TWI838140B - 光學透鏡組及頭戴式電子裝置 - Google Patents
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Abstract
一種光學透鏡組由目側至像源側依序包含：一光學膜層，由目側至像源側依序包含一吸收式偏光元件、一反射式偏光元件和一第一相位延遲元件；一第一透鏡，具屈折力，該第一透鏡的像源側表面於近光軸處為凸面，該光學膜層設置在該第一透鏡的目側表面；一第二透鏡，具屈折力，該第二透鏡的目側表面於近光軸處為凹面且設置有一部分反射部分穿透元件；一第二相位延遲元件；以及一像源面。當滿足特定條件時，光學透鏡組可減輕重量及確保成像品質。
Description
本發明涉及一種光學透鏡組及頭戴式電子裝置，尤其是一種可應用於頭戴式電子裝置的光學透鏡組。
隨著半導體產業的發展，各項消費性電子產品的功能日益強大，再加上軟體應用端各式服務的出現，使得消費者有更多的選擇。當市場不再滿足於掌上型的電子產品，虛擬實境(Virtual Reality，VR)技術即應運而生。現今虛擬實境的應用為消費性電子產品的市場打開新的藍海，而虛擬實境應用場景中，率先實現商業化的項目為頭戴式顯示器。
然而，目前頭戴式顯示器有重量重及成像品質不佳的問題。
為此，本發明的目的是提供一種光學透鏡組及頭戴式電子裝置，可透過將光路折疊來減少透鏡數量，進而減輕裝置的重量，並提供較佳的成像品質。
本發明根據一實施例所提供的一種光學透鏡組由目側至像源側依序包含：一光學膜層，由目側至像源側依序包含一吸收式偏光元件、一反射式偏光元件和一第一相位延遲元件；一第一透鏡，具屈折力，該第一透鏡的像源側表面於近光軸處為凸面；一第二透鏡，具屈折力，該第二透鏡的目側表面於近光軸處為凹面且設置有一部分反射部分穿透元件；一第二相位延遲元件；以及一像源面。該光學膜層設置在該第一透鏡的目側表面。
在光學透鏡組中，該光學透鏡組的整體焦距為f，該光學透鏡組的最大像源高度為IMH，該吸收式偏光元件的目側表面至該像源面於光軸上的距離為TL，該第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA2，該第一透鏡的像源側表面於光軸上的交點至該第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑位置平行於光軸的位移量的絕對值為TDP2，並滿足以下至少一條件：8.32 mm ＜ f*IMH/TL ＜ 38.92 mm；及3.18 ＜ CA2/TDP2 ＜ 7.59。當滿足f*IMH/TL時，有助於在光學透鏡組的微型化與顯示器發光區域的面積大小之間取得適當的平衡。當滿足CA2/TDP2時，有助提升第一透鏡的透鏡成形性。
可選擇地，該光學透鏡組的整體焦距為f，該光學透鏡組的最大像源高度為IMH，並滿足以下條件：0.55 ＜ IMH/f ＜ 1.03。藉此，有助於在滿足影像解析度的同時，提供較廣的可視角度。
可選擇地，該光學透鏡組的整體焦距為f，該第一透鏡的焦距為f1，並滿足以下條件：0.15 ＜ f/f1 ＜ 0.38。藉此，有助於透過第一透鏡的焦距與光學透鏡組的整體焦距的比例，加強光學透鏡組的廣角特性，從而提供較大的視角並維持光學透鏡組的照度。
可選擇地，該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，並滿足以下條件：-1.77 ＜ f1/f2 ＜ 3.56。藉此，有助於讓光學透鏡組的屈折力分配更為合適，以減少像差。
可選擇地，該第二透鏡的目側表面的曲率半徑為R3，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，並滿足以下條件：-2.68 ＜ R3/R4 ＜ 6.25。藉此，透過兩曲率半徑相互制約，有助於降低組裝公差的敏感度。
可選擇地，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：0.34 ＜ CT1/CT2 ＜ 4.48。藉此，可減少光學透鏡組的長度，並提供較佳的成像品質。
可選擇地，該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，並滿足以下條件：-0.93 ＜ R2/R4 ＜ 4.30。藉此，透過兩曲率半徑相互制約，有助於降低組裝公差的敏感度。
可選擇地，該第二透鏡的焦距為f2，該第二透鏡的目側表面的曲率半徑為R3，並滿足以下條件：-2.83 ＜ R3/f2 ＜ 2.17。藉此，有助於改善光學透鏡組的畸變，減少光學透鏡組的像差，以及進一步縮小透鏡尺寸。
可選擇地，該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，並滿足以下條件：-13.20 ＜ R2/CT1 ＜ -2.43。藉此，有助於在第一透鏡的曲率半徑與厚度之間取得適當的平衡，以提高透鏡成形性。
可選擇地，該第二透鏡的像源側表面至該像源面於光軸上的距離為BFL，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：0.07 ＜ BFL/CT2 ＜ 7.75。藉此，有助於在第二透鏡的透鏡成形性和屈折力之間取得適當的平衡。
可選擇地，該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的距離為T12，該第二透鏡的像源側表面至該像源面於光軸上的距離為BFL，並滿足以下條件：0.02 ＜ T12/BFL ＜ 8.54。藉此，有助於讓透鏡之間保持合適的間距，用以減少組裝公差，並降低透鏡組裝的敏感度。
可選擇地，該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA4，該第二透鏡的像源側表面於光軸上的交點至該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑位置平行於光軸的位移量的絕對值為TDP4，並滿足以下條件：2.70 ＜ CA4/TDP4 ＜ 31.03。藉此，有助於提升第二透鏡的透鏡成形性。
可選擇地，該第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，並滿足以下條件：1.29 ＜ CA2/CT1 ＜ 5.46。藉此，有助於提升第一透鏡的透鏡成形性。
可選擇地，該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA4，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：1.04 ＜ CA4/CT2 ＜ 14.93。藉此，有助於提升第二透鏡的透鏡成形性。
可選擇地，該光學透鏡組的整體焦距為f，該第二透鏡的焦距為f2，並滿足以下條件：-0.41 ＜ f/f2 ＜ 0.66。藉此，有助於透過第二透鏡焦距與光學透鏡組的整體焦距的比例，加強光學透鏡組的廣角特性，以提供較大的視角並維持光學透鏡組的照度。
可選擇地，該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，該第二透鏡的目側表面的曲率半徑為R3，並滿足以下條件：0.30 ＜ R2/R3 ＜ 0.83。藉此，透過兩曲率半徑相互制約，有助於防止曲率半徑過小並降低組裝公差敏感度。
可選擇地，該第一透鏡的焦距為f1，該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，並滿足以下條件：-0.55 ＜ R2/f1 ＜ -0.43。藉此，有助於有效改善光學透鏡組的畸變，減少光學透鏡組的像差，以及縮小透鏡尺寸。
可選擇地，該第二透鏡的焦距為f2，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，並滿足以下條件：-1.03 ＜ R4/f2 ＜ 1.37。藉此，有助於有效縮小場曲，提升光學透鏡組的成像品質，並確保透鏡成形性。
可選擇地，該第一透鏡具有正屈折力。
可選擇地，該第一透鏡的目側表面於近光軸處為平面。
可選擇地，該光學透鏡組的整體焦距為f，並滿足以下條件：15.07 mm ＜ f ＜ 38.73 mm。
可選擇地，該吸收式偏光元件的目側表面至該像源面於光軸上的距離為TL，並滿足以下條件：16.59 mm ＜ TL ＜ 32.52 mm。
可選擇地，該光學透鏡組的最大像源高度為IMH，並滿足以下條件：11.25 mm ＜ IMH ＜ 29.96 mm。
並且，本發明還根據一實施例提供一種頭戴式電子裝置，其包含：一外殼；一光學透鏡組，設置於該外殼內；一影像源，設置在該外殼內，且位於該光學透鏡組的一像源面上；以及一控制器，設置在該外殼內，且電性連接該影像源。光學透鏡組由目側至像源側依序包含：一光學膜層，由目側至像源側依序包含一吸收式偏光元件、一反射式偏光元件和一第一相位延遲元件；一第一透鏡，具屈折力，該第一透鏡的像源側表面於近光軸處為凸面；一第二透鏡，具屈折力，該第二透鏡的目側表面於近光軸處為凹面且設置有一部分反射部分穿透元件；一第二相位延遲元件；以及一像源面。
在光學透鏡組中，該光學膜層設置在該第一透鏡的目側表面，該光學透鏡組的整體焦距為f，該光學透鏡組的最大像源高度為IMH，該吸收式偏光元件的目側表面至該像源面於光軸上的距離為TL，該第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA2，該第一透鏡的像源側表面於光軸上的交點至該第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑位置平行於光軸的位移量的絕對值為TDP2，並滿足以下至少一條件：8.32 mm ＜ f*IMH/TL ＜ 38.92 mm；及3.18 ＜ CA2/TDP2 ＜ 7.59。當滿足f*IMH/TL時，有助於在光學透鏡組的微型化與顯示器發光區域的面積大小之間取得適當的平衡。當滿足CA2/TDP2時，有助提升第一透鏡的透鏡成形性。
可選擇地，該光學透鏡組的整體焦距為f，該光學透鏡組的最大像源高度為IMH，並滿足以下條件：0.55 ＜ IMH/f ＜ 1.03。藉此，有助於在滿足人影像解析度的同時，提供較廣的可視角度。
可選擇地，該光學透鏡組的整體焦距為f，該第一透鏡的焦距為f1，並滿足以下條件：0.15 ＜ f/f1 ＜ 0.38。藉此，有助於透過第一透鏡的焦距與光學透鏡組的整體焦距的比例，加強光學透鏡組的廣角特性，從而提供較大的視角並維持光學透鏡組的照度。
可選擇地，該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，並滿足以下條件：-1.77 ＜ f1/f2 ＜ 3.56。藉此，有助於讓光學透鏡組的屈折力分配更為合適，以減少像差。
可選擇地，該第二透鏡的目側表面的曲率半徑為R3，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，並滿足以下條件：-2.68 ＜ R3/R4 ＜ 6.25。藉此，透過兩曲率半徑相互制約，有助於降低組裝公差的敏感度。
可選擇地，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：0.34 ＜ CT1/CT2 ＜ 4.48。藉此，可減少光學透鏡組的長度，並提供較佳的成像品質。
可選擇地，該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，並滿足以下條件：-0.93 ＜ R2/R4 ＜ 4.30。藉此，透過兩曲率半徑相互制約，有助於降低組裝公差的敏感度。
可選擇地，該第二透鏡的焦距為f2，該第二透鏡的目側表面的曲率半徑為R3，並滿足以下條件：-2.83 ＜ R3/f2 ＜ 2.17。藉此，有助於改善光學透鏡組的畸變，減少光學透鏡組的像差，以及進一步縮小透鏡尺寸。
