CN217932284U - 光学透镜组及头戴式电子装置 - Google Patents

光学透镜组及头戴式电子装置 Download PDF

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Abstract

一种光学透镜组由目侧至像源侧依序包含：第一群组，包含第一透镜群和光学元件，该光学元件由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件；第二群组，目侧至像源侧依序包含：正屈折力的第二透镜群和部分反射部分透射元件；及第三群组，目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件和像源面。当光学透镜组满足特定条件时，可减轻装置的重量、提供变焦功能以及确保成像质量。本申请还提供一种头戴式电子装置。

Description

光学透镜组及头戴式电子装置
技术领域
本实用新型涉及一种光学透镜组及头戴式电子装置，尤其是一种可应用于头戴式电子装置的光学透镜组。
背景技术
随着半导体产业的发展，各项消费性电子产品的功能日益强大，再加上软件应用端各式服务的出现，提供了消费者更多的选择。当市场不再满足于手持式电子产品时，头戴式显示器便应运而生。然而，目前头戴式显示器的重量偏重且成像质量不佳。
并且，现有的头戴式显示器皆是定焦设计，因此有近视或远视的用户需要额外配戴其固有的眼镜。这会影响配戴的舒适性及头戴式显示器的性能。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的是提供一种光学透镜组及头戴式电子装置，可通过将光路折迭来减轻装置的重量，可提供变焦功能，让用户无需额外配戴眼镜就能使用本实用新型的装置，以及可确保成像质量。
为达上述目的，本实用新型一实施例所提供的一种光学透镜组，具有三个群组，该三个群组由目侧至像源侧依序包含：第一群组，包含：第一透镜群，包含一片、二片或三片透镜，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于近光轴处为凸面；及光学元件，由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件；第二群组，目侧至像源侧依序包含：第二透镜群，具有正屈折力，包含一片、二片或三片透镜，该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于近光轴处为凸面；及部分反射部分透射元件；及第三群组，目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件和像源面。
其中，该第一透镜群的整体焦距为f_G1，该第二透镜群的整体焦距为f_G2，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为TL，该光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：-0.48＜f_G2/f_G1＜2.15与0.51＜EFL_N*TL/(EFL_F*IMH)＜1.56。满足f_G2/f_G1时，可让光学透镜组的屈折力分配较为合适，并减少像差。满足EFL_N*TL/(EFL_F*IMH)时，可在变焦范围内，让光学透镜组的微型化与显示器的发光区域大小之间取得适当平衡。
可选择的是，该光学透镜组中具屈折力的透镜总数为2、3或4片。
该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，并满足以下条件：0.27＜MS2/EFL_F＜0.92。由此，可合理分配光学透镜组的各元件长度，并降低对组装公差的敏感度。
该光学透镜组于远点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_F，该光学透镜组于近点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_N，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，并满足以下条件：0.06＜(T12_F–T12_N)/EFL_N＜0.50。由此，可确保在变焦范围内，光学透镜组的性能与微型化之间达到最佳平衡。
该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT1，该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，并满足以下条件：0.11＜GCT1/MS2＜1.19。由此，有助于在第一透镜群的透镜成形性和屈折力之间取得适当的平衡。
该第二透镜群的整体焦距为f_G2，该光学透镜组于近点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_N，该光学透镜组于远点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_F，并满足以下条件：0.38mm-1＜f_G2/(MS3_N*MS3_F)＜3.06mm-1。由此，可确保在变焦范围内，透镜成形性与微型化之间达到最佳平衡。
该光学透镜组于远点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_F，该第一透镜群的整体焦距为f_G1，并满足以下条件：-0.04＜MS3_F/f_G1＜0.10。由此，有助于在第一透镜群的透镜成形性和屈折力之间取得适当的平衡。
该光学透镜组于近点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_N，该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT2，并满足以下条件：0.78＜MS3_N/GCT2＜3.98。由此，有助于提升光学透镜组的调焦空间。
该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R1，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，并满足以下条件：0.06mm-1＜R1/(EFL_N*EFL_F)＜1.48mm-1。由此，可有效减少调焦时光学透镜组的畸变。
该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R1，并满足以下条件：0.02＜EFL_F/R1＜0.45。由此，可有效改善光学透镜组的畸变、减少像差及缩小透镜尺寸。
该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为TL，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，并满足以下条件：0.43＜TL/EFL_N＜1.35。由此，可维持合适的透镜成形性及适当的光学透镜组的长度。
该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT1，该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT2，并满足以下条件：0.45＜GCT2/GCT1＜4.64。由此，在满足成像质量的前提下，可保证镜头厚度能满足镜头制造工艺的加工要求。
该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R3，该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为R4，并满足以下条件：-0.83＜R4/R3＜0.54。借着两曲率半径相互制约，可防止曲率半径过小并可降低对组装公差的敏感度。
该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，该第二透镜群的整体焦距为f_G2，并满足以下条件：0.04＜MS2/f_G2＜0.18。由此，有助于在两镜群空间大小与第二透镜群的屈折力之间取得适当平衡。
该光学透镜组于远点时的最大视角为FOV_F，该光学透镜组于远点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_F，该光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：0.18＜FOV_F/(T12_F*IMH)＜3.18。由此，在满足人眼视野大小实现较好的沉浸感的同时，也可满足轻量化的需求。
可选择的是，该第一群组在变焦时保持不动。
可选择的是，该光学元件位于该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的像源侧表面。
可选择的是，该第三群组在变焦时保持不动。
可选择的是，该第二群组在从近点变焦至远点时会从像源侧往目侧移动。
可选择的是，该第一透镜群的整体焦距为f_G1，并满足以下条件：-560.00mm＜f_G1＜8141.41mm。
