(57)【要約】【課題】温度変化に伴う密度差を含む液体間の密度差に起因して重力の影響により生じる液体間の界面の非対称性による光学偏心を補正可能な液体型光学素子を提供する。【解決手段】液体型光学素子１は、筐体内に収容された屈折率が異なる少なくとも２種類の非混和の液体８、９を有し、液体間の界面１００ａ、１００ｂの状態を制御して光学性能を変化可能である。筐体の一部をなし光学素子１の光軸１０５上に可動に配置された透明部材４と、補正手段５を備える。補正手段は、透明部材４を変位させることにより、温度変化に伴う密度差を含む液体間の密度差によって重力の影響により生じる界面の非対称性による光学偏心を補正する。【選択図】図１
2012018216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に収容された屈折率が異なる少なくとも２種類の非混和の液体を有し、前記非混和の液体間の界面の状態を制御することにより光学性能を変化可能な液体型光学素子であって、
前記筐体の一部をなし当該光学素子の光軸上に可動に配置された透明部材と、
前記透明部材を変位させることにより、温度変化に伴う密度差を含む前記非混和の液体間の密度差によって重力の影響により生じる前記光軸に対する前記界面の非対称性による光学偏心を補正するための補正手段と、
を有することを特徴とする液体型光学素子。
【請求項２】
前記非混和の液体は、一方が導電性の液体であって他方が非導電性の液体であり、
前記導電性の液体に印加する電圧を制御することにより、エレクトロウェッティング現象を用いて前記界面の状態を制御するための電圧印加手段を有することを特徴とする請求項１に記載の液体型光学素子。
【請求項３】
前記補正手段は、温度変化に伴う前記光学偏心の補正量に対応して熱膨張・収縮する補正部材により前記透明部材を変位させることを特徴とする請求項１または２に記載の液体型光学素子。
【請求項４】
前記補正手段は、温度及び当該光学素子に加わる重力の方向に基づき、前記光学偏心の補正量が予め決められた値となるように前記透明部材を変位させることを特徴とする請求項１または２に記載の液体型光学素子。
【請求項５】
前記補正手段は、前記透明部材を、前記光軸に対してチルト変位または前記光軸に対して垂直方向にシフト変位させることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の液体型光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率が異なる少なくとも２種類の非混和の液体からなる液体レンズ等の、光学性能を変化させることが可能な液体型光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２種類の屈折率の異なる非混和の液体を円筒状容器等に封入し、夫々の液体の接する界面に形成される球面の曲率をエレクトロウェッティング現象等を用いて変化させることで焦点を変化させるという液体レンズが知られている。こうした液体レンズは、従来の固定レンズのようにレンズを光軸方向に移動させることなく任意に焦点位置を変化できる為、ズームレンズ等のレンズユニットの小型化に有効である。しかし、こうした液体レンズは、互いに接する液体の密度が異なると、重力の影響により界面の形状が球面とならず、重力方向に非対称な曲面となり光学性能を低下させる恐れがある。すなわち、少なくとも、光軸方向と重力方向を含む面内において、界面の形状が光軸に対して非対称になる。こうした点に対処する為、一般的には、互いに接する液体の密度が同じになるように密度調整された液体が用いられる。