光学装置和摄像装置的制作方法

专利名称：光学装置和摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学装置和摄像装置的技术领域。更具体地说，本发明涉及通过将 极性液体和非极性液体封入被分隔壁分割的多个室中的构造，来加快入射到图像传感元 件的光量调节操作同时确保操作可靠性的技术领域。
背景技术：
例如摄像机或照相机等各种摄像装置设置有用于调节入射到例如CCD(电荷耦 合器件)或CMOS (互补金属氧化物半导体)等图像传感元件中的光量的光学装置。作为这种光学装置的示例，已知的有通过操作单个或多个可动叶片来进行光量 调节的机械光阑机构和机械快门机构等。然而，通过操作可动叶片来调节光量的光阑机构等机构必须具有用于操作可动 叶片的驱动机构和驱动源。因此，难以实现摄像装置的小型化。另外，使用可动叶片来调节光量可能在移动可动叶片期间产生噪音。此外，在 通过可动叶片限制光量以减小光穿过的开口尺寸的所谓小光圈状态下，可能发生光的折 射现象。因此，所得图像的分辨率降低。特别是近年来，图像传感元件的像素节距具有 减小的趋向，因此需要新型的光学装置来确保一定的光学性能。为了解决上述问题，作为机械光学装置的代替，例如JP-A-2007-209112和 JP-A-2007-264278提出了使用电润湿现象通过移动极性液体来调节光量的光学装置。使用电润湿现象的光学装置具有以预定量封入各室中的极性液体和非极性液 体。当向一个电极施加电压时，极性液体被该电极吸引，并沿第一方向移动。当向另一 电极施加电压时，极性液体被该电极吸引，并沿第二方向移动。这样，通过使极性液体被施加有电压的电极吸引，例如在极性液体沿第一方向 移动通过极性液体遮断光路。另一方面，当极性液体沿第二方向移动时，光路被打开。 因此，能够调节光量。JP-A-2007-209112所公开的光学装置通过使施加至电极的电压所生成电场作用 于极性液体的大面积上，来增加作用于极性液体的作用力，从而加快极性液体的移动。另外，JP-A-2007-264278所公开的光学装置在各室中封入有两个极性液体，并 对这两个极性液体施加电场，以沿使它们彼此趋近和离开的方向移动这两个极性液体， 从而使它们重复分离和结合。然而，虽然JP-A-2007-209112所公开的光学装置能通过使电场作用于极性液体 的大面积来加快极性液体的移动，但是必须增加极性液体的体积以便能向大面积施加电 场。因此，随着极性液体体积的增大，室的尺寸也增大，从而难以实现摄像装置的 小型化。另外，极性液体的体积增大导致重量增加，这会减慢极性液体的移动。因此， 难以加快移动。另外，虽然JP-A-2007-264278所公开的光学装置能通过使用两个极性液体来加快极性液体的移动，但是难以均勻地分割两个结合的极性液体。当这两个结合的极性液 体分割不均勻时，它们的移动速度可能发生差异。此外，另一问题是永久分割结合的极 性液体的可靠性低。

发明内容
因此，希望提供一种光学装置和摄像装置，其能够加快光量调节操作，并确保 操作的可靠性。根据本发明一实施例，提供了一种光学装置，其包括具有被分隔壁分隔的多 个室的密封箱；分别以预定量封入各室中的具有极性的极性液体和没有极性的非极性液 体；和在被施加驱动电压时通过电润湿现象吸引极性液体的多个电极。极性液体和非极 性液体中的一个被具有遮光性的颜色着色，而另一个具有透光性。分隔壁的至少一部分 位于包含光轴的光学有效区域中。当所述多个电极中的预定电极被施加驱动电压时，极 性液体在室中在封闭位置与打开位置之间移动，所述封闭位置是光学有效区域被封闭的 位置，所述打开位置是光学有效区域被打开的位置。因此，在该光学装置中，当向电极施加驱动电压时，极性液体在各室中沿被施 加有驱动电压的电极吸引的方向移动。在光学装置的一个实施例中，分隔壁的厚度方向可垂直于光轴，并且分隔壁可 具有小于等于30 μ m的厚度。通过将分隔壁的厚度设定为小于等于30 μ m，能够抑制分隔壁在光学有效区域 中的存在对分辨率的影响。