TWI524095B

TWI524095B - 液態透鏡的驅動方法

Info

Publication number: TWI524095B
Application number: TW102112705A
Authority: TW
Inventors: 蔡智偉
Original assignee: 齊發光電股份有限公司
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2016-03-01
Also published as: TW201439597A; CN104102000A; US20140307330A1

Description

液態透鏡的驅動方法

本發明有關於一種液態透鏡的驅動方法，特別是有關於一種可調變焦距液態透鏡的驅動方法。

液態透鏡為一種可變焦距的透鏡，其包括兩種互不相溶的液體，其中這兩種液體的接觸面會形成一預定的軸對稱圓球形曲面，其光學行為如同固體透鏡之曲面。

目前液態透鏡的驅動模式通常是對單一個電極組施加電壓，以使液液介面產生形變，並且藉由調變輸入電壓之數值以產生不同程度的液液介面曲率變化，進而調整液態透鏡的焦距。也就是說，習知液態透鏡是採用類似類比的方式來驅動。然而，採用類比的驅動方式可能會因為基板表面上的缺陷、微粒或者是電壓的誤差導致第一液體無法精準地控制焦距調變量。

本發明提出一種液態透鏡的驅動方法以調變由第一液體與第二液體形成之液液介面的曲面，此驅動方法是電壓僅輸入選定之電極內，使得第一液體的邊緣落在特定的電極的最內緣位置，因而可以精準地控制第一液體表面的曲率變化，從而得到特定的焦距。

液態透鏡包括兩不互溶之透明液體、一驅動電極、一封裝機構件。兩不互溶之液體所形成之具曲率液液介面為液態透鏡的軸對稱圓球形曲面。驅動電極之作用為產生通過兩不互溶液體介面的電場，以調變兩不互溶液體介面的形狀，而達到調變液態透鏡焦距之目的。封裝機構件為提供密封兩液體之機構件。

驅動電極包括有M個驅動電極，M大於或等於2。電極之形狀為同心圓環電極，第一液體所形成之液滴位於驅動電極之上。驅動電極由外至內分別是第一至第M電極。相鄰兩個電極彼此極性相反。當驅動電壓輸入至第一至第N電極時，第一液體的邊緣會落在第N電極的最內緣位置，而N大於或等於2且小於或等於M。

綜上所述，本發明實施例提供一種液態透鏡的驅動方法。此液態透鏡的驅動方法可以藉由電壓輸入的電極位置來精準控制第一液體的邊緣落在特定的電極最內緣上，其位置控制精準度可達到次微米等級，而得到精準焦距變化，並且藉由將輸入電壓區分為驅動電壓與維持電壓的電壓輸入模式，同時達成快速反應時間以及低電能損耗的效果。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1、1’‧‧‧液態透鏡

2‧‧‧控制器

3‧‧‧電源裝置

10‧‧‧基板

20‧‧‧絕緣層

30‧‧‧電極

32、32’‧‧‧第一電極

34、34’‧‧‧第二電極

36、36’‧‧‧第三電極

38、38’‧‧‧第四電極

N、N’‧‧‧第N電極

M、M’‧‧‧第M電極

40‧‧‧低表面能層

50、50’‧‧‧第一液體

50a、50b、50a’、50b’‧‧‧第一液體曲面

60、60’‧‧‧第二液體

70‧‧‧封裝機構件

80‧‧‧透明蓋板

b1、b1’‧‧‧邊緣

E1、E2、E3、EN、E1’、E2’、E3’、E4’、EN’‧‧‧電場

T1、T2‧‧‧時間

V1、V1’‧‧‧驅動電壓

V2、V2’‧‧‧維持電壓

圖1A為本發明第一實施例之液態透鏡俯視圖。

圖1B為本發明第一實施例之液態透鏡剖面圖。

圖2至圖2I為本發明第一實施例之液態透鏡驅動方法示意圖。

圖3為本發明第二實施例之液態透鏡剖面圖。

圖4至圖4I為本發明第二實施例之液態透鏡驅動方法示意圖。

圖1A為本發明實施例之液態透鏡1的俯視圖，而圖1B是本發明實施例之液態透鏡1的剖面圖，其中圖1B的剖面圖是根據圖1A的剖面線A-A進行剖面而得。請參閱圖1A，液態透鏡1是由控制器2以及電源裝置3來控制液態透鏡1的驅動。請參閱圖1B，詳細而言，液態透鏡1包括基板10、絕緣層20、驅動電極30、低表面能層40、第一液體50、第二液體60、封裝機構件70以及透明蓋板80。

