JP4532651B2 - Varifocal lens, an optical system and imaging apparatus - Google Patents

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JP4532651B2 JP2000058285A JP2000058285A JP4532651B2 JP 4532651 B2 JP4532651 B2 JP 4532651B2 JP 2000058285 A JP2000058285 A JP 2000058285A JP 2000058285 A JP2000058285 A JP 2000058285A JP 4532651 B2 JP4532651 B2 JP 4532651B2
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    • G02B26/004Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、光学系を通過する光の屈折力を制御する可変焦点レンズを構成する光学素子、いわゆる可変パワーレンズと、該光学素子を用いた撮影装置に関するものであり、特に、小型化を図ることができ、簡単な構成で効率よく光学パワーを制御することができ、可変焦点レンズ、可変フォーカスレンズ等に好適な可変焦点レンズ 、一部を該可変焦点レンズによって構成された光学系および撮影装置の実現を目指すものである。 The present invention relates to an optical element constituting the variable focus lens to control the power of the light passing through the optical system, a so-called variable power lens, relates imaging apparatus using the optical element, in particular, miniaturized it can, efficiently with a simple structure can control the optical power, the variable focus lens, a variable focus lens suitable variable focus lens or the like, partially formed by the varifocal lens optics and imaging apparatus it aims to realize.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来、スチルカメラ、ビデオカメラ等の撮影装置に用いられる撮影光学系においては、焦点調節、あるいは倍率調節等の機能が要求される。 Conventionally, a still camera, in the imaging optical system used in photographing apparatus such as a video camera, focusing, or the function of the magnification adjusting the like are required.
これらの機能は、いずれもモーター等のアクチュエータとこれの出力をレンズの一部の光軸方向の移動に変換する変換機構を必要としていた。 These features are all needed a conversion mechanism for converting the actuator and this output such as a motor to move a part of the optical axis of the lens.
しかし、この変換機構はメカニカル駆動部が必要で機器が大型化し、あるいは動作させた時に音が発生するという欠点がある。 However, the conversion mechanism has the disadvantage that equipment required mechanical driving unit is large, or the sound when operating occurs.
【0003】 [0003]
このような欠点を解消するため、電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)を用いた可変焦点レンズが、WO99/18456にて開示されている。 Such order to overcome the drawbacks, variable focus lens using electrocapillarity (an electrowetting phenomenon) has been disclosed in WO99 / ​​18456. 当技術を用いると、電気エネルギを直接レンズの形状変化に用いることができるため、レンズを機械的に移動させること無く焦点調節が可能となる。 With the art, it is possible to use the change in shape of the lens directly to electrical energy, it is possible to without focusing moving the lens mechanically.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、WO99/18456では、電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)を用い光学パワーを可変とする技術が開示されているが、ここに記載されている第1〜5の実施例においては、いずれも透過光路中に透明電極があり、レンズの透過光量が落ちるという欠点があった。 However, in WO99 / ​​18456, a technique that the optical power using electrocapillarity (an electrowetting phenomenon) variable is disclosed in the first to fifth embodiments described herein, both There is a transparent electrode in the transmission optical path, has a drawback that the amount of transmitted light of the lens fall. また第1〜6のすべての実施例において光学素子の光軸方向の厚みが厚いため、コンパクトさが要求される民性用機器には実質的に組み込みにくいという点等に改良の余地があった。 Since the optical axis direction of the thickness of the optical element is thicker in the first through sixth all embodiments, the people of equipment which compactness is required and there is room for substantial improvement in that the embedded hard points such as .
【0005】 [0005]
そこで、本発明は、上記課題を解決し、エレクトロウエッティング現象を利用して、小型な構成で効率よくレンズパワーを制御することができる構造を有する可変焦点レンズを提供すると共に、一部を該可変焦点レンズによって構成された光学系および撮影装置を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by utilizing the electrowetting phenomenon, as well as provide a variable focus lens having a structure capable of controlling efficiently lens power in small configuration, the part it is an object to provide an optical system and imaging device constructed in accordance with the variable focus lens.
【0006】 [0006]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明は、上記課題を達成するため、つぎの(1)〜( )のように構成した可変焦点レンズ、一部を該可変焦点レンズによって構成された光学系および撮影装置を提供するものである。 The present invention, in order to achieve the above object, there is provided a variable focus lens, an optical system and imaging device constructed by the variable-focus lens part which is constructed as follows (1) to (8) is there.
(1)屈折率が異なり、互いに混合することのない導電性または有極性を備えている、第1の液体及び第2の液体を密閉した容器と、 (1) different refractive index, and sealed containers in which the first and second liquids which includes a conductive or polar not to mix with each other,
前記第1の液体に導通するように設けられ、入射した光の通過の妨げとならない部位に形成された第1の電極と、 Providing continuity to the first liquid, a first electrode formed at a site does not interfere with passage of the incident light,
前記第1の電極と前記第1の液体から絶縁され、且つ光の入射面と対向する光の射出面が狭くなるように、これら入射出面に対する側面が光軸に対して傾けて構成されている前記容器の該側面側に、この側面の傾きと同方向に傾けて設けられた第2の電極とを有し、 Is insulated from the said first electrode a first liquid, and so the incident surface and exit surface of the opposing light of light becomes narrower, side to these incident exit face is configured inclined with respect to the optical axis on the side surface side of the container, and a second electrode provided to be inclined slope and the direction of this aspect,
前記第1及び第2の液体は、これらの液体同士の界面において形成されるR状の界面の凸の方向が前記光の射出面の方向を向く状態で、前記容器における前記第2の電極を含む側面と前記液体同士の界面との交点が存在するようにして前記容器に密閉され、 Said first and second liquid, in a state where the direction of the convex R-shaped interface formed at the interface between these liquids are in the direction of the exit surface of said light, said second electrode in said container sealed into the container as the intersection of the interface between the between the side surface liquid present including,
前記第1の電極と第2の電極により印加する電圧の出力を制御して前記第1の液体と前記第2の液体との界面形状を変化させることにより、通過する光の屈折力を変化させることを特徴とする可変焦点レンズ。 By changing the first electrode and the interface shape of the output control to the said first liquid and said second liquid of the voltage applied by the second electrode, to change the refractive power of the light passing through variable focus lens, characterized in that.
(2)前記第2の電極が、リング状の電極であって、前記第2の液体を取り囲むように配されていることを特徴とする上記(1)に記載の可変焦点レンズ。 (2) the second electrode, a ring-shaped electrode, a variable focus lens according to the above (1), characterized in that are arranged to surround the second liquid.
)前記第1の液体の光軸上の光路長と第2の液体の光軸上の光路長が、前記印加電圧の出力に応じて変化することを特徴とする上記(1) または(2)に記載の可変焦点レンズ。 (3) the optical path length on the optical axis of the optical path length and the second liquid on the optical axis of the first liquid, above, characterized in that changes in accordance with output of the applied voltage (1) or ( variable focus lens according to 2).
)前記第1の液体の屈折率が、第2の液体の屈折率より小さく、かつ第1の液体の前記光軸方向の光路長が前記光軸からの距離に応じて増大することを特徴とする上記(1)〜( )のいずれかに記載の可変焦点レンズ。 (4) refractive index of the first liquid, that less than the refractive index of the second liquid, and the optical path length of the first direction of the optical axis of the liquid increases with the distance from the optical axis variable focus lens according to any of the above, wherein (1) to (3).
)前記第1の液体の屈折率が、第2の液体の屈折率より小さく、かつ第1の液体の前記光軸上の光路長が印加電圧の出力に応じて、有限寸法の間を変化することを特徴とする上記(1)〜( )のいずれかに記載の可変焦点レンズ。 (5) the first refractive index of the liquid is less than the refractive index of the second liquid, and the optical path length on the optical axis of the first liquid in accordance with the output of the applied voltage, between the finite dimensions variable focus lens according to any of the above, characterized in that changes (1) to (3).
)前記溶液の存在する容器の光学面を曲面としたことを特徴とする上記(1)〜( )のいずれかに記載の可変焦点レンズ。 (6) variable focus lens according to any of the above is characterized in that the existing optical surface of the container of the solution and curved (1) to (5).
)レンズ素子によって所定の像を結像又は集光させるようにした光学系において、該光学系の一部を上記(1)〜( )のいずれかに記載の可変焦点レンズによって構成したことを特徴とする光学系。 (7) In the optical system so as to image or focus the predetermined image by a lens element, a part of the optical system is constituted by a variable focus lens according to any one of the above (1) to (6) optical system, characterized in that.
)上記( )の光学系を備えていることを特徴とする撮影装置。 (8) capturing apparatus characterized by comprising an optical system of the above (7).
【0007】 [0007]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
本実施の形態で開示する光学素子あるいは撮影装置は、上記した構成を用いることにより、コンパクトな可変焦点距離装置あるいは自動焦点調節装置等に好適な光学素子をレンズ素子に内蔵する光学系および撮影装置を実現することができる。 Optics or imaging device disclosed in this embodiment, by using the structure described above, optical system and imaging device incorporating a suitable optical elements to the lens element in a compact variable focal length device or an automatic focusing device, etc. it can be realized.
例えば、上記(1)〜(12)の構成を用いて、電極を光の通過しない面に設けることにより、印加電圧の出力制御による界面形状の変化によって第1及び第2の液体による光学パワーの変化の制御に際して、光の透過率を向上させ、効率の良い光学素子を構成することが可能となり、液体の光軸方向の厚さを薄くした状態で容器内に密閉することが可能となり、さらなるコンパクト化を図ることができる。 For example, using the configuration of (1) to (12), by providing an electrode on the surface does not pass the light, the first and second liquid by a change in interface shape by the output control of the voltage applied to the optical power upon control of the change, to improve the transmittance of light, it is possible to construct effective good optical element, it is possible to seal the container in a state in which the thickness of the optical axis direction of the liquid, additional it can be made compact.
