JP4894625B2 - 光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロウェッティング現象を利用した光学装置、係る光学装置を組み込んだ照明装置、及び、係る照明装置を用いた照明方法に関する。

近年、エレクトロウェッティング現象（電気毛管現象）を利用した光学装置の開発が進められている。エレクトロウェッティング現象は、導電性を有する液体と電極との間に電圧を印加したときに電極表面と液体との固液界面におけるエネルギーが変化し、液体表面の形状が変化する現象を云う。

図２５の（Ａ）及び（Ｂ）に、エレクトロウェッティング現象を説明するための原理図を示す。図２５の（Ａ）に模式的に示すように、例えば、電極３０１の表面に絶縁膜３０２が形成されており、この絶縁膜３０２の上に電解液から成る導電性の液滴３０３が置かれているとする。絶縁膜３０２の表面には撥水処理が施されており、図２５の（Ａ）に示すように、電圧を印加していない状態では、絶縁膜３０２の表面と液滴３０３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３０２の表面と液滴３０３の正接線との成す角度であり、液滴３０３の表面張力や絶縁膜３０２の表面エネルギー等の物性に依存する。

一方、図２５の（Ｂ）に模式的に示すように、電極３０１と液滴３０３との間に電圧を印加すると、液滴側の電解質イオンが絶縁膜３０２の表面に集中することによって電荷二重層の帯電量変化が生じ、液滴３０３の表面張力の変化が誘発される。この現象がエレクトロウェッティング現象であり、印加電圧の大きさによって液滴３０３の接触角θ_vが変化する。即ち、図２５の（Ｂ）において、接触角θ_vは、印加電圧Ｖの関数として、以下の式（１）の Lippman-Young の式で表される。

ｃｏｓ（θ_v）＝ｃｏｓ（θ₀）＋（１／２）（ε₀・ε）／（γ_LG・ｔ）×Ｖ² （１）

ここで、
ε₀ ：真空の誘電率
ε ：絶縁膜の比誘電率
γ_LG：電解液の表面張力
ｔ ：絶縁膜の膜厚
である。

以上のように、電極３０１と液滴３０３との間に印加する電圧Ｖの大きさによって、液滴３０３の表面形状（曲率）が変化する。従って、液滴３０３をレンズ素子として用いた場合、焦点位置（焦点距離）を電気的に制御できる光学素子を実現することができる。

このような光学素子を用いた光学装置の開発が進められている。例えば、特開２０００−３５６７０８には、ストロボ装置用のレンズアレイが提案されている。このレンズアレイにあっては、基板表面の撥水膜上にアレイ状に配置された絶縁性液体の液滴と導電性液体を封入することで、可変焦点レンズが構成されている。そして、この構成にあっては、絶縁性液体と導電性液体との間の界面形状で個々のレンズが形成され、エレクトロウェッティング現象を利用して個々のレンズ形状を電気的に制御し、焦点距離を変化させている。

また、特開２００４−２５２４４４には、エレクトロウェッティング現象を利用した表示装置の構成が開示されている。この表示装置にあっては、着色液滴を収容したセルがアレイ状に配列されており、セルを選択的に駆動することで所望のカラー画像を表示する。セルは、画像の表示部としてだけでなく、可変焦点レンズ等のレンズ素子として構成することも可能である。この構成例を、図２６の（Ａ）及び（Ｂ）に、それぞれ、共通基板の模式的な平面図、及び、レンズアレイの模式的な一部断面図で示す。

このレンズアレイ４００は、導電性の第１の液体４０１と絶縁性の第２の液体４０２との界面でレンズ面が形成された複数の液体レンズ素子４０３を備えている。ここで、第１の液体４０１と第２の液体４０２とは互いに異なる屈折率を有しており、互いに混和することなく存在している。各液体レンズ素子４０３は、透明な共通基板４０４と透明な蓋４０５との間に形成された密閉性の液室内に２次元的に配列されており、隣接する液体レンズ素子４０３の間は仕切壁４０６によって仕切られている。共通基板４０４の下面には透明電極膜４０８が形成されている。また、共通基板４０４の上面の第２の液体４０２が接する領域には、撥水処理が施されている。更には、蓋４０５の下面の第１の液体４０１が接する領域には、対向電極として透明電極膜４０７が形成されている。

そして、このような構成のレンズアレイ４００にあっては、透明電極膜４０７，４０８の間に印加する電圧を制御することによって、各液体レンズ素子４０３における第１の液体４０１と第２の液体４０２との界面の形状を変化させることができる。そして、これにより、レンズアレイ４００の焦点距離を可逆的に変化させることが可能となり、例えば、カメラのストロボ装置用の可変焦点レンズに好適に用いることができる。即ち、エレクトロウェッティング現象を利用した、照射角可変であり、薄型、小型で耐久性に優れたストロボ装置を提供することができる。

特開２０００−３５６７０８ 特開２００４−２５２４４４

しかしながら、上述した従来のレンズアレイ４００においては、液体レンズ素子４０３が仕切壁４０６で囲まれているため、仕切壁４０６の四隅（コーナー部）近傍に位置する第１の液体４０１及び第２の液体４０２の部分によって形成される液体レンズ素子４０３の部分の収差が大きいといった問題を有する。また、液体レンズ素子４０３をアレイ状に配置すると、レンズの占有面積を増やすことができないし、大きな光学パワーを得ることが困難であるといった問題もある。更には、上下方向、左右方向の光の配光を個別に、独立して制御することができない。

従って、本発明の目的は、エレクトロウェッティング現象を利用した液体レンズから構成され、収差を少なくすることが可能であり、高い光学パワーを得ることができ、例えば上下方向及び左右方向の光の配光を個別に、独立して制御することができる構成、構造を有する光学装置、係る光学装置を組み込んだ照明装置、及び、係る照明装置を用いた照明方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る光学装置は、
（Ａ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向に延びる第１円柱レンズが複数、並置された第１円柱レンズ群、及び、
（Ｂ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向とは異なる第２の方向に延びる第２円柱レンズが複数、並置され、第１円柱レンズ群を通過した光が入射する第２円柱レンズ群、
を備えた光学装置であって、
（ａ）入射光に対して透明な第１面、
（ｂ）入射光に対して透明であり、第１面に対面した第２面、
（ｃ）第１面と第２面を繋ぐ側面、及び、
（ｄ）入射光に対して透明な仕切り面、
を有するハウジングを更に備えており、
第１面、仕切り面、及び、側面の一部によって第１室が構成され、
第２面、仕切り面、及び、側面の残部によって第２室が構成され、
第１室には、第１の方向に延び、第１円柱レンズと第１円柱レンズとを仕切る第１の仕切板が配設されており、
第２室には、第２の方向に延び、第２円柱レンズと第２円柱レンズとを仕切る第２の仕切板が配設されており、
第１室は、第１円柱レンズとしての液体レンズを構成する第１の液体及び第２の液体によって占められおり、
第２室は、第２円柱レンズとしての液体レンズを構成する第３の液体及び第４の液体によって占められていることを特徴とする。

本発明の第１の態様に係る光学装置にあっては、少なくとも第１の液体と第２の液体との界面が位置する第１の仕切板の部分の表面、並びに、少なくとも第３の液体と第４の液体との界面が位置する第２の仕切板の部分の表面には、撥水処理が施されている形態とすることが好ましい。尚、第１の液体と第２の液体との界面が位置する側面の部分の表面、並びに、少なくとも第３の液体と第４の液体との界面が位置する側面の部分の表面にも、撥水処理が施されている形態とすることが好ましい。

上記の好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る光学装置にあっては、
第１の仕切板は、第１面から仕切り面まで延びており、
第２の仕切板は、第２面から仕切り面まで延びている、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第１−Ａの態様に係る光学装置と呼ぶ。

あるいは又、上記の好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る光学装置にあっては、
第１の仕切板は第１面から仕切り面に向かって延びており、
第２の仕切板は第２面から仕切り面に向かって延びており、
第１の仕切板の頂面と第２の仕切板の頂面との間には隙間が存在する、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第１−Ｂの態様に係る光学装置と呼ぶ。

尚、第１の仕切板の頂面とは、第２面に対向した面を指し、第１の仕切板の底面とは、第１面に対向した面を指す。また、第２の仕切板の頂面とは、第１面に対向した面を指し、第２の仕切板の底面とは、第２面に対向した面を指す。次に述べる本発明の第１−Ｃの態様に係る光学装置を除き、以下においても同様である。

あるいは又、上記の好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る光学装置にあっては、
第１の仕切板は仕切り面から第１面に向かって延びており、第１の仕切板の頂面と第１面との間には隙間が存在し、
第２の仕切板は仕切り面から第２面に向かって延びており、第２の仕切板の頂面と第２面との間には隙間が存在する、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第１−Ｃの態様に係る光学装置と呼ぶ。本発明の第１−Ｃの態様に係る光学装置にあっては、第１の仕切板の頂面とは第１面に対向した面を指し、第２の仕切板の頂面とは第２面に対向した面を指す。

あるいは又、上記の好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る光学装置にあっては、
第１の仕切板の底面と第１面との間には隙間が存在し、
第２の仕切板の底面と第２面との間には隙間が存在し、
第１の仕切板の頂面と第２の仕切板の頂面との間には隙間が存在する、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第１−Ｄの態様に係る光学装置と呼ぶ。

以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様に係る光学装置にあっては、
第１の液体と第２の液体とは、不溶、不混合であり、第１の液体と第２の液体との界面がレンズ面を構成し、
第３の液体と第４の液体とは、不溶、不混合であり、第３の液体と第４の液体との界面がレンズ面を構成することが好ましい。

