光学素子
【課題】透明性の向上を図る上で有利な光学素子を提供する。
【解決手段】光学素子１０は、容器１２と、第１、第２の液体１４、１６と、第１の電極１８と、第２の電極２０と、絶縁膜３２と、撥水膜３６と、電圧印加手段２２とを含んで構成されている。容器１２の厚さ方向から見て、第１の電極１８には第１の電極開口部４０が設けられ、第２の電極２０には第２の電極開口部４２が設けられ、絶縁膜３２には絶縁膜開口部４４が設けられ、撥水膜３６には撥水膜開口部４６が設けられている。電第２の液体１６部分で形成される透過路５２の直径もＤ１乃至Dmaxにわたって増減する。光学素子１０の入射面から入射した光は、透過路５２の直径の大小に拘わらず、第１の端面壁２４を透過したのち、第１の電極開口部４０、第２の液体１６部分、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２、第２の端面壁２６をこの順番で透過する。
【解決手段】光学素子１０は、容器１２と、第１、第２の液体１４、１６と、第１の電極１８と、第２の電極２０と、絶縁膜３２と、撥水膜３６と、電圧印加手段２２とを含んで構成されている。容器１２の厚さ方向から見て、第１の電極１８には第１の電極開口部４０が設けられ、第２の電極２０には第２の電極開口部４２が設けられ、絶縁膜３２には絶縁膜開口部４４が設けられ、撥水膜３６には撥水膜開口部４６が設けられている。電第２の液体１６部分で形成される透過路５２の直径もＤ１乃至Dmaxにわたって増減する。光学素子１０の入射面から入射した光は、透過路５２の直径の大小に拘わらず、第１の端面壁２４を透過したのち、第１の電極開口部４０、第２の液体１６部分、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２、第２の端面壁２６をこの順番で透過する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気毛管現象（エレクトロウエッティング現象）を用いて第１、第２の液体間の界面形状を変化させることによって光学特性を変化させる光学素子が提案されている。
このような光学素子では、互いに対向する第１、第２の端面壁と、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を備えている。
そして、有極性または導電性を有する第１の液体と、収容室に封入され第１の液体と互いに混合しない第２の液体とを収容室に封入し、第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極を設け、第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加することで、第１、第２の液体間の界面形状を変化させている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７７２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した光学素子においては、光が透過する第１、第２の端面壁上に、前記の第１、第２の電極に加えて、第１の液体に電界を与えるために必要な絶縁膜、第１、第２の液体の界面の移動速度の高速化を図るために必要な親水膜、撥水膜などの各種の膜が設けられているため、光学素子の透明性の向上を図る上で不利があった。
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、透明性の向上を図る上で有利な光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明は、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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記第１の電極には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より大きい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記第２の電極、あるいは、前記第２の電極および前記絶縁膜の双方には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜が前記収容室に臨む面に前記第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膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記膜には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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透明な第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透明な第２の液体と、前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記第１の電極には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より大きい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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透明な第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透明な第２の液体と、前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記絶縁膜、あるいは、前記第２の電極および前記絶縁膜の双方には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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透明な第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透明な第２の液体と、前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜が前記収容室に臨む面に前記第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膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記膜には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の光学素子によれば、光が第１の電極あるいは撥水膜あるいは絶縁膜あるいは第２の電極に形成された開口部を透過するため、透明度の向上を図る上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（第１の実施の形態）
まず、本実施の形態の光学素子１０を説明する前に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１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１（Ａ）に示すように、基板１の表面上に絶縁膜２が形成され、この絶縁膜２の表面に有極性または導電性を有する第１の液体３が位置しており、第１の液体３には第１の電極４が電気的に接続されている。
絶縁膜２と基板１の間には第２の電極５が形成されている。
図１（Ａ）に示すように、第１の電極４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２の表面と、第１の液体３が絶縁膜２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１（Ｂ）に示すように、第１の電極４と第２の電極５との間に電圧Ｅが印加されることで第１の液体４に電界がかけられると、絶縁膜２の表面に例えばマイナス電荷が帯電することで第１の液体３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３を構成する分子が引き寄せされることで、第１の液体３の絶縁膜２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。
【０００７】
次に、本実施の形態の光学素子１０の前提となる基本的な構成および動作について説明する。
本実施の形態において光学素子１０は絞りを構成している。
図２は光学素子１０の基本的な構成を示す縦断面図、図３は光学素子１０の基本的な構成を示す斜視図である。
図２、図３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、第１の電極１８と、第２の電極２０と、電圧印加手段２２とを含んで構成されている。
容器１２は、互いに対向し平行をなして延在する第１の端面壁２４、第２の端面壁２６と、これら第１、第２の端面壁２４、２６を接続する側面壁２８とを有し、それら第１、第２の端面壁２４、２６、側面壁２８とにより密閉された収容室３０を有している。
ここで容器１２の厚さ方向とは、第１の端面壁２４と第２の端面壁２６とが互いに対向する方向をいう。
第１、第２の端面壁２４、２６は同形同大に形成された矩形板状を呈し、側面壁２８は第１、第２の端面壁２４、２６の輪郭に収まる大きさの円筒壁状を呈し、収容室３０は扁平な円柱状を呈している。
また、第１、第２の端面壁２４、２６および側面壁２８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２４、２６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２４、２６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。
【０００８】
第１の液体１４は、有極性または導電性を有し収容室３０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３０に封入されている。
第１の液体１４と第２の液体１６とは実質的に等しい比重を有し、かつ、第１の液体１４の透過率は第２の液体１６の透過率よりも低くなるように形成されている。
第１の液体１４と第２の液体１６とが実質的に等しい比重を有していることにより、第１の液体１４と第２の液体１６との界面４８（図２）が重力の影響を受けることなく安定した形状を保持することになる。
また、第１の液体１４の透過率が第２の液体１６の透過率よりも低いことにより、第２の液体１６によって光の透過路５２（図４）が形成される。
本実施の形態では、第１の液体１４は、例えば、純水とエタノールとエチレングリコールを混合した液体に光を透過しない材料からなる微粒子が混合されることで形成されている。
前記微粒子としては、例えばカーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックを用いる場合には、カーボンブラックが、第１の液体１４に対して満遍なく混合されるように、それらの表面に親水コーティング処理をなすことが好ましい。前記親水コーティング処理は、例えば、カーボンブラックの表面に親水基を形成することでなされる。
また、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ている。
なお、第１の液体１４として使用できる液体としては、本実施の形態に限定されるものではなく、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するように形成されていればよい。
【０００９】
さらに、第１の液体１４および第２の液体１６の組成について説明する。
第１の液体１４について説明すると、比重と屈折率とが互いに異なる３種類の液体を混合することで第１の液体１４を得、本発明者は、それら３種類の液体の混合比を変えることで第１の液体１４の比重および屈折率をそれぞれ大きな範囲で変えられることを見出した。
例えば、２種類の液体を用いて第１の液体１４を得る場合から説明する。
２種類の液体として純水とエタノールとを用いて第１の液体１４を得、それらの混合比を変える。
図２６に示すように、それらの混合比を変えていくと、第１の液体１４の比重と屈折率は、直線的にあるいは曲線的に変化していく。
また、２種類の液体として純水とエチレングリコールとを用いて第１の液体１４を得、それらの混合比を変える。
図２７に示すように、それらの混合比を変えていくと、第１の液体１４の比重と屈折率は、直線的にあるいは曲線的に変化していく。
なお、純水の比重は１．０、屈折率は１．３３３であり、エタノールの比重は０．７８９、屈折率は１．３６１であり、エチレングリコールの比重は１．１１３、屈折率は１．４３０である。
【００１０】
これに対して、３種類の液体を用いて第１の液体１４を得、それらの混合比を変える。
例えば、３種類の液体として純水とエタノールとエチレングリコールとを用いて第１の液体１４を得、それらの混合比を変える。
図２８に示すように、純水とエタノールとエチレングリコールの混合比を変えることで、純水とエタノールとエチレングリコールの３つの座標を結んだ三角形の大きな領域Ｒ内で第１の液体１４の比重と屈折率を変えることが可能である。
一方、図２８には、市販された各種のシリコンオイルの比重および屈折率の座標が点在されている。
したがって、三角形の領域Ｒ内に点在する市販のシリコンオイルを第２の液体４６として使用し、純水とエタノールとエチレングリコールとを混合し比重および屈折率を上記のシリコンオイルと等しくした第１の液体１４を使用することができる。
【００１１】
本実施の形態では、第１の液体１４は、純水とエタノールとエチレングリコールを混合した液体にカーボンブラックが溶かされることで形成され、黒色を呈しており、０．１ｍｍ程度の厚さで光を遮光できるように形成され、光学素子の薄型化に有利となっている。
第１の液体１４の屈折率と第２の液体４６の屈折率を等しく形成すると、界面６２におけるレンズ効果の発生を防止でき、絞り動作を確実に行わせる上で有利となる。
また、エタノールを水に混合して第１の液体１４を形成すると、凝固点(融点)を下げることができ、寒冷地で凝固することを防止できるので、光学素子４０の寒冷地での使用が可能となる。
エタノールの凝固点は−１１４度であり、エチレングリコールの凝固点は−１３度であり、第１の液体１４の凝固点を−４０度以下とすることが可能である。
【００１２】
上述のように第１の液体１４と第２の液体４４としてその比重が等しいものを選択するのではなく、第１の液体１４を、既存の比重が異なる３種類の液体を混合して用いるようにすることによって、第１の液体の比重を、図２８に領域Ｒで示すように、大きな範囲で変更できる。
すなわち、互いに比重が異なる２種類の液体を混合した場合、２種類の液体の混合比を変えることで得られる第１の液体の比重は、図２８に示すように、それら液体の座標を結んだ直線の範囲内でしか変えることができない。
これに対して、３種類の液体を混合した場合、純水とエタノールとエチレングリコールの３つの座標を結んだ三角形の大きな領域Ｒ内で第１の液体１４の比重を変えることが可能となる。
したがって、第１の液体１４の比重と第２の液体４６の比重とを簡単に等しくでき、所望の特性を有する光学素子４０を簡単に製造することができる。
さらに、図２８に示すように、比重とともに屈折率が異なる少なくとも３種類の液体、例えば、純水とエタノールとエチレングリコールを混合して第１の液体１４を得るようにすると、第１の液体１４の比重と第２の液体４６の比重とを簡単に等しくできるとともに、同時に、第１の液体１４の屈折率と第２の液体４６の屈折率とを簡単に等しくでき、レンズ効果の発生を防止する上で有利となる。
【００１３】
複数種類の液体として純水とエタノールとエチレングリコールとを用いて第１の液体１４を得る場合について説明したが、使用する複数種類の液体は純水とエタノールとエチレングリコールに限定されず、既存の各種の液体を選択することが可能である。
図２９、図３０を参照して説明する。
図２９は様々な種類の液体の比重および屈折率を示す図、図３０は用いる各種液体の比重および屈折率の数値を示す図である。
例えば、図２９に示すように、用いる液体としてＡ群、Ｂ群、Ｃ群、Ｄ群のものが挙げられ、各Ａ乃至Ｄ群に用いる液体の具体名を図３０に示す。
図２９に三角形の領域Ｒ１で示すように、３種類の液体として、Ａ群から選択した１つの液体の座標と、Ｂ群から選択した１つの液体の座標と、Ｃ群から選択した１つの液体の座標を結んだ三角形の大きな領域Ｒ１内で、それらの混合比を変えることで比重と屈折率を変えることが可能である。
また、図２９に三角形の領域Ｒ２で示すように、３種類の液体として、Ｂ群から選択した１つの液体の座標と、Ｃ群から選択した１つの液体の座標と、Ｄ群から選択した１つの液体の座標を結んだ三角形の大きな領域Ｒ２内で、それらの混合比を変えることで比重と屈折率を変えることが可能である。
すなわち、従来公知の様々な液体を選択し、それらの混合比を変えることで比重と屈折率を簡単に変えることが可能である。
【００１４】
なお、第１の液体に使用する液体の種類は３種類に限定されず、４種類以上であってもよい。
また、第１の液体１４を、比重および屈折率が異なる複数種類の液体を混合することで、第２の液体４６と比重が等しくなるように形成する場合について説明したが、第２の液体４６を、比重および屈折率が異なる複数種類の液体を混合することで、第１の液体１４と比重が等しくなるように形成してもよい。
さらに、本実施の形態では、では、単一のシリコンオイルを第２の液体４６として使用した場合について説明したが、シリコンオイル自体も屈折率や比重などの特性が異なるものが複数存在しており、所望の特性の一種類のシリコンオイルを選択し第２の液体４６として使用するようにしてもよく、あるいは、特性の異なる複数種類のシリコンオイルを選択し、それらの混合比を変えて所望の屈折率および比重とした後第２の液体４６として使用するようにしてもよい。
【００１５】
第１、第２の電極１８、２０は、第１の液体１４に電界をかけ第１の液体１４に電気毛管現象を発生させるためのものである。
基本構成においては、後述するように、絞りの動作速度の高速化を図るために親水膜３４が用いられており、第１の電極１８が第１の液体１４に臨む箇所に親水膜３４が設けられ、第１の電極１８は親水膜３４を介して第１の液体１４に臨むように配設されている。
第２の電極２０は、収容室３０に臨む第２の端面壁２６の内面の部分に形成されている。
この基本構成においては、第１の電極１８は第１の端面壁２４の内面の全域に形成され、第２の電極２０は第２の端面壁２６の内面の全域に形成されている。
第１、第２の電極１８、２０は、例えば、光を透過可能なＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ膜）などの導電材料で形成されている。
電圧印加手段２２は、容器１２の外部に設けられ出力電圧が可変であり、電圧印加手段２２の正電圧出力端子が第１の電極１８に電気的に接続され、電圧印加手段２２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。
なお、この基本構成では、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するが、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。
【００１６】
また、この基本構成では、収容室３０に臨む第２の端面壁２６の内面に設けられた第２の電極２０上の全域に絶縁膜３２が形成されている。
絶縁膜３２も、第１の液体１４に電界をかけ第１の液体１４に電気毛管現象を発生させるためのものである。
すなわち、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３２の表面に例えばマイナス電荷が帯電され、これにより第１の液体１４に電界がかかり、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ことになる。
【００１７】
また、この基本構成では、図２に示すように、後述するように、絞りの動作速度の高速化を図るために、第１の電極１８の全域および側面壁２８の内面全域を覆うように、光を透過する透明な親水膜３４（特許請求の範囲の第１の液体に対する濡れ性が前記第２の液体に対する濡れ性よりも高い膜に相当）が形成されている。
親水膜３４は第１の液体１４に対する濡れ性が第２の液体１６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り、言い換えると、親水膜３４に対する第１の液体１４の接触角は、親水膜３４に対する第２の液体１６の接触角よりも小さい値となるように構成されている。
親水膜３４は、例えば親水性ポリマーや界面活性剤を第１の電極１８、側面壁２８の内面に塗布することで形成することができ、従来公知の様々な材料を採用可能である。
また、この基本構成では、図２に示すように、後述するように、絞りの動作速度の高速化を図るために、第２の端面壁２６上の第２の電極２０上に設けられた絶縁膜３２の全域を覆うように、光を透過する透明な撥水膜３６（特許請求の範囲の第２の液体に対する濡れ性が第１の液体に対する濡れ性よりも高い膜に相当）が形成されている。
撥水膜３６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ている。言い換えると、撥水膜３６に対する第２の液体１６の接触角は、撥水膜３６に対する第１の液体１４の接触角よりも小さい値となるように構成されている。
撥水膜３６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、撥水膜３６としては、従来公知の様々な材料を採用可能である。
なお、図３では親水膜３４、撥水膜３６の図示を省略している。
【００１８】
この基本構成によれば、図２に示すように、第１の液体１４が位置する第１の端面壁２４内面に位置する第１の液体１４箇所の全域は、親水膜３４を介して第１の電極１８に臨んだ状態となり、かつ、第２の液体１６が位置する第２の端面壁２６内面に位置する第２の液体１６の箇所の全域は、撥水膜３６、絶縁膜３２を介して第２の電極２０に臨んだ状態となる。
したがって、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖが印加され、絶縁膜３２の表面に例えばマイナス電荷が帯電され、これにより第１の液体１４に電界がかかり、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ことになる。
【００１９】
次に、基本構成における光学素子１０の動作について説明する。
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は光学素子１０の第１、第２の電極１８、２０に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加された場合の動作を説明する断面図である。
図２に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖが印加されない状態では、第１、第２の液体１４、１６の界面４８の形状は第１、第２の液体１４、１６の表面張力、撥水膜３６上の界面張力のバランスによって決定される。
したがって、撥水膜３６に対する第１の液体１４の接触角と第２の液体１６の接触角との差が大きいほど、撥水膜３６上において第２の液体１６はより扁平に広がり、第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状が平坦面に近い曲面となる。
また、第１の液体１４は、第１の端面壁２４上の親水膜３４から側面壁２８上の親水膜３４を覆うように位置している。
したがって、第１の液体１４のうち側面壁２８と第２の端面壁２６の界面付近の環状の箇所に位置する第１の液体１４は、撥水膜３６に直接接するが、第２の液体１６は側面壁２８上の親水膜３４に接しない状態となる。
そのため、第１の液体１４が撥水膜３６に接触した環状部分は、第２の液体１６を介在させることなく、撥水膜３６、絶縁膜３２を挟んで第２の電極２０に対向している。
この際、第１の液体１４が光の透過方向と直交する方向の全域にわたって延在することにより容器１２の厚さ方向に進行する光は遮断された状態となる。