可选择的是，该第二透镜群的整体焦距为f_G2，并满足以下条件：56.78mm＜f_G2＜432.03mm。
可选择的是，该光学透镜组于近点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_N，并满足以下条件：6.43mm＜MS3_N＜27.92mm。
可选择的是，该光学透镜组于远点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_F，并满足以下条件：4.80mm＜MS3_F＜19.95mm。
可选择的是，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为TL，并满足以下条件：9.70mm＜TL＜38.18mm。
可选择的是，该光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：8.08mm＜IMH＜37.72mm。
一种头戴式电子装置，包含：外壳；光学透镜组，设置于该外壳内；影像源，设置于该外壳内且配置于该光学透镜组的该像源面；及控制器，设置于该外壳内且电性连接该影像源。该光学透镜组，具有三个群组，该三个群组由目侧至像源侧依序包含：第一群组，包含：第一透镜群，包含一片、二片或三片透镜，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于近光轴处为凸面；及光学元件，由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件；第二群组，目侧至像源侧依序包含：第二透镜群，具有正屈折力，包含一片、二片或三片透镜，该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于近光轴处为凸面；及部分反射部分透射元件；及第三群组，目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件和像源面。
其中，该第一透镜群的整体焦距为f_G1，该第二透镜群的整体焦距为f_G2，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为TL，该光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：-0.48＜f_G2/f_G1＜2.15与0.51＜EFL_N*TL/(EFL_F*IMH)＜1.56。满足f_G2/f_G1时，可让光学透镜组的屈折力分配较为合适，并减少像差。满足EFL_N*TL/(EFL_F*IMH)时，可在变焦范围内，让微型化与显示器的发光区域大小之间取得适当平衡。
可选择的是，该光学透镜组中具屈折力的透镜总数为2、3或4片。
该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，并满足以下条件：0.27＜MS2/EFL_F＜0.92。由此，可合理分配光学透镜组的各元件长度，并降低对组装公差的敏感度。
该光学透镜组于远点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_F，该光学透镜组于近点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_N，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，并满足以下条件：0.06＜(T12_F–T12_N)/EFL_N＜0.50。由此，可确保在变焦范围内，光学透镜组的性能与微型化之间达到最佳平衡。
该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT1，该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，并满足以下条件：0.11＜GCT1/MS2＜1.19。由此，有助于在第一透镜群中的透镜成形性和屈折力之间取得适当的平衡。
该第二透镜群的整体焦距为f_G2，该光学透镜组于近点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_N，该光学透镜组于远点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_F，并满足以下条件：0.38mm-1＜f_G2/(MS3_N*MS3_F)＜3.06mm-1。由此，可确保在变焦范围内，透镜成形性与微型化之间达到最佳平衡。
该光学透镜组于远点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_F，该第一透镜群的整体焦距为f_G1，并满足以下条件：-0.04＜MS3_F/f_G1＜0.10。由此，有助于在第一透镜群中的透镜成形性和屈折力之间取得适当的平衡。
该光学透镜组于近点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_N，该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT2，并满足以下条件：0.78＜MS3_N/GCT2＜3.98。由此，有助于提升光学透镜组的调焦空间。
该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R1，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，并满足以下条件：0.06mm-1＜R1/(EFL_N*EFL_F)＜1.48mm-1。由此，可有效减少调焦时光学透镜组的畸变。
该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R1，并满足以下条件：0.02＜EFL_F/R1＜0.45。由此，可有效改善光学透镜组的畸变、减少像差及缩小透镜尺寸。
该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为TL，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，并满足以下条件：0.43＜TL/EFL_N＜1.35。由此，可维持合适的透镜成形性及适当的光学透镜组的长度。
该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT1，该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT2，并满足以下条件：0.45＜GCT2/GCT1＜4.64。由此，在满足成像质量的前提下，可保证镜头厚度能满足镜头制造工艺的加工要求。
该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R3，该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为R4，并满足以下条件：-0.83＜R4/R3＜0.54。借着两曲率半径相互制约，可防止曲率半径过小及降低对组装公差的敏感度。
该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，该第二透镜群的整体焦距为f_G2，并满足以下条件：0.04＜MS2/f_G2＜0.18。由此，有助于在两镜群空间大小与第二透镜群的屈折力之间取得适当平衡。
该光学透镜组于远点时的最大视角为FOV_F，该光学透镜组于远点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_F，该光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：0.18＜FOV_F/(T12_F*IMH)＜3.18。由此，在满足人眼视野大小实现较好的沉浸感的同时，也可满足轻量化的需求。
可选择的是，该第一群组在变焦时保持不动。
可选择的是，该光学元件位于该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的像源侧表面。
可选择的是，该第三群组在变焦时保持不动。
可选择的是，该第二群组在从近点变焦至远点时会从像源侧往目侧移动。
可选择的是，该第一透镜群的整体焦距为f_G1，并满足以下条件：-560.00mm＜f_G1＜8141.41mm。
可选择的是，该第二透镜群的整体焦距为f_G2，并满足以下条件：56.78mm＜f_G2＜432.03mm。
可选择的是，该光学透镜组于近点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_N，并满足以下条件：6.43mm＜MS3_N＜27.92mm。
可选择的是，该光学透镜组于远点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_F，并满足以下条件：4.80mm＜MS3_F＜19.95mm。