【0008】 [0008]
ところで、上記した構成は、電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)を用いて、透過光量を制御できるようにした本出願人による光学素子(特願昭11−169657号)の原理構成に基づき、それを改良したものである。 Incidentally, the above-described configuration, using electrocapillarity (an electrowetting phenomenon), based on the principle structure of an optical element (Japanese Patent Application No. Sho 11-169657) filed by the present applicant that to be able to control the amount of transmitted light, it it is an improvement of the. したがって、上記した構成はこの原理構成を前提とするものであるから、その詳細の理解のため、まず、この原理構成を図5以下を用いて説明する。 Therefore, since the above-described configuration is to assume this basic configuration, due to its detailed understanding, first, the basic configuration will be described with reference to FIG. 5 below.
【0009】 [0009]
図5及び図6は電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)を用いて、透過光量を制御できるようにした上記光学素子の原理構成を説明するための図である。 5 and 6 using electrocapillarity (an electrowetting phenomenon) is a diagram for explaining the principle configuration of the optical element to control the amount of transmitted light.
図5において、101は上記原理構成を説明するための光学素子の全体構成を示すものであり、102は中央に凹部を設けた透明アクリル製の透朋基板である。 5, 101 is shows the entire configuration of an optical device for explaining the principle configuration, 102 is ToruTomo substrate transparent acrylic with a recess in the center. 透明基板102の上面には、酸化インジウムスズ製の透明電極(ITO)103がスパッタリングで形成され、その上面には透明アクリル製の絶縁層104が密着して設けられる。 On the upper surface of the transparent substrate 102, an indium tin oxide transparent electrode made of (ITO) 103 is formed by sputtering, the insulating layer 104 is made of transparent acrylic provided in close contact on the upper surface thereof. 絶縁層104は、前記透明電極103の中央にレプリカ樹脂を滴下し、ガラス板で押しつけて表面を平滑にした後、UV照射を行ない硬化させて形成する。 Insulating layer 104, dropped replica resin in the center of the transparent electrode 103, after smoothing the surface pressing with a glass plate, it is formed by curing subjected to UV irradiation. 絶縁層104の上面には、遮光性を有した円筒型の容器105が接着固定され、その上面には透明アクリル製のカバー板106が接着固定され、更にその上面には中央部に直径D3の開口を有した絞り板107が配置される。 On the upper surface of the insulating layer 104, a cylindrical container 105 having a light shielding property is adhered and fixed, the cover plate 106 made of transparent acrylic on the top surface is bonded and fixed, further with a diameter D3 at the central portion on the upper surface thereof aperture plate 107 with openings is arranged. 以上の構成において、絶縁層104、容器105及び上カバー106で囲まれた所定体積の密閉空間、すなわち液室を有した筐体が形成される。 In the above configuration, the insulating layer 104, sealed space of predetermined volume enclosed by the container 105 and the upper cover 106, namely housing having a liquid chamber is formed. そして液室の壁面には、以下に示す表面処理が施される。 And on the wall surface of the liquid chamber, surface treatment shown is performed below.
【0010】 [0010]
まず絶縁層104の中央上面には、直径D1の範囲内に撥水処理剤が塗布され、撥水膜111が形成される。 The first central upper surface of the insulating layer 104, water-repellent treatment agent is applied in the range of diameter D1, water-repellent film 111 is formed. 撥水処理剤は、フッ素化合物等が好適である。 Water repellent agents, fluorine compounds and the like. また、絶縁層104上面の直径D1より外側の範囲には、親水処理剤が塗布され、親水膜112が形成される。 Further, in the range from the outer insulating layer 104 top surface of the diameter D1, hydrophilic treatment agent is applied, the hydrophilic film 112 is formed. 親水剤は、界面活性剤、親水性ポリマー等が好適である。 Hydrophilic agents, surfactants, hydrophilic polymers and the like. 一方、カバー板106の下面には、直径D2の範囲内に親水処理が施され、前記親水膜112と同様の性質を有した親水膜113が形成される。 On the other hand, on the lower surface of the cover plate 106, hydrophilic treatment is performed on the range of the diameter D2, the hydrophilic film 113 having the same properties as the hydrophilic film 112 is formed. そしてこれまでに説明したすべての構成部材は、光軸123に対して回転対称形状をしている。 And all of the components described so far, has a rotationally symmetrical shape with respect to the optical axis 123. 更に、容器105の一部には孔があけられ、ここに棒状電極125が挿入され、接着剤で封止されて前記液室の密閉性を維持している。 Furthermore, the part of the container 105 holes drilled, wherein the rod-shaped electrode 125 is inserted, is sealed with an adhesive to maintain the sealability of the fluid chamber. そして透明電極103と棒状電極125には給電手段126が接続され、スイッチ127の操作で両電極間に所定の電圧が印加可能になっている。 And the transparent electrode 103 and the rod electrode 125 feeding means 126 is connected, a predetermined voltage between both electrodes is enabled application by operating the switch 127.
【0011】 [0011]
以上の構成の液室には、以下に示す2種類の液体が充填される。 The liquid chamber of the above configuration, the two liquids described below are filled. まず絶縁層104上の撥水膜111の上には、第2の液体122が所定量だけ滴下される。 First on the water-repellent film 111 on the insulating layer 104, the second liquid 122 is dropped by a predetermined amount. 第2の液体122は無色透明で、比重1.06、室温での屈折率1.49のシリコンオイルが用いられる。 The second liquid 122 is colorless and transparent, specific gravity 1.06, the silicone oil having a refractive index of 1.49 at room temperature are used. 一方液室内の残りの空間には、第1の液体121が充填される。 On the other hand, the remaining space in the liquid chamber, the first liquid 121 is filled. 第1の液体121は、水とエチルアルコールが所定比率で混合され、更に所定量の食塩が加えられた、比重1.06、室温での屈折率1.38の電解液である。 The first liquid 121 is water and ethyl alcohol are mixed in a predetermined ratio, further predetermined amount of sodium chloride was added, specific gravity 1.06, an electrolytic solution having a refractive index of 1.38 at room temperature. すなわち、第1及び第2の液体は、比重が等しく、かつ互いに不溶の液体が選定される。 That is, the first and second liquid has a specific gravity equal and liquid insoluble to each other is selected. そこで両液体は界面124を形成し、混じりあわずに各々が独立して存在する。 So both liquids form an interface 124, respectively without immiscible exists independently.
【0012】 [0012]
次に前記界面の形状について説明する。 Next will be described the shape of the interface. まず、第1の液体に電圧が印加されていない場合、界面124の形状は、両液体間の界面張力、第1の液体と絶縁層104上の撥水膜111あるいは親水膜112との界面張力、第2の液体と絶縁層104上の撥水膜111あるいは親水膜112との界面張力、及び第2の液体の体積で決まる。 First, when a voltage to the first liquid is not applied, the shape of the interface 124, the interfacial tension between the liquids, interfacial tension between the first liquid and the water-repellent film 111 or the hydrophilic film 112 on the insulating layer 104 , determined by the volume of the interfacial tension, and the second liquid to the second water-repellent film 111 or the hydrophilic film 112 on the liquid and the insulating layer 104. 当実施例においては、第2の液体122の材料であるシリコンオイルと、撥水膜111との界面張力が相対的に小さくなるように材料選定されている。 In those embodiments, the silicone oil is a material of the second liquid 122, interfacial tension is a material selected to be relatively small and the water-repellent film 111. すなわち両材料間の濡れ性が高いため、第2の液体122が形成するレンズ状液滴の外縁は広がる性向を持ち、外縁が撥水膜111の塗布領域に一致したところで安定する。 That is, since the high wettability between the two materials, having an outer edge extends propensity lenticular drops the second liquid 122 is formed, the outer edge is stabilized at matching the application area of ​​the water-repellent film 111. すなわち第2の液体が形成するレンズ底面の直径A1は、撥水膜111の直径D1に等しい。 Or diameter A1 of lens bottom surface second liquid form is equal to the diameter D1 of the water-repellent film 111. 一方両液体の比重は前述のごとく等しいため、重力は作用しない。 Whereas the specific gravity of the liquids because equal as described above, gravity does not act. そこで界面124は球面になり、その曲率半径及び高さh1は第2の液体122の体積により決まる。 Therefore the interface 124 becomes spherical, the radius of curvature and the height h1 is determined by the volume of the second liquid 122. また、第1の液体の光軸上の厚さはt1になる。 The thickness on the optical axis of the first liquid becomes t1.
【0013】 [0013]
一方、スイッチ127が閉操作され、第1の液体121に電圧が印加されると、電気毛管現象によって第1の液体121と親水膜112との界面張力が減少し、第1の液体が親水膜112と疎水膜122の境界を乗り越えて疎水膜122内に侵入する。 On the other hand, the switch 127 is closed operation, when a voltage is applied to the first liquid 121, the interfacial tension between the first liquid 121 and the hydrophilic film 112 is reduced by electrocapillarity, first liquid hydrophilic film It overcame 112 and the boundary of the hydrophobic membrane 122 entering the hydrophobic film 122. その結果、図6のごとく、第2の液体が作るレンズの底面の直径はA1からA2に減少し、高さはh1からh2に増加する。 As a result, as in FIG. 6, the diameter of the bottom surface of the lens in which the second liquid is made to decrease from A1 to A2, the height increases from h1 h2. また、第1の液体の光軸上の厚さはt2になる。 The thickness on the optical axis of the first liquid becomes t2. このように第1の液体121への電圧印加によって、2種類の液体の界面張力の釣り合いが変化し、両液体間の界面の形状が変わる。 Such a voltage applied to the first liquid 121, two balance of interfacial tension and the change in the liquid, will change the shape of the interface between the two liquids.
【0014】 [0014]
よって、給電手段126の電圧制御によって界面123の形状を自在に変えられる光学素子が実現できる。 Thus, the optical element capable of changing freely the shape of the interface 123 by the voltage control of the power supply unit 126 can be realized. また. Also. 第1及ぴ第2の液体が異なつている屈折率を有しているため、光学レンズとしてのパワーが付与される事になるから、光学素子101は界面123の形状変化によって可変焦点レンズとなる。 Since the first 及 Pi second liquid has a refractive index that is different from one, because things will power as an optical lens is applied, the optical element 101 is a variable focus lens by the shape change of the interface 123 .
