專利名稱：可變照明裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用電潤濕現象的可變照明裝置。
背景技術：
作為改變發(fā)出光的方向的可變照明裝置，例如，存在能夠利用電潤濕現象以寬的 范圍向物體照射閃光的閃光裝置(例如，參見日本專利申請公開第2008-180919號(第 W023]段)；下文中稱為專利文獻1)。該閃光裝置包括液體透鏡器件和光源。液體透鏡器 件包括折射率彼此不同的兩種液體，并且兩種液體之間的界面(透鏡面)通過施加電壓的 控制改變其形狀。在這種閃光裝置中，為了實現裝置的薄型化，可以想到的是，為液體透鏡 器件設置多個透鏡面，并降低每個透鏡面的高度，以構造比具有單個透鏡面的液體透鏡器 件更薄的液體透鏡器件。

發(fā)明內容
然而，在上述的閃光裝置中，很難獲得寬的光定向特性(lightorientation characteristics)0考慮到上述情況，期望提供一種在實現裝置薄型化的同時具有寬的光定向特性的 利用電潤濕現象的可變照明裝置。根據本發(fā)明的實施方式，提供了一種可變照明裝置，包括第一基板、第二基板、環(huán) 繞壁、分隔壁、至少一個液體透鏡以及光源。第二基板與第一基板相對且其間具有預定的間 隙。環(huán)繞壁設置在第一基板和第二基板之間，具有彼此相對的第一開口和第二開口，并且具 有楔形的內側面，使得開口面積從第一開口向第二開口擴大。分隔壁將通過第一基板、第二 基板以及環(huán)繞壁所圍繞而形成的液體腔分隔為多個區(qū)域，分隔壁與第一基板和第二基板垂 直。至少一個液體透鏡具有形成在兩種液體之間的界面處的可電變形的透鏡面，兩種液體 被容納在每個區(qū)域中且各自具有不同的折射率。光源從第一開口側向至少一個液體透鏡照 射光。通過這種結構，由于環(huán)繞壁是楔形的使得開口面積沿著從光源射出的光的傳播方 向擴大，所以液體透鏡的透鏡面的光軸被設置為相對于光源的光軸向外傾斜延伸。結果，與 其中的環(huán)繞壁不是楔形的可變照明裝置相比，該可變照明裝置具有發(fā)光范圍寬的光定向特 性。此外，通過設置多個透鏡面，可以使可變照明裝置比具有單個透鏡面更加薄型化。光源和至少一個液體透鏡中的每一個可以具有線性形狀，光源的縱方向與至少一 個液體透鏡的縱方向互相平行。在如上所述地使用線性光源的情況下，期望透鏡面也是線 性的。
可變照明裝置還可以包括反射板，容納所述光源，并且反射從光源發(fā)出的光，使 光作為平行光進入液體透鏡；以及圓柱透鏡，設置在光源和液體透鏡之間對應于相鄰液體 透鏡之間的間隙的位置處，并且將從光源發(fā)出的除了平行于所述平行光之外的光作為平行
光發(fā)出。根據這種結構，通過設置圓柱透鏡，可以將從光源發(fā)出的光中未被反射板反射且 不平行于所述平行光的光作為平行光而獲得。因此，與未設置光學部件的情況下獲得的相 比，光源光軸附近的光量可以增加更多，并且可以使透過液體透鏡的光具有所期望的光定 向特性。至少一個液體透鏡可以包括兩個液體透鏡，設置的光源數量可以是一個，并且光 源可以設置在對應于兩個液體透鏡之間的界面的位置處。在如上所述地設置兩個液體透鏡 和一個光源的情況下，可以將兩個液體透鏡和一個光源設置為，從光源發(fā)出的光的光軸位 于兩個透鏡面之間的界面上，并且另外可以在對應于兩個透鏡面之間的界面的位置處設置 圓柱透鏡。結果，即使具有一個光源，仍然可以使透過液體透鏡的光具有光定向特性，所述 光定向特性等于設置兩個光源以分別對應于兩個透鏡面時獲得的光定向特性?？勺冋彰餮b置還可以包括設置在光源和液體透鏡之間的光學部件，其變換進入液 體透鏡的光的光軸，使得光軸相對于從光源發(fā)出的光的光軸向外傾斜延伸。通過這種結構，由于設置了光學部件，所以可以獲得具有發(fā)光范圍更寬的光定向 特性的可變照明裝置。