可选择的是，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为TL，并满足以下条件：9.70mm＜TL＜38.18mm。
可选择的是，该光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：8.08mm＜IMH＜37.72mm。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是本实用新型第一实施例的光学透镜组于近点时的示意图；
图1B是本实用新型第一实施例的光学透镜组于远点时的示意图；
图1C是图1A的局部放大图；
图1D是本实用新型第一实施例的光学透镜组的参数及光路的示意图；
图2A是本实用新型第二实施例的光学透镜组于近点时的示意图；
图2B是本实用新型第二实施例的光学透镜组于远点时的示意图；
图3A是本实用新型第三实施例的光学透镜组于近点时的示意图；
图3B是本实用新型第三实施例的光学透镜组于远点时的示意图；
图4A是本实用新型第四实施例的光学透镜组于近点时的示意图；
图4B是本实用新型第四实施例的光学透镜组于远点时的示意图；
图5A是本实用新型第五实施例的光学透镜组于近点时的示意图；
图5B是本实用新型第五实施例的光学透镜组于远点时的示意图；
图6A是本实用新型第六实施例的光学透镜组于近点时的示意图；
图6B是本实用新型第六实施例的光学透镜组于远点时的示意图；
图7A是本实用新型第七实施例的光学透镜组于近点时的示意图；
图7B是本实用新型第七实施例的光学透镜组于远点时的示意图；
图8A是本实用新型第八实施例的光学透镜组于近点时的示意图；
图8B是本实用新型第八实施例的光学透镜组于远点时的示意图；及
图9是本实用新型一实施例的头戴式电子装置的示意图。
符号说明
100,200,300,400,500,600,700,800:光圈
110,210,310,410,510,610,710,810:第一透镜
111,211,311,411,511,611,711,811:目侧表面
112,212,312,412,512,612,712,812:像源侧表面
120,220,320,420,520,620,720,820:光学元件
121:吸收式偏光元件
122:反射式偏光元件
123:第一相位延迟元件
130,230,330,430,530,630,730,830:第二透镜
131,231,331,431,531,631,731,831:目侧表面
132,232,332,432,532,632,732,832:像源侧表面
440,540,640,740,840:第三透镜
441,541,641,741,841:目侧表面
442,542,642,742,842:像源侧表面
650,750,850:第四透镜
651,751,851:目侧表面
652,752,852:像源侧表面
170,270,370,470,570,670,770,870:部分反射部分透射元件
180,280,380,480,580,680,780,880:第二相位延迟元件
191,291,391,491,591,691,791,891:像源面
193,293,393,493,593,693,793,893:影像源
195,295,395,495,595,695,795,895:光轴
9:头戴式电子装置
910:外壳
920:光机模块
930:影像源
940:控制器
T12_N:光学透镜组于近点时第一透镜群中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面于光轴上的距离
T12_F:光学透镜组于远点时第一透镜群中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面于光轴上的距离
MS2:第一透镜群中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至像源面于光轴上的距离
MS3_N:光学透镜组于近点时第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面于光轴上的距离
MS3_F:光学透镜组于远点时第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面于光轴上的距离
IMH:光学透镜组的最大像源高度
TL:第一透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面于光轴上的距离
L1:光路
P1:第一群组
P2:第二群组
P3:第三群组
G1:第一透镜群
G2:第二透镜群
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
第一实施例
请参照图1A至1D所示的光学透镜组，其中图1A是本实用新型第一实施例的光学透镜组于近点时的示意图，图1B是本实用新型第一实施例的光学透镜组于远点时的示意图，图1C是图1A的局部放大图，图1D是本实用新型第一实施例的光学透镜组的参数及光路的示意图。此光学透镜组沿光轴195由目侧至像源侧依序包含第一群组P1、第二群组P2及第三群组P3。在对焦(或变焦)过程中，第二群组P2在第一群组P1与第三群组P3之间可沿光轴195相对于第一群组P1位移。
第一群组P1包含光圈100、第一透镜群G1(即第一透镜110)和光学元件120。光圈100的位置可为用户眼睛观看影像的位置。第一透镜110位于光圈100与光学元件120之间。第二群组P2由目侧至像源侧依序包含且包含正屈折力的第二透镜群G2(即第二透镜130)和部分反射部分透射元件170。第三群组P3由目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件180和像源面191。光学透镜组中具屈折力的透镜总数为二片，但不以此为限。光学透镜组可搭配影像源193使用，像源面191可位于影像源193上，影像源193的种类可为液晶显示器、OLED显示器或LED显示器，但不限于此。
第一透镜110，具有正屈折力，其目侧表面111于近光轴处为凸面，其像源侧表面112于近光轴处为平面。该目侧表面111为非球面。
光学元件120由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件121、反射式偏光元件122和第一相位延迟元件123，这三个元件可堆栈地设置(例如但不限于是贴膜)于该像源侧表面112上，且该些元件的相对两表面皆为平面。具体来说，吸收式偏光元件121附接在该像源侧表面112上，反射式偏光元件122附接在吸收式偏光元件121上，第一相位延迟元件123附接在反射式偏光元件122上。第一相位延迟元件123例如但不限于是四分之一波板。
第二透镜130，具有正屈折力，其目侧表面131于近光轴处为凸面，其像源侧表面132于近光轴处为凸面。该目侧表面131和该像源侧表面132皆为非球面。
部分反射部分透射元件170设置(例如但不限于是镀膜)于该像源侧表面132上，且在可见光范围内具有至少30％的平均光反射率，较佳为50％的平均光反射率。这里的平均光反射率是指部分反射部分透射元件170对于不同波长光线的反射率的平均值。
第二相位延迟元件180设置于部分反射部分透射元件170与像源面191之间，且靠近像源面191。第二相位延迟元件180例如但不限于是四分之一波板。
上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下：
Figure BDA0003743509550000101
其中z为沿光轴195方向在高度为h的位置以表面顶点作参考的位置值；c为透镜表面于近光轴处的曲率，并为曲率半径(R)的倒数(c＝1/R)，R为透镜表面近光轴处的曲率半径；h为透镜表面距离光轴195的垂直距离；k为圆锥系数(conic constant)；Ai为第i阶非球面系数。
