专利名称：液态透镜组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透镜组件，尤其涉及一种液态透镜(liquid lens)组件。
背景技术：
液态透镜组件主要是利用一具有空腔的壳体以及位于该腔体开口的上、下透光片 密封至少两种折射率不同且互不相溶的液体。该液体相互接触形成一预定曲率的接口，供 通过的光线产生折射的现象。通过提供该液态透镜一外加电压，可调整该液体接触面的曲 率，进而改变通过光线的方向，达成光学变焦的效果。由于液体是通过该透光片密封于该腔体内部，加上液体本身具有不可压缩的性 质，因此于封装工艺中，腔体内的液体容易因外来压力而产生外溢的情形。另外，当具有该液态透镜的装置在外力操作下而使得温度升高时，由于不同物质 的热膨胀系数不同，因此，各种物质的体积变化即成为影响液态透镜透建内部压力的来源， 加上位于该液态透镜内部的液体会随着环境温度升高而膨涨，进而使壳体内部的压力增 加，使液体向外推挤造成壳体或透光片变形，产生液体外泄或空气进入壳体的问题，进而影 响光学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液态透镜(liquid lens)组件，该液态透镜组件的腔 体内放置有一缓冲单元，用以吸收腔室内的高压。为实现上述目的，本发明提出的液态透镜组件，包含有一镜筒、一胶圈、一透光片、 一透明电极片、一第一液体、一第二液体以及一缓冲单元。该镜筒具有一容置空间，以及连 通该容置空间的上、下开口。该胶圈设置于该镜筒上缘且环绕于该上开口。该透光片设置 于该镜筒上缘且封闭该上开口。该透明电极片设置于该镜筒下缘并封闭该下开口。该第一 液体位于该容置空间内且邻近于该透明电极片，该第二液体位于该容置空间内且邻近该透 光片，该第一液体与该第二液体的接面形成有一预定曲面。该缓冲单元位于该容置空间内， 且没入于该液体内。其中，该胶圈位于该透光片的上方。其中，该胶圈位于该透光片的下方。其中，更包含一用于固定该透光片的固定件。其中，该固定件包含有一向下抵顶该透光片的顶壁，以及由该顶壁向下延伸的环 绕壁，该顶壁具有一供该透光片露出的透孔。其中，该缓冲单元为保利龙、拿普龙、伊比龙、匹欧龙、压克力泡棉或泡棉发泡性材 料。其中，该缓冲单元为块状、环状、长条状或其它符合封装结构的形状。其中，该透光片为玻璃镜片、塑料镜片、平板玻璃、平板塑料或模造塑料。其中，该透光电极片包含有一透光基板，以及形成于该透光基板上的电极图案。
其中，该透光基板为玻璃基板或其它可透光的基板。其中，该胶圈使用氟素橡胶、氟化聚硅氧烷和乙丙三元共聚物材质制成。其中，该镜筒使用塑料材质制成。其中，该镜筒为液晶聚合物、聚碳酸脂与玻璃纤维混合物、聚甲苯乙烯或聚酰胺塑 料材质制成。其中，该镜筒使用金属材质制成。其中，该固定件使用塑料材质制成。其中，该固定件为液晶聚合物、聚碳酸脂与玻璃纤维混合物、聚甲苯乙烯或聚酰胺 等塑料材质制成。其中，该固定件使用金属材质制成。其中，该第一液体与该第二液体为硅油类或醇类的两不相容液体。本发明引入一缓冲单元并将其置于液态透镜组件的容置空间内，通过该缓冲单元 在高压下，可调制本身体积以吸收压力的机制，解决工艺中密封封装液体时所产生的高压， 以及因环境温度改变时，因热膨胀系数而产生的压力，进而提升液态透镜组件的制作良率 及使用可靠度。该缓冲单元除了可有效的吸收该液态透镜组件于封装时，为达密封效果所 施加的压力外，也可吸收该液态透镜组件于外力造成操作温度升高时，不同物质的热膨胀 系数不同而产生的形变。使得液态透镜的整体制造良率与使用可靠度提升。
图1为本发明的液态透镜组件第一实施例的立体分解图；图2为本发明的液态透镜组件第一实施例的剖面图；图3为本发明的液态透镜组件第二实施例的立体分解图；图4为本发明的液态透镜组件第二实施例的剖面图。其中，附图标记110镜筒170第二液体
112上开口180缓冲单元
114容置空间210镜筒
116下开口212上开口
118外螺纹214容置空间
120胶圈216下开口
130透光片218凸出部
140固定件220胶圈
142顶壁230透光片
144 环绕壁240固定件
146透孔250透明电极片
148内螺纹260第一液体
150透明电极片270第二液体
160第一液体280缓冲单元
具体实施例方式配合参阅图1与图2，为本发明的液态透镜组件第一实施例的外观示意图以及剖 面图。该液态透镜组件包含有一镜筒110、一胶圈120、一透光片130、一上固定件140以 及一透明电极片150。该镜筒110具有一容置空间114，以及连通该容置空间114的一上开口 112与一 下开口 116，并且该镜筒110的外表面形成有一外螺纹118。该镜筒110使用液晶聚合物 (liquid crystal polymer，LCP)、聚碳酸脂(polycarbonate，PC)与玻璃纤维混合物或聚甲 苯乙烯(polyvinyl toluene，PVT)或聚酰胺(polyamine，PA)等塑料材质制成。