根據本發(fā)明另一實施方式，提供了一種可變照明裝置，包括第一基板、第二基板、 第三基板、液體透鏡、光源以及光學部件。第二基板與第一基板相對且其間具有預定的間 隙。第三基板設置在第一基板和第二基板之間以形成液體腔。液體透鏡具有形成在兩種液 體之間的界面處的可電變形的多個透鏡面，兩種液體被容納在液體腔中且各自具有不同的 折射率。光源向液體透鏡照射光。光學部件設置在光源和液體透鏡之間，并且變換進入液 體透鏡的光的光軸，使得光軸相對于從光源發(fā)出的光的光軸向外傾斜延伸。通過這種結構，由于設置了光學部件，所以與不包括光學部件的可變照明裝置相 比，可以獲得具有發(fā)光范圍更寬的光定向特性的可變照明裝置。如上所述，根據本發(fā)明的實施方式，可以提供一種能夠獲得寬的光定向特性的可 變照明裝置。如附圖所示，根據下面的優(yōu)選實施方式的詳細描述，本發(fā)明的這些和其它目的、特 征以及優(yōu)點變得更加顯而易見。


圖1是根據本發(fā)明第一實施方式的閃光裝置的示意性截面圖；圖2是構成圖1的閃光裝置的液體透鏡器件的示意性平面圖；圖3是根據本發(fā)明第二實施方式的閃光裝置的示意性截面圖；圖4是示出圖3的閃光裝置的未施加電壓狀態(tài)和施加電壓狀態(tài)的示意性截面圖；圖5是示出圖3的閃光裝置的未施加電壓狀態(tài)和施加電壓狀態(tài)下的光學特性的曲 線圖；圖6是根據本發(fā)明第三實施方式的閃光裝置的示意性截面圖7是根據本發(fā)明第四實施方式的閃光裝置的示意性截面圖；圖8是根據本發(fā)明第五實施方式的閃光裝置的示意性截面圖；以及圖9是根據變形實例的液體透鏡器件的示意性平面圖。
具體實施例方式(第一實施方式)以下，將參照附圖描述本發(fā)明第一實施方式。圖1是作為根據該實施方式的作為可變照明裝置的閃光裝置的示意性截面圖。圖 2是構成該閃光裝置的液體透鏡器件的示意性平面圖。如圖1和圖2所示，利用電潤濕現象的閃光裝置2001包括光源10、作為反射板的 反射器20以及液體透鏡器件2140。光源10為線性的直徑為1 2mm的圓柱形閃光放電管(氙管)。對應于兩個相鄰 的透鏡面151 (將在隨后描述)之間的界面設置氙管10，從而使兩個透鏡面151之間的界面 位于從氙管10向液體透鏡器件2140發(fā)出的光的光軸11 (與ζ軸平行)上。反射器20容納氙管10，反射并窄化從氙管10發(fā)出的光以具有平行光，從而向液體 透鏡器件2140照射平行光。線性反射器20具有半橢圓弧狀或拋物線狀的截面，并且將其 設置為，使從氙管10發(fā)出的光變窄，例如，將氙管10設置在拋物線的焦點上。反射器20由 具有高反射率的部件構成，例如鋁。反射器20反射從氙管10發(fā)出的光，并且向液體透鏡器 件2140發(fā)出作為平行光的光。液體透鏡器件2140包括第一基板141、第二基板142、作為第三基板的空腔基板 143以及密封部件144。在液體透鏡器件2140中由上述部件限定的空間中，容納了由第一 液體145和第二液體146構成的液體透鏡50。第一基板141與第二基板142彼此相對，其 間具有預定的間隙?？涨换?43設置在第一基板141與第二基板142之間。通過依次層壓第一基板141、空腔基板143以及第二基板142來獲得液體透鏡器 件2140。由空腔基板143上形成的通孔2147、第一基板141以及第二基板142限定的空間 是液體腔148。由第一液體145和第二液體146構成的液體透鏡50容納在液體腔148中。 密封部件144為環(huán)狀的平面形狀，并且設置在液體透鏡器件2140中能夠密封第一液體145 和第二液體146的位置上?？涨换?43由環(huán)繞壁2143和分隔壁2148構成。環(huán)繞壁2143具有包括彼此相 對的第一開口 2143a和第二開口 2143b的框架形狀(frame shape)，并且具有楔形內側面 2143c，使得開口面積從第一開口 2143a向第二開口 2143b擴大。