(57)【要約】【課題】絞り部材が発生する音を低減する。【解決手段】本発明の液体レンズは、第１の液体（１２）と、前記第１の液体と異なる屈折率を有し、前記第１の液体との間に界面（ａ，ｂ）を形成して前記第１の液体に対して隣接配置される第２の液体（１３）と、前記第１の液体及び前記第２の液体を密封する容器（１１）と、前記容器内部における前記界面の外周側の対向位置に配置された少なくとも１対の電極（１４，１５）と、を備え、前記電極間に加える電圧を変化させることにより、前記界面の形状を変化させる液体レンズにおいて、前記容器の内部に、前記液体レンズを通過する被写体光の光量を調節する絞り部材（１８）が配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液体と、
前記第１の液体と異なる屈折率を有し、前記第１の液体との間に界面を形成して前記第１の液体に対して隣接配置される第２の液体と、
前記第１の液体及び前記第２の液体を密封する容器と、
前記容器内部における前記界面の外周側の対向位置に配置された少なくとも１対の電極と、を備え、
前記電極間に加える電圧を変化させることにより、前記界面の形状を変化させる液体レンズにおいて、
前記第１の液体又は前記第２の液体のいずれか一方の中に、被写体光の光量を調節する絞り部材が配置されていること、
を特徴とする液体レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の液体レンズであって、
該液体レンズの光軸と垂直な方向における前記絞り部材が配置される位置は、
前記界面の形状が変化するいずれの場合においても、前記界面と交差しない位置であること、
を特徴とする液体レンズ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体レンズであって、
該液体レンズの光軸と垂直な方向において、前記電極と前記絞り部材とは異なる位置に配置されていること、
を特徴とする液体レンズ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体レンズであって、
前記絞り部材は、前記第１の液体と前記第２の液体のうちの、潤滑性の高い液体側に配置されていること、
を特徴とする液体レンズ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体レンズであって、
前記絞り部材は絞り羽根を有し、該絞り羽根は、その移動方向に対して流線型を有すること、
を特徴とする液体レンズ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体レンズであって、
前記絞り部材と前記電極とがユニット化されていること、
を特徴とする液体レンズ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体レンズであって、
前記絞り部材を駆動するアクチュエータが、防液構造を有し、前記容器内部に配置されていること、
を特徴とする液体レンズ。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体レンズを備えるレンズ鏡筒。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体レンズを備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体レンズ、それを備えたレンズ鏡筒及び撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体レンズは、容器内部に水溶液とオイルと電極とを封入し、電極に電圧を加えることで水溶液とオイルとの間の界面の曲率を変化させ、屈折率を変化させるレンズである。従来、この液体レンズを用いたレンズ鏡筒において絞り部材は、液体レンズの外部において光軸方向被写体側または撮影者側に配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−７２２９５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、絞り部材は、絞り羽根の擦れ等により、駆動時に音を発生する。画像の撮影時に発生するこの音を騒音と感じる撮影者もいる。また動画を撮影できる撮像装置においては、動画撮影時にこの音が取り込まれ、再生時にこの音も再生されてしまう。
【０００４】
本発明の課題は、絞り部材が発生する音を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、第１の液体（１２）と、前記第１の液体（１２）と異なる屈折率を有し、前記第１の液体（１２）との間に界面（ａ，ｂ）を形成して前記第１の液体（１２）に対して隣接配置される第２の液体（１３）と、前記第１の液体（１２）及び前記第２の液体（１３）を密封する容器（１１）と、前記容器（１１）内部における前記界面（ａ，ｂ）の外周側の対向位置に配置された少なくとも１対の電極（１４，１５）と、を備え、前記電極（１４，１５）間に加える電圧を変化させることにより、前記界面（ａ，ｂ）の形状を変化させる液体レンズ（１０）において、前記第１の液体（１２）又は前記第２の液体（１３）のいずれか一方の中に、被写体光の光量を調節する絞り部材（１８）が配置されていること、を特徴とする液体レンズ（１０）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体レンズ（１０）であって、