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JP2007121821A - Optical element - Google Patents

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JP2007121821A
JP2007121821A JP2005316007A JP2005316007A JP2007121821A JP 2007121821 A JP2007121821 A JP 2007121821A JP 2005316007 A JP2005316007 A JP 2005316007A JP 2005316007 A JP2005316007 A JP 2005316007A JP 2007121821 A JP2007121821 A JP 2007121821A
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JP
Japan
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liquid
optical element
voltage
electrode
side wall
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005316007A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Tanaka
和洋 田中
Keita Tanaka
敬太 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JP2007121821A publication Critical patent/JP2007121821A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element capable of inclining a center axis passing through the center of a boundary shape between a first liquid and a second liquid, capable of more reducing the size of the optical element in a direction orthogonal to the optical axis of a photographing optical system than a conventional optical element, and advantageous to downsize not only the optical element itself but also a lens barrel or an imaging apparatus having the optical element. <P>SOLUTION: A first electrode 18 is formed facing the inside of a container 12 so that at least a part of the electrode 18 is touched with the first liquid 14 and circularly extended on the outer periphery of a first end face wall 1202 along the peripheral direction, and an aperture 1802 is formed on the inside. A second electrode 20 is formed on a portion of a sidewall 1206 facing a storing room 12A and extended along the peripheral direction of the sidewall 1206 over almost the whole area of the sidewall 1206 in the thickness direction of the container 12. The second electrode 20 is constituted of a plurality of divided bodies 22 separated along the peripheral direction of the sidewall 1206 and respective divided bodies 22 show the same shape. A power source 30 is constituted so as to apply voltages of different values to respective divided bodies 22. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は光学素子に関する。   The present invention relates to an optical element.

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置は、撮影光学系によって導かれた被写体像を撮像素子上に結像させることで被写体像を撮像する。
ところで、撮影中に撮像装置を持った手が動き、いわゆる手振れが生じると、撮像素子上に結像された被写体像に像振れが生じてしまう。
このような像振れを防止するために、撮影光学系の一部に撮影光学系の光軸と直交する平面に沿って移動可能に補正レンズを設けるとともに、その補正レンズを前記平面に沿って移動させる駆動機構を設け、像振れが発生した際に、駆動機構により補正レンズを移動させることで撮像素子上に結像される被写体像の像振れを防止する像振れ防止装置が提案されている(特許文献1、2参照)。
An imaging apparatus such as a digital still camera or a digital video camera captures a subject image by forming a subject image guided by a photographing optical system on an image sensor.
By the way, when the hand holding the imaging device moves during shooting and so-called camera shake occurs, image blur occurs in the subject image formed on the image sensor.
In order to prevent such image blurring, a correction lens is provided in a part of the photographing optical system so as to be movable along a plane orthogonal to the optical axis of the photographing optical system, and the correction lens is moved along the plane. There has been proposed an image blur prevention device that provides a drive mechanism for preventing image blur of a subject image formed on an image sensor by moving a correction lens by the drive mechanism when image blur occurs. (See Patent Documents 1 and 2).

上記従来技術では、駆動機構がコイルとマグネットを有していることから構造が複雑で占有スペースが大きくなり小型化を図る上で不利があった。
このような不具合を解消するために、補正レンズを、エレクトロウエッティング効果を利用した光学素子で構成したものが提案されている(特許文献3参照)。
この光学素子は、有極性の液体と無極性の液体との2種類の液体とを容器に封入し、2つの液体の界面形状を球面状とすることでレンズを形成するものであり、有極性の液体に対して前記光軸と直交する平面にそって電位勾配を与えることによって前記光学素子で形成される補正レンズを撮影光学系の光軸と直交する平面に沿って移動させるように構成されている。
特許公報第2641172号公報 特開2000-258813号公報 特開2005-55286号公報
In the above prior art, since the drive mechanism has a coil and a magnet, the structure is complicated, the occupied space is increased, and there is a disadvantage in miniaturization.
In order to solve such a problem, a lens in which a correction lens is configured by an optical element using an electrowetting effect has been proposed (see Patent Document 3).
This optical element forms a lens by enclosing two kinds of liquids, a polar liquid and a nonpolar liquid, in a container and forming the interface shape of the two liquids into a spherical shape. The correction lens formed by the optical element is moved along a plane orthogonal to the optical axis of the photographing optical system by applying a potential gradient along the plane orthogonal to the optical axis to the liquid of ing.
Japanese Patent Publication No. 2641172 JP 2000-258813 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-55286

ところで上記光学素子で補正レンズを構成した従来技術では、補正レンズを撮影光学系の光軸と直交する平面に沿って移動させることから、撮影光学系の光軸と直交する方向における寸法を縮小する上で不利があり、小型化を図る上で限界があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、小型化を図る上で有利な光学素子を提供することにある。
By the way, in the conventional technique in which the correction lens is configured by the optical element, the correction lens is moved along a plane orthogonal to the optical axis of the photographing optical system, and thus the size in the direction orthogonal to the optical axis of the photographing optical system is reduced. There was a disadvantage in the above, and there was a limit in miniaturization.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an optical element that is advantageous in reducing the size.

上述の目的を達成するため、本発明は、厚さ方向において互いに対向する第1、第2の端面壁と、前記第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、前記第1の液体に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段は、前記第1の端面壁に設けられ少なくともその一部が前記第1の液体に接触する第1の電極と、前記収容室に臨む前記側面壁の箇所に該側面壁の周方向に沿って延在して設けられ前記第2の液体に臨む第2の電極とを有し、前記電圧印加手段による電圧印加によりそれら前記第1の液体と第2の液体の界面形状を曲面状に変形させることで、前記第1、第2の端面壁を通り前記容器の厚さ方向に進行して前記界面を通過する光を屈折させる光学素子であって、前記第2の電極は、前記側面壁の周方向に沿って切り離された複数の分割体で構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、厚さ方向において互いに対向する第1、第2の端面壁と、前記第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、前記第1の液体に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段は、前記第1の端面壁に設けられ少なくともその一部が前記第1の液体に接触するように前記第1の端面壁の周方向に沿って延在して設けられた第1の電極と、前記収容室に臨む前記側面壁の箇所に該側面壁の周方向に沿って設けられた第2の電極とを有し、前記電圧印加手段による電圧印加によりそれら前記第1の液体と第2の液体の界面形状を曲面状に変形させることで、前記第1、第2の端面壁を通り前記容器の厚さ方向に進行して前記界面を通過する光を屈折させる光学素子であって、前記第1の電極は、前記第1の端面壁の周方向に沿って切り離された複数の分割体で構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has first and second end face walls that face each other in the thickness direction, and side walls that connect the first and second end face walls. A container in which an enclosed chamber is formed, a polar or conductive first liquid enclosed in the accommodation chamber, and a first liquid that is enclosed in the accommodation chamber and does not mix with the first liquid. 2 liquid and a voltage applying means for applying a voltage to the first liquid, the voltage applying means being provided on the first end wall and at least a part of which is in contact with the first liquid. A first electrode; and a second electrode facing the second liquid that extends along a circumferential direction of the side wall at a position of the side wall facing the storage chamber, and the voltage The interface shape between the first liquid and the second liquid is bent by voltage application by the applying means. An optical element that refracts light passing through the interface by traveling in the thickness direction of the container through the first and second end face walls, and the second electrode is It is comprised by the some division body cut | disconnected along the circumferential direction of the said side wall.
In addition, the present invention includes first and second end face walls that face each other in the thickness direction, and a side wall that connects the first and second end face walls, and is hermetically sealed inside them. A container in which a chamber is formed, a polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber, a second liquid sealed in the storage chamber and not mixed with the first liquid, Voltage applying means for applying a voltage to the first liquid, and the voltage applying means is provided on the first end face wall, and at least a part of the first liquid is in contact with the first liquid. A first electrode provided extending along the circumferential direction of the end wall, and a second electrode provided along the circumferential direction of the side wall at the location of the side wall facing the storage chamber. And a boundary between the first liquid and the second liquid by voltage application by the voltage application means. An optical element that refracts light passing through the interface by traveling in the thickness direction of the container through the first and second end face walls by deforming the shape into a curved surface. The electrode is composed of a plurality of divided bodies cut along the circumferential direction of the first end face wall.

本発明の光学素子によれば、光学素子の第2の電極あるいは第1の電極を複数の分割体で構成することにより、各分割体に分割体が並べられた方向に沿って値が次第に変化する電圧を印加することで、第1の液体と第2の液体の界面形状の中心を通る中心軸を傾動させることができ、従来の光学素子に比較して、撮影光学系の光軸と直交する方向における光学素子の寸法を縮小することができ、光学素子の小型化、ひいては、光学素子を有するレンズ鏡筒や撮像装置の小型化を図る上で有利となる。   According to the optical element of the present invention, by configuring the second electrode or the first electrode of the optical element with a plurality of divided bodies, the value gradually changes along the direction in which the divided bodies are arranged in each divided body. By applying a voltage to be applied, the central axis passing through the center of the interface shape between the first liquid and the second liquid can be tilted, and is orthogonal to the optical axis of the imaging optical system as compared with a conventional optical element. This is advantageous in reducing the size of the optical element and, in turn, downsizing the lens barrel and the imaging device having the optical element.