該楔形具有相對于垂直于 第二基板142的平面5 10度的角。分隔壁2148將環(huán)繞壁2143所圍繞的液體腔148分隔 為多個區(qū)域，例如，在該實施方式中是兩個區(qū)域。分隔壁2148被設置為垂直于第一基板141 和第二基板142，結果形成兩個通孔2147。分隔壁2148的側面2148a不是楔形的，并且與 第一基板141和第二基板142垂直。此外，分隔壁2148沿著光源10的光軸11 (與ζ軸平 行)設置?？涨换?43由諸如合成樹脂、金屬、玻璃以及陶瓷的材料形成。第一電極149 形成在液體腔148側的空腔基板143的表面上，絕緣層150形成在第一電極149的上表面。 第一電極149連接至外部電源(未示出)。氙管10設置在液體透鏡器件2140的第一開口 2143a側。
將根據該實施方式的液體透鏡器件2140構造能夠表現出由于電潤濕現象而引起 的光學特性。注意，液體透鏡器件2140的結構不限于下面所描述的。第一基板141和第二基板142形成液體腔148，并且還用作進入液體透鏡器件 2140的或從液體透鏡器件2140發(fā)出的光的通路。第一基板141和第二基板142由諸如玻 璃和丙烯酸樹脂的高透明的材料形成，結果可以降低入射光或出射光的強度損失。與第一 液體145接觸的第二電極152形成在液體腔148側的第二基板142的表面上，并且連接至 外部電源(未示出)。密封部件144設置在空腔基板143和第二基板142之間。密封部件144可以設置 在空腔基板143的通孔2147的圓周部分上或設置在獨立于通孔2147單獨形成的密封部件 槽中。密封部件144由諸如彈性體、金屬以及合成樹脂的材料形成，從而可以密封第一液體 145和第二液體146。密封部件144的截面可以是圓形、V形或矩形，可以進行適當的選擇。第一電極149是由通過濺射等形成的氧化錫、ITO(氧化銦錫)等制成的透明薄膜。 絕緣層150是由通過CVD (化學氣相沉積)等形成的聚對二甲苯(para-xylylene resin，對 二甲苯系樹脂)、無機材料等制成的具有防水性的薄膜。第一液體145是導電的或極性液體(polarized liquid)。作為極性液體材料，例 如可以使用純水。作為導電液體材料，例如可以使用包含鹽的水溶液。作為第一液體145， 期望選擇在寬溫度范圍中作為液體而穩(wěn)定存在的液體。作為根據該實施方式的第一液體 145，使用氯化鋰溶液(20wt% )。第二液體146是絕緣的或無極性液體。作為無極性液體材料，可以使用己烷等。作 為絕緣液體材料，可以使用硅油等。作為根據該實施方式的第二液體146，使用作為具有高 折射率的材料的硅油，以增大第一液體145和第二液體146之間的折射率差。對于第一液體145和第二液體146，有必要選擇不融合的液體材料。此外，為了提 供穩(wěn)定的液體透鏡器件，期望為第一液體145和第二液體146設定相同的比重。此外，由于 第一液體145和第二液體146用作可變光學部件，所以期望第一液體145和第二液體146 是透明的且具有低粘度的液體材料。該實施方式的液體透鏡50具有形成在兩種液體(即，第一液體145和第二液體 146)之間的界面處的透鏡面151。該實施方式的液體透鏡器件2140具有兩個透鏡面151。 兩個液體透鏡50均具有其縱方向平行于氙管10的縱方向的線性形狀。兩個液體透鏡50 以垂直于第二基板142的縱方向的方向設置在平行于第二基板142的表面的平面上。通過 使用第一電極149和第二電極152的電壓控制，可以將每個液體透鏡50的透鏡面151電變 形。如上所述地構造的液體透鏡器件2140以如下方式操作。下文中，將參照圖4A和 圖4B描述該操作。雖然圖4A和圖4B是后述的第二實施方式的閃光裝置2201的示意性截面圖，但是 在未施加電壓狀態(tài)和施加電壓狀態(tài)下的閃光裝置2201的液體透鏡器件2140的操作與閃光 裝置2001的操作是一樣的，因此，將參照圖4A和圖4B描述第一實施方式的閃光裝置2001 的操作。圖4A示出未對液體透鏡器件2140施加電壓時的狀態(tài)，而圖4B示出對液體透鏡器 件2140施加電壓時的狀態(tài)。此外，在圖4A和圖4B中，為了便于對圖的理解，未示出第一電 極149、第二電極152以及絕緣層150。