他方、特許文献１には、こうした密度差によって生じる非対称曲面による収差としてコマ収差に着目し、その補正手段として、液体レンズに併設して固定の補正レンズを設け、それによりコマ収差を補正するという方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、環境温度が一定の状態で２種類の液体の密度を合わせることは比較的容易であるが、液体の体積膨張率まで合わせることは容易ではない。体積膨張率が異なると、環境温度の変化に伴い液体自身の温度も変化し、その結果、各々の液体の密度が変化する。そのため、液体に密度差が生じ、上述した如く、この密度差により重力方向に非対称な曲面の界面が生じることになる。こうした非対称な曲面が生じると、レンズへの入射光線が重力方向に振れる、いわゆる光学偏心が生じ、レンズの光学性能を低下させる。
【０００５】
したがって、環境の温度変化まで考慮した場合、従来の特定温度での密度合わせだけでは重力による影響を排除することが困難である。また、特許文献１に記載された方法では、特定の温度での密度差に関しては対応できても、環境温度変化によって変化する密度差に対しては対応することが難しい。さらに、液体レンズと別個に補正用のレンズを設ける特許文献１の方法は、レンズ自体が大きくなり易くコンパクト化が求められる液体レンズとしては好ましいとは言い難い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の液体レンズなどの液体型光学素子は次の特徴を有する。すなわち、液体型光学素子は、筐体内に収容された屈折率が異なる少なくとも２種類の非混和の液体を有し、前記非混和の液体間の界面の状態を制御することにより光学性能を変化可能である。さらに、液体型光学素子は、前記筐体の一部をなし当該光学素子の光軸上に可動に配置された透明部材と、補正手段を有する。補正手段は、前記透明部材を変位させることにより、温度変化に伴う密度差を含む前記非混和の液体間の密度差によって重力の影響により生じる前記光軸に対する前記界面の非対称性による光学偏心を補正する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液体型光学素子では、上記の如き補正手段を備えるので。温度変化に伴う密度差を含む密度差に起因して重力の影響により生じる界面の非対称性による光学偏心を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図。
【図２】液体の温度と密度の関係を示すグラフ。
【図３】第１の実施例における光学偏心の補正方法を説明する断面図。
【図４】光学偏心の補正方法の詳細説明図。
【図５】第１の実施例における光学偏心の補正方法を説明する断面図。
【図６】本発明の第２の実施例の構成を示す断面図。
【図７】第２の実施例の説明図。
【図８】本発明の第３の実施例の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の特徴は、光軸上に可動に配置された透明部材を変位させることにより、温度変化に伴う密度差を含む液体間の密度差に起因して重力作用により生じる液体間の界面の非対称性による光学偏心を許容範囲内に補正することにある。この考え方に基づき、本発明の液体レンズなどの液体型光学素子は、上記課題を解決するための手段のところで述べた様な基本的な構成を有する。
【００１０】
以下、図１〜図８を用いて本発明の実施例について説明するが、本発明の範囲は実施例の構成に限定されるものではない。
（第１の実施例）
図１は本実施例による液体型光学素子である液体レンズ１の概略構成を示す図で、図１（ａ）は光軸を含む平面でカットした垂直断面図、図１（ｂ）は液体レンズ１を矢印Ａ方向から見た一部切り欠きを含む図である。図１中、２は、レンズ中心軸１０５を回転軸とする円筒形状の導電性を有する電極、３は、光透過性を有するガラス等の平面形状を有する透明部材で、電極２に接着剤等で一体的に取り付けられている。尚、「レンズ中心軸」は以降「光軸」とも称する。４は、同じく光透過性を有するガラス等の平面形状を有する透明部材である。５は、電極２よりも十分大きい線膨張係数を有する補正手段をなす補正部材で、その材料としては、電極２に例えばステンレス等の金属材料を用いる場合は、線膨張係数がそれより一桁大きいポリエチレン等の樹脂が適用可能である。この補正部材５は、底部５ａを基底として、温度変化による熱膨張・収縮に際し長手方向（図１（ａ）の水平方向）に変位可能な状態で電極２に固定されている。
