JP2009288798A - Optical element and imaging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element which is advantageous for improving the response property and an imaging device provided with the optical element. <P>SOLUTION: A first liquid 14 does not move and is held positioned at the original point when electric voltage E is applied on a central electrode member 40 and two other electrode members 38 and 42 are opened as shown in the Fig.7(B). The first liquid 14 is surrounded by a second liquid 16, a half of the first liquid 14 is moved towards one of retracting rooms 34 and the other half of the first liquid 14 moves towards the other retracting room 34 when an electric voltage application means 22 opens the central electrode member 40 and applies the electric voltage E on the two other electrode members 38 and 42 as shown in the Fig.7(A). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は光学素子および撮像装置に関する。 The present invention relates to an optical element and an imaging apparatus.

有極性または導電性を有する液体に電界を作用させることにより、電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)を用いて導電性または液体の形状を変化させることによって液体の光学特性を変化させる光学素子が提案されている。
また、有極性または導電性を有する液体に電界を作用させることにより、液体自体を所望の方向に移動させる液体移動手段が提案されている(特許文献1参照)。
この液体移動手段では、液体(液滴)に接触する第1電極と、液体に対して絶縁層を介して設けられ所定方向に沿って並べて配置された複数の第2電極と、第1電極と各第2電極との間に印加する電圧を個別に制御する制御手段とを備え、制御手段による第2電極への電圧印加の箇所を前記所定方向に変えることで絶縁層上の液体を前記所定方向に移動させるようにしている。
Proposing an optical element that changes the optical properties of a liquid by changing the shape of the conductivity or liquid using an electrocapillary phenomenon (electrowetting phenomenon) by applying an electric field to a polar or conductive liquid. Has been.
Further, there has been proposed a liquid moving means for moving the liquid itself in a desired direction by applying an electric field to the polar or conductive liquid (see Patent Document 1).
In this liquid moving means, a first electrode that is in contact with a liquid (droplet), a plurality of second electrodes that are provided to the liquid via an insulating layer and are arranged along a predetermined direction, and a first electrode, Control means for individually controlling the voltage applied between each second electrode, and changing the position of the voltage application to the second electrode by the control means in the predetermined direction, the liquid on the insulating layer is changed to the predetermined It moves in the direction.

特開2004-336898号公報JP 2004-336898 A

ところでこのような液体移動手段を、撮像装置の撮影光学系の光軸上に配置し、前記液体を光軸と直交する方向に移動させることでシャッターを構成した場合、シャッターの応答性の向上を図る上で液体の移動速度の高速化が求められる。
しかしながら上記の従来技術では、液体に作用する電界強度を上げるにも限界があり液体の移動速度を高速化する上で限界があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、応答性の向上を図る上で有利な光学素子およびそのような光学素子を備える撮像装置を提供することにある。
By the way, when such a liquid moving means is arranged on the optical axis of the imaging optical system of the imaging apparatus and the shutter is configured by moving the liquid in a direction orthogonal to the optical axis, the response of the shutter can be improved. In order to achieve this, it is required to increase the moving speed of the liquid.
However, the above prior art has a limit in increasing the electric field strength acting on the liquid, and there is a limit in increasing the moving speed of the liquid.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an optical element that is advantageous in improving responsiveness and an imaging apparatus including such an optical element.

上述の目的を達成するため、本発明は、収容室を有する容器と、前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段による前記第1、第2の電極への電圧印加の箇所を変えることで、前記第1の液体を前記収容室内の前記第2の液体中で移動する光学素子であって、前記収容室は、前記第1の液体の有無により光の透過量の調整を行なうための調整室と、前記調整室に連通し前記調整室から退避された前記第1の液体の収容を可能とした複数の退避室とを備え、前記調整室および前記複数の退避室は、前記光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁を備え、前記第1の電極は、前記調整室および前記複数の退避室の前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁に設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、収容室を有する容器と、前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段による前記第1、第2の電極への電圧印加の箇所を変えることで、前記第1の液体を前記収容室内の前記第2の液体中で移動する光学素子であって、前記収容室は、光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁を含んで構成され、前記第1の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、中央電極部材と、前記中央電極部材の周囲に設けられた複数の周囲電極部材とで構成され、前記第1の電極は、前記中央電極部材および前記複数の周囲電極部材に対向する単一の電極部材で構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、被写体像を導く撮影光学系と、前記撮影光学系の光軸上に設けられた撮像素子と、前記光軸上で前記撮像素子の前方に設けられた光学素子とを備え、前記光学素子は、収容室を有する容器と、前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段による前記第1、第2の電極への電圧印加の箇所を変えることで、前記第1の液体を前記収容室内の前記第2の液体中で移動するものであって、前記収容室は、前記第1の液体の有無により光の透過量の調整を行なうための調整室と、前記調整室に連通し前記調整室から退避された前記第1の液体の収容を可能とした複数の退避室とを備え、前記調整室および前記複数の退避室は、前記光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁を備え、前記第1の電極は、前記調整室および前記複数の退避室の前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁に設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、被写体像を導く撮影光学系と、前記撮影光学系の光軸上に設けられた撮像素子と、前記光軸上で前記撮像素子の前方に設けられた光学素子とを備え、前記光学素子は、収容室を有する容器と、前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段による前記第1、第2の電極への電圧印加の箇所を変えることで、前記第1の液体を前記収容室内の前記第2の液体中で移動するものであって、前記収容室は、光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁を含んで構成され、前記第1の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、中央電極部材と、前記中央電極部材の周囲に設けられた複数の周囲電極部材とで構成され、前記第1の電極は、前記中央電極部材および前記複数の周囲電極部材に対向する単一の電極部材で構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a container having a storage chamber, a polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber, and the first liquid sealed in the storage chamber. A second liquid that does not mix with each other, a first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid, and a voltage that applies a voltage between the first electrode and the second electrode And an optical device that moves the first liquid in the second liquid in the storage chamber by changing a position of voltage application to the first and second electrodes by the voltage applying means. The storage chamber is an element, the adjustment chamber for adjusting the amount of transmitted light depending on the presence or absence of the first liquid, and the first liquid communicated with the adjustment chamber and retracted from the adjustment chamber A plurality of evacuation chambers capable of accommodating a plurality of evacuation chambers. The retracting chamber includes first and second end face walls facing each other in the light transmitting direction, and the first electrode includes the first and second end walls of the adjusting chamber and the plurality of retracting chambers. The second electrode is provided on one end face wall of the end face walls, and the second electrode is provided on the other end face wall of the first and second end face walls.
In addition, the present invention provides a container having a storage chamber, a polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber, and a second liquid sealed in the storage chamber and not mixed with the first liquid. A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid, and a voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode, An optical element that moves the first liquid in the second liquid in the storage chamber by changing a position of voltage application to the first and second electrodes by the voltage applying means, The storage chamber is configured to include first and second end face walls facing each other in a direction in which light is transmitted, and the first electrode is one end face wall of the first and second end face walls. The second electrode is provided on the other end face of the first and second end face walls. The second electrode includes a central electrode member and a plurality of peripheral electrode members provided around the central electrode member. The first electrode includes the central electrode member and the plurality of peripheral electrode members. It is comprised by the single electrode member which opposes the surrounding electrode member of this.
In addition, the present invention includes a photographing optical system that guides a subject image, an imaging element provided on the optical axis of the photographing optical system, and an optical element provided in front of the imaging element on the optical axis. The optical element includes a container having a storage chamber, a polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber, and a second liquid sealed in the storage chamber and not mixed with the first liquid. A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid, and a voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode, The first liquid is moved in the second liquid in the storage chamber by changing a position of voltage application to the first and second electrodes by the voltage applying means, and the storage The chamber is an adjustment for adjusting the amount of transmitted light depending on the presence or absence of the first liquid. And a plurality of evacuation chambers communicating with the adjustment chamber and capable of accommodating the first liquid evacuated from the adjustment chamber. The adjustment chamber and the plurality of evacuation chambers transmit the light. First and second end face walls opposed to each other in the direction to be operated, wherein the first electrode is one end face wall of the first and second end face walls of the adjustment chamber and the plurality of evacuation chambers. The second electrode is provided on the other end face wall of the first and second end face walls.
In addition, the present invention includes a photographing optical system that guides a subject image, an imaging element provided on the optical axis of the photographing optical system, and an optical element provided in front of the imaging element on the optical axis. The optical element includes a container having a storage chamber, a polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber, and a second liquid sealed in the storage chamber and not mixed with the first liquid. Liquid, a first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid, and a voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode, The first liquid is moved in the second liquid in the storage chamber by changing a position of voltage application to the first and second electrodes by the voltage applying means, and the storage The chamber includes first and second end face walls facing each other in the direction in which light is transmitted. The first electrode is provided on one end surface wall of the first and second end surface walls, and the second electrode is formed of the first and second end surface walls. The second electrode is provided on the other end wall, and the second electrode includes a central electrode member and a plurality of peripheral electrode members provided around the central electrode member, and the first electrode is the central electrode. It is comprised by the single electrode member which opposes a member and the said several surrounding electrode member, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、収容室に設けられた複数の電極部材によって第1の液体に電圧を印加することで第1の液体を分割させて移動させるので、第1の液体をひとまとまりのままで移動させる場合に比較して、第1の液体の質量と移動距離を低減させることができるので、第1の液体の移動速度を高速化でき、光学素子の応答性の向上を図る上で有利となる。   According to the present invention, since the first liquid is divided and moved by applying a voltage to the first liquid by the plurality of electrode members provided in the storage chamber, the first liquid can be kept as a unit. Compared with the case of moving, the mass and moving distance of the first liquid can be reduced, so that the moving speed of the first liquid can be increased, which is advantageous in improving the response of the optical element. Become.

(A)は液体移動の原理を説明する断面図、(B)は(A)のAA線矢視図である。(A) is sectional drawing explaining the principle of a liquid movement, (B) is an AA arrow directional view of (A). (A)は光学素子10の構成を示す縦断面図、(B)は(A)のAA線断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the optical element 10, (B) is AA sectional view taken on the line of (A). (A)は図2(A)のBB線矢視図、(B)は図2(A)のCC線矢視図である。(A) is a BB line arrow view of FIG. 2 (A), (B) is CC line arrow view of FIG. 2 (A). 光学素子10の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the optical element 10. 光学素子10の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the optical element 10. 光学素子10の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the optical element 10. (A)、(B)は光学素子10の動作説明図である。(A), (B) is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10. FIG. 撮像装置100の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus 100. FIG. 撮像装置100の撮影光学系104の構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration of a photographing optical system 104 of the imaging apparatus 100. FIG. (A)は比較例における第1の液体14の移動を説明する図、(B)は本実施の形態における第1の液体14の移動を説明する図である。(A) is a figure explaining the movement of the 1st liquid 14 in a comparative example, (B) is a figure explaining the movement of the 1st liquid 14 in this Embodiment. (A)、(B)は第2の電極20の変形例を示す平面図である。(A), (B) is a top view which shows the modification of the 2nd electrode 20. FIG. 第2の実施の形態の光学素子10の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the optical element 10 of 2nd Embodiment. (A)、(B)は第2の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。(A), (B) is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10 of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10 of 3rd Embodiment. 第3の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10 of 3rd Embodiment. (A)、(B)、(C)は第4の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。(A), (B), (C) is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10 of 4th Embodiment. (A)、(B)は第5の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。(A), (B) is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10 of 5th Embodiment. 第1の電極18の平面図である。2 is a plan view of a first electrode 18. FIG. 第6の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10 of 6th Embodiment. 第6の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10 of 6th Embodiment. 第6の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the optical element 10 of 6th Embodiment.

(第1の実施の形態)
まず、電界による液体移動の動作原理について説明する。
図1(A)は液体移動の原理を説明する断面図、(B)は(A)のAA線矢視図である。
図1(A)、(B)に示すように、光が透過する方向において互いに間隔gをおいて対向する第1、第2の端面壁1A、1Bと、第1、第2の端面壁1A、1Bを接続する側面壁1Cとにより密閉された収容室1が形成されている。
第1の端面壁1Aの内面全域には第1の電極2が形成され、第1の電極2が収容室1に臨む表面は撥水膜3Aで覆われている。
第2の端面壁1Bの内面には第2の電極4が設けられており、第2の電極4は2つの電極体4A、4Bが第1、第2の端面壁1A、1Bが対向する方向と直交する方向に延在する仮想軸Lに沿って並べて配置されている。
2つの電極体4A、4Bの表面および第2の端面壁1Bの内面の全域は絶縁膜5で覆われ、絶縁膜5が収容室1に臨む表面全域は撥水膜3Bで覆われている。
収容室1には第1の液体6と第2の液体7が封入され、第1の液体6は有極性または導電性を有するものであり、第2の液体7は第1の液体6の周囲を囲むように封入され、第1の液体と互いに混合しないものである。
第1の液体6には第1の電極2が撥水膜3Aを介して臨み、また、第2の電極4が絶縁膜5と撥水膜3Bを介して臨んでいる。
(First embodiment)
First, the operation principle of liquid movement by an electric field will be described.
1A is a cross-sectional view illustrating the principle of liquid movement, and FIG. 1B is a view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the first and second end face walls 1A and 1B and the first and second end face walls 1A facing each other with a gap g in the light transmitting direction. A housing chamber 1 is formed by a side wall 1C connecting 1B.
A first electrode 2 is formed on the entire inner surface of the first end wall 1A, and the surface of the first electrode 2 facing the storage chamber 1 is covered with a water repellent film 3A.
The second electrode 4 is provided on the inner surface of the second end face wall 1B, and the second electrode 4 is a direction in which the two electrode bodies 4A and 4B are opposed to the first and second end face walls 1A and 1B. Are arranged side by side along a virtual axis L extending in a direction perpendicular to the axis.
The entire surface of the two electrode bodies 4A and 4B and the entire inner surface of the second end face wall 1B are covered with the insulating film 5, and the entire surface of the insulating film 5 facing the storage chamber 1 is covered with the water repellent film 3B.
The storage chamber 1 is filled with a first liquid 6 and a second liquid 7, the first liquid 6 has polarity or conductivity, and the second liquid 7 is around the first liquid 6. And is not mixed with the first liquid.
The first electrode 2 faces the first liquid 6 through the water repellent film 3A, and the second electrode 4 faces through the insulating film 5 and the water repellent film 3B.

