TW201111832A - Liquid crystal optical lens and manufacturing method thereof, lens apparatus using liquid crystal optical lens - Google Patents

Description

201111832 31607twt.doc/n 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明疋有關於一種光學透鏡及复 是有關於-種可調屈光度的液晶光學透鏡及_ =別 以及應用此液晶光學透鏡的鏡頭裴置。 、衣邛方法， 【先前技術】 在般的鏡頭糸統中，鏡頭裂置且右伞風 時’位於鏡頭裝置内部的各鏡群必須配：：：變焦功能 變，產生相對應之位移。習知之小型口 3 =改 個以上的「步進馬達、超音波馬達、=以T等兩 大’而違反可攜式產品小型化的目標。此外；^ 對位移需要作位置迴饋機制(p〇siti C論，才能達成，而違反❹ ==1.一 „ 九 啊買沒產叩間早低價的要求。 錄隹機;^W '的鏡？裝置所使用的機械傳動式之對焦與 d心成本的精密驅動^件驅動鏡頭組的 , 達、超音波馬達、壓電致動器.... 動元件。如μ使用了相當多的微型齒輪、凸輪與蜗輪等傳 易f藉士 4 ’不僅造成機械架構複雜、組裝步驟繁5貞不 ί。體積大以及成本高昂外，同時還有耗電量大的嚴重缺 口此為了克服上4的問題，—種可調焦的液晶透鏡 201111832 jiou/iwf.doc/n 應用於上述的鏡頭裝置，#崎低機構_度與縮小整體 體積便顯得越來越重要。其中，相關的專利研究可來昭如 下說明。 / 在美國發明專利案第7,079,203號中，揭示一種使用 聚合物網脈液晶(PNLC，p〇lymer network liquid cryStai)的 方式，達成鏡頭之光學功能，但由於其並非單一裝置/模組 所構成，在實施上會有所困難不便’無法提供給產業利用。 此外，在美國發明專利案第7,042,549號中，則揭示 種使用聚合为散顯示液晶（PDLC，polymer dispersed liquid crystal)的方式，其係使用液晶滴下(dr〇plets)方法形 成鏡頭功能’但無鏡頭縮放模組結構。 在美國發明專利案第7,102,706號中，則揭示在聚合 物網脈液晶(PNLC)中排組液晶聚合體分子之方法，但同樣 地，並非是單一裝置/模組結構，在實施上會有所困難不 便，無法提供給產業利用。 另外，在美國發明專利案第6,898,〇21號中，揭示一 種只有一個單一可調液晶鏡頭(tunableLClens)結構，而沒 有提及使用如聚合物網脈液晶(PNCL)的鏡頭功能，且該光 學系統並非是多重液晶鏡頭結構。 在美國發明專利案第6,859,333號中，揭露一種以電 場改變而改變光線路徑在Lc鏡頭之應用裝置，但同樣並 沒有模組結構，在實施上會有所困難不便，無法提供給產 業利用。 同樣地，美國發明專利第5,867,238號案、第5,976,405 201111832 31607twf.doc/n 號案、第 6,002,383 號案、第 6,2711898 號案、第 6,452,650 號案、第 6,476,887 號案、第 6,497,928 號案、第 6,665,042 號案、第 6,815,016 號案、第 6,864,931 號案、第 63897,936 號案、第 7,029,728 號案、第 7,〇34,907 號案、第 7,038,743 號案及第7,038,754號案等諸多發明專利案，揭露了類似 液晶透鏡的方法，即為聚合物網脈液晶混合物與一光圈結 構，但皆沒有縮放裝置及模組結構。 【發明内容】 本發明提供一種液晶光學透鏡，其可藉由電控制而調 整其内部的折射率分佈，進而改變其屈光度。 本發明又提出一種製造液晶光學透鏡的製造方法，可 製作出上述的液晶光學透鏡。 本發明更提出一種鏡頭裝置，其應用上述的液晶光學 透鏡’而具有較佳的光學表現。 本發明提出一種液晶光學透鏡，包括一第一元件基 板、一第二元件基板以及_液晶層。第一元件基板依序堆 疊有:第一電極層以及多個第一疊層。各第—疊層分別具 有一第一開口以暴露出第一電極層，且各第一疊犀括一 第:導電f與—位於第—導電層與第―電極層之^的第-^ ^第二元件基板依序堆疊有—第二電極層以及多個 :層’衫二元件基板相對第—元件基板。各第二最 暴露出第二電極層，且各第= 層匕括¥電層與一位於第二導電層與第二電極層之 201111832 316U/twf.doc/n 間的第二絕緣層。液晶層配置於第一元件基板與第二元件 基板之間，且位於第一開口與第二開口内。 在本發明之一實施例中，各第一疊層的第一開口的寬 度在遠離第一元件基板的方向上越大，而各第二疊層的第 二開口的寬度在遠離第二元件基板的方向上越大。 在本發明之一實施例中，這些第一疊層的第一開口分 別對應這些第二疊層的第二開口 在本發明之一實施例中，第一疊層的第一開口與第二 疊層的第二開口為一圓形開口。 在本發明之一實施例中，液晶光學透鏡更包括一第一 配向層以及一第二配向層。第一配向層具有一第一配向方 向且配置於第一元件基板上，以覆蓋第一電極層以及各第 一疊層的第一導電層。第二配向層具有一第二配向方向且 配置於第二元件基板上，以覆蓋第二電極層以及各第二疊 層的第二導電層。在本發明之一實施例中，第一配向方向 與第二配向方向垂直。 在本發明之一實施例中，液晶光學透鏡更包括一膠 ... -· ·，-···. 框，配置於第一配向層與第二配向層之間，以將第一元件 基板與第二元件基板貼合。 