可選擇地，該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，並滿足以下條件：-13.20 ＜ R2/CT1 ＜ -2.43。藉此，有助於在第一透鏡的曲率半徑與厚度之間取得適當的平衡，以提高透鏡成形性。
可選擇地，該第二透鏡的像源側表面至該像源面於光軸上的距離為BFL，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：0.07 ＜ BFL/CT2 ＜ 7.75。藉此，有助於在第二透鏡的透鏡成形性和屈折力之間取得適當的平衡。
可選擇地，該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的距離為T12，該第二透鏡的像源側表面至該像源面於光軸上的距離為BFL，並滿足以下條件：0.02 ＜ T12/BFL ＜ 8.54。藉此，有助於讓透鏡之間保持合適的間距，用以減少組裝公差，並降低透鏡組裝的敏感度。
可選擇地，該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA4，該第二透鏡的像源側表面於光軸上的交點至該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑位置平行於光軸的位移量的絕對值為TDP4，並滿足以下條件：2.70 ＜ CA4/TDP4 ＜ 31.03。藉此，有助於提升第二透鏡的透鏡成形性。
可選擇地，該第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，並滿足以下條件：1.29 ＜ CA2/CT1 ＜ 5.46。藉此，有助於提升第一透鏡的透鏡成形性。
可選擇地，該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA4，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：1.04 ＜ CA4/CT2 ＜ 14.93。藉此，有助於提升第二透鏡的透鏡成形性。
可選擇地，該光學透鏡組的整體焦距為f，該第二透鏡的焦距為f2，並滿足以下條件：-0.41 ＜ f/f2 ＜ 0.66。藉此，有助於透過第二透鏡焦距與光學透鏡組的整體焦距的比例，加強光學透鏡組的廣角特性，以提供較大的視角並維持光學透鏡組的照度。
可選擇地，該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，該第二透鏡的目側表面的曲率半徑為R3，並滿足以下條件：0.30 ＜ R2/R3 ＜ 0.83。藉此，透過兩曲率半徑相互制約，有助於防止曲率半徑過小並降低組裝公差敏感度。
可選擇地，該第一透鏡的焦距為f1，該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，並滿足以下條件：-0.55 ＜ R2/f1 ＜ -0.43。藉此，有助於有效改善光學透鏡組的畸變，減少光學透鏡組的像差，以及縮小透鏡尺寸。
可選擇地，該第二透鏡的焦距為f2，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，並滿足以下條件：-1.03 ＜ R4/f2 ＜ 1.37。藉此，有助於有效縮小場曲，提升光學透鏡組的成像品質，並確保透鏡成形性。
可選擇地，該第一透鏡具有正屈折力。
可選擇地，該第一透鏡的目側表面於近光軸處為平面。
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可選擇地，該光學透鏡組的最大像源高度為IMH，並滿足以下條件：11.25 mm ＜ IMH ＜ 29.96 mm。
＜第一實施例＞
請參考圖1A至圖1B所示，第一實施例的光學透鏡組沿光軸180由目側至像源側依序包含光圈100、一光學膜層130、一第一透鏡110、一部分反射部分透射元件140、一第二透鏡120、一第二相位延遲元件150及一像源面160。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數例如但不限於是2片。
光圈100的位置可為使用者眼睛觀看影像的位置。
第一透鏡110具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面111於近光軸處為平面，其像源側表面112於近光軸處為凸面，且該像源側表面112為非球面。
第二透鏡120具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面121於近光軸處為凹面，其像源側表面122於近光軸處為凸面，且該目側表面121和該像源側表面122皆為非球面。
光學膜層130位在第一透鏡110的目側表面111上，且沿光軸180由目側至像源側依序包含一吸收式偏光元件131、一反射式偏光元件132和一反射式偏光元件133。上述三個元件相堆疊，且各元件的相對兩表面皆為平面。具體來說，反射式偏光元件133位在第一透鏡110的目側表面111上，反射式偏光元件132位在反射式偏光元件133上，吸收式偏光元件131則位在反射式偏光元件132上。反射式偏光元件133例如但不限於是四分之一波片。
部分反射部分透射元件140位在第二透鏡120的目側表面121上，且在可見光範圍內具有至少30%的平均光反射率，較佳為50%的平均光反射率。這裡的平均光反射率是指部分反射部分透射元件140對於不同波長光線的反射率的平均值。
第二相位延遲元件150設置在像源面160上且位於第二透鏡120與像源面160之間。第二相位延遲元件150例如但不限於是四分之一波片。
光學透鏡組可搭配一影像源170使用，影像源170可設置在像源面160上，像源面160位於第二相位延遲元件150與影像源170之間。在本實施例中，影像源170的種類例如但不限於是液晶顯示器，亦可以為一OLED顯示器、一LED顯示器或其他顯示器。
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下：
其中z為沿光軸180方向在高度為h的位置以表面頂點作參考的位置值；c為透鏡表面於近光軸處的曲率，並為曲率半徑(R)的倒數(c=1∕R)，R為透鏡表面於近光軸處的曲率半徑；h為透鏡表面距離光軸180的垂直距離；k為圓錐係數(conic constant)；Ai為第i階非球面係數。
在第一實施例中，光學透鏡組可藉由吸收式偏光元件、反射式偏光元件、相位延遲元件、部分反射部分透射元件和透鏡的組合配置，在不影響影像的品質的前提下，利用光的穿透與反射，將光路折疊，以壓縮形成影像所需的鏡組長度。請參考圖1B所示的光路L，來自影像源170且呈線偏振態的影像光束穿過第二相位延遲元件150後會形成圓偏振態的影像光束，此圓偏振態的影像光束會穿過第二透鏡120並行進至部分反射部分透射元件140；行進至部分反射部分透射元件140的圓偏振態的影像光束會有部分作為圓偏振態的穿透光分量穿過部分反射部分透射元件140並行進至第一透鏡110；行進至第一透鏡110的圓偏振態的穿透光分量會在依序穿過第一透鏡110和第一相位延遲元件133後轉換成線偏振態的穿透光分量並行進至反射式偏光元件132，此時線偏振態的穿透光分量的偏振方向平行於反射式偏光元件132的偏振方向；行進至反射式偏光元件132的線偏振態的穿透光分量經由反射式偏光元件132反射至第一相位延遲元件133而形成圓偏振態的一次反射光分量並穿過第一透鏡110，再行進至部分反射部分透射元件140；行進至部分反射部分透射元件140的圓偏振態的一次反射光分量會有部分經部分反射部分透射元件140反射而形成圓偏振態的二次反射光分量，然後依序穿過第一透鏡110和第一相位延遲元件133而形成線偏振態的二次反射光分量；最後，線偏振態的二次反射光分量在穿過反射式偏光元件132和吸收式偏光元件131後會行經至使用者的眼睛而形成影像。
請參考表1至表4，表1為第一實施例的光學透鏡組中各元件的詳細光學資料，表2為第一實施例的光學透鏡組中透鏡的非球面資料，表3為第一實施例的光學透鏡組的其餘參數及其數值，且表1和表3的參數的數值滿足表4的條件式，其中第一透鏡110的焦距為f1，第二透鏡120的焦距為f2，第一透鏡110於光軸180上的厚度為CT1，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸180上的距離為T12，第二透鏡120於光軸180上的厚度為CT2，第一透鏡110的像源側表面112的最大有效半徑為CA2，第二透鏡120的像源側表面122的最大有效半徑為CA4，第一透鏡110的像源側表面112於光軸180上的交點至第一透鏡110的像源側表面112的最大有效半徑位置平行於光軸180的位移量的絕對值為TDP2，第二透鏡120的像源側表面122於光軸180上的交點至第二透鏡120的像源側表面122的最大有效半徑位置平行於光軸180的位移量的絕對值為TDP4，吸收式偏光元件131的目側表面至像源面160於光軸180上的距離為TL，第二透鏡120的像源側表面122至像源面160於光軸180上的距離為BFL，光學透鏡組的最大像源高度(即顯示器的有效像素區域的對角線長度的一半)為IMH。
| 表1 | ||||||
| 第一實施例 | ||||||
| f(整體焦距)=33.98 mm，EPD(入射瞳孔徑)=10.00 mm，FOV(視角)=99.98ﾟ | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度/間隙 | 折射率 (nd) | 阿貝數 (vd) | 折射/反射 | |
| 0 | 光圈 | 無限 | 15.000 | – | – | – |
| 1 | 吸收式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 2 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 3 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 4 | 第一透鏡 | 無限 | 6.871 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 5 | -75.586 | 5.465 | – | – | 折射 | |
| 6 | 部分反射部分透射元件 | -166.988 | -5.465 | – | – | 反射 |
| 7 | -75.586 | -6.871 | 1.544 | 55.9 | 折射 | |
| 8 | 第一相位延遲元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 9 | 反射式偏光元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 10 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 反射 |
| 11 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 12 | 第一透鏡 | 無限 | 6.871 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 13 | -75.586 | 5.465 | – | – | 折射 | |
| 14 | 第二透鏡 | -166.988 | 2.520 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 15 | -159.652 | 13.406 | – | – | – | |
| 16 | 第二相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 17 | 像源面 | 無限 | – | – | – | – |
| 參考波長：555 nm。 |
| 表2 | ||||
| 第一實施例 | ||||
| 非球面係數 | ||||
