TWI481497B - 具濾波功能鏡頭、鏡片及其製作方法 - Google Patents

Description

具濾波功能鏡頭、鏡片及其製作方法

本發明係關於一種光學鏡片，特別是關於一種可濾波之光學鏡片。

鏡片已發展許久，用於各種領域，如光學儀器或眼鏡，大部分鏡片或眼鏡講求造型設計以及光學鏡片之發展。先前技術有所謂各種不同材質之光學鏡片，包含塑膠、玻璃等。為了滿足輕薄的消費心態，一般眼鏡鏡片可以利用塑膠製作，可在其上鍍膜。而本發明提出不同之製作方法。第二圖為習知技術的影像感測器與鏡頭配置，傳統上參見圖二，其包含鏡頭200，鏡頭中包含三到六片不等之鏡片，濾光片210配置於鏡頭200與影像感測器220之間。基於濾光片210是獨立的一個單獨元件，故在手機鏡頭、行車記錄器鏡頭或IP CAM鏡頭等，因體積有限，故往往省略該濾光片210，而造成影像感測器220接收過多的紫外線或紅外線而造成與眼睛所觀察的顏色不一致，而影響影像品質。

此外，目前一般的鏡片通常是鍍上一層膜層，例如抗反射膜、抗紫外線膜等，但是此種製程需採用塗佈機，例如旋轉塗佈機，將膜層塗上。而且此種裝置價值不斐，因此不僅需要貴重儀器，且額外增加許多步驟與工時。再者，因為是將膜層塗在鏡片表面，因此，容易刮損，且並非整個鏡片本身含有抗紫外線材質，效果有限。

本發明之目的係提出一種鏡片，特別是關於一種可光變色或熱變色之鏡片、鏡頭或影像感測器。

本發明之另一目的係揭露一種鏡片，特別是關於一種可濾波之鏡片、鏡頭或影像感測器。

本發明再一目的係整合濾波功能於鏡片、鏡頭或影像感測器之內，且可以省卻一濾光片而縮小體積，且達到濾除紫外線或紅外線功能。

依此，本發明提出一種製作鏡片之方法，其特徵在於包含備置製作鏡片之成型材料及備置光或熱可調變材料；以成型材料實施成型程序以製作鏡片，並摻雜光或熱可調變材料於其中，使成型鏡片中包含光或熱可調變材料，以利於成型鏡片在不同環境下改變顏色；其中鏡片材質包含塑膠或樹脂。其中上述之成型材料中亦包含色形成劑、控溫劑、光安定劑、UV吸收劑或以上之組合。其中上述之光或熱可調變材料之形式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒。其中上述鏡片為眼鏡鏡片、滑雪鏡片、游泳鏡片、安全帽鏡片或太陽眼鏡鏡片。

一種製作鏡片之方法，其特徵在於包含：備置製作該鏡片之成型材及備置濾波材料；以該成型材料實施成型程序以製作該鏡片並於其中摻雜該濾波材料，使被成型的該鏡片中包含該濾波材質，以利於該鏡片具有濾波功能，該濾波材料可過濾紫外線或紅外線；其中該鏡片材質包含塑膠或樹脂。其中上述之成型材包含色形成劑、控溫劑、光安 定劑、UV吸收劑或以上之組合。濾波材料之形式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒；其中上述鏡片為電子裝置之鏡頭鏡片。上述之電子裝置包含數位攝影機、數位照相機、投影機、手機、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、行車紀錄器、IP攝影機。

一種製作可變色片之方法，其特徵在於備置成型材料及備置可調變材料；以該成型材料實施成型程序，並於其中摻雜該可調變材料，使被成型的該可變色片中包含該可調變材料，以利於該可變色片具有變色功能。其中上述之光或熱可調變材料之型式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒，其中上述可變色片為車窗、屋窗、隔間屏風、螢幕保護貼或門窗。

