JP2002162507A - Optical element, illuminator and photographing device - Google Patents

Optical element, illuminator and photographing device

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JP2002162507A
JP2002162507A JP2000359997A JP2000359997A JP2002162507A JP 2002162507 A JP2002162507 A JP 2002162507A JP 2000359997 A JP2000359997 A JP 2000359997A JP 2000359997 A JP2000359997 A JP 2000359997A JP 2002162507 A JP2002162507 A JP 2002162507A
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liquid
optical element
interface
shape
electrode
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Ichiro Onuki
一朗 大貫
Goro Noto
悟郎 能登
Eirishi Kawanami
英利子 川浪
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    • G02B26/004Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To constitute an optical system asymmetrical with the optical axis, which can be changed in optical characteristics by electrowetting effect, using two kinds of liquids insoluble in each other. SOLUTION: This optical element has at least the first liquid 121, having electrical conductivity and the second liquid 122 having immiscibility with the first liquid and having a refractive index different from the refractive index of the first liquid, a container constituted to have a first surface 104 orthogonal with the optical axis 123 and a pair of second surfaces 105c and 105d, arranged to face each other to intersect with the front surface and to house the first and second liquids. Adsorption layers have absorptivity for at least one liquid of the first and second liquids are formed on the first surface and the second surface. A boundary 122d of at least the second surfaces of the first liquid and the second liquid intersecting with the adsorption surfaces is formed and the shape of the boundary is changed, according to a change in the impression voltage between a first electrode 125 for energizing the first liquid and a second electrode 103 disposed on the container side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロウェッ
ティング効果(電気毛管現象)を利用した光学素子およ
びこの光学素子を用いた照明装置、撮影装置に関するも
のである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical element utilizing an electrowetting effect (electrocapillary phenomenon), and an illumination device and a photographing apparatus using the optical element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、レンズの入射面形状やレンズ内部
の光学特性を変えてレンズの光学パワーを可変とする可
変焦点レンズが提案されている。これらの中には、入射
面あるいは射出面が円筒状のいわゆるシリンドリカルレ
ンズのような、光学パワーが光軸に対して軸対称でない
レンズの光学パワーを可変とする提案もいくつかなされ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a varifocal lens in which the optical power of a lens is varied by changing the shape of the entrance surface of the lens or the optical characteristics inside the lens. Among these, some proposals have been made to vary the optical power of a lens whose optical power is not axially symmetric with respect to the optical axis, such as a so-called cylindrical lens having a cylindrical entrance surface or exit surface.

【0003】例えば、特公平3−27081号公報に
は、シリコーンゴム等の透明弾性体に矩形開口を有する
板状部材を押付け、該開口から突出するシリコーンゴム
でシリンドリカルレンズを構成した可変焦点レンズが開
示されている。このものでは、該板状部材の押付け量で
シリンドリカルレンズの光学パワーを可変としている。
For example, Japanese Patent Publication No. 3-27081 discloses a varifocal lens in which a plate-like member having a rectangular opening is pressed against a transparent elastic body such as silicone rubber and a cylindrical lens is formed of silicone rubber protruding from the opening. It has been disclosed. In this case, the optical power of the cylindrical lens is made variable by the pressing amount of the plate member.

【0004】また、特開平10−143906号公報に
は、一方向に光学パワーを変化させる液晶可変焦点レン
ズを2組用意してこれらを直交配置し、各レンズの液晶
の配光を独立に制御することで、2方向の光学パワーを
独立に制御可能とした可変焦点レンズが提案されてい
る。
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 10-143906 discloses two sets of liquid crystal variable focus lenses that change optical power in one direction, and arranges these lenses orthogonally to control the light distribution of liquid crystal of each lens independently. By doing so, a varifocal lens capable of independently controlling the optical power in two directions has been proposed.

【0005】一方、エレクトロウェッティング効果(電
気毛管現象)を用いた可変焦点レンズが、国際特許99
/18456号にて開示されている。このものでは、互
いに不溶で異なる屈折率を有する第1の液体と第2の液
体を容器に封止して球面レンズを構成し、片方の液体に
電圧を印加して2液界面の形状を変化させることで、可
変焦点レンズを得ている。
On the other hand, a variable focus lens using the electrowetting effect (electrocapillarity) is disclosed in International Patent No.
No./18456. In this method, a first liquid and a second liquid, which are insoluble and have different refractive indices, are sealed in a container to form a spherical lens, and a voltage is applied to one of the liquids to change the shape of the interface between the two liquids. By doing so, a variable focus lens is obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平3−27081号公報にて開示の可変諸運レンズで
は、板状部材を駆動するためのアクチュエータが必要
で、アクチュエータによる機器の大型化、騒音の発生、
駆動力伝達系のバックラッシによる光学パワーの制御誤
差等の欠点が生ずる。
However, the variable various operation lens disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-27081 requires an actuator for driving the plate-like member. Occurs,
There are drawbacks such as an optical power control error due to backlash of the driving force transmission system.

【0007】また、上記特開平10−143906号公
報にて提案の可変焦点レンズでは、液晶分子による偏光
や分散の発生、透過率が低い等の欠点があり、用途が限
定される。
The variable focus lens proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-143906 has drawbacks such as the occurrence of polarization and dispersion due to liquid crystal molecules and low transmittance, and its use is limited.

【0008】さらに、上記国際特許99/18456号
には、軸対称レンズに関する技術が開示されているのみ
で、非軸対称レンズに関する技術は何ら開示されていな
い。
Further, the above-mentioned International Patent Publication No. 99/18456 only discloses a technique relating to an axisymmetric lens, but does not disclose any technique relating to a non-axisymmetric lens.

【0009】そこで本発明は、互いに不溶な2種類の液
体を用いて光軸非対称の光学系を構成し、さらにエレク
トロウェッティング効果により上記2種類の液体の界面
の形状を変化させて光学特性の変化が得られる光学素子
を提供することを目的としている。
Accordingly, the present invention provides an optical system having an asymmetric optical axis using two types of liquids which are insoluble with each other, and further changes the shape of the interface between the two types of liquids by an electrowetting effect to improve the optical characteristics. It is an object to provide an optical element capable of obtaining a change.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の光学素子は、導電性又は有極性を有する
第1の液体と、この第1の液体と混合することのない第
2の液体と、光軸方向を向いた第1の内面およびこの第
1の内面に交わって互いに対向配置された一対の第2の
内面を少なくとも有して構成され、第1および第2の液
体を収容する容器とを有し、上記第1の内面および第2
の内面に第2の液体に対して吸着性を有する吸着層を形
成して、第1の液体と第2の液体との少なくとも第2の
内面の吸着層に交わる界面を形成させ、第1の液体に通
電するための第1の電極と容器側に設けられた第2の電
極との間への印加電圧の変化に応じて上記界面の形状が
変化するようにしている。
In order to achieve the above object, an optical element according to the present invention comprises a first liquid having conductivity or polarity and a first liquid which is not mixed with the first liquid. A second liquid, a first inner surface facing the optical axis direction, and a pair of second inner surfaces intersecting with the first inner surface and arranged opposite to each other, the first and second liquids And a container for accommodating the first inner surface and the second inner surface.
Forming an adsorbing layer having an adsorbing property on the second liquid on the inner surface of the first liquid and forming an interface between the first liquid and the second liquid intersecting at least the adsorbing layer on the second inner surface; The shape of the interface changes according to the change in the voltage applied between the first electrode for supplying electricity to the liquid and the second electrode provided on the container side.

【0011】これにより、一対の第2の内面の配置方向
(光軸に直交する第1の方向)と、光軸およびこれら第
2の内面の配置方向に直交する方向(光軸および第1の
方向に直交する第2の方向)とで光学パワーに関わる界
面形状が異なる、光軸非対称の光学系を実現することが
可能であり、かつその光学パワーをメカニカルな駆動を
行わずに可変とした光学素子を得ることが可能となる。
Thus, the arrangement direction of the pair of second inner surfaces (the first direction orthogonal to the optical axis) and the direction orthogonal to the optical axis and the arrangement direction of the second inner surfaces (the optical axis and the first direction). (A second direction perpendicular to the direction), it is possible to realize an optical system with an optical axis asymmetrical shape in which the interface shape relating to the optical power is different, and the optical power is made variable without performing mechanical driving. An optical element can be obtained.

【0012】なお、上記発明において、上記吸着層にお
ける第1の内面とは反対側の外縁を略円弧状に形成し、
上記界面を略シリンドリカル面とすることにより、光学
パワーを可変としたシリンドリカルレンズを得ることが
可能である。
In the above invention, the outer edge of the adsorbing layer opposite to the first inner surface is formed in a substantially arc shape,
By making the interface substantially cylindrical, it is possible to obtain a cylindrical lens with variable optical power.

【0013】また、上記第2の電極を、容器の内面のう
ち第2の内面以外の面側に設けることにより、上記第1
の方向に比べて第2の方向に大きく光学パワーを変化さ
せることが可能である。
[0013] Further, by providing the second electrode on the inner surface of the container other than the second inner surface, the first electrode is provided.
It is possible to greatly change the optical power in the second direction as compared with the direction.

【0014】具体的には、例えば、第2の電極を第1の
内面側に設け、第1および第2の電極間への印加電圧の
変化に応じて、第1又は第2の液体の第1の内面に形成
された吸着層上での面積を変化させることにより上記界
面の形状を変化させるようにしたり、第2の電極を第1
および第2の内面に交わる第3の内面側に設け、第1お
よび第2の電極間への印加電圧の変化に応じて上記界面
のうち第3の内面に形成した吸着層に交わる部分を光軸
方向に移動させることにより上記界面の形状を変化させ
るようにすればよい。
Specifically, for example, a second electrode is provided on the first inner surface side, and the first or second liquid is applied to the first or second liquid in accordance with a change in a voltage applied between the first and second electrodes. The shape of the interface can be changed by changing the area on the adsorption layer formed on the inner surface of the first electrode, or the second electrode can be connected to the first electrode.
And a third inner surface that intersects the second inner surface, and a portion of the interface that intersects the adsorbing layer formed on the third inner surface in response to a change in the voltage applied between the first and second electrodes. The shape of the interface may be changed by moving in the axial direction.