【００２０】
次に、図４（Ａ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ１（＞０）が印加されると、電気毛管現象により、界面４８が第２の液体１６から第１の液体１４に向かって凸状の曲面（球面）となるように変形し、界面４８の中央が第１の端面壁２４（親水膜３４）に接触する。
これにより、第１の端面壁２４（親水膜３４）上で界面４８が接触している領域には、第１の液体１４が存在しなくなり、収容室３０に第２の液体１６のみが存在する領域５０が形成され、この領域５０により第１、第２の端面壁２４、２６を通り容器１２の厚さ方向に延在する光の透過路５２が形成される。すなわち、光の透過路５２が開口５２Ａを構成し、光の透過路５２（開口５２Ａ）の直径が絞りの開口径Ｄ１となる。
言い換えると、第１の液体１４に電界がかけられることにより第１の液体１４と第２の液体１６の界面が変形し、第１、第２の端面壁２４、２６および第２の液体１６部分を通り第１、第２の端面壁２４、２６が互いに対向する方向である容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路５２が第２の液体１６部分で形成されることになる。
【００２１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
そして、収容室３０に形成された第２の液体１６のみが存在する領域５０の直径が拡大され、光の透過路５２の直径、すなわち絞りの開口径がＤ１からＤ２に拡径される。
【００２２】
次に、図４（Ｃ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ３（＞Ｖ２）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
そして、収容室３０に形成された第２の液体１６のみが存在する領域５０の直径がさらに拡大され、光の透過路５２の直径、すなわち絞りの開口径が最大値であるＤ３（＞Ｄ２）に拡径される。
したがって、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に印加される電圧を調整することで、第２の液体１６のみが存在する領域５０の直径を拡大および縮小させて絞りの開口径を調整することができる。
なお、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、符号θ１、θ２、θ３は第１の液体１４の接触角を示しており、第１の液体１４にかけられる電界が大きくなるほど、接触角が小さくなり、言い換えると、θ１＞θ２＞θ３となり、第１の液体１４の濡れ性が高くなっている。
【００２３】
なお、親水膜３４および撥水膜３６は省略することも可能であるが、親水膜３４および撥水膜３６を用いると次の利点を有すため、親水膜３４および撥水膜３６を設けることが光学素子１０の性能を確保する上で好ましい。
第１の電極１８の全域および側面壁２８の内面全域を覆うように、光を透過する透明な親水膜３４が形成されていると、第１の液体１４が親水膜３４に対して良く濡れる。したがって、第２の液体１６が第１の端面壁２４にいったん接触した後で第１の端面壁２４から離れる際に、親水膜３４から第２の液体１６が離間しやすくなり、絞りの動作速度の高速化が図られる。
また、第２の端面壁２６上の第２の電極２０上に設けられた絶縁膜３２の全域を覆うように、光を透過する透明な撥水膜３６が形成されていると、撥水膜３６上で第１の液体１４の液面が円滑に動きやすいので、絞りの動作速度の高速化が図られる。
【００２４】
次に、第１の液体１４、第２の液体１６の界面４８の形状の変化について詳細に説明する。
第１の電極１８、第２の電極２０の間に電圧Ｖが印加された場合、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８がなす角度を接触角θとすると、接触角θは式（１）で示される。
cosθ(V)=cosθ(V=0)＋ε0・εｒ・V2/2γt （１）
ここで、
cosθ(V)：印加電圧V[V]の時の接触角
cosθ(V=0)：電圧無印加時の接触角
ε0：真空の誘電率8.85×10-12[F/m]
εｒ：絶縁膜３２の比誘電率
V：印加電圧[V]
ｔ：絶縁膜３２の厚み[m]
γ：第１の液体１４と第２の液体１６間の界面張力（または界面エネルギー）[N/m]
である。
すなわち、電圧Ｖの増減により接触角θが増減し（第１の液体１４の濡れ性が変化し）、これにより第１の液体１４が第２の液体１６を押す力が変化し、界面４８の形状が変化するのである。
【００２５】
光学素子１０は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に適用される。
図５は光学素子１０を撮像装置の撮影光学系に適用した例を示す構成図である。
図５に示すように、撮像装置１００は、被写体像を撮像するＣＣＤなどの撮像素子１０２と、前記被写体像を撮像素子１０２に導く撮影光学系１０４とを含んで構成されている。
撮影光学系１０４は、その光軸Ｌ上において、被写体から撮像素子１０２に向かって、第１のレンズ群１０６、第２のレンズ群１０８、第３のレンズ群１１０、第４のレンズ群１１２、フィルタ群１１４がこの順番で配置されている。
本例においては、第１のレンズ群１０６、第３のレンズ群１１０が光軸方向に移動不能に設けられ、第２のレンズ群１０８がズームレンズとして光軸方向に移動可能に設けられ、第４のレンズ群１１２がフォーカスレンズとして光軸方向に移動可能に設けられている。
第１のレンズ群１０６によって導かれた被写体からの光束は第２のレンズ群１０８によって平行な光束とされ第３のレンズ群１１０に導かれて、第４のレンズ群１１２、フィルタ群１１４を介して撮像素子１０２の撮像面１０２に収束される。
光学素子１０は、仮想軸３８を撮影光学系１０４の光軸Ｌに合致させた状態で、平行な光束が通過する箇所である第２のレンズ群１０８と第３のレンズ群１１０の間に配置されている。
したがって、光学素子１０の光の透過路５２（開口５２Ａ）が拡縮することにより、撮像面１０２Ａに導かれる光束量が増減されることになる。
【００２６】
上述のような光学素子１０の基本構成では、光が透過する第１、第２の端面壁２４、２６上に、第１、第２の電極１８、２０に加えて、第１の液体１４に電界を与えるために必要な絶縁膜３２、第１、第２の液体１４、１６の界面４８の移動速度の高速化を図るために必要な親水膜３４、撥水膜３６などが設けられているため、光学素子１０の透明性の向上を図る上で不利がある。
そこで、本実施の形態では、第１、第２の電極１４、１６、絶縁膜３２、撥水膜３６に開口部を形成することで、光学素子１０の透明性の向上を図るようにした。
以下、本発明の要旨である第１、第２の電極１４、１６、絶縁膜３２、撥水膜３６について詳細に説明する。
【００２７】
図６は第１の実施の形態の光学素子１０の構成を示す縦断面図である。
なお、以下の実施の形態では、上述した基本的な構成と同一の部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
第１の実施の形態の光学素子１０は、第１、第２の電極１４、１６、絶縁膜３２、撥水膜３６を除いて上述した基本的な構成の光学素子と同様に構成されている。
図６に示すように、容器１２の厚さ方向から見て、第１の電極１８には第１の電極開口部４０が設けられ、第２の電極２０には第２の電極開口部４２が設けられ、絶縁膜３２には絶縁膜開口部４４が設けられ、撥水膜３６には撥水膜開口部４６が設けられている。
第１の電極開口部４０は、第１の電極１８を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第１の電極開口部４０は、仮想軸３８を中心とする透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさか、あるいは、最大直径Dmaxより大きい大きさの直径で形成されている。
第１の電極１８は、第１の電極開口部４０を除く第１の端面２４の内面の全域に形成されている。
【００２８】
また、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、第２の電極２０および絶縁膜３２を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、仮想軸３８を中心とする透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさで形成されている。
ここで、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４の双方が形成され、かつ、第２の電極開口部４２が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさである場合、絶縁膜開口部４４は第２の電極開口部４２と同じ大きさか、第２の電極開口部４２よりも小さい大きさで形成することが必要となる。
すなわち、透過路５２の最大直径Dmaxとなった状態において、第１の液体１４が第２の電極開口部４２を介して第２の電極２０に接触すると、第１の液体１４を介して第１の電極１８と第２の電極２０とがショートすることになる。したがって、透過路５２の最大直径Dmaxとなった状態においても、第１の液体１４が絶縁膜３２によって第２の電極２０と絶縁させておくために、絶縁膜開口部４４を第２の電極開口部４２と同じ大きさか、第２の電極開口部４２よりも小さい大きさで形成することが必要となる。
【００２９】
撥水膜開口部４６は、撥水膜３６上を第１の液体１４が接触するに足る大きさで形成されていればよく、したがって、撥水膜開口部４６は仮想軸３８を中心とする透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさの直径で形成されている。
【００３０】
次に光学素子１０の作用効果について図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を流用して説明する。
電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧を印加して界面４８の形状を変化させ開口径を拡縮動作させると、第２の液体１６部分で形成される透過路５２の直径もＤ１乃至Dmaxにわたって増減する。
この際、光学素子１０の入射面から入射した光は、透過路５２の直径の大小に拘わらず、第１の端面壁２４を透過したのち、第１の電極開口部４０、第２の液体１６部分、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２、第２の端面壁２６をこの順番で透過する。
したがって、前述した基本的な構成の光学素子では、その構造上、光が第１の電極１８、撥水膜３６、絶縁膜３２、第２の電極２０の４箇所を透過することによって光学素子の透明度が低下する不利があるのに対し、本実施の形態では、光が第１の電極１８、撥水膜３６、絶縁膜３２、第２の電極２０の４箇所を透過することなく、光学素子を透過するため、透明度の向上を図る上で有利となり、基本的な構成の光学素子に比較して透過率を３％〜１０％向上させることが期待できる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、第１の電極開口部４０、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２の４つの開口部を設けた構成について説明したが、以下の４種類の構成のうちの何れか１つあるいは２つ以上の構成の組み合わせでもよい。ただし、３）と４）の組み合わせは除く。
１）第１の電極開口部４０を設ける。
２）撥水膜開口部４６を設ける。
３）絶縁膜開口部４４および第２の電極開口部４２の双方を設ける。
４）第２の電極開口部４２を設ける。
しかしながら、本実施の形態のように第１の電極開口部４０、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２の４つの開口部を設けると、光学素子１０の透明性（透過率）の向上を図る上で最も有利となる。
【００３２】
また、本実施の形態では、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさで形成されている場合について説明したが、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、第２の電極２０および絶縁膜３２を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４を最大直径Dmaxより小さい大きさの直径で形成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさで形成されていると、光学素子１０の透明度を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、撥水膜開口部４６が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさの直径で形成されている場合について説明したが、撥水膜開口部４６は、撥水膜３６上を第１の液体１４が接触するに足る大きさで形成されていればよく、したがって、撥水膜開口部４６を最大直径Dmaxより小さい大きさの直径で形成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、撥水膜開口部４６が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさで形成されていると、光学素子１０の透明度を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、撥水膜３６を設けた場合について説明したが、撥水膜３６を省略してもよい。しかししながら、撥水膜３６を設けると、絞りの動作の高速化を図る上で有利となる。
【００３３】
（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。
図７は第２の実施の形態における光学素子１０の基本的な構成を示す縦断面図である。
第２の実施の形態が第１乃至第８の実施の形態と異なるのは、光学素子１０がレンズを構成している点である。
第２の実施の形態の光学素子１０の基本的な構成は、第１、第２の液体１４、１６の組成が異なる点を除いて、ほぼ第１の実施の形態と同様であるため、以下では、第１の実施の形態と相違する部分について重点的に説明する。
光学素子１０は、電圧印加手段２２による電圧印加により第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状を変形させることで、第１、第２の端面壁２４、２６を通り第１、第２の端面壁２４、２６が互いに対向する方向である容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸３８を中心とする曲面形状からなる界面４８を形成し仮想軸３８方向に進行して界面４８を通過する光を屈折させるものである。
光学素子１０は、第１の実施の形態と同様に、容器１２と、第１の液体１４と、第２の液体１６と、第１の電極１８と、第２の電極２０と、電圧印加手段２２とを含んで構成されている。
第１の液体１４は、有極性または導電性を有し収容室３０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３０に封入されている。
また、第１の液体１４と第２の液体１６は透明であり実質的に等しい比重を有している。
第２の液体１６の屈折率と第１の液体１４の屈折率とが異なり、本実施の形態では、第２の液体１６の屈折率は第１の液体１４の屈折率よりも高く形成されている。
あるいは、第２の液体１６のアッベ数と第１の液体１４のアッベ数とが異なるように形成されている。
あるいは、第２の液体１６の屈折率と第１の液体１４の屈折率とが異なり、かつ、第２の液体１６のアッベ数と第１の液体１４のアッベ数とが異なるように形成されている。
【００３４】
次に、光学素子１０の動作について説明する。
図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は光学素子１０の第１、第２の電極１８、２０に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加された場合の動作を説明する断面図である。
図８に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖが印加されない状態では、第１、第２の液体１４、１６の界面４８の形状は第１、第２の液体１４、１６の表面張力、撥水膜３６上の界面張力のバランスによって決定され、第２の液体１６から第１の液体１４に向かって緩やかな凸状の曲面をなしている。
ここで、第２の液体１６の屈折率が第１の液体１４の屈折率よりも高く形成されていることから、第１、第２の端面壁２４、２６を通り容器１２の厚さ方向に進行して界面４８を通過する光は界面４８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を構成している。
ここで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径は最大直径ＤＬｍａｘとなる。
【００３５】
次に、図８（Ａ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ１（＞０）が印加されると、電気毛管現象により、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜が大きくなる。
ここで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径はＤＬ１＜ＤＬｍａｘとなる。
次に、図８（Ｂ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
ここで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径はＤＬ２＜ＤＬ１となる。
次に、図８（Ｃ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ３（＞Ｖ２）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなり最大の傾斜となる。
ここで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径はＤＬ３＜ＤＬ２となる。
したがって、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に印加される電圧を調整することで、界面４８の曲率を変えてレンズの焦点距離を可変できる（レンズのパワーを可変できる）。
また、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に印加される電圧を調整することで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径は最大直径ＤＬｍａｘ乃至ＤＬ３の間で増減することになる。
このようにレンズを構成する光学素子１０は、第１の実施の形態と同様に、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に適用可能である。
【００３６】
次に本実施の形態の要旨である第１、第２の電極１４、１６、絶縁膜３２、撥水膜３６について詳細に説明する。
図９は第２の実施の形態における光学素子１０の構成を示す縦断面図である。
図９に示すように、容器１２の厚さ方向から見て、第１の電極１８には第１の電極開口部４０が設けられ、第２の電極２０には第２の電極開口部４２が設けられ、絶縁膜３２には絶縁膜開口部４４が設けられ、撥水膜３６には撥水膜開口部４６が設けられている。
第１の電極開口部４０は、第１の電極１８を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第１の電極開口部４０は、仮想軸３８を中心とする界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさか、あるいは、最大直径ＤＬｍａｘより大きい大きさの直径で形成されている。
第１の電極１８は、第１の電極開口部４０を除く第１の端面２４の内面の全域に形成されている。
図９に示すように、容器１２の厚さ方向から見て、第１の電極１８には第１の電極開口部４０が設けられ、第２の電極２０には第２の電極開口部４２が設けられ、絶縁膜３２には絶縁膜開口部４４が設けられ、撥水膜３６には撥水膜開口部４６が設けられている。
第１の電極開口部４０は、第１の電極１８を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第１の電極開口部４０は、仮想軸３８を中心とする界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさか、あるいは、最大直径ＤＬｍａｘより大きい大きさの直径で形成されている。
第１の電極１８は、第１の電極開口部４０を除く第１の端面２４の内面の全域に形成されている。
【００３７】
また、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、第２の電極２０および絶縁膜３２を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、仮想軸３８を中心とする界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさで形成されている。
ここで、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４の双方が形成され、かつ、第２の電極開口部４２が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさである場合、絶縁膜開口部４４は第２の電極開口部４２と同じ大きさか、第２の電極開口部４２よりも小さい大きさで形成することが必要となる。
すなわち、界面４８が最大直径ＤＬｍａｘとなった状態において、第１の液体１４が第２の電極開口部４２を介して第２の電極２０に接触すると、第１の液体１４を介して第１の電極１８と第２の電極２０とがショートすることになる。したがって、界面４８の最大直径ＤＬｍａｘとなった状態においても、第１の液体１４が絶縁膜３２によって第２の電極２０と絶縁させておくために、絶縁膜開口部４４を第２の電極開口部４２と同じ大きさか、第２の電極開口部４２よりも小さい大きさで形成することが必要となる。
【００３８】
撥水膜開口部４６は、撥水膜３６上を第１の液体１４が接触するに足る大きさで形成されていればよく、したがって、撥水膜開口部４６は仮想軸３８を中心とする界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさの直径で形成されている。
【００３９】
次に光学素子１０の作用効果について図７、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を流用して説明する。
電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧を印加しない状態から電圧を印加して界面４８の形状を変化させると、界面４８の直径もＤＬｍａｘ乃至ＤＬ３にわたって増減する。
この際、光学素子１０の入射面から入射した光のうち界面４８を通過する光は、界面４８の直径の増減に拘わらず、第１の端面壁２４を透過したのち、第１の電極開口部４０、第２の液体１６部分、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２、第２の端面壁２６をこの順番で透過する。
したがって、前述した基本的な構成の光学素子では、その構造上、光が第１の電極１８、撥水膜３６、絶縁膜３２、第２の電極２０の４箇所を透過することによって光学素子の透明度が低下する不利があるのに対し、本実施の形態では、光が第１の電極１８、撥水膜３６、絶縁膜３２、第２の電極２０の４箇所を透過することなく、光学素子を透過するため、透明度の向上を図る上で有利となり、基本的な構成の光学素子に比較して透過率を３％〜１０％向上させることが期待できる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、第１の電極開口部４０、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２の４つの開口部を設けた構成について説明したが、以下の４種類の構成のうちの何れか１つあるいは２つ以上の構成の組み合わせでもよい。ただし、３）と４）の組み合わせは除く。
