TWI781034B - 具有可調整焦距的光學系統 - Google Patents

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Abstract

一種光學系統，包含一餅乾透鏡組件，及一可變焦透鏡元件。該可變焦透鏡元件是以其光軸對準該餅乾透鏡組件的光軸的方式與該餅乾透鏡組件耦接，而使該光學系統具有一可調整的焦距。

Description

具有可調整焦距的光學系統
本發明是有關於一種光學系統，特別是指一種具有可調整焦距(focal length)的光學系統。
用於虛擬實境(Virtual Reality，VR)、擴增實境(Augmented Reality，AR) 等系統的一近眼顯示器(例如：頭戴式顯示器)，可於使用者的視場(field of view，FOV)中創造虛擬影像。然而，使用該近眼顯示器時，基於視覺輻輳調節衝突(vergence accommodation conflict，VAC)的現象，會造成該使用者在估計物體的相對距離時，無法利用雙眼同時進行輻輳調節等動作，容易出現視覺疲勞或眼睛疲勞等情形。
此外，該近眼顯示器與使用者雙眼間的距離通常保持在一特定範圍內(例如15mm至25mm)以呈現更良好的視場效果，然而，當該使用者佩戴有眼鏡時，則會造成該使用者雙眼與該近眼顯示器間的間距無法維持在前述特定範圍中，進而影響到視場效果的呈現。此外，若額外再提供一專門供該使用者配戴一的眼鏡，以供該使用者觀看影像使用，則會在使用上造成麻煩。
因此，本發明的目的，即在提供一種具有可調整焦距的光學系統，可用以消除或減緩前述之至少一缺點。
於是，本發明光學系統，包含一餅乾透鏡組件，及一可變焦透鏡元件。
該可變焦透鏡元件具有一光軸，並以該光軸對準該餅乾透鏡組件的一光軸的方式與該餅乾透鏡組件耦接，以令該光學系統具有一可調整的焦距。
本發明的功效在於：藉由將該可變焦透鏡元件耦接於該餅乾透鏡組件的方式，使該光學系統具有一可調節的焦距(光焦度)，以減緩近眼顯示器所造成的視覺輻輳調節衝突。
在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。有關本發明之相關技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。此外，要說明的是，本發明圖式僅為表示元件間的結構及/或位置相對關係，與各元件的實際尺寸並不相關，且於說明內容與申請範圍中所使用的方向性術語(例如：前方、後方、左、右、頂部、底部等)僅旨在於幫助描述所說明的內容，而不該以任何形式被視為本發明的限制條件。
參閱圖1與圖2， 本發明光學系統的一第一實施例，該光學系統包含一餅乾透鏡組件10，及一可變焦透鏡元件20。該可變焦透鏡元件20具有一光軸，且以該光軸對準該餅乾透鏡組件10的光軸的方式耦接於該餅乾透鏡組件10，使該光學系統具有一可調整的焦距。
在該第一實施例中 ，該餅乾透鏡組件10包括一部分反射鏡11、一設置於該部分反射鏡11後方的反射偏振片12、一設置於該部分反射鏡11與該反射偏振片12之間的第一波片13，及一透鏡單元14。
該部分反射鏡11可以選自一分光器(beam splitter)，例如：一50/50反射鏡(50/50 mirror)，而能反射約50%的入射光，且該入射光有約50%被透射。在一些實施例中，該部分反射鏡11用於部分地透射一第一圓偏振光，且部分地反射該第一圓偏振光，並轉換成一第二圓偏振光，且該第二圓偏振光的圓偏振方向不同於該第一圓偏振光的圓偏振方向。此外，該部分反射鏡11同樣用於部分地透射該第二圓偏振光，且部分地反射該第二圓偏振光，並轉換成該第一圓偏振光。在本實施例中，如圖1所示，是以該第一圓偏振光為一左圓(L-circularly)偏振光101、104，該第二圓偏振光為右圓(R-circularly)偏振光105為例進行說明。
