CN102096266B - 液晶光学透镜的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶光学透镜、其制作方法及应用其的镜头装置，该液晶光学透镜包括第一组件基板、第二组件基板及液晶层。第一组件基板依序堆叠第一电极层以及多个第一叠层。第一叠层具有第一开口以暴露第一电极层。各第一叠层包括第一导电层与位于第一导电层与第一电极层间的第一绝缘层。第二组件基板依序堆叠第二电极层及多个第二叠层。第二叠层具有第二开口以暴露第二电极层。各第二叠层包括第二导电层与位于第二导电层与第二电极层间的第二绝缘层。液晶层配置于第一组件基板与第二组件基板之间，并位于第一开口与第二开口内。

Description

液晶光学透镜的制作方法

技术领域

本发明涉及一种光学透镜及其制作方法，且特别涉及一种可调屈光度的液晶光学透镜及其制作方法，以及应用此液晶光学透镜的镜头装置。 

背景技术

在一般的镜头系统中，镜头装置具有光学变焦功能时，位于镜头装置内部的各镜群必须配合变焦倍率的改变，产生相对应的位移。已知的小型光学变焦镜头机构设计，其机构设计常需要两个以上的驱动装置，意即使用两个以上的“步进马达、超音波马达、压电致动器....等等”作为驱动源。然而，如此将会使得变焦镜头机构复杂且庞大，而违反可携式产品小型化的目标。此外，各镜群的相对位移需要作位置回馈机制(position sensor及Close-loopController)才能达成，而违反消费性产品简单低价的要求。 

另外，一般的镜头装置所使用的机械传动式的对焦与变焦机构，除了使用高成本的精密驱动组件驱动镜头组的动力来源(例如：步进马达、超音波马达、压电致动器....等等)外，更使用了相当多的微型齿轮、凸轮与蜗轮等传动组件。如此，不仅造成机械架构复杂、组装步骤繁琐不易、体积大以及成本高昂外，同时还有耗电量大的严重缺点。 

因此，为了克服上述的问题，一种可调焦的液晶透镜应用于上述的镜头装置，由此降低机构复杂度与缩小整体体积便显得越来越重要。其中，相关的专利研究可参照如下说明。 

在美国发明专利案第7,079,203号中，揭示一种使用聚合物网脉液晶(PNLC，polymer network liquid crystal)的方式，达成镜头的光学功能，但由于其并非单一装置/模块所构成，在实施上会有所困难不便，无法提供给产业利用。 

此外，在美国发明专利案第7,042,549号中，则揭示一种使用聚合分散显示液晶(PDLC，polymer dispersed liquid crystal)的方式，其使用液晶滴下(droplets)方法形成镜头功能，但无镜头缩放模块结构。 

在美国发明专利案第7,102,706号中，则揭示在聚合物网脉液晶(PNLC)中排组液晶聚合体分子的方法，但同样地，并非是单一装置/模块结构，在实施上会有所困难不便，无法提供给产业利用。 

另外，在美国发明专利案第6,898,021号中，揭示一种只有一个单一可调液晶镜头(tunable LC lens)结构，而没有提及使用如聚合物网脉液晶(PNCL)的镜头功能，且该光学系统并非是多重液晶镜头结构。 

在美国发明专利案第6,859,333号中，揭露一种以电场改变而改变光线路径在LC镜头的应用装置，但同样并没有模块结构，在实施上会有所困难不便，无法提供给产业利用。 

同样地，美国发明专利第5,867,238号案、第5,976,405号案、第6,002,383号案、第6,2711898号案、第6,452,650号案、第6,476,887号案、第6,497,928号案、第6,665,042号案、第6,815,016号案、第6,864,931号案、第63897,936号案、第7,029,728号案、第7,034,907号案、第7,038,743号案及第7,038,754号案等诸多发明专利案，揭露了类似液晶透镜的方法，即为聚合物网脉液晶混合物与光圈结构，但皆没有缩放装置及模块结构。 

