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TWI851024B - 顯示系統及其消色散透鏡組合 - Google Patents

顯示系統及其消色散透鏡組合 Download PDF

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TWI851024B
TWI851024B TW112105153A TW112105153A TWI851024B TW I851024 B TWI851024 B TW I851024B TW 112105153 A TW112105153 A TW 112105153A TW 112105153 A TW112105153 A TW 112105153A TW I851024 B TWI851024 B TW I851024B
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黃上育
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大陸商業桓科技（成都）有限公司
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Abstract

本發明揭露一種顯示系統及其消色散透鏡組合，消色散透鏡組合包含一第一凹透鏡、一圓偏振片與一放大凸透鏡組合。第一凹透鏡具有一受光面與一凹面，受光面與凹面彼此相對，受光面為平面或凸面。圓偏振片設於第一凹透鏡之凹面上，圓偏振片呈對應凹面之彎曲狀。放大凸透鏡組合透過光學膠設於圓偏振片上，第一凹透鏡、圓偏振片與放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置。在受光面為凸面時，圓偏振片可設於受光面上，以呈對應凸面之彎曲狀，使圓偏振片、第一凹透鏡與放大凸透鏡組合皆沿光軸依序設置。

Description

顯示系統及其消色散透鏡組合
本發明係關於一種顯示技術，且特別關於一種顯示系統及其消色散透鏡組合。
薄餅(Pancake)光學方案設計以偏振光原理為基礎，利用反射偏光片(Reflecting polarizer)對於不同偏振光選擇性反射和投射的特性，配合四分之一相位延時片(Quarter waveplate)調整偏振光形態，實現光線在半透半反射鏡(Half-mirror lens)和反射偏光片之間的來回反射，並最終從反射偏光片透射出去。圓偏振光在通過四分之一相位延時片後變為線偏振光到達反射偏光片並被反射，接著第二次通過四分之一位延時片變回圓偏振光被半透半反鏡反射，在圓偏振光第三次通過四分之一相位延時片，再次變為線偏振光，因為本次相比第一次光線旋轉 90°，得以通過反射偏光片完成成像。
Pancake 方案為組合透鏡，通常可通過控制其中一片透鏡之位置進行焦距調節。對於近視用戶而言，過往佩戴虛擬實境(VR)頭戴顯示器進行焦距調節更多採用的是更換鏡片的方式，試戴過程麻煩且焦距選擇較為有限。當光學方案升級到 Pancake 技術時，焦距調節方式有了更多更便利的選擇。因為 Pancake 方案一般為多個透鏡的組合，可以通過移動其中一個鏡片調整整個光學模組的折射率，從而滿足調焦需求，這種方式對於傳統透鏡和菲涅爾(Fresnel)透鏡就無法實現。然而，因為色散(color dispersion)現象與光的波長有關，所以傳統透鏡、菲涅爾透鏡與Pancake透鏡組合皆有色散現象。透鏡之焦距隨光的波長變化，以導致縱向(longitudinal)色散。透鏡之放大率與光的波長有關，以導致橫向(transverse) 色散。所以，透鏡之色散現象無法完全消除。
因此，本發明係在針對上述的困擾，提出一種顯示系統及其消色散透鏡組合，以解決習知所產生的問題。
本發明提供一種顯示系統及其消色散透鏡組合，以改善橫向色差現象。
