JP4848961B2 - Optical element - Google Patents

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Description

本発明は光学素子に関する。   The present invention relates to an optical element.

電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)を用いて第1、第2の液体間の界面形状を変化させることによって光学特性を変化させる光学素子が提案されている。
このような光学素子では、互いに対向する第1、第2の端面壁と、第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器を備えている。
そして、有極性または導電性を有する第1の液体と、収容室に封入され第1の液体と互いに混合しない第2の液体とを収容室に封入し、第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極を設け、第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加することで、第1、第2の液体間の界面形状を変化させている。
ところで、このような光学素子が絞りを構成するものであった場合、絞りの開口が偏心すると、また、光学素子がレンズを構成するものであった場合、レンズが偏心すると、光学素子の光学特性に悪影響を与える。
このような偏心の発生を防止するために、光学素子の第1の電極または第2の電極のうち一方の電極を複数の電極部に分割し、各電極部に与える電圧を偏心量に応じてそれぞれ制御する技術が提案されている(特許文献1参照)。
特開2003−177219号公報
There has been proposed an optical element that changes an optical characteristic by changing an interface shape between the first and second liquids using an electrocapillary phenomenon (electrowetting phenomenon).
Such an optical element has first and second end face walls facing each other and a side wall connecting the first and second end face walls, and a sealed storage chamber is formed inside them. Equipped with a container.
Then, the first liquid having polarity or conductivity and the second liquid sealed in the storage chamber and not mixed with the first liquid are sealed in the storage chamber, and an electric field is applied to the first liquid. The interface shape between the first and second liquids is changed by providing a first electrode and a second electrode, and applying a voltage between the first electrode and the second electrode.
By the way, when such an optical element constitutes a diaphragm, when the aperture of the diaphragm is decentered, and when the optical element constitutes a lens, when the lens is decentered, the optical characteristics of the optical element Adversely affects.
In order to prevent the occurrence of such eccentricity, one of the first electrode and the second electrode of the optical element is divided into a plurality of electrode portions, and the voltage applied to each electrode portion is determined according to the amount of eccentricity. Techniques for controlling each have been proposed (see Patent Document 1).
JP 2003-177219 A

しかしながら上記の従来技術では、光学素子の偏心に応じて複数の電極部に印加する電圧をそれぞれ異ならせて印加する制御回路などが必要となるため、光学素子の簡素化および低コスト化を図る上で不利となり、また、電圧印加手段は各電極部に対して異なる電圧を印加しなくてはならないので、電圧印加手段の動作時の低消費電力化を図る上でも不利であった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、偏心の発生を防止しつつ光学素子の簡素化および低コスト化、低消費電力化を図る上で有利な光学素子を提供することにある。
However, the above-described conventional technology requires a control circuit that applies different voltages to the plurality of electrode portions in accordance with the eccentricity of the optical element, so that the optical element can be simplified and reduced in cost. In addition, since the voltage applying means must apply different voltages to the respective electrode portions, it is disadvantageous in terms of reducing power consumption during operation of the voltage applying means.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical element that is advantageous in terms of simplification, cost reduction, and power consumption of the optical element while preventing the occurrence of eccentricity. There is to do.

上述の目的を達成するため、本発明は、互いに対向する第1、第2の端面壁と、第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、収容室に封入され第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、第1の液体の透過率は第2の液体の透過率よりも低く形成され、電圧印加手段による電圧印加によりそれら第1の液体と第2の液体の界面が変形し、第1、第2の端面壁および第2の液体部分を通り第1、第2の端面壁が互いに対向する方向である容器の厚さ方向に延在する光の透過路が形成される光学素子であって、第1の電極は、収容室に臨む第1の端面壁の内面に形成され、第2の電極は、収容室に臨む第2の端面壁の内面に形成され、第2の電極は、容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心として放射方向に延在する複数の電極部で構成され、仮想軸の周方向において隣接する電極部の間には電極部が形成されていない第1の非電極部が形成され、各電極部および各第1の非電極部は、仮想軸の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部は、仮想軸を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部の幅が次第に大きくなるように形成され、各電極部の半径方向の外側に位置する部分は、互いに接続され、各第1の非電極部は、半径方向外方に至るにつれて第1の非電極部の幅が次第に小さくなるように形成されていることを特徴とする。
また本発明は、互いに対向する第1、第2の端面壁と、第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、収容室に封入され第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、第1の液体の透過率は第2の液体の透過率よりも低く形成され、電圧印加手段による電圧印加によりそれら第1の液体と第2の液体の界面が変形し、第1、第2の端面壁および第2の液体部分を通り第1、第2の端面壁が互いに対向する方向である容器の厚さ方向に延在する光の透過路が形成される光学素子であって、第1の電極は、収容室に臨む第1の端面壁の内面に形成され、第2の電極は、収容室に臨む第2の端面壁の内面に形成され、第2の電極は、容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心として放射方向に延在する複数の電極部で構成され、仮想軸の周方向において隣接する電極部の間には電極部が形成されていない第1の非電極部が形成され、各電極部および各第1の非電極部は、仮想軸の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部は、仮想軸を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部の幅が次第に大きくなるように形成され、各電極部の半径方向の外側に位置する部分は、互いに接続され、各第1の非電極部は、半径方向に沿って均一の幅を有していることを特徴とする。
また本発明は、互いに対向する第1、第2の端面壁と、第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、収容室に封入された有極性または導電性を有する透明な第1の液体と、収容室に封入され第1の液体と互いに混合しない透明な第2の液体と、第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、電圧印加手段による電圧印加によりそれら第1の液体と第2の液体の界面形状を曲面状に変形させることで、第1、第2の端面壁が互いに対向する方向である容器の厚さ方向に進行して界面を通過する光を屈折させる光学素子であって、第1の電極は、収容室に臨む第1の端面壁の内面に形成され、第2の電極は、収容室に臨む第2の端面壁の内面に形成され、第2の電極は、容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心として放射方向に延在する複数の電極部で構成され、仮想軸の周方向において隣接する電極部の間には電極部が形成されていない第1の非電極部が形成され、各電極部および各第1の非電極部は、仮想軸の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部は、仮想軸を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部の幅が次第に大きくなるように形成され、各電極部の半径方向の外側に位置する部分は、互いに接続され、各第1の非電極部は、半径方向外方に至るにつれて第1の非電極部の幅が次第に小さくなるように形成されていることを特徴とする。
また本発明は、互いに対向する第1、第2の端面壁と、第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、収容室に封入された有極性または導電性を有する透明な第1の液体と、収容室に封入され第1の液体と互いに混合しない透明な第2の液体と、第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、電圧印加手段による電圧印加によりそれら第1の液体と第2の液体の界面形状を曲面状に変形させることで、第1、第2の端面壁が互いに対向する方向である容器の厚さ方向に進行して界面を通過する光を屈折させる光学素子であって、第1の電極は、収容室に臨む第1の端面壁の内面に形成され、第2の電極は、収容室に臨む第2の端面壁の内面に形成され、第2の電極は、容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心として放射方向に延在する複数の電極部で構成され、仮想軸の周方向において隣接する電極部の間には電極部が形成されていない第1の非電極部が形成され、各電極部および各第1の非電極部は、仮想軸の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部は、仮想軸を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部の幅が次第に大きくなるように形成され、各電極部の半径方向の外側に位置する部分は、互いに接続され、各第1の非電極部は、半径方向に沿って均一の幅を有していることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has first and second end face walls facing each other and side walls connecting the first and second end face walls, and is sealed inside them. a housing chamber are formed container, a first liquid having a polar or conductive encapsulated in yield vessel chamber, a second liquid not mixing with the first liquid are enclosed in yield vessel chamber, a first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid, and a voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode, transmission of the first liquid rates are formed lower than the transmittance of the second liquid, a voltage is applied by electrostatic application of pressure means to deform it et first liquid and the interface of the second liquid, Oyo first and second end walls the Ri through beauty second liquid portion 1, the transmission path of the light which the second end face wall extends in the thickness direction of the direction der Ru container facing each other form An optical element that is, the first electrode is formed on the inner surface of the extraordinary free first end face wall to yield volume chamber, the second electrode, the inner surface of the extraordinary free second end wall to yield vessel chamber is formed, the second electrode is formed of a plurality of electrode portions extending in radial direction around a single virtual axis extending in the thickness direction of the container, adjacent in the circumferential direction of the virtual axis the first non-electrode portion between the to that metal contacts not electrodes portion is formed is formed, and non-electrode portion of the electrode sections and the first is along the circumferential direction of the virtual axis a width of each of the electrode portions, the width of the hand electrodes part as the leading radially outwardly of a circle around the virtual axis is formed so as gradually increases, of the electrode portions a portion located outside are connected to each other, the non-electrode portion of the first is of form such that the width of the first non-electrode portions hand as the lead in the radius direction outwardly gradually decreases And wherein the are.
Moreover, this invention has the 1st, 2nd end surface wall which mutually faces, and the side wall which connects the 1st, 2nd end surface wall, and the container in which the sealed storage chamber was formed in those inside When a first liquid having a polar or conductive encapsulated in yield vessel chamber, a second liquid not mixing with the first liquid are enclosed in yield vessel chamber, an electric field to the first liquid And a voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode. The transmittance of the first liquid is that of the second liquid. formed lower than the transmittance, electric pressure application means to deform it et first liquid and the interface of the second liquid by applying a voltage by the first and second end walls and second liquid portions there an optical element in which the first Ri through the transmission path of light extending in the thickness direction of the direction der Ru container to the second end wall are opposed to each other are formed , The first electrode is formed on the inner surface of the extraordinary free first end face wall to yield volume chamber, the second electrode is formed on the inner surface of the extraordinary free second end wall to yield vessel chamber, the second electrode is composed of a plurality of electrode portions extending in radial direction around a single virtual axis extending in the thickness direction of the container, between you adjacent electrodes portion in the circumferential direction of the virtual axis the collector of the first non-electrode portions pole is not formed is formed on the non-electrode portion of the electrode sections and the first has a width along the circumferential direction of the virtual axis, respectively, each electrode portion is the portion where the width of the hand electrodes part as the leading radially outwardly of a circle around the virtual axis is formed so as gradually increases, located outside of the electrode portions is are connected to each other, the non-electrode portion of the first is characterized by having a uniform width along the radius direction.
Moreover, this invention has the 1st, 2nd end surface wall which mutually faces, and the side wall which connects the 1st, 2nd end surface wall, and the container in which the sealed storage chamber was formed in those inside When a first transparent liquid having a polar or conductive encapsulated in yield vessel chamber, and a second transparent liquid not mixing with the first liquid are enclosed in yield vessel chamber, first It includes a first electrode and a second electrode for applying an electric field to the liquid, and voltage application means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode, whereby a voltage is applied by electrostatic application of pressure means by deforming the et first liquid and interface shape of the second liquid into a curved shape, a first, field surface proceeds in the thickness direction of the direction der Ru container to the second end wall are opposed to each other an optical element for refracting light passing through the first electrode is formed on the inner surface of the extraordinary free first end face wall to yield vessel chamber, the The electrode is formed on the inner surface of the extraordinary free second end wall to yield volume chamber, the second electrode, extending in a radial direction around a single virtual axis extending in the thickness direction of the container to be constituted by a plurality of electrode portions, the first non-electrode portions not electrodes portion is formed between the you adjacent electrodes portion in the circumferential direction of the virtual axis is formed, the electrode sections and non-electrode portion of the first has a width along the circumferential direction of the virtual axis, respectively, each electrode portion of the hand electrodes part as the leading radially outwardly of a circle around the virtual axis width is formed so as gradually increases, the radial portion located outside of the electrode portions are connected to each other, each of the first non-electrode portion, the hand first non as leading to half radially outward The electrode portion is formed so that the width is gradually reduced.
Moreover, this invention has the 1st, 2nd end surface wall which mutually faces, and the side wall which connects the 1st, 2nd end surface wall, and the container in which the sealed storage chamber was formed in those inside When a first transparent liquid having a polar or conductive encapsulated in yield vessel chamber, and a second transparent liquid not mixing with the first liquid are enclosed in yield vessel chamber, first It includes a first electrode and a second electrode for applying an electric field to the liquid, and voltage application means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode, whereby a voltage is applied by electrostatic application of pressure means by deforming the et first liquid and interface shape of the second liquid into a curved shape, a first, field surface proceeds in the thickness direction of the direction der Ru container to the second end wall are opposed to each other an optical element for refracting light passing through the first electrode is formed on the inner surface of the extraordinary free first end face wall to yield vessel chamber, the The electrode is formed on the inner surface of the extraordinary free second end wall to yield volume chamber, the second electrode, extending in a radial direction around a single virtual axis extending in the thickness direction of the container to be constituted by a plurality of electrode portions, the first non-electrode portions not electrodes portion is formed between the you adjacent electrodes portion in the circumferential direction of the virtual axis is formed, the electrode sections and non-electrode portion of the first has a width along the circumferential direction of the virtual axis, respectively, each electrode portion of the hand electrodes part as the leading radially outwardly of a circle around the virtual axis width is formed so as gradually increases, the radial portion located outside of the electrode portions are connected to each other, the non-electrode portion of the first can have a uniform width along the radius direction It is characterized by being.

本発明の光学素子によれば、各電極部に対して同一の電圧を印加しているにも拘わらず、第2の液体の中心と仮想軸が合致する位置で第1の液体と第2の液体の界面の形状が安定するため、光学素子の偏心が防止される。
したがって、光学素子の光学特性の低下を防止する上で有利となることは無論のこと、従来の光学素子のように光の透過路の偏心に応じて複数の電極部に印加する電圧をそれぞれ異ならせて印加する制御回路などが不要となるため、光学素子の簡素化および低コスト化を図る上で有利となり、低消費電力化を図る上でも有利となる。
According to the optical element of the present invention, although the same voltage is applied to each electrode portion, the first liquid and the second liquid are positioned at a position where the center of the second liquid coincides with the virtual axis. Since the shape of the liquid interface is stable, the optical element is prevented from being decentered.
Therefore, it goes without saying that it is advantageous in preventing the optical characteristics of the optical element from degrading, and unlike the conventional optical element, the voltages applied to the plurality of electrode portions differ depending on the eccentricity of the light transmission path. This eliminates the need for a control circuit to be applied, which is advantageous for simplifying and reducing the cost of the optical element, and also for reducing power consumption.