更には、以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様に係る光学装置にあっては、
第１の液体及び第３の液体は、導電性を有し、
第２の液体及び第４の液体は、絶縁性を有し、
第１室には、第１の液体と接する第１電極、及び、第１の液体とは絶縁された第２電極が配設されており、
第２室には、第３の液体と接する第３電極、及び、第３の液体とは絶縁された第４電極が配設されている、
構成とすることができる。

そして、このような電極構成において、第２電極は、第１絶縁膜を介して第１の液体と第２の液体との界面に接しており、第４電極は、第２絶縁膜を介して第３の液体と第４の液体との界面に接している構成とすることができる。

あるいは又、このような電極構成において、
第１電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
第３電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成り、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられている、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第１−ａの態様に係る光学装置と呼ぶ。そして、本発明の第１−ａの態様に係る光学装置にあっては、更には、
第２電極は、第１室を構成する仕切り面の内面に延在して設けられており、
第４電極は、第２室を構成する仕切り面の内面に延在して設けられている、
構成とすることができる。あるいは又、
第１電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第３電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。あるいは又、
第１電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第３電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第２電極は、第１室を構成する仕切り面の内面に延在して設けられており、
第４電極は、第２室を構成する仕切り面の内面に延在して設けられている、
構成とすることができる。

あるいは又、このような電極構成において、
第１電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
第３電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられており、
第２電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
第４電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成る、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第１−ｂの態様に係る光学装置と呼ぶ。そして、本発明の第１−ｂの態様に係る光学装置にあっては、更には、
第１電極は、第１室を構成する仕切り面の内面に延在して設けられており、
第３電極は、第２室を構成する仕切り面の内面に延在して設けられている、
構成とすることができる。あるいは又、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。あるいは又、
第１電極は、第１室を構成する仕切り面の内面に延在して設けられており、
第３電極は、第２室を構成する仕切り面の内面に延在して設けられており、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。

上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る光学装置は、
（Ａ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向に延びる第１円柱レンズが複数、並置された第１円柱レンズ群、及び、
（Ｂ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向とは異なる第２の方向に延びる第２円柱レンズが複数、並置され、第１円柱レンズ群を通過した光が入射する第２円柱レンズ群、
を備えた光学装置であって、
（ａ）入射光に対して透明な第１面、
（ｂ）入射光に対して透明であり、第１面に対面した第２面、及び、
（ｃ）第１面と第２面を繋ぐ側面、
を有するハウジングを更に備えており、
第１面、及び、側面の一部によって第１室が構成され、
第２面、及び、側面の残部によって第２室が構成され、
第１室と第２室とは連通しており、
第１室には、第１の方向に延び、第１円柱レンズと第１円柱レンズとを仕切る第１の仕切板が配設されており、
第２室には、第２の方向に延び、第２円柱レンズと第２円柱レンズとを仕切る第２の仕切板が配設されており、
第１室は、第１円柱レンズとしての液体レンズを構成する第１の液体及び第２の液体によって占められており、
第２室は、第２円柱レンズとしての液体レンズを構成する第３の液体及び第２の液体によって占められていることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る光学装置にあっては、少なくとも第１の液体と第２の液体との界面が位置する第１の仕切板の部分の表面、並びに、少なくとも第３の液体と第２の液体との界面が位置する第２の仕切板の部分の表面には、撥水処理が施されている形態とすることが好ましい。尚、第１の液体と第２の液体との界面が位置する側面の部分の表面、並びに、少なくとも第３の液体と第２の液体との界面が位置する側面の部分の表面にも、撥水処理が施されている形態とすることが好ましい。

上記の好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る光学装置にあっては、
第１の仕切板は第１面から第２面に向かって延びており、
第２の仕切板は第２面から第１面に向かって延びており、
第１の仕切板の頂面と第２の仕切板の頂面との間には隙間が存在する、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第２−Ａの態様に係る光学装置と呼ぶ。

あるいは又、上記の好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る光学装置にあっては、
第１の仕切板の底面と第１面との間には隙間が存在し、
第２の仕切板の底面と第２面との間には隙間が存在し、
第１の仕切板の頂面と第２の仕切板の頂面との間には隙間が存在する、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第２−Ｂの態様に係る光学装置と呼ぶ。

以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本発明の第２の態様に係る光学装置にあっては、
第１の液体と第２の液体とは、不溶、不混合であり、第１の液体と第２の液体との界面がレンズ面を構成し、
第３の液体と第２の液体とは、不溶、不混合であり、第３の液体と第２の液体との界面がレンズ面を構成することが好ましい。

更には、以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本発明の第２の態様に係る光学装置にあっては、
第１の液体及び第３の液体は、導電性を有し、
第２の液体は、絶縁性を有し、
第１室には、第１の液体と接する第１電極、及び、第１の液体とは絶縁された第２電極が配設されており、
第２室には、第３の液体と接する第３電極、及び、第３の液体とは絶縁された第４電極が配設されている、
構成とすることができる。

そして、このような電極構成において、第２電極は、絶縁膜を介して第１の液体と第２の液体との界面に接しており、第４電極は、絶縁膜を介して第３の液体と第２の液体との界面に接している構成とすることができる。

あるいは又、このような電極構成において、
第１電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
第３電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成り、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられている、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第２−ａの態様に係る光学装置と呼ぶ。ここで、第２電極と第４電極とは共通の電極から構成されている構造とすることができる。

あるいは又、このような電極構成において、
第１電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
第３電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられており、
第２電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
第４電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成る、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第２−ｂの態様に係る光学装置と呼ぶ。ここで、第１電極と第３電極とは共通の電極から構成されている構造とすることができる。

更には、以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本発明の第２の態様に係る光学装置にあっては、
第１の液体及び第３の液体は、絶縁性を有し、
第２の液体は、導電性を有し、
第１室には、第２の液体と接する第２電極、及び、第２の液体とは絶縁された第１電極が配設されており、
第２室には、第２の液体と接する第２電極、及び、第２の液体とは絶縁された第３電極が配設されている構成とすることができる。

そして、このような電極構成において、第１電極は、第１絶縁膜を介して第１の液体と第２の液体との界面に接しており、第３電極は、第２絶縁膜を介して第３の液体と第２の液体との界面に接している構成とすることができる。

あるいは又、このような電極構成において、
第２電極は、側面の内面に設けられており、
第１電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
第３電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成る、
構成とすることができる。尚、このような構成の光学装置を、便宜上、本発明の第２−ｃの態様に係る光学装置と呼ぶ。

上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る光学装置は、
（Ａ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向に延びる第１円柱レンズが複数、並置された第１円柱レンズ群、及び、
（Ｂ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向とは異なる第２の方向に延びる第２円柱レンズが複数、並置され、第１円柱レンズ群を通過した光が入射する第２円柱レンズ群、
を備えていることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の光学装置は、上記の種々の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る光学装置、並びに、発光手段を備えていることを特徴とする。

尚、本発明の照明装置にあっては、発光手段における発光領域の第１の方向に沿った大きさをＬ_e-1、第２の方向に沿った大きさをＬ_e-2、照明装置によって照明すべき領域の第１の方向に沿った長さをＬ_i-1、第２の方向に沿った長さをＬ_i-2、第１円柱レンズの第２の方向に沿った配光率をＰ_1-2、第２円柱レンズの第１の方向に沿った配光率をＰ_2-1、ｋを定数としたとき、
Ｐ_2-1＝ｋ×Ｐ_1-2 （但し、ｋ×（Ｌ_e-2／Ｌ_e-1）＝Ｌ_i-2／Ｌ_i-1）
を満足するように、第１円柱レンズの第２の方向に沿った配光率Ｐ_1-2、第２円柱レンズの第１の方向に沿った配光率Ｐ_2-1が制御されることが好ましい。

また、上記の目的を達成するための本発明の照明方法は、上記の種々の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る光学装置、並びに、発光手段を備えている照明装置を用いた照明方法であって、
発光手段における発光領域の第１の方向に沿った大きさをＬ_e-1、第２の方向に沿った大きさをＬ_e-2、照明装置によって照明すべき領域の第１の方向に沿った長さをＬ_i-1、第２の方向に沿った長さをＬ_i-2、第１円柱レンズの第２の方向に沿った配光率をＰ_1-2、第２円柱レンズの第１の方向に沿った配光率をＰ_2-1、ｋを定数としたとき、
Ｐ_2-1＝ｋ×Ｐ_1-2 （但し、ｋ×（Ｌ_e-2／Ｌ_e-1）＝Ｌ_i-2／Ｌ_i-1）
を満足するように、第１円柱レンズの第２の方向に沿った配光率Ｐ_1-2、第２円柱レンズの第１の方向に沿った配光率Ｐ_2-1を制御することを特徴する。

ここで、Ｌ_e-1，Ｌ_e-2の値は、使用する発光手段によって自ずと決まる値である。一方、Ｌ_i-1，Ｌ_i-2の値は適宜決定すればよく、例えば、照明装置をストロボ装置とした場合、最終的には、カメラで用いるフィルムの大きさの横／縦の比、あるいは、カメラに備えられた撮像素子の大きさの横／縦の比を、Ｌ_i-2／Ｌ_i-1とすればよい。

本発明の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る光学装置、本発明の照明装置、あるいは、本発明の照明方法（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）において、限定するものではないが、第１円柱レンズ群を構成する第１円柱レンズの本数をＮ₁、第２円柱レンズ群を構成する第２円柱レンズの本数をＮ₂としたとき、Ｎ₁の値として２乃至１０を挙げることができるし、Ｎ₂の値として２乃至１０を挙げることができる。Ｎ₁の値とＮ₂の値は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