驅動電極30位於基板10上，驅動電極由M個同心圓環電極組成，須說明的是M為正整數，且M大於或等於2。也就是說，液態透鏡1包括兩個或是兩個以上的同心圓環。而在圖1A中，僅繪示四個同心圓環電極來做說明，分別是第一電極32、第二電極34、第三電極36以及第四電極38。同心圓環電極之間彼此不相接觸，在電性上為斷路。此驅動電極30由外至內的排列依序分別是第一電極32、第二電極34、第三電極36、第四電極38到第M電極。

值得說明的是，驅動電極30的材料可以是不透光的金屬電極，例如是鉬、鉻、銅或其他導電金屬合金。另外，驅動電極30的材料也可以是透光的透明導電材料，例如是銦錫氧化物(Indium tin oxide,ITO)、銦鋅氧化物(Indium zinc oxide,IZO)或銦鎵鋅氧化物(Indium gallium zinc oxide,IGZO)。此外，每個同心圓環電極彼此間距大約為10μm。然而，本發明並不限定驅動電極30的材料以及同心圓環電極的間距。

請再次參閱圖1B，絕緣層20位於基板10以及驅動電極30上方，並且覆蓋基板10以及驅動電極30。此外，絕緣層20能將驅動電極30彼此隔開，以防止第一電極32至第M電極M之間產生電壓擊穿問題(voltage breakdown)。而在本實施例中，絕緣層20的厚度可以小於2μm，而絕緣層20的材料為透明絕緣材料，例如是樹脂、氧化矽或者是聚醯亞胺(Polyimide)。然而，本發明不限定絕緣層20的厚度大小與材料種類。

低表面能層40位於絕緣層20之上。第一液體50配置於低表面能層40之上，並位於驅動電極30的正上方。如圖1B所示，低表面能層40的邊緣約略位於第一電極32之上。第二液體60位於第一液體50以及低表面能層40的上方，並覆蓋第一液體50以及低表面能層40。須說明的是，在本實施例中，第一液體50和第二液體60皆為不導電液體，其中第一液體50為油相液體，例如是矽油，而第二液體60為水相液體，例如是水或者是醇類溶液。因此，第一液體50和第二液體60為兩不相溶的液體。此外，第一液體50的折射率可大於第二液體60的折射率，以使得液態透鏡1具有聚焦功能。

值得一提的是，第一液體50和第二液體60亦為兩互不相容的液體。例如，在其他實施例中，第一液體50及第二液體60可以為一導電液體以及一非導電第二液體，此為電濕潤式液態透鏡。此外，第一液體50及第二液體60還可為兩不導電第二液體，此為介電式液態透鏡。本發明不以此為限。

低表面能層40的材料包括聚對二甲苯(Poly-para-xylene)或者是聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，也就是鐵氟龍)，當第一液體50放置在低表面能層40上，第一液體50的接觸角可以小於20度，然而，本發明不限定第一液體50在低表面能層40上之接觸角大小。此外，根據低表面能層40的表面特性，第一液體50在低表面能層40上移動的摩擦力極小，因此產生第一液體50形變所需之能量較低，從而達到低電壓驅動之效果。此外，在其他實施例中，液態透鏡1也可以選擇低表面能材料為絕緣層20的材料，如此將絕緣層20與低表面能層40合而為一。

另外，如圖1B所示，在本實施例中，液態透鏡1可包括一封裝機構件70以及一透明蓋板80。封裝機構件70，驅動基板與透明蓋板80形成一密閉空間。第一液體50以及第二液體60可以放置在此密閉空間之中。封裝機構件70以及透明蓋板80的結構可以減少液態透鏡1在保存或者是移動時，造成第一液體50以及第二液體60漏液或者是液體蒸發的機會。

以上所述為本實施例之液態透鏡1的結構，接下來將配合圖1B的內容，詳細說明液態透鏡1的驅動方法。圖2至圖2I為本發明第一實施例之液態透鏡1驅動方法示意圖。在本實施例中，液態透鏡1包括驅動電極30。驅動電極30是由M個同心圓環電極組成，而M大於等於2。在此，僅標示出第一電極32、第二電極34、第三電極36、以及第四電極38以及第M電極M，來做說明如何驅動第一液體50產生形變，並使得第一液體50的邊緣b1落在不同同心圓環電極的最內緣位置上。而驅動第一液體50的邊緣b1落在其他同心圓環電極位置上的驅動方法皆相同，將不再多做贅述。