１）第１の電極開口部４０を設ける。
２）撥水膜開口部４６を設ける。
３）絶縁膜開口部４４および第２の電極開口部４２の双方を設ける。
４）第２の電極開口部４２を設ける。
しかしながら、本実施の形態のように第１の電極開口部４０、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２の４つの開口部を設けると、光学素子１０の透明性（透過率）の向上を図る上で最も有利となる。
【００４１】
また、本実施の形態では、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさで形成されている場合について説明したが、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、第２の電極２０および絶縁膜３２を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４を最大直径ＤＬｍａｘより小さい大きさの直径で形成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさで形成されていると、光学素子１０の透明度を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、撥水膜開口部４６が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさの直径で形成されている場合について説明したが、撥水膜開口部４６は、撥水膜３６上を第１の液体１４が接触するに足る大きさで形成されていればよく、したがって、撥水膜開口部４６を最大直径ＤＬｍａｘより小さい大きさの直径で形成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、撥水膜開口部４６が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさで形成されていると、光学素子１０の透明度を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、撥水膜３６を設けた場合について説明したが、撥水膜３６を省略してもよい。しかししながら、撥水膜３６を設けると、レンズの動作の高速化を図る上で有利となる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であり、第２の電極２０の形状が第１の実施の形態と相違している。
図１０は、第３の実施の形態における光学素子１０の第２の電極２０の平面図である。
図１０に示すように、第２電極開口部４２は、仮想軸３８を中心とする円形部６０と、円形部６０の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部６２とで構成されている。
凸部６２は、該凸部６２が突出する方向と直交する方向の幅を有し、幅は凸部６２が半径方向外側に至るにつれて次第に狭くなるように構成されている。
言い換えると、第２の電極２０は、容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸３８を中心として放射方向に延在する複数の電極部６４で構成されている。
本実施の形態では、第２の電極２０は同形同大の４つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。したがって、電圧印加手段２２により第２の電極２０に印加される電圧、すなわち、各電極部６４に印加される電圧は同一電圧となる。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には前記凸部６２が位置しており、凸部６２は、電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６を構成している。
本実施の形態では、同形同大の４つの第１の非電極部６６が形成されている。
各電極部６４および各第１の非電極部６６は、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６の幅が次第に小さくなるように形成されている。
また、仮想軸３８を中心とする単一の円周上において電極部６４の幅は第１の非電極部６６の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部６４は、仮想軸３８を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、各第１の非電極部６６は、半径方向外方に至るにつれて幅が次第に小さくなる二等辺三角形状に延在し、第１の非電極部６６の先端は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸３８を中心とする略円形の範囲に前記円形部６０が位置しており、円形部６０は、電極部６４が形成されていない第２の非電極部６８を構成している。
各電極部６４は第２の非電極部６８の半径方向の外側に設けられ、各電極部６４の前記半径方向の内縁部は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第１の非電極部６６は、第２の非電極部６８の周方向に間隔をおいた外周部から第２の非電極部６８の半径方向の外側に突出して設けられ、各第１の非電極部６６は第２の非電極部６８の外周部に接続されている。
したがって、各電極部６４の内周部と第２の非電極部６８の外周部との境に円弧部７０が形成されることになる。
【００４３】
次に、第１の液体１４、第２の液体１６の界面４８の形状の変化について図４を流用して説明する。
まず、図４（Ａ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ１（＞０）が印加された場合について説明する。
図１１は図４（Ａ）の平面図であり、図中、一点鎖線は第１の端面壁２４上での界面４８ａを示し、二点鎖線は第２の端面壁２６上での界面４８ｂを示す。
図１２は図４（Ａ）における第２の液体１６の形状を模式的に示す斜視図である。
図１１、図１２に示すように、第１の端面壁２４上において界面４８ａは、仮想軸３８を中心とするほぼ円形を呈している。
また、第２の端面壁２６上において界面４８ｂは、仮想軸３８を中心とする第２の非電極部６８の半径方向の外側に位置する円周上を延在する４つの円弧状部分４８ｂ１と、隣り合う円弧状部分４８ｂ１を接続し円弧状部分４８ｂ１よりも前記円周から半径方向外方に突出する４つの突出部分４８ｂ２とから形成されている。
【００４４】
次に、図４（Ｂ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が印加された場合について詳細に説明する。
図１３は図４（Ｂ）における第２の液体１６の形状を模式的に示す斜視図である。
図１３に示すように、第２の液体１６は第１の液体１４によって押されることにより、第１の端面壁２４上における界面４８ａの直径が拡大され、第２の端面壁２６上における界面４８ｂは、第１、第２の非電極部４２、４４の輪郭に近接した位置に後退する。
【００４５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ３（＞Ｖ２）が印加された場合について詳細に説明する。
図１４は図４（Ｃ）の平面図である。
図１４に示すように、第２の液体１６は第１の液体１４によってさらに押されることにより、第１の端面壁２４上における界面４８ａの直径が最大に拡大され、第１の端面壁２４上における界面４８ｂは、第１、第２の非電極部４２、４４の輪郭と合致した位置に後退する。
この際、第２の液体１６は、第２の端面壁２６上において第１、第２の非電極部４２、４４の全域にわたって延在する。
したがって、第２の液体１６は、第２の非電極部６８上に位置する部分の外周から各第１の非電極部６６の上に沿って４つの腕が第２の非電極部６８の半径方向外方に突出することになる。そのため、第２の液体１６の中心部分（第２の電極部分４２の上に位置する部分）の外周はそれら４つの腕の部分に引っ張られて変形する。
この結果、第１の端面壁２４上における界面４８ａの形状は、各第１の非電極部６６上に四隅が位置するほぼ矩形状を呈する。
【００４６】
このように、第１の液体１４は、それに印加される電圧によって接触角（第１の液体１４の濡れ性）が変化することで移動し第２の液体１６を押す。したがって、第２の端面壁２６上において、界面４８は、電圧が印加される電極部６４上のみで移動し、電圧が印加されない第１、第２の非電極部４２、４４上には移動しない。
言い換えると、第２の端面壁２６上において、第１、第２の非電極部４２、４４上には第２の液体１６が常時位置しており、かつ、第２の液体１６は第１の液体１４が第２の非電極部６８の半径方向外方に移動するのに伴って第１、第２の非電極部４２、４４から電極部６４上に広がるように移動する。
【００４７】
このように第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加する電圧をＶ１からＶ３にわたって増減させることで界面４８の形状が変化し開口径がＤ１からＤ３にわたって変化するが、第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加される電圧の変化に拘わらず、図４に示す光の透過路５２（開口５２Ａ）は、その中心が常に仮想軸３８と合致した状態に保たれており、光の透過路５２の中心が仮想軸３８からずれて偏心を生じても、光の透過路５２の中心が仮想軸３８と合致するように自動的に復元される。このことについて詳細に説明する。
図１５は光の透過路５２の中心が仮想軸３８と合致した状態を示す説明図、図１６は光の透過路５２の中心が仮想軸３８からずれて偏心した状態を示す説明図、図１７は図１６の斜視図である。
なお、図１５、図１６、図１７においては、説明の便宜上、仮想軸３８と直交する絶縁膜３２上において仮想軸３８と直交し、かつ、互いに直交する２本の座標軸Ｘ、Ｙによって区切られる４つの象限を第１象限Ａ、第２象限Ｂ、第３象限Ｃ、第４象限Ｄとして説明する。
また、各電極部６４は第１象限Ａ、第２象限Ｂ、第３象限Ｃ、第４象限Ｄのそれぞれに位置している。
【００４８】
図１５に示すように、光の透過路５２（図４参照）に偏心が生じていない状態では、各電極部６４上に位置している第１の液体１４の面積は互いに等しく、かつ、各電極部６４上に位置している第２の液体１６の面積は互いに等しい。言い換えると、各電極部６４上に位置している第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８ｂ１の長さは互いに等しい。
ところが、図１６、図１７に示すように、例えば、第２の液体１６が第２象限Ｂの方向に移動して、光の透過路５２に偏心が生じると、第２の象限Ｂの電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さと、第４の象限Ｄの電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さとが等しくなくなる。
具体的には、第２の象限Ｂの電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さは、第４の象限Ｄの電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さよりも長くなる。
これは、各電極部６４および各第１の非電極部６６は、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６の幅が次第に小さくなるように形成されているためである。
したがって、各電極部６４に印加される電圧が同じであれば（同電位であれば）、第１の液体１４が第２の液体１６を押す単位長当たりの力は各象限で同じであるが、電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さが長くなるため、第２の液体１６を押す力が界面４８ｂ１の長さに比例して大きくなり、第２の液体１６を押す力は第４象限Ｄより第２象限Ｂのほうが大きく働くことになる。
そのため、第４の象限Ｄの電極部６４上の界面４８ｂ１の長さが第２の象限Ｂの電極部６４上の界面４８ｂ１の長さよりも長いことにより、第２の象限Ｂ上の第１の液体１４が第２の液体１６を押す力の方が、第４の象限Ｄ上の第１の液体１４が第２の液体１６を押す力よりも大きくなる。
その結果、第１の液体１４によって第２の液体１６を押す力がバランスするところまで第２の液体１６が押し戻され、すなわち、図１５に示すように、第２の象限Ｂの界面４８ｂ１の長さと第４の象限Ｄの界面４８ｂ１の長さとが等しくなるところまで第２の液体１６が押し戻される。これにより、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する位置となり、この位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状が安定し、光の透過路５２の偏心が防止される。
【００４９】
また、図１３に示すように、第２の液体１６は、第２の非電極部６８上に位置する部分の外周から各第１の非電極部６６の上に沿って４つの腕が第２の非電極部６８の半径方向外方に突出しており、言い換えると、各第１の非電極部６６の上に留まった第２の液体１６によって４つの腕が形成されている。
そのため、第２の液体１６の中心部分（第２の電極部分４２の上に位置する部分）の外周はそれら４つの腕の部分に引っ張られた状態となっており、これにより第２の液体１６はその中心部分が仮想軸３８に合致するように常時付勢されている。
したがって、図１７に示すように、第２の液体１６が第２象限Ｂの方向に移動して第２の液体１６の中心部分が仮想軸３８から偏心すると、第２の液体１６の中心部分に作用する前記４つの腕の部分による力のバランスが崩れ、４つの腕の部分による力は、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する方向に作用する。
この作用により、第２の液体１６は、その中心と仮想軸３８が合致する位置により確実に復元され、この位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状がより一層安定し、光の透過路５２の偏心の防止がより効果的に実現される。
上述した第２の液体１６の中心部分に対する前記４つの腕の部分の作用については、例えば次のように説明することができる。
すなわち、太鼓の胴に皮を張って留める場合、皮の中心を胴の中心軸に合致させる必要がある。
この際、胴の中心軸の周方向に位置する皮の数箇所を胴に仮止めしておき、それら数箇所を少しずつ胴の外方に向けて引っ張ると、皮の中心を胴の中心軸に容易に合致させることができる。
これと同様に、第２の液体１６に対して前記４つの腕の部分によって半径方向外方に向かう方向の力が作用することにより、第２の液体１６の中心を仮想軸３８と容易に合致させることができる。
また、第２の液体１６が各第１の非電極部６６上に留まっている状態で第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加される電圧を増減した場合、第２の液体１６は前記４つの腕の部分に沿って移動するため、第２の液体１６を、仮想軸３８を中心とする円の周方向にわたって均一にかつ円滑に移動させる上で有利となる。
【００５０】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、次の効果が奏される。
光学素子１０の各電極部６４および各第１の非電極部６６が、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６の幅が次第に小さくなるように形成されていることにより、各電極部６４に対して同一の電圧を印加しているにも拘わらず、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状が安定するため、光の透過路５２（開口５２Ａ）の偏心が防止される。
したがって、光学素子１０の光の透過路５２の偏心によって生じる収差や、周辺光量の不均一によるシェーディングの発生による光学特性の低下を防止する上で有利となる。
【００５１】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、第２の電極２０を３つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６を３つにした点が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図１８に示すように、第２の電極２０は同形同大の３つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の３つの第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
なお、第２の電極２０を３つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６を３つにした点第１の非電極部６６を３つにした点以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第４の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５２】
（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態について説明する。
図１９は第５の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第５の実施の形態では、第２の電極２０を６つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６（凸部６２）を６つにした点が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図１９に示すように、第２の電極２０は同形同大の６つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の６つの第１の非電極部６６が形成されている。
なお、第２の電極２０を６つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６（凸部６２）を６つにした点以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第５の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第５の実施の形態では、電極部６４および第１の非電極部６６（凸部６２）の数が第３の実施の形態に比較して多いため、仮想軸３８を中心とする円の周方向における第１の液体１４にかかる電界の力の偏りがより均一化され、したがって、第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８も前記周方向において均一化されるため、光学素子１０の光の透過路５２（開口５２Ａ）の形状がより正円に近い形状となる利点がある。
【００５３】
（第６の実施の形態）
次に第６の実施の形態について説明する。
図２０は第６の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第６の実施の形態では、第２の電極２０を８つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６（凸部６２）を８つにした点が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図２０に示すように、第２の電極２０は同形同大の８つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の８つの第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
なお、第２の電極２０を８つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６（凸部６２）を８つにした点以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第６の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第６の実施の形態では、電極部６４および第１の非電極部６６（凸部６２）の数が第３の実施の形態に比較して多いため、仮想軸３８を中心とする円の周方向における第１の液体１４にかかる電界の力の偏りがより均一化され、したがって、第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８も前記周方向において均一化されるため、光学素子１０の光の透過路５２（開口５２Ａ）の形状がより一層正円に近い形状となる利点がある。
【００５４】
（第７の実施の形態）
次に第７の実施の形態について説明する。
図２１は第７の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第７の実施の形態では、第２の電極２０を構成する電極部６４の形状および第１の非電極部６６（凸部６２）の形状が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図１０に示すように、第１の非電極部６６（凸部６２）の形状は、第５の実施の形態では２等辺三角形であったのに対し、第７の実施の形態ではほぼ正三角形となっている。
これに対応し、隣り合う第１の非電極部６６（凸部６２）間に位置する電極部６４の形状、すなわち、電極部６４を形成する扇形の形状も異なっている。
なお、第２の電極２０を構成する電極部６４の形状および第１の非電極部６６（凸部６２）の形状以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第７の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５５】
（第８の実施の形態）
次に第８の実施の形態について説明する。
図２２は第８の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第８の実施の形態では、第１の非電極部６６（凸部６２）の先端（仮想軸３８を中心とする半径方向外方の端部）の形状が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図２２に示すように、各電極部６４の先端は、仮想軸３８を中心とする単一の円周上に位置するように円弧の形状となっている。
なお、電極部６４の先端の形状以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第８の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５６】
（第９の実施の形態）
次に第９の実施の形態について説明する。
図２３は第９の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第９の実施の形態では、第１の非電極部６６（凸部６２）が、第２の非電極部６８の外周部に連続するように設けられている点が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、第９の実施の形態では、各電極部６４の内周部と第２の非電極部６８の外周部との境に円弧部７０（図１０参照）が形成されておらず、第１の非電極部６６（凸部６２）が、第２の非電極部６８の外周部に連続するように設けられている。したがって、各電極部６４の内周部は、仮想軸３８方向に凸の角度をもって形成されている。
また、第２の電極２０が５つの電極部６４で構成され、第１の非電極部６６（凸部６２）が５つである点が第３の実施の形態と異なっている。
その他の構成については第３の実施の形態と同様である。
このような第９の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５７】
（第１０の実施の形態）