在本發明之一實施例中，一種消色散透鏡組合包含一第一凹透鏡、一圓偏振片與一放大凸透鏡組合。第一凹透鏡具有一受光面與一凹面，其中受光面與凹面彼此相對，受光面為平面或凸面。圓偏振片設於第一凹透鏡之凹面上，其中圓偏振片呈對應凹面之彎曲狀。放大凸透鏡組合透過光學膠設於圓偏振片上，其中第一凹透鏡、圓偏振片與放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置。
在本發明之一實施例中，一種顯示系統包含一第一凹透鏡、一圓偏振片、一放大凸透鏡組合與一顯示模組。第一凹透鏡具有一受光面與一凹面，其中受光面與凹面彼此相對，受光面為平面或凸面。圓偏振片設於第一凹透鏡之凹面上，其中圓偏振片呈對應凹面之彎曲狀。放大凸透鏡組合透過光學膠設於圓偏振片上，其中第一凹透鏡、圓偏振片與放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置。顯示模組之顯示面朝向第一凹透鏡之受光面。顯示模組用以發射非偏振光至第一凹透鏡之受光面，顯示模組位於第一凹透鏡、圓偏振片與放大凸透鏡組合之總有效焦距(effective focal length)內。
在本發明之一實施例中，圓偏振片包含一第一線性偏振片與一第一四分之一波片，第一線性偏振片與第一四分之一波片依序堆疊於第一凹透鏡之凹面上。第一線性偏振片與第一四分之一波片呈對應凹面之彎曲狀，放大凸透鏡組合透過光學膠設於第一四分之一波片上，第一凹透鏡、第一線性偏振片、第一四分之一波片與放大凸透鏡組合皆沿光軸依序設置。
在本發明之一實施例中，放大凸透鏡組合包含一第一凸透鏡、一第二四分之一波片、一反射偏振片、一第二線偏振片與一第二凸透鏡。第一凸透鏡具有彼此相對之凹面與凸面，其中第一凸透鏡之凸面設有一半透半反射鏡(half mirror lens)，第一凸透鏡之凸面透過光學膠與半透半反射鏡設於第一四分之一波片上。第二四分之一波片、反射偏振片與第二線偏振片依序堆疊於第一凸透鏡之凹面上，其中第二四分之一波片、反射偏振片與第二線偏振片呈對應第一凸透鏡之凹面之彎曲狀。第二凸透鏡具有彼此相對之凹面與凸面，其中第二凸透鏡之凸面透過光學膠設於第二線偏振片上，半透半反射鏡、第一凸透鏡、第二四分之一波片、反射偏振片、第二線偏振片與第二凸透鏡皆沿光軸依序設置。
在本發明之一實施例中，第一凹透鏡之受光面更設有一抗反射層。
在本發明之一實施例中，顯示模組為矽基液晶(liquid-crystal-on-silicon)顯示模組、數位光處理模組或微發光二極體顯示模組。
在本發明之一實施例中，一種消色散透鏡組合包含一第一凹透鏡、一圓偏振片與一放大凸透鏡組合。第一凹透鏡具有一受光面與一凹面，其中受光面與凹面彼此相對，受光面為平面或凸面。圓偏振片設於第一凹透鏡之受光面上，其中在受光面為凸面時，圓偏振片呈對應凸面之彎曲狀。放大凸透鏡組合透過光學膠設於第一凹透鏡之凹面上，其中圓偏振片、第一凹透鏡與放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置。
在本發明之一實施例中，一種顯示系統包含一第一凹透鏡、一圓偏振片、一放大凸透鏡組合與一顯示模組。第一凹透鏡具有一受光面與一凹面，其中受光面與凹面彼此相對，受光面為平面或凸面。圓偏振片設於第一凹透鏡之受光面上，其中在受光面為凸面時，圓偏振片呈對應凸面之彎曲狀。放大凸透鏡組合透過光學膠設於第一凹透鏡之凹面上，其中圓偏振片、第一凹透鏡與放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置。顯示模組之顯示面朝向圓偏振片。顯示模組位於第一凹透鏡、圓偏振片與放大凸透鏡組合之總有效焦距(effective focal length)內，顯示模組用以發射非偏振光至圓偏振片。
在本發明之一實施例中，圓偏振片包含一第一線性偏振片與一第一四分之一波片。第一四分之一波片與第一線性偏振片依序堆疊於第一凹透鏡之受光面上。在受光面為凸面時，第一線性偏振片與第一四分之一波片呈對應凸面之彎曲狀，第一線性偏振片、第一四分之一波片、第一凹透鏡與放大凸透鏡組合皆沿光軸依序設置。