まず、初期状態では、第1の電極2と第2の電極4の2つの電極体4A、4Bが共にグランドレベルに接続されており、この状態で第1の液体6が一方の電極体4Aの全域と他方の電極体4Bのうち電極体4Aに近接する部分とにわたって位置している。
この状態では、第1の液体6はその表面張力によって図1(A)、(B)に実線で示すように平面視円形の形状を呈している。
ここで、他方の電極体4Bに電圧Eが印加されると、絶縁体5が第1の液体6に臨む箇所に正電荷がチャージされ、これにより、第1の液体6が絶縁体5に臨む箇所に電界(静電気力)が作用して第1の液体6が絶縁体5に臨む箇所に負電荷が引寄せられ、言い換えると、第1の液体6を構成する分子が引き寄せられる。
すると、第1の液体6は、図1(A)、(B)に破線で示すように、電極体4Bに向かって引き寄せられるように形状が変化し、やがて、第1の液体6が第2の液体7によって周囲を囲まれた状態で第1の液体6全体が仮想軸Lの延在方向に沿って一方の電極体4Aの上から他方の電極体4Bの上に移動する。
なお、撥水膜3A、3Bは第1の液体6が第1、第2の電極2、4上で移動する際に液体6と第1、第2の端面壁1A、1Bとの間で生じる抵抗を削減し、移動しやすくする作用を果たすものである。
このように、有極性または導電性を有する第1の液体6に第1、第2の電極2、4によって電界を作用させることで第1の液体6が移動される。
First, in the initial state, the two electrode bodies 4A and 4B of the first electrode 2 and the second electrode 4 are both connected to the ground level, and in this state, the first liquid 6 is in one electrode body 4A. It is located over the entire region and the portion of the other electrode body 4B adjacent to the electrode body 4A.
In this state, the first liquid 6 has a circular shape in plan view as indicated by a solid line in FIGS. 1A and 1B due to its surface tension.
Here, when the voltage E is applied to the other electrode body 4 </ b> B, a positive charge is charged at a location where the insulator 5 faces the first liquid 6, whereby the first liquid 6 faces the insulator 5. An electric field (electrostatic force) acts on the location, and negative charges are attracted to the location where the first liquid 6 faces the insulator 5, in other words, molecules constituting the first liquid 6 are attracted.
Then, the shape of the first liquid 6 changes so as to be drawn toward the electrode body 4B as shown by the broken lines in FIGS. 1A and 1B, and the first liquid 6 eventually becomes the second liquid 6. The entire first liquid 6 moves along the extending direction of the virtual axis L from one electrode body 4A to the other electrode body 4B while being surrounded by the liquid 7.
The water repellent films 3A and 3B are generated between the liquid 6 and the first and second end face walls 1A and 1B when the first liquid 6 moves on the first and second electrodes 2 and 4. It serves to reduce resistance and facilitate movement.
Thus, the first liquid 6 is moved by applying an electric field to the first liquid 6 having polarity or conductivity by the first and second electrodes 2 and 4.

次に、本実施の形態の光学素子10について説明する。
本実施の形態において光学素子10はシャッターを構成している。
図2(A)は光学素子10の構成を示す縦断面図、(B)は(A)のAA線断面図である。
図3(A)は図2(A)のBB線矢視図、(B)は図2(A)のCC線矢視図である。
図4、図5、図6は光学素子10の動作説明図である。
図2(A)、(B)に示すように、光学素子10は、容器12と、第1の液体14と、
第2の液体16と、第1の電極18および第2の電極20と、電圧印加手段22(図4参照)とを含んで構成されている。
容器12は、互いに対向し平行をなして延在する第1の端面壁24、第2の端面壁26と、これら第1、第2の端面壁24、26を接続する側面壁28とを有し、それら第1、第2の端面壁24、26と側面壁28とにより密閉した収容室30が設けられている。第1、第2の端面壁24、26は、絶縁性を有する材料で形成され、さらに、第1、第2の端面壁24、26は光を透過する透明な材料で形成されている。
第1、第2の端面壁24、26を構成する材料として、例えば、透明で絶縁性を有する合成樹脂材料あるいは透明なガラス材料を用いることができる。
ここで容器12の厚さ方向とは、第1の端面壁24と第2の端面壁26とが互いに対向する方向であり、光が光学素子10を透過する方向と合致している。
Next, the optical element 10 of the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the optical element 10 constitutes a shutter.
2A is a longitudinal sectional view showing the configuration of the optical element 10, and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA in FIG.
3A is a view taken along the line BB in FIG. 2A, and FIG. 3B is a view taken along the line CC in FIG.
4, 5, and 6 are explanatory diagrams of the operation of the optical element 10.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the optical element 10 includes a container 12, a first liquid 14,
The second liquid 16, the first electrode 18 and the second electrode 20, and a voltage applying means 22 (see FIG. 4) are included.
The container 12 includes a first end surface wall 24 and a second end surface wall 26 which face each other and extend in parallel, and a side wall 28 which connects the first and second end surface walls 24 and 26. A storage chamber 30 is provided which is sealed by the first and second end face walls 24 and 26 and the side wall 28. The first and second end face walls 24 and 26 are made of an insulating material, and the first and second end face walls 24 and 26 are made of a transparent material that transmits light.
As a material constituting the first and second end face walls 24 and 26, for example, a transparent and insulating synthetic resin material or a transparent glass material can be used.
Here, the thickness direction of the container 12 is a direction in which the first end face wall 24 and the second end face wall 26 face each other, and matches the direction in which light passes through the optical element 10.

本実施の形態では、第1、第2の端面壁24、26は同形同大に形成された長方形板状を呈し、側面壁28は第1、第2の端面壁24、26の輪郭に沿った長方形枠状を呈し、収容室30は扁平な柱状を呈し、収容室30は均一の矩形断面で前記光が透過する方向と直交する方向に延在している。
収容室30は、調整室32と、複数の退避室34とを備えており、言い換えると、調整室32および複数の退避室34は、前記光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁24、26を備えている。
調整室32は、第1の液体14の有無により光の透過量の調整を行なうためのものであり、退避室34は、調整室32に連通し調整室32から退避された第1の液体14の収容を可能としたものである。
本実施の形態では、調整室32は収容室30の延在方向の中央に位置し、退避室34は収容室30の延在方向の両側にそれぞれ設けられている。本実施の形態では、収容室30の延在方向が容器12の長辺の方向と平行している。
言い換えると、2つの退避室34は調整室32に対して、前記光が透過する方向と直交する方向から連通され、調整室32の両側で前記光が透過する方向と直交する方向に延在する直線上に設けられている。
In the present embodiment, the first and second end face walls 24 and 26 have a rectangular plate shape having the same shape and the same size, and the side wall 28 has an outline of the first and second end face walls 24 and 26. The storage chamber 30 has a flat columnar shape, and the storage chamber 30 has a uniform rectangular cross section and extends in a direction perpendicular to the light transmission direction.
The storage chamber 30 includes an adjustment chamber 32 and a plurality of evacuation chambers 34. In other words, the adjustment chamber 32 and the plurality of evacuation chambers 34 are opposed to each other in the light transmitting direction. End face walls 24 and 26.
The adjustment chamber 32 is for adjusting the light transmission amount depending on the presence or absence of the first liquid 14, and the retreat chamber 34 communicates with the adjustment chamber 32 and is retreated from the adjustment chamber 32. Can be accommodated.
In the present embodiment, the adjustment chamber 32 is located at the center in the extending direction of the storage chamber 30, and the evacuation chambers 34 are provided on both sides in the extending direction of the storage chamber 30. In the present embodiment, the extending direction of the storage chamber 30 is parallel to the long side direction of the container 12.
In other words, the two evacuation chambers 34 communicate with the adjustment chamber 32 from a direction orthogonal to the light transmission direction, and extend on both sides of the adjustment chamber 32 in a direction orthogonal to the light transmission direction. It is provided on a straight line.

第1の液体14は、有極性または導電性を有し収容室30に封入されている。
第2の液体16は、第1の液体14と互いに混合しないものであり、第1の液体14の周囲を囲むように収容室30に封入されている。
また、第1の液体14と第2の液体16は実質的に等しい比重を有しかつ第1の液体14の透過率は第2の液体16の透過率よりも低くなるように形成されている。
本実施の形態では、第1の液体14は、例えば、純水とエタノールとエチレングリコールを混合した液体に光を透過しない材料からなる微粒子が混合されることで形成されている。
前記微粒子としては、例えばカーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックを用いる場合には、カーボンブラックが、第1の液体14に対して満遍なく混合されるように、それらの表面に親水コーティング処理をなすことが好ましい。前記親水コーティング処理は、例えば、カーボンブラックの表面に親水基を形成することでなされる。
The first liquid 14 has polarity or conductivity and is enclosed in the storage chamber 30.
The second liquid 16 does not mix with the first liquid 14 and is enclosed in the storage chamber 30 so as to surround the first liquid 14.
Further, the first liquid 14 and the second liquid 16 have substantially the same specific gravity, and the transmittance of the first liquid 14 is formed to be lower than the transmittance of the second liquid 16. .
In the present embodiment, the first liquid 14 is formed, for example, by mixing fine particles made of a material that does not transmit light with a liquid obtained by mixing pure water, ethanol, and ethylene glycol.
As the fine particles, for example, carbon black can be used. In the case of using carbon black, it is preferable to subject the surfaces to hydrophilic coating treatment so that the carbon black is evenly mixed with the first liquid 14. The hydrophilic coating treatment is performed, for example, by forming a hydrophilic group on the surface of carbon black.

また、本実施の形態では、第2の液体16は透明なシリコンオイルで構成されている。第2の液体16を構成するシリコンオイルとして低粘度のものを用いることにより、第1、第2の液体14、16の間の粘性抵抗の低減と、第1の液体14と第1、第2の端面壁24、26との間の摩擦の緩和が図られ、第1の液体14の移動速度の高速化による応答性の向上を図る上で有利となっている。
なお、第1の液体14として使用できる液体としては、本実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ニトロメタン、無水酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、メタノール、アセトニトリル、アセトン、エタノール、プロピオニトリル、テトロヒドロフラン、n−ヘキサン、2−プロパノール、2−ブタノン、n−ブチロニトリル、1−プロパノール、1−ブタノール、ジメチルスルホキシド、クロロベンゼン、エチレングリコール、ホルムアミド、ニトロベンゼン、炭酸プロピレン、1,2−ジクロロエタン、二硫化炭素、クロロホルム、ブロモベンゼン、四塩化炭素、トリクロロ酢酸無水物、トルエン、ベンゼン、エチレンジアミン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、リン酸トリブチル、ピリジン、ベンゾニトル、アニリン、1,4−ジオキサン、ヘキサメチルホスホルアミドなどが挙げられる。
また、第2の液体16として使用できる液体は、例えば、シリコン、デカン系、オクタン系、ノナン、ヘプタンなどが挙げられる。
また、第1の液体14および第2の液体16は、それぞれ単一の液体で形成してもよいし、複数の液体を混合して形成してもよい。要は、第1の液体14と第2の液体16が実質的に等しい比重を有するように形成されていればよい。
In the present embodiment, the second liquid 16 is made of transparent silicone oil. By using a low-viscosity silicone oil that constitutes the second liquid 16, the viscosity resistance between the first and second liquids 14 and 16 is reduced, and the first liquid 14 and the first and second liquids are reduced. The friction between the end walls 24 and 26 is reduced, which is advantageous in improving the response by increasing the moving speed of the first liquid 14.
The liquid that can be used as the first liquid 14 is not limited to the present embodiment. For example, nitromethane, acetic anhydride, methyl acetate, ethyl acetate, methanol, acetonitrile, acetone, ethanol, propionitrile. , Tetrohydrofuran, n-hexane, 2-propanol, 2-butanone, n-butyronitrile, 1-propanol, 1-butanol, dimethyl sulfoxide, chlorobenzene, ethylene glycol, formamide, nitrobenzene, propylene carbonate, 1,2-dichloroethane, Carbon disulfide, chloroform, bromobenzene, carbon tetrachloride, trichloroacetic anhydride, toluene, benzene, ethylenediamine, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, tributyl phosphate, pyridine, benzene Nitoru, aniline, 1,4-dioxane, hexamethylphosphoramide and the like.
Examples of the liquid that can be used as the second liquid 16 include silicon, decane-based, octane-based, nonane, and heptane.
The first liquid 14 and the second liquid 16 may be formed of a single liquid or may be formed by mixing a plurality of liquids. In short, the first liquid 14 and the second liquid 16 may be formed so as to have substantially the same specific gravity.

第1、第2の電極18、20は、第1の液体14に電界をかけるためのものである。
図2(A)、図3(A)に示すように、第1の電極18は、調整室32および2つの退避室34の第1の端面壁24に設けられ、本実施の形態では、第1の電極18は、調整室32および2つの退避室34の第1の端面壁24にわたって延在する単一の電極部材36で構成されている。本実施の形態では、図3(A)に示すように、電極部材36は、第1の端面壁24の輪郭よりも一回り小さい輪郭の矩形状に形成されている。
図2(A)、図3(B)に示すように、第2の電極20は、調整室32および2つの退避室34の第2の端面壁26に設けられ、本実施の形態では、第2の電極20は、それぞれ切り離されて設けられた3つの電極部材38、40、42で構成され、3つの電極部材38、40、42のうちの1つの電極部材40が調整室32の第2の端面壁26に、残りの2つの電極部材38、42が2つの退避室34にそれぞれ設けられている。
これら3つの電極部材38、40、42は、前記光が透過する方向と直交する方向に延在する直線に沿って配置されている。本実施の形態では、前記直線が容器12の長辺の方向と平行している。
本実施の形態では、図3(B)に示すように、3つの電極部材38、40、42は、同形同大の形状を呈し、互いに等しい間隔をおいて配置されている。
また、各電極部材38、40、42が互いに隣り合う縁部は、前記直線の延在方向と直交する方向に延在する2010として形成され、隣り合う電極部材は、凹凸部2010が互いに平行し隙間を空けて向かい合った状態で配置されている。本実施の形態では、凹凸部2010の形状は振幅が均一の三角波状に形成されている。
第1、第2の電極18、20、すなわち、各電極部材36、38、40、42は、例えば、光を透過可能なITO膜(IndiumTinOxide膜)などの導電材料で形成されている。
なお、図3(A)、(B)において、符号1802は電極部材36から延出された配線部、符号2002は各電極部材38、40、42から延出された配線部である。
The first and second electrodes 18 and 20 are for applying an electric field to the first liquid 14.
As shown in FIGS. 2A and 3A, the first electrode 18 is provided on the first end wall 24 of the adjustment chamber 32 and the two retraction chambers 34. One electrode 18 includes a single electrode member 36 extending over the first end wall 24 of the adjustment chamber 32 and the two retreat chambers 34. In the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the electrode member 36 is formed in a rectangular shape having a contour that is slightly smaller than the contour of the first end face wall 24.
As shown in FIG. 2A and FIG. 3B, the second electrode 20 is provided on the second end face wall 26 of the adjustment chamber 32 and the two retreat chambers 34. The two electrodes 20 are constituted by three electrode members 38, 40, 42 provided separately from each other, and one of the three electrode members 38, 40, 42 is the second electrode of the adjustment chamber 32. The remaining two electrode members 38, 42 are provided in the two retreat chambers 34 on the end face wall 26.
These three electrode members 38, 40, 42 are arranged along a straight line extending in a direction orthogonal to the direction in which the light is transmitted. In the present embodiment, the straight line is parallel to the direction of the long side of the container 12.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the three electrode members 38, 40, and 42 have the same shape and the same size, and are arranged at equal intervals.
Further, the edge portions where the electrode members 38, 40, 42 are adjacent to each other are formed as 2010 extending in a direction orthogonal to the extending direction of the straight line, and the adjacent electrode members have the uneven portions 2010 parallel to each other. It is arranged in a state of facing each other with a gap. In the present embodiment, the shape of the concavo-convex portion 2010 is a triangular wave with a uniform amplitude.
The first and second electrodes 18 and 20, that is, the electrode members 36, 38, 40, and 42 are made of a conductive material such as an ITO film (Indium Tin Oxide film) that can transmit light.
3A and 3B, reference numeral 1802 denotes a wiring portion extending from the electrode member 36, and reference numeral 2002 denotes a wiring portion extending from the electrode members 38, 40, and 42.

