JP2002169005A - Optical element, optical device and photographing device - Google Patents

Optical element, optical device and photographing device

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JP2002169005A
JP2002169005A JP2000366177A JP2000366177A JP2002169005A JP 2002169005 A JP2002169005 A JP 2002169005A JP 2000366177 A JP2000366177 A JP 2000366177A JP 2000366177 A JP2000366177 A JP 2000366177A JP 2002169005 A JP2002169005 A JP 2002169005A
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Eirishi Kawanami
Goro Noto
Ichiro Onuki
一朗 大貫
英利子 川浪
悟郎 能登
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Canon Inc
キヤノン株式会社
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    • G02B26/00Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating
    • G02B26/004Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the thickness of an optical element which uses the effect of electro-wetting. SOLUTION: In the optical element, a first liquid 221 having conductivity or polarity and a second liquid 222 which does not mix with the first liquid are housed in a container 240, 250, and the interface 224 between the first liquid and the second liquid changes its form to change the optical characteristics of the element according to the changes in the voltage applied between a first electrode 251 in contact with the first liquid and a second electrode 243 disposed in the container side. In this element, the inner face of the container which faces in the direction of the optical axis and which is the counter interface face in contact with the surface of the second liquid opposite to the above interface is formed such that the center part 302 is made nearer to the above interface than the peripheral part 241.

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有する光学装置に関する。 The present invention relates to relates to an optical apparatus having an optical element and the optical element using the electro-wetting effect (electro-capillary phenomenon).

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、レンズを機械的に移動させることなく可変焦点化にするために種々の提案がなされている。 Conventionally, various proposals have been made to the variable focusing without moving the lens mechanically.

【0003】例えば、特開平11−133210号公報では、透明液体を密閉容器に封止し、容器が備えている第1電極と導電性弾性板との間に電位差を与えるようにした光学素子が提案されている。 [0003] For example, Japanese Laid-11-133210, JP-sealed transparent liquid in a sealed container, the optical element so as to provide a potential difference between the first electrode and the conductive elastic plate the container is equipped with Proposed.

【0004】この光学素子では、第1電極と導電性弾性板との間に電位差を与えることにより、クーロン力による吸引力を発生させて両者の間隔を狭め、両者の間隔から排斥された透明液体の体積をもって、透明弾性板の中央部分を透明液体に背向して凸形に変形させ、凸状に変形した透明弾性板と透明板と両者の間を満たしている透明液体とで凸レンズを形成させる。 [0004] In this optical element, by applying a potential difference between the first electrode and the conductive elastic plate, narrowing the spacing therebetween by generating a suction force due to the Coulomb force, transparent liquid which is expelled from both the interval with the volume, forming a convex lens with a transparent central portion of the elastic plate and facing away from the transparent liquid is deformed into a convex shape, the transparent liquid meets between the transparent elastic plate and a transparent plate with both deformed convexly make. そして、この上記電位差を変化させることによって凸レンズのパワーを変化させることで、可変焦点の光学素子を構成している。 Then, by changing the power of the convex lens by changing the above voltage difference constitute an optical element of variable focus.

【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 On the other hand, variable-focus lens using electrowetting effect (electrocapillarity) has, International Patent 99
/18456号にて開示されている。 It is disclosed in JP / 18456. この可変焦点レンズでは、電気エネルギを直接、密閉容器に封止された第1の透明液体と第2の透明液体との界面が形成するレンズの形状変化に用いることができるため、レンズを機械的に移動させること無く可変焦点にすることができる。 In this variable-focus lens, it is possible to use the electrical energy directly, the shape change of the first transparent liquid and lens interface between the second transparent liquid is formed that is sealed in a closed container, mechanical lens can be without varifocal be moved.
その動作原理について本願図7〜図13を用いて説明する。 It will be described with reference to the present FIG. 7 to FIG. 13 for their operating principle.

【0006】図7および図8には、上記光学素子の構成を示す断面図である。 [0006] Figures 7 and 8 are sectional views showing the structure of the optical element. なお、ここでは、光軸123が上下方向に延びているものとして説明する。 Here, it is assumed that the optical axis 123 extends in the vertical direction.

【0007】この図において、101は光学素子の全体を示している。 [0007] In this figure, 101 indicates the entire optical element. 102は中央に凹部を設けた透明アクリル製の透明基板である。 102 is a transparent acrylic transparent substrate provided with recesses in the center. この透明基板102の上面には、所定の表面抵抗率を有した、薄膜上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る。 The upper surface of the transparent substrate 102, having a predetermined surface resistivity, is a transparent electrode 103 is a resistor on the thin film is formed, an insulating layer 104 made of transparent acrylic is provided in close contact on the upper surface thereof. なお、この透明電極103には、後述するように複数の接続部が設けられているが、図7および図8では示していない。 Note that the transparent electrode 103, a plurality of connecting portions are provided as described later, not shown in FIGS.

【0008】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。 [0008] The insulating layer 104 is dropped replica resin in the center of the transparent electrode 103, after smoothing the surface pressing with a glass plate, is formed to be cured with UV radiation. 絶縁層104の上面には、遮光性を有した円筒型の容器本体105が接着固定され、その上面には透明アクリル製の上カバー106が接着固定される。 On the upper surface of the insulating layer 104, a cylindrical container body 105 having a light shielding property is bonded and fixed, the upper cover 106 made of transparent acrylic is adhesively fixed on the upper surface thereof.

【0009】さらに、上カバー106の上面には、中央部に直径D3の開口を有した絞り板107が配置される。 Furthermore, on the upper surface of the upper cover 106, the aperture plate 107 having an opening with a diameter D3 at the center portion is arranged.

【0010】以上の構成において、絶縁層104、容器本体105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筐体たる容器が形成される。 [0010] In the above configuration, the insulating layer 104, sealed space of predetermined volume enclosed by the container body 105 and the upper cover 106, that is, housing serving container having a liquid chamber is formed. そして、液室の壁面には、以下に示す表面処理が施されている。 Then, on the wall surface of the liquid chamber, it is applied the following surface treatment.

【0011】まず、絶縁層104の中央上面には、直径D1の範囲内に撥水処理剤が塗布され、撥水膜111が形成されている。 [0011] First, the center upper surface of the insulating layer 104, water-repellent treatment agent is applied in the range of diameter D1, a water repellent film 111 is formed. 撥水処理剤としては、フッ素化合物等が好適である。 The water repellent, a fluorine compound and the like.

【0012】また、絶縁層104の上面の直径D1より外側の範囲には、親水処理剤が塗布され、親水膜112 [0012] The scope of the outside than the diameter D1 of the upper surface of the insulating layer 104, hydrophilic treatment agent is applied, the hydrophilic film 112
が形成されている。 There has been formed. 親水剤としては、界面活性剤、親水性ポリマー等が好適である。 The hydrophilic agents, surfactants, hydrophilic polymers and the like.

【0013】一方、上カバー106の下面には、直径D Meanwhile, on the lower surface of the upper cover 106, the diameter D
2の範囲内に親水処理が施され、親水膜112と同様の性質を有した親水膜113が形成されている。 Within 2 ranges hydrophilic treatment is applied, the hydrophilic film 113 is formed having the same properties as the hydrophilic film 112.

【0014】そしてこれまでに説明したすべての構成部材は、光軸123に対して回転対称形状をしている。 [0014] and all of the components described so far, has a rotationally symmetrical shape with respect to the optical axis 123.

【0015】容器本体105の一部には孔が開けられており、ここに棒状電極125が挿入される。 [0015] Some of the container body 105 has been opened hole, wherein the rod-shaped electrode 125 is inserted into. 棒状電極1 Bar electrode 1
25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ている。 The gap between the 25 and the hole is sealed with an adhesive, sealing of the liquid chamber is maintained.

【0016】そして、透明電極103の各接続部(不図示)と棒状電極125には給電回路126が接続され、 [0016] Then, each connecting portion (not shown) and a rod-shaped electrode 125 of the transparent electrode 103 feed circuit 126 is connected,
スイッチ127の操作で両電極間に所定の電圧が印加可能になっている。 A predetermined voltage is enabled applied between the electrodes in operation of the switch 127.

【0017】以上の構成の容器内の液室には、以下に示す2種類の液体が充填収容される。 [0017] The liquid chamber in the vessel having the above structure, the two liquids described below are filled accommodated. まず、絶縁層104 First, an insulating layer 104
上の撥水膜111の上には、第2の液体122が所定量だけ滴下される。 On the upper water-repellent film 111, the second liquid 122 is dropped by a predetermined amount. 第2の液体122は無色透明で、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。 The second liquid 122 is colorless and transparent, specific gravity 1.06, the silicone oil having a refractive index of 1.49 at room temperature are used.

【0018】また、液室内の残りの空間には、第1の液体121が充填される。 Further, the remaining space in the liquid chamber, the first liquid 121 is filled. 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、更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 The first liquid 121 is water and ethyl alcohol are mixed in a predetermined ratio, further predetermined amount of salt is added, the specific gravity 1.06, refractive index at room temperature 1.38
の電解液である。 Which is the electrolyte.

【0019】すなわち、第1および第2の液体121, [0019] That is, the first and second liquids 121,
122は、比重が等しく、屈折率が異なり、かつ互いに混ざることのない(不溶な)液体が選定される。 122 has a specific gravity equal, different refractive index, and (insoluble) have never being mixed with each other liquids are selected. そして、両液体121,122は界面124を形成し、混ざり合わずにそれぞれが独立して存在する。 Then, the liquids 121 and 122 form an interface 124, respectively without immiscible exists independently.

【0020】次に、界面124の形状について説明する。 Next, a description will be given shape of the interface 124. まず、図7に示すように、第1の液体121と透明電極103間に電圧が印加されていない場合、界面12 First, as shown in FIG. 7, when the voltage between the first liquid 121 and the transparent electrode 103 is not applied, the interface 12
4の形状は、両液体121,122間の界面張力、第1 4 shape, interfacial tension between the liquids 121 and 122, first
の液体121と絶縁層104上の撥水膜111あるいは親水膜112との界面張力、第2の液体122と絶縁層104上の撥水膜111あるいは親水膜112との界面張力および第2の液体122の体積で決まる。 Interfacial tension, interfacial tension and the second liquid with the second liquid 122 and the water-repellent film 111 or the hydrophilic film 112 on the insulating layer 104 of the liquid 121 and the water-repellent film 111 or the hydrophilic film 112 on the insulating layer 104 determined at 122 volume.

