。その後、偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとは異なる光路を経由して第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力１から射出される。
【００５３】
図７（ｂ）に示すように、液晶パネル１０１の液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されている状態で入力２から光が入射された場合、液晶パネル１０１への入射光は、９０°旋光されてから第１の反射偏光板１０２に入射される。第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な偏光成分光Ａは、第１の反射偏光板１０２において反射され、液晶パネル１０１において９０°旋光されてその偏光面が紙面に直交する方向となり、スペーサガラス１０４ａを透過して第２の反射鏡１０６に入射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３で反射されて出力２から射出される。
【００５４】
一方、第１の反射偏光板１０２への入射光のうちで、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、スペーサガラス１０４ａを透過して第１の反射鏡１０５に入射される。第１の反射鏡１０５で反射された偏光成分光Ｂは、スペーサガラス１０４ａを透過して液晶パネル１０１に入射される。ここで、液晶パネル１０１の液晶層には上述の電圧が印加されているので、液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、旋光されてその偏光面が紙面に平行な方向となり、第２の反射偏光板１０３に入射される。光路切替装置１００はネガ型であるので、このとき、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸と平行となっている。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３を透過して、偏光成分光Ａと同一の光路、即ち出力２から射出される。
【００５５】
以上のように、液晶パネル１０１の液晶層＊＊の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧を印加した場合、入力２から入射された光は、第１の反射偏光板１０２において偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離される。各偏光成分光は、液晶パネル１０１を通過する際に９０°旋光された後、第２の反射偏光板１０３において再度合成されて出力２から射出される。
【００５６】
以上説明したように、光路切替装置１００は、液晶パネル１０１の印加電圧を切り替えることによって、入力１と入力２の何れかから入射された光の射出光路を出力１と出力２の何れかに切り替えることが可能である。ここで、上述の例では、光入力部を入力１又は入力２の何れか１つだけ設けているが、図８（ａ）に示すように、光入力部を２つ設けて、両方から光を入射させるようにしても良い。また、図８（ｂ）に示すように、入力１と入力２の光路を部分的に一致させても良い。
【００５７】
図９は、本実施形態に係る光路切替装置１００の製造方法の概略を示したフローチャートである。なお、以下では反射偏光板を液晶パネルに配設する例について主に説明するが、反射偏光板をスペーサガラスに配設する場合であっても製造方法の基本的な流れは同じである。
【００５８】
最初に、所定の厚さである旋光領域を有する液晶パネル１０１と、２つの間隙規定手段（２枚のスペーサガラス１０４ａ及び２つの接触防止スペーサ１０４ｂ）を準備する。ここで、液晶パネル１０１の旋光領域の厚さを次のようにしておく。まず、液晶パネル１０１への入射光の入射角をαとし、液晶パネル１０１への入射角が０°となる方向（即ち垂直入射）した光が液晶パネル１０１内の旋光領域を光路長ｄだけ進行する間に９０°旋光されるとする。このとき、液晶パネル１０１の旋光領域の厚さは、以下の式によって定まる。なお、旋光領域とは光が通過する領域であり、より具体的には液晶パネルのうちの液晶層である。
旋光領域の厚さ＝ｄ／ｃｏｓα （式１）
その後、液晶パネル１０１の一方の電気光学主面に第１の反射偏光板１０２を例えば接着して配設する（ステップＳ１）。上述したように、第１の反射偏光板１０２をスペーサガラス１０４ａに配設するようにしても良い。
【００５９】
続いて、液晶パネル１０１の他方の電気光学主面に第２の反射偏光板１０３を例えば接着して配設する（ステップＳ２）。上述したように、第２の反射偏光板１０３もスペーサガラス１０４ａに配設するようにしても良い。
【００６０】
続いて、一方のスペーサガラス１０４ａの何れかの主面に第１の反射鏡１０５を配設する。その後に、他方のスペーサガラス１０４ａの何れかの主面に第２の反射鏡１０６を配設する（ステップＳ３）。第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６は、第１の反射鏡１０５は、例えばアルミニウムを蒸着することにより配設する。
【００６１】
ここで、上述したように、第１の反射偏光板１０２をスペーサガラス１０４ａの何れか一方の主面に配設するようにした場合には、スペーサガラス１０４ａの他方の主面に第１の反射鏡１０５を配設する。また、上述したように、第２の反射偏光板１０３をスペーサガラス１０４ａの何れか一方の主面に配設するようにした場合には、スペーサガラス１０４ａの他方の主面に第２の反射鏡１０６を配設しておく。
【００６２】
続いて、各スペーサガラス１０４ａの反射鏡を配設した主面とは反対側の主面に、接触防止スペーサ１０４ｂを配設する（ステップＳ４）。接触防止スペーサ１０４ｂは、例えば両面テープを用いてスペーサガラス１０４ａに固定しても良いし、接着剤を用いてスペーサガラス１０４ａに固定しても良い。
