CN116430586A - 具有可调整焦距的光学系统 - Google Patents

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CN116430586A CN202210258344.7A CN202210258344A CN116430586A CN 116430586 A CN116430586 A CN 116430586A CN 202210258344 A CN202210258344 A CN 202210258344A CN 116430586 A CN116430586 A CN 116430586A
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林怡欣
黄葶芛
王毓仁
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Abstract

本发明提供一种光学系统，包含饼干透镜组件及可变焦透镜元件。该可变焦透镜元件是以其光轴对准该饼干透镜组件的光轴的方式与该饼干透镜组件耦接，而使该光学系统具有可调整的焦距。由此，能够减缓近眼显示器所造成的视觉辐辏调节冲突。

Description

具有可调整焦距的光学系统
技术领域
本发明涉及一种光学系统，特别涉及一种具有可调整焦距(focal length)的光学系统。
背景技术
用于虚拟现实(Virtual Reality，VR)、扩增实境(Augmented Reality，AR)等系统的近眼显示器(例如：头戴式显示器)，可于使用者的视场(field of view，FOV)中创造虚拟图像。然而，使用该近眼显示器时，基于视觉辐辏调节冲突(vergence accommodationconflict，VAC)的现象，会造成该用户在估计物体的相对距离时，无法利用双眼同时进行辐辏调节等动作，容易出现视觉疲劳或眼睛疲劳等情形。
此外，该近眼显示器与使用者双眼间的距离通常保持在特定范围内(例如15mm至25mm)以呈现更良好的视场效果，然而，当该使用者佩戴有眼镜时，则会造成该使用者双眼与该近眼显示器间的间距无法维持在前述特定范围中，进而影响到视场效果的呈现。此外，若额外再提供专门供该使用者配戴的眼镜，以供该用户观看影像使用，则会在使用上造成麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有可调整焦距的光学系统，可用于消除或减缓前述的至少一缺点。
本发明的光学系统，包含饼干透镜组件，及可变焦透镜元件。
该可变焦透镜元件具有光轴，并以该光轴对准该饼干透镜组件的光轴的方式与该饼干透镜组件耦接，以令该光学系统具有可调整的焦距。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该饼干透镜组件包括部分反射镜、设置于该部分反射镜的后方的反射偏振片，及设置于该部分反射镜与该反射偏振片间的第一波片，且该第一波片为四分之一波片。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该饼干透镜组件还包括具有光焦度的透镜单元，设置在位于该部分反射镜与该第一波片间的前方位置，及位于该第一波片与该反射偏振片间的后方位置的其中一者。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该透镜单元为偏振无依赖透镜。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该透镜单元设置于该后方位置，并包括偏振依赖透镜。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该透镜单元还包括至少一设置于该偏振依赖透镜前方或后方的第一偏振控制器。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该可变焦透镜元件选自液态透镜、液晶透镜，及其组合。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该可变焦透镜元件为一偏振依赖光学元件，并设置于位于该部分反射镜前方的第一位置，及位于该反射偏振片后方的第二位置的其中一者。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该可变焦透镜元件设置于该第二位置。
