[發(fā)明專利]光學元件、成像裝置以及驅(qū)動光學元件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910176193.5
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN101685173A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 佐野幸廣;海部敬太;田中和洋;光田幸寬
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G02B26/02;G03B9/02
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 吳孟秋;梁 韜

相關申請的引用

本申請包含在2008年9月26日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請JP?2008-249241所披露的主題，將其全部內(nèi)容并入本文作為參考。

技術領域

本發(fā)明涉及一種光學元件、成像裝置以及驅(qū)動方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種利用電潤濕現(xiàn)象的光學元件、包括該光學元件的成像裝置以及驅(qū)動該光學元件的方法。

背景技術

近年來，已經(jīng)提出了各種利用電潤濕現(xiàn)象(電毛細管現(xiàn)象)的光學裝置(光學器件)(諸如透鏡)。這樣的光學裝置利用這樣的特性，即，封入光學裝置中并彼此不混溶(不互溶)的兩種液體之間的界面形狀通過電潤濕現(xiàn)象而變化。作為這樣的光學裝置之一，已經(jīng)提出了利用電潤濕現(xiàn)象被構造成控制透過的光量的光學元件(孔徑(aperture)機構)，所謂的液體光圈(liquid?iris)(參見，例如，日本未審查專利申請公開第2006-250967號和第2006-250977號)。

根據(jù)在日本未審查專利申請公開第2006-250967號和第2006-250977號中披露的液體光圈，將導電性第一液體以及第二液體封入液體光圈的內(nèi)部，其中第二液體具有與第一液體相同的比重、與第一液體不混溶、并且具有高于第一液體的透射率(transmittance)。此外，與第一液體具有高親和性的薄膜(親水膜)以及與第二液體具有高親和性的薄膜(防水膜(water-repellent?film))設置在容納第一和第二液體的容納室的內(nèi)壁上。因此，在靜止狀態(tài)下(在液體光圈沒有被驅(qū)動的狀態(tài)下)，在容納室內(nèi)第一液體設置在親水膜側(cè)，而第二液體設置在防水膜側(cè)。

在日本未審查專利申請公開第2006-250967號和第2006-250977號中披露的各液體光圈中，在設置在液體光圈的側(cè)壁上的電極與設置在光發(fā)射側(cè)的端壁上的透明電極之間施加電壓，以通過電潤濕現(xiàn)象改變第一液體與第二液體之間的界面形狀。因此，第二液體的一部分壓到光入射側(cè)的端壁上，形成開口，光通過它透射至液體光圈的光入射側(cè)。可以通過改變施加的電壓大小來控制該開口的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

在上述利用電潤濕現(xiàn)象的液體光圈中，當?shù)谝灰后w與第二液體之間的界面形狀改變時(當形成開口時)，施加了電壓。另一方面，當?shù)谝灰后w與第二液體之間的界面形狀返回至原始形狀(靜止狀態(tài))時，停止施加電壓。具體地，在相關技術的液體光圈中，通過單側(cè)驅(qū)動系統(tǒng)(single-side?driving?system)來執(zhí)行開口的打開/關閉操作。

在這樣的單側(cè)驅(qū)動系統(tǒng)中，當?shù)谝灰后w與第二液體之間的界面形狀從靜止狀態(tài)下的形狀改變時，通過施加電壓使由電潤濕現(xiàn)象引起的外力作用于界面。因此，在這種情況下，界面形狀的變化速度(液體光圈的操作速度)較高。然而，當界面的形狀返回至原始靜止狀態(tài)下的形狀時(當開口關閉時)，在不施加電壓的情況下，通過由容納室內(nèi)的防水膜與第二液體之間的親和性引起的恢復力(回復力)來操作界面。因此，存在這樣的問題，即，界面形狀的變化速度低。

在利用電潤濕現(xiàn)象的光學元件中，期望增加當?shù)谝灰后w與第二液體之間的界面的形狀返回至原始靜止狀態(tài)下的形狀時的操作速度。

根據(jù)本發(fā)明實施方式的光學元件包括具有極性或?qū)щ娦缘牡谝灰后w以及與第一液體不混溶的第二液體。根據(jù)本發(fā)明實施方式的光學元件進一步包括第一基板部，第二基板部，將第一基板部連接至第二基板部的側(cè)壁部，以及由第一基板部、第二基板部和側(cè)壁部構成并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透明性(optical?transparency)的第一基板，設置在第一基板的一個表面上并具有光學透明性的第一電極，以及設置在第一電極上并具有光學透明性的第一絕緣膜。此外，第一基板部包括第一膜以及第二膜，其中，第一膜設置在第一絕緣膜上、與第一液體的親和性高于與第二液體的親和性并且具有光學透明性，并且第二膜設置在第一膜的中央、與第二液體的親和性高于與第一液體的親和性并且具有光學透明性。第二基板部包括具有光學透明性的第二基板，設置在第二基板的一個表面上且具有光學透明性的第二電極，以及設置在第二電極上且具有光學透明性的第二絕緣膜。此外，第二基板部包括第三膜，該第三膜設置在第二絕緣膜上、與第二液體的親和性高于與第一液體的親和性并且具有光學透明性。此外，側(cè)壁部包括第三電極并將第一基板部連接至第二基板部，使得第一膜和第三膜彼此相對。