次に第１０の実施の形態について説明する。
図２４は第１０の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
図２４に示すように、第２の電極開口部４２は、仮想軸３８を中心とする円形部６０と、円形部６０の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部６２とで構成されている。
凸部６２は、該凸部６２が突出する方向と直交する方向の均一の幅を有している。
言い換えると、第２の電極２０は、容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸３８を中心として放射方向に延在する複数の電極部６４で構成されている。
本実施の形態では、第２の電極２０は同形同大の６つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。したがって、電圧印加手段２２により第２の電極２０に印加される電圧、すなわち、各電極部６４に印加される電圧は同一電圧となる。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の６つの第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
各電極部６４および各第１の非電極部６６（凸部６２）は、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６（凸部６２）は、前記半径方向に沿って均一の幅を有している。
また、仮想軸３８を中心とする単一の円周上において電極部６４の幅は第１の非電極部６６（凸部６２）の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部６４は、仮想軸３８を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、第１の非電極部６６（凸部６２）の先端は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸３８を中心とする略円形の範囲に電極部６４が形成されていない第２の非電極部６８が設けられている。
各電極部６４は第２の非電極部６８の半径方向の外側に設けられ、各電極部６４の前記半径方向の内縁部は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第１の非電極部６６（凸部６２）は、第２の非電極部６８の周方向に間隔をおいた外周部から第２の非電極部６８の半径方向の外側に突出して設けられ、各第１の非電極部６６（凸部６２）は第２の非電極部６８の外周部に接続されている。
したがって、各電極部６４の内周部と第２の非電極部６８の外周部との境に円弧部７０が形成されることになる。
このような第１０の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５８】
（第１１の実施の形態）
次に第１１の実施の形態について説明する。
図２５は第１１の実施の形態における光学素子１０の第２の電極２０の平面図である。
第１１の実施の形態は、第２の実施の形態の変形例であり、光学素子１０がレンズを構成している。
第１１の実施の形態の光学素子１０の構成は、第１、第２の液体１４、１６の組成が異なる点を除いて、ほぼ第３の実施の形態と同様であるため、以下では、第３の実施の形態と相違する部分について説明する。
光学素子１０は、電圧印加手段２２による電圧印加により第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状を曲面状に変形させることで、第１、第２の端面壁２４、２６が互いに対向する方向である容器１２の厚さ方向に進行して界面４８を通過する光を屈折させるものである。
図２５に示すように、光学素子１０は、第３の実施の形態と同様に、容器１２と、第１の液体１４と、第２の液体１６と、第１の電極１８と、第２の電極２０と、電圧印加手段２２とを含んで構成されている。
第１の液体１４は、有極性または導電性を有し収容室３０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３０に封入されている。
また、第１の液体１４と第２の液体１６は透明であり実質的に等しい比重を有している。
第２の液体１６の屈折率と第１の液体１４の屈折率とが異なり、本実施の形態では、第２の液体１６の屈折率は第１の液体１４の屈折率よりも高く形成されている。
あるいは、第２の液体１６のアッベ数と第１の液体１４のアッベ数とが異なるように形成されている。
あるいは、第２の液体１６の屈折率と第１の液体１４の屈折率とが異なり、かつ、第２の液体１６のアッベ数と第１の液体１４のアッベ数とが異なるように形成されている。
【００５９】
第１の電極１８および第２の電極２０の形状配置は第３の実施の形態と同様である。
図２５に示すように、第２電極開口部４２は、仮想軸３８を中心とする円形部６０と、円形部６０の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部６２とで構成されている。
凸部６２は、該凸部６２が突出する方向と直交する方向の幅を有し、幅は凸部６２が半径方向外側に至るにつれて次第に狭くなるように構成されている。
言い換えると、第２の電極２０は、容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸３８を中心として放射方向に延在する複数の電極部６４で構成されている。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の４つの第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
各電極部６４および各第１の非電極部６６（凸部６２）は、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６（凸部６２）は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６（凸部６２）の幅が次第に小さくなるように形成されている。
また、仮想軸３８を中心とする単一の円周上において電極部６４の幅は第１の非電極部６６（凸部６２）の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部６４は、仮想軸３８を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、各第１の非電極部６６（凸部６２）は、半径方向外方に至るにつれて幅が次第に小さくなる二等辺三角形状に延在し、第１の非電極部６６（凸部６２）の先端は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸３８を中心とする略円形の範囲に電極部６４が形成されていない第２の非電極部６８が設けられている。
各電極部６４は第２の非電極部６８の半径方向の外側に設けられ、各電極部６４の前記半径方向の内縁部は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第１の非電極部６６（凸部６２）は、第２の非電極部６８の周方向に間隔をおいた外周部から第２の非電極部６８の半径方向の外側に突出して設けられ、各第１の非電極部６６（凸部６２）は第２の非電極部６８の外周部に接続されている。
したがって、各電極部６４の内周部と第２の非電極部６８の外周部との境に円弧部７０が形成されることになる。
なお、図２５において二点鎖線は、第３の実施の形態を示す図１１と同様に、第２の端面壁２６上での界面４８（４８ｂ、４８ｂ１、４８ｂ２）を示す。
【００６０】
次に、光学素子１０の動作について図７、図８を流用して説明する。
図７に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖが印加されない状態では、第１、第２の液体１４、１６の界面４８の形状は第１、第２の液体１４、１６の表面張力、撥水膜３６上の界面張力のバランスによって決定され、第２の液体１６から第１の液体１４に向かって緩やかな凸状の曲面をなしている。
ここで、第２の液体１６の屈折率が第１の液体１４の屈折率よりも高く形成されていることから、第１、第２の端面壁２４、２６を通り容器１２の厚さ方向に進行して界面４８を通過する光は界面４８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を構成している。
【００６１】
次に、図８（Ａ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ１（＞０）が印加されると、電気毛管現象により、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜が大きくなる。
次に、図８（Ｂ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
次に、図８（Ｃ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ３（＞Ｖ２）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
したがって、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に印加される電圧を調整することで、界面４８の曲率を変えてレンズの焦点距離を可変できる（レンズのパワーを可変できる）。
このようにレンズを構成する光学素子１０は、第２の実施の形態と同様に、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に適用可能である。
【００６２】
以上説明したように、第１１の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、次の効果が奏される。
光学素子１０において、第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加する電圧をＶ１からＶ３にわわたって増減させることで界面４８の形状が変化しレンズの焦点距離が変化するが、第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加される電圧の変化に拘わらず、レンズは、その中心が常に仮想軸３８と合致した状態に保たれており、レンズの中心が仮想軸３８からずれて偏心を生じても、レンズの中心が仮想軸３８と合致するように自動的に復元される。
すなわち、第３の実施の形態と同様に、光学素子１０の各電極部６４および各第１の非電極部６６（凸部６２）が、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６（凸部６２）は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６（凸部６２）の幅が次第に小さくなるように形成されていることにより、各電極部６４に対して同一の電圧を印加しているにも拘わらず、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状が安定するため、レンズの偏心が防止される。
また、第３の実施の形態と同様に、第２の液体１６は、第２の非電極部６８上に位置する部分の外周から各第１の非電極部６６（凸部６２）の上に沿って４つの腕が第２の非電極部６８の半径方向外方に突出しており、そのため、第２の液体１６の中心部分（第２の電極部分４２の上に位置する部分）の外周はそれら４つの腕の部分に引っ張られた状態となっており、これにより第２の液体１６はその中心部分が仮想軸３８に合致するように常時付勢され、したがって、第２の液体１６の中心部分に作用する前記４つの腕の部分による力は、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する方向に作用する。
この作用により、第２の液体１６は、その中心と仮想軸３８が合致する位置により確実に復元され、この位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状がより一層安定し、レンズの偏心の防止がより効果的に実現される。
【００６３】
なお、第１１の実施の形態では、光学素子１０の第２の電極２０が第３の実施の形態と同様に構成されている場合について説明したが、第２の電極２０は、第４乃至第１０の実施の形態と同様に構成されていてもよいことは無論である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】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２】光学素子１０の基本的な構成を示す縦断面図である。
【図３】光学素子１０の基本的な構成を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は光学素子１０の第１、第２の電極１８、２０に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加された場合の動作を説明する断面図である。
【図５】光学素子１０を撮像装置の撮影光学系に適用した例を示す構成図である。
【図６】第１の実施の形態の光学素子１０の構成を示す縦断面図である。
【図７】第２の実施の形態における光学素子１０の基本的な構成を示す縦断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は光学素子１０の第１、第２の電極１８、２０に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加された場合の動作を説明する断面図である。
【図９】第２の実施の形態における光学素子１０の構成を示す縦断面図である。
【図１０】第３の実施の形態における光学素子１０の第２の電極２０の平面図である。
【図１１】光学素子１０の平面図である。
【図１２】図４（Ａ）における第２の液体１６の形状を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図４（Ｂ）における第２の液体１６の形状を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図４（Ｃ）の平面図である。
【図１５】光の透過路５２の中心が仮想軸３８と合致した状態を示す説明図である。
【図１６】光の透過路５２の中心が仮想軸３８からずれて偏心した状態を示す説明図である。
【図１７】図１６の斜視図である。
【図１８】第４の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図１９】第５の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２０】第６の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２１】第７の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２２】第８の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２３】第９の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２４】第１０の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２５】第１１の実施の形態における光学素子１０の第２の電極２０の平面図である。
【図２６】純水とエタノールの混合比と比重および屈折率の特性を示す線図である。
【図２７】純水とエチレングリコールの混合比と比重および屈折率の特性を示す線図である。
【図２８】純水とエタノールとエチレングリコールの比重および屈折率を示す図である。
【図２９】様々な種類の液体の比重および屈折率を示す図である。
【図３０】用いる各種液体の比重および屈折率の数値を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０……光学素子、１２……容器、１４……第１の液体、１６……第２の液体、１８……第１の電極、２０……第２の電極、２２……電圧印加手段、２４……第１の端面壁、２６……第２の端面壁、２８……側面壁、３０……収容室、３２……絶縁膜、３８……仮想軸、４０……第１の電極開口部、４２……第２の電極開口部、４４……絶縁膜開口部、４６……撥水膜開口部、４８……界面、５２……透過路、Ｄｍａｘ……透過路の最大直径、ＤＬｍａｘ……界面の最大直径。
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気毛管現象（エレクトロウエッティング現象）を用いて第１、第２の液体間の界面形状を変化させることによって光学特性を変化させる光学素子が提案されている。
このような光学素子では、互いに対向する第１、第２の端面壁と、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を備えている。
そして、有極性または導電性を有する第１の液体と、収容室に封入され第１の液体と互いに混合しない第２の液体とを収容室に封入し、第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極を設け、第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加することで、第１、第２の液体間の界面形状を変化させている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７７２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した光学素子においては、光が透過する第１、第２の端面壁上に、前記の第１、第２の電極に加えて、第１の液体に電界を与えるために必要な絶縁膜、第１、第２の液体の界面の移動速度の高速化を図るために必要な親水膜、撥水膜などの各種の膜が設けられているため、光学素子の透明性の向上を図る上で不利があった。
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、透明性の向上を図る上で有利な光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明は、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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記第１の電極には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より大きい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記第２の電極、あるいは、前記第２の電極および前記絶縁膜の双方には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜が前記収容室に臨む面に前記第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膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記膜には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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透明な第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透明な第２の液体と、前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記第１の電極には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より大きい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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透明な第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透明な第２の液体と、前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記絶縁膜、あるいは、前記第２の電極および前記絶縁膜の双方には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
また本発明は、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透明な第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透明な第２の液体と、前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜が前記収容室に臨む面に前記第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膜が形成され、前記容器の厚さ方向から見て、前記膜には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の光学素子によれば、光が第１の電極あるいは撥水膜あるいは絶縁膜あるいは第２の電極に形成された開口部を透過するため、透明度の向上を図る上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（第１の実施の形態）
まず、本実施の形態の光学素子１０を説明する前に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１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１（Ａ）に示すように、基板１の表面上に絶縁膜２が形成され、この絶縁膜２の表面に有極性または導電性を有する第１の液体３が位置しており、第１の液体３には第１の電極４が電気的に接続されている。
絶縁膜２と基板１の間には第２の電極５が形成されている。
図１（Ａ）に示すように、第１の電極４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２の表面と、第１の液体３が絶縁膜２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１（Ｂ）に示すように、第１の電極４と第２の電極５との間に電圧Ｅが印加されることで第１の液体４に電界がかけられると、絶縁膜２の表面に例えばマイナス電荷が帯電することで第１の液体３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３を構成する分子が引き寄せされることで、第１の液体３の絶縁膜２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。
【０００７】
次に、本実施の形態の光学素子１０の前提となる基本的な構成および動作について説明する。
本実施の形態において光学素子１０は絞りを構成している。
図２は光学素子１０の基本的な構成を示す縦断面図、図３は光学素子１０の基本的な構成を示す斜視図である。
図２、図３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、第１の電極１８と、第２の電極２０と、電圧印加手段２２とを含んで構成されている。
容器１２は、互いに対向し平行をなして延在する第１の端面壁２４、第２の端面壁２６と、これら第１、第２の端面壁２４、２６を接続する側面壁２８とを有し、それら第１、第２の端面壁２４、２６、側面壁２８とにより密閉された収容室３０を有している。
ここで容器１２の厚さ方向とは、第１の端面壁２４と第２の端面壁２６とが互いに対向する方向をいう。
第１、第２の端面壁２４、２６は同形同大に形成された矩形板状を呈し、側面壁２８は第１、第２の端面壁２４、２６の輪郭に収まる大きさの円筒壁状を呈し、収容室３０は扁平な円柱状を呈している。
