TWI664460B - 目鏡光學系統 - Google Patents

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TWI664460B TW106143517A TW106143517A TWI664460B TW I664460 B TWI664460 B TW I664460B TW 106143517 A TW106143517 A TW 106143517A TW 106143517 A TW106143517 A TW 106143517A TW I664460 B TWI664460 B TW I664460B
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Abstract

本發明提供一種目鏡光學系統，用於成像光線從顯示畫面經該目鏡光學系統進入觀察者眼睛成像，目鏡光學系統從目側至顯示側沿一光軸依序包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡。第一透鏡至第四透鏡各自包括一目側面及一顯示側面。本發明透過控制各透鏡的凹凸曲面排列或屈光率變化，並以至少一條件式控制相關參數，而在維持良好光學性能之條件下，增加半眼視角幅度。

Description

目鏡光學系統
本發明乃是與一種目鏡光學系統相關，且尤其是與應用四片式透鏡之目鏡光學系統相關。
以虛擬實境技術來說，其利用電腦技術模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關於視覺、聽覺等感官模擬，讓使用者感覺身歷其境。目前現有的虛擬實境裝置都是以視覺體驗為主。藉由對應左右眼的兩個視角略有差異的分割畫面來模擬人眼的視差來達到立體視覺。為了縮小虛擬實境裝置的體積，讓使用者藉由較小的顯示畫面得到放大的視覺感受，具有放大功能的目鏡光學系統成了虛擬實境研究發展的其中一個主題。
現有的目鏡光學系統之半眼視角較小，讓觀察者感到視覺狹窄、解析度低且像差嚴重到顯示畫面要先進行像差補償，因此如何增加半眼視角並加強成像品質是目鏡光學系統是一個需要改善的問題。然而，目鏡光學系統設計並非單純將成像品質佳的鏡頭等比例縮小就能製作出兼具成像品質與微型化的目鏡光學系統，設計過程牽涉到材料特性，還必須考量到製作、組裝良率等生產面的實際問題，所以其技術難度明顯高出傳統鏡頭。因此如何製作出符合應用的目鏡光學系統，並持續提升其成像品質並增加半眼視角幅度，一直是業界持續精進的目標。
本發明之一目的係在提供一種目鏡光學系統，透過控制各透鏡的凹凸曲面排列或屈光率變化，並以至少一條件式控制相關參數，維持足夠之光學性能，且同時增加半眼視角幅度。
依據本發明，提供一種目鏡光學系統，用於成像光線從顯示畫面經其及觀察者的眼睛的瞳孔進入觀察者眼睛成像，其中朝向眼睛的方向為目側，朝向顯示畫面的方向為顯示側。此目鏡光學系統從目側至顯示側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡，且只有此四片具有屈光率的第一、第二、第三及第四透鏡。每一透鏡都具有一朝向目側且使成像光線通過的目側面及一朝向顯示側且使成像光線通過的顯示側面。
為了便於表示本發明所指的參數，在本說明書及圖示中定義：T1代表第一透鏡在光軸上的厚度、G12代表第一透鏡與第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度、T2代表第二透鏡在光軸上的厚度、G23代表第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度、T3代表第三透鏡在光軸上的厚度、G34代表第三透鏡與第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度、T4代表第四透鏡在光軸上的厚度、G4D代表第四透鏡之顯示側面至一顯示畫面在光軸上的距離、f1代表第一透鏡的焦距、f2代表第二透鏡的焦距、f3代表第三透鏡的焦距、f4代表第四透鏡的焦距、n1代表第一透鏡的折射率、n2代表第二透鏡的折射率、n3代表第三透鏡的折射率、n4代表第四透鏡的折射率、v1代表第一透鏡的阿貝數、v2代表第二透鏡的阿貝數、v3代表第三透鏡的阿貝數、v4代表第四透鏡的阿貝數、EFL代表目鏡光學系統的有效焦距、TL代表第一透鏡之目側面至第四透鏡之顯示側面在光軸上的距離、ER代表觀察者的一瞳孔至第一透鏡之目側面的距離、SL代表觀察者的一瞳孔到顯示畫面在光軸上的距離、TTL代表第一透鏡之目側面至顯示畫面在光軸上的距離、ALT代表第一透鏡至第四透鏡在光軸上的四片透鏡厚度總和（即T1、T2、T3、T4之和）、AAG代表第一透鏡至第四透鏡之間在光軸上的所有空氣間隙寬度總和（如G12、G23、G34之和）、DLD為觀察者單一瞳孔對應之顯示畫面之對角線長。
依據本發明的所提供的目鏡光學系統，第一透鏡的顯示側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，第二透鏡具有正屈光率，第三透鏡具有一屈光率，第四透鏡的顯示側面具有一位於光軸附近區域的凹面部，並滿足下列條件式： G4D/AAG≦7 條件式(1)。
依據本發明的所提供的另一目鏡光學系統，第一透鏡的顯示側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，第二透鏡具有正屈光率，第三透鏡具有一屈光率，第四透鏡的物側面與該像側面的至少其中之一為非球面，並滿足下列條件式： G4D/AAG≦4 條件式(1')。
本發明可選擇性地控制前述參數，額外滿足下列條件式： 3≦250/EFL≦15 條件式(2)； (AAG+G4D)/(G23+G34)≦8.2 條件式(3)； (AAG+G4D)/(T1+T4)≦5 條件式(4)； (G23+T4+G4D)/T1≦10 條件式(5)； AAG/T1≦3.5 條件式(6)； (ER+G4D)/(T2+G23)≦6 條件式(7)； (ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)≦16 條件式(8)； SL/EFL≦1.9 條件式(9)； SL/ALT≦4.3 條件式(10)； (AAG+G4D)/ER≦2.5 條件式(11)； (AAG+G4D)/(T3+G23)≦6.5 條件式(12)； (AAG+G4D)/(T3+T4)≦5 條件式(13)； (G23+T4+G4D)/T3≦10 條件式(14)； AAG/G34≦6 條件式(15)； (ER+G4D)/(T2+T4)≦4 條件式(16)； (ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)≦20 條件式(17)； TTL/AAG≦7 條件式(18)；及／或 TTL/ALT≦2.9 條件式(19)。
前述所列之示例性限定條件式，亦可任意選擇性地合併不等數量施用於本發明之實施態樣中，並不限於此。在實施本發明時，除了前述條件式之外，亦可針對單一透鏡或廣泛性地針對多個透鏡額外設計出其他更多的透鏡的凹凸曲面排列或屈光率變化等細部結構，以加強對系統性能及／或解析度的控制。須注意的是，此些細節需在無衝突之情況之下，選擇性地合併施用於本發明之其他實施例當中。
由上述中可以得知，本發明之目鏡光學系統透過控制各透鏡的凹凸曲面排列或屈光率變化，並以至少一條件式控制相關參數，可維持良好的光學性能，並增加半眼視角幅度。
為進一步說明各實施例，本發明乃提供有圖式。此些圖式乃為本發明揭露內容之一部分，其主要係用以說明實施例，並可配合說明書之相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域具有通常知識者應能理解其他可能的實施方式以及本發明之優點。圖中的元件並未按比例繪製，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。
一般而言，目鏡光學系統V100的光線方向為一成像光線VI由顯示畫面V50射出，經由目鏡光學系統V100進入眼睛V60，於眼睛V60的視網膜聚焦成像並且於明視距離VD產生一放大虛像VV，如圖1所示。在以下說明本案之光學規格的判斷準則是假設光線方向逆追跡（reversely tracking）為一平行成像光線由目側經過目鏡光學系統到顯示畫面聚焦成像。
本篇說明書所言之「一透鏡具有正屈光率（或負屈光率）」，是指所述透鏡以高斯光學理論計算出來之光軸上的屈光率為正（或為負）。該目側面、顯示側面定義為成像光線通過的範圍，其中成像光線包括了主光線（chief ray）Lc及邊緣光線（marginal ray）Lm，如圖2所示，I為光軸且此一透鏡是以該光軸I為對稱軸徑向地相互對稱，光線通過光軸上的區域為光軸附近區域A，邊緣光線通過的區域為圓周附近區域C，此外，該透鏡還包含一延伸部E(即圓周附近區域C徑向上向外的區域)，用以供該透鏡組裝於一目鏡光學系統內，理想的成像光線並不會通過該延伸部E，但該延伸部E之結構與形狀並不限於此，以下之實施例為求圖式簡潔均省略了部分的延伸部。更詳細的說，判定面形或光軸附近區域、圓周附近區域、或多個區域的範圍的方法如下：
1.請參照圖2，其係一透鏡徑向上的剖視圖。以該剖視圖觀之，在判斷前述區域的範圍時，定義一中心點為該透鏡表面上與光軸的一交點，而一轉換點是位於該透鏡表面上的一點，且通過該點的一切線與光軸垂直。如果徑向上向外有複數個轉換點，則依序為第一轉換點，第二轉換點，而有效半徑上距光軸徑向上最遠的轉換點為第N轉換點。中心點和第一轉換點之間的範圍為光軸附近區域，第N轉換點徑向上向外的區域為圓周附近區域，中間可依各轉換點區分不同的區域。此外，有效半徑為邊緣光線Lm與透鏡表面交點到光軸I上的垂直距離。
2. 如圖3所示，該區域的形狀凹凸係以平行通過該區域的光線(或光線延伸線)與光軸的交點在顯示側或目側來決定(光線焦點判定方式)。舉例言之，當光線通過該區域後，光線會朝顯示側聚焦，與光軸的焦點會位在顯示側，例如圖3中R點，則該區域為凸面部。反之，若光線通過該某區域後，光線會發散，其延伸線與光軸的焦點在目側，例如圖3中M點，則該區域為凹面部，所以中心點到第一轉換點間為凸面部，第一轉換點徑向上向外的區域為凹面部；由圖3可知，該轉換點即是凸面部轉凹面部的分界點，因此可定義該區域與徑向上相鄰該區域的內側的區域，係以該轉換點為分界具有不同的面形。另外，若是光軸附近區域的面形判斷可依該領域中通常知識者的判斷方式，以R值(指近軸的曲率半徑，通常指光學軟體中的透鏡資料庫(lens data)上的R值)正負判斷凹凸。以目側面來說，當R值為正時，判定為凸面部，當R值為負時，判定為凹面部；以顯示側面來說，當R值為正時，判定為凹面部，當R值為負時，判定為凸面部，此方法判定出的凹凸和光線焦點判定方式相同。