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如圖4A所示，在未施加電壓的狀態(tài)下，由于兩種液體之間的以及每種液體和絕緣 層150 (具有防水性)之間的界面張力，第一液體145和第二液體146形成曲面狀的雙液界 面151(透鏡面)。由于第一液體145和第二液體146的絕對折射率彼此不同，所以進入液 體透鏡器件2140的光被雙液界面151的透鏡效應折射。在這種未施加電壓的狀態(tài)下，從閃 光裝置2001發(fā)出的光具有寬的光定向特性。當從外部電源向形成在空腔基板143上的第一電極149施加電壓時，電荷在第一 液體145和第一電極149中聚集。如圖4B所示，由于電荷互相吸引，所以第一液體145和 設置在第一電極149上的絕緣層150之間的界面張力改變，從而雙液界面151的形狀改變 (電潤濕效應)。在這種施加電壓的狀態(tài)下，從閃光裝置2001發(fā)出的光具有窄的光定向特 性，即，通過電壓施加可以使光變窄。以這種方式，通過電壓施加可以獲得光定向特性變化 的透鏡面151。由于在該實施方式中構成空腔基板143 —部分的環(huán)繞壁2143是楔形的，所以液體 透鏡50的透鏡面151的光軸30被設置為，相對于未施加電壓狀態(tài)下的光源10的光軸11 向外傾斜延伸。結果，與使用其中的環(huán)繞壁2143不是楔形的液體透鏡器件的情況相比，透 過液體透鏡器件2140的光具有發(fā)光范圍寬的光定向特性。應該注意的是，光源10的光軸 11垂直于液體透鏡器件2140的第一基板141和第二基板142。(第二實施方式)接下來，將描述本發(fā)明的第二實施方式。在下文中，在第二實施方式中，用類似的參考標號表示與第一實施方式的部件相 同的部件，并且簡化或省略其描述。圖3是根據該實施方式的閃光裝置2201的截面圖。在該實施方式中，除了第一實施方式的結構，在氙管10和液體透鏡器件2140之間 還設置有圓柱透鏡240。該實施方式中的閃光裝置2201包括光源(氙管)10、作為反射板的反射器20以及 透鏡器件2040。透鏡器件2040包括液體透鏡器件2140和作為第一光學部件的圓柱透鏡240。作為凸透鏡的圓柱透鏡240具有線性形狀，并且被設置為縱方向平行于氙管10和 透鏡面151中的每個的縱方向。例如，圓柱透鏡240由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的透明有 機部件形成，并且具有正焦距。圓柱透鏡240固定在對應于兩個相鄰透鏡面151之間的界 面的位置處的液體腔148側的相對側的第二基板142的表面上。換句話說，圓柱透鏡240 設置在對應于將液體腔148分隔為多個區(qū)域的空腔基板143的分隔壁2148的位置上。圓 柱透鏡240設置在氙管10和液體透鏡器件2140之間。將氙管10和圓柱透鏡240設置為 對應于兩個透鏡面151之間的界面。期望圓柱透鏡240具有在基本上等于或小于氙管10的直徑的截面直徑。通過該 結構，從氙管10出射的且未被反射器20反射的不平行于平行光的光，在透過圓柱透鏡240 之后作為平行光出射，從而進入液體透鏡器件2140。例如，如果圓柱透鏡240的截面直徑大 于氙管10，那么已經被反射器20反射而變?yōu)槠叫泄獾墓馔高^圓柱透鏡240，于是相對于平 行光變?yōu)閮A斜光，結果難以獲得所期望的光學特性。將圓柱透鏡240設置為對應于氙管10 的光軸11。