まず、本発明の光学素子が用いる電気毛管現象(エレクトロウエッティング現象)の原理について説明する。
図13は電気毛管現象の原理説明図であり、(A)は電圧印加前の状態を示す図、(B)は電圧印加後の状態を示す図である。
図13(A)に示すように、基板1の表面上に第1の電極2が形成され、この電極2の上に絶縁膜3が形成されている。
この絶縁膜3の表面に有極性または導電性を有する第1の液体4が位置しており、第1の液体4には第2の電極5が電気的に接続されている。
図13(A)に示すように、第1の電極2と第2の電極5との間に電圧Eが印加されていない状態では、第1の液体4は表面張力によってその表面が上方に凸のほぼ球面をなしている。このときに絶縁膜3の表面と、第1の液体4が絶縁膜3に接触している部分における液面の角度θ、すなわち接触角θをθ0とする。なお、接触角θは液体が空気に面した状態で測定されるものであり、言い換えると、気液界面において測定されるものである。
ところが、図13(B)に示すように、第1の電極2と第2の電極5との間に電圧Eが印加された状態では、絶縁膜3の表面に例えばプラス電荷が帯電することで第1の液体4を構成する分子に電界(静電気力)が作用する。これにより、第1の液体4を構成する分子が引き寄せされることで、第1の液体4の絶縁膜3に対する濡れ性が良くなり、接触角θはθ0よりも小さなθ1となる。また、接触角θは電圧Eの値が大きくなるに従って小さくなる。
このような現象を電気毛管現象という。
First, the principle of the electrocapillary phenomenon (electrowetting phenomenon) used by the optical element of the present invention will be described.
13A and 13B are explanatory diagrams of the principle of the electrocapillarity, in which FIG. 13A shows a state before voltage application, and FIG. 13B shows a state after voltage application.
As shown in FIG. 13A, the first electrode 2 is formed on the surface of the substrate 1, and the insulating film 3 is formed on the electrode 2.
A polar or conductive first liquid 4 is located on the surface of the insulating film 3, and a second electrode 5 is electrically connected to the first liquid 4.
As shown in FIG. 13A, when the voltage E is not applied between the first electrode 2 and the second electrode 5, the surface of the first liquid 4 protrudes upward due to surface tension. It is almost spherical. At this time, the liquid surface angle θ at the surface of the insulating film 3 and the portion where the first liquid 4 is in contact with the insulating film 3, that is, the contact angle θ is set to θ0. The contact angle θ is measured with the liquid facing the air, in other words, measured at the gas-liquid interface.
However, as shown in FIG. 13B, when a voltage E is applied between the first electrode 2 and the second electrode 5, for example, a positive charge is charged on the surface of the insulating film 3. An electric field (electrostatic force) acts on the molecules constituting the first liquid 4. As a result, the molecules constituting the first liquid 4 are attracted, so that the wettability of the first liquid 4 to the insulating film 3 is improved, and the contact angle θ is θ1 smaller than θ0. Further, the contact angle θ decreases as the value of the voltage E increases.
Such a phenomenon is called an electrocapillary phenomenon.

次に、本実施の形態の光学素子10について説明する。
図1は光学素子10の構成を示す縦断面図、図2は図1のAA線断面図、図3は光学素子10の一部を省略した斜視図である。
図1に示すように、光学素子10は、容器12と、第1の液体14と、第2の液体16と、電圧印加手段を含んで構成されている。
容器12は、厚さ方向において互いに対向する第1の端面壁1202、第2の端面壁1204と、これら第1、第2の端面壁1202、1204を接続する側面壁1206とを有し、それら第1、第2の端面壁1202、1204を接続する側面壁1206とにより密閉された収容室12Aを有している。
本実施の形態では、第1、第2の端面壁1202、1204は同一径を有する円板状を呈し、側面壁1206は第1、第2の端面壁1202、1204の外径と同じ寸法の外径を有する円筒状を呈し、収容室12Aは扁平な円柱状を呈している。
また、第1、第2の端面壁1202、1204および側面壁1206は、絶縁性を有する材料で形成され、さらに、第1、第2の端面壁1202、1204は光を透過する透明な材料で形成されている。
第1、第2の端面壁1202、1204を構成する材料として、例えば、透明で絶縁性を有する合成樹脂材料あるいは透明なガラス材料を用いることができる。
Next, the optical element 10 of the present embodiment will be described.
1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the optical element 10, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view in which a part of the optical element 10 is omitted.
As shown in FIG. 1, the optical element 10 includes a container 12, a first liquid 14, a second liquid 16, and a voltage applying unit.
The container 12 includes a first end face wall 1202 and a second end face wall 1204 that face each other in the thickness direction, and a side wall 1206 that connects the first and second end face walls 1202 and 1204. The housing chamber 12 </ b> A is hermetically sealed by a side wall 1206 connecting the first and second end face walls 1202 and 1204.
In the present embodiment, the first and second end face walls 1202 and 1204 have a disk shape having the same diameter, and the side wall 1206 has the same size as the outer diameter of the first and second end face walls 1202 and 1204. It has a cylindrical shape with an outer diameter, and the storage chamber 12A has a flat columnar shape.
The first and second end face walls 1202 and 1204 and the side wall 1206 are made of an insulating material, and the first and second end face walls 1202 and 1204 are made of a transparent material that transmits light. Is formed.
As a material constituting the first and second end face walls 1202 and 1204, for example, a transparent and insulating synthetic resin material or a transparent glass material can be used.

第1の液体14は、有極性または導電性を有し収容室12Aに封入されている。
第2の液体16は、第1の液体14と互いに混合しないものであり収容室12Aに封入されている。
また、第1の液体14と第2の液体16は実質的に等しい比重を有しかつ第1の液体14の屈折率n1が第2の液体16の屈折率n2よりも高く形成されている。
本実施の形態では、第2の液体16はシリコンオイルで構成され、第1の液体14はエチレングリコールとエタノールの混合液で構成され、比重が上記のシリコンオイルと実質的に等しく、かつ、屈折率n1がシリコンオイルの屈折率n2よりも高く形成されている。
なお、第1の液体14として使用できる液体は、例えば、ニトロメタン、無水酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、メタノール、アセトニトリル、アセトン、エタノール、プロピオニトリル、テトロヒドロフラン、n−ヘキサン、2−プロパノール、2−ブタノン、n−ブチロニトリル、1−プロパノール、1−ブタノール、ジメチルスルホキシド、クロロベンゼン、エチレングリコール、ホルムアミド、ニトロベンゼン、炭酸プロピレン、1,2−ジクロロエタン、二硫化炭素、クロロホルム、ブロモベンゼン、四塩化炭素、トリクロロ酢酸無水物、トルエン、ベンゼン、エチレンジアミン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、リン酸トリブチル、ピリジン、ベンゾニトル、アニリン、1,4−ジオキサン、ヘキサメチルホスホルアミドなどが挙げられる。
また、第2の液体16として使用できる液体は、例えば、シリコン、デカン系、オクタン系、ノナン、ヘプタンなどが挙げられる。
また、第1の液体14および第2の液体16は、それぞれ単一の液体で形成してもよいし、複数の液体を混合して形成してもよい。要は、第1の液体14と第2の液体16が実質的に等しい比重を有しかつ第1の液体14の屈折率n1が第2の液体16の屈折率n2よりも高く形成されていればよい。
The first liquid 14 has polarity or conductivity and is enclosed in the storage chamber 12A.
The second liquid 16 is not mixed with the first liquid 14 and is enclosed in the storage chamber 12A.
Further, the first liquid 14 and the second liquid 16 have substantially the same specific gravity, and the refractive index n1 of the first liquid 14 is higher than the refractive index n2 of the second liquid 16.
In the present embodiment, the second liquid 16 is composed of silicon oil, the first liquid 14 is composed of a mixture of ethylene glycol and ethanol, the specific gravity is substantially equal to the above-described silicon oil, and refraction is performed. The rate n1 is formed higher than the refractive index n2 of silicon oil.
Examples of the liquid that can be used as the first liquid 14 include nitromethane, acetic anhydride, methyl acetate, ethyl acetate, methanol, acetonitrile, acetone, ethanol, propionitrile, tetrohydrofuran, n-hexane, 2-propanol, 2-butanone, n-butyronitrile, 1-propanol, 1-butanol, dimethyl sulfoxide, chlorobenzene, ethylene glycol, formamide, nitrobenzene, propylene carbonate, 1,2-dichloroethane, carbon disulfide, chloroform, bromobenzene, carbon tetrachloride, Trichloroacetic anhydride, toluene, benzene, ethylenediamine, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, tributyl phosphate, pyridine, benzonitrile, aniline, 1,4-dioxane, hex Such as methyl phosphoramide and the like.
Examples of the liquid that can be used as the second liquid 16 include silicon, decane-based, octane-based, nonane, and heptane.
The first liquid 14 and the second liquid 16 may be formed of a single liquid, or may be formed by mixing a plurality of liquids. In short, the first liquid 14 and the second liquid 16 have substantially the same specific gravity, and the refractive index n1 of the first liquid 14 is higher than the refractive index n2 of the second liquid 16. That's fine.

電圧印加手段は、第1の電極18と第2の電極20と電源30とを含んで構成されている。
図1に示すように、第1の電極18(正極電極)は、第1の液体14に電圧を印加するためのものであり、第1の端面壁1202に形成されている。
第1の電極18は、少なくともその一部が第1の液体14に接触するように容器12の内部に臨ませて形成され、本実施の形態では、第1の電極18は単一であり、第1の端面壁1202の外周に周方向に沿って円環状に延在形成されており、内側に開口1802が形成されている。
言い換えると、第1の液体14は、界面28の形状の変化に拘わらず常時第1の端面壁1202の外周部分に面する部分を有しており、第1の電極18は、第1の液体14が常時面する第1の端面壁1202の外周部分に形成されている。
図1、図2に示すように、第2の電極20(負極電極)は、収容室12Aに臨む側面壁1206の箇所に形成されている。
本実施の形態では、第2の電極20は、側面壁1206の周方向に沿って延在して設けられるとともに、容器12の厚さ方向における側面壁1206のほぼ全域にわたって延在している。
第1、第2の電極18、20は、例えば、銅メッキ、あるいは、ITO膜(Indium Tin Oxide膜)などの導電材料で形成されている。
図1に示すように、電源30は容器12の外部に設けられ出力電圧が可変であり、電源30の正電圧出力端子が第1の電極18に電気的に接続され、電源30の負電圧出力端子が第2の電極20に電気的に接続されている。
The voltage application means includes the first electrode 18, the second electrode 20, and the power supply 30.
As shown in FIG. 1, the first electrode 18 (positive electrode) is for applying a voltage to the first liquid 14, and is formed on the first end face wall 1202.
The first electrode 18 is formed so as to face the inside of the container 12 so that at least a part thereof is in contact with the first liquid 14. In the present embodiment, the first electrode 18 is a single unit, The first end face wall 1202 is formed in an annular shape along the circumferential direction on the outer periphery, and an opening 1802 is formed on the inner side.
In other words, the first liquid 14 has a portion that always faces the outer peripheral portion of the first end face wall 1202 regardless of the change in the shape of the interface 28, and the first electrode 18 has the first liquid 18. 14 is formed in the outer peripheral part of the 1st end surface wall 1202 which always faces.
As shown in FIGS. 1 and 2, the second electrode 20 (negative electrode) is formed at a position of the side wall 1206 facing the storage chamber 12 </ b> A.
In the present embodiment, the second electrode 20 is provided so as to extend along the circumferential direction of the side wall 1206, and extends over substantially the entire side wall 1206 in the thickness direction of the container 12.
The first and second electrodes 18 and 20 are made of a conductive material such as copper plating or an ITO film (Indium Tin Oxide film), for example.
As shown in FIG. 1, the power supply 30 is provided outside the container 12 and the output voltage is variable. The positive voltage output terminal of the power supply 30 is electrically connected to the first electrode 18, and the negative voltage output of the power supply 30 is provided. A terminal is electrically connected to the second electrode 20.