【0015】また、上記光学素子と、この光学素子を通
して照射する照明光を発する光源と、第1および第2の
電極間への印加電圧を変化させる給電回路とを設けるこ
とにより、給電回路からの第1および第2の電極間への
印加電圧の変化に応じて照明光の照射範囲が変化する
(特に、第2の方向についての配光角が大きく変化す
る)照明装置を実現することが可能である。
Further, by providing the optical element, a light source that emits illumination light irradiated through the optical element, and a power supply circuit that changes a voltage applied between the first and second electrodes, It is possible to realize an illumination device in which the irradiation range of the illumination light changes in response to a change in the voltage applied between the first and second electrodes (in particular, the light distribution angle in the second direction changes greatly). It is.

【0016】また、この照明装置をズーミングが可能な
撮影光学系を備えた撮影装置に設け、撮影光学系のズー
ミングに応じて給電回路からの第1および第2の電極間
への印加電圧を変化させる制御手段を設けることによ
り、撮影光学系のズーミング(画角変化)に応じて照明
光の照射範囲が最適に変化する、照明効率の高い撮影装
置を実現することが可能である。
Further, the illumination device is provided in a photographing device having a photographing optical system capable of zooming, and a voltage applied between the first and second electrodes from a power supply circuit is changed according to zooming of the photographing optical system. By providing the control means for controlling the imaging device, it is possible to realize an imaging device with high illumination efficiency, in which the irradiation range of the illumination light changes optimally according to zooming (change in angle of view) of the imaging optical system.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1から図4に
は、本発明の第1実施形態である光学素子の構成を示し
ている。まず、図1には、上記光学素子の筐体である容
器の構成を示している。なお、ここでは、光学素子の光
軸123が上下方向(x軸方向)に延びているものとし
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIGS. 1 to 4 show the structure of an optical element according to a first embodiment of the present invention. First, FIG. 1 shows a configuration of a container that is a housing of the optical element. Here, the description will be made on the assumption that the optical axis 123 of the optical element extends in the up-down direction (x-axis direction).

【0018】この図において、101は上記光学素子全
体を示し、102は中央に船底状の凹部102aが形成
された透明アクリル製の透明基板である。この凹部10
2aは、y軸方向にはその深さが徐々に変化し、z軸方
向には一様な深さを有している。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes the entire optical element, and reference numeral 102 denotes a transparent acrylic transparent substrate having a ship-bottom concave portion 102a formed in the center. This recess 10
2a has a depth that changes gradually in the y-axis direction and has a uniform depth in the z-axis direction.

【0019】透明基板102の上面には、所定の表面抵
抗率を有した薄膜状の抵抗体である透明電極103が形
成され、その上面には透明アクリル製の絶縁層104が
密着して設けられている。
A transparent electrode 103, which is a thin-film resistor having a predetermined surface resistivity, is formed on the upper surface of the transparent substrate 102, and a transparent acrylic insulating layer 104 is provided on the upper surface thereof in close contact therewith. ing.

【0020】この絶縁層104は、透明電極103の中
央にレプリカ樹脂を滴下し、ガラス板で押しつけて表面
を平滑にした後、UV照射を行い硬化させて形成する。
The insulating layer 104 is formed by dropping a replica resin at the center of the transparent electrode 103, pressing the replica resin with a glass plate to smooth the surface, and then irradiating with UV to cure.

【0021】絶縁層104の上面には、4つの板状の側
面部材105a〜105dが接着固定されている。な
お、図1においては、後述する撥水膜の構造がわかるよ
うに、側面部材105b,105cは想像線で描き、そ
の背後の絶縁層104の上面が現れるようにしている。
On the upper surface of the insulating layer 104, four plate-like side members 105a to 105d are adhesively fixed. In FIG. 1, the side members 105b and 105c are drawn with imaginary lines so that the upper surface of the insulating layer 104 behind the side members 105b and 105c is exposed so that the structure of the water-repellent film described later can be understood.

【0022】これら側面部材105a〜105dの上面
には、透明アクリル製の上カバー106(図3および図
4参照)が接着固定され、更にその上面には、中央部に
矩形の開口を有した絞り板107(図3および図4参
照)が配置される。
A transparent acrylic upper cover 106 (see FIGS. 3 and 4) is adhered and fixed to the upper surfaces of these side members 105a to 105d, and a diaphragm having a rectangular opening at the center is further formed on the upper surface. A plate 107 (see FIGS. 3 and 4) is arranged.

【0023】以上の構成において、絶縁層104、側面
部材105a〜105dおよび上カバー106で囲まれ
た所定体積の密閉空間、すなわち液室を有した容器が形
成される。そして、液室の内壁面には、以下に示す表面
処理が施される。
In the above configuration, a closed space having a predetermined volume, that is, a container having a liquid chamber, surrounded by the insulating layer 104, the side members 105a to 105d, and the upper cover 106 is formed. The inner wall surface of the liquid chamber is subjected to the following surface treatment.

【0024】まず、絶縁層104の上面(x軸方向を向
いた第1の内面)の中央の矩形範囲内には、後述する第
2の液体を吸着する吸着層が設けられる。具体的には、
フッ素化合物等等の撥水処理剤が塗布され、極薄の撥水
膜111aが形成される。
First, an adsorbing layer for adsorbing a second liquid, which will be described later, is provided in the center rectangular range of the upper surface (first inner surface facing the x-axis direction) of the insulating layer 104. In particular,
A water-repellent agent such as a fluorine compound is applied to form an extremely thin water-repellent film 111a.

【0025】なお、フッ素化合物を用いる代わりに、絶
縁層104の表面にプラズマを照射し、絶縁層の表面特
性を変えても同様の効果が得られる。
The same effect can be obtained by irradiating the surface of the insulating layer 104 with plasma instead of using a fluorine compound to change the surface characteristics of the insulating layer.

【0026】また、側面部材105d,105cの内壁
面(一対の第2の内面)の下部にも同様の撥水処理剤が
塗布され、上側の外縁が略円弧状の撥水膜111b,1
11cが形成される。撥水膜111b,111cの形状
は同一(合同)である。そして、これら3つの撥水領域
以外の液室内面には、親水性の表面処理が施される。
A similar water-repellent agent is also applied to the lower portions of the inner wall surfaces (a pair of second inner surfaces) of the side members 105d, 105c, and the upper outer edge has a substantially arc-shaped water-repellent film 111b, 1b.
11c is formed. The shapes of the water-repellent films 111b and 111c are the same (combined). Then, the surface of the liquid chamber other than these three water-repellent regions is subjected to a hydrophilic surface treatment.

【0027】更に、側面部材105bの一部には孔が開
けられ、ここに棒状電極(第1の電極)125が挿入さ
れる。棒状電極125と孔との隙間は接着剤で封止され
て液室の密閉性が維持される。
Further, a hole is formed in a part of the side member 105b, and a rod-shaped electrode (first electrode) 125 is inserted therein. The gap between the rod-shaped electrode 125 and the hole is sealed with an adhesive to maintain the airtightness of the liquid chamber.

【0028】そして、透明電極103と棒状電極125
とには給電回路126が接続され、スイッチ127の操
作で両電極間に印加する電圧を変化させる(本実施形態
では、スイッチ開で印加電圧が0になり、スイッチ閉で
0より大きい所定の電圧範囲での電圧設定が可能となっ
ている)ことができるようになっている。
Then, the transparent electrode 103 and the rod-like electrode 125
Is connected to the power supply circuit 126, and the voltage applied between both electrodes is changed by operating the switch 127 (in the present embodiment, the applied voltage becomes 0 when the switch is opened, and a predetermined voltage larger than 0 when the switch is closed). It is possible to set the voltage in the range).

【0029】また、上記液室には、以下に示す2種類の
液体が充填される。まず、絶縁層104上の撥水膜11
1aの上には、第2の液体122(図3および図4参
照)が所定量、滴下される。
The liquid chamber is filled with the following two types of liquids. First, the water-repellent film 11 on the insulating layer 104
A predetermined amount of the second liquid 122 (see FIGS. 3 and 4) is dropped on 1a.

【0030】この第2の液体122は無色透明であり、
比重1.06、室温での屈折率1.49のシリコーンオ
イルが用いられる。また、第2の液体は、撥水膜111
a,111b,111cに対する濡れ性(親和性)が高
いため、これら撥水膜に沿う形状で液室内に収まってい
る。
This second liquid 122 is colorless and transparent,
Silicone oil having a specific gravity of 1.06 and a refractive index of 1.49 at room temperature is used. The second liquid is a water-repellent film 111
Because of high wettability (affinity) with respect to a, 111b, and 111c, it is contained in the liquid chamber in a shape along these water-repellent films.

【0031】また、液室内の残りの空間には、第1の液
体121(図3および図4参照)が充填収容される。こ
の第1の液体121は、水とエチルアルコールが所定比
率で混合され、さらに所定量の食塩が加えられた、比重
1.06、室温での屈折率1.38の電解液(導電性又
は有極性を有する液体)である。
The remaining space in the liquid chamber is filled with the first liquid 121 (see FIGS. 3 and 4). The first liquid 121 is an electrolytic solution (conductive or non-conductive) having a specific gravity of 1.06 and a refractive index of 1.38 at room temperature, in which water and ethyl alcohol are mixed at a predetermined ratio and a predetermined amount of salt is added. Polar liquid).

【0032】すなわち、本実施形態では、第1および第
2の液体121,122としては、比重が互いに等し
く、互いに屈折率が異なり、かつ互いに混合しない(不
溶の)液体が選定されている。このため、両液体12
1,122は、後述する形状の界面を形成し、混ざり合
わずにそれぞれが独立して液室内に収まっている。
That is, in the present embodiment, as the first and second liquids 121 and 122, liquids having the same specific gravity, different refractive indices, and immiscible (insoluble) are selected. Therefore, both liquids 12
Reference numerals 1 and 122 form an interface having a shape to be described later, and each is independently contained in the liquid chamber without being mixed.

【0033】次に、第2の液体122の滴下量について
説明する。撥水膜111b,111cの面積をSとし、
両撥水膜111b,111c間の距離をmとしたとき、
両撥水膜111b,111cに挟まれた空間は略円筒の
一部を成し、その体積VS は、VS =S×mとなる。
Next, the drop amount of the second liquid 122 will be described. The area of the water-repellent films 111b and 111c is S,
When the distance between the two water-repellent films 111b and 111c is m,
The space between the water-repellent films 111b and 111c forms a part of a substantially cylinder, and the volume V S is V S = S × m.