図4に示すように、電圧印加手段22は容器12の外部に設けられ、第1の電極18に配線部1802(図3参照)を介して電気的に接続されたグランド端子2202と、第2の電極20の電極部材38、40、42に配線部2002(図3参照)を介して電気的に接続された複数の電圧出力端子2204とを備えている。
電圧印加手段22は、電圧Eを出力する電源22Aを有し、電圧出力端子2204を介して第2の電極20の各電極部材38、40、42のそれぞれに選択的に電圧Eを印加できるように構成されている。
As shown in FIG. 4, the voltage applying means 22 is provided outside the container 12, and a ground terminal 2202 electrically connected to the first electrode 18 via a wiring portion 1802 (see FIG. 3), and a second And a plurality of voltage output terminals 2204 electrically connected to the electrode members 38, 40 and 42 of the electrode 20 via the wiring portion 2002 (see FIG. 3).
The voltage application means 22 has a power supply 22A that outputs a voltage E, and can selectively apply the voltage E to each of the electrode members 38, 40, and 42 of the second electrode 20 via the voltage output terminal 2204. It is configured.

また、図2(A)、(B)に示すように、収容室30に臨む第2の端面壁26の内面およびこの内面に設けられた第2の電極20上に絶縁膜44が形成されている。
したがって、第1の電極18と第2の電極20との間に電圧が印加されることで絶縁膜44の表面に例えばプラス電荷が帯電され、これにより第1の液体14に電界がかかり、第1の液体14を構成する分子に電界(静電気力)が作用して第1の液体14の移動がなされるように構成されている。
Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, an insulating film 44 is formed on the inner surface of the second end face wall 26 facing the storage chamber 30 and the second electrode 20 provided on the inner surface. Yes.
Therefore, when a voltage is applied between the first electrode 18 and the second electrode 20, for example, a positive charge is charged on the surface of the insulating film 44, thereby applying an electric field to the first liquid 14, An electric field (electrostatic force) acts on molecules constituting one liquid 14 to move the first liquid 14.

また、第2の端面壁26の内面および第1の電極18の全域を覆うように光を透過する透明な撥水膜46が形成されている。
また、側面壁28の内面を覆うように撥水膜46が形成されている。
撥水膜46は第2の液体16に対する濡れ性が第1の液体14に対する濡れ性よりも高くなるように構成されている。言い換えると、撥水膜46に対する第2の液体16の接触角は、撥水膜46に対する第1の液体14の接触角よりも小さい値となるように構成されている。
撥水膜46は第1の液体14が第1、第2の電極18、20上で移動する際に第1の液体14と第1、第2の端面壁24、26との間で生じる抵抗を削減し、移動しやすくする作用を果たすものである。
撥水膜46は、親油性を有する膜であり、例えば、シリコンを主成分とする材料を焼き付けることで、あるいは、非結晶フッ素樹脂からなる材料を成膜することで形成することができ、撥水膜46としては、従来公知の様々な材料を採用可能である。
A transparent water repellent film 46 that transmits light is formed so as to cover the inner surface of the second end wall 26 and the entire area of the first electrode 18.
A water repellent film 46 is formed so as to cover the inner surface of the side wall 28.
The water repellent film 46 is configured such that the wettability with respect to the second liquid 16 is higher than the wettability with respect to the first liquid 14. In other words, the contact angle of the second liquid 16 with respect to the water repellent film 46 is configured to be smaller than the contact angle of the first liquid 14 with respect to the water repellent film 46.
The water-repellent film 46 is a resistance generated between the first liquid 14 and the first and second end face walls 24 and 26 when the first liquid 14 moves on the first and second electrodes 18 and 20. It reduces the amount of water and makes it easier to move.
The water repellent film 46 is an oleophilic film, and can be formed, for example, by baking a material mainly composed of silicon or by forming a material made of an amorphous fluororesin. As the water film 46, various conventionally known materials can be used.

次に、光学素子10の動作について説明する。
図7(A)、(B)は光学素子10の動作説明図である。
まず、光学素子10の調整室32が光を遮蔽する状態から光を透過する状態に変化する場合の動作について説明する。
初期状態で、第1の液体14は、図4に示すように、調整室32で第1の電極18の電極部材36と第2の電極20の中央の電極部材40とに挟まれた箇所に位置している。
この状態で、電圧印加手段22は、中央の電極部材40に電圧Eを印加し、残り2つの電極部材38、42を開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)としている。
したがって、第1の電極18と中央の電極部材40に印加された電圧Eによる電界が中央の電極部材40に臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなくその位置に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央の電極部材40に臨み、第1の液体14の一部が隣接する2つの電極部材38、42に臨んでいる。
この状態で、図7(B)に示すように、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
Next, the operation of the optical element 10 will be described.
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams of the operation of the optical element 10.
First, an operation when the adjustment chamber 32 of the optical element 10 changes from a state of shielding light to a state of transmitting light will be described.
In the initial state, as shown in FIG. 4, the first liquid 14 is placed at a position sandwiched between the electrode member 36 of the first electrode 18 and the center electrode member 40 of the second electrode 20 in the adjustment chamber 32. positioned.
In this state, the voltage applying means 22 applies the voltage E to the central electrode member 40, and the remaining two electrode members 38 and 42 are in an open state (or a state in which a ground potential is applied).
Therefore, the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 40 acts on the first liquid 14 located at the position facing the central electrode member 40, thereby The liquid 14 is held in its position without moving, and as a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 40, and two parts of the first liquid 14 are adjacent to each other. It faces the electrode members 38 and 42.
In this state, as shown in FIG. 7B, the incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is shielded by the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.

次に、図5に示すように、電圧印加手段22が、中央の電極部材40を開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とし、残り2つの電極部材38、42に電圧Eを印加すると、すなわち、第2の電極20への電圧印加の箇所を残り2つの電極部材38、42に変える。
すると、図5に示すように、第1の電極18と2つの電極部材38、42に印加された電圧Eによる電界が中央の電極部材40に臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、第1の液体14のうちの半分は一方の退避室34に向かって移動すると同時に、第1の液体14の残りの半分は他方の退避室34に向かって移動する。
これにより、図6に示すように、第1の液体14が2分割され、2つの退避室34にそれぞれ収容される。したがって、第1の液体14の半分は一方の退避室34に位置した状態で保持され、第1の液体14の残りの半分は他方の退避室34に位置した状態で保持される。
この際、分割された一方の第1の液体14の大部分は一方の電極部材38に臨み、分割された一方の第1の液体14の一部が隣接する中央の電極部材40に臨み、分割された他方の第1の液体14の大部分は他方の電極部材42に臨み、分割された他方の第1の液体14の一部が隣接する中央の電極部材40に臨んでいる。
この状態で、図7(A)に示すように、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が高い第2の液体16を透過する。
Next, as shown in FIG. 5, when the voltage applying unit 22 opens the central electrode member 40 (or a state in which a ground potential is applied) and applies the voltage E to the remaining two electrode members 38 and 42, In other words, the voltage application point to the second electrode 20 is changed to the remaining two electrode members 38 and 42.
Then, as shown in FIG. 5, the first liquid 14 is located at a position where the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the two electrode members 38, 42 faces the central electrode member 40. By acting on the first liquid 14, half of the first liquid 14 is moved toward the one retreat chamber 34 while the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16. The remaining half of the liquid 14 moves toward the other evacuation chamber 34.
As a result, as shown in FIG. 6, the first liquid 14 is divided into two and stored in the two retreat chambers 34. Accordingly, half of the first liquid 14 is held in a state where it is located in one of the retreat chambers 34, and the other half of the first liquid 14 is held in a state of being located in the other retreat chamber 34.
At this time, most of the divided one first liquid 14 faces one electrode member 38, and a part of the divided one first liquid 14 faces an adjacent central electrode member 40, and is divided. Most of the other first liquid 14 thus formed faces the other electrode member 42, and a part of the other divided first liquid 14 faces the adjacent central electrode member 40.
In this state, as shown in FIG. 7A, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 passes through the second liquid 16 located in the adjustment chamber 32 and having a high transmittance.

次に、上述とは逆に、光学素子10の調整室32が光を透過する状態から遮蔽する状態に変化する場合の動作について説明する。
図6に示すように、分割された第1の液体14が2つの退避室34にそれぞれ収容された状態で、電圧印加手段22が、中央の電極部材40に電圧Eを印加し、残り2つの電極部材38、42を開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とする。
すると、図5に示すように、第1の電極18と中央の電極部材40に印加された電圧Eによる電界が2つの電極部材38、42に臨んだ箇所に位置している分割された第1の液体14にそれぞれ作用することで、分割された第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、各退避室34から調整室32に向かって移動する。
これにより、図4に示すように、2つに分割されていた第1の液体14が調整室32に収容され合体する。
したがって、第1の電極18と中央の電極部材40に印加された電圧Eによる電界が第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなく中央の電極部材40に臨んだ箇所に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央の電極部材40に臨み、第1の液体14の一部が隣接する2つの電極部材38、42に臨んでいる。
この状態で、図7(B)に示すように、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
Next, the operation when the adjustment chamber 32 of the optical element 10 changes from a state of transmitting light to a state of shielding, contrary to the above, will be described.
As shown in FIG. 6, the voltage application means 22 applies the voltage E to the central electrode member 40 in a state where the divided first liquid 14 is accommodated in the two retreat chambers 34, and the remaining two liquids The electrode members 38 and 42 are opened (or a ground potential is applied).
Then, as shown in FIG. 5, the divided first portions are located where the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 40 faces the two electrode members 38 and 42. By acting on each of the liquids 14, the divided first liquid 14 moves from the respective retracting chambers 34 toward the adjusting chambers 32 in a state where the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16.
As a result, as shown in FIG. 4, the first liquid 14 that has been divided into two is accommodated in the adjustment chamber 32 and united.
Accordingly, the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 40 acts on the first liquid 14, so that the first liquid 14 reaches the central electrode member 40 without moving. As a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 40, and a part of the first liquid 14 faces two adjacent electrode members 38 and 42. It is out.
In this state, as shown in FIG. 7B, the incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is shielded by the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.

以上のように、電圧印加手段22により電圧印加の箇所を変えて、第1の液体14を調整室32から2つの退避室34に分割して移動させることで調整室32を光が透過可能な状態とし、また、2つの退避室34に退避していた第1の液体14を調整室32に移動させて合体させることで調整室32を光が遮蔽される状態とすることによって、光学素子10をシャッターとして機能させることができる。   As described above, light can be transmitted through the adjustment chamber 32 by changing the position of voltage application by the voltage application means 22 and dividing the first liquid 14 from the adjustment chamber 32 into the two retreat chambers 34 and moving them. The optical element 10 is brought into a state where the light is blocked by moving the first liquid 14 evacuated to the two evacuation chambers 34 to the adjustment chamber 32 and combining them. Can function as a shutter.

次に、上述した光学素子10をシャッターとして、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に設けた場合について説明する。
図8は撮像装置100の構成を示すブロック図、図9は撮像装置100の撮影光学系104の構成を示す図である。
図8に示すように撮像装置100は外装を構成する不図示のケースを有し、前記ケースにはレンズ鏡筒102が組み込まれるとともに、ケースの表面にはディスプレイ112やシャッタボタンや撮影にまつわる種々の操作を行うための操作スイッチ116が設けられている。
レンズ鏡筒102には、撮影光学系104と、撮影光学系104によって捉えられた被写体像を撮像する撮像素子106が組み込まれている。
撮像装置100は、撮像素子106から出力された撮像信号に基づいて画像データを生成し、メモリカードなどの記憶媒体108に記録する画像処理部110、前記画像データをディスプレイ112に表示させる表示制御部114、シャッタボタンや操作スイッチ116の操作に応じて画像処理部110、表示制御部114を制御するCPUを含む制御部118などを備えている。
Next, a case where the above-described optical element 10 is used as a shutter in a photographing optical system of an imaging apparatus such as a digital still camera or a video camera will be described.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus 100, and FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the photographing optical system 104 of the imaging apparatus 100.
As shown in FIG. 8, the imaging apparatus 100 has a case (not shown) that constitutes an exterior. A lens barrel 102 is incorporated in the case, and a display 112, a shutter button, and various types of shooting are provided on the surface of the case. An operation switch 116 for performing an operation is provided.
The lens barrel 102 incorporates a photographing optical system 104 and an image sensor 106 that captures a subject image captured by the photographing optical system 104.
The imaging apparatus 100 generates image data based on the imaging signal output from the imaging element 106 and records it on a storage medium 108 such as a memory card, and a display control unit that displays the image data on the display 112. 114, an image processing unit 110, a control unit 118 including a CPU that controls the display control unit 114, and the like according to operations of the shutter button and the operation switch 116.

図9に示すように、撮影光学系104は、その光軸G上において、被写体から撮像素子106に向かって、第1のレンズ群120、第2のレンズ群122、第3のレンズ群124、第4のレンズ群126、フィルター群128がこの順番で配置されている。
本例においては、第1のレンズ群120、第3のレンズ群124が光軸方向に移動不能に設けられ、第2のレンズ群122がズームレンズとして光軸方向に移動可能に設けられ、第4のレンズ群126がフォーカスレンズとして光軸方向に移動可能に設けられている。
第1のレンズ群120によって導かれた被写体からの光束は第2のレンズ群122によって平行な光束とされ第3のレンズ群124に導かれて、第4のレンズ群126、フィルター群128を介して撮像素子106の撮像面106Aに収束される。
光学素子10は、フィルター群128と撮像素子106の間に配置され、調整室32を光軸G上に位置させ光が透過する方向を光軸Gと平行させた状態で、第1の液体14が移動することにより、第1の液体14が撮像素子106に導かれる光束を遮断できるように設けられている。
したがって、光学素子10において、第1の液体14の移動により光束が遮られると、撮像面106Aに照射される時間、すなわち、撮像素子106の露光時間を制御することができる。
なお、撮影光学系104によって収束される被写体像の光束の断面積は撮像素子106の撮像面106Aに近づくほど小さくなる。したがって、本実施の形態のように、光学素子10を撮像素子106の撮像面106Aの直前に配置すると、光学素子10によって開放および遮蔽する光束の断面積が小さくなるので、第1の液体14の移動距離を縮小でき、光学素子10の小型化および応答性の向上を図る上で有利となる。
As shown in FIG. 9, on the optical axis G, the photographic optical system 104 has a first lens group 120, a second lens group 122, a third lens group 124, from the subject toward the image sensor 106, The fourth lens group 126 and the filter group 128 are arranged in this order.
In this example, the first lens group 120 and the third lens group 124 are provided so as not to move in the optical axis direction, the second lens group 122 is provided as a zoom lens so as to be movable in the optical axis direction, The fourth lens group 126 is provided as a focus lens so as to be movable in the optical axis direction.
The light beam from the subject guided by the first lens group 120 is converted into a parallel light beam by the second lens group 122 and guided to the third lens group 124, via the fourth lens group 126 and the filter group 128. Thus, the light is converged on the image pickup surface 106A of the image pickup element 106.
The optical element 10 is disposed between the filter group 128 and the image sensor 106, and the first liquid 14 is in a state where the adjustment chamber 32 is positioned on the optical axis G and the direction in which light is transmitted is parallel to the optical axis G. Is moved so that the first liquid 14 can block the light beam guided to the image sensor 106.
Therefore, in the optical element 10, when the light beam is blocked by the movement of the first liquid 14, it is possible to control the irradiation time of the imaging surface 106 </ b> A, that is, the exposure time of the imaging element 106.
Note that the cross-sectional area of the light beam of the subject image converged by the photographic optical system 104 becomes smaller as it approaches the imaging surface 106A of the imaging element 106. Therefore, when the optical element 10 is disposed immediately before the image pickup surface 106A of the image pickup element 106 as in the present embodiment, the cross-sectional area of the light beam that is opened and shielded by the optical element 10 becomes small. The moving distance can be reduced, which is advantageous in reducing the size of the optical element 10 and improving the response.

