TWI895183B - 光學透鏡組和電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種光學透鏡組包含由目側至像源側依序配置的一第一透鏡、一反射式偏光元件、一第二透鏡、一部分反射部分透射元件和一第三透鏡，還包含位於該反射式偏光元件與該部分反射部分透射元件之間的一相位延遲元件。當滿足特定條件時，可減輕光學透鏡組的重量及確保成像品質。

Description

光學透鏡組和電子裝置

本發明涉及一種光學透鏡組及電子裝置，尤其是一種可應用於電子裝置(例如但不限於頭戴式電子裝置)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，包含：一具有正屈折力的第一透鏡，該第一透鏡的目側表面於近光軸處是凸面；一反射式偏光元件；一相位延遲元件(即第一相位延遲元件)；一具有正屈折力的第二透鏡，該第二透鏡的像源側表面於近光軸處是凸面；一部分反射部分 透射元件；以及一具有正屈折力的第三透鏡，該第三透鏡的目側表面於近光軸處是凸面。該第一透鏡、該反射式偏光元件、該第二透鏡、該部分反射部分透射元件和該第三透鏡由目側至像源側依序設置，該相位延遲元件位於該反射式偏光元件與該部分反射部分透射元件之間。

在光學透鏡組中，該光學透鏡組的整體焦距為f，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的平行於該光軸的位移量的絕對值為TDP4，該第三透鏡的目側表面於該光軸上的交點至該第三透鏡的目側表面的最大有效半徑位置的平行於該光軸的位移量的絕對值為TDP5，該第一透鏡於該光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡於該光軸上的厚度為CT2，該第三透鏡於該光軸上的厚度為CT3，該第二透鏡的像源表面的最大有效半徑為CA4，該第一透鏡與該第二透鏡於該光軸上的距離為T12，該第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，該第三透鏡的目側表面的曲率半徑為R5，該第一透鏡的目側表面至該光學透鏡組的像源面於該光軸上的距離為TL，該第三透鏡的像源側表面至該像源面於該光軸上的距離為BFL，該光學透鏡組的最大視角對應的像高為IMH，該光學透鏡組的最大視角為FOV，並滿足以下至少其中一個條件：0.51<TDP4/TDP5<3.03；0.96<f/IMH<1.62；1.17<TL/IMH<2.03；1.99mm²/°<TL*IMH/FOV<3.46mm²/°；0.36<(CT1+T12+CT2)/TL<0.75；2.91<R5/CT3<7.03； 2.03<CA4/f<3.33；-2.85<R4/R5<-0.95；0.57<CT2/CT3<1.92；0.70<(CT1+CT2)/(CT3+BFL)<2.08；-17.13<(R4/TDP4)+(R5/TDP5)<19.00；4.26°/mm<FOV/f<7.48°/mm；和46.73mm<CA4*(TL-BFL)/IMH<81.32mm。