光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，第一透镜群G1的整体焦距为f_G1，第二透镜群G2的整体焦距为f_G2，光学透镜组于近点时第一透镜群中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面(即第一透镜110的像源侧表面112)至第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第二透镜130的目侧表面131)于光轴195上的距离为T12_N，光学透镜组于远点时第一透镜群中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面(即第一透镜110的像源侧表面112)至第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第二透镜130的目侧表面131)于光轴195上的距离为T12_F，光学透镜组于近点时的最大视角为FOV_N，光学透镜组于远点时的最大视角为FOV_F，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第一透镜110的目侧表面111)至第一透镜群G1中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面(即第一透镜110的像源侧表面112)于光轴195上的距离为GCT1，第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第二透镜130的目侧表面131)至第二透镜群G2中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面(即第二透镜130的像源侧表面132)于光轴195上的距离为GCT2，光学透镜组于近点时第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第二透镜130的目侧表面131)至像源面191于光轴195上的距离为MS3_N，光学透镜组于远点时第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第二透镜130的目侧表面131)至像源面191于光轴195上的距离为MS3_F，第一透镜群G1中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面(即第一透镜110的像源侧表面112)至像源面191于光轴195上的距离为MS2，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第一透镜110的目侧表面111)的曲率半径为R1，第一透镜群G1中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面(即第一透镜110的像源侧表面112)的曲率半径为R2，第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第二透镜130的目侧表面131)的曲率半径为R3，第二透镜群G2中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面(即第二透镜130的像源侧表面132)的曲率半径为R4，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面(即第一透镜110的目侧表面111)至像源面191于光轴195上的距离为TL，光学透镜组的最大像源高度为IMH(通常为像源面191的内切圆的半径)，这些参数的数值如表1所示下。
Figure BDA0003743509550000111
由表1可推知，光学透镜组满足下列表2中的条件：
Figure BDA0003743509550000112
第一实施例的光学透镜组中，第一透镜群G1的整体焦距为f_G1，第二透镜群G2的整体焦距为f_G2，并满足以下条件：f_G2/f_G1＝0.08。
第一实施例的光学透镜组中，光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面191于光轴195上的距离为TL，光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：EFL_N*TL/(EFL_F*IMH)＝0.85。
第一实施例的光学透镜组中，第一透镜群G1中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至像源面191于光轴195上的距离为MS2，光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，并满足以下条件：MS2/EFL_F＝0.59。
第一实施例的光学透镜组中，光学透镜组于远点时第一透镜群中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面于光轴195上的距离为T12_F，光学透镜组于近点时第一透镜群中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面于光轴195上的距离为T12_N，光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，并满足以下条件：(T12_F–T12_N)/EFL_N＝0.35。
第一实施例的光学透镜组中，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面至第一透镜群G1中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面于光轴195上的距离为GCT1，第一透镜群G1中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至像源面191于光轴195上的距离为MS2，并满足以下条件：GCT1/MS2＝0.21。
第一实施例的光学透镜组中，第二透镜群G2的整体焦距为f_G2，光学透镜组于近点时第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面191于光轴195上的距离为MS3_N，光学透镜组于远点时第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面191于光轴195上的距离为MS3_F，并满足以下条件：f_G2/(MS3_N*MS3_F)＝1.00mm-1。
第一实施例的光学透镜组中，光学透镜组于远点时第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面191于光轴195上的距离为MS3_F，第一透镜群G1的整体焦距为f_G1，并满足以下条件：MS3_F/f_G1＝0.004。
第一实施例的光学透镜组中，光学透镜组于近点时第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面191于光轴195上的距离为MS3_N，第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面至第二透镜群G2中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面于光轴195上的距离为GCT2，并满足以下条件：MS3_N/GCT2＝2.84。
第一实施例的光学透镜组中，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面的曲率半径为R1，光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，并满足以下条件：R1/(EFL_N*EFL_F)＝1.06mm-1。
第一实施例的光学透镜组中，光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面的曲率半径为R1，并满足以下条件：EFL_F/R1＝0.03。
第一实施例的光学透镜组中，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面至像源面191于光轴195上的距离为TL，光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，并满足以下条件：TL/EFL_N＝0.82。
第一实施例的光学透镜组中，第一透镜群G1中最靠近目侧的透镜的目侧表面至第一透镜群G1中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面于光轴195上的距离为GCT1，第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面至第二透镜群G2中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面于光轴195上的距离为GCT2，并满足以下条件：GCT2/GCT1＝1.57。
第一实施例的光学透镜组中，第二透镜群G2中最靠近目侧的透镜的目侧表面的曲率半径为R3，第二透镜群G2中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面的曲率半径为R4，并满足以下条件：R4/R3＝-0.27。
第一实施例的光学透镜组中，第一透镜群G1中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至像源面191于光轴195上的距离为MS2，第二透镜群G2的整体焦距为f_G2，并满足以下条件：MS2/f_G2＝0.12。
第一实施例的光学透镜组中，光学透镜组于远点时的最大视角为FOV_F，光学透镜组于远点时第一透镜群中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面至第二透镜群中最靠近目侧的透镜的目侧表面于光轴195上的距离为T12_F，光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：FOV_F/(T12_F*IMH)＝0.29。