液態透鏡1是利用一控制器2以及一電源裝置3(如圖1B所示)來提供並且控制驅動第一液體50形變所需要之電壓。請先參閱圖2，圖2為液態透鏡1的驅動方法電壓時序圖。液態透鏡1的驅動方法包括三個階段，分別是未施加電壓(時間從0至T1)，其所對應到的圖示為圖2A、施加一驅動電壓V1(driving voltage,Vdriving，時間從T1至T2，其中T1代表開始施加驅動電壓V1的時間，而T2代表施加完驅動電壓V1的時間，且從T2之後開始會施加維持電壓V2)，其所對應到的圖示為圖2B、施加一維持電壓V2(holding voltage,Vholding，施加時間會在T2之後)，其所對應到的圖示為圖2C。

須說明的是，液態透鏡1的電壓輸入模式區分為兩種，一種為驅動電壓V1，一種為維持電壓V2。驅動電壓V1的作用是讓第一液體50產生形變，使第一液體50邊緣的位置從一同心圓環電極的邊緣向內移動到另外一同心圓環電極的邊緣，也就是從一焦距值變化到另外一焦距值的電壓。另外，在本實施例中，液態透鏡1僅具有一驅動電壓V1。但在其他實施例中，液態透鏡1可具有多個驅動電壓，詳細而言，在其他實施例中，除了第一電極32之外，驅動電極30中的每個電極，例如是第二電極34、第三電極 36或者是第四電極38，皆可具有一驅動電壓，本發明不以此為限。

維持電壓V2則為維持第一液體50形變量值所需要之電壓，此時維持電壓V2應該要大於或等於維持第一液體50形變量值所需要之最小電壓。另外，在本實施例中，液態透鏡1僅具有一維持電壓V2。但在其他實施例中，液態透鏡1可具有多個維持電壓，詳細而言，在其他實施例中，除了第一電極32之外，驅動電極30中的每個電極，例如是第二電極34、第三電極36或者是第四電極38，皆可具有一維持電壓，本發明不以此為限。

在本實施例中，電源裝置3所提供的驅動電壓V1應該大於液態透鏡1的維持電壓V2。當驅動電壓V1的值越大，所產生的作用力越大，第一液體50的形變速度也會越快。也就是說，第一液體50的形變速度取決於電源裝置3所提供的驅動電壓V1大小。

請參閱圖2以及圖2A，在時間從0至T0的階段中，並未施加電壓給電極30。第一液體曲面50a代表未施加電壓下的第一液體50。此時第一液體50的邊緣b1約略位在第一電極32的上方。之後，請參閱圖2B，在時間從T0至Tdriving的階段中，電源裝置3會施加一驅動電壓V1至電極30。第一液體曲面50b則代表施加電壓後的第一液體50的曲面。

詳細而言，在圖1B中，控制器2會發出訊號以控制電源裝置3提供一驅動電壓V1給第一電極32、第二電極34以及第三電極36。以使得第一電極32、第二電極34之間產生一第一電場E1，第二電極34、第三電極36之間產生依第二電場E2。此時，第一液體50的邊緣會受到電場的影響而從第一電極32的上方向內移動，並落在第三電極36的上方移動。須說明的是，在本實施例中，電源裝置3所施加的電壓為交流電壓。然而在其他實施例中，驅動電壓V1也可以是直流電壓。

對介電式液態透鏡1從長焦距調變到短焦距，也就是第一液體從起始狀態到受力凸起之控制方式如下，當控制器2發出訊號，控制電源裝置3提供一特定量值之電壓給第一電極32、第二電極34、第三電極36，相鄰兩個同心圓環電極的極性相反，因此相鄰兩個同心圓環電極之間會產生一電場。當電場通過由兩絕緣液體(第二液體與第一液體)所形成之介面，在介面上就會產生一表面極化電荷分佈(surface polarization charge distribution)，此表面極化電荷在電場的作用下，在介面上產生一由高介電常數絕緣液體(第二液體)向低介電常數的第一液體方向作用之介電力，在此介電力作用下第一液體50產生形變，使得第一液體曲面50b的邊緣b1向中心移動，而由於第四電極38並沒有通入電壓因此在第三電極36與第四電極38間並沒有電場存在。最後第一液體曲面50b的邊緣b1會停再在第三電極36的最內緣位置上，也就是電場的最內緣位置。因此液態透鏡1的焦距調變量與電壓大小無關，而是決定於電壓輸入到第幾個同心圓環電極。因此液態透鏡1的調控精準度也就取決於電極尺寸的精準度，也就是可以達到半導體黃光製程的次微米尺寸。