较佳地，本发明所述的光学系统，还包含耦接于该饼干透镜组件的偏振切换组件，使光束可进行偏振转换以通过该饼干透镜组件及该可变焦透镜元件的其中至少一者。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该可变焦透镜元件设置于该第一位置，该偏振切换组件包括设置于该可变焦透镜元件与该部分反射镜间的第二波片。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该偏振切换组件还包括第二偏振控制器，该第二偏振控制器设置于位于该可变焦透镜元件与该第二波片间的后侧位置，及位于该可变焦透镜元件前方的前侧位置的其中一者，并可经由电驱动方式自第一状态切换至第二状态，当光束被导入该光学系统，并穿过处于该第一状态的该第二偏振控制器时，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换，当该光束被导入该光学系统，并穿过处于该第二状态的该第二偏振控制器时，能防止该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该第二偏振控制器选自扭曲向列型液晶元件、液晶波片，及其组合。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该光束被处于该第一状态的第二偏振控制器经由该第二波片输出至该饼干透镜组件，形成穿过该饼干透镜组件的直线光路径。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该光束被处于该第二状态的第二偏振控制器经由该第二波片输出至该饼干透镜组件，形成位于该部分反射镜与该反射偏振片间的折叠光路径。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该可变焦透镜元件设置于该第二位置，该偏振切换组件为位于该可变焦透镜元件与该反射偏振片间的第二偏振控制器，并可经由电驱动方式自第一状态切换至第二状态，当该光束经由该部分反射镜被导入该光学系统，并穿过处于该第一状态的该第二偏振控制器时，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换，当该光束经由该部分反射镜被导入该光学系统，并通过穿过处于该第二状态的该第二偏振控制器时，能防止该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该可变焦透镜元件设置于该第二位置，该偏振切换组件设置于该部分反射镜前方，并包括第二波片，及设置于该第二波片前方的第二偏振控制器，该第二偏振控制器可经由电驱动方式自第一状态切换至第二状态，当该光束被导入该光学系统，并穿过处于该第一状态的该第二偏振控制器时，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换，当该光束被导入该光学系统，并穿过处于该第二状态的该第二偏振控制器时，能防止该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换。
较佳地，本发明所述的光学系统，其中，该可变焦透镜元件设置于该第二位置，该偏振切换组件设置于该部分反射镜前方，且为可调式波片，并可经由电驱动方式自第一波片状态切换至第二波片状态，当该光束经由处于该第一波片状态的可调式波片被导入该光学系统时，该光束的偏振方向被该可调式波片转换，当该光束经由处于该第二波片状态的可调式波片被导入该光学系统时，能防止该光束的偏振方向被该可调式波片转换。
本发明的有益效果在于：通过将该可变焦透镜元件耦接于该饼干透镜组件的方式，使该光学系统具有可调节的焦距(光焦度)，以减缓近眼显示器所造成的视觉辐辏调节冲突。
附图说明
图1是示意图，说明本发明光学系统的第一实施例；
图2是侧视示意图，辅助图1说明自显示器穿过该光学系统的一光路径；
图3是示意图，说明该光学系统的饼干透镜组件的一实施态样；
图4是示意图，说明该饼干透镜组件的另一实施态样，其第一偏振控制器处于防止光束的偏振方向被转换的状态；
图5是相似于图4的示意图，说明该第一偏振控制器处于用于转换光束的偏振方向的另一状态；
图6是示意图，说明该光学系统的第二实施例；
图7是侧视示意图，辅助图6说明自显示器穿过该光学系统的光路径；
图8是示意图，说明该光学系统的第三实施例，其第二偏振控制器处于防止光束的偏振方向被转换的状态；