(第1の実施の形態)
まず、本発明の光学素子が用いる電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)の原理について説明する。
図1は電気毛管現象の原理説明図であり、(A)は電圧印加前の状態を示す図、(B)は電圧印加後の状態を示す図である。
図1(A)に示すように、基板1の表面上に絶縁膜2が形成され、この絶縁膜2の表面に有極性または導電性を有する第1の液体3が位置しており、第1の液体3には第1の電極4が電気的に接続されている。
絶縁膜2と基板1の間には第2の電極5が形成されている。
図1(A)に示すように、第1の電極4と第2の電極5との間に電圧Eが印加されていない状態では、第1の液体4は表面張力によってその表面が上方に凸のほぼ球面をなしている。このときに絶縁膜2の表面と、第1の液体3が絶縁膜2に接触している部分における液面の角度θ、すなわち接触角θをθ0とする。なお、接触角θは液体が空気に面した状態で測定されるものであり、言い換えると、気液界面において測定されるものである。
ところが、図1(B)に示すように、第1の電極4と第2の電極5との間に電圧Eが印加されることで第1の液体4に電界がかけられると、絶縁膜2の表面に例えばマイナス電荷が帯電することで第1の液体3を構成する分子に電界(静電気力)が作用する。これにより、第1の液体3を構成する分子が引き寄せされることで、第1の液体3の絶縁膜2に対する濡れ性が良くなり、接触角θはθ0よりも小さなθ1となる。また、接触角θは電圧Eの値が大きくなるに従って小さくなる。
このような現象を電気毛管現象という。
(First embodiment)
First, the principle of the electrocapillary phenomenon (electrowetting phenomenon) used by the optical element of the present invention will be described.
1A and 1B are diagrams illustrating the principle of the electrocapillary phenomenon. FIG. 1A is a diagram illustrating a state before voltage application, and FIG. 1B is a diagram illustrating a state after voltage application.
As shown in FIG. 1A, an insulating film 2 is formed on the surface of the substrate 1, and a polar or conductive first liquid 3 is located on the surface of the insulating film 2, and the first The first electrode 4 is electrically connected to the liquid 3.
A second electrode 5 is formed between the insulating film 2 and the substrate 1.
As shown in FIG. 1A, when the voltage E is not applied between the first electrode 4 and the second electrode 5, the surface of the first liquid 4 protrudes upward due to surface tension. It is almost spherical. At this time, the angle θ between the surface of the insulating film 2 and the portion where the first liquid 3 is in contact with the insulating film 2, that is, the contact angle θ is defined as θ 0. The contact angle θ is measured with the liquid facing the air, in other words, measured at the gas-liquid interface.
However, as shown in FIG. 1B, when an electric field is applied to the first liquid 4 by applying a voltage E between the first electrode 4 and the second electrode 5, the insulating film 2. An electric field (electrostatic force) acts on the molecules constituting the first liquid 3 by, for example, charging a negative charge on the surface of the first liquid 3. As a result, the molecules constituting the first liquid 3 are attracted, so that the wettability of the first liquid 3 with respect to the insulating film 2 is improved, and the contact angle θ becomes θ1 smaller than θ0. Further, the contact angle θ decreases as the value of the voltage E increases.
Such a phenomenon is called an electrocapillary phenomenon.

次に、本実施の形態の光学素子10について説明する。
本実施の形態において光学素子10は絞りを構成している。
図2は光学素子10の構成を示す縦断面図、図3は光学素子10の斜視図、図4は図2のAA線矢視図である。
図2、図3に示すように、光学素子10は、容器12と、第1の液体14と、第2の液体16と、第1の電極18と、第2の電極20と、電圧印加手段22とを含んで構成されている。
容器12は、互いに対向し平行をなして延在する第1の端面壁24、第2の端面壁26と、これら第1、第2の端面壁24、26を接続する側面壁28とを有し、それら第1、第2の端面壁24、26、側面壁28とにより密閉された収容室30を有している。
ここで容器12の厚さ方向とは、第1の端面壁24と第2の端面壁26とが互いに対向する方向をいう。
本実施の形態では、第1、第2の端面壁24、26は同形同大に形成された矩形板状を呈し、側面壁28は第1、第2の端面壁24、26の輪郭に収まる大きさの円筒壁状を呈し、収容室30は扁平な円柱状を呈している。
また、第1、第2の端面壁24、26および側面壁28は、絶縁性を有する材料で形成され、さらに、第1、第2の端面壁24、26は光を透過する透明な材料で形成されている。
第1、第2の端面壁24、26を構成する材料として、例えば、透明で絶縁性を有する合成樹脂材料あるいは透明なガラス材料を用いることができる。
Next, the optical element 10 of the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the optical element 10 forms a diaphragm.
2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the optical element 10, FIG. 3 is a perspective view of the optical element 10, and FIG. 4 is a view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the optical element 10 includes a container 12, a first liquid 14, a second liquid 16, a first electrode 18, a second electrode 20, and voltage applying means. 22.
The container 12 includes a first end surface wall 24 and a second end surface wall 26 which face each other and extend in parallel, and a side wall 28 which connects the first and second end surface walls 24 and 26. The housing chamber 30 is hermetically sealed by the first and second end face walls 24 and 26 and the side wall 28.
Here, the thickness direction of the container 12 refers to a direction in which the first end face wall 24 and the second end face wall 26 face each other.
In the present embodiment, the first and second end face walls 24 and 26 have a rectangular plate shape having the same shape and the same size, and the side wall 28 has an outline of the first and second end face walls 24 and 26. It has a cylindrical wall shape that can be accommodated, and the storage chamber 30 has a flat columnar shape.
The first and second end face walls 24 and 26 and the side wall 28 are made of an insulating material, and the first and second end face walls 24 and 26 are made of a transparent material that transmits light. Is formed.
As a material constituting the first and second end face walls 24 and 26, for example, a transparent and insulating synthetic resin material or a transparent glass material can be used.

第1の液体14は、有極性または導電性を有し収容室30に封入されている。
第2の液体16は、第1の液体14と互いに混合しないものであり収容室30に封入されている。
また、第1の液体14と第2の液体16は実質的に等しい比重を有しかつ第1の液体14の透過率は第2の液体16の透過率よりも低くなるように形成されている。
本実施の形態では、第1の液体14は、例えば、純水とエタノールとエチレングリコールを混合した液体に光を透過しない材料からなる微粒子が混合されることで形成されている。
前記微粒子としては、例えばカーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックを用いる場合には、カーボンブラックが、第1の液体14に対して満遍なく混合されるように、それらの表面に親水コーティング処理をなすことが好ましい。前記親水コーティング処理は、例えば、カーボンブラックの表面に親水基を形成することでなされる。
また、本実施の形態では、第2の液体16はシリコンオイルで構成されている。
なお、第1の液体14として使用できる液体としては、本実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ニトロメタン、無水酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、メタノール、アセトニトリル、アセトン、エタノール、プロピオニトリル、テトロヒドロフラン、n−ヘキサン、2−プロパノール、2−ブタノン、n−ブチロニトリル、1−プロパノール、1−ブタノール、ジメチルスルホキシド、クロロベンゼン、エチレングリコール、ホルムアミド、ニトロベンゼン、炭酸プロピレン、1,2−ジクロロエタン、二硫化炭素、クロロホルム、ブロモベンゼン、四塩化炭素、トリクロロ酢酸無水物、トルエン、ベンゼン、エチレンジアミン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、リン酸トリブチル、ピリジン、ベンゾニトル、アニリン、1,4−ジオキサン、ヘキサメチルホスホルアミドなどが挙げられる。
また、第2の液体16として使用できる液体は、例えば、シリコン、デカン系、オクタン系、ノナン、ヘプタンなどが挙げられる。
また、第1の液体14および第2の液体16は、それぞれ単一の液体で形成してもよいし、複数の液体を混合して形成してもよい。要は、第1の液体14と第2の液体16が実質的に等しい比重を有するように形成されていればよい。
The first liquid 14 has polarity or conductivity and is enclosed in the storage chamber 30.
The second liquid 16 is not mixed with the first liquid 14 and is enclosed in the storage chamber 30.
Further, the first liquid 14 and the second liquid 16 have substantially the same specific gravity, and the transmittance of the first liquid 14 is formed to be lower than the transmittance of the second liquid 16. .
In the present embodiment, the first liquid 14 is formed, for example, by mixing fine particles made of a material that does not transmit light with a liquid obtained by mixing pure water, ethanol, and ethylene glycol.
As the fine particles, for example, carbon black can be used. When carbon black is used, it is preferable to perform hydrophilic coating treatment on the surfaces of the carbon black so that the carbon black is uniformly mixed with the first liquid 14. The hydrophilic coating treatment is performed, for example, by forming a hydrophilic group on the surface of carbon black.
In the present embodiment, the second liquid 16 is composed of silicon oil.
The liquid that can be used as the first liquid 14 is not limited to the present embodiment. For example, nitromethane, acetic anhydride, methyl acetate, ethyl acetate, methanol, acetonitrile, acetone, ethanol, propionitrile. , Tetrohydrofuran, n-hexane, 2-propanol, 2-butanone, n-butyronitrile, 1-propanol, 1-butanol, dimethyl sulfoxide, chlorobenzene, ethylene glycol, formamide, nitrobenzene, propylene carbonate, 1,2-dichloroethane, Carbon disulfide, chloroform, bromobenzene, carbon tetrachloride, trichloroacetic anhydride, toluene, benzene, ethylenediamine, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, tributyl phosphate, pyridine, benzene Nitoru, aniline, 1,4-dioxane, hexamethylphosphoramide and the like.
Examples of the liquid that can be used as the second liquid 16 include silicon, decane-based, octane-based, nonane, and heptane.
The first liquid 14 and the second liquid 16 may be formed of a single liquid, or may be formed by mixing a plurality of liquids. In short, it is sufficient that the first liquid 14 and the second liquid 16 are formed so as to have substantially the same specific gravity.

第1、第2の電極18、20は、第1の液体14に電界をかけるためのものである。
第1の電極18は、第1の端面壁24が収容室30に臨む箇所に形成され、本実施の形態では、第1の端面壁24が収容室30に臨む内面全域に形成されている。
より詳細には、本実施の形態では、後述するように、絞りの動作速度の高速化を図るために親水膜34が用いられており、第1の電極18が第1の液体14に臨む箇所に親水膜34が設けられ、第1の電極18は親水膜34を介して第1の液体14に臨むように配設されている。
第2の電極20は、収容室30に臨む第2の端面壁26の内面の部分に形成されている。
第1、第2の電極18、20は、例えば、光を透過可能なITO膜(Indium Tin Oxide膜)などの導電材料で形成されている。
電圧印加手段22は、容器12の外部に設けられ出力電圧が可変であり、電圧印加手段22の正電圧出力端子が第1の電極18に電気的に接続され、電圧印加手段22の負電圧出力端子が第2の電極20に電気的に接続されている。
なお、本実施の形態では、第1の液体14に直流電圧を印加することで電気毛管現象を発生させる場合について説明するが、第1の液体14に印加する電圧は直流電圧に限定されるものではなく、交流電圧やパルス電圧、あるいは、ステップ状に増減する電圧など、どのような電圧を用いてもよく、要は第1の液体14に電気毛管現象を発生させることができればよい。
The first and second electrodes 18 and 20 are for applying an electric field to the first liquid 14.
The first electrode 18 is formed at a location where the first end wall 24 faces the storage chamber 30, and in the present embodiment, the first end wall 24 is formed over the entire inner surface facing the storage chamber 30.
More specifically, in this embodiment, as will be described later, the hydrophilic film 34 is used to increase the operating speed of the diaphragm, and the first electrode 18 faces the first liquid 14. The first electrode 18 is disposed so as to face the first liquid 14 through the hydrophilic film 34.
The second electrode 20 is formed on a part of the inner surface of the second end face wall 26 facing the accommodation chamber 30.
The first and second electrodes 18 and 20 are made of a conductive material such as an ITO film (Indium Tin Oxide film) that can transmit light.
The voltage application means 22 is provided outside the container 12, and the output voltage is variable. The positive voltage output terminal of the voltage application means 22 is electrically connected to the first electrode 18, and the voltage application means 22 outputs a negative voltage. A terminal is electrically connected to the second electrode 20.
In this embodiment, the case where the electrocapillarity is generated by applying a DC voltage to the first liquid 14 will be described. However, the voltage applied to the first liquid 14 is limited to the DC voltage. Instead, any voltage such as an AC voltage, a pulse voltage, or a voltage that increases or decreases in a stepwise manner may be used. In short, it is only necessary that the first liquid 14 can generate an electrocapillary phenomenon.

また、収容室30に臨む第2の端面壁26の内面およびこの内面に設けられた第2の電極20上に絶縁膜32が形成されている。
したがって、第1の電極18と第2の電極20に電圧が印加されることで絶縁膜32の表面に例えばマイナス電荷が帯電され、これにより第1の液体14に電界がかかり、第1の液体14を構成する分子に電界(静電気力)が作用して電気毛管現象が発生するように構成されている。
An insulating film 32 is formed on the inner surface of the second end face wall 26 facing the storage chamber 30 and the second electrode 20 provided on the inner surface.
Accordingly, when a voltage is applied to the first electrode 18 and the second electrode 20, for example, a negative charge is charged on the surface of the insulating film 32, whereby an electric field is applied to the first liquid 14, and the first liquid. 14 is configured such that an electric field (electrostatic force) acts on the molecules constituting 14 to generate an electrocapillary phenomenon.