【００６３】
最後に、反射鏡及び接触防止スペーサ１０４ｂを配設した２枚のスペーサガラス１０４ａを液晶パネル１０１に配設することで、光路切替装置１００が製造される。（ステップＳ５）。接触防止スペーサ１０４ｂは、液晶パネル１０１に例えば両面テープを用いて固定しても良いし、接着剤を用いて固定しても良い。
【００６４】
上述したステップＳ５において、偏光成分光Ａが、第１の反射鏡１０５により導かれた後に液晶パネル１０１に入射され、液晶パネル１０１を透過した後に第２の反射偏光板１０３に入射され、偏光成分光Ｂが、第１の反射偏光板１０２を透過した後に液晶パネル１０１に入射され、液晶パネル１０１を透過して第２の反射鏡１０６により導かれた後に第２の反射偏光板１０３に入射されるように、液晶パネル１０１、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、及び、スペーサガラス１０４ａ，１０４ａを位置合わせして配設する。また、これと同時に、偏光成分光Ａが、第１の反射偏光板１０２により反射された後に液晶パネル１０１に入射され、液晶パネル１０１を透過して第２の反射鏡１０６により導かれた後に第２の反射偏光板１０３に入射され偏光成分光Ｂが、第１の反射鏡１０５により導かれた後に液晶パネル１０１に入射され、液晶パネル１０１を透過した後に第２の反射偏光板１０３に入射されるように、液晶パネル１０１、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５、第２の反射鏡１０６、及び、スペーサガラス１０４ａ，１０４ａを位置合わせして配設する。これによって、２つの光入力部から入射した光の光路の切り替えを行う光路切替装置１００を製造することができる。尚、このステップＳ５において位置合わせした際に、上述の通り各部材が配置されるように、上述したステップＳ１において第１の反射偏光板１０２を配設し、上述したステップＳ２において第２の反射偏光板１０３を配設し、上述したステップＳ３において第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６を配設しておく必要がある。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、光路切替装置において液晶パネル１０１に対して光を斜め入射させるようにしている。これにより、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６を、液晶パネル１０１の主面（光入射面及び光射出面）に対して平行に配置することが可能である。したがって、液晶パネル１０１の主面上に反射偏光板を設けたり、平板状のスペーサガラス１０４ａを介在させて反射鏡を設けたりすることで、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６を簡単に精度良く配置することが可能となる。このため、光路切替装置の製造歩留まりの向上も期待できる。
【００６６】
また、第１の反射偏光板１０２、第２の反射偏光板１０３、第１の反射鏡１０５及び第２の反射鏡１０６を、液晶パネル１０１の電気光学主面（光入射面及び光射出面）に対して平行に配置することが可能であり、光路切替装置の薄型化が可能である。
【００６７】
ここで、上述の例では、液晶パネル１０１に入射させる光の入射角αを例えば４５°としている。しかしながら、実際には、（式１）の条件を満たすように液晶パネル１０１の厚さを決定すれば、光の入射角αは４５°とする必要はなく、０＜α＜９０°の範囲で変化させることが可能である。図１０に、αを４５°よりも小さくした例を示している。図１０（ａ）は、ポジ型の例であり、図１０（ｂ）は、ネガ型の例である。
【００６８】
また、上述の図１〜図７の例では、１つの光入力部には、１本の光線を入射させるようにしている。これに対し、図１１に示すように、１つの光入力部に複数本の光線を同時に入射させるようにしても良い。
【００６９】
さらに、上述の図１〜図１１の例では、１つの光路切替装置１００内に、第１の反射偏光板１０２と第２の反射偏光板１０３とを１つずつ配設するようにしている。しかしながら、実際には、第１の反射偏光板１０２と第２の反射偏光板１０３とは偶数の同数個ずつ配設すれば良い。例えば、図１２に示すように、１つの光路切替装置１００内に、２個の第１の反射偏光板１０２１及び１０２２と２個の第２の反射偏光板１０３１及び１０３２とを配設するようにしても良い。
【００７０】
さらに、上述の図９では、スペーサガラス１０４ａに反射鏡を配設した後で、反射鏡が配設されたスペーサガラス１０４ａを液晶パネル１０１に配設するようにしている。これに対し、先に液晶パネル１０１にスペーサガラス１０４ａを配設してから反射鏡を配設するようにしても良い。
【００７１】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した光路切替装置を複数個組み合わせたものである。図１３は、第２の実施形態に係る光路切替装置の構成を示す図である。なお、図１３においては、スペーサガラス１０４ａ及び接触防止スペーサ１０４ｂと、電圧制御部１０７の図示を省略している。また、図１３（ａ）は、ポジ型の構成例を示しており、図１３（ｂ）はネガ型の構成例を示している。
【００７２】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る光路切替装置１００は、複数（図では３個）の液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３と、複数の第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３と、複数の第２の反射偏光板１０３１、１０３２、１０３３と、第１の反射鏡１０５と、複数の第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３と、を有している。