发明内容

本发明提供一种液晶光学透镜，其可通过电控制而调整其内部的折射率分布，进而改变其屈光度。 

本发明又提出一种制造液晶光学透镜的制造方法，可制作出上述的液晶光学透镜。 

本发明更提出一种镜头装置，其应用上述的液晶光学透镜，而具有较佳的光学表现。 

本发明提出一种液晶光学透镜，包括第一组件基板、第二组件基板以及液晶层。第一组件基板依序堆叠有第一电极层以及多个第一叠层。各第一叠层分别具有第一开口以暴露出第一电极层，且各第一叠层包括第一导电层与位于第一导电层与第一电极层之间的第一绝缘层。第二组件基板依序堆叠有第二电极层以及多个第二叠层，且第二组件基板相对第一组件基板。各第二叠层分别具有第二开口以暴露出第二电极层，且各第二叠层包括第二导电层与位于第二导电层与第二电极层之间的第二绝缘层。液晶层配置于第一组件基板与第二组件基板之间，且位于第一开口与第二开口内。 

在本发明的实施例中，各第一叠层的第一开口的宽度在远离第一组件基板的方向上越大，而各第二叠层的第二开口的宽度在远离第二组件基板的方向上越大。 

在本发明的实施例中，这些第一叠层的第一开口分别对应这些第二叠层的第二开口 

在本发明的实施例中，第一叠层的第一开口与第二叠层的第二开口为圆形开口。 

在本发明的实施例中，液晶光学透镜还包括第一配向层以及第二配向层。第一配向层具有第一配向方向且配置于第一组件基板上，以覆盖第一电极层以及各第一叠层的第一导电层。第二配向层具有第二配向方向且配置于第二组件基板上，以覆盖第二电极层以及各第二叠层的第二导电层。在本发明的实施例中，第一配向方向与第二配向方向垂直。 

在本发明的实施例中，液晶光学透镜还包括胶框，配置于第一配向层与第二配向层之间，以将第一组件基板与第二组件基板贴合。 

在本发明的实施例中，第一电极层与各第一叠层的第一导电层共享第一电位，而第二电极层与各第二叠层的第二导电层共享第二电位，其中第一电位不同于第二电位。 

在本发明的实施例中，第一电极层与第二电极层共享第一驱动信号源，而各第一叠层的第一导电层分别与各第二叠层的第二导电层共享第二驱动信号源。 

在本发明的实施例中，液晶层的材料为聚合物网脉液晶。 

在本发明的实施例中，第一叠层或第二叠层还包括沟道，连通第一开口或第二开口，以使液晶层的材料由沟道而传递至第一开口或第二开口。 

在本发明的实施例中，第一电极层、第一导电层、第二电极层以及第二导电层的材料为透明导电材料。 

本发明又提出一种液晶光学透镜的制造方法，其包括下列步骤。首先，提供第一基板与第二基板。然后，依序堆叠第一电极层与多个第一叠层于第一基板上以形成第一组件基板，其中各第一叠层分别具有第一开口以暴露出第一电极层，且各第一叠层包括第一导电层与位于第一导电层与第一电极层之间的第一绝缘层。接着，依序堆叠第二电极层与多个第二叠层于第二基板上，以形成第二组件基板，其中各第二叠层分别具有第二开口以暴露出第二 电极层，且各第二叠层包括第二导电层与位于第二导电层与第一电极层之间的第一绝缘层。然后，组装第一组件基板与第二组件基板，并注入液晶分子于第一组件基板与第二组件基板之间以形成一液晶层。 

在本发明的实施例中，依序堆叠第一电极层与第一叠层于第一基板上以形成第一组件基板的方法包括下列步骤。首先，进行步骤(a)，在第一基板上形成第一电极层。然后，进行步骤(b)，依序形成绝缘材料层与导电材料层于第一电极层上。接着，进行步骤(c)，图案化绝缘材料层与导电材料层，以形成具有第一绝缘层与第一导电层的第一叠层。而后，反复进行步骤(b)与步骤(c)以在第一电极层上堆叠多个第一叠层，其中各第一叠层的第一开口会随着越远离第一基板的方向而越大。 