また、図2に示すように、第1の電極18の全域および側面壁28の内面全域を覆うように、光を透過する透明な親水膜34(特許請求の範囲の第1の膜に相当)が形成されている。
親水膜34は第1の液体14に対する濡れ性が第2の液体16に対する濡れ性よりも高くなるように構成されたものであり、言い換えると、親水膜34に対する第1の液体14の接触角は、親水膜34に対する第2の液体16の接触角よりも小さい値となるように構成されている。
親水膜34は、例えば親水性ポリマーや界面活性剤を第1の電極18、側面壁28の内面に塗布することで形成することができ、従来公知の様々な材料を採用可能である。
また、本実施の形態では、図2に示すように、第2の端面壁26上の第2の電極20上に設けられた絶縁膜32の全域を覆うように、光を透過する透明な撥水膜36(特許請求の範囲の第2の膜に相当)が形成されている。
撥水膜36は第2の液体16に対する濡れ性が第1の液体14に対する濡れ性よりも高くなるように構成されている。言い換えると、撥水膜36に対する第2の液体16の接触角は、撥水膜36に対する第1の液体14の接触角よりも小さい値となるように構成されている。
撥水膜36は、親油性を有する膜であり、例えば、シリコンを主成分とする材料を焼き付けることで、あるいは、非結晶フッ素樹脂からなる材料を成膜することで形成することができ、撥水膜36としては、従来公知の様々な材料を採用可能である。
なお、図4では親水膜34、撥水膜36の図示を省略している。
Further, as shown in FIG. 2, a transparent hydrophilic film 34 that transmits light so as to cover the entire area of the first electrode 18 and the entire inner surface of the side wall 28 (corresponding to the first film in the claims). Is formed.
The hydrophilic film 34 is configured such that the wettability with respect to the first liquid 14 is higher than the wettability with respect to the second liquid 16. In other words, the contact angle of the first liquid 14 with respect to the hydrophilic film 34 is The contact angle of the second liquid 16 with respect to the hydrophilic film 34 is smaller than the contact angle.
The hydrophilic film 34 can be formed, for example, by applying a hydrophilic polymer or a surfactant to the inner surfaces of the first electrode 18 and the side wall 28, and various conventionally known materials can be employed.
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, a transparent repellent material that transmits light so as to cover the entire area of the insulating film 32 provided on the second electrode 20 on the second end wall 26. A water film 36 (corresponding to the second film in the claims) is formed.
The water repellent film 36 is configured such that the wettability with respect to the second liquid 16 is higher than the wettability with respect to the first liquid 14. In other words, the contact angle of the second liquid 16 with respect to the water repellent film 36 is configured to be smaller than the contact angle of the first liquid 14 with respect to the water repellent film 36.
The water repellent film 36 is an oleophilic film, and can be formed, for example, by baking a material mainly composed of silicon or by forming a material made of an amorphous fluororesin. As the water film 36, various conventionally known materials can be used.
In FIG. 4, the hydrophilic film 34 and the water repellent film 36 are not shown.

次に第2の電極20について詳細に説明する。
図4に示すように、第2の電極20は、容器12(図2、図3参照)の厚さ方向に延在する単一の仮想軸38を中心として放射方向に延在する複数の電極部40で構成されている。
本実施の形態では、第2の電極20は同形同大の4つの電極部40で構成され、各電極部40の半径方向の外側に位置する部分4002が互いに接続されている。したがって、電圧印加手段22により第2の電極20に印加される電圧、すなわち、各電極部40に印加される電圧は同一電圧となる。
仮想軸38の周方向において隣接する電極部40の間には電極部40が形成されていない第1の非電極部42が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の4つの第1の非電極部42が形成されている。
各電極部40および各第1の非電極部42は、仮想軸38の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部40は、仮想軸38を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部40の幅が次第に大きくなるように形成され、各第1の非電極部42は、半径方向外方に至るにつれて第1の非電極部42の幅が次第に小さくなるように形成されている。
また、仮想軸38を中心とする単一の円周上において電極部40の幅は第1の非電極部42の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部40は、仮想軸38を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、各第1の非電極部42は、半径方向外方に至るにつれて幅が次第に小さくなる二等辺三角形状に延在し、第1の非電極部42の先端は、仮想軸38を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸38を中心とする略円形の範囲に電極部40が形成されていない第2の非電極部44が設けられている。
各電極部40は第2の非電極部44の半径方向の外側に設けられ、各電極部40の前記半径方向の内縁部は、仮想軸38を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第1の非電極部42は、第2の非電極部44の周方向に間隔をおいた外周部から第2の非電極部44の半径方向の外側に突出して設けられ、各第1の非電極部42は第2の非電極部44の外周部に接続されている。
したがって、各電極部40の内周部と第2の非電極部44の外周部との境に円弧部40Aが形成されることになる。
Next, the second electrode 20 will be described in detail.
As shown in FIG. 4, the second electrode 20 includes a plurality of electrodes extending in the radial direction around a single virtual axis 38 extending in the thickness direction of the container 12 (see FIGS. 2 and 3). The unit 40 is configured.
In the present embodiment, the second electrode 20 is composed of four electrode portions 40 having the same shape and the same size, and portions 4002 located on the outer sides in the radial direction of the electrode portions 40 are connected to each other. Therefore, the voltage applied to the second electrode 20 by the voltage applying means 22, that is, the voltage applied to each electrode portion 40 is the same voltage.
A first non-electrode part 42 in which no electrode part 40 is formed is formed between the electrode parts 40 adjacent in the circumferential direction of the virtual axis 38.
In the present embodiment, four first non-electrode portions 42 having the same shape and the same size are formed.
Each electrode portion 40 and each first non-electrode portion 42 have a width along the circumferential direction of the virtual axis 38, and each electrode portion 40 is radially outward of a circle centering on the virtual axis 38. The width of the electrode part 40 is formed so as to gradually increase, and each first non-electrode part 42 is formed so that the width of the first non-electrode part 42 gradually decreases toward the outside in the radial direction. ing.
Further, the width of the electrode portion 40 is always larger than the width of the first non-electrode portion 42 on a single circumference centered on the virtual axis 38.
In the present embodiment, each electrode portion 40 extends in a fan shape radially outward with the virtual axis 38 as the center, and each first non-electrode portion 42 gradually decreases in width as it extends radially outward. The tip of the first non-electrode part 42 is located on a single virtual circle centered on the virtual axis 38.
In the present embodiment, the second non-electrode portion 44 in which the electrode portion 40 is not formed is provided in a substantially circular range centered on the virtual axis 38.
Each electrode portion 40 is provided on the outer side in the radial direction of the second non-electrode portion 44, and the inner edge portion in the radial direction of each electrode portion 40 extends on a single virtual circle centered on the virtual axis 38. is doing.
Each first non-electrode portion 42 is provided so as to protrude from the outer peripheral portion spaced in the circumferential direction of the second non-electrode portion 44 to the outer side in the radial direction of the second non-electrode portion 44. The non-electrode part 42 is connected to the outer peripheral part of the second non-electrode part 44.
Therefore, the arc portion 40 </ b> A is formed at the boundary between the inner peripheral portion of each electrode portion 40 and the outer peripheral portion of the second non-electrode portion 44.

したがって、図2に示すように、第1の液体14が位置する第1の端面壁24内面に位置する第1の液体14箇所の全域は、親水膜34を介して第1の電極18に臨んだ状態となり、かつ、第2の液体16が位置する第2の端面壁26内面に位置する第2の液体16の箇所の全域は、撥水膜36、絶縁膜32を介して第2の電極20に臨んだ状態となる。
したがって、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧Vが印加され、絶縁膜32の表面に例えばマイナス電荷が帯電され、これにより第1の液体14に電界がかかり、第1の液体14を構成する分子に電界(静電気力)が作用して電気毛管現象が発生することになる。
Therefore, as shown in FIG. 2, the entire area of the first liquid 14 located on the inner surface of the first end wall 24 where the first liquid 14 is located faces the first electrode 18 via the hydrophilic film 34. The entire region of the second liquid 16 located on the inner surface of the second end face wall 26 where the second liquid 16 is located is in contact with the second electrode via the water repellent film 36 and the insulating film 32. It will be in the state which faced 20.
Therefore, the voltage V is applied from the voltage applying means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, for example, a negative charge is charged on the surface of the insulating film 32, thereby applying an electric field to the first liquid 14, An electric field (electrostatic force) acts on the molecules constituting the first liquid 14 to generate an electrocapillary phenomenon.

次に、光学素子10の動作について説明する。
図5(A)、(B)、(C)は光学素子10の第1、第2の電極18、20に電圧V1、V2、V3が印加された場合の動作を説明する断面図である。
図2に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧Vが印加されない状態では、第1、第2の液体14、16の界面48の形状は第1、第2の液体14、16の表面張力、撥水膜36上の界面張力のバランスによって決定される。
したがって、撥水膜36に対する第1の液体14の接触角と第2の液体16の接触角との差が大きいほど、撥水膜36上において第2の液体16はより扁平に広がり、第1の液体14と第2の液体16の界面48の形状が平坦面に近い曲面となる。
また、第1の液体14は、第1の端面壁24上の親水膜34から側面壁28上の親水膜34を覆うように位置している。
したがって、第1の液体14のうち側面壁28と第2の端面壁26の界面付近の環状の箇所に位置する第1の液体14は、撥水膜36に直接接するが、第2の液体16は側面壁28上の親水膜34に接しない状態となる。
そのため、第1の液体14が撥水膜36に接触した環状部分は、第2の液体16を介在させることなく、撥水膜36、絶縁膜32を挟んで第2の電極20に対向している。
この際、第1の液体14が光の透過方向と直交する方向の全域にわたって延在することにより容器12の厚さ方向に進行する光は遮断された状態となる。
Next, the operation of the optical element 10 will be described.
FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C are cross-sectional views illustrating operations when voltages V <b> 1, V <b> 2, and V <b> 3 are applied to the first and second electrodes 18 and 20 of the optical element 10.
As shown in FIG. 2, in the state where the voltage V is not applied from the voltage applying means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, the shape of the interface 48 between the first and second liquids 14 and 16 is the first. It is determined by the balance between the surface tension of the second liquids 14 and 16 and the interfacial tension on the water repellent film 36.
Therefore, the larger the difference between the contact angle of the first liquid 14 with respect to the water repellent film 36 and the contact angle of the second liquid 16, the more flat the second liquid 16 spreads on the water repellent film 36. The shape of the interface 48 between the liquid 14 and the second liquid 16 is a curved surface close to a flat surface.
The first liquid 14 is positioned so as to cover the hydrophilic film 34 on the side wall 28 from the hydrophilic film 34 on the first end wall 24.
Therefore, the first liquid 14 located in an annular portion near the interface between the side wall 28 and the second end wall 26 in the first liquid 14 directly contacts the water repellent film 36, but the second liquid 16 Is not in contact with the hydrophilic film 34 on the side wall 28.
Therefore, the annular portion where the first liquid 14 is in contact with the water repellent film 36 faces the second electrode 20 with the water repellent film 36 and the insulating film 32 interposed therebetween without the second liquid 16 interposed. Yes.
At this time, the first liquid 14 extends over the entire region in the direction orthogonal to the light transmission direction, so that the light traveling in the thickness direction of the container 12 is blocked.

次に、図5(A)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V1(>0)が印加されると、電気毛管現象により、界面48が第2の液体16から第1の液体14に向かって凸状の曲面(球面)となるように変形し、界面48の中央が第1の端面壁24(親水膜34)に接触する。
これにより、第1の端面壁24(親水膜34)上で界面48が接触している領域には、第1の液体14が存在しなくなり、収容室30に第2の液体16のみが存在する領域50が形成され、この領域50により第1、第2の端面壁24、26を通り容器12の厚さ方向に延在する光の透過路52が形成される。すなわち、光の透過路52が開口52Aを構成し、光の透過路52(開口52A)の直径が絞りの開口径D1となる。
Next, as shown in FIG. 5A, when the voltage V1 (> 0) is applied from the voltage applying means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, the interface 48 is caused by the electrocapillary phenomenon. The second liquid 16 is deformed so as to have a convex curved surface (spherical surface) toward the first liquid 14, and the center of the interface 48 contacts the first end wall 24 (hydrophilic film 34).
As a result, the first liquid 14 does not exist in the region where the interface 48 is in contact with the first end wall 24 (hydrophilic film 34), and only the second liquid 16 exists in the storage chamber 30. A region 50 is formed, and a light transmission path 52 that extends in the thickness direction of the container 12 through the first and second end face walls 24 and 26 is formed by the region 50. That is, the light transmission path 52 forms the opening 52A, and the diameter of the light transmission path 52 (opening 52A) is the aperture diameter D1 of the diaphragm.

次に、図5(B)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V2(>V1)が印加されると、界面48の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
そして、収容室30に形成された第2の液体16のみが存在する領域50の直径が拡大され、光の透過路52の直径、すなわち絞りの開口径がD1からD2に拡径される。
Next, as shown in FIG. 5B, when a voltage V2 (> V1) is applied from the voltage applying means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, a convex curved surface ( The slope of the (spherical) curve is further increased.
And the diameter of the area | region 50 in which only the 2nd liquid 16 formed in the storage chamber 30 exists is expanded, and the diameter of the light transmission path 52, ie, the aperture diameter of a diaphragm, is expanded from D1 to D2.

次に、図5(C)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V3(>V2)が印加されると、界面48の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
そして、収容室30に形成された第2の液体16のみが存在する領域50の直径がさらに拡大され、光の透過路52の直径、すなわち絞りの開口径が最大値であるD3(>D2)に拡径される。
したがって、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に印加される電圧を調整することで、第2の液体16のみが存在する領域50の直径を拡大および縮小させて絞りの開口径を調整することができる。
なお、図5(A)、(B)、(C)において、符号θ1、θ2、θ3は第1の液体14の接触角を示しており、第1の液体14にかけられる電界が大きくなるほど、接触角が小さくなり、第1の液体14の濡れ性が高くなっている。
Next, as shown in FIG. 5C, when a voltage V3 (> V2) is applied from the voltage application means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, a convex curved surface ( The slope of the (spherical) curve is further increased.
Then, the diameter of the region 50 where only the second liquid 16 is formed in the storage chamber 30 is further expanded, and the diameter of the light transmission path 52, that is, the aperture diameter of the diaphragm is the maximum value D3 (> D2). The diameter is expanded.
Therefore, by adjusting the voltage applied from the voltage application means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, the diameter of the region 50 where only the second liquid 16 exists is enlarged and reduced to reduce the aperture. The opening diameter can be adjusted.
5A, 5B, and 5C, reference numerals θ1, θ2, and θ3 indicate contact angles of the first liquid 14, and the larger the electric field applied to the first liquid 14, the more the contact is made. The corners are reduced and the wettability of the first liquid 14 is increased.