【0015】 [0015]
さらには、図5に比べて図6の界面124の方が曲率半径が短くなるので、図6の状態の光学素子101の方が図5の状態に比べて光学素子101の焦点距離は短くなる。 Further, since the direction of the interface 124 of Figure 6 is the radius of curvature is shorter than 5, shorter focal length of the optical element 101 as compared to the state of FIG. 5 towards the optical element 101 in the state of FIG. 6 .
【0016】 [0016]
図7は、本発明の給電手段126の出力電圧と光学素子101の変形との関係を説明する図である。 Figure 7 is a diagram illustrating the relationship between variations of the output voltage and the optical element 101 of the power supply means 126 of the present invention.
同図(a)において、時刻t 0に光学素子101に対して電圧値V 0の電圧を印加すると、時定数t 11で光学素子101の界面124の変形が始まる(図7(b))参照)。 In FIG. (A), when a voltage of the voltage value V 0 to the optical element 101 at time t 0, the time constant t 11 deformation of the interface 124 of the optical element 101 begins with (FIG. 7 (b)) see ). このまま電圧印加を統けていても、界面124が所望の変化量δ 0に達する迄にはかなり長い時間が必要となる。 Also in this state voltage is applied have Mitsuruke, interface 124 is needed quite a long time until reaching the desired variation [delta] 0. そこで、光学系としては誤差として許容できる変形量、例えば図7(b)においては所望の界面変化量δ 0の95%(0.95δ 0と表記)まで界面124が変形した時(時刻t 12 )に所望の変形量に達したと見なす。 Therefore, the amount of deformation, for example, FIG. 7 to 95% of the desired interfacial variation [delta] 0 in (b) (0.95δ 0 hereinafter) when the interface 124 is deformed to (time t 12 as the optical system that can be acceptable error ) in regarded to have reached the desired amount of deformation. この変形量に達しなければ、光学素子101の次の制御は進まない設定となっている。 If reaching the deformation amount is set not proceed next control of the optical element 101. なおこの許容できる変形量は、光学素子101が組込まれる光学系に基いて決定されるものである。 Note the amount of deformation can this tolerance is to be determined based on the optical system of the optical element 101 are incorporated.
【0017】 [0017]
図8及び図9は上記原理構成における光学素子及び後述する本発明の実施例1の可変焦点レンズに係わる給電手段の説明図であって、図8はこれらに好適な駆動回路を示した図であり、図9はこれらに対する駆動電圧を示した図である。 8 and 9 is an explanatory view of the feed unit according to the variable focus lens of Example 1 of the present invention to the optical elements and later in the principle configuration, FIG. 8 is a diagram showing a preferred drive circuit for these There, FIG. 9 is a diagram showing a driving voltage to these.
この図8及び図9を用いて上記給電手段の構成と作成方法を説明する。 With reference to FIG. 8 and FIG. 9 for explaining the structure and method of creating the feeding means.
130は後述する光学装置150全体の動作を制御する中央演算処理装置(以下CPUと略す)で、ROM、RAM、EEPROM、A/D変換機能、D/A変換機能、PWM(Pulse Width Modulation)機能を有する1チップマイコンである。 130 is a central processing unit for controlling the operation of the entire optical system 150 to be described later (hereinafter abbreviated as CPU), ROM, RAM, EEPROM, A / D conversion function, D / A conversion function, PWM (Pulse Width Modulation) function a one-chip microcomputer having. 131は光学素子101へ電圧を印加するための給電手段であり、以下その構成を説明する。 131 is a power supply means for applying a voltage to the optical element 101, its configuration will be described below.
【0018】 [0018]
132は光学装置151に組込まれている乾電池等の直流電源、133は電源132から出力された電圧をCPU130の制御信号に応じて所望の電圧値へと昇圧するDC/DCコンバータ、134及び135はCPU130の制御信号、例えばPWM機能が実現される周波数/デューティ比可変信号に応じて、その信号レベルをDC/DCコンバータ133で昇圧された電圧レベルにまで増幅する増幅器である。 132 DC power supply such as dry battery built into the optical device 151, 133 is a DC / DC converter for boosting to a desired voltage value in accordance with the voltage outputted from the power supply 132 to the control signal of the CPU 130, 134 and 135 control signal CPU 130, for example, depending on the frequency / duty ratio variable signal PWM function is implemented, an amplifier for amplifying until the signal level to a voltage level boosted by the DC / DC converter 133. また、増幅器134は光学素子101の透明電極103に、増幅器135は光学素子101の棒状電極125にそれぞれ接続している。 Also, the amplifier 134 is a transparent electrode 103 of the optical element 101, an amplifier 135 are respectively connected to the rod-shaped electrode 125 of the optical element 101. つまり、CPU130の制御信号に応じて、電源132の出力電圧がDC/DCコンバータ133、増幅器134、増幅器135によって所望の電圧値、周波数、及びデューティーで光学素子101に印加されるようになる。 That is, in response to a control signal CPU 130, the output voltage is a DC / DC converter 133 of power supply 132, an amplifier 134, a desired voltage value by the amplifier 135 will be applied to the optical element 101 at a frequency, and duty.
【0019】 [0019]
図9は、上記増幅器134及び135から出力される電圧波形を説明する図である。 Figure 9 is a diagram illustrating a voltage waveform output from the amplifier 134 and 135. なお、DC/DCコンバータ133から増幅器134及び135へそれぞれ100Vの電圧が出力されたものとして以下説明を行う。 Incidentally, a description below as the voltage from each of the DC / DC converter 133 to the amplifier 134 and 135 100 V is output.
図9の(a)にも示したように、増幅器134及び135はそれぞれ光学素子101に接続している。 As also shown in FIG. 9 (a), respectively amplifiers 134 and 135 are connected to the optical element 101. 増幅器134からは、図9(b)に示すようにCPU130の制御信号により所望の周波数、デューティ比で矩形波形の電圧が出力される。 From amplifier 134, a desired frequency by a control signal CPU130 as shown in FIG. 9 (b), the voltage of the rectangular waveform is output with a duty ratio. 一方増幅器135からは、図9(c)に示したようにCPU130の制御信号により、増幅器134とは逆位相で、同一周波数、同一デューティ比の矩形波形の電圧が出力される。 On the other hand, an amplifier 135, the CPU130 control signal as shown in FIG. 9 (c), the amplifier 134 in phase opposition, the same frequency, the voltage having a rectangular waveform having the same duty ratio is outputted. これにより、光学素子101の透明電極103及び棒状電極125間に印加される電圧は図9(d)に示すように±100Vの矩形波形の電圧、つまり交流電圧となる。 Accordingly, the voltage of the rectangular waveform of ± 100 V as the voltage applied between the transparent electrodes 103 and the rod-shaped electrode 125 of the optical element 101 shown in FIG. 9 (d), that is, an AC voltage.
【0020】 [0020]
よって、給電手段131によって光学素子101には交流電圧が印加されることになる。 Thus, will be an AC voltage is applied to the optical element 101 by the power supply means 131. ところで、光学素子101に印加される電圧の印加開始からの実効値は図9(e)の様に表す事が出来るので、以後、光学素子101に印加する交流電圧の波形を図9(e)にならって表す事とする。 Incidentally, the effective value from the start of application of the voltage applied to the optical element 101 can be represented as in FIG. 9 (e), the hereafter, the waveform of the AC voltage applied to the optical element 101 FIG. 9 (e) it to be represented following the.
なお、上記説明中、増幅器134及び135から矩形波形の電圧が出力されるものとして説明したが、正弦波でも同様の構成となる事は言うまでもない。 Incidentally, in the above description has been made from the amplifier 134 and 135 as the voltage of the rectangular waveform is output, it is needless to say that the same configuration be a sine wave.
また、上記説明中、光学装置150に電源132が組込まれた場合について説明を行ったが、外付けの電源や給電手段によって光学素子101に交流印加される場合でも良い。 Further, in the above description has been described for the case where the power source 132 is incorporated into the optical device 150 may even be AC ​​applied to the optical element 101 by an external power supply or power supply unit.
【0021】 [0021]
図10は、光学素子101を光学装置に応用したものである。 Figure 10 is an application of the optical element 101 to the optical device. 当実施例では、光学装置150は静止画像を撮影手段で電気信号に光電変換し、これをデジタルデータとして記録する、いわゆるデジタルスチルカメラを例として説明する。 In our example, the optical device 150 is photoelectrically converted into an electric signal for still images from the imaging means, which is recorded as digital data, describing the so-called digital still camera as an example.
140は複数のレンズ群からなる撮影光学系で、第1レンズ群141、第2レンズ群142、及び光学素子101で構成される。 140 is a photographing optical system including a plurality of lens groups, a first lens group 141, second lens group 142, and constituted by an optical element 101. 第1レンズ群141の光軸方向の進退で、焦点調節がなされる。 In forward and backward in the optical axis direction of the first lens group 141, focus adjustment is made. 光学素子101のパワー変化でズーミングがなされる。 Zooming is performed by the power change of the optical element 101. 第2レンズ群142は移動しないリレーレンズ群である。 The second lens group 142 is a relay lens group does not move. そして、第1レンズ群141と第2レンズ群142の間に光学素子101が配置され、第1レンズ群141と光学素子101との間には、公知の技術によって絞り開口径が調整して撮影光束の光量を調整する絞りユニット143が配置されている。 Then, the optical element 101 is disposed between the first lens group 141 and second lens group 142, between the first lens group 141 and the optical element 101, photographing by adjusting the opening diameter aperture by known techniques diaphragm unit 143 that adjusts the amount of light flux is arranged.