對於電濕潤液態透鏡，導電液體也就是第二液體本身就是電極的一部分，此第二液體通常是添加帶電荷離子於第二液體內增加其導電度，其從長焦距調變到短焦距，也就是第一液體從起始狀態到受力凸起之控制方式如下。當控制器2發出訊號，控制電源裝置3提供一特定量值之電壓給第二液體與第一電極32、第二電極34、第三電極36，此時第一電極32，第二電極34與第三電極36為相同極性，與第二液體極性相反，此時在第二液體介面與第一電極32、第二電極34、第三電極36間產生一電場，而第二液體表面的帶電荷離子在電場作用下第一液體50產生形變，使得第一液體曲面50b的邊緣b1向中心移動，而由於第四電極38並沒有通入電壓因此在第三電極36與第四電極38間並沒有電場存在。最後第一液體曲面50b的邊緣b1會停在第三電極36的最內緣位置上，也就是電場的最內緣位置。因此液態透鏡的焦距調變量與電壓大小無關，而是決定於電壓輸入到第幾個同心圓環電極。因此液態透鏡的調控精準度也就取決於電極尺寸的精準度，也就是可以達到半導體黃光製程的次微米尺寸。

更詳細的說明如下，請參閱圖2B，舉例來說，若要使得第一液體曲面50b邊緣b1落在第三電極36的位置，電源裝置3需要提供一驅動電壓V1(driving voltage,Vdriving)給第一電極32、第二電極34、第三電極36。使得第一電極32與第二電極34之間產生電場E1、第二電極34與第三電極36之間產生電場E2以及第三電極36(如圖2B所示)。

而第一液體曲面50b的邊緣b1會先受到電場E1的驅動跑至第二電極34的位置上。再受到電場E2的驅動跑至第三電極36的位置上。由於第三電極36與第四電極38不存在電場，因此沒有作用力作用於液態液珠曲面50b上，所以第一液體曲面50b的邊緣b1不會繼續向中心移動。

以此類推，若要使得第一液體曲面50b邊緣b1落在第二電極36的位置時，電源裝置3需要提供一驅動電壓V1給第一電極32以及第二電極34，使得第一電極32與第二電極34之間產生電場E1。而第一液體曲面50b的邊緣b1會先受到電場E1的驅動跑至第二電極34的位置上。

再來，請參閱圖2C，待第一液體曲面50b形變到定位後，控制器2可以發訊號通知電源裝置3將電壓調降為維持電壓V2(holding voltage,V holding)，以保持第一液體曲面50b的邊緣b1在第三電極36的位置上。因此液態透鏡1除了在調變焦距變動時需要提供較高電壓之驅動電壓V1外，大部分之時間都是以較小電壓之維持電壓V2以維持其液態透鏡1之焦距，因此可以減少其電量損耗。

另外，要保持第一液體50的邊緣b1落在某一電極，例如是第N電極N的方法有兩種。首先，請參閱圖2D，當第一液體50 的邊緣b1落在第N電極時，電源裝置3可以將對第一電極32至第N電極N所施加的驅動電壓V1調降為維持電壓V2。則第一液體50的邊緣b1會受到第N電極N以及第N-1電極N-1之間的電場EN的影響而停留在第N電極N之上。

由於停留在第N電極N時，第一液體50僅會受到第N電極N以及第N-1電極N-1之間的電場EN的影響。因此，如圖2E所示，在其他實施例中，也可以僅對第N電極N以及第N-1電極N-1施加維持電壓V2。而第一液體50的邊緣b1會因為第N電極N以及第N-1電極N-1之間的電場EN的影響而停留在第N電極N之上。

以上所述第一液體曲面50b的形變方向是由第一電極32的方向往內部電極30移動。接下來將說明第一液體曲面50b由內部電極30往第一電極32移動的方法，也就是液態透鏡1從短焦距變化為長焦距或回復起始焦距的控制模式。