図2に示すように、第2の電極20が収容室12Aに臨む箇所の全域を覆うように絶縁膜24が形成され、本実施の形態では、絶縁膜24は第2の電極20の全域を覆うように円筒状に形成されている。
したがって、第1の電極18と第2の電極20に電圧が印加されることで絶縁膜24の表面に例えばプラス電荷が帯電され、これにより第1の液体14を構成する分子に電界(静電気力)が作用して電気毛管現象が発生するように構成されている。
本実施の形態では、第1の電極18、第2の電極20、絶縁膜24、電源30によって前記電圧印加手段が構成されている。
また、絶縁膜24を覆うように撥水膜26が形成されている。
撥水膜26は、第2の液体16に対する濡れ性が第1の液体14に対する濡れ性よりも高くなるように構成されたものである。
すなわち、図10(A)の場合と同様に空気中において(気液界面において)、撥水膜26に対する第2の液体16の接触角を測定すると、その接触角は、撥水膜26に対する第1の液体14の接触角よりも小さい値となる。
撥水膜26は、親油性を有する膜であり、例えば、シリコンを主成分とする材料を焼き付けることで、あるいは、非結晶フッ素樹脂からなる材料を成膜することで形成することができる。なお、撥水膜26としては、従来公知の様々な材料を採用可能である。
As shown in FIG. 2, the insulating film 24 is formed so as to cover the entire area where the second electrode 20 faces the storage chamber 12 </ b> A. In the present embodiment, the insulating film 24 covers the entire area of the second electrode 20. It is formed in a cylindrical shape so as to cover it.
Accordingly, when a voltage is applied to the first electrode 18 and the second electrode 20, for example, a positive charge is charged on the surface of the insulating film 24, whereby an electric field (electrostatic force) is applied to the molecules constituting the first liquid 14. ) Acts to generate an electrocapillary phenomenon.
In the present embodiment, the first electrode 18, the second electrode 20, the insulating film 24, and the power supply 30 constitute the voltage applying unit.
A water repellent film 26 is formed so as to cover the insulating film 24.
The water repellent film 26 is configured such that the wettability with respect to the second liquid 16 is higher than the wettability with respect to the first liquid 14.
That is, when the contact angle of the second liquid 16 with respect to the water repellent film 26 is measured in the air (at the gas-liquid interface) as in the case of FIG. The value is smaller than the contact angle of one liquid 14.
The water repellent film 26 is an oleophilic film, and can be formed, for example, by baking a material containing silicon as a main component or by forming a material made of an amorphous fluororesin. As the water repellent film 26, various conventionally known materials can be used.

前記電圧印加手段による電圧印加がなされていない状態で、第1の液体14は、第1の端面壁1202上で第1の電極18に接触するとともに、第1の液体14が側面壁1206に臨む箇所が絶縁膜24および撥水膜26を介して第2の電極20上に位置し、かつ、第2の液体16は、第2の端面壁1204上に位置するとともに、第2の液体16が側面壁1206に臨む箇所が撥水膜26上に位置している。
したがって、電源30から第1の電極18、第2の電極20に電圧が印加されると、絶縁膜24の表面に電荷が帯電され、第1の液体14を構成する分子に電界(静電気力)が作用することになる。
また、前記電圧印加手段による電圧印加がなされていない状態で、図1、図3に示すように、第1の液体14と第2の液体16の界面28は、第1の液体14から第2の液体16に向かって凸状の曲面をなしている。なお、図3においては、図を簡略化するために、第1端面壁1202と第2の液体16を取り除くとともに、絶縁膜24と撥水膜26の境界線を省略している。
ここで、第1の液体14の屈折率n1が第2の液体16の屈折率n2よりも高く形成されていることから、第1、第2の端面壁1202、1204を通り容器12の厚さ方向に進行して界面28を通過する光は界面28で屈折され、したがって、光学素子10は光を収束させるパワーを有するレンズ32を構成している。
The first liquid 14 contacts the first electrode 18 on the first end face wall 1202 and the first liquid 14 faces the side wall 1206 in a state where no voltage is applied by the voltage applying means. The location is located on the second electrode 20 via the insulating film 24 and the water repellent film 26, and the second liquid 16 is located on the second end face wall 1204, and the second liquid 16 is A portion facing the side wall 1206 is located on the water repellent film 26.
Therefore, when a voltage is applied from the power supply 30 to the first electrode 18 and the second electrode 20, the surface of the insulating film 24 is charged, and an electric field (electrostatic force) is applied to the molecules constituting the first liquid 14. Will act.
In addition, in the state where no voltage is applied by the voltage applying means, the interface 28 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is changed from the first liquid 14 to the second as shown in FIGS. A convex curved surface is formed toward the liquid 16. In FIG. 3, in order to simplify the drawing, the first end face wall 1202 and the second liquid 16 are removed, and the boundary line between the insulating film 24 and the water repellent film 26 is omitted.
Here, since the refractive index n1 of the first liquid 14 is formed higher than the refractive index n2 of the second liquid 16, the thickness of the container 12 passes through the first and second end face walls 1202 and 1204. The light traveling in the direction and passing through the interface 28 is refracted at the interface 28, and thus the optical element 10 constitutes a lens 32 having a power for converging the light.

図2に示すように、第2の電極20は、側面壁1206の周方向に沿って切り離された複数の分割体22で構成され、各分割体22は同一形状を呈している。
本実施の形態では、各分割体22は8個設けられ、周方向に延在する延在長さが同一となるように形成されている。
そして、第1、第2端面壁1202、1204と直交し、第1、第2端面壁1202、1204の中心を通る中心軸と直交する平面上で前記中心軸を通り互いに直交するX軸とY軸を想定した場合、各分割体22はX軸に対して線対称となるように配置されるとともに、Y軸に対して線対称となるように配置されている。
なお、電源30は、各分割体22に対して異なる値の電圧を印加できるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the second electrode 20 is composed of a plurality of divided bodies 22 cut along the circumferential direction of the side wall 1206, and each divided body 22 has the same shape.
In the present embodiment, each of the divided bodies 22 is provided so that the extending lengths extending in the circumferential direction are the same.
An X axis and a Y axis perpendicular to the first and second end face walls 1202 and 1204 and perpendicular to each other through the central axis on a plane perpendicular to the central axis passing through the centers of the first and second end face walls 1202 and 1204. When an axis is assumed, each divided body 22 is arranged so as to be line symmetric with respect to the X axis, and is arranged so as to be line symmetric with respect to the Y axis.
Note that the power supply 30 is configured to be able to apply different values of voltage to each of the divided bodies 22.

次に、光学素子10の動作について説明する。
まず、光学素子10を通常のレンズとして使用する場合について説明する。
図4(A)、(B)は第1の液体14と撥水膜26がなす角度θの説明図、図5は図2のBB線断面図である。
電源30から第1の電極18、第2の電極20に電圧が印加されない状態(E=0V)では、第1、第2の液体14、16の界面28の形状は、図5に実線で示すように、第1、第2の液体14、16の表面張力、撥水膜26上の界面張力のバランスによって決定され、第1の液体14から第2の液体16に向かって凸状の曲面をなしている。
第1の液体14は第1の端面壁1202上に位置し、第2の液体16は第2の端面壁1204上に位置している。
そして、図4(A)に示すように、側面壁1206(撥水膜26)の部分では第2の液体16が側面壁1206に沿って第1の液体14に進入している。
この際、第1の液体14と絶縁膜26がなす角度θをθ0とする。
このような第1の液体14と第2の液体16の位置関係は、側面壁1206に撥水膜26が形成されていることによって生じるものであり、言い換えると、撥水膜26に対する第1、第2の液体14、16の接触角に差によって生じるものである。
この際、レンズ32の中心軸(レンズ32の光軸)L1、言い換えると界面28の形状の中心を通る中心軸は、第1、第2端面壁1202、1204の中心を通り、かつ、第1、第2端面壁1202、1204に対して直交している。
Next, the operation of the optical element 10 will be described.
First, the case where the optical element 10 is used as a normal lens will be described.
4A and 4B are explanatory views of an angle θ formed by the first liquid 14 and the water repellent film 26, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
In a state where no voltage is applied from the power source 30 to the first electrode 18 and the second electrode 20 (E = 0V), the shape of the interface 28 between the first and second liquids 14 and 16 is shown by a solid line in FIG. Thus, a convex curved surface from the first liquid 14 toward the second liquid 16 is determined by the balance between the surface tension of the first and second liquids 14 and 16 and the interfacial tension on the water repellent film 26. There is no.
The first liquid 14 is located on the first end face wall 1202, and the second liquid 16 is located on the second end face wall 1204.
As shown in FIG. 4A, the second liquid 16 enters the first liquid 14 along the side wall 1206 at the side wall 1206 (water repellent film 26).
At this time, an angle θ formed by the first liquid 14 and the insulating film 26 is θ0.
Such a positional relationship between the first liquid 14 and the second liquid 16 is caused by the formation of the water repellent film 26 on the side wall 1206, in other words, the first, This is caused by the difference in the contact angle between the second liquids 14 and 16.
At this time, the central axis L1 of the lens 32 (optical axis of the lens 32), in other words, the central axis passing through the center of the shape of the interface 28 passes through the centers of the first and second end face walls 1202 and 1204, and the first axis. The second end face walls 1202 and 1204 are orthogonal to each other.