また、第１、第２の端面壁２４、２６および側面壁２８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２４、２６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２４、２６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。
【０００８】
第１の液体１４は、有極性または導電性を有し収容室３０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３０に封入されている。
第１の液体１４と第２の液体１６とは実質的に等しい比重を有し、かつ、第１の液体１４の透過率は第２の液体１６の透過率よりも低くなるように形成されている。
第１の液体１４と第２の液体１６とが実質的に等しい比重を有していることにより、第１の液体１４と第２の液体１６との界面４８（図２）が重力の影響を受けることなく安定した形状を保持することになる。
また、第１の液体１４の透過率が第２の液体１６の透過率よりも低いことにより、第２の液体１６によって光の透過路５２（図４）が形成される。
本実施の形態では、第１の液体１４は、例えば、純水とエタノールとエチレングリコールを混合した液体に光を透過しない材料からなる微粒子が混合されることで形成されている。
前記微粒子としては、例えばカーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックを用いる場合には、カーボンブラックが、第１の液体１４に対して満遍なく混合されるように、それらの表面に親水コーティング処理をなすことが好ましい。前記親水コーティング処理は、例えば、カーボンブラックの表面に親水基を形成することでなされる。
また、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ている。
なお、第１の液体１４として使用できる液体としては、本実施の形態に限定されるものではなく、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するように形成されていればよい。
【０００９】
さらに、第１の液体１４および第２の液体１６の組成について説明する。
第１の液体１４について説明すると、比重と屈折率とが互いに異なる３種類の液体を混合することで第１の液体１４を得、本発明者は、それら３種類の液体の混合比を変えることで第１の液体１４の比重および屈折率をそれぞれ大きな範囲で変えられることを見出した。
例えば、２種類の液体を用いて第１の液体１４を得る場合から説明する。
２種類の液体として純水とエタノールとを用いて第１の液体１４を得、それらの混合比を変える。
図２６に示すように、それらの混合比を変えていくと、第１の液体１４の比重と屈折率は、直線的にあるいは曲線的に変化していく。
また、２種類の液体として純水とエチレングリコールとを用いて第１の液体１４を得、それらの混合比を変える。
図２７に示すように、それらの混合比を変えていくと、第１の液体１４の比重と屈折率は、直線的にあるいは曲線的に変化していく。
なお、純水の比重は１．０、屈折率は１．３３３であり、エタノールの比重は０．７８９、屈折率は１．３６１であり、エチレングリコールの比重は１．１１３、屈折率は１．４３０である。
【００１０】
これに対して、３種類の液体を用いて第１の液体１４を得、それらの混合比を変える。
例えば、３種類の液体として純水とエタノールとエチレングリコールとを用いて第１の液体１４を得、それらの混合比を変える。
図２８に示すように、純水とエタノールとエチレングリコールの混合比を変えることで、純水とエタノールとエチレングリコールの３つの座標を結んだ三角形の大きな領域Ｒ内で第１の液体１４の比重と屈折率を変えることが可能である。
一方、図２８には、市販された各種のシリコンオイルの比重および屈折率の座標が点在されている。
したがって、三角形の領域Ｒ内に点在する市販のシリコンオイルを第２の液体４６として使用し、純水とエタノールとエチレングリコールとを混合し比重および屈折率を上記のシリコンオイルと等しくした第１の液体１４を使用することができる。
【００１１】
本実施の形態では、第１の液体１４は、純水とエタノールとエチレングリコールを混合した液体にカーボンブラックが溶かされることで形成され、黒色を呈しており、０．１ｍｍ程度の厚さで光を遮光できるように形成され、光学素子の薄型化に有利となっている。
第１の液体１４の屈折率と第２の液体４６の屈折率を等しく形成すると、界面６２におけるレンズ効果の発生を防止でき、絞り動作を確実に行わせる上で有利となる。
また、エタノールを水に混合して第１の液体１４を形成すると、凝固点(融点)を下げることができ、寒冷地で凝固することを防止できるので、光学素子４０の寒冷地での使用が可能となる。
エタノールの凝固点は−１１４度であり、エチレングリコールの凝固点は−１３度であり、第１の液体１４の凝固点を−４０度以下とすることが可能である。
【００１２】
上述のように第１の液体１４と第２の液体４４としてその比重が等しいものを選択するのではなく、第１の液体１４を、既存の比重が異なる３種類の液体を混合して用いるようにすることによって、第１の液体の比重を、図２８に領域Ｒで示すように、大きな範囲で変更できる。
すなわち、互いに比重が異なる２種類の液体を混合した場合、２種類の液体の混合比を変えることで得られる第１の液体の比重は、図２８に示すように、それら液体の座標を結んだ直線の範囲内でしか変えることができない。
これに対して、３種類の液体を混合した場合、純水とエタノールとエチレングリコールの３つの座標を結んだ三角形の大きな領域Ｒ内で第１の液体１４の比重を変えることが可能となる。
したがって、第１の液体１４の比重と第２の液体４６の比重とを簡単に等しくでき、所望の特性を有する光学素子４０を簡単に製造することができる。
さらに、図２８に示すように、比重とともに屈折率が異なる少なくとも３種類の液体、例えば、純水とエタノールとエチレングリコールを混合して第１の液体１４を得るようにすると、第１の液体１４の比重と第２の液体４６の比重とを簡単に等しくできるとともに、同時に、第１の液体１４の屈折率と第２の液体４６の屈折率とを簡単に等しくでき、レンズ効果の発生を防止する上で有利となる。
【００１３】
複数種類の液体として純水とエタノールとエチレングリコールとを用いて第１の液体１４を得る場合について説明したが、使用する複数種類の液体は純水とエタノールとエチレングリコールに限定されず、既存の各種の液体を選択することが可能である。
図２９、図３０を参照して説明する。
図２９は様々な種類の液体の比重および屈折率を示す図、図３０は用いる各種液体の比重および屈折率の数値を示す図である。
例えば、図２９に示すように、用いる液体としてＡ群、Ｂ群、Ｃ群、Ｄ群のものが挙げられ、各Ａ乃至Ｄ群に用いる液体の具体名を図３０に示す。
図２９に三角形の領域Ｒ１で示すように、３種類の液体として、Ａ群から選択した１つの液体の座標と、Ｂ群から選択した１つの液体の座標と、Ｃ群から選択した１つの液体の座標を結んだ三角形の大きな領域Ｒ１内で、それらの混合比を変えることで比重と屈折率を変えることが可能である。
また、図２９に三角形の領域Ｒ２で示すように、３種類の液体として、Ｂ群から選択した１つの液体の座標と、Ｃ群から選択した１つの液体の座標と、Ｄ群から選択した１つの液体の座標を結んだ三角形の大きな領域Ｒ２内で、それらの混合比を変えることで比重と屈折率を変えることが可能である。
すなわち、従来公知の様々な液体を選択し、それらの混合比を変えることで比重と屈折率を簡単に変えることが可能である。
【００１４】
なお、第１の液体に使用する液体の種類は３種類に限定されず、４種類以上であってもよい。
また、第１の液体１４を、比重および屈折率が異なる複数種類の液体を混合することで、第２の液体４６と比重が等しくなるように形成する場合について説明したが、第２の液体４６を、比重および屈折率が異なる複数種類の液体を混合することで、第１の液体１４と比重が等しくなるように形成してもよい。
さらに、本実施の形態では、では、単一のシリコンオイルを第２の液体４６として使用した場合について説明したが、シリコンオイル自体も屈折率や比重などの特性が異なるものが複数存在しており、所望の特性の一種類のシリコンオイルを選択し第２の液体４６として使用するようにしてもよく、あるいは、特性の異なる複数種類のシリコンオイルを選択し、それらの混合比を変えて所望の屈折率および比重とした後第２の液体４６として使用するようにしてもよい。
【００１５】
第１、第２の電極１８、２０は、第１の液体１４に電界をかけ第１の液体１４に電気毛管現象を発生させるためのものである。
基本構成においては、後述するように、絞りの動作速度の高速化を図るために親水膜３４が用いられており、第１の電極１８が第１の液体１４に臨む箇所に親水膜３４が設けられ、第１の電極１８は親水膜３４を介して第１の液体１４に臨むように配設されている。
第２の電極２０は、収容室３０に臨む第２の端面壁２６の内面の部分に形成されている。
この基本構成においては、第１の電極１８は第１の端面壁２４の内面の全域に形成され、第２の電極２０は第２の端面壁２６の内面の全域に形成されている。
第１、第２の電極１８、２０は、例えば、光を透過可能なＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ膜）などの導電材料で形成されている。
電圧印加手段２２は、容器１２の外部に設けられ出力電圧が可変であり、電圧印加手段２２の正電圧出力端子が第１の電極１８に電気的に接続され、電圧印加手段２２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。
なお、この基本構成では、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するが、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。
【００１６】
また、この基本構成では、収容室３０に臨む第２の端面壁２６の内面に設けられた第２の電極２０上の全域に絶縁膜３２が形成されている。
絶縁膜３２も、第１の液体１４に電界をかけ第１の液体１４に電気毛管現象を発生させるためのものである。
すなわち、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３２の表面に例えばマイナス電荷が帯電され、これにより第１の液体１４に電界がかかり、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ことになる。
【００１７】
また、この基本構成では、図２に示すように、後述するように、絞りの動作速度の高速化を図るために、第１の電極１８の全域および側面壁２８の内面全域を覆うように、光を透過する透明な親水膜３４（特許請求の範囲の第１の液体に対する濡れ性が前記第２の液体に対する濡れ性よりも高い膜に相当）が形成されている。
親水膜３４は第１の液体１４に対する濡れ性が第２の液体１６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り、言い換えると、親水膜３４に対する第１の液体１４の接触角は、親水膜３４に対する第２の液体１６の接触角よりも小さい値となるように構成されている。
親水膜３４は、例えば親水性ポリマーや界面活性剤を第１の電極１８、側面壁２８の内面に塗布することで形成することができ、従来公知の様々な材料を採用可能である。
また、この基本構成では、図２に示すように、後述するように、絞りの動作速度の高速化を図るために、第２の端面壁２６上の第２の電極２０上に設けられた絶縁膜３２の全域を覆うように、光を透過する透明な撥水膜３６（特許請求の範囲の第２の液体に対する濡れ性が第１の液体に対する濡れ性よりも高い膜に相当）が形成されている。
撥水膜３６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ている。言い換えると、撥水膜３６に対する第２の液体１６の接触角は、撥水膜３６に対する第１の液体１４の接触角よりも小さい値となるように構成されている。
撥水膜３６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、撥水膜３６としては、従来公知の様々な材料を採用可能である。
なお、図３では親水膜３４、撥水膜３６の図示を省略している。
【００１８】
この基本構成によれば、図２に示すように、第１の液体１４が位置する第１の端面壁２４内面に位置する第１の液体１４箇所の全域は、親水膜３４を介して第１の電極１８に臨んだ状態となり、かつ、第２の液体１６が位置する第２の端面壁２６内面に位置する第２の液体１６の箇所の全域は、撥水膜３６、絶縁膜３２を介して第２の電極２０に臨んだ状態となる。
したがって、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖが印加され、絶縁膜３２の表面に例えばマイナス電荷が帯電され、これにより第１の液体１４に電界がかかり、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ことになる。
【００１９】
次に、基本構成における光学素子１０の動作について説明する。
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は光学素子１０の第１、第２の電極１８、２０に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加された場合の動作を説明する断面図である。
図２に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖが印加されない状態では、第１、第２の液体１４、１６の界面４８の形状は第１、第２の液体１４、１６の表面張力、撥水膜３６上の界面張力のバランスによって決定される。
したがって、撥水膜３６に対する第１の液体１４の接触角と第２の液体１６の接触角との差が大きいほど、撥水膜３６上において第２の液体１６はより扁平に広がり、第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状が平坦面に近い曲面となる。
また、第１の液体１４は、第１の端面壁２４上の親水膜３４から側面壁２８上の親水膜３４を覆うように位置している。
したがって、第１の液体１４のうち側面壁２８と第２の端面壁２６の界面付近の環状の箇所に位置する第１の液体１４は、撥水膜３６に直接接するが、第２の液体１６は側面壁２８上の親水膜３４に接しない状態となる。
そのため、第１の液体１４が撥水膜３６に接触した環状部分は、第２の液体１６を介在させることなく、撥水膜３６、絶縁膜３２を挟んで第２の電極２０に対向している。
この際、第１の液体１４が光の透過方向と直交する方向の全域にわたって延在することにより容器１２の厚さ方向に進行する光は遮断された状態となる。
【００２０】
次に、図４（Ａ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ１（＞０）が印加されると、電気毛管現象により、界面４８が第２の液体１６から第１の液体１４に向かって凸状の曲面（球面）となるように変形し、界面４８の中央が第１の端面壁２４（親水膜３４）に接触する。
これにより、第１の端面壁２４（親水膜３４）上で界面４８が接触している領域には、第１の液体１４が存在しなくなり、収容室３０に第２の液体１６のみが存在する領域５０が形成され、この領域５０により第１、第２の端面壁２４、２６を通り容器１２の厚さ方向に延在する光の透過路５２が形成される。すなわち、光の透過路５２が開口５２Ａを構成し、光の透過路５２（開口５２Ａ）の直径が絞りの開口径Ｄ１となる。
言い換えると、第１の液体１４に電界がかけられることにより第１の液体１４と第２の液体１６の界面が変形し、第１、第２の端面壁２４、２６および第２の液体１６部分を通り第１、第２の端面壁２４、２６が互いに対向する方向である容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路５２が第２の液体１６部分で形成されることになる。
【００２１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
そして、収容室３０に形成された第２の液体１６のみが存在する領域５０の直径が拡大され、光の透過路５２の直径、すなわち絞りの開口径がＤ１からＤ２に拡径される。
【００２２】
次に、図４（Ｃ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ３（＞Ｖ２）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
そして、収容室３０に形成された第２の液体１６のみが存在する領域５０の直径がさらに拡大され、光の透過路５２の直径、すなわち絞りの開口径が最大値であるＤ３（＞Ｄ２）に拡径される。
したがって、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に印加される電圧を調整することで、第２の液体１６のみが存在する領域５０の直径を拡大および縮小させて絞りの開口径を調整することができる。
なお、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、符号θ１、θ２、θ３は第１の液体１４の接触角を示しており、第１の液体１４にかけられる電界が大きくなるほど、接触角が小さくなり、言い換えると、θ１＞θ２＞θ３となり、第１の液体１４の濡れ性が高くなっている。
【００２３】
なお、親水膜３４および撥水膜３６は省略することも可能であるが、親水膜３４および撥水膜３６を用いると次の利点を有すため、親水膜３４および撥水膜３６を設けることが光学素子１０の性能を確保する上で好ましい。
第１の電極１８の全域および側面壁２８の内面全域を覆うように、光を透過する透明な親水膜３４が形成されていると、第１の液体１４が親水膜３４に対して良く濡れる。したがって、第２の液体１６が第１の端面壁２４にいったん接触した後で第１の端面壁２４から離れる際に、親水膜３４から第２の液体１６が離間しやすくなり、絞りの動作速度の高速化が図られる。
また、第２の端面壁２６上の第２の電極２０上に設けられた絶縁膜３２の全域を覆うように、光を透過する透明な撥水膜３６が形成されていると、撥水膜３６上で第１の液体１４の液面が円滑に動きやすいので、絞りの動作速度の高速化が図られる。
【００２４】
次に、第１の液体１４、第２の液体１６の界面４８の形状の変化について詳細に説明する。
第１の電極１８、第２の電極２０の間に電圧Ｖが印加された場合、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８がなす角度を接触角θとすると、接触角θは式（１）で示される。
cosθ(V)=cosθ(V=0)＋ε0・εｒ・V2/2γt （１）
ここで、
cosθ(V)：印加電圧V[V]の時の接触角
cosθ(V=0)：電圧無印加時の接触角
ε0：真空の誘電率8.85×10-12[F/m]
εｒ：絶縁膜３２の比誘電率
V：印加電圧[V]
ｔ：絶縁膜３２の厚み[m]
γ：第１の液体１４と第２の液体１６間の界面張力（または界面エネルギー）[N/m]
である。
すなわち、電圧Ｖの増減により接触角θが増減し（第１の液体１４の濡れ性が変化し）、これにより第１の液体１４が第２の液体１６を押す力が変化し、界面４８の形状が変化するのである。
【００２５】
光学素子１０は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に適用される。
図５は光学素子１０を撮像装置の撮影光学系に適用した例を示す構成図である。
図５に示すように、撮像装置１００は、被写体像を撮像するＣＣＤなどの撮像素子１０２と、前記被写体像を撮像素子１０２に導く撮影光学系１０４とを含んで構成されている。
撮影光学系１０４は、その光軸Ｌ上において、被写体から撮像素子１０２に向かって、第１のレンズ群１０６、第２のレンズ群１０８、第３のレンズ群１１０、第４のレンズ群１１２、フィルタ群１１４がこの順番で配置されている。
本例においては、第１のレンズ群１０６、第３のレンズ群１１０が光軸方向に移動不能に設けられ、第２のレンズ群１０８がズームレンズとして光軸方向に移動可能に設けられ、第４のレンズ群１１２がフォーカスレンズとして光軸方向に移動可能に設けられている。
第１のレンズ群１０６によって導かれた被写体からの光束は第２のレンズ群１０８によって平行な光束とされ第３のレンズ群１１０に導かれて、第４のレンズ群１１２、フィルタ群１１４を介して撮像素子１０２の撮像面１０２に収束される。
光学素子１０は、仮想軸３８を撮影光学系１０４の光軸Ｌに合致させた状態で、平行な光束が通過する箇所である第２のレンズ群１０８と第３のレンズ群１１０の間に配置されている。
したがって、光学素子１０の光の透過路５２（開口５２Ａ）が拡縮することにより、撮像面１０２Ａに導かれる光束量が増減されることになる。
【００２６】
上述のような光学素子１０の基本構成では、光が透過する第１、第２の端面壁２４、２６上に、第１、第２の電極１８、２０に加えて、第１の液体１４に電界を与えるために必要な絶縁膜３２、第１、第２の液体１４、１６の界面４８の移動速度の高速化を図るために必要な親水膜３４、撥水膜３６などが設けられているため、光学素子１０の透明性の向上を図る上で不利がある。
そこで、本実施の形態では、第１、第２の電極１４、１６、絶縁膜３２、撥水膜３６に開口部を形成することで、光学素子１０の透明性の向上を図るようにした。
以下、本発明の要旨である第１、第２の電極１４、１６、絶縁膜３２、撥水膜３６について詳細に説明する。
【００２７】
図６は第１の実施の形態の光学素子１０の構成を示す縦断面図である。
なお、以下の実施の形態では、上述した基本的な構成と同一の部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
第１の実施の形態の光学素子１０は、第１、第２の電極１４、１６、絶縁膜３２、撥水膜３６を除いて上述した基本的な構成の光学素子と同様に構成されている。
図６に示すように、容器１２の厚さ方向から見て、第１の電極１８には第１の電極開口部４０が設けられ、第２の電極２０には第２の電極開口部４２が設けられ、絶縁膜３２には絶縁膜開口部４４が設けられ、撥水膜３６には撥水膜開口部４６が設けられている。
第１の電極開口部４０は、第１の電極１８を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第１の電極開口部４０は、仮想軸３８を中心とする透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさか、あるいは、最大直径Dmaxより大きい大きさの直径で形成されている。
第１の電極１８は、第１の電極開口部４０を除く第１の端面２４の内面の全域に形成されている。
【００２８】
また、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、第２の電極２０および絶縁膜３２を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、仮想軸３８を中心とする透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさで形成されている。
ここで、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４の双方が形成され、かつ、第２の電極開口部４２が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさである場合、絶縁膜開口部４４は第２の電極開口部４２と同じ大きさか、第２の電極開口部４２よりも小さい大きさで形成することが必要となる。
すなわち、透過路５２の最大直径Dmaxとなった状態において、第１の液体１４が第２の電極開口部４２を介して第２の電極２０に接触すると、第１の液体１４を介して第１の電極１８と第２の電極２０とがショートすることになる。したがって、透過路５２の最大直径Dmaxとなった状態においても、第１の液体１４が絶縁膜３２によって第２の電極２０と絶縁させておくために、絶縁膜開口部４４を第２の電極開口部４２と同じ大きさか、第２の電極開口部４２よりも小さい大きさで形成することが必要となる。
【００２９】
撥水膜開口部４６は、撥水膜３６上を第１の液体１４が接触するに足る大きさで形成されていればよく、したがって、撥水膜開口部４６は仮想軸３８を中心とする透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさの直径で形成されている。