本発明において、導電性を有する液体（以下、導電性液体と呼ぶ場合がある）として、例えば、水、電解液（塩化カリウムや塩化ナトリウム、塩化リチウム、硫酸ナトリウム等の電解質の水溶液）、これらの電解質を溶かし込んだ例えばトリエチレングリコール水溶液、分子量の小さなメチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、常温溶融塩（イオン性液体）等の有極性液体、これらの液体の混合物を挙げることができる。尚、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類は、水溶液として導電性を持たせたり、塩を溶かして導電性を持たせて使用すればよい。また、絶縁性を有する液体（以下、絶縁性液体と呼ぶ場合がある）として、例えば、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、ウンデカン等の炭化水素系の材料、シリコーンオイル、フッ素系の材料等の無極性溶媒を挙げることができる。尚、導電性液体と絶縁性液体とは、互いに異なる屈折率を有すると共に、互いに混和することなく存在できることが要求される。また、導電性液体の密度と絶縁性液体の密度を、出来る限り同じ値とすることが望ましい。導電性液体及び絶縁性液体は、入射光に対して透明な液体であることが望ましいが、場合によっては、着色されていてもよい。

第１面や第２面、仕切り面を構成する材料は、入射光に対して透明であることが要求される。ここで、「入射光に対して透明である」とは、入射光の光透過率が８０％以上であることを意味する。第１面や第２面、仕切り面を構成する材料として、具体的には、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ガラスを例示することができる。仕切板や側面を構成する材料も同様の材料とすることができる。更には、仕切り面を構成する材料として、シリコーンゴムやセロファンを挙げることもでき、また、シート状であってもよいし、フィルム状であってもよい。各部材を構成する材料は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

電極は、使用される部位、要求される特性に応じて、ＩＴＯ等の導電性酸化物や、金属、合金、半導体材料等から構成された透明電極とすることもできるし、不透明な金属や合金から構成された電極とすることもできる。具体的には、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属；これらの金属元素を含む合金（例えばＭｏＷ）あるいは化合物（例えばＴｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ₂、ＭｏＳｉ₂、ＴｉＳｉ₂、ＴａＳｉ₂等のシリサイド）；シリコン（Ｓｉ）等の半導体；ダイヤモンド等の炭素薄膜；ＩＴＯ（酸化インジウム−錫）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することができる。これらの電極の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法といった蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法とエッチング法との組合せ；スクリーン印刷法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル・ゲル法等を挙げることができる。

第１絶縁膜、第２絶縁膜、絶縁膜は、電気絶縁性の物質であれば特に制限されず、好適には、比誘電率が比較的高い物質が選択される。また、比較的大きな静電容量を得るために第１絶縁膜、第２絶縁膜、絶縁膜の膜厚は薄い方が好ましいが、絶縁強度を確保できる膜厚以上であることが必要である。第１絶縁膜、第２絶縁膜、絶縁膜を構成する材料として、例えば、ＳｉＯ_X系材料やＳｉＮ、ＳｉＯＮ、酸化フッ化シリコン，ポリイミド樹脂、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラス、ガラスペーストといったＳｉＯ₂系材料、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ_x）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化ニオブ（Ｎｂ₂Ｏ₅）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、又は、酸化バナジウム（ＶＯ_x）を挙げることができる。第１絶縁膜、第２絶縁膜、絶縁膜の形成方法として、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、スクリーン印刷法、メッキ法、電着法、浸漬法等の公知のプロセスを挙げることができる。

また、例えば、少なくとも第１の液体と第２の液体との界面が位置する第１の仕切板の部分の表面（具体的には、第１の液体と第２の液体との界面及び界面近傍に位置する第１の仕切板の部分の表面、更には、第１の液体と第２の液体との界面及び界面近傍が位置する側面の部分の表面）、並びに、少なくとも第３の液体と第４の液体との界面が位置する第２の仕切板の部分の表面（具体的には、第３の液体と第４の液体との界面及び界面近傍に位置する第２の仕切板の部分の表面、更には、第３の液体と第４の液体との界面及び界面近傍が位置する側面の部分の表面）、あるいは又、少なくとも第１の液体と第２の液体との界面が位置する第１の仕切板の部分の表面（具体的には、第１の液体と第２の液体との界面及び界面近傍に位置する第１の仕切板の部分の表面、更には、第１の液体と第２の液体との界面及び界面近傍が位置する側面の部分の表面）、並びに、少なくとも第３の液体と第２の液体との界面が位置する第２の仕切板の部分（具体的には、第３の液体と第２の液体との界面及び界面近傍に位置する第２の仕切板の部分の表面、更には、第３の液体と第２の液体との界面及び界面近傍が位置する側面の部分の表面）の表面には、撥水処理が施されているが、係る撥水処理として、例えば、ポリパラキシリレンをＣＶＤ法で成膜する方法、フッ素系のポリマーであるＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の材料をコーティングする方法が挙げることができる。また、高誘電率材料と撥水性材料とを複数組み合わせた積層構造で仕切板の表面を被覆してもよい。

第１円柱レンズの第２の方向に沿った長さＬ_CL-1、及び、第２円柱レンズの第１の方向に沿った長さＬ_CL-2は、毛管長κ^-1以下に設定することが望ましい。ここで、毛管長κ^-1とは、界面張力に対して重力の影響を無視できる最大の長さを云い、具体的には、導電性液体と絶縁性液体との間の界面張力をΔγ、導電性液体と絶縁性液体との間の密度差をΔρ、重力加速度をｇとしたとき、以下の式（２）で表すことができる。

κ^-1＝｛Δγ／（Δρ・ｇ）｝^1/2 （２）

毛管長κ^-1は、界面を構成する２つの媒体の種類によって異なる。２つの媒体が水と空気、水と油の場合のそれぞれの界面張力、密度差、毛管長を以下の表１に示す。

［表１］
界面張力（Δγ） 密度差（Δρ） 毛管長（κ^-1）
水と空気 ７２．８８(mN/m) ０．９９９９７(g/cm³) ２．７(mm)
水と油 ２９．５ (mN/m) ０．０１２９ (g/cm³) １５．２(mm)

水と空気の場合の毛管長（κ^-1）は２．７ｍｍであるのに対して、水と油の場合の毛管長（κ^-1）は１５．２ｍｍである。従って、導電性液体と絶縁性液体との間の密度差（Δρ）を０．０１２９まで小さくすることで、長さＬ_CL-1，Ｌ_CL-2を最大１５．２ｍｍとすることが可能である。

本発明の照明装置あるいは本発明の照明方法における発光手段として、キセノン管、蛍光灯、ランプや、発光ダイオード、半導体レーザ等の半導体発光素子を例示することができる。また、本発明の照明装置の具体的な応用例として、ストロボ装置、例えば、液晶表示装置に用いられるバックライトユニットを例示することができるし、本発明の照明方法の具体的な応用例として、ストロボ装置を用いた照明方法、バックライトユニットを用いた液晶表示装置の照明方法（表示方法、駆動方法）を例示することができる。

本発明にあっては、エレクトロウェッティング現象を利用して光の配光状態を変化させることができ、しかも、軸線の延びる方向が異なる第１円柱レンズ群と第２円柱レンズ群とが立体的に配置されているので、第１円柱レンズと第２円柱レンズとが重複する領域がレンズとして機能し、従来の技術のような、液体レンズ素子の四隅の部分の収差が大きいといった問題が生じることがない。また、容易にレンズの占有面積を増やすことができるし、大きな光学パワーを得ることもできる。更には、円柱レンズ群をアレイ状に並べることで、薄型の光学装置を実現することができる。また、軸線の延びる方向が異なる第１円柱レンズ群と第２円柱レンズ群とが立体的に配置されているので、光の配光を多方向に独立して制御することができる。しかも、モータ等の駆動部が不要であり、光学装置の部品点数の削減、小型化、薄型化、低コストを実現することができるし、機械的な力の加わる部品がないため、長寿命、高信頼性、音が全く発生しないといった利点を有するし、電圧制御であり、電流は殆ど流れないため、低消費電力を実現できる。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。

実施例１は、本発明の第１の態様及び本発明の第３の態様に係る光学装置に関し、具体的には、本発明の第１−Ａの態様及び第１−ａの態様に係る光学装置に関する。実施例１の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１の（Ｂ）に示す。

実施例１の光学装置は、
（Ａ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向に延びる第１円柱レンズ１１が複数、並置された第１円柱レンズ群、及び、
（Ｂ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向とは異なる第２の方向に延びる第２円柱レンズ１２が複数、並置され、第１円柱レンズ群を通過した光が入射する第２円柱レンズ群、
を備えている。尚、具体的には、第１の方向と第２の方向とは直交している。後述する実施例２〜実施例１３においても同様である。また、円柱レンズは、シリンドリカルレンズ、シリンダーレンズとも呼ばれ、１つの面が円柱の円周面（円柱側面）の一部の形状を有するレンズである。

そして、実施例１の光学装置は、
（ａ）入射光に対して透明な第１面３１、
（ｂ）入射光に対して透明であり、第１面３１に対面した第２面３２、
（ｃ）第１面３１と第２面３２を繋ぐ側面３３、及び、
（ｄ）入射光に対して透明な仕切り面３４、
を有するハウジング３０を更に備えている。後述する実施例２〜実施例７においても同様である。

ここで、第１面３１、仕切り面３４、及び、側面３３の一部によって第１室１３が構成され、
第２面３２、仕切り面３４、及び、側面３３の残部によって第２室１４が構成され、
第１室１３には、第１の方向に延び、第１円柱レンズ１１と第１円柱レンズ１１とを仕切る第１の仕切板３５が配設されており、
第２室１４には、第２の方向に延び、第２円柱レンズ１２と第２円柱レンズ１２とを仕切る第２の仕切板３７が配設されており、
第１室１３は、第１円柱レンズ１１としての液体レンズを構成する第１の液体２１及び第２の液体２２によって占められおり、
第２室１４は、第２円柱レンズ１２としての液体レンズを構成する第３の液体２３及び第４の液体２４によって占められている。後述する実施例２〜実施例７においても同様である。