本發明亦揭露一種具濾波功能之鏡頭，其特徵在於該鏡頭至少包含一鏡片係以塑膠或樹脂為材料，其中摻雜濾波材料；且該濾波材料於該鏡片成型程序中摻入該塑膠或樹脂，使該鏡片具有濾波功能，其中該濾波材料可過濾紫外線或紅外線，其中該成型程序的溫度需低於該濾波材料(可變色材料)之分解溫度。其中上述之鏡片亦可包含色形成劑、控溫劑、光安定劑、UV吸收劑或以上之組合，其中上述之濾波材料之形式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒；其中上述鏡片為電子裝置之鏡頭鏡片；上述之電子裝置包含數位攝影機、數位照相機、投影機、手機、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、行車紀錄器、IP攝影機。

一種具濾波功能之影像感測裝置，其特徵在於包含一 影像感測器；一鏡頭配置於該影像感測器之前，該鏡頭至少包含一鏡片係以塑膠或樹脂為材料，其中摻雜濾波材料；且該濾波材料於該鏡片成型程序中摻入該塑膠或樹脂，使該鏡片具有濾波功能，其中該濾波材料可過濾紫外線或紅外線，其中該成型程序的溫度需低於該濾波材料之分解溫度。以避免成型溫度過高而造成濾波材料或可變材料之分解或破壞；其中上述之鏡片可包含色形成劑、控溫劑、光安定劑、UV吸收劑或以上之組合摻雜其中。濾波材料之形式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒，其中上述鏡片為電子裝置之鏡頭鏡片；上述之電子裝置包含數位攝影機、數位照相機、投影機、手機、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、行車紀錄器、IP攝影機。

在下列敘述中，各式特定細節係用以提供本發明實施例之通盤瞭解。本發明將配合其較佳實施例與後附之圖式詳述於下，應理解的是本發明中所有較佳實施例僅為例示之用，並非用以限制本發明。熟之該項技術者亦應理解，本發明之實施不須一或多特定細節，或其他特定方法。本發明可以應用於各種光學儀器之鏡片，如攝影機、照相機、光學眼鏡等，若利用本發明可使得上述各種裝置之鏡片可以過濾不要之波長的光，例如紫外線、紅外線等。而可以依據需求摻雜染料，而節省特定之過濾片，例如紫外線過濾片等，而節省光學路徑的空間。亦即，原本所需之獨立紫外線或紅外線濾片，可以省卻；而在一光學鏡片中將過 濾紫外線或紅外線之材料利用塑膠射出成型時摻雜，使其可以具有過濾紫外線的鏡片。此方法亦可以利用於光學眼鏡之鏡片，以下先以製作眼鏡塑膠光學鏡片為例子做一說明。

參考第一圖，本發明之眼鏡架2，包含鏡片框10用以支撐或固著鏡片21，然需注意者，部分眼鏡無鏡片框設計。一對鏡架腳22連接對應之鏡片框10。若無鏡框者，其鏡架腳22連接鏡片自不待言。本發明之特徵者為至少上述之鏡片10包含可熱(溫度)變色或可光變色之材料(光或熱可調變材料)，本發明不採用鍍膜方式製作。因鍍膜方式只是將材料鍍在玻璃上層，對於鏡片而言，其相對於過薄，無法將光或熱可調變材料均勻的分佈在光學鏡片內。上述之塑膠或樹脂鏡片以射出成型加工方式製作；亦可以採押出、轉注法、壓出等方式製作。除將染料摻雜於射出塑料中，也可以採用微膠囊技術製作機能性變色鏡片產品，將微膠囊與塑膠色母粒混合，隨之利用塑膠成型技術製作鏡片，感溫變色乃經由熱變化而產生顏色變化。當不受上述熱或溫度，可恢復原本顏色。感溫變色材料可隨溫度變化而反覆改變顏色。除上述光(或熱)可調變材料外，亦包含隱形染料、色形成劑及控溫劑。藉由不同控溫因子可製作出不同之色變區間。以變色材料色母粒、微膠囊可以適用於塑膠射出成型。感溫水乳液包含微膠囊之水性分散液。