詳細而言，在第一液體曲面50b的邊緣b1落在第N電極N的位置之後，若不提供維持電壓V2給第N電極N，僅提供維持電壓V2給第一至第L電極時，則第N電極N與第N-1電極N-1之間的電場消失。此時第一液體曲面50b介面的作用力消失，而第一液體曲面50b在表面張力的作用下會有回復到起始狀態的趨勢，也就是第一液體曲面50b的邊緣b1會向外擴張至第L電極L的上方。當第一液體曲面50b的邊緣b1落在第L電極上，第一液體曲面50b的邊緣b1會受到第L電極L至第L-1電極L-1之間的作用力影響而停在第L電極L之上。而L為第一到第N電極之中的任一電極，且L大於等於2，小於N。

以圖2F以及2G為例，請參閱圖2F以及2G，在第一液體曲面50b的邊緣b1落在第N電極N的位置之後，若控制器2發出訊號通知電源裝置3不提供維持電壓V2給第N電極N，僅提供維持電壓V2給第一至第四電極時，則第N電極N與第N-1電極N-1 之間的電場消失。此時第一液體曲面50b介面的作用力消失，而第一液體曲面50b在表面張力的作用下會有回復到起始狀態的趨勢，也就是第一液體曲面50b的邊緣b1會開始向外擴張。

但當第一液體曲面50b的邊緣b1擴張到第四電極38的最內邊緣時，由於第四電場38與第三電場36之間存在一電場E3、第三電場36與第二電場34之間存在一電場E2、而第二電極與第一電極間存在電場E1，此時維持電壓V2產生之電場開始作用於第一液體的介面，第一液體曲面50b的邊緣b1停止移動，第一液體曲面50b的曲面停止變形(如圖2G所示)。

同理可知，若控制器2發出訊號告知電源裝置3不提供電壓給第四電極38以及第三電極36，則第一液體曲面50b僅受到第二電極34、第一電極32之間的電場E1的驅動，而第一液體曲面50b的邊緣b1會落在第二電極34的位置上。若控制器2發出訊號通知電源裝置3不提供電壓給任何一個電極30，則第一液體曲面50b的邊緣b1會回到未形變的位置上。

另外，也可以僅提供維持電壓V2給第L電極L以及第L-1電極L-1，而第一液體曲面50b的邊緣b1則會落在第L電極L之上。如圖2H以及2I所示，在其他實施例中，當第一液體曲面50b的邊緣b1落在第四電極38的位置之後，控制器2可以發訊號給電源裝置3僅提供維持電壓V2給第三電極36以及第四電極38，並停止提供維持電壓V2給第一電極32以及第二電極34。此時，由於第一液體曲面50b的邊緣b1已落在第四電極38上，因此只需要利用電場E3來維持第一液體曲面50b的形變位置。而停止提供維持電壓V2給第一電極32以及第二電極34可以更進一步地降低電源的耗損。

以上所述為本發明第一實施例之液態透鏡1的驅動方法，接下來將介紹本發明第二實施例之液態透鏡1’的驅動方法。圖3為本發明第二實施例之液態透鏡1’的剖面示意圖。圖4A至圖4I為本發明第二實施例之液態透鏡1’的驅動方法示意圖。請參閱圖3，本實施例的液態透鏡1’結構大致和前一實施例相同。

然而，在本實施例中，是將第二液體60’作為一電極，當電源裝置3對第二液體60’、第一電極32’、第二電極34’或第三電極36’施加電壓時，第二液體60’會和下方的第一電極32’之間形成一電場E1’、和下方的第二電極34’之間形成一電場E2’、和下方的第三電極36’之間形成一電場E3’(如圖3所示)。

而液態透鏡1’的驅動方式可以參考圖4至圖4C。如圖4A所示，當為施加電壓時，第一液體曲面50b’會約略落在第一電極32’之上。之後，如圖4B所示，當電源裝置3對第二液體60’、第一電極32’、第二電極34’或第三電極36’施加電壓時，第一液體曲面50b’的邊緣b1’會向中心移動。此時第一液體50’的邊緣會受到電場的影響而從第一電極32’向中心移動，而由於第四電極38’並沒有通入電壓因此在第三電極36’與第四電極38’間並沒有電場存在。最後第一液體曲面50b’的邊緣b1’會停再在第三電極36’的最內緣位置上。

