專利名稱：光學(xué)元件和成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件和成^f象裝置。更具體地，本發(fā)明涉及利用 電濕潤(rùn)現(xiàn)象的光學(xué)元件以及包括該光學(xué)元件的成像裝置。
背景技術(shù)：
在成像裝置如照相4幾和揭/f象才幾中^f吏用的成像光學(xué)系統(tǒng)中，這些 成像光學(xué)系統(tǒng)需要具有調(diào)焦和調(diào)整光量的功能，以實(shí)現(xiàn)自然散焦， 從而使圖像表面上的光量分布均勻等。在這些要求中，通常，通過(guò) 包4舌多個(gè)可動(dòng)葉片的才幾才成光圈才幾構(gòu)(mechanical aperture mechanism ) 來(lái)滿足調(diào)整光量的要求。
然而，這樣的枳4成光圏才幾構(gòu)具有以下問(wèn)題用于驅(qū)動(dòng)可動(dòng)葉片 的機(jī)械驅(qū)動(dòng)單元是必需的，因而裝置的尺寸增加。另外，在其中光 圏機(jī)構(gòu)的開(kāi)口小的小光圈狀態(tài)下，發(fā)生光束的衍射，從而降低所獲 取圖像的分辨率。此外，在該光圏機(jī)構(gòu)的操作期間產(chǎn)生聲音。
為了解決在這樣的機(jī)械光圈機(jī)構(gòu)中的上述問(wèn)題，已經(jīng)提出了利 用電毛細(xì)現(xiàn)象(電濕潤(rùn)現(xiàn)象)的光學(xué)元件(例如，參見(jiàn)日本未審查 專利申諱？^開(kāi)第2000-356792號(hào)(文獻(xiàn)792 ))。圖18是文獻(xiàn)'792中所披露的光學(xué)元件的示意圖。文獻(xiàn)'792中所描述的光學(xué)元件100是 凈皮配置為控制通過(guò)該元件的光束30的量(透射光的量)的光學(xué)元件。
光學(xué)元件100被配置為使得透明基板102和透明蓋板106通過(guò) 粘合等分別液密閉地密封在圓筒形容器105的下開(kāi)口和上開(kāi)口上。 透明電極103、絕緣層104和防水膜111以該次序設(shè)置在透明基板 102的內(nèi)表面上。在透明蓋板106的內(nèi)表面上設(shè)置親水膜113。設(shè) 置棒狀電極125以穿過(guò)容器105，且棒狀電極125的一端與第一液 體121接觸。第一液體121和第二液體122^皮密閉地密封在由親水 膜113、防水膜111和容器105的內(nèi)壁構(gòu)成的空間中。第一液體121 是具有導(dǎo)電性或極性的液體，且第二液體122是與第一液體121不 互溶的液體。第一液體121的折射率基本上與第二液體122的折射 率相同，但是第一液體121的透射率與第二液體122的透射率不同。
根據(jù)文獻(xiàn)'792中所描述的光學(xué)元件100，在透明電極103和棒 狀電才及125之間施力。電壓，且因此兩個(gè)液體之間界面的形狀通過(guò)電 濕潤(rùn)現(xiàn)象被—改變。因此，第二液體122在親水膜113側(cè)的一部分表 面與親水膜113接觸而在親水膜113上形成光可以通過(guò)其透射的開(kāi) 口 (以在光學(xué)元件100中形成光學(xué)^各徑)。在該光學(xué)元4牛100中， 親水〗莫113上所形成的開(kāi)口的尺寸通過(guò)改變所施加的電壓來(lái)改變， 乂人而調(diào)整通過(guò)光學(xué)元件100的光束30的量。即，才艮據(jù)該光學(xué)元件 100，可以用電方法控制光量，因此可以解決上述扭i械光圈才幾構(gòu)的 缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
在利用電濕潤(rùn)現(xiàn)象的光學(xué)元件中，容易發(fā)生設(shè)置在光入射側(cè)的 開(kāi)口的偏心，且偏心的量也大。在這樣的情況下，出現(xiàn)降低分辨率 的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，在文獻(xiàn)'792中，透明電極103凈皮形成為4吏得當(dāng)乂人液體側(cè)》見(jiàn)看時(shí)透明電4及103的形狀是凹形。然而，這種結(jié) 構(gòu)引起難以減小光學(xué)元件100的厚度的問(wèn)題。此外，在文獻(xiàn)'792中 所描述的光學(xué)元件100中，由于乂人液體側(cè))見(jiàn)看透明電極103形成為 具有凹形，所以該光學(xué)元件100的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且難以制造該光學(xué) 元件100并且難以減小該光學(xué)元件100的尺寸。
在利用電濕潤(rùn)現(xiàn)象的光學(xué)元件中，期望用較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)抑制 開(kāi)口的偏心。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)元件包括第一液體以及與 該第 一液體不互溶且具有極性或?qū)щ娦缘牡诙后w。根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)元件還包括第一基板部、第二基板部、側(cè)壁部、 設(shè)置在第二基板部和側(cè)壁部中的一個(gè)上的第二電極以及由第一基 板部、第二基板部和側(cè)壁部構(gòu)成且將第一液體和第二液體密封在其 中的容納部。第一基板部包括具有光學(xué)透明性的第一基4反、設(shè)置在 第一基板的表面上且具有光學(xué)透明性的第一電極、以及設(shè)置在第一 電極上且具有光學(xué)透明性的絕緣膜。此外，第一基板部包括設(shè)置在 絕緣力莫上、且與第一液體的親和性高于與第二液體的親和性、并具 有光學(xué)透明性的第一膜。第二基板部包括具有光學(xué)透明性的第二基 板、設(shè)置在第二基板的表面上、且與第二液體的親和性高于與第一 液體的親和性、并具有光學(xué)透明性的第二膜；以及設(shè)置在第二膜的 中心、且與第一液體的親和性高于與第二液體的親和性、并具有光 學(xué)透明性的第三膜。側(cè)壁部將第一基板部連接到第二基板部，使得 第 一膜和第二膜;f皮此面對(duì)。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施方式的成像裝置包括根據(jù)本發(fā)明的一