【００１１】
透明部材４は、補正部材５及び電極２の右側端面に設けた突起２ａで支持され、シリコーン系の接着剤等、粘弾性を有する封止部材７により電極２に押圧された状態で固定されている。本実施例では、図１（ｂ）に示すように、突起２ａは、透明部材４の左右方向の倒れが生じないように２ヶ所に設けられている。封止部材７は、補正部材５の熱膨張・収縮による変位を妨げないよう弾性係数が十分小さいものである。
【００１２】
電極２と透明部材３及び封止部材７を含む透明部材４により密閉された筐体である容器内には、導電性を有する第１の液体８と、それと非混和な非導電性を有する第２の液体９が封入されている。第１の液体８と第２の液体９は互いに屈折率が異なる。本実施例では、導電性の第１の液体８には塩化ナトリウム溶液等の液体が用いられ、非導電性の第２の液体９にはシリコーンオイル等が用いられる。この非混和な第１の液体８と第２の液体９は、重力の影響を受けないようほぼ同じ密度に調合されている。ここでは、第１の液体８の屈折率ｎ１は第２の液体９の屈折率ｎ２より小さく、第１の液体８の体積膨張率γ１は第２の液体９の体積膨張率γ２よりも大きく設定されている。６は絶縁膜で、電極２と導電性の第１の液体８とが導通しないように電極２の内壁面に形成されている。１０は第１の液体８に外部から電圧を印加する為の電極である。以上の如く、本実施例の液体型光学素子では、屈折率が異なる少なくとも２種類の非混和の液体８、９が筐体内に収容され、非混和の液体間の界面の状態が制御される。
【００１３】
以上の構成において、円筒形状を有する電極２と、電極１０を介して第１の液体８との間に電圧源１１から電圧を印加する。これにより、第１の液体８と第２の液体９とが接触する界面を、例えば、実線１００ａで示す球面から破線１００ｂで示す球面にエレクトロウェッティング現象により変化させることができる。ここでは、界面は、第１の液体８と第２の液体９夫々が接する物質（絶縁膜６）との界面エネルギと静電エネルギとの総エネルギが安定する形状となる。電圧源１１からの電圧は制御することができ、その電圧値に応じて界面形状を変えることができる。つまり、電圧印加手段である電圧源１１は、導電性の第１の液体８に印加する電圧を制御することにより、エレクトロウェッティング現象を用いて界面の状態を制御でき、液体型光学素子の光学性能を変化可能である。
【００１４】
図２は、第１の液体８と第２の液体９の、温度Ｔの変化に対する密度ρの変化を示すグラフで、実線２０で示す曲線が第１の液体８、破線２１で示す曲線が第２の液体９のグラフを示す。図２に示すように、Ｔ１の温度で第１の液体８と第２の液体９の密度を合わせた時、それより温度が高くなると体積膨張率の大きい第１の液体８の密度が小さくなり、例えば使用上の最大温度であるＴ２ではΔρ１の密度差が生じる。図３は、矢印Ｇ方向に重力が作用する状態で環境温度が高くなり、図２に示す密度差Δρ１が生じた時の液体レンズ１の状態を示す。図３（ａ）は第１の液体８と第２の液体９の接する界面を凸レンズの状態に変化させた時の状態を、図３（ｂ）は第１の液体８と第２の液体９の接する界面を凹レンズの状態に変化させた時の状態を示す。
【００１５】