在本发明的实施例中，依序堆叠第二电极层与第二叠层于第二基板上以形成第二组件基板的方法包括下列步骤。首先，进行步骤(a)，在第二基板上形成第二电极层。然后，进行步骤(b)，依序形成绝缘材料层与导电材料层于第二电极层上。接着，进行步骤(c)，图案化绝缘材料层与导电材料层，以形成具有第二绝缘层与第二导电层的第二叠层。而后，反复进行步骤(b)与步骤(c)以在第二电极层上堆叠多个第二叠层，其中各第二叠层的第二开口会随着越远离第二基板的方向而越大。 

在本发明的实施例中，上述的液晶光学透镜的制造方法还包括下列步骤。首先，形成第一配向层于第一组件基板上，以覆盖第一电极层以及各第一叠层的第一导电层，其中第一配向层具有第一配向方向。然后，形成第二配向层于第二组件基板上，以覆盖第二电极层以及各第二叠层的第二导电层，其中第二配向层具有第二配向方向，且第二配向方向不同于第一配向方向。 

在本发明的实施例中，上述的液晶光学透镜的制造方法还包括下列步骤。在第一叠层或第二叠层形成沟道，以连通第一开口或第二开口，而使液晶层的材料可由沟道而传递至第一开口或第二开口。 

本发明还提出一种镜头装置，其包括第一透镜群、第二透镜群以及第三透镜群。第一透镜群具有正屈光度，且第一透镜群是由物侧至像侧依序排列的液晶光学透镜及第一补偿镜所组成。第二透镜群配置于第一透镜群与像侧之间，且具有负屈光度。第三透镜群配置于第二透镜群与像侧之间，且具有正屈光度。第一透镜群与第三透镜群相对于镜头装置的位置固定不动，且第 二透镜群以多段且固定的距离在第一透镜群与第三透镜群之间移动。 

在本发明的实施例中，第二透镜群为变焦镜群，而第三透镜群为补偿镜组。 

在本发明的实施例中，镜头装置还包括折射镜，配置于物侧与第一透镜群之间，其中来自物侧的一物光会被折射镜折射而传递至第一透镜群。 

在本发明的实施例中，液晶光学透镜包括第一组件基板、第二组件基板以及液晶层。第一组件基板依序堆叠有第一电极层以及多个第一叠层。各第一叠层分别具有第一开口以暴露出第一电极层，且各第一叠层包括第一导电层与位于第一导电层与第一电极层之间的第一绝缘层。第二组件基板依序堆叠有第二电极层以及多个第二叠层，且第二组件基板相对第一组件基板。各第二叠层分别具有第二开口以暴露出第二电极层，且各第二叠层包括第二导电层与位于第二导电层与第二电极层之间的第二绝缘层。液晶层配置于第一组件基板与第二组件基板之间，且位于第一开口与第二开口内。 

基于上述，本实施例的液晶光学透镜的电极层与导电层主要是采用立体堆叠结构设计，其中导电层的形状采用环形的设计，因此施予适当的电压于各电极时，则可使液晶光学透镜具有如同凸/凹透镜的光线聚焦/发散的调焦功能，意即是可形成一种所谓的渐变型折射率透镜(Gradient-Index Lens，GRIN Lens)，而具有较佳的调焦功能。另外，本实施例亦提供一种制作上述液晶光学透镜的方法。此外，本实施例的镜头装置采用了上述的液晶光学透镜，除了可具有较佳的调焦功能，还可降低整体机构的复杂度以及制作成本。 

