TWI663387B - 曲面貼合的應變監測方法 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種曲面貼合的應變監測方法。此應變監測方法係將監測膜貼合於曲面上，以量測貼合應變梯度，並獲得光學膜於貼合時之應變變化，而可調整貼合時之參數，進而提升曲面之貼合效果。其中，貼合應變梯度係藉由監測膜之複數個應變監測元件來量測。

Description

曲面貼合的應變監測方法

本發明係有關一種監測方法，特別是提供一種可量測曲面貼合之貼合應變梯度的監測方法。

光學元件(例如：光學透鏡或光學膜等)一般係結合多層光學層，以使所製得之光學元件具有特定之光學特性，而可符合應用需求。一般光學元件可於製作時調整其材料，或者直接射出成型為具有多層光學膜之光學元件，而使其具有所要求之光學特性。然而，此方法所製得之光學元件僅可適用於單一裝置，而無法彈性調整各光學膜的設置，故限制其應用範圍。

為了改善前述應用受限之缺陷，一般係利用貼合多層光學膜之方式來製作光學元件，而使其應用不受限制。惟，為了滿足各種裝置之規格要求與其配置，光學元件之表面可能為平面或曲面。因此，光學膜之平整貼合係急須被改善之技術。

其中，於曲面貼合之製程中，由於光學元件之基材表面具有曲率，故光學膜之貼合常須施加特定方向與特 定大小之應力，以使光學膜可平整地貼合於基材上。若光學膜之貼合效果較差時，所製得之光學元件易產生雙折射現象或其他光學特性劣化之缺陷，而無法滿足應用需求。雖然貼合效果較差之光學元件可進一步利用補償膜來改善光學特性之缺陷，但光學劣化難以藉由目視之方式檢測，故曲面貼合所製得之光學元件常無法滿足需求。

因此，本發明之一態樣是在提供一種曲面貼合的應變監測方法，其藉由監測膜上之應變監測元件量測貼合時之貼合應變梯度，而有助於調整光學膜之貼合參數，進而提升其貼合效果。

根據本發明之一態樣，提出一種曲面貼合的應變監測方法。此應變監測方法係先提供光學元件。其中，此光學元件具有曲面。然後，將監測膜貼合於此曲面上。監測膜具有複數個應變監測元件，且此些應變監測元件可用以量測監測膜之貼合應變梯度。

依據本發明之一實施例，前述之應變監測元件為複數個應變規。

依據本發明之另一實施例，前述之曲面係變曲率曲面。

依據本發明之又一實施例，於貼合監測膜之前，此應變監測方法可選擇性地進行模擬貼合製程，以獲得曲面之模擬應變梯度。然後，根據此模擬應變梯度，佈置監 測膜之應變監測元件，其中應變監測元件之佈置密度與模擬應變梯度之變化值係成正比。

依據本發明之再一實施例，此應變監測方法可選擇性地移除監測膜，並依據前述所獲得之貼合應變梯度，貼合光學膜於曲面上。

依據本發明之又另一實施例，前述之曲面具有可視區及非可視區。

依據本發明之再另一實施例，前述之應變監測元件不覆蓋可視區。

依據本發明之更另一實施例，前述之監測膜覆蓋可視區。

依據本發明之更另一實施例，前述之監測膜具有觸控電極，且此觸控電極不覆蓋可視區。

依據本發明之更另一實施例，此應變監測方法可選擇性地依據前述所獲得之貼合應變梯度，貼合光學膜於監測膜上。其中，此光學膜係覆蓋可視區。

應用本發明之曲面貼合的應變監測方法，其可即時測得監測膜貼合時之貼合應變梯度，據以可調整光學膜之貼合參數，進而提升光學膜之貼合效果。其次，藉由將監測膜設置於光學元件之非可視區，觸控膜之觸控電極可被設置於監測膜中，而使監測膜可同時監測應變變化並具有觸控功能，因此減少所製得觸控元件之製程工序。

100‧‧‧方法

110/120/130/140/150/160‧‧‧操作

210/310/410‧‧‧光學元件

220/321‧‧‧監測膜

221/321a/421‧‧‧應變監測元件

320‧‧‧結合膜

323/420‧‧‧光學膜

410a‧‧‧可視區

410b‧‧‧非可視區

420a/420b‧‧‧區域

為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解，現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是，各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下：〔圖1〕係繪示依照本發明之一實施例之曲面貼合的應變監測方法的流程示意圖。