在本發明之一實施例中，放大凸透鏡組合包含一第一凸透鏡、一第二四分之一波片、一反射偏振片、一第二線偏振片與一第二凸透鏡。第一凸透鏡具有彼此相對之凹面與凸面，其中第一凸透鏡之凸面設有一半透半反射鏡(half mirror lens)，第一凸透鏡之凸面透過光學膠與半透半反射鏡設於第一凹透鏡之凹面上。第二四分之一波片、反射偏振片與第二線偏振片依序堆疊於第一凸透鏡之凹面上，其中第二四分之一波片、反射偏振片與第二線偏振片呈對應第一凸透鏡之凹面之彎曲狀。第二凸透鏡具有彼此相對之凹面與凸面。第二凸透鏡之凸面透過光學膠設於第二線偏振片上，半透半反射鏡、第一凸透鏡、第二四分之一波片、反射偏振片、第二線偏振片與第二凸透鏡皆沿光軸依序設置。
在本發明之一實施例中，第一凹透鏡之受光面與圓偏振片之間更設有一抗反射層。
在本發明之一實施例中，顯示模組為矽基液晶(liquid-crystal-on-silicon)顯示模組、數位光處理模組或微發光二極體顯示模組。
基於上述，顯示系統及其消色散透鏡組合結合凹透鏡與放大凸透鏡組合，且利用凹透鏡之凹面的不同位置具有不同曲率與不同放大率，以改善橫向色差現象。
茲為使　貴審查委員對本發明的結構特徵及所達成的功效更有進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如後：
本發明之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。
當一個元件被稱為『在…上』時，它可泛指該元件直接在其他元件上，也可以是有其他元件存在於兩者之中。相反地，當一個元件被稱為『直接在』另一元件，它是不能有其他元件存在於兩者之中間。如本文所用，詞彙『及/或』包含了列出的關聯項目中的一個或多個的任何組合。
於下文中關於“一個實施例”或“一實施例”之描述係指關於至少一實施例內所相關連之一特定元件、結構或特徵。因此，於下文中多處所出現之“一個實施例”或 “一實施例”之多個描述並非針對同一實施例。再者，於一或多個實施例中之特定構件、結構與特徵可依照一適當方式而結合。
揭露特別以下述例子加以描述，這些例子僅係用以舉例說明而已，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。在通篇說明書與申請專利範圍中，除非內容清楚指定，否則「一」以及「該」的意義包含這一類敘述包括「一或至少一」該元件或成分。此外，如本揭露所用，除非從特定上下文明顯可見將複數個排除在外，否則單數冠詞亦包括複數個元件或成分的敘述。而且，應用在此描述中與下述之全部申請專利範圍中時，除非內容清楚指定，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」。在通篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供從業人員(practitioner)在有關本揭露之描述上額外的引導。在通篇說明書之任何地方之例子，包含在此所討論之任何用詞之例子的使用，僅係用以舉例說明，當然不限制本揭露或任何例示用詞之範圍與意義。同樣地，本揭露並不限於此說明書中所提出之各種實施例。
可了解如在此所使用的用詞「包含(comprising)」、「包含(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包含(involving)」等等，為開放性的(open-ended)，即意指包含但不限於。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制發明作之申請專利範圍。
除非特別說明，一些條件句或字詞，例如「可以(can)」、「可能(could)」、「也許(might)」，或「可(may)」，通常是試圖表達本案實施例具有，但是也可以解釋成可能不需要的特徵、元件，或步驟。在其他實施例中，這些特徵、元件，或步驟可能是不需要的。
以下將介紹一種顯示系統及其消色散透鏡組合，其結合凹透鏡與放大凸透鏡組合，且利用凹透鏡之凹面的不同位置具有不同曲率與不同放大率，以改善橫向色差現象。