3. 若該透鏡表面上無轉換點，該光軸附近區域定義為有效半徑的0~50%，圓周附近區域定義為有效半徑的50~100%。
圖4範例一的透鏡顯示側表面在有效半徑上僅具有第一轉換點，則第一區為光軸附近區域，第二區為圓周附近區域。此透鏡目側面的R值為正，故判斷光軸附近區域具有一凹面部；圓周附近區域的面形和徑向上緊鄰該區域的內側區域不同。即，圓周附近區域和光軸附近區域的面形不同；該圓周附近區域係具有一凸面部。
圖5範例二的透鏡目側表面在有效半徑上具有第一及第二轉換點，則第一區為光軸附近區域，第三區為圓周附近區域。此透鏡目側面的R值為正，故判斷光軸附近區域為凸面部；第一轉換點與第二轉換點間的區域(第二區)具有一凹面部，圓周附近區域(第三區)具有一凸面部。
圖6範例三的透鏡目側表面在有效半徑上無轉換點，此時以有效半徑0%~50%為光軸附近區域，50%~100%為圓周附近區域。由於光軸附近區域的R值為正，故此目側面在光軸附近區域具有一凸面部；而圓周附近區域與光軸附近區域間無轉換點，故圓周附近區域具有一凸面部。
本發明之目鏡光學系統，乃是一定焦鏡頭，其從目側至顯示側沿一光軸依序設置一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡。每一透鏡都具有屈光率且具有一朝向目側且使成像光線通過的目側面及一朝向顯示側且使成像光線通過的顯示側面。本發明之目鏡光學系統透過設計各透鏡之細部特徵，而可在良好的光學性能的同時，提供寬廣的視場角。
在此設計的前述各鏡片之特性主要是考量目鏡光學系統的光學特性與鏡頭長度，舉例來說：在第一透鏡的顯示側面上形成一位於光軸附近區域的凸面部、使第二透鏡具有正屈光率及在第四透鏡的顯示側面上形成一位於光軸附近區域的凹面部，此些特徵皆可有利於放大影像。以上特徵可結合將第四透鏡的目側面與顯示側面的至少其中之一者設計為非球面，如此可有利於修正像差。其次，當目鏡光學系統滿足條件式(1)：G4D/AAG≦7時，可有助於利用空氣間隙的大小設計修正四片透鏡所產生的像差，較佳的設計為滿足條件式(1')：G4D/AAG≦4，最佳的設計為0.13≦G4D/AAG≦4。
考量明視距離選擇接近青年人眼睛可以清楚聚焦的最近之距離，在此示例為250mm，若將系統之放大率設計為近似於250mm與EFL的比值，而滿足條件式(2)：3≦250/EFL≦15時，可使得系統放大率不致過大而增加透鏡厚度與製造困難度，也可使得EFL不致過長而影響系統長度。另一方面，若將觀察者的一半視野角度，即半眼視角ω，設計為40°≦ω，將不致讓觀察者感到視覺狹窄，較佳的限制為40°≦ω≦60°，如此不致增加設計的難度。
為了一併縮短透鏡系統長度，本發明適當地縮短透鏡厚度和透鏡間的空氣間隙，但考量到透鏡組裝過程的難易度以及必須兼顧成像品質的前提下，透鏡厚度及透鏡間的空氣間隙彼此需互相調配，故在滿足以下至少一條件式的數值限定之下，光學成像系統能達到較佳的配置。此些條件式諸如： 條件式(3)：(AAG+G4D)/(G23+G34)≦8.2，較佳的範圍介於0.5~8.2之間； 條件式(4)：(AAG+G4D)/(T1+T4)≦5，較佳的範圍介於0.25~5之間； 條件式(5)：(G23+T4+G4D)/T1≦10，較佳的範圍介於0.5~10之間； 條件式(6)：AAG/T1≦3.5，較佳的範圍介於0.03~3.5之間； 條件式(10)：SL/ALT≦4.3，較佳的範圍介於0.55~4.3之間； 條件式(12)：(AAG+G4D)/(T3+G23)≦6.5，較佳的範圍介於0.32~6.5之間； 條件式(13)：(AAG+G4D)/(T3+T4)≦5，較佳的範圍介於0.25~5之間； 條件式(14)：(G23+T4+G4D)/T3≦10，較佳的範圍介於0.4~10之間； 條件式(15)：AAG/G34≦6，較佳的範圍介於0.02~6之間； 條件式(18)：TTL/AAG≦7，較佳的範圍介於0.15~7之間；及／或 條件式(19)：TTL/ALT≦2.9，較佳的範圍介於0.34~2.9之間。
為了使目鏡光學系統的焦距與各光學參數維持在一適當值，避免任一參數過大而不利於該目鏡光學系統整體像差的修正，或是避免任一參數過小而影響組裝或是提高製造上之困難度，可使其滿足條件式(9)：SL/EFL≦1.9，較佳的範圍介於0.2~1.9之間。
為了使目鏡光學系統的出瞳距離與各光學參數維持在一適當值，避免任一參數過大而不利於目鏡光學系統離眼睛距離太遠或太近造成眼睛不適，或是避免任一參數過小而影響組裝或是提高製造上之困難度，可使其滿足以下至少一條件式的數值限定之下，光學成像系統能達到較佳的配置。此些條件式諸如： 條件式(7)：(ER+G4D)/(T2+G23)≦6，較佳的範圍介於0.35~6之間； 條件式(8)：(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)≦16，較佳的範圍介於0.7~16之間； 條件式(11)：(AAG+G4D)/ER≦2.5，較佳的範圍介於0.25~2.5之間； 條件式(16)：(ER+G4D)/(T2+T4)≦4，較佳的範圍介於0.3~4之間；及／或 條件式(17)：(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)≦20，較佳的範圍介於0.8~20之間。
有鑑於目鏡光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述的條件式時，能較佳地使本發明的視場角增加、成像品質提升及／或目鏡光學系統長度縮短、組裝良率提升，而改善先前技術的缺點。
在實施本發明時，除了上述條件式之外，亦可如以下實施例針對單一透鏡或廣泛性地針對多個透鏡額外設計出其他更多的透鏡的凹凸曲面排列或屈光率變化等細部結構，以加強對系統性能及／或解析度的控制以及製造上良率的提升。須注意的是，此些細節需在無衝突之情況之下，選擇性地合併施用於本發明之其他實施例當中，並不限於此。
為了說明本發明確實可在提供良好的光學性能的同時，增加視場角及降低光圈值，以下提供多個實施例以及其詳細的光學數據。首先請一併參考圖7至圖10，其中圖7顯示依據本發明之第一實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖8顯示依據本發明之第一實施例之目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖9顯示依據本發明之第一實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖10顯示依據本發明之第一實施例目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。
如圖7所示，本發明的第一實施例之目鏡光學系統1用於成像光線從顯示畫面150經目鏡光學系統1及觀察者的眼睛的瞳孔100進入觀察者的眼睛成像，朝向瞳孔100的方向為目側，朝向顯示畫面150的方向為顯示側。本實施例之目鏡光學系統1從目側A1至顯示側A2依序包括一第一透鏡110、一第二透鏡120、一第三透鏡130及一第四透鏡140。在本實施例中，目鏡光學系統1係設計為4mm的出瞳直徑(exit pupil diameter, 簡稱EPD)，並設計明視距離為250 mm。
目鏡光學系統1之第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140在此示例性地以塑膠材質所構成，然不限於此，亦可為玻璃等透光材質製作。第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140並形成細部結構如下：第一透鏡110具有正屈光率，並具有一朝向目側A1的目側面111及一朝向顯示側A2的顯示側面112。目側面111為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部1111及一位於圓周附近區域的凸面部1112。顯示側面112為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部1121及一位於圓周附近區域的凸面部1122。第一透鏡110的目側面111與顯示側面112皆為球面。
第二透鏡120具有正屈光率，並具有一朝向目側A1的目側面121及一朝向顯示側A2的顯示側面122。目側面121為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部1211及一位於圓周附近區域的凹面部1212。顯示側面122為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部1221及一位於圓周附近區域的凸面部1222。第二透鏡120的目側面121與顯示側面122皆為非球面。
第三透鏡130具有負屈光率，並具有一朝向目側A1的目側面131及一朝向顯示側A2的顯示側面132。目側面131包括一位於光軸附近區域的凸面部1311以及一位於圓周附近區域的凹面部1312。顯示側面132為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部1321及一位於圓周附近區域的凹面部1322。第三透鏡130的目側面131與顯示側面132皆為非球面。
第四透鏡140具有負屈光率，並具有一朝向目側A1的目側面141及具有一朝向顯示側A2的顯示側面142。目側面141為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部1411以及一位於圓周附近區域的凹面部1412。顯示側面142包括一位於光軸附近區域的凹面部1421及一位於圓周附近區域的凸面部1422。第四透鏡140的目側面141與顯示側面142皆為非球面。