【0021】本光学素子101では、第2の液体122 [0021] In this optical element 101, the second liquid 122
の材料であるシリコーンオイルと、撥水膜111との界面張力が相対的に小さくなるように材料選定されている。 And the silicone oil is a material, the interfacial tension is a material selected to be relatively small and the water-repellent film 111. すなわち、両材料間の濡れ性が高いため、第2の液体122が形成するレンズ状液滴の外縁は広がる性向を持ち、外縁が撥水膜111の塗布領域に一致したところで安定する。 That is, due to high wettability between the two materials, having an outer edge extends propensity lenticular drops the second liquid 122 is formed, the outer edge is stabilized at matching the application area of ​​the water-repellent film 111. つまり、第2の液体122が形成するレンズ底面の直径A1は、撥水膜111の直径D1に等しい。 That is, the diameter A1 of the lens bottom surface second liquid 122 is formed is equal to the diameter D1 of the water-repellent film 111.

【0022】さらに、両液体121,122の比重は上述したように互いに等しいため、これら両液体121, Furthermore, the specific gravity of the liquids 121 and 122 for equal each other as described above, these two liquids 121,
122には見かけ上重力は作用しない。 Apparently gravity to 122 does not act. このため、界面124は球面になり、その曲率半径および高さh1は第2の液体122の体積により決まる。 Thus, the interface 124 becomes spherical, a radius of curvature and height h1 is determined by the volume of the second liquid 122. また、第1の液体121の光軸上の厚さはt1になる。 The thickness on the optical axis of the first liquid 121 becomes t1.

【0023】一方、スイッチ127が閉成され、第1の液体121と透明電極103間に電圧が印加されると、 On the other hand, the switch 127 is closed, when a voltage is applied between the first liquid 121 and the transparent electrode 103,
エレクトロウェッティング効果によって第1の液体12 The first liquid by electrowetting effect 12
1と親水膜112との界面張力が減少し、第1の液体1 1 and interfacial tension between the hydrophilic film 112 is reduced, the first liquid 1
21が親水膜112と撥水膜111の境界を乗り越えて撥水膜111上に入り込む。 21 enters on the water-repellent film 111 over the boundary of the hydrophilic film 112 and the water-repellent film 111.

【0024】この結果、図8に示すように、第2の液体122が作るレンズの底面の直径はA1からA2に減少し、高さはh1からh2に増加する。 [0024] Consequently, as shown in FIG. 8, the diameter of the bottom surface of the lens in which the second liquid 122 is made to decrease from A1 to A2, the height increases from h1 h2. また、第1の液体121の光軸上の厚さはt2になる。 The thickness on the optical axis of the first liquid 121 becomes t2.

【0025】このように第1の液体121への電圧印加によって、2種類の液体の界面張力の釣り合いが変化し、両液体121,122間の界面124の形状が変わる。 [0025] by applying a voltage of the thus into the first liquid 121, two balance of interfacial tension and the change in the liquid, will change the shape of the interface 124 between the two liquids 121 and 122. このため、給電回路126の電圧制御によって界面124の形状を自在に変えることができる光学素子が実現できる。 Therefore, an optical element capable of changing the shape of the interface 124 freely by the voltage control of the power supply circuit 126 can be realized.

【0026】また、第1および第2の液体121,12 Further, first and second liquid 121,12
2が異なる屈折率を有しているため、光学レンズとしてのパワーが付与されることになり、光学素子101は界面124の形状変化によって焦点距離が可変であるレンズとなる。 Because 2 has a different refractive index, will be the power of the optical lens is applied, the optical element 101 is a lens focal length is variable depending on the shape change of the interface 124.

【0027】さらに、図7に比べて図8の界面124の方が曲率半径が短くなるので、図8に示した状態の光学素子101の方が図7の状態に比べて光学素子101の焦点距離が短くなる。 Furthermore, since the direction of the interface 124 of FIG. 8 is the radius of curvature is shorter than in FIG. 7, the focus of the optical element 101 as compared to the state of FIG. 7 towards the optical element 101 in the state shown in FIG. 8 the distance is shorter.

【0028】なお、このエレクトロウェッティングによる2液界面の変形原理は、国際特許99/18456号に開示されており、界面124は、同特許の図2に記載された2液界面のポジションAおよびBに相当する。 It should be noted, deformation principle of two-liquid interface due to the electrowetting is disclosed in International Patent 99/18456, the interface 124, 2-liquid interface position A and as described in Figure 2 of that patent corresponding to the B.

【0029】図9には、給電回路126の出力電圧と光学素子101の変形との関係を示している。 [0029] FIG. 9 shows the relationship between the deformation of the output voltage and the optical element 101 of the power supply circuit 126.

【0030】同図(a)において、時刻t0に光学素子101に対して電圧値V0の電圧を印加すると、時定数t11で光学素子101の界面124の変形が始まる(図9(b)参照)。 [0030] In FIG. (A), when a voltage of the voltage value V0 with respect to the optical element 101 at time t0, when the deformation of the interface 124 of the optical element 101 at constant t11 ​​begins (see FIG. 9 (b)) . このまま電圧印加を続けていても、界面124が所望の変化量δ0に達する迄にはかなり長い時間が必要となる。 Even continues in this state voltage is applied, the interface 124 is required quite a long time until reaching the desired variation [delta] 0. そこで、光学系としては誤差として許容できる変形量、例えば図9(b)においては所望の界面変化量δ0の95%(0.95δ0と表記) Therefore, the amount of deformation can be allowed as an error as an optical system, for example, 95% of the desired interfacial variation δ0 in FIG 9 (b) (0.95δ0 hereinafter)
まで界面124が変形した時(時刻t12)に所望の変形量に達したと見なす。 Until it deemed to have reached the desired amount of deformation when the interface 124 is deformed (time t12).

【0031】この変形量に達しなければ、光学素子10 [0031] Unless reach this deformation amount, the optical element 10
1の次の制御、例えば光学素子101に印加している電圧値を変更するといった制御には進まない設定になっている。 1 of the following control, for example, is set not proceed to control such changes the voltage value applied to the optical element 101. なお、この許容できる変形量は、光学素子101 Incidentally, the amount of deformation can this acceptable, optical element 101
が組込まれる光学系に基づいて決定されるものである。 It is to be determined based on the optical system that is incorporated.

【0032】図10には、上記給電回路126を含む、 [0032] FIG. 10 includes the power supply circuit 126,
給電制御回路の構成を示している。 It shows the configuration of the power supply control circuit. ここでは、透明電極103の複数の接続部に等しい電圧が印加された場合の動作を説明する。 Here, the operation when the voltage equal to the plurality of connection portions of the transparent electrode 103 is applied.

【0033】130は光学素子101の動作を制御する中央演算処理装置(以下、CPUと略す)であり、RO [0033] 130 is a central processing unit for controlling the operation of the optical element 101 (hereinafter, abbreviated as CPU) is, RO
M、RAM、EEPROM、A/D変換機能、D/A変換機能、PWM(Pulse Width Modulation)機能を有する1チップマイコンである。 M, RAM, EEPROM, A / D conversion function, D / A conversion function is a one-chip microcomputer having a PWM (Pulse Width Modulation) function.

【0034】給電回路131のうち、132は乾電池等の直流電源、133は電源132から出力された電圧をCPU130の制御信号に応じて所望の電圧値へと昇圧するDC/DCコンバータ、134,135はCPU1 [0034] Of the power supply circuit 131, 132 is a DC power source such as a battery, 133 DC / DC converter for boosting to a desired voltage value in accordance with the voltage outputted from the power supply 132 to the control signal of the CPU 130, 134 and 135 the CPU1
30の制御信号、例えばPWM機能が実現される周波数/デューティ比可変信号に応じて、その信号レベルをD 30 a control signal, for example, according to the frequency / duty ratio variable signal PWM function is implemented, the signal level D
C/DCコンバータ133で昇圧された電圧レベルにまで増幅する増幅器である。 An amplifier for amplifying to a voltage level boosted by C / DC converter 133.

【0035】また、増幅器134は光学素子101の透明電極103に、増幅器135は光学素子101の棒状電極125にそれぞれ接続されている。 Further, the amplifier 134 is a transparent electrode 103 of the optical element 101, an amplifier 135 are connected to the rod-shaped electrode 125 of the optical element 101. なお、ここでは説明を簡略化するために、透明電極103には増幅器1 Here, to simplify the explanation, the transparent electrode 103 amplifier 1
34から出力される電圧がその表面に一定の値として印加されるものとする。 Voltage output from 34 is intended to be applied as a constant value on the surface thereof.

【0036】この構成により、CPU130の制御信号に応じて、電源132の出力電圧がDC/DCコンバータ133、増幅器134、増幅器135によって所望の電圧値、周波数およびデューティで光学素子101に印加されるようになる。 [0036] With this arrangement, in response to a control signal of CPU 130, so that the output voltage of the power supply 132 is a DC / DC converter 133, an amplifier 134, a desired voltage value by an amplifier 135, is applied to the optical element 101 at a frequency and duty become.

【0037】図11には、増幅器134,135から出力される電圧波形を示している。 [0037] Figure 11 shows the voltage waveform outputted from the amplifier 134 and 135. なお、DC/DCコンバータ133から増幅器134,135へそれぞれ10 Incidentally, each of the DC / DC converter 133 to the amplifier 134 and 135 10
0Vの電圧が出力されたものとして以下説明を行う。 The description below as the voltage of 0V is output.

【0038】図11(a)に示すように、増幅器13 As shown in FIG. 11 (a), the amplifier 13
4,135はそれぞれ光学素子101に接続されている。 4,135 is connected to the optical element 101, respectively. 増幅器134からは、図11(b)に示すように、 From amplifier 134, as shown in FIG. 11 (b),
CPU130の制御信号により所望の周波数、デューティ比で矩形波形の電圧が出力される。 Desired frequency by a control signal CPU 130, the voltage of the rectangular waveform is output with a duty ratio.