該液体レンズ（１０）の光軸と垂直な方向における前記絞り部材（１８）が配置される位置は、前記界面（ａ，ｂ）の形状が変化するいずれの場合においても、前記界面（ａ，ｂ）と交差しない位置であること、を特徴とする液体レンズ（１０）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の液体レンズ（１０）であって、該液体レンズ（１０）の光軸と垂直な方向において、前記電極（１４，１５）と前記絞り部材（１８）とは異なる位置に配置されていること、を特徴とする液体レンズ（１０）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体レンズ（１０）であって、前記絞り部材（１８）は、前記第１の液体（１２）と前記第２の液体（１３）のうちの、潤滑性の高い液体側に配置されていること、
を特徴とする液体レンズ（１０）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体レンズ（１０）であって、前記絞り部材は絞り羽根（１８）を有し、該絞り羽根は、その移動方向に対して流線型を有すること、を特徴とする液体レンズ（１０）である。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体レンズ（１０）であって、前記絞り部材（１８）と前記電極（１４，１５）とがユニット化されていること、を特徴とする液体レンズ（１０）である。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体レンズ（１０）であって、前記絞り部材（１８）を駆動するアクチュエータ（１７）が、防液構造を有し、前記容器（１１）内部に配置されていること、を特徴とする液体レンズ（１０）である。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体レンズ（１０）を備えるレンズ鏡筒（２）である。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体レンズ（１０）を備える撮像装置（１）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、絞り部材が発生する音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、適宜ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Ａを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置（以下、正位置という）において撮影者から見て左側に向かう方向をＸプラス方向とする。また、正位置において上側に向かう方向をＹプラス方向とする。さらに、正位置において被写体に向かう方向をＺプラス方向とする。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る液体レンズ１０が組み込まれたレンズ鏡筒２を有するカメラ１の側面図を示す。レンズ鏡筒２は、カメラ１に対して着脱式であってもよく、また非着脱式であってもよい。
【００１０】
図２は、上述した液体レンズ１０のＹＺ平面における概略断面図である。液体レンズ１０は、筒形の容器１１と、その容器１１の内部に配置された第１の液体１２と、第２の液体１３と、１対の電極１４，１５とを備える。液体レンズ１０はさらに、樹脂製の絞り羽根１８と、絞り羽根１８を収容するための収容部１９と、絞り羽根１８を駆動するためのアクチュエータ１７とを有する絞り装置１６を備える。本実施形態の絞り装置１６において、絞り羽根１８及び羽根収容部１９は容器１１内に配置されているが、アクチュエータ１７は、容器１１の外周面上に取り付けられている。
【００１１】
容器１１は、円筒状の内部空間を有する容器本体１１ａと、容器本体１１ａの開口を塞ぐ蓋体１１ｂ，１１ｃとで構成されている。この容器１１の材質は、透光性樹脂などで構成されており、また、容器１１の内側側面には撥水加工が施されている。
【００１２】
第１の液体１２及び第２の液体１３は、液体レンズ１０に対する入射光の光軸Ａに沿って配置されている。具体的には、図２に示すように液体レンズ１０の光軸方向入射側（Ｚプラス側）から順に、第１の液体１２、第２の液体１３と配置されている。
【００１３】
第１の液体１２には、例えば水溶液が使用され、第２の液体１３には、例えばオイルが使用され、第１の液体１２と第２の液体１３と間には、界面ａ，ｂを生じている。また、第１の液体１２及び第２の液体１３は、いずれも透光性を有している。絞り装置１６の絞り羽根１８及び羽根収容部１９は第２の液体１３の内部に配置され、この第２の液体１３であるオイルは、絞り羽根１８の潤滑油としても作用する。また第２の液体１３は、絞り羽根１８の移動の抵抗を少なくするため、粘性の低いオイルとすることが好ましい。さらに、第１の液体１２及び第２の液体１３は、各々が異なる屈折率を有している。
【００１４】
また、一対の電極１４，１５は、容器１１内部の、絞り装置１６よりも被写体側（Ｚプラス方向側）において、容器本体１１ａの内周面における対向する位置に配置されている。電極１４，１５には図示しない電源より電力が供給可能となっている。
【００１５】
絞り装置１６は、絞り羽根１８が界面ａ，ｂの変化する領域外に位置するように、すなわち、図２に示すように、Ｚ方向において電極１４，１５と重ならない位置に配置されている。また、図３は、絞り羽根１８の移動方向ｃに沿った断面を示す。図において左側が移動方向ｃに沿った羽根先端部側であり、絞り羽根１８の先端部から全体長さの約１／３〜１／２にわたり絞り羽根１８の厚さが徐々に増加する流線形に成形されている。