當滿足TDP4/TDP5時，有助於能有效地改善光學透鏡組的畸變，減少像差，並提升性能。

當滿足f/IMH時，有助於達到光學透鏡組的整體焦距與顯示器的顯示尺寸的較佳比例。

當滿足TL/IMH時，有助於達到光學透鏡組的總長度與顯示器的顯示尺寸的較佳比例。

當滿足TL*IMH/FOV時，有助於使光學透鏡組的總長度達到最小化，並且可提供較適當的視場角。

當滿足(CT1+T12+CT2)/TL時，有助於較佳地分配第一透鏡片到第二透鏡的空間配置，以維持兩透鏡的成形性及組裝空間。

當滿足R5/CT3時，有助於達到第三透鏡的曲率半徑與第三透鏡在光軸上的厚度的較佳比例，以維持第三透鏡的成形性。

當滿足CA4/f時，有助於提供鏡頭所需的焦距並最佳化透鏡的有效半徑。

當滿足R4/R5時，有助於讓兩透鏡的曲率半徑相互制約，從 而防止曲率半徑過小，以降低組裝公差和敏感度。

當滿足CT2/CT3時，有助於達到第二透鏡與第三透鏡的較佳厚度比例，以維持透鏡的成形性及組裝空間。

當滿足(CT1+CT2)/(CT3+BFL)時，有助於達到鏡頭空間的較佳分配比例。

當滿足(R4/TDP4)+(R5/TDP5)時，有助於有效地改善光學透鏡組的畸變，從而減少像差並提升性能。

當滿足FOV/f時，有助於達到視場角與光學透鏡組的整體焦距的較佳比例，以最佳化鏡頭效果。

當滿足CA4*(TL-BFL)/IMH時，有助於最小化光學透鏡組。

此外，本發明還根據一實施例提供一種電子裝置，包含：一外殼；上述的光學透鏡組，設置於該外殼內；一影像源，設置於該外殼內且配置於該光學透鏡組的像源面；及一控制器，設置於該外殼內且電性連接該影像源。

100,200,300,400,500,600:光欄

110,210,310,410,510,610:第一透鏡

111,211,311,411,511,611:目側表面

112,212,312,412,512,612:像源側表面

120,220,320,420,520,620:第二透鏡

121,221,321,421,521,621:目側表面

122,222,322,422,522,622:像源側表面

130,230,330,430,530,630:第三透鏡

131,231,331,431,531,631:目側表面

132,232,332,432,532,632:像源側表面

141,241,341,441,541,641:第一吸收式偏光元件

142,242,342,442,542,642:反射式偏光元件

143,243,343,443,543,643:第一相位延遲元件

150,250,350,450,550,650:部分反射部分透射元件

161,261,361,461,561,661:第二相位延遲元件

162,262,362,462,562,662:第二吸收式偏光元件

170,270,370,470,570,670:影像源

171,271,371,471,571,671:像源面

180,280,380,480,580,680:光軸

710:外殼

720:光機模組

730:影像源

740:控制器

BFL:距離

CA4:最大有效半徑

IMH:像高

L:光路

TDP4,TDP5:絕對值

TL:距離

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；及圖7是本發明一實施例的頭戴式顯示器的示意圖。

本發明提供的一種光學透鏡組包含由目側至像源側依序配置的一第一透鏡、一反射式偏光元件、一第二透鏡、一部分反射部分透射元件和一第三透鏡，還包含位於反射式偏光元件與部分反射部分透射元件之間的一相位延遲元件(即第一相位延遲元件)。

第一透鏡具有正屈折力，其目側表面於近光軸處是凸面。

第二透鏡具有正屈折力，其像源側表面於近光軸處是凸面。

第三透鏡具有正屈折力，其目側表面於近光軸處是凸面。

在光學透鏡組中，光學透鏡組的整體焦距為f，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的平行於光軸的位移量的絕對值為TDP4，第三透鏡的目側表面於光軸上的交點至第三透鏡的目側表面的最大有效半徑位置的平行於光軸的位移量的絕對值為TDP5，第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，第二透鏡的像源表面的最大有效半徑為CA4，第一透鏡與第二透鏡於光軸上的距離為T12，第二透鏡的像源側表面的曲率半徑為R4，第三透鏡的目側表面的曲率半徑為R5，第一透鏡的目側表面至像源面於光軸上的距離為TL，第三透鏡的像源側表面至一像源面於光軸上的距離為BFL，光學透鏡組的最大視角對應的像高為IMH，光學透鏡組的最大視角為FOV，並滿足以下至少其中一個條件： 0.51<TDP4/TDP5<3.03；0.96<f/IMH<1.62；1.17<TL/IMH<2.03；1.99mm²/°<TL*IMH/FOV<3.46mm²/°；0.36<(CT1+T12+CT2)/TL<0.75；2.91<R5/CT3<7.03；2.03<CA4/f<3.33；-2.85<R4/R5<-0.95；0.57<CT2/CT3<1.92；0.70<(CT1+CT2)/(CT3+BFL)<2.08；-17.13<(R4/TDP4)+(R5/TDP5)<19.00；4.26°/mm<FOV/f<7.48°/mm；和46.73mm<CA4*(TL-BFL)/IMH<81.32mm。

根據上述實施方式，提出以下具體實施例並配合圖式給予詳細說明。

<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一光欄100、一第一透鏡110、一第一吸收式偏光元件141、一反射式偏光元件142、一第一相位延遲元件143、一第二透鏡120、一部分反射部分透射元件150、一第三透鏡130、一第二相位延遲元件161、一第二吸收式偏光元件162和一像源面171。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數是3片。