在光学装置的一个实施例中，分隔壁的厚度方向垂直于光轴；并且分隔壁的垂 直于光轴的表面的中心与光轴之间的距离可设定为小于等于90 μ m。通过将分隔壁的垂直于光轴的表面的中心与光轴之间的距离设定为小于等于 90 μ m,能够抑制分隔壁在光学有效区域中的存在对分辨率的影响。在光学装置的一个实施例中，所述多个电极可由第一电极和第二电极构成，所 述第一电极沿趋近光轴的方向移动极性液体，而所述第二电极沿离开光轴的方向移动极 性液体；并且所述第一电极可用作封入各室中的极性液体的公用电极。通过将第一电极用作封入各室中的极性液体的公用电极，不必在各室中设置第 一电极。根据本发明另一实施例，提供了一种摄像装置，其包括通过对入射来的光进 行光电转换而生成图像的图像传感元件；具有被分隔壁分隔的多个室的密封箱，分隔壁 的厚度方向垂直于向图像传感元件入射的光的光轴；分别以预定量封入各室中的具有极 性的极性液体和没有极性的非极性液体；和在被施加驱动电压时通过电润湿现象吸引极 性液体的多个电极。极性液体和非极性液体中的一个被具有遮光性的颜色着色，而另一 个具有透光性。分隔壁的至少一部分位于包含光轴的光学有效区域中。当所述多个电 极中的预定电极被施加驱动电压时，极性液体在室中在封闭位置与打开位置之间移动， 所述封闭位置是光学有效区域被封闭的位置，所述打开位置是光学有效区域被打开的位 置。因此，在该摄像装置中，当向电极施加驱动电压时，极性液体在各室中沿被施加有驱动电压的电极吸引的方向移动。本发明一实施例的光学装置包括具有被厚度方向垂直于光轴的分隔壁分隔的 多个室的密封箱；分别以预定量封入各室中的具有极性的极性液体和没有极性的非极性 液体；和在被施加驱动电压时通过电润湿现象吸引极性液体的多个电极。极性液体和非 极性液体中的一个被具有遮光性的颜色着色，而另一个具有透光性。分隔壁的至少一部 分位于包含光轴的光学有效区域中。当所述多个电极中的预定电极被施加驱动电压时， 极性液体在室中在封闭位置与打开位置之间移动，所述封闭位置是光学有效区域被封闭 的位置，所述打开位置是光学有效区域被打开的位置。因此，能够移动相应室中的相应极性液体，从而能够改善移动极性液体的可靠 性。此外，封入相应室中的相应极性液体的体积(重量)减小，因此能够加快极性液体 的移动。根据本发明的一个实施例，通过将分隔壁的厚度设定为小于等于30 μ m，能够 获得分隔壁对分辨率影响极小的良好图像或视频。根据本发明的一个实施例，由于分隔壁的垂直于光轴的表面的中心与光轴之间 的距离设定为小于等于90 μ m，所以能够获得分隔壁对分辨率影响极小的良好图像或视频。根据本发明的一个实施例，所述多个电极可由第一电极和第二电极构成，所述 第一电极沿趋近光轴的方向移动极性液体，而所述第二电极沿离开光轴的方向移动极性 液体；并且所述第一电极可用作封入各室中的极性液体的公用电极。因此，能够减小电极和配线的数量，简化机构，从而实现制造成本的降低。根据本发明一实施例的摄像装置包括通过对入射来的光进行光电转换而生成 图像的图像传感元件；具有被分隔壁分隔的多个室的密封箱；分别以预定量封入各室中 的具有极性的极性液体和没有极性的非极性液体；和在被施加驱动电压时通过电润湿现 象吸引极性液体的多个电极。极性液体和非极性液体中的一个被具有遮光性的颜色着 色，而另一个具有透光性。分隔壁的至少一部分位于包含光轴的光学有效区域中。当所 述多个电极中的预定电极被施加驱动电压时，极性液体在室中在封闭位置与打开位置之 间移动，所述封闭位置是光学有效区域被封闭的位置，所述打开位置是光学有效区域被 打开的位置。因此，能够移动相应室中的相应极性液体，从而能够改善移动极性液体的可靠 性。此外，封入相应室中的相应极性液体的体积(重量)减小，因此能够加快极性液体 的移动。


图1是摄像装置的示意性透视图，与图2 26 —起示出了本发明的一个实施 例。图2是具有两个室的光学装置的垂直截面图，示出了着色的极性液体处于打开 位置的状态。图3是具有两个室的光学装置的水平截面图，示出了着色的极性液体处于打开 位置的状态。