在本實施例中，係設計各透鏡110、120、130、140及影像感測器的顯示畫面150之間存在空氣間隙，如：第一透鏡110與第二透鏡120之間存在空氣間隙G12、第二透鏡120與第三透鏡130之間存在空氣間隙G23、第三透鏡130與第四透鏡140之間存在空氣間隙G34、第四透鏡140與影像感測器的顯示畫面150之間存在空氣間隙G4D。在其他實施例中，可將兩相對的透鏡對應表面輪廓設計為彼此相應，而可彼此貼合，以消除其間之空氣間隙。
關於本實施例之目鏡光學系統1中的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖9，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51。
第二透鏡120的目側面121及顯示側面122、第三透鏡130的目側面131及顯示側面132、第四透鏡140的目側面141及顯示側面142，共六個非球面皆是依下列非球面曲線公式定義：Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離；Z表示非球面之深度（非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面光軸上頂點之切面，兩者間的垂直距離）；R表示透鏡表面之曲率半徑；K為錐面係數（Conic Constant）；a2i 為第i階非球面係數。各個非球面之參數詳細數據請一併參考圖10。
圖8(a)繪示本實施例的縱向球差的示意圖，橫軸為焦距，縱軸為視場。圖8(b)繪示本實施例的弧矢方向的像散像差的示意圖，圖8(c)繪示本實施例的子午方向的像散像差的示意圖，橫軸為焦距，縱軸為像高。圖8(d)繪示本實施例的畸變像差的示意圖，橫軸為百分比，縱軸為像高。三種代表波長（486 nm, 587 nm, 656 nm）在不同高度的離軸光線皆集中於的成像點附近，每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.5mm，明顯改善不同波長的球差，弧矢方向的像散像差在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1mm內，子午方向的像散像差落在±8mm內，而畸變像差維持於±40%內。
從上述數據中可以看出目鏡光學系統1的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。據此說明本第一較佳實施例之目鏡光學系統1相較於現有光學鏡頭，在鏡頭長度縮短至68.706mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供較佳的成像品質。故本第一較佳實施例能在維持良好光學性能之條件下，提供開闊視野的目鏡光學系統。
參考圖11至圖14，圖11顯示依據本發明之第二實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖12顯示依據本發明之第二實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖13顯示依據本發明之第二實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖14顯示依據本發明之第二實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為2，例如第三透鏡目側面為231，第三透鏡顯示側面為232，其它元件標號在此不再贅述。如圖11中所示，本實施例之目鏡光學系統2從朝向瞳孔200的目側A1至朝向顯示畫面250的顯示側A2依序包括一第一透鏡210、一第二透鏡220、一第三透鏡230及一第四透鏡240。
第二實施例之朝向顯示側A2的顯示側面212、222、232之表面凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第二實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面211、221、231、241和顯示側面242之表面凹凸配置與第一實施例不同。在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。詳細地說，表面凹凸配置差異之處在於，目側面211為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部2111及一位於圓周附近區域的凹面部2112；目側面221為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部2111及一位於圓周附近區域的凸面部2112；目側面231包括一位於光軸附近區域的凹面部2311；目側面241包括一位於圓周附近區域的凸面部2412；顯示側面242包括一位於圓周附近區域的凹面部2422。關於本實施例之目鏡光學系統2的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖13，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51。
從圖12(a)的縱向球差中，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.3mm以內。從圖12(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.4mm內。從圖12(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1mm內。圖12(d)顯示目鏡光學系統2的畸變像差維持在±40%的範圍內。第二實施例與第一實施例相比較，縱向球差和弧矢方向、子午方向的像散像差皆較小，且鏡頭長度較短。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統2相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至61.328mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供較佳的成像品質。
參考圖15至圖18，其中圖15顯示依據本發明之第三實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖16顯示依據本發明之第三實施例目鏡光學系統之各項像差圖示意圖，圖17顯示依據本發明之第三實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖18顯示依據本發明之第三實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為3，例如第三透鏡目側面為331，第三透鏡顯示側面為332，其它元件標號在此不再贅述。如圖15中所示，本實施例之目鏡光學系統3從朝向瞳孔300的目側A1至朝向顯示畫面350的顯示側A2依序包括一第一透鏡310、一第二透鏡320、一第三透鏡330及一第四透鏡340。
第三實施例之朝向目側A1的目側面311、321、341及朝向顯示側A2的顯示側面312、322、342等透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第三實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面331和顯示側面332透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同，且第四透鏡340具有正屈光率。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異目側面331包括一位於光軸附近區域的凹面部3311；顯示側面332為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部3321及一位於圓周附近區域的凸面部3322。在於關於本實施例之目鏡光學系統3的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖17。關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51。
從圖16(a)當中可以看出，在本實施例的縱向球差中，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±1 mm以內。從圖16(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±3mm內。從圖16(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±4mm內。圖16(d)顯示目鏡光學系統3的畸變像差維持在±35%的範圍內。第三實施例與第一實施例相比較，子午方向的像散像差和畸變像差較低。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統3相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至77.5303mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供優良的成像品質。
另請一併參考圖19至圖22，其中圖19顯示依據本發明之第四實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖20顯示依據本發明之第四實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖21顯示依據本發明之第四實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖22顯示依據本發明之第四實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為4，例如第三透鏡目側面為431，第三透鏡顯示側面為432，其它元件標號在此不再贅述。如圖19中所示，本實施例之目鏡光學系統4從朝向瞳孔400的目側A1至朝向顯示畫面450的顯示側A2依序包括一第一透鏡410、一第二透鏡420、一第三透鏡430及一第四透鏡440。