并且，第一实施例的光学透镜组通过吸收式偏光元件、反射式偏光元件、相位延迟元件和透镜的组合配置，在不影响成像质量的前提下，利用光的穿透与反射，将光路折迭，以压缩成像所需的镜组长度。请参考图1D所示，由影像源193发出的线偏振的入射光会沿光路L1行进至用户的眼睛。具体来说，此线偏振的入射光穿过第二相位延迟元件180时从线偏振态转成圆偏振态，圆偏振的入射光会被位于第二透镜群G2中最靠近像源侧的透镜的像源侧表面处的部分反射部分透射元件170分光，使得此入射光有一部分会作为透射光穿过部分反射部分透射元件170和第二透镜群G2，而进入第一群组P1；当行进至第一群组P1的透射光穿过第一相位延迟元件123时会从圆偏振态转成线偏振态，而具有与反射式偏光元件122的反射轴平行的偏振方向；然后，此线偏振的透射光会被反射式偏光元件122反射，以穿过第一相位延迟元件123而从线偏振态回到圆偏振态；接着，回到圆偏振态的透射光在穿过第二群组P2的第二透镜群G2后，有一部分会作为反射光被部分反射部分透射元件170反射，以穿过第二透镜群G2并行进至第一群组P1；当行进至第一群组P1的反射光在穿过第一相位延迟元件123时会从圆偏振态转成线偏振态，而具有与反射式偏光元件122的反射轴垂直的偏振方向；最后，线偏振的反射光在穿过反射式偏光元件122和吸收式偏光元件121后会被第一透镜群G1中较吸收式偏光元件121靠近目侧的透镜折射至用户的眼睛。
再配合参照下列表3和表4。
Figure BDA0003743509550000131
Figure BDA0003743509550000141
Figure BDA0003743509550000142
Figure BDA0003743509550000151
表3为第一实施例详细的结构数据，曲率半径、厚度、间隙及焦距的单位为mm，且表面18～0分别表示光线从像源面191至光圈100所依序经过的表面，其中：表面0为用户的眼睛(或光圈100)与成像之间在光轴195上的间隙，成像位置较像源面191更远离目侧；表面1是光圈100与第一透镜110之间在光轴195上的间隙；表面2、3和17分别是第一透镜110、吸收式偏光元件121和第二相位延迟元件180在光轴195上的厚度；表面4、11和12是反射式偏光元件122在光轴195上的厚度；表面5、10和13是第一相位延迟元件123在光轴195上的厚度；表面6是第一相位延迟元件123与第二透镜130之间在光轴195上的间隙；表面7和15是第二透镜130在光轴195上的厚度；表面8和16是部分反射部分透射元件170在光轴195上的厚度；表面9是部分反射部分透射元件170与第一相位延迟元件123之间在光轴195上的间隙；表面14是第一相位延迟元件123与第二透镜130之间在光轴195上的间隙；表中之参数的数值具有负号者表示光线反射传播。
表4为第一实施例中的非球面数据，其中：k为非球面曲线方程式中的锥面系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20为高阶非球面系数。
此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表1至表4的定义相同，将不再赘述。并且，各实施例中，透镜的任一表面的最大有效半径通常为光学透镜组最大视角入射光通过入射瞳最边缘的光线于该透镜表面交会点，该交会点与光轴之间的垂直距离、又或者为该透镜表面不具有表面处理(透镜表面具有凹凸结构、或是涂墨等等)的部位的半径、也可以为光线可通过该透镜的部位的半径(遮光片、或间隔环等等可阻挡光线通过该透镜)，但不限于此。
第二实施例
请参照图2A至图2B所示的光学透镜组，其中图2A是本实用新型第二实施例的光学透镜组于近点时的示意图，图2B是本实用新型第二实施例的光学透镜组于远点时的示意图。此光学透镜组沿光轴295由目侧至像源侧依序包含第一群组P1、第二群组P2及第三群组P3。在对焦(或变焦)过程中，第二群组P2在第一群组P1与第三群组P3之间可沿光轴295相对于第一群组P1位移。
第一群组P1包含光圈200、第一透镜群G1(即第一透镜210)和光学元件220。光圈200的位置可为用户眼睛观看影像的位置。第一透镜210位于光圈200与光学元件220之间。第二群组P2由目侧至像源侧依序包含且包含正屈折力的第二透镜群G2(即第二透镜230)和部分反射部分透射元件270。第三群组P3由目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件280和像源面291。光学透镜组中具屈折力的透镜总数为二片，但不以此为限。光学透镜组可搭配影像源293使用，像源面291可位于影像源293上，影像源293的种类可为液晶显示器、OLED显示器或LED显示器，但不限于此。
第一透镜210，具有正屈折力，其目侧表面211于近光轴处为凸面，其像源侧表面212于近光轴处为平面。该目侧表面211为非球面。
光学元件220由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件，这三个元件的配置方式可参考第一实施例的吸收式偏光元件121、反射式偏光元件122和第一相位延迟元件123的配置方式，于此不再赘述。
第二透镜230，具有正屈折力，其目侧表面231于近光轴处为凹面，其像源侧表面232于近光轴处为凸面。该目侧表面231为球面，该像源侧表面232为非球面。
部分反射部分透射元件270设置(例如但不限于是镀膜)于该像源侧表面232上，且在可见光范围内具有至少30％的平均光反射率，较佳为50％的平均光反射率。这里的平均光反射率是指部分反射部分透射元件270对于不同波长光线的反射率的平均值。
第二相位延迟元件280设置于部分反射部分透射元件270与像源面291之间，且靠近像源面291。第二相位延迟元件280例如但不限于是四分之一波板。
请再一并配合参照下列表5至表8。
Figure BDA0003743509550000161
Figure BDA0003743509550000171
Figure BDA0003743509550000172
Figure BDA0003743509550000173
Figure BDA0003743509550000181
Figure BDA0003743509550000182
第二实施例中，非球面的曲线方程式与第一实施例的非球面的曲线方程式相同，表7中各参数的数值可由表5和表6推算出，且表8中各条件式的数值可由表7推算出。
第三实施例
请参照图3A至图3B所示的光学透镜组，其中图3A是本实用新型第三实施例的光学透镜组于近点时的示意图，图3B是本实用新型第三实施例的光学透镜组于远点时的示意图。此光学透镜组沿光轴395由目侧至像源侧依序包含第一群组P1、第二群组P2及第三群组P3。在对焦(或变焦)过程中，第二群组P2在第一群组P1与第三群组P3之间可沿光轴395相对于第一群组P1位移。
第一群组P1包含光圈300、第一透镜群G1(即第一透镜310)和光学元件320。光圈300的位置可为用户眼睛观看影像的位置。第一透镜310位于光圈300与光学元件320之间。第二群组P2由目侧至像源侧依序包含且包含正屈折力的第二透镜群G2(即第二透镜330)和部分反射部分透射元件370。第三群组P3由目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件380和像源面391。光学透镜组中具屈折力的透镜总数为二片，但不以此为限。光学透镜组可搭配影像源393使用，像源面391可位于影像源393上，影像源393的种类可为液晶显示器、OLED显示器或LED显示器，但不限于此。
第一透镜310，具有正屈折力，其目侧表面311于近光轴处为凸面，其像源侧表面312于近光轴处为平面。该目侧表面311为非球面。
光学元件320由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件，这三个元件的配置方式可参考第一实施例的吸收式偏光元件121、反射式偏光元件122和第一相位延迟元件123的配置方式，于此不再赘述。
第二透镜330，具有正屈折力，其目侧表面331于近光轴处为凸面，其像源侧表面332于近光轴处为凸面。该目侧表面331和该像源侧表面332皆为非球面。
部分反射部分透射元件370设置(例如但不限于是镀膜)于该像源侧表面332上，且在可见光范围内具有至少30％的平均光反射率，较佳为50％的平均光反射率。这里的平均光反射率是指部分反射部分透射元件370对于不同波长光线的反射率的平均值。
第二相位延迟元件380设置于部分反射部分透射元件370与像源面391之间，且靠近像源面391。第二相位延迟元件380例如但不限于是四分之一波板。
请再一并配合参照下列表9至表12。
Figure BDA0003743509550000191
Figure BDA0003743509550000201
Figure BDA0003743509550000202
Figure BDA0003743509550000203
Figure BDA0003743509550000204
Figure BDA0003743509550000211
第三实施例中，非球面的曲线方程式与第一实施例的非球面的曲线方程式相同，表11中各参数的数值可由表9和表10推算出，且表12中各条件式的数值可由表11推算出。
