TWI600917B - 一種光變焦方法與模組及其應用 - Google Patents

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TWI600917B
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Description

一種光變焦方法與模組及其應用
本發明係關於一種光變焦方法與模組，尤指一種可產生3D效果及調整3D效果的光變焦方法與模組及其應用。
在數位電子看板的發展下，高解析度平面的影像已經成為必要的條件，而如今想要更吸引消費者的注意，已經逐漸發展出3D立體影像的技術，讓消費者有如身歷其境，感受更加深刻，以藉此吸引消費者的注意，達到資訊傳遞的效果，也更能達到廣告的效益。
一般來說，數位看板的裸視3D技術主要是利用兩眼觀賞角度具有差異和視覺暫留原理，在大腦構成3D影像；惟，目前3D數位看板的製作流程繁瑣複雜，將各件光學板、LED、電路板、基座及外箱等，經由人工組裝的方式將各零件透過機構卡位的方式組裝，不僅體積龐大、零件眾多，後 續的人工維護保養不易。此外，現有的數位看板的3D效果需要調整時，通常是使用液晶螢幕來達成，因而大幅增加設置上的成本。此外，在現有的技術上，因為現有的材料無法在封裝過程中通過回焊步驟，故目前的LED並無法應用變焦材料，因而無法以LED顯示看板組成3D顯示的部件。
有鑑於此，本發明人為達到上述目的，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。
鑒於上述之發明背景中所述先前技藝之缺點，為了符合產業上之要求，本發明提供一種光變焦方法及其模組與應用，特別是關於一種形成可變焦光學元件之材料及其製備方法，藉由簡單且低成本地方式可得到適合一種形成可變焦光學元件之材料及其製備方法。尤其，本發明採用可回焊之材料形成可變焦光學元件，如此將可省略長時間的後處理程序，亦可降低裝置的體積。
本發明之一目的提供一種發光模組，包括基座、設置於基座的發光元件、第一可形變元件、第一透鏡及第一控制單元。第一可形變元件設置於基座；第一透鏡設置在基座並位在發光元件上方，第一控制單元電性連接第一可形變元件， 外部電力受第一控制單元控制而驅動第一可形變元件產生一變形；其中，發光元件及第一透鏡之間的距離係透過第一可形變元件的變形帶動而變化，其更包括第二透鏡，以提供可進行2D/3D效果切換的發光模組。
相較於習知，本發明之發光模組係設置有受外部電力驅動而能夠產生變形的可形變元件，並藉由可形變元件產生收縮或延展的變形而同時帶動透鏡產生收縮或延展的作動；據此改變透鏡相對於發光元件的距離(亦即改變透鏡的焦距)，進而提供不同的發光效果，因此可應用在需求不同照明規格的應用上，簡化不同產品規格時的設計流程；再者，本發明可結合另一透鏡，以使人眼視發光模組所發出的光線時產生立體效果。
本發明之另一目的在於提供一種形成可變焦光學元件之材料，藉由本發明之材料組成，才能在高溫回焊以形成變焦光學元件，並進而組成變焦光學模組以控制成像焦距，藉以達成LED的3D顯示效果。
根據本發明之高溫回焊材料，本發明之再一目的提供一種可變焦光學模組，其藉由一形變元件的外觀變化帶動與之結合之可變焦光學元件的變形以調節可變焦光學元件的透光區之光學焦距。其中上述之形變元件係環狀包圍可變焦光學元件於其中以形成該透光區，藉由形變元件的膨脹與收縮形變造成該可變焦光學元件的伸縮形變，以達成該可變焦光學元 件的透光區之焦距變化。可變焦光學模組可進一步組成至少一光學變焦陣列(ARRAY)，並藉由控制該陣列(ARRAY)的該變焦元件的焦距達成3D顯像的效果。
本發明之再一目的在於提供一可變焦之3D像素元件，且至少一個可變焦之3D像素元件皆可組合而成一個3D顯示裝置，藉由一變焦結構改變其上搭載之透鏡曲率或角度，並藉此處理光源所顯示之圖像平面影像後，導致在3D像素元件前方的左右眼，形成不同的視差效果。
根據本發明上述之目的，提供一種3D顯像的方法，該3D顯像的方法包含：提供至少一光學變焦陣列，該至少一光學變焦陣列具有複數個可變焦光學模組，其中，每個該可變焦光學模組具有一形變元件與一具有一透光區之可變焦光學元件，該可變焦光學元件係與該形變元件結合；藉由一控制模組產生一控制訊號以控制該至少一光學變焦陣列之複數個可變焦光學模組；位於該控制訊號預定產生焦距變化位置上之可變焦光學模組之該形變元件的外觀根據該控制訊號產生變化並帶動該可變焦光學元件的變形以調節該透光區之光學焦距，以便於該至少一光學變焦陣列藉此達成3D顯像的效果。其中上述之形變元件更包含一壓電元件，該壓電元件係環狀包圍該可變焦光學元件於其中以形成該透光區，藉由該控制訊號控制該壓電元件的膨脹與收縮以帶動該可變焦光學元件的透光區伸縮形變，並藉此達成該透光區的焦距變化。
根據本發明之實施例，提供一種發光模組，包括：一基座；一發光元件，設置於該基座；一第一可形變元件，設置於該基座上；一第一透鏡，設置在該基座並位在該發光元件上方；以及一第一控制單元，電性連接第一可形變元件，一外部電力受該第一控制單元控制而驅動第一可形變元件產生一變形，其中，發光元件及該第一透鏡之間的距離係透過該第一可形變元件的變形帶動而變化。其中第一可形變元件對應該發光元件具有一第一透光區，第一透鏡接合該第一可形變元件並對應第一透光區而設置。其中第一透鏡係與第一可形變元件嵌入成型，第一透鏡的周緣係接合第一透光區的周緣。其中第一可形變元件設置在基座，發光元件接合第一可形變元件並安置在該第一可形變元件上。其更包括一第二透鏡，第一透鏡接合第一可形變元件並設置在第二透鏡及該發光元件之間，第一透鏡受第一可形變元件的變形帶動而作延展或收縮。其更包括一第二控制單元及電性連接該第二控制單元的一第二可形變元件，第一可形變元件設置在基座，且發光元件接合第一可形變元件並安置在第一可形變元件上，第二透鏡接合該第二可形變元件並設置在該第一透鏡及該發光元件之間，第二透鏡受該第二可形變元件的變形帶動而作延展或收縮。其更包括一第二控制單元及電性連接該第二控制單元的一第二可形變元件，該第一透鏡接合該第一可形變元件，該第二透鏡接合該第二可形變 元件並設置在該第一透鏡及該發光元件之間，該第二透鏡受該第二可形變元件的變形帶動而作延展或收縮。發光模組更包含一第三可形變元件及一第三控制單元，該第三可形變元件電性連接該第三控制單元，該發光元件接合該第三可形變元件，並受該第三可形變元件的變形帶動。其中上述之第一透鏡接合該第三可形變元件，並受該第三可形變元件的變形帶動。