在本發明之一實施例中，第一電極層與各第一疊層的 第一導電層共用一第一電位，而第二電極層與各第二疊層 的第二導電層共用一第二電位，其中第一電位不同於第二 電位。 在本發明之一實施例中，第一電極層與第二電極層共 201111832 31607twt.doc/n 用一第一驅動訊號源，而各第一疊層的第一導電層分別與 各第二疊層的第二導電層共用一第二驅動訊號源。 在本發明之一實施例中，液晶層的材質為聚合物網脈 液晶。 在本發明之一實施例中，第一疊層或第二疊層更包括 一溝道，連通第一開口或第二開口，以使液晶層的材料由 溝道而傳遞至第一開口或第二開口。 在本發明之一實施例中，第一電極層、第一導電層、 第二電極層以及第二導電層的材質為一透明導電材料。 本發明又提出一種液晶光學透鏡的製造方法，其包括 下列步驟。首先，提供一第一基板與一第二基板。然後， 依序堆疊一第一電極層與多個第一疊層於第一基板上以形 成一第一元件基板，其中各第一疊層分別具有一第一開口 以暴露出第一電極層，且各第一疊層包括一第一導電層與 一位於第一導電層與第一電極層之間的第一絕緣層。接 著，依序堆疊一第二電極層與多個第二疊層於第二基板 上，以形成一第二元件基板，其中各第二疊層分別具有一 第二開口以暴露出第二電極層，且各第二疊層包括一第二 導電層與一位於第二導電層與第一電極層之間的第一絕緣 層。然後，組立第一元件基板與第二元件基板，並注入一 液晶分子於第一元件基板與第二元件基板之間以形成一液 晶層。 在本發明之一實施例中，依序堆疊第一電極層與第一 疊層於第一基板上以形成第一元件基板的方法包括下列步 201111832 316U7twf.doc/n 驟。首先’進行步驟(a)，於第一基板上 =第進序形成-絕緣材料層與-口料 層於第一電極層上。接！ "此 ^ 材料層，以，具有;二絕“SSI:: 層上堆疊多個第—疊層，其中各第-疊層的第-著越遠離第一基板的方向而越大。 θ隧 在本發明之-實施例中，依序堆疊第二電極層二 =層2二基板上以形成第二元件基板的方法包括下咐 驟。首先，進行步驟(a)，於第二基板上形成第二電極j步 然後，進灯步驟⑻，依序形成—絕緣材料層與-導電材料 f於ΐ二電極層上。接著，進行步驟⑷，圖案化絕緣材料 f與f電材料層’以形成具有第二絕緣層與第二導電層的 第-豐層。而後’反覆進行步驟⑻與步驟⑷以於第二電極 ^上堆豐多個第二疊層，其中各第二疊層的第二開口會隨 者越退離弟二基板的方向而越大。 在本發明之-實施例中，上述的液晶光學透鏡的製造 方法更包括下列步驟。首先，形成-第-配㈣於第-元 件基板上’以覆盍第-電極層以及各第—疊層的第一導電 ^ ’其中第-配向層具有—第一配向方向。然後 ，形成一 第二配向層於第二元件基板上，以覆蓋第二電極層以及各 第二豐層的第二導電層，其中第二配向層具有—第二配向 方向，且第二配向方向不同於第一配向方向。 在本發明之一實施例中，在本發明之一實施例中，上 201111832 31607twf.doc/n =晶ί學透鏡的製造方法更包括下列步驟。於第一 —溝道，以連通第—開°或第二開口聲 口。日日，的材料可由溝道而傳遞至第—開口或第二開 -第=群更：一=;群置’第其包:-第-透鏡群、 ί學C由一物側至-像侧依序排列的 光予透鏡及一第一補償鏡所組成。 夜日日 透鏡群與像側之間， 、·-置於第一 第三透鏡群相對於鏡頭裝置的位置固定不動且 =多段邱定的距離在第—透鏡群與第三透鏡群之間ς 而第第二透鏡群為-變焦鏡群， 在本發明之-實補中，鏡概£ 酉己置於物側與第-透鏡群之間，其 ，=合 被折射鏡折射而傳遞至第一透鏡群。 ⑼物先會 在本發明之-實施例中，液晶光學透鏡包括一一 :基板、-第二元件基板以及—液晶層。第—元件基板= 序堆豐有-第-電極層以及多疊層。—二= f具有一第-開口以暴露出第-電極層，且各第一 ，-第-導電層與-位於第—導電層與第二 弟-絕緣層。第二元件基板依序堆叠有一第二電 201111832 ^ιου/rwf.doc/n 多個第二疊層，且第二元件基板相對第一元件基板。各第 二疊層分別具有一第二開口以暴露出第二電極層，且各第 二疊層包括一第二導電層與一位於第二導電層與第二電極 層之間的第二絕緣層。液晶層配置於第一元件基板與第二 元件基板之間，且位於第一開口與第二開口内。 曰曰 基於上述’本實施例之液晶光學透鏡的電極層與導電 層主要是採用立體堆疊結構設計，其中導電層的採二 環形的設計，因此施予適當的電壓於各電極時，則可使液 光學透鏡具有如同凸/凹透鏡之光線聚焦/發散之調焦功 月匕* ，意即是可形成一種所謂的漸變型折射率透鏡 (Gradient-Index Lens ’ GRIN Lens)，而具有較佳的調隹功 能。另外，本實施例亦提供一種製作上述液晶光學透鏡的 方法。此外，本實施例之鏡頭裝置採用了上述的液晶光學 透鏡’除了可具有較佳的調焦功能，還可降低整體機構的 複雜度以及製作成本。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例’並配合所_式作詳細說明如下。 【實施方式】 圖1為本發明一實施例之液晶光學透鏡的剖面示意 圖，而圖2A與圖2B分別A阁1 π办-—仿 77⑴為圖1所繪不之第-元件基板與 ―疋件土板的不意圖’其中為了方便說明，圖2a斑圖 二主要是繪，極層與導電層的部分，而省略其他可能的 層。清㈣茶考圖1、圖2A與圖2B，本實施例之液晶 201111832 31607twf.doc/n 光學透鏡1000包括一苐一元件基板1100、一第二元件基 板1200以及一液晶層1300。