光欄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於近光軸處為凸面，其像源側表面112於近光軸處為凸面，且第一透鏡110的目側表面111和像源側表面112皆為非球面。

第二透鏡120具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面121於近光軸處為平面，其像源側表面122於近光軸處為凸面，且第二透鏡120的像源側表面122為非球面。

第三透鏡130具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面131於近光軸處為凸面，其像源側表面132於近光軸處為凹面，且第三透鏡130的目側表面131和像源側表面132皆為非球面。

第一吸收式偏光元件141的目側表面朝向第一透鏡110，第一吸收式偏光元件141的像源側表面與反射式偏光元件142的目側表面接合，反射式偏光元件142的像源側表面與第一相位延遲元件143的目側表面接合，第一相位延遲元件143的像源側表面與第二透鏡120的目側表面121接合。第一相位延遲元件143例如但不限於是四分之一波片。

部分反射部分透射元件150的目側表面與第二透鏡120的像源側表面122接合，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150對於不同波長光線的反射率的平均值。

第二相位延遲元件161的目側表面朝向部分反射部分透射元件150，第二相位延遲元件161的像源側表面與第二吸收式偏光元件162的目側表面接合。第二相位延遲元件161例如但不限於是四分之一波片。

第二吸收式偏光元件162的像源側表面與像源面171接合。

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171上，並且像源面171位於第二吸收式偏光元件162與影像源170之間。影像源170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。

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。

第一實施例的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。具體地說，請參考圖1B所示的光路L，像源面171發出的線偏振光在穿過第二吸收式偏光元件162和第二相位延遲元件161後會形成圓偏振光，離開第二相位延遲元件161的圓偏振光在穿過第三透鏡130後會投射到部分反射部分透射元件150上，投射在部分反射部分透射元件150上的圓偏振光有一分量會穿過部分反射部分透射元件150、第二透鏡120和第一相位延遲元件143而形成線偏振光分量，然後被反射式偏光元件142反射並穿過第一相位延遲元件143和第二透鏡120而轉成圓偏振光分量， 此圓偏振光分量會有一部分被部分反射部分透射元件150反射，然後穿過第二透鏡120、第一相位延遲元件143、反射式偏光元件142、第一吸收式偏光元件141和第一透鏡110而形成線偏振的影像光，最後此影像光進入使用者的眼睛而在視覺上形成影像。

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的元件的非球面係數，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。表格中，第一透鏡110的焦距為f1，第二透鏡120的焦距為f2，第三透鏡130的焦距為f3，其餘參數的定義可參考上述說明且於此不再贅述。

在表1中，曲率半徑、厚度、間隙及焦距的單位為mm，表面18~0分別表示光線沿光路L從像源面171至光欄100所依序經過的表面，其中：表面0表示光欄100(或使用者眼睛)與第一透鏡110在光軸180上的間隙；表面1表示第一透鏡110在光軸180上的厚度(即厚度CT1)；表面2表示第一透鏡與第一吸收式偏光元件141在光軸180上的間隙；表面3表示第一吸收式偏 光元件141在光軸180上的厚度；表面4、9和10表示反射式偏光元件142在光軸180上的厚度；表面5、8和11表示第一相位延遲元件143在光軸180上的厚度；表面6和12表示第二透鏡120在光軸180上的厚度；表面7表示部分反射部分透射元件150與第二透鏡120的目側表面121在光軸180上的間隙，此間隙相當於第二透鏡120在光軸180上的厚度；表面13表示部分反射部分透射元件150在光軸180上的厚度；表面14表示第三透鏡130在光軸180上的厚度；表面15表示第三透鏡130與第二相位延遲元件161在光軸180上的間隙；表面16表示第二相位延遲元件161在光軸180上的厚度；及表面17表示第二吸收式偏光元件162在光軸180上的厚度。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欄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171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~表4的定義相同，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一光欄200、一第一透鏡210、一第一吸收式偏光元件241、一反射式偏光元件242、一第一相位延遲元件243、一第二透鏡220、一部分反射部分透射元件250、一第三透鏡230、一第二相位延遲元件261、一第二吸收式偏光元件262和一像源面271。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數是3片。