根據本發明之目的，提供一種形成可變焦光學元件之材料，形成可變焦光學元件之材料包含：一含矽高分子，含矽高分子選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚二甲基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷/聚乙二醇共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚乙烯共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚丙烯共聚物和聚二甲基矽氧烷/聚丙烯酸酯共聚物；一熱固型高分子，該熱固型高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：環氧基高分子、尿素甲醛高分子和酚甲醛高分子；與含矽高分子與熱固型高分子的重量百分比係介於0.1~50wt%。上述之環氧基高分子更包含聚甲基丙烯酸環氧乙酯和聚丙烯酸環氧乙酯。其中上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，聚二甲基矽氧烷之密度為0.8~1.2g/cm3。其中上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量平均分子量在1.000~100,000道爾吞(Dalton)。其中上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯 酸環氧乙酯所組成時，其中上述之聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量百分比例在30~70wt%。
根據本發明之目的，提供一種可變焦光學模組，可變焦光學模組包含：一具有一透光區之變焦光學元件；與一形變元件，該形變元件係與該變焦光學元件結合，並藉由該形變元件的外觀變化帶動該變焦光學元件的變形以調節該透光區之光學焦距，其中上述之形變元件更包含一壓電元件，該壓電元件係環狀包圍該變焦光學元件於其中以形成該透光區，藉由該壓電元件的膨脹與收縮形變造成該變焦光學元件的伸縮形變，以達成該透光區的焦距變化。其中上述之可變焦光學元件之組成包含前述目的之材料。其中上述之可變焦光學模組更包含一發光元件，該發光元件係位於該透光區之上，上述之光學模組係與一攝像模組電性耦合，藉由該攝像模組之距離偵測控制該可變焦光學模組之該發光元件投射光源之距離。其中，光學模組可組成至少一光學變焦陣列(ARRAY)，並藉由控制該陣列(ARRAY)的該變焦光學元件的焦距達成3D顯像的效果。
根據本發明之目的，提供一種3D顯像的方法，該3D顯像的方法包含：提供至少一光學變焦陣列，至少一光學變焦陣列具有複數個可變焦光學模組，其中，每個可變焦光學模組具有一形變元件與一具有一透光區之可變焦光學元件，可變焦光學元件係與形變元件結合；藉由一控制模組產生一控制訊號以控制至少一光學變焦陣列之複數個可變焦光學 模組；位於控制訊號預定產生焦距變化位置上之可變焦光學模組之形變元件的外觀根據控制訊號產生變化並帶動可變焦光學元件的變形以調節透光區之光學焦距，以便於至少一光學變焦陣列藉此達成3D顯像的效果。其中上述之形變元件更包含一壓電元件，該壓電元件係環狀包圍該變焦元件於其中以形成該透光區，藉由該控制訊號控制該壓電元件的膨脹與收縮以帶動該變焦元件的伸縮形變，並藉此達成該透光區的焦距變化。
根據本發明之目的，提供一種可變焦之3D像素元件，該可變焦之3D像素元件包含：至少一光源，該至少一光源用於顯示圖像平面影像；與至少一透鏡，至少一透鏡位於該至少一光源上；與一變焦結構，該變焦結構用以改變該至少一透鏡之曲率，且該至少一透鏡搭載於該變焦結構之上，藉由該變焦結構改變該至少一透鏡之曲率以變化該至少一光源所顯示之圖像平面影像的焦距後，據此使得在3D像素元件前方的視覺形成不同的視差效果。其中上述之可變焦之3D像素元件可組合成一3D顯示裝置，該3D顯示裝置更包含至少一驅動裝置以驅動可變焦之3D像素元件而形成不同的3D視差效果。其中上述之至少一光源所顯示的右影像的像素與左影像的像素之光線，係通過該對應的可變焦之3D像素元件上的該至少一透鏡後，使得該右影像的所有該像素投射至觀看者的右眼，該左影像的所有該像素投射至該觀看者的左眼。其中上述之可變焦之3D像素元件之組成包含前述目的之材料。
1、1a~1f、1b’‧‧‧發光模組
10、10a~10f‧‧‧基座
20、20a~20f‧‧‧發光元件
30、30a~30f‧‧‧第一可形變元件
300‧‧‧透光區
40、40a~40f、40b’‧‧‧第一透鏡
401‧‧‧第一入射面
402‧‧‧第一出光面
41b‧‧‧固態透鏡
42b‧‧‧液態透鏡
50、50a~50f‧‧‧第一控制單元