【0034】そこで、本実施形態では、絶縁層104の
上面に滴下される第2の液体122の体積をVS とす
る。これにより、前述したように第2の液体122は撥
水膜111a,111b,111cに沿う一方、第1の
液体121は液室内の残りの空間を埋めるので、両液体
121,122間には、後述するようにシリンドリカル
面状の界面が形成される。
Therefore, in this embodiment, the volume of the second liquid 122 dropped on the upper surface of the insulating layer 104 is set to V S. As a result, as described above, the second liquid 122 follows the water-repellent films 111a, 111b, and 111c, while the first liquid 121 fills the remaining space in the liquid chamber. As described later, a cylindrical planar interface is formed.

【0035】図2に、上記第2の液体122の形状を詳
しく示している。第2の液体122は、4つの界面で囲
まれる。界面122aは、絶縁層104の上面に形成さ
れた撥水膜111aに接する面である。また、界面12
2bは、側面部材105dの表面に形成された撥水膜1
11bに接し、同様に、界面122cは、側面部材10
5cの表面に形成された撥水膜111cに接する面であ
る。さらに、界面122dは上記3つの界面に交わり
(すなわち、撥水膜111b,111cに交わり)、か
つ第1の液体121と接する面である。
FIG. 2 shows the shape of the second liquid 122 in detail. The second liquid 122 is surrounded by four interfaces. The interface 122a is a surface in contact with the water-repellent film 111a formed on the upper surface of the insulating layer 104. The interface 12
2b is a water-repellent film 1 formed on the surface of the side member 105d.
11b, and similarly, the interface 122c is
5c is a surface in contact with the water-repellent film 111c formed on the surface of 5c. Further, the interface 122d is a surface that intersects the above three interfaces (that is, intersects the water-repellent films 111b and 111c) and is in contact with the first liquid 121.

【0036】界面122dの面形状は、第2の液体12
2に作用する重力と、界面122dに働く界面張力の釣
り合いで決まる。本実施形態では、第1の液体121と
第2の液体122の密度が等しいため、両液体121,
122には見かけ上重力が作用せず、従って界面122
dはその表面積が最小となる形状、すなわちシリンドリ
カル面となって安定する。
The surface shape of the interface 122d is the second liquid 12
2 and the interfacial tension acting on the interface 122d. In the present embodiment, since the first liquid 121 and the second liquid 122 have the same density, both the liquids 121,
122 does not seem to be affected by gravity.
d is a shape having a minimum surface area, that is, a cylindrical surface and is stable.

【0037】図3および図4には、図1の光学素子10
1を、x軸およびy軸を含む平面(すなわち、界面12
2dとしてのシリンドリカル面の母線方向中央)で切っ
た断面を示している。
FIGS. 3 and 4 show the optical element 10 of FIG.
1 is a plane containing the x and y axes (ie, interface 12
2D shows a cross section taken along the center of the cylindrical surface as 2d in the generatrix direction.

【0038】この図からわかるように、第1の液体12
1と第2の液体122の界面122dは、前述したよう
にシリンドリカル面をなし、その断面は略円弧形状を有
する。となる。
As can be seen from this figure, the first liquid 12
As described above, the interface 122d between the first liquid 122 and the second liquid 122 forms a cylindrical surface, and its cross section has a substantially arc shape. Becomes

【0039】次に、エレクトロウェッティング効果(電
気毛管現象)による界面形状の変化について説明する。
図3はスイッチ127が開状態を示し、給電回路126
から両電極125,103への印加電圧が0の場合を示
している。このとき、界面122dの中央断面の高さは
h1、底面の幅は撥水膜111aの幅と同じW1になっ
ている。
Next, the change of the interface shape due to the electrowetting effect (electrocapillarity) will be described.
FIG. 3 shows the switch 127 in the open state, and the power supply circuit 126
, The voltage applied to both electrodes 125 and 103 is zero. At this time, the height of the center cross section of the interface 122d is h1, and the width of the bottom surface is W1, which is the same as the width of the water-repellent film 111a.

【0040】図4はスイッチ127が閉成され、給電回
路126から両電極125,103に所定電圧が印加さ
れた状態を示している。このとき、透明電極103には
印加電圧に比例した所定量の電荷が蓄積され、第1の液
体121の底面、すなわち透明電極103と対向する部
分には上記電荷と同一量で逆符号の電荷が蓄積される。
この結果、電気毛管現象により、界面122dの中央断
面形状は、図示のように、高さがh2(>h1)、底面
の幅がW2(<W1)に変化する。
FIG. 4 shows a state in which the switch 127 is closed and a predetermined voltage is applied to both the electrodes 125 and 103 from the power supply circuit 126. At this time, a predetermined amount of electric charge proportional to the applied voltage is accumulated in the transparent electrode 103, and the same amount of the above electric charge and the opposite sign of electric charge are stored on the bottom surface of the first liquid 121, that is, in a portion facing the transparent electrode 103. Stored.
As a result, the center cross-sectional shape of the interface 122d changes to a height h2 (> h1) and a bottom width to W2 (<W1) due to the electrocapillary phenomenon as shown in the drawing.

【0041】図5には、光学素子101に印加される電
圧に応じて2液間の界面122dが変形する様子を示し
ている。同図(a)は印加電圧が0の場合であり、図2
に示したように、界面122dは所定曲率のシリンドリ
カル面となっている。
FIG. 5 shows how the interface 122d between the two liquids is deformed according to the voltage applied to the optical element 101. FIG. 2A shows the case where the applied voltage is 0, and FIG.
As shown in (1), the interface 122d is a cylindrical surface having a predetermined curvature.

【0042】図5(b)は、印加電圧が低い場合、例え
ば100Vの場合を示す。電気毛管現象による界面変型
力は、界面122dが絶縁層104に接する部分で発生
する。すなわち、界面122dの両側の辺122e,1
22fが互いに接近するような力が働く。したがって、
第2の液体122は、その底面の幅が減少し、高さが増
加するように変形し、シリンドリカル状の界面122d
は、円周方向の曲率半径が減少する。これにより、y軸
方向(第2の方向)の光学パワー(1/f:fは焦点距
離)が増加する。
FIG. 5B shows a case where the applied voltage is low, for example, 100V. The interface deforming force due to the electrocapillary phenomenon occurs at a portion where the interface 122d is in contact with the insulating layer 104. That is, the sides 122e, 1 on both sides of the interface 122d
A force acts so that the 22f approach each other. Therefore,
The second liquid 122 deforms so that the width of the bottom surface decreases and the height increases, and the second liquid 122 has a cylindrical interface 122d.
Reduces the radius of curvature in the circumferential direction. This increases the optical power (1 / f: f is the focal length) in the y-axis direction (second direction).

【0043】一方、界面122b,122cは撥水膜1
11b,111cの吸着力で拘束されているため、電気
毛管現象による変型作用に抵抗し、元の形状を保とうと
する。この抵抗力は、撥水膜111b,111cと第2
の液体122間の濡れ性に依存するが、本実施形態で
は、濡れ性が比較的弱い撥水膜を用いているため、界面
122b,122cは元の形状から僅かに変形する。
On the other hand, the interfaces 122b and 122c are
Because it is constrained by the adsorption force of 11b and 111c, it resists the deforming action due to the electrocapillary phenomenon and tries to maintain the original shape. This resistance is due to the water repellent films 111b and 111c and the second
Although this embodiment depends on the wettability between the liquids 122, in the present embodiment, since the water-repellent film having a relatively low wettability is used, the interfaces 122b and 122c are slightly deformed from the original shape.

【0044】なお、撥水膜111b,111cとして第
2の液体122に対する濡れ性が非常に大きい撥水材料
を用いれば、界面122b,122cは殆ど変形しない
光学素子を得ることも可能である。
If a water-repellent material having extremely high wettability to the second liquid 122 is used as the water-repellent films 111b and 111c, it is possible to obtain an optical element in which the interfaces 122b and 122c hardly deform.

【0045】つまり、撥水膜111b,111cの性質
を適宜選択することで、電圧印加時の界面122dにお
けるz軸方向(第1の方向)およびy軸方向(第2の方
向)の曲率変化比を所望の値にすることが可能である。
That is, by appropriately selecting the properties of the water-repellent films 111b and 111c, the curvature change ratio in the z-axis direction (first direction) and the y-axis direction (second direction) at the interface 122d when a voltage is applied. Can be set to a desired value.

【0046】図5(c)は印加電圧が高い場合、例えば
200Vの場合を示しており、図5(b)の場合に比べ
てシリンドリカル状の界面122dの変形が更に進展
し、y軸方向の光学パワーがさらに増加する。
FIG. 5C shows a case where the applied voltage is high, for example, 200 V. Compared to the case of FIG. 5B, the deformation of the cylindrical interface 122d further progresses, and The optical power further increases.

【0047】このように、本実施形態によれば、z軸方
向と、光軸方向であるx軸方向およびz軸方向に直交す
るy軸方向とで、光学パワーに関わる界面(シリンドリ
カル面)122dの形状が異なる、光軸非対称の光学系
(シリンドリカルレンズと等価な光学系)を簡単な構成
で得ることができる。しかも、その光学パワー(特に、
y軸方向の光学パワー)をメカニカルな駆動を行わずに
変化させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the interface (cylindrical surface) 122d related to the optical power in the z-axis direction and the y-axis direction orthogonal to the x-axis direction and the z-axis direction which are the optical axis directions. Can be obtained with a simple configuration having an asymmetric optical axis (an optical system equivalent to a cylindrical lens) having a different shape. Moreover, its optical power (especially,
(optical power in the y-axis direction) can be changed without performing mechanical driving.

【0048】(第2実施形態)図6から図8には、第1
実施形態にて説明した光学素子101を撮影装置の照明
装置に応用した実施形態を示している。本実施形態で
は、光学像をCCD等の撮像素子で電気信号に光電変換
し、これを静止画デジタルデータとして記録する、いわ
ゆるデジタルスチルカメラを示している。
(Second Embodiment) FIGS. 6 to 8 show a first embodiment.
An embodiment in which the optical element 101 described in the embodiment is applied to an illumination device of a photographing device is shown. In the present embodiment, a so-called digital still camera is shown, in which an optical image is photoelectrically converted into an electric signal by an image pickup device such as a CCD and this is recorded as digital still image data.