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示作详细说明如下。 

附图说明

图1为本发明实施例的液晶光学透镜的剖面示意图。 

图2A与图2B分别为图1所绘示的第一组件基板与第二组件基板的示意图。 

图3A为第一组件基板与第二组件基板共享相同一电压源的示意图。 

图3B为第一组件基板与第二组件基板共同使用多组电压源的示意图。 

图4A～图4F为本发明实施例的制作液晶光学透镜的流程示意图。 

图5为本发明另一实施例的镜头装置的示意图。 

图6为本发明再一实施例的镜头装置的示意图。 

主要组件符号说明 

1000：液晶光学透镜 

1100：第一组件基板 

1100a：第一基板 

1120：第一电极层 

1140：第一叠层 

1140a：第一开口 

1142：第一导电层 

1144：第一绝缘层 

1200：第二组件基板 

1200a：第二基板 

1220：第二电极层 

1240：第二叠层 

1240a：第二开口 

1242：第二导电层 

1244：第二绝缘层 

1300：液晶层 

1420：第一配向层 

1440：第二配向层 

1500：胶框 

1600：沟道 

5000、5000a：镜头装置 

5100：第一透镜群 

5120：液晶光学透镜 

5140：第一补偿镜 

5200：第二透镜群 

5300：第三透镜群 

5400：折射镜 

P1：绝缘材料层 

P2：导电材料层 

Vc：电压源 

Vs1～Vs6：驱动信号源 

H1、H2：宽度 

L1：物光 

具体实施方式

图1为本发明实施例的液晶光学透镜的剖面示意图，而图2A与图2B分别为图1所绘示的第一组件基板与第二组件基板的示意图，其中为了方便说明，图2A与图2B主要绘示电极层与导电层的部分，而省略其它可能的膜层。请同时参考图1、图2A与图2B，本实施例的液晶光学透镜1000包括第一组件基板1100、第二组件基板1200以及液晶层1300。 

第一组件基板1100依序堆叠有第一电极层1120以及多个第一叠层1140，其中各第一叠层1140分别具有第一开口1140a以暴露出第一电极层1120，且各第一叠层1140包括第一导电层1142与位于第一导电层1142与第一电极层1120之间的第一绝缘层1144，如图1与图2A所绘示。在本实施例中，各第一叠层1140的第一开口1140a的宽度H1在远离第一组件基板1100的方向(如图1所示的y轴方向)上越大。另外，第一叠层1140的第一开口1140a例如为圆形开口，如图2A所示。在其它实施例中，第一开口1140a的形状也可采用其它对称性较佳的图案，上述圆形开口仅为举例说明，非仅限于此。 

此外，由图1与图2A可发现，本实施例的第一叠层1140除了其第一开口1140a的形状为圆形与在远离第一组件基板1100的方向上第一开口1140a的宽度H1会越来越大外，且这些第一开口1140a中心点的连线垂直于第一组件基板1100。意即这些第一叠层1140皆为互相对称地堆叠于第一组件基板1100上。 

在本实施例中，第一电极层1120与第一导电层1142例如是采用透明导电材料，其中此透明导电材料例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铟锡锌氧化物、氧化铪、氧化锌、氧化铝、铝锡氧化物、铝锌氧化物、镉锡氧化物、镉锌氧化物、或上述的组合。另外，第一绝缘层1144则是采用透明的绝缘材料，其例如是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪、氧化铝、或上 述的组合。 

请继续参考图1与图2B，第二组件基板1200依序堆叠有第二电极层1220以及多个第二叠层1240，且第二组件基板1200相对于第一组件基板1100。各第二叠层1240分别具有第二开口1240a以暴露出第二电极层1220，且各第二叠层1240包括第二导电层1242与位于第二导电层1242与第二电极层1220之间的第二绝缘层1244。在本实施例中，各第二叠层1240的第二开口1240a的宽度H2在远离第二组件基板1200的方向(如图1所示的-y轴方向)上越大。 

同样地，第二叠层1240的第二开口1240a也可为圆形开口，如图2B所示。在其它实施例中，第二开口1240a的形状也可采用其它对称性较佳的图案，上述圆形开口仅为举例说明，但不限于此。需要说明的是，一般而言，第一开口1140a与第二开口1240a的形状通常会是采用相同的形状，且第一开口1140a分别对应于第二开口1240a，以使其整体结构能对称。此外，采用上述相同且对称的形状在本实施例的液晶光学透镜1000的实际运作上也会得到较佳的表现，但上述的形状与配置方式仅为举例说明，本发明并不仅限于此，此部分可视使用者的需求而可略微调整。 

同样地，由图1与图2B可发现，本实施例的第二叠层1240除了其第二开口1240a的形状为圆形与在远离第二组件基板1200的方向上第二开口1240a的宽度H2越来越大外，且这些第二开口1240a中心点的连线垂直于第二组件基板1200。意即这些第二叠层1240皆为互相对称地堆栈于第二组件基板1200上。另外，本实施例的第二电极层1220与第二导电层1242例如是采用上述第一电极层1120与第一导电层1142所提及的材料，而第二绝缘层1244则是采用上述第一绝缘层1144所提及的材料，以上请参考上述说明，在此不再赘言。 