【0039】一方、増幅器135からは、図11(c) On the other hand, from the amplifier 135, and FIG. 11 (c)
に示したようにCPU130の制御信号により、増幅器134とは逆位相で、同一周波数、同一デューティ比の矩形波形の電圧が出力される。 The CPU130 control signal as shown in, the amplifier 134 in phase opposition, the same frequency, the voltage having a rectangular waveform having the same duty ratio is outputted. これにより、光学素子1 Thus, the optical element 1
01の透明電極103および棒状電極125間に印加される電圧は、図11(d)に示すように±100Vの矩形波形の電圧、つまり交流電圧となる。 Transparent electrode 103 and the voltage applied between the rod-shaped electrode 125 of the 01, the voltage of the rectangular waveform of ± 100 V as shown in FIG. 11 (d), that is, an AC voltage.

【0040】このため、給電回路131によって光学素子101には交流電圧が印加されることになる。 [0040] Therefore, will be an AC voltage is applied to the optical element 101 by the power supply circuit 131.

【0041】ところで、光学素子101に印加される電圧の印加開始からの実効値は図11(e)の様に表すことができるので、以後、光学素子101に印加する交流電圧の波形を図11(e)にならって表すこととする。 By the way, the effective value from the start of application of the voltage applied to the optical element 101 can be expressed as FIG. 11 (e), the hereafter, FIG waveform of the AC voltage applied to the optical element 101 11 and it is expressed following the (e).

【0042】なお、上記説明中、増幅器134,135 [0042] It should be noted that, in the above description, amplifier 134 and 135
から矩形波形の電圧が出力されるものとして説明したが、正弦波出力でも同様の構成となる。 It is described that the voltage of the rectangular waveform is output from, the same configuration is also a sine wave output.

【0043】また、上記説明中、給電回路131に電源132が組込まれた場合について説明を行ったが、外付けの電源によって光学素子101に交流印加されるようにしてもよい。 [0043] Further, in the above description, it has been described the case where the power supply 132 is incorporated in the feeding circuit 131, by the power of the external may be the AC applied to the optical element 101.

【0044】次に、図12を用いて従来の他の光学素子について説明する。 Next, a description will be given of another conventional optical element with reference to FIG. 同図において、301は光学素子の全体を示す。 In the figure, 301 denotes the entire optical element. 302は円盤形の透明アクリルあるいはガラス製の第1の封止板である。 302 is a first sealing plate made of a transparent acrylic or glass disc-shaped.

【0045】303は電極リングで、外径寸法は均一、 [0045] 303 is a electrode ring, the outer diameter uniform,
内径寸法は下方向に向かって徐々に直径が大きくなっている。 Inner diameter is greater diameter gradually toward the lower direction. この電極リング303は、不導体でできたリング部材の表面に、カーボンと樹脂の混合物等の抵抗体を設けたリング状部材である。 The electrode ring 303, the surface of the ring member made of non-conductive, a ring-like member provided with resistors mixture of carbon and resin.

【0046】電極リング303の内面全周には、アクリル樹脂等でできた絶縁層304が密着形成される。 [0046] all around the inner surface of the electrode ring 303, an insulating layer 304 made of acrylic resin or the like is formed tightly adhered. 絶縁層304の内径寸法は均一なため、厚さは下に向かって徐々に増加する。 Since the inner diameter of the insulating layer 304 is uniform, the thickness gradually increases toward the bottom. そして絶縁層304の内面全周の下側には撥水処理剤が塗布され、撥水膜311が形成されているとともに、絶縁層304の内面全周の上側には親水処理剤が塗布され、親水膜312が形成されている。 And on the lower side of the total internal periphery of the insulating layer 304 water repellent agent is applied, together with the water-repellent film 311 is formed, the hydrophilic treatment agent is coated on the upper total internal periphery of the insulating layer 304, hydrophilic film 312 is formed.

【0047】306は円盤形の透明アクリルあるいはガラス製の第2の封止板で、その一部には孔が開けられた、ここに棒状電極325が挿入される。 [0047] 306 is a second sealing plate made of a transparent acrylic or glass disc-shaped, that the part of apertured, wherein the rod-shaped electrode 325 is inserted into. 棒状電極32 Bar electrode 32
5と孔との隙間は接着剤で封止される。 The gap between the 5 and the hole is sealed with an adhesive.

【0048】307は光学素子301に入射する光束の径を制限する絞り板であり、第2の封止板306の上面に固定される。 [0048] 307 is a stop plate for limiting the diameter of the light beam incident on the optical element 301 is fixed to the upper surface of the second sealing plate 306. そして、第1の封止板302、電極リング303および第2の封止板306は互いに接着固定され、これらの部材で囲まれた所定体積の密閉空間、すなわち液室を有した筐体としての容器が形成される。 Then, the first sealing plate 302, the electrode ring 303 and a second sealing plate 306 is bonded and fixed to each other, the closed space of predetermined volume which is surrounded by these members, i.e. as a housing which has a fluid chamber the container is formed.

【0049】この容器は、棒状電極325の挿入部以外は光軸323に対して軸対称形状をなしている。 [0049] The container, except the insertion portion of the rod-shaped electrode 325 and forms an axial symmetrical shape with respect to the optical axis 323. そして、液室には、以下に示す2種類の液体が充填される。 Then, the liquid chamber, the two liquids described below are filled.

【0050】まず、液室の底面側には、第2の液体32 [0050] First, on a bottom surface of the liquid chamber, the second liquid 32
2が、その液柱の高さが撥水膜311形成部と同一の高さになる分量だけ滴下される。 2 is dropped by amount of height of the liquid column becomes the same height as the water-repellent film 311 formed unit. 第2の液体322は無色透明で、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。 The second liquid 322 is colorless and transparent, specific gravity 1.06, the silicone oil having a refractive index of 1.49 at room temperature are used. 続いて、液室内の残りの空間には、第1の液体321が充填される。 Subsequently, the remaining space in the liquid chamber, the first liquid 321 is filled. 第1の液体3 The first liquid 3
21は、水とエチルアルコールが所定比率で混合され、 21, water and ethyl alcohol are mixed in a predetermined ratio,
更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の電解液である。 Further predetermined amount of salt is added, the specific gravity 1.06, an electrolytic solution having a refractive index of 1.38 at room temperature.

【0051】すなわち、第1および第2の液体321, [0051] That is, the first and second liquids 321,
322は、比重が等しく、屈折率が異なり、かつ互いに混ざることのない(不溶な)液体が選定される。 322 has a specific gravity equal, different refractive index, and (insoluble) have never being mixed with each other liquids are selected. そして、両液体321,322は界面324を形成し、混ざり合わずにそれぞれが独立して存在する。 Then, the liquids 321 and 322 form an interface 324, respectively without immiscible exists independently.

【0052】そして、この界面324の形状は、液室(容器)の内壁、第1の液体321および第2の液体3 [0052] Then, the shape of the interface 324, the inner wall of the liquid chamber (the vessel), the first liquid 321 and second liquid 3
22の3物質が交わる点、すなわち界面324の外縁部に働く3つの界面張力の釣り合いで決まる。 22 3 that material intersect, i.e. determined by the three interfacial tension balance acting on the outer edge portion of the interface 324.

【0053】131は図10に示した給電回路126と同一の構成および作用をなす給電回路である。 [0053] 131 is a power supply circuit which forms the same structure and operation as the feeder circuit 126 shown in FIG. 10.

【0054】この給電回路131の増幅器134は電極リング303に接続され、増幅器135は棒状電極32 [0054] amplifier 134 of the feed circuit 131 is connected to the electrode ring 303, the amplifier 135 is rod-shaped electrode 32
5に接続されている。 It is connected to the 5.

【0055】以上の構成において、第1の液体321には棒状電極325を介して電圧が印加され、エレクトロウェッティング効果によって界面324が変形する。 [0055] In the above configuration, the first liquid 321 voltage is applied through the rod-shaped electrode 325, the interface 324 is deformed by electrowetting effects.

【0056】次に、光学素子301における界面324 Next, the interface of the optical element 301 324
の変形と、この変形によってもたらされる光学作用について図13を用いて説明する。 And deformation of the optical effect provided by this modification will be described with reference to FIG. 13.

【0057】まず、第1の液体321に電圧が印加されていない場合、図13(a)に示すように、界面324 [0057] First, when a voltage to the first liquid 321 is not applied, as shown in FIG. 13 (a), the interface 324
の形状は、両液体321,322間の界面張力、第1の液体321と絶縁層304上の撥水膜311あるいは親水膜312との界面張力、第2の液体322と絶縁層3 The shape of the interfacial tension between the liquids 321 and 322, the interfacial tension between the water-repellent film 311 or the hydrophilic film 312 on the first liquid 321 insulating layer 304, the second liquid 322 and the insulating layer 3
04上の撥水膜311あるいは親水膜312との界面張力、および第2の液体322の体積で決まる。 Interfacial tension between the water-repellent film 311 or the hydrophilic film 312 on 04, and depends on the volume of the second liquid 322. また、第1の液体321の光軸上の厚さはh1になる。 The thickness on the optical axis of the first liquid 321 becomes h1.

【0058】一方、第1の液体321に電圧が印加されると、エレクトロウェッティング効果によって第1の液体321と親水膜312との界面張力が減少し、第1の液体321が親水膜312と撥水膜311の境界を乗り越えて撥水膜311上に入り込む。 Meanwhile, when a voltage is applied to the first liquid 321, the interfacial tension between the first liquid 321 and the hydrophilic film 312 is reduced by electro-wetting effect, the first liquid 321 and the hydrophilic film 312 enter on the water-repellent film 311 over the boundary of the water-repellent film 311. この結果、図13 As a result, 13
(b)に示すように、第2の液体322の高さはh1からh2に増加する。 (B), the height of the second liquid 322 is increased from h1 h2. また、第1の液体321の光軸上の厚さはt2になる。 The thickness on the optical axis of the first liquid 321 becomes t2.

【0059】このように第1の液体321と電極リング303間への電圧印加によって、2種類の液体の界面張力の釣り合いが変化し、両液体321,322間の界面324の形状が変わる。 [0059] With such a voltage application between the first liquid 321 and the electrode ring 303, two balance of interfacial tension and the change in the liquid, will change the shape of the interface 324 between the two liquids 321 and 322. こうして、給電回路131の電圧制御によって界面324の形状を自在に変えられる光学素子が実現できる。 Thus, an optical element capable of changing freely the shape of the interface 324 by the voltage control of the power supply circuit 131 can be realized.