【0049】最近では、ズーム機能を有した撮影光学系
と電子フラッシュ装置(照明装置)を組み込んだカメラ
が一般的になり、撮影光学系のズーム状態に応じてフラ
ッシュ装置の配光角(照射範囲)を可変とするものも製
品化されている。本実施形態では、光学素子101をフ
ラッシュ装置の配光角調整手段として用いている。
Recently, a camera incorporating a photographing optical system having a zoom function and an electronic flash device (illumination device) has become popular, and the light distribution angle (irradiation range) of the flash device depends on the zoom state of the photographing optical system. ) Is also commercialized. In this embodiment, the optical element 101 is used as a light distribution angle adjusting unit of the flash device.

【0050】図6には、上記撮影装置150の全体構成
を示している。この図において、141は複数のレンズ
群からなる撮影レンズ(撮影光学系)であり、不図示の
変倍レンズ群とこれを駆動する変倍アクチュエータ、焦
点調節レンズ群とこれを駆動する焦点調節アクチュエー
タおよび絞り機構を有し、すなわち変倍機能、自動焦点
調節機能および光量調節機能を有する。
FIG. 6 shows the overall configuration of the photographing apparatus 150. In this drawing, reference numeral 141 denotes a photographing lens (photographing optical system) including a plurality of lens groups, which are not shown, a variable-magnification lens group, a variable-magnification actuator for driving the same, a focus-adjusting lens group, and a focus-adjustment actuator for driving the same. And an aperture mechanism, that is, a zoom function, an automatic focus adjustment function, and a light amount adjustment function.

【0051】142は撮像素子であり、CCD等の撮像
センサと、このセンサが出力するアナログ画像信号をA
/D変換し、AGC制御、ホワイトバランス、γ補正、
エッジ強調等の画像処理を施す信号処理回路を含んでい
る。
Reference numeral 142 denotes an image sensor, which captures an image sensor such as a CCD and an analog image signal output from the sensor A
/ D conversion, AGC control, white balance, gamma correction,
A signal processing circuit for performing image processing such as edge enhancement is included.

【0052】143は焦点検出装置であり、三角測量の
原理を用いて被写体までの距離を検出する。なお、この
焦点検出装置143として、位相差検出式の焦点検出動
作を行うもの等を用いてもよい。
A focus detection device 143 detects the distance to the subject using the principle of triangulation. As the focus detection device 143, a device that performs a phase difference detection type focus detection operation or the like may be used.

【0053】144は被写体を照明するためのフラッシ
ュ装置であり、図7に示すように、放電発光管(キセノ
ン管等)144aおよび反射傘144bからなる光源部
と、この光源部の前に配置されたフレネルレンズ144
cおよびこのフレネルレンズ144cの前側に配置され
た上記光学素子101を含む集光光学系と、不図示の発
光制御回路を有して構成されている。そして、このフラ
ッシュ装置からは、所定の配光特性を有した照明光が必
要に応じて被写体側に投射される。
Reference numeral 144 denotes a flash device for illuminating the subject, and as shown in FIG. 7, a light source unit including a discharge arc tube (xenon tube or the like) 144a and a reflector 144b, and a light source unit disposed in front of the light source unit. Fresnel lens 144
and a condensing optical system including the optical element 101 disposed in front of the Fresnel lens 144c and a light emission control circuit (not shown). Then, from this flash device, illumination light having a predetermined light distribution characteristic is projected on the subject side as necessary.

【0054】光学素子101はフラッシュ装置144の
前面側に配置され、上述したようにその光学パワーを変
えることで照明光の配光特性を調節する。すなわち、図
5で説明したように、光学素子101は印加電圧に応じ
て光学パワーが変化するため、この光学素子101をフ
ラッシュ装置144の前面側に配置し、印加電圧を制御
することで、光源部から光学素子101を通過して被写
体側に投射される照明光の配光分布を所望の特性に調節
できる。
The optical element 101 is arranged on the front side of the flash device 144, and adjusts the light distribution characteristics of the illumination light by changing its optical power as described above. That is, as described with reference to FIG. 5, since the optical power of the optical element 101 changes in accordance with the applied voltage, the optical element 101 is arranged on the front side of the flash device 144, and the applied voltage is controlled so that the light source It is possible to adjust the light distribution of illumination light projected from the section through the optical element 101 to the subject side to a desired characteristic.

【0055】そして、撮影レンズ141のズーム状態
(撮影画角)に応じてフラッシュ装置144の配光特性
を最適化することで、後述するように、撮影画角に対し
て十分かつ無駄のない照明配光を得ることができ、照明
効率の高いフラッシュ装置144を実現することができ
る。
By optimizing the light distribution characteristics of the flash device 144 in accordance with the zoom state (shooting angle of view) of the shooting lens 141, as described later, sufficient and efficient lighting for the shooting angle of view is achieved. Light distribution can be obtained, and a flash device 144 with high illumination efficiency can be realized.

【0056】なお、第1実施形態でも説明したように、
光学素子101の2つの電極103,125には給電回
路126から電圧が印加される。
As described in the first embodiment,
A voltage is applied to the two electrodes 103 and 125 of the optical element 101 from the power supply circuit 126.

【0057】145はCPU130の内部のメモリ領域
に設けられたルックアップテーブルであり、給電回路1
26の出力電圧を決定するためのデータが記憶されてい
る。すなわち、光学素子101への印加電圧に対する光
学パワーの値をメモリに記憶しておき、フラッシュ撮影
時に撮影レンズ141の撮影画角に適切な配光特性を得
るための印加電圧を読み出し、この電圧を光学素子10
1に印加することで照明光の配光特性を最適化する。
Reference numeral 145 denotes a look-up table provided in a memory area inside the CPU 130.
The data for determining the output voltage of 26 is stored. That is, the value of the optical power with respect to the voltage applied to the optical element 101 is stored in a memory, and the applied voltage for obtaining a light distribution characteristic appropriate for the shooting angle of view of the shooting lens 141 during flash shooting is read out. Optical element 10
The light distribution characteristic of the illumination light is optimized by applying the value of “1”.

【0058】151は液晶ディスプレイ等の表示器で、
撮像素子142を通じて取得した被写体画像や、カメラ
の撮影条件に関する諸データを表示する。
Reference numeral 151 denotes a display such as a liquid crystal display.
A subject image obtained through the image sensor 142 and various data relating to the shooting conditions of the camera are displayed.

【0059】152はCPU130をスリープ状態から
プログラム実行状態に起動するメインスイッチである。
153はズームスイッチで、撮影者のズームスイッチ操
作に応じて撮影レンズ141内の変倍アクチュエータを
駆動し、変倍動作を実行する。
A main switch 152 activates the CPU 130 from the sleep state to the program execution state.
A zoom switch 153 drives a variable power actuator in the taking lens 141 in response to a zoom switch operation of a photographer, and executes a variable power operation.

【0060】154は上記スイッチ以外の操作スイッチ
群で、撮影準備スイッチ、撮影開始スイッチ、シャッタ
ー秒時や絞り値を設定する撮影条件設定スイッチ等で構
成されている。
Reference numeral 154 denotes an operation switch group other than the above switches, which includes a photographing preparation switch, a photographing start switch, a photographing condition setting switch for setting a shutter time and an aperture value, and the like.

【0061】155は外部メモリであり、撮影された画
像信号を記録する。具体的には、着脱可能なPCカード
型のフラッシュメモリ等が好適である。
Reference numeral 155 denotes an external memory for recording a captured image signal. Specifically, a removable PC card type flash memory or the like is preferable.

【0062】図7には、光学素子101の配光角調節作
用を示している。FTは撮影レンズ141が望遠状態で
の撮影範囲を、FWは撮影レンズ141が広角状態での
撮影範囲をそれぞれ示している。ここで、フラッシュ装
置144が投射する照明光を有効利用するためには、そ
の照射範囲は上記撮影範囲の全体をカバーし、かつでき
る限り狭いものが望ましい。
FIG. 7 shows the operation of adjusting the light distribution angle of the optical element 101. FT indicates an imaging range when the imaging lens 141 is in a telephoto state, and FW indicates an imaging range when the imaging lens 141 is in a wide-angle state. Here, in order to effectively use the illumination light projected by the flash device 144, it is desirable that the irradiation range covers the entire photographing range and is as narrow as possible.

【0063】従って、本実施形態では、撮影レンズ14
1のズーム状態に応じて光学素子101の光学パワーを
変化させ、照射角を最適化している。
Therefore, in this embodiment, the photographing lens 14
The optical power of the optical element 101 is changed according to the zoom state of No. 1 to optimize the irradiation angle.

【0064】LTは撮影レンズ141が望遠状態での照
明範囲を、LWは撮影レンズ141が広角状態での照明
範囲を示している。
LT indicates an illumination range when the photographing lens 141 is in a telephoto state, and LW indicates an illumination range when the photographing lens 141 is in a wide-angle state.

【0065】ここで、光学素子101にシリンドリカル
レンズを用いる理由は以下のとおりである。本実施形態
のような光学素子では、光学パワーの変化幅を大きくし
たい場合には、電圧印加時の界面122dの高さh2が
高くなるため、光学素子全体の厚みも増す。一方、フラ
ッシュ装置144の光源である放電発光管144aは点
光源ではなく線状ないし管状光源であるため、左右方向
の発光部寸法が大きい。従って、このような光源に対し
ては、左右方向の配光角を制御するのが困難なため、上
下方向のみの配光角制御で構わない。
The reason why a cylindrical lens is used for the optical element 101 is as follows. In the optical element according to the present embodiment, when it is desired to increase the change width of the optical power, the height h2 of the interface 122d at the time of applying a voltage is increased, so that the thickness of the entire optical element is also increased. On the other hand, since the discharge arc tube 144a, which is the light source of the flash device 144, is not a point light source but a linear or tubular light source, the size of the light emitting portion in the left-right direction is large. Therefore, for such a light source, it is difficult to control the light distribution angle in the left-right direction, so that the light distribution angle control only in the vertical direction may be used.