また撮影光学系140の焦点位置(予定結像面)には、撮像手段144が配置される。 The focal position of the imaging optical system 140 (predetermined imaging plane), the imaging unit 144 are arranged. これは照射された光エネルギを電荷に変換する複数の光電変換部、該電荷を蓄える電荷蓄積部、及び該電荷を転送し、外部に送出する電荷転送部からなる2次元CCD等の光電変換手段が用いられる。 A plurality of photoelectric conversion unit, charge accumulation unit for accumulating charge, and transfers the charge, the photoelectric conversion unit of the two-dimensional CCD or the like comprising a charge transfer section for sending to the outside which is to convert the irradiated light energy to charge It is used.
【0022】 [0022]
145は画像信号処理回路で、撮像手段144から入力したアナログの面像信号をA/D変換し、AGC制御、ホワイトバランス、γ補正、エッジ強調等の画像処理を施す。 145 denotes an image signal processing circuit, a Menzo signal of an analog input from the imaging unit 144 converts A / D, AGC control, white balance, gamma correction, the image processing of the edge enhancement and the like. 146は光学装置150の環境温度(気温)を測定する温度センサーである。 146 is a temperature sensor for measuring the environmental temperature of the optical device 150 (air temperature). 147はCPU130の内部に設けられたタイマで、CPU130によって設定された時間をカウントするためのものである。 147 is a timer provided inside the CPU 130, is used to count the time set by the CPU 130.
【0023】 [0023]
151は液晶ディスプレイ等の表示器で、撮像手段144で取得した被写体像や、可変焦点レンズを有する光学装置の動作状況を表示する。 151 is a display device such as a liquid crystal display, and an object image acquired by the imaging unit 144, and displays the operating status of the optical device having a variable focus lens. 152はCPU130をスリープ状態からプログラム実行状態に起動するメインスイッチ、153はズームスイッチで、撮影者のズームスイッチ操作に応じて後述する変倍動作を行ない、撮影光学系140の焦点距離を変える。 152 main switch to start the program execution state CPU130 from the sleep state, 153 is the zoom switch performs a zooming operation to be described later in accordance with the photographer's zoom switch operation, changing the focal length of the photographing optical system 140. 154は上記スイッチ以外の操作スイッチ群で、撮影準備スイッチ、撮影開始スイッチ、シャッター秒時等を設定する撮影条件設定スイッチ等で構成される。 154 denotes an operation switch group other than the switch, photographing preparation switch, photographing start switch, and a photographing condition setting switch for setting the shutter speed or the like. 155は焦点検出手段で、一眼レフカメラに用いられる位相差検出式焦点検出手段等が好適である。 155 is a focus detector, such as a phase difference detection type focus detection means used in a single-lens reflex camera is preferred. 156はフォーカス駆動手段で、第1レンズ群141を光軸方向に進退させるアクチュエータとドライバ回路を含み、前記焦点検出手段155で演算したフォーカス信号に基づいてフォーカス動作を行ない、撮影光学系140の焦点状態を調節する。 156 is a focus driving means includes an actuator and a driver circuit for advancing and retracting the first lens group 141 in the optical axis direction, performs a focusing operation based on the focus signal calculated in the focus detection unit 155, the focus of the photographing optical system 140 state be adjusted. 157はメモリ手段で、撮影された画像信号を記録する。 157 is a memory means, for recording the photographed image signal. 具体的には、着脱可能なPCカード型のフラッシュメモリ等が好適である。 Specifically, the flash memory of a PC card type removable are preferred.
【0024】 [0024]
図11は、図10に示した光学装置150が有するCPU130の制御フロー図である。 Figure 11 is a control flow diagram of a CPU130 included in the optical device 150 shown in FIG. 10. 以下、図10及び図11を用いて光学装置150の制御フローを説明する。 Hereinafter will be described a control flow of the optical device 150 with reference to FIGS.
ステップS101において、メインスイッチ152がオン操作されたかどうかを判別し、オン操作されていない時は、そのまま各種スイッチの操作を待つ待機モードの状態である。 In step S101, to determine whether the main switch 152 is turned on, when not turned on is the state of the standby mode as it waits for the operation of the various switches. ステップS101においてメインスイッチ152がオン操作されたと判定されたら、待機モードを解除し、次のステップS102以降へと進む。 If it is determined that the main switch 152 is turned on in step S101, to cancel the standby mode, the process proceeds to the next step S102 and later.
ステップS102では、温度センサー146によって光学装置150が置かれている環境温度、つまり光学装置150の周囲の気温を測定する。 In step S102, measuring the temperature of the surrounding environment temperature, i.e. the optical device 150 in which the optical device 150 is placed by the temperature sensor 146.
ステップS103では、撮影者による撮影条件の設定を受付ける。 In step S103, it accepts the setting of the shooting conditions by the photographer. 例えは、露出制御モードの設定(シャッター優先AE、プログラムAE等)や面質モード(記録面素数の大小、画像圧縮率の大小等)、ストロボモード(強制発光、発光禁止等)等の設定を行う。 The example, setting (shutter priority AE, program AE, etc.) of the exposure control mode and surface quality mode (recording surface prime magnitude, the magnitude of the image compression rate, etc.), flash mode (forced flash, Flash Off, etc.) setting, such as do.
ステップS104では、撮影者によってズームスイッチ153が操作されたか否かを判別する。 In step S104, it is determined whether the zoom switch 153 is operated by the photographer. オン操作されていない場合はステップS105に進む。 If not turned on the process proceeds to step S105. ここでズームスイッチ153が操作された場合は、ステップS121に移行する。 Here if the zoom switch 153 is operated, the process proceeds to step S121.
【0025】 [0025]
ステップS121ではタイマ147がカウント中かどうかの判別を行う。 Step S121 The timer 147 performs Determining Whether counting. カウントしていなければステップS123へ移行し、カウント中である場合は、そのカウンタ値をリセットした後(S122)、ステップS123へと移行する。 If not counted proceeds to step S123, if it is counting after resetting the counter value (S122), the process proceeds to step S123.
【0026】 [0026]
ステップS123では、ズームスイッチ153の操作量(操作方向やオン時間等)を検出し、その操作量に基いて対応する焦点距離変化量を演算する(S124)。 At step S123, detects the operation amount of the zoom switch 153 (operation direction and on time, etc.), it calculates the amount of change in focal length which corresponds based on the operation amount (S124). その演算結果によって、光学素子101への最終印加電圧値V 0を決定し(S125)、温度による最終電圧値の補正及び電圧印加波形の決定を行う「温度補正」のサブルーチンに進む(図12参照、詳細は後述)。 The result of the calculation to determine the final applied voltage value V 0 which is the optical element 101 (S125), the determination of the correction and the voltage waveform applied final voltage value due to the temperature proceeds to the subroutine of "temperature compensation" (see FIG. 12 , described in detail later). この「温度補正」のサブルーチンで決定した光学素子101に印加する最終電圧値及び印加波形パターンで給電手段131の制御を行い、光学素子101に電圧を印加する(S127)。 In this final voltage value and applying waveform pattern applied to the optical element 101 determined in subroutine "temperature correction" and controls the power supply unit 131, a voltage is applied to the optical element 101 (S127). それと同時にタイマ147のカウントを開始する(S128)。 At the same starts to count the timer 147 at the same time (S128). そしてステップS103へ戻る。 Then, the process returns to step S103. つまり、ズームスイッチ153が操作され続けている場合は、ステップS103からステップS128を繰り返し実行し、ズームスイッチ153のオン操作が終了した時点でステップS105へと移行する。 That is, if the zoom switch 153 is continuously operated, repeatedly perform the step S128 from step S103, on operation of the zoom switch 153 is shifted to step S105 upon completion.
【0027】 [0027]
ステップS105では、撮影者によって操作スイッチ群154のうち、撮影準備スイッチ(図11のフローチャートではSW1と表記)のオン操作が行われたか否かを判別する。 In step S105, among the operation switches 154 by the photographer, (in the flow chart of FIG. 11 SW1 hereinafter) shooting preparation switch determines whether the on operation is performed. オン操作されていない場合はステップS103に戻り、撮影条件設定の受付や、ズームスイッチ153の操作の判別を繰り返す。 If not turned on returns to the step S103, reception and imaging condition setting, repeats the determination of operation of the zoom switch 153. ステップS105で撮影準備スイッチがオン操作されたと判定されたら、ステップS111へ移行する。 When shooting preparation switch is determined to have been turned on at step S105, the process proceeds to step S111.
【0028】 [0028]
ステップS111では、撮像手段144及び信号処理回路145を駆動して、プレビュー画像を取得する。 In step S111, by driving the imaging means 144 and the signal processing circuit 145, to acquire the preview image. プレビュー画像とは、最終記録用面像の撮影条件を適切に設定するため、及び撮影者に撮影構図を把握させるために撮影前に取得する画像の事である。 The preview image, in order to properly set the photographing condition of the final recording surface image, and is an image to be obtained before photographing in order to grasp the photographing composition to the photographer.
ステップS112では、ステップS111で取得したプレビュー画像の受光レベルを認識す。 In step S112, to recognize the received light level of the preview image acquired in step S111. 具体的には、撮像手段144が出力する画像信号において、最高、最低及び平均の出力信号レベルを演算し、撮像手段144に入射する光量を認識する。 Specifically, recognizing in the image signal by the imaging unit 144 outputs, up, calculates the minimum and the average of the output signal level, the amount of light entering the image pickup means 144.
ステップS113では、前記ステップS112で認識した受光量に基いて、撮影光学系140内に設けられた絞りユニット143を駆動して適正光量になるように絞りユニット143の開口径を調整する。 In step S113, based on the received light amount recognized in the step S112, to adjust the opening diameter of the aperture unit 143 so that the proper amount of light by driving the aperture unit 143 provided in the photographing optical system 140.