図３（ａ）において、密度の合ったＴ１の温度では、第１の液体８と第２の液体９の接する界面は二点鎖線１０１ａで示す光軸１０５の回りに回転対称な球面である。しかし、温度Ｔ２では密度差Δρ１が生じるため、重力の影響により実線１０１ｂで示すように重力方向に非対称な曲面に変化する。その結果、光軸１０５における界面１０１ｂの法線１０３が傾く。そのため、光軸１０５に沿って入射した光線１０２ａは界面１０１ｂ上で屈折し１０２ｂで示すように下方に振れ、いわゆる光学偏心が生じる。一方、補正部材５は温度変化に伴う熱膨張によりΔｍの長さ変位する。この変位により透明部材４は図３（ａ）に示すように電極２の突起部２ａを支点として右側にチルトする。この結果、光線１０２ｂは入射光線１０２ａと平行な射出光線１０２ｃとなり、光学偏心が補正される。
【００１６】
図４を用いて光学偏心の補正量についてさらに具体的に述べる。図４において、密度差Δρ１が生じた時の界面１０１ｂの法線１０３の傾きによって生じる入射光線１０２ａの振れ角をαとした時、αは具体的には４分程度になる。第２の液体９の屈折率ｎ２が１.５６で、透明部材４の法線１０４の水平方向に対する傾きをβ、透明部材４の外側の物質の屈折率をｎ３とすると、スネルの法則より、次の式が成り立つ。
ｎ２×ｓｉｎ（β−α）＝ｎ３×ｓｉｎβ
ｎ３を空気の屈折率とすると、ｎ３＝１となるので、β＝１１（分）となる。すなわち、温度Ｔ２において透明部材４が光軸１０５に対してβだけチルトするように補正部材５が熱膨張により変位すれば、温度変化による密度差と重力に起因する光学偏心の補正が可能となる。尚、透明部材４の屈折率と厚さによる影響については、射出方向に影響しないので省略している。
【００１７】
次に、図３に示すように、補正部材５の長さをＬ、熱膨張による変位をΔｍ、その線膨張係数をγ、補正部材４と電極２の突起２ａとの間隔をＤ、温度変化をΔＴとする。こうした場合、透明部材４をβチルトさせるのに必要な補正部材４の熱膨張による変位Δｍ及び長さＬを具体的に求めると、次の式が成り立つ。
Δｍ＝Ｄｔａｎβ      （１）
Δｍ＝Ｌ×γ×ΔＴ    （２）
補正部材５の材質をポリエチレンとすると、その線膨張係数は１１×１０−５/℃であり、温度の変化量ΔＴを４０℃、電極２の突起２ａとの間隔Ｄを１０ｍｍ、β＝１１（分）とすると、(１)、（２）式より、次の様になる。
Δｍ＝０．０３２ｍｍ
Ｌ＝７．２ｍｍ
すなわち、長さ７．２ｍｍのポリエチレン素材の補正部材５を用いれば４０℃において生じた密度差による光学偏心の補正ができることになる。温度変化による補正部材５の熱膨張変位と透明部材４の傾き及び温度変化による光線１０５の振れ角は、線形近似できる。したがって、補正部材５の熱膨張による透明部材４の傾きと温度変化による密度差によって生じる光線の振れ角を上述したように合わせることにより、各温度において温度変化に伴う光学偏心の補正ができる。
【００１８】
図３（ｂ）に示す界面が凹レンズの状態の場合も、図３（ａ）で示す界面が凸レンズの状態の場合と同じである。環境温度が高くなると共に生じた密度差による重力の影響により、界面は、二点鎖線２０１ａの曲面から実線２０１ｂで示す垂直方向に非対称な曲面へと変化する。この時、光軸２０５上の界面２０１ｂにおける法線２０３の方向は、図３（ａ）で示す凸レンズの状態と同じである。そのため、入射光線２０２ａは２０２ｂで示すように下方に振れて光学偏心が生じる。すなわち、第１の液体８と第２の液体９との界面の凹凸の形状に係らず、光学偏心は同じ方向に発生する。したがって、透明部材４（すなわちその法線２０４）をチルトさせる方向も常に同じ方向となる。こうして、界面が凹レンズの状態の場合も、光線２０２ｂは入射光線２０２ａと平行な射出光線２０２ｃとなり、光学偏心が補正される。
【００１９】