如圖1所示，該反射偏振片12用於反射一第一線偏振光，並透射一第二線偏振光，且該第二線偏振光的線偏振方向不同於該第一線偏振光的線偏振方向。在本實施例中，該第一線偏振光的偏振方向與該第二線偏振光的偏振方向相差約90度，是以該第一線偏振光為一X偏振光102、103，該第二線偏振光為一Y偏振光106為例進行說明。
該第一波片13為一四分之一波片。在一些實施例中，該四分之一波片(即該第一波片13)用於將該第一圓偏振光轉換成該第一線偏振光、將該第一線偏振光轉換成該第一圓偏振光、將該第二圓偏振光轉換成一第二線偏振光，或是將該第二線偏振光轉換成該第二圓偏振光。
該透鏡單元14具有一光焦度(optical power)，設置於一前方位置，及一後方位置(見圖3)的其中一者，其中，該前方位置位於該部分反射鏡11與該第一波片13之間，該後方位置位於該第一波片13與該反射偏振片12之間。在如圖1、圖2所示的實施例中，該透鏡單元14設置於該前方位置。在本實施例中，如圖1所示，該透鏡單元14為一偏振無相依透鏡，且可選自一由玻璃或塑膠材料構成的固態透鏡(solid lens)。
要說明的是，該餅乾透鏡組件10也可視需求而無須設置該透鏡單元14。且在一些實施例中，該餅乾透鏡組件10可以選自任何可經商業取得的餅乾透鏡。
該可變焦透鏡元件20選自液態透鏡、液晶透鏡，及其組合，且設置於一位於該部分反射鏡11前方的第一位置(見圖6)，及一位於該反射偏振片12後方的第二位置的其中一者。令配置有該可變焦透鏡元件20的該光學系統具有一可調整的焦距。在該第一實施例中，如圖1所示，該可變焦透鏡元件20設置該第二位置。
在本實施例中，該可變焦透鏡元件20為一偏振相依元件。
要說明的是，本實施例是以如圖2所示，該部分反射鏡11、該透鏡單元14、該第一波片13、該反射偏振片12，及該可變焦透鏡元件20是依序沿著一Z方向彼此接合，且兩兩之間沒有空隙產生，然實際實施時，並不以此為限。
如圖2所示的一發光元件40用以提供一圓偏振光，可為一顯示器或其他合適的裝置。該發光元件40可選自一用於提供一圓偏振光的有機發光二極體顯示器(organic light-emitting diode，OLED)。當該發光元件40為一用於提供一線偏振光的液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)時，則需額外配置一四分之一波片(圖未示)，以將該線偏振光轉換為一圓偏振光。當該發光元件40為一用於提供一非偏振光的發光二極體顯示器(light-emitting diode，LED)時，則需額外配置一線偏振片(圖未示)，及一四分之一波片(圖未示)，以將該非偏振光轉換為一圓偏振光。
參閱圖1、圖2，茲將該第一實施例中該光束於該光學系統中的偏振轉換情形說明如下。一來自該發光元件40的左圓偏振光101穿過該部分反射鏡11，並第一次通過該透鏡單元14，然後，該四分之一波片(即第一波片13)將該左圓偏振光101轉換成一X偏振光102，隨後，該X偏振光102被該反射偏振片12反射，該四分之一波片13將被反射的X偏振光103轉換成一左圓偏振光104，之後，該左圓偏振光104第二次通過該透鏡單元14，然後被該部分反射鏡11轉換成一右圓偏振光105，接著，該右圓偏振光105第三次通過該透鏡單元14，該四分之一波片13將該右圓偏振光105轉換成一Y偏振光106，該Y偏振光106通過該反射偏振片12及該可變焦透鏡元件20，並到達一使用者的眼睛60。