【００７３】
液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３は、例えばツイステッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶パネルであり、第１の反射鏡１０５の導光主面に平行な所定の方向に沿って配列されている。これらの液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３は、電圧制御部１０７の電圧印加によって入射光を旋光させて射出する。ここで、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３は、独立して印加電圧を制御することが可能である。
【００７４】
第１の反射偏光板１０２１は、液晶パネル１０１１上（或いは液晶パネル１０１１と対向するように配置されたスペーサガラス上）に配設されている。同様に、第１の反射偏光板１０２２は液晶パネル１０１２上に、第１の反射偏光板１０２３は液晶パネル１０１３上にそれぞれ配設されている。これら第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３は、第１の実施形態で説明した第１の反射偏光板１０２と同様の構成を有していて良い。
【００７５】
第２の反射偏光板１０３１は、液晶パネル１０１１上（或いは液晶パネル１０１１と対向するように配置されたスペーサガラス上）に配設されている。同様に、第２の反射偏光板１０３２は液晶パネル１０１２上に、第２の反射偏光板１０３３は液晶パネル１０１３上にそれぞれ配設されている。これら第２の反射偏光板１０３１、１０３２、１０３３は、第１の実施形態で説明した第２の反射偏光板１０３と同様の構成を有していて良い。
【００７６】
第１の反射鏡１０５は、第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３のそれぞれから射出された偏光成分光を反射させて液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３のそれぞれに導く。第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３は、第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３のそれぞれから射出され、液晶パネル１０１１、１０１２、１０２３のそれぞれを通過した偏光成分光を第１の反射鏡１０５の反射方向と交差する反射方向に反射させて液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３のそれぞれに導く。ここで、第２の実施形態においては、第１の反射鏡が複数の液晶パネルに対して共通に設けられているのに対し、第２の反射鏡は複数の液晶パネルに対して個別に設けられている。これは、第２の反射鏡間に光出力部（出力１、出力２、出力３）を形成しているためである。
【００７７】
以下、図１３で示した光路切替装置１００の動作について図１４を参照して説明する。なお、図１４における光路切替装置１００も、第１の実施形態と同様、２つの光入力部（入力１、入力２）を有している例を示している。これらの入力１、入力２からは、液晶パネル１０１に対する入射角がα（例えば４５°）となるように光が射出される。
【００７８】
第１の実施形態で説明したように、１つの液晶パネルと、２つの反射偏光板と、１対の反射鏡とを単位として構成される光路切替装置は、液晶パネルに電圧が印加されていないときには、入力１からの入射光を出力１（第１の反射偏光板側）から射出し、入力２からの入射光を出力２（第２の反射偏光板側）から射出する。一方、この１つの単位の光路切替装置は、液晶パネルの液晶層２０５の配向状態を変化させるような電界を生じさせる電圧が印加されているときには、入力１からの入射光を出力２（第２の反射偏光板側）から射出し、入力２からの入射光を出力１（第１の反射偏光板側）から射出する。
【００７９】
ここで、図１４に示すように、本実施形態では、第１の反射偏光板側から射出された光については第１の反射鏡によって反射させて、次段の第１の反射偏光板に入射させる。以下、このような射出光路を内部射出光路と言う。これに対し、第２の反射偏光板側から射出された光については第２の反射鏡間に設けられた光出力部から光路切替装置の外部に射出させる。以下、このような射出光路を外部射出光路と言う。
【００８０】
図１４は、図１で示したポジ型の光路切替装置を複数個組み合わせたものであり、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３の何れに上述の電圧を印加するかによって入射光の射出先を出力１〜出力３の間で自由に切り替えることが可能である。例えば、液晶パネル１０１１、１０１３に電界を発生させず、液晶パネル１０１２に電圧を印加した場合、入力１からの入射光は出力２から射出され、入力２からの入射光は出力１から射出される。また、例えば、液晶パネル１０１１、１０１３に電圧を印加して、液晶パネル１０１２に電界を発生させていない場合、入力１からの入射光は出力１から射出され、入力２からの入射光は出力３から射出される。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態で説明した光路切替装置を複数個組み合わせることで光出力部を３つ以上設けることが可能である。また、第２の反射鏡間に光出力部を設けることにより、光路切替装置の内部から光を取り出すことも可能である。
【００８２】