実施例１の光学装置にあっては、少なくとも第１の液体２１と第２の液体２２との界面が位置する第１の仕切板３５の部分の表面（具体的には、第１の液体２１と第２の液体２２との界面及び界面近傍に位置する第１の仕切板３５の部分の表面、更には、第１の液体２１と第２の液体２２との界面及び界面近傍が位置する側面３３の部分の表面）、並びに、少なくとも第３の液体２３と第４の液体２４との界面が位置する第２の仕切板３７の部分の表面（具体的には、第３の液体２３と第４の液体２４との界面及び界面近傍に位置する第２の仕切板３７の部分の表面、更には、第３の液体２３と第４の液体２４との界面及び界面近傍が位置する側面３３の部分の表面）には、撥水処理が施されている。より具体的には、第１の仕切板３５の側面（より一層具体的には、第１の仕切板３５の側面に形成された第１絶縁膜４５上）には撥水処理層３６が形成されており、第２の仕切板３７の側面（より一層具体的には、第２の仕切板３７の側面に形成された第２絶縁膜４６上）には、撥水処理層３８が形成されている。また、側面３３の上に形成された第１絶縁膜４５上には撥水処理層３６が形成されており、側面３３の上に形成された第２絶縁膜４６上には撥水処理層３８が形成されている。後述する実施例２〜実施例７においても同様である。

また、実施例１の光学装置にあっては、第１の仕切板３５は、第１面３１から仕切り面３４まで延びており、第２の仕切板３７は、第２面３２から仕切り面３４まで延びている。

そして、実施例１の光学装置にあっては、第１の液体２１及び第３の液体２３は導電性を有し、第２の液体２２及び第４の液体２４は絶縁性を有する。後述する実施例２〜実施例７においても同様である。

更には、第１室１３には、第１の液体２１と接する第１電極４１、及び、第１の液体２１とは絶縁された第２電極４２が配設されている。一方、第２室１４には、第３の液体２３と接する第３電極４３、及び、第３の液体２３とは絶縁された第４電極４４が配設されている。具体的には、第２電極４２は、第１絶縁膜４５を介して第１の液体２１と第２の液体２２との界面に接しており、第４電極４４は、第２絶縁膜４６を介して第３の液体２３と第４の液体２４との界面に接している。ここで、第１電極４１は、第１面３１の内面に設けられた透明電極から成り、第３電極４３は、第２面３２の内面に設けられた透明電極から成る。また、第２電極４２は、第１室１３を構成する側面３３の内面に第１絶縁膜４５で覆われた状態で設けられており、第４電極４４は、第２室１４を構成する側面３３の内面に第２絶縁膜４６で覆われた状態で設けられている。更には、第２電極４２は、第１の仕切板３５の側面にも第１絶縁膜４５で覆われた状態で設けられており、第４電極４４は、第２の仕切板３７の側面にも第２絶縁膜４６で覆われた状態で設けられている。このように、第２電極４２は第１絶縁膜４５で覆われており、第４電極４４は第２絶縁膜４６で覆われている。後述する実施例２〜実施例７においても同様である。尚、図示したように、第２電極４２は、第１室１３を構成する仕切り面３４の内面に第１絶縁膜４５で覆われた状態で延在して設けられていてもよいし、第４電極４４は、第２室１４を構成する仕切り面３４の内面に第４絶縁膜４６で覆われた状態で延在して設けられていてもよい。

第１の液体２１と第２の液体２２とは、不溶、不混合であり、界面において分離されており、この界面がレンズ面を構成する。また、第３の液体２３と第４の液体２４とは、不溶、不混合であり、界面において分離されており、この界面がレンズ面を構成する。後述する実施例２〜実施例７においても同様である。

実施例１の光学装置にあっては、具体的には、第１面３１、第２面３２及び仕切り面３４は、ガラス、あるいは、アクリル系樹脂等の樹脂から作製されており、側面３３、第１の仕切板３５及び第２の仕切板３７は、ガラス、あるいは、望ましくはアクリル系樹脂等の樹脂から作製されている。また、第１の液体２１及び第３の液体２３は塩化リチウム水溶液から成り、密度は１．０６グラム／ｃｍ³であり、屈折率は１．３４であり。一方、第２の液体２２及び第４の液体２４はシリコーンオイル（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社（旧ＧＥ東芝シリコーン株式会社））製ＴＳＦ４３７から成り、密度は１．０２グラム／ｃｍ³であり、屈折率は１．４９である。更には、撥水処理層３６，３８はポリパラキシリレンやフッ素系のポリマーから成る。また、透明電極（実施例１にあっては、第１電極４１及び第３電極４３）はＩＴＯから成り、透明性を要求されない場合、電極は、金、アルミニウム、銅、銀等の金属電極から成る。更には、第１絶縁膜４５及び第２絶縁膜４６は、ポリパラキシレンや酸化タンタル、酸化チタン等の金属酸化物から成る。ハウジング３０（あるいは、後述するハウジング１３０）の平面形状は正方形である。以上に説明した事項は、後述する実施例２〜実施例１３においても、特に断りの無い限り、同様とすることができる。

実施例１にあっては、第１円柱レンズの第２の方向に沿った長さＬ_CL-1を３０ｍｍとし、第２円柱レンズの第１の方向に沿った長さＬ_CL-2を３０ｍｍとした。また、第１円柱レンズ群を構成する第１円柱レンズ１１の本数をＮ₁、第２円柱レンズ群を構成する第２円柱レンズ１２の本数をＮ₂としたとき、Ｎ₁＝Ｎ₂＝１０とした。後述する実施例２〜実施例１３においても同様である。

第１電極４１、第２電極４２、第３電極４３及び第４電極４４は、図示しない接続部を介して、外部の制御回路に接続され、所望の電圧が印加される構成、構造となっている。そして、第１電極４１と第２電極４２との間に電圧を印加すると、第１の液体２１と第２の液体２２との界面によって構成されたレンズ面が、図１の（Ａ）に示した上に凸の状態から、下に凸の状態に向かって変化する。一方、第３電極４３と第４電極４３との間に電圧を印加すると、第３の液体２３と第４の液体２４との界面によって構成されたレンズ面が、図１の（Ｂ）に示した下に凸の状態から、上に凸の状態に向かって変化する。レンズ面の変化状態は電極に印加する電圧によって変化する（式（１）参照）。こうして、実施例１の光学装置にあっては、第１円柱レンズ群における光学パワー及び第２円柱レンズ群における光学パワーが、独立して可変であり、第１円柱レンズ群と第２円柱レンズ群とによって形成されたレンズ（具体的には、第１円柱レンズと第２円柱レンズとが重複する領域によって構成されたレンズ）の焦点距離を可変とすることができる。後述する実施例２〜実施例４においても同様である。

場合によっては、第２電極４２と第４電極４４とを共通化してもよい。即ち、第２電極４２と第４電極４４とを共通の電極から構成してもよい。具体的には、第２電極４２と第４電極４４とを一体に形成してもよい。後述する実施例２〜実施例４においても同様である。また、第１電極４１を、第１室１３を構成する第１面３１の内面から側面３３の内面に延在して設けてもよく、第３電極４３を、第２室１４を構成する第２面３２の内面から側面３３の内面に延在して設けてもよい。後述する実施例２〜実施例４においても同様である。

実施例２は、実施例１の変形であり、具体的には、本発明の第１−Ｂの態様及び第１−ａの態様に係る光学装置に関する。実施例２の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図２の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図２の（Ｂ）に示す。

実施例１の光学装置にあっては、第１の仕切板３５は、第１面３１から仕切り面３４まで延びており、第２の仕切板３７は、第２面３２から仕切り面３４まで延びている。

一方、実施例２の光学装置にあっては、第１の仕切板３５は第１面３１から仕切り面３４に向かって延びており、第２の仕切板３７は第２面３２から仕切り面３４に向かって延びており、第１の仕切板３５の頂面と第２の仕切板３７の頂面との間には隙間が存在する。以上の点を除き、実施例２の光学装置の構成、構造は、実施例１の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

尚、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した例においては、第２電極４２は、第１室１３を構成する仕切り面３４の内面、側面３３の内面及び第１の仕切板３５の側面に設けられており、第４電極４４は、第２室１４を構成する仕切り面３４の内面、側面３３の内面及び第２の仕切板３７の側面に設けられているが、実施例２の光学装置は、このような構成、構造に限定されるものではない。実施例２の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図３の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図３の（Ｂ）に示すように、第２電極４２を、第１室１３を構成する側面３３の内面及び第１の仕切板３５の側面にのみ設け、第４電極４４を、第２室１４を構成する側面３３の内面及び第２の仕切板３７の側面にのみ設ける構成としてもよい。このような構成を採用することで、光路に配置された電極を減らすことができ、光透過率の向上を図ることができる。尚、側面３３の内面に設けられた第２電極４２の部分と、第１の仕切板３５の側面に設けられた第２電極４２の部分とは、図示しない領域で一体となっており、側面３３の内面に設けられた第４電極４４の部分と、第２の仕切板３７の側面に設けられた第４電極４４の部分とは、図示しない領域で一体となっている。第１の仕切板及び第２の仕切板が同様の構造を有する場合、後述する実施例６、実施例８においても同様である。

実施例３も、実施例１の変形であり、具体的には、本発明の第１−Ｃの態様及び第１−ａの態様に係る光学装置に関する。実施例３の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図４の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図４の（Ｂ）に示す。