個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)元件、故配置為在光學(xué)元件的第一電才及和第二電
極之間施加電壓的電源單元、^皮配置為聚焦入射光的透4竟單元、以 及通過(guò)光學(xué)元件和透4竟單元將光聚焦在其上的成Y象元件。在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，在第二基板部的第二膜的中心設(shè)置 了與第一液體的親和性高于與第二液體的親和性的第三膜。因it匕， 在其中不施加電壓的情況下，第一液體^皮固定為不^f又與第一基玲反部 的第一膜而且與第二基板部的第三膜接觸。因此，在第三膜上或者 在第三膜上的中心區(qū)域中形成第 一 液體和容納部在第二基板部側(cè) 的月莫之間的4妄觸區(qū)域。
在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，在第二基板部的第二膜的中心設(shè)置 了與第一液體的親和性高于與第二液體的親和性的第三膜。這種結(jié) 構(gòu)可以抑制第 一 液體和容納部在第二基板部側(cè)的膜之間的接觸區(qū) 域的中心從光學(xué)軸偏移。即，才艮據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式，第一液體 和容納部在第二基板部側(cè)的膜之間的接觸區(qū)域的偏心可以用較簡(jiǎn) 單結(jié)構(gòu)力。以4中制。
當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)元件應(yīng)用于成像裝置 等的光圏機(jī)構(gòu)(可變光闌)時(shí)，上述接觸區(qū)域用作光通過(guò)其透射的 開(kāi)口。因此，在這才羊的情況下，可以用4交簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)抑制該開(kāi)口的偏心。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施方式的成像裝置的示意圖2A是4艮據(jù)第一實(shí)施方式的液體可變光闌的示意截面圖2B是從光入射側(cè)觀看的圖2A中所示的液體可變光闌的頂 視圖3A是處于靜態(tài)的液體可變光闌的示意性截面圖；圖3B是乂人光入射側(cè)》見(jiàn)看處于靜態(tài)的圖3A所示的液體可變光 闌的頂纟見(jiàn)圖4A是處于靜態(tài)的比較例的液體可變光闌的示意性截面圖4B是從光入射側(cè)觀看處于靜態(tài)的圖4A所示的比4交例的液 體可變光闌的頂視圖5是用于制造第一實(shí)施方式的液體可變光闌的程序的流考呈
圖6A是示出了在向極性液體施加電壓之前該極性液體的狀態(tài) 示圖6B是示出了在向極性液體施加電壓時(shí)該極性液體的狀態(tài)示
圖7A是當(dāng)施加電壓時(shí)液體可變光闌的示意性截面圖7B是當(dāng)施加電壓時(shí)從光入射側(cè)觀看的圖7A所示的液體可 變光闌的頂一見(jiàn)圖8是示出了液體可變光闌的操作原理的示圖9A是當(dāng)施加電壓時(shí)液體可變光闌的示意性截面圖9B是當(dāng)施加電壓時(shí)/人光入射側(cè)觀看的圖9A所示的液體可 變光闌的頂一見(jiàn)圖10A是4艮寺居第二實(shí)施方式的液體可變光闌的示意性截面圖；圖10B是/人光入射側(cè)3見(jiàn)看的圖1 OA所示的液體可變光闌的頂
視圖11是示出了第二實(shí)施方式的第一電^f及的示圖； 圖12是示出了通過(guò)第一電極的偏心控制的原理的示圖； 圖13是示出了第一電才及的實(shí)例的示圖； 圖14是示出了第一電才及的實(shí)例的示圖； 圖15是示出了第一電4及的實(shí)例的示圖； 圖16是示出了第一電才及的實(shí)例的示圖； 圖17是示出了第一電才及的實(shí)例的示圖；以及 圖18是現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)元件的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下實(shí)施方式 中，將在成像裝置中所用的光圏機(jī)構(gòu)(可變光闌)用作實(shí)例來(lái)描述 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)元件。請(qǐng)注意，本發(fā)明的實(shí)施方式并 不限于以下所描述的實(shí)例。
第一實(shí)施方式
圖1示出了應(yīng)用本實(shí)施方式的光圈機(jī)構(gòu)(本文以下稱為"液體 可變光闌")的成像裝置的示意性結(jié)構(gòu)的實(shí)例。圖1示出了包括變焦才幾構(gòu)(縮》文才幾構(gòu)，zoom mechanism )的成l象裝置的實(shí)例。圖l主 要示出了該成像裝置的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并且省略了^皮配置為處理 所獲取的圖像的部分和被配置為執(zhí)行光學(xué)系統(tǒng)的控制處理的部分。 本發(fā)明的實(shí)施方式還可以應(yīng)用到不包括變焦機(jī)構(gòu)的成像裝置。
成像裝置20的光學(xué)系統(tǒng)包括第 一透鏡單元1 、第二透鏡單元2、 、液體可變光闌10、第三透4竟單元3、第四透4竟單元4、濾光器5和 成4象元件6。該第一透4竟單元1、第二透4竟單元2、液體可變光闌 10、第三透4竟單元3、第四透4竟單元4、濾光器(濾鏡，filter) 5和 成像元件6以該次序從光束30的入射側(cè)進(jìn)行配置。
在用于聚焦入射光的第一透鏡單元1到第四透鏡單元4中，第 一透鏡單元1和第三透4竟單元3安裝為#1固定在透鏡:4竟筒(未圖示) 中。第二透鏡單元2是用于變焦的透鏡單元且安裝至透鏡鏡筒以沿 光學(xué)軸7的方向移動(dòng)。第四透鏡單元4是用于聚焦的透鏡單元且被 安裝為沿光學(xué)軸7的方向移動(dòng)。第二透^:單元2 (用于變焦)和第 四透鏡單元4 (用于聚焦)沿光學(xué)軸7的方向的移動(dòng)由成4象裝置20 中的控制單元(未圖示)來(lái)控制。
液體可變光闌10 (光學(xué)元件)通過(guò)利用電濕潤(rùn)現(xiàn)象來(lái)調(diào)整液體 可變光闌IO在光入射側(cè)處的開(kāi)口直徑(光圏直徑)，由此調(diào)整通過(guò) 液體可變光闌10的光束30的量。液體可變光闌10在光入射側(cè)液 體的開(kāi)口直徑(光圏直徑)通過(guò)改變施加到液體可變光闌10的電 壓值來(lái)調(diào)整，且這種調(diào)整由成像裝置20中的控制單元(未圖示) 來(lái)控制。以下將詳細(xì)描述液體可變光闌10的具體結(jié)構(gòu)和纟喿作。