图9是侧视示意图，辅助图8说明自显示器穿过偏振片及该光学系统的光路径；
图10是相似于图8的示意图，说明该第二偏振控制器处于用于转换光束的偏振方向的状态；
图11是示意图，说明该光学系统的第四实施例，其第二偏振控制器处于防止光束的偏振方向被转换的状态；
图12侧视示意图，辅助图11说明自显示器穿过该光学系统的光路径；
图13是相似于图11的示意图，说明该第二偏振控制器处于用于转换光束的偏振方向的状态；
图14是示意图，说明该光学系统的第五实施例，其第二偏振控制器处于防止光束的偏振方向被转换的状态；
图15是相似于图14的示意图，说明该第二偏振控制器处于一用于转换光束的偏振方向的另一状态；
图16是示意图，说明该光学系统的第六实施例，其可调式波片处于防止光束的偏振方向被转换的状态；及
图17是相似于图16的示意图，说明该可调式波片处于用于转换光束的偏振方向的另一状态。
具体实施方式
在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。有关本发明的相关技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。此外，要说明的是，本发明图式仅为表示元件间的结构及/或位置相对关系，与各元件的实际尺寸并不相关，且于说明内容与申请范围中所使用的方向性术语(例如：前方、后方、左、右、顶部、底部等)仅旨在于帮助描述所说明的内容，而不该以任何形式被视为本发明的限制条件。
参阅图1与图2，本发明光学系统的第一实施例，该光学系统包含饼干透镜组件10，及可变焦透镜元件20。该可变焦透镜元件20具有光轴，且以该光轴对准该饼干透镜组件10的光轴的方式耦接于该饼干透镜组件10，使该光学系统具有可调整的焦距。
在该第一实施例中，该饼干透镜组件10包括部分反射镜11、设置于该部分反射镜11后方的反射偏振片12、设置于该部分反射镜11与该反射偏振片12间的第一波片13，及透镜单元14。
该部分反射镜11可以选自分光器(beam splitter)，例如：50/50反射镜(50/50mirror)，而能反射约50％的入射光，且该入射光有约50％被透射。在一些实施例中，该部分反射镜11用于部分地透射第一圆偏振光，且部分地反射该第一圆偏振光，并转换成第二圆偏振光，且该第二圆偏振光的圆偏振方向不同于该第一圆偏振光的圆偏振方向。此外，该部分反射镜11同样用于部分地透射该第二圆偏振光，且部分地反射该第二圆偏振光，并转换成该第一圆偏振光。在本实施例中，如图1所示，是以该第一圆偏振光为左圆(L-circularly)偏振光101、104，该第二圆偏振光为右圆(R-circularly)偏振光105为例进行说明。
如图1所示，该反射偏振片12用于反射第一线偏振光，并透射第二线偏振光，且该第二线偏振光的线偏振方向不同于该第一线偏振光的线偏振方向。在本实施例中，该第一线偏振光的偏振方向与该第二线偏振光的偏振方向相差约90度，是以该第一线偏振光为X偏振光102、103，该第二线偏振光为Y偏振光106为例进行说明。
该第一波片13为一四分之一波片。在一些实施例中，该四分之一波片(即该第一波片13)用于将该第一圆偏振光转换成该第一线偏振光、将该第一线偏振光转换成该第一圆偏振光、将该第二圆偏振光转换成一第二线偏振光、或是将该第二线偏振光转换成该第二圆偏振光。
该透镜单元14具有光焦度(optical power)，设置于前方位置，及后方位置(见图3)的其中一者，其中，该前方位置位于该部分反射镜11与该第一波片13间，该后方位置位于该第一波片13与该反射偏振片12间。在如图1、图2所示的实施例中，该透镜单元14设置于该前方位置。在本实施例中，如图1所示，该透镜单元14为偏振无依赖(polarization-independent)透镜，且可选自由玻璃或塑料材料构成的固态透镜(solid lens)。
要说明的是，该饼干透镜组件10也可视需求而无须设置该透镜单元14。且在一些实施例中，该饼干透镜组件10可以选自任何可经商业取得的饼干透镜。
该可变焦透镜元件20选自液态透镜、液晶透镜，及其组合，且设置于位于该部分反射镜11前方的第一位置(见图6)，及位于该反射偏振片12后方的第二位置的其中一者。令配置有该可变焦透镜元件20的该光学系统具有可调整的焦距。在该第一实施例中，如图1所示，该可变焦透镜元件20设置于该第二位置。
在本实施例中，该可变焦透镜元件20为偏振依赖元件。