【0060】また、第1および第2の液体321,32 [0060] The first and second liquid 321,32
2が異なる屈折率を有しているため、光学レンズとしてのパワーが付与されることになり、光学素子301は界面324の形状変化によって焦点距離が変化する可変焦点レンズとなる。 Because 2 has a different refractive index, will be the power of the optical lens is applied, the optical element 301 is a variable focus lens in which the focal length varies depending on the shape change of the interface 324.

【0061】さらに、図13(a)の状態に比べて図1 [0061] Further, FIG. 1 as compared with the state shown in FIG. 13 (a)
3(b)の状態での界面324の方が曲率半径が短くなるので、図13(b)の光学素子301の方が図13 3 since towards the interface 324 in the state of (b) radius of curvature is shortened, towards 13 the optical elements 301 (b) it is 13
(a)の状態に比べて光学素子301の焦点距離が短くなる。 Focal length of the optical element 301 is shorter than the state of (a).

【0062】なお、このエレクトロウェッティング効果による2液界面の変形原理も、国際特許99/1845 [0062] Incidentally, deformation principle of two-liquid interface due to the electrowetting effect, International Patent 99/1845
6号に開示されており、界面324は、同特許の図6に記載された2液界面のポジションAおよびBに相当する。 It is disclosed in No. 6, the interface 324 corresponds to the position A and B of the two-liquid interface as described in Figure 6 of the patent.

【0063】 [0063]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のように、透明液体を密閉容器に封止収容した可変焦点光学素子においては、光軸方向の厚みを薄くしたいという要求がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, as described above, in the variable focus optical element sealing housed in a sealed container a transparent liquid, there is a demand for reducing the thickness in the optical axis direction.

【0064】しかしながら、光学素子を構成する各部品を、その強度を犠牲にして薄型にすることによって光学素子全体の薄型化を図るには無理があり、また、薄型化のために部品同士のクリアランスを小さくするにも限界がある。 [0064] However, the components constituting the optical element, there is impossible for reduce the thickness of the entire optical element by the thin and its strength at the expense, also, clearance between the parts for the thin the there is a limit to reduce.

【0065】また、上記国際特許99/18456号では、薄型化に関する説明はなされていない。 [0065] In addition, in the above-mentioned International Patent Application No. 99/18456, no description is made about the thinner.

【0066】そこで本発明は、エレクトロウェッティング効果を利用した光学素子において、光軸方向についての薄型化を図ることができるようにすることを目的としている。 [0066] The present invention is an optical element utilizing electrowetting effect, it is an object to make it possible to reduce the thickness of the direction of the optical axis.

【0067】 [0067]

【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、導電性又は有極性を有する第1の液体およびこの第1の液体と混合することのない第2の液体を容器内に収容し、第1の液体に接する第1の電極と容器側に設けられた第2の電極間への印加電圧の変化に応じて第1の液体と第2の液体との界面の形状が変化することにより光学特性が変化する光学素子において、容器における光軸方向を向いた内面であって第2の液体の上記界面とは反対側の面が接する界面対向面のうち中心側部分を、周辺側部分よりも上記界面側に形成している。 To achieve the above object, according to the solution to ## containing a first liquid and a second liquid that does not mix with the first liquid having a conductive or polar in the vessel and, the shape of the interface between the first liquid and the second liquid is changed according to the change of the first electrode and the applied voltage between the second electrode provided on the container side in contact with the first liquid in the optical element whose optical characteristics are changed by the central portion of the surface facing surfaces in contact is a surface opposite to the above surface of the second liquid to a inner surface facing the optical axis direction in the container, the peripheral side It is formed on the interface side than the portion.

【0068】この光学素子では、印加電圧の変化に応じて上記界面の周辺部が光軸方向に変位することにより、 [0068] In this optical element, by the peripheral portion of the interface is displaced in the optical axis direction in accordance with a change in the applied voltage,
上記界面の形状(曲率)が変化する。 The interface shape (curvature) is changed. このため、上記界面対向面のうち中心側部分を周辺側部分よりも上記界面側に形成しておく(容器の内部における中心側の光軸方向寸法を周辺側の光軸方向寸法よりも小さくしておく) Therefore, smaller than the optical axis direction dimension in the optical axis direction dimension of the peripheral side of the center side in the interior of the interface side previously formed on the (container than the peripheral portion of the central portion of the interface facing surface and keep)
ことにより、必要な上記界面の周辺部の変位量(つまりは、界面全体の曲率変化量)を確保しつつ、光学素子の中心側部分の光軸方向厚さを薄くすることが可能となる。 By the displacement of the peripheral portion of the interface required (that is, the curvature variation of the total surfactant) while ensuring, it becomes possible to thin the optical axial thickness of the central portion of the optical element.

【0069】このように光学素子の中心側部分の薄型化を図ることにより、この光学素子が含まれるレンズユニットを構成するレンズの設計自由度が増し、またレンズユニット全体の光軸方向の寸法を短くすることが可能となる。 [0069] By reducing the thickness of the central portion of the thus optical element increases the design flexibility of the lenses constituting the lens units included the optical element, also of the whole lens unit dimensions in the optical axis direction it is possible to shorten.

【0070】なお、この場合、第2の電極を、容器の周辺壁部において、上記界面対向面の中心側部分よりも上記界面とは反対側の位置まで延出させておくと、上記界面の周辺部を界面対向面の中心側部分の光軸方向位置を超えて上記界面とは反対側まで変位させることが可能となり、上記界面の大きな曲率変化量を得ることが可能である。 [0070] In this case, the second electrode, in the peripheral wall of the container, when the advance is extended to a position opposite to the surface than the center portion of the interface facing surface of the interface the peripheral portion beyond the optical axis direction position of the center portion of the interface facing surface it is possible to displace to the opposite side to the above surfactants, it is possible to obtain a large curvature variation in the interface.

【0071】また、第2の電極を、この第2の電極のうち光軸方向一端側が他端側よりも光軸に近づくように傾けることによって、第2の電極を光軸方向に平行とする場合に比べて、光学素子の周辺側の薄型化を図ることが可能である。 [0071] Also, the second electrode, the optical axis direction one end side of the second electrode by tilting closer to the optical axis than the other end, and parallel to the second electrode in the optical axis direction compared to the case, it is possible to achieve near side of the thickness of the optical element.

【0072】また、第1の電極を、光軸方向を厚さ方向とするシート状に形成し、容器における光軸方向を向いた内面であって第1の液体の上記界面とは反対側の面が接する面の周辺側部分に沿って配置することにより、容器の周辺壁部の全体に沿うように第2の電極を配置した上で、第1の電極やこれに対する配線が光軸方向に突出することのない、つまりは薄型の光学素子を構成することが可能である。 [0072] Also, the first electrode, and formed into a sheet to the optical axis direction as the thickness direction, and the interface between the first liquid a inner surface facing the optical axis direction in the container opposite by arranging along the periphery portion of the face surface in contact, after the second electrode is arranged along the entire circumferential wall of the container, the first electrode and wiring for which the direction of the optical axis not to protrude, that is, it is possible to construct a thin optical element.

【0073】そして、このような光学素子と第1および第2の電極間への印加電圧を変化させる給電制御回路とを設けて光学装置を構成したり、上記光学素子を含む撮影光学系と給電制御回路とを設けて撮影装置を構成したりすれば、薄型の光学装置および撮影装置を構成することが可能である。 [0073] Then, configure an optical apparatus provided with a feeding control circuit for changing the such optical elements applied voltage between the first and second electrodes, feeding a photographing optical system including the optical element if or constitute an imaging device provided with a control circuit, it is possible to configure a thin optical device and the imaging device.

【0074】 [0074]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1および図2 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (First Embodiment) FIGS. 1 and 2
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。 To show the structure of an optical element according to a first embodiment of the present invention. なお、ここでは光軸223が上下方向に延びているものとして説明する。 Here, it is assumed that the optical axis 223 extends in the vertical direction.

【0075】これらの図において、230は光学素子の全体を示している。 [0075] In these figures, 230 represents the entire optical element. 240は不導体で形成された下容器である。 240 is a bottom container made of non-conductive. この下容器240の底面のうち周辺部には第1 The peripheral portion of the bottom surface of the lower container 240 first
の凹部241が形成されているとともに、これよりも内径側(中心側)には第1の封止板202を保持する第2 With recess 241 is formed, which more on the inner diameter side (center side) of the second to hold the first sealing plate 202
の凹部242が形成されている。 Recesses 242 are formed. 第1の封止板202 The first sealing plate 202
は、透明アクリルあるいはガラスにより形成されている。 It is formed of a transparent acrylic or glass.

【0076】この下容器240の周辺壁部の内側全周には第2の電極リング343が設けられており、この第2 [0076] Inside the entire circumference of the peripheral wall portion of the lower container 240 is provided with a second electrode ring 343, the second
の電極リング243の表面には、電極端面243aもカバーするアクリル樹脂等でできた絶縁層244が密着形成されている。 The surface of the electrode ring 243, an insulating layer 244 made of acrylic resin or the like, also the electrode end face 243a to cover is formed tightly adhered.

【0077】ここで、下容器240の周辺壁部は、光軸223に対して下端側が上端側よりも光軸223に近づくように傾いている。 [0077] Here, the peripheral wall of the lower container 240 has a lower end side with respect to the optical axis 223 is inclined so as to approach to the optical axis 223 than the top end side. このため、第1の電極リング24 Therefore, the first electrode ring 24
3と絶縁層244も共に光軸223に対して傾いている。 3 and the insulating layer 244 is also inclined both with respect to the optical axis 223.

【0078】また、絶縁層244の厚さは、下に向かって徐々に増加している。 [0078] The thickness of the insulating layer 244 is increased gradually toward the bottom. また、絶縁層244の内面全周の下側には、撥水処理剤が塗布されて撥水層211が形成されている。 Further, on the lower side of the total internal periphery of the insulating layer 244, the water repellent agent is applied water-repellent layer 211 is formed. さらに、絶縁層244の内面全周の上側には、親水処理剤が塗布されて親水層212が形成されている。 Furthermore, the upper inner surface entire circumference of the insulating layer 244, hydrophilic layer 212 hydrophilic treatment agent is coated is formed.