濾光器5由紅外截止濾光器、低通濾光器等構(gòu)成。成像元件6 由例如電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)構(gòu)成。在該實(shí)施方式的成像裝置20中，如圖1中所示，從第一透鏡 單元1側(cè)入射的光束30通過(guò)上述各種光學(xué)元件聚焦在成4象元件6 的成像表面6a上。成像元件6中所獲取的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)成像裝置 20中的圖^象處理單元(未圖示)而進(jìn)4亍預(yù)定處理。
圖2A和圖2B示出了該實(shí)施方式的液體可變光闌10的示意結(jié) 構(gòu)。圖2A是在沒(méi)有施加電壓時(shí)(下文中，這種狀態(tài)也稱為"靜態(tài)") 的液體可變光闌IO的示意性截面圖，而圖2B是此時(shí)從光入射側(cè)》見(jiàn) 看的液體可變光闌IO的頂;現(xiàn)圖。
液體可變光闌10包括第一基板部11、第二基板部21和連接第 一基板部11和第二基4反部21的側(cè)壁部31。第一液體41和第二液 體42 ^皮密閉地密封在由第一基板部11、第二基板部21和側(cè)壁部 31構(gòu)成的容納室40 (容納部)中。
作為第一液體41,使用具有絕緣性能或非極性且具有光學(xué)透明 性的液體?？梢允褂镁哂羞@樣的性能的任何液體作為第一液體41。 例如，4吏用石圭油作為第一液體41。存在各種類型的具有不同比重和 4斤射率的可商購(gòu)的石圭油。因此，當(dāng)^f吏用石圭油作為第一、液體41時(shí)，
在各種可商購(gòu)的石圭油中，選擇與以下所描述的第二液體42具有基 本相同的比重和4斤射率的石圭油并將其用作第 一液體41 。 另一方面，作為第二液體42， 4吏用與第一液體41不互-容、具 有與第一液體41基本上相同的比重和折射率且具有才及性或?qū)щ娦?的液體?？梢允褂镁哂羞@樣性能的任何液體作為第二液體42。例如， 當(dāng)4吏用石圭油作為第一液體41時(shí)，可以4吏用水(比重1，折射率 1.333 )作為第二液體42。在這種情況下，還可以〗吏用水和乙醇的 混合液體，水、乙醇和乙二醇的混合液體，通過(guò)向水和乙醇的混合液體添加食鹽而制備的混合液體等來(lái)替代水。在該實(shí)施方式中，為
了使第二液體42的光學(xué)透明性比第一液體41的低(為了降低第二 液體42的光學(xué)透明性)，通過(guò)混合炭黑等來(lái)4吏第二液體42 (例如， 水)著色?？梢允褂贸亢谝酝獾娜玖献鳛橹珓?。
此夕卜，為了使第二液體42的比重和折射率更接近第一液體41, 例如，通過(guò)混合乙醇、乙二醇、食鹽等和水而制備的液體用作第二 液體42，且第二液體42的比重和折射率可以通過(guò)調(diào)整這些物質(zhì)的 混合比例來(lái)控制。通過(guò)將第二液體42的折射率調(diào)整為基本上與第 一液體41的折射率相同，可以防止或充分減少在第一液體41和第 二液體42之間的界面上的光折射(透鏡效應(yīng))，從而更可靠地執(zhí)4亍 液體可變光闌10的光圈才喿作。此外，通過(guò)將第二液體42的比重調(diào) 整為基本上與第一液體41的比重相同，當(dāng)整個(gè)裝置發(fā)生振動(dòng)或傾 斜時(shí)可以抑制第一液體41和第二液體42之間的界面形狀的改變。 應(yīng)注意，第二液體42的比重和折射率的值與第一液體41的這些值 接近到以下程度就足夠了，即裝置的光學(xué)性能、抗振性能等在該裝 置允許的容限范圍內(nèi)。
第一基板部11包括第一基板12、設(shè)置在第一基板12上的第一 電才及13、設(shè)置在第一電才及13上的絕纟彖膜14以及i殳置在絕緣膜14 上的第一防水力莫15。
第一基板12是由諸如透明玻璃的透光材料構(gòu)成且具有例如約 0.2mm至0.3mm厚度的方形板狀部件?？蛇x地，透明合成樹(shù)脂材 料可以用作第一基板12的材料。第一電極13是由氧化銦錫(ITO) 等構(gòu)成的透明電極。第一電極13連接到成像裝置20的電源8的一 個(gè)端子。絕緣膜14是由聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯等構(gòu)成的介 電膜。第一防水膜15 (第一膜)是與第一液體41 (非極性液體)的 親和性高于與第二液體42 (極性液體)的親和性的薄膜(疏水或親 脂薄膜)。即，第一液體41在第一防水膜15上的可濕潤(rùn)性比第二 液體42在第一防7jc力莫15上的可濕潤(rùn)'f生大。在該實(shí)施方式中，石友氟 樹(shù)脂等用作第一防水膜15的材料。具有親脂性和光學(xué)透明性的4壬 何薄力莫都可以用作第一防水爿菱15。
第二基板部21包括第二基^反22、 i殳置在第二基4反22上的第二 電極23、設(shè)置在第二電極23上的親水膜24和設(shè)置在親水膜24的 中心的第二防水力莫25。
如同在第一基板12中，第二基板22是由諸如透明玻璃的透光 材^H勾成且具有例如約0.2 mm至0.3 mm厚度的方形玲反狀部件。^口 同在第一電極13中，第二電極23是由ITO等構(gòu)成的透明電極。第 二電極23連接到成像裝置20的電源8的另一個(gè)端子。
親水膜24 (第二膜)是與第二液體42 (極性液體)的親和性 高于與第一液體(非極性液體)的親和性的薄膜。即，第二液體42
在親水膜24上的可濕潤(rùn)性比在第一液體41親水膜24上的可濕潤(rùn) 性大。在該實(shí)施方式中，聚乙烯醇樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù)脂等用作親水 膜24的材料。具有親水性和光學(xué)透明性的任何薄膜都可以用作親 水膜24。
如同在第一防水膜15中，第二防水膜25 (第三膜)是與第一 液體41 (非極性液體)的親和性高于與第二液體42 (極性液體) 的親和性的薄膜(親脂薄膜)。在該實(shí)施方式中，使用與第一防水 膜15相同的材津+作為第二防水膜25的材沖+。應(yīng)注意，構(gòu)成笫二防 水膜25的材料可以與構(gòu)成第一防水膜15的材料相同或不同。第二防水膜25在容納室40側(cè)的表面是圓形形狀(參見(jiàn)圖2B )。 本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此，且第二防水膜25的表面可以具有 不同于圓形形^犬的形^1犬。然而，3口以下所描述的，在這個(gè)實(shí)施方式 中，透過(guò)光的開(kāi)口 50在第二防水膜25的中心擴(kuò)張。在這種情況下， 考慮到分辨率，開(kāi)口 50的平面形狀優(yōu)選為圓形形狀。因此，為了 將開(kāi)口 50的平面形狀保持為圓形形狀，第二防水膜25的表面優(yōu)選 為圓形形狀。