以上説明したように、本実施の形態によれば、調整室32に収容されている第1の液体14が退避室34に設けられた電極部材38、42から印加される電界によって分割されて退避室34に移動され、また、各退避室34に分割して収容されている第1の液体14が調整室32に設けられた電極部材40から印加される電界によって各退避室34から収容室32に移動されて合体される。
したがって、第1の液体14を分割した状態で移動させるので、第1の液体14をひとまとまりのままで移動させる場合に比較して、第1の液体14の質量と移動距離を低減させることができることから、第1の液体14の移動速度を高速化でき、光学素子10の応答性の向上を図る上で有利となる。
As described above, according to the present embodiment, the first liquid 14 accommodated in the adjustment chamber 32 is divided and retracted by the electric field applied from the electrode members 38 and 42 provided in the retracting chamber 34. The first liquid 14 that has been moved to the chamber 34 and divided and accommodated in each of the retreat chambers 34 is moved from each retreat chamber 34 to the storage chamber 32 by an electric field applied from the electrode member 40 provided in the adjustment chamber 32. Moved to and merged.
Therefore, since the first liquid 14 is moved in a divided state, the mass and the moving distance of the first liquid 14 can be reduced as compared with the case where the first liquid 14 is moved as a unit. As a result, the moving speed of the first liquid 14 can be increased, which is advantageous in improving the response of the optical element 10.

次に比較例について説明する。
図10(A)は比較例における第1の液体14の移動を説明する図、(B)は本実施の形態における第1の液体14の移動を説明する図である。
図10(B)に示すように、本実施の形態の光学素子10では、第1の液体14が2つに分割された状態で調整室32と各退避室34との間を移動する。
図10(A)に示すように、比較例の光学素子10では、本実施の形態における光学素子10の第1の液体14と同じ体積の第1の液体14がひとまとまりの状態で調整室32と一方の退避室34との間を移動する。
したがって、第1の液体14の体積が同一ならば、本実施の形態では、分割された第1の液体14の体積と質量は、それぞれ比較例の第1の液体14の半分となる。
比較例において、第1の液体14が隣接する電極部材上を移動するために必要な移動量は、第1の液体14の直径(液径)とほぼ等しい。
これに対して実施の形態において、分割された第1の液体14が隣接する電極部材上に移動して合体するために必要な移動量は、比較例の移動量の半分とほぼ等しい。
実施の形態では、分割された第1の液体14の体積が比較例の半分であるため、第1の液体14の直径は比較例よりも大幅に小さく、したがって、本実施の形態による分割された第1の液体14が移動すべき移動量は、比較例の第1の液体14が移動すべき移動量に比較して大幅に短縮される。
また、印加される電界が同じであれば、第1の液体14の質量が軽いほど移動速度が速くなる。
したがって、本実施の形態の光学素子10は、比較例と比べて、第1の液体14の移動量が少なく、かつ、質量も軽いので、第1の液体14の移動速度を高速化する上で有利となる。
Next, a comparative example will be described.
FIG. 10A is a diagram for explaining the movement of the first liquid 14 in the comparative example, and FIG. 10B is a diagram for explaining the movement of the first liquid 14 in the present embodiment.
As shown in FIG. 10B, in the optical element 10 according to the present embodiment, the first liquid 14 moves between the adjustment chamber 32 and each retreat chamber 34 in a state where the first liquid 14 is divided into two.
As shown in FIG. 10A, in the optical element 10 of the comparative example, the adjustment chamber 32 in a state where the first liquid 14 having the same volume as the first liquid 14 of the optical element 10 in the present embodiment is collected. And one of the evacuation chambers 34.
Therefore, if the volume of the first liquid 14 is the same, in this embodiment, the volume and mass of the divided first liquid 14 are each half that of the first liquid 14 of the comparative example.
In the comparative example, the amount of movement required for the first liquid 14 to move on the adjacent electrode member is substantially equal to the diameter (liquid diameter) of the first liquid 14.
On the other hand, in the embodiment, the amount of movement required for the divided first liquid 14 to move onto the adjacent electrode member and merge is approximately equal to half the amount of movement of the comparative example.
In the embodiment, since the volume of the divided first liquid 14 is half that of the comparative example, the diameter of the first liquid 14 is significantly smaller than that of the comparative example. Therefore, the divided liquid according to the present embodiment is divided. The amount of movement that the first liquid 14 should move is significantly shortened compared to the amount of movement that the first liquid 14 of the comparative example should move.
Moreover, if the applied electric field is the same, the moving speed increases as the mass of the first liquid 14 decreases.
Therefore, since the optical element 10 of the present embodiment has a smaller moving amount of the first liquid 14 and a lighter mass than the comparative example, the moving speed of the first liquid 14 is increased. It will be advantageous.

また、本実施の形態では、各電極部材38、40、42が互いに隣り合う縁部には前記直線の延在方向と直交する方向に凹凸部2010が延在形成され、隣り合う電極部材は、凹凸部2010が互いに平行して向かい合った状態で配置されている。
したがって、電極部材の配置間隔を第1の液体14の直径と同じ寸法か、直径よりもやや大きな寸法としても、第1の液体14の大部分が1つの電極部材に位置した状態で、移動方向における第1の液体14の一部を隣の電極部材に臨ませることができ、電極部材の配置間隔を大きくしたい場合に有利となる。
また、凹凸部2010の形状は本実施の形態のように振幅がほぼ一定の三角波状としてもよいが、図11(A)に示すように、凹凸部2010の形状を振幅がほぼ一定の方形波状としても上述と同様の効果を奏することは無論である。
In the present embodiment, each electrode member 38, 40, 42 has an uneven portion 2010 extending in a direction perpendicular to the linear extending direction at the edge portion adjacent to each other, and the adjacent electrode members are The concavo-convex portions 2010 are arranged in a state of facing each other in parallel.
Therefore, even if the arrangement interval of the electrode members is the same dimension as the diameter of the first liquid 14 or a dimension slightly larger than the diameter, the moving direction in a state where most of the first liquid 14 is located on one electrode member. A part of the first liquid 14 can be made to face the adjacent electrode member, which is advantageous when it is desired to increase the arrangement interval of the electrode members.
The shape of the uneven portion 2010 may be a triangular wave shape with substantially constant amplitude as in this embodiment, but the shape of the uneven portion 2010 is a square wave shape with substantially constant amplitude, as shown in FIG. It goes without saying that the same effects as described above can be obtained.

また、図11(B)に示すように、調整室32の端面壁26に設けられた電極部材40の凹凸部2010の延在方向の中央には、凹凸部2010を構成する他の凸部よりも退避室34の端面壁26側に大きく突出する凸部2012を設け、各退避室34の端面壁26に設けられた電極部材38、42の凹凸部2010の延在方向の中央には、凹凸部2010を構成する他の凹部よりも該退避室34の中央側に大きく窪む凹部2014を設け、凸部2012が凹部2014に隙間を空けて向かい合った状態で配置した場合には次の効果が奏される。
すなわち、各退避室34の電極部材38、42上に位置した第1の液体14が調整室32の電極部材40に向かって移動する際に、凸部2012の部分が他の中央の電極部材40の凹凸部2010の部分に比べて第1の液体14により広い面積で接触していることから、凸部2012の部分から第1の液体14に電界を強く作用させることができる。
これにより、第1の液体14の中央部分を他の部分よりも先行して調整室32の電極部材40に向けて移動させることができ、したがって、第1の液体14をより円滑に移動させることができ、第1の液体14の退避室34から調整室32への移動速度を高める上で有利となる。
なお、第1の液体14に電界を作用させるためには、第1の液体14の大部分が1つの電極部材に位置した状態で、第1の液体14の一部が隣の電極部材に臨んでいればよく、各電極部材38、40、42が互いに隣り合う箇所に凹凸部2010が形成されておらず、前記直線の延在方向と直交する方向に直線状に形成されていてもよいことは無論である。しかしながら、凹凸部2010が形成されていると、上述したように移動速度の高速化を図る上で有利となる。
Further, as shown in FIG. 11 (B), the center of the electrode member 40 provided on the end wall 26 of the adjustment chamber 32 in the extending direction of the concavo-convex portion 2010 is from other convex portions constituting the concavo-convex portion 2010. Also, a protrusion 2012 that protrudes greatly toward the end wall 26 side of the retracting chamber 34 is provided, and an unevenness is formed at the center in the extending direction of the uneven portions 2010 of the electrode members 38 and 42 provided on the end wall 26 of each retracting chamber 34. The following effects are obtained when a concave portion 2014 that is greatly depressed in the central side of the evacuation chamber 34 than the other concave portions constituting the portion 2010 is provided and the convex portion 2012 is arranged facing the concave portion 2014 with a gap. Played.
That is, when the first liquid 14 located on the electrode members 38 and 42 of each retreat chamber 34 moves toward the electrode member 40 of the adjustment chamber 32, the portion of the convex portion 2012 is another central electrode member 40. Since the first liquid 14 is in contact with a larger area than the uneven portion 2010, an electric field can be strongly applied to the first liquid 14 from the convex portion 2012.
Thereby, the center part of the 1st liquid 14 can be moved toward the electrode member 40 of the adjustment chamber 32 ahead of other parts, Therefore, the 1st liquid 14 can be moved more smoothly. This is advantageous in increasing the moving speed of the first liquid 14 from the retracting chamber 34 to the adjusting chamber 32.
In order to apply an electric field to the first liquid 14, a part of the first liquid 14 faces the adjacent electrode member while most of the first liquid 14 is positioned on one electrode member. The uneven portions 2010 are not formed at positions where the electrode members 38, 40, 42 are adjacent to each other, and may be formed linearly in a direction perpendicular to the extending direction of the straight line. Of course. However, if the uneven portion 2010 is formed, it is advantageous for increasing the moving speed as described above.

(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態は、第1の液体14が透明であり、第2の液体16の透過率が第1の液体14の透過率よりも低くなるように形成されている点が第1の実施の形態と異なっている。
図12は第2の実施の形態の光学素子10の構成を示す縦断面図、図13(A)、(B)は第2の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。なお、以下の実施の形態において、第1の実施の形態と同一または同様の箇所、部材には同一の符号を付して説明する。
図12に示すように、光学素子10は、第1の実施の形態と同様に、容器12と、第1の液体14と、第2の液体16と、第1の電極18および第2の電極20と、電圧印加手段22とを含んで構成されている。
第1の液体14は、有極性または導電性を有し収容室30に封入されている。
第2の液体16は、第1の液体14と互いに混合しないものであり、第1の液体14の周囲を囲むように収容室30に封入されている。
また、第1の液体14と第2の液体16は実質的に等しい比重を有しかつ第2の液体16の透過率は第1の液体14の透過率よりも低くなるように形成されている。
本実施の形態では、第1の液体14は、例えば、純水とエタノールとエチレングリコールを混合した液体で構成され、第2の液体16は透明なシリコンオイルで構成され光を透過しない材料からなる微粒子(例えばカーボンブラック)が混合されることで形成されている。
容器12、第1の電極18および第2の電極20、電圧印加手段22は第1の実施の形態と同様に構成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
The second embodiment is that the first liquid 14 is transparent and the transmittance of the second liquid 16 is lower than the transmittance of the first liquid 14. This is different from the embodiment.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the optical element 10 of the second embodiment, and FIGS. 13A and 13B are explanatory diagrams of the operation of the optical element 10 of the second embodiment. In the following embodiments, the same or similar parts and members as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
As shown in FIG. 12, the optical element 10 includes a container 12, a first liquid 14, a second liquid 16, a first electrode 18 and a second electrode, as in the first embodiment. 20 and a voltage applying means 22.
The first liquid 14 has polarity or conductivity and is enclosed in the storage chamber 30.
The second liquid 16 does not mix with the first liquid 14 and is enclosed in the storage chamber 30 so as to surround the first liquid 14.
Further, the first liquid 14 and the second liquid 16 have substantially the same specific gravity, and the transmittance of the second liquid 16 is formed to be lower than the transmittance of the first liquid 14. .
In the present embodiment, the first liquid 14 is composed of, for example, a liquid obtained by mixing pure water, ethanol, and ethylene glycol, and the second liquid 16 is composed of a transparent silicon oil that does not transmit light. It is formed by mixing fine particles (for example, carbon black).
The container 12, the first electrode 18, the second electrode 20, and the voltage applying means 22 are configured in the same manner as in the first embodiment.

次に、光学素子10の動作について説明する。
まず、光学素子10の調整室32が光を透過する状態から光を遮蔽する状態に変化する場合の動作について説明する。
初期状態で、第1の液体14は、図12、図13(A)に示すように、調整室32で第1の電極18の電極部材36と第2の電極20の中央の電極部材40とに挟まれた箇所に位置している。
この状態で、電圧印加手段22は、中央の電極部材40に電圧Eを印加し、残り2つの電極部材38、42を開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)としている。
したがって、第1の電極18と中央の電極部材40に印加された電圧Eによる電界が中央の電極部材40に臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなくその位置に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央の電極部材40に臨み、第1の液体14の一部が隣接する2つの電極部材38、42に臨んでいる。
この状態で、図13(A)に示すように、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が高い第1の液体14を透過する。
Next, the operation of the optical element 10 will be described.
First, an operation when the adjustment chamber 32 of the optical element 10 changes from a state of transmitting light to a state of shielding light will be described.
In the initial state, as shown in FIG. 12 and FIG. 13A, the first liquid 14 has an electrode member 36 of the first electrode 18 and an electrode member 40 at the center of the second electrode 20 in the adjustment chamber 32. It is located in the place between.
In this state, the voltage applying means 22 applies the voltage E to the central electrode member 40, and the remaining two electrode members 38 and 42 are in an open state (or a state in which a ground potential is applied).
Therefore, the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 40 acts on the first liquid 14 located at the position facing the central electrode member 40, thereby The liquid 14 is held in its position without moving, and as a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 40, and two parts of the first liquid 14 are adjacent to each other. It faces the electrode members 38 and 42.
In this state, as shown in FIG. 13A, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 passes through the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a high transmittance.

次に、電圧印加手段22が、中央の電極部材40を開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とし、残り2つの電極部材38、42に電圧Eを印加すると、すなわち、第2の電極20への電圧印加の箇所を残り2つの電極部材38、42に変える。
すると、図13(B)に示すように、第1の電極18と2つの電極部材38、42に印加された電圧Eによる電界が中央の電極部材40に臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、第1の液体14のうちの半分は一方の退避室34に向かって移動すると同時に、第1の液体14の残りの半分は他方の退避室34に向かって移動する。
これにより、第1の液体14が2分割され、2つの退避室34にそれぞれ収容される。
したがって、第1の液体14の半分は一方の退避室34に位置した状態で保持され、第1の液体14の残りの半分は他方の退避室34に位置した状態で保持される。
この際、分割された一方の第1の液体14の大部分は一方の電極部材38に臨み、分割された一方の第1の液体14の一部が隣接する中央の電極部材40に臨み、分割された他方の第1の液体14の大部分は他方の電極部材42に臨み、分割された他方の第1の液体14の一部が隣接する中央の電極部材40に臨んでいる。
この状態で、図13(B)に示すように、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第2の液体16で遮蔽される。
Next, when the voltage application means 22 opens the central electrode member 40 (or a state in which a ground potential is applied) and applies the voltage E to the remaining two electrode members 38 and 42, that is, the second electrode 20. The remaining voltage is applied to the remaining two electrode members 38 and 42.
Then, as shown in FIG. 13B, the first electric field is located at a position where the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the two electrode members 38 and 42 faces the central electrode member 40. When the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16, half of the first liquid 14 moves toward the one retreat chamber 34 at the same time. The remaining half of the first liquid 14 moves toward the other retreat chamber 34.
As a result, the first liquid 14 is divided into two and stored in the two evacuation chambers 34.
Accordingly, half of the first liquid 14 is held in a state where it is located in one of the retreat chambers 34, and the other half of the first liquid 14 is held in a state of being located in the other retreat chamber 34.
At this time, most of the divided one first liquid 14 faces one electrode member 38, and a part of the divided one first liquid 14 faces an adjacent central electrode member 40, and is divided. Most of the other first liquid 14 thus formed faces the other electrode member 42, and a part of the other divided first liquid 14 faces the adjacent central electrode member 40.
In this state, as shown in FIG. 13B, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is shielded by the second liquid 16 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.