要说明的是，本实施例是以如图2所示，该部分反射镜11、该透镜单元14、该第一波片13、该反射偏振片12，及该可变焦透镜元件20是依序沿着Z方向彼此接合，且两两之间没有空隙产生，然实际实施时，并不以此为限。
如图2所示的发光元件40用于提供圆偏振光，可为显示器或其他合适的装置。该发光元件40可选自用于提供圆偏振光的有机发光二极管显示器(organic light-emittingdiode，OLED)。当该发光元件40为用于提供线偏振光的液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)时，则需额外配置四分之一波片(图未示)，以将该线偏振光转换为圆偏振光。当该发光元件40为用于提供非偏振光的发光二极管显示器(light-emitting diode，LED)时，则需额外配置线偏振片(图未示)，及四分之一波片(图未示)，以将该非偏振光转换为圆偏振光。
参阅图1、图2，兹将该第一实施例中该光束于该光学系统中的偏振转换情形说明如下。来自该发光元件40的左圆偏振光101穿过该部分反射镜11，并第一次通过该透镜单元14，然后，该四分之一波片(即第一波片13)将该左圆偏振光101转换成X偏振光102，随后，该X偏振光102被该反射偏振片12反射，该四分之一波片13将被反射的X偏振光103转换成左圆偏振光104，之后，该左圆偏振光104第二次通过该透镜单元14，然后被该部分反射镜11转换成右圆偏振光105，接着，该右圆偏振光105第三次通过该透镜单元14，该四分之一波片13将该右圆偏振光105转换成Y偏振光106，该Y偏振光106通过该反射偏振片12及该可变焦透镜元件20，并到达用户的眼睛60。
参阅图3，于其它实施例中，该透镜单元14设置于该后方位置(即该第一波片13与该反射偏振片12间)，并包括偏振依赖(polarization-dependent)透镜141。该光束于该饼干透镜组件10的偏振转换情形与图1相似，其差异在于，于图3中是以该线偏振光穿过该透镜单元14。该偏振依赖透镜141选自固焦液晶透镜、电控可调焦液晶透镜、液晶光栅、液晶棱镜、液晶波前校正器、超颖透镜，及其中至少一组合。
参阅图4与图5，在其它实施例中，该透镜单元14还包含设置于该偏振依赖透镜141前方的第一偏振控制器142。该第一偏振控制器142选自扭曲向列型(TN)液晶元件、液晶波片，及其组合。在此实施例中，该第一偏振控制器142为扭曲向列型液晶元件，而可在极短的时间内在第一状态(关闭状态)与第二状态(启动状态)间进行切换。
参阅图4，当该第一偏振控制器142处于该第二状态时，能防止该光束的偏振方向被该第一偏振控制器142转换。因此，该光束于该饼干透镜组件10中的偏振转换情形基本与图3相同，也就是说，于图4的实施态样中，该饼干透镜组件10中的光路径为折叠光路径FP，令该光束沿着该光路径行进并通过该偏振依赖透镜141三次。
参阅图5，当该第一偏振控制器142处于该第一状态时，该光束的偏振方向会被该第一偏振控制器142转换。亦即，该X偏振光102会被该第一偏振控制器142转换成Y偏振光107，随后，该Y偏振光107会通过该偏振依赖透镜141与该反射偏振片12。也就是说，于图5的实施态样中，该饼干透镜组件10中的光路径为直线光路径SP，令该光束沿着该光路径行进且仅通过该偏振依赖透镜141一次。
在图4与图5的实施态样中，该饼干透镜组件10的光焦度可通过切换该第一偏振控制器142的状态来调整。要说明的是，该第一偏振控制器142也可依需求不同而设置于该偏振依赖透镜141后方，或是该透镜单元14包括两个第一偏振控制器142，且分别配置于该偏振依赖透镜141前方、后方，而不以图式所描述的态样为限制。
参阅图6与图7，说明本发明光学系统的第二实施例，该第二实施例与该第一实施例相似，其差异在于，该可变焦透镜元件20设置于该第一位置(即位于该部分反射镜11前方)，且该光学系统还包含一耦接于该饼干透镜组件10的偏振切换组件30a，使该光束产生偏振转换，以穿过该饼干透镜组件10与该可变焦透镜元件20的其中至少一者。
该偏振切换组件30a包括设置于该可变焦透镜元件20与该部分反射镜11间的第二波片31，而可使光束产生偏振转换，以穿过该饼干透镜组件10。该第二波片31可选自一四分之一波片或其它合适的波片。