以上述方法可製作機能性變色塑膠鏡片產品，感光變色乃經由陽光或紫外線照射後，而產生變化。當不受上述 陽光或紫外線照射，可恢復原本顏色。光(或熱)可調變材料並可以與隱形染料、光安定劑以及UV吸收劑等選擇性一起摻雜於塑膠或樹脂(resin)中。光(或熱)可調變材料可以吸收陽光或紫外線而改變結構，產生色變，可混於介質中，如樹脂、塑料、溶劑。添加抗氧化劑或/及UV吸收劑於塑膠或樹脂可提升抗光疲乏。感光水乳液包含微膠囊之水性分散液。感光色母粒則是包含感光染料、塑料、光安定劑與抗氧化劑。亦可以採用粉狀方式製作。本發明可採用調光(photochromic)染料摻雜於射出、吹出、擠出或壓出成型之塑料中，上述調光染料可以為spiropyrans、spiroxazines、fulgide、fulgimides、benzopyran、naphthopyran、spirobenzopyran、spironaphthopyran、spirobenzoxazine或spironaphthoxazine。

可採用光(或熱)可調變材料或是將變色分子加入到塑膠或是樹脂材料中，整個基材均勻地分佈變色分子；基於不同波長可由淺到深的調變。以微膠囊技術可製作顏色調變，基於光的照射產生溫度改變，經由熱變化而產生顏色變化。當不受上述熱或溫度，則可恢復顏色。光(或熱)可調變材料藉由不同控溫因子可製作出不同之色變區間。光(或熱)可調變材料乃經由陽光或紫外線照射後產生熱變化。當不受上述陽光或紫外線照射，可恢復原本顏色。光(或熱)可調變材料吸收陽光或紫外線而產生顏色改變，溶於介質中，如樹脂、塑料、溶劑，而基於光能感光變色。添加抗氧化劑或/及UV吸收劑可提升抗光疲乏。

亦即使用光(或熱)可調變材料溶於介質中(溶劑、樹脂、塑料)能感光變色；於不同極性之顏色變化會有不同。光(或熱)可調變材料為有機染料，可以達到完全透光的功能。可應用於塑膠射出、油性油墨及塗料。光(或熱)可調變材料用於塑膠射出及押(壓)出之比例為0.01%~0.3%重量百分比(w/w)。添加UV吸收劑和抗氧化劑以增加抗光疲乏性，應用於塑膠射出時避免超過250℃，以避免超過解離溫度而造成解離光(或熱)可調變材料之分子結構。感光溶液含有微膠囊的水性分散液，固含量45%(±5%)，於水中分散性佳，適用於水性塗料。若採用感光微膠囊粉，平均粒徑為3-10μm，適合用於水性、油性油墨、塗料及塑膠射出、押(壓)出。感光微膠囊粉用於塑膠射出及押(壓)出時，以PMMA而言，加工溫度可小於230℃，並可添加熱安定劑。感光色母粒混和1-3%感光染料與99-97%的塑膠料，光安定劑及抗氧化劑射出而成，可直接應用於塑膠射出及押出。依據上述染料特性以及射出溫度可以選擇配合之樹脂或塑膠，例如PMMA、PC、ARTON等。例如，PMMA射出溫度介於攝氏180-200度，PC約為攝氏200-220度，ARTON射出溫度介於攝氏230-250度。以光學性而言，ARTON最佳，透明度約為93%，PMMA次之，約為92%，PC較差約為透明度約為88%。但機械強度以PC最優。雙折射率以ARTON最好，PC較差。但都在光學可利用性上。雖然ARTON光學特性最好，但是其加工溫度最高，且價格較貴。所以可以依據需求選擇適合之材料、光(或熱)可 調變材料比例以及射出成型溫度。