另外，液晶层1300配置于第一组件基板1100与第二组件基板1200之间，且位于第一开口1140a与第二开口1240a内，如图1所示。在本实施例中，液晶层1300的材料可以使用聚合物网脉液晶，但不限于此，此部分视使用者的设计而定。另外，上述的第一叠层1140或第二叠层1240还包括沟道1600，如图1、图2A或图2B所示。在本实施例中，沟道1600连通第一开口1140a或第二开口1240a，以使上述液晶层1300的液晶材料可由沟道1600而传递至第一开口1140a或第二开口1240a。其中，关于上述沟道1600 的必要性，主要是取决于液晶光学透镜1000是采用何种方式注入上述液晶层1300于第一组件基板1100与第二组件基板1200之间。一般来说，注入液晶层1300的方式至少可分为真空注入法或滴下式注入法(One Drop Filling，ODF)，但此为举例说明，本发明并不仅限于此。 

在本实施例中，液晶光学透镜1000还包括第一配向层1420以及第二配向层1440，如图1所示。详细而言，第一配向层1420具有第一配向方向，且第一配向层1420配置于第一组件基板1100上，以覆盖第一电极层1120以及各第一叠层1140的第一导电层1142。另外，第二配向层1440具有第二配向方向，且第二配向层1440配置于第二组件基板1200上，以覆盖第二电极层1140以及各第二叠层1240的第二导电层1242。在本实施例中，第一配向方向与第二配向方向垂直，以使液晶层1300的液晶分子沿y轴方向由第一配向层1420至第二配向层1440依序旋转排列，其中旋转角度约为90度，如图1所示。 

另外，液晶光学透镜1000还包括胶框1500，如图1所示。在本实施例中，胶框1500配置于第一配向层1420与第二配向层1440之间，用以将第一组件基板1100与第二组件基板1200贴合。一般来说，通常是利用胶着剂设置于组件基板1100、1200至少其中之一上，并将组件基板1100、1200进行对位与贴合，而后当胶着剂固化后即形成上述的胶框1500。在本实施例中，胶框1500例如是采用封装液晶显示面板(LCD panel)的胶框技术，或是其它适当的胶框技术与材料，上述仅为举例说明，本发明并不仅限于此。 

承上述结构可知，本实施例的液晶光学透镜1000的电极层与导电层主要采用立体堆叠结构的设计，同时这些导电层的形状采用环形的设计，如此一来，当分别施予适当的电压于各电极时，则可由此控制位于第一组件基板1100与第二组件基板1200之间的液晶分子的扭转程度，而达到调制第一组件基板1100与第二组件基板1200之间的折射率分布，进而使液晶光学透镜1000具有如同凸/凹透镜的光线聚焦/发散的调焦功能。亦即是，本实施例的液晶光学透镜1000采用上述的结构，并同时搭配适当的驱动电压于各导电层时，即可形成一种所谓的渐变型折射率透镜(Gradient-Index Lens，GRINLens)。 

为了进一步说明上述施加于各电极层与导电层的实施方式，佐以图3A与图3B进行说明，其中图3A为第一组件基板与第二组件基板共享相同一 电压源的示意图，而图3B为第一组件基板与第二组件基板共同使用多组电压源的示意图。 

首先，由图1与图3A可看出，第一电极层1120与各第一叠层1140的第一导电层1142共享同一第一电位，而第二电极层1220与各第二叠层1240的第二导电层1242则共享同一第二电位，其中第一电位不同于第二电位。如此一来，施加于第一电极层1120与第二电极层1220的电位差便等同施加于各第一叠层1140的第一导电层1142与相对应的各第二叠层1240的第二导电层1242的电位差，换言之，则可仅采用一个电压源Vc并联上述电极层与导电层的设计，而达到前述形成一种所谓的渐变型折射率透镜(Gradient-Index Lens，GRIN Lens)。 