次に、電源30から第1の電極18と第2の電極20との間に電圧E1>0Vが印加されると、すなわち、各分割体22に対して同一の電圧E1が印加されると、電気毛管現象により、第1の液体14の撥水膜26に対する濡れ性が高まり(接触角が小さくなり)、図4(B)に示すように、第1の液体14が撥水膜26に対してなす角度θはθ0よりも大きな角度θ1となり、側面壁1206(撥水膜26)の部分では、第1の電極18、第2の電極20に電圧が印加されていない場合に比較して、第1の液体14が側面壁1206に沿って第2の液体16に対してより大きく進入する。したがって、界面28の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜が小さくなる。
界面28の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜は、電圧Eが増大するにつれて小さくなる。なお、電圧Eの増減に拘わらずレンズ32の中心軸L1は、第1、第2端面壁1202、1204の中心を通り、かつ、第1、第2端面壁1202、1204に対して直交した状態を保持している。
したがって、電圧Eを調整することにより界面28の曲率を変えてレンズ32の焦点距離を可変できる(レンズ32のパワーを可変できる)。
Next, when a voltage E1> 0V is applied between the first electrode 18 and the second electrode 20 from the power supply 30, that is, when the same voltage E1 is applied to each divided body 22, Due to the electrocapillary phenomenon, the wettability of the first liquid 14 with respect to the water repellent film 26 is increased (the contact angle is reduced), and the first liquid 14 is in contact with the water repellent film 26 as shown in FIG. The angle θ to be formed is an angle θ1 larger than θ0, and in the side wall 1206 (water repellent film 26), compared to the case where no voltage is applied to the first electrode 18 and the second electrode 20, The first liquid 14 enters the second liquid 16 more greatly along the side wall 1206. Therefore, the inclination of the curved curved surface (spherical surface) of the interface 28 is reduced.
The slope of the curved curved surface (spherical surface) of the interface 28 decreases as the voltage E increases. The center axis L1 of the lens 32 passes through the centers of the first and second end face walls 1202 and 1204 and is orthogonal to the first and second end face walls 1202 and 1204 regardless of the increase or decrease of the voltage E. Holding.
Therefore, the focal length of the lens 32 can be varied by changing the curvature of the interface 28 by adjusting the voltage E (the power of the lens 32 can be varied).

次に、第2の電極20の各分割体22に分割体22が並べられた方向に沿って値が次第に変化する電圧を印加する場合、言い換えると、第1の液体14が第2の電極20に臨む箇所に側面壁1206の周方向に沿って電圧の勾配を与えた場合の動作について説明する。
説明の都合上、図2において、各分割体22に符号22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G、22Hを付して説明する。
なお、分割体22Aから側壁壁1206の周方向に沿って反時計回りに分割体22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G、22Hがこの順番で位置し、かつ、X軸の両端に分割体22A、22Eが位置し、Y軸の両端に分割体22C、22Gが位置している。
Next, when applying a voltage whose value gradually changes along the direction in which the divided bodies 22 are arranged in each divided body 22 of the second electrode 20, in other words, the first liquid 14 is applied to the second electrode 20. The operation when a voltage gradient is given along the circumferential direction of the side wall 1206 at the location facing the above will be described.
For convenience of explanation, in FIG. 2, each divided body 22 will be described with reference numerals 22A, 22B, 22C, 22D, 22E, 22F, 22G, and 22H.
In addition, the division bodies 22A, 22B, 22C, 22D, 22E, 22F, 22G, and 22H are positioned in this order counterclockwise from the division body 22A along the circumferential direction of the side wall 1206, and at both ends of the X axis. The divided bodies 22A and 22E are located, and the divided bodies 22C and 22G are located at both ends of the Y axis.

図6は各分割体22に印加する電圧Eの大きさを示す図である。
図6に示すように、電源30から分割体22A、22B、22C、22D、22E、22F、22G、22Hに印加する電圧を、それぞれ電圧E1、E2、E3、E4、E5、E4、E3、E2とする。
そして、電源30によって各分割体22に印加する電圧の大きさをE1<E2<E3<E4<E5とすることで、各分割体22A乃至22Hにそれら分割体22A乃至22Hが並べられた方向に沿って値が次第に変化する電圧を印加する。すなわち、各分割体22に印加する電圧がX軸に沿って徐々に増加(減少)するような電圧の勾配をつけるとともに、X軸を挟んで対称となる位置の分割体22には同一の電圧を印加する。
すると、各分割体22A乃至22Hに臨む第1の液体14部分に作用する電界(静電気力)の大きさにも電圧の大きさに応じた勾配が生じる。
そのため、各分割体22A乃至22Hに臨む第1の液体14部分の撥水膜26に対する接触角にもそれぞれ勾配が生じ、各分割体22A乃至22Hに臨む第2の液体16部分に対して第1の液体14が進入する大きさにもそれぞれ勾配が生じる。
これにより、図5に破線で示すように界面28の曲面が変形することになる。
すなわち、各分割体22A乃至22Hに対して電圧勾配を与えることにより界面28の曲面が変形し、これにより界面28の曲面の先端が最も低い電圧E1が印加された分割体22A寄りに変位する。
この結果、レンズ32の中心軸L2は、上記中心軸L1と交差する方向に傾き、第1、第2端面壁1202、1204に対して傾斜した状態となり、言い換えると、レンズ32があおられた状態(傾けられた状態)となる。すなわち、界面28の形状の変形は、その界面形状の中心軸が傾動するようになされる。
つまり、各分割体22A乃至22Hに印加する電圧を調整することにより、光学素子10で構成されるレンズ32の中心軸の傾きを調整することができるのである。
FIG. 6 is a diagram showing the magnitude of the voltage E applied to each divided body 22.
As shown in FIG. 6, voltages applied from the power source 30 to the divided bodies 22A, 22B, 22C, 22D, 22E, 22F, 22G, and 22H are voltages E1, E2, E3, E4, E5, E4, E3, and E2, respectively. And
And the magnitude | size of the voltage applied to each division | segmentation body 22 by the power supply 30 is set to E1 <E2 <E3 <E4 <E5, By the direction in which these division | segmentation bodies 22A thru | or 22H were arranged in each division body 22A thru | or 22H. A voltage whose value gradually changes along is applied. That is, the voltage applied to each divided body 22 has a voltage gradient that gradually increases (decreases) along the X axis, and the divided bodies 22 at positions symmetrical with respect to the X axis have the same voltage. Apply.
Then, a gradient corresponding to the magnitude of the voltage is generated in the magnitude of the electric field (electrostatic force) acting on the first liquid 14 portion facing each of the divided bodies 22A to 22H.
Therefore, a gradient also occurs in the contact angle of the first liquid 14 portion facing each divided body 22A to 22H with respect to the water-repellent film 26, and the first liquid 16 portion facing each divided body 22A to 22H is the first. Each of the sizes of the liquids 14 enters also has a gradient.
As a result, the curved surface of the interface 28 is deformed as indicated by a broken line in FIG.
That is, by applying a voltage gradient to each of the divided bodies 22A to 22H, the curved surface of the interface 28 is deformed, whereby the tip of the curved surface of the interface 28 is displaced closer to the divided body 22A to which the lowest voltage E1 is applied.
As a result, the central axis L2 of the lens 32 is inclined in a direction intersecting the central axis L1, and is inclined with respect to the first and second end face walls 1202 and 1204. In other words, the lens 32 is covered. (Tilted state). That is, the shape of the interface 28 is deformed so that the center axis of the interface shape tilts.
That is, the inclination of the central axis of the lens 32 constituted by the optical element 10 can be adjusted by adjusting the voltage applied to each of the divided bodies 22A to 22H.

次に、上述した光学素子10を適用した撮像装置40について説明する。
図7は撮像装置40の構成を示すブロック図である。
撮像装置40はデジタルスチルカメラであり、外装を構成するケース42を有し、ケース42には、撮影光学系44が組み込まれた鏡筒46が設けられ、鏡筒46の後端には撮影光学系44によって導かれた被写体像を撮像する撮像素子48などが収容されている。
鏡筒46には本発明に係る光学素子10が設けられ、撮影光学系44で導かれた被写体像が光学素子10を介して撮像素子48に結像されるように構成されている。
ケース42には画像などを表示する液晶表示パネルなどからなるディスプレイ49が設けられている。
撮像装置40には、映像信号増幅部50、映像信号処理部52、映像信号記録再生部54、制御部56、モニタドライバ58、内部メモリ60、メモリカード用インターフェース62、メモリカード用スロット64、外部入出力インターフェース66、外部入出力端子68、操作パネル部70、手振れ検出部72、手振れ信号処理部74、デバイス駆動部76などが設けられている。
Next, the imaging device 40 to which the above-described optical element 10 is applied will be described.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging device 40.
The imaging device 40 is a digital still camera, and has a case 42 that constitutes an exterior. The case 42 is provided with a lens barrel 46 in which a photographing optical system 44 is incorporated. An image sensor 48 that captures a subject image guided by the system 44 is accommodated.
The lens barrel 46 is provided with the optical element 10 according to the present invention, and a subject image guided by the photographing optical system 44 is formed on the image sensor 48 through the optical element 10.
The case 42 is provided with a display 49 including a liquid crystal display panel for displaying an image or the like.
The imaging device 40 includes a video signal amplification unit 50, a video signal processing unit 52, a video signal recording / playback unit 54, a control unit 56, a monitor driver 58, an internal memory 60, a memory card interface 62, a memory card slot 64, an external An input / output interface 66, an external input / output terminal 68, an operation panel unit 70, a camera shake detection unit 72, a camera shake signal processing unit 74, a device driving unit 76, and the like are provided.

撮像素子48で生成された撮像信号は映像増幅部50で増幅され、映像信号処理部52によって所定の信号処理がなされ映像信号として映像信号記録再生部54に供給される。
映像信号記録再生部54は、映像信号処理部52から供給された映像信号を制御部56の制御にしたがってインターフェース62を介してメモリスロット64に装着された記録媒体としてのメモリカード78に記録する。
また、映像信号記録再生部54は、映像信号処理部52から供給された映像信号、あるいは、インターフェース62を介してメモリカード78から供給される映像信号を、モニタドライバ58を介してディスプレイ49に供給して画像の表示を行わせる。
制御部56は、操作パネル部70に設けられたシャッタボタンや各種操作スイッチの操作に基づいて、映像信号記録再生部54の制御を行う。
内部メモリ60は、映像信号記録再生部54の動作のために必要なメモリエリアを提供する。
外部入出力インターフェース66は、外部入出力端子68に接続された外部の電子機器と映像信号記録再生部54との間で映像信号の授受を司る。
The imaging signal generated by the imaging device 48 is amplified by the video amplification unit 50, subjected to predetermined signal processing by the video signal processing unit 52, and supplied as a video signal to the video signal recording / reproducing unit 54.
The video signal recording / reproducing unit 54 records the video signal supplied from the video signal processing unit 52 in a memory card 78 as a recording medium mounted in the memory slot 64 via the interface 62 under the control of the control unit 56.
The video signal recording / reproducing unit 54 supplies the video signal supplied from the video signal processing unit 52 or the video signal supplied from the memory card 78 via the interface 62 to the display 49 via the monitor driver 58. To display the image.
The control unit 56 controls the video signal recording / reproducing unit 54 based on operations of a shutter button and various operation switches provided on the operation panel unit 70.
The internal memory 60 provides a memory area necessary for the operation of the video signal recording / reproducing unit 54.
The external input / output interface 66 controls transmission / reception of a video signal between an external electronic device connected to the external input / output terminal 68 and the video signal recording / reproducing unit 54.