【0066】そこで、フラッシュ装置144の前側に配
置される光学素子101にシリンドリカルレンズを用
い、シリンドリカル面の母線方向(z軸方向)の光学パ
ワーは殆ど変化させず、これと直交する方向(y軸方
向)の光学パワーを大きく変えることで、電圧印加時の
界面高さの上昇を抑え、光学素子の薄型化を図ってい
る。
Therefore, a cylindrical lens is used for the optical element 101 disposed on the front side of the flash device 144, and the optical power in the generatrix direction (z-axis direction) of the cylindrical surface hardly changes, and the optical power in the direction orthogonal to this (y-axis direction) is changed. The optical power in the direction (1) is largely changed to suppress an increase in the interface height when a voltage is applied, thereby reducing the thickness of the optical element.

【0067】図8には、図6に示した撮影装置150が
備えたCPU130の動作フローを示している。以下、
図6および図8を用いて撮影装置150の制御について
説明する。
FIG. 8 shows an operation flow of the CPU 130 provided in the photographing apparatus 150 shown in FIG. Less than,
The control of the photographing device 150 will be described with reference to FIGS.

【0068】まずステップS101において、メインス
イッチ152がオン操作されたかどうかを判別し、オン
操作されていない時は、そのまま各種スイッチの操作を
待つ待機モードに留まる。ステップS101においてメ
インスイッチ152がオン操作されたと判定すると、待
機モードを解除し、次のステップS102以降へと進
む。
First, in step S101, it is determined whether or not the main switch 152 has been turned on. If the main switch 152 has not been turned on, the apparatus remains in the standby mode for waiting for the operation of various switches. If it is determined in step S101 that the main switch 152 has been turned on, the standby mode is released, and the process proceeds to the next step S102 and subsequent steps.

【0069】ステップS102では、撮影者による撮影
条件の設定を受け付ける。例えば、露出制御モードの設
定(シャッター優先AE、プログラムAE等)や画質モ
ード(記録画素数の大小、画像圧縮率の大小等)、スト
ロボモード(強制発光、発光禁止等)等の設定を受け付
ける。
In step S102, the photographer sets the photographing conditions. For example, settings such as an exposure control mode setting (shutter priority AE, program AE, etc.), an image quality mode (large or small number of recording pixels, a large or small image compression ratio, etc.), a strobe mode (forcible light emission, light emission inhibition, etc.) are accepted.

【0070】次に、ステップS103では、撮影者によ
ってズームスイッチ153が操作されたか否かを判別す
る。オン操作されていない場合はステップS104に進
む。ズームスイッチ153が操作された場合は、ステッ
プS121に移行する。
Next, in step S103, it is determined whether or not the zoom switch 153 has been operated by the photographer. If the on operation has not been performed, the process proceeds to step S104. If the zoom switch 153 has been operated, the process moves to step S121.

【0071】ステップS121では、ズームスイッチ1
53の操作量(操作方向やオン時間等)を検出する。ス
テップS122では、その操作量に基づいて撮影レンズ
141の焦点距離制御の目標値を演算する。ステップS
123では、撮影レンズ141の変倍アクチュエータを
駆動し、撮影レンズの焦点距離をステップS122で演
算した値に制御する。
In step S121, the zoom switch 1
The amount of operation (operation direction, ON time, etc.) of 53 is detected. In step S122, a target value of the focal length control of the photographing lens 141 is calculated based on the operation amount. Step S
In step 123, the variable magnification actuator of the photographing lens 141 is driven to control the focal length of the photographing lens to the value calculated in step S122.

【0072】ステップS124では、CPU130内の
ルックアップテーブル145より、上記焦点距離制御の
目標値に対応する、光学素子101への印加電圧を読み
出す。
In step S124, the voltage applied to the optical element 101 corresponding to the target value of the focal length control is read from the look-up table 145 in the CPU 130.

【0073】そして、ステップS125では、読み出し
た印加電圧にて給電回路126の出力電圧を制御し、光
学素子101への給電を開始する。これにより、光学素
子101の光学パワーが印加電圧に応じた状態に制御さ
れる。その後、ステップS103に戻る。
Then, in step S125, the output voltage of the power supply circuit 126 is controlled by the read applied voltage, and power supply to the optical element 101 is started. Thus, the optical power of the optical element 101 is controlled to a state according to the applied voltage. Then, the process returns to step S103.

【0074】こうして、ズームスイッチ153の操作が
継続中は、その操作量に応じて撮影レンズ141の変倍
制御と光学素子101の光学パワー制御が繰り返し実行
され、ズームスイッチ153のオン操作が終了した時点
でステップS104へと移行する。
Thus, while the operation of the zoom switch 153 is continued, the variable power control of the photographing lens 141 and the optical power control of the optical element 101 are repeatedly executed according to the operation amount, and the ON operation of the zoom switch 153 is completed. At this point, the process proceeds to step S104.

【0075】ステップS104では、撮影者によって操
作スイッチ群154のうち、撮影準備スイッチ(図7の
フローチャートではSW1と表記)のオン操作が行われ
たか否かを判別する。オン操作されていない場合はステ
ップS103に戻り、撮影条件設定の受付けや、ズーム
スイッチ153の操作の判別を繰り返す。ステップS1
04で撮影準備スイッチがオン操作されたと判定する
と、ステップS111へ移行する。
In step S104, it is determined whether or not the photographer has turned on a photographing preparation switch (denoted by SW1 in the flowchart of FIG. 7) in the operation switch group 154. If the ON operation has not been performed, the process returns to step S103, and the reception of the shooting condition setting and the determination of the operation of the zoom switch 153 are repeated. Step S1
If it is determined that the shooting preparation switch has been turned on in 04, the process proceeds to step S111.

【0076】ステップS111では、撮像素子142を
駆動して、プレビュー画像を取得する。プレビュー画像
とは、最終記録画像の撮影条件を適切に設定するため、
および撮影者に撮影構図を把握させるために撮影前に取
得する画像のことである。
In step S111, the image sensor 142 is driven to acquire a preview image. The preview image is used to properly set the shooting conditions for the final recorded image.
And an image acquired before shooting in order for the photographer to grasp the shooting composition.

【0077】ステップS112では、ステップS111
で取得したプレビュー画像の受光レベルを認識する。具
体的には、撮像素子142が出力する画像信号におい
て、最高、最低及び平均の出力信号レベルを演算し、撮
像素子142に入射する光量を認識する。また、光量認
識結果に応じてフラッシュ装置を用いるか否かの判別も
行なう。
In step S112, step S111
Recognize the light receiving level of the preview image acquired in step (1). Specifically, the maximum, minimum, and average output signal levels of the image signal output from the image sensor 142 are calculated, and the amount of light incident on the image sensor 142 is recognized. Also, it is determined whether or not to use the flash device according to the result of the light amount recognition.

【0078】ステップS113では、ステップS112
で認識した受光量に基づいて、撮影レンズ141内に設
けられた絞り機構を駆動し、その開口径を調整する。
In step S113, step S112
Based on the amount of received light recognized in step (1), a diaphragm mechanism provided in the photographing lens 141 is driven to adjust the aperture diameter.

【0079】ステップS114では、ステップS111
で取得したプレビュー画像を表示器151に表示する。
続いて、ステップS115では、焦点検出装置143を
用いて被写体距離を検出する。
In step S114, step S111
Is displayed on the display 151.
Subsequently, in step S115, the subject distance is detected using the focus detection device 143.

【0080】続いて、ステップS116では、撮影レン
ズ141内の焦点調節アクチュエータを駆動し、合焦動
作を行なう。その後、ステップS117に進み、撮影ス
イッチ(フロー図7では、SW2と表記)のオン操作が
なされたか否かを判別する。オン操作されていない時は
ステップS111に戻り、プレビュー画像の取得からフ
ォーカス駆動までのステップを繰り返し実行する。
Subsequently, in step S116, the focus adjustment actuator in the photographing lens 141 is driven to perform a focusing operation. Thereafter, the process proceeds to step S117, in which it is determined whether or not the photographing switch (in FIG. 7, denoted as SW2) has been turned on. When the ON operation has not been performed, the process returns to step S111, and steps from acquisition of the preview image to focus driving are repeatedly executed.

【0081】以上のように、撮影準備動作を繰り返し実
行している最中に、撮影者が撮影スイッチをオン操作す
ると、ステップS117からステップS131にジャン
プする。
As described above, if the photographer turns on the photographing switch while the photographing preparation operation is being repeatedly executed, the process jumps from step S117 to step S131.

【0082】ステップS131では撮影を開始する。す
なわち撮像素子142が有する撮像センサの電荷蓄積動
作を開始する。ステップS132では、フラッシュ装置
144の発光制御を行なう。
In step S131, photographing is started. That is, the charge accumulation operation of the image sensor included in the image sensor 142 is started. In step S132, light emission control of the flash device 144 is performed.

【0083】そして、ステップS133では、所定の露
出時間が経過した後に、撮像素子142の電荷蓄積動作
を停止する。ステップS134では、ステップS133
で蓄積された電荷を電荷転送ラインを介して読み出し、
読み出しされたアナログ信号を信号処理回路に入力させ
る。ステップS135では、信号処理回路において、入
力したアナログ画像信号をA/D変換し、AGC制御、
ホワイトバランス、γ補正、エッジ強調等の画像処理を
行い、さらに必要に応じてCPU130内に記憶された
画像圧縮プログラムでJPEG圧縮等を施す。
Then, in step S133, after a predetermined exposure time has elapsed, the charge accumulation operation of the image sensor 142 is stopped. In step S134, step S133
Read out the charge accumulated at
The read analog signal is input to the signal processing circuit. In step S135, the signal processing circuit performs A / D conversion on the input analog image signal and performs AGC control.
Image processing such as white balance, gamma correction, and edge enhancement is performed, and, if necessary, JPEG compression or the like is performed by an image compression program stored in the CPU 130.

【0084】次に、ステップS136では、上記ステッ
プS135で得られた画像信号をメモリ155に記録す
る。ステップS137では、まずステップS114で表
示されたプレビュー画像を消去し、ステップS135で
得られた画像信号を表示器151に改めて表示する。
Next, in step S136, the image signal obtained in step S135 is recorded in the memory 155. In step S137, first, the preview image displayed in step S114 is deleted, and the image signal obtained in step S135 is displayed again on the display 151.