【００１６】
次に、本実施形態の液体レンズ１０の動作について説明する。図２において、電極１４，１５間に、図示しない電源から直流電圧を印加すると、第１の液体１２が電極に集まり、第２の液体１３が押し出され、界面の形が変化する。図２において、電極１４，１５に直流電圧が印加されていない状態の界面を点線ａで示し、直流電圧を印加したときの状態の界面を実線ｂで示す。このように第１の液体１２及び第２の液体１３との間の界面の曲率が変化するため、液体レンズ１０の屈折率が変化し、レンズ鏡筒２のフォーカシングが行われる。
【００１７】
そして、液体レンズ１０においては、容器１１の外部に配置されたアクチュエータにより容器１１内の絞り羽根１８が駆動される。このとき、絞り羽根１８が互いに擦れ合う可能性があるが、絞り羽根１８は液体レンズの容器１１内に配置されているので、擦れにより発生される音の外部への漏れが低減される。したがって、画像の撮影時に発生するこの音が小さくなり、動画を撮影できる撮像装置においては、動画撮影時におけるこの音を取り込み量も低減される。なお、絞り羽根１８が駆動される際に、絞り羽根１８を囲む第２の液体１３に流れが若干生ずる可能性があるが、上述したように直流電圧を印加することにより界面ｂ形状は確立されるため、液体レンズの光学特性に対する波動の影響は実質的に生じない。
【００１８】
以上、本実施形態によると、上記効果に加え以下の効果を有する。
（１）絞り羽根１８は、電極１４，１５への電圧印加により液体レンズ１０の界面ａ，ｂが変化する領域の範囲外に配置されているので、絞り羽根１８により、界面ａ，ｂ形状が乱されることがない。
（２）絞り羽根１８は、第１の液体１２及び第２の液体１３のうち潤滑性の高い液体内に配置されているので、絞り羽根１８の擦れ合う音がより低減されるとともに、絞り装置１８の耐久性が向上し、さらに、その駆動に要する電力を少なくすることができる。
（３）絞り羽根１８はその移動方向に対して流線形に形成されているので、移動時の絞り羽根１８の抵抗が小さくなり、絞り羽根１８の移動に起因する第２の液体１３中での渦流の発生量が低減され、移動音の発生や消費電流を最小にすることができる。
【００１９】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
【００２０】
（１）図４は、絞り羽根１８の変形形態の一部を拡大した図である。図示するように、絞り羽根１８の表面に、ディンプルと呼ばれる円形の凹み１８ａを形成してもよい。このようにすることにより、絞り羽根１８の抵抗をさらに低減することができる。
（２）上記実施形態ではアクチュエータ１７を容器本体１１ａの外側に設けたがこれに限定されない。図５は変形形態を示した図であり、アクチュエータ１７’を防液構造、すなわち、第１の液体１２又は第２の液体１３内に配置されてもこれらの液体が進入しないように構成し、容器本体１１ａ’の内部、例えば絞り羽根１８’の収容部１９’の側面に設けてもよい。これによると、アクチュエータ１７’から発生する音の外部への漏音も防止することができる。
（３）また、上記実施形態では、電極１４，１５は、容器本体１１ａの内面と平行な内面を有する形状としたが、図５に示すように、電極１４’，１５’の断面形状を楔型してもよい。
（４）電極１４，１５、絞り装置１６をユニットを構成してもよい。これにより、液体レンズ１０、従ってレンズ鏡筒２の製造工程を簡略化することが可能となる。
（５）本実施形態では、絞り羽根１８は液体レンズ１０内部において光軸ＡのＺマイナス側に配置されている。しかし、これに限らず、例えば液体レンズ１０の界面ａ，ｂがＺマイナスよりにある場合は、界面ａ，ｂと絞り羽根１８との干渉を避けるために、絞り羽根１８をＺプラス側に配置されてもよい。
（６）本実施形態では絞り羽根１８は樹脂で成形されているが、鋼、アルミニウム、ジュラルミンなどから形成されていてもよい。また、絞り羽根１８は、非反射剤がコーティングされた金属板から形成されてもよい。
（７）また、本実施形態では１対の電極１４，１５を示したが、液体レンズの円周方向に対峙して複数対、例えば４対の電極を配置してもよい。これにより、液体レンズ１０における界面の変位を、光軸に対して垂直な面内の２方向に制御可能とすることができる。また、液体レンズ１０の屈折率を高精度に制御する必要がある場合には、電極の分割数をさらに増やしてもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る液体レンズを内蔵したカメラを示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液体レンズの概略断面図である。
【図３】絞り羽根の移動方向先端部の拡大断面図である。
【図４】絞り装置における絞り羽根の一部を拡大して示す平面図である。
【図５】変形形態に係る液体レンズの概略断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
ａ，ｂ：界面、１２：第１の液体、１３：第２の液体、１４，１５：電極、１７：アクチュエータ、１８：絞り羽根
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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