手振れ検出部72は、撮像装置40に加わった加速度、あるいは、振動などに基づいて手振れを検出するものであり、手振れの大きさに応じた手振れ検出信号を出力する。
手振れ検出部72としては、例えば、ジャイロセンサなど従来公知の様々なセンサを採用可能である。
手振れ信号処理部74は、手振れ検出部72から供給されるアナログ信号としての第1の手振れ検出信号を処理し、手振れの方向や手振れの大きさなどを示すデジタル信号としての第2の手振れ検出信号を生成して制御部56に供給する。
制御部56は、手振れ信号処理部74から供給された第2の手振れ補正信号に基づいて手振れ補正信号を生成しデバイス駆動部76に与える。
デバイス駆動部76は、前述した光学素子10の電源30を含んで構成され、制御部56から供給される手振れ補正信号に基づいて電源30を制御し、各分割体22に対して電圧を供給するように構成されている。
なお、光学素子10は、各分割体22に同一の電圧が印加されている状態で、レンズ32の中心軸L1が撮影光学系44の光軸と合致するように配置されている。
The camera shake detection unit 72 detects camera shake based on acceleration or vibration applied to the imaging device 40, and outputs a camera shake detection signal corresponding to the magnitude of the camera shake.
As the camera shake detection unit 72, for example, various conventionally known sensors such as a gyro sensor can be used.
The camera shake signal processing unit 74 processes the first camera shake detection signal as an analog signal supplied from the camera shake detection unit 72, and the second camera shake detection signal as a digital signal indicating the direction of camera shake, the size of the camera shake, and the like. Is generated and supplied to the control unit 56.
The control unit 56 generates a camera shake correction signal based on the second camera shake correction signal supplied from the camera shake signal processing unit 74 and supplies the camera shake correction signal to the device driving unit 76.
The device driving unit 76 includes the power source 30 of the optical element 10 described above, and controls the power source 30 based on a camera shake correction signal supplied from the control unit 56 to supply a voltage to each divided body 22. It is configured as follows.
The optical element 10 is arranged so that the central axis L1 of the lens 32 coincides with the optical axis of the photographing optical system 44 in the state where the same voltage is applied to each divided body 22.

次に、撮像装置40における光学素子10を用いた手振れ補正(像振れ補正)の動作について説明する。
図8はレンズ32による像振れ補正の説明図であり、(A)は像振れの補正がなされていない状態を示し、(B)は像振れの補正がなされている状態を示す。
ユーザーが撮像装置40を把持して撮影を行っているものとする。
その際、手振れ信号検出部72によって手振れが検出され、手振れ信号処理部74から制御部56に第2の手振れ信号が供給されている。
制御部56は、第2の手振れ信号に基づいて生成した手振れ補正信号をデバイス駆動部76に与える。
これにより、デバイス駆動部76は、前記検出された手振れの大きさと方向に対応してレンズ32の中心軸が傾くように、言い換えると、前記手振れによって撮像素子48上に生じる像振れを解消するために必要な大きさと角度でレンズ32の中心軸が傾くように電源30を制御して各分割体22に対して電圧を供給する。
したがって、手振れが検出されていない状態では、図8(A)に示すように、光学素子10は、レンズ32の中心軸L1が撮影光学系44の光軸と合致した状態となっている。そのため、被写体からの光2はレンズ32の中心軸L1に沿って撮像素子48上に収束され結像される。
一方、手振れが検出されると、図8(B)に示すように、光学素子10は、レンズ32の中心軸L2が手振れによる像振れを解消するために必要な方向と角度で傾けられる。
そのため、被写体からの光2は傾けられたレンズ32の中心軸L2に沿って撮像素子48上に収束され結像される。
Next, an operation of camera shake correction (image shake correction) using the optical element 10 in the imaging device 40 will be described.
8A and 8B are explanatory diagrams of image blur correction by the lens 32. FIG. 8A shows a state where the image blur is not corrected, and FIG. 8B shows a state where the image blur is corrected.
It is assumed that the user is holding the imaging device 40 and shooting.
At that time, the camera shake signal detection unit 72 detects the camera shake, and the camera shake signal processing unit 74 supplies the second camera shake signal to the control unit 56.
The control unit 56 provides the device driving unit 76 with the camera shake correction signal generated based on the second camera shake signal.
As a result, the device driving unit 76 cancels image blur that occurs on the image sensor 48 due to the camera shake so that the central axis of the lens 32 is inclined in accordance with the detected magnitude and direction of the camera shake. The power supply 30 is controlled so that the central axis of the lens 32 is tilted at the required size and angle, and a voltage is supplied to each divided body 22.
Therefore, in a state in which no camera shake is detected, the optical element 10 is in a state where the central axis L1 of the lens 32 matches the optical axis of the imaging optical system 44 as shown in FIG. Therefore, the light 2 from the subject converges on the image sensor 48 along the central axis L1 of the lens 32 and forms an image.
On the other hand, when camera shake is detected, as shown in FIG. 8B, the optical element 10 is tilted at a direction and an angle necessary for the center axis L2 of the lens 32 to eliminate image shake due to camera shake.
Therefore, the light 2 from the subject is converged and imaged on the image sensor 48 along the center axis L2 of the tilted lens 32.

本実施の形態によれば、光学素子10の第2の電極20を容器12の側面壁1206の周方向に沿って切り離された複数の分割体22で構成することにより、それら分割体22が並べられた方向に沿って値が次第に変化する電圧を印加することで(第1の液体14が第2の電極20に臨む箇所に側面壁1206の周方向に沿って電圧の勾配を与えることで)、第1の液体14と第2の液体16の間に形成される界面28の形状を変化させることによりレンズ32の中心軸を傾けることができる。
すなわち、従来の光学素子は、撮影光学系の光軸に垂直な平面に沿ってレンズを移動させるものであったのに対して、本発明の光学素子10は、VAP(バリアブルアンングルプリズム)方式やアクティブプリズム方式と同様、撮影光学系の光軸に対してレンズ32の光軸を傾けている点が異なっている。
したがって、従来の光学素子に比較して、レンズ32をその光軸を傾けるだけで済むため、撮影光学系の光軸と直交する方向における光学素子10の寸法を縮小することができ、光学素子10の小型化、ひいては、レンズ鏡筒や撮像装置の小型化を図る上で有利となる。
According to the present embodiment, the second electrode 20 of the optical element 10 is configured by the plurality of divided bodies 22 cut along the circumferential direction of the side wall 1206 of the container 12, so that the divided bodies 22 are arranged. By applying a voltage whose value gradually changes along the determined direction (by applying a voltage gradient along the circumferential direction of the side wall 1206 to the location where the first liquid 14 faces the second electrode 20) The central axis of the lens 32 can be tilted by changing the shape of the interface 28 formed between the first liquid 14 and the second liquid 16.
That is, the conventional optical element moves the lens along a plane perpendicular to the optical axis of the photographing optical system, whereas the optical element 10 of the present invention has a VAP (variable angle prism) system. As in the case of the active prism method, the optical axis of the lens 32 is inclined with respect to the optical axis of the photographing optical system.
Therefore, as compared with the conventional optical element, it is only necessary to incline the optical axis of the lens 32. Therefore, the dimension of the optical element 10 in the direction orthogonal to the optical axis of the photographing optical system can be reduced. This is advantageous in reducing the size of the lens barrel and the size of the lens barrel and the imaging device.

なお、本実施の形態では、絶縁膜24を覆うように撥水膜26を設けたが、絶縁膜24が、第2の液体16に対する濡れ性が第1の液体14に対する濡れ性よりも高い性質を有していれば、絶縁膜24と撥水膜26を兼用することができる。
また、本実施の形態では、第2の電極20が8個の分割体22で構成されている場合について説明したが、分割体22の数は複数であればよく、限定されない。
ただし、分割体22の数を多くするとともに、隣り合う分割体22における電圧の差を小さくするほど、界面28の曲面の変化をなだらかにすることができ、したがって、レンズ32によって収束される被写体像に生じるひずみを抑制する上で有利となる。
In this embodiment, the water-repellent film 26 is provided so as to cover the insulating film 24, but the insulating film 24 has a property that the wettability with respect to the second liquid 16 is higher than the wettability with respect to the first liquid 14. The insulating film 24 and the water repellent film 26 can be used together.
In the present embodiment, the case where the second electrode 20 is configured by eight divided bodies 22 has been described. However, the number of the divided bodies 22 may be plural, and is not limited.
However, as the number of the divided bodies 22 is increased and the difference in voltage between the adjacent divided bodies 22 is reduced, the change in the curved surface of the interface 28 can be made smoother. This is advantageous in suppressing the distortion generated in the film.

また、手振れが水平方向に生じているにも拘わらず、レンズ32による像振れの補正が水平方向成分に加えて斜め方向の成分を含んでいる場合、あるいは、手振れが鉛直方向のみに生じているにも拘わらず、レンズ32による像振れの補正が鉛直方向成分に加えて斜め方向の成分を含んでいる場合には、補正後の画像に斜め方向の像振れが生じることになる。このような画像は、人間が見たときにその像振れが目立ちやすいことが知られている。
したがって、手振れが水平方向のみあるいは鉛直方向のみに生じた場合には、レンズ32による像振れの補正が斜め方向の成分を含まないようにすることが好ましい。
そのため、分割体22を4の倍数の数(4、8、16、……)だけ設けるとともに、撮像装置40の撮影光学系を被写体に向けている状態で光学素子10の水平方向(X軸方向)と、鉛直方向(Y軸方向)のそれぞれに対して分割体22が対称となるように配置させると、手振れが水平方向のみあるいは鉛直方向のみに生じた場合には、レンズ32による像振れの補正が斜め方向の成分を含まないようにすることができ、補正後の画像の品質を確保する上で有利となり好ましい。
In addition, although the camera shake is generated in the horizontal direction, the correction of the image shake by the lens 32 includes an oblique component in addition to the horizontal component, or the camera shake is generated only in the vertical direction. Nevertheless, when the image blur correction by the lens 32 includes an oblique component in addition to the vertical component, an oblique image blur occurs in the corrected image. Such an image is known to have a noticeable image blur when viewed by a human.
Therefore, when camera shake occurs only in the horizontal direction or only in the vertical direction, it is preferable that correction of image blur by the lens 32 does not include an oblique component.
Therefore, the number of divided bodies 22 is a number that is a multiple of 4 (4, 8, 16,...), And the horizontal direction (X-axis direction) of the optical element 10 with the imaging optical system of the imaging device 40 facing the subject. ) And the vertical direction (Y-axis direction) are arranged so that the divided body 22 is symmetric, and when the camera shake occurs only in the horizontal direction or only in the vertical direction, the image shake caused by the lens 32 is reduced. The correction can be made not to include a component in an oblique direction, which is advantageous and preferable in securing the quality of the image after correction.

