JP4770510B2 - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図10Aに示すように、電極1の表面には絶縁膜2が形成されており、この絶縁膜2の上に電解液の液滴3が置かれている。絶縁膜2の表面は撥水処理が施されており、図10Aに示す無電圧状態では絶縁膜2の表面と液滴3との間の相互作用エネルギーは低く接触角θ0は大きい。ここで、接触角θ0は絶縁膜2表面と液滴3の正接線の間の角度であり、液滴3の表面張力や絶縁膜2の表面エネルギーなどの性質に依存する。
図1は本発明の第1の実施形態による光学素子21の概略構成を示す側断面図である。本実施形態の光学素子21は、密閉性の液室34に第1の液体31と第2の液体32とが収容されてなり、これら第1の液体31と第2の液体32の界面33によってレンズ面が形成される液体レンズ素子を構成している。
絶縁膜23の表面には、撥水膜25がパターン形成されている。撥水膜25は、光軸26を中心とする円形の領域(以下「円形領域」という)25aと、この円形領域25aの外周側に光軸26と同心的に形成された環状の領域(以下「環状領域」という)25bとで構成されている。円形領域25aと環状領域25bとの間には一定のギャップG(図4F参照)が形成されている。
図2Cに示すように、電極層24は、光軸26上に位置する中心部から周縁部に向かって放射状に突出する複数の先細り形状の電極片24aで構成されたスパイク状の平面形状を有している。電極片24aの形成本数は特に制限されないが、その数は多いほどよい。電極層24は、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)等の透明な導電性金属酸化物で構成されている。
図3A,Bは光学素子21の一作用を示す要部の概略側断面図であり、Aは電圧無印加状態を示し、Bは電圧印加状態を示している。
また、この光学素子21を面内にマトリックス状に複数配列させることで、光軸の偏心が抑えられた可変焦点レンズアレイを構成することができる。
図4は光学素子21の一製造方法を説明する工程フロー図である。
続いて、図5〜図7を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。
ここで、図5Aは本実施形態の光学素子41における絶縁膜23上の撥水膜25の構成を示す平面図、図5Bはその要部断面図、図6は電極層24Mの平面図、図7A,Bは光学素子41の一動作例を示す要部の側断面図である。
なお、各図において上述の第1の実施形態と対応する部分については同一の符号を付しその詳細な説明は省略するものとする。
Claims (10)
- 導電性の第1の液体と、
前記第1の液体と屈折率が異なる絶縁性の第2の液体と、
前記第1,第2の液体を互いに混和させることなく収容する密閉性の液室と、
前記液室の一方の面に形成され前記第1,第2の液体を支持する、前記第1の液体に対して親和性を有する第1領域と前記第2の液体に対して親和性を有する第2領域とが光軸と同心的に複数交互に形成された絶縁性の支持面と、
前記支持面を挟んで前記液室と対向する電極層とを備え、
前記第1の液体と前記電極層間に印加する電圧の変化に応じて前記第1,第2の液体の界面の形状を変化させることで前記液室を透過する光の焦点位置を変化させる光学素子。 - 前記第1,第2領域のうち前記支持面の光軸位置に位置する一方の領域が他方の領域よりも前記液室側に突出して形成されている
請求項1に記載の光学素子。 - 前記第1領域は親水性を有する領域であり、
前記第2領域は撥水性を有する領域である
請求項1に記載の光学素子。 - 前記第2の領域は、
光軸を中心とする円形の領域と、
前記円形の領域と同心的に形成された単数または複数の環状の領域とからなる
請求項3に記載の光学素子。 - 前記電極層は、前記第1の液体との間に発生する静電力が光軸の径方向に沿って変化する平面形状を有している
請求項1に記載の光学素子。 - 前記電極層は、中心部から周縁部に向かって放射状に突出する複数の先細り形状の電極片からなる
請求項5に記載の光学素子。 - 前記各電極片の縁部は、それぞれ同一円周方向に流線状に形成されている
請求項6に記載の光学素子。 - 前記電極層は、周縁部から中心部に向かって突出する複数の先細り形状の電極片からなる
請求項5に記載の光学素子。 - 密閉性の液室内に、屈折率の異なる導電性の第1の液体と絶縁性の第2の液体とが互いに混和することなく収容されてなり、
前記第1,第2の液体の界面の形状を電気的に変化させることで前記液室を透過する光の焦点位置を変化させる光学素子の製造方法であって、
透明基板上に電極層を形成する工程と、
前記電極層を絶縁膜で被覆する工程と、
前記絶縁膜の表面に、前記第1の液体に対して親和性を有する第1領域を形成する工程と、
前記第1領域の表面に、前記第2の液体に対して親和性を有する第2領域を光軸と同心的に間隔をあけて複数形成する工程と、
前記第1,第2の液体を封入し前記液室を形成する工程とを有する
光学素子の製造方法。 - 前記電極層を形成する工程では、光軸を中心として径方向に電荷分布密度が増加する平面形状に前記電極層を形成する
請求項9に記載の光学素子の製造方法。
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