第1圖為一般透鏡之色差現象之示意圖。請參閱第1圖，一般來說，透鏡10對不同色光具有不同折射率。在第1圖中，紅光以實線表示，藍光以虛線表示。當以粗線代表之白光射向透鏡10後，因為藍光與紅光對應不同折射率，所以透鏡10分開藍光與紅光。當藍光與紅光從透鏡10射向影像平面11時，會在影像平面11的不同區域形成藍色區域與紅色區域，此即色散現象或色差現象。第2圖為本發明之消色差(achromatic)透鏡之消色差現象之示意圖。請參閱第2圖，消色差透鏡12包含互相黏合之凸透鏡120與凹透鏡121，凸透鏡120與凹透鏡121具有不同光學性質，且由玻璃製成。此外，紅光以實線表示，藍光以虛線表示。當以粗線代表之白光射向消色差透鏡12後，消色差透鏡12也會略微分開藍光與紅光。因為凸透鏡120與凹透鏡121具有不同光學性質，所以當藍光與紅光從消色差透鏡12射出後，會射向影像平面11之同一區域，以避免色散現象或色差現象。從光化學方面考慮，消色差透鏡12可消除波長為589.3奈米之黃光與波長為430.8奈米之紫光的色差。
第3圖為本發明之第一實施例之顯示系統之示意圖。請參閱第3圖，以下介紹顯示系統2之第一實施例。顯示系統2包含一消色散(color dispersion)透鏡組合20與一顯示模組21，其中顯示模組21可為，但不限於矽基液晶(liquid-crystal-on-silicon)顯示模組、數位光處理模組或微發光二極體顯示模組。消色散透鏡組合20包含一第一凹透鏡200、一圓偏振片201、一光學膠202與一放大凸透鏡組合203，其中光學膠202可為，但不限於液態光學膠。第一凹透鏡200具有一受光面與一凹面，其中受光面與凹面彼此相對。在第一實施例中，受光面以平面為例，使第一凹透鏡200為平凹透鏡。圓偏振片201設於第一凹透鏡200之凹面上，其中圓偏振片201呈對應凹面之彎曲狀。放大凸透鏡組合203透過光學膠202設於圓偏振片201上。第一凹透鏡200、圓偏振片201與放大凸透鏡組合203皆沿一光軸依序設置，其中光軸以虛線表示。因為圓偏振片201呈對應凹面之彎曲狀，故能避免因為圓偏振片201與放大凸透鏡組合203之軸向對準誤差(axial misaligment)所產生之漏光，從而改善像差與色差。顯示模組21之顯示面朝向第一凹透鏡200之受光面。顯示模組21不包含偏振器。顯示模組21發射非偏振光至第一凹透鏡200之受光面，顯示模組21位於第一凹透鏡200、圓偏振片201與放大凸透鏡組合203之總有效焦距(effective focal length)內，以形成放大虛像。因為第一凹透鏡200之凹面的不同位置具有不同曲率與不同放大率，且第一凹透鏡200結合放大凸透鏡組合203，故消色散透鏡組合20能改善橫向色差。此外，為了增加成像效果，消色散透鏡組合20還可包含一抗反射層204，其設於第一凹透鏡200之受光面上。
在本發明之某些實施例中，圓偏振片201可包含，但不限於一第一線性偏振片2010與一第一四分之一波片2011。第一線性偏振片2010與第一四分之一波片2011依序堆疊於第一凹透鏡200之凹面上，其中第一線性偏振片2010與第一四分之一波片2011呈對應第一凹透鏡200之凹面之彎曲狀。放大凸透鏡組合203透過光學膠202設於第一四分之一波片2011上，第一凹透鏡200、第一線性偏振片2010、第一四分之一波片2011與放大凸透鏡組合203皆沿光軸依序設置。
放大凸透鏡組合203可包含，但不限於一第一凸透鏡2030、一半透半反射鏡(half mirror lens)2031、一第二四分之一波片2032、一反射偏振片2033、一第二線偏振片2034、一光學膠2035與一第二凸透鏡2036。光學膠2035可為，但不限於液態光學膠。第一凸透鏡2030具有彼此相對之凹面與凸面，第一凸透鏡2030之凸面設有半透半反射鏡2031，第一凸透鏡2030之凸面透過光學膠202與半透半反射鏡2031設於第一四分之一波片2011上。第二四分之一波片2032、反射偏振片2033與第二線偏振片2034依序堆疊於第一凸透鏡2030之凹面上，其中第二四分之一波片2032、反射偏振片2033與第二線偏振片2034呈對應第一凸透鏡2030之凹面之彎曲狀。因為第一四分之一波片2011呈對應第一凹透鏡200之凹面之彎曲狀，所以得以避免因為第一四分之一波片2011與第二四分之一波片2032之軸向對準誤差所產生之漏光，從而改善像差與色差。第二凸透鏡2036具有彼此相對之凹面與凸面。第二凸透鏡2036之凸面透過光學膠2035設於第二線偏振片2034上，半透半反射鏡2031、第一凸透鏡2030、第二四分之一波片2032、反射偏振片2033、第二線偏振片2034與第二凸透鏡2036皆沿光軸依序設置。