また、本実施の形態では、第1の電極18は、第1端面壁1202上に円環状に形成され中央に開口1802が形成されているが、第1の電極18は第1の液体14に常時接触していればよい。例えば、第1の電極18が透過可能なITO膜などからなり第1端面壁1202の全域にわたって円板状に形成されていてもよいし、あるいは、第1の電極18が第1端面壁1202を貫通して第1の液体14に接触する棒状あるいは針状に形成されていてもよい。
しかしながら、本実施の形態のように第1の電極18に開口1802を形成すると、その開口1802の部分における光の透過度を確保する上で有利となる。
また、本実施の形態では、第2の電極20は、容器12の厚さ方向における側面壁1206のほぼ全域にわたって形成されているが、第2の電極20は第1の液体14に対して電界を与えることができればよく、したがって、第2の電極20は少なくとも容器12の厚さ方向において第2の液体16が移動する側面壁1206の部分にわたって延在していればよい。
In the present embodiment, the first electrode 18 is formed in an annular shape on the first end face wall 1202 and has an opening 1802 in the center. However, the first electrode 18 is formed in the first liquid 14. It only needs to be in constant contact. For example, the first electrode 18 may be formed of a transparent ITO film or the like and may be formed in a disk shape over the entire first end wall 1202, or the first electrode 18 may be formed on the first end wall 1202. It may be formed in a rod shape or a needle shape that penetrates and contacts the first liquid 14.
However, when the opening 1802 is formed in the first electrode 18 as in the present embodiment, it is advantageous to ensure the light transmittance in the portion of the opening 1802.
In the present embodiment, the second electrode 20 is formed over substantially the entire side wall 1206 in the thickness direction of the container 12, but the second electrode 20 has an electric field with respect to the first liquid 14. Therefore, the second electrode 20 only needs to extend over at least a portion of the side wall 1206 in which the second liquid 16 moves in the thickness direction of the container 12.

(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは、第1の実施の形態では第1の電極18が単一であり、第2の電極20が複数の分割体22で構成されていたのに対して、第2の実施の形態では第1の電極18が複数の分割体19で構成され、第2の電極20が単一である点であり、その他の点は第1の実施の形態と同様である。
図9は第2の実施の形態の光学素子10の構成を示す断面図、図10は第2の実施の形態における第2の電極20の平面図である。以下では第1の実施の形態と同様の部分、部材には同一の符号を付して説明する。
図9に示すように、第2の電極20は、側面壁1206の周方向に沿って延在して設けられ単一に形成されるとともに、容器12の厚さ方向における側面壁1206のほぼ全域にわたって延在している。
第1の電極18は、少なくともその一部が第1の液体14に接触するように容器12の内部に臨ませて形成され、第1の端面壁1202の外周に周方向に沿って円環状に延在形成され内側に開口1802が形成されている。
そして、第1の電極18は、周方向に沿って切り離された複数の分割体19で構成され、各分割体19は同一形状を呈している。
第2の実施の形態では、各分割体19は8個設けられ、周方向に延在する延在長さが同一となるように形成されている。
そして、第1、第2端面壁1202、1204と直交し、第1、第2端面壁1202、1204の中心を通る中心軸と直交する平面上で前記中心軸を通り互いに直交するX軸とY軸を想定した場合、各分割体19はX軸に対して線対称となるように配置されるとともに、Y軸に対して線対称となるように配置されている。
なお、電源30は、各分割体19に対して異なる値の電圧を印加できるように構成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the first electrode 18 is single and the second electrode 20 is composed of a plurality of divided bodies 22 in the first embodiment. In contrast to this, in the second embodiment, the first electrode 18 is composed of a plurality of divided bodies 19 and the second electrode 20 is single, and the other points are the first. This is the same as the embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the optical element 10 of the second embodiment, and FIG. 10 is a plan view of the second electrode 20 in the second embodiment. In the following description, the same parts and members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
As shown in FIG. 9, the second electrode 20 is provided so as to extend along the circumferential direction of the side wall 1206 and is formed as a single unit, and substantially the entire side wall 1206 in the thickness direction of the container 12. Extending over.
The first electrode 18 is formed so as to face the inside of the container 12 so that at least a part thereof is in contact with the first liquid 14, and has an annular shape along the circumferential direction on the outer periphery of the first end face wall 1202. An opening 1802 is formed on the inside.
And the 1st electrode 18 is comprised by the some division body 19 cut | disconnected along the circumferential direction, and each division body 19 is exhibiting the same shape.
In the second embodiment, each of the divided bodies 19 is provided with eight pieces, and the extending lengths extending in the circumferential direction are the same.
An X axis and a Y axis perpendicular to the first and second end face walls 1202 and 1204 and perpendicular to each other through the central axis on a plane perpendicular to the central axis passing through the centers of the first and second end face walls 1202 and 1204. When an axis is assumed, each divided body 19 is arranged so as to be line symmetric with respect to the X axis, and is arranged so as to be line symmetric with respect to the Y axis.
The power supply 30 is configured to be able to apply different values of voltage to each divided body 19.

光学素子10の動作について説明すると、第1の実施の形態と同様に、電源30から第1の電極18、第2の電極20に電圧が印加されない状態(E=0V)では、第1、第2の液体14、16の界面28の形状は、図5に実線で示すように、第1、第2の液体14、16の表面張力、撥水膜26上の界面張力のバランスによって決定され、第1の液体14から第2の液体16に向かって凸状の曲面をなしており、レンズ32の中心軸(レンズ32の光軸)L1、言い換えると界面28の形状の中心を通る中心軸は、第1、第2端面壁1202、1204の中心を通り、かつ、第1、第2端面壁1202、1204に対して直交している。   The operation of the optical element 10 will be described. As in the first embodiment, in the state where no voltage is applied from the power supply 30 to the first electrode 18 and the second electrode 20 (E = 0V), the first and second The shape of the interface 28 between the two liquids 14 and 16 is determined by the balance between the surface tension of the first and second liquids 14 and 16 and the interfacial tension on the water repellent film 26, as shown by the solid line in FIG. A convex curved surface is formed from the first liquid 14 toward the second liquid 16, and the central axis of the lens 32 (the optical axis of the lens 32) L1, in other words, the central axis passing through the center of the shape of the interface 28 is The first and second end face walls 1202 and 1204 pass through the center and are orthogonal to the first and second end face walls 1202 and 1204.

次に、電源30から第1の電極18と第2の電極20との間に電圧E1>0Vが印加され、各分割体19に対して同一の電圧E1が印加されると、第1の実施の形態と同様に、電気毛管現象により、界面28の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜が小さくなる。
界面28の凸状の曲面(球面)の湾曲の傾斜は、電圧Eが増大するにつれて小さくなる。なお、電圧Eの増減に拘わらずレンズ32の中心軸L1は、第1、第2端面壁1202、1204の中心を通り、かつ、第1、第2端面壁1202、1204に対して直交した状態を保持している。
したがって、電圧Eを調整することにより界面28の曲率を変えてレンズ32の焦点距離を可変できる(レンズ32のパワーを可変できる)。
Next, when the voltage E1> 0 V is applied between the first electrode 18 and the second electrode 20 from the power supply 30, and the same voltage E1 is applied to each divided body 19, the first implementation is performed. Similarly to the embodiment, the slope of the curved curved surface (spherical surface) of the interface 28 is reduced by the electrocapillary phenomenon.
The slope of the curved curved surface (spherical surface) of the interface 28 decreases as the voltage E increases. The center axis L1 of the lens 32 passes through the centers of the first and second end face walls 1202 and 1204 and is orthogonal to the first and second end face walls 1202 and 1204 regardless of the increase or decrease of the voltage E. Holding.
Therefore, the focal length of the lens 32 can be varied by changing the curvature of the interface 28 by adjusting the voltage E (the power of the lens 32 can be varied).

次に、第1の電極18の各分割体19に印加する電圧に分割体19が並べられた方向に沿って値が次第に変化する電圧を印加する場合、言い換えると、各分割体19に印加する電圧に勾配をつけた場合の動作について説明する。
説明の都合上、図9、図10において、各分割体19に符号19A、19B、19C、19D、19E、19F、19G、19Hを付して説明する。
なお、分割体19Aから側壁壁1206の周方向に沿って反時計回りに分割体19A、19B、19C、19D、19E、19F、19G、19Hがこの順番で位置し、かつ、X軸の両端に分割体19A、19Eが位置し、Y軸の両端に分割体19C、19Gが位置している。
Next, when a voltage whose value gradually changes along the direction in which the divided bodies 19 are arranged is applied to the voltage applied to each divided body 19 of the first electrode 18, in other words, applied to each divided body 19. The operation when a gradient is applied to the voltage will be described.
For convenience of explanation, in FIGS. 9 and 10, each divided body 19 will be described with reference numerals 19A, 19B, 19C, 19D, 19E, 19F, 19G, and 19H.
The divided bodies 19A, 19B, 19C, 19D, 19E, 19F, 19G, and 19H are positioned in this order counterclockwise from the divided body 19A along the circumferential direction of the side wall 1206, and at both ends of the X axis. The divided bodies 19A and 19E are located, and the divided bodies 19C and 19G are located at both ends of the Y axis.