第四实施例
请参照图4A至图4B所示的光学透镜组，其中图4A是本实用新型第四实施例的光学透镜组于近点时的示意图，图4B是本实用新型第四实施例的光学透镜组于远点时的示意图。此光学透镜组沿光轴495由目侧至像源侧依序包含第一群组P1、第二群组P2及第三群组P3。在对焦(或变焦)过程中，第二群组P2在第一群组P1与第三群组P3之间可沿光轴495相对于第一群组P1位移。
第一群组P1包含光圈400、第一透镜群G1(即第一透镜410)和光学元件420。光圈400的位置可为用户眼睛观看影像的位置。第一透镜410位于光圈400与光学元件420之间。第二群组P2由目侧至像源侧依序包含正屈折力的第二透镜群G2和部分反射部分透射元件470。第二透镜群G2由目侧至像源侧依序包含第二透镜430和第三透镜440。第三群组P3由目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件480和像源面491。光学透镜组中具屈折力的透镜总数为三片，但不以此为限。光学透镜组可搭配影像源493使用，像源面491可位于影像源493上，影像源493的种类可为液晶显示器、OLED显示器或LED显示器，但不限于此。
第一透镜410，具有正屈折力，其目侧表面411于近光轴处为凸面，其像源侧表面412于近光轴处为平面。该目侧表面411为非球面。
光学元件420由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件，这三个元件的配置方式可参考第一实施例的吸收式偏光元件121、反射式偏光元件122和第一相位延迟元件123的配置方式，于此不再赘述。
第二透镜430，具有正屈折力，其目侧表面431于近光轴处为平面，其像源侧表面432于近光轴处为凸面。该像源侧表面432为非球面。
第三透镜440，具有负屈折力，其目侧表面441于近光轴处为凹面，其像源侧表面442于近光轴处为凸面。该目侧表面441为球面，该像源侧表面442为非球面。
部分反射部分透射元件470设置(例如但不限于是镀膜)于该像源侧表面442上，且在可见光范围内具有至少30％的平均光反射率，较佳为50％的平均光反射率。这里的平均光反射率是指部分反射部分透射元件470对于不同波长光线的反射率的平均值。
第二相位延迟元件480设置于部分反射部分透射元件470与像源面491之间，且靠近像源面491。第二相位延迟元件480例如但不限于是四分之一波板。
请再一并配合参照下列表13至表16。
Figure BDA0003743509550000221
Figure BDA0003743509550000231
Figure BDA0003743509550000232
Figure BDA0003743509550000233
Figure BDA0003743509550000234
Figure BDA0003743509550000241
第四实施例中，非球面的曲线方程式与第一实施例的非球面的曲线方程式相同，表15中各参数的数值可由表13和表14推算出，且表16中各条件式的数值可由表15推算出。表13中，表面0～7的定义与第一实施例的表2的表面0～7的定义相同；表面8和20是第二透镜430与第三透镜440之间在光轴495上的间隙；表面9和21是第三透镜440在光轴495上的厚度；表面10是部分反射部分透射元件470在光轴495上的厚度；表面11是部分反射部分透射元件470与第二透镜430之间在光轴495上的间隙；表面12和19是第二透镜430在光轴495上的厚度；表面13和18是第二透镜430与第一相位延迟元件之间在光轴495上的间隙；表面14和17是第一相位延迟元件在光轴495上的厚度；表面15和16是反射式偏光元件在光轴495上的厚度；表面22是第三透镜440与第二相位延迟元件480之间在光轴495上的间隙；表面23是第二相位延迟元件480在光轴495上的厚度；表中的参数的数值具有负号者表示光线反射传播。
第五实施例
请参照图5A至图5B所示的光学透镜组，其中图5A是本实用新型第五实施例的光学透镜组于近点时的示意图，图5B是本实用新型第五实施例的光学透镜组于远点时的示意图。此光学透镜组沿光轴595由目侧至像源侧依序包含第一群组P1、第二群组P2及第三群组P3。在对焦(或变焦)过程中，第二群组P2在第一群组P1与第三群组P3之间可沿光轴595相对于第一群组P1位移。
第一群组P1包含光圈500、第一透镜群G1和光学元件520。光圈500的位置可为用户眼睛观看影像的位置。第一透镜群G1由目侧至像源侧依序包含第一透镜510和第二透镜530，第一透镜510位于光圈500与光学元件520之间，光学元件520位于第一透镜510和第二透镜530之间。第二群组P2由目侧至像源侧依序包含正屈折力的第二透镜群G2(即第三透镜540)和部分反射部分透射元件570。第三群组P3由目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件580和像源面591。光学透镜组中具屈折力的透镜总数为三片，但不以此为限。光学透镜组可搭配影像源593使用，像源面591可位于影像源593上，影像源593的种类可为液晶显示器、OLED显示器或LED显示器，但不限于此。
第一透镜510，具有正屈折力，其目侧表面511于近光轴处为凸面，其像源侧表面512于近光轴处为平面。该目侧表面511为非球面。
光学元件520由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件，这三个元件的配置方式可参考第一实施例的吸收式偏光元件121、反射式偏光元件122和第一相位延迟元件123的配置方式，于此不再赘述。
第二透镜530，具有负屈折力，其目侧表面531于近光轴处为平面，其像源侧表面532于近光轴处为凹面。该像源侧表面532为非球面。
第三透镜540，具有正屈折力，其目侧表面541于近光轴处为凸面，其像源侧表面542于近光轴处为凸面。该目侧表面541和该像源侧表面542皆为非球面。
部分反射部分透射元件570设置(例如但不限于是镀膜)于该像源侧表面542上，且在可见光范围内具有至少30％的平均光反射率，较佳为50％的平均光反射率。这里的平均光反射率是指部分反射部分透射元件570对于不同波长光线的反射率的平均值。
第二相位延迟元件580设置于部分反射部分透射元件570与像源面591之间，且靠近像源面591。第二相位延迟元件580例如但不限于是四分之一波板。
请再一并配合参照下列表17至表20。
Figure BDA0003743509550000251
Figure BDA0003743509550000261
Figure BDA0003743509550000262
Figure BDA0003743509550000271
Figure BDA0003743509550000272
第五实施例中，非球面的曲线方程式与第一实施例的非球面的曲线方程式相同，表19中各参数的数值可由表17和表18推算出，且表20中各条件式的数值可由表19推算出。表17中，表面0～5的定义与第一实施例的表面0～5相同；表面6、11和16是第二透镜530在光轴595上的厚度；表面7和17是第二透镜530与第三透镜540之间在光轴595上的间隙；表面8和18是第三透镜540在光轴595上的厚度；表面9和20分别是部分反射部分透射元件570和第二相位延迟元件580在光轴595上的厚度；表面10是部分反射部分透射元件570与第二透镜530之间在光轴595上的间隙；表面12和15是第一相位延迟元件在光轴595上的厚度；表面13和14是反射式偏光元件在光轴595上的厚度；表面19是第三透镜540与第二相位延迟元件580之间在光轴595上的间隙；表中的参数的数值具有负号者表示光线反射传播。
第六实施例
请参照图6A和6B所示的光学透镜组，其中图6A是本实用新型第六实施例的光学透镜组于近点时的示意图，图6B是本实用新型第六实施例的光学透镜组于远点时的示意图。此光学透镜组沿光轴695由目侧至像源侧依序包含第一群组P1、第二群组P2及第三群组P3。在对焦(或变焦)过程中，第二群组P2在第一群组P1与第三群组P3之间可沿光轴695相对于第一群组P1位移。
第一群组P1包含光圈600、第一透镜群G1和光学元件620。光圈600的位置可为用户眼睛观看影像的位置。第一透镜群G1由目侧至像源侧依序包含第一透镜610和第二透镜630，第一透镜610位于光圈600与光学元件620之间，光学元件620位于第一透镜610和第二透镜630之间。第二群组P2由目侧至像源侧依序包含正屈折力的第二透镜群G2和部分反射部分透射元件670。第二透镜群G2由目侧至像源侧依序包含第三透镜640和第四透镜650。第三群组P3由目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件680和像源面691。光学透镜组中具屈折力的透镜总数为四片，但不以此为限。光学透镜组可搭配影像源693使用，像源面691可位于影像源693上，影像源693的种类可为液晶显示器、OLED显示器或LED显示器，但不限于此。