なお、親水膜34および撥水膜36は省略することも可能であるが、本実施の形態のように親水膜34および撥水膜36を用いると次の利点を有する。
第1の電極18の全域および側面壁28の内面全域を覆うように、光を透過する透明な親水膜34(第1の膜に相当)が形成されていると、第1の液体14が親水膜34に対して良く濡れる。したがって、第2の液体16が第1の端面壁24にいったん接触した後で第1の端面壁24から離れる際に、親水膜34から第2の液体16が離間しやすくなり、絞りの動作速度の高速化が図られる。
また、第2の端面壁26上の第2の電極20上に設けられた絶縁膜32の全域を覆うように、光を透過する透明な撥水膜36が形成されていると、撥水膜36上で第1の液体14の液面が円滑に動きやすいので、絞りの動作速度の高速化が図られる。
Although the hydrophilic film 34 and the water repellent film 36 can be omitted, the use of the hydrophilic film 34 and the water repellent film 36 as in the present embodiment has the following advantages.
When a transparent hydrophilic film 34 (corresponding to the first film) that transmits light is formed so as to cover the entire area of the first electrode 18 and the entire inner surface of the side wall 28, the first liquid 14 is hydrophilic. The film 34 gets wet well. Therefore, when the second liquid 16 once contacts the first end face wall 24 and then leaves the first end face wall 24, the second liquid 16 is easily separated from the hydrophilic film 34, and the operation speed of the diaphragm is reduced. Speeding up.
Further, when a transparent water-repellent film 36 that transmits light is formed so as to cover the entire region of the insulating film 32 provided on the second electrode 20 on the second end face wall 26, the water-repellent film Since the liquid level of the first liquid 14 is likely to move smoothly on 36, the operating speed of the diaphragm can be increased.

次に、第1の液体14、第2の液体16の界面48の形状の変化について詳細に説明する。
第1の電極18、第2の電極20の間に電圧Vが印加された場合、図5(A)乃至(C)に示すように、第1の液体14と第2の液体16の界面48がなす角度を接触角θとすると、接触角θは式(1)で示される。
cosθ(V)=cosθ(V=0)+ε0・εr・V2/2γt (1)
ここで、cosθ(V)は印加電圧V[V]の時の接触角、cosθ(V=0)は電圧無印加時の接触角、ε0は真空の誘電率8.85×10-12[F/m]、εrは絶縁膜32の比誘電率、Vは印加電圧[V]、tは絶縁膜32の厚み[m]、γは第1の液体14と第2の液体16間の界面張力(または界面エネルギー)[N/m]である。
すなわち、電圧Vの増減により接触角θが増減し(第1の液体14の濡れ性が変化し)、これにより第1の液体14が第2の液体16を押す力が変化し、界面48の形状が変化するのである。
Next, a change in the shape of the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 will be described in detail.
When a voltage V is applied between the first electrode 18 and the second electrode 20, as shown in FIGS. 5A to 5C, the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16. Is the contact angle θ, the contact angle θ is expressed by equation (1).
cosθ (V) = cosθ (V = 0) + ε0 ・ εr ・ V2 / 2γt (1)
Here, cosθ (V) is the contact angle when the applied voltage is V [V], cosθ (V = 0) is the contact angle when no voltage is applied, and ε0 is the dielectric constant of vacuum 8.85 × 10-12 [F / m , Εr is the relative dielectric constant of the insulating film 32, V is the applied voltage [V], t is the thickness [m] of the insulating film 32, and γ is the interfacial tension between the first liquid 14 and the second liquid 16 (or Interfacial energy) [N / m].
That is, the contact angle θ is increased or decreased by the increase or decrease of the voltage V (the wettability of the first liquid 14 is changed), and thereby the force with which the first liquid 14 pushes the second liquid 16 is changed. The shape changes.

次に、上述した第1の液体14、第2の液体16の界面48の形状の変化についてさらに詳細に説明する。
まず、図5(A)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V1(>0)が印加された場合について説明する。
図6は図5(A)の平面図であり、図中、一点鎖線は第1の端面壁24(親水膜34)上での界面48aを示し、二点鎖線は第2の端面壁26(撥水膜36)上での界面48bを示す。
図7は図5(A)における第2の液体16の形状を模式的に示す斜視図である。
図6、図7に示すように、第1の端面壁24上において界面48aは、仮想軸38を中心とするほぼ円形を呈している。
また、第2の端面壁26上において界面48bは、仮想軸38を中心とする第2の非電極部44の半径方向の外側に位置する円周上を延在する4つの円弧状部分48b1と、隣り合う円弧状部分48b1を接続し円弧状部分48b1よりも前記円周から半径方向外方に突出する4つの突出部分48b2とから形成されている。
Next, the change in the shape of the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 described above will be described in more detail.
First, as shown in FIG. 5A, a case where a voltage V1 (> 0) is applied from the voltage application means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20 will be described.
FIG. 6 is a plan view of FIG. 5A, in which the one-dot chain line indicates the interface 48a on the first end face wall 24 (hydrophilic film 34), and the two-dot chain line indicates the second end face wall 26 ( The interface 48b on the water repellent film 36) is shown.
FIG. 7 is a perspective view schematically showing the shape of the second liquid 16 in FIG.
As shown in FIGS. 6 and 7, the interface 48 a on the first end wall 24 has a substantially circular shape with the virtual axis 38 as the center.
On the second end face wall 26, the interface 48 b includes four arcuate portions 48 b 1 extending on the circumference located on the outer side in the radial direction of the second non-electrode portion 44 centering on the virtual axis 38. The adjacent arc-shaped portions 48b1 are connected to each other, and four projecting portions 48b2 projecting radially outward from the circumference of the arc-shaped portions 48b1.

次に、図5(B)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V2(>V1)が印加された場合について詳細に説明する。
図8は図5(B)における第2の液体16の形状を模式的に示す斜視図である。
図8に示すように、第2の液体16は第1の液体14によって押されることにより、第1の端面壁24上における界面48aの直径が拡大され、第2の端面壁26上における界面48bは、第1、第2の非電極部42、44の輪郭に近接した位置に後退する。
Next, the case where the voltage V2 (> V1) is applied from the voltage application means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20 as shown in FIG. 5B will be described in detail.
FIG. 8 is a perspective view schematically showing the shape of the second liquid 16 in FIG.
As shown in FIG. 8, when the second liquid 16 is pushed by the first liquid 14, the diameter of the interface 48 a on the first end face wall 24 is enlarged, and the interface 48 b on the second end face wall 26 is expanded. Retreats to a position close to the contours of the first and second non-electrode portions 42 and 44.

次に、図5(C)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V3(>V2)が印加された場合について詳細に説明する。
図9は図5(C)の平面図である。
図9に示すように、第2の液体16は第1の液体14によってさらに押されることにより、第1の端面壁24上における界面48aの直径が最大に拡大され、第1の端面壁24上における界面48bは、第1、第2の非電極部42、44の輪郭と合致した位置に後退する。
この際、第2の液体16は、第2の端面壁26上において第1、第2の非電極部42、44の全域にわたって延在する。
したがって、第2の液体16は、第2の非電極部44上に位置する部分の外周から各第1の非電極部42の上に沿って4つの腕が第2の非電極部44の半径方向外方に突出することになる。そのため、第2の液体16の中心部分(第2の電極部分42の上に位置する部分)の外周はそれら4つの腕の部分に引っ張られて変形する。
この結果、第1の端面壁24上における界面48aの形状は、各第1の非電極部42上に四隅が位置するほぼ矩形状を呈する。
Next, the case where the voltage V3 (> V2) is applied to the first electrode 18 and the second electrode 20 from the voltage applying means 22 as shown in FIG. 5C will be described in detail.
FIG. 9 is a plan view of FIG.
As shown in FIG. 9, the second liquid 16 is further pushed by the first liquid 14, whereby the diameter of the interface 48 a on the first end face wall 24 is expanded to the maximum, and the first end face wall 24 is The interface 48b in FIG. 4 retreats to a position that matches the contours of the first and second non-electrode portions 42 and 44.
At this time, the second liquid 16 extends over the entire area of the first and second non-electrode portions 42 and 44 on the second end face wall 26.
Accordingly, the second liquid 16 has four arms extending from the outer periphery of the portion located on the second non-electrode portion 44 along the first non-electrode portion 42 to the radius of the second non-electrode portion 44. It will protrude outward in the direction. Therefore, the outer periphery of the central portion of the second liquid 16 (portion positioned on the second electrode portion 42) is pulled by these four arm portions and deformed.
As a result, the shape of the interface 48a on the first end face wall 24 is substantially rectangular with four corners positioned on each first non-electrode portion 42.

このように、第1の液体14は、それに印加される電圧によって接触角(第1の液体14の濡れ性)が変化することで移動し第2の液体16を押す。したがって、第2の端面壁26上において、界面48は、電圧が印加される電極部40上のみで移動し、電圧が印加されない第1、第2の非電極部42、44上には移動しない。
言い換えると、第2の端面壁26上において、第1、第2の非電極部42、44上には第2の液体16が常時位置しており、かつ、第2の液体16は第1の液体14が第2の非電極部44の半径方向外方に移動するのに伴って第1、第2の非電極部42、44から電極部40上に広がるように移動する。
Thus, the first liquid 14 moves and pushes the second liquid 16 by changing the contact angle (the wettability of the first liquid 14) according to the voltage applied thereto. Therefore, on the second end face wall 26, the interface 48 moves only on the electrode portion 40 to which a voltage is applied, and does not move on the first and second non-electrode portions 42 and 44 to which no voltage is applied. .
In other words, the second liquid 16 is always located on the first and second non-electrode portions 42 and 44 on the second end face wall 26, and the second liquid 16 is the first liquid 16. As the liquid 14 moves outward in the radial direction of the second non-electrode portion 44, the liquid 14 moves so as to spread from the first and second non-electrode portions 42 and 44 onto the electrode portion 40.

このように第1の電極18、第2の電極20の間に印加する電圧をV1からV3にわたって増減させることで界面48の形状が変化し開口径がD1からD3にわたって変化するが、第1の電極18、第2の電極20の間に印加される電圧の変化に拘わらず、図5に示す光の透過路52(開口52A)は、その中心が常に仮想軸38と合致した状態に保たれており、光の透過路52の中心が仮想軸38からずれて偏心を生じても、光の透過路52の中心が仮想軸38と合致するように自動的に復元される。このことについて詳細に説明する。
図10は光の透過路52の中心が仮想軸38と合致した状態を示す説明図、図11は光の透過路52の中心が仮想軸38からずれて偏心した状態を示す説明図、図12は図11の斜視図である。
なお、図10、図11、図12においては、説明の便宜上、仮想軸38と直交する絶縁膜32上において仮想軸38と直交し、かつ、互いに直交する2本の座標軸X、Yによって区切られる4つの象限を第1象限A、第2象限B、第3象限C、第4象限Dとして説明する。
また、各電極部40は第1象限A、第2象限B、第3象限C、第4象限Dのそれぞれに位置している。
As described above, when the voltage applied between the first electrode 18 and the second electrode 20 is increased or decreased from V1 to V3, the shape of the interface 48 changes and the opening diameter changes from D1 to D3. Regardless of the change in the voltage applied between the electrode 18 and the second electrode 20, the light transmission path 52 (opening 52A) shown in FIG. Even if the center of the light transmission path 52 is deviated from the virtual axis 38 and is decentered, the center of the light transmission path 52 is automatically restored so as to coincide with the virtual axis 38. This will be described in detail.
10 is an explanatory view showing a state where the center of the light transmission path 52 is coincident with the virtual axis 38, and FIG. 11 is an explanatory view showing a state where the center of the light transmission path 52 is deviated from the virtual axis 38, FIG. FIG. 12 is a perspective view of FIG. 11.
10, 11, and 12, for convenience of explanation, the insulating film 32 that is orthogonal to the virtual axis 38 is divided by two coordinate axes X and Y that are orthogonal to the virtual axis 38 and orthogonal to each other. The four quadrants will be described as a first quadrant A, a second quadrant B, a third quadrant C, and a fourth quadrant D.
Each electrode unit 40 is located in each of the first quadrant A, the second quadrant B, the third quadrant C, and the fourth quadrant D.