第一元件基板1100依序堆疊有一第一電極層112〇以 及多個第一疊層1140,其中各第一疊層114〇分別具有一 第一開口 1140a以暴露出第一電極層1120,且各第一疊層 1140包括一第一導電層1142與一位於第一導電層1142與 第一電極層1120之間的第一絕緣層1144,如圖i與圖2A 所繪示。在本實施例中，各第一疊層114〇的第一開口 114〇a 的寬度HI在遠離第一元件基板11〇〇的方向(如圖丨所示 的y軸方向）上越大。另外’第一疊層114〇的第一開口 U4〇a 例如為一圓形開口，如圖2A所示。在其他實施例中，第 一開口 1140a的形狀也可採用其他對稱性較佳的圖案，上 述圓形開口僅為舉例說明，非僅限於此。 此外，由圖1與圖2A可發現，本實施例之第一叠層 1140除了其第—開口 114Ga的形狀為_與在遠離第一 ^

:基板蘭的方向上第一開口 m〇a的寬度出會越來越 -夕’ 開口⑽外。點的連線為垂直於第一 _件==第—疊層1140皆為互相對稱地 堆or於弟一兀件基板1100上。 在本貫施例中，第一電極厚〗】命势 例如是採用透明導電材料電層⑽ 錫：匕物、銦鋅氧化物、銦锡鋅氧化物、氧二銦 化物、或上述之組合。另外，第—絕緣们 = 12 201111832 ^iou/twf.doc/n 明的絕緣㈣，其例如是氧化⑪、氮化⑦、氮氧切、碳 化矽、氧化給、氧化鋁、或上述之组合。 晶請繼續參考圖i與圖2B，第二元件基板膽依序堆 ，有第—電極層以及多個第二疊層1240，且第二 凡件基板1200相對於第一元件基板11〇〇。各第二疊層以〇 分別具有-第二開σ 12術以暴露出第二電極層122〇 ,且 各第二疊層124G包括—第二導電層1242與—位於第 電層1242與第二電極層⑽之間的第二絕緣層1244。在 本實施例巾，各第二疊層丨的第二開口 12伽的寬度 H2在遠離第二元件基板12〇〇的方向(如圖丨所示的y轴 向）上越大。 。同樣地，第二疊層1240的第二開口 124如也可為一 圓形開口’如® 2B所示。在其他實施例中，第二開口 12恤 的形狀也可採用其他對稱性較佳的圖案，上述圓形開口僅 為舉例說明，但不限於此。需要說明的是，一般而士， —開口丨隐與第二開"1鳥的形狀通常會是採㈣目同 的形狀’且第一開口 114〇a分別對應於第二開口 124〇&， 以使其整聽構能對稱。此外，制上述烟且對稱的妒 狀在本貫施例之液晶光學透鏡1〇〇〇的實際運作上也备 到較佳的表現，但上述的形狀與配置方式僅為舉例說日^ =明並不僅限於此’此部分可視使用者的需求而可略微 同樣地1錢2B可發現，本實施例之第二最 層1240除了其第二開口 i240a的形狀為圓形與在遠離第: 13 201111832 31607twf.doc/n 元件基板1200的方向上第二開口 1240a的寬度H2越來越 大外’且這些第二開口 1240a中心點的連線為垂直於第二 元件基板120(^意即這些第二疊層1240皆為互相對稱地 堆疊於第二元件基板1200上。另外，本實施例之第二電極 層1220與第二導電層1242例如是採用上述第一電極層 1120與第一導電層1142所提及的材質，而第二絕緣層1244 則是採用上述第一絕緣層114 4所提及的材質，以上請參考 上述說明，在此不再贅言。 另外，液晶層1300配置於第一元件基板11〇〇與第二 元件基板1200之間，且位於第一開口 1140a與第二開口 1240a内，如圖1所示。在本實施例中，液晶層1300的材 質可以是使用聚合物網脈液晶，但不限於此，此部分視使 用者的設計而定。另外，上述的第一疊層1140或第二疊層 1240更包括一溝道1600，如圖1、圖2A或圖2B所示。 在本實施例中，溝道1600連通第一開口 1140a或第二開口 1240a，以使上述液晶層1300的液晶材料可由溝道1600 而傳遞至第一開口 1140a或第二開口 1240a。其中，關於 上述溝道1600的必要性，主要是取決於液晶光學透鏡.1000 是採用何種方式注入上述液晶層1300於第一元件基板 1100與第二元件基板1200之間。一般來說，注入液晶層 13 00的方式至少可分為真空注入法或滴下式注入法(Ο n e Drop Filling，ODF)，但此為舉例說明，本發明並不僅限於 此。 在本實施例中，液晶光學透鏡1000更包括一第一配 14 2011Π832