〔圖2A〕係繪示依照本發明之一實施例之將監測膜貼合至光學元件前的示意圖。

〔圖2B〕係繪示依照本發明之一實施例之將監測膜貼合至光學元件後的示意圖。

〔圖3A〕係繪示依照本發明之一實施例之將已與監測膜貼合的光學膜貼合至光學元件前的示意圖。

〔圖3B〕係繪示依照本發明之一實施例之將已與監測膜貼合的光學膜貼合至光學元件後的示意圖。

〔圖4A〕係繪示依照本發明之一實施例之將光學膜貼合至具有可視區與非可視區的光學元件前的示意圖。

〔圖4B〕係繪示依照本發明之一實施例之將光學膜貼合至具有可視區與非可視區的光學元件後的示意圖。

以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的發明概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。

請參照圖1，其係繪示依照本發明之一實施例之曲面貼合的應變監測方法的流程示意圖。於方法100中，光學元件與監測膜係先提供，如操作110與操作120所示。其中，此光學元件具有曲面。在一些實施例中，此光學元件之曲面需要再貼合額外之光學膜，或者其他適當之光學膜，以補償光學元件之光學特性，保護光學元件之曲面，或者達成其他功效。在一些實施例中，此光學元件可為光學透鏡、光學膜、光學片、其他適當之光學元件，或上述元件之任意組合。

前述之監測膜具有複數個應變監測元件。此些應變監測元件之種類並無特別之限制，其僅須可用以量測監測膜貼合於曲面時之應變變化即可。在一些實施例中，此些應變監測元件可包含應變規(strain gauge)、其他適當之應變監測元件，或上述元件之任意組合。在一些實施例中，此些應變監測元件具有可量測應變變化之金屬接線。在此些實施例中，此金屬接線之材料可包含但不限於鉑、銥、鎢、鐵、鎳、鉻、錳、銅、鋁、其他適當之金屬，或上述金屬之任意組合。

貼合監測膜於前述之光學元件的曲面上，並於貼合過程中，量測應變監測元件之電阻變化，如操作130與操作140所示。其中，當應變監測元件貼合於曲面時，由於光學元件之被貼合面不為平面，故應變監測元件會產生形變，而導致應變監測元件所測得之電阻有所變化。於進行操 作140後，操作人員可依據應變監測元件之電阻變化，測得監測膜於貼合時之應變梯度，如操作150所示。

在一些實施例中，前述之曲面可具有單一曲率或至少二種曲率。當光學元件之曲面具有至少二種曲率時，於貼合監測膜於曲面之前，本發明之方法可根據曲面之曲率變化，選擇性地利用模擬軟體進行模擬貼合製程，以獲得曲面之模擬應變梯度。然後，依據此模擬應變梯度，佈置監測膜之應變監測元件。其中，此模擬應變梯度可顯示出曲面貼合時之應力應變變化。因此，為了有助於後續監測膜對於曲面之貼合應變梯度的量測，應變監測元件之佈置密度與模擬應變梯度的變化值成正比。換言之，依據模擬應變梯度的變化值，變化值越大之區域，應變監測元件之佈置密度越高，以有效地量得此區域的應力應變變化，而使後續光學膜之貼合參數的調整更為精準，進而提升貼合效果。

於獲得貼合應變梯度後，如操作160所示，監測膜係由曲面移除。然後，依據所獲得之貼合應變梯度，貼合另一光學膜於光學元件之曲面上，其中光學膜之貼合參數係依據貼合應變梯度的應力應變變化來調整。

請參照圖2A與圖2B，其中圖2A係繪示依照本發明之一實施例之將監測膜貼合至光學元件前的示意圖，且圖2B係繪示依照本發明之一實施例之將監測膜貼合至光學元件後的示意圖。為測得另一光學元件貼合至曲面光學元件210時的應力應變變化，光學元件210係先藉由監測膜220來量測曲面之貼合應變梯度。其中，光學元件210之全區域 均為可視區。監測膜220設有複數個應變監測元件221，其中此些應變監測元件221之排列與分佈沒有特別之限制。在一些實施例中，此些應變監測元件221係均勻地分佈於監測膜220上。在一些實施例中，此些應變監測元件221可依據模擬軟體所測得之模擬應變梯度來調整分佈密度，以精確地測得光學元件210被貼合時之應力應變變化。

為提升監測膜220貼合至曲面光學元件210之準確性，光學元件210與監測膜220上分別具有虛擬之十字參考線。如此一來，操作人員僅須藉由對準十字參考線，即可將監測膜220準確地貼合至光學元件210上(如圖2B所示)。在一些實施例中，為提升監測膜220貼合至光學元件的準確性，監測膜220可為透明之光學膜。