図５は、環境温度Ｔが密度の等しい温度Ｔ１から低温側に変化した場合を示す。図５（ａ）は界面が凸レンズの状態、図５（ｂ）は凹レンズの状態を示す。温度が低温側に変化した場合、図２に示すように、体積膨張率の大きい第１の液体８の密度が第２の液体９の密度よりも大きくなり、図５（ａ）に示す界面が凸レンズ状態の場合は、二点鎖線３０１ａで示す界面から実線３０１ｂで示す界面となる。このため、光軸３０５上の界面３０１ｂにおける法線３０３は上側に傾き、入射光線３０２ａは、３０２ｂで示すように、図３（ａ）で示したのとは逆に上方向に振れて、光学偏心が生じる。同様に、図５（ｂ）に示す界面が凹レンズ状態の場合は、二点鎖線４０１ａで示す界面から実線４０１ｂで示す界面となる。このため、光軸４０５上の界面４０１ｂにおける法線４０３は上側に傾き、入射光線４０２ａは、４０２ｂで示すように、図３（ｂ）で示したのとは逆に上方向に振れて、光学偏心が生じる。
【００２０】
一方、補正部材５は収縮し、マイナス側（図５中の左側）に変位するため、透明部材４及びその法線３０４、４０４は、図３に示した方向とは逆に電極２の突起２ａを支点として上方向に傾く。この結果、図５（ａ）、（ｂ）に示す上方に振れた光線３０２ｂ、４０２ｂは、夫々、入射光線３０２ａ、４０２ｂと平行な射出光線３０２ｃ、４０２ｃとなり、光学偏心が補正される。
【００２１】
上記動作説明において、界面の曲率が変化した時の上述した光線の振れ角は、例えば界面の曲率が１/８では３．７８分、１／１７．５では３．６８分、１/１００では３．７５分とほぼ一定である。このことから、光軸上における界面の法線の傾きは界面の曲率に依存しない。したがって、温度変化に対応して透明部材４のチルト量を変化させることにより、界面の曲率の大きさや向きに関係なく、温度変化に伴う密度差に起因する重力の影響により生じた界面の非対称性による光学偏心を補正することができる。尚、光学素子の使用温度範囲内で、界面をなす両液体の密度が合っていない場合は、電極２の突起２ａと補正部材５によって決まる透明部材４の傾きを、その密度差による光学偏心を補正するのに必要な値を見込んで設定することにより対応できる。
【００２２】
上述した実施例では、透明部材４の傾きを電極に設けた突起を支点として、熱膨張・収縮する補正部材によって制御したが、線膨張係数の異なる部材を上下に設け、その線膨張率の差による変位により透明部材４の傾きを制御するようにしても良い。また、上記実施例では射出光線側の透明部材４をチルトさせることにより光学偏心の補正を行ったが、入射光線側の透明部材３をチルトさせることにより光学偏心の補正を行うようにしても良い。この場合の補正原理は、図４を用いた上記説明と実質的に同じであり、入射光線と射出光線とが平行になるようにする透明部材３のチルト角を求めて光学偏心を補正するようにすればよい。
【００２３】
言うまでも無く、光学偏心の補正に対する透明部材のチルト方向は、第１の液体と第２の液体の屈折率や密度により決まり、これらの条件によりチルト方向が上記実施例の説明とは逆になることもある。また、上述した説明の中で、第１の液体及び第２の液体の熱膨張・収縮による体積変化や透明部材のチルト変位に伴い液体の総量と液体レンズの容器の容積とが異なってくる可能性もある。これについては、液体レンズの容器内の圧力を一定にするように体積変化を吸収する機構を容器に設けることで回避できる。例えば、ゴムの様な特性を有する弾性膜で容器の一部を形成して、弾性膜の伸縮により体積変化を吸収する機構を設ける手法が考えられる。
【００２４】
また、上述した実施例ではエレクトロウェッティング現象を用いた方式について述べたが、液体の液量を変化させるタイプの方式においても上記補正手段は光学偏心に対応することができる。こうした液量可変タイプでは、例えば、容器内の複数の液体の総量を維持しながら複数の液体の量を連動して変化させて界面の状態を変化させるための液量調整部が設けられる。さらには、２つの方式を組み合わせて電気駆動と機械駆動を連動して制御するハイブリッドタイプの方式においても上記補正手段は光学偏心に対応することができる。
【００２５】