| 表面 | 4、8、12 | 5、7、13 | 6、14 | 15 |
| K: | 0.0000E+00 | -1.7232E-01 | -2.1449E+01 | 0.0000E+00 |
| A2: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A4: | 0.0000E+00 | 6.4035E-06 | -3.8260E-06 | -1.0371E-05 |
| A6: | 0.0000E+00 | -3.2927E-08 | 1.6719E-08 | 7.0970E-08 |
| A8: | 0.0000E+00 | 9.0472E-11 | -4.5807E-11 | -1.9805E-10 |
| A10: | 0.0000E+00 | -1.4396E-13 | 7.5410E-14 | 3.0337E-13 |
| A12: | 0.0000E+00 | 1.3636E-16 | -7.3287E-17 | -2.6845E-16 |
| A14: | 0.0000E+00 | -7.1892E-20 | 3.8215E-20 | 1.2554E-19 |
| A16: | 0.0000E+00 | 1.6696E-23 | -8.2559E-24 | -2.4044E-23 |
| A18: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A20: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 表3 | |||||
| 第一實施例 | |||||
| f1 [mm] | 138.11 | CT2 [mm] | 2.52 | TDP4 [mm] | 3.35 |
| f2 [mm] | 5921.13 | CA2 [mm] | 31.26 | TL [mm] | 28.66 |
| CT1 [mm] | 6.87 | CA4 [mm] | 31.35 | BFL [mm] | 13.51 |
| T12 [mm] | 5.46 | TDP2 [mm] | 5.66 | IMH [mm] | 27.24 |
| 表4 | |||||
| 第一實施例 | |||||
| f*IMH/TL [mm] | 32.29 | R2/R4 | 0.47 | CA2/CT1 | 4.55 |
| CA2/TDP2 | 5.53 | R3/f2 | -0.03 | CA4/CT2 | 12.44 |
| IMH/f | 0.80 | R2/CT1 | -11.00 | f/f2 | 0.01 |
| f/f1 | 0.25 | BFL/CT2 | 5.36 | R2/R3 | 0.45 |
| f1/f2 | 0.02 | T12/BFL | 0.40 | R2/f1 | -0.55 |
| R3/R4 | 1.05 | CA4/TDP4 | 9.37 | R4/f2 | -0.03 |
| CT1/CT2 | 2.73 | – | – | – | – |
在表1中，曲率半徑、厚度、間隙及焦距的單位為mm，表面17~0分別表示光線沿光路L從像源面160至光圈100所依序經過的表面，其中：表面0對應光圈100(或使用者眼睛)與吸收式偏光元件131在光軸180上的間隙；表面1對應吸收式偏光元件131在光軸180上的厚度；表面2、9和10對應反射式偏光元件132在光軸180上的厚度；表面3、8和11對應反射式偏光元件133在光軸180上的厚度；表面4、7和12對應第一透鏡110在光軸180上的厚度；表面5、6和13對應第一透鏡110與第二透鏡120在光軸180上的間隙；表面14對應第二透鏡120在光軸180上的厚度；表面15對應第二透鏡120與第二相位延遲元件150在光軸180上的間隙；表面16對應第二相位延遲元件150在光軸180上的厚度；表面17對應第二相位延遲元件150與像源面160在光軸180上的間隙。表1中以正值表示的各間隙和厚度是對應光線方向朝向光圈100的數值，而以負值表示的各間隙和厚度是對應光線方向朝向像源面160的數值。
表2中，k為非球面曲線方程式中的錐面係數，A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20為高階非球面係數。
此外，以下各實施例表格乃對應各實施例的示意圖，表格中數據的定義皆與第一實施例的表1至表4的定義相同，因此將不再贅述。
＜第二實施例＞
請參考圖2所示，第二實施例的光學透鏡組沿光軸280由目側至像源側依序包含光圈200、一光學膜層230、一第一透鏡210、一部分反射部分透射元件240、一第二透鏡220、一第二相位延遲元件250及一像源面260。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數例如但不限於是2片。
光圈200的位置可為使用者眼睛觀看影像的位置。
第一透鏡210具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面211於近光軸處為平面，其像源側表面212於近光軸處為凸面，且該像源側表面212為非球面。
第二透鏡220具有負屈折力且為塑膠材質，其目側表面221於近光軸處為凹面，其像源側表面222於近光軸處為凹面，且該目側表面221和該像源側表面222皆為非球面。
光學膜層230位在第一透鏡210的目側表面211上，光學膜層230的配置相同於第一實施例的光學膜層130的配置，於此不再贅述。
部分反射部分透射元件240位在第二透鏡220的目側表面221上，且部分反射部分透射元件240的配置相同於第一實施例的部分反射部分透射元件140的配置，於此不再贅述。
第二相位延遲元件250設置在像源面260上，且第二相位延遲元件250的配置相同於第一實施例的第二相位延遲元件150的配置，於此不再贅述。
光學透鏡組可搭配一影像源270使用，影像源270可設置在像源面260上，像源面260位於第二相位延遲元件250與影像源270之間。在本實施例中，影像源270的種類例如但不限於是液晶顯示器，亦可以為一OLED顯示器、一LED顯示器或其他顯示器。
請參照下列表5至表8，表5為第二實施例的光學透鏡組中各元件的詳細光學資料，表6為第二實施例的光學透鏡組中透鏡的非球面資料，表7為第二實施例的光學透鏡組的其餘參數及其數值，表5和表7中各參數的數值符合表8中的各條件式。第二實施例的非球面的曲線方程式與第一實施例的非球面的曲線方程式相同，表5中各表面的定義方式可參考表1的相關說明，於此不再贅述。
| 表5 | ||||||
| 第二實施例 | ||||||
| f(整體焦距)=35.21 mm，EPD(入射瞳孔徑)=10.00 mm，FOV(視角)=100.00ﾟ | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度/間隙 | 折射率 (nd) | 阿貝數 (vd) | 折射/反射 | |
| 0 | 光圈 | 無限 | 15.000 | – | – | – |
| 1 | 吸收式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 2 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 3 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 4 | 第一透鏡 | 無限 | 20.122 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 5 | -61.025 | 1.961 | – | – | 折射 | |
| 6 | 部分反射部分透射元件 | -201.149 | -1.961 | – | – | 反射 |
| 7 | -61.025 | -20.122 | 1.544 | 55.9 | 折射 | |
| 8 | 第一相位延遲元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 9 | 反射式偏光元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 10 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 反射 |
| 11 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 12 | 第一透鏡 | 無限 | 20.122 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 13 | -61.025 | 1.961 | – | – | 折射 | |
| 14 | 第二透鏡 | -201.149 | 5.672 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 15 | 90.137 | 1.412 | – | – | – | |
| 16 | 第二相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 17 | 像源面 | 無限 | – | – | – | – |
| 參考波長：555 nm。 |
| 表6 | ||||
| 第二實施例 | ||||
| 非球面係數 | ||||
| 表面 | 4、8、12 | 5、7、13 | 6、14 | 15 |
| K: | 0.0000E+00 | -1.7586E+00 | 9.9042E+00 | 3.0046E+00 |
| A2: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A4: | 0.0000E+00 | 7.1949E-06 | -4.2447E-06 | -2.4003E-05 |
| A6: | 0.0000E+00 | -3.2457E-08 | 1.7398E-08 | 7.5717E-08 |
| A8: | 0.0000E+00 | 8.8592E-11 | -4.6642E-11 | -2.0201E-10 |
| A10: | 0.0000E+00 | -1.4391E-13 | 7.5732E-14 | 3.0150E-13 |
| A12: | 0.0000E+00 | 1.3737E-16 | -7.2738E-17 | -2.5391E-16 |
| A14: | 0.0000E+00 | -7.1299E-20 | 3.8211E-20 | 1.1871E-19 |
| A16: | 0.0000E+00 | 1.5489E-23 | -8.4506E-24 | -2.3304E-23 |
| A18: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A20: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 表7 | |||||
| 第二實施例 | |||||
| f1 [mm] | 111.51 | CT2 [mm] | 5.67 | TDP4 [mm] | 1.09 |
| f2 [mm] | -112.96 | CA2 [mm] | 32.37 | TL [mm] | 29.57 |
| CT1 [mm] | 20.12 | CA4 [mm] | 28.03 | BFL [mm] | 1.51 |
| T12 [mm] | 1.96 | TDP2 [mm] | 7.14 | IMH [mm] | 27.24 |
| 表8 | |||||
| 第二實施例 | |||||
| f*IMH/TL [mm] | 32.44 | R2/R4 | -0.68 | CA2/CT1 | 1.61 |