【0085】続いて、ステップS138では、給電回路
126からの給電出力を停止し、ステップS139にて
一連の撮影動作が終了する。
Subsequently, in step S138, the power supply output from the power supply circuit 126 is stopped, and in step S139, a series of photographing operations ends.

【0086】このように、本実施形態では、撮影レンズ
141のズーム状態に応じて光学素子101の界面12
2dの形状を変化させ、フラッシュ装置144からの照
明光の配光分布を最適化するため、各ズーム状態での露
出不足を防止できることはもとより、照明光の無駄を防
止して光利用効率の高い照明を行うことができる。
As described above, in this embodiment, the interface 12 of the optical element 101 is changed according to the zoom state of the taking lens 141.
Since the shape of 2d is changed and the light distribution of the illumination light from the flash device 144 is optimized, insufficient exposure in each zoom state can be prevented. Lighting can be performed.

【0087】また、光学素子101は、前述したように
光学パワーの変化率が大きいにもかかわらず薄型である
ので、フラッシュ装置144の薄型化、ひいては撮影装
置全体のコンパクト化に有効である。
Further, since the optical element 101 is thin despite the large change rate of the optical power as described above, it is effective for reducing the thickness of the flash device 144 and, further, for reducing the size of the entire photographing apparatus.

【0088】さらに、第1実施形態でも説明したよう
に、光学素子101の光学パワー制御にはメカニカルな
駆動手段が不要なので、カメラのよりコンパクト化およ
び低コスト化が可能である。
Further, as described in the first embodiment, no mechanical driving means is required for controlling the optical power of the optical element 101, so that the camera can be made more compact and cost-effective.

【0089】なお、本実施形態では、光学素子101を
含むフラッシュ装置144をデジタルスチルカメラに用
いた場合について説明したが、同様の照明装置は、ビデ
オカメラ用ライトやオートフォーカス用投光装置等、他
の照明装置としても用いることができる。
In this embodiment, the case where the flash device 144 including the optical element 101 is used for a digital still camera has been described. However, similar lighting devices include a video camera light and an autofocus light projecting device. It can also be used as another lighting device.

【0090】(第3実施形態)図9から図12には、本
発明の第3実施形態である光学素子の構成を示してい
る。なお、ここでは、光学素子の光軸223が上下方向
(x軸方向)に延びているものとして説明する。
(Third Embodiment) FIGS. 9 to 12 show the structure of an optical element according to a third embodiment of the present invention. Here, the description will be made on the assumption that the optical axis 223 of the optical element extends in the up-down direction (x-axis direction).

【0091】図9は本実施形態の光学素子の筐体である
容器の構成を示している。この図において、201は光
学素子全体を示し、202は透明アクリル製の下カバー
である。この下カバー202の上面には、4つの板状の
側面部材205a〜205dが接着固定されている。な
お、後述する撥水処理膜の構造がわかるように、側面部
材205b,205cは省略されている。
FIG. 9 shows the structure of a container which is a housing of the optical element of this embodiment. In this drawing, reference numeral 201 denotes the entire optical element, and reference numeral 202 denotes a transparent acrylic lower cover. On the upper surface of the lower cover 202, four plate-like side members 205a to 205d are adhesively fixed. Note that the side members 205b and 205c are omitted so that the structure of the water-repellent treatment film described later can be understood.

【0092】側面部材205aの手前側の面には、平面
状の電極203aおよび絶縁層204aが形成されてい
る。図11および図12に示す側面部材205bは、側
面部材205aと対称形状である。そして、これら4つ
の側面部材205a〜205dの上面には、透明アクリ
ル製の上カバー206(図11および図12参照)が接
着固定され、更にその上面には、中央部に矩形の開口を
有した絞り板207(図11および図12参照)が配置
される。
On the front surface of the side member 205a, a flat electrode 203a and an insulating layer 204a are formed. The side member 205b shown in FIGS. 11 and 12 has a symmetric shape with the side member 205a. A transparent acrylic upper cover 206 (see FIGS. 11 and 12) is bonded and fixed to the upper surfaces of these four side members 205a to 205d, and further has a rectangular opening in the center on the upper surface. An aperture plate 207 (see FIGS. 11 and 12) is arranged.

【0093】以上の構成において、下カバー202、側
面部材205a〜205dおよび上カバー206で囲ま
れた所定体積の密閉空間、すなわち液室を有した容器が
形成される。そして、この液室の壁面には、以下に示す
表面処理が施される。
In the above configuration, a closed space having a predetermined volume surrounded by the lower cover 202, the side members 205a to 205d, and the upper cover 206, that is, a container having a liquid chamber is formed. Then, the wall surface of the liquid chamber is subjected to the following surface treatment.

【0094】まず、下カバー202の上面(第1の内
面)の中央の矩形範囲内には、後述する第2の液体を吸
着する吸着層が設けられる。具体的には、第1実施形態
と同様に、フッ素化合物等等の撥水処理剤が塗布され、
極薄の撥水膜211aが形成される。なお、フッ素化合
物を用いる代わりに、下カバー202の上面に形成した
絶縁層の上表面にプラズマを照射し、この絶縁層の表面
特性を変えても同様の効果が得られる。
First, an adsorbing layer for adsorbing a second liquid, which will be described later, is provided in a central rectangular range on the upper surface (first inner surface) of the lower cover 202. Specifically, similarly to the first embodiment, a water-repellent treatment agent such as a fluorine compound is applied,
An extremely thin water-repellent film 211a is formed. The same effect can be obtained by irradiating the upper surface of the insulating layer formed on the upper surface of the lower cover 202 with plasma instead of using the fluorine compound to change the surface characteristics of the insulating layer.

【0095】また、側面部材205a,205bの内壁
面(第3の内面)の下部にも同様の撥水処理剤が塗布さ
れ、矩形の撥水膜211d,211e(図11および図
12参照)が形成される。撥水膜211d,211eは
互いに同一形状である。
A similar water-repellent agent is also applied to the lower portions of the inner wall surfaces (third inner surfaces) of the side members 205a and 205b to form rectangular water-repellent films 211d and 211e (see FIGS. 11 and 12). It is formed. The water-repellent films 211d and 211e have the same shape.

【0096】さらに、側面部材205c,205dの内
壁面(第2の内面)の下部にも同様の撥水処理剤が塗布
され、上側の外縁が略円弧形状である撥水膜211b,
211cが形成される。これら撥水膜211b,211
cも同一形状である。そしてこれら5つの撥水領域以外
の液室内面には、親水性の表面処理が施される。
Further, the same water-repellent treatment agent is applied to the lower portion of the inner wall surface (second inner surface) of the side members 205c and 205d, and the upper edge of the water-repellent film 211b is substantially arc-shaped.
211c is formed. These water repellent films 211b, 211
c has the same shape. The surface of the liquid chamber other than these five water-repellent regions is subjected to a hydrophilic surface treatment.

【0097】また、側面部材205bの一部には孔が開
けられ、ここに棒状電極225が挿入される。そして、
棒状電極225と孔との隙間は接着剤で封止され、液室
の密閉性が維持される。
Further, a hole is formed in a part of the side surface member 205b, and the rod-shaped electrode 225 is inserted therein. And
The gap between the rod-shaped electrode 225 and the hole is sealed with an adhesive, so that the airtightness of the liquid chamber is maintained.

【0098】電極203a,203bと棒状電極125
とには給電回路226が接続され、スイッチ227の操
作で両電極間への印加電圧を変化させる(本実施形態で
は、スイッチ開で印加電圧が0になり、スイッチ閉で0
より大きい所定の電圧範囲での電圧設定が可能となって
いる)ことができるようになっている。
The electrodes 203a and 203b and the rod-like electrode 125
Is connected to the power supply circuit 226, and the applied voltage between both electrodes is changed by operating the switch 227 (in the present embodiment, the applied voltage becomes 0 when the switch is opened and becomes 0 when the switch is closed).
It is possible to set a voltage in a larger predetermined voltage range).

【0099】以上のように構成された液室には、第1実
施形態と同様の2種類の液体が充填収容される。まず、
下カバー202上の撥水膜211aの上には、シリコー
ンオイルからなる第2の液体222(図11および図1
2参照)が所定量だけ滴下される。この第2の液体22
2は、撥水膜211a〜211eに対する濡れ性(親和
性)が高いため、これら撥水膜に沿う形状で液室内に収
まる。
In the liquid chamber configured as described above, two kinds of liquids similar to those in the first embodiment are filled and stored. First,
On the water-repellent film 211a on the lower cover 202, a second liquid 222 made of silicone oil (see FIGS. 11 and 1)
2) is dropped by a predetermined amount. This second liquid 22
2 has high wettability (affinity) with respect to the water-repellent films 211a to 211e, and therefore fits in the liquid chamber in a shape along these water-repellent films.

【0100】一方、液室内の残りの空間には、電解液か
らなる第1の液体221(図11および図12)が充填
される。両液体は所定形状の界面を形成し、混ざり合わ
ずにそれぞれが独立して液室内に収まっている。
On the other hand, the remaining space in the liquid chamber is filled with a first liquid 221 (FIGS. 11 and 12) composed of an electrolytic solution. Both liquids form an interface of a predetermined shape, and each is independently contained in the liquid chamber without being mixed.

【0101】第2の液体222の滴下量は、第1実施形
態と同様に、撥水膜211b,211cに挟まれた空間
の体積と同一にする。これにより、第2の液体222は
撥水膜211a〜211eに沿う一方、第1の液体22
1は液室内の残りの空間を埋めるので、両液体221,
222間には、後述するようにシリンドリカル形状の界
面が形成される。
The drop amount of the second liquid 222 is made the same as the volume of the space between the water-repellent films 211b and 211c, as in the first embodiment. As a result, the second liquid 222 follows the water-repellent films 211a to 211e while the first liquid 22
1 fills the remaining space in the liquid chamber,
Between 222, a cylindrical interface is formed as described later.