當監測膜220貼合至光學元件210上時，應變監測元件221之電阻將產生變化，故操作人員可進一步測得貼合時之應力應變變化。

由於光學元件210之全區域均為可視區，故監測膜220須由光學元件210上移除，以避免應變監測元件影響可視區之光學性質。接著，當另一光學元件欲貼合至此曲面光學元件210上時，操作人員可依據前述測得之應力應變變化調整曲面之貼合參數，以提升貼合效果。

在一些實施例中，請參照圖3A與圖3B，其中圖3A係繪示依照本發明之一實施例之將已與監測膜貼合的光學膜貼合至光學元件前的示意圖，且圖3B係繪示依照本發明之一實施例之將已與監測膜貼合的光學膜貼合至光學 元件後的示意圖。為提升光學膜323貼合至曲面光學元件310時的貼合效果，光學膜323可先貼合至監測膜321上，以形成一結合膜320，再以光學膜330朝向光學元件310之方式，將結合膜320貼合至曲面光學元件310上。

其中，監測膜321設有複數個應變監測元件321a，且光學膜323可涵蓋此些應變監測元件321a之設置位置。在一些實施例中，應變監測元件321a可均勻地分佈於光學膜323所涵蓋之範圍內。在一些實施例中，依據模擬軟體對曲面光學元件310所測得之模擬貼合應變梯度，應變監測元件321a之分佈密度可隨之調整，以精確地測得光學元件310被貼合時之應力應變變化，其中模擬貼合應變梯度變化越大之位置，應變監測元件321a之分佈密度越高。

當結合膜320貼合至曲面光學元件310時，監測膜321中之應變監測元件321a的電阻會產生變化，而可即時地測得結合膜320貼合之應力應變變化，進而調整結合膜320之貼合參數，以提升結合膜320之貼合效果。由於光學膜323已結合至結合膜320中，故當結合膜320可良好地貼合至光學元件310時，光學膜323亦可具有較佳之貼合效果，而可避免不平整貼合所導致之光學效果劣化。

由於光學元件310之全區域均為可視區，故於結合膜320貼合至光學元件310後，監測膜321係被移除，以留下光學膜323於光學元件310之表面上。在一些實施例中，為避免監測膜321之撕除影響光學膜323之貼合效果，相較於光學膜323與光學元件310之表面間的結合力，光學 膜323與監測膜321間之結合力係較弱的。如此一來，用以補償光學性質的光學膜323即可良好地貼合於光學元件310上。

在一些實施例中，於移除監測膜後，另一光學膜(為明確說明，以下稱之為第一光學膜)可直接地貼附於光學元件之曲面上。依據監測膜所量得之貼合應變梯度，將補償用之光學膜貼合於第一光學膜上，可補償第一光學膜貼合於光學元件時之應力應變變化。

前述光學元件之曲面可具有可視區與非可視區。其中，當監測膜貼合於曲面時，監測膜之應變監測元件不覆蓋可視區。在一些實施例中，此監測膜可覆蓋可視區，且覆蓋可視區之監測膜係透光的，以避免監測膜影響光學元件之光學效果。在一些實施例中，監測膜係貼合於非可視區上，其中監測膜之應變監測元件不覆蓋可視區，且監測膜不覆蓋可視區。換言之，監測膜之外型係相符於非可視區。於一實施例中，若光學鏡片之可視區之輪廓為圓形，且位於鏡片中心，並被非可視區所圍繞時，用以量測貼合應變梯度之監測膜的中心亦將具有對應可視區之圓形鏤空，以於貼合至曲面後，暴露出可視區。其中，由於監測膜之應變監測元件未覆蓋可視區，而不影響光學元件之光學效果，故監測膜可不移除。

請參照圖4A與圖4B，其中圖4A係繪示依照本發明之一實施例之將光學膜貼合至具有可視區與非可視區的光學元件前的示意圖，且圖4B係繪示依照本發明之一實 施例之將光學膜貼合至具有可視區與非可視區的光學元件後的示意圖。曲面光學元件410具有可視區410a與非可視區410b，且欲貼合至光學元件410之光學膜420可具有對應可視區410a之第一區域420a與環繞第一區域420a之第二區域420b。其中，第一區域420a係對應光學元件410之可視區410a，且第二區域420b係對應於光學元件410之非可視區410b。於光學膜420中，第二區域420b設有複數個應變監測元件421，但此些應變監測元件421不分佈於第一區域420a中，以避免應變監測元件421重疊可視區410a，而可避免應變監測元件421影響可視區410a之光學性質。在一些實施例中，此些應變監測元件421係均勻地分佈於第二區域420b上。在一些實施例中，依據模擬軟體對光學元件410相對於第二區域420b的區域所測得之模擬貼合應變梯度，應變監測元件421可調整其分佈密度。其中，於模擬之拉伸程度較高的位置與應力梯度變化較大之位置，應變監測元件421的分佈密度較高。