| CA2/TDP2 | 4.53 | R3/f2 | 1.78 | CA4/CT2 | 4.94 |
| IMH/f | 0.77 | R2/CT1 | -3.03 | f/f2 | -0.31 |
| f/f1 | 0.32 | BFL/CT2 | 0.27 | R2/R3 | 0.30 |
| f1/f2 | -0.99 | T12/BFL | 1.30 | R2/f1 | -0.55 |
| R3/R4 | -2.23 | CA4/TDP4 | 25.76 | R4/f2 | -0.80 |
| CT1/CT2 | 3.55 | – | – | – | – |
＜第三實施例＞
請參考圖3所示，第三實施例的光學透鏡組沿光軸380由目側至像源側依序包含光圈300、一光學膜層330、一第一透鏡310、一部分反射部分透射元件340、一第二透鏡320、一第二相位延遲元件350及一像源面360。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數例如但不限於是2片。
光圈300的位置可為使用者眼睛觀看影像的位置。
第一透鏡310具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面311於近光軸處為平面，其像源側表面312於近光軸處為凸面，且該像源側表面312為非球面。
第二透鏡320具有負屈折力且為塑膠材質，其目側表面321於近光軸處為凹面，其像源側表面322於近光軸處為凸面，且該目側表面321和該像源側表面322皆為非球面。
光學膜層330位在第一透鏡310的目側表面311上，光學膜層330的配置相同於第一實施例的光學膜層130的配置，於此不再贅述。
部分反射部分透射元件340位在第二透鏡320的目側表面321上，且部分反射部分透射元件340的配置相同於第一實施例的部分反射部分透射元件140的配置，於此不再贅述。
第二相位延遲元件350設置在像源面360上，且第二相位延遲元件350的配置相同於第一實施例的第二相位延遲元件150的配置，於此不再贅述。
光學透鏡組可搭配一影像源370使用，影像源370可設置在像源面360上，像源面360位於第二相位延遲元件350與影像源370之間。在本實施例中，影像源370的種類例如但不限於是液晶顯示器，亦可以為一OLED顯示器、一LED顯示器或其他顯示器。
請參照下列表9至表12，表9為第三實施例的光學透鏡組中各元件的詳細光學資料，表10為第三實施例的光學透鏡組中透鏡的非球面資料，表11為第三實施例的光學透鏡組的其餘參數及其數值，表9和表11中各參數的數值符合表12中的各條件式。第三實施例的非球面的曲線方程式與第一實施例的非球面的曲線方程式相同，表9中各表面的定義方式可參考表1的相關說明，於此不再贅述。
| 表9 | ||||||
| 第三實施例 | ||||||
| f(整體焦距)=27.15 mm，EPD(入射瞳孔徑)=10.00 mm，FOV(視角)=100.00ﾟ | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度/間隙 | 折射率 (nd) | 阿貝數 (vd) | 折射/反射 | |
| 0 | 光圈 | 無限 | 15.000 | – | – | – |
| 1 | 吸收式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 2 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 3 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 4 | 第一透鏡 | 無限 | 6.572 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 5 | -49.053 | 7.826 | – | – | 折射 | |
| 6 | 部分反射部分透射元件 | -137.971 | -7.826 | – | – | 反射 |
| 7 | -49.053 | -6.572 | 1.544 | 55.9 | 折射 | |
| 8 | 第一相位延遲元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 9 | 反射式偏光元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 10 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 反射 |
| 11 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 12 | 第一透鏡 | 無限 | 6.572 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 13 | -49.053 | 7.826 | – | – | 折射 | |
| 14 | 第二透鏡 | -137.971 | 3.497 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 15 | -427.379 | 1.000 | – | – | – | |
| 16 | 第二相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 17 | 像源面 | 無限 | – | – | – | – |
| 參考波長：555 nm。 |
| 表10 | ||||
| 第三實施例 | ||||
| 非球面係數 | ||||
| 表面 | 4、8、12 | 5、7、13 | 6、14 | 15 |
| K: | 0.0000E+00 | -2.6019E+00 | -2.5293E+00 | 9.5000E+01 |
| A2: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A4: | 0.0000E+00 | 1.2550E-05 | -7.1239E-06 | -2.6315E-05 |
| A6: | 0.0000E+00 | -8.1417E-08 | 4.1014E-08 | 1.7370E-07 |
| A8: | 0.0000E+00 | 3.2485E-10 | -1.6462E-10 | -7.1063E-10 |
| A10: | 0.0000E+00 | -7.4475E-13 | 3.9007E-13 | 1.5675E-12 |
| A12: | 0.0000E+00 | 1.0129E-15 | -5.4298E-16 | -1.9913E-15 |
| A14: | 0.0000E+00 | -7.6662E-19 | 4.0785E-19 | 1.3464E-18 |
| A16: | 0.0000E+00 | 2.5675E-22 | -1.2792E-22 | -3.6835E-22 |
| A18: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A20: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 表11 | |||||
| 第三實施例 | |||||
| f1 [mm] | 89.63 | CT2 [mm] | 3.50 | TDP4 [mm] | 5.72 |
| f2 [mm] | -373.89 | CA2 [mm] | 26.45 | TL [mm] | 19.30 |
| CT1 [mm] | 6.57 | CA4 [mm] | 26.13 | BFL [mm] | 1.10 |
| T12 [mm] | 7.83 | TDP2 [mm] | 4.57 | IMH [mm] | 22.70 |
| 表12 | |||||
| 第三實施例 | |||||
| f*IMH/TL [mm] | 31.95 | R2/R4 | 0.11 | CA2/CT1 | 4.02 |
| CA2/TDP2 | 5.78 | R3/f2 | 0.37 | CA4/CT2 | 7.47 |
| IMH/f | 0.84 | R2/CT1 | -7.46 | f/f2 | -0.07 |
| f/f1 | 0.30 | BFL/CT2 | 0.31 | R2/R3 | 0.36 |
| f1/f2 | -0.24 | T12/BFL | 7.11 | R2/f1 | -0.55 |
| R3/R4 | 0.32 | CA4/TDP4 | 4.57 | R4/f2 | 1.14 |
| CT1/CT2 | 1.88 | – | – | – | – |
＜第四實施例＞
請參考圖4所示，第四實施例的光學透鏡組沿光軸480由目側至像源側依序包含光圈400、一光學膜層430、一第一透鏡410、一部分反射部分透射元件440、一第二透鏡420、一第二相位延遲元件450及一像源面460。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數例如但不限於是2片。
光圈400的位置可為使用者眼睛觀看影像的位置。
第一透鏡410具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面411於近光軸處為平面，其像源側表面412於近光軸處為凸面，且該像源側表面412為非球面。
第二透鏡420具有負屈折力且為塑膠材質，其目側表面421於近光軸處為凹面，其像源側表面422於近光軸處為凹面，且該目側表面421和該像源側表面422皆為非球面。
光學膜層430位在第一透鏡410的目側表面411上，光學膜層430的配置相同於第一實施例的光學膜層130的配置，於此不再贅述。
部分反射部分透射元件440位在第二透鏡420的目側表面421上，且部分反射部分透射元件440的配置相同於第一實施例的部分反射部分透射元件140的配置，於此不再贅述。
第二相位延遲元件450設置在像源面460上，且第二相位延遲元件450的配置相同於第一實施例的第二相位延遲元件150的配置，於此不再贅述。
光學透鏡組可搭配一影像源470使用，影像源470可設置在像源面460上，像源面460位於第二相位延遲元件450與影像源470之間。在本實施例中，影像源470的種類例如但不限於是液晶顯示器，亦可以為一OLED顯示器、一LED顯示器或其他顯示器。
請參照下列表13至表16，表13為第四實施例的光學透鏡組中各元件的詳細光學資料，表14為第四實施例的光學透鏡組中透鏡的非球面資料，表15為第四實施例的光學透鏡組的其餘參數及其數值，表13和表15中各參數的數值符合表16中的各條件式。第四實施例的非球面的曲線方程式與第一實施例的非球面的曲線方程式相同，表13中各表面的定義方式可參考表1的相關說明，於此不再贅述。
| 表13 | ||||||
| 第四實施例 | ||||||
| f(整體焦距)=26.71 mm，EPD(入射瞳孔徑)=10.00 mm，FOV(視角)=110.00ﾟ | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度/間隙 | 折射率 (nd) | 阿貝數 (vd) | 折射/反射 | |
| 0 | 光圈 | 無限 | 15.000 | – | – | – |
| 1 | 吸收式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 2 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 3 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 4 | 第一透鏡 | 無限 | 10.000 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 5 | -49.489 | 1.873 | – | – | 折射 | |