第一透镜610，具有正屈折力，其目侧表面611于近光轴处为凸面，其像源侧表面612于近光轴处为平面。该目侧表面611为非球面。
光学元件620由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件，这三个元件的配置方式可参考第一实施例的吸收式偏光元件121、反射式偏光元件122和第一相位延迟元件123的配置方式，于此不再赘述。
第二透镜630，具有负屈折力，其目侧表面631于近光轴处为平面，其像源侧表面632于近光轴处为凹面。该像源侧表面632为非球面。
第三透镜640，具有负屈折力，其目侧表面641于近光轴处为凸面，其像源侧表面642于近光轴处为凹面。该目侧表面641和该像源侧表面642皆为非球面。
第四透镜650，具有正屈折力，其目侧表面651于近光轴处为凸面，其像源侧表面652于近光轴处为凸面。该目侧表面651和该像源侧表面652皆为非球面。
部分反射部分透射元件670设置(例如但不限于是镀膜)于该像源侧表面652上，且在可见光范围内具有至少30％的平均光反射率，较佳为50％的平均光反射率。这里的平均光反射率是指部分反射部分透射元件670对于不同波长光线的反射率的平均值。
第二相位延迟元件680设置于部分反射部分透射元件670与像源面691之间，且靠近像源面691。第二相位延迟元件680例如但不限于是四分之一波板。
请再一并配合参照下列表21至表24。
Figure BDA0003743509550000281
Figure BDA0003743509550000291
Figure BDA0003743509550000301
Figure BDA0003743509550000302
Figure BDA0003743509550000303
Figure BDA0003743509550000311
第六实施例中，非球面的曲线方程式与第一实施例的非球面的曲线方程式相同，表23中各参数的数值可由表21和表22推算出，且表24中各条件式的数值可由表23推算出。表21中，表面0～7的定义相同于第一实施例的表面0～7；表面8、15和24是第二透镜630与第三透镜640之间在光轴695上的间隙；表面9、14和25是第三透镜640在光轴695上的厚度；表面10和26是第三透镜640和第四透镜650之间在光轴695上的间隙；表面11和27是第四透镜650在光轴695上的厚度；表面12和28是部分反射部分透射元件670在光轴695上的厚度；表面13是部分反射部分透射元件670与第三透镜640之间在光轴695上的间隙；表面16和23是第二透镜630在光轴695上的厚度；表面17和22是第二透镜630与第一相位延迟元件之间在光轴695上的间隙；表面18和21是第一相位延迟元件在光轴695上的厚度；表面19和20是反射式偏光元件在光轴695上的厚度；表面29是第二相位延迟元件680在光轴695上的厚度；表中的参数的数值具有负号者表示光线反射传播。
第七实施例
请参照图7A和7B所示的光学透镜组，其中图7A是本实用新型第七实施例的光学透镜组于近点时的示意图，图7B是本实用新型第七实施例的光学透镜组于远点时的示意图。此光学透镜组沿光轴795由目侧至像源侧依序包含第一群组P1、第二群组P2及第三群组P3。在对焦(或变焦)过程中，第二群组P2在第一群组P1与第三群组P3之间可沿光轴795相对于第一群组P1位移。
第一群组P1包含光圈700、第一透镜群G1和光学元件720。光圈700的位置可为用户眼睛观看影像的位置。第一透镜群G1由目侧至像源侧依序包含第一透镜710、第二透镜730和第三透镜740，第一透镜710位于光圈700与光学元件720之间，光学元件720位于第一透镜710和第二透镜730之间。第二群组P2由目侧至像源侧依序包含正屈折力的第二透镜群G2(即第四透镜750)和部分反射部分透射元件770。第三群组P3由目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件780和像源面791。光学透镜组中具屈折力的透镜总数为四片，但不以此为限。光学透镜组可搭配影像源793使用，像源面791可位于影像源793上，影像源793的种类可为液晶显示器、OLED显示器或LED显示器，但不限于此。
第一透镜710，具有正屈折力，其目侧表面711于近光轴处为凸面，其像源侧表面712于近光轴处为平面。该目侧表面711为非球面。
光学元件720由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件，这三个元件的配置方式可参考第一实施例的吸收式偏光元件121、反射式偏光元件122和第一相位延迟元件123的配置方式，于此不再赘述。
第二透镜730，具有负屈折力，其目侧表面731于近光轴处为平面，其像源侧表面732于近光轴处为凹面。该像源侧表面732为非球面。
第三透镜740，具有正屈折力，其目侧表面741于近光轴处为凸面，其像源侧表面742于近光轴处为凹面。该目侧表面741和该像源侧表面742皆为非球面。
第四透镜750，具有正屈折力，其目侧表面751于近光轴处为凸面，其像源侧表面752于近光轴处为凸面。该目侧表面751和该像源侧表面752皆为非球面。
部分反射部分透射元件770设置(例如但不限于是镀膜)于该像源侧表面752上，且在可见光范围内具有至少30％的平均光反射率，较佳为50％的平均光反射率。这里的平均光反射率是指部分反射部分透射元件770对于不同波长光线的反射率的平均值。
第二相位延迟元件780设置于部分反射部分透射元件770与像源面791之间，且靠近像源面791。第二相位延迟元件780例如但不限于是四分之一波板。
请再一并配合参照下列表25至表28。
Figure BDA0003743509550000321
Figure BDA0003743509550000331
Figure BDA0003743509550000332
Figure BDA0003743509550000341
Figure BDA0003743509550000342
Figure BDA0003743509550000343
第七实施例中，非球面的曲线方程式与第一实施例的非球面的曲线方程式相同，表27中各参数的数值可由表25和表26推算出，且表28中各条件式的数值可由表27推算出。表25中的表面0～30的定义相同于第六实施例的表面0～30。
第八实施例
请参照图8A和8B所示的光学透镜组，其中图8A是本实用新型第八实施例的光学透镜组于近点时的示意图，图8B是本实用新型第八实施例的光学透镜组于远点时的示意图。此光学透镜组沿光轴895由目侧至像源侧依序包含第一群组P1、第二群组P2及第三群组P3。在对焦(或变焦)过程中，第二群组P2在第一群组P1与第三群组P3之间可沿光轴895相对于第一群组P1位移。
第一群组P1包含光圈800、第一透镜群G1(即第一透镜810)和光学元件820。光圈800的位置可为用户眼睛观看影像的位置。第一透镜810位于光圈800与光学元件820之间。第二群组P2由目侧至像源侧依序包含正屈折力的第二透镜群G2和部分反射部分透射元件870。第二透镜群G2由目侧至像源侧依序包含第二透镜830、第三透镜840和第四透镜850。第三群组P3由目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件880和像源面891。光学透镜组中具屈折力的透镜总数为四片，但不以此为限。光学透镜组可搭配影像源893使用，像源面891可位于影像源893上，影像源893的种类可为液晶显示器、OLED显示器或LED显示器，但不限于此。
第一透镜810，具有正屈折力，其目侧表面811于近光轴处为凸面，其像源侧表面812于近光轴处为平面。该目侧表面811为非球面。
光学元件820由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件，这三个元件的配置方式可参考第一实施例的吸收式偏光元件121、反射式偏光元件122和第一相位延迟元件123的配置方式，于此不再赘述。
第二透镜830，具有负屈折力，其目侧表面831于近光轴处为平面，其像源侧表面832于近光轴处为凹面。该像源侧表面832为非球面。
第三透镜840，具有正屈折力，其目侧表面841于近光轴处为凸面，其像源侧表面842于近光轴处为凸面。该目侧表面841和该像源侧表面842皆为非球面。
第四透镜850，具有正屈折力，其目侧表面851于近光轴处为凸面，其像源侧表面852于近光轴处为凸面。该目侧表面851和该像源侧表面852皆为非球面。
部分反射部分透射元件870设置(例如但不限于是镀膜)于该像源侧表面852上，且在可见光范围内具有至少30％的平均光反射率，较佳为50％的平均光反射率。这里的平均光反射率是指部分反射部分透射元件870对于不同波长光线的反射率的平均值。
第二相位延迟元件880设置于部分反射部分透射元件870与像源面891之间，且靠近像源面891。第二相位延迟元件880例如但不限于是四分之一波板。
请再一并配合参照下列表29至表32。
Figure BDA0003743509550000351
Figure BDA0003743509550000361
Figure BDA0003743509550000371