通過如上所述地設置圓柱透鏡240，在從氙管10出射且透過透鏡器件2040的光之 中，可以充分確保發(fā)射角度在0度左右的光的量。具體地，由于從氙管10發(fā)出且進入第二 基板142的光包括未被反射器20反射且不平行于平行光的光，所以平行于Z軸而垂直于第 二基板142表面的光軸11附近的光的光量減少。因此，在未設置圓柱透鏡240的情況下， 進入沿著氙管10的光軸11設置的兩個透鏡面151之間的界面附近的部分的光量減少，并 且在透過液體透鏡器件2140的光之中，發(fā)射角度在0度左右的光的量減少。另一方面，由 于該實施方式中的透鏡器件的2040設置有圓柱透鏡240，所以從氙管10出射的且未被反射 器20反射的不平行于平行光的光，通過圓柱透鏡240變?yōu)槠叫泄?。結果，可以充分確保在 光軸11附近從氙管10出射的光的量，結果可以獲得所期望的光定向特性。通過設置如上所述的圓柱透鏡240，甚至具有單個氙管10，仍然可以獲得基本上 等于在設置兩個氙管10以對應于兩個液體透鏡50的情況下獲得的光學特性的光學特性。如上所述構成的液體透鏡器件2140以如下方式操作。在下文中，將參照圖4和圖 5描述該操作。圖4A和圖4B是該實施方式中的閃光裝置2201的示意性截面圖。圖4A示出未對 液體透鏡器件2140施加電壓時的狀態(tài)，而圖4B示出對液體透鏡器件2140施加電壓時的狀 態(tài)。此外，在圖4A和圖4B中，為了便于對圖的理解，未示出第一電極149、第二電極152以 及絕緣層150。圖5示出在圖4A和圖4B中示出的閃光裝置2201的光定向特性，其分別由實線 “a”和“b”表示。在圖5中，縱軸表示從氙管10發(fā)出且已經透過透鏡器件2040的出射光的 光量。橫軸表示從氙管10發(fā)出的且已經透過透鏡器件2040的出射光相對于第一基板141 的角度，即，發(fā)射角。如圖4A所示，在未施加電壓的狀態(tài)下，例如，由于兩種液體之間以及每種液體和 絕緣層150 (具有防水性)之間的界面張力，第一液體145和第二液體146形成曲面狀的雙 液界面151 (透鏡面)。由于第一液體145和第二液體146的絕對折射率彼此不同，所以進 入液體透鏡器件2140的光被液體透鏡50的雙液界面151的透鏡效應折射。在這種未施加 電壓的狀態(tài)下，從閃光裝置2201出射的光具有如圖5的實線“a”所表示的寬的光定向特性。當從外部電源向形成在空腔基板143上的第一電極149施加電壓時，電荷在第一 液體145和第一電極149中聚集。所以如圖4B所示，由于電荷互相吸引，第一液體145和 設置在第一電極149上的絕緣層150之間的界面張力改變，從而雙液界面151的形狀改變 (電潤濕效應)。在這種施加電壓的狀態(tài)下，如圖5的實線“b”所表示的，從閃光裝置2201 發(fā)出的光具有窄的光定向特性，即，通過電壓施加可以使光變窄。以這種方式，通過電壓施 加可以獲得光定向特性變化的透鏡面151。由于在該實施方式中構成空腔基板143 —部分的環(huán)繞壁2143也是楔形的，所以將 液體透鏡50的透鏡面151的光軸30設置為，相對于不施加電壓狀態(tài)下的光源10的光軸11 向外傾斜延伸。結果，與使用其中的環(huán)繞壁2143不是楔形的液體透鏡器件的情況相比，透 過液體透鏡器件2140的光具有發(fā)光范圍寬的光定向特性。(第三實施方式)接下來，將描述本發(fā)明的第三實施方式。在下文中，在第三實施方式中，由類似的參考標號表示與第二實施方式的部件相同的部件，并且簡化或省略其描述。將主要描述第二實施方式和第三實施方式之間的區(qū)別。圖6是根據該實施方式的閃光裝置4001的截面圖。該實施方式在以下方面與第二實施方式不同，S卩，空腔基板4143的形狀以及在圓 柱透鏡240的兩側設置有棱鏡3010。在該實施方式中，從閃光裝置4001發(fā)出的光的發(fā)射范 圍不是通過設置組成空腔基板4143的環(huán)繞壁4144的楔形內側面而是通過設置棱鏡3010 來加寬的。