| 6 | 部分反射部分透射元件 | -154.792 | -1.873 | – | – | 反射 |
| 7 | -49.489 | -10.000 | 1.544 | 55.9 | 折射 | |
| 8 | 第一相位延遲元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 9 | 反射式偏光元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 10 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 反射 |
| 11 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 12 | 第一透鏡 | 無限 | 10.000 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 13 | -49.489 | 1.873 | – | – | 折射 | |
| 14 | 第二透鏡 | -154.792 | 13.864 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 15 | 75.114 | 1.177 | – | – | – | |
| 16 | 第二相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 17 | 像源面 | 無限 | – | – | – | – |
| 參考波長：555 nm。 |
| 表14 | ||||
| 第四實施例 | ||||
| 非球面係數 | ||||
| 表面 | 4、8、12 | 5、7、13 | 6、14 | 15 |
| K: | 0.0000E+00 | -1.5305E+00 | 9.5299E+00 | 3.0046E+00 |
| A2: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A4: | 0.0000E+00 | 1.2440E-05 | -7.6088E-06 | -4.1477E-05 |
| A6: | 0.0000E+00 | -7.9781E-08 | 4.4038E-08 | 1.8841E-07 |
| A8: | 0.0000E+00 | 3.1588E-10 | -1.6787E-10 | -7.2384E-10 |
| A10: | 0.0000E+00 | -7.4280E-13 | 3.9064E-13 | 1.5557E-12 |
| A12: | 0.0000E+00 | 1.0217E-15 | -5.3942E-16 | -1.8866E-15 |
| A14: | 0.0000E+00 | -7.6197E-19 | 4.0986E-19 | 1.2701E-18 |
| A16: | 0.0000E+00 | 2.3773E-22 | -1.3198E-22 | -3.5905E-22 |
| A18: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A20: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 表15 | |||||
| 第四實施例 | |||||
| f1 [mm] | 90.43 | CT2 [mm] | 13.86 | TDP4 [mm] | 0.90 |
| f2 [mm] | -90.48 | CA2 [mm] | 27.03 | TL [mm] | 27.31 |
| CT1 [mm] | 10.00 | CA4 [mm] | 23.33 | BFL [mm] | 1.28 |
| T12 [mm] | 1.87 | TDP2 [mm] | 6.19 | IMH [mm] | 22.70 |
| 表16 | |||||
| 第四實施例 | |||||
| f*IMH/TL [mm] | 22.20 | R2/R4 | -0.66 | CA2/CT1 | 2.70 |
| CA2/TDP2 | 4.37 | R3/f2 | 1.71 | CA4/CT2 | 1.68 |
| IMH/f | 0.85 | R2/CT1 | -4.95 | f/f2 | -0.30 |
| f/f1 | 0.30 | BFL/CT2 | 0.09 | R2/R3 | 0.32 |
| f1/f2 | -1.00 | T12/BFL | 1.47 | R2/f1 | -0.55 |
| R3/R4 | -2.06 | CA4/TDP4 | 25.86 | R4/f2 | -0.83 |
| CT1/CT2 | 0.72 | – | – | – | – |
＜第五實施例＞
請參考圖5所示，第二實施例的光學透鏡組沿光軸580由目側至像源側依序包含光圈500、一光學膜層530、一第一透鏡510、一部分反射部分透射元件540、一第二透鏡520、一第二相位延遲元件550及一像源面560。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數例如但不限於是2片。
光圈500的位置可為使用者眼睛觀看影像的位置。
第一透鏡510具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面511於近光軸處為平面，其像源側表面512於近光軸處為凸面，且該像源側表面512為非球面。
第二透鏡520具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面521於近光軸處為凹面，其像源側表面522於近光軸處為凸面，且該目側表面521和該像源側表面522皆為非球面。
光學膜層530位在第一透鏡510的目側表面511上，光學膜層530的配置相同於第一實施例的光學膜層130的配置，於此不再贅述。
部分反射部分透射元件540位在第二透鏡520的目側表面521上，且部分反射部分透射元件540的配置相同於第一實施例的部分反射部分透射元件140的配置，於此不再贅述。
第二相位延遲元件550設置在像源面560上，且第二相位延遲元件550的配置相同於第一實施例的第二相位延遲元件150的配置，於此不再贅述。
光學透鏡組可搭配一影像源570使用，影像源570可設置在像源面560上，像源面560位於第二相位延遲元件550與影像源570之間。在本實施例中，影像源570的種類例如但不限於是液晶顯示器，亦可以為一OLED顯示器、一LED顯示器或其他顯示器。
請參照下列表17至表20，表17為第五實施例的光學透鏡組中各元件的詳細光學資料，表18為第五實施例的光學透鏡組中透鏡的非球面資料，表19為第五實施例的光學透鏡組的其餘參數及其數值，表17和表19中各參數的數值符合表20中的各條件式。第五實施例的非球面的曲線方程式與第一實施例的非球面的曲線方程式相同，表17中各表面的定義方式可參考表1的相關說明，於此不再贅述。
| 表17 | ||||||
| 第五實施例 | ||||||
| f(整體焦距)=22.43 mm，EPD(入射瞳孔徑)=10.00 mm，FOV(視角)=100.00ﾟ | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度/間隙 | 折射率 (nd) | 阿貝數 (vd) | 折射/反射 | |
| 0 | 光圈 | 無限 | 15.000 | – | – | – |
| 1 | 吸收式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 2 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 3 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 4 | 第一透鏡 | 無限 | 12.719 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 5 | -66.422 | 0.300 | – | – | 折射 | |
| 6 | 部分反射部分透射元件 | -96.521 | -0.300 | – | – | 反射 |
| 7 | -66.422 | -12.719 | 1.544 | 55.9 | 折射 | |
| 8 | 第一相位延遲元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 9 | 反射式偏光元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 10 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 反射 |
| 11 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 12 | 第一透鏡 | 無限 | 12.719 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 13 | -66.422 | 0.300 | – | – | 折射 | |
| 14 | 第二透鏡 | -96.521 | 5.583 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 15 | -18.543 | 4.509 | – | – | – | |
| 16 | 第二相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 17 | 像源面 | 無限 | – | – | – | – |
| 參考波長：555 nm。 |
| 表18 | ||||
| 第五實施例 | ||||
| 非球面係數 | ||||
| 表面 | 4、8、12 | 5、7、13 | 6、14 | 15 |
| K: | 0.0000E+00 | 1.4403E+00 | -1.1792E+01 | -9.1646E+00 |
| A2: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A4: | 0.0000E+00 | 1.5488E-05 | -8.3557E-06 | -2.5845E-05 |
| A6: | 0.0000E+00 | -1.8030E-07 | 9.4009E-08 | 3.9353E-07 |
| A8: | 0.0000E+00 | 1.0152E-09 | -5.3383E-10 | -2.2525E-09 |
| A10: | 0.0000E+00 | -3.2710E-12 | 1.7329E-12 | 6.9236E-12 |
| A12: | 0.0000E+00 | 6.2369E-15 | -3.3111E-15 | -1.2193E-14 |
| A14: | 0.0000E+00 | -6.5443E-18 | 3.4634E-18 | 1.1481E-17 |
| A16: | 0.0000E+00 | 2.9693E-21 | -1.5521E-21 | -4.5347E-21 |
| A18: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A20: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 表19 | |||||
| 第五實施例 | |||||
| f1 [mm] | 121.37 | CT2 [mm] | 5.58 | TDP4 [mm] | 6.96 |
| f2 [mm] | 40.90 | CA2 [mm] | 23.25 | TL [mm] | 23.51 |
