CN108692670B - 曲面贴合的应变监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种曲面贴合的应变监测方法。此应变监测方法系将监测膜贴合于曲面上，以量测贴合应变梯度，并获得光学膜于贴合时之应变变化，而可调整贴合时之参数，进而提升曲面之贴合效果。其中，贴合应变梯度系藉由监测膜之复数个应变监测元件来量测。

Description

曲面贴合的应变监测方法

技术领域

本发明系有关一种监测方法，特别是提供一种可量测曲面贴合之贴合应变梯度的监测方法。

背景技术

光学元件(例如:光学透镜或光学膜等)一般系结合多层光学层，以使所制得之光学元件具有特定之光学特性，而可符合应用需求。一般光学元件可于制作时调整其材料，或者直接射出成型为具有多层光学膜之光学元件，而使其具有所要求之光学特性。然而，此方法所制得之光学元件仅可适用于单一装置，而无法弹性调整各光学膜的设置，故限制其应用范围。

为了改善前述应用受限之缺陷，一般系利用贴合多层光学膜之方式来制作光学元件，而使其应用不受限制。惟，为了满足各种装置之规格要求与其配置，光学元件之表面可能为平面或曲面。因此，光学膜之平整贴合系急需被改善之技术。

其中，于曲面贴合之制程中，由于光学元件之基材表面具有曲率，故光学膜之贴合常须施加特定方向与特定大小之应力，以使光学膜可平整地贴合于基材上。若光学膜之贴合效果较差时，所制得之光学元件易产生双折射现象或其他光学特性劣化之缺陷，而无法满足应用需求。虽然贴合效果较差之光学元件可进一步利用补偿膜来改善光学特性之缺陷，但光学劣化难以藉由目视之方式检测，故曲面贴合所制得之光学元件常无法满足需求。

发明内容

因此，本发明之一态样是在提供一种曲面贴合的应变监测方法，其藉由监测膜上之应变监测元件量测贴合时之贴合应变梯度，而有助于调整光学膜之贴合参数，进而提升其贴合效果。

根据本发明之一态样，提出一种曲面贴合的应变监测方法。此应变监测方法系先提供光学元件。其中，此光学元件具有曲面。然后，将监测膜贴合于此曲面上。监测膜具有复数个应变监测元件，且此些应变监测元件可用以量测监测膜之贴合应变梯度。

依据本发明之一实施例，前述之应变监测元件为复数个应变规。

依据本发明之另一实施例，前述之曲面系变曲率曲面。

依据本发明之又一实施例，于贴合监测膜之前，此应变监测方法可选择性地进行模拟贴合制程，以获得曲面之模拟应变梯度。然后，根据此模拟应变梯度，布置监测膜之应变监测元件，其中应变监测元件之布置密度与模拟应变梯度之变化值系成正比。

依据本发明之再一实施例，此应变监测方法可选择性地移除监测膜，并依据前述所获得之贴合应变梯度，贴合光学膜于曲面上。

依据本发明之又另一实施例，前述之曲面具有可视区及非可视区。

依据本发明之再另一实施例，前述之应变监测元件不覆盖可视区。

依据本发明之更另一实施例，前述之监测膜覆盖可视区。

依据本发明之更另一实施例，前述之监测膜具有触控电极，且此触控电极不覆盖可视区。

依据本发明之更另一实施例，此应变监测方法可选择性地依据前述所获得之贴合应变梯度，贴合光学膜于监测膜上。其中，此光学膜系覆盖可视区。

应用本发明之曲面贴合的应变监测方法，其可实时测得监测膜贴合时之贴合应变梯度，据以可调整光学膜之贴合参数，进而提升光学膜之贴合效果。其次，藉由将监测膜设置于光学元件之非可视区，触控膜之触控电极可被设置于监测膜中，而使监测膜可同时监测应变变化并具有触控功能，因此减少所制得触控元件之制程工序。