第4圖為本發明之第二實施例之顯示系統之示意圖。請參閱第4圖，以下介紹顯示系統2之第二實施例。第二實施例與第一實施例差別在於第一凹透鏡200。在第二實施例中，第一凹透鏡200為凸凹透鏡，其受光面為凸面，第一凹透鏡200之凹面的曲率大於第一凹透鏡200之凸面的曲率。第二實施例之其餘元件皆於第一實施例中介紹過，於此不再贅述。
第5圖為本發明之第二實施例之紅、藍與綠光在子午（Tangential）方向與弧矢（Sagittal）方向的場曲(field curvature)圖，第6圖為本發明之第二實施例之紅、藍與綠光之畸變圖。在第5圖中，虛線代表弧矢方向，實線代表子午方向。如第5圖與第6圖所示，紅、藍與綠色分別代表紅、藍與綠光。由第5圖與第6圖可知，顯示系統之第二實施例的像差控制在合理範圍內，以保證了成像品質。
第7圖為本發明之第二實施例之紅光與藍光之視場角(field angle)與橫向色差(lateral chromatic aberration)的曲線圖。在第7圖中，實線與虛線分別代表紅光與藍光。本發明之放大凸透鏡組合在視場角為40度時，藍光與紅光之橫向色差分別為-100微米與-42微米。然而，如第7圖所示，本發明之顯示系統之第二實施例在視場角為40度時，藍光與紅光之橫向色差分別為-34.2微米與-23微米。換句話說，與放大凸透鏡組合相比，顯示系統之第二實施例之橫向色差更小。第8圖為本發明之第二實施例之顯示系統之消色差現象之示意圖。如第8圖所示，不同色線代表不同色光。當顯示模組21向第一凹透鏡200與放大凸透鏡組合203發射以不同色線表示之非偏振光時，能夠有效降低各種色光之橫向色差。
第9圖為本發明之第三實施例之顯示系統之示意圖。以下介紹顯示系統2之第三實施例。顯示系統2包含一消色散(color dispersion)透鏡組合20與一顯示模組21，其中顯示模組21可為，但不限於矽基液晶(liquid-crystal-on-silicon)顯示模組、數位光處理模組或微發光二極體顯示模組。消色散透鏡組合20包含一第一凹透鏡200、一圓偏振片201、一光學膠202與一放大凸透鏡組合203，其中光學膠202可為，但不限於液態光學膠。第一凹透鏡200具有一受光面與一凹面，其中受光面與凹面彼此相對。在第三實施例中，受光面以平面為例，使第一凹透鏡200為平凹透鏡。圓偏振片201設於第一凹透鏡200之受光面上。放大凸透鏡組合203透過光學膠202設於第一凹透鏡200之凹面上。圓偏振片201、第一凹透鏡200與放大凸透鏡組合203皆沿一光軸依序設置，其中光軸以虛線表示。顯示模組21之顯示面朝向圓偏振片201。顯示模組21不包含偏振器。顯示模組21發射非偏振光至圓偏振片201，顯示模組21位於第一凹透鏡200、圓偏振片201與放大凸透鏡組合203之總有效焦距(effective focal length)內，以形成放大虛像。因為第一凹透鏡200之凹面的不同位置具有不同曲率與不同放大率，且第一凹透鏡200結合放大凸透鏡組合203，故消色散透鏡組合20能改善橫向色差。此外，為了增加成像效果，消色散透鏡組合20還可包含一抗反射層204，其設於第一凹透鏡200之受光面與圓偏振片201之間。
在本發明之某些實施例中，圓偏振片201可包含，但不限於一第一線性偏振片2010與一第一四分之一波片2011。第一四分之一波片2011與第一線性偏振片2010依序堆疊於第一凹透鏡200之受光面上，其中第一線性偏振片2010與第一四分之一波片2011呈對應第一凹透鏡200之凹面之彎曲狀。放大凸透鏡組合203透該光學膠202設於第一四分之一波片2011上，第一線性偏振片2010、第一四分之一波片2011、第一凹透鏡200與放大凸透鏡組合203皆沿光軸依序設置。