図10に示すように、光の透過路52(図5参照)に偏心が生じていない状態では、各電極部40上に位置している第1の液体14の面積は互いに等しく、かつ、各電極部40上に位置している第2の液体16の面積は互いに等しい。言い換えると、各電極部40上に位置している第1の液体14と第2の液体16の界面48b1の長さは互いに等しい。
ところが、図11、図12に示すように、例えば、第2の液体16が第2象限Bの方向に移動して、光の透過路52に偏心が生じると、第2の象限Bの電極部40上に位置している界面48b1の長さと、第4の象限Dの電極部40上に位置している界面48b1の長さとが等しくなくなる。
具体的には、第2の象限Bの電極部40上に位置している界面48b1の長さは、第4の象限Dの電極部40上に位置している界面48b1の長さよりも長くなる。
これは、各電極部40および各第1の非電極部42は、仮想軸38の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部40は、仮想軸38を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部40の幅が次第に大きくなるように形成され、各第1の非電極部42は、半径方向外方に至るにつれて第1の非電極部42の幅が次第に小さくなるように形成されているためである。
したがって、各電極部40に印加される電圧が同じであれば(同電位であれば)、第1の液体14が第2の液体16を押す単位長当たりの力は各象限で同じであるが、電極部40上に位置している界面48b1の長さが長くなるため、第2の液体16を押す力が界面48b1の長さに比例して大きくなり、第2の液体16を押す力は第4象限Dより第2象限Bのほうが大きく働くことになる。
そのため、第4の象限Dの電極部40上の界面48b1の長さが第2の象限Bの電極部40上の界面48b1の長さよりも長いことにより、第2の象限B上の第1の液体14が第2の液体16を押す力の方が、第4の象限D上の第1の液体14が第2の液体16を押す力よりも大きくなる。
その結果、第1の液体14によって第2の液体16を押す力がバランスするところまで第2の液体16が押し戻され、すなわち、図10に示すように、第2の象限Bの界面48b1の長さと第4の象限Dの界面48b1の長さとが等しくなるところまで第2の液体16が押し戻される。これにより、第2の液体16の中心と仮想軸38が合致する位置となり、この位置で第1の液体14と第2の液体16の界面48の形状が安定し、光の透過路52の偏心が防止される。
As shown in FIG. 10, in the state where the light transmission path 52 (see FIG. 5) is not decentered, the areas of the first liquids 14 positioned on the electrode portions 40 are equal to each other, and The areas of the second liquid 16 located on the electrode unit 40 are equal to each other. In other words, the length of the interface 48b1 between the first liquid 14 and the second liquid 16 located on each electrode portion 40 is equal to each other.
However, as shown in FIGS. 11 and 12, for example, when the second liquid 16 moves in the direction of the second quadrant B and the light transmission path 52 is decentered, the electrode portion of the second quadrant B is formed. The length of the interface 48b1 located on the 40 is not equal to the length of the interface 48b1 located on the electrode portion 40 in the fourth quadrant D.
Specifically, the length of the interface 48b1 located on the electrode part 40 in the second quadrant B is longer than the length of the interface 48b1 located on the electrode part 40 in the fourth quadrant D. .
This is because each electrode portion 40 and each first non-electrode portion 42 have a width along the circumferential direction of the virtual axis 38, and each electrode portion 40 is in the radial direction of a circle centering on the virtual axis 38. The width of the electrode portion 40 is formed so as to gradually increase toward the outer side, and each first non-electrode portion 42 is formed so that the width of the first non-electrode portion 42 gradually decreases toward the outer side in the radial direction. This is because it is formed.
Therefore, if the voltage applied to each electrode part 40 is the same (if it is the same potential), the force per unit length with which the first liquid 14 pushes the second liquid 16 is the same in each quadrant. Since the length of the interface 48b1 positioned on the electrode portion 40 is increased, the force pushing the second liquid 16 increases in proportion to the length of the interface 48b1, and the force pushing the second liquid 16 is The second quadrant B works larger than the fourth quadrant D.
Therefore, since the length of the interface 48b1 on the electrode part 40 in the fourth quadrant D is longer than the length of the interface 48b1 on the electrode part 40 in the second quadrant B, the first on the second quadrant B is obtained. The force with which the liquid 14 pushes the second liquid 16 is greater than the force with which the first liquid 14 in the fourth quadrant D pushes the second liquid 16.
As a result, the second liquid 16 is pushed back until the force that pushes the second liquid 16 is balanced by the first liquid 14, that is, as shown in FIG. 10, the length of the interface 48b1 in the second quadrant B is increased. And the second liquid 16 is pushed back until the length of the interface 48b1 in the fourth quadrant D becomes equal. As a result, the center of the second liquid 16 and the virtual axis 38 coincide with each other. At this position, the shape of the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is stabilized, and the light transmission path 52 is decentered. Is prevented.

また、図8に示すように、第2の液体16は、第2の非電極部44上に位置する部分の外周から各第1の非電極部42の上に沿って4つの腕が第2の非電極部44の半径方向外方に突出しており、言い換えると、各第1の非電極部42の上に留まった第2の液体16によって4つの腕が形成されている。
そのため、第2の液体16の中心部分(第2の電極部分42の上に位置する部分)の外周はそれら4つの腕の部分に引っ張られた状態となっており、これにより第2の液体16はその中心部分が仮想軸38に合致するように常時付勢されている。
したがって、図12に示すように、第2の液体16が第2象限Bの方向に移動して第2の液体16の中心部分が仮想軸38から偏心すると、第2の液体16の中心部分に作用する前記4つの腕の部分による力のバランスが崩れ、4つの腕の部分による力は、第2の液体16の中心と仮想軸38が合致する方向に作用する。
この作用により、第2の液体16は、その中心と仮想軸38が合致する位置により確実に復元され、この位置で第1の液体14と第2の液体16の界面48の形状がより一層安定し、光の透過路52の偏心の防止がより効果的に実現される。
上述した第2の液体16の中心部分に対する前記4つの腕の部分の作用については、例えば次のように説明することができる。
すなわち、太鼓の胴に皮を張って留める場合、皮の中心を胴の中心軸に合致させる必要がある。
この際、胴の中心軸の周方向に位置する皮の数箇所を胴に仮止めしておき、それら数箇所を少しずつ胴の外方に向けて引っ張ると、皮の中心を胴の中心軸に容易に合致させることができる。
これと同様に、第2の液体16に対して前記4つの腕の部分によって半径方向外方に向かう方向の力が作用することにより、第2の液体16の中心を仮想軸38と容易に合致させることができる。
また、第2の液体16が各第1の非電極部42上に留まっている状態で第1の電極18、第2の電極20の間に印加される電圧を増減した場合、第2の液体16は前記4つの腕の部分に沿って移動するため、第2の液体16を、仮想軸38を中心とする円の周方向にわたって均一にかつ円滑に移動させる上で有利となる。
Further, as shown in FIG. 8, the second liquid 16 has a second arm with four arms extending from the outer periphery of the portion located on the second non-electrode part 44 along the first non-electrode part 42. In other words, the four arms are formed by the second liquid 16 remaining on the first non-electrode portions 42.
Therefore, the outer periphery of the central portion of the second liquid 16 (the portion located on the second electrode portion 42) is in a state of being pulled by these four arm portions, and thereby the second liquid 16 Is always urged so that its central portion coincides with the virtual axis 38.
Therefore, as shown in FIG. 12, when the second liquid 16 moves in the direction of the second quadrant B and the central portion of the second liquid 16 is eccentric from the virtual axis 38, the central portion of the second liquid 16 The balance of the forces due to the four arm portions acting is lost, and the forces due to the four arm portions act in the direction in which the center of the second liquid 16 and the virtual axis 38 coincide.
By this action, the second liquid 16 is reliably restored by the position where the center and the virtual axis 38 coincide with each other, and the shape of the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is more stable at this position. In addition, the prevention of the eccentricity of the light transmission path 52 is more effectively realized.
The action of the four arm portions with respect to the central portion of the second liquid 16 described above can be described as follows, for example.
That is, when the skin of the drum drum is fastened, it is necessary to match the center of the skin with the central axis of the drum.
At this time, if several places of the skin located in the circumferential direction of the central axis of the trunk are temporarily fixed to the trunk, and these several places are pulled toward the outside of the trunk little by little, the center of the skin is aligned with the central axis of the trunk. Can be easily adapted to.
Similarly, the center of the second liquid 16 is easily aligned with the virtual axis 38 by applying a force in the radially outward direction to the second liquid 16 by the four arm portions. Can be made.
In addition, when the voltage applied between the first electrode 18 and the second electrode 20 is increased or decreased while the second liquid 16 remains on each first non-electrode portion 42, the second liquid Since 16 moves along the four arm portions, it is advantageous to move the second liquid 16 uniformly and smoothly over the circumferential direction of the circle centered on the virtual axis 38.

上述した光学素子10は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に適用される。
図13は光学素子10を撮像装置の撮影光学系に適用した例を示す構成図である。
図13に示すように、撮像装置100は、被写体像を撮像するCCDなどの撮像素子102と、前記被写体像を撮像素子102に導く撮影光学系104とを含んで構成されている。
撮影光学系104は、その光軸L上において、被写体から撮像素子102に向かって、第1のレンズ群106、第2のレンズ群108、第3のレンズ群110、第4のレンズ群112、フィルタ群114がこの順番で配置されている。
本例においては、第1のレンズ群106、第3のレンズ群110が光軸方向に移動不能に設けられ、第2のレンズ群108がズームレンズとして光軸方向に移動可能に設けられ、第4のレンズ群112がフォーカスレンズとして光軸方向に移動可能に設けられている。
第1のレンズ群106によって導かれた被写体からの光束は第2のレンズ群108によって平行な光束とされ第3のレンズ群110に導かれて、第4のレンズ群112、フィルタ群114を介して撮像素子102の撮像面102に収束される。
光学素子10は、仮想軸38を撮影光学系104の光軸Lに合致させた状態で、平行な光束が通過する箇所である第2のレンズ群108と第3のレンズ群110の間に配置されている。
したがって、光学素子10の光の透過路52(開口52A)が拡縮することにより、撮像面102Aに導かれる光束量が増減されることになる。
なお、複数の電極部40の間に第1の非電極部42が設けられていることから、厳密に言えば、第1の液体14にかかる電界の力は仮想軸38の周方向において均一ではなく、したがって、第1の液体14と第2の液体16の界面48も仮想軸38の周方向において均一ではないため、光学素子10の光の透過路52(開口52A)の形状も正円ではなく、半径方向の寸法が周方向に沿って変化している。
しかしながら、上述したように、絞りは、光束が平行した箇所に配置されるため、開口52Aの形状が光学特性に与える影響は無視することができる。
The optical element 10 described above is applied to a photographing optical system of an imaging apparatus such as a digital still camera or a video camera.
FIG. 13 is a configuration diagram illustrating an example in which the optical element 10 is applied to a photographing optical system of an imaging apparatus.
As illustrated in FIG. 13, the imaging apparatus 100 includes an imaging element 102 such as a CCD that captures a subject image, and a photographing optical system 104 that guides the subject image to the imaging element 102.
On the optical axis L, the photographic optical system 104 has a first lens group 106, a second lens group 108, a third lens group 110, a fourth lens group 112, from the subject toward the image sensor 102, The filter group 114 is arranged in this order.
In this example, the first lens group 106 and the third lens group 110 are provided so as not to move in the optical axis direction, and the second lens group 108 is provided as a zoom lens so as to be movable in the optical axis direction. The fourth lens group 112 is provided as a focus lens so as to be movable in the optical axis direction.
The light beam from the subject guided by the first lens group 106 is converted into a parallel light beam by the second lens group 108 and guided to the third lens group 110, via the fourth lens group 112 and the filter group 114. And converged on the imaging surface 102 of the imaging element 102.
The optical element 10 is disposed between the second lens group 108 and the third lens group 110 where the parallel luminous flux passes with the virtual axis 38 aligned with the optical axis L of the photographing optical system 104. Has been.
Therefore, the light transmission path 52 (opening 52A) of the optical element 10 expands and contracts, whereby the amount of light guided to the imaging surface 102A is increased or decreased.
Strictly speaking, the force of the electric field applied to the first liquid 14 is not uniform in the circumferential direction of the virtual axis 38 because the first non-electrode part 42 is provided between the plurality of electrode parts 40. Therefore, since the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is not uniform in the circumferential direction of the virtual axis 38, the shape of the light transmission path 52 (opening 52A) of the optical element 10 is also a perfect circle. Rather, the radial dimension varies along the circumferential direction.
However, as described above, since the stop is disposed at a position where the light beams are parallel, the influence of the shape of the opening 52A on the optical characteristics can be ignored.

以上説明したように、本実施の形態によれば、光学素子10の各電極部40および各第1の非電極部42が、仮想軸38の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部40は、仮想軸38を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部40の幅が次第に大きくなるように形成され、各第1の非電極部42は、半径方向外方に至るにつれて第1の非電極部42の幅が次第に小さくなるように形成されていることにより、各電極部40に対して同一の電圧を印加しているにも拘わらず、第2の液体16の中心と仮想軸38が合致する位置で第1の液体14と第2の液体16の界面48の形状が安定するため、光の透過路52(開口52A)の偏心が防止される。
したがって、光学素子10の光の透過路52の偏心によって生じる収差や、周辺光量の不均一によるシェーディングの発生による光学特性の低下を防止する上で有利となることは無論のこと、従来の光学素子のように光の透過路の偏心に応じて複数の電極部40に印加する電圧をそれぞれ異ならせて印加する制御回路などが不要となるため、光学素子10の簡素化および低コスト化を図る上で有利となり、また、電圧印加手段22は各電極部40に対して同一の電圧を印加すればよいので電圧印加手段22の動作時の低消費電力化を図る上でも有利となる。
As described above, according to the present embodiment, each electrode portion 40 and each first non-electrode portion 42 of the optical element 10 have a width along the circumferential direction of the virtual axis 38, and each electrode The portion 40 is formed so that the width of the electrode portion 40 gradually increases as it goes radially outward of the circle centered on the virtual axis 38, and each first non-electrode portion 42 reaches radially outward. Accordingly, the width of the first non-electrode portion 42 is formed so as to be gradually reduced, so that the center of the second liquid 16 is applied even though the same voltage is applied to each electrode portion 40. Since the shape of the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is stabilized at the position where the virtual axis 38 and the virtual axis 38 coincide with each other, the eccentricity of the light transmission path 52 (opening 52A) is prevented.
Accordingly, it goes without saying that it is advantageous in preventing the deterioration of the optical characteristics due to the aberration caused by the decentration of the light transmission path 52 of the optical element 10 and the occurrence of shading due to the nonuniformity of the peripheral light amount. As described above, since a control circuit for applying different voltages to the plurality of electrode portions 40 according to the eccentricity of the light transmission path is not required, the optical element 10 can be simplified and reduced in cost. In addition, the voltage applying means 22 only has to apply the same voltage to each electrode section 40, which is advantageous in reducing the power consumption during operation of the voltage applying means 22.