如图6、图7所示，偏振片50设置于该可变焦透镜元件20与该发光元件40间，因此仅有X偏振光108可进入该可变焦透镜元件20，之后，该X偏振光108穿过该可变焦透镜元件20，该第二波片31将该X偏振光108转换成左圆偏振光101。由于在图6中该光束于该饼干透镜组件10中的偏振转换情形大致与图1相同，因此不再多加赘述，且该Y偏振光106自该饼干透镜组件10输出后，到达该使用者的眼睛60(见图7)。
参阅图8到图10，说明本发明光学系统的第三实施例，该第三实施例与该第二实施例相似，其差异在于，该第三实施例的偏振切换组件30b包括第二波片31，及第二偏振控制器32。该第二偏振控制器32设置于后侧位置，及前侧位置(图未示)的其中一者，且该后侧位置位于该可变焦透镜元件20与该第二波片31间，该前侧位置位于该可变焦透镜元件20前方。在该第二实施例中，该第二偏振控制器32设置于该后侧位置，且选自扭曲向列型液晶元件、液晶波片，及其组合。该第二偏振控制器32可经由电驱动方式自第一状态切换至第二状态。
参阅图8，当该光束经由该可变焦透镜元件20被导入该光学系统，并穿过处于该第二状态的第二偏振控制器32时，该光束的偏振方向不会被该第二偏振控制器32转换。当光束被处于该第二状态的第二偏振控制器32输出，并经由该第二波片31被导入该饼干透镜组件10时，折叠光路径FP形成于该部分反射镜11与该反射偏振片12间。由于在图8中该光束于该饼干透镜组件10中的偏振转换情形大致与图6相同，而不再多加赘述，且该Y偏振光106自该饼干透镜组件10输出后，到达该使用者的眼睛60(见图9)。
如图10所示，当该光束经由该可变焦透镜元件20被导入该光学系统，并穿过处于该第一状态的第二偏振控制器32时，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器32转换。当该光束自该第二偏振控制器32输出，并经由该第二波片被导入该饼干透镜组件10时，会形成直线光路径SP，并穿过该饼干透镜组件10。如图10所示的该直线光路径SP将说明如下。
来自该发光元件40(见图9)的X偏振光108通过该可变焦透镜元件20，然后，处于该第一状态的第二偏振控制器32将该X偏振光108转换成Y偏振光109，该第二波片31将该Y偏振光109转换成右圆偏振光110。之后，该右圆偏振光110穿过该部分反射镜11及该透镜单元14，该第一波片13将该右圆偏振光110转换成Y偏振光111，最后，该Y偏振光111穿过该反射偏振片12并到达使用者的眼睛60(见图9)。
于图7至图10的实施态样中，可经由切换该第二偏振控制器32来调整该饼干透镜组件10中的光路径，并从而调整该饼干透镜组件10的光焦度。
参阅图11至图13，说明本发明光学系统的第四实施例，该第四实施例与该第一实施例相似，其差异在于，该第四实施例的光学系统还包含耦接于该饼干透镜组件10的偏振切换组件30c，使光束穿过该可变焦透镜元件20，并产生偏振转换。在该第四实施例中，如图11与图13所示，该光束于该饼干透镜组件10中的偏振转换情形大致与图1相同，而不再多加赘述。
在该第四实施例中，该偏振切换组件30c为设置于该可变焦透镜元件20与该反射偏振片12间的该第二偏振控器32，并可经由电驱动方式自该第一状态切换至该第二状态。
如图11与图12所示，当来自该发光元件40的光束经由该部分反射镜11被导入该光学系统，并穿过处于该第二状态的第二偏振控制器32时，能防止该光束被该第二偏振控制器32转换。也就是说，该Y偏振光106自该反射偏振片12输出，并穿过该第二偏振控制器32及该可变焦透镜元件20，到达该用户的眼睛60(见图12)。
如图12与图13所示，当该光束经由该部分反射镜11被导入该光学系统，并穿过处于该第一状态的第二偏振控制器32时，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器32转换。也就是说，该Y偏振光106自该反射偏振片12输出，并被该第二偏振控制器32转换成X偏振光112，然后，该X偏振光112通过该可变焦透镜元件20并到达用户的双眼60(见图12)。
要说明的是，于图11至图13的实施态样中，当该可变焦透镜元件20为该偏振依赖光学元件时，该光学系统的光焦度可进一步经由切换该第二偏振控制器32的状态来调整。
参阅图14与图15，说明本发明光学系统的第五实施例，该第五实施例与该第三实施例相似，其差异在于，该可变焦透镜元件20设置于该第二位置。