また、上記光学偏心の補正手段は、３以上の液体を用いて２以上の界面を備えた光学素子に用いることもできる。ここでも、補正原理は、図４を用いた上記説明を２以上の界面において適用すればよいだけで実質的に同じであり、入射光線と射出光線とが平行になるようにする透明部材のチルト角を求めて光学偏心を補正するようにすればよい。
【００２６】
本実施例による液体レンズなどの液体型光学素子では、光学偏心の補正量に対応して熱膨張・収縮する補正部材により透明部材を変位させるようにした。これによれば、温度センサ等の検出手段が不要となるので、光学素子を比較的簡単な構成として、温度変化に伴う密度差を含む液体間の密度差に起因する重力の影響により生じた界面の非対称性による光学偏心を補正することができる。さらに、透明部材や補正手段として、光学素子の構成要素の一部を利用するので、光学素子のコンパクト化を図ることもできる。
【００２７】
（第２の実施例）
図６は第２の実施例による液体型光学素子である液体レンズ５００の概略構成を示す。図６は、光軸５０５を含む平面でカットした垂直断面図である。第１の実施例では液体レンズに対し重力の作用する方向が変わる場合には対応が困難であったが、本実施例では重力の方向に関係なく光学偏心の補正ができるようになっている。尚、以下の説明において第１の実施例と機能が同じものは同じ符号で表記する。
【００２８】
本実施例では、電極２の図６右側の端面には電圧により変位するピエゾ素子等からなる補正手段である補正部材２１、２２、２３が設けられている。これらは、図７に示すようにほぼ等角度間隔で３ヶ所、底部２１ａ、２２ａ、２３ａを基底として長手方向に変位可能に取り付けられている。この補正部材の先端部には、透明部材４が、シリコーン系の接着剤等の粘弾性を有する封止部材７により補正部材の先端部に押圧された状態で固定保持されている。
【００２９】
今、二点鎖線で示す第１の液体８と第２の液体９の界面５０１ａが密度差による重力の影響により実線５０１ｂで示すように重力方向に対し非対称な曲面となったとする。この時、光軸５０５上における界面５０１ｂの法線５０３は下方に傾く。光軸５０５に沿って入射した光線５０２ａは、第１の実施例で説明した如く、重力方向に非対称な曲面である界面５０１ｂで屈折し、５０２ｂで示すような下方に振れた光線となる。この光学偏心を補正するには、第１の実施例で述べた如く、透明部材４を法線５０３の傾きに対応させて図６に示すように傾ければ良い。
【００３０】
光学偏心を補正するための透明部材４及びその法線５０４の傾きは、温度及び液体レンズ５００に対する重力方向により予め値を決めることができる。すなわち、図７に示す温度センサ５１０、重力の方向を検出する重力方向検知センサ５１１からの各検出信号５１０ａ、５１１ａに基づき、コントローラ５１２は予め決められたピエゾ駆動信号５１２ａを補正部材駆動用ドライバー回路５１３に送る。ここでは、夫々の温度及び重力方向に対応するピエゾ駆動信号５１２ａは、予め求められて記憶部に格納されている。よって、コントローラ５１２は、その都度の検出信号５１０ａ、５１１ａに基づき適切なピエゾ駆動信号５１２ａを選択してドライバー回路５１３に送ればよい。ドライバー回路５１３は、コントローラ５１２からの信号５１２ａに基づき、３個のピエゾ素子等からなる補正部材２１、２２、２３に対し夫々駆動電圧を与える。これにより、補正部材２１、２２、２３は、与えられた電圧により変位し、光学偏心の補正を行うべく透明部材４を傾ける。こうして、図６に示すように下方に振れた光線５０２ｂは入射光線５０２ａに平行な射出光線５０２ｃとなり、光学偏心が補正される。本実施例では、上記説明から分かるように、センサ、ドライバー回路なども補正手段を構成することになる。
【００３１】