再來，請參閱圖4C，待第一液體曲面50b’形變到定位後，控制器2可以發訊號通知電源裝置3將電壓調降為維持電壓V2’，以保持第一液體曲面50b’的邊緣b1’在第三電極36’的位置上。而圖4D、4E為兩種維持第一液體曲面50b’停留在某一電極位置，例如是第N電極N，不產生形變的方式。首先，請參閱圖4D，當第一液體50’的邊緣b1’落在第N’電極時，電源裝置3可以將對第一電極32’至第N’電極N’所施加的驅動電壓V1’調降為維持電壓V2’。則第一液體50’的邊緣b1’會受到第N’電極N’以及第N-1’電極N-1’之間的電場EN’的影響而停留在第N’電極N’之上。

由於停留在第N’電極N’時，第一液體50僅會受到第N’電極N’以及第N-1’電極N-1’之間的電場EN’的影響。因此，如圖4E所示，在其他實施例中，也可以僅對第N’電極N’以及第N-1’電極 N-1’施加維持電壓V2’。而第一液體50’的邊緣b1’會因為第N’電極N’以及第N-1’電極N-1’之間的電場EN’的影響而停留在第N’電極N’之上。

另外，圖4F至圖4I則為第一液體曲面50b’由內部電極30’往第一電極32’移動的方法，也就是液態透鏡1’從短焦距變化為長焦距或回復起始焦距的控制模式。其大致上原理以及方法和第一實施例相同，在此不多做贅述。

總結以上所述，本發明液態透鏡1的驅動方法包括，當控制器2發出訊號告知電源裝置3提供一驅動電壓V1給第一至第N(例如是第四)電極時，第一液體曲面50b的邊緣b1會形變至第N(例如是第四)電極的位置。第一液體50的形變位置是根據輸入電壓之同心圓環電極的位置來決定。而液態透鏡1的驅動電極30具有M個同心圓環電極，因此第一液體50可以具有M-1個形變位置。也就是說，液態透鏡1具有M-1種不同的焦距值。須說明的是，N為正整數，且N大於等於2，小於等於M。

另外，當第一液體曲面50b的邊緣b1形變至第N電極位置之後，控制器2發出訊號通知電源裝置3僅提供驅動電壓V1給第N以及第N-1電極電壓，以降低電源的損耗。在第一液體曲面50b形變至第N電極位置之後，控制器2可以發出訊號通知電源裝置3不提供電壓給第N電極。則第一液體曲面50b的邊緣b1會從第N電極的位置形變至第N-1電極的位置。

此外，液態透鏡1可以具有一個或多個維持電壓V2。當液態透鏡1具有一個維持電壓V2時，驅動電壓V1需要大於或等於此維持電壓V2。在液態透鏡1具有多個維持電壓的情況下，除了第一電極32的其他電極30皆分別具有一個維持電壓。當驅動電壓第一液體曲面50b形變至第N個電極時，驅動電壓需要大於或等於第N個電極的維持電壓。另外，在驅動電壓大於維持電壓的情況下，第一液體曲面50b形變之後可將驅動電壓調降成維持電壓，以降低電源的損耗。

值得說明的是，驅動電壓的值越高，第一液體曲面50b到達預定電極30位置的時間也就越短。也就是說，第一液體曲面50b到達預定焦距的時間也就越短，從而縮短液態透鏡1的變焦時間。

根據實施例以數據來說明在此驅動模式下，驅動電壓大小與反應時間的關係，在一實際量測之介電式液態透鏡驅動數據，當輸入電壓恰恰好等於第一液體曲面50b停在某個同心圓環電極最內緣之最小維持電壓30伏特時，所需要的反應時間為216毫秒。當驅動電壓增加為40伏特時，所需要的反應時間縮短為88毫秒。當驅動電壓再升高至60伏特時，反應時間縮短為40毫秒，也就是驅動電壓為30伏特的五分之一。

由上述介紹的液態透鏡1的驅動方法可知，相較於習知液態透鏡採用類似類比方式的驅動方法，本實施例的液態透鏡1驅動方法類似於數位的方式，而本實施例的驅動方法是以第M個同心圓環電極的所在位置來控制第一液體50的形變，從而得到不同的焦距。因此，本實施例的驅動方法不僅能加速第一液體50的形變，而且還比習知的驅動方法更準確地控制第一液體50的形變，以得到較為精確的焦距。