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向層1420以及一第二配向層1440 ’如圖1所示。詳細而 言，第一配向層1420具有一第一配向方向，且第一配向層 1420配置於第一元件基板11㈧上’以覆蓋第一電極層1120 以及各第一疊層1H0的第一導電層1142。另外，第二配 向層1440具有一第二配向方向，且第二配向層1440配置 於第二元件基板1200上，以覆蓋第二電極層1140以及各 第二疊層1240的第二導電層1242。在本實施例中，第一 配向方向與第二配向方向垂直，以使液晶層1300的液晶分 子沿y軸方向由第一配向層1420至第二配向層1440的依 序旋轉排列，其中旋轉角度約為90度，如圖1所示。

另外，液晶光學透鏡1000更包括一膠框1500，如圖 1所示。在本實施例中，膠框15〇〇配置於第一配向層1420 與第二配向層1440之間，用以將第一元件基板11〇〇與第 一元件基板1200貼合。一般來說，通常是利用膠著劑設置 於兀件基板11〇〇、12〇〇至少其中一上，並將元件基板 1100、1200進行對位與貼合，而後當膠著劑固化後即形成 上述的膠框15〇〇。在本實施例中，膠框15〇〇例如是採用 封，液晶顯示面板(LCD panel)的膠框技術，或是其他適當 的膠框技触㈣’上述僅為舉例酬，本發明並不僅限 方5^ 士卜，〇 ㈣可知，本實關线晶絲透鏡1_ 電層主要是制立體堆4結構的設計，同時 形狀是採用環形喊計，如此-來，當分別 ^田、電壓於各電極時，則可藉由控制位於第一元件 15 201111832 Jiou/iwi.uOC/π 板1刚與第二元件基板1200之間的液晶分子的扭轉程 度’而達到調制第一元件基板1100與第二元件基板12〇〇 之間的折射率分佈，進而使液晶光學透鏡⑽具有如同凸 /凹透鏡之光線聚;!、/發散之難魏。亦即是，本實施例 之液晶光學透鏡1000採用上述的結構，並同時搭配適當的 ，動電壓於各導電糾，即可形成—種所謂的漸變型折射 率透鏡(Gradient-Index Lens，GRIN Lens)。 為了進一步說明上述施加於各電極層與導電層的實 施方式，佐以圖3A與圖3B進行說明，其中圖3a為第二 70件基板與第二元件基板制相同—電壓源的示意圖，而 為帛a件基板與第二元件基板共同使用多組電壓 源的示意圖。 ^ f先，由圖1與圖3Α可看出，第一電極層112〇與各 層114G的第-導電層1142共用同—第—電位，而 弟-电極層122〇與各第二疊層mG的第二導電層⑽ 貝:共：同一第二電位，其中第一電位不同於第二電：。如 112〇^^W 1220 差便荨同把加於各第一疊層.114〇的第—導電層⑽盘 相，應的各第二叠層124。的第二導電層1242 “位差’，、 換言之，則可僅採個電壓源Ve朗 電層的設計，而達到前述形忐、包極層與導 Μ 成—種所§胃的漸變型折射率透 鏡（Gradient-Index Lens，GRIN Lens)。 詳細而言’由於第一電極層1120與第二電極 的電位差等同於各第一疊# 114Q6/1筮層 反層1140的弟一導電層1142盥相 16 2〇11ii832 ^ιυυ/iwf.doc/n 對應的各第二疊層1240的第二導電層1242的電位差，而 各電極層之間的距離與各對應的導電層的距離皆為不同， 如圖1所示’因此位於第一元件基板11〇〇與第二元件基板 120 0之間的液晶分子的扭轉程度亦會不同，從而造成折射 率分佈不同，此時若適當地調整電壓源的電壓，便可形成 上述一種漸變型折射率透鏡，進而可使得液晶光學透鏡 1000具有如同凸/凹透鏡之光線聚焦/發散之調焦功能。 另外’由圖1與圖3B可得知，第一電極層'1123與 二電極層1220共用一第一，驅動訊號源Vcl，而各第一 ^層 1140的第-導電層1142分別與相對應的各第二疊層^ 的第二導電層1242共用一第二驅動訊號源Vc2〜Vc6。如 此二來’施加於第-電極層⑽與第二電極層122〇的電 位差便可不等於施加於各第一疊層114〇的第一導 1142與相對應的各第二疊層丨的第二導電層⑽的^ ^f a因此’採用多個電壓源VC1〜VC6分別電性連接上述 一至曰與導電層的設計，可具有較為彈性的調控機制，以 形成-種上_漸_折射⑽鏡。祕地，若適當 整，壓源Vc 1〜Vc6的電壓形成一種漸變型折射率透： ==透_具有如同凸_之光線聚焦/發 方法^下將提丨種製作上述液晶光學透鏡1000的製造 的产^亍為^發明—實施例之製作液晶光學透鏡 私不思圖、茶考圖4A，首先，提供-第-基板副a 17 201111832