第四實施例之朝向目側A1的目側面421、441及朝向顯示側A2的顯示側面412、422、442等透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第四實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面421、431和顯示側面432透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異在於，目側面411為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部4111及一位於圓周附近區域的凹面部4112；目側面431為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部4311；顯示側面432為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部4321及一位於圓周附近區域的凸面部4322。關於本實施例之目鏡光學系統4的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖21，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51。
從圖20(a)可以看出縱向球差，每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±1.2mm以內。從圖20(b)可看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±2mm內，從圖20(c)可看出子午方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±3mm內。從圖20(d)可看出目鏡光學系統4的畸變像差維持在±35%的範圍內。第四實施例與第一實施例相比較，子午方向的像散像差和畸變像差較低。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統4相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至73.670mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供優良的成像品質。
另請一併參考圖23至圖26，其中圖23顯示依據本發明之第五實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖24顯示依據本發明之第五實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖25顯示依據本發明之第五實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖26顯示依據本發明之第五實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為5，例如第三透鏡目側面為531，第三透鏡顯示側面為532，其它元件標號在此不再贅述。如圖23中所示，本實施例之目鏡光學系統5從朝向瞳孔500的目側A1至朝向顯示畫面550的顯示側A2依序包括一第一透鏡510、一第二透鏡520、一第三透鏡530及一第四透鏡540。
第五實施例之朝向顯示側A2的顯示側面512、532、542的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第五實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面511、521、531、541和顯示側面522透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異在於，目側面511為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部5111及一位於圓周附近區域的凹面部5112；目側面521為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部5211及一位於圓周附近區域的凸面部5212；顯示側面522包括一位於圓周附近區域的凹面部5222；目側面531包括一位於光軸附近區域的凹面部5311及一位於圓周附近區域的凸面部5312；目側面541包括一位於圓周附近區域的凸面部5412。關於本實施例之目鏡光學系統5的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖25，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51。
從圖24(a)當中可以看出本實施例的縱向球差，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.6mm以內。從圖24(b)當中可以看出本實施例的弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.6mm內。從圖24(c)當中可以看出在子午方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1mm內。從圖24(d)當中可以看出目鏡光學系統5的畸變像差維持在±35%的範圍內。第五實施例與第一實施例相比較，弧矢方向、子午方向的像散像差和畸變像差較低。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統5相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至48.560mm、半眼視角放大為45mm的同時，仍能有效提供良好的成像品質。
另請一併參考圖27至圖30，其中圖27顯示依據本發明之第六實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖28顯示依據本發明之第六實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖29顯示依據本發明之第六實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖30顯示依據本發明之第六實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為6，例如第三透鏡目側面為631，第三透鏡顯示側面為632，其它元件標號在此不再贅述。如圖27中所示，本實施例之目鏡光學系統6從朝向瞳孔600的目側A1至朝向顯示畫面650的顯示側A2依序包括一第一透鏡610、一第二透鏡620、一第三透鏡630及一第四透鏡640。
第六實施例之朝向顯示側A2的顯示側面612、622、632、642的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第六實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面611、621、631、641透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同，且第四透鏡640具有正屈光率。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異在於，目側面611為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部6111及一位於圓周附近區域的凹面部6112；目側面621為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部6211及一位於圓周附近區域的凸面部6212；目側面631為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部6311；目側面641包括一位於光軸附近區域的凸面部6411。關於本實施例之目鏡光學系統6的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖29，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51。
從圖28(a)當中可以看出本實施例的縱向球差，每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.3mm以內。圖28(b)的弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.4mm內。圖28(c)的子午方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1mm內。圖28(d)顯示目鏡光學系統6的畸變像差維持在±16%的範圍內。第六實施例與第一實施例相比較，縱向球差、弧矢方向、子午方向的像散像差及畸變像差較小，且鏡頭長度較短。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統6相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至40.863mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供優良的成像品質。
另請一併參考圖31至圖34，其中圖31顯示依據本發明之第七實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖32顯示依據本發明之第七實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖33顯示依據本發明之第七實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖34顯示依據本發明之第七實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為7，例如第三透鏡目側面為731，第三透鏡顯示側面為732，其它元件標號在此不再贅述。如圖31中所示，本實施例之目鏡光學系統7從朝向瞳孔700的目側A1至朝向顯示畫面750的顯示側A2依序包括一第一透鏡710、一第二透鏡720、一第三透鏡730及一第四透鏡740。