附图说明

为了对本发明之实施例及其优点有更完整之理解，现请参照以下之说明并配合相应之图式。必须强调的是，各种特征并非依比例描绘且仅系为了图解目的。相关图式内容说明如下：

图1系绘示依照本发明之一实施例之曲面贴合的应变监测方法的流程示意图。

图2A系绘示依照本发明之一实施例之将监测膜贴合至光学元件前的示意图。

图2B系绘示依照本发明之一实施例之将监测膜贴合至光学元件后的示意图。

图3A系绘示依照本发明之一实施例之将已与监测膜贴合的光学膜贴合至光学元件前的示意图。

图3B系绘示依照本发明之一实施例之将已与监测膜贴合的光学膜贴合至光学元件后的示意图。

图4A系绘示依照本发明之一实施例之将光学膜贴合至具有可视区与非可视区的光学元件前的示意图。

图4B系绘示依照本发明之一实施例之将光学膜贴合至具有可视区与非可视区的光学元件后的示意图。

附图标记：

100：方法

110/120/130/140/150/160：操作

210/310/410：光学元件

220/321：监测膜

221/321a/421：应变监测元件

320：结合膜

323/420：光学膜

410a：可视区

410b：非可视区

420a/420b：区域

具体实施方式

以下仔细讨论本发明实施例之制造和使用。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的发明概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论之特定实施例仅供说明，并非用以限定本发明之范围。

请参照图1，其系绘示依照本发明之一实施例之曲面贴合的应变监测方法的流程示意图。于方法100中，光学元件与监测膜系先提供，如操作110与操作120所示。其中，此光学元件具有曲面。在一些实施例中，此光学元件之曲面需要再贴合额外之光学膜，或者其他适当之光学膜，以补偿光学元件之光学特性，保护光学元件之曲面，或者达成其他功效。在一些实施例中，此光学元件可为光学透镜、光学膜、光学片、其他适当之光学元件，或上述元件件之任意组合。

前述之监测膜具有复数个应变监测元件。此些应变监测元件之种类并无特别之限制，其仅须可用以量测监测膜贴合于曲面时之应变变化即可。在一些实施例中，此些应变监测元件可包含应变规(strain gauge)、其他适当之应变监测元件，或上述元件之任意组合。在一些实施例中，此些应变监测元件具有可量测应变变化之金属接线。在此些实施例中，此金属接线之材料可包含但不限于铂、铱、钨、铁、镍、铬、锰、铜、铝、其他适当之金属，或上述金属之任意组合。

贴合监测膜于前述之光学元件的曲面上，并于贴合过程中，量测应变监测元件之电阻变化，如操作130与操作140所示。其中，当应变监测元件贴合于曲面时，由于光学元件之被贴合面不为平面，故应变监测元件会产生形变，而导致应变监测元件所测得之电阻有所变化。于进行操作140后，操作人员可依据应变监测元件之电阻变化，测得监测膜于贴合时之应变梯度，如操作150所示。

在一些实施例中，前述之曲面可具有单一曲率或至少二种曲率。当光学元件之曲面具有至少二种曲率时，于贴合监测膜于曲面之前，本发明之方法可根据曲面之曲率变化，选择性地利用仿真软件进行仿真贴合制程，以获得曲面之模拟应变梯度。然后，依据此模拟应变梯度，布置监测膜之应变监测元件。其中，此模拟应变梯度可显示出曲面贴合时之应力应变变化。因此，为了有助于后续监测膜对于曲面之贴合应变梯度的量测，应变监测元件之布置密度与模拟应变梯度的变化值成正比。换言之，依据模拟应变梯度的变化值，变化值越大之区域，应变监测元件之布置密度越高，以有效地量得此区域的应力应变变化，而使后续光学膜之贴合参数的调整更为精准，进而提升贴合效果。

于获得贴合应变梯度后，如操作160所示，监测膜系由曲面移除。然后，依据所获得之贴合应变梯度，贴合另一光学膜于光学元件之曲面上，其中光学膜之贴合参数系依据贴合应变梯度的应力应变变化来调整。

请参照图2A与图2B，其中图2A系绘示依照本发明之一实施例之将监测膜贴合至光学元件前的示意图，且图2B系绘示依照本发明之一实施例之将监测膜贴合至光学元件后的示意图。为测得另一光学元件贴合至曲面光学元件210时的应力应变变化，光学元件210系先藉由监测膜220来量测曲面之贴合应变梯度。其中，光学元件210之全区域均为可视区。监测膜220设有复数个应变监测元件221，其中此些应变监测元件221之排列与分布没有特别之限制。在一些实施例中，此些应变监测元件221系均匀地分布于监测膜220上。在一些实施例中，此些应变监测元件221可依据仿真软件所测得之模拟应变梯度来调整分布密度，以精确地测得光学元件210被贴合时之应力应变变化。

为提升监测膜220贴合至曲面光学元件210之准确性，光学元件210与监测膜220上分别具有虚拟之十字参考线。如此一来，操作人员仅须藉由对准十字参考线，即可将监测膜220准确地贴合至光学元件210上(如图2B所示)。在一些实施例中，为提升监测膜220贴合至光学元件的准确性，监测膜220可为透明之光学膜。