| CT1 [mm] | 12.72 | CA4 [mm] | 23.46 | BFL [mm] | 4.61 |
| T12 [mm] | 0.30 | TDP2 [mm] | 3.68 | IMH [mm] | 19.25 |
| 表20 | |||||
| 第五實施例 | |||||
| f*IMH/TL [mm] | 18.36 | R2/R4 | 3.58 | CA2/CT1 | 1.83 |
| CA2/TDP2 | 6.32 | R3/f2 | -2.36 | CA4/CT2 | 4.20 |
| IMH/f | 0.86 | R2/CT1 | -5.22 | f/f2 | 0.55 |
| f/f1 | 0.18 | BFL/CT2 | 0.83 | R2/R3 | 0.69 |
| f1/f2 | 2.97 | T12/BFL | 0.07 | R2/f1 | -0.55 |
| R3/R4 | 5.21 | CA4/TDP4 | 3.37 | R4/f2 | -0.45 |
| CT1/CT2 | 2.28 | – | – | – | – |
＜第六實施例＞
請參考圖6所示，第六實施例的光學透鏡組沿光軸680由目側至像源側依序包含光圈600、一光學膜層630、一第一透鏡610、一部分反射部分透射元件640、一第二透鏡620、一第二相位延遲元件650及一像源面660。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數例如但不限於是2片。
光圈600的位置可為使用者眼睛觀看影像的位置。
第一透鏡610具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面611於近光軸處為平面，其像源側表面612於近光軸處為凸面，且該像源側表面612為非球面。
第二透鏡620具有負屈折力且為塑膠材質，其目側表面621於近光軸處為凹面，其像源側表面622於近光軸處為凹面，且該目側表面621和該像源側表面622皆為非球面。
光學膜層630位在第一透鏡610的目側表面611上，光學膜層630的配置相同於第一實施例的光學膜層130的配置，於此不再贅述。
部分反射部分透射元件640位在第二透鏡620的目側表面621上，且部分反射部分透射元件640的配置相同於第一實施例的部分反射部分透射元件140的配置，於此不再贅述。
第二相位延遲元件650設置在像源面660上，且第二相位延遲元件650的配置相同於第一實施例的第二相位延遲元件150的配置，於此不再贅述。
光學透鏡組可搭配一影像源670使用，影像源670可設置在像源面660上，像源面660位於第二相位延遲元件650與影像源670之間。在本實施例中，影像源670的種類例如但不限於是液晶顯示器，亦可以為一OLED顯示器、一LED顯示器或其他顯示器。
請參照下列表21至表24，表21為第六實施例的光學透鏡組中各元件的詳細光學資料，表22為第六實施例的光學透鏡組中透鏡的非球面資料，表23為第六實施例的光學透鏡組的其餘參數及其數值，表21和表23中各參數的數值符合表24中的各條件式。第六實施例的非球面的曲線方程式與第一實施例的非球面的曲線方程式相同，表21中各表面的定義方式可參考表1的相關說明，於此不再贅述。
| 表21 | ||||||
| 第六實施例 | ||||||
| f(整體焦距)=25.62 mm，EPD(入射瞳孔徑)=10.00 mm，FOV(視角)=95.00ﾟ | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度/間隙 | 折射率 (nd) | 阿貝數 (vd) | 折射/反射 | |
| 0 | 光圈 | 無限 | 15.000 | – | – | – |
| 1 | 吸收式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 2 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 3 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 4 | 第一透鏡 | 無限 | 7.303 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 5 | -45.888 | 0.300 | – | – | 折射 | |
| 6 | 部分反射部分透射元件 | -119.067 | -0.300 | – | – | 反射 |
| 7 | -45.888 | -7.303 | 1.544 | 55.9 | 折射 | |
| 8 | 第一相位延遲元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 9 | 反射式偏光元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 10 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 反射 |
| 11 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 12 | 第一透鏡 | 無限 | 7.303 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 13 | -45.888 | 0.300 | – | – | 折射 | |
| 14 | 第二透鏡 | -119.067 | 2.000 | 1.635 | 23.4 | 折射 |
| 15 | 65.096 | 12.813 | – | – | – | |
| 16 | 第二相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 17 | 像源面 | 無限 | – | – | – | – |
| 參考波長：555 nm。 |
| 表22 | ||||
| 第六實施例 | ||||
| 非球面係數 | ||||
| 表面 | 4、8、12 | 5、7、13 | 6、14 | 15 |
| K: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 7.0107E+00 |
| A2: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A4: | 0.0000E+00 | -3.8303E-06 | 2.4045E-06 | 7.3068E-06 |
| A6: | 0.0000E+00 | 6.0108E-09 | -6.9298E-09 | 3.5412E-08 |
| A8: | 0.0000E+00 | 5.5135E-12 | 1.6458E-11 | -8.1041E-11 |
| A10: | 0.0000E+00 | 1.1351E-14 | -1.7224E-14 | -1.3596E-13 |
| A12: | 0.0000E+00 | -1.4586E-17 | -2.0401E-17 | -5.1178E-17 |
| A14: | 0.0000E+00 | -3.4842E-20 | -9.0465E-21 | 1.0034E-19 |
| A16: | 0.0000E+00 | 7.4968E-23 | 5.8017E-23 | 1.8696E-22 |
| A18: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A20: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 表23 | |||||
| 第六實施例 | |||||
| f1 [mm] | 84.60 | CT2 [mm] | 2.00 | TDP4 [mm] | 4.18 |
| f2 [mm] | -65.97 | CA2 [mm] | 22.28 | TL [mm] | 22.82 |
| CT1 [mm] | 7.30 | CA4 [mm] | 20.26 | BFL [mm] | 12.91 |
| T12 [mm] | 0.30 | TDP2 [mm] | 5.50 | IMH [mm] | 19.25 |
| 表24 | |||||
| 第六實施例 | |||||
| f*IMH/TL [mm] | 21.62 | R2/R4 | -0.70 | CA2/CT1 | 3.05 |
| CA2/TDP2 | 4.05 | R3/f2 | 1.80 | CA4/CT2 | 10.13 |
| IMH/f | 0.75 | R2/CT1 | -6.28 | f/f2 | -0.39 |
| f/f1 | 0.30 | BFL/CT2 | 6.46 | R2/R3 | 0.39 |
| f1/f2 | -1.28 | T12/BFL | 0.02 | R2/f1 | -0.54 |
| R3/R4 | -1.83 | CA4/TDP4 | 4.85 | R4/f2 | -0.99 |
| CT1/CT2 | 3.65 | – | – | – | – |
＜第七實施例＞
請參考圖7所示，第七實施例的光學透鏡組沿光軸780由目側至像源側依序包含光圈700、一光學膜層730、一第一透鏡710、一部分反射部分透射元件740、一第二透鏡720、一第二相位延遲元件750及一像源面760。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數例如但不限於是2片。
光圈700的位置可為使用者眼睛觀看影像的位置。
第一透鏡710具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面711於近光軸處為平面，其像源側表面712於近光軸處為凸面，且該像源側表面712為非球面。
第二透鏡720具有負屈折力且為塑膠材質，其目側表面721於近光軸處為凹面，其像源側表面722於近光軸處為凹面，且該目側表面721和該像源側表面722皆為非球面。
光學膜層730位在第一透鏡710的目側表面711上，光學膜層730的配置相同於第一實施例的光學膜層130的配置，於此不再贅述。
部分反射部分透射元件740位在第二透鏡720的目側表面721上，且部分反射部分透射元件740的配置相同於第一實施例的部分反射部分透射元件140的配置，於此不再贅述。
第二相位延遲元件750設置在像源面760上，且第二相位延遲元件750的配置相同於第一實施例的第二相位延遲元件150的配置，於此不再贅述。
光學透鏡組可搭配一影像源770使用，影像源770可設置在像源面760上，像源面760位於第二相位延遲元件750與影像源770之間。在本實施例中，影像源770的種類例如但不限於是液晶顯示器，亦可以為一OLED顯示器、一LED顯示器或其他顯示器。
請參照下列表25至表28，表25為第七實施例的光學透鏡組中各元件的詳細光學資料，表26為第七實施例的光學透鏡組中透鏡的非球面資料，表27為第七實施例的光學透鏡組的其餘參數及其數值，表25和表27中各參數的數值符合表28中的各條件式。第八實施例的非球面的曲線方程式與第一實施例的非球面的曲線方程式相同，表25中各表面的定義方式可參考表1的相關說明，於此不再贅述。
| 表25 | ||||||
| 第七實施例 | ||||||
| f(整體焦距)=21.09 mm，EPD(入射瞳孔徑)=10.00 mm，FOV(視角)=89.97ﾟ | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度/間隙 | 折射率 (nd) | 阿貝數 (vd) | 折射/反射 | |
| 0 | 光圈 | 無限 | 15.000 | – | – | – |