參閱圖3，於其它實施例中，該透鏡單元14設置於該後方位置(即該第一波片13與該反射偏振片12之間)，並包括一偏振相依透鏡141。該光束於該餅乾透鏡組件10的偏振轉換情形與圖1相似，其差異在於，於圖3中是以該線偏振光穿過該透鏡單元14。該偏振相依透鏡141選自固焦液晶透鏡、電控可調焦液晶透鏡、液晶光柵、液晶棱鏡 、液晶波前校正器、超穎透鏡，及其中至少一組合。
參閱圖4與圖5，在其它實施例中，該透鏡單元14還包含一設置於該偏振相依透鏡141前方的第一偏振控制器142。該第一偏振控制器142選自扭曲向列型(TN)液晶元件、液晶波片，及其組合。在此實施例中，該第一偏振控制器142為一扭曲向列型液晶元件，而可在極短的時間內在一第一狀態(關閉狀態)與一第二狀態(啟動狀態)之間進行切換。
參閱圖4，當該第一偏振控制器142處於該第二狀態時，能防止該光束的偏振方向被該第一偏振控制器142轉換。因此，該光束於該餅乾透鏡組件10中的偏振轉換情形基本與圖3相同，也就是說，於圖4的實施態樣中，該餅乾透鏡組件10中的光路徑為一折疊光路徑FP，令該光束沿著該光路徑行進並通過該偏振相依透鏡141三次。
參閱圖5，當該第一偏振控制器142處於該第一狀態時，該光束的偏振方向會被該第一偏振控制器142轉換。亦即，該X偏振光102會被該第一偏振控制器142轉換成一Y偏振光107，隨後，該Y偏振光107會通過該偏振相依透鏡141與該反射偏振片12。也就是說，於圖5的實施態樣中，該餅乾透鏡組件10中的光路徑為一直線光路徑SP，令該光束沿著該光路徑行進且僅通過該偏振相依透鏡141一次。
在圖4與圖5的實施態樣中，該餅乾透鏡組件10的光焦度可藉由切換該第一偏振控制器142的狀態來調整。要說明的是，該第一偏振控制器142也可依需求不同而設置於該偏振相依透鏡141後方，或是該透鏡單元14包括兩個第一偏振控制器142，且分別配置於該偏振相依透鏡141前方、後方，而不以圖式所描述的態樣為限制。
參閱圖6與圖7，說明本發明光學系統的一第二實施例，該第二實施例與該第一實施例相似，其差異在於，該可變焦透鏡元件20設置於該第一位置(即位於該部分反射鏡11前方)，且該光學系統還包含一耦接於該餅乾透鏡組件10的偏振切換組件30a，使該光束產生偏振轉換，以穿過該餅乾透鏡組件10與該可變焦透鏡元件20的其中至少一者。
該偏振切換組件30a包括一設置於該可變焦透鏡元件20與該部分反射鏡11之間的第二波片31，而可使一光束產生偏振轉換，以穿過該餅乾透鏡組件10。該第二波片31可選自一四分之一波片或其它合適的波片。
如圖6、圖7所示，一偏振片50設置於該可變焦透鏡元件20與該發光元件40之間，因此僅有一X偏振光108可進入該可變焦透鏡元件20，之後，該X偏振光108穿過該可變焦透鏡元件20，該第二波片31將該X偏振光108轉換成一左圓偏振光101。由於在圖6中該光束於該餅乾透鏡組件10中的偏振轉換情形大致與圖1相同，因此不再多加贅述，且該Y偏振光106自該餅乾透鏡組件10輸出後，到達該使用者的眼睛60(見圖7)。
參閱圖8到圖10，說明本發明光學系統的一第三實施例，該第三實施例與該第二實施例相似，其差異在於，該第三實施例的偏振切換組件30b包括一第二波片31，及一第二偏振控制器32。該第二偏振控制器32設置於一後側位置，及一前側位置(圖未示)的其中一者，且該後側位置位於該可變焦透鏡元件20與該第二波片31之間，該前側位置位於該可變焦透鏡元件20前方。在該第二實施例中，該第二偏振控制器32設置於該後側位置，且選自扭曲向列型液晶元件、液晶波片，及其組合。該第二偏振控制器32可經由電驅動方式自一第一狀態切換至一第二狀態。