次に、上述とは逆に、光学素子10の調整室32が光を遮蔽する状態から透過する状態に変化する場合の動作について説明する。
分割された第1の液体14が2つの退避室34にそれぞれ収容された状態で、電圧印加手段22が、中央の電極部材40に電圧Eを印加し、残り2つの電極部材38、42を開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とする。
すると、図13(B)に示すように、第1の電極18と中央の電極部材40に印加された電圧Eによる電界が2つの電極部材38、42に臨んだ箇所に位置している分割された第1の液体14にそれぞれ作用することで、分割された第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、各退避室34から調整室32に向かって移動する。
これにより、図13(A)に示すように、2つに分割されていた第1の液体14が調整室32に収容され合体する。
したがって、第1の電極18と中央の電極部材40に印加された電圧Eによる電界が第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなく中央の電極部材40に臨んだ箇所に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央の電極部材40に臨み、第1の液体14の一部が隣接する2つの電極部材38、42に臨んでいる。
この状態で、図13(A)に示すように、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第1の液体14によって透過する。
第2実施の形態の光学素子10によっても第1の実施の形態と同様に、電圧印加手段22により電圧印加の箇所を変えて、第1の液体14を分割させて調整室32と2つの退避室34の間で移動させることにより、調整室32を光が透過可能な状態と光が遮蔽される状態に変化させることで光学素子10をシャッターとして機能させることができる。
したがって、第2の実施の形態においても第1の実施の形態と同様に、第1の液体14の移動速度を高速化でき、光学素子10の応答性の向上を図る上で有利となる。
Next, the operation when the adjustment chamber 32 of the optical element 10 changes from a state of shielding light to a state of transmitting light will be described contrary to the above.
In a state where the divided first liquid 14 is accommodated in the two retreat chambers 34, the voltage applying means 22 applies the voltage E to the central electrode member 40 and opens the remaining two electrode members 38 and 42. State (or a state in which a ground potential is applied).
Then, as shown in FIG. 13B, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 40 is divided at a position facing the two electrode members 38 and 42. By acting on each of the first liquids 14, the divided first liquids 14 move from the respective retracting chambers 34 toward the adjustment chambers 32 with the second liquids 16 surrounded by the surroundings.
As a result, as shown in FIG. 13A, the first liquid 14 that has been divided into two is accommodated in the adjustment chamber 32 and united.
Accordingly, the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 40 acts on the first liquid 14, so that the first liquid 14 reaches the central electrode member 40 without moving. As a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 40, and a part of the first liquid 14 faces two adjacent electrode members 38 and 42. It is out.
In this state, as shown in FIG. 13A, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is transmitted by the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.
Similarly to the first embodiment, the optical element 10 according to the second embodiment also changes the location of voltage application by the voltage application means 22 to divide the first liquid 14 and adjust the adjustment chamber 32 and the two retreats. By moving between the chambers 34, the optical element 10 can function as a shutter by changing the adjustment chamber 32 between a state where light can be transmitted and a state where light is shielded.
Therefore, also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the moving speed of the first liquid 14 can be increased, which is advantageous in improving the response of the optical element 10.

(第3の実施の形態)
次に第3の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態は、退避室34を4つ設け、第1の液体14を4分割して調整室32と各退避室34との間で移動させる点が第1の実施の形態と異なっている。
図14、図15は第3の実施の形態の光学素子10の動作説明図であり、光学素子10を平面視している。
図14に示すように、4つの退避室34は、光が透過する方向から見て調整室32の周囲にその周方向に沿って同一のピッチで(90度のピッチで)並べられて設けられている。
言い換えると、収容室30は、前記光が透過する方向から見て十字架状を呈し、この十字架状の中心に調整室32が位置し、4つのうちの2つの退避室34は、調整室32の両側で前記光が透過する方向と直交する方向に延在する直線上に設けられ、残りの2つの退避室34は、調整室32の両側で前記光が透過する方向と直交する方向で前記直線と直交する別の直線上に設けられている。
調整室32および4つの退避室34は、前記光が透過する方向において互いに対向する第1端面壁(不図示)と、第2の端面壁26とを備えている。
4つの退避室34は、さらに、第1、第2端面壁を接続する側面壁28を備え、各退避室34は、調整室32に連通する箇所を除いて第1、第2端面壁の間が側面壁28により仕切られている。
そして、隣り合う退避室34の側面壁28は、調整室32に連通する箇所において第1、第2端面壁の間を延在する角部2802を形成している。本実施の形態では、角部2802は直角を呈している。
第3の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、第1の液体14と第2の液体16は実質的に等しい比重を有しかつ第1の液体14の透過率は第2の液体16の透過率よりも低くなるように形成され、第2の液体16は第1の液体14の周囲を囲むように収容室30に封入されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
The third embodiment is different from the first embodiment in that four evacuation chambers 34 are provided, and the first liquid 14 is divided into four and moved between the adjustment chamber 32 and each evacuation chamber 34. ing.
FIG. 14 and FIG. 15 are diagrams for explaining the operation of the optical element 10 according to the third embodiment, and the optical element 10 is viewed in plan.
As shown in FIG. 14, the four evacuation chambers 34 are arranged around the adjustment chamber 32 at the same pitch (at a pitch of 90 degrees) around the adjustment chamber 32 as viewed from the light transmitting direction. ing.
In other words, the storage chamber 30 has a cross shape when viewed from the direction in which the light is transmitted, and the adjustment chamber 32 is located at the center of the cross shape, and two of the four retraction chambers 34 are located in the adjustment chamber 32. The remaining two retracting chambers 34 are provided on a straight line extending in a direction orthogonal to the direction in which the light is transmitted on both sides, and the remaining two retreat chambers 34 are in the direction orthogonal to the direction in which the light is transmitted on both sides of the adjustment chamber 32 Are provided on another straight line perpendicular to the line.
The adjustment chamber 32 and the four retracting chambers 34 include a first end face wall (not shown) and a second end face wall 26 that face each other in the light transmitting direction.
The four evacuation chambers 34 further include a side wall 28 that connects the first and second end face walls, and each evacuation chamber 34 is between the first and second end face walls except for a portion communicating with the adjustment chamber 32. Is partitioned by a side wall 28.
The side wall 28 of the adjacent evacuation chamber 34 forms a corner portion 2802 that extends between the first and second end surface walls at a location communicating with the adjustment chamber 32. In this embodiment, the corner 2802 has a right angle.
In the third embodiment, as in the first embodiment, the first liquid 14 and the second liquid 16 have substantially the same specific gravity, and the transmittance of the first liquid 14 is the second. The second liquid 16 is sealed in the storage chamber 30 so as to surround the first liquid 14.

図14に示すように、第1の電極18は、調整室32および4つの退避室34の第1の端面壁に設けられ、第1の電極18は、調整室32および4つの退避室34の第1の端面壁にわたって延在する単一の電極部材36で構成されている。本実施の形態では、電極部材36は、第1の端面壁の輪郭よりも一回り小さい輪郭の十字架状に形成されている。
第2の電極20は、調整室32および4つの退避室34の第2の端面壁26に設けられ、本実施の形態では、第2の電極20は、それぞれ切り離されて設けられた同形同大の5つの電極部材50A、50B、50C、50D、50Eで構成され、5つの電極部材のうちの1つの電極部材50Aが調整室32の第2の端面壁26に、残りの4つの電極部材50B、50C、50D、50Eが4つの退避室34の第2の端面壁26にそれぞれ設けられている。
中心の電極部材50Aと、4つの電極部材50B、50C、50D、50Eとが互いに隣り合う縁部は、前記直線の延在方向と直交する方向に延在する凹凸部2010として形成され、隣り合う電極部材は、凹凸部2010が互いに平行し隙間を空けて向かい合った状態で配置されている。
As shown in FIG. 14, the first electrode 18 is provided on the first end face walls of the adjustment chamber 32 and the four retraction chambers 34, and the first electrode 18 is connected to the adjustment chamber 32 and the four retraction chambers 34. It is comprised by the single electrode member 36 extended over the 1st end surface wall. In the present embodiment, the electrode member 36 is formed in a cross shape having a contour that is slightly smaller than the contour of the first end face wall.
The second electrode 20 is provided on the second end wall 26 of the adjustment chamber 32 and the four retracting chambers 34. In the present embodiment, the second electrode 20 is provided in the same shape and separated from each other. The large five electrode members 50A, 50B, 50C, 50D, and 50E are configured. One of the five electrode members 50A is provided on the second end face wall 26 of the adjustment chamber 32, and the remaining four electrode members. 50B, 50C, 50D, and 50E are provided on the second end face walls 26 of the four retracting chambers 34, respectively.
Edge portions where the central electrode member 50A and the four electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E are adjacent to each other are formed as uneven portions 2010 that extend in a direction orthogonal to the extending direction of the straight line, and are adjacent to each other. The electrode members are arranged in a state where the concavo-convex portions 2010 are parallel to each other and face each other with a gap.

電圧印加手段22は、第1の電極18にグランド電位を供給するとともに、第2の電極20の5つの電極部材50A、50B、50C、50D、50Eのそれぞれに選択的に電圧Eを印加できるように構成されている。   The voltage applying unit 22 supplies a ground potential to the first electrode 18 and can selectively apply the voltage E to each of the five electrode members 50A, 50B, 50C, 50D, and 50E of the second electrode 20. It is configured.

次に、光学素子10の動作について説明する。
まず、光学素子10の調整室32が光を遮蔽する状態から光を透過する状態に変化する場合の動作について説明する。
初期状態で、第1の液体14は、図14に示すように、調整室32で第1の電極18の電極部材36と第2の電極20の中央の電極部材50Aとに挟まれた箇所に位置している。
この状態で、電圧印加手段22は、中央の電極部材50Aに電圧Eを印加し、残り4つの電極部材50B、50C、50D、50Eを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)としている。
したがって、第1の電極18と中央の電極部材50Aに印加された電圧Eによる電界が中央の電極部材50Aに臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなくその位置に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央の電極部材50Aに臨み、第1の液体14の一部が隣接する4つの電極部材50B、50C、50D、50Eに臨んでいる。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
Next, the operation of the optical element 10 will be described.
First, an operation when the adjustment chamber 32 of the optical element 10 changes from a state of shielding light to a state of transmitting light will be described.
In the initial state, as shown in FIG. 14, the first liquid 14 is placed at a position sandwiched between the electrode member 36 of the first electrode 18 and the center electrode member 50 </ b> A of the second electrode 20 in the adjustment chamber 32. positioned.
In this state, the voltage applying unit 22 applies the voltage E to the central electrode member 50A, and the remaining four electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E are in an open state (or a state in which a ground potential is applied).
Therefore, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 50A acts on the first liquid 14 located at the position facing the central electrode member 50A, thereby The liquid 14 is held in its position without moving, and as a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 50A, and a part of the first liquid 14 is adjacent to the four It faces the electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E.
In this state, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is shielded by the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.

次に、電圧印加手段22が、図15に示すように、中央の電極部材50Aを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とし、残り4つの電極部材50B、50C、50D、50Eに電圧Eを印加すると、すなわち、第2の電極20への電圧印加の箇所を残り4つの電極部材50B、50C、50D、50Eに変える。
すると、第1の電極18と4つの電極部材50B、50C、50D、50Eに印加された電圧Eによる電界が中央の電極部材50Aに臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、第1の液体14は4分割されてそれぞれ4つの退避室34に向かって移動する。
これにより、4分割された第1の液体14が4つの退避室34にそれぞれ収容される。
この際、分割された第1の液体14の大部分は各4つの電極部材50B、50C、50D、50Eに臨み、第1の液体14の一部は隣接する中央の電極部材50Aに臨んでいる。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が高い第2の液体16を透過する。
Next, as shown in FIG. 15, the voltage applying means 22 opens the central electrode member 50A (or a state in which a ground potential is applied), and supplies the voltage E to the remaining four electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E. That is, that is, the position of voltage application to the second electrode 20 is changed to the remaining four electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E.
Then, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the four electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E acts on the first liquid 14 located at the position facing the central electrode member 50A. Thus, in a state where the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16, the first liquid 14 is divided into four and each moves toward the four retreat chambers 34.
Thus, the four divided first liquids 14 are accommodated in the four retreat chambers 34, respectively.
At this time, most of the divided first liquid 14 faces the four electrode members 50B, 50C, 50D and 50E, and a part of the first liquid 14 faces the adjacent central electrode member 50A. .
In this state, the incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is transmitted through the second liquid 16 located in the adjustment chamber 32 and having a high transmittance.

次に、上述とは逆に、光学素子10の調整室32が光を透過する状態から遮蔽する状態に変化する場合の動作について説明する。
図15に示すように、分割された第1の液体14が4つの退避室34にそれぞれ収容された状態で、電圧印加手段22が、中央の電極部材50Aに電圧Eを印加し、残り4つの電極部材50B、50C、50D、50Eを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とする。
すると、第1の電極18と中央の電極部材50Aに印加された電圧Eによる電界が4つの電極部材50B、50C、50D、50Eに臨んだ箇所に位置している第1の液体14にそれぞれ作用することで、分割された第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、各退避室34から調整室32に向かって移動する。
これにより、図14に示すように、4つに分割されていた第1の液体14が調整室32に収容され合体する。
したがって、第1の電極18と中央の電極部材50Aに印加された電圧Eによる電界が第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなく中央の電極部材50Aに臨んだ箇所に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央の電極部材50Aに臨み、第1の液体14の一部が隣接する4つの電極部材50B、50C、50D、50Eに臨んでいる。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
Next, the operation when the adjustment chamber 32 of the optical element 10 changes from a state of transmitting light to a state of shielding, contrary to the above, will be described.
As shown in FIG. 15, the voltage application means 22 applies the voltage E to the central electrode member 50A in a state where the divided first liquids 14 are respectively stored in the four retreat chambers 34, and the remaining four liquids The electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E are in an open state (or a state in which a ground potential is applied).
Then, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 50A acts on the first liquid 14 located at the positions facing the four electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E, respectively. As a result, the divided first liquid 14 moves from the retreat chambers 34 toward the adjustment chambers 32 in a state in which the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16.
Thereby, as shown in FIG. 14, the first liquid 14 that has been divided into four is accommodated in the adjustment chamber 32 and united.
Accordingly, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 50A acts on the first liquid 14, so that the first liquid 14 reaches the central electrode member 50A without moving. As a result, most of the first liquid 14 faces the center electrode member 50A, and a part of the first liquid 14 is adjacent to the four electrode members 50B, 50C, 50D. , 50E.
In this state, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is shielded by the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.