(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態について説明する。
図14は第2の実施の形態における第2の電極20の平面図である。なお、以下の実施の形態では第1の実施の形態と同様または同一の部分、部材には同一の符号を付して説明する。
第2の実施の形態では、第2の電極20を3つの電極部40で構成し、第1の非電極部42を3つにした点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、図14に示すように、第2の電極20は同形同大の3つの電極部40で構成され、各電極部40の半径方向の外側に位置する部分4002が互いに接続されている。
仮想軸38の周方向において隣接する電極部40の間には電極部40が形成されていない第1の非電極部42が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の3つの第1の非電極部42が形成されている。
なお、第2の電極20を3つの電極部40で構成し、第1の非電極部42を3つにした点第1の非電極部42を3つにした点以外の構成は第1の実施の形態と同様である。
このような第2の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 14 is a plan view of the second electrode 20 in the second embodiment. In the following embodiments, the same or similar parts and members as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the second electrode 20 is constituted by three electrode portions 40 and the first non-electrode portion 42 is three.
That is, as shown in FIG. 14, the second electrode 20 includes three electrode portions 40 having the same shape and the same size, and the portions 4002 positioned on the outer sides in the radial direction of the electrode portions 40 are connected to each other.
A first non-electrode part 42 in which no electrode part 40 is formed is formed between the electrode parts 40 adjacent in the circumferential direction of the virtual axis 38.
In the present embodiment, three first non-electrode portions 42 having the same shape and the same size are formed.
The second electrode 20 is composed of three electrode portions 40, the first non-electrode portion 42 is three, and the first non-electrode portion 42 is composed of three first non-electrode portions 42. This is the same as the embodiment.
In the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(第3の実施の形態)
次に第3の実施の形態について説明する。
図15は第3の実施の形態における第2の電極20の平面図である。
第3の実施の形態では、第2の電極20を6つの電極部40で構成し、第1の非電極部42を6つにした点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、図15に示すように、第2の電極20は同形同大の6つの電極部40で構成され、各電極部40の半径方向の外側に位置する部分4002が互いに接続されている。
仮想軸38の周方向において隣接する電極部40の間には電極部40が形成されていない第1の非電極部42が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の6つの第1の非電極部42が形成されている。
なお、第2の電極20を6つの電極部40で構成し、第1の非電極部42を6つにした点以外の構成は第1の実施の形態と同様である。
このような第3の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第3の実施の形態では、電極部40および第1の非電極部42の数が第1の実施の形態に比較して多いため、仮想軸38を中心とする円の周方向における第1の液体14にかかる電界の力の偏りがより均一化され、したがって、第1の液体14と第2の液体16の界面48も前記周方向において均一化されるため、光学素子10の光の透過路52(開口52A)の形状がより正円に近い形状となる利点がある。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
FIG. 15 is a plan view of the second electrode 20 in the third embodiment.
The third embodiment is different from the first embodiment in that the second electrode 20 is composed of six electrode portions 40 and the number of first non-electrode portions 42 is six.
That is, as shown in FIG. 15, the second electrode 20 is composed of six electrode portions 40 having the same shape and the same size, and portions 4002 located on the outer sides in the radial direction of the electrode portions 40 are connected to each other.
A first non-electrode part 42 in which no electrode part 40 is formed is formed between the electrode parts 40 adjacent in the circumferential direction of the virtual axis 38.
In the present embodiment, six first non-electrode portions 42 having the same shape and the same size are formed.
The configuration of the second electrode 20 is the same as that of the first embodiment except that the second electrode 20 includes six electrode portions 40 and the first non-electrode portion 42 includes six.
In the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
Further, in the third embodiment, the number of the electrode portions 40 and the first non-electrode portions 42 is larger than that in the first embodiment, so that the second portion in the circumferential direction of the circle centered on the virtual axis 38 is used. The bias of the electric field applied to one liquid 14 is made more uniform, and therefore the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is also made uniform in the circumferential direction. There is an advantage that the shape of the transmission path 52 (opening 52A) becomes a shape closer to a perfect circle.

(第4の実施の形態)
次に第4の実施の形態について説明する。
図16は第4の実施の形態における第2の電極20の平面図である。
第4の実施の形態では、第2の電極20を8つの電極部40で構成し、第1の非電極部42を8つにした点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、図16に示すように、第2の電極20は同形同大の8つの電極部40で構成され、各電極部40の半径方向の外側に位置する部分4002が互いに接続されている。
仮想軸38の周方向において隣接する電極部40の間には電極部40が形成されていない第1の非電極部42が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の8つの第1の非電極部42が形成されている。
なお、第2の電極20を8つの電極部40で構成し、第1の非電極部42を8つにした点以外の構成は第1の実施の形態と同様である。
このような第4の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第4の実施の形態では、電極部40および第1の非電極部42の数が第3の実施の形態に比較して多いため、仮想軸38を中心とする円の周方向における第1の液体14にかかる電界の力の偏りがより均一化され、したがって、第1の液体14と第2の液体16の界面48も前記周方向において均一化されるため、光学素子10の光の透過路52(開口52A)の形状がより一層正円に近い形状となる利点がある。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.
FIG. 16 is a plan view of the second electrode 20 in the fourth embodiment.
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the second electrode 20 is composed of eight electrode portions 40 and the first non-electrode portion 42 is eight.
That is, as shown in FIG. 16, the second electrode 20 is composed of eight electrode portions 40 having the same shape and the same size, and the portions 4002 located on the outer sides in the radial direction of the electrode portions 40 are connected to each other.
A first non-electrode part 42 in which no electrode part 40 is formed is formed between the electrode parts 40 adjacent in the circumferential direction of the virtual axis 38.
In the present embodiment, eight first non-electrode portions 42 having the same shape and the same size are formed.
The configuration of the second electrode 20 is the same as that of the first embodiment, except that the second electrode 20 includes eight electrode portions 40 and the first non-electrode portion 42 includes eight.
In the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
In the fourth embodiment, the number of the electrode portions 40 and the first non-electrode portions 42 is larger than that in the third embodiment. The bias of the electric field applied to one liquid 14 is made more uniform, and therefore the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is also made uniform in the circumferential direction. There is an advantage that the shape of the transmission path 52 (opening 52A) becomes a shape closer to a perfect circle.

(第5の実施の形態)
次に第5の実施の形態について説明する。
図17は第5の実施の形態における第2の電極20の平面図である。
第5の実施の形態では、第2の電極20を構成する電極部40の形状および第1の非電極部42の形状が第4の実施の形態と異なっている。
すなわち、図4に示すように、第1の非電極部42の形状は、第4の実施の形態では2等辺三角形であったのに対し、第5の実施の形態ではほぼ正三角形となっている。
これに対応し、隣り合う第1の非電極部42間に位置する電極部40の形状、すなわち、電極部40を形成する扇形の形状も異なっている。
なお、第2の電極20を構成する電極部40の形状および第1の非電極部42の形状以外の構成は第1の実施の形態と同様である。
このような第5の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described.
FIG. 17 is a plan view of the second electrode 20 in the fifth embodiment.
In the fifth embodiment, the shape of the electrode part 40 constituting the second electrode 20 and the shape of the first non-electrode part 42 are different from those in the fourth embodiment.
That is, as shown in FIG. 4, the shape of the first non-electrode portion 42 is an isosceles triangle in the fourth embodiment, whereas it is almost an equilateral triangle in the fifth embodiment. Yes.
Corresponding to this, the shape of the electrode part 40 located between the adjacent first non-electrode parts 42, that is, the shape of the sector forming the electrode part 40 is also different.
The configuration other than the shape of the electrode part 40 constituting the second electrode 20 and the shape of the first non-electrode part 42 is the same as that of the first embodiment.
In the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(第6の実施の形態)
次に第6の実施の形態について説明する。
図18は第6の実施の形態における第2の電極20の平面図である。
第6の実施の形態では、第1の非電極部42の先端(仮想軸38を中心とする半径方向外方の端部)の形状が第4の実施の形態と異なっている。
すなわち、図18に示すように、各電極部40の先端は、仮想軸38を中心とする単一の円周上に位置するように円弧の形状となっている。
なお、電極部40の先端の形状以外の構成は第1の実施の形態と同様である。
このような第6の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described.
FIG. 18 is a plan view of the second electrode 20 in the sixth embodiment.
In the sixth embodiment, the shape of the tip of the first non-electrode portion 42 (the outer end in the radial direction centered on the virtual axis 38) is different from that of the fourth embodiment.
That is, as shown in FIG. 18, the tip of each electrode portion 40 has an arc shape so as to be positioned on a single circumference centered on the virtual axis 38.
The configuration other than the shape of the tip of the electrode unit 40 is the same as that of the first embodiment.
In the sixth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(第7の実施の形態)
次に第7の実施の形態について説明する。
図19は第7の実施の形態における第2の電極20の平面図である。
第7の実施の形態では、第1の非電極部42が、第2の非電極部44の外周部に連続するように設けられている点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、第7の実施の形態では、各電極部40の内周部と第2の非電極部44の外周部との境に円弧部40A(図14参照)が形成されておらず、第1の非電極部42が、第2の非電極部44の外周部に連続するように設けられている。したがって、各電極部40の内周部は、仮想軸38方向に凸の角度をもって形成されている。
また、第2の電極20が5つの電極部40で構成され、第1の非電極部42が5つである点が第1の実施の形態と異なっている。
その他の構成については第1の実施の形態と同様である。
このような第7の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment will be described.
FIG. 19 is a plan view of the second electrode 20 in the seventh embodiment.
The seventh embodiment is different from the first embodiment in that the first non-electrode portion 42 is provided so as to be continuous with the outer peripheral portion of the second non-electrode portion 44.
That is, in the seventh embodiment, the arc portion 40A (see FIG. 14) is not formed at the boundary between the inner peripheral portion of each electrode portion 40 and the outer peripheral portion of the second non-electrode portion 44. The non-electrode portion 42 is provided so as to be continuous with the outer peripheral portion of the second non-electrode portion 44. Therefore, the inner peripheral part of each electrode part 40 is formed with a convex angle in the direction of the virtual axis 38.
Moreover, the point which the 2nd electrode 20 is comprised by the five electrode parts 40, and the 1st non-electrode part 42 is five differs from 1st Embodiment.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
In the seventh embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(第8の実施の形態)
次に第8の実施の形態について説明する。
図20は第8の実施の形態における第2の電極20の平面図である。
図20に示すように、第2の電極20は、容器12(図2、図3参照)の厚さ方向に延在する単一の仮想軸38を中心として放射方向に延在する複数の電極部40で構成されている。
本実施の形態では、第2の電極20は同形同大の6つの電極部40で構成され、各電極部40の半径方向の外側に位置する部分4002が互いに接続されている。したがって、電圧印加手段22により第2の電極20に印加される電圧、すなわち、各電極部40に印加される電圧は同一電圧となる。
仮想軸38の周方向において隣接する電極部40の間には電極部40が形成されていない第1の非電極部42が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の6つの第1の非電極部42が形成されている。
各電極部40および各第1の非電極部42は、仮想軸38の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部40は、仮想軸38を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部40の幅が次第に大きくなるように形成され、各第1の非電極部42は、前記半径方向に沿って均一の幅を有している。
また、仮想軸38を中心とする単一の円周上において電極部40の幅は第1の非電極部42の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部40は、仮想軸38を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、第1の非電極部42の先端は、仮想軸38を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸38を中心とする略円形の範囲に電極部40が形成されていない第2の非電極部44が設けられている。
各電極部40は第2の非電極部44の半径方向の外側に設けられ、各電極部40の前記半径方向の内縁部は、仮想軸38を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第1の非電極部42は、第2の非電極部44の周方向に間隔をおいた外周部から第2の非電極部44の半径方向の外側に突出して設けられ、各第1の非電極部42は第2の非電極部44の外周部に接続されている。
したがって、各電極部40の内周部と第2の非電極部44の外周部との境に円弧部40Aが形成されることになる。
このような第8の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment will be described.
FIG. 20 is a plan view of the second electrode 20 in the eighth embodiment.
As shown in FIG. 20, the second electrode 20 includes a plurality of electrodes extending in the radial direction around a single virtual axis 38 extending in the thickness direction of the container 12 (see FIGS. 2 and 3). The unit 40 is configured.
In the present embodiment, the second electrode 20 is composed of six electrode portions 40 having the same shape and size, and the portions 4002 located on the outer sides in the radial direction of the electrode portions 40 are connected to each other. Therefore, the voltage applied to the second electrode 20 by the voltage applying means 22, that is, the voltage applied to each electrode portion 40 is the same voltage.
A first non-electrode part 42 in which no electrode part 40 is formed is formed between the electrode parts 40 adjacent in the circumferential direction of the virtual axis 38.
In the present embodiment, six first non-electrode portions 42 having the same shape and the same size are formed.
Each electrode portion 40 and each first non-electrode portion 42 have a width along the circumferential direction of the virtual axis 38, and each electrode portion 40 is radially outward of a circle centering on the virtual axis 38. As a result, the width of the electrode portion 40 is gradually increased, and each first non-electrode portion 42 has a uniform width along the radial direction.
Further, the width of the electrode portion 40 is always larger than the width of the first non-electrode portion 42 on a single circumference centered on the virtual axis 38.
In the present embodiment, each electrode portion 40 extends in a fan shape radially outward with the virtual axis 38 as the center, and the tip of the first non-electrode portion 42 has a single center around the virtual axis 38. Located on a virtual circle.
In the present embodiment, the second non-electrode portion 44 in which the electrode portion 40 is not formed is provided in a substantially circular range centered on the virtual axis 38.
Each electrode portion 40 is provided on the outer side in the radial direction of the second non-electrode portion 44, and the inner edge portion in the radial direction of each electrode portion 40 extends on a single virtual circle centered on the virtual axis 38. is doing.
Each first non-electrode portion 42 is provided so as to protrude from the outer peripheral portion spaced in the circumferential direction of the second non-electrode portion 44 to the outer side in the radial direction of the second non-electrode portion 44. The non-electrode part 42 is connected to the outer peripheral part of the second non-electrode part 44.
Therefore, the arc portion 40 </ b> A is formed at the boundary between the inner peripheral portion of each electrode portion 40 and the outer peripheral portion of the second non-electrode portion 44.
In the eighth embodiment, the same effect as that of the first embodiment is achieved.