ステップS114では、ステップS111で取得したプレビュー画像を表示器151に表示する。 In step S114, it displays a preview image acquired in step S111 on the display unit 151. 続いてステップS115では、焦点検出手段154を用いて撮影光学系140の焦点状態を検出する。 Subsequently in step S115, it detects the focus state of the photographic optical system 140 by using the focus detection unit 154. 続いてステップS116では、フォーカス駆動手段155により、第1レンズ群141を光軸方向に進退きせて合焦動作を行なう。 Subsequently in step S116, the focus driving unit 155 performs a focusing operation dress reciprocating the first lens group 141 in the optical axis direction. その後、ステップS117に進み、撮影スイッチ(フロー図11では、SW2と表記)のオン操作がなされたか否かを判別する。 Thereafter, the process proceeds to step S117, (in the flow diagram 11, SW2 denoted) photographing switch-on operation, it is determined whether or not made. オン操作されていない時はステップS111に戻り、プレビュー面像の取得からフォーカス駆動までのステップを繰り返し実行する。 When not turned on returns to step S111, repeatedly executes steps from acquisition of the preview face image to the focus driving.
【0029】 [0029]
以上のごとく、撮影準備動作を繰り返し実行している最中に、撮影者が撮影スイッチをオン操作すると、タイマ147のカウントが完了しているかどうかの判別を行う(S118)。 As described above, it performed during the repetitive execution of the photographic preparation operation, when the user turns on the photographing switch, whether the determination count of the timer 147 is completed (S118). カウントが完了していない場合はそのまま判別を続行し、タイマ147のカウントが完了した時点でステップS118からステップS131にジャンプし、タイマ147のカウント値をリセットした後(S131)、ステップS132へと移行する。 If the count is not completed to continue the determination as to jump from step S118 when the count of the timer 147 is completed step S131, the after resetting the count value of the timer 147 (S131), proceeds to step S132 to.
【0030】 [0030]
ステップS132では撮像を行なう。 In step S132 performs imaging. すなわち撮像手段144上に結像した被写体像を光電変換し、光学像の強度に比例した電荷が各受光部近傍の電荷蓄積部に蓄積される。 That photoelectrically converts the object image formed on the imaging unit 144, charges proportional to the intensity of the optical image is accumulated in the charge accumulating portion in the vicinity of the light receiving portions. ステップS133では、ステップS132で蓄積された電荷を電荷転送ラインを介して読み出し、読み出しされたアナログ信号を信号処理回路145に入力させる。 In step S133, it reads the charge accumulated in step S132 through the charge transfer line, and inputs the read analog signal into a signal processing circuit 145. ステップS134では、信号処理回路145において、入力したアナログ画像信号をA/D変換し、AGC制御、ホワイトバランス、γ補正、エッジ強調等の画像処理を施し、さらに必要に応じてCPU130内に記憶された画像圧縮プログラムでJPEG圧縮等を施す。 In step S134, the signal processing circuit 145, an analog image signal A / D conversion input, AGC control, white balance, gamma correction, performs image processing of the edge enhancement and the like, stored in the CPU130 and if necessary It performs JPEG compression, such as in image compression program. ステップS135では、上記ステップS134で得られた画像信号をメモリ157に記録すると同時に、ステップS136にて一旦プレビュー画像を消去した後に、ステップS134で得られた画像信号を表示器151に改めて表示する。 In step S135, at the same time it records the image signal obtained in step S134 in the memory 157, after once erasing the preview image in step S136, again displays the image signal obtained in step S134 on the display unit 151. その後、給電手段131を制御して光学素子101への電圧印加をオフして(S137)、一連の撮影動作が終了する。 Thereafter, by turning off the voltage applied to the optical element 101 by controlling the power supply means 131 (S137), a series of photographing operations are completed.
【0031】 [0031]
ステップS151では温度センサー146で測定した気温が15℃以上かどうかの判別を行う。 Temperature measured by the temperature sensor 146 at step S151 makes a determination of whether 15 ℃ or higher. 気温が15℃以下の場合は、図9の(a)に示した電圧印加波形Aを選択する(S152)。 Temperatures in the case of 15 ℃ below, to select the voltage application waveform A shown in (a) of FIG. 9 (S152). これは先述したように、低温時には光学素子101中の液体121及び122の粘性が高くなる事によって界面が変形を完了するまでの時間が長くなっていたのに対し、電源投入後の立上がり時に所定の最終電圧基準値V 0よりも高い電圧を印加することによつて起動時の界面の変形量を多くする事で界面の変形完了時間の短縮化を図っている。 Which, as previously described, predetermined when whereas the interface had become a long time to complete the deformation by the viscosity of the liquid 121 and 122 in the optical element 101 is high at low temperatures, rise after power thereby shortening of the deformation completion time of the interface with that increasing the amount of deformation of the interface by connexion startup in applying a voltage higher than the final voltage reference value V 0 which.
これは、光学素子101に印加する第1の電圧、すなわち、最終電圧基準値V 0を印加する前の所定時間(以下、プリ印加時間と呼ぶ)は最終電圧基準値V 0よりも高い第2の電圧、すなわち、プリ電圧値V 1を光学素子101に印加し、プリ印加時間経過後は最終電圧基準値V 0を光学素子101に印加する波形パターンである。 This is a first voltage applied to the optical element 101, i.e., a predetermined time before applying the final voltage reference value V 0 (hereinafter, referred to as pre-application time) is second higher than the final voltage reference value V 0 voltage, i.e., by applying a pre-voltage value V 1 to the optical element 101, after the pre-application time is a waveform pattern for applying a final voltage reference value V 0 to the optical element 101.
測定気温が10℃以上15℃未満の場合は(S153)、プリ印加時間を0msに設定し(S154)、プリ電圧値V 1を演算するS180へと進む。 If the measurement temperature is lower than 15 ° C. 10 ° C. or higher (S153), sets the pre-application time to 0ms (S154), the process proceeds to S180 for calculating the pre-voltage value V 1.
【0032】 [0032]
測定気温が5℃以上10℃未満の場合は(S155)、プリ印加時間を10msに設定し(S156)、プリ電圧値V 1を演算するS180へと進む。 If the measurement temperature is below 5 ° C. or higher 10 ℃ (S155), it sets the pre-application time to 10 ms (S156), the process proceeds to S180 for calculating the pre-voltage value V 1.
測定気温が0℃以上5℃未満の場合は(S160)、プリ印加時間を20msに設定し(S156)、プリ電圧値V 1を演算するS180へと進む。 If the measurement temperature is below 5 ° C. 0 ° C. or higher (S160), sets the pre-application time to 20 ms (S156), the process proceeds to S180 for calculating the pre-voltage value V 1.
測定気温が0℃未満の場合は(S160)、プリ印加時間を30msに設定し(S156)、プリ電圧値V 1を演算するS180へと進む。 If the measurement temperature is below 0 ℃ (S160), it sets the pre-application time to 30 ms (S156), the process proceeds to S180 for calculating the pre-voltage value V 1.
ステップS180で演算するプリ電圧値V 1は例えば以下のような式で求まる。 Pre voltage value V 1 which calculated in step S180 is calculated by the following formula, for example.
プリ電圧値V 1 =(補正定数1)×(基準温度−測定温度)・・・(1−1)式つまり基準温度、15℃との温度差に(補正定数1)を掛けた値がプリ電圧値V 1となる。 Pre voltage value V 1 = (correction constant 1) × (reference temperature - measured temperature) (1-1) equation, i.e. the reference temperature, the value obtained by multiplying the temperature difference (correction constant 1) and 15 ℃ the pre a voltage value V 1.
【0033】 [0033]
プリ電圧値V 1が求まった後、ステップS181に進んで、最終電圧基準値V 0の補正量を計算すると共に、最終電圧印加時間を求める。 After Motoma' the pre voltage value V 1, the flow proceeds to step S181, while calculating the correction amount of the final voltage reference value V 0, obtaining the final voltage application time. 最終電圧基準値V 0はステップS125で求まっているが、これにも例えば以下のような式で表される補正を行う。 Although the final voltage reference value V 0 are been obtained in step S125, the correction is performed even the formula such as the following to this.
補正最終電圧値V 0 '=(最終電圧基準値V 0 )+(補正定数2)×(基準温度−測定温度)・・・(1−2)式つまり、ステップS125で求まった最終電圧基準値V 0に、基準温度15℃との温度差に(補正定数2)を掛けた値を加えたものが補正最終電圧値V 0 'となる。 Correction final voltage value V 0 '= (final voltage reference value V 0) + (correction constant 2) × (reference temperature - measured temperature) (1-2) equation that is the final voltage reference value Motoma' in step S125 a V 0, the temperature difference between the reference temperature 15 ℃ plus the value obtained by multiplying the (correction constant 2) is the correction final voltage value V 0 '.
以上の制御を行う事で、印加電圧波形は温度に応じて図9(a)に示した様にきめ細かく変更され、その結果、界面の応答波形は同図(c)のごとく温度によらずほぼ一定となり、時刻t 32でほば変形が完了する。 By performing the control described above, the applied voltage waveform is finely changed as shown in FIG. 9 in accordance with the temperature (a), as a result, the response waveform of the interface nearly regardless of temperature as in FIG. (C) fixed and will, time t 32 Deho if the deformation is completed. そこで変形完了の目安となるタイマ147の待ち時間をt 32より若干長いT Aとし、これを予めCPUl30のメモリ内に記憶しておく。 Therefore the latency timer 147 which is a measure of the deformation completed slightly longer T A from t 32, and stored in this pre CPUl30 in memory. そして、図7のステップS118でこのT Aをタイマ完了の判断値とする事により、界面が静定してからステップS131以降のフローの実行が許可される。 Then, by the T A and determined value of the timer completes in step S118 of FIG. 7, the interface is executed from the settling in step S131 and subsequent flow is admitted.
【0034】 [0034]
一方、ステップS151にて測定温度が15℃以上の場合は、図9の(b)に示した電圧印加波形Bを選択する(S170)。 On the other hand, the measured temperature in step S151 is equal to or larger than 15 ° C., to select the voltage waveform applied B shown in (b) of FIG. 9 (S170). これは、先述したように高温時には光学素子101中の液体121及び122の粘性が低くなる事によって界面が変形を完了するまでに振動現象が起こつてしまう事に対し、電源投入後の立上がり時に徐々に所定の最終電圧基準値V 0まで電圧を印加することによって起動時の界面の振動現象の抑制を図っている。 This is because the it would oscillating phenomenon One to put on to the interface by the viscosity of the liquid 121 and 122 in the optical element 101 is lowered to complete the deformation at high temperatures as previously described, gradual at the rising edge after power thereby achieving suppression of vibration phenomena of the interface at startup by applying a voltage to a predetermined final voltage reference value V 0 to.