參閱圖8，當該光束經由該可變焦透鏡元件20被導入該光學系統，並穿過處於該第二狀態的第二偏振控制器32時，該光束的偏振方向不會被該第二偏振控制器32轉換。當光束被處於該第二狀態的第二偏振控制器32輸出，並經由該第二波片31被導入該餅乾透鏡組件10時，一折疊光路徑FP形成於該部分反射鏡11與該反射偏振片12之間。由於在圖8中該光束於該餅乾透鏡組件10中的偏振轉換情形大致與圖6相同，而不再多加贅述，且該Y偏振光106自該餅乾透鏡組件10輸出後，到達該使用者的眼睛60(見圖9)。
如圖10所示，當該光束經由該可變焦透鏡元件20被導入該光學系統，並穿過處於該第一狀態的第二偏振控制器32時，該光束的一偏振方向被該第二偏振控制器32轉換。當該光束自該第二偏振控制器32輸出，並經由該第二波片被導入該餅乾透鏡組件10時，會形成一直線光路徑SP，並穿過該餅乾透鏡組件10。如圖10所示的該直線光路徑SP將說明如下。
來自該發光元件40(見圖9)的X偏振光108通過該可變焦透鏡元件20，然後，處於該第一狀態的第二偏振控制器32將該X偏振光108轉換成一Y偏振光109，該第二波片31將該Y偏振光109轉換成一右圓偏振光110。之後，該右圓偏振光110穿過該部分反射鏡11及該透鏡單元14，該第一波片13將該右圓偏振光110轉換成一Y偏振光111，最後，該Y偏振光111穿過該反射偏振片12並到達使用者的眼睛60(見圖9)。
於圖7至圖10的實施態樣中，可經由切換該第二偏振控制器32來調整該餅乾透鏡組件10中的光路徑，並從而調整該餅乾透鏡組件10的光焦度。
參閱圖11至圖13，說明本發明光學系統的一第四實施例，該第四實施例與該第一實施例相似，其差異在於，該第四實施例的光學系統還包含一耦接於該餅乾透鏡組件10的偏振切換組件30c，使一光束穿過該可變焦透鏡元件20，並產生偏振轉換。在該第四實施例中，如圖11與圖13所示，該光束於該餅乾透鏡組件10中的偏振轉換情形大致與圖1相同，而不再多加贅述。
在該第四實施例中，該偏振切換組件30c為設置於該可偏焦透鏡元件20與該反射偏振片12之間的該第二偏振控器32，並可經由電驅動方式自該第一狀態切換至該第二狀態。
如圖11與圖12所示，當來自該發光元件40的光束經由該部分反射鏡11被導入該光學系統，並穿過處於該第二狀態的第二偏振控制器32時，能防止該光束被該第二偏振控制器32轉換。也就是說，該Y偏振光106自該反射偏振片12輸出，並穿過該第二偏振控制器32及該可變焦透鏡元件20，到達該使用者的眼睛60(見圖12)。
如圖12與圖13所示，當該光束經由該部分反射鏡11被導入該光學系統，並穿過處於該第一狀態的第二偏振控制器32時，該光束的一偏振方向被該第二偏振控制器32轉換。也就是說，該Y偏振光106自該反射偏振片12輸出，並被該第二偏振控制器32轉換成一X偏振光112，然後，該X偏振光112通過該可變焦透鏡元件20並到達使用者的雙眼60(見圖12)。
要說明的是，於圖11至圖13的實施態樣中，當該可變焦透鏡元件20為該偏振相依光學元件時，該光學系統的光焦度可進一步經由切換該第二偏振控制器32的狀態來調整。
參閱圖14與圖15，說明本發明光學系統的一第五實施例，該第五實施例與該第三實施例相似，其差異在於，該可變焦透鏡元件20設置於該第二位置。