该胶圈120设置于该镜筒110上缘与该透光片130之间，该胶圈120使用氟素橡 胶(FKM)、氟化聚硅氧烷(fluorosilicone)或乙丙三元共聚物(EPDM)等弹性材质制成。该透光片130经由该胶圈120设于该镜筒110上缘，且封闭该上开口 112。该透光 片130可为塑料透镜、玻璃透镜、平板玻璃、平板透明塑料或模造玻璃。该固定件140用以将该透光片130固定于该镜筒110上缘，该固定件140包含有一 向下抵顶该透光片130的顶壁142，以及由该顶壁142向下延伸的环绕壁144，该顶壁142具 有一供该透光片130露出的透孔146，并且该上固定件140的环绕壁144的内表面形成有一 内螺纹148，该内螺纹148用以与该外螺纹118对应螺合，用以锁合并固定该透光片130。该 固定件 140 使用液晶聚合物(liquid crystal polymer, LCP)、聚碳酸脂(polycarbonate, PC)与玻璃纤维混合物或聚甲苯乙烯(polyvinyl toluene,PVT)或聚酰胺(polyamine，PA) 等塑料材质制成。该透明电极片150设置于该镜筒110的下缘，且封闭该下开口 116。该透明电极 片150为玻璃基板或其它可透光基板，并于该基板上形成于该透光基板上电极图案(未图 标)°另外，本发明液态透镜组件耕包含有一第一液体160、一第二液体170，以及一缓 冲单元180。该第一液体160位于该镜筒110的容置空间114内，且邻近于该透明电极片 150。该第二液体170也位于该容置空间114内，而邻近于该透光片130。该第一液体160 与该第二液体170为硅油或醇类等非导电且互不兼容液体，并且该二液体接面形成有一预 定曲率。该缓冲单元180设置于该容置空间114内，且没入于该液体中。于本实施例中， 该缓冲单元180为环状且置于该容置空间的下缘，使用环状结构可降低该液态透镜组件 于结构组装时的复杂度，并且该环状结构使得该缓冲单元180能均勻的吸收外部压力，避 免该液态透镜组件因受压不均而变形损坏。另外，该缓冲单元180也可为块状、长条状或 其它符合封装结构的形状。该缓冲单元180为保丽龙(Expanded Polystyrene，EPS)、拿 普龙(Expanded polypropylene, EPP)、伊比龙(Extruded Polyethylene, EPE)、匹欧龙 (Expanded Piocelan，ΕΡ0)、压克力泡棉或泡棉(Expanded polyurethane,EPU)等发泡性材 料。当液态透镜在压合密封时，液体即被限制在容置空间114内，加上液体本身不可 压缩的特性，因此，当压合力量增加时，会形成高压并对镜筒110、透光片130或透明电极片 150施以应力，造成镜筒110本身变形，透光片130、透明电极片150弯曲变形甚至破裂等问 题，使得容置空间114内的液体外溢，进而影响整体的光学质量。
该缓冲单元180由于组成物间的结合较为松散，而使得该缓冲单元180在承受外 部压力时，可压缩本身的体积而得到吸压的功效。因此，当置入于液体中，该缓冲单元180 会随着外界挤压而缩小体积，使整个系统的压力达到平衡状态。因此当该缓冲单元180置 于液态透镜等密封液体内部时，该缓冲单元180可依容置空间114内部的压力而改变体积， 达到吸收容置空间114内高压的功能，避免液态透镜组件于封装时，即因承受过大压力造 成壳体、镜片弯曲破裂或液体因受挤压外溢等问题。除上述的外部压力，液态透镜组件本身处于不同温度时，由于不同物质的热膨胀 系数不同，因此各种物质的体积变化即成为影响液态透镜透镜内部压力的来源。此时置于 该液体内部的缓冲单元的体积可伴随温度的变化而调节该容置空间114内的压力，以避免 液态透镜组件于温度变化时造成损坏。配合参阅图3与图4，分别为本发明液态透镜组件第二实施例的立体分解图及剖 视图。该液态透镜组件包含有一镜筒210、一胶圈220、一透光片230、一固定件240，、一透 明电极片250、一第一液体260、一第二液体270以及多个缓冲单元280。该镜筒210包含有一容置空间214，以及连通该容置空间的一上开口 212与一下开 口 216 (未图示)，该镜筒210内表面延伸有多个凸出部218，呈等间隔的分布于该容置空间 214。该缓冲单元280呈长条状，且置于该凸出部218的间隙。该长条状的缓冲单元280 比起上述第一实施例的缓冲单元180，在制作上较为简便，可使得制作成本降低。另外，该缓 冲单元呈等间距的分布于该镜筒内部，可达到均勻受压的功能，避免镜筒因受压不均而变 形毁坏。该透光片230设置于该镜筒210上缘与该胶圈220之间，且密封该上开口 212。该 胶圈220经由该透光片230设于该镜筒210上缘，且环绕该上开口 212。该固定件240通过 该胶圈220以抵顶于该透光片230之上，使得该透光片230与该镜筒210间保持良好的密 封性。该透光电极片250设置于该镜筒210的下缘，且封闭该下开口 216。该第一液体 260与该第二液体270则位于该容置空间214内，且该第一液体与该第二液体的接面形成有