(第9の実施の形態)
次に第9の実施の形態について説明する。
図21は第9の実施の形態における光学素子10の構成を示す縦断面図、図22は図21のAA線矢視図である。
第9の実施の形態が第1乃至第8の実施の形態と異なるのは、光学素子10がレンズを構成している点である。
第9の実施の形態の光学素子10の構成は、第1、第2の液体14、16の組成が異なる点を除いて、ほぼ第1の実施の形態と同様であるため、以下では、第1の実施の形態と相違する部分について説明する。
光学素子10は、電圧印加手段22による電圧印加により第1の液体14と第2の液体16の界面48の形状を曲面状に変形させることで、第1、第2の端面壁24、26が互いに対向する方向である容器12の厚さ方向に進行して界面48を通過する光を屈折させるものである。
図21、図22に示すように、光学素子10は、第1の実施の形態と同様に、容器12と、第1の液体14と、第2の液体16と、第1の電極18と、第2の電極20と、電圧印加手段22とを含んで構成されている。
第1の液体14は、有極性または導電性を有し収容室30に封入されている。
第2の液体16は、第1の液体14と互いに混合しないものであり収容室30に封入されている。
また、第1の液体14と第2の液体16は透明であり実質的に等しい比重を有しかつ第2の液体16の屈折率は第1の液体14の屈折率よりも高く形成されている。
第1の電極18および第2の電極20の形状配置は第1の実施の形態と同様である。
すなわち、第2の電極20は、図22に示すように、容器12(図20参照)の厚さ方向に延在する単一の仮想軸38を中心として放射方向に延在する複数の電極部40で構成されている。
仮想軸38の周方向において隣接する電極部40の間には電極部40が形成されていない第1の非電極部42が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の4つの第1の非電極部42が形成されている。
各電極部40および各第1の非電極部42は、仮想軸38の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部40は、仮想軸38を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部40の幅が次第に大きくなるように形成され、各第1の非電極部42は、半径方向外方に至るにつれて第1の非電極部42の幅が次第に小さくなるように形成されている。
また、仮想軸38を中心とする単一の円周上において電極部40の幅は第1の非電極部42の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部40は、仮想軸38を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、各第1の非電極部42は、半径方向外方に至るにつれて幅が次第に小さくなる二等辺三角形状に延在し、第1の非電極部42の先端は、仮想軸38を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸38を中心とする略円形の範囲に電極部40が形成されていない第2の非電極部44が設けられている。
各電極部40は第2の非電極部44の半径方向の外側に設けられ、各電極部40の前記半径方向の内縁部は、仮想軸38を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第1の非電極部42は、第2の非電極部44の周方向に間隔をおいた外周部から第2の非電極部44の半径方向の外側に突出して設けられ、各第1の非電極部42は第2の非電極部44の外周部に接続されている。
したがって、各電極部40の内周部と第2の非電極部44の外周部との境に円弧部40Aが形成されることになる。
なお、図22において二点鎖線は、第1の実施の形態を示す図6と同様に、第2の端面壁26上での界面48(48b、48b1、48b2)を示す。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment will be described.
21 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the optical element 10 according to the ninth embodiment, and FIG. 22 is a view taken along the line AA in FIG.
The ninth embodiment is different from the first to eighth embodiments in that the optical element 10 constitutes a lens.
The configuration of the optical element 10 of the ninth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that the compositions of the first and second liquids 14 and 16 are different. Differences from the first embodiment will be described.
The optical element 10 deforms the shape of the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 into a curved surface by applying a voltage from the voltage applying unit 22, so that the first and second end face walls 24 and 26 are formed. The light travels in the thickness direction of the container 12, which faces each other, and refracts light passing through the interface 48.
As shown in FIGS. 21 and 22, the optical element 10 includes a container 12, a first liquid 14, a second liquid 16, a first electrode 18, as in the first embodiment. The second electrode 20 and the voltage applying means 22 are included.
The first liquid 14 has polarity or conductivity and is enclosed in the storage chamber 30.
The second liquid 16 is not mixed with the first liquid 14 and is enclosed in the storage chamber 30.
The first liquid 14 and the second liquid 16 are transparent and have substantially the same specific gravity, and the refractive index of the second liquid 16 is formed higher than the refractive index of the first liquid 14. .
The shape and arrangement of the first electrode 18 and the second electrode 20 are the same as in the first embodiment.
That is, as shown in FIG. 22, the second electrode 20 has a plurality of electrode portions extending in the radial direction around a single virtual axis 38 extending in the thickness direction of the container 12 (see FIG. 20). 40.
A first non-electrode part 42 in which no electrode part 40 is formed is formed between the electrode parts 40 adjacent in the circumferential direction of the virtual axis 38.
In the present embodiment, four first non-electrode portions 42 having the same shape and the same size are formed.
Each electrode portion 40 and each first non-electrode portion 42 have a width along the circumferential direction of the virtual axis 38, and each electrode portion 40 is radially outward of a circle centering on the virtual axis 38. The width of the electrode part 40 is formed so as to gradually increase, and each first non-electrode part 42 is formed so that the width of the first non-electrode part 42 gradually decreases toward the outside in the radial direction. ing.
Further, the width of the electrode portion 40 is always larger than the width of the first non-electrode portion 42 on a single circumference centered on the virtual axis 38.
In the present embodiment, each electrode portion 40 extends in a fan shape radially outward with the virtual axis 38 as the center, and each first non-electrode portion 42 gradually decreases in width as it extends radially outward. The tip of the first non-electrode part 42 is located on a single virtual circle centered on the virtual axis 38.
In the present embodiment, the second non-electrode portion 44 in which the electrode portion 40 is not formed is provided in a substantially circular range centered on the virtual axis 38.
Each electrode portion 40 is provided on the outer side in the radial direction of the second non-electrode portion 44, and the inner edge portion in the radial direction of each electrode portion 40 extends on a single virtual circle centered on the virtual axis 38. is doing.
Each first non-electrode portion 42 is provided so as to protrude from the outer peripheral portion spaced in the circumferential direction of the second non-electrode portion 44 to the outer side in the radial direction of the second non-electrode portion 44. The non-electrode part 42 is connected to the outer peripheral part of the second non-electrode part 44.
Therefore, the arc portion 40 </ b> A is formed at the boundary between the inner peripheral portion of each electrode portion 40 and the outer peripheral portion of the second non-electrode portion 44.
In FIG. 22, a two-dot chain line indicates an interface 48 (48b, 48b1, 48b2) on the second end face wall 26, as in FIG. 6 showing the first embodiment.

次に、光学素子10の動作について説明する。
図23(A)、(B)、(C)は光学素子10の第1、第2の電極18、20に電圧V1、V2、V3が印加された場合の動作を説明する断面図である。
図21に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧Vが印加されない状態では、第1、第2の液体14、16の界面48の形状は第1、第2の液体14、16の表面張力、撥水膜36上の界面張力のバランスによって決定され、第2の液体16から第1の液体14に向かって緩やかな凸状の曲面をなしている。
ここで、第2の液体16の屈折率が第1の液体14の屈折率よりも高く形成されていることから、第1、第2の端面壁24、26を通り容器12の厚さ方向に進行して界面48を通過する光は界面48で屈折され、したがって、光学素子10は光を収束させるパワーを有するレンズを構成している。
Next, the operation of the optical element 10 will be described.
23A, 23B, and 23C are cross-sectional views for explaining the operation when the voltages V1, V2, and V3 are applied to the first and second electrodes 18 and 20 of the optical element 10. FIG.
As shown in FIG. 21, when the voltage V is not applied from the voltage applying means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, the shape of the interface 48 between the first and second liquids 14 and 16 is the first. , Which is determined by the balance between the surface tension of the second liquids 14 and 16 and the interfacial tension on the water repellent film 36, and forms a gently convex curved surface from the second liquid 16 toward the first liquid 14. .
Here, since the refractive index of the second liquid 16 is higher than the refractive index of the first liquid 14, it passes through the first and second end face walls 24, 26 in the thickness direction of the container 12. The light traveling and passing through the interface 48 is refracted at the interface 48, and therefore the optical element 10 constitutes a lens having a power for converging the light.

次に、図23(A)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V1(>0)が印加されると、電気毛管現象により、界面48の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜が大きくなる。
次に、図23(B)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V2(>V1)が印加されると、界面48の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
次に、図23(C)に示すように、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に電圧V3(>V2)が印加されると、界面48の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
したがって、電圧印加手段22から第1の電極18、第2の電極20に印加される電圧を調整することで、界面48の曲率を変えてレンズの焦点距離を可変できる(レンズのパワーを可変できる)。
このようにレンズを構成する光学素子10は、第1の実施の形態と同様に、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に適用可能である。
Next, as shown in FIG. 23A, when the voltage V1 (> 0) is applied from the voltage applying means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, the interface 48 is affected by the electrocapillary phenomenon. The inclination of the curved curved surface (spherical surface) becomes large.
Next, as shown in FIG. 23B, when a voltage V2 (> V1) is applied from the voltage application means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, a convex curved surface ( The slope of the (spherical) curve is further increased.
Next, as shown in FIG. 23C, when a voltage V3 (> V2) is applied from the voltage applying means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, a convex curved surface ( The slope of the (spherical) curve is further increased.
Therefore, by adjusting the voltage applied from the voltage application means 22 to the first electrode 18 and the second electrode 20, the focal length of the lens can be varied by changing the curvature of the interface 48 (the lens power can be varied). ).
As in the first embodiment, the optical element 10 constituting the lens can be applied to an imaging optical system of an imaging apparatus such as a digital still camera or a video camera.

光学素子10において、第1の電極18、第2の電極20の間に印加する電圧をV1からV3にわわたって増減させることで界面48の形状が変化しレンズの焦点距離が変化するが、第1の電極18、第2の電極20の間に印加される電圧の変化に拘わらず、レンズは、その中心が常に仮想軸38と合致した状態に保たれており、レンズの中心が仮想軸38からずれて偏心を生じても、レンズの中心が仮想軸38と合致するように自動的に復元される。
すなわち、第1の実施の形態と同様に、光学素子10の各電極部40および各第1の非電極部42が、仮想軸38の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部40は、仮想軸38を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部40の幅が次第に大きくなるように形成され、各第1の非電極部42は、半径方向外方に至るにつれて第1の非電極部42の幅が次第に小さくなるように形成されていることにより、各電極部40に対して同一の電圧を印加しているにも拘わらず、第2の液体16の中心と仮想軸38が合致する位置で第1の液体14と第2の液体16の界面48の形状が安定するため、レンズの偏心が防止される。
また、第1の実施の形態と同様に、第2の液体16は、第2の非電極部44上に位置する部分の外周から各第1の非電極部42の上に沿って4つの腕が第2の非電極部44の半径方向外方に突出しており、そのため、第2の液体16の中心部分(第2の電極部分42の上に位置する部分)の外周はそれら4つの腕の部分に引っ張られた状態となっており、これにより第2の液体16はその中心部分が仮想軸38に合致するように常時付勢され、したがって、第2の液体16の中心部分に作用する前記4つの腕の部分による力は、第2の液体16の中心と仮想軸38が合致する方向に作用する。
この作用により、第2の液体16は、その中心と仮想軸38が合致する位置により確実に復元され、この位置で第1の液体14と第2の液体16の界面48の形状がより一層安定し、レンズの偏心の防止がより効果的に実現される。
したがって、第9の実施の形態においても第1の実施の形態と同様に、光学素子10の光学特性の低下を防止する上で有利となることは無論のこと、従来の光学素子のように偏心に応じて複数の電極部40に印加する電圧をそれぞれ異ならせて印加する制御回路などが不要となるため、光学素子10の簡素化および低コスト化を図る上で有利となり、また、電圧印加手段22は各電極部40に対して同一の電圧を印加すればよいので電圧印加手段22の動作時の低消費電力化を図る上でも有利となる。
In the optical element 10, when the voltage applied between the first electrode 18 and the second electrode 20 is increased or decreased from V1 to V3, the shape of the interface 48 changes and the focal length of the lens changes. Regardless of the change in voltage applied between the first electrode 18 and the second electrode 20, the lens always keeps its center coincident with the virtual axis 38, and the center of the lens is the virtual axis. Even if the lens is deviated from the position 38 and decentered, the center of the lens is automatically restored so as to coincide with the virtual axis 38.
That is, as in the first embodiment, each electrode portion 40 and each first non-electrode portion 42 of the optical element 10 have a width along the circumferential direction of the virtual axis 38, and each electrode portion 40. Is formed such that the width of the electrode portion 40 gradually increases as it goes outward in the radial direction of the circle centered on the virtual axis 38, and each first non-electrode portion 42 has a first width as it goes outward in the radial direction. Since the width of one non-electrode portion 42 is formed so as to be gradually reduced, the center of the second liquid 16 and the virtual position are virtually not affected even though the same voltage is applied to each electrode portion 40. Since the shape of the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is stabilized at the position where the shaft 38 is coincident, decentering of the lens is prevented.
Similarly to the first embodiment, the second liquid 16 includes four arms from the outer periphery of the portion located on the second non-electrode portion 44 along each first non-electrode portion 42. Protrudes radially outward of the second non-electrode portion 44, so that the outer periphery of the central portion of the second liquid 16 (the portion located on the second electrode portion 42) The second liquid 16 is constantly urged so that the central portion thereof coincides with the virtual axis 38, and thus acts on the central portion of the second liquid 16. The forces by the four arm portions act in the direction in which the center of the second liquid 16 and the virtual axis 38 coincide.
By this action, the second liquid 16 is reliably restored by the position where the center and the virtual axis 38 coincide with each other, and the shape of the interface 48 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is more stable at this position. In addition, prevention of lens decentration is more effectively realized.
Accordingly, in the ninth embodiment, as in the first embodiment, it is of course advantageous to prevent the optical characteristics of the optical element 10 from being deteriorated, and is eccentric as in the conventional optical element. Accordingly, a control circuit for applying different voltages to the plurality of electrode portions 40 is not required, which is advantageous in simplifying and reducing the cost of the optical element 10, and voltage applying means. Since it is only necessary to apply the same voltage to each electrode section 40, the power supply 22 is advantageous in reducing the power consumption during the operation of the voltage applying means 22.

なお、第9の実施の形態では、光学素子10の第2の電極20が第1の実施の形態と同様に構成されている場合について説明したが、第2の電極20の構成は、第2乃至第8の実施の形態と同様に構成されていてもよいことは無論である。   In the ninth embodiment, the case where the second electrode 20 of the optical element 10 is configured similarly to the first embodiment has been described. However, the configuration of the second electrode 20 is the second configuration. Of course, it may be configured similarly to the eighth embodiment.