如圖14所示，當該光束經由處於該第二狀態的第二偏振控制器32被導入該光學系統，能防止該光束的偏振方向被該第二偏振控制器32轉換。在此條件下，(i)一折疊光路徑FP會形成於該餅乾透鏡組件10，(ii)如圖14所示的該光束於該餅乾透鏡組件10中的偏振轉換情形類似於圖8，且(iii)該Y偏振光106會穿過該可變焦透鏡元件20並進入使用者的眼睛。
如圖15所示，當該光束經由處於該第一狀態的第二偏振控制器32被導入該光學系統，該光束的一偏振方向被該第二偏振控制器32轉換。在此條件下，(i)一直線光路徑SP會形成於該餅乾透鏡組件10，(ii)如圖15所示的該光束於該餅乾透鏡組件10中的偏振轉換情形類似於圖10，且(iii)該Y偏振光111會穿過該可變焦透鏡元件20並進入使用者的眼睛。
參閱圖16與圖17，說明本發明光學系統的一第六實施例，該第六實施例與該第一實施例相似，其差異在於，該第六實施例的光學系統還包含一耦接於該餅乾透鏡組件10的偏振切換組件30d，使一光束穿過該餅乾透鏡組件10及該可變焦透鏡元件20，並產生偏振轉換。且可經由切換該偏振切換組件30d的狀態以將該第一圓偏振光轉換成該第二圓偏振光，將該第二圓偏振光轉換成該第一圓偏振光。
如圖16與圖17所示，該偏振切換組件30d設置於該部分反射鏡11前方，且為一可調式波片，並可經由電驅動方式於一第一波片狀態，及一第二波片狀態之間切換。
如圖16所示，當該光束經由處於該第二波片狀態的可調式波片(即該偏振切換組件30d)被導入該光學系統，能防止該光束的偏振方向被該可調式波片30d轉換。由於在圖16中該光束於該餅乾透鏡組件10的偏振轉換情形與圖1大致相同，而不多加贅述。之後，該Y偏振光106穿過該可變焦透鏡元件20，並到達使用者的眼睛。
如圖17所示，當該光束經由處於該第一波片狀態的可調式波片30d被導入該光學系統，該光束的一偏振方向被該可調式波片30d轉換。在此條件下，該可調式波片30d將來自該發光元件40(見圖2)的一左圓偏振光101轉換成一右圓偏振光113，然後，該右圓偏振光113穿過該部分反射鏡11及該透鏡單元14，該四分之一波片(即該第一波片13)將該右圓偏振光113轉換成一Y偏振光114，最後，該Y偏振光114穿過該反射偏振片12及該可變焦透鏡元件20，並到達該使用者的眼睛。
本發明光學系統的一焦距(即一光焦度)可利用該可變焦透鏡元件20來調整。在一些實施例中，其它元件例如該第一偏振控制器142、該偏振切換組件30a、30b、30c、30d等可進一步調整該光學統的光焦度。因此，該光學系統可用於減緩由一近眼顯示器引起的視覺輻輳調節衝突，及/或於該近眼顯示器中矯正視力。
此外，該光學系統可作為一用於日常視力矯正的矯正鏡片的至少一部份。
綜上所述，本發明光學系統經由將該可變焦透鏡元件20耦接於該餅乾透鏡組件10的方式，使該光學系統具有一可調節的焦距(光焦度)，並可經由第一偏振控制器142及/或該偏振切換組件30a、30b、30c、30d進一步調整該光學系統的光焦度，以減緩由近眼顯示器所造成的視覺輻輳調節衝突，故確實可達成本發明的目的。
在以上的說明中，基於解釋之目的，已闡述了許多具體細節，以供充分理解對前述實施例。然而，顯而易見的是，對本領域技術者而言，在未提供該些具體細節中的情況下，仍能實踐一個或多個其它實施例。且應當理解的是，在整份說明書中對「一些實施例」或是帶有序號指示的實施例等，意味著包括在本發明實施例中所揭示的特定特徵、結構或特性。應當進一步理解的是，在整份說明書中，為了簡化本發明公開之內容，並以利於理解本發明各種方面之目的，有時會將多種不同的特徵組合在單一實施例、圖式或一段敘述中。在適當的情況下，來自一個實施例的特定細節可以與來自另一個實施例的特徵或特定細節一起執行。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