一预定曲面。在本实施例中，通过将该胶圈220移动至该透光片230之上，可避免该缓冲单元 280于该镜筒210与该上固定件240锁合时，即以承受液体压力而压缩部份体积。而当液态 透镜组件处于高温操作下，该缓冲单元280承受压力改变体积的能力随之下降，使得该液 态透镜组件在高温操作下产生毁损。除此之外，本发明的液态透镜的镜筒与该固定件也可使用金属材料取代之。通过 该缓冲单元可有效的吸收该镜筒与该固定件于压合时所产生的压力，避免液态透镜组件于 封装工艺中，即因无法承受压合压力而毁坏，达到提升产品良率的效果。综合以上所述，本发明引入一缓冲单元并将其置于液态透镜组件的容置空间内， 通过该缓冲单元在高压下，可调制本身体积以吸收压力的机制，解决工艺中密封封装液体 时所产生的高压，以及因环境温度改变时，因热膨胀系数而产生的压力，进而提升液态透镜 组件的制作良率及使用可靠度。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种液态透镜组件，其特征在于，包含一镜筒，具有一容置空间，以及连通该容置空间的上、下开口 ；一胶圈，设置于该镜筒上缘，且环绕于该上开口 ；一透光片，设置于该镜筒上缘，且封闭该上开口 ；一透明电极片，设置于该镜筒下缘并封闭该下开口 ；一第一液体，位于该容置空间内，且邻近于该透明电极片；一第二液体，位于该容置空间内，且邻近该透光片；一缓冲单元，位于该容置空间内，且没入于该液体内。
2.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该胶圈位于该透光片的上方。
3.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该胶圈位于该透光片的下方。
4.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，更包含一用于固定该透光片的 固定件。
5.根据权利要求4所述的液态透镜组件，其特征在于，该固定件包含有一向下抵顶该 透光片的顶壁，以及由该顶壁向下延伸的环绕壁，该顶壁具有一供该透光片露出的透孔。
6.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该缓冲单元为保利龙、拿普龙、 伊比龙、匹欧龙、压克力泡棉或泡棉发泡性材料。
7.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该缓冲单元为块状、环状、长条 状或其它符合封装结构的形状。
8.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该透光片为玻璃镜片、塑料镜 片、平板玻璃、平板塑料或模造塑料。
9.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该透光电极片包含有一透光基 板，以及形成于该透光基板上的电极图案。
10.根据权利要求9所述的液态透镜组件，其特征在于，该透光基板为玻璃基板或其它 可透光的基板。
11.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该胶圈使用氟素橡胶、氟化聚 硅氧烷和乙丙三元共聚物材质制成。
12.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该镜筒使用塑料材质制成。
13.根据权利要求12所述的液态透镜组件，其特征在于，该镜筒为液晶聚合物、聚碳酸 脂与玻璃纤维混合物、聚甲苯乙烯或聚酰胺塑料材质制成。
14.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该镜筒使用金属材质制成。
15.根据权利要求4所述的液态透镜组件，其特征在于，该固定件使用塑料材质制成。
16.根据权利要求15所述的液态透镜组件，其特征在于，该固定件为液晶聚合物、聚碳 酸脂与玻璃纤维混合物、聚甲苯乙烯或聚酰胺塑料材质制成。
17.根据权利要求4所述的液态透镜组件，其特征在于，该固定件使用金属材质制成。
18.根据权利要求1所述的液态透镜组件，其特征在于，该第一液体与该第二液体为硅 油类或醇类的两不相容液体。
全文摘要
本发明公开了一种液态透镜组件，包含有一镜筒、一胶圈、一透光片、一透明电极片以及一缓冲单元。该镜筒具有一容置空间，以及连通该容置空间的上、下开口。该胶圈设置于该镜筒上缘且环绕于该上开口；该透光片设置于该镜筒上缘且封闭该上开口；该透明电极片设置于该镜筒下缘并封闭该下开口。一第一液体位于该容置空间内且邻近于该透明电极片；一第二液体位于该容置空间内且邻近该透光片；该缓冲单元位于该容置空间内且没入于该液体内。通过该缓冲单元可调节本身体积而吸收压力的机制，以提升液态透镜组件的制作良率及使用可靠度。
文档编号G02B7/02GK101995631SQ200910168589
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者徐仲凯, 游昆洁, 苏铃达 申请人:菱光科技股份有限公司