また、本実施形態では、図１４に示すように、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３を第１の反射鏡１０５の導光主面に平行な所定の方向に沿って配列し、各液晶パネルに第１の反射偏光板及び第２の反射偏光板を配設している。さらに、各液晶パネルと平行となるように第１の反射鏡及び第２の反射鏡を配設するようにしている。このような構成とすることにより、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３と、第１の反射偏光板１０２１、１０２２、１０２３と、第２の反射偏光板１０３１、１０３２、１０３３と、第１の反射鏡１０５と、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３と、を平行に配置しつつ、光路の切り替えを行うことができる。これにより、第１の実施形態と同様に各部材の配置精度を向上させることができる。
【００８３】
また、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３は、１枚の透明基板の主面のうち少なくとも各光出力部（出力１、出力２、出力３）を除く領域に、例えばアルミニウムを蒸着することにより配設してもよい。このように第２の反射鏡を設けることで、当該基板は少なくとも各光出力部において透光性を有することとなる。この場合、複数の光出力部を備える光路切替装置を製造する際に、第２の反射偏光鏡１０６１、１０６２、１０６３を簡単に精度良く同一平面上に配置することが可能となる。このため、光路切替装置の製造歩留まりの向上も期待できる。
【００８４】
ここで、第２の実施形態では、第１の実施形態で例示した各種の変形例も適用可能である。
また、液晶パネル、第１の反射偏光板、第２の反射偏光板、第２の反射鏡の数も３個ずつに限るものではない。
【００８５】
さらに、図１４では、第２の反射鏡間に光出力部を設けるようにしているが、第１の反射鏡間に光出力部を設けるようにしても良い。さらには、図１５や図１６に示すように、第１の反射鏡間と第２の反射鏡間の両方に光出力部を設けるようにしても良い。
【００８６】
図１５は、入力１（第１の反射偏光板側）から入射された光を出力２１、２２、２３（第２の反射偏光板側）の何れかから射出させ、入力２（第２の反射偏光板側）から入射された光を出力１１、１２、１３（第１の反射偏光板側）の何れかから射出させる例を示している。
【００８７】
図１５のように入力光の取り出し先を設定するためには、入力１からの光の光路と入力２からの光の光路とが重ならないように各光入力部を設定しておく。さらに、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３及び第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を以下のように設定しておく。
【００８８】
即ち、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力１からの光を内部射出光路に射出させ、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力２からの光を外部射出光路に射出させるように、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３の位置を決定する。このためには、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向かう入力１からの光の射出光路を遮るように、且つ、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向かう入力２からの光の射出光路を開けるように第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３の位置を決定する。
【００８９】
さらに、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向けて射出された入力１からの光を外部射出光路に射出させ、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力２からの光を内部射出光路に射出させるように、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を決定する。このためには、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向かう入力１からの光の射出光路を開けるように、且つ、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向かう入力２からの光の射出光路を遮るように第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を決定する。
【００９０】
図１６は、入力１（第１の反射偏光板側）から入射された光を出力１１、１２、１３（第１の反射偏光板側）の何れかから射出させ、入力２（第２の反射偏光板側）から入射された光を出力２１、２２、２３（第２の反射偏光板側）の何れかから射出させる例を示している。図１６のように入力光の取り出し先を設定するためには、入力１からの光の光路と入力２からの光の光路とが重ならないように各光入力部を設定しておく。さらに、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３及び第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を以下のように設定しておく。
【００９１】
即ち、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力１からの光を外部射出光路に射出させるように、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向けて射出された入力２からの光を内部射出光路に射出させるように、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３の位置を決定する。このためには、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向かう入力１からの光の射出光路を開けるように、且つ、第２の反射偏光板から第１の反射鏡の方向に向かう入力２からの光の射出光路を遮るように、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３の位置を決定する。