光欄200、第一吸收式偏光元件241、反射式偏光元件242、第一相位延遲元件243、部分反射部分透射元件250、第二相位延遲元件261、第二吸收式偏光元件262和像源面271的配置相同於第一實施例的光欄100、第一吸收式偏光元件141、反射式偏光元件142、第一相位延遲元件143、部分反射部分透射元件150、第二相位延遲元件161、第二吸收式偏光元件162和像源面171的配置，並且光學透鏡組可搭配使用的影像源270的配置可參考第一實施例，於此不再贅述。

第一透鏡210具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面211於近光軸處為凸面，其像源側表面212於近光軸處為凹面，且第一透鏡210的目側表面211和像源側表面212皆為非球面。

第二透鏡220具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面221於近光軸處為平面，其像源側表面222於近光軸處為凸面，且第二透鏡220的像源側表面222為非球面。

第三透鏡230具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面231於近光軸處為凸面，其像源側表面232於近光軸處為凸面，且第三透鏡230的目側表面231和像源側表面232皆為非球面。

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的元件的非球面係數，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，第二實施例的表格中的參數和表面的定義相同於第一實施例中的定義，於此不再贅述。

表8

<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一光欄300、一第一透鏡310、一第一吸收式偏光元件341、一反射式偏光元件342、一第一相位延遲元件343、一第二透鏡320、一部分反射部分透射元件350、一第三透鏡330、一第二相位延遲元件361、一第二吸收式偏光元件362和一像源面371。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數是3片。

光欄300、第一吸收式偏光元件341、反射式偏光元件342、第一相位延遲元件343、部分反射部分透射元件350、第二相位延遲元件361、第二吸收式偏光元件362和像源面371的配置相同於第一實施例的光欄100、第一吸收式偏光元件141、反射式偏光元件142、第一相位延遲元件143、部分反射部分透射元件150、第二相位延遲元件161、第二吸收式偏光元件162和像源面171的配置，並且光學透鏡組可搭配使用的影像源370的配置可參考第一實施例，於此不再贅述。

第一透鏡310具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面311於 近光軸處為凸面，其像源側表面312於近光軸處為凹面，且第一透鏡310的目側表面311和像源側表面312皆為非球面。

第二透鏡320具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面321於近光軸處為平面，其像源側表面322於近光軸處為凸面，且第二透鏡320的像源側表面322為非球面。

第三透鏡330具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面331於近光軸處為凸面，其像源側表面332於近光軸處為凹面，且第三透鏡330的目側表面331和像源側表面332皆為非球面。

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的元件的非球面係數，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，第三實施例的表格中的參數和表面的定義相同於第一實施例中的定義，於此不再贅述。

<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 至像源側依序包含一光欄400、一第一透鏡410、一第一吸收式偏光元件441、一反射式偏光元件442、一第一相位延遲元件443、一第二透鏡420、一部分反射部分透射元件450、一第三透鏡430、一第二相位延遲元件461、一第二吸收式偏光元件462和一像源面471。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數是3片。

光欄400、第一吸收式偏光元件441、反射式偏光元件442、第一相位延遲元件443、部分反射部分透射元件450、第二相位延遲元件461、第二吸收式偏光元件462和像源面471的配置相同於第一實施例的光欄100、第一吸收式偏光元件141、反射式偏光元件142、第一相位延遲元件143、部分反射部分透射元件150、第二相位延遲元件161、第二吸收式偏光元件162和像源面171的配置，並且光學透鏡組可搭配使用的影像源470的配置可參考第一實施例，於此不再贅述。

第一透鏡410具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面411於近光軸處為凸面，其像源側表面412於近光軸處為平面，且第一透鏡410的目側表面411為非球面。第一透鏡410的像源側表面412與第一吸收式偏光元件141的目側表面接合。

第二透鏡420具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面421於近光軸處為平面，其像源側表面422於近光軸處為凸面，且第二透鏡420的像源側表面422為非球面。

第三透鏡430具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面431於近光軸處為凸面，其像源側表面432於近光軸處為凸面，且第三透鏡430的目側表面431為非球面，而第三透鏡430的像源側表面432為球面。

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的元件的非球面係數，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，第四實施例的表格中的參數和表面的定義相同於第一實施例中的定義，於此不再贅述。