当监测膜220贴合至光学元件210上时，应变监测元件221之电阻将产生变化，故操作人员可进一步测得贴合时之应力应变变化。

由于光学元件210之全区域均为可视区，故监测膜220须由光学元件210上移除，以避免应变监测元件影响可视区之光学性质。接着，当另一光学元件欲贴合至此曲面光学元件210上时，操作人员可依据前述测得之应力应变变化调整曲面之贴合参数，以提升贴合效果。

在一些实施例中，请参照图3A与图3B，其中图3A系绘示依照本发明之一实施例之将已与监测膜贴合的光学膜贴合至光学元件前的示意图，且图3B系绘示依照本发明之一实施例之将已与监测膜贴合的光学膜贴合至光学元件后的示意图。为提升光学膜323贴合至曲面光学元件310时的贴合效果，光学膜323可先贴合至监测膜321上，以形成一结合膜320，再以光学膜330朝向光学元件310之方式，将结合膜320贴合至曲面光学元件310上。

其中，监测膜321设有复数个应变监测元件321a，且光学膜323可涵盖此些应变监测元件321a之设置位置。在一些实施例中，应变监测元件321a可均匀地分布于光学膜323所涵盖之范围内。在一些实施例中，依据仿真软件对曲面光学元件310所测得之模拟贴合应变梯度，应变监测元件321a之分布密度可随之调整，以精确地测得光学元件310被贴合时之应力应变变化，其中模拟贴合应变梯度变化越大之位置，应变监测元件321a之分布密度越高。

当结合膜320贴合至曲面光学元件310时，监测膜321中之应变监测元件321a的电阻会产生变化，而可实时地测得结合膜320贴合之应力应变变化，进而调整结合膜320之贴合参数，以提升结合膜320之贴合效果。由于光学膜323已结合至结合膜320中，故当结合膜320可良好地贴合至光学元件310时，光学膜323亦可具有较佳之贴合效果，而可避免不平整贴合所导致之光学效果劣化。

由于光学元件310之全区域均为可视区，故于结合膜320贴合至光学元件310后，监测膜321系被移除，以留下光学膜323于光学元件310之表面上。在一些实施例中，为避免监测膜321之撕除影响光学膜323之贴合效果，相较于光学膜323与光学元件310之表面间的结合力，光学膜323与监测膜321间之结合力系较弱的。如此一来，用以补偿光学性质的光学膜323即可良好地贴合于光学元件310上。

在一些实施例中，于移除监测膜后，另一光学膜(为明确说明，以下称之为第一光学膜)可直接地贴附于光学元件之曲面上。依据监测膜所量得之贴合应变梯度，将补偿用之光学膜贴合于第一光学膜上，可补偿第一光学膜贴合于光学元件时之应力应变变化。

前述光学元件之曲面可具有可视区与非可视区。其中，当监测膜贴合于曲面时，监测膜之应变监测元件不覆盖可视区。在一些实施例中，此监测膜可覆盖可视区，且覆盖可视区之监测膜系透光的，以避免监测膜影响光学元件之光学效果。在一些实施例中，监测膜系贴合于非可视区上，其中监测膜之应变监测元件不覆盖可视区，且监测膜不覆盖可视区。换言之，监测膜之外型系相符于非可视区。于一实施例中，若光学镜片之可视区之轮廓为圆形，且位于镜片中心，并被非可视区所围绕时，用以量测贴合应变梯度之监测膜的中心亦将具有对应可视区之圆形镂空，以于贴合至曲面后，暴露出可视区。其中，由于监测膜之应变监测元件未覆盖可视区，而不影响光学元件之光学效果，故监测膜可不移除。

请参照图4A与图4B，其中图4A系绘示依照本发明之一实施例之将光学膜贴合至具有可视区与非可视区的光学元件前的示意图，且图4B系绘示依照本发明之一实施例之将光学膜贴合至具有可视区与非可视区的光学元件后的示意图。曲面光学元件410具有可视区410a与非可视区410b，且欲贴合至光学元件410之光学膜420可具有对应可视区410a之第一区域420a与环绕第一区域420a之第二区域420b。其中，第一区域420a系对应光学元件410之可视区410a，且第二区域420b系对应于光学元件410之非可视区410b。于光学膜420中，第二区域420b设有复数个应变监测元件421，但此些应变监测元件421不分布于第一区域420a中，以避免应变监测元件421重迭可视区410a，而可避免应变监测元件421影响可视区410a之光学性质。在一些实施例中，此些应变监测元件421系均匀地分布于第二区域420b上。在一些实施例中，依据仿真软件对光学元件410相对于第二区域420b的区域所测得之仿真贴合应变梯度，应变监测元件421可调整其分布密度。其中，于模拟之拉伸程度较高的位置与应力梯度变化较大之位置，应变监测元件421的分布密度较高。