【００９２】
さらに、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向けて射出された入力１からの光を内部射出光路に射出させ、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向けて射出された入力２からの光を外部射出光路から射出させるように、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を決定する。このためには、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向かう入力１からの光の射出光路を遮るように、且つ、第２の反射偏光板から第２の反射鏡の方向に向かう入力２からの光の射出光路を開けるように、第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３の位置を決定する。
【００９３】
図１５、図１６においては、同一の光入射部からの光は、同一の反射偏光板側に射出するようにしているが、何れかの光を異なる反射偏光板側に射出するようにしても良い。
【００９４】
また、図１５及び図１６で示した変形例の他に、図１７に示すように、液晶パネル１０１１、１０１２、１０１３を斜め配置するようにしても良い。
【００９５】
また、上述した第２の実施形態の各変形例において、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３及び第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３は、１枚の透明基板の主面のうち少なくとも各光出力部（出力１１、出力１２、出力１３、出力２１、出力２２、出力２３）を除く領域に、例えばアルミニウムを蒸着することにより配設してもよい。このように第１の反射鏡及び第２の反射鏡を設けることで、当該基板は少なくとも各光出力部において透光性を有することとなる。この場合、複数の光出力部を備える光路切替装置を製造する際に、第１の反射鏡１０５１、１０５２、１０５３及び第２の反射鏡１０６１、１０６２、１０６３を簡単に精度良く同一平面上に配置することが可能となる。このため、光路切替装置の製造歩留まりの向上も期待できる。
【００９６】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述した第１及び第２の実施形態においては、液晶パネルの液晶層の配向状態を変化させないような電界と、その配向状態を変化させるような電界のそれぞれに対応した２種類の電圧を印加することで、液晶パネルに入射した光を旋光させずに射出する又は９０°旋光させてから射出するようにしている。しかしながら、実際には、液晶パネルの液晶層の配向状態を変化させる複数種の電界にそれぞれが対応する複数種の電圧を印加することにより、液晶パネルに入射した光を旋光させずに射出する又は角度φ（０＜φ≦９０°）だけ旋光させてから射出することができる。本実施形態は、このような液晶パネルの特性を利用することで、上述した実施形態の光路切替装置を光分配装置に適用した例である。なお、この光分配装置の構成は、例えば図１や図２で示した光路切替装置の構成をそのまま適用可能である。ただし、第３の実施形態においては、電圧制御部１０７の電圧印加によって、液晶パネルに入射した光を旋光させずに射出する又は角度φ（０＜φ≦９０°）だけ旋光させてから射出するようにした点が異なる。
【００９７】
図１８、図１９は、第３の実施形態における光分配装置の動作を示す図である。
第１の実施形態においても説明したように、図１８（ａ）に示すようにして光分配装置に光が入射した場合（図１８（ａ）は入力１から入射があった場合を示している）、この入射光は、第１の反射偏光板１０２おいて偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂとに分離され、各偏光成分光は異なる光路を通過した後、第２の反射偏光板１０３で合成されて射出される。
【００９８】
液晶パネル１０１に入射した光を９０°旋光させて射出する場合の偏光成分光Ａと偏光成分光Ｂの偏光面を模式的に示すと、１８（ｂ）に示すものとなる。第１の反射偏光板１０２に入射した光は、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な直線偏光である偏光成分光Ａ（図１８（ｂ）の１１）と、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する直線偏光である偏光成分光Ｂ（図１８（ｂ）の２１）とに分離される。
【００９９】
偏光成分光Ａは、第１の反射鏡１０５で反射された後（図１８（ｂ）の１２）、液晶パネル１０１に入射する。液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ａは、偏光面が９０°回転されて（図１８（ｂ）の１３）、第２の反射偏光板１０３に入射する。この偏光成分光Ａの偏光面は第２の反射偏光板１０３の反射軸に対して直交している（透過軸に対して平行である）。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射した偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３を透過して、出力２の側に射出される（図１８（ｂ）の１４）。
【０１００】