第七實施例之朝向目側A1的目側面741及朝向顯示側A2的顯示側面712、722、742的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第七實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面711、721、731和顯示側面732透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異在於，目側面711為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部7111及一位於圓周附近區域的凹面部7112；目側面721包括一位於光軸附近區域的凸面部7211；目側面731為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部7311；顯示側面732為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部7321及一位於圓周附近區域的凸面部7322。關於本實施例之目鏡光學系統7的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖33，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51A。
從圖32(a)當中可以看出，本實施例的縱向球差中，每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.5mm以內。從圖32(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1mm內。從圖32(c)當中可以看出子午方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±5mm內。圖32(d)顯示目鏡光學系統7的畸變像差維持在±35%的範圍內。第七實施例與第一實施例相比較，子午方向的像散像差和畸變像差均較小，且鏡頭長度較短。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統7相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至66.377mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供良好的成像品質。
另請一併參考圖35至圖38，其中圖35顯示依據本發明之第八實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖36顯示依據本發明之第八實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖37顯示依據本發明之第八實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖38顯示依據本發明之第八實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為8，例如第三透鏡目側面為831，第三透鏡顯示側面為832，其它元件標號在此不再贅述。如圖35中所示，本實施例之目鏡光學系統8從朝向瞳孔800的目側A1至朝向顯示畫面850的顯示側A2依序包括一第一透鏡810、一第二透鏡820、一第三透鏡830及一第四透鏡840。
第八實施例之朝向目側A1的目側面841及朝向顯示側A2的顯示側面812、822、842的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第八實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面811、821、831和顯示側面832透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異在於，目側面811為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部8111及一位於圓周附近區域的凹面部8112；目側面821為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部8211及一位於圓周附近區域的凸面部8212；目側面831為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部8311；顯示側面832為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部8321及一位於圓周附近區域的凸面部8322。關於本實施例之目鏡光學系統8的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖37，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51A。
從圖36(a)當中可以看出本實施例的縱向球差中，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.6mm以內。從圖36(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1.6mm內。從圖36(c)當中可以看出子午方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1.6mm內。圖36(d)顯示目鏡光學系統8的畸變像差維持在±40%的範圍內。第八實施例與第一實施例相比較，子午方向的像散像差較小。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統8相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至78.000mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供良好的成像品質。
另請一併參考圖39至圖42，其中圖39顯示依據本發明之第九實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖40顯示依據本發明之第九實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖41顯示依據本發明之第九實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖42顯示依據本發明之第九實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為9，例如第三透鏡目側面為931，第三透鏡顯示側面為932，其它元件標號在此不再贅述。如圖39中所示，本實施例之目鏡光學系統9從朝向瞳孔900的目側A1至朝向顯示畫面950的顯示側A2依序包括一第一透鏡910、一第二透鏡920、一第三透鏡930及一第四透鏡940。
第九實施例之朝向目側A1的目側面941及朝向顯示側A2的顯示側面912、922、942的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第九實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面911、921、931和顯示側面932透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異在於，目側面911為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部9111及一位於圓周附近區域的凹面部9112；目側面921為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部9211及一位於圓周附近區域的凸面部9212；目側面931為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部9311；顯示側面932為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部9321及一位於圓周附近區域的凸面部9322。關於本實施例之目鏡光學系統9的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖41，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51A。
從圖40(a)當中可以看出本實施例的縱向球差中，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.3mm以內。從圖40(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.4mm內。從圖40(c)當中可以看出子午方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.5mm內。圖40(d)顯示目鏡光學系統9的畸變像差維持在±35%的範圍內。第九實施例與第一實施例相比較，弧矢方向、子午方向的像散像差和畸變像差較小。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統9相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至68.706mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供良好的成像品質。