【0079】250は不導体で形成された上容器であり、その内径側で、透明アクリルあるいはガラスにより形成された第2の封止板206を保持する。 [0079] 250 is a container on which are formed by non-conductive, with its inner diameter side, to hold the second sealing plate 206 made of a transparent acrylic or glass. また、上容器250の周辺部下面には、シート状の第1の電極リング251が密着形成されている。 Further, the peripheral lower surface of the upper container 250, the first electrode ring 251 sheet is in close contact formed.

【0080】この第1の電極リング251の表面には、 [0080] On the surface of the first electrode ring 251,
絶縁層252が密着形成されているが、後述する第1の液体221に接してこれに電圧を印加するための露出部251aが備わるように、絶縁層252は第1の電極リング251の外縁側のみをカバーするように形成されている。 Although the insulating layer 252 are contacted to form, this voltage so provided that the exposed portion 251a for applying in contact with the first liquid 221 to be described later, the insulating layer 252 is the outer edge of the first electrode ring 251 It is formed so as to cover only.

【0081】そして、下容器240の周辺壁部と上容器250とを液密に封止することにより、下容器240、 [0081] By sealing the peripheral wall and the upper container 250 of the lower container 240 in a liquid-tight manner, the lower container 240,
上容器250、第1の封止板202および第2の封止板206で囲まれた所定体積の液室を有した筐体としての容器が形成される。 Upper container 250, the container as a housing having a predetermined volume of the liquid chamber surrounded by the first sealing plate 202 and the second sealing plate 206 is formed.

【0082】この容器は、光軸223に対して軸対称形状をなしている。 [0082] This container is formed in a axisymmetric shape with respect to the optical axis 223. そして、液室には、以下に示す2種類の液体が充填される。 Then, the liquid chamber, the two liquids described below are filled.

【0083】まず、液室の底面である第1の封止板20 [0083] First, the first sealing plate is a bottom of the liquid chamber 20
2の上面および下容器240の周辺側の底面(これらが界面対向面に相当する)には、第2の液体222が、その液柱の高さが周辺壁部の撥水膜211の中間の高さになる分量だけ滴下される。 The second upper surface and peripheral side of the bottom surface of the lower case 240 (which corresponds to the interface facing surface), a second liquid 222, its height of the liquid column of the peripheral wall portion of the water-repellent film 211 of the intermediate only quantity to be height is dropped.

【0084】第2の液体222は無色透明で、比重1. [0084] The second liquid 222 is colorless and transparent, specific gravity 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。 06, silicone oil having a refractive index of 1.49 at room temperature are used. 続いて、液室内の残りの空間には、第1の液体221が充填される。 Subsequently, the remaining space in the liquid chamber, the first liquid 221 is filled. 第1の液体221は、水とエチルアルコールが所定比率で混合され、更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 The first liquid 221 is water and ethyl alcohol are mixed in a predetermined ratio, further predetermined amount of salt is added, the specific gravity 1.06, refractive index at room temperature 1.38
の電解液(導電性又は有極性を有する液体)である。 Is the electrolyte (conductive or liquid having a polar).

【0085】すなわち、第1および第2の液体221, [0085] That is, the first and second liquids 221,
222は、比重が等しく、屈折率が異なり、かつ互いに混ざることのない(不溶な)液体が選定される。 222 has a specific gravity equal, different refractive index, and (insoluble) have never being mixed with each other liquids are selected. そして、両液体221,222は界面224を形成し、混ざり合わずにそれぞれが独立して存在する。 Then, the liquids 221 and 222 form an interface 224, respectively without immiscible exists independently.

【0086】そして、この界面224の形状は、液室(容器)の内面、第1の液体221および第2の液体2 [0086] Then, the shape of the interface 224, the liquid chamber inner surface of the (container), the first liquid 221 and second liquid 2
22の3物質が交わる点、すなわち界面224の外縁部に働く3つの界面張力の釣り合いで決まる。 22 3 that material intersect, i.e. determined by the three interfacial tension balance acting on the outer edge portion of the interface 224.

【0087】231は第1の電極リング225と第2の電極リング203とに接続された給電回路である。 [0087] 231 is a power supply circuit connected to the first electrode ring 225 and the second electrode ring 203. なお、この給電回路231の構成および作用は、図10に示した給電回路126と同一である。 Incidentally, configuration and operation of the power supply circuit 231 is identical to the power supply circuit 126 shown in FIG. 10.

【0088】給電回路231の2つの増幅器(図示せず)はそれぞれ、第1の電極リング251および第2の電極リング243から上容器250の下面に沿って光軸直交方向に引き出された端子部251b,243bに接続されている。 [0088] Two amplifiers (not shown), respectively, the terminal unit drawn in the direction perpendicular to the optical axis along the lower surface of the upper case 250 from the first electrode ring 251 and the second electrode ring 243 of the feeder circuit 231 251b, are connected to 243b. これにより、例えば図10に示した光学素子301のように、電極325および配線が光学素子から光軸方向に突出することを回避でき、電極を含めた光学素子全体の薄型化に有効である。 Thus, for example, as an optical element 301 shown in FIG. 10, prevents the electrode 325 and the wiring are projected from the optical element in the optical axis direction, it is effective in thinning of the entire optical element including the electrode.

【0089】以上の構成において、第1の液体221に第1の電極リング251および第2の電極リング243 [0089] In the above configuration, the first electrode ring 251 and the second electrode ring 243 to the first liquid 221
を介して電圧が印加されると、エレクトロウェッティング効果によって界面224が変形する。 When a voltage is applied via the interfacial 224 is deformed by electrowetting effects.

【0090】次に、光学素子230における界面224 [0090] Next, the interface of the optical element 230 224
の変形と、この変形によってもたらされる光学作用について説明する。 And deformation, a description will be given of an optical effect provided by this deformation.

【0091】まず、第1の液体221に電圧が印加されていない場合、図1に示すように、界面224の形状は、両液体221,222間の界面張力、第1の液体2 [0091] First, when a voltage to the first liquid 221 is not applied, as shown in FIG. 1, the shape of the interface 224, the interfacial tension between the liquids 221 and 222, the first liquid 2
21と絶縁層244上の撥水膜211あるいは親水膜2 Water-repellent film 211 on the 21 and the insulating layer 244 or the hydrophilic film 2
12との界面張力、第2の液体222と絶縁層244上の撥水膜211あるいは親水膜212との界面張力、および第2の液体222の体積で決まる。 Interfacial tension between 12 and interfacial tension between the second water-repellent film 211 or the hydrophilic film 212 on the liquid 222 and the insulating layer 244, and depends on the volume of the second liquid 222.

【0092】一方、第1の液体221に電圧が印加されると、エレクトロウェッティング効果によって第1の液体221と親水膜212との界面張力が減少し、第1の液体221が親水膜212と撥水膜211との境界を乗り越えて撥水膜211上に入り込む。 [0092] On the other hand, when a voltage is applied to the first liquid 221, the interfacial tension between the first liquid 221 and the hydrophilic film 212 is reduced by electro-wetting effect, the first liquid 221 and the hydrophilic film 212 enter on the water-repellent film 211 rides over the boundary between the water-repellent film 211. この結果、図2に示すように、第2の液体222の光軸上での高さが増加する。 As a result, as shown in FIG. 2, the height on the optical axis of the second liquid 222 is increased.

【0093】このように第1および第2の電極リング2 [0093] The first and second electrode rings such 2
51,243を通じた第1の液体221への電圧印加によって、2種類の液体の界面張力の釣り合いが変化し、 By applying a voltage to the first liquid 221 through 51,243, balance of the two interfacial tension of the liquid is changed,
両液体221,222間の界面224の形状が変わる。 The shape of the interface 224 between the two liquids 221 and 222 is changed.
こうして、給電回路231の電圧制御によって界面22 Thus, the interface 22 by the voltage control of the power supply circuit 231
4の形状を自在に変えられる光学素子が実現できる。 Optical element to be changed freely fourth shape can be realized.

【0094】また、第1および第2の液体221,22 [0094] The first and second liquid 221,22
2が異なる屈折率を有しているため、光学レンズとしての光学パワー(1/f:fは焦点距離)が付与されることになり、光学素子230は界面224の形状変化によって焦点距離が変化する可変焦点レンズとなる。 Because 2 has a different refractive index, the optical power of the optical lens (1 / f: f is the focal length) will be is applied, the optical element 230 is the focal length varies depending on the shape change of the interface 224 the variable focus lens.

【0095】さらに、図1の状態に比べて図2の状態での界面224の方が曲率半径が短くなるので、図2の状態の方が図1の状態に比べて光学素子230の焦点距離が短くなる。 [0095] Further, since the direction of the interface 224 in the state of FIG. 2 is the radius of curvature is shorter than the state of FIG. 1, the focal length of the optical element 230 as compared to the state of FIG. 1 toward the state of FIG. 2 It is shortened.

【0096】ここで、この時のA部の詳細を図3に示している。 [0096] As shown here, the details of the part A at this time is shown in FIG. 3. 図3に示すように、電圧を印加した時の界面2 As shown in FIG. 3, the interface upon application of a voltage 2
24の周縁部は、撥水層211(ないし絶縁層244) Periphery of 24, the water repellent layer 211 (or insulating layer 244)
の下端部からL1だけ離れた位置にあり(これは界面2 There from the lower end to the L1 position apart (this is the interface 2
24と絶縁層とのクリアランスに相当する)、また絶縁層244と下容器240に設けられた第1の凹部241 24 and corresponds to the clearance between the insulating layer), The first recess 241 provided in the insulating layer 244 and the lower container 240
とのクリアランス、つまりは電極リング243、絶縁層244、下容器240のそれぞれの製造誤差や組立て誤差を吸収するためのクリアランスはL2となっている。 Clearance between, that is, the electrode ring 243, the insulating layer 244, a clearance for absorbing the respective manufacturing errors and assembly errors of the lower container 240 has a L2.

【0097】つまり、光学素子の光軸方向の厚みを制限する1つの項目に液室高さが挙げられるが、その中でも上記両クリアランスL1,L2、つまりメカ的なクリアランスによる制限が大きなウエイトを占めている。 [0097] That is, although a liquid chamber height and the like into one item for limiting the optical axis direction of the thickness of the optical element, the two clearances L1 Among them, L2, i.e. limited by the mechanical clearance accounts for a large weight ing.