また、偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、液晶パネル１０１に入射する。液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは、偏光面が９０°回転された後（図１８（ｂ）の２２）、第２の反射鏡１０６で反射される（図１８（ｂ）の２３）。第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３に入射する。ここで、偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸に対して平行である（透過軸に対して直交している）。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射した偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３で反射されて、出力２の側に射出される（図１８（ｂ）の２４）。
【０１０１】
光出力部では、図１８（ｂ）の１４で示した偏光成分光Ａと図１８（ｂ）の２４で示した偏光成分光Ｂとが合成される。したがって、光出力部では、入射光と同じ強度の光が復元される。
【０１０２】
次に、図１９について説明する。液晶パネル１０１に入射した光を角度φ（０°＜φ＜９０°）だけ旋光させて射出する場合において図１９（ａ）に示すようにして光分配装置の第１の反射偏光板１０２に入射した光は、図１８（ｂ）の場合と同様、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な直線偏光である偏光成分光Ａ（図１９（ｂ）の１１）と、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交する直線偏光である偏光成分光Ｂ（図１９（ｂ）の２１）とに分離される。
【０１０３】
偏光成分光Ａは、第１の反射鏡１０５で反射された後（図１９（ｂ）の１２）、液晶パネル１０１に入射する。液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ａは、偏光面が角度φ回転された楕円偏光となって（図１９（ｂ）の１３）、第２の反射偏光板１０３に入射する。この偏光成分光Ａの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸に対して直交する成分と平行な成分の両方を含んでいる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射した偏光成分光Ａは、第２の反射偏光板１０３において偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している直線偏光である偏光成分光Ｃ（図１９（ｂ）の１４−１）と、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と平行な直線偏光である偏光成分光Ｄ（図１９（ｂ）の１４−２）とに分離される。偏光成分光Ｃは出力２に出射され、偏光成分光Ｄは出力１に出射される。
【０１０４】
また、偏光成分光Ｂは、第１の反射偏光板１０２を透過した後、液晶パネル１０１に入射する。液晶パネル１０１に入射された偏光成分光Ｂは偏光面が角度φ回転された楕円偏光となって（図１９（ｂ）の２２）、第２の反射鏡１０６で反射される（図１９（ｂ）の２３）。第２の反射鏡１０６で反射された偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３に入射する。この偏光成分光Ｂの偏光面は、第２の反射偏光板１０３の反射軸に対して直交している成分と平行な成分の両方を含んでいる。したがって、第２の反射偏光板１０３に入射した偏光成分光Ｂは、第２の反射偏光板１０３において偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している直線偏光である偏光成分光Ｅ（図１９（ｂ）の２４−１）と、偏光面が第１の反射偏光板１０２の反射軸と直交している直線偏光である偏光成分光Ｆ（図１９（ｂ）の２４−２）とに分離される。偏光成分光Ｅは出力２に出射され、偏光成分光Ｆは出力１に出射される。
【０１０５】
出力１では、図１９（ｂ）の１４−２で示した偏光成分光Ｄと図１９（ｂ）の２４−２で示した偏光成分光Ｆとが合成される。同様に、出力２では、図１９（ｂ）の１４−１で示した偏光成分光Ｃと図１９（ｂ）の２４−１で示した偏光成分光Ｅとが合成される。このようにして、１つの入射光を強度の異なる２つの光線に分配することが可能である。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態によれば、電圧制御部１０７の電圧印加によって、液晶パネルに入射した光を旋光させずに射出する又は角度φ（０＜φ≦９０°）だけ旋光させるようにすることで、光路切替装置を光分配装置としても使用可能である。
【０１０７】
ここで、第３の実施形態においても上述した第１及び第２実施形態で示した各種の変形例を適用可能である。
【０１０８】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１０９】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０１１０】
１００，１００Ａ…光路切替装置、１０１，１０１１，１０１２，１０１３…液晶パネル、１０２，１０２１，１０２２，１０２３…第１の反射偏光板、１０３，１０３１，１０３２，１０３３…第２の反射偏光板、１０４ａ…スペーサガラス、１０４ｂ…接触防止スペーサ、１０５，１０５１，１０５２，１０５３…第１の反射鏡、１０６，１０６１，１０６２，１０６３…第２の反射鏡、１０７…電圧制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を第１の偏光成分光と第２の偏光成分光とに分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された入射光のうちの前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とが入射され且つ第１の状態と前記第１の状態とは異なる第２の状態との間で状態が切り替わる電気光学手段と、