60b~60d、60f‧‧‧第二透鏡
70c~70d、70f‧‧‧第二可形變元件
80c~80d、f‧‧‧第二控制單元
90c、90f‧‧‧第三可形變元件
100c、100f‧‧‧第三控制單元
200‧‧‧可變焦光學模組
200A‧‧‧光學變焦陣列
210‧‧‧可變焦光學元件
210A‧‧‧透光區
220‧‧‧形變元件
230‧‧‧發光元件
240‧‧‧攝像模組
250‧‧‧控制模組
300‧‧‧可變焦之3D像素元件
310‧‧‧至少一光源
320‧‧‧變焦結構
330‧‧‧至少一透鏡
340‧‧‧控制器
圖1係本發明之發光模組的分解剖視圖；圖2係本發明之發光模組的組合剖視圖；圖3係本發明之發光模組的第一透鏡的延展示意圖；圖4係本發明之發光模組的第一透鏡的收縮示意圖；圖5係本發明之發光模組的第二實施例；圖6係本發明之發光模組的第三實施例；圖7係本發明之發光模組結合第二透鏡的矩陣排列示意圖；圖8係本發明之發光模組的第一透鏡的另一實施態樣；圖9係本發明之發光模組的第四實施例；圖10係本發明之發光模組的第五實施例；圖11係本發明之發光模組的第六實施例；圖12係本發明之發光模組的第七實施例；圖13係本發明之第九實施例的可變焦光學模組；圖14係本發明之第九實施例的可變焦光學模組；圖15係本發明之第九實施例的可變焦光學模組；圖16係本發明之第十實施例的可變焦光學模組。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發明的施行並未限定於該領域之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的組成或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
根據本發明之一第一實施例，請參照圖1及圖2，係分別為本發明之發光模組的分解剖視圖及組合剖視圖。本發明之發光模組1包括一基座10、一發光元件20、一第一可形變元件30、一第一透鏡40及一第一控制單元50。該發光元件20、該第一可形變元件30及該第一透鏡40皆設置在該基座10上，並透過樹脂(圖未示)等封裝為一體。該第一控制單元50係電性連接該第一可形變元件30，用以控制該第一可形變元件30產生一變形。
該發光元件20設置於該基座10。該發光元件20係作為光源而可設置為一發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)、一有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)或一雷射(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,Laser)等，其光源類型並不限制。
該第一可形變元件30係為耐高溫材質構成，較佳地，該第一可形變元件30必需經得起回焊的製程(攝氏260度以上)中的高溫而不致產生破壞。該第一可形變元件30設置於該基座10並位在該發光元件20上方，且該第一可形變元件30對應該發光元件20具有一透光區300。
要說明的是，該第一可形變元件30可設置為一壓電材料片，因此，該第一可形變元件30可在一電壓作用下產生延展或收縮，亦即，該第一可形變元件30在不同作用下會產生不同的延展或收縮量，故前述外部電力的提供為一電壓。另外，該可形變元件30還可設置為一記憶金屬片或一複合材料片，該可形變元件30可在一溫度作用下產生延展或收縮的變形，亦即，該可形變元件30在不同溫度作用下會產生不同的延展或收縮量，故前述外部電力係提供對該可形變元件30進行加熱所需要的電力，使該可形變元件30在溫度改變下產生延展或收縮變形。
該第一透鏡40係為耐高溫材質構成，如耐高溫的矽樹脂或合成樹脂等所構成，更詳細地說，該第一透鏡40必需經得起回焊的製程(攝氏260度以上)高溫而不致產生破壞。又，該第一透鏡40係接合該第一可形變元件30，該第一透鏡40係設置在該基座並對應該透光區300而設置在該發光元件20上方。
再者，該第一透鏡40及該第一可形變元件30的接合方式並不限制。本實施例中，該第一透鏡40可與該第一可形變元件30作嵌入成型(Insert Molding)，該第一透鏡40的周緣係接合該透光區300的周緣。又，於本實施例中，該第一透鏡40係為一柱狀透鏡或一複合透鏡，，如包含二片以上不同曲率的鏡片(如凹、凸透鏡等)或二種以上不同類型的鏡片(如固態透鏡、液態透鏡等)。
第一控制單元50電性連接第一可形變元件30，一外部電力受第一控制單元50控制而驅動第一可形變元件30產生一變形。第一可形變元件30透過其變形而帶動第一透鏡40作延展或收縮。也就是說，當該第一可形變元件30設置為一壓電材料片時，外部電力受該第一控制單元50的控制而提供一電壓，該第一可形變元件30會在該電壓作用下產生延展或收縮。另一方面，當該第一可形變元件30設置為一記憶金屬片或一複合材料片時，外部電力受該第一控制單元50的控制而提供對該第一可形變元件30進行加熱所需要的電力，該第一可形變元件30會在溫度改變下產生延展或收縮變形。
請續參照圖3及圖4，係分別為本發明之發光模組的第一透鏡的延展示意圖及收縮示意圖。如圖3所示，該第一透鏡40與該發光元件20距離最短的一側為一第一入射面401，該第一透鏡40與該發光元件20距離最長的另一側為一第一出光面402。本發明發光模組1透過該第一控制單元50 的控制，將一外部電壓傳送至該可形變元件30時，該第一可形變元件30會產生延展作動，並同時帶動該第一透鏡40產生收縮作動。據此，當該第一透鏡40收縮時，該第一入射面401與該第一出光面402相對於該發光元件20的距離會變大。