在此實(shí)施方式中，如圖2A中所示，由于在親水膜24的中心i殳 置與第一液體41的親和性高于與第二液體42的親和性的第二防水 月莫25，所以即4吏在l爭(zhēng)態(tài)下，第一液體41的一部分也4妄觸第二防 K 月莫25。因此，如圖2B中所示，即z使在靜態(tài)下，在光入射側(cè)也形成 開(kāi)口 50。因此，為了增加開(kāi)口 50的直徑的變4匕范圍，在靜態(tài)下的 開(kāi)口 50的直徑優(yōu)選盡可能小。即，第二防水膜25的直徑優(yōu)選盡可 能小。
此外，優(yōu)選地，第二防水膜25的厚度基本上與親水膜24的厚 度相同。更具體地，優(yōu)選第二防水膜25在容納室40側(cè)的表面與親 水膜24在容納室40側(cè)的表面齊平。其原因如下。如果第二防水膜 25的厚度與親水膜24的厚度不同，且在容納室40側(cè)的表面上產(chǎn)生 水平差異，那么光學(xué)性能由包括該水平差異的部分改變，因此難以 獲得理想的光學(xué)性能。此外，乂人液體可變光闌10的光學(xué)性能的角 度看，優(yōu)選選擇親水膜24和第二防水膜25的材料以使得親水膜24 的折射率盡可能接近第二防水膜25的折射率。應(yīng)注意，親水膜24 的厚度和折射率的值與第二防水力莫25的這些Y直接近到以下程度就 足夠了，即裝置的光學(xué)性能在該裝置允許的容限范圍內(nèi)。
側(cè)壁部31包4舌圓筒形側(cè)壁部4牛32和i殳置 側(cè)壁部4牛32的內(nèi) 壁表面上的親水膜33。側(cè)壁部件32是由絕緣材料(如玻璃)構(gòu)成的圓筒形部件。在 該實(shí)施方式中，側(cè)壁部件32具有約9 mm的內(nèi)徑、約11 mm的夕卜 徑和約1 mm的高度。側(cè)壁部件32包括用于將第一液體41和第二 液體42注入液體可變光闌10中的入口 32a。入口 32a利用粘合部 4牛34 ,人側(cè)壁部^牛32的外部密去于。
親水膜33 (第四膜)是與第二液體42 (極性液體)的親和性 高于與第一液體(非才及性液體)的親和性的薄力莫。在該實(shí)施方式中， 如同在第二基板部21的親水膜24中，聚乙烯醇樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù) 脂等用作親水膜33的材料。具有親水性和光學(xué)透明性的任何薄膜 都可以用作親水"莫33。
使用交流電源作為第 一 電極13和第二電極23連接到其的成傳_ 裝置20的電源8 (電源單元)。也可以4吏用直:;充電源作為電源8。 然而，在這才羊的情況下，當(dāng)爿夸電源乂人電壓施加4犬態(tài)i殳置為斷開(kāi)^l犬態(tài) 時(shí)，在絕緣膜14上留下一些電荷。因此，使第一液體41返回到原 始的靜態(tài)的操作速度變得比使用交流電源的情況更慢。因此，更優(yōu) 選4吏用交流電源作為電源8。
將對(duì)該實(shí)施方式的液體可變光闌IO中的開(kāi)口 50的偏心抑制的 原理進(jìn)行描述。在該實(shí)施方式的液體可變光闌10中，在第一電^f及 13和第二電極23之間沒(méi)有施加電壓的情況(靜態(tài))下，在第一液 體41和第二液體42之間的界面處于圖2A中所示的狀態(tài)。
更具體地，在容納室40在第一基板部11側(cè)的整個(gè)表面上i殳置 第一防水膜15，因此在第一防水膜15上具有4交高可濕潤(rùn)性的第一 液體41遍布在第一防水膜15上且接觸第一防水膜15。另外，在容 納室40在第二基板部21側(cè)的整個(gè)表面上設(shè)置第二防水膜25。因此，第一液體41在第二基^反部21側(cè)的一部分表面4矣觸第二防水膜25。 具體地，在該實(shí)施方式中，在容納室40中，第一液體41^皮固定到 在第一基板部11側(cè)的第一防水膜15和在第二基才反部21側(cè)的第二 防水力莫25。
另一方面，第二液體42被設(shè)置為接觸設(shè)置在容納室40的第二 基4反部21側(cè)的親水膜24和i殳置在其側(cè)壁部31上的親水力莫33且圍 繞第一液體41。
在第一液體41和第二液體42之間的界面具有球形形狀。該形 狀由第一液體41和第二液體42的表面張力與第一防水膜15上的 界面張力的平4軒決定。如圖2A中所示，第一液體41在第一防水月莫 15上擴(kuò)散而4姿近于側(cè)壁部31。然而，由于在容納室40的側(cè)壁部31 側(cè)i殳置了親水"莫33，所以第一液體41不才妄觸側(cè)壁部31。
如上所述，第一液體41的一部分^皮固定到i殳置在第二基4反部 21側(cè)的第二防水膜25。由于在親水膜24中心設(shè)置第二防水膜25， 所以第二防水膜25的中心位于基本上與光學(xué)軸相同的位置上。因 此，第一液體41和第二防水月莫25間的4妄觸區(qū)i或的中心位置，即， 形成在液體可變光闌10的光入射側(cè)(第二基^反部21側(cè))的開(kāi)口 50 的中心位置基本上i殳置在光學(xué)軸上，乂人而抑制偏心。
如上所述，在該實(shí)施方式中，通過(guò)不4又利用第一防水"莫15和 第一液體41之間的親和性而且利用第二防水膜25和第一液體41 之間的親和性，抑制了第一液體41的偏心，即開(kāi)口50的偏心。更 具體地，在該實(shí)施方式中可以執(zhí)行偏心抑制的三維控制。
圖3A是處于靜態(tài)的液體可變光闌IO的示意性截面圖，而圖 3B是/人光入射側(cè)〗現(xiàn)看處于靜態(tài)的液體可變光闌10的頂—見(jiàn)圖。在圖 13A中，該實(shí)施方式的液體可變光闌10的偏心卞卩制的三維4空制的扭無(wú) 念通過(guò)黑點(diǎn)表示。
為了比較，圖4A和圖4B示出了不包括第二防水膜25的液體 可變光闌卯中的偏心抑制的概念(比較例)。圖4A是處于靜態(tài)的 比較例的液體可變光闌90的示意性截面圖，而圖4B是從光入射側(cè) 觀看處于靜態(tài)的比較例的液體可變光闌卯的頂^見(jiàn)圖。在比較例中， 通過(guò)僅利用第一防水膜15和第一液體41之間的親和性來(lái)抑制偏 心，因此執(zhí)行了偏心抑制的二維控制(參見(jiàn)圖4A中的黑點(diǎn))。因此， 在比較例的液體可變光闌90中，偏心抑制的效果比本實(shí)施方式的 效果弱。