該實施方式中的閃光裝置4001包括光源10、作為反射板的反射器20、透鏡器件40 以及作為第二光學部件的棱鏡3010。透鏡器件40包括液體透鏡器件140和作為第一光學部件的圓柱透鏡240。液體透鏡器件140包括第一基板141、第二基板142、作為第三基板的空腔基板 4143以及密封部件144。由第一液體145和第二液體146構成的液體透鏡50容納在由液 體透鏡器件140中的上述部件所限定的空間中。 空腔基板4143由環(huán)繞壁4144和分隔壁4148構成，并且因此由環(huán)繞壁4144和分 隔壁4148形成兩個通孔147。分隔壁4148將由環(huán)繞壁4144所圍繞的液體腔148分隔為多 個區(qū)域，例如，在該實施方式中是兩個區(qū)域。環(huán)繞壁4144和分隔壁4148的內側面不是楔形 的，并且垂直于第一基板141和第二基板142。此外，分隔壁4148沿著光源10的光軸(在 圖6中平行于ζ軸)設置。第一電極149形成在液體腔148側的空腔基板143的表面上，并 且絕緣層150形成在第一電極149的上表面上。第一電極149連接至外部電源(未示出)。通過依次層壓第一基板141、空腔基板4143以及第二基板142來獲得液體透鏡器 件140。由形成在空腔基板4143上的通孔147、第一基板141以及第二基板142限定的空 間成為液體腔148。第一液體145和第二液體146容納在液體腔148中。作為第二光學部件的棱鏡3010逐一地設置在(在液體腔148側的相對側的第二 基板142的表面上的)圓柱透鏡240的兩側。棱鏡3010設置在氙管10和液體透鏡器件 140之間。棱鏡3010變換從氙管10發(fā)出并進入與環(huán)繞壁4144接觸的液體透鏡器件140的 光的光軸30，從而光軸30相對于從氙管10出射的光的光軸11向外傾斜延伸。結果，通過 從氙管10發(fā)出并被反射器20反射而獲得的平行光被棱鏡3010變換為沿著箭頭4011所指 示的光軸30的方向，然后進入液體透鏡器件140。如上所述，雖然通過在第一和第二實施方式中設置空腔基板的楔形環(huán)繞壁來獲得 具有寬的發(fā)光范圍的光學特性，但是通過在第三實施方式中設置棱鏡，也可以獲得具有寬 的發(fā)光范圍的光學特性。(第四實施方式) 接下來，將描述本發(fā)明的第四實施方式。在下文中，在第四實施方式中，由類似的參考標號表示與第二實施方式的部件相 同的部件，并且簡化或省略其描述。將主要描述第二實施方式和第四實施方式之間的區(qū)別。圖7是根據該實施方式的閃光裝置3201的截面圖。該實施方式在以下方面不同于第二實施方式，即，在圓柱透鏡240兩側逐一設置 棱鏡3010。此外，該實施方式與第三實施方式的不同之處在于，空腔基板的環(huán)繞壁是楔形 的。具體地，在第四實施方式中，通過設置楔形的空腔基板的環(huán)繞壁并且進一步設置棱鏡來 獲得具有寬的發(fā)光范圍的光學特性的閃光裝置。
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該實施方式中的閃光裝置3201包括光源10、作為反射板的反射器20、透鏡器件 2040以及作為第二光學部件的棱鏡3010。透鏡器件2040包括液體透鏡器件2140和作為第一光學部件的圓柱透鏡240。液體透鏡器件2140包括第一基板141、第二基板142、作為第三基板的空腔基板 143以及密封部件144。由第一液體145和第二液體146構成的液體透鏡50容納在由液體 透鏡器件2140中的上述部件所限定的空間中。與在第三實施方式中一樣，作為第二光學部件的棱鏡3010逐一設置在(在液體腔 148側的相對側的第二基板142的表面上的)圓柱透鏡240的兩側。棱鏡3010設置在氙 管10和液體透鏡器件2140之間。