同理，如圖4所示，當另一外部電壓傳送至該第一可形變元件30時，該第一可形變元件30會產生收縮作動，並同時帶動該第一透鏡40產生延展作動。據此，當該第一透鏡40延展時，該第一入射面401與該第一出光面402相對於該發光元件20的距離會變小。
從上述可知，發光模組1的第一透鏡40透過該第一可形變元件30帶動而產生收縮或延展，進而改變第一透鏡40相對於該發光元件20的距離；亦即，第一透鏡40相對於該發光元件20的距離可透過該第一控制單元50的控制而改變。據此，發光模組1可視實際需求，並透過改變第一透鏡40相對於該發光元件20的距離而提供不同的3D發光效果。
請另參照圖5，係為本發明之發光模組的一第二實施例。如圖5所示，發光模組1a包括一基座10a、一發光元件20a、一第一可形變元件30a、一第一透鏡40a及一第一控制單元50a。該第一控制單元50a係電性連接該第一可形變元件30a，用以控制該第一可形變元件30a產生一變形。
本實施例相較於前一實施例不同的地方在於該第一可形變元件30a設置在該基座10a，且該發光元件20a接合 該第一可形變元件30a並安置在該第一可形變元件30a上；據此，該發光元件20a及該第一透鏡40a之間的距離係透過該第一可形變元件30a的變形帶動該發光元件20a而變化，進而改變該發光模組1a照明時所產生的3D效果。
請再參照圖6，係為本發明之發光模組的一第三實施例。如圖6所示，發光模組1b包括一基座10b、一發光元件20b、一第一可形變元件30b、一第一透鏡40b及一第一控制單元50b。該第一控制單元50b係電性連接該第一可形變元件30b，用以控制該第一可形變元件30b產生一變形。
本實施例相較於前一實施例不同的地方在於發光模組1b更包括一第二透鏡60b。該第一透鏡40b設置為一單一(片)透鏡，如凸透鏡等；又，該第二透鏡60b為一柱狀透鏡。惟實際實施時，該第一透鏡40b或該第二透鏡60b亦可設置為複合透鏡，如包含二片以上不同曲率的鏡片(如凹、凸透鏡等)或二種以上不同類型的鏡片(如固態透鏡、液態透鏡等)。
承上述，該第一透鏡40b接合該第一可形變元件30b並設置在該第二透鏡60b及該發光元件20b之間，該第一透鏡40b受該第一可形變元件30b的變形帶動而作延展或收縮，該第二透鏡60b則是設置在該第一透鏡40b的外側以提供3D立體效果。該發光元件20b及該第一透鏡40b之間的距離係透過該第一可形變元件30b的變形帶動該第一透鏡40b而變化。藉此，該發光模組1b可改變照明時所產生的3D效果。
請另參照圖7，係為本發明之發光模組結合第二透鏡的矩陣排列示意圖。如圖6所示，本發明可將多數個發光模組1b呈矩陣排列，藉此構成一顯示看板而呈現所需要的圖案，其中，該第二透鏡60b設置在該第一透鏡40b的外側(上方)。要說明的是，藉由該第二透鏡60b的設置，當人眼視該發光模組1b所發出的光線時可產生立體效果。
請續參照圖8，係為本發明之發光模組的第一透鏡的另一實施態樣。本實施例中，發光模組1b’包括一基座10b、一發光元件20b、一第一可形變元件30b、一第一透鏡40b’、一控制單元50b及一第二透鏡60b。本實施例不同的地方在於該第一透鏡40b’係設置為一複合透鏡。
第一透鏡40b’係包含一固態透鏡41b及設置在該固態透鏡41b內的一液態透鏡42b。如前所述，該第一可形變元件30b會產生延展或收縮作動，並同時帶動該第一透鏡40b’的固態透鏡41b產生延展或收縮作動，同時，該液態透鏡42b則會隨著該固態透鏡41b的延展或收縮而產生形變。據此，該第一透鏡40b’的固態透鏡41b及液態透鏡42b皆隨著該第一可形變元件30b的變形而改變相對於該發光元件20b的距離。藉此，該發光模組1b’可改變照明時所產生的3D效果。
請再參照圖9，係為本發明之發光模組的一第四實施例。如圖9所示，發光模組1c包括一基座10c、一發光元件20c、一第一可形變元件30c、一第一透鏡40c、一第一控制 單元50c、一第二透鏡60c、一第二可形變元件70c及一第二控制單元80c；其中，該第一透鏡40c為一柱狀透鏡，該第二透鏡60c則為一單片式透鏡。該第一控制單元50c係電性連接該第一可形變元件30c，用以控制該第一可形變元件30c產生一變形；又，該第二可形變元件70c電性連接該第二控制單元80c，用以控制該第二可形變元件70c產生一變形。
第一可形變元件30c設置在該基座10c，且該發光元件20c接合該第一可形變元件30c並安置在該第一可形變元件30c上；據此，該發光元件20c及該第一透鏡40c之間的距離係透過該第一可形變元件30c的變形帶動該發光元件20c而變化。再者，該第二透鏡60c接合該第二可形變元件70c並設置在該第一透鏡40c及該發光元件20c之間，該第二透鏡60c受該第二可形變元件70c的變形帶動而作延展或收縮，該發光元件20c及該第二透鏡60c之間的距離係透過該第二可形變元件60c的變形帶動該第二透鏡60c而變化。藉此設置，該發光模組1c可透過該第一可形變元件30c或該第二可形變元件70c的變形帶動進而改變照明時所產生的3D效果。
請另參照圖10，係為本發明之發光模組的一第五實施例。如圖10所示，發光模組1d包括一基座10d、一發光元件20d、一第一可形變元件30d、一第一透鏡40d、一第一控制單元50d、一第二透鏡60d、一第二可形變元件70d及一第二控制單元80d；其中，該第一透鏡40d為一單片式透鏡， 該第二透鏡60d則為一柱狀透鏡。該第一控制單元50d係電性連接該第一可形變元件30d，用以控制該第一可形變元件30d產生一變形；又，該第二可形變元件70d電性連接該第二控制單元80d，用以控制該第二可形變元件70d產生一變形。