另請一併參考圖43至圖46，其中圖43顯示依據本發明之第十實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖44顯示依據本發明之第十實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖45顯示依據本發明之第十實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖46顯示依據本發明之第十實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為10，例如第三透鏡目側面為1031，第三透鏡顯示側面為1032，其它元件標號在此不再贅述。如圖43中所示，本實施例之目鏡光學系統10從朝向瞳孔1000的目側A1至朝向顯示畫面1050的顯示側A2依序包括一第一透鏡1010、一第二透鏡1020、一第三透鏡1030及一第四透鏡1040。
第十實施例之朝向目側A1的目側面1011、1031及朝向顯示側A2的顯示側面1012、1022、1042的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第十實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面1021、1041及顯示側面1032透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異在於，目側面1021包括一位於光軸附近區域的凸面部10211；顯示側面1032包括一位於圓周附近區域的凸面部10322；目側面1041為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部10411及一位於圓周附近區域的凸面部10412。關於本實施例之目鏡光學系統10的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖45，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51A。
從圖44(a)當中可以看出本實施例的縱向球差中，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.5mm以內。從圖44(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1.2mm內。從圖44(c)當中可以看出子午方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±1.6mm內。圖44(d)顯示目鏡光學系統10的畸變像差維持在±30%的範圍內。第十實施例與第一實施例相比較，子午方向的像散像差和畸變像差均較小，且鏡頭長度較短。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統10相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至53.034mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供良好的成像品質。
另請一併參考圖47至圖50，其中圖47顯示依據本發明之第十一實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖48顯示依據本發明之第十一實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖49顯示依據本發明之第十一實施例之目鏡光學系統之詳細光學數據，圖50顯示依據本發明之第十一實施例之目鏡光學系統之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為11，例如第三透鏡目側面為1131，第三透鏡顯示側面為1132，其它元件標號在此不再贅述。如圖47中所示，本實施例之目鏡光學系統11從朝向瞳孔1100的目側A1至朝向顯示畫面1150的顯示側A2依序包括一第一透鏡1110、一第二透鏡1120、一第三透鏡1130及一第四透鏡1140。
第十一實施例之朝向顯示側A2的顯示側面1112、1122、1142的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第十一實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及目側面1111、1121、1131、1141及顯示側面1132透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。詳細地說，透鏡表面的凹凸配置差異在於，目側面1111為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部11111及一位於圓周附近區域的凹面部11112；目側面1121包括一位於光軸附近區域的凸面部11211；目側面1131為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部11311；顯示側面1132包括一位於光軸附近區域的凸面部11321；目側面1141包括一位於圓周附近區域的凸面部11412。關於本實施例之目鏡光學系統11的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖49，關於G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT之值，請參考圖51A。
從圖48(a)當中可以看出本實施例的縱向球差中，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.5mm以內。從圖48(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.8mm內。從圖48(c)當中可以看出子午方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.6mm內。圖48(d)顯示目鏡光學系統11的畸變像差維持在±35%的範圍內。第十一實施例與第一實施例相比較，弧矢方向、子午方向的像散像差和畸變像差均較小。因此，由上述中可以得知，本實施例之目鏡光學系統11相較於現有光學鏡頭，在將鏡頭長度縮短至77.650mm、半眼視角放大為45度的同時，仍能有效提供良好的成像品質。
圖51、51A統列出以上十一個實施例的G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT值，可看出本發明之目鏡光學系統確實可滿足前述條件式(1)及／或條件式(2)~(19)。
本發明目鏡光學系統各實施例的縱向球差、像散像差、畸變皆符合使用規範。另外，三種代表波長在不同高度的離軸光線皆集中在成像點附近，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差皆獲得控制而具有良好的球差、像差、畸變抑制能力。進一步參閱成像品質數據，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，顯示本發明在各種狀態下對不同波長光線的集中性佳而具有優良的色散抑制能力。綜上所述，本發明藉由透鏡的設計與相互搭配，能產生優異的成像品質。
以上敍述依據本發明多個不同實施例，其中各項特徵可以單一或不同結合方式實施。因此，本發明實施方式之揭露為闡明本發明原則之具體實施例，應不拘限本發明於所揭示的實施例。進一步言之，先前敍述及其附圖僅為本發明示範之用，並不受其限囿。其他元件之變化或組合皆可能，且不悖于本發明之精神與範圍。
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11‧‧‧目鏡光學系統
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100‧‧‧瞳孔
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1010, 1110‧‧‧第一透鏡
111, 121, 131, 141, 211, 221, 231, 241, 311, 321, 331, 341, 411, 421, 431, 441, 511, 521, 531, 541, 611, 621, 631, 641, 711, 721, 731, 741, 811, 821, 831, 841, 911, 921, 931, 941, 1011, 1021, 1031, 1041, 1111, 1121, 1131, 1141‧‧‧目側面
112, 122, 132, 142, 212, 222, 232, 242, 312, 322, 332, 342, 412, 422, 432, 442, 512, 522, 532, 542, 612, 622, 632, 642, 712, 722, 732, 742, 812, 822, 832, 842, 912, 922, 932, 942, 1012, 1022, 1032, 1042, 1112, 1122, 1132, 1142‧‧‧顯示側面
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920, 1020, 1120‧‧‧第二透鏡
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930, 1030, 1130‧‧‧第三透鏡
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740, 840, 940, 1040, 1140‧‧‧第四透鏡
150, 250, 350, 450, 550, 650, 750, 850, 950, 1050, 1150‧‧‧顯示畫面
1111, 1121, 1221, 1311, 3311, 3321, 4321, 5211, 6211, 6411, 7211, 7321, 8211, 8321, 9211, 9321, 10211, 10411, 11311, 11321‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部