| 1 | 吸收式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 2 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 3 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 4 | 第一透鏡 | 無限 | 6.805 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 5 | -40.710 | 0.300 | – | – | 折射 | |
| 6 | 部分反射部分透射元件 | -85.686 | -0.300 | – | – | 反射 |
| 7 | -40.710 | -6.805 | 1.544 | 55.9 | 折射 | |
| 8 | 第一相位延遲元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 9 | 反射式偏光元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 10 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 反射 |
| 11 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 12 | 第一透鏡 | 無限 | 6.805 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 13 | -40.710 | 0.300 | – | – | 折射 | |
| 14 | 第二透鏡 | -85.686 | 1.822 | 1.635 | 23.4 | 折射 |
| 15 | 52.251 | 9.065 | – | – | – | |
| 16 | 第二相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 17 | 像源面 | 無限 | – | – | – | – |
| 參考波長：555 nm。 |
| 表26 | ||||
| 第七實施例 | ||||
| 非球面係數 | ||||
| 表面 | 4、8、12 | 5、7、13 | 6、14 | 15 |
| K: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 6.9557E+00 |
| A2: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A4: | 0.0000E+00 | -1.1737E-05 | 7.3764E-06 | 2.0249E-05 |
| A6: | 0.0000E+00 | 3.8623E-08 | -3.7781E-08 | 2.9560E-08 |
| A8: | 0.0000E+00 | 3.0028E-11 | 1.1115E-10 | -3.1269E-10 |
| A10: | 0.0000E+00 | -2.6423E-13 | -1.0329E-13 | -9.6812E-13 |
| A12: | 0.0000E+00 | 7.9848E-17 | -2.7350E-16 | -7.8011E-16 |
| A14: | 0.0000E+00 | 1.2889E-18 | 7.7779E-19 | 2.7864E-19 |
| A16: | 0.0000E+00 | -1.3447E-21 | -7.2671E-22 | 1.7164E-20 |
| A18: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A20: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 表27 | |||||
| 第七實施例 | |||||
| f1 [mm] | 75.05 | CT2 [mm] | 1.82 | TDP4 [mm] | 2.62 |
| f2 [mm] | -50.83 | CA2 [mm] | 19.89 | TL [mm] | 18.44 |
| CT1 [mm] | 6.80 | CA4 [mm] | 17.18 | BFL [mm] | 9.17 |
| T12 [mm] | 0.30 | TDP2 [mm] | 5.00 | IMH [mm] | 14.42 |
| 表28 | |||||
| 第七實施例 | |||||
| f*IMH/TL [mm] | 16.49 | R2/R4 | -0.78 | CA2/CT1 | 2.92 |
| CA2/TDP2 | 3.97 | R3/f2 | 1.69 | CA4/CT2 | 9.43 |
| IMH/f | 0.68 | R2/CT1 | -5.98 | f/f2 | -0.41 |
| f/f1 | 0.28 | BFL/CT2 | 5.03 | R2/R3 | 0.48 |
| f1/f2 | -1.48 | T12/BFL | 0.03 | R2/f1 | -0.54 |
| R3/R4 | -1.64 | CA4/TDP4 | 6.56 | R4/f2 | -1.03 |
| CT1/CT2 | 3.74 | – | – | – | – |
＜第八實施例＞
請參考圖8所示，第八實施例的光學透鏡組沿光軸880由目側至像源側依序包含光圈800、一光學膜層830、一第一透鏡810、一部分反射部分透射元件840、一第二透鏡820、一第二相位延遲元件850及一像源面860。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數例如但不限於是2片。
光圈800的位置可為使用者眼睛觀看影像的位置。
第一透鏡810具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面811於近光軸處為平面，其像源側表面812於近光軸處為凸面，且該像源側表面812為非球面。
第二透鏡820具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面821於近光軸處為凹面，其像源側表面822於近光軸處為凸面，且該目側表面821和該像源側表面822皆為非球面。
光學膜層830位在第一透鏡810的目側表面811上，光學膜層830的配置相同於第一實施例的光學膜層130的配置，於此不再贅述。
部分反射部分透射元件840位在第二透鏡820的目側表面821上，且部分反射部分透射元件840的配置相同於第一實施例的部分反射部分透射元件140的配置，於此不再贅述。
第二相位延遲元件850設置在像源面860上，且第二相位延遲元件850的配置相同於第一實施例的第二相位延遲元件150的配置，於此不再贅述。
光學透鏡組可搭配一影像源870使用，影像源870可設置在像源面860上，像源面860位於第二相位延遲元件850與影像源870之間。在本實施例中，影像源870的種類例如但不限於是液晶顯示器，亦可以為一OLED顯示器、一LED顯示器或其他顯示器。
請參照下列表29至表32，表29為第八實施例的光學透鏡組中各元件的詳細光學資料，表30為第八實施例的光學透鏡組中透鏡的非球面資料，表31為第八實施例的光學透鏡組的其餘參數及其數值，表29和表31中各參數的數值符合表32中的各條件式。第八實施例的非球面的曲線方程式與第一實施例的非球面的曲線方程式相同，表29中各表面的定義方式可參考表1的相關說明，於此不再贅述。
| 表29 | ||||||
| 第八實施例 | ||||||
| f(整體焦距)=16.75 mm，EPD(入射瞳孔徑)=10.00 mm，FOV(視角)=95.00ﾟ | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度/間隙 | 折射率 (nd) | 阿貝數 (vd) | 折射/反射 | |
| 0 | 光圈 | 無限 | 15.000 | – | – | – |
| 1 | 吸收式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 2 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 3 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 4 | 第一透鏡 | 無限 | 5.540 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 5 | -43.549 | 0.100 | – | – | 折射 | |
| 6 | 部分反射部分透射元件 | -64.742 | -0.100 | – | – | 反射 |
| 7 | -43.549 | -5.540 | 1.544 | 55.9 | 折射 | |
| 8 | 第一相位延遲元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 9 | 反射式偏光元件 | 無限 | -0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 10 | 反射式偏光元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 反射 |
| 11 | 第一相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 12 | 第一透鏡 | 無限 | 5.540 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 13 | -43.549 | 0.100 | – | – | 折射 | |
| 14 | 第二透鏡 | -64.742 | 13.087 | 1.544 | 55.9 | 折射 |
| 15 | -31.971 | 1.000 | – | – | – | |
| 16 | 第二相位延遲元件 | 無限 | 0.100 | 1.533 | 56.0 | 折射 |
| 17 | 像源面 | 無限 | – | – | – | – |
| 參考波長：555 nm。 |
| 表30 | ||||
| 第八實施例 | ||||
| 非球面係數 | ||||
| 表面 | 4、8、12 | 5、7、13 | 6、14 | 15 |
| K: | 0.0000E+00 | -1.6923E+00 | 1.6502E+00 | 0.0000E+00 |
| A2: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A4: | 0.0000E+00 | 6.0801E-07 | -1.1926E-07 | 0.0000E+00 |
| A6: | 0.0000E+00 | 9.6340E-09 | -4.1075E-09 | 0.0000E+00 |
| A8: | 0.0000E+00 | 4.1777E-12 | 8.0426E-13 | 0.0000E+00 |
| A10: | 0.0000E+00 | -2.3616E-14 | 2.8831E-14 | 0.0000E+00 |
| A12: | 0.0000E+00 | -1.0400E-16 | 4.3928E-17 | 0.0000E+00 |
| A14: | 0.0000E+00 | -2.1405E-19 | -4.3383E-20 | 0.0000E+00 |
| A16: | 0.0000E+00 | 9.2958E-22 | 1.3548E-22 | 0.0000E+00 |
| A18: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| A20: | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 表31 | |||||