本實施例中，該第一透鏡40d係接合該第一可形變元件30d，該第一透鏡40d係設置在該發光元件20d上方，該發光元件20d及該第一透鏡40d之間的距離係透過該第一可形變元件30d的變形帶動該第一透鏡40d而變化。再者，該第二透鏡60d接合該第二可形變元件70d並設置在該第一透鏡40d及該發光元件20d之間，該第二透鏡60d受該第二可形變元件70d的變形帶動而作延展或收縮，該發光元件20d及該第二透鏡60d之間的距離係透過該第二可形變元件70d的變形帶動該第二透鏡60d而變化。藉此設置，該發光模組1d可透過該第一可形變元件30d或該第二可形變元件70d的變形帶動進而改變照明時所產生的3D效果。
請續參照圖11，係為本發明之發光模組的一第六實施例。如圖11所示，發光模組1e包括一基座10e、一發光元件20e、一第一可形變元件30e、一第一透鏡40e、一第一控制單元50e、一第二可形變元件70e及一第二控制單元80e；其中，該第一透鏡40e為一柱狀透鏡。該第一控制單元50e係電性連接該第一可形變元件30e，用以控制該第一可形變元件30e產生一變形；又，該第二可形變元件70e電性連接該第二 控制單元80e，用以控制該第二可形變元件70e產生一變形。
本實施例中，該第一透鏡40e係接合該第一可形變元件30e，該第一透鏡40e係設置在該發光元件20e上方，該發光元件20e及該第一透鏡40e之間的距離係透過該第一可形變元件30e的變形帶動該第一透鏡40e而變化。再者，該第二可形變元件70e設置在該基座10e，且該發光元件20e接合該第二可形變元件70e並安置在該第二可形變元件70e上，該發光元件20e及該第一透鏡40e之間的距離係透過該第二可形變元件70e的變形帶動該發光元件20e而變化。藉此設置，該發光模組1e可透過該第一可形變元件30e或該第二可形變元件70e的變形帶動進而改變照明時所產生的3D效果。
請再參照圖12，係為本發明之發光模組的一第七實施例。如圖12所示，發光模組1f包括一基座10f、一發光元件20f、一第一可形變元件30f、一第一透鏡40f(柱狀透鏡)、一第一控制單元50f、一第二透鏡60f(單片式透鏡)、一第二可形變元件70f、一第二控制單元80f、一第三可形變元件90f及一第三控制單元100f。該第一控制單元50f電性連接該第一可形變元件30f，用以控制該第一可形變元件30f產生一變形；又，該第二可形變元件70f電性連接該第二控制單元80f，用以控制該第二可形變元件70f產生一變形；此外，該第三可形變元件90f電性連接該第三控制單元100f，用以控制該第三可形變元件90f產生一變形。
本實施例中，該第一透鏡40f係接合該第一可形變元件30f，該第一透鏡40f係設置在該發光元件20f上方，該發光元件20f及該第一透鏡40f之間的距離透過該第一可形變元件30f的變形帶動而變化。再者，該第二透鏡60f接合該第二可形變元件70f並設置在該第一透鏡40f及該發光元件20f之間，該第二透鏡60f受該第二可形變元件70f的變形帶動而作延展或收縮，該發光元件20f及該第二透鏡60f之間的距離係透過該第二可形變元件70f的變形帶動該第二透鏡60f而變化。此外，該第三可形變元件90f設置在該基座10f，且該發光元件20f接合該第三可形變元件90f並安置在該第二可形變元件90f上，該發光元件20f及該第一透鏡40f之間的距離係透過該第三可形變元件70f的變形帶動該發光元件20f而變化。藉此設置，該發光模組1f可透過該第一可形變元件30f、該第二可形變元件70f或該第三可形變元件90f的變形帶動進而改變照明時所產生的3D效果。
根據本發明之第八實施例，揭露一種形成可變焦光學元件之材料，包括：一含矽高分子，該含矽高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚二甲基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷/聚乙二醇共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚乙烯共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚丙烯共聚物和聚二甲基矽氧烷/聚丙烯酸酯共聚物；一熱固型高分子，該熱固型高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：環氧基高分子、尿素甲醛高分子和酚甲 醛高分子；與該含矽高分子與該熱固型高分子的重量百分比係介於0.1~50wt%。上述之形成可變焦光學元件之材料。其中上述之環氧基高分子更包含聚甲基丙烯酸環氧乙酯和聚丙烯酸環氧乙酯。此外，上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，該聚二甲基矽氧烷之密度為0.8~1.2g/cm3。而且，上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，該聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量平均分子量在1.000~100,000道爾吞(Dalton)。
於本實施例中，上述之形成可變焦光學元件之材料，其中上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，其中上述之聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量百分比例在30~70wt%。