実施例３の光学装置にあっては、第１の仕切板３５は仕切り面３４から第１面３１に向かって延びており、第１の仕切板３５の頂面と第１面３１との間には隙間が存在する。一方、第２の仕切板３７は仕切り面３４から第２面３２に向かって延びており、第２の仕切板３７の頂面と第２面３２との間には隙間が存在する。以上の点を除き、実施例３の光学装置の構成、構造は、実施例１の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例４も、実施例１の変形であり、具体的には、本発明の第１−Ｄの態様及び第１−ａの態様に係る光学装置に関する。実施例４の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図５の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図５の（Ｂ）に示す。

実施例４の光学装置にあっては、第１の仕切板３５の底面と第１面３１との間には隙間が存在し、第２の仕切板３７の底面と第２面３２との間には隙間が存在し、第１の仕切板３５の頂面と第２の仕切板３７の頂面との間には隙間が存在する。以上の点を除き、実施例４の光学装置の構成、構造は、実施例１の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

尚、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示した例においては、第２電極４２は、第１室１３を構成する仕切り面３４の内面、側面３３の内面及び第１の仕切板３５の側面に設けられており、第４電極４４は、第２室１４を構成する仕切り面３４の内面、側面３３の内面及び第２の仕切板３７の側面に設けられているが、実施例４の光学装置は、このような構成、構造に限定されるものではない。実施例４の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図６の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図６の（Ｂ）に示すように、第２電極４２を、第１室１３を構成する側面３３の内面及び第１の仕切板３５の側面にのみ設け、第４電極４４を、第２室１４を構成する側面３３の内面及び第２の仕切板３７の側面にのみ設ける構成としてもよい。このような構成を採用することで、光路に配置された電極を減らすことができ、光透過率の向上を図ることができる。尚、側面３３の内面に設けられた第２電極４２の部分と、第１の仕切板３５の側面に設けられた第２電極４２の部分とは、図示しない領域で一体となっており、側面３３の内面に設けられた第４電極４４の部分と、第２の仕切板３７の側面に設けられた第４電極４４の部分とは、図示しない領域で一体となっている。第１の仕切板及び第２の仕切板が同様の構造を有する場合、後述する実施例７、実施例９、実施例１１においても同様である。

実施例５は、実施例２の変形であり、具体的には、本発明の第１−Ｂの態様及び第１−ｂの態様に係る光学装置に関する。実施例５、あるいは後述する実施例６〜実施例７が実施例１、実施例３〜実施例４と相違する点は、第１の液体２１及び第３の液体２３の配置と、第２の液体２２及び第４の液体２４の配置が、天地を逆にした点にある。実施例５の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図７の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図７の（Ｂ）に示す。

実施例５の光学装置にあっては、第１電極４１は、第１室１３を構成する側面３３の内面に設けられており、第３電極４３は、第２室１４を構成する側面３３の内面に設けられている。一方、第２電極４２は、第１面３１の内面、側面３３の内面及び第１の仕切板３５の側面に第１絶縁膜４５で覆われた状態で設けられた透明電極から成り、第４電極４４は、第２面３２の内面、側面３３の内面及び第２の仕切板３７の側面に第２絶縁膜４６で覆われた状態で設けられた透明電極から成る。尚、第１電極４１は、第１室１３を構成する仕切り面３４の内面に延在して設けられており、第３電極４３は、第２室１４を構成する仕切り面３４の内面に延在して設けられている。

以上の点を除き、実施例５の光学装置の構成、構造は、実施例２の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例５の光学装置にあっては、実施例２の光学装置と同様に、第１の仕切板３５は第１面３１から仕切り面３４に向かって延びており、第２の仕切板３７は第２面３２から仕切り面３４に向かって延びており、第１の仕切板３５の頂面と第２の仕切板３７の頂面との間には隙間が存在する。

図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示した例においては、第１電極４１は、第１室１３を構成する仕切り面３４の内面に延在して設けられており、第３電極４３は、第２室１４を構成する仕切り面３４の内面に延在して設けられているが、実施例５の光学装置は、このような構成、構造に限定されるものではない。実施例５の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図８の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図８の（Ｂ）に示すように、第１電極４１を、第１室１３を構成する側面３３の内面にのみ設け、第３電極４３を、第２室１４を構成する側面３３の内面にのみ設ける構成としてもよい。このような構成を採用することで、光路に配置された電極を減らすことができ、光透過率の向上を図ることができる。

以上に説明した実施例５の光学装置あるいはその変形例にあっては、場合によっては、第１電極４１と第３電極４３とを共通化してもよい。即ち、第１電極４１と第３電極４３とを共通の電極から構成してもよい。具体的には、第１電極４１と第３電極４３とを一体に形成してもよい。後述する実施例６〜実施例７においても同様である。

あるいは又、実施例５の光学装置の別の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図９の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図９の（Ｂ）に示す。この変形例は、実施例１の変形であり、具体的には、本発明の第１−Ａの態様及び第１−ｂの態様に係る光学装置に関する。即ち、この変形例にあっては、第１の仕切板３５は、第１面３１から仕切り面３４まで延びており、第２の仕切板３７は、第２面３２から仕切り面３４まで延びている。そして、第１電極４１を、第１室１３を構成する仕切り面３４の内面に延在させ、第３電極４３を、第２室１４を構成する仕切り面３４の内面に延在させ、第２電極４２を、第１室１３を構成する側面３３の内面に延在させ、第４電極４４を、第２室１４を構成する側面３３の内面に延在させてもよい。このような場合、所望に応じて、第２電極４２と第４電極４４とを共通化してもよい。即ち、第２電極４２と第４電極４４とを共通の電極から構成してもよい。具体的には、第２電極４２と第４電極４４とを一体に形成してもよい。また、図示しないが、第１電極４１を、第１室１３を構成する側面３３の内面にのみ設け、第３電極４３を、第２室１４を構成する側面３３の内面にのみ設ける構成としてもよい。

実施例５にあっても、第１電極４１、第２電極４２、第３電極４３及び第４電極４４は、図示しない接続部を介して、外部の制御回路に接続され、所望の電圧が印加される構成、構造となっている。そして、第１電極４１と第２電極４２との間に電圧を印加すると、第１の液体２１と第２の液体２２との界面によって構成されたレンズ面が、図７〜図９の（Ａ）に示した下に凸の状態から、上に凸の状態に向かって変化する。一方、第３電極４３と第４電極４３との間に電圧を印加すると、第３の液体２３と第４の液体２４との界面によって構成されたレンズ面が、図７〜図９の（Ｂ）に示した上に凸の状態から、下に凸の状態に向かって変化する。レンズ面の変化状態は電極に印加する電圧によって変化する（式（１）参照）。こうして、実施例５の光学装置にあっては、第１円柱レンズ群における光学パワー及び第２円柱レンズ群における光学パワーが、独立して可変であり、第１円柱レンズ群と第２円柱レンズ群とによって形成されたレンズ（具体的には、第１円柱レンズと第２円柱レンズとが重複する領域によって構成されたレンズ）の焦点距離を可変とすることができる。実施例６〜実施例７においても同様である。

実施例６も、実施例１の変形であり、具体的には、本発明の第１−Ｃの態様及び第１−ｂの態様に係る光学装置に関し、実施例５と実施例３の組合せに関する。実施例６の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１０の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１０の（Ｂ）に示す。

実施例６の光学装置にあっては、実施例３と同様に、第１の仕切板３５は仕切り面３４から第１面３１に向かって延びており、第１の仕切板３５の頂面と第１面３１との間には隙間が存在する。一方、第２の仕切板３７は仕切り面３４から第２面３２に向かって延びており、第２の仕切板３７の頂面と第２面３２との間には隙間が存在する。以上の点を除き、実施例６の光学装置の構成、構造は、実施例５の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

尚、実施例６の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１１の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１１の（Ｂ）に示すように、実施例５の変形例にて説明したと同様に、第１電極４１を、第１室１３を構成する側面３３の内面にのみ設け、第３電極４３を、第２室１４を構成する側面３３の内面にのみ設ける構成としてもよい。このような構成を採用することで、光路に配置された電極を減らすことができ、光透過率の向上を図ることができる。

以上に説明した実施例６の光学装置あるいはその変形例にあっても、所望に応じて、第１電極４１と第３電極４３とを共通化してもよいし、第２電極４２と第４電極４４とを共通化してもよい。即ち、第１電極４１と第３電極４３とを共通の電極から構成してもよいし、第２電極４２と第４電極４４とを共通の電極から構成してもよい。

実施例７も、実施例１の変形であり、具体的には、本発明の第１−Ｄの態様及び第１−ｂの態様に係る光学装置に関し、実施例５と実施例４の組合せに関する。実施例７の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１２の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１２の（Ｂ）に示す。

実施例７の光学装置にあっては、第１の仕切板３５の底面と第１面３１との間には隙間が存在し、第２の仕切板３７の底面と第２面３２との間には隙間が存在し、第１の仕切板３５の頂面と第２の仕切板３７の頂面との間には隙間が存在する。以上の点を除き、実施例７の光学装置の構成、構造は、実施例５の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

尚、図１２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した例においては、第１電極４１は、第１室１３を構成する仕切り面３４の内面に延在して設けられており、第３電極４３は、第２室１４を構成する仕切り面３４の内面に延在して設けられているが、実施例７の光学装置は、このような構成、構造に限定されるものではない。実施例７の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１３の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１３の（Ｂ）に示すように、第１電極４１を、第１室１３を構成する側面３３の内面にのみ設け、第３電極４３を、第２室１４を構成する側面３３の内面にのみ設ける構成としてもよい。このような構成を採用することで、光路に配置された電極を減らすことができ、光透過率の向上を図ることができる。