綜上所述，本發明提供一種液態透鏡的驅動方法，以特定之電壓輸入模式輸入控制電壓於相配合之驅動電極設計來控制液態透鏡的焦距。當驅動第一液體形變時，控制器可發出訊號通知電源裝置提供驅動電壓給第一至第N個同心圓環電極，來驅動第一液體形變，以使得第一液體的邊緣b1落在不同的同心圓環電極最內緣上，而得到不同的焦距。此外，驅動電壓需大於或等於維持電壓。當驅動電壓和維持電壓相差越大，第一液體能越快速地達到預定的焦距，從而縮短液態透鏡進行變焦的時間。

以上所述僅為本發明的實施例，其並非用以限定本發明的專利保護範圍。任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神與範圍內，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發明的專利保護範圍內。

1‧‧‧液態透鏡

10‧‧‧基板

20‧‧‧絕緣層

30‧‧‧驅動電極

32‧‧‧第一電極

34‧‧‧第二電極

36‧‧‧第三電極

38‧‧‧第四電極

40‧‧‧低表面能層

50‧‧‧第一液體

50a、50b‧‧‧第一液體曲面

60‧‧‧第二液體

70‧‧‧封裝機構件

80‧‧‧透明蓋板

b1‧‧‧邊緣

Claims

一種液態透鏡的驅動方法，以特定之電壓輸入模式輸入電壓於相配合之驅動電極以控制液態透鏡的焦距，其中該驅動電極為M個電極且M大於或等於2，而該些電極由外至內分別是一第一至一第M電極，該液態透鏡的驅動方法包括：輸入一驅動電壓至該第一至一第N電極時，一第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置，其中N大於或等於2，小於或等於M，其中該驅動電壓為調變該液態透鏡焦距之電壓；當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置後，將該驅動電壓調為一維持電壓以保持該第一液體的形狀，其中該維持電壓則為提供維持液態透鏡焦距之電壓；其中該些電極為同心圓環電極；其中該相鄰兩個同心圓環電極彼此的極性相反，且當輸入該驅動電壓至該第一至該第N電極時，兩相鄰該電極之間存在一電場。
如申請專利範圍第1項所述之液態透鏡的驅動方法，其中該驅動電壓應大於或等於該維持電壓。
如申請專利範圍第1項所述之液態透鏡的驅動方法，其中該液態透鏡更包括一第二液體，該第一液體與該第二液體互不相溶，且該第一液體與該第二液體皆為非導電液體。
如申請專利範圍第1項所述之液態透鏡的驅動方法，當輸入該驅動電壓至該第一至該第N電極時，該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置，其中N大於或等於2，小於或等於M，之後將該驅動電壓調降為該維持電壓以保持該第一液體的形狀。
如申請專利範圍第1項所述之液態透鏡的驅動方法，其中當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置之後，將該驅動電壓調為該維持電壓，且該維持電壓僅提供給該第N-1個電極以及該第N個電極。
如申請專利範圍第1項所述之液態透鏡的驅動方法，其中當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置之後，將該驅動電壓調為該維持電壓，且該維持電壓僅提供給一第L電極以及該第一電極，此時該第一液體的邊緣會落在該第L電極的內緣位置，其中L大於或等於2，且小於N。
如申請專利範圍第1項所述之液態透鏡的驅動方法，其中當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置之後，將該驅動電壓調為該維持電壓，且該維持電壓僅提供給一第L電極以及一第L-1電極，此時該第一液體的邊緣會落在該第L電極的內緣位置，其中L大於或等於2，且小於N。
如申請專利範圍第1項所述之液態透鏡的驅動方法，其中該液態透鏡更包括一第二液體，該第一液體與該第二液體互不相溶，且該第一液體為非導電液體，而該第二液體為導電液體。
如申請專利範圍第8項所述之液態透鏡的驅動方法，其中該液態透鏡的驅動方法更包括輸入該驅動電壓至該第二液體，其中該相鄰兩個同心圓環電極彼此的極性相同，且當輸入該驅動電壓至該第一至該第N電極時，第二液體和各該電極之間存在一電場。