図11は各分割体19に印加する電圧Eの大きさを示す図である。
図11に示すように、電源30から分割体19A、19B、19C、19D、19E、19F、19G、19Hに印加する電圧を、それぞれ電圧E1、E2、E3、E4、E5、E4、E3、E2とする。
そして、電源30によって各分割体19に印加する電圧の大きさをE1<E2<E3<E4<E5とすることで、各分割体19A乃至19Hにそれら分割体19A乃至19Hが並べられた方向に沿って値が次第に変化する電圧を印加する。言い換えると、第1の液体14が第1の電極18に臨む箇所に第1の端面壁1202の周方向に沿って電圧の勾配を与える。
すなわち、各分割体19に印加する電圧がX軸に沿って徐々に増加(減少)するような勾配をつけるとともに、X軸を挟んで対称となる位置の分割体19には同一の電圧を印加する。
すると、各分割体19A乃至19Hに臨む第1の液体14部分に作用する電界(静電気力)の大きさにも電圧の大きさに応じた勾配が生じる。
そのため、各分割体19A乃至19Hに臨む第1の液体14部分の撥水膜26に対する接触角にもそれぞれ勾配が生じ、各分割体19A乃至19Hに臨む第2の液体16部分に対して第1の液体14が進入する大きさにもそれぞれ勾配が生じる。
これにより、第1の実施の形態と同様に、界面28の曲面が変形することになる。
すなわち、各分割体19A乃至19Hに対して電圧勾配を与えることにより界面28の曲面が変形し、これにより界面28の曲面の先端が最も低い電圧E1が印加された分割体19A寄りに変位する。
この結果、レンズ32の中心軸L2は、上記中心軸L1と交差する方向に傾き、第1、第2端面壁1202、1204に対して傾斜した状態となり、言い換えると、レンズ32があおられた状態(傾けられた状態)となる。すなわち、界面28の形状の変形は、その界面形状の中心軸が傾動するようになされる。
つまり、各分割体19A乃至19Hに印加する電圧を調整することにより、光学素子10で構成されるレンズ32の中心軸の傾きを調整することができるのである。
FIG. 11 is a diagram showing the magnitude of the voltage E applied to each divided body 19.
As shown in FIG. 11, voltages applied from the power source 30 to the divided bodies 19A, 19B, 19C, 19D, 19E, 19F, 19G, and 19H are voltages E1, E2, E3, E4, E5, E4, E3, and E2, respectively. And
And the magnitude | size of the voltage applied to each division | segmentation body 19 with the power supply 30 is set to E1 <E2 <E3 <E4 <E5, By the direction in which these division | segmentation body 19A thru | or 19H were arranged in each division body 19A thru | or 19H. A voltage whose value gradually changes along is applied. In other words, a voltage gradient is applied along the circumferential direction of the first end face wall 1202 at the location where the first liquid 14 faces the first electrode 18.
That is, a gradient is applied so that the voltage applied to each divided body 19 gradually increases (decreases) along the X axis, and the same voltage is applied to the divided bodies 19 at positions symmetrical with respect to the X axis. To do.
Then, a gradient corresponding to the magnitude of the voltage also occurs in the magnitude of the electric field (electrostatic force) acting on the first liquid 14 portion facing each of the divided bodies 19A to 19H.
Therefore, a gradient is also generated in the contact angle of the first liquid 14 portion facing each divided body 19A to 19H with respect to the water repellent film 26, and the first liquid 16 portion facing each divided body 19A to 19H is first. Each of the sizes of the liquids 14 enters also has a gradient.
As a result, the curved surface of the interface 28 is deformed as in the first embodiment.
That is, by applying a voltage gradient to each of the divided bodies 19A to 19H, the curved surface of the interface 28 is deformed, whereby the tip of the curved surface of the interface 28 is displaced closer to the divided body 19A to which the lowest voltage E1 is applied.
As a result, the central axis L2 of the lens 32 is inclined in a direction intersecting the central axis L1, and is inclined with respect to the first and second end face walls 1202 and 1204. In other words, the lens 32 is covered. (Tilted state). That is, the shape of the interface 28 is deformed so that the center axis of the interface shape tilts.
That is, the inclination of the central axis of the lens 32 formed by the optical element 10 can be adjusted by adjusting the voltage applied to each of the divided bodies 19A to 19H.

このような第2の実施の形態によっても第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
なお、第2の実施の形態では、各分割体19が円環形状を周方向に沿って切り離されてそれぞれ同一形状を呈している場合について説明したが、各分割体19の形状はこれに限定されるものではなく、分割体19に臨む第1の液体14の部分に電圧を印加することができればよく、例えば、分割体19は、円形をその中心を通る放射線で分割した同一形状を呈するものであってもよい。
また、第2の実施の形態において、第2の電極20を単一に形成せず、第1の実施の形態と同様に複数の分割体22で構成し、例えば、第1の電極18の分割体19と第2の電極20の分割体22とを同数とし、かつ、各分割体19、22がそれぞれ周方向において同一の位置となるように構成し、各分割体19、22に印加する電圧を調整することにより、光学素子10で構成されるレンズ32の中心軸の傾きを調整してもよいことは無論である。
The same effects as those of the first embodiment can also be achieved by such a second embodiment.
In the second embodiment, the case has been described in which each divided body 19 has an annular shape separated along the circumferential direction and has the same shape. However, the shape of each divided body 19 is limited to this. What is necessary is just to be able to apply a voltage to the part of the first liquid 14 that faces the divided body 19. For example, the divided body 19 exhibits the same shape obtained by dividing a circle with radiation passing through the center thereof. It may be.
Further, in the second embodiment, the second electrode 20 is not formed in a single unit, but is configured by a plurality of divided bodies 22 as in the first embodiment. For example, the first electrode 18 is divided. The number of the bodies 19 and the divided bodies 22 of the second electrode 20 are the same, and the divided bodies 19 and 22 are configured to be at the same position in the circumferential direction. Of course, it is possible to adjust the inclination of the central axis of the lens 32 constituted by the optical element 10 by adjusting.

また、実施の形態では、第1の液体14と第2の液体16の界面28は、第1の液体14に対する電圧印加の有無に拘わらず、第1の液体14から第2の液体16に向かって凸状の曲面形状が維持されており、したがって、光学素子10によって形成されるレンズ32が光を収束するパワーを持ったレンズ、すなわち、凸レンズである場合について説明した。
しかしながら、第1の液体14と第2の液体16の界面28が第1の液体14に対する電圧印加の有無に拘わらず、第2の液体16から第1の液体14に向かって凸状の曲面形状が維持され、したがって、光学素子10によって形成されるレンズ32が光を発散するパワーを持ったレンズ、すなわち、凹レンズであっても、手振れによる像振れの補正を行うことができる。
図12は凹レンズによる像振れの補正の説明図であり、(A)は凹レンズの中心軸と撮影光学系44の光軸とが一致している状態を示し、(B)は凹レンズの中心軸が撮影光学系44の光軸と直交する面内で所定方向に移動した状態を示している。
すなわち、撮影光学系44は、2つのレンズ44A、44Bからなり、その2つのレンズ44A、44Bの間に、レンズ32が配置され、被写体からの光2は、レンズ44A、レンズ32、レンズ44Bを通過することにより、撮像素子48上に収束され結像される。
ここで、レンズ32の中心軸を撮影光学系44の光軸と直交する面内で所定方向に移動すると、撮像素子48上に結像される被写体像の位置が前記所定方向とは反対方向に移動する。
このように光学素子10によって形成されるレンズ32が凹レンズであっても像振れ補正が可能となる。そして、レンズ32が凹レンズである場合において、第1、第2の実施の形態と同様の構成によって、レンズ32の中心軸を撮影光学系44の光軸に対して傾けるようにしても、第1、第2の実施の形態と同様に像振れ補正が可能である。
In the embodiment, the interface 28 between the first liquid 14 and the second liquid 16 is directed from the first liquid 14 to the second liquid 16 regardless of whether a voltage is applied to the first liquid 14. Therefore, the case where the lens 32 formed by the optical element 10 is a lens having a power for converging light, that is, a convex lens has been described.
However, the interface 28 between the first liquid 14 and the second liquid 16 has a convex curved surface shape from the second liquid 16 toward the first liquid 14 regardless of whether or not a voltage is applied to the first liquid 14. Therefore, even if the lens 32 formed by the optical element 10 has a power to diverge light, that is, a concave lens, image blur due to camera shake can be corrected.
12A and 12B are explanatory diagrams of image blur correction by the concave lens. FIG. 12A shows a state where the central axis of the concave lens and the optical axis of the photographing optical system 44 coincide with each other, and FIG. A state in which the photographing optical system 44 is moved in a predetermined direction within a plane orthogonal to the optical axis is shown.
That is, the photographing optical system 44 includes two lenses 44A and 44B, and the lens 32 is disposed between the two lenses 44A and 44B. Light 2 from the subject passes through the lens 44A, the lens 32, and the lens 44B. By passing, the light is converged and imaged on the image sensor 48.
Here, when the central axis of the lens 32 is moved in a predetermined direction within a plane orthogonal to the optical axis of the imaging optical system 44, the position of the subject image formed on the image sensor 48 is in a direction opposite to the predetermined direction. Moving.
Thus, even if the lens 32 formed by the optical element 10 is a concave lens, image blur correction can be performed. When the lens 32 is a concave lens, the first axis may be inclined by tilting the central axis of the lens 32 with respect to the optical axis of the photographing optical system 44 by the same configuration as the first and second embodiments. Image blur correction can be performed in the same manner as in the second embodiment.

なお、本実施の形態では、第1の液体14に直流電圧を印加することで電気毛管現象を発生させる場合について説明したが、第1の液体14に印加する電圧は直流電圧に限定されるものではなく、交流電圧やパルス電圧、あるいは、ステップ状に増減する電圧など、どのような電圧を用いてもよく、要は第1の液体14に電気毛管現象を発生させることができればよい。   In the present embodiment, the case where the electrocapillary phenomenon is generated by applying a DC voltage to the first liquid 14 has been described. However, the voltage applied to the first liquid 14 is limited to the DC voltage. Instead, any voltage such as an AC voltage, a pulse voltage, or a voltage that increases or decreases in a stepwise manner may be used. In short, it is only necessary that the first liquid 14 can generate an electrocapillary phenomenon.