以上に説明した実施例７の光学装置あるいはその変形例にあっても、所望に応じて、第１電極４１と第３電極４３とを共通化してもよいし、第２電極４２と第４電極４４とを共通化してもよい。即ち、第１電極４１と第３電極４３とを共通の電極から構成してもよいし、第２電極４２と第４電極４４とを共通の電極から構成してもよい。

実施例８は、本発明の第２の態様及び本発明の第３の態様に係る光学装置に関し、具体的には、本発明の第２−Ａの態様及び第２−ａの態様に係る光学装置に関する。実施例８の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１４の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１４の（Ｂ）に示す。

実施例８の光学装置は、実施例１において説明したと同様に、
（Ａ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向に延びる第１円柱レンズ１１が複数、並置された第１円柱レンズ群、及び、
（Ｂ）液体レンズから成り、軸線が第１の方向とは異なる第２の方向に延びる第２円柱レンズ１２が複数、並置され、第１円柱レンズ群を通過した光が入射する第２円柱レンズ群、
を備えている。

そして、実施例８の光学装置は、
（ａ）入射光に対して透明な第１面３１、
（ｂ）入射光に対して透明であり、第１面３１に対面した第２面３２、及び、
（ｃ）第１面３１と第２面３２を繋ぐ側面３３、
を有するハウジング１３０を更に備えている。実施例９〜実施例１３においても同様である。

ここで、第１面３１、及び、側面３３の一部によって第１室１３が構成され、
第２面３２、及び、側面３３の残部によって第２室１４が構成され、
第１室１３と第２室１４とは連通しており、
第１室１３には、第１の方向に延び、第１円柱レンズ１１と第１円柱レンズ１１とを仕切る第１の仕切板３５が配設されており、
第２室１４には、第２の方向に延び、第２円柱レンズ１２と第２円柱レンズ１２とを仕切る第２の仕切板３７が配設されており、
第１室１３は、第１円柱レンズ１１としての液体レンズを構成する第１の液体１２１及び第２の液体１２２によって占められており、
第２室１４は、第２円柱レンズ１２としての液体レンズを構成する第３の液体１２３及び第２の液体１２２によって占められている。実施例９〜実施例１１においても同様である。

実施例８の光学装置にあっても、少なくとも第１の液体１２１と第２の液体１２２との界面が位置する第１の仕切板３５の部分の表面（具体的には、第１の液体１２１と第２の液体１２２との界面及び界面近傍に位置する第１の仕切板３５の部分の表面、更には、第１の液体１２１と第２の液体１２２との界面及び界面近傍が位置する側面３３の部分の表面）、並びに、少なくとも第３の液体１２３と第２の液体１２２との界面が位置する第２の仕切板３７の部分（具体的には、第３の液体１２３と第２の液体１２２との界面及び界面近傍に位置する第２の仕切板３７の部分の表面、更には、第３の液体１２３と第２の液体１２２との界面及び界面近傍が位置する側面３３の部分の表面）の表面には、撥水処理が施されている。より具体的には、第１の仕切板３５の側面（より一層具体的には、第１の仕切板３５の側面に形成された絶縁膜１４５上）には撥水処理層３６が形成されており、第２の仕切板３７の側面（より一層具体的には、第２の仕切板３７の側面に形成された絶縁膜１４５上）には撥水処理層３８が形成されている。また、側面３３の上に形成された絶縁膜１４５上には撥水処理層３６が形成されている。実施例９〜実施例１３においても同様である。

また、実施例８の光学装置にあっては、第１の仕切板３５は第１面３１から第２面３２に向かって延びており、第２の仕切板３７は第２面３２から第１面３１に向かって延びており、第１の仕切板３５の頂面と第２の仕切板３７の頂面との間には隙間が存在する。

ここで、実施例８の光学装置にあっては、第１の液体１２１及び第３の液体１２３は導電性を有し、第２の液体１２２は絶縁性を有する。実施例９〜実施例１１においても同様である。

そして、第１室１３には、第１の液体１２１と接する第１電極４１、及び、第１の液体１２１とは絶縁された第２電極４２が配設されており、第２室１４には、第３の液体１２３と接する第３電極、及び、第３の液体１２３とは絶縁された第４電極４４が配設されている。具体的には、第２電極４２は、絶縁膜１４５を第１の液体１２１と第２の液体１２２との界面に接しており、第４電極４４は、絶縁膜１４５を介して第３の液体１２３と第２の液体１２２との界面に接している。ここで、第１電極４１は、第１面３１の内面に設けられた透明電極から成り、第３電極４３は、第２面３２の内面に設けられた透明電極から成る。また、第２電極４２は、第１室１３を構成する側面３３の内面及び第１の仕切板３５の側面に絶縁膜１４５で覆われた状態で設けられており、第４電極４４は、第２室１４を構成する側面３３の内面及び第２の仕切板３７の側面に絶縁膜１４５で覆われた状態で設けられている。

第１の液体１２１と第２の液体１２２とは、不溶、不混合であり、界面において分離されており、この界面がレンズ面を構成する。また、第３の液体１２３と第２の液体１２２とは、不溶、不混合であり、界面において分離されており、この界面がレンズ面を構成する。実施例９〜実施例１３においても同様である。

第１電極４１、第２電極４２、第３電極４３及び第４電極４４は、図示しない接続部を介して、外部の制御回路に接続され、所望の電圧が印加される構成、構造となっている。そして、第１電極４１と第２電極４２との間に電圧を印加すると、第１の液体２１と第２の液体２２との界面によって構成されたレンズ面が、図１４の（Ａ）に示した上に凸の状態から、下に凸の状態に向かって変化する。一方、第３電極４３と第４電極４３との間に電圧を印加すると、第３の液体２３と第４の液体２４との界面によって構成されたレンズ面が、図１４の（Ｂ）に示した下に凸の状態から、上に凸の状態に向かって変化する。レンズ面の変化状態は電極に印加する電圧によって変化する（式（１）参照）。こうして、実施例８の光学装置にあっては、第１円柱レンズ群における光学パワー及び第２円柱レンズ群における光学パワーが、独立して可変であり、第１円柱レンズ群と第２円柱レンズ群とによって形成されたレンズ（具体的には、第１円柱レンズと第２円柱レンズとが重複する領域によって構成されたレンズ）の焦点距離を可変とすることができる。後述する実施例９においても同様である。また、光路に配置された構成要素を減らすことができ、光透過率の向上を図ることができる。後述する実施例９〜実施例１３においても同様である。

尚、第２電極と第４電極を共通化することができる。即ち、第２電極と第４電極とを共通の電極から構成してもよい。具体的には、第２電極と第４電極とを一体に形成してもよい。このような実施例８の光学装置の変形例を、第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１５の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１５の（Ｂ）に示す。図１５の（Ａ）及び（Ｂ）においては、第２電極と第４電極が共通化された電極を、第２電極４２で示す。

実施例９は、実施例８の変形であり、具体的には、本発明の第２−Ｂの態様及び第２−ａの態様に係る光学装置に関する。実施例９の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１６の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１６の（Ｂ）に示す。

実施例９の光学装置にあっては、第１の仕切板３５の底面と第１面３１との間には隙間が存在し、第２の仕切板３７の底面と第２面３２との間には隙間が存在し、第１の仕切板３５の頂面と第２の仕切板３７の頂面との間には隙間が存在する。以上の点を除き、実施例９の光学装置の構成、構造は、実施例８の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

尚、第２電極と第４電極を共通化することができる。即ち、第２電極と第４電極とを共通の電極から構成してもよい。具体的には、第２電極と第４電極とを一体に形成してもよい。このような実施例９の光学装置の変形例を、第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１７の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１７の（Ｂ）に示す。図１７の（Ａ）及び（Ｂ）においては、第２電極と第４電極が共通化された電極を、第２電極４２で示す。

実施例１０も、実施例８の変形であり、具体的には、本発明の第２−Ａの態様及び第２−ｂの態様に係る光学装置に関する。実施例１０の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１８の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１８の（Ｂ）に示す。

実施例１０の光学装置にあっては、第１電極４１は、第１室１３を構成する側面３３の内面に設けられており、第３電極４３は、第２室１４を構成する側面３３の内面に設けられており、第２電極４２は、第１面３１の内面、第１の仕切板３５の側面及び側面３３に絶縁膜１４５で覆われた状態で設けられた透明電極から成り、第４電極４４は、第２面３２の内面及び第２の仕切板３７の側面及び側面３３に絶縁膜１４５で覆われた状態で設けられた透明電極から成る。以上の点を除き、実施例１０の光学装置の構成、構造は、実施例８の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例１１は、実施例９の変形であり、具体的には、本発明の第２−Ｂの態様及び第２−ｂの態様に係る光学装置に関する。実施例１１の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１９の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図１９の（Ｂ）に示す。

実施例１１の光学装置にあっては、実施例１０と同様に、第１電極４１は、第１室１３を構成する側面３３の内面に設けられており、第３電極４３は、第２室１４を構成する側面３３の内面に設けられており、第２電極４２は、第１面３１の内面、第１の仕切板３５の側面及び側面３３に絶縁膜１４５で覆われた状態で設けられた透明電極から成り、第４電極４４は、第２面３２の内面及び第２の仕切板３７の側面及び側面３３に絶縁膜１４５で覆われた状態で設けられた透明電極から成る。以上の点を除き、実施例１１の光学装置の構成、構造は、実施例９の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例１２も、実施例８の変形であり、具体的には、本発明の第２−Ａの態様及び第２−ｃの態様に係る光学装置に関する。実施例１２あるいは後述する実施例１３が実施例９あるいは実施例１０と相違する点は、第１の液体、第２の液体及び第３の液体の組成、配置が異なっている点にある。実施例１２の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図２０の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図２０の（Ｂ）に示す。