Figure BDA0003743509550000372
Figure BDA0003743509550000373
Figure BDA0003743509550000381
第八实施例中，非球面的曲线方程式与第一实施例的非球面的曲线方程式相同，表31中各参数的数值可由表29和表30推算出，且表32中各条件式的数值可由表31推算出。表29中的表面0～30的定义相同于第六实施例的表面0～30。
本实用新型提供的光学透镜组，透镜的材质可为塑料或玻璃，当透镜材质为塑料，可以有效降低生产成本，另当透镜的材质为玻璃，则可以增加光学透镜组屈折力配置的自由度。此外，光学透镜组中为非球面的透镜表面可制作成球面以外的形状，以获得较多的控制变量，并用以消减像差，进而缩减透镜使用的数目，因此可以有效降低本实用新型光学透镜组的总长度。
本实用新型提供的光学透镜组中，就以具有屈折力的透镜而言，若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面于近光轴处为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面于近光轴处为凹面。
此外，本实用新型提供的光学透镜组可应用于头戴式电子装置。请参考图9所示的根据本实用新型一实施例的头戴式电子装置的示意图。此头戴式电子装置9例如但不限于是应用虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)的头戴式显示器，包含外壳910以及设置于外壳910内的光机模块920、影像源930和控制器940。
光机模块920分别对应用户的左眼和右眼。光机模块920包含光学透镜组，且此光学透镜组可为第一实施例至第八实施例中的任一个的光学透镜组。
影像源930可为第一实施例至第八实施例的任一个的影像源。影像源930可分别对应左眼和右眼，影像源930的种类可以是液晶显示器、LED显示器、或OLED显示器，但不限于此。
控制器940电性连接影像源930，以控制影像源930显示影像，由此头戴式电子装置9便可投射立体影像至用户的眼睛，而形成虚拟图像。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种光学透镜组，其特征在于：具有三个群组，该三个群组由目侧至像源侧依序包含：
第一群组，包含：
第一透镜群，包含一片、二片或三片透镜，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于近光轴处为凸面；及
光学元件，由目侧至像源侧依序包含吸收式偏光元件、反射式偏光元件和第一相位延迟元件；
第二群组，目侧至像源侧依序包含：
第二透镜群，具有正屈折力，包含一片、二片或三片透镜，该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于近光轴处为凸面；及
部分反射部分透射元件；及
第三群组，目侧至像源侧依序包含第二相位延迟元件和像源面；
其中该光学透镜组中具屈折力的透镜总数为2、3或4片，该第一透镜群的整体焦距为f_G1，该第二透镜群的整体焦距为f_G2，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为TL，该光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：-0.48＜f_G2/f_G1＜2.15与0.51＜EFL_N*TL/(EFL_F*IMH)＜1.56。
2.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，并满足以下条件：0.27＜MS2/EFL_F＜0.92。
3.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该光学透镜组于远点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_F，该光学透镜组于近点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_N，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，并满足以下条件：0.06＜(T12_F–T12_N)/EFL_N＜0.50。
4.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT1，该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，并满足以下条件：0.11＜GCT1/MS2＜1.19。
5.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该第二透镜群的整体焦距为f_G2，该光学透镜组于近点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_N，该光学透镜组于远点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_F，并满足以下条件：0.38mm-1＜f_G2/(MS3_N*MS3_F)＜3.06mm-1。
6.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该光学透镜组于远点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_F，该第一透镜群的整体焦距为f_G1，并满足以下条件：-0.04＜MS3_F/f_G1＜0.10。
7.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该光学透镜组于近点时该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS3_N，该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT2，并满足以下条件：0.78＜MS3_N/GCT2＜3.98。
8.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R1，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，并满足以下条件：0.06mm-1＜R1/(EFL_N*EFL_F)＜1.48mm-1。
9.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该光学透镜组在远点时的整体焦距为EFL_F，该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R1，并满足以下条件：0.02＜EFL_F/R1＜0.45。
10.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为TL，该光学透镜组在近点时的整体焦距为EFL_N，并满足以下条件：0.43＜TL/EFL_N＜1.35。
11.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该第一透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT1，该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为GCT2，并满足以下条件：0.45＜GCT2/GCT1＜4.64。
12.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为R3，该第二透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为R4，并满足以下条件：-0.83＜R4/R3＜0.54。
13.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为MS2，该第二透镜群的整体焦距为f_G2，并满足以下条件：0.04＜MS2/f_G2＜0.18。
14.根据权利要求1所述的光学透镜组，其特征在于：该光学透镜组于远点时的最大视角为FOV_F，该光学透镜组于远点时该第一透镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二透镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为T12_F，该光学透镜组的最大像源高度为IMH，并满足以下条件：0.18＜FOV_F/(T12_F*IMH)＜3.18。
15.一种头戴式电子装置，其特征在于：包含：
外壳；
如权利要求1～14的任一项所述的光学透镜组，设置于该外壳内；
影像源，设置于该外壳内且配置于该光学透镜组的该像源面；及
控制器，设置于该外壳内且电性连接该影像源。
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