棱鏡3010變換從氙管10發(fā)出并進入與環(huán)繞壁2143接 觸的液體透鏡器件2140的光的光軸30，從而光軸30相對于從氙管10發(fā)出的光的光軸11 向外傾斜延伸。結果，通過從氙管10發(fā)出并被反射器20反射而獲得的平行光被棱鏡3010 變換為，沿著箭頭4011所指示的光軸30的方向，然后進入液體透鏡器件2140。如上所述，通過設置空腔基板的楔形的環(huán)繞壁并且進一步設置棱鏡，可以獲得具 有寬的發(fā)光范圍的光學特性。(第五實施方式) 接下來，將描述本發(fā)明的第五實施方式。在下文中，在第五實施方式中，由類似的參考標號表示與第一實施方式的部件相 同的部件，并且簡化或省略其描述。將主要描述第一實施方式和第五實施方式之間的區(qū)別。圖8是根據該實施方式的閃光裝置3001的截面圖。該實施方式在以下方面不同于第一實施方式，S卩，空腔基板3143的形狀，并且，在 第一實施方式中設置兩個液體透鏡50，而在該實施方式中設置三個液體透鏡50。該實施方式中的閃光裝置3201包括光源10、作為反射板的反射器20以及透鏡器 件 3040。透鏡器件3040包括液體透鏡器件3140和作為第一光學部件的圓柱透鏡240。液體透鏡器件3140包括第一基板141、第二基板142、作為第三基板的空腔基板 3143以及密封部件144。由第一液體145和第二液體146構成的液體透鏡50容納在由液 體透鏡器件3140中的上述部件所限定的空間中。通過依次層壓第一基板141、空腔基板3143以及第二基板142來獲得液體透鏡器 件3140。由形成在空腔基板3143上的通孔3147、第一基板141以及第二基板142限定的 空間為液體腔148。第一液體145和第二液體146容納在液體腔148中?？涨换?143由形成三個通孔3147的環(huán)繞壁3144和分隔壁3148構成。環(huán)繞壁 3144具有包括彼此相對的第一開口 3144a和第二開口 3144b的框架形狀，并且具有楔形內 側面3144c，使得開口面積從第一開口 3144a向第二開口 3144b擴大。該楔形具有相對于 垂直于第二基板142的平面5 10度的角。分隔壁3148將環(huán)繞壁3144所圍繞的液體腔 148分隔為多個區(qū)域，例如在該實施方式中為三個區(qū)域，結果形成三個液體透鏡50。每塊分 隔壁3148的側面3148a均不是楔形的，而是垂直于第一基板141和第二基板142。第一電 極149形成在液體腔148側上的空腔基板3143的表面上，絕緣層150形成在第一電極149 的上層。第一電極149連接至外部電源(未示出)。通過設置構成空腔基板3143的一部分的楔形環(huán)繞壁3144，與環(huán)繞壁3144接觸的液體透鏡50的透鏡面3151的光軸相對于光源10的光軸11向外傾斜延伸。結果，與使用 其中的環(huán)繞壁3144不是楔形的液體透鏡器件的情況相比，從氙管10發(fā)出并透過液體透鏡 器件3140的光具有向外延伸的光定向特性，結果可以獲得具有發(fā)光范圍寬的光定向特性。同樣在如上所述地設置三個液體透鏡50的情況下，圓柱透鏡240可以設置在對應 于從氙管10發(fā)出的光的光軸11的位置上。通過這種結構，可以獲得基本上等于在總共設 置三個氙管10以對應于三個液體透鏡50的情況下所獲得的光學特性的光學特性。(變形實例)如圖2所示，上述實施方式中的液體透鏡器件均具有在平行于第一基板141和第 二基板142的平面上垂直設置兩個或三個液體透鏡的結構。另一方面，與圖9所示的液體透 鏡器件4140相似，液體透鏡器件可以具有這樣的結構，S卩，其中還在圖的側面方向上設置 多個液體透鏡。在這種結構中，如上述實施方式所述，設置在第一基板141和第二基板142 之間的環(huán)繞壁的內側面只需要為楔形。圖9是液體透鏡器件4140的示意性平面圖并示出 了其配置，其中，與上述實施方式中的部件相同的部件由類似的參考標號表示。