图4是具有两个室的光学装置的垂直截面图，示出了着色的极性液体处于封闭 位置的状态。图5是具有两个室的光学装置的水平截面图，示出了着色的极性液体处于封闭 位置的状态。图6是具有两个室的光学装置的垂直截面图，示出了未着色的极性液体处于封 闭位置的状态。图7是具有两个室的光学装置的垂直截面图，示出了未着色的极性液体处于打 开位置的状态。图8是具有四个室的光学装置的垂直截面图，示出了着色的极性液体处于打开 位置的状态。图9是具有四个室的光学装置的垂直截面图，示出了着色的极性液体处于封闭 位置的状态。图10是光学装置的一个示例性制造方法的流程图。图11是用于调查分隔壁对分辨率的影响的第一摄像装置的构造的概念图，与图 12 26 —起示出了调查结果。图12是用于调查的第二摄像装置的构造的概念图。图13是没有分隔壁时的第一摄像装置的MTF特性的标准数据的曲线图，与图 14 22 —起示出了分隔壁的厚度对分辨率的影响的调查结果。图14是分隔壁厚度为70i!m时的第一摄像装置的MTF特性的曲线图。图15是分隔壁厚度为50i!m时的第一摄像装置的MTF特性的曲线图。图16是分隔壁厚度为30i!m时的第一摄像装置的MTF特性的曲线图。图17是分隔壁厚度为lOiim时的第一摄像装置的MTF特性的曲线图。图18是没有分隔壁时的第二摄像装置的MTF特性的标准数据的曲线图。图19是分隔壁厚度为70i!m时的第二摄像装置的MTF特性的曲线图。图20是分隔壁厚度为50 y m时的第二摄像装置的MTF特性的曲线图。图21是分隔壁厚度为30 y m时的第二摄像装置的MTF特性的曲线图。图22是分隔壁厚度为lOiim时的第二摄像装置的MTF特性的曲线图。图23是没有偏心时的第一摄像装置的MTF特性的标准数据的曲线图，与图 24 26 —起示出了分隔壁的偏心量对分辨率的影响的调查结果。图24是分隔壁偏心量为30 ii m时的第一摄像装置的MTF特性的曲线图。图25是分隔壁偏心量为60 ii m时的第一摄像装置的MTF特性的曲线图。图26是分隔壁偏心量为90 ii m时的第一摄像装置的MTF特性的曲线图。
具体实施例方式下面将参考附图详细描述本发明的实施例。在以下实施例中，本发明的摄像装置应用于数码相机，而本发明的光学装置应 用于设置于数码相机的光学装置。请注意，本发明的应用并不局限于数码相机和设置于数码相机的光学装置。本 发明可广泛应用于例如摄像机等其它各种摄像装置和设置于这些摄像装置的光学装置。
在以下描述中，前、后、上、下、左、右等方向是指数码相机的摄影者(用户) 在摄影时观察到的方向。因此，被摄体侧将称为前侧，而摄影者侧称为指后侧。请注意，前、后、上、下、左右等方向只是为了说明方便，本发明的实施例并 不局限于这些方向。摄像装置的整体构造摄像装置(数码相机)1形成为例如前后方向扁平的盒状形状，并在外壳2中设 置有各种必要的部件(见图1)。例如，拍摄按钮3设置在外壳2的上表面上，发光部4 设置在前表面上。此外，例如变焦键等各种操作部(未示出)和显示面板(未示出)等 设置在后表面。透镜镜筒部5装设到外壳2中。摄像透镜6设置在透镜镜筒部5的前端，而例 如CCD或CMOS等图像传感元件(未示出)设置在后端。光学装置的构造在透镜镜筒部5中，光学装置7设置在摄像透镜6与图像传感元件设置。光学 装置7具有调节经由摄像透镜6入射到图像传感元件的光量的功能。例如，光学装置7 设置成在按压拍摄按钮3时限制向图像传感元件入射的光的快门装置。光学装置7设置有例如由透明材料制成的横长的密封箱8。在密封箱8的左右方 向的中心部设置有分隔壁9(见图2和3)。分隔壁9设置成使其厚度方向垂直于光轴。 分隔壁9的厚度例如为小于等于30 y m。密封箱8的内部空间被分隔壁9分割，由此在密封箱8中形成两个室10。在各室10内部的前后两端附近层叠设置有绝缘膜11和防水膜12。防水膜12相 对于绝缘膜11设置在内侧。绝缘膜11和防水膜12由透光材料制成。在室10中，在绝缘膜11的外表面上设置有两个公用电极13和四个第二电极 14。