1112, 1122, 1222, 1422, 2412, 3322, 4322, 5212, 5312, 5412, 6212, 7322, 8212, 8322, 9212, 9322, 10322, 10412, 11412‧‧‧位於圓周附近區域的凸面部
1211, 1321, 1411, 1421, 2111, 2311, 4111, 4311, 5111, 5311, 6111, 6311, 7111, 7311, 8111, 8311, 9111, 9311, 11111‧‧‧位於光軸附近區域的凹面部
1212, 1312, 1322, 1412, 2112, 2422, 4112, 5112, 5222, 6112, 7112, 8112, 9112, 11112‧‧‧位於圓周附近區域的凹面部
A1‧‧‧目側
A2‧‧‧顯示側
I‧‧‧光軸
I-I'‧‧‧軸線
A, C, E‧‧‧區域
本發明所附圖式說明如下： 圖1顯示本發明之一實施例之目鏡光學系統剖面結構示意圖； 圖2繪示依據本發明之一實施例之一透鏡剖面結構示意圖； 圖3繪示依據本發明之一實施例之一透鏡面形與光線焦點的關係示意圖； 圖4繪示範例一的透鏡面形與有效半徑的關係圖； 圖5繪示範例二的透鏡面形與有效半徑的關係圖； 圖6繪示範例三的透鏡面形與有效半徑的關係圖； 圖7顯示依據本發明之第一實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖8顯示依據本發明之第一實施例之目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖9顯示依據本發明之第一實施例目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖10顯示依據本發明之第一實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖11顯示依據本發明之第二實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖12顯示依據本發明之第二實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖13顯示依據本發明之第二實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖14顯示依據本發明之第二實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖15顯示依據本發明之第三實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖16顯示依據本發明之第三實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖17顯示依據本發明之第三實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖18顯示依據本發明之第三實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖19顯示依據本發明之第四實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖20顯示依據本發明之第四實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖21顯示依據本發明之第四實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖22顯示依據本發明之第四實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖23顯示依據本發明之第五實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖24顯示依據本發明之第五實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖25顯示依據本發明之第五實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖26顯示依據本發明之第五實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖27顯示依據本發明之第六實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖28顯示依據本發明之第六實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖29顯示依據本發明之第六實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖30顯示依據本發明之第六實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖31顯示依據本發明之第七實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖32顯示依據本發明之第七實施例之目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖33顯示依據本發明之第七實施例目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖34顯示依據本發明之第七實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖35顯示依據本發明之第八實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖36顯示依據本發明之第八實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖37顯示依據本發明之第八實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖38顯示依據本發明之第八實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖39顯示依據本發明之第九實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖40顯示依據本發明之第九實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖41顯示依據本發明之第九實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖42顯示依據本發明之第九實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖43顯示依據本發明之第十實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖44顯示依據本發明之第十實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖45顯示依據本發明之第十實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖46顯示依據本發明之第十實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖47顯示依據本發明之第十一實施例之目鏡光學系統之四片式透鏡之剖面結構示意圖； 圖48顯示依據本發明之第十一實施例目鏡光學系統之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖49顯示依據本發明之第十一實施例之目鏡光學系統之各透鏡之詳細光學數據； 圖50顯示依據本發明之第十一實施例之目鏡光學系統之非球面數據； 圖51、51A統列出以上十一個實施例的T1、T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4D、ALT、AAG、TTL、SL、G4D/AAG、250/EFL、(AAG+G4D)/(G23+G34)、(AAG+G4D)/(T1+T4)、(G23+T4+G4D)/T1、AAG/T1、(ER+G4D)/(T2+G23)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)、SL/EFL、SL/ALT、(AAG+G4D)/ER、(AAG+G4D)/(T3+G23)、(AAG+G4D)/(T3+T4)、(G23+T4+G4D)/T3、AAG/G34、(ER+G4D)/(T2+T4)、(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)、TTL/AAG及TTL/ALT值的比較表。

Claims (19)

  1. 一種目鏡光學系統，用於將成像光線從一顯示畫面經該目鏡光學系統進入一觀察者眼睛成像，朝向該眼睛的方向為一目側，朝向該顯示畫面的方向為一顯示側，該目鏡光學系統從該目側至該顯示側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡，每一透鏡都具有一朝向該目側且使該成像光線通過的目側面及一朝向該顯示側且使該成像光線通過的顯示側面，其中：該第一透鏡的該顯示側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；該第二透鏡具有一正屈光率；該第三透鏡具有一屈光率；該第四透鏡的該顯示側面具有一位於光軸附近區域的凹面部；且該目鏡光學系統只有上述第一、第二、第三及第四透鏡具有屈光率，且滿足下列條件式：G4D/AAG≦7以及SL/EFL≦1.9；其中，G4D代表該第四透鏡之該顯示側面至該顯示畫面在該光軸上的距離，AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在該光軸上的所有空氣間隙寬度總和，SL代表該觀察者的一瞳孔到該顯示畫面在該光軸上的距離，EFL代表該目鏡光學系統的一有效焦距。