【0102】図10には、第2の液体222の形状を詳
しく示している。第2の液体222は5つの界面で囲ま
れる。界面222aは、下カバー202の上面に形成さ
れた撥水膜211aに接する面である。また、界面22
2b,222cは、側面部材205d,205cの表面
に形成された撥水膜211b,211cに接し、同様に
界面222d,222eは、側面部材205a,205
bの表面に形成された撥水膜211d,211eに接す
る。
FIG. 10 shows the shape of the second liquid 222 in detail. The second liquid 222 is surrounded by five interfaces. The interface 222a is a surface in contact with the water-repellent film 211a formed on the upper surface of the lower cover 202. The interface 22
2b and 222c are in contact with the water-repellent films 211b and 211c formed on the surfaces of the side members 205d and 205c, and similarly, the interfaces 222d and 222e are in contact with the side members 205a and 205c.
b comes into contact with the water-repellent films 211d and 211e formed on the surface.

【0103】一方、界面222fは上記4つの界面20
5b〜205eに交わり(すなわち、撥水膜211b,
211c,211d,211eに交わり)、かつ第1の
液体211と接する面であり、その面形状は第2の液体
222に作用する重力と界面222fに働く界面張力の
釣り合いで決まる。本実施形態では、第1の液体221
と第2の液体222の密度が等しいため、両液体22
1,22には見かけ上重力が作用せず、界面222fは
その表面積が最小となる形状、すなわちシリンドリカル
面となって安定する。
On the other hand, the interface 222f is the same as the four interfaces 20f.
5b to 205e (that is, the water-repellent film 211b,
211c, 211d, 211e) and the surface in contact with the first liquid 211, and the surface shape is determined by the balance between the gravity acting on the second liquid 222 and the interfacial tension acting on the interface 222f. In the present embodiment, the first liquid 221
And the second liquid 222 have the same density.
Apparently, gravity does not act on 1 and 22, and the interface 222f becomes a shape having a minimum surface area, that is, a cylindrical surface, and is stabilized.

【0104】図11には、図9に示した光学素子201
を、x軸およびy軸を含む平面(すなわち、シリンドリ
カル面である界面222fの母線方向中央)で切った断
面を示している。
FIG. 11 shows the optical element 201 shown in FIG.
Is a cross section taken along a plane including the x-axis and the y-axis (that is, the center in the generatrix direction of the interface 222f that is a cylindrical surface).

【0105】この図から分かるように、第1の液体21
1および第2の液体222の界面222fは、前述した
ようにシリンドリカル面をなし、その断面は略円弧形状
となっいる。そして、平面状の電極203a,203b
を有する側面部材205a,205bの内面側の傾斜角
を適宜設定することで、界面222fの初期形状を自在
に決定できる点が、第1実施形態のものと異なる。
As can be seen from this figure, the first liquid 21
The interface 222f between the first and second liquids 222 forms a cylindrical surface as described above, and has a substantially arc-shaped cross section. Then, the planar electrodes 203a and 203b
The point that the initial shape of the interface 222f can be freely determined by appropriately setting the inclination angle on the inner surface side of the side members 205a and 205b having the following configuration is different from that of the first embodiment.

【0106】次に、エレクトロウェッティング効果(電
気毛管現象)による界面形状の変化について説明する。
図11はスイッチ227が開状態を示し、給電回路22
6から棒状電極225と電極203a,203b間への
印加電圧が0の場合を示している。このとき、界面22
2fの中央断面の高さはt1になっている。
Next, the change of the interface shape due to the electrowetting effect (electrocapillary phenomenon) will be described.
FIG. 11 shows a state in which the switch 227 is open,
6 shows a case where the voltage applied between the rod-shaped electrode 225 and the electrodes 203a and 203b is 0. At this time, the interface 22
The height of the central section of 2f is t1.

【0107】また、図12はスイッチ227が閉成さ
れ、給電回路226により所定電圧が棒状電極225と
電極203a,203bに印加された状態を示してい
る。このとき、電極203a,203bには印加電圧に
比例した所定量の電荷が蓄積され、第1の液体221の
側面、すなわち電極203a,203bと対向する部分
には上記電荷と同一量で逆符号の電荷が蓄積される。こ
の結果、電気毛管現象により、界面222fの中央断面
形状は図示のように高さがt2(>t1)に変化する。
FIG. 12 shows a state where the switch 227 is closed and a predetermined voltage is applied to the rod-shaped electrode 225 and the electrodes 203a and 203b by the power supply circuit 226. At this time, a predetermined amount of electric charge proportional to the applied voltage is accumulated in the electrodes 203a and 203b, and the side of the first liquid 221, that is, the portion facing the electrodes 203a and 203b has the same amount as the above electric charge and the opposite sign. Charge is accumulated. As a result, the height of the central cross-sectional shape of the interface 222f changes to t2 (> t1) as shown in the figure due to the electrocapillary phenomenon.

【0108】図13には、光学素子201に印加される
電圧に応じて2液間の界面222fが変形する様子を示
している。同図(a)は印加電圧が0の場合であり、図
10で示したように界面222fは所定曲率のシリンド
リカル面となっている。
FIG. 13 shows how the interface 222f between the two liquids is deformed according to the voltage applied to the optical element 201. FIG. 10A shows the case where the applied voltage is 0, and the interface 222f is a cylindrical surface having a predetermined curvature as shown in FIG.

【0109】また、図13(b)は印加電圧が低い場
合、例えば100Vの場合を示している。電気毛管現象
による界面変型力は、界面222d,222eが絶縁層
203a,203bに接する部分で発生する。すなわ
ち、界面222d,222eの上側の辺が共に下カバー
202に接近するような力が働く。したがって、第2の
液体222は、その両側の側面の高さが減少し、中央の
高さが増加するように変形し、シリンドリカル状の界面
122dの円周方向の曲率半径が減少し、これにより、
光学パワーは増加する。
FIG. 13B shows a case where the applied voltage is low, for example, 100 V. The interface deforming force due to the electrocapillary phenomenon is generated at a portion where the interfaces 222d and 222e are in contact with the insulating layers 203a and 203b. That is, a force acts such that both the upper sides of the interfaces 222d and 222e approach the lower cover 202. Therefore, the second liquid 222 is deformed such that the height of the side surfaces on both sides thereof is reduced and the height of the center is increased, and the radius of curvature in the circumferential direction of the cylindrical interface 122d is reduced. ,
Optical power increases.

【0110】一方、界面222b,222cは撥水膜2
11b,211cによる吸着力で拘束されているため、
電気毛管現象による変型作用に抵抗し、元の形状を保と
うとする。この抵抗力は、撥水膜211b,211cと
第2の液体222間の濡れ性に依存するが、本実施形態
では、濡れ性が比較的弱い撥水膜を用いているため、界
面222b,222cは元の形状から僅かに変型する。
On the other hand, the interfaces 222b and 222c are
11b and 211c are restrained by the attraction force,
It resists the deformation effect of the electrocapillary phenomenon and tries to maintain its original shape. Although this resistance depends on the wettability between the water-repellent films 211b and 211c and the second liquid 222, in the present embodiment, since the water-repellent film having relatively low wettability is used, the interfaces 222b and 222c are used. Slightly deforms from its original shape.

【0111】なお、撥水膜211b,211cの第2の
液体222に対する濡れ性が非常に大きい撥水材料を用
いれば、界面222b,222cが殆ど変型しない光学
素子を得ることも可能である。
If a water-repellent material having very high wettability of the water-repellent films 211b and 211c to the second liquid 222 is used, it is possible to obtain an optical element in which the interfaces 222b and 222c are hardly deformed.

【0112】すなわち、撥水膜211b,211cの性
質を適切に選択することで、電圧印加時の界面222f
におけるz軸方向(第1の方向)およびy軸方向(第2
の方向)の曲率変化比を所望の値にすることが可能であ
る。
That is, by appropriately selecting the properties of the water-repellent films 211b and 211c, the interface 222f when a voltage is applied can be obtained.
In the z-axis direction (first direction) and the y-axis direction (second direction).
Direction) can be set to a desired value.

【0113】図13(c)は印加電圧が高い場合、例え
ば200Vの場合を示しており、シリンドリカル状の界
面222fの変形が図13(b)の場合に比べて更に進
展する。
FIG. 13C shows the case where the applied voltage is high, for example, 200 V, and the deformation of the cylindrical interface 222f further progresses as compared with the case of FIG. 13B.

【0114】本実施形態によれば、第1実施形態と同様
の効果を得られるとともに、界面222fの初期形状を
所望の形状に設定でき、光学設計の自由度が増したり、
光学素子の一層の薄型化を図ることができる。
According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the initial shape of the interface 222f can be set to a desired shape, so that the degree of freedom in optical design is increased.
The thickness of the optical element can be further reduced.

【0115】また、本実施形態の光学素子201も、第
1実施形態のものと同様に、第2実施形態に示したよう
な撮影装置等の照明装置に用いることが可能である。
Further, the optical element 201 of the present embodiment can be used for a lighting device such as a photographing device as shown in the second embodiment, as in the first embodiment.

【0116】なお、上記第1および第2の実施形態で
は、容器の底面に相当する第1の内面を平面で構成した
場合について説明したが、これをシリンドリカル面のよ
うな曲面で形成してもよい。
In the first and second embodiments, the case has been described where the first inner surface corresponding to the bottom surface of the container is formed of a flat surface. However, the first inner surface may be formed of a curved surface such as a cylindrical surface. Good.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一対の第2の内面の配置方向(光軸に直交する第1の方
向)と、光軸およびこれら第2の内面の配置方向に直交
する方向(光軸および第1の方向に直交する第2の方
向)とで光学パワーに関わる界面形状が異なる、光軸非
対称の光学系を実現することができる。しかも、その光
学パワーをメカニカルな駆動を行わずに変化させること
が可能な光学素子を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
An arrangement direction of the pair of second inner surfaces (a first direction orthogonal to the optical axis) and an optical axis and a direction orthogonal to the arrangement direction of the second inner surfaces (a second direction orthogonal to the optical axis and the first direction). ), The interface shape related to the optical power is different, and an optical system asymmetric with respect to the optical axis can be realized. In addition, it is possible to obtain an optical element capable of changing its optical power without performing mechanical driving.

【0118】なお、上記発明において、上記第2の内面
の吸着層における第1の内面とは反対側の外縁を略円弧
状に形成し、上記界面を略シリンドリカル面とすること
により、光学パワーを可変としたシリンドリカルレンズ
と等価な光学系を得ることが可能である。
In the above invention, the outer edge of the second inner surface of the adsorbing layer opposite to the first inner surface is formed in a substantially circular arc shape, and the interface is formed as a substantially cylindrical surface. It is possible to obtain an optical system equivalent to a variable cylindrical lens.