【0098】本実施形態の光学素子230では、上記クリアランスが必要な個所である周辺部のみ液室の高さが大きい設定となっている。 [0098] In the optical element 230 of the present embodiment, the height of the peripheral portion only liquid chamber above clearance is required locations becomes larger setting. つまり、容器底面のうち第1 That is, the of the container bottom 1
の電極リング243の近傍である周辺部に、内径側の第1の封止板202の上面よりも下がった凹部241を設け、容器の周壁部に設けた第2の電極リング243の下部を、第1の封止板202の上面よりも下側(界面22 Of the peripheral portion in the vicinity of the electrode ring 243, the first recess 241 falls below the upper surface of the sealing plate 202 on the inner diameter side is provided, the lower portion of the second electrode ring 243 provided in the peripheral wall of the container, lower than the upper surface of the first sealing plate 202 (the interface 22
4とは反対側)まで延ばすことで、液室内の周辺部の高さT2を確保している。 4 and that extend to the other side) so as to ensure the height T2 of the peripheral portion of the liquid chamber. このため、上記クリアランスを十分にとることができる。 Therefore, it is possible to take sufficiently the clearances.

【0099】一方、光軸223付近の内径側はそのようなメカ的な制限がないので、凹部241よりも第1の封止板202の上面を界面224側に高くすることで、液室内径側の高さをT2より小さいT1としている。 [0099] On the other hand, since the inner diameter side in the vicinity of the optical axis 223 has no such mechanical limitations, than the recess 241 by increasing the upper surface of the first sealing plate 202 to the interface 224 side, the liquid chamber inner diameter side height is set to T2 smaller T1. つまり、第1の封止板202の上面を、凹部241に比べて第2の液体222側に入り込ませた形にしている。 That is, the upper surface of the first sealing plate 202 is in the form that has enter the second liquid 222 side than the concave portion 241. なお、内径側の液室高さT1は、界面224の変形による光学素子230の光学性能を満足できる高さは確保されている。 The liquid chamber height T1 of the inner diameter side, the height capable of satisfying the optical performance of the optical element 230 due to the deformation of the interface 224 is secured.

【0100】より詳しく説明すると、図1に示す状態では、内径側の液室高さは上容器250の下面と第1の封止板202の上面とで規定される高さT1となっており、周辺側の液室高さは上容器250(第2の電極リング251)の下面と下容器240の凹部241とで規定される高さT2となっている。 [0100] To explain more detail, in the state shown in FIG. 1, the liquid chamber height of the inner diameter side has a height T1 defined by the upper surface of the lower surface of the first sealing plate 202 of the upper case 250 , the liquid chamber height of the peripheral side has a top container 250 height is defined by the recess 241 of the lower surface and the lower container 240 (second electrode ring 251) T2. そして、T1<T2の関係にある。 Then, there is the relationship of T1 <T2.

【0101】以上により、界面224の変形量(曲率変化量)を十分確保しつつ、容器(つまりは光学素子23 [0102] Thus, while sufficiently ensuring the amount of deformation of the surface 224 (curvature change amount), the container (that is, the optical element 23
0)の内径側の光軸方向厚さを、周辺側の厚さよりも薄くすることができる。 An optical axial thickness of the inner diameter side of 0) can be thinner than the peripheral side thickness.

【0102】また、本実施形態では、第2の電極リング243を光軸223に対して傾けることにより、周辺側の液室高さT2を、図12および13に示した光学素子301の液室高さ(t1+h1)よりも小さくしている。 [0102] Further, in the present embodiment, by tilting the second electrode ring 243 with respect to the optical axis 223, a liquid chamber height T2 of the peripheral side, the liquid chamber of the optical element 301 shown in FIGS. 12 and 13 It is smaller than the height (t1 + h1). この結果、光学素子230の周辺側の薄型化も可能である。 As a result, it is possible also thinner near side of the optical element 230.

【0103】(第2実施形態)図4には、本発明の第2 [0103] (Second Embodiment) FIG. 4, the second aspect of the present invention
実施形態である光学素子の構成を示している。 It shows the structure of an optical element according to an embodiment. この光学素子370は、図12に示した光学素子301の第1の封止板302に代えて、その形状が、第2の電極リング303の近傍である周辺側部分から光軸323に向かって徐々に界面324側に凸となるよう変化する第1の封止板372を使用したものである。 The optical element 370, instead of the first sealing plate 302 of the optical element 301 shown in FIG. 12, the shape is, toward the peripheral portion in the vicinity of the second electrode ring 303 to the optical axis 323 is obtained by using the first sealing plate 372 which changes gradually so that the convex surface 324 side. これにより、液室の高さは、周辺側が高く、内径側が低くなる。 Thus, the height of the liquid chamber has a high peripheral side, the inner diameter side becomes lower.

【0104】本実施形態によっても、第1実施形態にて説明した周辺部でのクリアランスを確保することができるとともに、光学素子370の内径側での光軸方向厚さを薄くすることができる。 [0104] Also the present embodiment, it is possible to ensure the clearance at the periphery described in the first embodiment, it is possible to reduce the optical axial thickness of the inner diameter side of the optical element 370.

【0105】なお、本発明における容器の形状は、上記各実施形態にて説明したものに限らず、光軸方向を向いた内面であって第2の液体の界面(第1および第2の液体の界面)とは反対側の面が接する界面対向面のうち中心側部分を、周辺側部分よりも上記界面側に形成した容器であればよい。 [0105] The shape of the container in the present invention is not limited to those described in the above embodiments, a inner surface facing the optical axis direction of the second liquid interface (the first and second liquid the interfacial) and a central portion of the surface facing surfaces in contact are surface opposite may be a container which is formed on the surface side of the peripheral portion.

【0106】例えば、上記各実施形態では、容器を全体として円盤形状に形成し、第2の電極を円形リング状に形成した場合について説明したが、容器を矩形盤状や多角形盤状に形成してもよい。 [0106] For example, in the above embodiments, formed into a disk shape of the container as a whole has been described the case of forming the second electrode in a circular ring shape, forming the container into a rectangular plate shape or a polygonal shape discotic it may be. この場合、容器の形状に合わせて第2の電極を矩形又は多角形リング(枠)状に形成して容器の周辺壁部に配置する。 In this case, to form the second electrode in accordance with the shape of the container into a rectangular or polygonal ring (frame) shape is placed around the wall of the container.

【0107】このように本発明は、容器の形状や電極の形状にかかわらず適用することができる。 [0107] Thus, the present invention can be applied regardless of the shape of the container shape and the electrodes.

【0108】(第3実施形態)図5には、上記第1実施形態の光学素子230を光学装置としての撮影装置に応用した例を示している。 [0108] The Third Embodiment Figure 5 shows an example of applying the optical element 230 of the first embodiment the photographing device as an optical device. 本実施形態の撮影装置550 Imaging apparatus of this embodiment 550
は、静止画像を撮像素子で電気信号に光電変換し、これを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である。 The still image is photoelectrically converted into an electric signal by the image sensor, which is recorded as digital data, a so-called digital still camera.

【0109】図5において、540は複数のレンズ群からなる撮影光学系(結像光学系)であり、第1レンズ群541、第2レンズ群542および光学素子230により構成される。 [0109] In FIG. 5, 540 is composed of a plurality of lens groups taking optical system (imaging optical system), the first lens group 541, and the second lens group 542 and the optical element 230.

【0110】この撮影光学系540は、第1レンズ群5 [0110] The imaging optical system 540, the first lens group 5
41の光軸方向の進退で焦点調節がなされ、光学素子2 Focus adjustment made in 41 of the optical axis direction forward and backward, the optical element 2
30のパワー変化でズーミングがなされる。 Zooming is performed by the power change of 30. 第2レンズ群542は移動しないリレーレンズ群である。 The second lens group 542 is a relay lens group does not move.

【0111】そして、光学素子230は、第1レンズ群541と第2レンズ群542の間に配置され、第1レンズ群541と光学素子230との間には、絞り開口径を変化させて撮影光量を調整するための絞りユニット54 [0111] The optical element 230 is disposed between the first lens group 541 of the second lens group 542, between the first lens group 541 and the optical element 230, captured by changing the aperture diameter stop unit 54 for adjusting the amount of light
3が配置されている。 3 is arranged.

【0112】また、撮影光学系540の焦点位置(予定結像面)には、撮像素子544が配置される。 [0112] Further, the focal position of the imaging optical system 540 (predetermined imaging plane), the imaging device 544 is disposed. これは、 this is,
照射された光エネルギを電荷に変換する複数の光電変換部、この電荷を蓄える電荷蓄積部およびこの電荷を転送して外部に送出する電荷転送部からなる2次元CCD等の光電変換素子が用いられる。 A plurality of photoelectric conversion unit that converts the irradiated light energy into electric charge, a photoelectric conversion element of the two-dimensional CCD or the like comprising a charge transfer section and charge accumulation portion for accumulating the charge and sends the charges to the outside and transfers are used .

【0113】545は画像信号処理回路であり、撮像素子544から入力したアナログの画像信号を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。 [0113] 545 is an image signal processing circuit, an analog image signal input from the imaging element 544 converts A / D, subjected AGC control, white balance, gamma correction, the image processing of the edge enhancement and the like.

【0114】551は液晶ディスプレイ等の表示器で、 [0114] 551 is a display device such as a liquid crystal display,
撮像素子544を通じて取得した被写体像やこの撮影装置550の動作状況を表示する。 Displaying the operation status of the object image and the photographing apparatus 550 obtained through the image pickup device 544.

【0115】552はCPU530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。 [0115] 552 is a main switch to start the program execution state the CPU530 from the sleep state.

【0116】553a,553bはそれぞれ、ワイド(W)側およびテレ(T)側のズームスイッチであり、 [0116] 553a, 553b, respectively, a zoom switch of the wide (W) side and the telephoto (T) side,
撮影者によるこれらズームスイッチの操作に応じて、撮影光学系540の焦点距離の変更駆動が行われる。 In response to the operation of these zoom switch by the photographer, changing the driving of the focal length of the photographing optical system 540 is performed.

【0117】554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、シャッター秒時等を設定する撮影条件設定スイッチ等で構成される。 [0117] 554 denotes an operation switch group other than the above-mentioned switch, shooting preparation switch, photographing start switch, and a shooting condition setting switch for setting the shutter speed or the like.