10:餅乾透鏡組件
11:部分反射鏡
12:反射偏振片
13:第一波片
14:透鏡單元
141:偏振相依透鏡
142:第一偏振控制器
20:可變焦透鏡元件
30a、30b、30c、30d:偏振切換組件
31:第二波片
32:第二偏振控制器
40:發光元件
50:偏振片
60:眼睛
101、104:左圓偏振光
102、103、108、112:X偏振光
105、110、113:右圓偏振光
106、107、109、111、114:Y偏振光
SP:直線光路徑
FP:折疊光路徑
X、Y、Z:方向
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一示意圖，說明本發明光學系統的一第一實施例； 圖2是一側視示意圖，輔助圖1說明自一顯示器穿過該光學系統的一光路徑； 圖3是一示意圖，說明該光學系統的餅乾透鏡組件的一實施態樣； 圖4是一示意圖，說明該餅乾透鏡組件的另一實施態樣，其一第一偏振控制器處於一防止光束的偏振方向被轉換的狀態； 圖5是一相似於圖4的示意圖，說明該第一偏振控制器處於一用以轉換光束的偏振方向的另一狀態； 圖6是一示意圖，說明該光學系統的一第二實施例； 圖7是一側視示意圖，輔助圖6說明自一顯示器穿過該光學系統的一光路徑； 圖8是一示意圖，說明該光學系統的一第三實施例，其第二偏振控制器處於一防止光束的偏振方向被轉換的狀態； 圖9是一側視示意圖，輔助圖8說明自一顯示器穿過一偏振片及該光學系統的一光路徑； 圖10是一相似於圖8的示意圖，說明該第二偏振控制器處於一用以轉換光束的偏振方向的狀態； 圖11是一示意圖，說明該光學系統的一第四實施例，其第二偏振控制器處於一防止光束的偏振方向被轉換的狀態； 圖12一側視示意圖，輔助圖11說明自一顯示器穿過該光學系統的一光路徑； 圖13是一相似於圖11的示意圖，說明該第二偏振控制器處於一用以轉換光束的偏振方向的狀態； 圖14是一示意圖，說明該光學系統的一第五實施例，其第二偏振控制器處於一防止光束的偏振方向被轉換的狀態； 圖15是一相似於圖14的示意圖，說明該第二偏振控制器處於一用以轉換光束的偏振方向的另一狀態； 圖16是一示意圖，說明該光學系統的一第六實施例，其可調式波片處於一防止光束的偏振方向被轉換的狀態；及 圖17是一相似於圖16的示意圖，說明該可調式波片處於一用以轉換光束的偏振方向的另一狀態。
10:餅乾透鏡組件
11:部分反射鏡
12:反射偏振片
13:第一波片
14:透鏡單元
20:可變焦透鏡元件
101、104:左圓偏振光
102、103:X偏振光
105:右圓偏振光
106:Y偏振光
X、Y、Z:方向

Claims (14)

  1. 一種光學系統，包含：一餅乾透鏡組件，包括一部分反射鏡、一設置於該部分反射鏡的後方的反射偏振片、一設置於該部分反射鏡與該反射偏振片之間的第一波片，及一具有一光焦度的透鏡單元，該第一波片為一四分之一波片，該透鏡單元設置在一位於該部分反射鏡與該第一波片之間的前方位置，及一位於該第一波片與該反射偏振片之間的後方位置的其中一者，且該透鏡單元包括一偏振相依透鏡及一偏振無相依透鏡的其中至少一者，且當該透鏡單元設置於該後方位置，其包括一偏振相依透鏡；及一可變焦透鏡元件，具有一光軸，並以該光軸對準該餅乾透鏡組件的一光軸的方式與該餅乾透鏡組件耦接，以令該光學系統具有一可調整的焦距。