根據本發明之第九實施例，參考圖13所示，本發明揭露一種可變焦光學模組200，其係包含一具有一透光區210A之變焦光學元件210與一形變元件220，該形變元件220係與該變焦光學元件210結合，並藉由該形變元件220的外觀變化帶動該變焦光學元件210的變形以調節該透光區210A之光學焦距。其中，上述之形變元件220更包含一壓電元件，該壓電元件係環狀包圍該變焦光學元件210於其中以形成該透光區210A，藉由該壓電元件的膨脹與收縮形變造成該變焦光學元件210的伸縮形變，以達成該變焦光學元件210的焦距變 化。且上述之變焦光學元件210之組成如前述本發明之第二實施例所述。再者，上述之可變焦光學模組200更包含一發光元件230以發射光源，該發光元件230藉由該透光區210A透射光源，如圖14所示，其中上述之變焦光學元件210之材料組成係如本發明之第二實施例所述。
上述之可變焦光學模組200係與一攝像模組240電性耦合，藉由該攝像模組240之距離偵測控制該可變焦光學模組200之該發光元件230投射光源之距離。上述之可變焦光學模組200可組成至少一光學變焦陣列(ARRAY)200A，並藉由控制該光學變焦陣列(ARRAY)200A的每個該變焦光學元件210的焦距以達成3D顯像的效果，如圖15所示。
於本實施例中，揭露一種3D顯像的方法，該3D顯像的方法包含：提供如本發明之第三實施例所述之至少一光學變焦陣列200A，藉由一控制模組250產生一控制訊號以控制至少一光學變焦陣列200A之複數個可變焦光學模組200；位於該控制訊號預定產生焦距變化位置上之可變焦光學模組200之形變元件220的外觀根據該控制訊號產生變化並帶動該可變焦光學元件210的變形以調節該透光區210A之光學焦距，以便於發光元件230所發射之一般光源或帶有圖像的光源能透過透光區210A之變焦效應產生變焦效果，更藉此達成3D顯像的效果。其中上述之可變焦光學模組之架構係如本發明之第三實施例所述，其材料組成係如本發明之第二實施例所述。
根據本發明之第十實施例，參考圖16所示，提供一可變焦之3D像素元件300，且至少一個可變焦之3D像素元件皆可組合而成一個3D顯示裝置，可變焦之3D像素元件300包含：用於顯示圖像平面影像之至少一光源310，例如白色LED、OLED；位於至少一光源310上之至少一透鏡330，至少一透鏡330具有可改變曲率之材料組成，如第二實施例所示；一變焦結構320，變焦結構320用以改變透鏡330之曲率或角度，在變焦結構320上搭載至少一透鏡330。藉由變焦結構320改變至少一透鏡330之曲率以變化光源310所顯示之圖像平面影像的焦距後，使得在3D像素元件前方的視覺形成不同的視差效果。據此，上述之變焦結構320可分別在不同距離下改變觀賞者左右眼的3D視覺角度，並使得每個3D像素元件都成為左眼或右眼不同的視差像素，再經由控制器340分別驅動3D像素元件而形成不同的3D視差效果，其中，每個光源310所顯示的右影像的像素與左影像的像素之光線，係通過該對應的可變焦之3D像素元件300上的至少一透鏡330後，使得該右影像的所有該像素投射至觀看者的右眼，該左影像的所有該像素投射至該觀看者的左眼。
於本實施例中，揭露一種3D顯示方法為至少一光源310，經由變焦結構320可任意改變其上的至少一透鏡330之曲率進而造成裝置前方的觀賞者的左右眼角度，其即可為一左眼或右眼的3D獨立顯示裝置，並經由至少一驅動裝置 340分別驅動複數個左右眼裝置進而達成3D顯示效果。每個可變焦之3D像素元件300都具有成為左眼或右眼不同視差像素，經至少一驅動裝置340分別驅動可變焦之3D像素元件300而形成不同的3D視差效果。其另一方法將可改變視角的每一個3D獨立像素組合而成一個3D畫面，在驅動左右眼畫素後讓人眼造成視差而達成3D效果。
以上雖以特定實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，熟悉本技藝者瞭解在不脫離本發明的意圖及範圍下可進行各種變形或變更或各實施例之交互組合應用。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

Claims (21)

  1. 一種形成可變焦光學元件之材料，該形成可變焦光學元件之材料包含：一含矽高分子，該含矽高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚二甲基矽氧烷、聚二 甲基矽氧烷/聚乙二醇共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚 乙烯共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚丙烯共聚物和聚二 甲基矽氧烷/聚丙烯酸酯共聚物；一熱固型高分子，該熱固型高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：環氧基高分子、尿素 甲醛高分子和酚甲醛高分子，其中上述之環氧基高分子更包含：聚甲基丙烯酸環氧乙酯和聚丙烯酸環氧乙酯；與該含矽高分子與該熱固型高分子的重量百分比係介於0.1~50wt%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之形成可變焦光學元件之材料，其中上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，該聚二甲基矽氧烷之密度為0.8~1.2g/cm3。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之形成可變焦光學元件之材料，其中上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基 矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，該聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量平均分子量在1.000~100,000道爾吞(Dalton)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之形成可變焦光學元件之材料，其中上述之形成可變焦光學元件之材料係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，其中上述之聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量百分比例在30~70wt%。