如图14所示，当该光束经由处于该第二状态的第二偏振控制器32被导入该光学系统，能防止该光束的偏振方向被该第二偏振控制器32转换。在此条件下，(i)折叠光路径FP会形成于该饼干透镜组件10，(ii)如图14所示的该光束于该饼干透镜组件10中的偏振转换情形类似于图8，且(iii)该Y偏振光106会穿过该可变焦透镜元件20并进入用户的眼睛。
如图15所示，当该光束经由处于该第一状态的第二偏振控制器32被导入该光学系统，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器32转换。在此条件下，(i)直线光路径SP会形成于该饼干透镜组件10，(ii)如图15所示的该光束于该饼干透镜组件10中的偏振转换情形类似于图10，且(iii)该Y偏振光111会穿过该可变焦透镜元件20并进入用户的眼睛。
参阅图16与图17，说明本发明光学系统的第六实施例，该第六实施例与该第一实施例相似，其差异在于，该第六实施例的光学系统还包含一耦接于该饼干透镜组件10的偏振切换组件30d，使光束穿过该饼干透镜组件10及该可变焦透镜元件20，并产生偏振转换。且可经由切换该偏振切换组件30d的状态以将该第一圆偏振光转换成该第二圆偏振光，或将该第二圆偏振光转换成该第一圆偏振光。
如图16与图17所示，该偏振切换组件30d设置于该部分反射镜11前方，且为可调式波片，并可经由电驱动方式于第一波片状态，及第二波片状态间切换。
如图16所示，当该光束经由处于该第二波片状态的可调式波片(即该偏振切换组件30d)被导入该光学系统，能防止该光束的偏振方向被该可调式波片30d转换。由于在图16中该光束于该饼干透镜组件10的偏振转换情形与图1大致相同，而不多加赘述。之后，该Y偏振光106穿过该可变焦透镜元件20，并到达用户的眼睛。
如图17所示，当该光束经由处于该第一波片状态的可调式波片30d被导入该光学系统，该光束的偏振方向被该可调式波片30d转换。在此条件下，该可调式波片30d将来自该发光元件40(见图2)的左圆偏振光101转换成右圆偏振光113，然后，该右圆偏振光113穿过该部分反射镜11及该透镜单元14，该四分之一波片(即该第一波片13)将该右圆偏振光113转换成Y偏振光114，最后，该Y偏振光114穿过该反射偏振片12及该可变焦透镜元件20，并到达该使用者的眼睛。
本发明光学系统的焦距(即光焦度)可利用该可变焦透镜元件20来调整。在一些实施例中，其它元件例如该第一偏振控制器142、该偏振切换组件30a、30b、30c、30d等可进一步调整该光学统的光焦度。因此，该光学系统可用于减缓由近眼显示器引起的视觉辐辏调节冲突，及/或于该近眼显示器中矫正视力。
此外，该光学系统可作为用于日常视力矫正的矫正镜片的至少一部分。
综上所述，本发明光学系统经由将该可变焦透镜元件20耦接于该饼干透镜组件10的方式，使该光学系统具有可调节的焦距(光焦度)，并可经由第一偏振控制器142及/或该偏振切换组件30a、30b、30c、30d进一步调整该光学系统的光焦度，以减缓由近眼显示器所造成的视觉辐辏调节冲突，故确实可达成本发明的目的。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (18)

1.一种光学系统，其特征在于，包含：
饼干透镜组件；及
可变焦透镜元件，具有光轴，并以该光轴对准该饼干透镜组件的光轴的方式与该饼干透镜组件耦接，以令该光学系统具有可调整的焦距。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，该饼干透镜组件包括部分反射镜、设置于该部分反射镜的后方的反射偏振片、及设置于该部分反射镜与该反射偏振片间的第一波片，且该第一波片为四分之一波片。
3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，该饼干透镜组件还包括具有光焦度的透镜单元，设置在位于该部分反射镜与该第一波片间的前方位置、及位于该第一波片与该反射偏振片间的后方位置的其中一者。
4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，该透镜单元为偏振无依赖透镜。
5.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，该透镜单元设置于该后方位置，并包括偏振依赖透镜。
6.根据权利要求5所述的光学系统，其特征在于：该透镜单元还包括至少一设置于该偏振依赖透镜前方或后方的第一偏振控制器。
7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，该可变焦透镜元件选自液态透镜、液晶透镜及其组合。