公用电极13和第二电极14形成为例如通过使用透明导电膜制成的透明电极。公用电极13的各个半部设置在跨越分隔壁9的相反侧，由此各个半部设置成第 一电极13a。每两个第二电极14设置在公用电极13的例如左侧和右侧。电压施加装置15向公用电极13和第二电极14供给驱动电压。驱动电压选择性 地施加至公用电极13和第二电极14中的任一个。也就是说，当驱动电压施加至公用电 极13时，驱动电压就不施加至第二电极14。当驱动电压施加至第二电极14时，驱动电 压就不施加至公用电极13。在各室10中，极性液体(polar liquid) 16和非极性液体(nonpolar liquid) 17密封在
防水膜12之间。极性液体16具有这样一种性质，即能够通过电润湿现象被施加有驱动 电压的公用电极13或第二电极14吸引，并且极性液体16被具有遮光性的颜色着色。非 极性液体17具有透光性，并且是例如无色透明的液体。光学装置7构造成使得光轴P穿过分隔壁9的前表面和后表面的中心。此外， 分隔壁9位于这样一个位置，该位置穿过包含光轴P的光学有效区域(optically effective area) S的中心。因此，光学有效区域S包括位于一个室10侧的区域S 1和位于另一个室 10侧的区域S2。在这样构成的光学装置7中，当未操作拍摄按钮3时，驱动电压施加至第二电极 14，而不施加至公用电极13。因此，极性液体16被吸引至第二电极14，并保持在使光
7学有效区域S打开的打开位置(见图2和3)。在该情况下，由于具有透光性的非极性液体17存在于光学有效区域S中，所以 光能够经由摄像透镜6入射到图像传感元件。当按下拍摄按钮3时，停止向第二电极14施加驱动电压，而向公用电极13施加 驱动电压。因此，极性液体16被吸引向公用电极13，并向区域S1和S2处于封闭的封 闭位置移动(见图4和5)。当极性液体16移动至封闭位置时，光向图像传感元件的入射 被遮断。驱动电压向公用电极13的施加瞬时停止。在驱动电压向公用电极13的施加发 生停止的同时，驱动电压再次施加至第二电极14。因此，极性液体16再次被吸引向第二 电极14，从而移动并保持在使区域S1和S2打开的打开位置(见图2和3)。光学装置的另一构造在以上示例中，极性液体16着色有具有遮光性的颜色，而光学有效区域S在驱 动电压施加至公用电极13时被极性液体16封闭。然而，与下述光学装置1A类似，也可 是非极性液体着色有具有遮光性的颜色，而极性液体具有透光性，光学有效区域S可被 非极性液体封闭(见图6和7)。光学装置7A包括两个室10。在各室10中，极性液体16A和非极性液体17A密 封在防水膜12之间。极性液体16A具有这样一种性质，即能够通过电润湿现象被施加有 驱动电压的公用电极13或第二电极14吸引，并且极性液体16A是例如无色透明的液体。 非极性液体17A被具有遮光性的颜色着色。在光学装置7A中，当未操作拍摄按钮3时，驱动电压施加至公用电极13，而不 施加至第二电极14。因此，极性液体16A被吸引至公用电极13，并保持在光学有效区域 S的区域S1和S2被封闭的封闭位置(见图6)。在该情况下，由于具有透光性的极性液体16A存在于光学有效区域S中，所以 光能够经由摄像透镜6入射到图像传感元件。当按下拍摄按钮3时，停止向公用电极13施加驱动电压，而向第二电极14施加 驱动电压。因此，极性液体16A被吸引向第二电极14，从而向使区域S 1和S2打开的 打开位置移动(见图到7)。当极性液体16A移动至打开位置时，具有遮光性的非极性液 体17A存在于区域S1和S2中。因此，向图像传感元件入射的光被遮断。驱动电压向第二电极14的施加瞬时停止。在驱动电压向第二电极14的施加发 生停止的同时，驱动电压再次施加至公用电极13。因此，极性液体16A再次被吸引向公 用电极13，从而移动并保持在使区域S1和S2封闭的封闭位置(见图和6)。具有四个室的光学装置的构造在以上示例中，描述了具有两个室10的光学装置7、7A。室10的数量可以是 任意的多个数量。例如，与下述光学装置7B类似，光学装置可具有四个室10 (见图8和 9)。光学装置7B设置有例如由透明材料制成的密封箱8B。分隔壁9B分别设置在密 封箱8B的左右方向的中心部和上下方向的中心部。密封箱8B的内部空间被分隔壁9B分割，由此在密封箱8B中形成四个室10B。公用电极13B设置在光学装置7B的中心部。此外，每个室10B设置有一对第