  5. 一種可變焦光學模組，該可變焦光學模組包含：一具有一透光區之變焦光學元件；與一形變元件，該形變元件係與該變焦光學元件結合，並藉由該形變元件的外觀變化帶動該變焦光學元件的變形以調節該透光區之光學焦距，其中上述之變焦光學元件之組成包含：一含矽高分子，該含矽高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚二甲基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷/聚乙二醇共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚乙烯共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚丙烯共聚物和聚二甲基矽氧烷/聚丙烯酸酯共聚物；一熱固型高分子，該熱固型高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：環氧基高分子、尿素甲醛高分子和酚甲醛高分子，其中上述之環氧基高分子更包含：聚甲基丙烯酸環氧乙酯和聚丙烯酸環氧乙酯；與 該含矽高分子與該熱固型高分子的重量百分比係介於0.1~50wt%。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之可變焦光學模組，其中上述之形變元件更包含一壓電元件，該壓電元件係環狀包圍該變焦光學元件於其中以形成該透光區，藉由該壓電元件的膨脹與收縮形變造成該變焦光學元件的伸縮形變，以達成該變焦光學元件的焦距變化。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之可變焦光學模組，其中上述之可變焦光學元件之組成係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，該聚二甲基矽氧烷之密度為0.8~1.2g/cm3。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之可變焦光學模組，其中上述之變焦光學元件之組成係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，該聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量平均分子量在1.000~100,000道爾吞(Dalton)。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之可變焦光學模組，其中上述之變焦光學元件之組成係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，其中上述之聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量百分比例在30~70wt%。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之可變焦光學模組，該可變 焦光學模組更包含一發光元件以發射光源，該發光元件藉由該透光區透射光源。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之可變焦光學模組，該可變焦光學模組係與一攝像模組電性耦合，藉由該攝像模組之距離偵測控制該可變焦光學模組之該發光元件投射光源之距離。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之可變焦光學模組，該可變焦光學模組可組成至少一光學變焦陣列(ARRAY)，並藉由控制該陣列(ARRAY)的該變焦光學元件的焦距達成3D顯像的效果。
  13. 一種可變焦之3D像素元件，該可變焦之3D像素元件包含：至少一光源，該至少一光源用於顯示圖像平面影像；與至少一透鏡，至少一透鏡位於該至少一光源上；與一變焦結構，該變焦結構用以改變該至少一透鏡之曲率，且該至少一透鏡搭載於該變焦結構之上，藉由該變焦結構改變該至少一透鏡之曲率以變化該至少一光源所顯示之圖像平面影像的焦距後，據此使得在3D像素元件前方的視覺形成不同的視差效果，其中上述之至少一透鏡具有可改變曲率之材料組成，包含：一含矽高分子，該含矽高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚二甲基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷/聚乙二醇 共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚乙烯共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚丙烯共聚物和聚二甲基矽氧烷/聚丙烯酸酯共聚物；一熱固型高分子，該熱固型高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚甲基丙烯酸環氧乙酯和聚丙烯酸環氧乙酯、尿素甲醛高分子和酚甲醛高分子；與該含矽高分子與該熱固型高分子的重量百分比係介於0.1~50wt%，其中上述之至少一透鏡具有可改變曲率之材料組成係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，該聚二甲基矽氧烷之密度為0.8~1.2g/cm3。