このような第3実施の形態の光学素子10によっても第1の実施の形態と同様に、電圧印加手段22により電圧印加の箇所を変えて、第1の液体14を分割させて調整室32と4つの退避室34の間で移動させることにより、調整室32を光が透過可能な状態と光が遮蔽される状態に変化させることで光学素子10をシャッターとして機能させることができる。
特に第3の実施の形態では、第1の液体14を4分割するため、第1の実施の形態に比較して、第1の液体14の移動速度をより高速化でき、光学素子10の応答性の向上を図る上でより有利となる。
また、第3の実施の形態では、収容室30に4つの角部2802が臨んでいるため、調整室32に収容されている第1の液体14が分割されて各退避室34に移動される際に、第1の液体14が各角部2802の部分で分離されることによって円滑に分割されるので、第1の液体14の移動速度を高速化する上でより有利となる。
なお、収容室30に角部2802が形成されていなくても第1の液体14を分割して移動することはできるが、角部2802が形成されていると角部2802が形成されていない場合に比較して、上述のように第1の液体14の移動速度の高速化を図る上で有利である。
Similarly to the first embodiment, the optical element 10 of the third embodiment also changes the position of voltage application by the voltage application means 22 to divide the first liquid 14 and adjust the adjustment chamber 32. The optical element 10 can function as a shutter by moving the adjustment chamber 32 between a state where light can be transmitted and a state where light is shielded by moving between the four retreat chambers 34.
In particular, in the third embodiment, since the first liquid 14 is divided into four parts, the moving speed of the first liquid 14 can be further increased compared to the first embodiment, and the response of the optical element 10 can be increased. This is more advantageous for improving the performance.
In the third embodiment, since the four corners 2802 face the storage chamber 30, the first liquid 14 stored in the adjustment chamber 32 is divided and moved to each retreat chamber 34. At this time, since the first liquid 14 is smoothly divided by being separated at each corner 2802, it is more advantageous in increasing the moving speed of the first liquid 14.
The first liquid 14 can be divided and moved even if the corner 2802 is not formed in the storage chamber 30, but when the corner 2802 is formed, the corner 2802 is not formed. Compared to the above, it is advantageous in increasing the moving speed of the first liquid 14 as described above.

(第4の実施の形態)
次に第4の実施の形態について説明する。
第4の実施の形態は第3の実施の形態の変形例であり、構成は第3の実施の形態と同一であるが、2つに第1の液体14を分割する際の動作が第3の実施の形態と異なっている。
図16(A)、(B)、(C)は第4の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。
図16(A)に示すように、電圧印加手段22によって、対向する2つの退避室34の電極部材50B、50Dに電圧Eを印加し、残りの2つの退避室34の電極部材50C、50Eおよび中心の電極部材50Aを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とし、第1の液体14を2つに分割して対向する2つの退避室34に収容しておく。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が高い第2の液体16を透過する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.
The fourth embodiment is a modification of the third embodiment, and the configuration is the same as that of the third embodiment, but the operation when dividing the first liquid 14 into two is the third. This is different from the embodiment.
FIGS. 16A, 16B, and 16C are operation explanatory views of the optical element 10 according to the fourth embodiment.
As shown in FIG. 16A, the voltage application means 22 applies a voltage E to the electrode members 50B and 50D of the two opposing retreat chambers 34, and the electrode members 50C and 50E of the remaining two retreat chambers 34 and The central electrode member 50A is in an open state (or a state in which a ground potential is applied), and the first liquid 14 is divided into two and accommodated in two opposing retreat chambers 34.
In this state, the incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is transmitted through the second liquid 16 located in the adjustment chamber 32 and having a high transmittance.

次に、電圧印加手段22により、中央の電極部材50Aに電圧Eを印加し、残り4つの電極部材50B、50C、50D、50Eを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とする。
すると、図16(B)に示すように、対向する2つの退避室34に収容されていた第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、各退避室34から調整室32に向かって移動し、第1の液体14が調整室32に収容され合体する。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
この際、互いに接近する方向に移動する2つの第1の液体14が合体するので、そのときに各第1の液体14に作用していた力によって、図16(B)に二点鎖線で示すように、合体した第1の液体14は対向する2つの退避室34を結ぶ直線と直交する直線上に沿って、すなわち、残り2つの退避室34を結ぶ直線上に沿って引き伸ばされた形状に変形する。
この変形が生じている状態で、図16(C)に示すように、電圧印加手段22によって、残りの2つの退避室34の電極部材50C、50Eに電圧Eを印加し、2つの退避室34の電極部材50B、50Dおよび中心の電極部材50Aを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とすると、第1の液体14は、残りの2つの退避室34の電極部材50C、50Eに印加された電圧Eによる電界の作用により2つに分離され、残り2つの退避室34にそれぞれ移動して収容される。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が高い第2の液体16を透過する。
Next, the voltage E is applied to the central electrode member 50A by the voltage applying means 22, and the remaining four electrode members 50B, 50C, 50D, and 50E are opened (or a ground potential is applied).
Then, as shown in FIG. 16B, the first liquid 14 accommodated in the two opposing retreat chambers 34 is adjusted from each retreat chamber 34 with the second liquid 16 surrounded by the periphery. It moves toward the chamber 32 and the first liquid 14 is accommodated in the adjustment chamber 32 and united.
In this state, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is shielded by the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.
At this time, since the two first liquids 14 moving in the directions approaching each other are merged, the force acting on each first liquid 14 at that time indicates a two-dot chain line in FIG. As described above, the combined first liquid 14 is stretched along a straight line perpendicular to a straight line connecting the two opposing retreat chambers 34, that is, along a straight line connecting the remaining two retreat chambers 34. Deform.
In a state where this deformation occurs, as shown in FIG. 16C, voltage E is applied to the electrode members 50C and 50E of the remaining two evacuation chambers 34 by the voltage application means 22, and the two evacuation chambers 34 are applied. When the electrode members 50B and 50D and the central electrode member 50A are opened (or a ground potential is applied), the first liquid 14 is applied to the electrode members 50C and 50E of the remaining two escape chambers 34. The two are separated into two by the action of the electric field by the voltage E, and are moved and accommodated in the remaining two retreat chambers 34, respectively.
In this state, the incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is transmitted through the second liquid 16 located in the adjustment chamber 32 and having a high transmittance.

第4の実施の形態によれば、第1の液体14が対向する2つの退避室34から調整室32に移動して合体して変形した後、その変形した方向に位置する残り2つの退避室34に第1の液体14を移動させるようにしたので、2つの対向する退避室34から調整室32に第1の液体14を移動させた後、速やかに第1の液体14を残り2つの退避室34に移動させることができるため、第1の液体14が調整室32に留まっている時間を短くでき、光学素子10による光路の遮蔽動作の高速化を図る上で有利となる。   According to the fourth embodiment, after the first liquid 14 moves from the two retreat chambers 34 facing each other to the adjustment chamber 32 to be combined and deformed, the remaining two retreat chambers located in the deformed direction 34, since the first liquid 14 is moved to the adjustment chamber 32 from the two opposing retreat chambers 34, the first liquid 14 is quickly removed from the two remaining retreat chambers 34. Since it can be moved to the chamber 34, the time during which the first liquid 14 stays in the adjustment chamber 32 can be shortened, which is advantageous in speeding up the optical path shielding operation by the optical element 10.

(第5の実施の形態)
次に第5の実施の形態について説明する。
第5の実施の形態は第3の実施の形態の変形例であり、退避室34を8つ設け、第1の液体14を8つに分割するものである。
図17(A)、(B)は第5の実施の形態の光学素子10の動作説明図、図18は第1の電極18の平面図である。
図17(A)に示すように、光学素子10は収容室30を備え、収容室30は、調整室32と、調整室32の外周に等間隔をおいて配置された8つの退避室34とを備えている

調整室32および8つの退避室34は、前記光が透過する方向において互いに対向する第1端面壁(不図示)と、第2の端面壁26とを備えている。
8つの退避室34は、さらに、第1、第2端面壁を接続する側面壁28を備え、各退避室34は、調整室32に連通する箇所を除いて第1、第2端面壁の間が側面壁28により仕切られている。
そして、隣り合う退避室34の側面壁28は、調整室32に連通する箇所において第1、第2端面壁の間を延在する角部2802を形成し、本実施の形態では、角部2802は鋭角を呈している。
第5の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、第1の液体14と第2の液体16は実質的に等しい比重を有しかつ第1の液体14の透過率は第2の液体16の透過率よりも低くなるように形成され、第2の液体16は第1の液体14の周囲を囲むように収容室30に封入されている。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described.
The fifth embodiment is a modification of the third embodiment, in which eight retreat chambers 34 are provided and the first liquid 14 is divided into eight.
17A and 17B are diagrams for explaining the operation of the optical element 10 according to the fifth embodiment, and FIG. 18 is a plan view of the first electrode 18.
As shown in FIG. 17A, the optical element 10 includes a storage chamber 30, and the storage chamber 30 includes an adjustment chamber 32, and eight retraction chambers 34 arranged at equal intervals on the outer periphery of the adjustment chamber 32. It has.
The adjustment chamber 32 and the eight evacuation chambers 34 include a first end face wall (not shown) and a second end face wall 26 that face each other in the light transmitting direction.
The eight evacuation chambers 34 further include a side wall 28 connecting the first and second end surface walls, and each evacuation chamber 34 is located between the first and second end surface walls except for a portion communicating with the adjustment chamber 32. Is partitioned by a side wall 28.
The side wall 28 of the adjacent evacuation chamber 34 forms a corner portion 2802 extending between the first and second end surface walls at a location communicating with the adjustment chamber 32. In the present embodiment, the corner portion 2802 is formed. Has an acute angle.
In the fifth embodiment, as in the first embodiment, the first liquid 14 and the second liquid 16 have substantially the same specific gravity, and the transmittance of the first liquid 14 is the second. The second liquid 16 is sealed in the storage chamber 30 so as to surround the first liquid 14.

図18に示すように、第1の電極18は、調整室32および8つの退避室34の第1の端面壁に設けられ、第1の電極18は、調整室32および8つの退避室34の第1の端面壁にわたって延在する単一の電極部材36で構成されている。本実施の形態では、電極部材36は、第1の端面壁の輪郭よりも一回り小さい輪郭で形成されている。
図17(A)に示すように、第2の電極20は、調整室32および8つの退避室34の第2の端面壁26に設けられ、本実施の形態では、第2の電極20は、それぞれ切り離されて設けられた9つの電極部材で構成され、そのうちの1つの電極部材50Fは、調整室32の第2の端面壁26に設けられ、残りの8つの電極部材50Gは同形同大に形成され8つの退避室34の第2の端面壁26にそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 18, the first electrode 18 is provided on the first end face walls of the adjustment chamber 32 and the eight escape chambers 34, and the first electrode 18 includes the adjustment chamber 32 and the eight escape chambers 34. It is comprised by the single electrode member 36 extended over the 1st end surface wall. In the present embodiment, the electrode member 36 is formed with a contour that is slightly smaller than the contour of the first end face wall.
As shown in FIG. 17A, the second electrode 20 is provided on the second end wall 26 of the adjustment chamber 32 and the eight retracting chambers 34. In the present embodiment, the second electrode 20 is Each of the electrode members 50F is provided on the second end face wall 26 of the adjustment chamber 32, and the remaining eight electrode members 50G have the same shape and size. Formed on the second end wall 26 of each of the eight evacuation chambers 34.

電圧印加手段は、第1の電極18にグランド電位を供給するとともに、第2の電極20の9つの電極部材50F、50Gのそれぞれに選択的に電圧Eを印加できるように構成されている。   The voltage application means is configured to supply a ground potential to the first electrode 18 and selectively apply the voltage E to each of the nine electrode members 50F and 50G of the second electrode 20.

次に、光学素子10の動作について説明する。
まず、光学素子10の調整室32が光を遮蔽する状態から光を透過する状態に変化する場合の動作について説明する。
初期状態で、第1の液体14は、図17(A)に示すように、調整室32で第1の電極18の電極部材36と第2の電極20の中央の電極部材50Fとに挟まれた箇所に位置している。
この状態で、電圧印加手段22は、中央の電極部材50Fに電圧Eを印加し、残り8つの電極部材50Gを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)としている。
したがって、第1の電極18と中央の電極部材50Fに印加された電圧Eによる電界が中央の電極部材50Fに臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなくその位置に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央の電極部材50Fに臨み、第1の液体14の一部が隣接する8つの電極部材50Gに臨んでいる。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
Next, the operation of the optical element 10 will be described.
First, an operation when the adjustment chamber 32 of the optical element 10 changes from a state of shielding light to a state of transmitting light will be described.
In the initial state, as shown in FIG. 17A, the first liquid 14 is sandwiched between the electrode member 36 of the first electrode 18 and the electrode member 50F at the center of the second electrode 20 in the adjustment chamber 32. It is located in the place.
In this state, the voltage applying means 22 applies the voltage E to the central electrode member 50F, and the remaining eight electrode members 50G are in an open state (or a state in which a ground potential is applied).
Accordingly, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 50F acts on the first liquid 14 located at the position facing the central electrode member 50F, so that the first The liquid 14 is held in its position without moving, and as a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 50F, and a part of the first liquid 14 is adjacent to the eight It faces the electrode member 50G.
In this state, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is shielded by the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.

次に、電圧印加手段22が、中央の電極部材50Fを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とし、残り8つの電極部材50Gに電圧Eを印加すると、すなわち、第2の電極20への電圧印加の箇所を残り8つの電極部材50Gに変える。
すると、第1の電極18と8つの電極部材50Gに印加された電圧Eによる電界が中央の電極部材50Fに臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、図17(B)に示すように、第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、第1の液体14は8分割されてそれぞれ8つの退避室34に向かって移動する。
これにより、8分割された第1の液体14が8つの退避室34にそれぞれ収容される。
この際、分割された第1の液体14の大部分は各8つの電極部材50Gに臨み、第1の液体14の一部は隣接する中央の電極部材50Fに臨んでいる。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が高い第2の液体16を透過する。
Next, when the voltage application means 22 opens the central electrode member 50F (or a state in which a ground potential is applied) and applies the voltage E to the remaining eight electrode members 50G, that is, to the second electrode 20 The place where voltage is applied is changed to the remaining eight electrode members 50G.
Then, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the eight electrode members 50G acts on the first liquid 14 located at the position facing the central electrode member 50F, so that FIG. As shown in B), in a state where the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16, the first liquid 14 is divided into eight and each moves toward the eight retreat chambers 34.
As a result, the first liquid 14 divided into eight is stored in the eight retreat chambers 34, respectively.
At this time, most of the divided first liquid 14 faces each of the eight electrode members 50G, and a part of the first liquid 14 faces the adjacent central electrode member 50F.
In this state, the incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is transmitted through the second liquid 16 located in the adjustment chamber 32 and having a high transmittance.