放大凸透鏡組合203可包含，但不限於一第一凸透鏡2030、一半透半反射鏡(half mirror lens)2031、一第二四分之一波片2032、一反射偏振片2033、一第二線偏振片2034、一光學膠2035與一第二凸透鏡2036。光學膠2035可為，但不限於液態光學膠。第一凸透鏡2030具有彼此相對之凹面與凸面，第一凸透鏡2030之凸面設有半透半反射鏡2031，第一凸透鏡2030之凸面透過光學膠2035與半透半反射鏡2031設於第一凹透鏡200之凹面上。第二四分之一波片2032、反射偏振片2033與第二線偏振片2034依序堆疊於第一凸透鏡2030之凹面上，其中第二四分之一波片2032、反射偏振片2033與第二線偏振片2034呈對應第一凸透鏡2030之凹面之彎曲狀。第二凸透鏡2036具有彼此相對之凹面與凸面。第二凸透鏡2036之凸面透過光學膠2035設於第二線偏振片2034上，半透半反射鏡2031、第一凸透鏡2030、第二四分之一波片2032、反射偏振片2033、第二線偏振片2034與第二凸透鏡2036皆沿光軸依序設置。
第10圖為本發明之第四實施例之顯示系統之示意圖。請參閱第10圖，以下介紹顯示系統2之第四實施例。第四實施例與第三實施例差別在於第一凹透鏡200。在第四實施例中，第一凹透鏡200為凸凹透鏡，其受光面為凸面，第一凹透鏡200之凹面的曲率大於第一凹透鏡200之凸面的曲率，圓偏振片201之第一線性偏振片2010與第一四分之一波片2011皆呈對應第一凹透鏡200之凸面之彎曲狀。第四實施例之其餘元件皆於第三實施例中介紹過，於此不再贅述。因為第一四分之一波片2011呈對應第一凹透鏡200之凸面之彎曲狀，所以得以避免因為第一四分之一波片2011與第二四分之一波片2032之軸向對準誤差所產生之漏光，從而改善像差與色差。
根據上述實施例，顯示系統及其消色散透鏡組合結合凹透鏡與放大凸透鏡組合，以改善橫向色差現象。
以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10…透鏡 11…影像平面 12…消色差透鏡 120…凸透鏡 121…凹透鏡 2…顯示系統 20…消色散透鏡組合 200…第一凹透鏡 201…圓偏振片 2010…第一線性偏振片 2011…第一四分之一波片 202…光學膠 203…放大凸透鏡組合 2030…第一凸透鏡 2031…半透半反射鏡 2032…第二四分之一波片 2033…反射偏振片 2034…第二線偏振片 2035…光學膠 2036…第二凸透鏡 204…抗反射層 21…顯示模組
第1圖為一般透鏡之色差現象之示意圖。 第2圖為本發明之消色差(achromatic)透鏡之消色差現象之示意圖。 第3圖為本發明之第一實施例之顯示系統之示意圖。 第4圖為本發明之第二實施例之顯示系統之示意圖。 第5圖為本發明之第二實施例之紅、藍與綠光在子午（Tangential）方向與弧矢（Sagittal）方向的場曲(field curvature)圖。 第6圖為本發明之第二實施例之紅、藍與綠光之畸變圖。 第7圖為本發明之第二實施例之紅光與藍光之視場角(field angle)與橫向色差(lateral chromatic aberration)的曲線圖。 第8圖為本發明之第二實施例之顯示系統之消色差現象之示意圖。 第9圖為本發明之第三實施例之顯示系統之示意圖。 第10圖為本發明之第四實施例之顯示系統之示意圖。
2…顯示系統 20…消色散透鏡組合 200…第一凹透鏡 201…圓偏振片 2010…第一線性偏振片 2011…第一四分之一波片 202…光學膠 203…放大凸透鏡組合 2030…第一凸透鏡 2031…半透半反射鏡 2032…第二四分之一波片 2033…反射偏振片 2034…第二線偏振片 2035…光學膠 2036…第二凸透鏡 204…抗反射層 21…顯示模組

Claims (14)