一種液態透鏡的驅動方法，以特定之電壓輸入模式輸入電壓於相配合之驅動電極以控制液態透鏡的焦距，其中該驅動電極為M個電極且M大於或等於2，而該些電極由外至內分別是一第一至一第M電極，該液態透鏡的驅動方法包括：輸入一驅動電壓至該第一至一第N電極時，一第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置，其中N大於或等於2，小於或等於M，其中該驅動電壓為調變該液態透鏡焦距之電壓；當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置後，將該驅動電壓調為一維持電壓以保持該第一液體的形狀，其中該維持電壓為提供維持液態透鏡焦距之電壓；其中該液態透鏡更包括一第二液體，該第一液體與該第二液體互不相溶，且該第一液體為非導電液體，而該第二液體為導電液體；其中該液態透鏡的驅動方法更包括輸入該驅動電壓至該第二液體，其中該相鄰兩個同心圓環電極彼此的極性相同，且當輸入該驅動電壓至該第一至該第N電極時，第二液體和各該電極之間存在一電場；其中當輸入該驅動電壓至該第一至該第N電極以及該第二液體時，該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置，其中N大於或等於2，小於或等於M，之後將該驅動電壓調降為該維持電壓以保持該第一液體的形狀。
一種液態透鏡的驅動方法，以特定之電壓輸入模式輸入電壓於相配合之驅動電極以控制液態透鏡的焦距，其中該驅動電極為M個電極且M大於或等於2，而該些電極由外至內分別是一第一至一第M電極，該液態透鏡的驅動方法包括：輸入一驅動電壓至該第一至一第N電極時，一第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置，其中N大於或等於2，小於或等於M，其中該驅動電壓為調變該液態透鏡焦距之電壓；當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置後，將該驅動電壓調為一維持電壓以保持該第一液體的形狀，其中該維持電壓為提供維持液態透鏡焦距之電壓；其中該液態透鏡更包括一第二液體，該第一液體與該第二液體互不相溶，且該第一液體為非導電液體，而該第二液體為導電液體；其中該液態透鏡的驅動方法更包括輸入該驅動電壓至該第二液體，其中該相鄰兩個同心圓環電極彼此的極性相同，且當輸入該驅動電壓至該第一至該第N電極時，第二液體和各該電極之間存在一電場；其中當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置之後，將該驅動電壓調為該維持電壓，且該維持電壓僅提供給該第N-1個電極、該第N個電極以及該第二液體。
一種液態透鏡的驅動方法，以特定之電壓輸入模式輸入電壓於相配合之驅動電極以控制液態透鏡的焦距，其中該驅動電極為M個電極且M大於或等於2，而該些電極由外至內分別是一第一至一第M電極，該液態透鏡的驅動方法包括：輸入一驅動電壓至該第一至一第N電極時，一第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置，其中N大於或等於2，小於或等於M，其中該驅動電壓為調變該液態透鏡焦距之電壓；當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置後，將該驅動電壓調為一維持電壓以保持該第一液體的形狀，其中該維持電壓為提供維持液態透鏡焦距之電壓；其中該液態透鏡更包括一第二液體，該第一液體與該第二液體互不相溶，且該第一液體為非導電液體，而該第二液體為導電液體；其中該液態透鏡的驅動方法更包括輸入該驅動電壓至該第二液體，其中該相鄰兩個同心圓環電極彼此的極性相同，且當輸入該驅動電壓至該第一至該第N電極時，第二液體和各該電極之間存在一電場；其中當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置之後，將該驅動電壓調為該維持電壓，且該維持電壓僅提供給一第L電極、該第一電極以及該第二液體，此時該第一液體的邊緣會落在該第L電極的內緣位置，其中L大於或等於2，且小於N。
一種液態透鏡的驅動方法，以特定之電壓輸入模式輸入電壓於相配合之驅動電極以控制液態透鏡的焦距，其中該驅動電極為 M個電極且M大於或等於2，而該些電極由外至內分別是一第一至一第M電極，該液態透鏡的驅動方法包括：輸入一驅動電壓至該第一至一第N電極時，一第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置，其中N大於或等於2，小於或等於M，其中該驅動電壓為調變該液態透鏡焦距之電壓；當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置後，將該驅動電壓調為一維持電壓以保持該第一液體的形狀，其中該維持電壓為提供維持液態透鏡焦距之電壓；其中該液態透鏡更包括一第二液體，該第一液體與該第二液體互不相溶，且該第一液體為非導電液體，而該第二液體為導電液體；其中該液態透鏡的驅動方法更包括輸入該驅動電壓至該第二液體，其中該相鄰兩個同心圓環電極彼此的極性相同，且當輸入該驅動電壓至該第一至該第N電極時，第二液體和各該電極之間存在一電場；其中當該第一液體的邊緣落在該第N電極的內緣位置之後，將該驅動電壓調為該維持電壓，且該維持電壓僅提供給一第L電極、一第L-1電極以及該第二液體，此時該第一液體的邊緣會落在該第L電極的內緣位置，其中L大於或等於2，且小於N。