つまり、光学素子101に印加する最終電圧基準値V 0を印加する前の所定時間(これもプリ印加時間と呼ぶ)は徐々に最終電圧基準値V 0になるように電圧制御を行う波形パターンである。 That is, a predetermined time before applying the final voltage reference value V 0 to be applied to the optical element 101 (also referred to as a pre-application time) is gradually waveform pattern performs voltage control so that the final voltage reference value V 0 is there.
【0035】 [0035]
測定気温が15℃以上20℃未満の場合は(S171)、プリ印加時間を10msに設定し(S172)、補正最終電圧値V 0 'を演算すると共に、最終電圧印加時間を求めるステップS181へと進む。 If the measurement temperature is lower than 15 ℃ than 20 ℃ (S171), it sets the pre-application time to 10 ms (S172), thereby calculating the corrected final voltage value V 0 ', and to step S181 to determine the final voltage application time move on.
測定気温が20℃以上30℃未満の場合は(S173)、プリ印加時間を20msに設定し(S174)、補正最終電圧値V 0 'を演算すると共に、最終電圧印加時間を求めるステップS181へと進む。 If the measurement temperature is below 20 ° C. or higher 30 ℃ (S173), sets the pre-application time to 20 ms (S174), thereby calculating the corrected final voltage value V 0 ', and to step S181 to determine the final voltage application time move on.
測定気温が30℃以上の場合は(S173)、プリ印加時間を30msに設定し(S175)、補正最終電圧値V 0 'を演算すると共に、最終電圧印加時間を求めるステップS181へと進む。 If the measurement temperature is above 30 ℃ (S173), sets the pre-application time to 30 ms (S175), thereby calculating the corrected final voltage value V 0 ', the process proceeds to step S181 to determine the final voltage application time.
【0036】 [0036]
以上の制御を行う事で、印加電圧波形は温度に応じて図9(b)に示した様にきめ細かく変更され、その結果、界面の応答波形は同図(d)のごとく温度によらずほぼ一定となり、時刻t 42でほぼ変形が完了する。 By performing the control described above, the applied voltage waveform is finely changed as shown in FIG. 9 (b) depending on the temperature, as a result, the response waveform of the interface nearly regardless of the temperature as in the (d) of FIG constant and becomes substantially deformation is completed at time t 42. そこで変形完了の目安となるタイマ147の待ち時間を、t 42より若干長いT Bとし、これを予めCPU130のメモリ内に記憶しておく。 Therefore the latency timer 147 which is a measure of the deformation completed, slightly longer T B from t 42, and stored in this pre-CPU130 in memory. そして、図7のステップS118でこのT Bをタイマ完了の判断値とする事により、界面が静定してからステップS131以降のフローの実行が許可される。 Then, by the T B and determined value of the timer completes in step S118 of FIG. 7, the interface is executed from the settling in step S131 and subsequent flow is admitted.
【0037】 [0037]
以上により、温度に応じた最終印加電圧値や電圧印加波形パターンが決定するので(S182)、ステツプSl27に戻る。 Thus, since the final applied voltage and voltage application waveform pattern is determined according to the temperature (S182), the flow returns to step Sl27.
また温度に応じて最終印加電圧値や電圧印加波形パターンを制御することによって、各温度毎に最適な駆動制御を行う事が可能となる。 Further by controlling the final applied voltage and voltage application waveform patterns depending on the temperature, it is possible to perform optimum drive control for each temperature.
【0038】 [0038]
上記実施例1によれば、 According to the first embodiment,
(1)温度に応じて光学素子への最終印加電圧値や電圧印加波形パターンを制御することによって、光学素子の変形完了時間の短縮可能な光学装置を得ることが出来ること。 (1) by controlling the final applied voltage and voltage application waveform pattern of the optical element according to the temperature, it is possible to be obtained a shortened optics apparatus variations completion time of the optical element.
(2)実際に光学素子を駆動させる時間を短くする事が出来たので、光学装置の消費電力を低減する事が出来ること。 (2) actually because it was able to reduce the time for driving the optical element, it is possible that can reduce power consumption of the optical device.
(3)光学素子の変形が静定するまで露光を禁止しているので、光学装置の撮影動作に影響を与える事が解消されること。 (3) Since the deformation of the optical element prohibits the exposure until the settle, the affecting the imaging operation of the optical device is eliminated.
等が達成される。 Etc. is achieved.
【0039】 [0039]
なお、本実施例では電圧印加波形パターンの切り替える基準温度を15℃としていたり、プリ印加時間を各温度毎に設定しているが、光学素子の構成やその液体の種類・組合せ等によって基準温度やプリ印加時間を設定すれば同様な効果が得られる。 Incidentally, or have a 15 ℃ the reference temperature for switching the voltage application waveform pattern in the present embodiment, although setting the pre-applied time for each temperature, the reference temperature Ya by such kind and combination of structural and the liquid optical element similar effect by setting the pre-applied time can be obtained.
また、光学素子への電圧印加を2段階にしているが、それ以上の多段階にしても同様な効果が得られる。 Further, although the voltage applied to the optical element into two stages, the same effect can be obtained even in the higher-stage.
さらには、温度毎の最終印加電圧値やプリ印加電圧値の補正量を演算で求めているが、例えば図10に示したように、所望の焦点距離の温度によって決まるテーブルをCPUに記憶しておき、それを各補正量として使用しても本実施例と同様な効果が得られる。 Furthermore, although determined by calculating the correction amount of the final applied voltage and the pre-application voltage value of each temperature, as shown in FIG. 10, for example, stores a table which is determined by the temperature of the desired focal length to the CPU Place, the same effect as this embodiment can be obtained by using it as the correction amount.
なお、本実施例では光学装置の一例としてデジタルスチルカメラを取り挙げたが、それ以外のビデオカメラや銀塩カメラ等にも効果を損なわずに適用できる事は言うまでもない。 Although listed takes digital still camera as an example of an optical device in this embodiment, it is naturally applicable without impairing the other effects to a video camera or a silver halide camera or the like.
【0040】 [0040]
【実施例】 【Example】
以下に、本発明の実施例について説明する。 Hereinafter, a description will be given of an embodiment of the present invention.
[実施例1] [Example 1]
本発明の実施例1の光学系に用いられる可変焦点レンズを構成する光学素子の構成の原理を図1を用いて説明する。 The basic arrangement of the optical elements constituting the variable focus lens for use in an optical system of Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
図1において、7は前述した原理図において説明したと同様の、以下の液体を封止した容器で絶縁体でできており、図中左右方向(光の入射出方向)は透明に出来ている。 1, 7 is similar to that described in principle diagram described above, and an insulator in the container sealing the following liquids in the horizontal direction in (input light emitting direction) is made transparent .
8は容器7に封止された第2の液体でここでは透明なシリコンオイルで構成されている。 8 is here a second liquid which is sealed in a container 7 is formed of a transparent silicone oil. 9は容器7に封止された第2の液体よりも屈折率の低い透明な第1の液体で食塩を溶した水の様な電解液で構成されている。 9 is constituted by such electrolyte of the water soluble sodium chloride in the first liquid of low refractive index transparent than the second liquid sealed in the container 7.
10は電解液9に外部から電位をかける為の電極で不図示のコントロール回路に連結されており前述したようなプラス、マイナス200V程度の交流電界がかけられる。 10 Plus as described above are connected to a control circuit (not shown) in the electrode for applying a potential from the outside to the electrolyte 9, the AC electric field of about minus 200V is applied.
【0041】 [0041]
11は絶縁体の中に埋め込まれたリング状の第2の電極で同じく不図示のコントロール回路に連結されており 前述したようなプラス、マイナス200V程度の交流電界が前述の電極10とは逆極性の位相でかけられる。 11 opposite in polarity to the second positive as described above are also connected to a control circuit (not shown) in the electrode, the AC electric field electrode 10 of the aforementioned order of minus 200V annular embedded in the insulator applied in the phase.
12は光束で図1(a)の状態では 第2の液体8から第1の液体9に入射するときに屈折率の違いにより界面で屈折し集光するようになっているが、交流電界をかけた(b)の状態では電界液である第1の液体9がシリコンオイル等の第1の液体8をリング状の電極11の付近で押しのけることにより、両液体の界面がさらに凸状を増大させ、射出光13の集光性を上げている。 12 is in the state shown in FIG. 1 (a) in the light beam is adapted to refract and condensing at the interface due to the difference in refractive index when entering from the second liquid 8 to the first liquid 9, the alternating electric field by first liquid 9 is a field liquid displaces the first liquid 8 such as silicone oil in the vicinity of the ring-shaped electrode 11 in the state of over the (b), increasing the surface of the liquids is more convex It is, and raising the condensing of the emitted light 13. すなわち、図1の光学素子が焦点距離の短いレンズと変化している。 That is, the optical element of FIG. 1 is changed with short focal length lens.
【0042】 [0042]
上記構成において、前述したように図1(a)の非通電状態からカメラの焦点調節あるいは倍率変更を行う為に不図示のコントロール回路が電極10、及び11に交流通電を始めると図1(b)の様により短い焦点距離となる。 In the above construction, when start AC application 1 unfocused from energized camera regulatory or control circuit (not shown) in order to perform the magnification change electrodes 10 (a) and 11, as previously described FIG. 1 (b ) becomes shorter focal length as of. これは電極10、11にかける電圧に関係するから任意の焦点距離を設定できる。 This can be set to any focal length from related to the voltage applied to the electrodes 10 and 11.
【0043】 [0043]
本実施例では、以上の光学素子を用い、焦点調節や倍率変更を行い、例えば図10に示されるようにレンズ101を構成し、小型化および高性能化を達成することが可能な光学系を構成することができる。 In this embodiment, using the above optical element, performs the focusing and magnification changing, for example, a lens 101 as shown in FIG. 10, an optical system capable of achieving miniaturization and high performance it can be configured.