如上所述，在本實(shí)施方式中，在液體可變光闌10的光入射側(cè) 的親7JC膜24的中心設(shè)置與第 一液體41的親和性高于與第二液體42 的親和性的第二防水膜25。因此，可以三維地控制偏心抑制從而增 加偏心抑制的效果。
此外，在該實(shí)施方式中，由于在親水月莫24的中心i殳置與第一 液體41的親和性高于與第二液體42的親和性的第二防水膜25，所 以第二液體42受到第二防水膜25排斥。因此，在開(kāi)口 50中消除 了黑色殘余物(污點(diǎn))，乂人而增加透光率。
此外，在該實(shí)施方式中，偏心通過(guò)其中在親水月莫24中心i殳置 第二防水膜25的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)而抑制。另外，該實(shí)施方式的液體可變 光闌10中的電極是平坦的，這與文獻(xiàn)，792中所披露的光學(xué)元件(參 見(jiàn)圖18)的凹形電4及不同。因此，本實(shí)施方式的液體可變光闌10 與文獻(xiàn)'792中所4皮露的相比具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，因此可以減小液體可 變光闌10的厚度。4妄下來(lái)，現(xiàn)在將參考圖5來(lái)描述該實(shí)施方式的液體可變光闌10 的制造方法。圖5是示出了制造液體可變光闌10的程序的流程圖。
首先，制備由諸如透明玻璃的透光材料構(gòu)成的第一基板12。接 著，通過(guò)氣相沉積方法等在第一基4反12的表面上形成由透光導(dǎo)電 材料(例如，ITO)構(gòu)成的第一電極13,以具有約30nm的膜厚度 (步驟S1)。接著，例如用粘合劑將由聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙 烯等構(gòu)成且具有例如在約1 lum至5 iLim的范圍中的厚度的介電膜結(jié) 合到第一電極13上，從而形成絕緣膜14 (步驟S2)。
接著，通過(guò)旋涂方法等將碳氟樹(shù)脂等涂覆到絕緣膜14上，且 在例如150。C下烘烤以形成具有在約10 nm至30 nm的范圍中的厚 度的第一防水膜15 (步驟S3 )。通過(guò)上述步驟Sl至S3制備了第一 基板部11。
另夕卜，與步驟Sl至S3并行地如下制備第二基板部21和側(cè)壁 部31。首先，制備由諸如透明玻璃的透光材料構(gòu)成的第二基板22。 接著，通過(guò)氣相沉積方法等在第二基板22的表面上形成由透光導(dǎo) 電材料(例如，ITO)構(gòu)成的第二電極23，以具有約30nm的膜厚 度(步驟S4 )。
接著，利用例如可紫外線固化的粘合劑將側(cè)壁部件31結(jié)合到 第二電極23上(步驟S5)。接著，通過(guò)旋涂方法等將聚乙烯醇樹(shù)脂、 聚丙烯酸樹(shù)脂等分別涂覆到第二電極23以及側(cè)壁部件32的內(nèi)壁 上，從而形成親水膜24和親水膜33，其各自具有在約300 nm至 600 nm的范圍中的厚度(步驟S6 )。
接著，在親水膜24中心形成第二防水膜25 (步驟S7)。在該 步驟中，將第二防水膜25的厚度控制為基本上與親水膜24的厚度 相同。第二防水膜25可以通過(guò)以下方法來(lái)形成。首先，在第二電極23的整個(gè)表面上形成親水膜24。接著，掩蓋親水膜24上除了將 要形成第二防水膜25的部分之外的區(qū)域。接著，通過(guò)蝕刻方法等 去除親水膜24中將要形成第二防水膜25的部分。隨后，將碳氟樹(shù) 脂等涂覆到已經(jīng)去除了親水膜24的部分上，從而形成第二防水膜 25?？蛇x地，可以利用以下方法。首先，掩蓋第二電才及23中將要 形成第二防水膜25的部分，并且通過(guò)旋涂方法等在其上涂覆聚乙 烯醇樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù)脂等以形成親水膜24。接著，掩蓋親水膜 24,隨后在其上涂覆碳氟樹(shù)脂等以形成第二防水膜25。
通過(guò)上述步驟S4至S7制備了第二基板部21和側(cè)壁部31,以 及通過(guò)將第二基板部21連接到側(cè)壁部31而制造的部件。
接著，利用例如可紫外線固化的粘合劑，將如上所述制備的第 一基板部11和通過(guò)將第二基板部21連4妻到側(cè)壁部31而制造的部 件彼此結(jié)合(步驟S8 )。在該步驟中，將第一基板部11結(jié)合到該部 件以使得第一防水膜15面對(duì)親水膜24 (和第二防水膜25)。在該 步驟中，在液體可變光闌10中形成用于密封第一液體41和第二液 體42的容納室40。
接著，通過(guò)氣相沉積方法等在液體可變光闌10的所需表面(光 入射側(cè)或光出射側(cè)的表面)上形成抗反射膜(未圖示)(步驟S9)。 例如，可以將低折射率層和高折射率層交替堆疊的多層抗反射膜用 作抗反射膜。例如，抗反射膜由LaTi03/Si02膜等形成，且其厚度 為(例如)約400 nm。
接著，利用注射器等，從穿過(guò)側(cè)壁部件32設(shè)置的入口 32a將 第一液體41和第二液體42注入容納室40中(步驟SIO)。在該步 驟中，首先，將預(yù)定量的第二液體42注入容納室40中，隨后在容 納室40的剩余空間中填充第一液體41。在該步驟中，填充第一液 體41和第二液體42以使得沒(méi)有空氣殘留在容納室40中。根據(jù)第二液體42在親水膜24和33上的可濕潤(rùn)性程度、第一液體41在第一防水膜15和第二防水膜25上的可濕潤(rùn)性程度、第二防水膜25的直徑等來(lái)適當(dāng)?shù)?i周整所注入的第一'液體41的量與所注入的第二液體42的量的比例。
接著，將第一電才及13和第二電極23連4妄到電源8(步驟Sll )。最后，例如，將可紫外線固化的粘合劑(粘合劑部件34)涂覆到側(cè)壁部件32上，隨后用紫外線照射來(lái)固化該粘合劑以密封側(cè)壁部件32的入口 32a (步驟S12)。因此，密閉地密封容納室40而將第一液體41和第二液體42密封在其中。如上所述，以該實(shí)施方式制得了液體可變光闌10。
C液體可變光闌的梯:作]
在描述向、液體可變光闌10施加電壓時(shí)該實(shí)施方式的'液體可變光闌IO的操作之前，將簡(jiǎn)要描述電濕潤(rùn)現(xiàn)象(電毛細(xì)現(xiàn)象)。