前記電気光学手段から射出された前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とを合成し、互いに異なる第１の射出光路及び第２の射出光路の少なくとも一方に射出する合成手段と、
前記電気光学手段の状態を切り替える制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記電気光学手段を前記第１の状態に設定することにより、前記入射光を該第１の状態に応じた第１の強度を有する第１の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第１の状態に応じた第２の強度を有する第２の射出光として前記第２の射出光路に射出させるとともに、
前記電気光学手段を前記第２の状態に設定することにより、前記入射光を該第２の状態に応じ且つ前記第１の強度とは異なる第３の強度を有する第３の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第２の状態に応じ且つ前記第２の強度とは異なる第４の強度を有する第４の射出光として前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする光分配装置。
【請求項２】
前記第１の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ１（０°＜φ１＜９０°）旋光させる状態であって、
前記第２の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ２（０°＜φ２＜９０°、φ１≠φ２）旋光させる状態であることを特徴とする請求項１に記載の光分配装置。
【請求項３】
前記電気光学手段は、前記第１又は第２の状態と、前記第１及び第２の偏光成分光が該電気光学手段を通過する際に該第１及び第２の偏光成分光を旋光させない第３の状態との間で状態が切り替わり、
前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第３の状態に設定することにより、前記入射光を前記第１の射出光路に射出させずに、前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光分配装置。
【請求項４】
入射光を第１の偏光成分光と第２の偏光成分光とに分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された入射光のうちの前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とが入射され且つ第１の状態と第２の状態との間で状態が切り替わる電気光学手段と、
前記電気光学手段から射出された前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とを合成し、互いに異なる第１の射出光路及び第２の射出光路の少なくとも一方に射出する合成手段と、
前記電気光学手段の状態を切り替える制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記電気光学手段を前記第１の状態に設定することにより、前記入射光を該第１の状態に応じた第１の強度を有する第１の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第１の状態に応じた第２の強度を有する第２の射出光として前記第２の射出光路に射出させるとともに、
前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第２の状態に設定することにより、前記入射光を前記第１の射出光路に射出させずに、前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする光分配装置。
【請求項５】
前記第１の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ（０°＜φ＜９０°）旋光させる状態であることを特徴とする請求項４に記載の光分配装置。
【請求項６】
前記分離手段と前記合成手段は、互いに直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、入射光のうちで偏光面が前記反射軸に平行な偏光成分光を反射し、偏光面が前記透過軸に平行な偏光成分光を透過させる反射偏光板を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光分配装置。
【請求項７】
前記分離手段の反射軸と前記合成手段の透過軸とが互いに直交するように前記分離手段及び前記合成手段が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光分配装置。
【請求項８】
前記分離手段の反射軸と前記合成手段の透過軸とが互いに平行になるように前記分離手段及び前記合成手段が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光分配装置。
【請求項９】
前記電気光学手段は液晶層であり、前記制御手段は前記液晶層の配向状態を変化させる電界を生成するような電圧を電極に印加することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の光分配装置。
【請求項１】