【0118】555は焦点検出装置で、一眼レフカメラに用いられる位相差検出式の焦点検出動作を行うものや、三角測量の原理を用いて被写体までの距離を検出するもの等が用いられる。 [0118] 555 is a focus detecting device, which performs focus detection operation of the phase difference detection type used in a single-lens reflex camera or the like detects the distance to the object using the principle of triangulation is used.

【0119】556はフォーカス駆動回路であり、第1 [0119] 556 is a focus driving circuit, the first
レンズ群541を光軸方向に進退させるアクチュエータとドライバ回路を含み、焦点検出装置555で演算されたフォーカス信号に基づいてフォーカス動作を行ない、 The lens unit 541 includes an actuator and a driver circuit for advancing and retracting in the optical axis direction, it performs a focusing operation based on the focus signal calculated by the focus detection device 555,
撮影光学系540を合焦させる。 A photographic optical system 540 for focusing.

【0120】557は外部メモリであり、撮影された画像信号を記録する。 [0120] 557 is an external memory, records the photographed image signal. 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。 Specifically, the flash memory of a PC card type removable are preferred.

【0121】図6は、上記撮影装置550が有するCP [0121] Figure 6, CP of the imaging device 550 has
U530の動作を示す制御フローチャートである。 Is a control flowchart showing the operation of U530. 以下、図5および図6を用いて撮影装置550の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the imaging apparatus 550 will be described with reference to FIGS.

【0122】ステップS101において、メインスイッチ552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の状態となる。 [0122] In step S101, the main switch 552, it is determined whether it has been turned on, when not turned on in a state of standby mode as it waits for the operation of the various switches. ステップS101においてメインスイッチ552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。 If it is determined that the main switch 552 is turned on in step S101, to cancel the standby mode, the process proceeds to the next step S102 and later.

【0123】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。 [0123] In step S102, it accepts the setting of the shooting conditions by the photographer. 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。 For example, accepted setting (shutter priority AE, program AE, etc.) of the exposure control mode and the image quality mode (magnitude of recording pixels, the size of the image compression rate, etc.), flash mode (forced flash, Flash Off, etc.) settings, or the like.

【0124】ステップS103では、撮影者によってW [0124] In step S103, W by photographer
側ズームスイッチ553aが操作されたか否かを判別する。 To determine whether the side zoom switch 553a is operated. オン操作されていない場合はステップS104に進む。 If not turned on the process proceeds to step S104. ここでW側ズームスイッチ553aが操作された場合は、ステップS121に移行する。 Where W side zoom switch 553a is if it is operated, the process proceeds to step S121.

【0125】ステップS121では、W側ズームスイッチ553aの操作量(操作方向やオン時間等)を検出し、その操作量に基づいて対応する焦点距離変化量を演算する(S122)。 [0125] At step S121, detects the amount of operation of the W side zoom switch 553a (operation direction and on time, etc.), it calculates the amount of change in focal length corresponding based on the operation amount (S122). そして、ステップS123では、 Then, in step S123,
その演算結果によって光学素子230への印加電圧量を決定し、給電回路131の出力電圧を制御して光学素子230に電圧を印加する(S124)。 Determines the applied voltage of the optical element 230 by the calculation result, a voltage is applied to the optical element 230 by controlling the output voltage of the power supply circuit 131 (S124). そしてステップS102へ戻る。 Then, the process returns to step S102.

【0126】つまり、W側ズームスイッチ553aが操作され続けている場合は、ステップS102からステップS124を繰り返し実行し、W側ズームスイッチ55 [0126] That is, when the W side zoom switch 553a is continuously operated, repeatedly perform the step S124 from step S102, W side zoom switch 55
3aのオン操作が終了した時点でステップS104へと移行する。 3a ON operation proceeds to step S104 upon completion.

【0127】ステップS104では、撮影者によってT [0127] In step S104, T by photographer
側ズームスイッチ553bが操作されたか否かを判別する。 To determine whether the side zoom switch 553b is operated. オン操作されていない場合はステップS105に進む。 If not turned on the process proceeds to step S105. ここでT側ズームスイッチ553bが操作された場合は、ステップS121に移行する。 Where T side zoom switch 553b is if it is operated, the process proceeds to step S121.

【0128】ステップS121では、T側ズームスイッチ553bの操作量(操作方向やオン時間等)を検出し、その操作量に基づいて対応する焦点距離変化量を演算する(S122)。 [0128] At step S121, detects the amount of operation of the T-side zoom switch 553b (operation direction and on time, etc.), it calculates the amount of change in focal length corresponding based on the operation amount (S122). そして、ステップS123では、 Then, in step S123,
その演算結果によって光学素子230への印加電圧量を決定し、給電回路231の出力電圧を制御して光学素子230に電圧を印加する(S124)。 Determines the applied voltage of the optical element 230 by the calculation result, a voltage is applied to the optical element 230 by controlling the output voltage of the power supply circuit 231 (S124). そしてステップS102へ戻る。 Then, the process returns to step S102.

【0129】つまり、T側ズームスイッチ553bが操作され続けている場合は、ステップS102からステップS124を繰り返し実行し、T側ズームスイッチ15 [0129] That is, when the T-side zoom switch 553b is continuously operated, repeatedly perform the step S124 from step S102, T-side zoom switch 15
3bのオン操作が終了した時点でステップS105へと移行する。 3b ON operation proceeds to step S105 upon completion.

【0130】ステップS105では、撮影者によって操作スイッチ群554のうち、撮影準備スイッチ(図6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。 [0130] In step S105, among the operation switches 554 by the photographer, (in the flow chart of FIG. 6 SW1 hereinafter) shooting preparation switch determines whether the on operation is performed. オン操作されていない場合はステップS102に戻り、撮影条件設定の受付けや、ズームスイッチ553の操作の判別を繰り返す。 On If unmanipulated returns to step S102, reception and imaging condition setting, it repeats the determination of operation of the zoom switch 553. ステップS1 Step S1
05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。 05 shooting preparation switch if it is determined that the ON operation, the process proceeds to step S111.

【0131】ステップS111では、撮像素子544および信号処理回路545を駆動して、プレビュー画像を取得する。 [0131] At step S111, by driving the imaging device 544 and the signal processing circuit 545, to acquire the preview image. プレビュー画像とは、最終記録用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。 The preview image is an image to be obtained before taken to and order to grasp the photographing composition the photographer to appropriately set the photographing condition of the final recording image.

【0132】ステップS112では、ステップS111 [0132] In step S112, step S111
で取得したプレビュー画像の受光レベルを認識する。 In recognizing the light-receiving level of the acquired preview image. 具体的には、撮像素子544が出力する画像信号において、最高、最低および平均の出力信号レベルを演算し、 Specifically, in the image signal the image sensor 544 is output, the maximum, minimum and average output signal level is calculated,
撮像素子544に入射する光量を認識する。 Recognizing the quantity of light incident on the image sensor 544.

【0133】ステップS113では、ステップS112 [0133] In step S113, step S112
で認識した受光量に基いて、撮影光学系540内に設けられた絞りユニット543を駆動して適正光量になるように絞りユニット543の開口径を調整する。 In based on the recognized amount of received light, to adjust the opening diameter of the aperture unit 543 so that the proper amount of light by driving the aperture unit 543 provided in the imaging optical system 540.

【0134】ステップS114では、ステップS111 [0134] In step S114, step S111
で取得したプレビュー画像を表示器551に表示する。 Preview images obtained in is displayed on the display unit 551 a.
続いて、ステップS115では、焦点検出装置555を用いて撮影光学系540の焦点調節状態を検出する。 Then, in step S115, it detects a focus adjustment state of the photographic optical system 540 by using the focus detection device 555. 続いて、ステップS116では、フォーカス駆動回路55 Subsequently, in step S116, the focus driving circuit 55
6を通じて第1レンズ群141を光軸方向に進退させ、 The first lens group 141 is moved in the optical axis direction through 6,
合焦動作を行なう。 Perform a focusing operation.

【0135】その後、ステップS117に進み、撮影スイッチ(フロー図では、SW2と表記)のオン操作がなされたか否かを判別する。 [0135] Then, the process proceeds to step S117, (in the flow diagram, SW2 hereinafter) photographing switch determines whether the on operation has been performed. 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。 When not turned on returns to step S111, repeatedly executes steps from acquisition of the preview image to the focus drive.

【0136】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。 [0136] As described above, during the repetitive execution of the shooting preparation operation, when the user turns on the photographing switch, it jumps from step S117 to step S131.

【0137】ステップS131では撮像を行なう。 [0137] At step S131 performs imaging. すなわち撮像素子544上に結像した被写体像を光電変換し、光学像の強度に比例した電荷が各受光部近傍の電荷蓄積部に蓄積される。 That photoelectrically converts a subject image formed on the image sensor 544, charge proportional to the intensity of the optical image is accumulated in the charge accumulating portion in the vicinity of the light receiving portions.

【0138】ステップS132では、ステップS131 [0138] In step S132, step S131
で蓄積された電荷を電荷転送ラインを介して読み出し、 In the accumulated charge read via the charge transfer line,
読み出しされたアナログ信号を信号処理回路145に入力させる。 To input the read analog signal into a signal processing circuit 145.

【0139】ステップS133では、信号処理回路54 [0139] In step S133, the signal processing circuit 54
5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施し、さらに必要に応じてCPU53 In 5, the analog image signal to A / D conversion input, AGC control, white balance, gamma correction, performs image processing of the edge enhancement etc., if necessary CPU53
0内に記憶された画像圧縮プログラムでJPEG圧縮等を施す。 It performs JPEG compression or the like by the image compression program stored in the 0.

【0140】ステップS134では、上記ステップS1 [0140] In step S134, the above-mentioned step S1
33で得られた画像信号をメモリ557に記録すると同時に、ステップS135にて一旦プレビュー画像を消去した後に、ステップS133で得られた画像信号を表示器551に改めて表示する。 At the same time the image signal obtained by the 33 recorded in the memory 557, after once erasing the preview image in step S135, again displays the image signal obtained in step S133 on the display unit 551. その後、給電回路231を制御して光学素子230への電圧印加をオフし(S13 Then, turn off the voltage applied to the optical element 230 by controlling the power supply circuit 231 (S13
6)、一連の撮影動作を終了する。 6), and ends the series of photographing operations.