为了避免光学元件410之可视区410a的光学性质受到影响，光学膜420之第一区域420a可为透光的。在一些实施例中，光学膜420之第一区域420a系镂空的。换言之，光学膜420之第一区域420a系一开孔，而使贴合光学膜420后之光学元件410的可视区410a可被曝露出。在一些实施例中，第一区域420a之面积系相等于可视区410a之面积。在一些实施例中，第一区域420a之面积可略大于可视区410a之面积，以于贴合时，确保光学膜420之第二区域420b不重迭光学元件410之可视区410a，而可提升贴合之准确性。

当光学膜420贴合至光学元件410时，可藉由光学元件410与光学膜420上之十字参考线来对准贴合，以避免光学膜420之第二区域420b或其上之应变监测元件421重迭光学元件410之可视区410a。其次，依据应变监测元件421之电阻变化，操作人员可实时地调整贴合参数，以使光学膜420可良好地贴合于光学元件410上。

据此，当光学膜420贴合至光学元件410后，由于应变监测元件421不阻挡可视区410a，故应变监测元件421不须被移除。在一些实施例中，因光学膜420之第二区域420b不与可视区410a重迭，故光学膜420之第二区域420b可选择性地配置触控电极、其他适当之组件，或上述组件结构之任意组合。在此些实施例中，光学膜420之基材可使用一般触控膜之基材，且应变监测元件421可使用相同于触控电极之材料来制作。因此，此监测膜可量测贴合应变梯度，并同时具有触控功能，而可减少制程工序，并可减少光学元件之膜片数量。

依据前述与非可视区410b重迭之应变监测元件421所量得的贴合应变梯度，另一光学膜可贴合于光学膜420上。其中，此另一光学膜可覆盖光学元件410之可视区410a。

依据前述之说明可知，本发明之曲面贴合的应变监测方法可藉由监测膜之应变监测元件量测获得贴合时之贴合应变梯度，以于将目标光学膜贴合至光学元件时，调整贴合参数，而可提升目标光学膜之曲面贴合效果。其中，依据所获得之贴合应变梯度，光学膜之贴合制程的应力应变变化可实时被监控，故贴合所施加之应力与其方向可精准且立即地被调控，进而可抑制贴合所引起之光学劣化。

利用监测膜所测得之贴合应变梯度，藉由多阶段之应力施加，光学膜亦可良好地贴合于具有变曲率曲面之光学元件上。

本发明之曲面贴合的应变监测方法亦可使监测膜之应变监测元件不覆盖光学元件之非可视区，而不须移除监测膜。再者，藉由材料与基材的选用，触控膜之触控电极可结合并设置于监控膜中，而使监测膜同时具有触控与监测贴合应变梯度的功效，进而可减少制作触控元件的制程工序，并降低其膜片数量。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (7)

1.一种曲面贴合的应变监测方法，其特征在于，该应变监测方法包含：

提供一光学元件，其中该光学元件具有一曲面；

贴合一监测膜于该曲面上，其中该监测膜具有复数个应变监测元件，且该些应变监测元件系配置以量测该监测膜的贴合应变梯度；

移除该监测膜；以及

依据该贴合应变梯度，贴合一光学膜于该曲面上。

2.如权利要求1所述之曲面贴合的应变监测方法，其特征在于，该些应变监测元件为复数个应变规。

3.如权利要求1所述之曲面贴合的应变监测方法，其特征在于，该监测膜系贴合于一变曲率曲面上。

4.如权利要求3所述之曲面贴合的应变监测方法，其特征在于，于贴合该监测膜前，该应变监测方法更包含：

进行一模拟贴合制程，以获得该曲面的模拟应变梯度；以及

根据该模拟应变梯度，布置该监测膜之该些应变监测元件，其中该些应变监测元件的布置密度与该模拟应变梯度的变化值成正比。

5.如权利要求1所述之曲面贴合的应变监测方法，其特征在于，该些应变监测元件不覆盖该光学元件的每一个可视区。

6.如权利要求5所述之曲面贴合的应变监测方法，其特征在于，该监测膜覆盖该每一个可视区。

7.如权利要求5所述之曲面贴合的应变监测方法，其特征在于，于该贴合该监测膜于该曲面之操作中，设于该监测膜上的每一个触控电极不覆盖该每一个可视区。

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