8.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，该可变焦透镜元件为偏振依赖光学元件，并设置于位于该部分反射镜前方的第一位置、及位于该反射偏振片后方的第二位置的其中一者。
9.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于，该可变焦透镜元件设置于该第二位置。
10.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于，还包含耦接于该饼干透镜组件的偏振切换组件，使光束能够进行偏振转换以通过该饼干透镜组件及该可变焦透镜元件的其中至少一者。
11.根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，该可变焦透镜元件设置于该第一位置，该偏振切换组件包括设置于该可变焦透镜元件与该部分反射镜间的第二波片。
12.根据权利要求11所述的光学系统，其特征在于，该偏振切换组件还包括第二偏振控制器，该第二偏振控制器设置于位于该可变焦透镜元件与该第二波片间的后侧位置、及位于该可变焦透镜元件前方的前侧位置的其中一者，并能够经由电驱动方式自第一状态切换至第二状态，当光束被导入该光学系统，并穿过处于该第一状态的该第二偏振控制器时，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换，当该光束被导入该光学系统，并穿过处于该第二状态的该第二偏振控制器时，能防止该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换。
13.根据权利要求12所述的光学系统，其特征在于，该第二偏振控制器选自扭曲向列型液晶元件、液晶波片及其组合。
14.根据权利要求12所述的光学系统，其特征在于，该光束被处于该第一状态的第二偏振控制器经由该第二波片输出至该饼干透镜组件，形成穿过该饼干透镜组件的直线光路径。
15.根据权利要求12所述的光学系统，其特征在于，该光束被处于该第二状态的第二偏振控制器经由该第二波片输出至该饼干透镜组件，形成位于该部分反射镜与该反射偏振片间的折叠光路径。
16.根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，该可变焦透镜元件设置于该第二位置，该偏振切换组件为位于该可变焦透镜元件与该反射偏振片间的第二偏振控制器，并能够经由电驱动方式自第一状态切换至第二状态，当该光束经由该部分反射镜被导入该光学系统，并穿过处于该第一状态的该第二偏振控制器时，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换，当该光束经由该部分反射镜被导入该光学系统，并通过穿过处于该第二状态的该第二偏振控制器时，能防止该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换。
17.根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，该可变焦透镜元件设置于该第二位置，该偏振切换组件设置于该部分反射镜前方，并包括第二波片、及设置于该第二波片前方的第二偏振控制器，该第二偏振控制器能够经由电驱动方式自第一状态切换至第二状态，当该光束被导入该光学系统，并穿过处于该第一状态的该第二偏振控制器时，该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换，当该光束被导入该光学系统，并穿过处于该第二状态的该第二偏振控制器时，能防止该光束的偏振方向被该第二偏振控制器转换。
18.根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，该可变焦透镜元件设置于该第二位置，该偏振切换组件设置于该部分反射镜前方，且为可调式波片，并能够经由电驱动方式自第一波片状态切换至第二波片状态，当该光束经由处于该第一波片状态的可调式波片被导入该光学系统时，该光束的偏振方向被该可调式波片转换，当该光束经由处于该第二波片状态的可调式波片被导入该光学系统时，能防止该光束的偏振方向被该可调式波片转换。
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