本發明亦可利用於製作具有紅外線或紫外線濾光的光學裝置；本發明利用上述方法可以將紅外線或紫外線濾光片整合於其中之一光學鏡片內，參第三圖，一影像感測裝置光，包含一鏡頭200A，之後配置一影像感測器220A，與先前技術不同，本發明未配置第二圖之紅外線濾光片介於鏡頭與影像感測器之間。本發明之鏡頭200A可包含至少兩鏡片，其中至少一鏡片300包含紅外線過濾材料或紫外線染料料混合於該鏡片基本材料內；該基本材料包含塑膠或樹脂。使光學鏡片除原本之功能外，因包含光或熱可調變材料含於其中，或具備紅外線過濾材料而可將紅外線波段過濾，而具有濾波或濾光功能，進而簡化縮小光學機構。舉影像鏡頭為例，通常鏡頭具有3到6片鏡片(部分包含保護蓋)，其中有部分屬於塑膠鏡片，因此將此其中一片在射出或押(壓)出成型過程中摻雜上述染料則可使得在不增加厚度之前提下，額外增加過濾紅外線或紫外線功能，使得影像感測器所感測之影像較接近人眼所觀察之結果。

其他例子，請參閱第四圖，其與第三圖類似，但在一片鏡片310表面鍍上紫外線染料或以上述成型方法摻雜於鏡片內，可過濾紫外線，以避免紫外線進入鏡頭，可避免塑料受到紫外線長期照射，並過濾出紫外線，避免其到達影像感測器。而上述之紅外線染料亦可以塗佈在鏡頭內或外蓋任一鏡片之表面。鏡頭至少包含一鏡片係以塑膠或樹脂為材料，其中摻雜濾波材料；且濾波材料於鏡片成型程 序後塗佈表面以滲透技術將其滲透進入至少鏡片之一部分，使鏡片具有濾波功能，其中濾波材料可過濾紫外線或紅外線。

故本發明提出一種製作塑膠或樹脂鏡片之方法，其特徵在於備置製作該塑膠鏡片之塑膠射出母粒；備置光或熱可調變材料；在成型塑膠鏡片中摻雜光或熱可調變材料，使被射出成型的該塑膠鏡片中包含該光或熱可調變材料，以利於該被射出成型的該塑膠鏡片在不同環境下改變顏色。其中上述之鏡片可包含色形成劑、控溫劑、光安定劑、UV吸收劑或以上之組合。光或熱可調變材料之型式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒。其中上述塑膠鏡片可做為眼鏡鏡片。

同理，本發明可以應用於製作可變色片之方法，其特徵在於備置製作可變色片基材的射出母粒及備置光或熱可調變材料；之後以可變色片基材的射出母粒實施射出成型程序以製作可變色片，並於其中摻雜光或熱可調變材料，使被射出成型的可變色片中包含光或熱可調變材料，以利於被射出成型的可變色片具有變色功能。其中上述之光或熱可調變材料包含色形成劑、控溫劑、光安定劑、UV吸收劑或以上之組合混合。光或熱可調變材料之型式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒。其中上述之可變色片為車窗、屋窗、隔間屏風或門窗。

綜上所述，本發明所提供之感溫或感光變色眼鏡，乃將感溫材料或感光材料會隨光線或溫度變化，不僅可呈現 時尚與科技感並提升整體質感與功能。同理，本發明依據上述知陳述可用於滑雪鏡、泳鏡、安全帽擋風鏡片、時尚太陽眼鏡等。

本發明以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

2‧‧‧眼鏡架

10‧‧‧鏡框

21‧‧‧鏡片

22‧‧‧鏡架腳

200‧‧‧鏡頭

200A‧‧‧鏡頭

210‧‧‧濾光片

220‧‧‧影像感測器

220A‧‧‧影像感測器

300‧‧‧具濾波功能鏡片

310‧‧‧具濾波功能鏡片

藉由參考下列詳細敘述，將可以更快地瞭解上述觀點以及本發明之優點，並且藉由下面的描述以及附加圖式，可以更容易瞭解本發明之精神。其中：

第一圖為本發明之實施例示意圖。

第二圖為先前技術示意圖。

第三圖為本發明之實施例示意圖。

第四圖為本發明之實施例示意圖。

200A‧‧‧鏡頭

220A‧‧‧影像感測器

300‧‧‧具濾波功能鏡片

Claims (13)