【0141】なお、本実施形態では、第1実施形態の光学素子を用いた場合について説明したが、第2実施形態にて説明した光学素子も用いることができる。 [0141] In the present embodiment has described the case of using the optical element of the first embodiment, it can also be used optical elements described in the second embodiment.

【0142】また、本実施形態では、撮影装置の例としてデジタルスチルカメラを取り挙げたが、本発明の光学素子は、ビデオカメラや銀塩カメラといった他の撮影装置や光学系を備えた各種光学装置にも効果を損なわずに適用することができる。 [0142] Further, in this embodiment, has been mentioned takes the digital still camera as an example of the imaging device, the optical element of the present invention, various optical with another imaging device or optical system such as a video camera or a film camera it can be applied device even without impairing the effect.

【0143】 [0143]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
容器内面における第2の液体と接する界面対向面のうち中心側部分を周辺側部分よりも2液の界面側に形成しておくことにより、必要な上記界面の周辺部の変位量(つまりは、界面全体の曲率変化量)を確保しつつ、光学素子の中心側部分の光軸方向厚さを薄くすることができる。 By forming the interface side of the second liquid than the peripheral portion of the central portion of the interface facing surface in contact with the second liquid in the inner surface of the container, displacement of the peripheral portion of the interface required (that is, while ensuring the overall surface curvature variation), it is possible to reduce the optical axial thickness of the central portion of the optical element.

【0144】そしてこのように光学素子の中心側部分の薄型化を図ることにより、この光学素子が含まれるレンズユニットを構成するレンズの設計自由度が増し、またレンズユニット全体の光軸方向の寸法を短くすることができる。 [0144] Then, by reducing the thickness of the central portion of the thus optical element increases the design flexibility of the lenses constituting the lens units included the optical element, also of the entire lens unit in the optical axis direction dimension it can be shortened.

【0145】なお、第2の電極を、容器の周辺壁部において、上記界面対向面の中心側部分よりも上記界面とは反対側の位置まで延出させておくと、上記界面の周辺部を界面対向面の中心側部分の光軸方向位置を超えて上記界面とは反対側まで変位させることができ、上記界面の大きな曲率変化量を得ることができる。 [0145] Incidentally, the second electrode, in the peripheral wall of the container, when the center portion of the interface facing surface previously is extended to a position opposite to the interface, the peripheral portion of the interface beyond the optical axis direction position of the center portion of the interface facing surface can be displaced to the opposite side to the above interface, it is possible to obtain a large change in curvature of the interface.

【0146】また、第2の電極を、この第2の電極のうち光軸方向一端側が他端側よりも光軸に近づくように傾けることによって、第2の電極を光軸方向に平行とする場合に比べて、光学素子の周辺側の薄型化を図ることができる。 [0146] Also, the second electrode, the optical axis direction one end side of the second electrode by tilting closer to the optical axis than the other end, and parallel to the second electrode in the optical axis direction as compared to the case, it is possible to achieve a peripheral side of the thickness of the optical element.

【0147】また、第1の電極を、光軸方向を厚さ方向とするシート状に形成し、容器における光軸方向を向いた内面であって第1の液体の上記界面とは反対側の面が接する面の周辺側部分に沿って配置すれば、容器の周辺壁部の全体に沿うように第2の電極を配置した上で、第1の電極やこれに対する配線が光軸方向に突出することのない、つまりは薄型の光学素子を構成することができる。 [0147] Also, the first electrode, and formed into a sheet to the optical axis direction as the thickness direction, and the interface between the first liquid a inner surface facing the optical axis direction in the container opposite if disposed along a periphery portion of the face surface in contact, after the second electrode is arranged along the entire circumferential wall of the container, the protruding first electrode and wiring for which the direction of the optical axis not to, that is, can form a thin optical element.

【0148】そして、このような光学素子と第1および第2の電極間への印加電圧を変化させる給電制御回路とを設けて光学装置を構成したり、上記光学素子を含む撮影光学系と給電制御回路とを設けて撮影装置を構成したりすれば、薄型の光学装置および撮影装置を実現することができる。 [0148] Then, configure an optical apparatus provided with a feeding control circuit for changing the such optical elements applied voltage between the first and second electrodes, feeding a photographing optical system including the optical element if or constituting an imaging device provided with a control circuit, it is possible to realize a thin optical device and the imaging device.

【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(電圧未印加時)の断面構成図である。 1 is a cross-sectional view of an optical element (when a voltage is not yet applied) to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記光学素子(電圧印加時)の断面構成図である [Figure 2] is a cross-sectional view of the optical element (when a voltage is applied)

【図3】図2のA部の拡大図である。 3 is an enlarged view of part A of FIG.

【図4】本発明の第2実施形態である光学素子の断面構成図である。 It is a sectional view of an optical element according to a second embodiment of the present invention; FIG.

【図5】本発明の第3実施形態である撮影装置(光学装置)の構成図である。 5 is a configuration diagram of a third a embodiment imaging apparatus of the present invention (optical apparatus).

【図6】上記撮影装置の動作を示すフローチャートである。 6 is a flowchart showing the operation of the imaging device.

【図7】従来の光学素子(電圧未印加時)の断面構成図である。 7 is a sectional view of a conventional optical element (when a voltage is not yet applied).

【図8】上記従来の光学素子(電圧印加時)の断面構成図である [Figure 8] is a sectional view of the conventional optical element (when a voltage is applied)

【図9】上記従来の光学素子における印加電圧と界面変形量との関係を示す説明図である。 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the applied voltage and the surface deformation amount in the conventional optical element.

【図10】上記従来の光学素子への印加電圧を制御する給電制御回路の構成図である。 10 is a configuration diagram of a power supply control circuit for controlling a voltage applied to the conventional optical element.

【図11】上記給電制御回路の動作説明図である。 11 is an explanatory view of the operation of the power supply control circuit.

【図12】従来の他の光学素子の断面構成図である。 12 is a cross-sectional view of another conventional optical element.

【図13】上記従来の他の光学素子の断面構成図である。 13 is a cross-sectional view of the another conventional optical element.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

230,370 光学素子 202 第1の封止板 206 第2の封止板 240 下容器 241 凹部 250 上容器 221 第1の液体 222 第2の液体 223,323 光軸 224,324・・・界面 243 第2の電極リング 251 第1の電極リング 325 棒状電極 230,370 optical element 202 first sealing plate 206 second sealing plate 240 lower case 241 recess 250 on the container 221 first liquid 222 second liquid 223, 323 optical axis 224, 324 ... interface 243 the second electrode ring 251 first electrode ring 325 bar electrode

Claims (9)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 導電性又は有極性を有する第1の液体およびこの第1の液体と混合することのない第2の液体を容器内に収容し、前記第1の液体に接する第1の電極と前記容器側に設けられた第2の電極間への印加電圧の変化に応じて前記第1の液体と前記第2の液体との界面の形状が変化することにより光学特性が変化する光学素子において、 前記容器における光軸方向を向いた内面であって前記第2の液体の前記界面とは反対側の面が接する界面対向面のうち中心側部分を、周辺側部分よりも前記界面側に形成したことを特徴とする光学素子。 1. A first and second liquids without mixing with the first liquid having a conductive or polar accommodated in the container, a first electrode in contact with the first liquid optical elements whose optical characteristics are changed by the shape of the interface between the second liquid and the first liquid varies depending on the change in the applied voltage between the second electrode provided on the container side in the central portion of the surface facing surfaces in contact is a surface opposite to the surface of a to the second liquid at the inner surface facing the optical axis direction of said container, said interface side than the peripheral portion optical element, characterized in that the formed.
  2. 【請求項2】 前記第2の電極を、前記容器の周辺壁部に配置したことを特徴とする請求項1に記載の光学素子。 2. An optical element according to claim 1, characterized in that the second electrode was placed around the walls of the container.
  3. 【請求項3】 前記容器の内部における中心側の光軸方向寸法が、周辺側の光軸方向寸法よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子。 3. An optical axial dimension of the center side in the interior of the container, the optical element according to claim 1 or 2, characterized in that less than the optical axis direction dimension of the peripheral side.
  4. 【請求項4】 前記第2の電極が、前記容器の周辺壁部において、前記界面対向面の中心側部分よりも前記界面とは反対側の位置まで延出していることを特徴とする請求項2に記載の光学素子。 Wherein said second electrode is, in the peripheral wall of the container, according to claim, characterized in that it extends to the position opposite to the surface than the center portion of the interface facing surface the optical element according to 2.
  5. 【請求項5】 前記容器の中心側部分の光軸方向厚さが、周辺側部分の光軸方向厚さよりも薄いことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光学素子。 5. The optical axial thickness of the central portion of the container, the optical element according to any one of claims 1 4, characterized in that thinner than the optical axial thickness of the peripheral portion.
  6. 【請求項6】 前記第2の電極が、この第2の電極のうち光軸方向一端側が他端側よりも光軸に近づくように傾いていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光学素子。 Wherein said second electrode is one of Claims 1 to 5, the optical axis direction one end side of the second electrode, characterized in that the inclined closer to the optical axis than the other end the optical element of crab according.
  7. 【請求項7】 前記第1の電極を、光軸方向を厚さ方向とするシート状に形成し、前記容器における光軸方向を向いた内面であって前記第1の液体の前記界面とは反対側の面が接する面の周辺側部分に沿って配置したことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の光学素子。 The method according to claim 7, wherein the first electrode, and formed into a sheet to the optical axis direction as the thickness direction, and the interface between the first liquid a inner surface facing the optical axis direction in the container the optical element according to any one of claims 1 to 6, characterized in that arranged along the perimeter portion of the surface where the surface opposite contacts.
  8. 【請求項8】 請求項1から7のいずれかに記載の光学素子と、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制御回路とを有することを特徴とする光学装置。 8. A optical element according to any one of claims 1 to 7, the optical apparatus characterized by having a power supply control circuit for changing the applied voltage between the first and second electrodes.
  9. 【請求項9】 請求項1から7のいずれかに記載の光学素子を含む撮影光学系と、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制御回路とを有することを特徴とする撮影装置。 An imaging optical system including an optical element according to claim 9 any of claims 1-7, characterized in that it has a power supply control circuit for changing the applied voltage between the first and second electrodes and the imaging apparatus.
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