  14. 如請求項13所述之可變焦之3D像素元件，該至少一個可變焦之3D像素元件可組合成一3D顯示裝置，該3D顯示裝置更包含至少一驅動裝置以驅動可變焦之3D像素元件而形成不同的3D視差效果。
  15. 如請求項13所述之可變焦之3D像素元件，其中上述之至少一光源所顯示的右影像的像素與左影像的像素之光線，係通過該對應的可變焦之3D像素元件上的該至少一透鏡後，使得該右影像的所有該像素投射至觀看者的右眼，該左影像的所有該像素投射至該觀看者的左眼。
  16. 一種可變焦之3D像素元件，該可變焦之3D像素元件包 含：至少一光源，該至少一光源用於顯示圖像平面影像；與至少一透鏡，至少一透鏡位於該至少一光源上；與一變焦結構，該變焦結構用以改變該至少一透鏡之曲率，且該至少一透鏡搭載於該變焦結構之上，藉由該變焦結構改變該至少一透鏡之曲率以變化該至少一光源所顯示之圖像平面影像的焦距後，據此使得在3D像素元件前方的視覺形成不同的視差效果，其中上述之至少一透鏡具有可改變曲率之材料組成，包含：一含矽高分子，該含矽高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚二甲基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷/聚乙二醇共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚乙烯共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚丙烯共聚物和聚二甲基矽氧烷/聚丙烯酸酯共聚物；一熱固型高分子，該熱固型高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚甲基丙烯酸環氧乙酯和聚丙烯酸環氧乙酯、尿素甲醛高分子和酚甲醛高分子；與該含矽高分子與該熱固型高分子的重量百分比係介於0.1~50wt%，其中上述之至少一透鏡具有可改變曲率之材料組成係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，該聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量平均分子量在1.000~100,000道爾吞(Dalton)。
  17. 如請求項16所述之可變焦之3D像素元件，該至少一個可變焦之3D像素元件可組合成一3D顯示裝置，該3D顯示裝置更包含至少一驅動裝置以驅動可變焦之3D像素元件而形成不同的3D視差效果。
  18. 如請求項16所述之可變焦之3D像素元件，其中上述之至少一光源所顯示的右影像的像素與左影像的像素之光線，係通過該對應的可變焦之3D像素元件上的該至少一透鏡後，使得該右影像的所有該像素投射至觀看者的右眼，該左影像的所有該像素投射至該觀看者的左眼。
  19. 一種可變焦之3D像素元件，該可變焦之3D像素元件包含：至少一光源，該至少一光源用於顯示圖像平面影像；與至少一透鏡，至少一透鏡位於該至少一光源上；與一變焦結構，該變焦結構用以改變該至少一透鏡之曲率，且該至少一透鏡搭載於該變焦結構之上，藉由該變焦結構改變該至少一透鏡之曲率以變化該至少一光源所顯示之圖像平面影像的焦距後，據此使得在3D像素元件前方的視覺形成不同的視差效果，其中上述之至少一透鏡具有可改變曲率之材料組成，包含：一含矽高分子，該含矽高分子系選自下列組成之一或其組 合與衍生物：聚二甲基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷/聚乙二醇共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚乙烯共聚物、聚二甲基矽氧烷/聚丙烯共聚物和聚二甲基矽氧烷/聚丙烯酸酯共聚物；一熱固型高分子，該熱固型高分子系選自下列組成之一或其組合與衍生物：聚甲基丙烯酸環氧乙酯和聚丙烯酸環氧乙酯、尿素甲醛高分子和酚甲醛高分子；與該含矽高分子與該熱固型高分子的重量百分比係介於0.1~50wt%，其中上述之至少一透鏡具有可改變曲率之材料組成係由聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯所組成時，其中上述之聚二甲基矽氧烷和聚甲基丙烯酸環氧乙酯的重量百分比例在30~70wt%。
  20. 如請求項19所述之可變焦之3D像素元件，該至少一個可變焦之3D像素元件可組合成一3D顯示裝置，該3D顯示裝置更包含至少一驅動裝置以驅動可變焦之3D像素元件而形成不同的3D視差效果。
  21. 如請求項19所述之可變焦之3D像素元件，其中上述之至少一光源所顯示的右影像的像素與左影像的像素之光線，係通過該對應的可變焦之3D像素元件上的該至少一透鏡後，使得該右影像的所有該像素投射至觀看者的右眼，該左影像的所有該像素投射至該觀看者的左眼。
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