為了避免光學元件410之可視區410a的光學性質受到影響，光學膜420之第一區域420a可為透光的。在一些實施例中，光學膜420之第一區域420a係鏤空的。換言之，光學膜420之第一區域420a係一開孔，而使貼合光學膜420後之光學元件410的可視區410a可被曝露出。在一些實施例中，第一區域420a之面積係相等於可視區410a之面積。在一些實施例中，第一區域420a之面積可略大於可視區410a之面積，以於貼合時，確保光學膜420之第二區域 420b不重疊光學元件410之可視區410a，而可提升貼合之準確性。

當光學膜420貼合至光學元件410時，可藉由光學元件410與光學膜420上之十字參考線來對準貼合，以避免光學膜420之第二區域420b或其上之應變監測元件421重疊光學元件410之可視區410a。其次，依據應變監測元件421之電阻變化，操作人員可即時地調整貼合參數，以使光學膜420可良好地貼合於光學元件410上。

據此，當光學膜420貼合至光學元件410後，由於應變監測元件421不阻擋可視區410a，故應變監測元件421不須被移除。在一些實施例中，因光學膜420之第二區域420b不與可視區410a重疊，故光學膜420之第二區域420b可選擇性地配置觸控電極、其他適當之組件，或上述組件結構之任意組合。在此些實施例中，光學膜420之基材可使用一般觸控膜之基材，且應變監測元件421可使用相同於觸控電極之材料來製作。因此，此監測膜可量測貼合應變梯度，並同時具有觸控功能，而可減少製程工序，並可減少光學元件之膜片數量。

依據前述與非可視區410b重疊之應變監測元件421所量得的貼合應變梯度，另一光學膜可貼合於光學膜420上。其中，此另一光學膜可覆蓋光學元件410之可視區410a。

依據前述之說明可知，本發明之曲面貼合的應變監測方法可藉由監測膜之應變監測元件量測獲得貼合時 之貼合應變梯度，以於將目標光學膜貼合至光學元件時，調整貼合參數，而可提升目標光學膜之曲面貼合效果。其中，依據所獲得之貼合應變梯度，光學膜之貼合製程的應力應變變化可即時被監控，故貼合所施加之應力與其方向可精準且立即地被調控，進而可抑制貼合所引起之光學劣化。

利用監測膜所測得之貼合應變梯度，藉由多階段之應力施加，光學膜亦可良好地貼合於具有變曲率曲面之光學元件上。

本發明之曲面貼合的應變監測方法亦可使監測膜之應變監測元件不覆蓋光學元件之非可視區，而不須移除監測膜。再者，藉由材料與基材的選用，觸控膜之觸控電極可結合並設置於監控膜中，而使監測膜同時具有觸控與監測貼合應變梯度的功效，進而可減少製作觸控元件的製程工序，並降低其膜片數量。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (7)

1. 一種曲面貼合的應變監測方法，包含：提供一光學元件，其中該光學元件具有一曲面；貼合一監測膜於該曲面上，其中該監測膜具有複數個應變監測元件，且該些應變監測元件係配置以量測該監測膜之一貼合應變梯度；移除該監測膜；以及依據該貼合應變梯度，貼合一光學膜於該曲面上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之曲面貼合的應變監測方法，其中該些應變監測元件為複數個應變規。
3. 如申請專利範圍第1項所述之曲面貼合的應變監測方法，其中該監測膜係貼合於一變曲率曲面上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之曲面貼合的應變監測方法，於貼合該監測膜前，該應變監測方法更包含：進行一模擬貼合製程，以獲得該曲面之一模擬應變梯度；以及根據該模擬應變梯度，佈置該監測膜之該些應變監測元件，其中該些應變監測元件之一佈置密度與該模擬應變梯度之一變化值成正比。
5. 如申請專利範圍第1項所述之曲面貼合的應變監測方法，其中該些應變監測元件不覆蓋該光學元件之一可視區。
6. 如申請專利範圍第5項所述之曲面貼合的應變監測方法，其中該監測膜覆蓋該可視區。
7. 如申請專利範圍第5項所述之曲面貼合的應變監測方法，其中於該貼合該監測膜於該曲面之操作中，設於該監測膜上之一觸控電極不覆蓋該可視區。