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可電壓控制之光學元件及其製備方法

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可電壓控制液晶透鏡 高品質深受業界青睞
自從智慧型手機增設相機功能後,拍照儼然進入全民時代,一群交通大學師生組成團隊,針對手機鏡頭品質提出改善之道,研發出高品質液晶透鏡,因緊密跟隨市場脈動發展,進一步延伸到科技與醫療領域,締造更多創新應用。
在智慧型手機眾多功能中,最常被使用的就是相機了,各款智慧型手機廠商近年不約而同地將拍照列入重點宣傳,除了更強大的硬體規格,也格外強調實際拍攝時的功能與成像效果,其實早在2011年,交大幾位教授就看到手機將持續朝向輕薄、短小、多功能方向演進,而相機鏡頭又是其中影響成敗的關鍵,於是組成團隊申請科技部計畫,率先投入手機鏡頭品質改良的研發。
善用資源 超越業界成果
回憶當年情景,研發團隊召集人交通大學光電系教授黃乙白表示:「當時智慧型手機相機鏡頭普遍體積大、蠻厚重的,無法自動對焦,也因為鏡頭是機械式移動,無法順利zoom in/ out 產生光學變焦效果,拍出來照片品質不理想,因此集結不同專業人士組成團隊,針對鏡頭做一些改善。」
鏡頭光學元件使用的是液晶透鏡,但傳統簡單的液晶透鏡結構,無法製造出良好的透鏡曲線,因此實際效果不佳,交大團隊想出採取電極結構與高阻值薄膜改良的方法,也就是用電壓去控制折射率與焦距,達到變焦效果,並且成功將液晶透鏡採陣列結構式,讓拍照品質更有深度,加上可以省電,也縮小了鏡頭面積,釋放更多空間出來,手機不再那麼厚重。
交大團隊研發時,國內外也有不少企業也在做同樣研究,但相較之下製程複雜,有些還必須使用高檔半導體機器設備,製作出多層透鏡,以致鏡頭價格十分昂貴,而交大團隊是利用學校實驗室機台製作,簡單製程即可達到更好光學效果,成本更是大幅節省一半以上,且具可量產性,因此2013年之後就陸續獲得臺灣、美國及韓國多國發明專利。
因應變化 開發多元應用
但過程中並非一帆風順,黃乙白表示,「最大困難是材料問題,剛開始嘗試各種材料品質都不穩定,經過一再詢問與嘗試,花費許多時間與心思,最後確定高阻值薄膜來開發。」等到基本液晶透鏡成功開發後,市場卻有了變化,一隻手機搭載兩三顆鏡頭成為常態,原本針對鏡頭機械式移動的改良幾無用武之地,還好本發明適用於各種不同模式與尺寸的液晶透鏡,應用層面廣泛,各方廠商紛紛找上門尋求技轉與共同開發,包括3D手機螢幕,AR、VR鏡頭與顯示器,以及醫療用3D內視鏡等應用,就連科技大廠Google在研發AR眼鏡時也特別拜訪黃乙白的實驗室,希望能以液晶透鏡解決其影像視角過窄的問題,讓本發明除了國家發明獎等國內外重要獎項,亦榮獲2017Google Faculty Research Awards 的認證,此獎項每年全球有逾千件的申請書,最終只有約一百件會通過申請並獲獎,其中非美國大學的獲獎率更僅約3%,能夠獲獎實屬不易。
「能得到各界肯定,關鍵是工作團隊遇到困難以正面態度積極解決,材料不理想就嘗試其他可能,遇到市場變化也不放棄,始終堅持尋找各種出路,才有好的成果。」黃乙白一席話,道出研發人員的專業除了思考與創新能力之外,更要有實事求是的精神,以及守得雲開見月明的堅持。

  • 發布日期 : 110-06-18
  • 更新日期 : 110-06-18
  • 發布單位 : 國際事務及綜合企劃組
  • 瀏覽人次 : 907

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