详细而言，由于第一电极层1120与第二电极层1220的电位差等同于各第一叠层1140的第一导电层1142与相对应的各第二叠层1240的第二导电层1242的电位差，而各电极层之间的距离与各对应的导电层的距离皆为不同，如图1所示，因此位于第一组件基板1100与第二组件基板1200之间的液晶分子的扭转程度亦会不同，从而造成折射率分布不同，此时若适当地调整电压源的电压，便可形成上述一种渐变型折射率透镜，进而可使得液晶光学透镜1000具有如同凸/凹透镜的光线聚焦/发散的调焦功能。 

另外，由图1与图3B可得知，第一电极层1120与第二电极层1220共享第一驱动信号源Vs1，而各第一叠层1140的第一导电层1142分别与相对应的各第二叠层1240的第二导电层1242共享一第二驱动信号源Vs2～Vs6。如此一来，施加于第一电极层1120与第二电极层1220的电位差便可不等于施加于各第一叠层1140的第一导电层1142与相对应的各第二叠层1240的第二导电层1242的电位差，因此，采用多个电压源Vs1～Vs6分别电性连接上述电极层与导电层的设计，可具有较为弹性的调控机制，以形成一种上述的渐变型折射率透镜。同样地，若适当地调整电压源Vs1～Vs6的电压形成一种渐变型折射率透镜，则可使液晶光学透镜1000具有如同凸/凹透镜的光线聚焦/发散的调焦功能。 

以下将提出一种制作上述液晶光学透镜1000的制造方法。 

图4A～图4F为本发明实施例的制作液晶光学透镜的流程示意图。请参考图4A，首先，提供第一基板1100a与第二基板1200a，其中第一基板1100a与第二基板1200a为透明基板，例如玻璃基板。 

而后，分别在第一基板1100a与第二基板1200a上形成上述的第一电极层1120与第二导电层1220，如图4B所示。在本实施例中，第一电极层1120与第二导电层1220的材料例如是上述提及的材料，在此不再赘述。此外，形成第一电极层1120与第二导电层1220的方式可以是采用溅镀法(sputtering)、金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition，MOCVD)法、或蒸镀法(evaporation)，或其它适当工艺。 

接着，依序形成绝缘材料层P1与导电材料层P2于第一电极层1120与第二电极层1220上，如图4C所示。在本实施例中，形成绝缘材料层P1的方式例如是使用化学气相沉积法，但不限于此。在其它实施例中，亦可使用其它适合的工艺方式，如：网版印刷、涂布、喷墨、能量源处理等。此外，绝缘材料层P1例如采用上述绝缘层1144、1244所提及的材料，在此不再赘述。而导电材料层P2的材料则可以采用上述第一电极层1142与第二电极层1242所提及的材料。 

然后，图案化位于第一基板1100a与第二基板1200a上的绝缘材料层P1与导电材料层P2，以分别形成上述具有第一绝缘层1124与第一导电层1122的第一叠层1120以及具有第二绝缘层1224与第二导电层1222的第二叠层1220，如图4D所示。在本实施例中，图案化绝缘材料层P1与导电材料层P2的方法例如采用众所周知的光刻蚀刻工艺、干式蚀刻法或湿式蚀刻法，或是其它适当的工艺方法。 

接着，反复进行上述图4C与图4D所提及的工艺方式以分别在第一电极层1120与第二电极层1220堆叠上述的第一叠层1140与第二叠层1240，如图4E所示。需要注意的是，各第一叠层1140的第一开口1140a会随着越远离第一基板1100a的方向(如图4E所示的y轴方向)而越大，而各第二叠层1240的第二开口1240a会随着越远离第二基板1200a的方向(如图4E所示的y轴方向)而越大。至此，大致分别完成上述第一组件基板1100与第二组件基板1200的制作。 