実施例１２にあっては、第１の液体２２１及び第３の液体２２３は、絶縁性を有し、第２の液体２２２は、導電性を有する。そして、第１室１３には、第２の液体２２２と接する第２電極４２、及び、第２の液体２２２とは絶縁された第１電極４１が配設されており、第２室１４には、第２の液体２２２と接する第２電極４２、及び、第２の液体２２２とは絶縁された第３電極４３が配設されている。ここで、第１電極４１は、第１絶縁膜４５を介して第１の液体２２１と第２の液体２２２との界面に接しており、第３電極４３は、第２絶縁膜４６を介して第３の液体２２３と第２の液体２２２との界面に接している。尚、第２電極４２は側面３３の内面に設けられており、第１電極４１は、第１面３１の内面、第１の仕切板３５の側面及び側面３３に第１絶縁膜４５で覆われた状態で設けられた透明電極から成り、第３電極４３は、第２面３２の内面、第２の仕切板３７の側面及び側面３３に第２絶縁膜４６で覆われた状態で設けられた透明電極から成る。

実施例１２の光学装置にあっては、第１の仕切板３５は第１面３１から第２面３２に向かって延びており、第２の仕切板３７は第２面３２から第１面３１に向かって延びており、第１の仕切板３５の頂面と第２の仕切板３７の頂面との間には隙間が存在する。

実施例１２にあっても、第１電極４１、第２電極４２及び第３電極４３は、図示しない接続部を介して、外部の制御回路に接続され、所望の電圧が印加される構成、構造となっている。そして、第２電極４２と第１電極４１との間に電圧を印加すると、第２の液体２２２と第１の液体２２１との界面によって構成されたレンズ面が、図２０の（Ａ）に示した下に凸の状態から、上に凸の状態に向かって変化する。一方、第２電極４２と第３電極４３との間に電圧を印加すると、第２の液体２２２と第３の液体２２３との界面によって構成されたレンズ面が、図２０の（Ｂ）に示した上に凸の状態から、下に凸の状態に向かって変化する。レンズ面の変化状態は電極に印加する電圧によって変化する（式（１）参照）。こうして、実施例１２の光学装置にあっては、第１円柱レンズ群における光学パワー及び第２円柱レンズ群における光学パワーが、独立して可変であり、第１円柱レンズ群と第２円柱レンズ群とによって形成されたレンズ（具体的には、第１円柱レンズと第２円柱レンズとが重複する領域によって構成されたレンズ）の焦点距離を可変とすることができる。実施例１３においても同様である。

実施例１３は、実施例１２の変形であり、具体的には、本発明の第２−Ｂの態様及び第２−ｃの態様に係る光学装置に関する。実施例１３の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図２１の（Ａ）に示し、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図を図２１の（Ｂ）に示す。

実施例１３の光学装置にあっては、実施例９と同様に、第１の仕切板３５の底面と第１面３１との間には隙間が存在し、第２の仕切板３７の底面と第２面３２との間には隙間が存在し、第１の仕切板３５の頂面と第２の仕切板３７の頂面との間には隙間が存在する。以上の点を除き、実施例１３の光学装置の構成、構造は、実施例１２の光学装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、第１面３１の内面に設けられた第１電極４１の部分と、第１の仕切板３５の側面に設けられた第１電極４１の部分とは、図示しない領域で一体となっており、第２面３２の内面に設けられた第３電極４３の部分と、第２の仕切板３７の側面に設けられた第３電極４３の部分とは、図示しない領域で一体となっている。

例えば、実施例３において説明した光学装置（図４参照）は、以下の方法で作製することができる。

先ず、側面３３、仕切り面３４、第１の仕切板３５及び第２の仕切板３６を作製する。尚、側面３３には、液体を注入し、また、液体を排出するための注入口及び排出口を適宜設けておく。そして、側面３３、仕切り面３４、第１の仕切板３５及び第２の仕切板３６を、接着剤等を用いて組み立てる。次いで、例えば、スパッタリング法に基づき、側面３３、仕切り面３４、第１の仕切板３５及び第２の仕切板３６に、第２電極４２及び第４電極４４を形成し、例えば、スパッタリング法に基づき、第２電極４２上に第１絶縁膜４５を形成し、第４電極４４上に第２絶縁膜４６を形成し、更に、第１絶縁膜４５及び第２絶縁膜４６上に撥水処理層３６，３８を形成する。その後、第１電極４１及び第３電極４３が形成された第１面３１及び第２面３２を、側面３３に固定する。

次いで、第１室１３及び第２室１４を減圧しながら、側面３３に設けられた注入口（図示せず）から第２の液体２２及び第４の液体２４を第１室１３及び第２室１４に注入する。次いで、側面３３に設けられた注入口から第１の液体２１及び第３の液体２３を、加圧しながら第１室１３及び第２室１４に注入する。このとき、第１の液体２１及び第３の液体２３は、第２の液体２２及び第４の液体２４との間で界面を形成しながら注入され、第２の液体２２及び第４の液体２４の一部は排出口（図示せず）から排出される。最後に、注入口及び排出口を封止し、電極を外部の制御回路と接続することで、光学装置を完成させることができる。

尚、他の実施例において説明した光学装置も、実質的に同様の方法で作製することができる。

実施例１４は、本発明の照明装置及び照明方法に関する。実施例１４の照明装置は、具体的にはストロボ装置から成り、実施例１４の照明方法は、具体的にはストロボ装置を用いた照明方法である。実施例１４の照明装置は、具体的には、実施例１〜実施例１３において説明した光学装置、並びに、キセノン管から成る発光手段を具備している。実施例１４の照明装置の概念図を、図２２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すが、実施例１〜実施例１３において説明した光学装置を備え、第１円柱レンズ群における光学パワー及び第２円柱レンズ群における光学パワーが、独立して可変であり、第１円柱レンズ群と第２円柱レンズ群とによって形成されたレンズ（具体的には、第１円柱レンズと第２円柱レンズとが重複する領域によって構成されたレンズ）の焦点距離を可変とすることができる結果、広角側から望遠側まで照射角を可変としたストロボ装置を提供することができる。尚、図２２には、実施例１１において説明した光学装置を組み込んだ例を図示している。

ここで、実施例１４にあっては、発光手段における発光領域の第１の方向に沿った大きさをＬ_e-1、第２の方向に沿った大きさをＬ_e-2、照明装置によって照明すべき領域の第１の方向に沿った長さをＬ_i-1、第２の方向に沿った長さをＬ_i-2、第１円柱レンズの第２の方向に沿った配光率（光拡大率）をＰ_1-2、第２円柱レンズの第１の方向に沿った配光率（光拡大率）をＰ_2-1、ｋを定数としたとき、
Ｐ_2-1＝ｋ×Ｐ_1-2 （但し、ｋ×（Ｌ_e-2／Ｌ_e-1）＝Ｌ_i-2／Ｌ_i-1）
を満足するように、第１円柱レンズの第２の方向に沿った配光率Ｐ_1-2、第２円柱レンズの第１の方向に沿った配光率Ｐ_2-1を制御する。

例えば、カメラで用いるフィルムが所謂１３５フィルムの場合、あるいは、カメラに備えられた撮像素子（例えば、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳイメージセンサー）にあっては、Ｌ_i-2／Ｌ_i-1の値を、フィルムあるいは撮像素子の横／縦の比、即ち、
Ｌ_i-2／Ｌ_i-1＝１．５
とすればよい。また、撮影フォーマットが、例えば、所謂６×６、６×９、６×７、６×４．５の場合、
Ｌ_i-2／Ｌ_i-1＝６／６
Ｌ_i-2／Ｌ_i-1＝９／６
Ｌ_i-2／Ｌ_i-1＝７／６
Ｌ_i-2／Ｌ_i-1＝６／４．５
とすればよい。

従って、使用するキセノン管の大きさ、及び、Ｌ_i-2／Ｌ_i-1の値からｋを求め、更には、係るｋの値から、第１円柱レンズの第２の方向に沿った配光率（光拡大率）Ｐ_1-2、第２円柱レンズの第１の方向に沿った配光率（光拡大率）Ｐ_2-1を決定する。そして、配光率（光拡大率）Ｐ_1-2、Ｐ_2-1が得られるような第１円柱レンズ群における光学パワー及び第２円柱レンズ群における光学パワーを各種の試験を行うことで決定し、光学装置の電極に印加すべき電圧をストロボ装置に記憶させておけばよい。尚、ストロボ装置及び発光制御回路等は、周知のストロボ装置及び発光制御回路等とすることができるので、詳細な説明は省略する。

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した光学装置や照明装置（ストロボ装置）の構成、構造は例示であるし、光学装置を構成する材料等も例示であり、適宜、変更することができる。光学装置の平面形状は正方形に限定されず、本質的に任意の形状（例えば、長方形や円形、楕円形、長円形等）とすることができる。また、実施例１〜実施例７においては、第１室の構成と第２室の構成を任意に組み合わせることができる。即ち、実施例１における第１室の構成と、実施例２〜実施例７における第２室の構成を組み合わせることができるし、実施例２における第１室の構成と、実施例１、実施例３〜実施例７における第２室の構成を組み合わせることができるし、実施例３における第１室の構成と、実施例１〜実施例２、実施例４〜実施例７における第２室の構成を組み合わせることができるし、実施例４における第１室の構成と、実施例１〜実施例３、実施例５〜実施例７における第２室の構成を組み合わせることができるし、実施例５における第１室の構成と、実施例１〜実施例４、実施例６〜実施例７における第２室の構成を組み合わせることができるし、実施例６における第１室の構成と、実施例１〜実施例５、実施例７における第２室の構成を組み合わせることができるし、実施例７における第１室の構成と、実施例１〜実施例６における第２室の構成を組み合わせることができる。また、第１円柱レンズ、第１円柱レンズ群の構成と、第２円柱レンズ、第２円柱レンズ群の構成を異ならせてもよい。第１電極、第２電極、第３電極、第４電極の構成、構造、配置状態も、これらの電極と直接、あるいは絶縁膜を介して接する液体の性質（導電性、絶縁性）に応じて、適宜、変更することができる。光学装置の第１円柱レンズ群に光が入射し、第２円柱レンズ群から光が出射してもよいし、光学装置の第２円柱レンズ群に光が入射し、第１円柱レンズ群から光が出射してもよい。また、実施例においては、第１円柱レンズ群と第２円柱レンズ群とを組み合わせたが、更に、軸線が延びる方向が異なる第３円柱レンズ群、第４円柱レンズ群・・・を組み合わせることもできる。