Ji(>U7twi.a〇c/n 與二第二基板1200a，其中第一基板1100a與第二基板 1200a為透明基板，例如玻璃基板。 而後，分別於第一基板ll〇〇a與第二基板12〇〇a上形 成上述的第一電極層1120與第二導電層122〇,如圖4B所 示。在本實施例中，第一電極層1丨2〇與第二導電層122〇 的材料例如是上述提及的材料，在此不再贅述。此外，形 成第一電極層1120與第二導電層122〇的方式可以是採用 濺鍍法(sputtering)、金屬有機化學氣相沈積(metal 〇rganic

chemical vapor deposition，MOCVD)法、或蒸鍍法 (evaporation)，或其他適當製程。

接著，依序形成一絕緣材料層P1與一導電材料層p2 於第一電極層1120與第二電極層1220上，如圖4C所示。 在本實施例中，形成絕緣材料層P1的方式例如是使用化 學氣相沈積法，但不限於此。於其他實施例中，亦可使用 其它適合的製程的方式，如：網版印刷、塗佈、噴墨、能 量源處理等。此外，絕緣材料層P1例如採用上述^緣^ 1144、1244所提及的材質，在此不再贅述。而導電材料^ P2的材質則可以是採用上述第一電極層1142與第二電才^ 層1242所提及的材質。 11 然後’圖案化位於第一基板ll〇〇a與第二基板12〇〇a 上的絕緣材料層P1與導電材料層P2，以分別形成上述具 有第一絕緣層1124與第一導電層1122的第一疊層 以及具有第二絕緣層1224與第二導電層1222的"第曰二疊層 1220 ’如® 4D所示。在本實施例中，圖案化絕緣材^ Η與導電材料層P2的方法例如採用眾所周知的微影^ 18 201111832 ^ιου/twf.doc/n 製耘、乾式蝕刻法或濕式钱刻法，或是其他適當的製程方 法。 接著’反覆進行上述圖4C與圖4D所提及的製程方式 以分別於第一電極層1120與第二電極層丨22〇堆疊上述的 第一疊層1140與第二疊層124〇,如圖4E所示。需要注意 的疋’各第一豐層1140的第一開口 U4〇a會隨著越遠離第 基板1100a的方向（如圖4E所示的y轴方向）而越大，而 φ 各第二疊層1240的第二開口 1240a會隨著越遠離第二基板 1200a的方向（如圖4E所示的y軸方向）而越大。至此，大 致分別完成上述第一元件基板110〇與第二元件基板12〇〇 的製作。 然後，組立上述第一元件基板1100與第二元件基板 1200’並注入液晶分子於第一元件基板11〇〇與第二元件基 板1200之間以形成上述的液晶層13〇〇，如圖好所示。在 本實施例中，形成液晶層13 00的方法可以是採用真空注入 法或滴下式注入法(〇ne Dn>p Filling, 〇DF)，其中若採用真 _ 空注入法時，可於上述的第一疊層1140或第二疊層124〇 上形成上述的溝道16〇〇，以連通第一開口 i14〇a或第二開 1240a而使液晶層1300的液晶材料可由溝道而傳遞至 第一開口 1140a或第二開口 1240a内，但此為舉例說明， 本發明並不僅限於此。另外，組立上述的第一元件基板 1100與第二元件基板12〇〇的方式則可採用上述提及膠框 1500的方式，此部分可參考上述，在此不贅言。 在一實施例中，亦可於第一元件基板1100形成上述 201111832 316t)7twt.doc/n 的第一配向層1420，以覆蓋第一電極層^20以及各第一 疊層1140的第一導電層1142，以及於第二元件基板1200 形成上述的第二配向層1440，以覆蓋第二電極層1220以 及各第二疊層1240的第二導電層1242，如圖1所示。在 本實施例中’形成第一配向層1420與第二配向層1440的 方式例如是採用塗佈製程，而後在於第一配向層142〇與第 二配向層1440進行配向處理，以使第一配向層142〇與第 二配向層1440分別具有上述的第一配向方向與第二配向 方向。至此，則完成如圖1所繪示的液晶光學透鏡的製作 鲁 方式。 需要說明的是，圖4A〜圖4F僅是一種製作如圖1之 液晶光學透鏡1000的方式，但本領域之通常知識者從上述 的製作方法所揭露的内容，亦可略微調整其步驟或方法而 形成本實施例之液晶光學透鏡1000，（如：依序地形成上 f的電極層後、再形成上述的絕緣層，以及再形成上述的 導電層，接著再重複形成上述絕緣層與導電層的步驟）， 惟此部分仍為本發明所欲保護的範圍。 另外，圖5為本發明另一實施例之鏡頭裝置的示意 鲁 圖。請參考圖5，本實施例之鏡頭裝置5〇〇〇包括一第一透 鏡群5100、—第二透鏡群5200以及一第三透鏡群53〇〇。 第一透鏡群5觸具有正屈光度，且第一透鏡群51〇〇是由 物側至一像側依序排列的一液晶光學透鏡及一 一補償鏡5140所組成。 在本實施例令，液晶光學透鏡5120例如是採用上述 20 201111832 3 lt>UVtwf.doc/n 的液晶光學透鏡〗000，如此一來， 學透鏡5120的内部的折射率分以，電屢調制液晶光 透鏡_的焦距，而具有調焦的功^ =整液晶光學 償鏡5140例如是一凹凸透鏡 ^在本霄施例卡，補 主要是用來補償液晶光學透鏡一二^。補償鏡测 頭裝置5000具有較佳的調焦品質。_焦距離’以使得鏡 請繼續參考圖5，第二透鏡群 配置於第-透辆侧續^ G具有貞屈光度，且 具有正屈光度，且配置於第 4 ’而弟二透鏡群530〇 本實施例中，第二透鏡群 5隹2:與像侧之間。在 三透t 的距離在第一透鏡群测與第 功处% # -之日移動，藉以達到鏡頭裝置5_的變隹 ==广透鏡鮮與第三透鏡群5· ^二且用的位严固定不動，且第三透鏡群5300為一 補^組補償鏡歸置5_成像時的光學品質。 主承關中，由於鏡職置5_的第-透鏡群5100 祕晶光學透鏡512G作為齡的功能，而液晶光 可透則單的電壓㈣即可達到調焦的功 月匕’相較於習知需要多級鏡片並搭配致動器的使用來達到 調焦的目的’本實施例之鏡頭裝χ 5000可降低機構的複雜 性。此外，由於第二透鏡5200主要是以多段且固定的距離 在第一透鏡群5100與第三透鏡群53〇〇之間移動，以達到 鏡頭裝置5000的變焦功能，因此也無需採用習知之位置回 饋機制（position sensor &ck)se_1〇〇pc〇ntr〇ller)來達到變 201111832 31607twt.doc/n 焦的目的，而可達到省電、降低成比以及更進一步地降低 機構的複雜度。 _ 另外，圖5為一種採用直立式設計的鏡頭裝置，而在 另一實施例中，若將圖5搭配使用一折射鏡則可形成另— 種如圖6所繪示之潛望式的鏡頭裝置5000a，其中圖6為 本發明再一實施例之鏡頭裝置的示意圖。