圖6A和圖6B是示出了電濕潤(rùn)現(xiàn)象的原理的示圖。圖6A是示出了當(dāng)沒(méi)有向極性液體80施加電壓時(shí)該極性液體80的狀態(tài)示圖，而圖6B是示出了當(dāng)向才及性液體80施加電壓時(shí)該才及性液體80的狀態(tài)示圖。
在圖6A和圖6B所示的實(shí)例中，部件包括基板81、設(shè)置在基板81上的電極82、設(shè)置在電極82上的絕緣膜83和設(shè)置在絕緣膜83上的防水膜84 (疏水膜)。 一底定才及性液體80 (例如，水)滴落在防水膜84上。極性液體80通過(guò)開(kāi)關(guān)86連接到電源85的一個(gè)端子，而電源85的另一個(gè)端子連^r到電才及82。在該實(shí)例中，如圖6A中所示，在極性液體80中存在正離子分子80a和負(fù)離子分子80b。當(dāng)沒(méi)有向極性液體80施力o電壓時(shí)(當(dāng)開(kāi)關(guān)86處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí))，才及性液體80的表面由于表面張力而變成^求形(圖6A所示的狀態(tài))。在這種情況下，由防水膜84的表面和極性液體80的液體
表面與防水膜84接觸的部分所形成的角(即，接觸角)由e。表示。
當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)86并向才及性液體80施加電壓時(shí)，在絕纟彖膜83的一個(gè)表面上產(chǎn)生正電荷83a并在其另一個(gè)表面上產(chǎn)生負(fù)電荷83b。在圖6A和圖6B所示的實(shí)例中，在絕鄉(xiāng)彖膜83的才及性液體80側(cè)產(chǎn)生正電荷83a，而在絕緣膜83的電才及82側(cè)產(chǎn)生負(fù)電荷83b。在這種情況下，靜電力作用于極性液體80的負(fù)離子分子80b上，并且負(fù)離子分子80b被吸引到絕緣膜83上的防水膜84。因此，與其中不施加電壓的情況(圖6A所示的狀態(tài))相比，極性液體80以展開(kāi)方式(圖6B所示的狀態(tài))粘附到防水膜84。此時(shí)極性液體80的接
觸角e變得比未施加電壓時(shí)的接觸角e。小。具體地，通過(guò)施加電壓
增加了極性液體80在防水膜84上的可濕潤(rùn)性(即，才及性液體80和防7jc膜84之間的親和性)。這種現(xiàn)象稱為電濕潤(rùn)現(xiàn)象。
在該實(shí)施方式中，通過(guò)利用上述電濕潤(rùn)現(xiàn)象來(lái)改變密去于在液體可變光闌10中的第一液體41和第二液體42之間的界面形狀，以才丸4亍液體可變光闌10的光圈才喿作。
圖7A和圖7B示出了當(dāng)在第一電極13和第二電極23之間施加電壓Vi時(shí)液體可變光闌IO的才喿作狀態(tài)。圖7A是當(dāng)施加電壓V！時(shí)液體可變光闌IO的截面圖，而圖7B是此時(shí)從光入射側(cè)觀看的液體可變光闌IO的頂視圖。當(dāng)在第一電極13和第二電極23之間施加電壓V！時(shí)，第一液體41通過(guò)電濕潤(rùn)現(xiàn)象^皮進(jìn)一步?jīng)_齊壓到在第二基板部21側(cè)的膜上。因此，第一液體41和在第二基板部21側(cè)的膜之間的接觸區(qū)域(即，液體可變光闌10的光入射側(cè)上所形成的圓形開(kāi)口 50的直徑)增大。例如，在圖7A和圖7B所示的實(shí)例中，當(dāng)施加電壓Vt時(shí)，開(kāi)口50的直徑變成T。這比處于靜態(tài)(參見(jiàn)圖2B)時(shí)的開(kāi)口 50的直^圣大。
參考圖8,將描述當(dāng)在第一電極13和第二電極23之間施加電壓時(shí)在第一液體41和第二基4反部21側(cè)的力莫之間的4妄觸區(qū)i或增大的原理。圖8是示出了當(dāng)向液體可變光闌10施力口電壓時(shí)的才乘作原理的示圖。在圖8中，將描述在絕緣膜14的液體側(cè)產(chǎn)生正電荷14a且在絕緣膜14的第一電極13側(cè)產(chǎn)生負(fù)電荷14b的實(shí)例。
當(dāng)在第一電極13和第二電才及23之間施加電壓時(shí)，在絕《彖膜14的液體柳J產(chǎn)生正電^肓14a。在這種'lf況下，靜電力4乍用在第二、液體(其為極性液體)中的負(fù)離子分子42b上，且該負(fù)離子分子42b^皮吸引到第一防水膜15側(cè)(如圖8中的白色箭頭所示)。在這種情況下，通過(guò)電濕潤(rùn)現(xiàn)象使第二液體42在第一防7jc膜15上鋪展。因此，推力(由圖8中的黑色箭頭所示)從第二液體42作用到第一液體41,并且該推力存在于第一液體41周圍。因此，親水膜24側(cè)的第一液體41的表面形狀被改變，從而被朝向親水膜24側(cè)推動(dòng)(如圖8中的陰影箭頭所示)。因此，第一液體41在親水膜24側(cè)的表面的一部分^皮才齊壓到親水力莫24側(cè)的力莫上。因此，第一液體41和第二基板部21側(cè)的膜之間的接觸區(qū)域增大，從而增加了形成在液體可變光闌10的光入射側(cè)(親水膜24側(cè))上的開(kāi)口 50的直徑。
此外，當(dāng)增加在第 一電極13和第二電才及23之間施加的電壓時(shí)，4吏得第二液體42通過(guò)電濕潤(rùn)現(xiàn)象進(jìn)一步鋪展在第一防水膜15上。因此，/人第二液體42作用到第一液體41的推力(由圖8中的黑色箭頭所示)進(jìn)一步增加，且第一液體41在親水膜24側(cè)的表面形狀被改變，從而被進(jìn)一步推向親水膜24側(cè)。具體地，在第一防水膜15和第一液體41與第二液體42的界面之間形成的傾斜的角度進(jìn)一步增大。在這種情況下，在第一液體41和親水膜24側(cè)的膜之間的^接觸區(qū)域進(jìn)一步增大，/人而進(jìn)一步增加了開(kāi)口 50的直徑。圖9A和圖9B示出了這種狀態(tài)。
圖9A是當(dāng)在第一電極13和第二電極23之間施加電壓V2(> V!)時(shí)液體可變光闌IO的截面圖，而圖9B是此時(shí)乂人光入射側(cè)》見(jiàn)看的液體可變光闌10的頂^L圖。當(dāng)在第一電極13和第二電才及23之間施加的電壓/人Vi增加到V2時(shí)，在液體可變光闌10的光入射側(cè)形成的開(kāi)口 50的直《圣也乂人1 i曾力口到T2。
如上所述，在該實(shí)施方式的液體可變光闌10中，在靜態(tài)下第一液體41的一部分固定到設(shè)置在親水膜24中心的第二防7K膜25。因此，在施加電壓期間形成的開(kāi)口 50在第二防水膜25的中心擴(kuò)展。即，即4吏在施加電壓期間，也不會(huì)發(fā)生在光入射側(cè)形成的開(kāi)口 50的中心與光學(xué)軸的偏移(偏心)。因此，#4居該實(shí)施方式，即4吏在施加電壓期間也抑制了偏心，從而抑制了分辨率的降低。