1. 一種製作鏡片之方法，其特徵在於包含：備置製作該鏡片之成型材料及備置濾波材料；以該成型材料摻雜該濾波材料而透過射出成型一體製作，使被成型的該鏡片中包含光或熱可調變材料；其中該成型材料包含塑膠或樹脂；其中該光或熱可調變材料所佔比例為0.01%~0.3%；該成型程序溫度約攝氏180-250。
2. 如請求項1所述之製作鏡片之方法，其中上述之鏡片包含色形成劑、控溫劑、光安定劑、UV吸收劑或以上之組合。
3. 如請求項1或2所述之製作鏡片之方法，其中上述之濾波材料之形式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒；該成型程序溫度低於該濾波材料之解離溫度。
4. 如請求項3所述之製作鏡片之方法，其中上述鏡片為電子裝置之鏡片；其中上述之電子裝置包含數位攝影機、數位照相機、投影機、手機、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、行車紀錄器、IP攝影機。
5. 一種具濾波功能之鏡頭，其特徵在於該鏡頭至少包含一鏡片係以塑膠或樹脂為成型材料，該鏡片係以該成型材料摻雜濾波材料而透過射出成型一體製作，使該鏡片具 有濾波功能，其中該濾波材料可過濾紫外線或紅外線，其中該射出成型的溫度需低於該濾波材料之分解溫度；其中包含光或熱可調變材料，該光或熱可調變材料所佔比例為0.01%~0.3%；該成型程序溫度約攝氏180-250。
6. 如請求項5所述之具濾波功能之鏡頭，其中上述之濾波材料之形式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒；該成型程序溫度低於該濾波材料之解離溫度。
7. 如請求項5或6所述之具濾波功能之鏡頭，其中上述鏡片為電子裝置之鏡頭鏡片；上述之電子裝置包含數位攝影機、數位照相機、投影機、手機、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、行車紀錄器、IP攝影機。
8. 一種具濾波功能之鏡頭，其特徵在於該鏡頭至少包含一鏡片係以塑膠或樹脂為成型材料，其中摻雜濾波材料，而該鏡片係透過射出成型而製作；且該濾波材料於射出成型之後塗佈於該鏡片表面以滲透技術將其滲透進入至少該鏡片之一部分，使該鏡片具有濾波功能，其中該濾波材料可過濾紫外線或紅外線；其中包含光或熱可調變材料，該光或熱可調變材料所佔比例為0.01%~0.3%；該成型程序溫度約攝氏180-250。
9. 如請求項8所述之具濾波功能之鏡頭，其中上述之濾波材料之形式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒；該成型程序溫度低於該濾波材料之解離溫度。
10. 如請求項8或9所述之具濾波功能之鏡頭，其中上述鏡片為電子裝置之鏡頭鏡片；上述之電子裝置包含數位攝影機、數位照相機、投影機、手機、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、行車紀錄器、IP攝影機。
11. 一種具濾波功能之影像感測裝置，其特徵在於包含一影像感測器；一鏡頭配置於該影像感測器之前，該鏡頭至少包含一鏡片係以塑膠或樹脂為成型材料，該鏡片係以該成型材料摻雜濾波材料而透過射出成型一體製作，使該鏡片具有濾波功能，其中該濾波材料可過濾紫外線或紅外線，其中該射出成型的溫度需低於該濾波材料之分解溫度；其中包含光或熱可調變材料，該光或熱可調變材料所佔比例為0.01%~0.3%；該成型程序溫度約攝氏180-250。
12. 如請求項11所述之具濾波功能之影像感測裝置，其中上述之濾波材料之形式包含微膠囊、液體、粉體或射出母粒；該成型程序溫度低於該濾波材料之解離溫度。
13. 如請求項11或12所述之具濾波功能之影像感測裝置， 其中上述鏡片為電子裝置之鏡頭鏡片；上述之電子裝置包含數位攝影機、數位照相機、投影機、手機、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、行車紀錄器、IP攝影機。