請同時參考圖5與圖6，鏡頭裝置5000a與鏡頭裝置 5000相似，惟二者不同處在於，鏡頭裝置5〇〇〇a更包括— 折射鏡5400，其中折射鏡5400配置於物側與第一透鏡群 5100之間，而來自物側的一物光L丨會被折射鏡％⑽折射 而傳遞至第一透鏡群5100，如圖6所示。 詳細而言，由於鏡頭裝置5000a設置有折射鏡54〇〇， 因此，可使物光L1偏折而傳遞至第一透鏡群51〇〇 ,接著 再依序地傳遞至像側以進行成像。換言之，鏡頭裝置5〇〇如 可接收其他角度的光線，例如是使物光偏折9Q度後，在傳 遞至像側進行成像’而形成—種潛望式的鏡魏置5〇術。

另外，由於鏡頭裝置5000a與鏡頭裝置5〇〇〇相似， 因此，鏡頭裝置5_a同樣具有上述鏡頭裝置_所提及 的優點，在此便不再贅述。 、’’不上所述’本糾之液晶光學透鏡的電極層盘導電層 =用二計’同時這些導電層的形狀採 =二適當的電壓於各電 液曰八早胁 ώ 件基板與弟二树基板之間的 液曰曰刀子的扭轉程度’而使其可具有如同凸/凹透鏡之光線 22 201111832 iJ6U/twf.doc/n 聚焦/發散之調焦功能。 同時^二當鏡採用上述的結構’並 1=變4折射率透鏡(=== 製二本發明亦提供-種 透鏡除用了上述的液晶光學 複雜度以及製;ίί 功能’還可降低整體機構的 本私Γ然f發㈣以實施觸露如上，糾麟用以限定 Γ屬技術領域中具有通f知識者，在不脫離 圍内’當可作許之更動與潤飾，故本發 保5 蒦雜圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 圖式簡單說明】 圖.〇 圖1為本發明-實施例之液晶光學透制剖面示意 —圖2Α與圖2Β分別為圖1所繪示之第一元件基板與第 —元件基板的示意圖。 圖3Α為第-元件基板與第二元件基板共用相同—電 壓源的示意圖。 圖3Β為第-元件基板與第二元件基板共同使用多組 電壓源的示意圖。 圖 4Α〜圖4F為本發明—實施例之製作液晶光學透鏡 23 201111832 31607twf.doc/n 的流程示意圖。 圖5為本發明另一實施例之鏡頭裝置的示意圖。 圖6為本發明再一實施例之鏡頭裝置的示意圖。 【主要元件符號說明】 1000 :液晶光學透鏡 1100 :第一元件基板 1100a:第一基板 1120 :第一電極層 1140 :第一疊層 1140a :第一開口 1142 :第一導電層 1144 :第一絕緣層 1200 :第二元件基板 1200a :第二基板 1220 :第二電極層 1240 :第二疊層 1240a :第二開口 1242 :第二導電層 1244 :第二絕緣層 1300 :液晶層 1420 :第一配向層 1440 :第二配向層 1500 :膠框 201111832 ϋου/twf.doc/n 1600 :溝道 5000、5000a :鏡頭裝置 5100 :第一透鏡群 5120 :液晶光學透鏡 5140 :第一補償鏡 5200 :第二透鏡群 5300 :第三透鏡群 5400 :折射鏡 P1 :絕緣材料層 P2 :導電材料層 Vc :電壓源

Vcl〜Vc6 :驅動訊號源 HI、H2 :寬度 L1 :物光

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Claims (1)