8二电极14B。每个室10B中设置有公用电极13B的一个四分之一部，由此各四分之一部设置 成第一电极13a。极性液体16和非极性液体17密封在各个室10B中。光学装置7B构造成使得光轴P穿过分隔壁9B的交点。此外，分隔壁9B还位 于包含光轴P的光学有效区域S中。因此，光学有效区域S由存在于相应室10B中的区 域 SI、S2、S3、S4 形成。在这样构成的光学装置7B中，当未操作拍摄按钮3时，驱动电压施加至第二电 极14B，而不施加至公用电极13B。因此，极性液体16被吸引至第二电极14B，并保持 在使光学有效区域S打开的打开位置(见图和8)。在该情况下，由于具有透光性的非极性液体17存在于光学有效区域S中，所以 光能够经由摄像透镜6入射到图像传感元件。当按下拍摄按钮3时，停止向第二电极14B施加驱动电压，而向公用电极13B 施加驱动电压。因此，极性液体16被吸引向公用电极13B，并向使区域SI、S2、S3和 S4封闭的封闭位置移动(见图9)。当极性液体16移动至封闭位置时，光向图像传感元 件的入射被遮断。驱动电压向公用电极13B的施加瞬时停止。在驱动电压向公用电极13B的施加 发生停止的同时，驱动电压再次施加至第二电极14B。因此，极性液体16再次被吸引向 第二电极14B，从而移动并保持在使区域SI、S2、S3和S4打开的打开位置(见图和8)。在光学装置1B中，与光学装置1A相似，极性液体16可具有透光性，而非极性 液体17可通过具有遮光性的颜色着色。由此，光能够在极性液体16处于封闭位置的状 态下入射到图像传感元件，而在极性液体16处于打开位置的状态下遮断光向图像传感元 件的入射。另外，在以上示例中，描述了具有两个或四个室10、10B的光学装置7、7A、 7B。室10、10B的数量可以是任意的多个数量。当开闭具有相同尺寸的光学有效区域 S时，通过增加室10、10B的数量，能够减小封入相应室10、10B中的极性液体16、16A的量。如上所述，由于光学装置7、7A、7B形成有多个室10、10B,并在各个室10、 10B中封入预定量的极性液体16，所以能够移动相应室10、10B中的相应极性液体16。因此，能够改善极性液体16的移动的可靠性。此外，封入相应室10、10B中的 相应极性液体16的体积(重量)减小，因此能够加快极性液体16的移动。另外，由于封入相应室10、10B中的相应极性液体16的重量减小，所以能够以 较少电能来加快移动。此外，由于光学装置7、7A、7B设置有公用电极13、13B，所以能够减少电极 和配线的数量，简化机构，从而实现制造成本的降低。光学装置的另一应用示例在以上示例中，光学装置7、7A、7B用作快门装置。然而，光学装置7、7A、 7B的应用并不局限于快门装置，只要能够调节光量，可应用于任意装置。例如，光学装 置可用作中性密度滤光装置(Neutral Density filterdevice)和光阑装置(iris device)。
例如，通过使封入四个室10B中的相应极性液体16独立地在打开位置与封闭位 置之间移动，能够使光学装置7B用作光阑装置。这样，通过使极性液体16独立地在打 开位置与封闭位置之间移动，如果将所有极性液体16均处于打开位置时穿过光学有效区 域S的光量作为100%，则能够在五个阶段100%、75%, 50%, 25%, 0%调节光量。光学装置的制造方法下面将描述光学装置7的制造方法的示例(见图10)。(Sla 和 Sib)以制备两个透明构件(透明玻璃板)来开始光学装置的制造。在各透明构件上 形成例如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)等的透明电极图案。