以上説明したように、第２の実施例の構成によれば、任意の方向に透明部材４の傾きを制御できるので、液体レンズの姿勢に基づく重力の方向及び温度変化によって生じる液体間の密度差による非対称曲面の界面に起因する光学偏心の補正が可能になる。この様に、本実施例の透明部材は、その都度の温度及び液体レンズの重力方向に基づき、光学偏心の補正量が予め決められた値となるように光軸に対してチルト変位させられる。よって、重力の作用する方向に係らず、温度変化に伴う密度差を含む液体間の密度差によって重力の影響により生じた界面の非対称性による光学偏心を補正することができる。
【００３２】
（第３の実施例）
図８は第３の実施例による液体型光学素子である液体レンズ６００の概略構成を示す。図８は、光軸６０５を含む平面でカットした垂直断面図である。本実施例では、光学偏心の補正を、平面状の透明部材ではなく凸レンズ状の透明部材により行うようにした。本実施例でも、電圧印加手段、封止部材などの構成は上記実施例と同じである。
【００３３】
図８において、３０は光学偏心補正用の凸レンズ状の透明部材である。凸レンズ状の透明部材３０は、この円周部に設けた３個のピエゾ素子等からなる補正手段である補正部材３１、３２、３３（配置箇所は図７の補正部材２１、２２、２３を参照）により図８の矢印Ｃで示す光軸６０５に対して直角方向に変位可能である。この透明部材３０の変位量による光学偏心に対する補正量は、透明部材３０の光学設計において決められる。すなわち、透明部材３０の形状は、これの変位量と上記補正量とが所定の関係を満たすように予め設計されている。
【００３４】
図８に示すように、界面６０１ａが密度差による重力の影響で６０１ｂのように重力方向に対し非対称曲面になったとすると、光軸６０５に沿って入射した入射光線６０２ａは界面６０２ｂで屈折し６０２ｂのように下方に振れる。そこで、透明部材３０を上方に変位させるべく、ピエゾ素子等からなる補正部材３１、３２、３３の位置を、光軸６０５に対し垂直方向に、温度及び液体レンズ６００の重力方向に基づき予め決められた値にシフトさせる。こうして、このときに光線が通る透明部材３０のレンズ面の位置の法線６０４の傾きによって、下方に振れた光線６０２ｂは入射光線６０２ａに平行な射出光線６０２ｃとなり、光学偏心の補正が行われる。この透明部材３０のシフト変位は、第２の実施例におけるチルト変位と同様、任意の方向に対し行うことができる。よって、液体レンズの姿勢に基づく重力の方向及び温度変化によって生じる液体間の密度差による非対称曲面の界面に起因する光学偏心の補正が可能となる。この補正制御は、第２の実施例で説明した方法と同様に行えばよい。第３の実施例によっても、第２の実施例と同様な効果が奏される。
【００３５】
尚、本実施例の補正手段として、第１の実施例で用いた補正手段と同様なものを用いることも可能である。すなわち、例えば、透明部材３０を図８の矢印Ｃの方向に可動に支持し、上下の一方の補正部材を第１の実施例の補正部材と同様な熱膨張・収縮する部材とし、他方に、この補正部材の方向に透明部材３０を適当な力で常に付勢する弾性部材を設ける。こうした構成によれば、熱膨張・収縮する補正部材が各温度でとる長さに応じて透明部材３０のシフト位置が決まる。したがって、透明部材３０や熱膨張・収縮する補正部材の設計は、透明部材３０の各シフト位置で、温度変化に伴う密度差を含む液体間の密度差によって重力の影響により生じた界面の非対称性による光学偏心が補正されるように、行えばよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…液体レンズ（液体型光学素子）、３、４…透明部材、５…補正部材（補正手段）、８、９…液体、１００ａ、１００ｂ…界面、１０５…光軸
【図１】
2012018216.tif 000003
【図２】
2012018216.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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