1. 201111832 31607twt.doc/n 七、申請專利範圍： 1. 一種液晶光學透鏡，包括： 一第一元件基板，依序堆疊有一第一電極層以及多個 第一疊層，其中各該些第一疊層分別具有一第一開口以暴 露出該第一電極層，且各該些第一疊層包括一第一導電層 與一位於該第一導電層與該第一電極層之間的第一絕緣 層； 一第二元件基板，依序堆疊有一第二電極層以及多個 第二疊層，且該第二元件基板相對該第一元件基板，其中 各該些第二疊層分別具有一第二開口以暴露出該第二電極 層，且各該些第二疊層包括一第二導電層與一位於該第二 導電層與該第二電極層之間的第二絕緣層；以及 一液晶層，配置於該第一元件基板與該第二元件基板 之間，且位於該第一開口與該第二開口内。 2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，其中 各該些第一疊層的該第一開口的寬度在遠離該第一元件基 板的方向上越大，而各該些第二疊層的該第二開口的寬度. 在遠離該第二元件基板的方向上越大。 3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，其中 該些第一疊層的該些第一開口分別對應該些第二疊層的該 些第二開口。 4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，其中 該些第一疊層的該些第一開口與該些第二疊層的該些第二 開口為一圓形開口。 26 201111832 ilbU/twf.doc/n 5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，更包 括： 一第一配向層，具有一第一配向方向且配置於該第一 元件基板上，以覆蓋該第一電極層以及各該些第一疊層的 第一導電層；以及 一第二配向層，具有一第二配向方向且配置於該第二 元件基板上，以覆蓋該第二電極層以及各該些第二疊層的 第二導電層。 .. 6. 如申請專利範圍第2項所述之液晶光學透鏡，其中 該第一配向方向與該第二配向方向垂直。 7. 如申請專利範圍第2項所述之液晶光學透鏡，更包 括一膠框，配置於該第一配向層與該第二配向層之間，以 將該第一元件基板與該第二元件基板貼合。 8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，其中 該第一電極層與各該些第一疊層的該第一導電層共用一第 一電位，而該第二電極層與各該些第二疊層的該第二導電 層共用一第二電位，其中該第一電位不同於該第二電位。 9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，其中 該第一電極層與該第二電極層共用一第一驅動訊號源，而 各該些第一疊層的該第一導電層分別與各該些第二疊層的 該第二導電層共用一第二驅動訊號源。 10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，其 中該液晶層的材質為聚合物網脈液晶。 11. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，其 27 201111832 31607twt.doc/n 中該些第-疊層或該些第二疊層更包括〆溝道，連通該第 一開口或該第二開口，以使該液晶層的材料由該溝道而傳 遞至該弟一開口或該第二開口。 12.如申請專利範圍第1項所述之液晶光學透鏡，其 中該第一電極層、該些第一導電層、該第二電極層以及該 些第二導電層的材質為一透明導電材料。 13· —種液晶光學透鏡的製造方法，包括： 1^供一弟一基板與一第二基板； 依序堆疊一第一電極層與多個第一疊層於該第一基 板上，形成一第一元件基板，其中各該些第—疊層分別^ 有第開口以暴露出該第一電極層，且各該些第一疊層 包括-第-導電層與—位於該第—導電層與該第—電極^ 之間的第一絕緣層； 曰 依序堆疊一第二電極層與多個第二疊層於該第二基 板上，=形成一第二元件基板，其中各該些第二疊層分ς 具有-第二開口以暴露出該第二電極層，且各該些第二最 層包括一第二導電層與一位於該第二導電層與該第一= 層之間的第一絕緣層；以及 电° 組立該第一元件基板與該第二元件基板，並注入一 晶分子於該第-元件基板與該第二元件基板之間 液晶層。 χ Μ·如中請專利㈣第13項所述之液晶光學透 衣造方法，其巾依序堆疊該第―電極層與該些第—愚尾认 該第一基板上以形成該第一元件基板的方法包括曰； 28 201111832 3iou/twf.doc/n (a) .