電気毛管現象の原理説明図であり、(A)は電圧印加前の状態を示す図、(B)は電圧印加後の状態を示す図である。It is a principle explanatory view of electrocapillary phenomenon, (A) is a figure showing the state before voltage application, and (B) is a figure showing the state after voltage application. 光学素子10の構成を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an optical element 10. 光学素子10の斜視図である。1 is a perspective view of an optical element 10. FIG. 図2のAA線矢視図である。FIG. 3 is a view taken along line AA in FIG. 2. (A)、(B)、(C)は光学素子10の第1、第2の電極18、20に電圧V1、V2、V3が印加された場合の動作を説明する断面図である。(A), (B), (C) is sectional drawing explaining operation | movement when voltage V1, V2, V3 is applied to the 1st, 2nd electrodes 18 and 20 of the optical element 10. FIG. 図5(A)の平面図である。FIG. 6 is a plan view of FIG. 図5(A)における第2の液体16の形状を模式的に示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view schematically showing the shape of the second liquid 16 in FIG. 図8は図5(B)における第2の液体16の形状を模式的に示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view schematically showing the shape of the second liquid 16 in FIG. 図5(C)の平面図である。FIG. 6 is a plan view of FIG. 光の透過路52の中心が仮想軸38と合致した状態を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a state where the center of a light transmission path 52 is coincident with a virtual axis 38; 光の透過路52の中心が仮想軸38からずれて偏心した状態を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a state where the center of the light transmission path 52 is deviated from the virtual axis 38 and decentered. 図11の斜視図である。FIG. 12 is a perspective view of FIG. 11. 光学素子10を撮像装置の撮影光学系に適用した例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the example which applied the optical element 10 to the imaging optical system of an imaging device. 第2の実施の形態における第2の電極20の平面図である。It is a top view of the 2nd electrode 20 in a 2nd embodiment. 第3の実施の形態における第2の電極20の平面図である。It is a top view of the 2nd electrode 20 in a 3rd embodiment. 第4の実施の形態における第2の電極20の平面図である。It is a top view of the 2nd electrode 20 in a 4th embodiment. 第5の実施の形態における第2の電極20の平面図である。It is a top view of the 2nd electrode 20 in a 5th embodiment. 第6の実施の形態における第2の電極20の平面図である。It is a top view of the 2nd electrode 20 in a 6th embodiment. 第7の実施の形態における第2の電極20の平面図である。It is a top view of the 2nd electrode 20 in a 7th embodiment. 第8の実施の形態における第2の電極20の平面図である。It is a top view of the 2nd electrode 20 in an 8th embodiment. 第9の実施の形態における光学素子10の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the optical element 10 in 9th Embodiment. 図22は図21のAA線矢視図である。22 is a view taken along the line AA in FIG. (A)、(B)、(C)は光学素子10の第1、第2の電極18、20に電圧V1、V2、V3が印加された場合の動作を説明する断面図である。(A), (B), (C) is sectional drawing explaining operation | movement when voltage V1, V2, V3 is applied to the 1st, 2nd electrodes 18 and 20 of the optical element 10. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10……光学素子、12……容器、14……第1の液体、16……第2の液体、18……第1の電極、20……第2の電極、22……電圧印加手段、24……第1の端面壁、26……第2の端面壁、28……側面壁、30……収容室、38……仮想軸、40……電極部、42……第1の非電極部、48……界面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical element, 12 ... Container, 14 ... 1st liquid, 16 ... 2nd liquid, 18 ... 1st electrode, 20 ... 2nd electrode, 22 ... Voltage application means, 24 …… First end face wall, 26 …… Second end face wall, 28 …… Side wall, 30 …… Accommodating chamber, 38 …… Virtual axis, 40 …… Electrode portion, 42 …… First non-electrode Part, 48 ... interface.

Claims (9)

互いに対向する第1、第2の端面壁と、前記第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、
前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第1の液体の透過率は第2の液体の透過率よりも低く形成され、
前記電圧印加手段による電圧印加によりそれら前記第1の液体と第2の液体の界面が変形し、前記第1、第2の端面壁および前記第2の液体部分を通り前記第1、第2の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する光の透過路が形成される光学素子であって、
前記第1の電極は、前記収容室に臨む前記第1の端面壁の内面に形成され、
前記第2の電極は、前記収容室に臨む前記第2の端面壁の内面に形成され、
前記第2の電極は、前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心として放射方向に延在する複数の電極部で構成され、
前記仮想軸の周方向において隣接する前記電極部の間には前記電極部が形成されていない第1の非電極部が形成され、
前記各電極部および前記各第1の非電極部は、前記仮想軸の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、
前記各電極部は、前記仮想軸を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて前記電極部の幅が次第に大きくなるように形成され、
前記各電極部の前記半径方向の外側に位置する部分は、互いに接続され、
前記各第1の非電極部は、前記半径方向外方に至るにつれて前記第1の非電極部の幅が次第に小さくなるように形成されている、
ことを特徴とする光学素子。
A container having first and second end face walls facing each other and a side wall connecting the first and second end face walls, and a sealed storage chamber formed therein;
A polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber;
A second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode,
The transmittance of the first liquid is formed lower than the transmittance of the second liquid,
By applying voltage by the voltage applying means, the interface between the first liquid and the second liquid is deformed, passes through the first and second end face walls and the second liquid portion, and the first and second liquids. An optical element in which a light transmission path extending in the thickness direction of the container, which is a direction in which end walls face each other, is formed,
The first electrode is formed on an inner surface of the first end face wall facing the storage chamber,
The second electrode is formed on the inner surface of the second end wall facing the storage chamber,
The second electrode is composed of a plurality of electrode portions extending in the radial direction around a single virtual axis extending in the thickness direction of the container,
A first non-electrode part in which the electrode part is not formed is formed between the electrode parts adjacent in the circumferential direction of the virtual axis,
The electrode portions and the first non-electrode portions each have a width along the circumferential direction of the virtual axis,
Each electrode part is formed such that the width of the electrode part gradually increases as it goes radially outward of a circle centered on the virtual axis,
The portions located outside the radial direction of the electrode portions are connected to each other,
Each of the first non-electrode portions is formed such that the width of the first non-electrode portion gradually decreases as it goes outward in the radial direction.
An optical element.
互いに対向する第1、第2の端面壁と、前記第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、
前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第1の液体の透過率は第2の液体の透過率よりも低く形成され、
前記電圧印加手段による電圧印加によりそれら前記第1の液体と第2の液体の界面が変形し、前記第1、第2の端面壁および前記第2の液体部分を通り前記第1、第2の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する光の透過路が形成される光学素子であって、
前記第1の電極は、前記収容室に臨む前記第1の端面壁の内面に形成され、
前記第2の電極は、前記収容室に臨む前記第2の端面壁の内面に形成され、
前記第2の電極は、前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心として放射方向に延在する複数の電極部で構成され、
前記仮想軸の周方向において隣接する前記電極部の間には前記電極部が形成されていない第1の非電極部が形成され、
前記各電極部および前記各第1の非電極部は、前記仮想軸の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、
前記各電極部は、前記仮想軸を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて前記電極部の幅が次第に大きくなるように形成され、
前記各電極部の前記半径方向の外側に位置する部分は、互いに接続され、
前記各第1の非電極部は、前記半径方向に沿って均一の幅を有している、
ことを特徴とする光学素子。
A container having first and second end face walls facing each other and a side wall connecting the first and second end face walls, and a sealed storage chamber formed therein;
A polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber;
A second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode,
The transmittance of the first liquid is formed lower than the transmittance of the second liquid,
By applying voltage by the voltage applying means, the interface between the first liquid and the second liquid is deformed, passes through the first and second end face walls and the second liquid portion, and the first and second liquids. An optical element in which a light transmission path extending in the thickness direction of the container, which is a direction in which end walls face each other, is formed,
The first electrode is formed on an inner surface of the first end face wall facing the storage chamber,
The second electrode is formed on the inner surface of the second end wall facing the storage chamber,
The second electrode is composed of a plurality of electrode portions extending in the radial direction around a single virtual axis extending in the thickness direction of the container,
A first non-electrode part in which the electrode part is not formed is formed between the electrode parts adjacent in the circumferential direction of the virtual axis,
The electrode portions and the first non-electrode portions each have a width along the circumferential direction of the virtual axis,
Each electrode part is formed such that the width of the electrode part gradually increases as it goes radially outward of a circle centered on the virtual axis,
The portions located outside the radial direction of the electrode portions are connected to each other,
Each of the first non-electrode portions has a uniform width along the radial direction.
An optical element.
互いに対向する第1、第2の端面壁と、前記第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する透明な第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない透明な第2の液体と、
前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段による電圧印加によりそれら前記第1の液体と第2の液体の界面形状を曲面状に変形させることで、前記第1、第2の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に進行して前記界面を通過する光を屈折させる光学素子であって、
前記第1の電極は、前記収容室に臨む前記第1の端面壁の内面に形成され、
前記第2の電極は、前記収容室に臨む前記第2の端面壁の内面に形成され、
前記第2の電極は、前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心として放射方向に延在する複数の電極部で構成され、
前記仮想軸の周方向において隣接する前記電極部の間には前記電極部が形成されていない第1の非電極部が形成され、
前記各電極部および前記各第1の非電極部は、前記仮想軸の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、
前記各電極部は、前記仮想軸を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて前記電極部の幅が次第に大きくなるように形成され、
前記各電極部の前記半径方向の外側に位置する部分は、互いに接続され、
前記各第1の非電極部は、前記半径方向外方に至るにつれて前記第1の非電極部の幅が次第に小さくなるように形成されている、
ことを特徴とする光学素子。
A container having first and second end face walls facing each other and a side wall connecting the first and second end face walls, and a sealed storage chamber formed therein;
A transparent first liquid having polarity or conductivity enclosed in the storage chamber;
A transparent second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode,
By deforming the interface shape of the first liquid and the second liquid into a curved surface by applying a voltage by the voltage applying means, the first and second end face walls are in a direction facing each other. An optical element that refracts light traveling in the thickness direction and passing through the interface,
The first electrode is formed on an inner surface of the first end face wall facing the storage chamber,
The second electrode is formed on the inner surface of the second end wall facing the storage chamber,
The second electrode is composed of a plurality of electrode portions extending in the radial direction around a single virtual axis extending in the thickness direction of the container,
A first non-electrode part in which the electrode part is not formed is formed between the electrode parts adjacent in the circumferential direction of the virtual axis,
The electrode portions and the first non-electrode portions each have a width along the circumferential direction of the virtual axis,
Each electrode part is formed such that the width of the electrode part gradually increases as it goes radially outward of a circle centered on the virtual axis,
The portions located outside the radial direction of the electrode portions are connected to each other,
Each of the first non-electrode portions is formed such that the width of the first non-electrode portion gradually decreases as it goes outward in the radial direction.
An optical element.
互いに対向する第1、第2の端面壁と、前記第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する透明な第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない透明な第2の液体と、
前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段による電圧印加によりそれら前記第1の液体と第2の液体の界面形状を曲面状に変形させることで、前記第1、第2の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に進行して前記界面を通過する光を屈折させる光学素子であって、
前記第1の電極は、前記収容室に臨む前記第1の端面壁の内面に形成され、
前記第2の電極は、前記収容室に臨む前記第2の端面壁の内面に形成され、
前記第2の電極は、前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心として放射方向に延在する複数の電極部で構成され、
前記仮想軸の周方向において隣接する前記電極部の間には前記電極部が形成されていない第1の非電極部が形成され、
前記各電極部および前記各第1の非電極部は、前記仮想軸の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、
前記各電極部は、前記仮想軸を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて前記電極部の幅が次第に大きくなるように形成され、
前記各電極部の前記半径方向の外側に位置する部分は、互いに接続され、
前記各第1の非電極部は、前記半径方向に沿って均一の幅を有している、
ことを特徴とする光学素子。
A container having first and second end face walls facing each other and a side wall connecting the first and second end face walls, and a sealed storage chamber formed therein;
A transparent first liquid having polarity or conductivity enclosed in the storage chamber;
A transparent second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode,
By deforming the interface shape of the first liquid and the second liquid into a curved surface by applying a voltage by the voltage applying means, the first and second end face walls are in a direction facing each other. An optical element that refracts light traveling in the thickness direction and passing through the interface,
The first electrode is formed on an inner surface of the first end face wall facing the storage chamber,
The second electrode is formed on the inner surface of the second end wall facing the storage chamber,
The second electrode is composed of a plurality of electrode portions extending in the radial direction around a single virtual axis extending in the thickness direction of the container,
A first non-electrode part in which the electrode part is not formed is formed between the electrode parts adjacent in the circumferential direction of the virtual axis,
The electrode portions and the first non-electrode portions each have a width along the circumferential direction of the virtual axis,
Each electrode part is formed such that the width of the electrode part gradually increases as it goes radially outward of a circle centered on the virtual axis,
The portions located outside the radial direction of the electrode portions are connected to each other,
Each of the first non-electrode portions has a uniform width along the radial direction.
An optical element.
前記仮想軸を中心とする略円形の範囲に前記電極部が形成されていない第2の非電極部が設けられ、前記各電極部は前記第2の非電極部の半径方向の外側に設けられている、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光学素子。
A second non-electrode part in which the electrode part is not formed is provided in a substantially circular range centering on the virtual axis, and each electrode part is provided outside the second non-electrode part in the radial direction. ing,
The optical element according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
前記仮想軸を中心とする略円形の範囲に前記電極部が形成されていない第2の非電極部が設けられ、前記各電極部は前記第2の非電極部の半径方向の外側に設けられ、
前記各第1の非電極部は前記第2の非電極部の外周部に接続されている、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光学素子。
A second non-electrode part in which the electrode part is not formed is provided in a substantially circular range centering on the virtual axis, and each electrode part is provided outside the second non-electrode part in the radial direction. ,
Each of the first non-electrode portions is connected to an outer peripheral portion of the second non-electrode portion,
The optical element according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
前記各電極部は同形同大に形成され、前記各第1の非電極部は同形同大に形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光学素子。 Wherein the electrode portions are similar in size and shape, the optical according to any one of the non-electrode portion of the first can claims 1, characterized in that it is similar in size and shape 4 element. 前記各電極部は同形同大に形成され、前記各第1の非電極部は同形同大に形成され、
前記仮想軸を中心とする単一の円周上において前記電極部の幅は前記第1の非電極部の幅よりも常に大きな寸法で形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光学素子。
The electrode portions are formed in the same shape and size, and the first non-electrode portions are formed in the same shape and size.
The width of the electrode portion is always larger than the width of the first non-electrode portion on a single circumference centered on the virtual axis.
The optical element according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
前記各電極部は同形同大で、前記仮想軸を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、
前記各第1の非電極部は同形同大で、前記半径方向外方に至るにつれて幅が次第に小さくなる二等辺三角形状に延在し、
前記第1の非電極部の先端は、前記仮想軸を中心とした単一の仮想円上に位置している、
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光学素子。
Each of the electrode portions has the same shape and the same size, and extends in a fan shape radially outward from the virtual axis.
Each of the first non-electrode portions has the same shape and the same size, and extends in an isosceles triangle shape whose width gradually decreases toward the outer side in the radial direction,
The tip of the first non-electrode part is located on a single virtual circle centered on the virtual axis,
The optical element according to claim 1 or 3, characterized in that.
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