第二實(shí)施方式
在第二實(shí)施方式中，將描述在第一實(shí)施方式的液體可變光闌10的結(jié)構(gòu)中改變第 一電才及的結(jié)構(gòu)的實(shí)例。
圖IOA和圖10B是本實(shí)施方式的液體可變光闌的示意圖。圖10A是當(dāng)沒(méi)有施加電壓時(shí)液體可變光闌60的截面圖。圖IOB是此時(shí)從光束30入射側(cè) 見(jiàn)看的液體可變光闌60的頂-f見(jiàn)圖。在圖10A和圖10B所示的液體可變光闌60中，對(duì)與第一實(shí)施方式的液體可變光闌10 (圖2A和圖2B中所示)相同的元件分配相同參考凄t字。液體可變光闌60包括第一基才反部61、第二基才反部21和連接第一基4反部61和第二基板部21的側(cè)壁部31。第一液體41和第二液體41被密閉地密封在由第一基板部61、第二基板部21和側(cè)壁部31構(gòu)成的容納室40中。
該實(shí)施方式的液體可變光闌60的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的液體可變光闌10的結(jié)構(gòu)相同，只是改變了第一基板部61的第一電才及63的結(jié)構(gòu)。因此，在此省略除第一電極63之外的結(jié)構(gòu)的描述。
圖11示出了該實(shí)施方式中所4吏用的第一電才及63的示意結(jié)構(gòu)。在第一電才及63的電才及部63a的中心i殳置電4及開(kāi)口 63b。第一電招_63的電極部63a由與第 一實(shí)施方式的第 一電極13相同的材并牛構(gòu)成，且具有與其第一電才及13相同的厚度。在電才及開(kāi)口 63b處暴露其上設(shè)置了第 一 電極63的第 一基板12。
電極開(kāi)口 63b是星形開(kāi)口。本實(shí)施方式中的電才及開(kāi)口 63b包括設(shè)置在第一電極63中心的圓形部分63c和四個(gè)突出部分63d。突出部分63d以90度間隔分開(kāi)設(shè)置在圓形部分63c的圓周周圍，且各自以倒轉(zhuǎn)V字符形狀從該圓周向外部突出。
電才及開(kāi)口 63b可以如下形成(圖案4匕)。首先，如第一實(shí)施方式中那樣，在第一基板12的整個(gè)表面上形成第一電極63 (圖5中的步驟S1)。接著，通過(guò)濕式蝕刻方法等去除第一電極63與電極開(kāi)口 63b相對(duì)應(yīng)的部分以形成電極開(kāi)口 63b?？蛇x地，掩蓋第一基4反12與電才及開(kāi)口 63b相對(duì)應(yīng)的部分，隨后在第一基4反12上形成第一電極63。除了如上所述形成電極開(kāi)口 63b之夕卜，可以如第一實(shí)施方式中那樣來(lái)制備該實(shí)施方式的液體可變光闌60。圖12是示出了當(dāng)在第一電極63中心形成星形電極開(kāi)口 63b時(shí)抑制該開(kāi)口的偏心的原理示圖。如圖12所示，當(dāng)?shù)谝灰后w41 (絕緣透明液體)的位置從第一電極63上的第一電極63中心偏移(偏心)時(shí)，其中第一液體41與電核 f立置63a重疊的區(qū)i或變4尋不均勻(即，喪失區(qū)域的對(duì)稱性)。
當(dāng)向處于這樣的狀態(tài)的液體可變光闌60施加電壓時(shí)，由于電濕潤(rùn)現(xiàn)象所導(dǎo)致的從第二液體42作用到第一液體41的推力的平4軒被破壞。在這種情況下，用于平衡該推力的力、即用于使第一液體41返回到第一電極63的中心的恢復(fù)力(由圖12中的白色箭頭所示)作用于第一液體41。因此，在該實(shí)施方式中，在施加電壓期間恢復(fù)力起作用，使得第一液體41位于第一電極63的中心，因此可以抑制開(kāi)口的偏心。因此，在該實(shí)施方式中，可以進(jìn)一步增加第一電核_63上(第一防水力莫15上)的抑制偏心的效果。
第一電4及63的電4及開(kāi)口 63b的形狀并不限于圖11中所示的星形。對(duì)于該電極開(kāi)口的星形，從中心向外部突出的多個(gè)突起以彼此基本上相同的距離(基本上相同間隔)沿圍繞第一電才及中心的方向配置。圖13至圖17示出了除圖11所示形狀之外的具有星形的電才及開(kāi)口的實(shí)例。
在圖13所示的實(shí)例中，電極開(kāi)口 70b包括i殳置在第一電極70中心的圓形部分70c和六個(gè)突出部分70d。突出部分70d以60度間隔分開(kāi)設(shè)置在圓形部分70c的圓周周圍，且各自以倒轉(zhuǎn)V字符形狀/人圓周向外部突出。
在圖14所示的實(shí)例中，電才及開(kāi)口 71b包括4殳置在第一電才及71中心的圓形部分71c和八個(gè)突出部分71d。突出部分71d以45度間隔分開(kāi)i殳置在圓形部分71c的圓周周圍，且各自以倒轉(zhuǎn)V字才奪形4犬/人圓周向外部突出。
在圖15所示的實(shí)例中，電極開(kāi)口 72b包括設(shè)置在第一電才及72中心的圓形部分72c和六個(gè)突出部分72d。突出部分72d以60度間隔分開(kāi)設(shè)置在圓形部分72c的圓周周圍，且各自以倒轉(zhuǎn)V字符形狀/人圓周向外部突出。在圖15所示的該實(shí)例中，突出部分72d中的每一個(gè)的前端具有與圓形部分72c同心的圓f瓜形4犬。
在圖16所示的實(shí)例中，電極開(kāi)口 73b包括設(shè)置在第一電極73中心的圓形部分73c和三個(gè)突出部分73d。突出部分73d以120度間隔分開(kāi)設(shè)置在圓形部分73c的圓周周圍，且各自以倒轉(zhuǎn)V字符形狀^v圓周向外部突出。
在圖17所示的實(shí)例中，電極開(kāi)口 74b包括設(shè)置在第一電極74中心的圓形部分74c和均具有均勻?qū)挾鹊牧鶄€(gè)矩形突出部分74d。突出部分74d以60度間隔分開(kāi)^殳置在圓形部分74c的圓周周圍，且各自/人圓周向外部突出。
第一電極的電極開(kāi)口可以具有任何形狀，只要在第一液體41位于第一電極中心時(shí)，其中第一液體41與電極部重疊的區(qū)域相對(duì)于第 一 電4及的中心只于稱、。
變形例
在上述實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了其中由透明電^l膜構(gòu)成的第二電極23設(shè)置在第二基板22上的實(shí)例，但是本發(fā)明并不限于此。例如，如在文獻(xiàn)792中，可以利用^f奉狀電才及作為第二電^L。在這^f羊的情況下，棒狀電4及從側(cè)壁部插入，且棒狀電4及的一個(gè)端部直接4妄觸第二液體42。在這樣的情況下，親水膜24和第二防水力莫25直4妄形成在第二基^反22上。