【００３０】
次に光学素子１０の作用効果について図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を流用して説明する。
電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧を印加して界面４８の形状を変化させ開口径を拡縮動作させると、第２の液体１６部分で形成される透過路５２の直径もＤ１乃至Dmaxにわたって増減する。
この際、光学素子１０の入射面から入射した光は、透過路５２の直径の大小に拘わらず、第１の端面壁２４を透過したのち、第１の電極開口部４０、第２の液体１６部分、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２、第２の端面壁２６をこの順番で透過する。
したがって、前述した基本的な構成の光学素子では、その構造上、光が第１の電極１８、撥水膜３６、絶縁膜３２、第２の電極２０の４箇所を透過することによって光学素子の透明度が低下する不利があるのに対し、本実施の形態では、光が第１の電極１８、撥水膜３６、絶縁膜３２、第２の電極２０の４箇所を透過することなく、光学素子を透過するため、透明度の向上を図る上で有利となり、基本的な構成の光学素子に比較して透過率を３％〜１０％向上させることが期待できる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、第１の電極開口部４０、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２の４つの開口部を設けた構成について説明したが、以下の４種類の構成のうちの何れか１つあるいは２つ以上の構成の組み合わせでもよい。ただし、３）と４）の組み合わせは除く。
１）第１の電極開口部４０を設ける。
２）撥水膜開口部４６を設ける。
３）絶縁膜開口部４４および第２の電極開口部４２の双方を設ける。
４）第２の電極開口部４２を設ける。
しかしながら、本実施の形態のように第１の電極開口部４０、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２の４つの開口部を設けると、光学素子１０の透明性（透過率）の向上を図る上で最も有利となる。
【００３２】
また、本実施の形態では、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさで形成されている場合について説明したが、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、第２の電極２０および絶縁膜３２を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４を最大直径Dmaxより小さい大きさの直径で形成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさで形成されていると、光学素子１０の透明度を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、撥水膜開口部４６が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさの直径で形成されている場合について説明したが、撥水膜開口部４６は、撥水膜３６上を第１の液体１４が接触するに足る大きさで形成されていればよく、したがって、撥水膜開口部４６を最大直径Dmaxより小さい大きさの直径で形成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、撥水膜開口部４６が透過路５２の最大直径Dmaxと同じ大きさで形成されていると、光学素子１０の透明度を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、撥水膜３６を設けた場合について説明したが、撥水膜３６を省略してもよい。しかししながら、撥水膜３６を設けると、絞りの動作の高速化を図る上で有利となる。
【００３３】
（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。
図７は第２の実施の形態における光学素子１０の基本的な構成を示す縦断面図である。
第２の実施の形態が第１乃至第８の実施の形態と異なるのは、光学素子１０がレンズを構成している点である。
第２の実施の形態の光学素子１０の基本的な構成は、第１、第２の液体１４、１６の組成が異なる点を除いて、ほぼ第１の実施の形態と同様であるため、以下では、第１の実施の形態と相違する部分について重点的に説明する。
光学素子１０は、電圧印加手段２２による電圧印加により第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状を変形させることで、第１、第２の端面壁２４、２６を通り第１、第２の端面壁２４、２６が互いに対向する方向である容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸３８を中心とする曲面形状からなる界面４８を形成し仮想軸３８方向に進行して界面４８を通過する光を屈折させるものである。
光学素子１０は、第１の実施の形態と同様に、容器１２と、第１の液体１４と、第２の液体１６と、第１の電極１８と、第２の電極２０と、電圧印加手段２２とを含んで構成されている。
第１の液体１４は、有極性または導電性を有し収容室３０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３０に封入されている。
また、第１の液体１４と第２の液体１６は透明であり実質的に等しい比重を有している。
第２の液体１６の屈折率と第１の液体１４の屈折率とが異なり、本実施の形態では、第２の液体１６の屈折率は第１の液体１４の屈折率よりも高く形成されている。
あるいは、第２の液体１６のアッベ数と第１の液体１４のアッベ数とが異なるように形成されている。
あるいは、第２の液体１６の屈折率と第１の液体１４の屈折率とが異なり、かつ、第２の液体１６のアッベ数と第１の液体１４のアッベ数とが異なるように形成されている。
【００３４】
次に、光学素子１０の動作について説明する。
図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は光学素子１０の第１、第２の電極１８、２０に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加された場合の動作を説明する断面図である。
図８に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖが印加されない状態では、第１、第２の液体１４、１６の界面４８の形状は第１、第２の液体１４、１６の表面張力、撥水膜３６上の界面張力のバランスによって決定され、第２の液体１６から第１の液体１４に向かって緩やかな凸状の曲面をなしている。
ここで、第２の液体１６の屈折率が第１の液体１４の屈折率よりも高く形成されていることから、第１、第２の端面壁２４、２６を通り容器１２の厚さ方向に進行して界面４８を通過する光は界面４８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を構成している。
ここで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径は最大直径ＤＬｍａｘとなる。
【００３５】
次に、図８（Ａ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ１（＞０）が印加されると、電気毛管現象により、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜が大きくなる。
ここで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径はＤＬ１＜ＤＬｍａｘとなる。
次に、図８（Ｂ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
ここで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径はＤＬ２＜ＤＬ１となる。
次に、図８（Ｃ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ３（＞Ｖ２）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなり最大の傾斜となる。
ここで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径はＤＬ３＜ＤＬ２となる。
したがって、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に印加される電圧を調整することで、界面４８の曲率を変えてレンズの焦点距離を可変できる（レンズのパワーを可変できる）。
また、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に印加される電圧を調整することで、容器１２の厚さ方向から見て、仮想軸３８を中心とする界面４８の直径は最大直径ＤＬｍａｘ乃至ＤＬ３の間で増減することになる。
このようにレンズを構成する光学素子１０は、第１の実施の形態と同様に、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に適用可能である。
【００３６】
次に本実施の形態の要旨である第１、第２の電極１４、１６、絶縁膜３２、撥水膜３６について詳細に説明する。
図９は第２の実施の形態における光学素子１０の構成を示す縦断面図である。
図９に示すように、容器１２の厚さ方向から見て、第１の電極１８には第１の電極開口部４０が設けられ、第２の電極２０には第２の電極開口部４２が設けられ、絶縁膜３２には絶縁膜開口部４４が設けられ、撥水膜３６には撥水膜開口部４６が設けられている。
第１の電極開口部４０は、第１の電極１８を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第１の電極開口部４０は、仮想軸３８を中心とする界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさか、あるいは、最大直径ＤＬｍａｘより大きい大きさの直径で形成されている。
第１の電極１８は、第１の電極開口部４０を除く第１の端面２４の内面の全域に形成されている。
図９に示すように、容器１２の厚さ方向から見て、第１の電極１８には第１の電極開口部４０が設けられ、第２の電極２０には第２の電極開口部４２が設けられ、絶縁膜３２には絶縁膜開口部４４が設けられ、撥水膜３６には撥水膜開口部４６が設けられている。
第１の電極開口部４０は、第１の電極１８を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第１の電極開口部４０は、仮想軸３８を中心とする界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさか、あるいは、最大直径ＤＬｍａｘより大きい大きさの直径で形成されている。
第１の電極１８は、第１の電極開口部４０を除く第１の端面２４の内面の全域に形成されている。
【００３７】
また、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、第２の電極２０および絶縁膜３２を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、仮想軸３８を中心とする界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさで形成されている。
ここで、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４の双方が形成され、かつ、第２の電極開口部４２が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさである場合、絶縁膜開口部４４は第２の電極開口部４２と同じ大きさか、第２の電極開口部４２よりも小さい大きさで形成することが必要となる。
すなわち、界面４８が最大直径ＤＬｍａｘとなった状態において、第１の液体１４が第２の電極開口部４２を介して第２の電極２０に接触すると、第１の液体１４を介して第１の電極１８と第２の電極２０とがショートすることになる。したがって、界面４８の最大直径ＤＬｍａｘとなった状態においても、第１の液体１４が絶縁膜３２によって第２の電極２０と絶縁させておくために、絶縁膜開口部４４を第２の電極開口部４２と同じ大きさか、第２の電極開口部４２よりも小さい大きさで形成することが必要となる。
【００３８】
撥水膜開口部４６は、撥水膜３６上を第１の液体１４が接触するに足る大きさで形成されていればよく、したがって、撥水膜開口部４６は仮想軸３８を中心とする界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさの直径で形成されている。
【００３９】
次に光学素子１０の作用効果について図７、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を流用して説明する。
電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧を印加しない状態から電圧を印加して界面４８の形状を変化させると、界面４８の直径もＤＬｍａｘ乃至ＤＬ３にわたって増減する。
この際、光学素子１０の入射面から入射した光のうち界面４８を通過する光は、界面４８の直径の増減に拘わらず、第１の端面壁２４を透過したのち、第１の電極開口部４０、第２の液体１６部分、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２、第２の端面壁２６をこの順番で透過する。
したがって、前述した基本的な構成の光学素子では、その構造上、光が第１の電極１８、撥水膜３６、絶縁膜３２、第２の電極２０の４箇所を透過することによって光学素子の透明度が低下する不利があるのに対し、本実施の形態では、光が第１の電極１８、撥水膜３６、絶縁膜３２、第２の電極２０の４箇所を透過することなく、光学素子を透過するため、透明度の向上を図る上で有利となり、基本的な構成の光学素子に比較して透過率を３％〜１０％向上させることが期待できる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、第１の電極開口部４０、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２の４つの開口部を設けた構成について説明したが、以下の４種類の構成のうちの何れか１つあるいは２つ以上の構成の組み合わせでもよい。ただし、３）と４）の組み合わせは除く。
１）第１の電極開口部４０を設ける。
２）撥水膜開口部４６を設ける。
３）絶縁膜開口部４４および第２の電極開口部４２の双方を設ける。
４）第２の電極開口部４２を設ける。
しかしながら、本実施の形態のように第１の電極開口部４０、撥水膜開口部４６、絶縁膜開口部４４、第２の電極開口部４２の４つの開口部を設けると、光学素子１０の透明性（透過率）の向上を図る上で最も有利となる。
【００４１】
また、本実施の形態では、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさで形成されている場合について説明したが、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４は、第２の電極２０および絶縁膜３２を用いて第１の液体１４に対して電界を与えるに足る大きさで形成されていればよく、したがって、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４を最大直径ＤＬｍａｘより小さい大きさの直径で形成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、第２の電極開口部４２および絶縁膜開口部４４が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさで形成されていると、光学素子１０の透明度を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、撥水膜開口部４６が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさの直径で形成されている場合について説明したが、撥水膜開口部４６は、撥水膜３６上を第１の液体１４が接触するに足る大きさで形成されていればよく、したがって、撥水膜開口部４６を最大直径ＤＬｍａｘより小さい大きさの直径で形成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、撥水膜開口部４６が界面４８の最大直径ＤＬｍａｘと同じ大きさで形成されていると、光学素子１０の透明度を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、撥水膜３６を設けた場合について説明したが、撥水膜３６を省略してもよい。しかししながら、撥水膜３６を設けると、レンズの動作の高速化を図る上で有利となる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であり、第２の電極２０の形状が第１の実施の形態と相違している。
図１０は、第３の実施の形態における光学素子１０の第２の電極２０の平面図である。
図１０に示すように、第２電極開口部４２は、仮想軸３８を中心とする円形部６０と、円形部６０の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部６２とで構成されている。
凸部６２は、該凸部６２が突出する方向と直交する方向の幅を有し、幅は凸部６２が半径方向外側に至るにつれて次第に狭くなるように構成されている。
言い換えると、第２の電極２０は、容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸３８を中心として放射方向に延在する複数の電極部６４で構成されている。
本実施の形態では、第２の電極２０は同形同大の４つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。したがって、電圧印加手段２２により第２の電極２０に印加される電圧、すなわち、各電極部６４に印加される電圧は同一電圧となる。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には前記凸部６２が位置しており、凸部６２は、電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６を構成している。
本実施の形態では、同形同大の４つの第１の非電極部６６が形成されている。
各電極部６４および各第１の非電極部６６は、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６の幅が次第に小さくなるように形成されている。
また、仮想軸３８を中心とする単一の円周上において電極部６４の幅は第１の非電極部６６の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部６４は、仮想軸３８を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、各第１の非電極部６６は、半径方向外方に至るにつれて幅が次第に小さくなる二等辺三角形状に延在し、第１の非電極部６６の先端は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸３８を中心とする略円形の範囲に前記円形部６０が位置しており、円形部６０は、電極部６４が形成されていない第２の非電極部６８を構成している。
各電極部６４は第２の非電極部６８の半径方向の外側に設けられ、各電極部６４の前記半径方向の内縁部は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第１の非電極部６６は、第２の非電極部６８の周方向に間隔をおいた外周部から第２の非電極部６８の半径方向の外側に突出して設けられ、各第１の非電極部６６は第２の非電極部６８の外周部に接続されている。
したがって、各電極部６４の内周部と第２の非電極部６８の外周部との境に円弧部７０が形成されることになる。
【００４３】
次に、第１の液体１４、第２の液体１６の界面４８の形状の変化について図４を流用して説明する。
まず、図４（Ａ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ１（＞０）が印加された場合について説明する。
図１１は図４（Ａ）の平面図であり、図中、一点鎖線は第１の端面壁２４上での界面４８ａを示し、二点鎖線は第２の端面壁２６上での界面４８ｂを示す。
図１２は図４（Ａ）における第２の液体１６の形状を模式的に示す斜視図である。
図１１、図１２に示すように、第１の端面壁２４上において界面４８ａは、仮想軸３８を中心とするほぼ円形を呈している。
また、第２の端面壁２６上において界面４８ｂは、仮想軸３８を中心とする第２の非電極部６８の半径方向の外側に位置する円周上を延在する４つの円弧状部分４８ｂ１と、隣り合う円弧状部分４８ｂ１を接続し円弧状部分４８ｂ１よりも前記円周から半径方向外方に突出する４つの突出部分４８ｂ２とから形成されている。
【００４４】
次に、図４（Ｂ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が印加された場合について詳細に説明する。
図１３は図４（Ｂ）における第２の液体１６の形状を模式的に示す斜視図である。
図１３に示すように、第２の液体１６は第１の液体１４によって押されることにより、第１の端面壁２４上における界面４８ａの直径が拡大され、第２の端面壁２６上における界面４８ｂは、第１、第２の非電極部４２、４４の輪郭に近接した位置に後退する。
【００４５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ３（＞Ｖ２）が印加された場合について詳細に説明する。
図１４は図４（Ｃ）の平面図である。
図１４に示すように、第２の液体１６は第１の液体１４によってさらに押されることにより、第１の端面壁２４上における界面４８ａの直径が最大に拡大され、第１の端面壁２４上における界面４８ｂは、第１、第２の非電極部４２、４４の輪郭と合致した位置に後退する。
この際、第２の液体１６は、第２の端面壁２６上において第１、第２の非電極部４２、４４の全域にわたって延在する。
したがって、第２の液体１６は、第２の非電極部６８上に位置する部分の外周から各第１の非電極部６６の上に沿って４つの腕が第２の非電極部６８の半径方向外方に突出することになる。そのため、第２の液体１６の中心部分（第２の電極部分４２の上に位置する部分）の外周はそれら４つの腕の部分に引っ張られて変形する。
この結果、第１の端面壁２４上における界面４８ａの形状は、各第１の非電極部６６上に四隅が位置するほぼ矩形状を呈する。
【００４６】
このように、第１の液体１４は、それに印加される電圧によって接触角（第１の液体１４の濡れ性）が変化することで移動し第２の液体１６を押す。したがって、第２の端面壁２６上において、界面４８は、電圧が印加される電極部６４上のみで移動し、電圧が印加されない第１、第２の非電極部４２、４４上には移動しない。
言い換えると、第２の端面壁２６上において、第１、第２の非電極部４２、４４上には第２の液体１６が常時位置しており、かつ、第２の液体１６は第１の液体１４が第２の非電極部６８の半径方向外方に移動するのに伴って第１、第２の非電極部４２、４４から電極部６４上に広がるように移動する。
【００４７】
このように第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加する電圧をＶ１からＶ３にわたって増減させることで界面４８の形状が変化し開口径がＤ１からＤ３にわたって変化するが、第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加される電圧の変化に拘わらず、図４に示す光の透過路５２（開口５２Ａ）は、その中心が常に仮想軸３８と合致した状態に保たれており、光の透過路５２の中心が仮想軸３８からずれて偏心を生じても、光の透過路５２の中心が仮想軸３８と合致するように自動的に復元される。このことについて詳細に説明する。