  2. 如請求項1所述的光學系統，其中，該透鏡單元還包括至少一設置於該偏振相依透鏡前方或後方的第一偏振控制器。
  3. 如請求項1所述的光學系統，其中，該可變焦透鏡元件選自液態透鏡、液晶透鏡，及其組合。
  4. 如請求項1所述的光學系統，其中，該可變焦透鏡元件為一偏振相依光學元件，並設置於一位於該部分反射鏡前方的第一位置，及一位於該反射偏振片後方的第二位置的其中一者。
  5. 如請求項4所述的光學系統，其中，該可變焦透鏡元件設 置於該第二位置。
  6. 如請求項4所述的光學系統，還包含一耦接於該餅乾透鏡組件的偏振切換組件，使一光束可進行偏振轉換以通過該餅乾透鏡組件及該可變焦透鏡元件的其中至少一者。
  7. 如請求項6所述的光學系統，其中，該可變焦透鏡元件設置於該第一位置，該偏振切換組件包括一設置於該可變焦透鏡元件與該部分反射鏡之間的第二波片。
  8. 如請求項7所述的光學系統，其中，該偏振切換組件還包括一第二偏振控制器，該第二偏振控制器設置於一位於該可變焦透鏡元件與該第二波片之間的後側位置，及一位於該可變焦透鏡元件前方的前側位置的其中一者，並可經由電驅動方式自一第一狀態切換至一第二狀態，當一光束被導入該光學系統，並穿過處於該第一狀態的該第二偏振控制器時，該光束的偏振方向被該第二偏振控制器轉換，當該光束被導入該光學系統，並穿過處於該第二狀態的該第二偏振控制器時，能防止該光束的偏振方向被該第二偏振控制器轉換。
  9. 如請求項8所述的光學系統，其中，該第二偏振控制器選自扭曲向列型液晶元件、液晶波片，及其組合。
  10. 如請求項8所述的光學系統，其中，該光束被處於該第一狀態的第二偏振控制器經由該第二波片輸出至該餅乾透組件，形成一穿過該餅乾透組件的直線光路徑。
  11. 如請求項8所述的光學系統，其中，該光束被處於該第二狀態的第二偏振控制器經由該第二波片輸出至該餅乾 透組件，形成一位於該部分反射鏡與該反射偏振片之間的折疊光路徑。
  12. 如請求項6所述的光學系統，其中，該可變焦透鏡元件設置於該第二位置，該偏振切換組件為一位於該可變焦透鏡元件與該反射偏振片之間的第二偏振控制器，並可經由電驅動方式自一第一狀態切換至一第二狀態，當該光束經由該部分反射鏡被導入該光學系統，並穿過處於該第一狀態的該第二偏振控制器時，該光束的偏振方向被該第二偏振控制器轉換，當該光束經由該部分反射鏡被導入該光學系統，並通過穿過處於該第二狀態的該第二偏振控制器時，能防止該光束的偏振方向被該第二偏振控制器轉換。
  13. 如請求項6所述的光學系統，其中，該可變焦透鏡元件設置於該第二位置，該偏振切換組件設置於該部分反射鏡前方，並包括一第二波片，及一設置於該第二波片前方的第二偏振控制器，該第二偏振控制器可經由電驅動方式自一第一狀態切換至一第二狀態，當該光束被導入該光學系統，並穿過處於該第一狀態的該第二偏振控制器時，該光束的偏振方向被該第二偏振控制器轉換，當該光束被導入該光學系統，並穿過處於該第二狀態的該第二偏振控制器時，能防止該光束的偏振方向被該第二偏振控制器轉換。
  14. 如請求項6所述的光學系統，其中，該可變焦透鏡元件設置於該第二位置，該偏振切換組件設置於該部分反射鏡前方，且為一可調式波片，並可經由電驅動方式自一第一波片狀態切換至一第二波片狀態，當該光束經由處於該第 一波片狀態的可調式波片被導入該光學系統時，該光束的偏振方向被該可調式波片轉換，當該光束經由處於該第二狀態的可調式波片被導入該光學系統時，能防止該光束的偏振方向被該可調式波片轉換。
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