【0044】 [0044]
図2(b)(c)に、本発明の実施例1における光学素子の構成を示す。 Figure 2 (b) (c), shows a configuration of an optical element in Embodiment 1 of the present invention. 前記図1に示した原理図及び図2(a)に再示したものよりも、更に液体の光軸方向の厚さを薄くした状態で容器内に密閉することを可能とし、さらなるコンパクト化を図ることができるようにしたものである。 FIG principle diagram and than that shown again in FIGS. 2 (a) shown in 1, make it possible to seal the container in a state in which further the thickness of the optical axis direction of the liquid, the more compact it is obtained to be able to achieve.
【0045】 [0045]
図2(a)は図1と同様の原理構成による図であるがこの時、容器の側面と第1の液と第2の液の2液の交点である点Pに着目すると、この2液の境界面の接線ψ方向に界面の状態が生成され、この状態から電極10,11に通電する事でこの界面の状態、ψが増加する方向に変化する(ここでθがいわゆる接触角でψ=90°−θの関係がある。)。 2 (a) is when is a diagram this by the same principle construction as FIG. 1, the sides of the container and the first liquid when focusing on P 2 solution point is the intersection of the second liquid, the second liquid the interface state is generated in the tangential [psi direction of the boundary surface, the state of the interface by being energized from this state to the electrode 10, 11, [psi changes in an increasing direction ([psi at θ so-called contact angle here = relationship of 90 ° -θ.).
【0046】 [0046]
上記したユニットの厚みdに着目すると前記ψが0に近づくような構成にすれば本実施例のユニットの厚みd´はさらに小さく(薄く)構成できることがわかる。 The above-mentioned units and focusing on the thickness d the ψ is approaching such a thickness d'unit of this embodiment when the structure further small 0 (thin) it can be seen that configuration.
このようなことから、容器の側面を角度ψだけ傾けて7bの様に構成することにより、図2(b)に示すように厚みの薄いユニットを形成することができる。 For this reason, by configuring as in tilt the sides of the container by an angle [psi 7b, it is possible to form a thin unit thicknesses as shown in FIG. 2 (b).
ここで、図2の点P部を拡大した図を図3に示す。 Here, Figure 3 shows the enlarged view of the point P of FIG. 図3においてtは水溶液側の厚みを示し、t=0.1から0.5mmが、遮光性とユニットのコンパクトさを両立した好適な条件となる。 In FIG. 3 t represents the thickness of the aqueous solution side, 0.5 mm from t = 0.1 becomes the preferred conditions that are both light-blocking property and compactness of the unit.
また、ψは図2(a)で示したような2つの溶液と容器の側面で決まる接触角に合わせた角度で2液の界面が図のごとく大きなR状になるよう構成され、リング状の電極11は容器側面より更にごくわずかの角度であるδ分だけ傾いて且つ限りなく容器の内側に近いように、例えば10〜30μ程度に構成されている。 Also, [psi is configured to interface between the two liquid becomes large R shape as in FIG two solutions and angle to match the contact angle determined by the side of the container as shown in FIG. 2 (a), the ring-shaped electrode 11 is adapted to closer to the inside of the container as possible and inclined by δ min negligible angle from the sides of the container, for example, about 10~30Myu.
また、図中破線で示される容器内面にはあらかじめ公知の撥水処理がなされ、水溶液9をはじくように構成されている。 Moreover, previously known water-repellent treatment on an inner face of a container shown by dashed lines in the drawing is made, and is configured to repel aqueous 9.
【0047】 [0047]
以上の様な構成で前述の図8に示した増幅器134、135からの通電により、図2(c)の様に2液の界面が変形し、図中入射からの光を屈折させて射出側に通過させる焦点調節装置の役割を果たす。 By energization from the amplifier 134 and 135 shown in FIG. 8 described above in the above-described configuration, deformed interface between the two liquids as in FIG. 2 (c), the exit side refracts light from in FIG incident It serves focusing device for passing on. この時の凸状の大きさ、すなわちレンズの焦点距離又はレンズパワーは、前述の増幅器134、135からの電圧に略比例することは既に前例で述べた。 In this case convex size, i.e. the focal length or lens power of the lens, it is substantially proportional to the voltage from the aforementioned amplifier 134 and 135 already described in the previous.
【0048】 [0048]
[実施例2] [Example 2]
図4は、本発明の実施例2の可変焦点レンズの構成を示すものであり、実施例1の基本構成を用いて形成された可変焦点レンズを、レンズ素子の中に内蔵させたものである。 Figure 4 shows a configuration of a variable focus lens according to Example 2 of the present invention, in which a variable focus lens which is formed by using the basic configuration of Example 1, was built into the lens element .
図4(a)には非通電状態で可変焦点レンズを透過する光に2液の界面があまり影響を生じさせない状態、図4(b)は前記図4(a)から前述のごとく電界をかけて2液の界面を変化させ、図4のレンズの焦点距離を変化させた状態を示す。 FIGS. 4 (a) To not cause two-liquid interface much effect of the light transmitted through the variable focus lens in the non-energized state state, FIG. 4 (b) applying a as field described above from the view 4 (a) Te alter the interface between the two liquid shows a state of changing the focal length of the lens of FIG.
【0049】 [0049]
図4(b)の状態では 前述の例と同じ電圧をかけない(a)の状態に比べ屈折率の高い第2液体8と屈折率の低い第1液体9との界面のRが小さくなっており、図のレンズ全体としての焦点距離がより短く、すなわちパワーが強く変化していて、焦点調節機能を果たしている。 Figure 4 is a state of (b) becomes smaller R at the interface between the first liquid 9 low and high refractive index second liquid 8 whose refractive index compared to the state of not applying a same voltage as the previous example (a) cage, is shorter focal length of the whole lens of FIG, i.e. power is changing strongly, it plays a focusing function.
【0050】 [0050]
本実施例においては、前述した実施例1に比べ可変焦点構造をレンズの機能の中に内蔵したことにより、トータルで更にコンパクトなユニットを実現することができる。 In the present embodiment, by incorporating a variable focus structure in function of the lens than in Example 1 described above, it is possible to realize a more compact unit in total.
【0051】 [0051]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上に説明したように、本発明によれば、エレクトロウエッティング現象を利用して、簡単な構成で効率よくレンズ系の焦点調節あるいは変倍を制御することができる可変焦点レンズを提供することができると共に、さらに、該可変焦点レンズにより小型光学系および撮影装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, to provide a variable focus lens by utilizing the electrowetting phenomenon, it is possible to control the focusing or zooming efficiently lens system with a simple structure it is possible, furthermore, it is possible to realize a compact optical system and imaging device by the variable focus lens.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施例1の光学系に用いる光学素子の構成原理を示す図である。 1 is a diagram showing the basic arrangement of an optical element used in the optical system of Example 1 of the present invention.
【図2】本発明の実施例1における光学素子の構成を示す図である。 It is a diagram showing a configuration of an optical element according to the first embodiment of the present invention; FIG.
【図3】図2の点P部を拡大した構成を示す図である。 3 is a diagram showing an enlarged configuration of the point P of FIG.
【図4】本発明の実施例2における可変焦点レンズの構成を示す図である。 It is a diagram showing a configuration of a variable focus lens in Example 2 of the present invention; FIG.
【図5】電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)を用いて、可変焦点レンズを制御できるようにした光学素子の原理構成を説明するための図である。 [5] using electrocapillarity (an electrowetting phenomenon) is a diagram for explaining the principle configuration of the optical element to control the variable focus lens.
【図6】電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)を用いて、可変焦点レンズを制御できるようにした光学素子の原理構成を説明するための図である。 [6] using electrocapillarity (an electrowetting phenomenon) is a diagram for explaining the principle configuration of the optical element to control the variable focus lens.
【図7】図6の光学素子又は本実施例のレンズに電圧を印加した際における給電手段の出力電圧と光学素子の変形との関係を説明する図である。 7 is a diagram illustrating the relationship between variations in output voltage and optical elements of the power supply means at the time of applying a voltage to the optical element or lens of the present example of FIG.
【図8】上記原理構成の光学素子及び本発明の実施例における可変焦点レンズに好適な駆動回路を示した図である。 8 is a diagram showing a preferred drive circuit to the variable focus lens in the embodiment of the optical element and the invention of the basic configuration.
【図9】上記原理構成の光学素子及び本発明の実施例における可変焦点レンズに対する駆動電圧を示した図である。 9 is a diagram showing a driving voltage to the variable focus lens in the embodiment of the optical element and the invention of the basic configuration.
【図10】上記原理構成の光学素子及び本発明の実施例における可変焦点レンズを光学装置に応用した時のシステム図である。 10 is a system view of an application of the variable focus lens in the embodiment of the optical element and the invention of the basic configuration to the optical device.
【図11】上記光学装置に応用した時のフローチャート図である。 11 is a flowchart when applied to the optical device.
【図12】上記光学装置に応用した時のフローチャート図である。 12 is a flowchart when applied to the optical device.
【図13】本発明の可変焦点レンズの温度補正の動作を示す図である。 13 is a diagram showing the operation of the temperature compensation of the variable focus lens of the present invention.