入射光を第１の偏光成分光と第２の偏光成分光とに分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された入射光のうちの前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とが入射され且つ第１の状態と前記第１の状態とは異なる第２の状態との間で状態が切り替わる電気光学手段と、
前記電気光学手段から射出された前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とを合成し、互いに異なる第１の射出光路及び第２の射出光路の少なくとも一方に射出する合成手段と、
前記電気光学手段の状態を切り替える制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記電気光学手段を前記第１の状態に設定することにより、前記入射光を該第１の状態に応じた第１の強度を有する第１の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第１の状態に応じた第２の強度を有する第２の射出光として前記第２の射出光路に射出させるとともに、
前記電気光学手段を前記第２の状態に設定することにより、前記入射光を該第２の状態に応じ且つ前記第１の強度とは異なる第３の強度を有する第３の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第２の状態に応じ且つ前記第２の強度とは異なる第４の強度を有する第４の射出光として前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする光分配装置。
【請求項２】
前記第１の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ１（０°＜φ１＜９０°）旋光させる状態であって、
前記第２の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ２（０°＜φ２＜９０°、φ１≠φ２）旋光させる状態であることを特徴とする請求項１に記載の光分配装置。
【請求項３】
前記電気光学手段は、前記第１又は第２の状態と、前記第１及び第２の偏光成分光が該電気光学手段を通過する際に該第１及び第２の偏光成分光を旋光させない第３の状態との間で状態が切り替わり、
前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第３の状態に設定することにより、前記入射光を前記第１の射出光路に射出させずに、前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光分配装置。
【請求項４】
入射光を第１の偏光成分光と第２の偏光成分光とに分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された入射光のうちの前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とが入射され且つ第１の状態と第２の状態との間で状態が切り替わる電気光学手段と、
前記電気光学手段から射出された前記第１の偏光成分光と前記第２の偏光成分光とを合成し、互いに異なる第１の射出光路及び第２の射出光路の少なくとも一方に射出する合成手段と、
前記電気光学手段の状態を切り替える制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記電気光学手段を前記第１の状態に設定することにより、前記入射光を該第１の状態に応じた第１の強度を有する第１の射出光として前記第１の射出光路に射出させるとともに、該第１の状態に応じた第２の強度を有する第２の射出光として前記第２の射出光路に射出させるとともに、
前記制御手段は、前記電気光学手段を前記第２の状態に設定することにより、前記入射光を前記第１の射出光路に射出させずに、前記第２の射出光路に射出させることを特徴とする光分配装置。
【請求項５】
前記第１の状態は、前記電気光学手段が前記第１及び第２の偏光成分光を角度φ（０°＜φ＜９０°）旋光させる状態であることを特徴とする請求項４に記載の光分配装置。
【請求項６】
前記分離手段と前記合成手段は、互いに直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、入射光のうちで偏光面が前記反射軸に平行な偏光成分光を反射し、偏光面が前記透過軸に平行な偏光成分光を透過させる反射偏光板を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光分配装置。
【請求項７】
前記分離手段の反射軸と前記合成手段の透過軸とが互いに直交するように前記分離手段及び前記合成手段が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光分配装置。
【請求項８】
前記分離手段の反射軸と前記合成手段の透過軸とが互いに平行になるように前記分離手段及び前記合成手段が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光分配装置。
【請求項９】
前記電気光学手段は液晶層であり、前記制御手段は前記液晶層の配向状態を変化させる電界を生成するような電圧を電極に印加することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の光分配装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１３３０１８（Ｐ２０１２−１３３０１８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３５１５（Ｐ２０１０−２８３５１５）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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