电极图案通过例如掩 蔽法(masking method)、蚀刻法(etching method)等方法形成。(S2a 和 S2b)在各透明构件的电极图案上形成由例如聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯等制成的 介电膜(绝缘膜)。(S3a 和 S3b)在各透明构件的绝缘膜上，使用氟基树脂，通过例如旋涂法、浸涂法等方法形 成防水膜。(S4a)在一个透明构件上，使用由例如环氧树脂制成的抗蚀剂，通过光刻技术 (photolithography technique)形成分隔壁。在该情况下，为了使抗蚀剂条件最佳化，使分 隔壁的厚度形成为小于等于30 y m。(S5)将形成有分隔壁的透明构件与另一透明构件组装，由此形成密封箱。在该情况 下，在密封箱中形成注入口，以经由注入口向各室中注入液体。(S6)在密封箱的期望表面上沉积防反射膜。(S7)从各注入口向密封箱中注入极性液体和非极性液体。例如，将着色纯水用作极 性液体，而将油溶液用作非极性液体。(S8)当完成注入时，封闭注入口，以密封极性液体和非极性液体。这样，就完成了 光学装置的制造。除上述纯水外，能够用作极性液体的液体的示例还包括硝基甲烷 (nitromethane)、醋酸酐(acetic anhydride)、乙酸甲酯(methyl acetate)、乙酸乙酉旨(ethyl acetate)、甲醇(methanol)、乙 B青(acetonitrile)、丙酮(acetone)、乙醇(ethanol)、丙月青 (propionitrile)、四S呋P南(tetrohydrofuran)、正己烧(n—hexane)、异丙醇(2-propanol)、 2_ 丁酮(2-butanone)、正丙基氰(n-butyronitrile)、1_ 丙醇(1-propanol)、1_ 丁 醇(1-butanol)、二 甲亚砜(dimethyl sulfoxide)、氯苯(chlorobenzene)、乙二醇 (ethylene glycole)、甲酉先胺(formamide)、5肖基苯(nitrobenzene)、碳酸丙烯(propylene carbonate)、1, 2- 二 氯乙烧(1，2-dichloroethane)、碳酸盐二 硫化物(carbonate
10disulfide)、氯仿(chloroform)、、溴苯(bromobenzene)、四氯化碳(carbon tetrachloride)、 三氯醋酸(trichloroacetic acid anhydride)、甲苯(toluene)、苯(benzene)、乙二胺 (ethylenediamine)、N_ 二甲基乙酰胺(N，N-dimethylacetamide)、N_ 二甲基甲酰胺 (N，N-dimethylformamide) > 磷酸三丁酯(tributyl phosphate)、批啶(pyridine)、苄腈 (benzonitrile)、苯胺(aniline)、1，4- 二氧杂环乙烷(1，4-dioxane)、六甲基磷酰胺 (hexamethylphosphoramide)等等。除上述油溶液外，能够用作非极性液体的液体的示例包括硅溶液、癸烷基溶 液、辛烷基溶液、壬烷溶液、庚烷溶液等。极性液体和非极性液体均可由单一液体形成，也可由多种液体的混合物形成。分隔壁对分辨率的影响在上述光学装置7、7A、7B中，由于分隔壁9(9B)设置在光学有效区域S中， 所以有可能恶化分辨率。在以下调查中，将调查分隔壁9(9B)在光学有效区域S中的存 在对分辨率的影响。该调查是对具有四个室的光学装置7B进行的，其中光学有效区域S中存在两个 垂直的分隔壁。在调查中，使用了具有不同透镜构造的两种摄像装置，即摄像装置100 和摄像装置200。