於該第一基板上形成該第一電極層； (b) .依序形成一絕緣材料層與一導電材料層於該第一 電極層上； (c) .圖案化該絕緣材料層與該導電材料層，以形成具 有該第一絕緣層與該第一導電層的該第一疊層； 反覆進行步驟(b)與(c)以於該第一電極層上堆疊該些 第一疊層，其中各該些第一疊層的該第一開口會隨著越遠 離該第一基板的方向而越大。 * 15.如申請專利範圍第13項所述之液晶光學透鏡的 製造方法，其中依序堆疊該第二電極層與該些第二疊層於 該第二基板上以形成該第二元件基板的方法包括： (a) ·於該第二基板上形成該第二電極層； (b) .依序形成一絕緣材料層與一導電材料層於該第二 電極層上； (c) .圖案化該絕緣材料層與該導電材料層，以形成具 有該第二絕緣層與該第二導電層的該第二疊層； • 反覆進行步驟(b)與(c)以於該第二電極層上堆疊該些 第二疊層，其中各該些第二疊層的該第二開口會隨著越遠 離该弟-一基板的方向而越大。 16.如申請專利範圍第13項所述之液晶光學透鏡的 製造方法，更包括： 形成一第一配向層於該第一元件基板上，以覆蓋該第 一電極層以及各該些第一疊層的第一導電層，其中該第一 配向層具有一第一配向方向；以及 29 201111832 M()U7twT.doc/n 形成一第二配向層於該第二元件基板上，以覆蓋該第 二電極層以及各該些第二疊層的第二導電層，其中該第二 配向層具有一第二配向方向，且該第二配向方向不同於該 第一配向方向。 17. 如申請專利範圍第13項所述之液晶光學透鏡的 製造方法，更包括於該些第一疊層或該些第二疊層形成一 溝道，以連通該第一開口或該第二開口，而使該液晶層的 材料由該溝道而傳遞至該第一開口或該第二開口。 18. —種鏡頭裝置，包括： 一第一透鏡群，具有正屈光度，其中該第一透鏡群是 由一物側至一像側依序排列的一液晶光學透鏡及一第一補 償鏡所組成； 一第二透鏡群，配置於該第一透鏡群與該像側之間， 且具有負屈光度；以及 一第三透鏡群，配置於該第二透鏡群與該像側之間， 且具有正屈光度， 其中該第一透鏡群與該第三透鏡群相對於該鏡頭裝 置的位置固定不動，該第二透鏡群以多段且固定的距離在 該第一透鏡群與該第三透鏡群之間移動。 19. 如申請專利範圍第18項所述之鏡頭裝置，其中該 第二透鏡群為一變焦鏡群，而該第三透鏡群為一補償鏡組。 20. 如申請專利範圍第18項所述之鏡頭裝置，其中該 液晶光學透鏡包括： 一第一元件基板，依序堆疊有一第一電極層以及多個 30 201111832 j>i〇w/iwf.doc/n 第一疊層，其中各該些第一疊層分別具有一第一開口以暴 露出該第一電極層，且各該些第一疊層包括一第一導電層 與一位於該第一導電層與該第一電極層之間的第一絕緣 層； 一第二元件基板，依序堆疊有一第二電極層以及多個 第二疊層，且該第二元件基板相對該第一元件基板，其中 各該些第二疊層分別具有一第二開口以暴露出該第二電極 層，且各該些第二疊層包括一第二導電層與一位於該第二 導電層與該第二電極層之間的第二絕緣層；以及 一液晶層，配置於該第一元件基板與該第二元件基板 之間，且位於該第一開口與該第二開口内。 21. 如申請專利範圍第20項所述之鏡頭裝置，其中各 該些第一疊層的該第一開口的寬度在遠離該第一元件基板 的方向上越大，而各該些第二疊層的該第二開口的寬度在 遠離該第二元件基板的方向上越大。 22. 如申請專利範圍第20項所述之鏡頭裝置，其中該 些第一疊層的該些第一開口分別對應該些第二疊層的該些 第二開口。 23. 如申請專利範圍第20項所述之鏡頭裝置，其中該 些第一疊層的該些第一開口與該些第二疊層的該些第二開 口為一圓形開口。 24. 如申請專利範圍第20項所述之鏡頭裝置，更包 括： 一第一配向層，具有一第一配向方向且配置於該第一 Γ »"· Ί 31 201111832 jibu/twt.aoc/n 元件基板上，以覆蓋該第一電極層以及各該些第一疊層的 第一導電層；以及 一第二配向層，具有一第二配向方向且配置於該第二 元件基板上，以覆盖該第二電極層以及各該些弟二豐層的 第二導電層。 25.如申請專利範圍第18項所述之鏡頭裝置，更包括 一折射鏡，配置於該物侧與該第一透鏡群之間，其中來自 該物側的一物光會被該折射鏡折射而傳遞至該第一透鏡

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