然后，组装上述第一组件基板1100与第二组件基板1200，并注入液晶分子于第一组件基板1100与第二组件基板1200之间以形成上述的液晶层1300，如图4F所示。在本实施例中，形成液晶层1300的方法可以是采用真空注入法或滴下式注入法(One Drop Filling，ODF)，其中若采用真空注入法时，可在上述的第一叠层1140或第二叠层1240上形成上述的沟道1600，以 连通第一开口1140a或第二开口1240a，而使液晶层1300的液晶材料可由沟道而传递至第一开口1140a或第二开口1240a内，但此为举例说明，本发明并不仅限于此。另外，组装上述的第一组件基板1100与第二组件基板1200的方式则可采用上述提及胶框1500的方式，此部分可参考上述，在此不赘言。 

在实施例中，亦可在第一组件基板1100形成上述的第一配向层1420，以覆盖第一电极层1120以及各第一叠层1140的第一导电层1142，以及在第二组件基板1200形成上述的第二配向层1440，以覆盖第二电极层1220以及各第二叠层1240的第二导电层1242，如图1所示。在本实施例中，形成第一配向层1420与第二配向层1440的方式例如是采用涂布工艺，而后在第一配向层1420与第二配向层1440进行配向处理，以使第一配向层1420与第二配向层1440分别具有上述的第一配向方向与第二配向方向。至此，则完成如图1所绘示的液晶光学透镜的制作方式。 

需要说明的是，图4A～图4F仅是一种制作如图1的液晶光学透镜1000的方式，但本领域普通技术人员从上述的制作方法所揭露的内容，亦可略微调整其步骤或方法而形成本实施例的液晶光学透镜1000，(如：依序地形成上述的电极层后、再形成上述的绝缘层，以及再形成上述的导电层，接着再重复形成上述绝缘层与导电层的步骤)，惟此部分仍为本发明所欲保护的范围。 

另外，图5为本发明另一实施例的镜头装置的示意图。请参考图5，本实施例的镜头装置5000包括第一透镜群5100、第二透镜群5200以及第三透镜群5300。第一透镜群5100具有正屈光度，且第一透镜群5100是由物侧至像侧依序排列的液晶光学透镜5120及第一补偿镜5140所组成。 

在本实施例中，液晶光学透镜5120例如是采用上述的液晶光学透镜1000，如此一来，可透过电压调制液晶光学透镜5120的内部的折射率分布，由此达到调整液晶光学透镜5120的焦距，而具有调焦的功能。在本实施例中，补偿镜5140例如是凹凸透镜，但不限于此。补偿镜5140主要是用来补偿液晶光学透镜5120的调焦距离，以使得镜头装置5000具有较佳的调焦质量。 

请继续参考图5，第二透镜群5200具有负屈光度，且配置于第一透镜群5100与第三透镜群5300之间，而第三透镜群5300具有正屈光度，且配置于 第二透镜群5200与像侧之间。在本实施例中，第二透镜群5200为变焦镜群，且第二透镜5200主要是以多段且固定的距离在第一透镜群5100与第三透镜群5300之间移动，由此达到镜头装置5000的变焦功能。另外，第一透镜群5100与第三透镜群5300相对于镜头装置5000的位置固定不动，且第三透镜群5300为一补偿镜组，用以补偿镜头装置5000成像时的光学质量。 

在本实施例中，由于镜头装置5000的第一透镜群5100主要是采用液晶光学透镜5120作为调焦的功能，而液晶光学透镜5120可透过简单的电压控制即可达到调焦的功能，相较于已知需要多组镜片并搭配致动器的使用来达到调焦的目的，本实施例的镜头装置5000可降低机构的复杂性。此外，由于第二透镜5200主要是以多段且固定的距离在第一透镜群5100与第三透镜群5300之间移动，以达到镜头装置5000的变焦功能，因此也无需采用已知的位置回馈机制(position sensor及close-loop controller)来达到变焦的目的，而可达到省电、降低成本以及更进一步地降低机构的复杂度。 

另外，图5为一种采用直立式设计的镜头装置，而在另一实施例中，若将图5搭配使用折射镜则可形成另一种如图6所绘示的潜望式的镜头装置5000a，其中图6为本发明再一实施例的镜头装置的示意图。 

请同时参考图5与图6，镜头装置5000a与镜头装置5000相似，惟二者不同处在于，镜头装置5000a还包括折射镜5400，其中折射镜5400配置于物侧与第一透镜群5100之间，而来自物侧的物光L1会被折射镜5400折射而传递至第一透镜群5100，如图6所示。 