【0119】また、上記第2の電極を、容器の内面のう
ち第2の内面以外の面側に設けることにより、上記第1
の方向に比べて第2の方向に大きく光学パワーを変化さ
せることができる。
Further, by providing the second electrode on the inner surface of the container other than the second inner surface, the first electrode is provided.
The optical power can be largely changed in the second direction as compared with the direction.

【0120】また、上記光学素子と、この光学素子を通
して照射する照明光を発する光源と、第1および第2の
電極間への印加電圧を変化させる給電回路とを設けるこ
とにより、給電回路からの第1および第2の電極間への
印加電圧の変化に応じて照明光の照射範囲が変化する
(特に、第2の方向についての配光角が大きく変化す
る)照明装置を実現することができる。
Further, by providing the optical element, a light source that emits illumination light radiated through the optical element, and a power supply circuit that changes a voltage applied between the first and second electrodes, An illumination device in which the irradiation range of the illumination light changes in response to a change in the voltage applied between the first and second electrodes (in particular, the light distribution angle in the second direction greatly changes) can be realized. .

【0121】さらに、この照明装置をズーミングが可能
な撮影光学系を備えた撮影装置に設け、撮影光学系のズ
ーミングに応じて給電回路からの第1および第2の電極
間への印加電圧を変化させる制御手段を設けることによ
り、撮影光学系のズーミング(画角変化)に応じて照明
光の照射範囲が最適に変化する、照明効率の高い撮影装
置を実現することができる。
Further, this illumination device is provided in a photographing device having a photographing optical system capable of zooming, and the voltage applied between the first and second electrodes from the power supply circuit is changed according to the zooming of the photographing optical system. By providing the control means for performing the control, it is possible to realize an imaging device with high illumination efficiency in which the irradiation range of the illumination light changes optimally in accordance with zooming (change in the angle of view) of the imaging optical system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態である光学素子に用いら
れる容器の構成を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a container used for an optical element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1実施形態の光学素子を構成する第2の
液体の形状を示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing the shape of a second liquid constituting the optical element of the first embodiment.

【図3】上記第1実施形態の光学素子(電圧未印加状
態)の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical element of the first embodiment (with no voltage applied).

【図4】上記第1実施形態の光学素子(電圧印加状態)
の断面図。
FIG. 4 is an optical element (voltage applied state) of the first embodiment.
FIG.

【図5】上記第1実施形態の光学素子における第2の液
体の形状変化を示す斜視図。
FIG. 5 is a perspective view showing a shape change of a second liquid in the optical element of the first embodiment.

【図6】本発明の第2実施形態である撮影装置およびフ
ラッシュ装置の構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a photographing device and a flash device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】上記第2実施形態の撮影装置の撮影画角とフラ
ッシュ装置の配光分布との関係を示す概念図。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the relationship between the shooting angle of view of the shooting device of the second embodiment and the light distribution of a flash device.

【図8】上記第2実施形態の撮影装置の動作を示すフロ
ーチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the imaging device according to the second embodiment.

【図9】本発明の第3実施形態である光学素子に用いら
れる容器の構成を示す斜視図。
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a container used for an optical element according to a third embodiment of the present invention.

【図10】上記第3実施形態の光学素子を構成する第2
の液体の形状を示す斜視図。
FIG. 10 shows a second example of the optical element according to the third embodiment.
FIG.

【図11】上記第3実施形態の光学素子(電圧未印加状
態)の断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the optical element according to the third embodiment (with no voltage applied).

【図12】上記第3実施形態の光学素子(電圧印加状
態)の断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the optical element (voltage applied state) according to the third embodiment.

【図13】上記第3実施形態の光学素子における第2の
液体の形状変化を示す斜視図。
FIG. 13 is a perspective view showing a shape change of a second liquid in the optical element according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201・・・光学素子 102・・・透明基板 103・・・透明電極 104・・・絶縁層 105a,105b,105c,105d,205a,
205b,205c,205d・・・側面部材 111a,111b,111c,211a,211b,
211c,211d,211e・・・撥水膜 121,221・・・第1の液体 122,222・・・第2の液体 122d,222f・・・(2液の)界面 123,223・・・光軸 125,225・・・棒状電極 126,226・・・給電手段 101,201・・・光学素子 102・・・透明基板 202・・・下カバー 203a,203b・・・電極 150・・・撮影装置 141・・・撮影レンズ 144・・・フラッシュ装置
101, 201: Optical element 102: Transparent substrate 103: Transparent electrode 104: Insulating layer 105a, 105b, 105c, 105d, 205a,
205b, 205c, 205d ... side surface members 111a, 111b, 111c, 211a, 211b,
211c, 211d, 211e ... water-repellent film 121, 221 ... first liquid 122, 222 ... second liquid 122d, 222f ... (two liquid) interface 123, 223 ... light Axis 125, 225: Rod-like electrode 126, 226: Power supply means 101, 201: Optical element 102: Transparent substrate 202: Lower cover 203a, 203b: Electrode 150: Photographing device 141: photographing lens 144: flash device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川浪 英利子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H044 DA02 DB00 DC01 DC10  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Eriko Kawanami 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 2H044 DA02 DB00 DC01 DC10

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性又は有極性を有する第1の液体
と、 この第1の液体と混合することのない第2の液体と、 光軸方向を向いた第1の内面およびこの第1の内面に交
わって互いに対向配置された一対の第2の内面を少なく
とも有して構成され、前記第1および第2の液体を収容
する容器とを有し、 前記第1の内面および前記第2の内面に、前記第2の液
体に対して吸着性を有する吸着層を形成して、前記第1
の液体と前記第2の液体との少なくとも前記第2の内面
の吸着層に交わる界面を形成させ、 前記第1の液体に通電するための第1の電極と前記容器
側に設けられた第2の電極との間への印加電圧の変化に
応じて前記界面の形状が変化することを特徴とする光学
素子。
1. A first liquid having conductivity or polarity, a second liquid that does not mix with the first liquid, a first inner surface facing the optical axis direction, and the first liquid A container configured to include at least a pair of second inner surfaces intersecting with the inner surface and disposed to face each other, and having a container for storing the first and second liquids, wherein the first inner surface and the second Forming an adsorbing layer having an adsorbing property on the second liquid on an inner surface thereof;
Forming an interface between the first liquid and the second liquid at least intersecting with the adsorption layer on the second inner surface, and a first electrode for supplying electricity to the first liquid and a second electrode provided on the container side. An optical element, wherein the shape of the interface changes according to a change in a voltage applied to the electrodes.
【請求項2】 前記第2の内面の吸着層における前記第
1の面とは反対側の外縁を略円弧状に形成し、前記界面
を略シリンドリカル面としたことを特徴とする請求項1
に記載の光学素子。
2. The method according to claim 1, wherein an outer edge of the second inner surface of the attraction layer opposite to the first surface is formed in a substantially arc shape, and the interface is formed as a substantially cylindrical surface.
An optical element according to item 1.
【請求項3】 前記第2の電極を、前記容器の内面のう
ち前記第2の内面以外の面側に設けたことを特徴とする
請求項1又は2に記載の光学素子。
3. The optical element according to claim 1, wherein the second electrode is provided on a surface other than the second inner surface of the inner surface of the container.
【請求項4】 前記第2の電極を、前記容器の内面のう
ち前記第1の内面側に設け、 前記第1および第2の電極間への印加電圧の変化に応じ
て、前記一方の液体の前記第1の内面に形成された吸着
層上での面積が変化することにより、前記界面の形状が
変化することを特徴とする請求項3に記載の光学素子。
4. The liquid supply device according to claim 1, wherein the second electrode is provided on the first inner surface side of the inner surface of the container, and the one liquid is changed according to a change in a voltage applied between the first and second electrodes. 4. The optical element according to claim 3, wherein the shape of the interface changes by changing the area on the adsorption layer formed on the first inner surface. 5.
【請求項5】 前記第2の電極を、前記容器の内面のう
ち前記第1および前記第2の内面に交わる第3の内面側
に設け、 前記第1および第2の電極間への印加電圧の変化に応じ
て、前記界面のうち前記第3の内面に形成した吸着層に
交わる部分が光軸方向に移動することにより、前記界面
の形状が変化することを特徴とする請求項3に記載の光
学素子。
5. The method according to claim 1, wherein the second electrode is provided on a third inner surface of the inner surface of the container that intersects the first and second inner surfaces, and a voltage applied between the first and second electrodes is provided. 4. The shape of the interface changes according to a change in the shape of the interface, by moving a portion of the interface that intersects the adsorption layer formed on the third inner surface in the optical axis direction. Optical element.
【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載の光学
素子と、この光学素子を通して照射する照明光を発する
光源と、前記第1および第2の電極間への印加電圧を変
化させる給電回路とを有し、 この給電回路からの前記第1および第2の電極間への印
加電圧を変化させて照明光の照射範囲を変化させること
を特徴とする照明装置。
6. An optical element according to claim 1, a light source that emits illumination light irradiated through the optical element, and a power supply that changes a voltage applied between the first and second electrodes. A lighting circuit, wherein a voltage applied from the power supply circuit to the first and second electrodes is changed to change an irradiation range of illumination light.
【請求項7】 前記光源が、前記第2の内面の対向配置
方向に延びる管状に形成されていることを特徴とする請
求項6に記載の照明装置。
7. The lighting device according to claim 6, wherein the light source is formed in a tubular shape extending in a direction in which the second inner surface is opposed to the light source.
【請求項8】 請求項6又は7に記載の照明装置を備え
たことを特徴とする撮影装置。
8. A photographing apparatus comprising the lighting device according to claim 6.
【請求項9】 ズーミングが可能な撮影光学系を有し、 この撮影光学系のズーミングに応じて前記給電回路から
の前記第1および第2の電極間への印加電圧を変化させ
る制御手段を有することを特徴とする請求項8に記載の
撮影装置。
9. An imaging optical system capable of zooming, and control means for changing a voltage applied between the first and second electrodes from the power supply circuit according to zooming of the imaging optical system. The photographing apparatus according to claim 8, wherein:
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