| 第八實施例 | |||||
| f1 [mm] | 79.57 | CT2 [mm] | 13.09 | TDP4 [mm] | 4.94 |
| f2 [mm] | 101.13 | CA2 [mm] | 18.56 | TL [mm] | 20.13 |
| CT1 [mm] | 5.54 | CA4 [mm] | 17.08 | BFL [mm] | 1.10 |
| T12 [mm] | 0.10 | TDP2 [mm] | 3.54 | IMH [mm] | 12.50 |
| 表32 | |||||
| 第八實施例 | |||||
| f*IMH/TL [mm] | 10.40 | R2/R4 | 1.36 | CA2/CT1 | 3.35 |
| CA2/TDP2 | 5.24 | R3/f2 | -0.64 | CA4/CT2 | 1.31 |
| IMH/f | 0.75 | R2/CT1 | -7.86 | f/f2 | 0.17 |
| f/f1 | 0.21 | BFL/CT2 | 0.08 | R2/R3 | 0.67 |
| f1/f2 | 0.79 | T12/BFL | 0.09 | R2/f1 | -0.55 |
| R3/R4 | 2.03 | CA4/TDP4 | 3.45 | R4/f2 | -0.32 |
| CT1/CT2 | 0.42 | – | – | – | – |
在本發明提供的光學透鏡組中，透鏡的材質可為塑膠或玻璃。當透鏡材質為塑膠，可以有效降低生產成本；當透鏡的材質為玻璃，則可以增加光學透鏡組屈折力配置的自由度。
在本發明提供的光學透鏡組中，非球面的透鏡表面可製作成球面以外的形狀，以獲得較多的控制變數，並用以消減像差，進而縮減透鏡使用的數目，因此可以有效降低本發明光學透鏡組的總長度。
本發明提供的光學透鏡組中，就以具有屈折力的透鏡而言，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凹面。
本發明提供的光學透鏡組中，透鏡表面的最大有效半徑通常是指該透鏡表面的有效光學區域(也就是透鏡未經過表面處理、艷消處理或是未施以遮光層的區域)的半徑。
此外，本發明提供的光學透鏡組可應用於頭戴式電子裝置。請參考圖9所示之根據本發明一實施例的頭戴式電子裝置的示意圖。此頭戴式電子裝置9例如但不限於是應用虛擬實境技術的頭戴式顯示器，包含一外殼910以及設置於外殼910內的一光機模組920、一影像源930和一控制器940。
光機模組920分別對應使用者的左眼和右眼。光機模組920包含一光學透鏡組，且此光學透鏡組可為第一實施例至第八實施例中的任一者的光學透鏡組。
影像源930可為第一實施例至第八實施例的任一者的影像源。影像源930可對應左眼和右眼，影像源930的種類例如但不限於是OLED顯示器、LED顯示器、液晶顯示器或其他顯示器。
控制器940電性連接影像源930，以控制影像源930顯示影像，藉此頭戴式電子裝置9便可投射影像至使用者的眼睛。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然而這些實施例並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動、潤飾與各實施態樣的組合，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
100,200,300,400,500,600,700,800:光圈
110,210,310,410,510,610,710,810:第一透鏡
111,211,311,411,511,611,711,811:目側表面
112,212,312,412,512,612,712,812:像源側表面
120,220,320,420,520,620,720,820:第二透鏡
121,221,321,421,521,621,721,821:目側表面
122,222,322,422,522,622,722,822:像源側表面
130,230,330,430,530,630,730,830:光學膜層
131:吸收式偏光元件
132:反射式偏光元件
133:第一相位延遲元件
140,240,340,440,540,640,740,840:部分反射部分透射元件
150,250,350,450,550,650,750,850:第二相位延遲元件
160,260,360,460,560,660,760,860:像源面
170,270,370,470,570,670,770,870:影像源
180,280,380,480,580,680,780,880:光軸
9:頭戴式電子裝置
910:外殼
920:光機模組
930:影像源
940:控制器
IMH:最大像源高度
L:光路
TDP2:第一透鏡的像源側表面於光軸上的交點至第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑位置平行於光軸的位移量的絕對值
TDP4:第二透鏡的像源側表面於光軸上的交點至第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑位置平行於光軸的位移量的絕對值
在結合以下附圖研究了詳細描述之後，將發現本發明的其他方面及其優點：
圖1A為本發明第一實施例的光學透鏡組的示意圖；
圖1B為主光線在圖1A的光學透鏡組中的光路的示意圖；
圖2為本發明第二實施例的光學透鏡組的示意圖；
圖3為本發明第三實施例的光學透鏡組的示意圖；
圖4為本發明第四實施例的光學透鏡組的示意圖；
圖5為本發明第五實施例的光學透鏡組的示意圖；
圖6為本發明第六實施例的光學透鏡組的示意圖；
圖7為本發明第七實施例的光學透鏡組的示意圖；
圖8為本發明第八實施例的光學透鏡組的示意圖；及
圖9是本發明一實施例的頭戴式電子裝置的示意圖。
100:光圈
110:第一透鏡
111:目側表面
112:像源側表面
120:第二透鏡
121:目側表面
122:像源側表面
130:光學膜層
140:部分反射部分透射元件
150:第二相位延遲元件
160:像源面
170:影像源
180:光軸
L:光路
Claims (14)
- 一種光學透鏡組，由目側至像源側依序包含：一光學膜層，由目側至像源側依序包含一吸收式偏光元件、一反射式偏光元件和一第一相位延遲元件；一第一透鏡，具屈折力，該第一透鏡的像源側表面於近光軸處為凸面；一第二透鏡，具屈折力，該第二透鏡的目側表面於近光軸處為凹面且設置有一部分反射部分穿透元件；一第二相位延遲元件；以及一像源面；其中，該光學膜層設置在該第一透鏡的目側表面，該光學透鏡組的整體焦距為f，該光學透鏡組的最大像源高度為IMH，該吸收式偏光元件的目側表面至該像源面於光軸上的距離為TL，該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA4，該第二透鏡的像源側表面於光軸上的交點至該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑位置平行於光軸的位移量的絕對值為TDP4，並滿足以下條件：8.32mm<f*IMH/TL<38.92mm及2.70<CA4/TDP4<31.03。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組的整體焦距為f，該光學透鏡組的最大像源高度為IMH，並滿足以下條件：0.55<IMH/f<1.03。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組的整體焦距為f，該第一透鏡的焦距為f1，並滿足以下條件：0.15<f/f1<0.38。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA2，該第一透鏡的像源側表面於光軸上的交點至該第一 透鏡的像源側表面的最大有效半徑位置平行於光軸的位移量的絕對值為TDP2，並滿足以下條件：3.18<CA2/TDP2<7.59。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第二透鏡的目側表面的曲率半徑為R3，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，並滿足以下條件：-2.68<R3/R4<6.25。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：0.34<CT1/CT2<4.48。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，並滿足以下條件：-0.93<R2/R4<4.30。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第二透鏡的目側表面的曲率半徑為R3，並滿足以下條件：-2.83<R3/f2<2.17。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡的像源側表面的曲率半徑為R2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，並滿足以下條件：-13.20<R2/CT1<-2.43。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第二透鏡的像源側表面至該像源面於光軸上的距離為BFL，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：0.07<BFL/CT2<7.75。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的距離為T12，該第二透鏡的像源側表面至該像源面於光軸上的距 離為BFL，並滿足以下條件：0.02<T12/BFL<8.54。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，並滿足以下條件：1.29<CA2/CT1<5.46。
- 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第二透鏡的像源側表面的最大有效半徑為CA4，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，並滿足以下條件：1.04<CA4/CT2<14.93。
- 一種頭戴式電子裝置，包含：一外殼；如請求項1至13的任一項所述的光學透鏡組，設置於該外殼內；一影像源，設置在該外殼內，且位於該光學透鏡組的該像源面上；以及一控制器，設置在該外殼內，且電性連接該影像源。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI838140B true TWI838140B (zh) | 2024-04-01 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11378811B2 (en) | 2018-06-18 | 2022-07-05 | Facebook Technologies, Llc | Optical assembly with curved reflective polarizer for head mounted display |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11378811B2 (en) | 2018-06-18 | 2022-07-05 | Facebook Technologies, Llc | Optical assembly with curved reflective polarizer for head mounted display |
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