详细而言，由于镜头装置5000a设置有折射镜5400，因此，可使物光L1偏折而传递至第一透镜群5100，接着再依序地传递至像侧以进行成像。换言之，镜头装置5000a可接收其它角度的光线，例如使物光偏折90度后，再传递至像侧进行成像，而形成一种潜望式的镜头装置5000a。 

另外，由于镜头装置5000a与镜头装置5000相似，因此，镜头装置5000a同样具有上述镜头装置5000所提及的优点，在此便不再赘述。 

综上所述，本发明的液晶光学透镜的电极层与导电层主要是采用立体堆叠结构设计，同时这些导电层的形状采用环形的设计，如此一来，当分别施予适当的电压于各电极时，则可控制位于第一组件基板与第二组件基板之间的液晶分子的扭转程度，而使其可具有如同凸/凹透镜的光线聚焦/发散的调焦功能。 

换言之，本发明的液晶光学透镜采用上述的结构，并同时搭配适当的驱动电压于各导电层时，即可形成一种所谓的渐变型折射率透镜(Gradient-Index Lens，GRIN Lens)，而具有较佳的调焦功能。另外，本发明亦提供一种制作上述液晶光学透镜的方法。 

除此之外，本发明的镜头装置采用了上述的液晶光学透镜，除了可具有较佳的调焦功能，还可降低整体机构的复杂度以及制作成本。 

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。 

Claims (4)

1.一种液晶光学透镜的制造方法，包括：

提供第一基板与第二基板；

依序堆叠第一电极层与多个第一叠层于该第一基板上以形成第一组件基板，其中各该多个第一叠层分别具有第一开口以暴露出该第一电极层，且各该多个第一叠层包括第一导电层与位于该第一导电层与该第一电极层之间的第一绝缘层；

依序堆叠第二电极层与多个第二叠层于该第二基板上，以形成第二组件基板，其中各该多个第二叠层分别具有第二开口以暴露出该第二电极层，且各该多个第二叠层包括第二导电层与位于该第二导电层与该第二电极层之间的第二绝缘层；

组装该第一组件基板与该第二组件基板，并注入液晶分子于该第一组件基板与该第二组件基板之间以形成一液晶层；

形成第一配向层于该第一组件基板上，以覆盖该第一电极层以及各该多个第一叠层的第一导电层，其中该第一配向层具有第一配向方向；以及

形成第二配向层于该第二组件基板上，以覆盖该第二电极层以及各该多个第二叠层的第二导电层，其中该第二配向层具有第二配向方向，且该第二配向方向不同于该第一配向方向。

2.如权利要求1所述的液晶光学透镜的制造方法，其中依序堆叠该第一电极层与该多个第一叠层于该第一基板上以形成该第一组件基板的方法包括：

(a).在该第一基板上形成该第一电极层；

(b).依序形成绝缘材料层与导电材料层于该第一电极层上；

(c).图案化该绝缘材料层与该导电材料层，以形成具有该第一绝缘层与该第一导电层的该第一叠层；

反复进行步骤(b)与(c)以在该第一电极层上堆叠该多个第一叠层，其中各该多个第一叠层的该第一开口会随着越远离该第一基板的方向而越大。

3.如权利要求1所述的液晶光学透镜的制造方法，其中依序堆叠该第二电极层与该多个第二叠层于该第二基板上以形成该第二组件基板的方法包括：

(a).在该第二基板上形成该第二电极层；

(b).依序形成绝缘材料层与导电材料层于该第二电极层上；

(c).图案化该绝缘材料层与该导电材料层，以形成具有该第二绝缘层与该第二导电层的该第二叠层；

反复进行步骤(b)与(c)以在该第二电极层上堆叠该多个第二叠层，其中各该多个第二叠层的该第二开口会随着越远离该第二基板的方向而越大。

4.如权利要求1所述的液晶光学透镜的制造方法，还包括在该多个第一叠层或该多个第二叠层形成沟道，以连通该第一开口或该第二开口，而使该液晶层的材料由该沟道而传递至该第一开口或该第二开口。

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