次に、上述とは逆に、光学素子10の調整室32が光を透過する状態から遮蔽する状態に変化する場合の動作について説明する。
図17(B)に示すように、分割された第1の液体14が8つの退避室34にそれぞれ収容された状態で、電圧印加手段22が、中央の電極部材50Fに電圧Eを印加し、残り8つの電極部材50Gを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とする。
すると、第1の電極18と中央の電極部材50Fに印加された電圧Eによる電界が8つの電極部材50Gに臨んだ箇所に位置している第1の液体14にそれぞれ作用することで、分割された第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、各退避室34から調整室32に向かって移動する。
これにより、図17(A)に示すように、8つに分割されていた第1の液体14が調整室32に収容され合体する。
したがって、第1の電極18と中央の電極部材50Fに印加された電圧Eによる電界が第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなく中央の電極部材50Fに臨んだ箇所に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央の電極部材50Fに臨み、第1の液体14の一部が隣接する8つの電極部材50Gに臨んでいる。
この状態で、調整室32に向かって進行する入射光は、調整室32に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
Next, the operation when the adjustment chamber 32 of the optical element 10 changes from a state of transmitting light to a state of shielding, contrary to the above, will be described.
As shown in FIG. 17B, the voltage application means 22 applies the voltage E to the central electrode member 50F in a state where the divided first liquid 14 is accommodated in the eight retreat chambers 34, respectively. The remaining eight electrode members 50G are opened (or a ground potential is applied).
Then, the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 50F acts on the first liquid 14 located at the positions facing the eight electrode members 50G, respectively, thereby being divided. In addition, the first liquid 14 moves from the retreat chamber 34 toward the adjustment chamber 32 in a state where the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16.
Thereby, as shown in FIG. 17A, the first liquid 14 divided into eight is accommodated in the adjustment chamber 32 and united.
Accordingly, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 50F acts on the first liquid 14, so that the first liquid 14 reaches the central electrode member 50F without moving. As a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 50F, and a part of the first liquid 14 faces eight adjacent electrode members 50G. .
In this state, incident light traveling toward the adjustment chamber 32 is shielded by the first liquid 14 located in the adjustment chamber 32 and having a low transmittance.

このような第5実施の形態の光学素子10によっても第1の実施の形態と同様に、第1の液体14を分割させて調整室32と8つの退避室34の間で移動させることにより、調整室32を光が透過可能な状態と光が遮蔽される状態に変化させることで光学素子10をシャッターとして機能させることができる。
特に第5の実施の形態では、第1の液体14を8分割するため、第1の液体14を2分割する第1の実施の形態あるいは第1の液体14を4分割する第3の実施の形態に比較して、第1の液体14の移動速度をより高速化でき、光学素子10の応答性の向上を図る上でより有利となる。
また、収容室30に8つの角部2802が臨んでいるため、第3の実施の形態と同様に、調整室32に収容されている第1の液体14が分割されて各退避室34に移動される際に、第1の液体14が各角部2802の部分で分離されることによって円滑に分割されるので、第1の液体14の移動速度を高速化する上でより有利となる。
Similarly to the first embodiment, the optical element 10 according to the fifth embodiment also divides the first liquid 14 and moves it between the adjustment chamber 32 and the eight retraction chambers 34. By changing the adjustment chamber 32 between a state where light can be transmitted and a state where light is blocked, the optical element 10 can function as a shutter.
Particularly in the fifth embodiment, since the first liquid 14 is divided into eight, the first embodiment in which the first liquid 14 is divided into two or the third embodiment in which the first liquid 14 is divided into four. Compared to the form, the moving speed of the first liquid 14 can be further increased, which is more advantageous in improving the response of the optical element 10.
In addition, since the eight corners 2802 face the storage chamber 30, the first liquid 14 stored in the adjustment chamber 32 is divided and moved to each retreat chamber 34, as in the third embodiment. In doing so, since the first liquid 14 is smoothly divided by being separated at each corner 2802, it is more advantageous in increasing the moving speed of the first liquid 14.

(第6の実施の形態)
次に第6の実施の形態について説明する。
第6の実施の形態は、第1の液体14を分割する際には2段階に分けて分割し第1の液体14を合体する際には1段階で行なうようにすることで応答性の向上を図るものである。
図19乃至図21は第6の実施の形態の光学素子10の動作説明図である。
図19に示すように、光学素子10は、容器12と、第1の液体14と、第2の液体16と、第1の電極18および第2の電極20と、電圧印加手段22とを含んで構成されている。
容器12は、光が透過する方向において互いに対向し平行をなして延在する第1の端面壁(不図示)、第2の端面壁26と、これら第1、第2の端面壁24、26を接続する側面壁28とを有し、それら第1、第2の端面壁と側面壁28とにより密閉した収容室30が設けられている。
第1の電極18は、第1の端面壁24に設けられ、第2の電極20は、第2の端面壁26に設けられている。
第2の電極20は、中央電極部材52と、中央電極部材52の周囲に設けられた複数の周囲電極部材54とで構成され、本実施の形態では周囲電極部材54は、中央電極部材52の両側にそれぞれ3つずつ設けられている。3つの周囲電極部材54は3つの周囲電極部材54のうち中央に位置する第1周囲電極部材54Aと、第1周囲電極部材54を挟む2つの第2周囲電極部材54Bとで構成されている。
第1の電極18は、中央電極部材52および複数の周囲電極部材54に対向する単一の電極部材56で構成されている。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described.
The sixth embodiment improves the responsiveness by dividing the first liquid 14 into two stages and dividing the first liquid 14 into one stage when combining the first liquid 14. Is intended.
19 to 21 are explanatory diagrams of the operation of the optical element 10 according to the sixth embodiment.
As shown in FIG. 19, the optical element 10 includes a container 12, a first liquid 14, a second liquid 16, a first electrode 18 and a second electrode 20, and a voltage applying unit 22. It consists of
The container 12 includes a first end face wall (not shown), a second end face wall 26, and a first end face wall 24 and a second end face wall 26 that extend in parallel with each other in a direction in which light is transmitted. And a side wall 28 for connecting the first and second end face walls and the side wall 28 to each other.
The first electrode 18 is provided on the first end wall 24, and the second electrode 20 is provided on the second end wall 26.
The second electrode 20 includes a central electrode member 52 and a plurality of peripheral electrode members 54 provided around the central electrode member 52. In the present embodiment, the peripheral electrode member 54 is the center electrode member 52. Three are provided on each side. The three peripheral electrode members 54 are composed of a first peripheral electrode member 54A located at the center of the three peripheral electrode members 54 and two second peripheral electrode members 54B sandwiching the first peripheral electrode member 54.
The first electrode 18 includes a single electrode member 56 that faces the central electrode member 52 and the plurality of surrounding electrode members 54.

電圧印加手段22は、第1の電極18にグランド電位を供給するとともに、第2の電極20の中央電極部材52および6つの周囲電極部材54のそれぞれに選択的に電圧Eを印加できるように構成されている。   The voltage applying means 22 is configured to supply a ground potential to the first electrode 18 and to selectively apply a voltage E to each of the central electrode member 52 and the six surrounding electrode members 54 of the second electrode 20. Has been.

次に、光学素子10の動作について説明する。
まず、光学素子10の収容室30が光を遮蔽する状態から光を透過する状態に変化する場合の動作について説明する。
初期状態で、第1の液体14は、図19に示すように、収容室30で第1の電極18の電極部材56と第2の電極20の中央電極部材52とに挟まれた箇所に位置している。
この状態で、電圧印加手段22は、中央の電極部材52に電圧Eを印加し、残り6つの電極部材54を開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)としている。
したがって、第1の電極18と中央電極部材52に印加された電圧Eによる電界が中央電極部材52に臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなくその位置に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央電極部材52に臨み、第1の液体14の一部が隣接する6つの周囲電極部材54に臨んでいる。
この状態で、収容室30に向かって進行する入射光は、収容室30に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
Next, the operation of the optical element 10 will be described.
First, an operation when the accommodation chamber 30 of the optical element 10 changes from a state of shielding light to a state of transmitting light will be described.
In the initial state, as shown in FIG. 19, the first liquid 14 is positioned at a location sandwiched between the electrode member 56 of the first electrode 18 and the central electrode member 52 of the second electrode 20 in the storage chamber 30. is doing.
In this state, the voltage applying means 22 applies the voltage E to the central electrode member 52, and the remaining six electrode members 54 are in an open state (or a state in which a ground potential is applied).
Therefore, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 52 acts on the first liquid 14 positioned at the position facing the central electrode member 52, thereby causing the first liquid 14. Is held in that position without moving, and as a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 52, and six surrounding electrode members to which a part of the first liquid 14 is adjacent are held. It is facing 54.
In this state, incident light traveling toward the storage chamber 30 is shielded by the first liquid 14 located in the storage chamber 30 and having a low transmittance.

次に、電圧印加手段22が、図20に示すように、中央電極部材52、4つの第2周囲電極部材54Bを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とし、2つの第1周囲電極部材54Aに電圧Eを印加する。すなわち、第2の電極20への電圧印加の箇所を第1周囲電極部材54Aに変える。
すると、第1の電極18と2つの第1周囲電極部材54Aに印加された電圧Eによる電界が中央電極部材52に臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、第1の液体14は2分割されてそれぞれ2つの第1周囲電極部材54Aに向かって移動する。
これにより、2分割された第1の液体14が2つの第1周囲電極部材54Aに臨んだ状態で保持される。
この際、分割された第1の液体14の大部分は各第1周囲電極部材54Aに臨み、第1の液体14の一部は隣接する中央電極部材52、第2周囲電極部材54Bに臨んでいる。
Next, as shown in FIG. 20, the voltage applying means 22 opens the central electrode member 52 and the four second peripheral electrode members 54B (or a state where a ground potential is applied), and the two first peripheral electrode members. A voltage E is applied to 54A. That is, the location of voltage application to the second electrode 20 is changed to the first peripheral electrode member 54A.
Then, the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the two first surrounding electrode members 54A acts on the first liquid 14 located at the position facing the central electrode member 52, so that the first In a state in which one liquid 14 is surrounded by the second liquid 16, the first liquid 14 is divided into two parts and each moves toward the two first peripheral electrode members 54A.
Accordingly, the first liquid 14 divided into two is held in a state of facing the two first peripheral electrode members 54A.
At this time, most of the divided first liquid 14 faces each of the first peripheral electrode members 54A, and a part of the first liquid 14 faces the adjacent central electrode member 52 and second peripheral electrode member 54B. Yes.

次に、電圧印加手段22は、図21に示すように、中央電極部材52、2つの第1周囲電極部材54Aを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とし、4つの第2周囲電極部材54Bに電圧Eを印加する。すなわち、第2の電極20への電圧印加の箇所を第2周囲電極部材54Bに変える。
すると、第1の電極18と4つの第2周囲電極部材54Bに印加された電圧Eによる電界が各第1周囲電極部材54Aに臨んだ箇所に位置している第1の液体14に作用することで、第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、第1の液体14は2分割されてそれぞれ各第2周囲電極部材54Bに向かって移動する。
これにより、4分割された第1の液体14が4つの第2周囲電極部材54B上に臨んだ状態で保持される。
この際、分割された第1の液体14の大部分は各第2周囲電極部材54Bに臨み、第1の液体14の一部は隣接する中央電極部材52、第1周囲電極部材54Aに臨んでいる。この状態で、収容室30に向かって進行する入射光は、収容室30に位置する透過率が高い第2の液体16を透過する。
Next, as shown in FIG. 21, the voltage applying means 22 opens the central electrode member 52 and the two first surrounding electrode members 54A (or a state in which a ground potential is applied), and the four second surrounding electrode members. A voltage E is applied to 54B. That is, the location of voltage application to the second electrode 20 is changed to the second peripheral electrode member 54B.
Then, the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the four second peripheral electrode members 54B acts on the first liquid 14 located at the position facing each first peripheral electrode member 54A. Thus, in a state where the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16, the first liquid 14 is divided into two parts and each moves toward the second peripheral electrode member 54B.
Accordingly, the first liquid 14 divided into four parts is held in a state of facing the four second peripheral electrode members 54B.
At this time, most of the divided first liquid 14 faces each of the second peripheral electrode members 54B, and a part of the first liquid 14 faces the adjacent central electrode member 52 and first peripheral electrode member 54A. Yes. In this state, the incident light traveling toward the storage chamber 30 passes through the second liquid 16 located in the storage chamber 30 and having a high transmittance.

次に、上述とは逆に、光学素子10の収容室30が光を透過する状態から遮蔽する状態に変化する場合の動作について説明する。
図21に示すように、4つに分割された第1の液体14が4つの第2周囲電極部材54Bに臨む箇所にそれぞれ位置した状態で、電圧印加手段22が、中央電極部材52に電圧Eを印加し、2つの第1周囲電極部材54Aおよび4つの第2周囲電極部材54Bの全てを開放状態(あるいはグランド電位を印加した状態)とする。
すると、第1の電極18と中央電極部材52に印加された電圧Eによる電界が4つの第2周囲電極部材54Bに臨んだ箇所に位置している第1の液体14にそれぞれ作用することで、分割された第1の液体14が第2の液体16によって周囲を囲まれた状態で、中央電極部材52に向かって移動する。
これにより、図19に示すように、4つに分割されていた第1の液体14が中央電極部材52上で合体する。
したがって、第1の電極18と中央電極部材52に印加された電圧Eによる電界が第1の液体14に作用することで、第1の液体14は移動することなく中央電極部材52に臨んだ箇所に位置した状態で保持され、その結果、第1の液体14の大部分は中央電極部材52に臨み、第1の液体14の一部が隣接する第1周囲電極部材54A、第2周囲電極部材54Bに臨んでいる。
この状態で、収容室30に向かって進行する入射光は、収容室30に位置する透過率が低い第1の液体14によって遮蔽される。
Next, contrary to the above description, an operation in the case where the accommodation chamber 30 of the optical element 10 changes from a light transmitting state to a shielding state will be described.
As shown in FIG. 21, the voltage applying means 22 applies the voltage E to the central electrode member 52 in a state where the first liquid 14 divided into four parts is located at the positions facing the four second peripheral electrode members 54B. And the two first peripheral electrode members 54A and the four second peripheral electrode members 54B are all opened (or a ground potential is applied).
Then, the electric field due to the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 52 acts on each of the first liquids 14 located at the positions facing the four second peripheral electrode members 54B. The divided first liquid 14 moves toward the central electrode member 52 in a state in which the first liquid 14 is surrounded by the second liquid 16.
Thereby, as shown in FIG. 19, the first liquid 14 that has been divided into four is united on the central electrode member 52.
Accordingly, the electric field generated by the voltage E applied to the first electrode 18 and the central electrode member 52 acts on the first liquid 14, so that the first liquid 14 faces the central electrode member 52 without moving. As a result, most of the first liquid 14 faces the central electrode member 52, and a part of the first liquid 14 is adjacent to the first peripheral electrode member 54A and the second peripheral electrode member. It faces 54B.
In this state, incident light traveling toward the storage chamber 30 is shielded by the first liquid 14 located in the storage chamber 30 and having a low transmittance.

このような第6実施の形態の光学素子10によっても第1の実施の形態と同様に、電圧印加手段22により電圧印加の箇所を変えて、第1の液体14を分割させて中央電極部材52と周囲電極部材54との間を移動させることにより、収容室30を光が透過可能な状態と光が遮蔽される状態に変化させることで光学素子10をシャッターとして機能させることができる。
特に第6の実施の形態では、第1の液体14をいったん2分割した後、2分割された第1の液体14をそれぞれ2分割するため、第1の液体14を2分割するに足る電圧を第1周囲電極部材54A、第2周囲電極部材54Bに印加すればよく、第1の液体14を同時に4つに分割する場合に比較して電圧が少なくて済み、省電力化を図る上で有利となる。
また、4分割された第1の液体14を中央電極部材54Aに移動させて1つに合体させる際には、第1の液体14が4分割されているため体積および質量が、2分割されている場合よりも第1の液体14の体積および質量よりも小さいため、第1の液体14の移動速度をより高速化でき、光学素子10の応答性の向上を図る上でより有利となる。
Similarly to the first embodiment, the optical element 10 according to the sixth embodiment also changes the position of voltage application by the voltage application means 22 to divide the first liquid 14 and divide the central electrode member 52. And the surrounding electrode member 54, the optical element 10 can be caused to function as a shutter by changing the accommodation chamber 30 between a state where light can be transmitted and a state where light is shielded.
In particular, in the sixth embodiment, the first liquid 14 is once divided into two, and then the two divided first liquids 14 are respectively divided into two. Therefore, a voltage sufficient to divide the first liquid 14 into two is obtained. What is necessary is just to apply to the 1st surrounding electrode member 54A and the 2nd surrounding electrode member 54B, and there is little voltage compared with the case where the 1st liquid 14 is divided | segmented into 4 simultaneously, and it is advantageous in attaining power saving. It becomes.
Further, when the first divided liquid 14 divided into four is moved to the central electrode member 54A and united into one, the volume and mass are divided into two because the first liquid 14 is divided into four. Since the volume and mass of the first liquid 14 are smaller than the case where the first liquid 14 is present, the moving speed of the first liquid 14 can be further increased, which is more advantageous for improving the response of the optical element 10.