  1. 一種消色散(color dispersion)透鏡組合，包含：一第一凹透鏡，具有一受光面與一凹面，其中該受光面與該凹面彼此相對，該受光面為平面或凸面；一圓偏振片，設於該第一凹透鏡之該凹面上，其中該圓偏振片呈對應該凹面之彎曲狀；以及一放大凸透鏡組合，透過光學膠設於該圓偏振片上，其中該第一凹透鏡、該圓偏振片與該放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置，其中該圓偏振片包含一第一線性偏振片與一第一四分之一波片，該第一線性偏振片與該第一四分之一波片依序堆疊於該第一凹透鏡之該凹面上，其中該第一線性偏振片與該第一四分之一波片呈對應該凹面之彎曲狀，該放大凸透鏡組合透過該光學膠設於該第一四分之一波片上，該第一凹透鏡、該第一線性偏振片、該第一四分之一波片與該放大凸透鏡組合皆沿該光軸依序設置，其中該放大凸透鏡組合包含：一第一凸透鏡，具有彼此相對之凹面與凸面，其中該第一凸透鏡之該凸面設有一半透半反射鏡(half mirror lens)，該第一凸透鏡之該凸面透過該光學膠與該半透半反射鏡設於該第一四分之一波片上；一第二四分之一波片、一反射偏振片與一第二線偏振片，依序堆疊於該第一凸透鏡之該凹面上，其中該第二四分之一波片、該反射偏振片與該第二線偏振片呈對應該第一凸透鏡之該凹面之彎曲狀；以及一第二凸透鏡，具有彼此相對之凹面與凸面，其中該第二凸透鏡之該凸面透過光學膠設於該第二線偏振片上，該半透半反射鏡、該 第一凸透鏡、該第二四分之一波片、該反射偏振片、該第二線偏振片與該第二凸透鏡皆沿該光軸依序設置。
  2. 如請求項1所述之消色散透鏡組合，其中該第一凹透鏡之該受光面更設有一抗反射層。
  3. 如請求項1所述之消色散透鏡組合，其中該第一凹透鏡之該受光面朝向一顯示模組之顯示面，該顯示模組位於該第一凹透鏡、該圓偏振片與該放大凸透鏡組合之總有效焦距(effective focal length)內，該顯示模組用以發射非偏振光至該第一凹透鏡之該受光面。
  4. 如請求項3所述之消色散透鏡組合，其中該顯示模組為矽基液晶(liquid-crystal-on-silicon)顯示模組、數位光處理模組或微發光二極體顯示模組。
  5. 一種消色散(color dispersion)透鏡組合，包含：一第一凹透鏡，具有一受光面與一凹面，其中該受光面與該凹面彼此相對，該受光面為平面或凸面；一圓偏振片，設於該第一凹透鏡之該受光面上，其中在該受光面為該凸面時，該圓偏振片呈對應該凸面之彎曲狀；以及一放大凸透鏡組合，透過光學膠設於該第一凹透鏡之該凹面上，其中該圓偏振片、該第一凹透鏡與該放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置，其中該圓偏振片包含一第一線性偏振片與一第一四分之一波片，該第一四分之一波片與該第一線性偏振片依序堆疊於該第一凹透鏡之該受光面上，其中在該受光面為該凸面時，該第一線性偏振片與該第一四分之一波片呈對應該凸面之彎曲狀，該第一線性偏振片、該第一四分之一波片、該第一凹透鏡與該放大凸透鏡組合皆 沿該光軸依序設置，其中該放大凸透鏡組合包含：一第一凸透鏡，具有彼此相對之凹面與凸面，其中該第一凸透鏡之該凸面設有一半透半反射鏡(half mirror lens)，該第一凸透鏡之該凸面透過該光學膠與該半透半反射鏡設於該第一凹透鏡之該凹面上；一第二四分之一波片、一反射偏振片與一第二線偏振片，依序堆疊於該第一凸透鏡之該凹面上，其中該第二四分之一波片、該反射偏振片與該第二線偏振片呈對應該第一凸透鏡之該凹面之彎曲狀；以及一第二凸透鏡，具有彼此相對之凹面與凸面，其中該第二凸透鏡之該凸面透過光學膠設於該第二線偏振片上，該半透半反射鏡、該第一凸透鏡、該第二四分之一波片、該反射偏振片、該第二線偏振片與該第二凸透鏡皆沿該光軸依序設置。
  6. 如請求項5所述之消色散透鏡組合，其中該第一凹透鏡之該受光面與該圓偏振片之間更設有一抗反射層。
  7. 如請求項5所述之消色散透鏡組合，其中該圓偏振片朝向一顯示模組之顯示面，該顯示模組位於該圓偏振片、該第一凹透鏡與該放大凸透鏡組合之總有效焦距(effective focal length)內，該顯示模組用以發射非偏振光至該圓偏振片。
  8. 如請求項7所述之消色散透鏡組合，其中該顯示模組為矽基液晶(liquid-crystal-on-silicon)顯示模組、數位光處理模組或微發光二極體顯示模組。