如图11所示，摄像装置100包括三个透镜或透镜组Rl、R2、R3以及 设置成最靠近图像侧的图像传感元件IS，而用作光圈的光学装置7B设置在设置成靠近被 摄体侧的两个透镜或透镜组R1与R2之间。另外，如图12所示，摄像装置200包括四 个透镜或透镜组Rl、R2、R3、R4以及设置成最靠近图像侧的图像传感元件IS，而用作 光圈的光学装置7B设置在设置成靠近被摄体侧的两个透镜或透镜组R1与R2之间。摄像装置100具有这样一种透镜构造，其中焦距f为3.5mm、F数Fno为3.2、 透镜尺寸为1/4英寸、光圈(光学装置7B)的直径为0.82mm。摄像装置200具有这样一种透镜构造，其中焦距f为4.8mm、F数Fno为2.8、 透镜尺寸为1/3.2英寸、光圈(光学装置7B)的直径为1.43mm。图13 17示出了改变分隔壁厚度时摄像装置100的MTF (调制传递函数)特 性。在各图中，上图示出了像高与空间频率之间的关系，而下图示出了像高与散焦位置 (defocusing position)之间的关系。具体说，图13是分隔壁厚度为0 y m即不存在分隔壁 时的图，而图14、15、16和17是分隔壁厚度分别为70 iim、50um> 30um> 10 y m时 的图。调查是相对于分隔壁的各厚度以0%、30%, 50%, 60%, 70%像高沿切线方向 (T)和径向方向(R)进行的。图13所示曲线图相当于不存在分隔壁时的情况，示出了分隔壁厚度发生改变时 对分辨率的影响的检验用标准数据。如图14和15所示，当分隔壁厚度为70iim和50iim时，与图13所示标准数据 相比，MTF值大幅减小。然而，如图16和17所示，当分隔壁厚度为30iim和lOiim 时，与图13所示标准数据相比，MTF值显示出极小的减小。图18 22示出了改变分隔壁厚度时摄像装置200的MTF特性的调查数据。在 各图中，上图示出了像高与空间频率之间的关系，而下图示出了像高与散焦位置之间的 关系。具体说，图18是分隔壁厚度为Oiim即不存在分隔壁时的图，而图19、20、21和22是分隔壁厚度分别为70 iim、50um> 30um> lOym时的图。调查是相对于分隔壁的各厚度以0%、30%, 50%, 60%, 70%像高沿切线方向 (T)和径向方向(R)进行的。图18所示曲线图相当于不存在分隔壁时的情况，示出了分隔壁厚度发生改变时 对分辨率的影响的检验用标准数据。如图19和20所示，当分隔壁厚度为70iim和50iim时，与图18所示标准数据 相比，MTF值大幅减小。然而，如图21和22所示，当分隔壁厚度为30iim和lOiim 时，与图18所示标准数据相比，MTF值显示出极小的减小。如上所述，在摄像装置100、200中，可确认的是当分隔壁厚度为30iim和 lOiim时，与标准数据相比，MTF值变化极小，因此当分隔壁厚度小于等于30 ym时， 分隔壁在光学有效区域S中的存在对分辨率的影响是非常小的。因此，在光学装置7、7A、7B中，通过将分隔壁9、9B的厚度设定为小于等于 30 u m,能够获得分隔壁对分辨率影响极小的良好图像或视频。在上述光学装置7、7A、7B中，由于分隔壁9 (9B)设置在光学有效区域S中， 所以分隔壁9(9B)相对于光学有效区域S的位置有可能恶化分辨率。在以下调查中，将 调查分隔壁9 (9B)在光学有效区域S中的位置对分辨率的影响。该调查是对具有四个室的光学装置7B进行的，其中光学有效区域S中存在两 个垂直的分隔壁。在该调查中，使用的是上述摄像装置100。使用的分隔壁的厚度为 70 y m。图22示出了该调查的概念，并示出了两个分隔壁的交叉部的中心Q相对于光学 有效区域S的中心P即光轴所穿过的点处于偏心的状态。在该调查中，对中心Q相对于 中心P在X方向(水平方向)和Y方向(垂直方向)上的偏心距离为30iim、60iim、 和90 ii m时的MTF特性进行调查。图23 26是分隔壁位置发生改变时的MTF特性的曲线图，示出了像高与空间 频率之间的关系。具体说，图23是两个分隔壁的交叉部的中心Q与光学有效区域S的中 心P重合时、即偏心量为0时的曲线图，而图24、25和26是在X和Y方向上的偏心量 为30iim、60um> 90iim时的曲线图。调查是相对于分隔壁的各厚度以0%、30%, 50%, 60%, 70%像高沿切线方向 (T)和径向方向(R)进行的。图23所示曲线图相当于在X和Y方向上的偏心量为Oiim时的情况，示出了偏 心量发生改变时对分辨率的影响的检验用标准数据。如图24 26所示，当X和Y方向上的偏心量为30iim、60um> 90iim和，与