なお、実施の形態では、複数の電極部材を2つあるいは4つあるいは8つ設けることによって第1の液体14を2分割、4分割、8分割する場合について説明したが、複数の電極部材の数はそれらに限定されるものではない。複数の電極部材を2つ以上の偶数個または偶数個設けることによって第1の液体14を分割してもよいことは無論である。
また、実施の形態では、光学素子10がシャッターとして構成されている場合について説明したが、光学素子10をNDフィルター(NeutralDensityFilter)として構成してもよいことは無論である。この場合には、例えば、第1の液体14および第2の液体16の一方の透過率をNDフィルターとして機能する値にするとともに、第1の液体14および第2の液体16の他方の透過率を100%とすればよい。
また、透過率(減光率)が異なる複数種類のNDフィルターを光学素子10によって構成するとともに、それら複数の光学素子10を、撮像装置100の光軸上に多層化して配置すれば減光率を複数種類に変化させることができるNDフィルターを構成することができる。
また、本実施の形態では、撮像装置100がデジタルスチルカメラやビデオカメラである場合について説明したが、本発明は、カメラ付きの携帯電話機、カメラ付きのPDA(パーソナルデジタルアシスタント)、カメラ付きのノートパソコンなど種々の撮像装置に広く適用可能である。
In the embodiment, the case where the first liquid 14 is divided into two, four, or eight by providing two, four, or eight electrode members has been described. Is not limited thereto. It goes without saying that the first liquid 14 may be divided by providing two or more even or even plural electrode members.
In the embodiment, the case where the optical element 10 is configured as a shutter has been described, but it is needless to say that the optical element 10 may be configured as an ND filter (NeutralDensityFilter). In this case, for example, one transmittance of the first liquid 14 and the second liquid 16 is set to a value that functions as an ND filter, and the other transmittance of the first liquid 14 and the second liquid 16 is set. May be set to 100%.
In addition, a plurality of types of ND filters having different transmittances (light attenuation rates) are configured by the optical element 10, and if the plurality of optical elements 10 are arranged in layers on the optical axis of the imaging apparatus 100, the light attenuation rate. It is possible to configure an ND filter that can change the number of the NDs into a plurality of types.
In the present embodiment, the case where the imaging apparatus 100 is a digital still camera or a video camera has been described. However, the present invention describes a mobile phone with a camera, a PDA (personal digital assistant) with a camera, and a notebook with a camera. It can be widely applied to various imaging devices such as personal computers.

10……光学素子、12……容器、14……第1の液体、16……第2の液体、18……第1の電極、20……第2の電極、22……電圧印加手段、24……第1の端面壁、26……第2の端面壁、30……収容室、32……調整室、34……退避室、100……撮像装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical element, 12 ... Container, 14 ... 1st liquid, 16 ... 2nd liquid, 18 ... 1st electrode, 20 ... 2nd electrode, 22 ... Voltage application means, 24... First end face wall, 26... Second end face wall, 30... Storage chamber, 32.

Claims (16)

収容室を有する容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、
前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段による前記第1、第2の電極への電圧印加の箇所を変えることで、前記第1の液体を前記収容室内の前記第2の液体中で移動する光学素子であって、
前記収容室は、前記第1の液体の有無により光の透過量の調整を行なうための調整室と、前記調整室に連通し前記調整室から退避された前記第1の液体の収容を可能とした複数の退避室とを備え、
前記調整室および前記複数の退避室は、前記光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁を備え、
前記第1の電極は、前記調整室および前記複数の退避室の前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁に設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
A container having a storage chamber;
A polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber;
A second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode,
An optical element that moves the first liquid in the second liquid in the storage chamber by changing a position of voltage application to the first and second electrodes by the voltage applying means,
The accommodation chamber can accommodate an adjustment chamber for adjusting the amount of transmitted light depending on the presence or absence of the first liquid, and the first liquid retreated from the adjustment chamber in communication with the adjustment chamber. A plurality of evacuation chambers,
The adjustment chamber and the plurality of evacuation chambers include first and second end face walls facing each other in a direction in which the light is transmitted,
The first electrode is provided on one end face wall of the first and second end face walls of the adjustment chamber and the plurality of evacuation chambers, and the second electrode is the first and second end walls. Provided on the other end face wall of the end face walls,
An optical element.
前記退避室は前記調整室に対して、前記光が透過する方向と直交する方向から連通されていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the escape chamber communicates with the adjustment chamber from a direction orthogonal to a direction in which the light is transmitted. 前記退避室は、前記光が透過する方向から見て前記調整室の周囲に並べられて設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   2. The optical element according to claim 1, wherein the escape chamber is arranged around the adjustment chamber as viewed from a direction in which the light is transmitted. 前記退避室は、前記光が透過する方向から見て前記調整室の周囲にその周方向に沿って同一のピッチで並べられて設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   2. The optical element according to claim 1, wherein the retracting chambers are arranged at the same pitch along the circumferential direction around the adjustment chamber as viewed from the light transmitting direction. 前記退避室は2つ設けられ、前記2つの退避室は、前記調整室の両側で前記光が透過する方向と直交する方向に延在する直線上に設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   The two evacuation chambers are provided, and the two evacuation chambers are provided on a straight line extending in a direction orthogonal to a direction in which the light is transmitted on both sides of the adjustment chamber. The optical element according to 1. 前記退避室は4つ設けられ、前記4つのうちの2つの退避室は、前記調整室の両側で前記光が透過する方向と直交する方向に延在する直線上に設けられ、残りの2つの退避室は、前記調整室の両側で前記光が透過する方向と直交する方向で前記直線と直交する別の直線上に設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   Four of the four evacuation chambers are provided, and two of the four evacuation chambers are provided on a straight line extending in a direction perpendicular to the direction in which the light is transmitted on both sides of the adjustment chamber, and the remaining two 2. The optical element according to claim 1, wherein the retreat chamber is provided on another straight line orthogonal to the straight line in a direction orthogonal to the light transmission direction on both sides of the adjustment chamber. 前記各退避室は、前記調整室に連通する箇所を除いて前記第1、第2端面壁の間が側面壁により仕切られており、
隣り合う前記退避室の側面壁は、前記調整室に連通する箇所において前記第1、第2端面壁の間を延在する角部を形成している、
ことを特徴とする請求項1記載の光学素子。
Each of the retreat chambers is partitioned by a side wall between the first and second end wall except for a portion communicating with the adjustment chamber.
The side walls of the adjacent evacuation chambers form corners extending between the first and second end surface walls at locations communicating with the adjustment chamber.
The optical element according to claim 1.
前記第1の電極は、前記調整室および前記複数の退避室の前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁にわたって延在する単一の電極部材で構成され、
前記第2の電極は、前記調整室および前記複数の退避室の前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁にそれぞれ切り離されて設けられた複数の電極部材で構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の光学素子。
The first electrode is composed of a single electrode member extending over one end face wall of the first and second end face walls of the adjustment chamber and the plurality of retreat chambers,
The second electrode is composed of a plurality of electrode members provided separately from the other end surface walls of the first and second end surface walls of the adjustment chamber and the plurality of retreat chambers. ,
The optical element according to claim 1.
前記第2の電極の複数の電極部材が互いに隣り合う箇所には前記直線の延在方向と直交する方向に凹凸部が延在形成され、
前記隣り合う電極部材は、前記凹凸部が互いに隙間を空けて向かい合った状態で配置されている、
ことを特徴とする請求項8記載の光学素子。
An uneven portion is formed to extend in a direction orthogonal to the extending direction of the straight line at a location where the plurality of electrode members of the second electrode are adjacent to each other,
The adjacent electrode members are arranged in a state where the uneven portions face each other with a gap between them,
The optical element according to claim 8.
前記第2の電極の複数の電極部材が互いに隣り合う箇所には前記直線の延在方向と直交する方向に凹凸部が延在形成され、
前記隣り合う電極部材は、前記凹凸部が互いに隙間を空けて向かい合った状態で配置され、
前記調整室の端面壁に設けられた前記電極部材の前記凹凸部の延在方向の中央には、前記凹凸部を構成する他の凸部よりも前記退避室の端面壁側に大きく突出する凸部が設けられ、
前記各退避室の端面壁に設けられた前記電極部材の前記凹凸部の延在方向の中央には、前記凹凸部を構成する他の凹部よりも該退避室の中央側に大きく窪む凹部が設けられ、
前記凸部が前記凹部に隙間を空けて向かい合った状態で配置されている、
ことを特徴とする請求項8記載の光学素子。
An uneven portion is formed to extend in a direction orthogonal to the extending direction of the straight line at a location where the plurality of electrode members of the second electrode are adjacent to each other,
The adjacent electrode members are arranged in a state where the uneven portions face each other with a gap between them,
At the center in the extending direction of the concavo-convex portion of the electrode member provided on the end surface wall of the adjustment chamber, a convex projecting greatly toward the end surface wall side of the retracting chamber than the other convex portions constituting the concavo-convex portion. Part is provided,
At the center in the extending direction of the concavo-convex portion of the electrode member provided on the end face wall of each evacuation chamber, there is a concave portion that is largely recessed toward the center side of the evacuation chamber than other concave portions constituting the concavo-convex portion Provided,
The convex part is arranged in a state facing the concave part with a gap,
The optical element according to claim 8.
収容室を有する容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、
前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段による前記第1、第2の電極への電圧印加の箇所を変えることで、前記第1の液体を前記収容室内の前記第2の液体中で移動する光学素子であって、
前記収容室は、光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁を含んで構成され、
前記第1の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁に設けられ、
前記第2の電極は、中央電極部材と、前記中央電極部材の周囲に設けられた複数の周囲電極部材とで構成され、
前記第1の電極は、前記中央電極部材および前記複数の周囲電極部材に対向する単一の電極部材で構成されている、
ことを特徴とする光学素子。
A container having a storage chamber;
A polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber;
A second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode,
An optical element that moves the first liquid in the second liquid in the storage chamber by changing a position of voltage application to the first and second electrodes by the voltage applying means,
The storage chamber includes first and second end face walls facing each other in a direction in which light is transmitted,
The first electrode is provided on one end wall of the first and second end walls, and the second electrode is the other end wall of the first and second end walls. Provided in
The second electrode is composed of a central electrode member and a plurality of peripheral electrode members provided around the central electrode member,
The first electrode is composed of a single electrode member facing the central electrode member and the plurality of surrounding electrode members.
An optical element.
前記周囲電極部材は、前記中央電極部材の両側にそれぞれ3つずつ設けられていることを特徴とする請求項11記載の光学素子。   12. The optical element according to claim 11, wherein three of the peripheral electrode members are provided on each side of the central electrode member. 前記第1の液体の透過率は、前記第2の液体の他方の透過率よりも低くなるように形成されていることを特徴とする請求項1または11記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the transmittance of the first liquid is lower than the transmittance of the other of the second liquid. 前記第2の液体の透過率は、前記第1の液体の透過率よりも低くなるように形成されていることを特徴とする請求項1または11記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the transmittance of the second liquid is formed to be lower than the transmittance of the first liquid. 被写体像を導く撮影光学系と、
前記撮影光学系の光軸上に設けられた撮像素子と、
前記光軸上で前記撮像素子の前方に設けられた光学素子とを備え、
前記光学素子は、
収容室を有する容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、
前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段による前記第1、第2の電極への電圧印加の箇所を変えることで、前記第1の液体を前記収容室内の前記第2の液体中で移動するものであって、
前記収容室は、前記第1の液体の有無により光の透過量の調整を行なうための調整室と、前記調整室に連通し前記調整室から退避された前記第1の液体の収容を可能とした複数の退避室とを備え、
前記調整室および前記複数の退避室は、前記光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁を備え、
前記第1の電極は、前記調整室および前記複数の退避室の前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁に設けられている、
ことを特徴とする撮像装置。
A photographic optical system that guides the subject image;
An image sensor provided on the optical axis of the imaging optical system;
An optical element provided in front of the imaging element on the optical axis,
The optical element is
A container having a storage chamber;
A polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber;
A second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode,
Moving the first liquid in the second liquid in the storage chamber by changing the position of voltage application to the first and second electrodes by the voltage applying means;
The accommodation chamber can accommodate an adjustment chamber for adjusting the amount of transmitted light depending on the presence or absence of the first liquid, and the first liquid retreated from the adjustment chamber in communication with the adjustment chamber. A plurality of evacuation chambers,
The adjustment chamber and the plurality of evacuation chambers include first and second end face walls facing each other in a direction in which the light is transmitted,
The first electrode is provided on one end face wall of the first and second end face walls of the adjustment chamber and the plurality of evacuation chambers, and the second electrode is the first and second end walls. Provided on the other end face wall of the end face walls,
An imaging apparatus characterized by that.
被写体像を導く撮影光学系と、
前記撮影光学系の光軸上に設けられた撮像素子と、
前記光軸上で前記撮像素子の前方に設けられた光学素子とを備え、
前記光学素子は、
収容室を有する容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、
前記第1の液体に電界をかけるための第1の電極および第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段による前記第1、第2の電極への電圧印加の箇所を変えることで、前記第1の液体を前記収容室内の前記第2の液体中で移動するものであって、
前記収容室は、光が透過する方向において互いに対向する第1、第2の端面壁を含んで構成され、
前記第1の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの一方の端面壁に設けられ、前記第2の電極は、前記第1、第2の端面壁のうちの他方の端面壁に設けられ、
前記第2の電極は、中央電極部材と、前記中央電極部材の周囲に設けられた複数の周囲電極部材とで構成され、
前記第1の電極は、前記中央電極部材および前記複数の周囲電極部材に対向する単一の電極部材で構成されている、
ことを特徴とする撮像装置。
A photographic optical system that guides the subject image;
An image sensor provided on the optical axis of the imaging optical system;
An optical element provided in front of the imaging element on the optical axis,
The optical element is
A container having a storage chamber;
A polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber;
A second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
A first electrode and a second electrode for applying an electric field to the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode,
Moving the first liquid in the second liquid in the storage chamber by changing the position of voltage application to the first and second electrodes by the voltage applying means;
The storage chamber includes first and second end face walls facing each other in a direction in which light is transmitted,
The first electrode is provided on one end wall of the first and second end walls, and the second electrode is the other end wall of the first and second end walls. Provided in
The second electrode is composed of a central electrode member and a plurality of peripheral electrode members provided around the central electrode member,
The first electrode is composed of a single electrode member facing the central electrode member and the plurality of surrounding electrode members.
An imaging apparatus characterized by that.
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