図１５は光の透過路５２の中心が仮想軸３８と合致した状態を示す説明図、図１６は光の透過路５２の中心が仮想軸３８からずれて偏心した状態を示す説明図、図１７は図１６の斜視図である。
なお、図１５、図１６、図１７においては、説明の便宜上、仮想軸３８と直交する絶縁膜３２上において仮想軸３８と直交し、かつ、互いに直交する２本の座標軸Ｘ、Ｙによって区切られる４つの象限を第１象限Ａ、第２象限Ｂ、第３象限Ｃ、第４象限Ｄとして説明する。
また、各電極部６４は第１象限Ａ、第２象限Ｂ、第３象限Ｃ、第４象限Ｄのそれぞれに位置している。
【００４８】
図１５に示すように、光の透過路５２（図４参照）に偏心が生じていない状態では、各電極部６４上に位置している第１の液体１４の面積は互いに等しく、かつ、各電極部６４上に位置している第２の液体１６の面積は互いに等しい。言い換えると、各電極部６４上に位置している第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８ｂ１の長さは互いに等しい。
ところが、図１６、図１７に示すように、例えば、第２の液体１６が第２象限Ｂの方向に移動して、光の透過路５２に偏心が生じると、第２の象限Ｂの電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さと、第４の象限Ｄの電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さとが等しくなくなる。
具体的には、第２の象限Ｂの電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さは、第４の象限Ｄの電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さよりも長くなる。
これは、各電極部６４および各第１の非電極部６６は、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６の幅が次第に小さくなるように形成されているためである。
したがって、各電極部６４に印加される電圧が同じであれば（同電位であれば）、第１の液体１４が第２の液体１６を押す単位長当たりの力は各象限で同じであるが、電極部６４上に位置している界面４８ｂ１の長さが長くなるため、第２の液体１６を押す力が界面４８ｂ１の長さに比例して大きくなり、第２の液体１６を押す力は第４象限Ｄより第２象限Ｂのほうが大きく働くことになる。
そのため、第４の象限Ｄの電極部６４上の界面４８ｂ１の長さが第２の象限Ｂの電極部６４上の界面４８ｂ１の長さよりも長いことにより、第２の象限Ｂ上の第１の液体１４が第２の液体１６を押す力の方が、第４の象限Ｄ上の第１の液体１４が第２の液体１６を押す力よりも大きくなる。
その結果、第１の液体１４によって第２の液体１６を押す力がバランスするところまで第２の液体１６が押し戻され、すなわち、図１５に示すように、第２の象限Ｂの界面４８ｂ１の長さと第４の象限Ｄの界面４８ｂ１の長さとが等しくなるところまで第２の液体１６が押し戻される。これにより、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する位置となり、この位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状が安定し、光の透過路５２の偏心が防止される。
【００４９】
また、図１３に示すように、第２の液体１６は、第２の非電極部６８上に位置する部分の外周から各第１の非電極部６６の上に沿って４つの腕が第２の非電極部６８の半径方向外方に突出しており、言い換えると、各第１の非電極部６６の上に留まった第２の液体１６によって４つの腕が形成されている。
そのため、第２の液体１６の中心部分（第２の電極部分４２の上に位置する部分）の外周はそれら４つの腕の部分に引っ張られた状態となっており、これにより第２の液体１６はその中心部分が仮想軸３８に合致するように常時付勢されている。
したがって、図１７に示すように、第２の液体１６が第２象限Ｂの方向に移動して第２の液体１６の中心部分が仮想軸３８から偏心すると、第２の液体１６の中心部分に作用する前記４つの腕の部分による力のバランスが崩れ、４つの腕の部分による力は、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する方向に作用する。
この作用により、第２の液体１６は、その中心と仮想軸３８が合致する位置により確実に復元され、この位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状がより一層安定し、光の透過路５２の偏心の防止がより効果的に実現される。
上述した第２の液体１６の中心部分に対する前記４つの腕の部分の作用については、例えば次のように説明することができる。
すなわち、太鼓の胴に皮を張って留める場合、皮の中心を胴の中心軸に合致させる必要がある。
この際、胴の中心軸の周方向に位置する皮の数箇所を胴に仮止めしておき、それら数箇所を少しずつ胴の外方に向けて引っ張ると、皮の中心を胴の中心軸に容易に合致させることができる。
これと同様に、第２の液体１６に対して前記４つの腕の部分によって半径方向外方に向かう方向の力が作用することにより、第２の液体１６の中心を仮想軸３８と容易に合致させることができる。
また、第２の液体１６が各第１の非電極部６６上に留まっている状態で第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加される電圧を増減した場合、第２の液体１６は前記４つの腕の部分に沿って移動するため、第２の液体１６を、仮想軸３８を中心とする円の周方向にわたって均一にかつ円滑に移動させる上で有利となる。
【００５０】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、次の効果が奏される。
光学素子１０の各電極部６４および各第１の非電極部６６が、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６の幅が次第に小さくなるように形成されていることにより、各電極部６４に対して同一の電圧を印加しているにも拘わらず、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状が安定するため、光の透過路５２（開口５２Ａ）の偏心が防止される。
したがって、光学素子１０の光の透過路５２の偏心によって生じる収差や、周辺光量の不均一によるシェーディングの発生による光学特性の低下を防止する上で有利となる。
【００５１】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、第２の電極２０を３つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６を３つにした点が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図１８に示すように、第２の電極２０は同形同大の３つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の３つの第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
なお、第２の電極２０を３つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６を３つにした点第１の非電極部６６を３つにした点以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第４の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５２】
（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態について説明する。
図１９は第５の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第５の実施の形態では、第２の電極２０を６つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６（凸部６２）を６つにした点が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図１９に示すように、第２の電極２０は同形同大の６つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の６つの第１の非電極部６６が形成されている。
なお、第２の電極２０を６つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６（凸部６２）を６つにした点以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第５の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第５の実施の形態では、電極部６４および第１の非電極部６６（凸部６２）の数が第３の実施の形態に比較して多いため、仮想軸３８を中心とする円の周方向における第１の液体１４にかかる電界の力の偏りがより均一化され、したがって、第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８も前記周方向において均一化されるため、光学素子１０の光の透過路５２（開口５２Ａ）の形状がより正円に近い形状となる利点がある。
【００５３】
（第６の実施の形態）
次に第６の実施の形態について説明する。
図２０は第６の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第６の実施の形態では、第２の電極２０を８つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６（凸部６２）を８つにした点が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図２０に示すように、第２の電極２０は同形同大の８つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の８つの第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
なお、第２の電極２０を８つの電極部６４で構成し、第１の非電極部６６（凸部６２）を８つにした点以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第６の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第６の実施の形態では、電極部６４および第１の非電極部６６（凸部６２）の数が第３の実施の形態に比較して多いため、仮想軸３８を中心とする円の周方向における第１の液体１４にかかる電界の力の偏りがより均一化され、したがって、第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８も前記周方向において均一化されるため、光学素子１０の光の透過路５２（開口５２Ａ）の形状がより一層正円に近い形状となる利点がある。
【００５４】
（第７の実施の形態）
次に第７の実施の形態について説明する。
図２１は第７の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第７の実施の形態では、第２の電極２０を構成する電極部６４の形状および第１の非電極部６６（凸部６２）の形状が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図１０に示すように、第１の非電極部６６（凸部６２）の形状は、第５の実施の形態では２等辺三角形であったのに対し、第７の実施の形態ではほぼ正三角形となっている。
これに対応し、隣り合う第１の非電極部６６（凸部６２）間に位置する電極部６４の形状、すなわち、電極部６４を形成する扇形の形状も異なっている。
なお、第２の電極２０を構成する電極部６４の形状および第１の非電極部６６（凸部６２）の形状以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第７の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５５】
（第８の実施の形態）
次に第８の実施の形態について説明する。
図２２は第８の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第８の実施の形態では、第１の非電極部６６（凸部６２）の先端（仮想軸３８を中心とする半径方向外方の端部）の形状が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、図２２に示すように、各電極部６４の先端は、仮想軸３８を中心とする単一の円周上に位置するように円弧の形状となっている。
なお、電極部６４の先端の形状以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
このような第８の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５６】
（第９の実施の形態）
次に第９の実施の形態について説明する。
図２３は第９の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
第９の実施の形態では、第１の非電極部６６（凸部６２）が、第２の非電極部６８の外周部に連続するように設けられている点が第３の実施の形態と異なっている。
すなわち、第９の実施の形態では、各電極部６４の内周部と第２の非電極部６８の外周部との境に円弧部７０（図１０参照）が形成されておらず、第１の非電極部６６（凸部６２）が、第２の非電極部６８の外周部に連続するように設けられている。したがって、各電極部６４の内周部は、仮想軸３８方向に凸の角度をもって形成されている。
また、第２の電極２０が５つの電極部６４で構成され、第１の非電極部６６（凸部６２）が５つである点が第３の実施の形態と異なっている。
その他の構成については第３の実施の形態と同様である。
このような第９の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５７】
（第１０の実施の形態）
次に第１０の実施の形態について説明する。
図２４は第１０の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
図２４に示すように、第２の電極開口部４２は、仮想軸３８を中心とする円形部６０と、円形部６０の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部６２とで構成されている。
凸部６２は、該凸部６２が突出する方向と直交する方向の均一の幅を有している。
言い換えると、第２の電極２０は、容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸３８を中心として放射方向に延在する複数の電極部６４で構成されている。
本実施の形態では、第２の電極２０は同形同大の６つの電極部６４で構成され、各電極部６４の半径方向の外側に位置する部分６４０２が互いに接続されている。したがって、電圧印加手段２２により第２の電極２０に印加される電圧、すなわち、各電極部６４に印加される電圧は同一電圧となる。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の６つの第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
各電極部６４および各第１の非電極部６６（凸部６２）は、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６（凸部６２）は、前記半径方向に沿って均一の幅を有している。
また、仮想軸３８を中心とする単一の円周上において電極部６４の幅は第１の非電極部６６（凸部６２）の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部６４は、仮想軸３８を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、第１の非電極部６６（凸部６２）の先端は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸３８を中心とする略円形の範囲に電極部６４が形成されていない第２の非電極部６８が設けられている。
各電極部６４は第２の非電極部６８の半径方向の外側に設けられ、各電極部６４の前記半径方向の内縁部は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第１の非電極部６６（凸部６２）は、第２の非電極部６８の周方向に間隔をおいた外周部から第２の非電極部６８の半径方向の外側に突出して設けられ、各第１の非電極部６６（凸部６２）は第２の非電極部６８の外周部に接続されている。
したがって、各電極部６４の内周部と第２の非電極部６８の外周部との境に円弧部７０が形成されることになる。
このような第１０の実施の形態においても第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
【００５８】
（第１１の実施の形態）
次に第１１の実施の形態について説明する。
図２５は第１１の実施の形態における光学素子１０の第２の電極２０の平面図である。
第１１の実施の形態は、第２の実施の形態の変形例であり、光学素子１０がレンズを構成している。
第１１の実施の形態の光学素子１０の構成は、第１、第２の液体１４、１６の組成が異なる点を除いて、ほぼ第３の実施の形態と同様であるため、以下では、第３の実施の形態と相違する部分について説明する。
光学素子１０は、電圧印加手段２２による電圧印加により第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状を曲面状に変形させることで、第１、第２の端面壁２４、２６が互いに対向する方向である容器１２の厚さ方向に進行して界面４８を通過する光を屈折させるものである。
図２５に示すように、光学素子１０は、第３の実施の形態と同様に、容器１２と、第１の液体１４と、第２の液体１６と、第１の電極１８と、第２の電極２０と、電圧印加手段２２とを含んで構成されている。
第１の液体１４は、有極性または導電性を有し収容室３０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３０に封入されている。
また、第１の液体１４と第２の液体１６は透明であり実質的に等しい比重を有している。
第２の液体１６の屈折率と第１の液体１４の屈折率とが異なり、本実施の形態では、第２の液体１６の屈折率は第１の液体１４の屈折率よりも高く形成されている。
あるいは、第２の液体１６のアッベ数と第１の液体１４のアッベ数とが異なるように形成されている。
あるいは、第２の液体１６の屈折率と第１の液体１４の屈折率とが異なり、かつ、第２の液体１６のアッベ数と第１の液体１４のアッベ数とが異なるように形成されている。
【００５９】
第１の電極１８および第２の電極２０の形状配置は第３の実施の形態と同様である。
図２５に示すように、第２電極開口部４２は、仮想軸３８を中心とする円形部６０と、円形部６０の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部６２とで構成されている。
凸部６２は、該凸部６２が突出する方向と直交する方向の幅を有し、幅は凸部６２が半径方向外側に至るにつれて次第に狭くなるように構成されている。
言い換えると、第２の電極２０は、容器１２の厚さ方向に延在する単一の仮想軸３８を中心として放射方向に延在する複数の電極部６４で構成されている。
仮想軸３８の周方向において隣接する電極部６４の間には電極部６４が形成されていない第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
本実施の形態では、同形同大の４つの第１の非電極部６６（凸部６２）が形成されている。
各電極部６４および各第１の非電極部６６（凸部６２）は、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６（凸部６２）は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６（凸部６２）の幅が次第に小さくなるように形成されている。
また、仮想軸３８を中心とする単一の円周上において電極部６４の幅は第１の非電極部６６（凸部６２）の幅よりも常に大きな寸法で形成されている。
本実施の形態では、各電極部６４は、仮想軸３８を中心として半径方向外側に扇形状に延在し、各第１の非電極部６６（凸部６２）は、半径方向外方に至るにつれて幅が次第に小さくなる二等辺三角形状に延在し、第１の非電極部６６（凸部６２）の先端は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上に位置している。
また、本実施の形態では、仮想軸３８を中心とする略円形の範囲に電極部６４が形成されていない第２の非電極部６８が設けられている。
各電極部６４は第２の非電極部６８の半径方向の外側に設けられ、各電極部６４の前記半径方向の内縁部は、仮想軸３８を中心とした単一の仮想円上を延在している。
各第１の非電極部６６（凸部６２）は、第２の非電極部６８の周方向に間隔をおいた外周部から第２の非電極部６８の半径方向の外側に突出して設けられ、各第１の非電極部６６（凸部６２）は第２の非電極部６８の外周部に接続されている。
したがって、各電極部６４の内周部と第２の非電極部６８の外周部との境に円弧部７０が形成されることになる。
なお、図２５において二点鎖線は、第３の実施の形態を示す図１１と同様に、第２の端面壁２６上での界面４８（４８ｂ、４８ｂ１、４８ｂ２）を示す。
【００６０】
次に、光学素子１０の動作について図７、図８を流用して説明する。
図７に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖが印加されない状態では、第１、第２の液体１４、１６の界面４８の形状は第１、第２の液体１４、１６の表面張力、撥水膜３６上の界面張力のバランスによって決定され、第２の液体１６から第１の液体１４に向かって緩やかな凸状の曲面をなしている。
ここで、第２の液体１６の屈折率が第１の液体１４の屈折率よりも高く形成されていることから、第１、第２の端面壁２４、２６を通り容器１２の厚さ方向に進行して界面４８を通過する光は界面４８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を構成している。
【００６１】
次に、図８（Ａ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ１（＞０）が印加されると、電気毛管現象により、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜が大きくなる。
次に、図８（Ｂ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
次に、図８（Ｃ）に示すように、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に電圧Ｖ３（＞Ｖ２）が印加されると、界面４８の凸状の曲面（球面）の湾曲の傾斜がさらに大きくなる。
したがって、電圧印加手段２２から第１の電極１８、第２の電極２０に印加される電圧を調整することで、界面４８の曲率を変えてレンズの焦点距離を可変できる（レンズのパワーを可変できる）。
このようにレンズを構成する光学素子１０は、第２の実施の形態と同様に、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の撮影光学系に適用可能である。
【００６２】
以上説明したように、第１１の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、次の効果が奏される。