【図14】上記図13における温度補正した際のマイコン内のテーブルを示す図である。 14 is a diagram showing a table in the microcomputer when the temperature correction in FIG 13.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
7・・・光学素子容器8・・・シリコンオイル等の油9・・・カーボン粒子を混ぜた水溶液(電解液) 7 ... optical element container 8 ... silicone oil in the oil 9 ... solution obtained by mixing carbon particles (electrolyte)
10・・・電極端子11・・・リング状の電極12・・・入射光13・・・射出光101・・・光学素子102・・・透明基板103・・・透明電極104・・・絶縁層105・・・容器106・・・上カバー107・・・絞り板111・・・撥水膜112・・・親水膜113・・・親水膜121、421・・・第1の液体122、422・・・第2の液体123・・・光軸124・・・界面125・・・棒状電極126・・・給電手段130・・・CPU 10 ... electrode terminal 11 ... ring-shaped electrodes 12 ... incident light 13 ... light emitted 101 ... optical element 102 ... transparent substrate 103 ... transparent electrode 104 ... insulating layer 105 ... vessel 106 ... on the cover 107 ... aperture plate 111 · water-repellent film 112 ... hydrophilic film 113 ... hydrophilic film 121,421 ... first liquid 122,422 - ... second liquid 123 ... optical axis 124 ... interface 125 ... bar electrode 126 ... feeding unit 130 ... CPU
131・・・給電手段132・・・電源134、135・・・増幅器140・・・撮影光学系141・・・第1レンズ群142・・・第2レンズ群143・・・絞りユニット144・・・撮像手段145・・・画像信号処理回路146・・・温度センサー147・・・タイマ150・・・光学装置151・・・表示器152・・・メインスイッチ153・・・ズームスイッチ154・・・操作スイッチ群155・・・焦点検出手段156・・・フォーカス駆動手段157・・・メモリ手段 131 ... power supply unit 132 ... power supply 135 ... amplifier 140 ... imaging optical system 141 ... the first lens group 142 ... the second lens group 143 ... stop unit 144 .. · imaging means 145 ... image signal processing circuit 146 ... temperature sensor 147 ... timer 150 ... optical system 151 ... display 152 ... main switch 153 ... zoom switch 154 ... operation switches 155 ... focus detection unit 156 ... focus driving unit 157 ... memory means

Claims (8)

  1. 屈折率が異なり、互いに混合することのない導電性または有極性を備えている、第1の液体及び第2の液体を密閉した容器と、 Different refractive index, and sealed containers not conductive or has a polar, first and second liquids be mixed with one another,
    前記第1の液体に導通するように設けられ、入射した光の通過の妨げとならない部位に形成された第1の電極と、 Providing continuity to the first liquid, a first electrode formed at a site does not interfere with passage of the incident light,
    前記第1の電極と前記第1の液体から絶縁され、且つ光の入射面と対向する光の射出面が狭くなるように、これら入射出面に対する側面が光軸に対して傾けて構成されている前記容器の該側面側に、この側面の傾きと同方向に傾けて設けられた第2の電極とを有し、 Is insulated from the said first electrode a first liquid, and so the incident surface and exit surface of the opposing light of light becomes narrower, side to these incident exit face is configured inclined with respect to the optical axis on the side surface side of the container, and a second electrode provided to be inclined slope and the direction of this aspect,
    前記第1及び第2の液体は、これらの液体同士の界面において形成されるR状の界面の凸の方向が前記光の射出面の方向を向く状態で、前記容器における前記第2の電極を含む側面と前記液体同士の界面との交点が存在するようにして前記容器に密閉され、 Said first and second liquid, in a state where the direction of the convex R-shaped interface formed at the interface between these liquids are in the direction of the exit surface of said light, said second electrode in said container sealed into the container as the intersection of the interface between the between the side surface liquid present including,
    前記第1の電極と第2の電極により印加する電圧の出力を制御して前記第1の液体と前記第2の液体との界面形状を変化させることにより、通過する光の屈折力を変化させることを特徴とする可変焦点レンズ。 By changing the first electrode and the interface shape of the output control to the said first liquid and said second liquid of the voltage applied by the second electrode, to change the refractive power of the light passing through variable focus lens, characterized in that.
  2. 前記第2の電極が、リング状の電極であって、前記第2の液体を取り囲むように配されていることを特徴とする請求項1に記載の可変焦点レンズ。 Wherein the second electrode, a ring-shaped electrode, a variable focus lens according to claim 1, characterized in that are arranged to surround the second liquid.
  3. 前記第1の液体の光軸上の光路長と第2の液体の光軸上の光路長が、前記印加電圧の出力に応じて変化することを特徴とする請求項1 または請求項2に記載の可変焦点レンズ。 The optical path length on the optical axis of the optical path length and the second liquid on the optical axis of the first liquid, according to claim 1 or claim 2, characterized in that changes in accordance with output of the applied voltage variable focus lens.
  4. 前記第1の液体の屈折率が、第2の液体の屈折率より小さく、かつ第1の液体の前記光軸方向の光路長が前記光軸からの距離に応じて増大することを特徴とする請求項1〜 のいずれか1項に記載の可変焦点レンズ。 Refractive index of the first liquid, characterized in that less than the refractive index of the second liquid, and the optical path length of the optical axis direction of the first liquid is increased with distance from the optical axis variable focus lens according to any one of claims 1-3.
  5. 前記第1の液体の屈折率が、第2の液体の屈折率より小さく、かつ第1の液体の前記光軸上の光路長が印加電圧の出力に応じて、有限寸法の間を変化することを特徴とする請求項1〜 のいずれか1項に記載の可変焦点レンズ。 The refractive index of the first liquid is less than the refractive index of the second liquid, and the optical path length on the optical axis of the first liquid in accordance with the output of the applied voltage, it varies between finite dimensions variable focus lens according to any one of claims 1 to 3, characterized in.
  6. 前記溶液の存在する容器の光学面を曲面としたことを特徴とする請求項1〜 のいずれか1項に記載の可変焦点レンズ。 Variable focus lens according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it has a curved optical surface of the container in the presence of said solution.
  7. レンズ素子によって所定の像を結像又は集光させるようにした光学系において、該光学系の一部を請求項1〜 のいずれか1項に記載の可変焦点レンズによって構成したことを特徴とする光学系。 In the optical system so as to image or focus the predetermined image by the lens elements, and characterized by being configured by the variable focus lens according to a portion of the optical system in any one of claims 1 to 6 optical system for.
  8. 請求項の光学系を備えていることを特徴とする撮影装置。 Photographing apparatus characterized by comprising an optical system according to claim 7.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT347116T (en) * 2002-02-14 2006-12-15 Koninkl Philips Electronics Nv Variable focus lens
KR100994945B1 (en) 2002-09-19 2010-11-18 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Switchable optical element
CN100381860C (en) 2003-05-06 2008-04-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 Electrowetting module
WO2004099844A1 (en) * 2003-05-06 2004-11-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrowetting module
EP1626301B1 (en) * 2003-05-15 2011-03-30 Konica Minolta Opto, Inc. Optical system and imaging device
JP4655462B2 (en) * 2003-09-09 2011-03-23 コニカミノルタオプト株式会社 Taking lens and an imaging apparatus
JP4628755B2 (en) * 2003-11-25 2011-02-09 パナソニック株式会社 Moving mechanism and a compact camera using the same, goniometer and fiberscope
US6898021B1 (en) * 2003-12-18 2005-05-24 Yin S. Tang Motionless zoom lens
JP4768716B2 (en) * 2004-04-13 2011-09-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Auto-stereoscopic display device
GB0408479D0 (en) * 2004-04-16 2004-05-19 Koninkl Philips Electronics Nv Liquid-based optical device and electronic device
CN100510787C (en) * 2004-05-25 2009-07-08 皇家飞利浦电子股份有限公司 Variable focus lens
JP2008505351A (en) * 2004-06-30 2008-02-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ measuring device
KR100636433B1 (en) 2004-08-18 2006-10-18 엘지전자 주식회사 Lens device
KR100783582B1 (en) * 2004-08-19 2007-12-11 인하대학교 산학협력단 Optical Signals Connector and Focal length Adjusting Method of the same
KR20070092288A (en) * 2004-12-21 2007-09-12 니폰 제온 가부시키가이샤 Optical device
KR100665115B1 (en) * 2005-01-27 2007-01-09 삼성전기주식회사 Inner Focus Type Zoom Lens System
US7657182B2 (en) 2005-08-04 2010-02-02 Panasonic Corporation Liquid lens optical transmitter system
KR100780211B1 (en) * 2005-12-09 2007-11-27 삼성전기주식회사 Slim type liquid Lens
KR100771818B1 (en) * 2006-04-24 2007-10-30 삼성전기주식회사 A Liquid Lens Having Enhanced Sealing Structure
WO2008082025A1 (en) * 2007-01-04 2008-07-10 Bnp Science Liquid lens module and a method for producing the same
JP2008180919A (en) * 2007-01-25 2008-08-07 Sony Corp Imaging apparatus
US8786759B2 (en) * 2007-08-28 2014-07-22 Motorola Mobility Llc Method and apparatus for auto-focus using liquid crystal adaptive optics
US8233221B2 (en) * 2007-12-14 2012-07-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Adjustable lens system for real-time applications
US7933509B2 (en) 2007-12-31 2011-04-26 Motorola, Inc. Device and method for reducing optical blurring
JP5256843B2 (en) * 2008-05-13 2013-08-07 ソニー株式会社 Optical element and manufacturing method thereof
KR101372042B1 (en) * 2008-07-11 2014-03-07 포라이트 에이에스 A method and arrangement for reducing thermal effects in compact adjustable optical lenses
JP2014013737A (en) * 2012-07-05 2014-01-23 Tamron Co Ltd Illuminating device and imaging system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60401A (en) * 1983-06-17 1985-01-05 Canon Inc Composite lens
JPH01302301A (en) * 1988-05-31 1989-12-06 Asahi Optical Co Ltd Liquid enclosing optical element
WO1999018456A1 (en) * 1997-10-08 1999-04-15 Universite Joseph Fourier Lens with variable focus
JP2002540464A (en) * 1999-03-26 2002-11-26 ユニヴェルシテ ジョセフ フーリエ Drop centering device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60401A (en) * 1983-06-17 1985-01-05 Canon Inc Composite lens
JPH01302301A (en) * 1988-05-31 1989-12-06 Asahi Optical Co Ltd Liquid enclosing optical element
WO1999018456A1 (en) * 1997-10-08 1999-04-15 Universite Joseph Fourier Lens with variable focus
JP2002540464A (en) * 1999-03-26 2002-11-26 ユニヴェルシテ ジョセフ フーリエ Drop centering device

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