  9. 一種顯示系統，包含：一第一凹透鏡，具有一受光面與一凹面，其中該受光面與該凹面 彼此相對，該受光面為平面或凸面；一圓偏振片，設於該第一凹透鏡之該凹面上，其中該圓偏振片呈對應該凹面之彎曲狀；一放大凸透鏡組合，透過光學膠設於該圓偏振片上，其中該第一凹透鏡、該圓偏振片與該放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置，其中該圓偏振片包含一第一線性偏振片與一第一四分之一波片，該第一線性偏振片與該第一四分之一波片依序堆疊於該第一凹透鏡之該凹面上，其中該第一線性偏振片與該第一四分之一波片呈對應該凹面之彎曲狀，該放大凸透鏡組合透過該光學膠設於該第一四分之一波片上，該第一凹透鏡、該第一線性偏振片、該第一四分之一波片與該放大凸透鏡組合皆沿該光軸依序設置，其中該放大凸透鏡組合包含：一第一凸透鏡，具有彼此相對之凹面與凸面，其中該第一凸透鏡之該凸面設有一半透半反射鏡(half mirror lens)，該第一凸透鏡之該凸面透過該光學膠與該半透半反射鏡設於該第一四分之一波片上；一第二四分之一波片、一反射偏振片與一第二線偏振片，依序堆疊於該第一凸透鏡之該凹面上，其中該第二四分之一波片、該反射偏振片與該第二線偏振片呈對應該第一凸透鏡之該凹面之彎曲狀；以及一第二凸透鏡，具有彼此相對之凹面與凸面，其中該第二凸透鏡之該凸面透過光學膠設於該第二線偏振片上，該半透半反射鏡、該第一凸透鏡、該第二四分之一波片、該反射偏振片、該第二線偏振片與該第二凸透鏡皆沿該光軸依序設置；以及一顯示模組，其顯示面朝向該第一凹透鏡之該受光面，其中該顯 示模組用以發射非偏振光至該第一凹透鏡之該受光面，該顯示模組位於該第一凹透鏡、該圓偏振片與該放大凸透鏡組合之總有效焦距(effective focal length)內。
  10. 如請求項9所述之顯示系統，其中該第一凹透鏡之該受光面更設有一抗反射層。
  11. 如請求項9所述之顯示系統，其中該顯示模組為矽基液晶(liquid-crystal-on-silicon)顯示模組、數位光處理模組或微發光二極體顯示模組。
  12. 一種顯示系統，包含：一第一凹透鏡，具有一受光面與一凹面，其中該受光面與該凹面彼此相對，該受光面為平面或凸面；一圓偏振片，設於該第一凹透鏡之該受光面上，其中在該受光面為該凸面時，該圓偏振片呈對應該凸面之彎曲狀；一放大凸透鏡組合，透過光學膠設於該第一凹透鏡之該凹面上，其中該圓偏振片、該第一凹透鏡與該放大凸透鏡組合皆沿一光軸依序設置，其中該圓偏振片包含一第一線性偏振片與一第一四分之一波片，該第一四分之一波片與該第一線性偏振片依序堆疊於該第一凹透鏡之該受光面上，其中在該受光面為該凸面時，該第一線性偏振片與該第一四分之一波片呈對應該凸面之彎曲狀，該第一線性偏振片、該第一四分之一波片、該第一凹透鏡與該放大凸透鏡組合皆沿該光軸依序設置，其中該放大凸透鏡組合包含：一第一凸透鏡，具有彼此相對之凹面與凸面，其中該第一凸透鏡之該凸面設有一半透半反射鏡(half mirror lens)，該第一凸透鏡之該 凸面透過該光學膠與該半透半反射鏡設於該第一凹透鏡之該凹面上；一第二四分之一波片、一反射偏振片與一第二線偏振片，依序堆疊於該第一凸透鏡之該凹面上，其中該第二四分之一波片、該反射偏振片與該第二線偏振片呈對應該第一凸透鏡之該凹面之彎曲狀；以及一第二凸透鏡，具有彼此相對之凹面與凸面，其中該第二凸透鏡之該凸面透過光學膠設於該第二線偏振片上，該半透半反射鏡、該第一凸透鏡、該第二四分之一波片、該反射偏振片、該第二線偏振片與該第二凸透鏡皆沿該光軸依序設置；以及一顯示模組，其顯示面朝向該圓偏振片，其中該顯示模組位於該第一凹透鏡、該圓偏振片與該放大凸透鏡組合之總有效焦距(effective focal length)內，該顯示模組用以發射非偏振光至該圓偏振片。
  13. 如請求項12所述之顯示系統，其中該第一凹透鏡之該受光面與該圓偏振片之間更設有一抗反射層。
  14. 如請求項12所述之顯示系統，其中該顯示模組為矽基液晶(liquid-crystal-on-silicon)顯示模組、數位光處理模組或微發光二極體顯示模組。
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