<第五實施例>

請參考圖5所示，第五實施例的光學透鏡組沿光軸580由目側至像源側依序包含一光欄500、一第一透鏡510、一第一吸收式偏光元件541、一反射式偏光元件542、一第一相位延遲元件543、一第二透鏡520、一部分反射部分透射元件550、一第三透鏡530、一第二相位延遲元件561、一第二吸收式偏光元件562和一像源面571。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數是3片。

光欄500、第一吸收式偏光元件541、反射式偏光元件542、第一相位延遲元件543、部分反射部分透射元件550、第二相位延遲元件561、第二吸收式偏光元件562和像源面571的配置相同於第一實施例的光欄100、 第一吸收式偏光元件141、反射式偏光元件142、第一相位延遲元件143、部分反射部分透射元件150、第二相位延遲元件161、第二吸收式偏光元件162和像源面171的配置，並且光學透鏡組可搭配使用的影像源570的配置可參考第一實施例，於此不再贅述。

第一透鏡510具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面511於近光軸處為凸面，其像源側表面512於近光軸處為凸面，且第一透鏡510的目側表面511為非球面，而第一透鏡510的像源側表面512為球面。第一透鏡510的像源側表面512與第一吸收式偏光元件541的目側表面接合。

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，且第二透鏡520的目側表面521為球面，而第二透鏡520的像源側表面522為非球面。

第三透鏡530具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面531於近光軸處為凸面，其像源側表面532於近光軸處為凹面，且第三透鏡530的目側表面531和像源側表面532皆為非球面。

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的元件的非球面係數，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，第五實施例的表格中的參數和表面的定義相同於第一實施例中的定義，於此不再贅述。

<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一光欄600、一第一透鏡610、一第一吸收式偏光元件641、一反射式偏光元件642、一第一相位延遲元件643、一第二透鏡620、一部分反射部分透射元件650、一第三透鏡630、一第二相位延遲元件661、一第二吸收式偏光元件662和一像源面671。光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數是3片。

光欄600、第一吸收式偏光元件641、反射式偏光元件642、第一相位延遲元件643、部分反射部分透射元件650、第二相位延遲元件661、第二吸收式偏光元件662和像源面671的配置相同於第一實施例的光欄100、第一吸收式偏光元件141、反射式偏光元件142、第一相位延遲元件143、部分反射部分透射元件150、第二相位延遲元件161、第二吸收式偏光元件162和像源面171的配置，並且光學透鏡組可搭配使用的影像源670的配置可參考第一實施例，於此不再贅述。

第一透鏡610具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面611於近光軸處為凸面，其像源側表面612於近光軸處為凸面，且第一透鏡610的目側表面611和像源側表面612皆為非球面。

第二透鏡620具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面621於近光軸處為平面，其像源側表面622於近光軸處為凸面，且第二透鏡620的像源側表面622為非球面。

第三透鏡630具有正屈折力且為塑膠材質，其目側表面631於近光軸處為凸面，其像源側表面632於近光軸處為平面，且第三透鏡630的目側表面631為非球面。

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的元件的非球面係數，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，第六實施例的表格中的參數和表面的定義相同於第一實施例中的定義，於此不再贅述。

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的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，但不限於此)的半徑。

此外，本發明提供的光學透鏡組可應用於電子裝置，例如但不限於頭戴式電子裝置。頭戴式電子裝置例如但不限於頭戴式顯示器。請參考圖7所示之根據本發明一實施例的頭戴式顯示器的示意圖。此頭戴式顯示器可應用於例如但不限於採用虛擬實境技術的頭戴式顯示器和混合實境(Mixed Reality，MR)技術的頭戴式顯示器，包含一外殼710以及設置於外殼710內的一光機模組720、一影像源730和一控制器740。

光機模組720對應使用者的左眼和右眼。光機模組720包含一光學透鏡組，且此光學透鏡組可為第一實施例至第六實施例中的任一者的光學透鏡組。

影像源730可為第一實施例至第八實施例的任一者的影像源。影像源730可對應左眼和右眼，影像源730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740電性連接影像源730，以控制影像源730顯示影像， 藉此頭戴式顯示器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:光欄