実施例１〜実施例１１においては、第１円柱レンズを構成する第２電極を第１円柱レンズ毎に分割し、分割された第２電極毎に印加する電圧を制御してもよいし、第２円柱レンズを構成する第４電極を第２円柱レンズ毎に分割し、分割された第４電極毎に印加する電圧を制御してもよい。また、実施例１２〜実施例１３においては、第１円柱レンズを構成する第１電極を第１円柱レンズ毎に分割し、分割された第１電極毎に印加する電圧を制御してもよいし、第２円柱レンズを構成する第３電極を第２円柱レンズ毎に分割し、分割された第３電極毎に印加する電圧を制御してもよい。

あるいは又、本発明の第１の態様に係る光学装置においては、
第１電極は、第１室を構成する仕切り面の内面に設けられた透明電極から成り、
第３電極は、第２室を構成する仕切り面の内面に設けられた透明電極から成り、
第２電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
第４電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成る構成とすることができる。そして、このような構成の光学装置にあっては、更には、
第１電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第３電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。あるいは又、このような構成の光学装置にあっては、更には、図２３の（Ａ）及び（Ｂ）、あるいは、図２４の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。尚、これらの変形例、あるいは、後述する変形例にあっては、第１の仕切板の側面にも第２電極が設けられ、第２の仕切板の側面にも第４電極が設けられている構成とすることもできる。

あるいは又、本発明の第１の態様に係る光学装置においては、
第１電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
第３電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成り、
第２電極は、第１室を構成する仕切り面の内面に設けられた透明電極から成り、
第４電極は、第２室を構成する仕切り面の内面に設けられた透明電極から成る構成とすることができる。そして、このような構成の光学装置にあっては、更には、
第１電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第３電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。あるいは又、このような構成の光学装置にあっては、更には、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。

あるいは又、本発明の第１の態様に係る光学装置においては、
第１電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
第３電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられており、
第２電極は、第１室を構成する仕切り面の内面に設けられた透明電極から成り、
第４電極は、第２室を構成する仕切り面の内面に設けられた透明電極から成る、
構成とすることができる。そして、このような構成の光学装置にあっては、更には、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。あるいは又、このような構成の光学装置にあっては、更には、
第１電極は、第１室を構成する第１面の内面に延在して設けられており、
第３電極は、第２室を構成する第２面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。

あるいは又、本発明の第１の態様に係る光学装置においては、
第１電極は、第１室を構成する仕切り面の内面に設けられた透明電極から成り、
第３電極は、第２室を構成する仕切り面の内面に設けられた透明電極から成り、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられている、
構成とすることができる。そして、このような構成の光学装置にあっては、更には、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に延在して設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に延在して設けられている、
構成とすることもできる。

あるいは又、本発明の第１の態様に係る光学装置においては、
第１電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
第３電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられており、
第２電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
第４電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられている、
構成とすることができる。

図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例３の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例４の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例４の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例５の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例５の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例５の光学装置の別の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例６の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例６の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例７の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例７の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例８の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例８の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１６の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例９の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例９の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１０の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図１９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１１の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図２０の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１２の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図２１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１３の光学装置を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図２２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１４の照明装置の概念図である。 図２３の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の光学装置の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図２４の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の光学装置の別の変形例を第２の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図、及び、第１の方向に沿った仮想垂直面で切断したときの模式的な断面図である。 図２５の（Ａ）及び（Ｂ）は、電気毛管現象を説明するための原理図である。 図２６の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、従来のレンズアレイにおける共通基板の模式的な平面図、及び、レンズアレイの模式的な一部断面図である。

符号の説明

１１・・・第１円柱レンズ、１２・・・第２円柱レンズ、１３・・・第１室、１４・・・第２室、２１，１２１，２２１・・・第１の液体、２２，１２２，２２２・・・第２の液体、２３，１２３，２２３・・・第３の液体、２４・・・第４の液体、３０，１３０・・・ハウジング、３１・・・第１面、３２・・・第２面、３３・・・側面、３４・・・仕切り面、３５・・・第１の仕切板、３７・・・第２の仕切板、３６，３８・・・撥水処理層、４１・・・第１電極、４２・・・第２電極、４３・・・第３電極、４４・・・第４電極、４５・・・第１絶縁膜、４６・・・第２絶縁膜、１４５・・・絶縁膜

Claims (12)

1. （Ａ）液体レンズから成り、円柱面の母線が第１の方向に延びる第１円柱レンズが複数、並置された第１円柱レンズ群、及び、
   （Ｂ）液体レンズから成り、円柱面の母線が第１の方向とは異なる第２の方向に延びる第２円柱レンズが複数、並置され、第１円柱レンズ群を通過した光が入射する第２円柱レンズ群、
   を備えた光学装置であって、
   （ａ）入射光に対して透明な第１面、
   （ｂ）入射光に対して透明であり、第１面に対面した第２面、
   （ｃ）第１面と第２面を繋ぐ側面、及び、
   （ｄ）入射光に対して透明な仕切り面、
   を有するハウジングを更に備えており、
   第１面、仕切り面、及び、側面の一部によって第１室が構成され、
   第２面、仕切り面、及び、側面の残部によって第２室が構成され、
   第１室には、第１の方向に延び、第１円柱レンズと第１円柱レンズとを仕切る第１の仕切板が配設されており、
   第２室には、第２の方向に延び、第２円柱レンズと第２円柱レンズとを仕切る第２の仕切板が配設されており、
   第１室は、第１円柱レンズとしての液体レンズを構成する第１の液体及び第２の液体によって占められおり、
   第２室は、第２円柱レンズとしての液体レンズを構成する第３の液体及び第４の液体によって占められており、
   第１の方向及び第２の方向の光の配光を個別に、独立して制御することを特徴とする光学装置。
2. 少なくとも第１の液体と第２の液体との界面が位置する第１の仕切板の部分の表面、並びに、少なくとも第３の液体と第４の液体との界面が位置する第２の仕切板の部分の表面には、撥水処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 第１の仕切板は、第１面から仕切り面まで延びており、
   第２の仕切板は、第２面から仕切り面まで延びていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
4. 第１の仕切板は第１面から仕切り面に向かって延びており、
   第２の仕切板は第２面から仕切り面に向かって延びており、
   第１の仕切板の頂面と仕切り面との間には隙間が存在し、第２の仕切板の頂面と仕切り面との間には隙間が存在することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
5. 第１の仕切板は仕切り面から第１面に向かって延びており、第１の仕切板の頂面と第１面との間には隙間が存在し、
   第２の仕切板は仕切り面から第２面に向かって延びており、第２の仕切板の頂面と第２面との間には隙間が存在することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
6. 第１の仕切板の底面と第１面との間には隙間が存在し、
   第２の仕切板の底面と第２面との間には隙間が存在し、
   第１の仕切板の頂面と仕切り面との間には隙間が存在し、第２の仕切板の頂面と仕切り面との間には隙間が存在することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
7. 第１の液体と第２の液体とは、不溶、不混合であり、第１の液体と第２の液体との界面がレンズ面を構成し、
   第３の液体と第４の液体とは、不溶、不混合であり、第３の液体と第４の液体との界面がレンズ面を構成することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
8. 第１の液体及び第３の液体は、導電性を有し、
   第２の液体及び第４の液体は、絶縁性を有し、
   第１室には、第１の液体と接する第１電極、及び、第１の液体とは絶縁された第２電極が配設されており、
   第２室には、第３の液体と接する第３電極、及び、第３の液体とは絶縁された第４電極が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
9. 第２電極は、第１絶縁膜を介して第１の液体と第２の液体との界面に接しており、
   第４電極は、第２絶縁膜を介して第３の液体と第４の液体との界面に接していることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
10. 第１電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
    第３電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成り、
    第２電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
    第４電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
11. 第１電極は、第１室を構成する側面の内面に設けられており、
    第３電極は、第２室を構成する側面の内面に設けられており、
    第２電極は、第１面の内面に設けられた透明電極から成り、
    第４電極は、第２面の内面に設けられた透明電極から成ることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
12. 第１円柱レンズの第２の方向に沿った長さＬ _CL-1 、及び、第２円柱レンズの第１の方向に沿った長さＬ _CL-2 は、以下の式を満足する請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光学装置。
    Ｌ _CL-1 ≦｛Δγ ₁ ／（Δρ ₁ ・ｇ）｝ ^1/2
    Ｌ _CL-2 ≦｛Δγ ₂ ／（Δρ ₂ ・ｇ）｝ ^1/2
    ここで、
    Δγ ₁ ：第１の液体と第２の液体との間の界面張力
    Δρ ₁ ：第１の液体と第２の液体との間の密度差
    Δγ ₂ ：第３の液体と第４の液体との間の界面張力
    Δρ ₂ ：第３の液体と第４の液体との間の密度差
    ｇ :重力加速度
    である。

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