光学素子10の構成を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an optical element 10. 図1のAA線断面図である。It is AA sectional view taken on the line of FIG. 光学素子10の一部を省略した斜視図である。1 is a perspective view in which a part of an optical element 10 is omitted. (A)、(B)は第1の液体14と撥水膜26がなす角度θの説明図である。(A), (B) is explanatory drawing of angle (theta) which the 1st liquid 14 and the water-repellent film 26 make. 図2のBB線断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 各分割体22に印加する電圧Eの大きさを示す図である。It is a figure which shows the magnitude | size of the voltage E applied to each division body. 撮像装置40の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device 40. FIG. レンズ32による像振れ補正の説明図であり、(A)は像振れの補正がなされていない状態を示し、(B)は像振れの補正がなされている状態を示す。4A and 4B are explanatory diagrams of image blur correction by a lens 32, where FIG. 5A shows a state where image blur correction is not performed, and FIG. 5B shows a state where image blur correction is performed. 第2の実施の形態の光学素子10の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the optical element 10 of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態における第2の電極20の平面図であるIt is a top view of the 2nd electrode 20 in a 2nd embodiment. 各分割体19に印加する電圧Eの大きさを示す図である。It is a figure which shows the magnitude | size of the voltage E applied to each division body 19. FIG. 凹レンズによる像振れの補正の説明図であり、(A)は凹レンズの中心軸と撮影光学系44の光軸とが一致している状態を示し、(B)は凹レンズの中心軸が撮影光学系44の光軸と直交する面内で所定方向に移動した状態を示している。It is explanatory drawing of the correction | amendment of the image blur by a concave lens, (A) shows the state with which the center axis | shaft of a concave lens and the optical axis of the imaging optical system 44 correspond, (B) is a center optical axis of a concave lens. The state which moved to the predetermined direction within the surface orthogonal to the optical axis of 44 is shown. 電気毛管現象の原理説明図であり、(A)は電圧印加前の状態を示す図、(B)は電圧印加後の状態を示す図である。It is a principle explanatory view of an electrocapillary phenomenon, (A) is a figure showing the state before voltage application, and (B) is a figure showing the state after voltage application.

符号の説明Explanation of symbols

10……光学素子、12……容器、1202……第1の端面壁、1204……第2の端面壁、1206……側面壁、14……第1の液体14……第2の液体、18……第1の電極、20……第2の電極、22……分割体、24……絶縁膜、26……撥水膜、28……界面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical element 12 ... Container 1202 ... 1st end surface wall 1204 ... 2nd end surface wall, 1206 ... Side wall, 14 ... 1st liquid 14 ... 2nd liquid, 18... First electrode, 20... Second electrode, 22... Split, 24 .. Insulating film, 26.

Claims (15)

厚さ方向において互いに対向する第1、第2の端面壁と、前記第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、
前記第1の液体に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段は、前記第1の端面壁に設けられ少なくともその一部が前記第1の液体に接触する第1の電極と、前記収容室に臨む前記側面壁の箇所に該側面壁の周方向に沿って延在して設けられ前記第2の液体に臨む第2の電極とを有し、
前記電圧印加手段による電圧印加によりそれら前記第1の液体と第2の液体の界面形状を曲面状に変形させることで、前記第1、第2の端面壁を通り前記容器の厚さ方向に進行して前記界面を通過する光を屈折させる光学素子であって、
前記第2の電極は、前記側面壁の周方向に沿って切り離された複数の分割体で構成されている、
ことを特徴とする光学素子。
A container having first and second end face walls facing each other in the thickness direction, and a side wall connecting the first and second end face walls, and a sealed storage chamber formed therein. When,
A polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber;
A second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage to the first liquid,
The voltage applying means includes a first electrode provided on the first end wall and at least a part of which is in contact with the first liquid, and a side wall surrounding the side wall facing the storage chamber. A second electrode extending along the direction and facing the second liquid,
By applying voltage by the voltage application means, the interface shape of the first liquid and the second liquid is deformed into a curved surface, and thus proceeds in the thickness direction of the container through the first and second end face walls. An optical element that refracts light passing through the interface,
The second electrode is composed of a plurality of divided bodies cut along the circumferential direction of the side wall,
An optical element.
厚さ方向において互いに対向する第1、第2の端面壁と、前記第1、第2の端面壁を接続する側面壁とを有し、それらの内部に密閉された収容室が形成された容器と、
前記収容室に封入された有極性または導電性を有する第1の液体と、
前記収容室に封入され前記第1の液体と互いに混合しない第2の液体と、
前記第1の液体に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段は、前記第1の端面壁に設けられ少なくともその一部が前記第1の液体に接触するように前記第1の端面壁の周方向に沿って延在して設けられた第1の電極と、前記収容室に臨む前記側面壁の箇所に該側面壁の周方向に沿って設けられた第2の電極とを有し、
前記電圧印加手段による電圧印加によりそれら前記第1の液体と第2の液体の界面形状を曲面状に変形させることで、前記第1、第2の端面壁を通り前記容器の厚さ方向に進行して前記界面を通過する光を屈折させる光学素子であって、
前記第1の電極は、前記第1の端面壁の周方向に沿って切り離された複数の分割体で構成されている、
ことを特徴とする光学素子。
A container having first and second end face walls facing each other in the thickness direction, and a side wall connecting the first and second end face walls, and a sealed storage chamber formed therein. When,
A polar or conductive first liquid sealed in the storage chamber;
A second liquid enclosed in the storage chamber and not mixed with the first liquid;
Voltage applying means for applying a voltage to the first liquid,
The voltage applying means is provided on the first end face wall and is provided extending along the circumferential direction of the first end face wall so that at least a part thereof is in contact with the first liquid. 1 electrode and a second electrode provided along the circumferential direction of the side wall at the location of the side wall facing the storage chamber,
By applying voltage by the voltage application means, the interface shape of the first liquid and the second liquid is deformed into a curved surface, and thus proceeds in the thickness direction of the container through the first and second end face walls. An optical element that refracts light passing through the interface,
The first electrode is composed of a plurality of divided bodies cut along the circumferential direction of the first end wall.
An optical element.
前記第1の液体と第2の液体は実質的に等しい比重を有しかつ前記第1の液体の屈折率が前記第2の液体の屈折率よりも高く形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   The first liquid and the second liquid have substantially the same specific gravity, and the refractive index of the first liquid is higher than the refractive index of the second liquid. Item 3. The optical element according to Item 1 or 2. 前記第2の電極を覆う絶縁膜が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein an insulating film that covers the second electrode is provided. 前記第2の電極を覆う絶縁膜が設けられ、前記絶縁膜を覆い前記第2の液体に対する濡れ性が前記第1の液体に対する濡れ性よりも高い撥水膜が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   An insulating film is provided to cover the second electrode, and a water-repellent film that covers the insulating film and has higher wettability with respect to the second liquid than the wettability with respect to the first liquid is provided. The optical element according to claim 1 or 2. 前記第2の電極を覆う絶縁膜が設けられ、前記絶縁膜を覆い前記第2の液体に対する濡れ性が前記第1の液体に対する濡れ性よりも高い撥水膜が設けられ、前記電圧印加手段による電圧印加がなされていない状態で、前記第1の液体は、前記第1の端面壁上で前記第1の電極に接触するとともに、前記第1の液体が前記側面壁に臨む箇所が前記絶縁膜および前記撥水膜を介して前記第2の電極上に位置し、かつ、前記第2の液体は、前記第2の端面壁上に位置するとともに、前記第2の液体が前記側面壁に臨む箇所が前記撥水膜上に位置していることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   An insulating film is provided to cover the second electrode, and a water-repellent film that covers the insulating film and has higher wettability with respect to the second liquid than the wettability with respect to the first liquid is provided. In a state where no voltage is applied, the first liquid contacts the first electrode on the first end face wall, and a portion where the first liquid faces the side wall is the insulating film. And the second liquid is positioned on the second end wall and the second liquid faces the side wall through the water-repellent film. The optical element according to claim 1, wherein a portion is located on the water repellent film. 前記電圧印加手段は、前記複数の分割体に、それら分割体が並べられた方向に沿って値が次第に変化する電圧を印加するように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   3. The voltage applying means is configured to apply a voltage whose value gradually changes along the direction in which the divided bodies are arranged to the plurality of divided bodies. Optical elements. 前記電圧印加手段により前記複数の分割体に電圧印加がなされていない状態で、前記界面形状の中心を通る中心軸は、前記第1、第2の端面壁の中心を通り、前記電圧印加手段の電圧印加による界面形状の変形は、前記中心軸が傾動するようになされることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   In a state where no voltage is applied to the plurality of divided bodies by the voltage application means, a central axis passing through the center of the interface shape passes through the centers of the first and second end face walls, and the voltage application means 3. The optical element according to claim 1, wherein the interface shape is deformed by applying a voltage such that the central axis is tilted. 前記複数の分割体は、前記周方向に延在する延在長さが同一であることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the plurality of divided bodies have the same extension length extending in the circumferential direction. 前記複数の分割体は、前記周方向に延在する延在長さが同一であり、4N(Nは自然数)個設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   3. The optical element according to claim 1, wherein the plurality of divided bodies have the same extension length extending in the circumferential direction, and 4N (N is a natural number) are provided. 前記複数の分割体は、同一形状であることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the plurality of divided bodies have the same shape. 前記第1の液体と第2の液体の界面は、前記第1の液体に対する電圧印加の有無に拘わらず、前記第1の液体から第2の液体に向かって凸状の曲面形状が維持されることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   The interface between the first liquid and the second liquid maintains a convex curved shape from the first liquid toward the second liquid regardless of whether a voltage is applied to the first liquid. The optical element according to claim 1 or 2. 前記第1の液体と第2の液体の界面は、前記第1の液体に対する電圧印加の有無に拘わらず、前記第2の液体から第1の液体に向かって凸状の曲面形状が維持されることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。   The interface between the first liquid and the second liquid maintains a convex curved shape from the second liquid toward the first liquid regardless of whether a voltage is applied to the first liquid. The optical element according to claim 1 or 2. 前記第1の液体は、前記界面の形状の変化に拘わらず常時前記第1の端面壁の外周部分に面する部分を有し、前記第1の電極は、前記第1の液体が常時面する前記第1の端面壁の外周部分に形成されていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   The first liquid has a portion that always faces the outer peripheral portion of the first end face wall regardless of a change in the shape of the interface, and the first liquid always faces the first liquid. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is formed on an outer peripheral portion of the first end face wall. 前記第2の液体は、前記界面の形状の変化によって前記側面壁に面する部分が移動し、前記第2の電極は、少なくとも前記第2の液体が移動する前記側面壁の部分にわたって形成されていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   The portion of the second liquid that faces the side wall moves due to a change in the shape of the interface, and the second electrode is formed over at least the portion of the side wall where the second liquid moves. The optical element according to claim 1.
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