雖然在上述實施方式中將線性氙管用作光源，但是也可以用點狀的LED(發(fā)光二 極管)來代替。此外，在上面的實施方式中，將每個空腔基板143、3143以及4143的分隔壁形成 為，用于構成多個液體透鏡50的第一液體145的分隔區(qū)域可以互相連通。然而，可以將每 個空腔基板143、3143以及4143的分隔壁形成為，用于構成多個透鏡面151和3151的液體 的分隔區(qū)域不互相連通，因此將多個液體透鏡50分開。本領域技術人員應當理解的是，根據設計要求和其它因素，可以在所附權利要求 或其等同物的范圍內進行各種修改、組合、再組合以及改進。
1權利要求
1.一種可變照明裝置，包括第一基板；第二基板，與所述第一基板相對，在所述第一基板和所述第二基板之間具有預定的間隙；環(huán)繞壁，設置在所述第一基板和所述第二基板之間，具有彼此相對的第一開口和第二 開口，并且具有楔形的內側面，使得開口面積從所述第一開口向所述第二開口擴大；分隔壁，將通過所述第一基板、所述第二基板以及所述環(huán)繞壁所圍繞而形成的液體腔 分隔為多個區(qū)域，所述分隔壁與所述第一基板和所述第二基板垂直；至少一個液體透鏡，具有形成在兩種液體之間的界面處的且可電變形的透鏡面，所述 兩種液體被容納在多個區(qū)域的每個中且各自具有不同的折射率；以及 光源，從所述第一開口側向至少一個所述液體透鏡照射光。
2.根據權利要求1所述的可變照明裝置，其中，所述光源和所述至少一個液體透鏡中的每一個具有線性形狀，所述光源的縱方 向與所述至少一個液體透鏡的縱方向互相平行。
3.根據權利要求2所述的可變照明裝置，還包括反射板，容納所述光源，并且反射從所述光源發(fā)出的光，使所述光作為平行光進入所述 液體透鏡；以及圓柱透鏡，設置在所述光源和所述液體透鏡之間對應于相鄰的液體透鏡之間的間隙的 位置上，并且將從所述光源發(fā)出的除了平行于所述平行光之外的光作為平行光發(fā)出。
4.根據權利要求3所述的可變照明裝置，其中，所述至少一個液體透鏡包括兩個液體透鏡； 其中，設置的所述光源數量是一個，以及其中，所述光源設置在對應于所述兩個所述液體透鏡之間的界面的位置處。
5.根據權利要求4所述的可變照明裝置，還包括光學部件，設置在所述光源和所述液體透鏡之間，并且變換進入所述液體透鏡的所述 光的光軸，使得所述光軸相對于從所述光源發(fā)出的光的光軸向外傾斜延伸。
6.一種可變照明裝置，包括第一基板；第二基板，與所述第一基板相對，在所述第一基板和所述第二基板之間具有預定的間隙；第三基板，設置在所述第一基板和所述第二基板之間以形成液體腔； 液體透鏡，具有形成在兩種液體之間的界面處的可電變形的多個透鏡面，所述兩種液 體被容納在所述液體腔中且各自具有不同的折射率； 光源，向所述液體透鏡照射光；以及光學部件，設置在所述光源和所述液體透鏡之間，并且變換進入所述液體透鏡的光的 光軸，使得所述光軸相對于從所述光源發(fā)出的光的光軸向外傾斜延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變照明裝置，包括第一基板；第二基板，與第一基板相對，在第一基板和第二基板之間具有預定的間隙；環(huán)繞壁，設置在第一基板和第二基板之間，具有彼此相對的第一開口和第二開口，并且具有從第一開口向第二開口呈楔形的內側面；分隔壁，將由第一基板、第二基板以及環(huán)繞壁形成的液體腔分隔為多個區(qū)域，分隔壁與第一基板和第二基板垂直；液體透鏡，具有形成在兩種液體之間的界面處的可電變形的透鏡面，兩種液體被容納在每個區(qū)域中且各自具有不同的折射率；以及光源，從第一開口側向液體透鏡照射光。
文檔編號F21V7/00GK102003674SQ20101026335
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權日2009年9月1日
發(fā)明者土屋美樹, 石黑裕章 申請人:索尼公司