图23所示标准数据相比，MTF值显示出较小的减小。如上所述，在摄像装置100中，可确认的是当分隔壁的偏心量为30 iim、 60iim、90iim时，与标准数据相比，MTF值变化极小，因此当分隔壁的偏心量小于等 于90 y m时，分隔壁在光学有效区域S中的存在对分辨率的影响是非常小的。因此，在光学装置7、7A、7B中，通过将分隔壁9、9B的中心Q相对于光学有 效区域S的中心P的偏心量设定为小于等于90 u m,能够获得分隔壁对分辨率影响极小的 良好图像或视频。
上述实施例中描述的实施本发明的具体形状和结构仅仅是实施本发明的示例， 因此不能以这些示例来限制本发明的技术范围。本申请包含2009年9月3日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-203854所涉及的主题，其全部内容通过引用并入本文。
权利要求
1.一种光学装置，包括具有被分隔壁分隔的多个室的密封箱；分别封入各室中的具有极性的极性液体和没有极性的非极性液体；和 在被施加驱动电压时通过电润湿现象吸引极性液体的多个电极， 其中，极性液体和非极性液体中的一个被具有遮光性的颜色着色，而另一个具有透 光性；分隔壁的至少一部分位于包含光轴的光学有效区域中；并且 当所述多个电极中的预定电极被施加驱动电压时，极性液体在室中在封闭位置与打 开位置之间移动，所述封闭位置是光学有效区域被封闭的位置，所述打开位置是光学有 效区域被打开的位置。
2.如权利要求1所述的光学装置，其中，分隔壁的厚度方向垂直于光轴；并且分隔 壁的厚度小于等于30 μ m。
3.如权利要求1所述的光学装置，其中，分隔壁的厚度方向垂直于光轴；并且分隔 壁的垂直于光轴的表面的中心与光轴之间的距离设定为小于等于90 μ m。
4.如权利要求1所述的光学装置，其中，所述多个电极由第一电极和第二电极构成，所述第一电极沿趋近光轴的方向移动极 性液体，而所述第二电极沿离开光轴的方向移动极性液体； 并且所述第一电极用作封入各室中的极性液体的公用电极。
5.—种摄像装置，包括通过对入射来的光进行光电转换而生成图像的图像传感元件； 具有被分隔壁分隔的多个室的密封箱；分别封入各室中的具有极性的极性液体和没有极性的非极性液体；和 在被施加驱动电压时通过电润湿现象吸引极性液体的多个电极， 其中，极性液体和非极性液体中的一个被具有遮光性的颜色着色，而另一个具有透 光性；分隔壁的至少一部分位于包含光轴的光学有效区域中；并且 当所述多个电极中的预定电极被施加驱动电压时，极性液体在室中在封闭位置与打 开位置之间移动，所述封闭位置是光学有效区域被封闭的位置，所述打开位置是光学有 效区域被打开的位置。
全文摘要
本发明涉及光学装置和包括它的摄像装置。所述光学装置包括具有被分隔壁分隔的多个室的密封箱；分别以预定量封入各室中的具有极性的极性液体和没有极性的非极性液体；和在被施加驱动电压时通过电润湿现象吸引极性液体的多个电极。极性液体和非极性液体中的一个被具有遮光性的颜色着色，而另一个具有透光性；分隔壁的至少一部分位于包含光轴的光学有效区域中；并且当所述多个电极中的预定电极被施加驱动电压时，极性液体在室中在封闭位置与打开位置之间移动，所述封闭位置是光学有效区域被封闭的位置，所述打开位置是光学有效区域被打开的位置。
文档编号G03B9/08GK102012560SQ20101026739
公开日2011年4月13日 申请日期2010年8月27日 优先权日2009年9月3日
发明者小泉博, 海部敬太, 田中和洋 申请人:索尼公司