光学素子１０において、第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加する電圧をＶ１からＶ３にわわたって増減させることで界面４８の形状が変化しレンズの焦点距離が変化するが、第１の電極１８、第２の電極２０の間に印加される電圧の変化に拘わらず、レンズは、その中心が常に仮想軸３８と合致した状態に保たれており、レンズの中心が仮想軸３８からずれて偏心を生じても、レンズの中心が仮想軸３８と合致するように自動的に復元される。
すなわち、第３の実施の形態と同様に、光学素子１０の各電極部６４および各第１の非電極部６６（凸部６２）が、仮想軸３８の周方向に沿った幅をそれぞれ有し、各電極部６４は、仮想軸３８を中心とする円の半径方向外方に至るにつれて電極部６４の幅が次第に大きくなるように形成され、各第１の非電極部６６（凸部６２）は、半径方向外方に至るにつれて第１の非電極部６６（凸部６２）の幅が次第に小さくなるように形成されていることにより、各電極部６４に対して同一の電圧を印加しているにも拘わらず、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状が安定するため、レンズの偏心が防止される。
また、第３の実施の形態と同様に、第２の液体１６は、第２の非電極部６８上に位置する部分の外周から各第１の非電極部６６（凸部６２）の上に沿って４つの腕が第２の非電極部６８の半径方向外方に突出しており、そのため、第２の液体１６の中心部分（第２の電極部分４２の上に位置する部分）の外周はそれら４つの腕の部分に引っ張られた状態となっており、これにより第２の液体１６はその中心部分が仮想軸３８に合致するように常時付勢され、したがって、第２の液体１６の中心部分に作用する前記４つの腕の部分による力は、第２の液体１６の中心と仮想軸３８が合致する方向に作用する。
この作用により、第２の液体１６は、その中心と仮想軸３８が合致する位置により確実に復元され、この位置で第１の液体１４と第２の液体１６の界面４８の形状がより一層安定し、レンズの偏心の防止がより効果的に実現される。
【００６３】
なお、第１１の実施の形態では、光学素子１０の第２の電極２０が第３の実施の形態と同様に構成されている場合について説明したが、第２の電極２０は、第４乃至第１０の実施の形態と同様に構成されていてもよいことは無論である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】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２】光学素子１０の基本的な構成を示す縦断面図である。
【図３】光学素子１０の基本的な構成を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は光学素子１０の第１、第２の電極１８、２０に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加された場合の動作を説明する断面図である。
【図５】光学素子１０を撮像装置の撮影光学系に適用した例を示す構成図である。
【図６】第１の実施の形態の光学素子１０の構成を示す縦断面図である。
【図７】第２の実施の形態における光学素子１０の基本的な構成を示す縦断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は光学素子１０の第１、第２の電極１８、２０に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加された場合の動作を説明する断面図である。
【図９】第２の実施の形態における光学素子１０の構成を示す縦断面図である。
【図１０】第３の実施の形態における光学素子１０の第２の電極２０の平面図である。
【図１１】光学素子１０の平面図である。
【図１２】図４（Ａ）における第２の液体１６の形状を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図４（Ｂ）における第２の液体１６の形状を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図４（Ｃ）の平面図である。
【図１５】光の透過路５２の中心が仮想軸３８と合致した状態を示す説明図である。
【図１６】光の透過路５２の中心が仮想軸３８からずれて偏心した状態を示す説明図である。
【図１７】図１６の斜視図である。
【図１８】第４の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図１９】第５の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２０】第６の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２１】第７の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２２】第８の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２３】第９の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２４】第１０の実施の形態における第２の電極２０の平面図である。
【図２５】第１１の実施の形態における光学素子１０の第２の電極２０の平面図である。
【図２６】純水とエタノールの混合比と比重および屈折率の特性を示す線図である。
【図２７】純水とエチレングリコールの混合比と比重および屈折率の特性を示す線図である。
【図２８】純水とエタノールとエチレングリコールの比重および屈折率を示す図である。
【図２９】様々な種類の液体の比重および屈折率を示す図である。
【図３０】用いる各種液体の比重および屈折率の数値を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０……光学素子、１２……容器、１４……第１の液体、１６……第２の液体、１８……第１の電極、２０……第２の電極、２２……電圧印加手段、２４……第１の端面壁、２６……第２の端面壁、２８……側面壁、３０……収容室、３２……絶縁膜、３８……仮想軸、４０……第１の電極開口部、４２……第２の電極開口部、４４……絶縁膜開口部、４６……撥水膜開口部、４８……界面、５２……透過路、Ｄｍａｘ……透過路の最大直径、ＤＬｍａｘ……界面の最大直径。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、
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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、
前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記第１の電極には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より大きい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、
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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、
前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記第２の電極、あるいは、前記第２の電極および前記絶縁膜の双方には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項３】
前記第２の電極および前記絶縁膜の双方に開口部が形成され、かつ、前記第２の電極の開口部が前記透過路の最大直径と同じ大きさである場合、
前記絶縁膜の開口部は前記第２の電極の開口部と同じ大きさか、前記第２の電極の開口部よりも小さい大きさで形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の光学素子。
【請求項４】
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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、
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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、
前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記絶縁膜が前記収容室に臨む面に前記第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膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記膜には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項６】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成され、
前記凸部は、該凸部が突出する方向と直交する方向の均一の幅を有している、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項７】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成され、
前記凸部は、該凸部が突出する方向と直交する方向の幅を有し、
前記幅は前記凸部が半径方向外側に至るにつれて次第に狭くなるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項８】
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するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項９】
前記第１の端面壁の内面に前記第１の液体に対する濡れ性が前記第２の液体に対する濡れ性よりも高い膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項１０】
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透明な第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透明な第２の液体と、
前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記第１の電極には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より大きい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
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透明な第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透明な第２の液体と、
前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記絶縁膜、あるいは、前記第２の電極および前記絶縁膜の双方には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項１２】
前記第２の電極および前記絶縁膜の双方に開口部が形成されている場合、
前記絶縁膜の開口部は前記第２の電極の開口部と同じ大きさか、それよりも小さい大きさで形成されている、
ことを特徴とする請求項１１記載の光学素子。
【請求項１３】
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透明な第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透明な第２の液体と、
前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記絶縁膜が前記収容室に臨む面に前記第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膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記膜には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項１４】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成されている、
ことを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１５】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成され、
前記凸部は、該凸部が突出する方向と直交する方向の均一の幅を有している、
ことを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１６】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成され、
前記凸部は、該凸部が突出する方向と直交する方向の幅を有し、
前記幅は前記凸部が半径方向外側に至るにつれて次第に狭くなるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１７】
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するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１８】
前記第２の液体の屈折率と前記第１の液体の屈折率とが異なることを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１９】
前記第２の液体のアッベ数と前記第１の液体のアッベ数とが異なることを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項２０】
前記第１の端面壁の内面に前記第１の液体に対する濡れ性が前記第２の液体に対する濡れ性よりも高い膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項９、１０または１２記載の光学素子。
【請求項１】
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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、
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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、
前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記第１の電極には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より大きい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、
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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、
前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記第２の電極、あるいは、前記第２の電極および前記絶縁膜の双方には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項３】
前記第２の電極および前記絶縁膜の双方に開口部が形成され、かつ、前記第２の電極の開口部が前記透過路の最大直径と同じ大きさである場合、
前記絶縁膜の開口部は前記第２の電極の開口部と同じ大きさか、前記第２の電極の開口部よりも小さい大きさで形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の光学素子。
【請求項４】
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の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記第１の液体の透過率は第２の液体の透過率よりも低く形成され、
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の液体の界面が変形し、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする光の透過路が前記第２の液体部分で形成される光学素子であって、
前記第１の電極は、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記絶縁膜が前記収容室に臨む面に前記第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膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記膜には、前記仮想軸を中心とする前記透過路の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項６】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成され、
前記凸部は、該凸部が突出する方向と直交する方向の均一の幅を有している、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項７】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成され、
前記凸部は、該凸部が突出する方向と直交する方向の幅を有し、
前記幅は前記凸部が半径方向外側に至るにつれて次第に狭くなるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項８】
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するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項９】
前記第１の端面壁の内面に前記第１の液体に対する濡れ性が前記第２の液体に対する濡れ性よりも高い膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または４記載の光学素子。
【請求項１０】
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透明な第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透明な第２の液体と、
前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記第１の電極には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より大きい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
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透明な第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透明な第２の液体と、
前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記絶縁膜、あるいは、前記第２の電極および前記絶縁膜の双方には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項１２】
前記第２の電極および前記絶縁膜の双方に開口部が形成されている場合、
前記絶縁膜の開口部は前記第２の電極の開口部と同じ大きさか、それよりも小さい大きさで形成されている、
ことを特徴とする請求項１１記載の光学素子。
【請求項１３】
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透明な第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透明な第２の液体と、
前記第１の液体に電界をかけるための第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極の間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変形させることで、前記第１、第２の端面壁を通り前記第１、第２の端面壁が互いに対向する方向である前記容器の厚さ方向に延在する単一の仮想軸を中心とする曲面形状からなる界面を形成し前記仮想軸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、前記収容室に臨む前記第１の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極は、前記収容室に臨む前記第２の端面壁の内面に形成され、
前記第２の電極が前記収容室に臨む面に絶縁膜が形成され、
前記絶縁膜が前記収容室に臨む面に前記第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膜が形成され、
前記容器の厚さ方向から見て、前記膜には、前記仮想軸を中心とする前記界面の最大直径と同じ大きさか、あるいは、前記最大直径より小さい大きさの開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学素子。
【請求項１４】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成されている、
ことを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１５】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成され、
前記凸部は、該凸部が突出する方向と直交する方向の均一の幅を有している、
ことを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１６】
前記開口部は、前記仮想軸を中心とする円形部と、前記円形部の外周部で周方向に間隔をおいた複数個所から半径方向外側に突出する複数の凸部とで構成され、
前記凸部は、該凸部が突出する方向と直交する方向の幅を有し、
前記幅は前記凸部が半径方向外側に至るにつれて次第に狭くなるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１７】
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するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１８】
前記第２の液体の屈折率と前記第１の液体の屈折率とが異なることを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項１９】
前記第２の液体のアッベ数と前記第１の液体のアッベ数とが異なることを特徴とする請求項１０、１１または１３記載の光学素子。
【請求項２０】
前記第１の端面壁の内面に前記第１の液体に対する濡れ性が前記第２の液体に対する濡れ性よりも高い膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項９、１０または１２記載の光学素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００９−１２８７９１（Ｐ２００９−１２８７９１Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０６０７９（Ｐ２００７−３０６０７９）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]