在上述實(shí)施方式中，已經(jīng)描述了其中本發(fā)明應(yīng)用于液體可變光闌的實(shí)例，但是本發(fā)明并不限于此。本發(fā)明還可以應(yīng)用于諸如快門或鏡頭的光學(xué)元件。然而，當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于4竟頭時(shí)，第一液體41和第二液體42都由透明液體構(gòu)成，且利用具有^皮此不同的折射率的液體作為第一液體41和第二液體42。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，才艮據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行各種變形、組合、子組合和改變，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求或其等同替換的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件，包括第一液體；第二液體，其與所述第一液體不互溶且具有極性或?qū)щ娦?；第一基板部，包括第一基板，具有光學(xué)透明性，第一電極，設(shè)置在所述第一基板的表面上且具有光學(xué)透明性，絕緣膜，設(shè)置在所述第一電極上且具有光學(xué)透明性，和第一膜，設(shè)置在所述絕緣膜上，且與所述第一液體的親和性高于與所述第二液體的親和性，并具有光學(xué)透明性；第二基板部，包括第二基板，具有光學(xué)透明性，第二膜，設(shè)置在所述第二基板的表面上，且與所述第二液體的親和性比高于與所述第一液體的親和性，并具有光學(xué)透明性，和第三膜，設(shè)置在所述第二膜的中心，且與所述第一液體的親和性高于與所述第二液體的親和性，并具有光學(xué)透明性；側(cè)壁部，連接所述第一基板部和所述第二基板部以使得所述第一膜和所述第二膜彼此面對(duì)；第二電極，設(shè)置在所述第二基板部和所述側(cè)壁部中的一個(gè)上；以及容納部，由所述第一基板部、所述第二基板部和所述側(cè)壁部構(gòu)成且將所述第一液體和所述第二液體密封在其中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中，所述第一液體的透光率高于所述第二液體的透光 率，以及所述第一液體的折射率與所述第二液體的折射率相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中，所述第三膜在所述容 納部側(cè)的表面是圓形形狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中，所述第二膜的厚度與 所述第三膜的厚度相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中，所述第一電極的中心 設(shè)置有星形開(kāi)口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中，所述第二電極具有光 學(xué)透明性且設(shè)置在所述第二基板和所述第二膜之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，還包括第四力莫，其i殳置在所述側(cè)壁部的一個(gè)表面上，該表面與 所述容納部相鄰且與所述第二液體的親和性高于與所述第一 -液體的親和'l"生。
8. —種成像裝置，包括光學(xué)元件，包括第一液體；第二液體，其與所述第一液體不互溶且具有極性或?qū)?電性；第一基板部，包括第一基板，具有光學(xué)透明性，第一電極，設(shè)置在所述第一基板的表面上且具有 光學(xué)透明性，絕緣膜，設(shè)置在所述第一電極上且具有光學(xué)透明 性，和第一膜，設(shè)置在所述絕緣膜上，且與所述第一液 體的親和性高于與所述第二液體的親和性，并具有光 學(xué)透明性；第二基板部，包括第二基板，具有光學(xué)透明性，第二膜，設(shè)置在所述第二基板的表面上，且與所 述第二液體的親和性高于與所述第一液體的親和性，并具有光學(xué)透明性，和第三膜，設(shè)置在所述第二膜的中心，且與所述第 一液體的親和性高于與所述第二液體的親和性，并具 有光學(xué)透明性；側(cè)壁部，連接所述第一基板部和所述第二基才反部以 使得所述第 一 膜和所述第二膜彼此面對(duì)；第二電極，設(shè)置在所述第二基^L部和所述側(cè)壁部中的 一個(gè)上；以及容納部，由所述第一基板部、所述第二基板部和所述 側(cè)壁部構(gòu)成且將所述第一液體和所述第二液體密去于在其中；電源單元，故配置為在所述光學(xué)元4牛的所述第一電才及和所述第二電才及之間施力口電壓；透4竟單元，；故配置為聚焦入射光；以及成像元件，所述光通過(guò)所述光學(xué)元件和所述透鏡單元聚 焦在其上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學(xué)元件和成像裝置，所述光學(xué)元件包括第一液體；第二液體，與第一液體不互溶且具有極性或?qū)щ娦?；第一基板部；第二基板部；?cè)壁部；第二電極，設(shè)置在第二基板部和側(cè)壁部中的一個(gè)上；以及容納部，由該第一基板部、第二基板部和側(cè)壁部構(gòu)成且將該第一液體和第二液體密封在其中。所述光學(xué)元件還包括設(shè)置在容納部的第一基板部側(cè)且與第一液體具有高親和性的第一膜、設(shè)置在容納部的第二基板部側(cè)且與第二液體具有高親和性的第二膜以及設(shè)置在第二膜的中心且與第一液體具有高親和性的第三膜。通過(guò)本發(fā)明，第一液體和容納部在第二基板部側(cè)的膜之間的接觸區(qū)域的偏心可以用較簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)加以抑制。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101685172SQ20091017619
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者佐野幸廣, 光田幸寬, 海部敬太, 田中和洋 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社