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:第三透鏡

131:目側表面

132:像源側表面

141:第一吸收式偏光元件

142:反射式偏光元件

143:第一相位延遲元件

150:部分反射部分透射元件

161:第二相位延遲元件

162:第二吸收式偏光元件

170:影像源

171:像源面

180:光軸

Claims (14)

1. 一種光學透鏡組，包含：一具有正屈折力的第一透鏡，該第一透鏡的目側表面於近光軸處是凸面；一反射式偏光元件；一相位延遲元件；一具有正屈折力的第二透鏡，該第二透鏡的像源側表面於近光軸處是凸面；一部分反射部分透射元件；以及一具有正屈折力的第三透鏡，該第三透鏡的目側表面於近光軸處是凸面；其中，該光學透鏡組中具屈折力的透鏡總數是3片，該第一透鏡、該反射式偏光元件、該第二透鏡、該部分反射部分透射元件和該第三透鏡由目側至像源側依序設置，該相位延遲元件位於該反射式偏光元件與該部分反射部分透射元件之間，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的平行於該光軸的位移量的絕對值為TDP4，該第三透鏡的目側表面於該光軸上的交點至該第三透鏡的目側表面的最大有效半徑位置的平行於該光軸的位移量的絕對值為TDP5，並滿足以下條件：0.51＜TDP4/TDP5＜3.03。
2. 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視角對應的像高為IMH，並滿足以下條件：0.96＜f/IMH＜1.62。
3. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡的目側表面至該光學透鏡組的像源面於該光軸上的距離為TL，該光學透鏡組的最大視角對應的像高為IMH，並滿足以下條件：1.17＜TL/IMH＜2.03。
4. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡的目側表面至該光學透鏡組的像源面於該光軸上的距離為TL，該光學透鏡組的最大視角對應的像高為IMH，該光學透鏡組的最大視角為FOV，並滿足以下條件：1.99mm²/°＜TL*IMH/FOV＜3.46mm²/°。
5. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡的目側表面至該光學透鏡組的像源面於該光軸上的距離為TL，該第一透鏡於該光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡於該光軸上的厚度為CT2，該第一透鏡與該第二透鏡於該光軸上的距離為T12，並滿足以下條件：0.36＜(CT1+T12+CT2)/TL＜0.75。
6. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第三透鏡的目側表面的曲率半徑為R5，該第三透鏡於該光軸上的厚度為CT3，並滿足以下條件：2.91＜R5/CT3＜7.03。
7. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第二透鏡的像源表面的最大有效半徑為CA4，該光學透鏡組的整體焦距為f，並滿足以下條件：2.03＜CA4/f＜3.33。
8. 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曲率半徑為R4，該第三透鏡的目側表面的曲率半徑為R5，並滿足以下條件：-2.85＜R4/R5＜-0.95。
9. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第二透鏡於該光軸上的厚度為CT2，該第三透鏡於該光軸上的厚度為CT3，並滿足以下條件：0.57＜CT2/CT3＜1.92。
10. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第一透鏡於該光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡於該光軸上的厚度為CT2，該第三透鏡於該光軸上的厚度為CT3，該第三透鏡的像源側表面至該光學透鏡組的像源面於該光軸上的距離為BFL，並滿足以下條件：0.70＜(CT1+CT2)/(CT3+BFL)＜2.08。
11. 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曲率半徑為R4，該第三透鏡的目側表面的曲率半徑為R5，並滿足以下條件：-17.13＜(R4/TDP4)+(R5/TDP5)＜19.00。
12. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組的最大視角為FOV，該光學透鏡組的整體焦距為f，並滿足以下條件：4.26°/mm＜FOV/f＜7.48°/mm。
13. 根據請求項1所述的光學透鏡組，其中該第二透鏡的像源表面的最大有效半徑為CA4，該第一透鏡的目側表面至該光學透鏡組的像源面於該光軸上的距離為TL，該第三透鏡的像源側表面至該像源面於該光軸上的距離為BFL，該光學透鏡組的最大視角對應的像高為IMH，並滿足以下條件：46.73mm＜CA4*(TL-BFL)/IMH＜81.32mm。
14. 一種電子裝置，包含：一外殼；如請求項1至13的任一項所述之光學透鏡組，設置於該外殼內；一影像源，設置於該外殼內且配置於該光學透鏡組的像源面；及一控制器，設置於該外殼內且電性連接該影像源。