  2. 一種目鏡光學系統，用於將成像光線從一顯示畫面經該目鏡光學系統進入一觀察者眼睛成像，朝向該眼睛的方向為一目側，朝向該顯示畫面的方向為一顯示側，該目鏡光學系統從該目側至該顯示側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡，每一透鏡都具有一朝向該目側且使該成像光線通過的目側面及一朝向該顯示側且使該成像光線通過的顯示側面，其中：該第一透鏡的該顯示側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；該第二透鏡具有一正屈光率；該第三透鏡具有一屈光率；該第四透鏡的該物側面與其該像側面的至少其中之一者為非球面；且該目鏡光學系統只有上述第一、第二、第三及第四透鏡具有屈光率，且滿足下列條件式：G4D/AAG≦4以及SL/EFL≦1.9；其中，G4D代表該第四透鏡之該顯示側面至該顯示畫面在該光軸上的距離，AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在該光軸上的所有空氣間隙寬度總和，SL代表該觀察者的一瞳孔到該顯示畫面在該光軸上的距離，EFL代表該目鏡光學系統的一有效焦距。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足3≦250/EFL≦15。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(AAG+G4D)/(G23+G34)≦8.2，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度，G34代表該第三透鏡與該第四透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(AAG+G4D)/(T1+T4)≦5，T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度，T4代表該第四透鏡在該光軸上的一厚度。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(G23+T4+G4D)/T1≦10，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度，T4代表該第四透鏡在該光軸上的一厚度，T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足AAG/T1≦3.5，T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(ER+G4D)/(T2+G23)≦6，ER代表該觀察者的一瞳孔至第一透鏡之該目側面的距離，T2代表該第二透鏡在該光軸上的一厚度，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(ER+G12+G23+G4D)/(T1+T3)≦16，ER代表該觀察者的一瞳孔至第一透鏡之該目側面的距離，G12代表該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度，T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度，T3代表該第三透鏡在該光軸上的一厚度。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足SL/ALT≦4.3，ALT代表該第一透鏡至該第四透鏡在該光軸上的四片透鏡厚度總和。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(AAG+G4D)/ER≦2.5，ER代表該觀察者的一瞳孔至第一透鏡之該目側面的距離。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(AAG+G4D)/(T3+G23)≦6.5，T3代表該第三透鏡在該光軸上的一厚度，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(AAG+G4D)/(T3+T4)≦5，T3代表該第三透鏡在該光軸上的一厚度，T4代表該第四透鏡在該光軸上的一厚度。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(G23+T4+G4D)/T3≦10，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度，T4代表該第四透鏡在該光軸上的一厚度，T3代表該第三透鏡在該光軸上的一厚度。
  15. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足AAG/G34≦6，G34代表該第三透鏡與該第四透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度。
  16. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(ER+G4D)/(T2+T4)≦4，ER代表該觀察者的一瞳孔至第一透鏡之該目側面的距離，T2代表該第二透鏡在該光軸上的一厚度，T4代表該第四透鏡在該光軸上的一厚度。
  17. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足(ER+G12+G23+G4D)/(T1+G34)≦20，ER代表該觀察者的一瞳孔至第一透鏡之該目側面的距離，G12代表該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度，T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度，G34代表該第三透鏡與該第四透鏡之間在該光軸上的一空氣間隙寬度。
  18. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足TTL/AAG≦7，TTL代表該第一透鏡之該目側面至該顯示畫面在該光軸上的距離。
  19. 如申請專利範圍第1或2項之一所述的目鏡光學系統，其中該目鏡光學系統更滿足TTL/ALT≦2.9，TTL代表該第一透鏡之該目側面至該顯示畫面在該光軸上的距離，ALT代表該第一透鏡至該第四透鏡在該光軸上的四片透鏡厚度總和。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107861247B (zh) * 2017-12-22 2020-08-25 联想(北京)有限公司 光学部件及增强现实设备
TWI725283B (zh) * 2018-01-22 2021-04-21 大立光電股份有限公司 電子裝置
CN110244459B (zh) * 2018-03-09 2021-10-08 财团法人工业技术研究院 增强现实装置
TWI664438B (zh) * 2018-03-09 2019-07-01 Industrial Technology Research Institute 擴增實境裝置
CN114236864A (zh) * 2021-11-23 2022-03-25 青岛歌尔声学科技有限公司 光学模组及头戴显示设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007218947A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Seiko Epson Corp 画像読取レンズ及び画像読取装置
TWI529420B (zh) * 2014-01-15 2016-04-11 信泰光學（深圳）有限公司 接目鏡頭
CN106094169A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 嘉兴中润光学科技有限公司 一种光学镜头

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5272242A (en) * 1975-12-12 1977-06-16 Nippon Chemical Ind Wide angle eyeepiece
JP3009056B2 (ja) * 1990-10-23 2000-02-14 オリンパス光学工業株式会社 接眼レンズ
JP2008107380A (ja) * 2006-10-23 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd ズームビューファインダ及び撮像装置
JP2016001209A (ja) * 2014-06-11 2016-01-07 富士フイルム株式会社 接眼レンズおよび撮像装置
CN105589183B (zh) * 2014-10-24 2018-01-09 玉晶光电(厦门)有限公司 可携式电子装置与其光学成像镜头
CN105527693B (zh) * 2014-10-24 2018-07-20 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头及应用该镜头的电子装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007218947A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Seiko Epson Corp 画像読取レンズ及び画像読取装置
TWI529420B (zh) * 2014-01-15 2016-04-11 信泰光學（深圳）有限公司 接目鏡頭
CN106094169A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 嘉兴中润光学科技有限公司 一种光学镜头

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