光学透镜组及头戴式电子装置的制作方法

本发明涉及一种光学透镜组及头戴式电子装置，尤其是一种可应用于头戴式电子装置的光学透镜组。

背景技术：

1、随着半导体产业的发展，各项消费性电子产品的功能日益强大，再加上软体应用端各式服务的出现，提供了消费者更多的选择。当市场不再满足于手持式电子产品时，头戴式显示器便应运而生。然而，目前头戴式显示器的重量偏重且成像质量不佳。

2、并且，现有的头戴式显示器皆是定焦设计，因此有近视或远视的使用者需要额外配戴其固有的眼镜。这会影响配戴的舒适性及头戴式显示器的性能。

技术实现思路

1、为此，本发明的目的是提供一种光学透镜组及头戴式电子装置，可通过将光路折叠来减轻装置的重量，可提供变焦功能，让使用者无需额外配戴眼镜就能使用本发明的装置，以及可确保成像质量。

2、本发明根据一实施例所提供的一种光学透镜组，包含：一第一元件群，包含：一第一镜群，具有正屈折力且包含一或二片透镜；一第二元件群，包含：一第二镜群，具有正屈折力且包含二或三片透镜；一光学膜层，由目侧至像源侧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迟元件；及一部分反射部分透射元件；以及一第三元件群，包含一像源面。该第一元件群、该第二元件群及该第三元件群由目侧至像源侧依序排列。该第一镜群的整体焦距为f_g1，该第二镜群的整体焦距为f_g2，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg2，该光学透镜组对焦于近点时该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为t12_n，并满足以下条件：0.10＜f_g2/f_g1＜1.44及1.11＜(ctg1+ctg2)/t12_n＜6.06。

3、满足f_g2/f_g1时，有助于让第一镜群与第二镜群的屈折力分配更为合适，以减少像差。满足(ctg1+ctg2)/t12_n时，有助于通过第一镜群与第二镜群的相互配合，来增大视角。

4、可选择的是，该光学透镜组中具屈折力的透镜总数为3、4或5片。

5、可选择的是，该第三元件群更包含一第二相位延迟元件，该第二相位延迟元件设置在该像源面上且位于该第二元件群和该像源面之间。

6、可选择的是，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g2r3，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g2r4，并满足以下条件：-1.28＜g2r4/g2r3＜2.03。借此，有助于通过这两个曲率半径的相互搭配，来减小色像差。

7、可选择的是，该光学透镜组对焦在近点时的整体焦距为f_n，该光学透镜组对焦在远点时的整体焦距为f_f，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为tl，该光学透镜组的最大像源高度为imh，并满足以下条件：1.04<f_n*tl/(f_f*imh)＜1.96。借此，有助于在光学透镜组的变焦范围内，在光学透镜组的微型化与显示器的发光区域大小之间取得适当的平衡。

8、可选择的是，该光学透镜组对焦于近点时的最大视角为fov_n，该光学透镜组对焦于远点时的最大视角为fov_f，该光学透镜组对焦于近点时该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为t12_n，该光学透镜组对焦于远点时该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为t12_f，并满足以下条件：-4.11°/mm＜(fov_f-fov_n)/(t12_f-t12_n)＜-1.61°/mm。借此，有助于在光学透镜组的变焦范围内，确保光学透镜组的性能与微型化之间能达到最佳平衡。

9、可选择的是，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g2r3，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g2r4，并满足以下条件：-23.15＜(g2r3+g2r4)/(g2r3-g2r4)＜2.82。借此，有助于借由调整透镜面形，使光线具有更小的入射角度。

10、可选择的是，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg2，并满足以下条件：0.66＜ctg2/ctg1＜2.82。借此，有助于在满足成像质量的前提下，保证光学透镜组的总长度满足镜头制造工艺的加工要求。

11、可选择的是，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g1r1，并满足以下条件：0.04＜ctg1/g1r1＜0.25。借此，有助于在满足成像质量的前提下，保证光学透镜组的总长度及曲率半径满足镜头制造工艺的加工要求。

12、可选择的是，该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg2，该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为ms1，并满足以下条件：1.17＜ms1/ctg2＜2.81。借此，有助于在第二镜群的可移动空间大小和第二镜群的整体长度之间取得平衡，以提升可调焦范围，从而满足大部分近视人眼的需求。

13、可选择的是，该第一镜群的整体焦距为f_g1，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，并满足以下条件：8.57＜f_g1/ctg1＜19.17。借此，有助于平衡第一镜群的整体长度与屈折力，以确保镜片成型能满足工艺的加工要求。

14、可选择的是，该第一镜群的整体焦距为f_g1，该光学透镜组对焦在远点时的整体焦距为f_f，并满足以下条件：0.11＜f_f/f_g1＜0.44。借此，有助于在光学透镜组对焦在远点时，搭配光学透镜组的焦距与第一镜群的焦距，以压缩光学透镜组的总长度。

15、可选择的是，该第一镜群的整体焦距为f_g1，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g1r1，并满足以下条件：0.57＜f_g1/g1r1＜3.34。借此，有助于调整第一透镜群的面形与屈折力，以增大视角。

16、可选择的是，该第二镜群的整体焦距为f_g2，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g2r4，并满足以下条件：-7.17＜f_g2/g2r4＜-1.35。借此，有助于调整第二透镜的面形与屈折力，以缩小像差。

17、可选择的是，该第二镜群的整体焦距为fg2，该光学透镜组对焦于远点时该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为ms2_f，并满足以下条件：0.03＜ms2_f/f_g2＜0.16。借此，有助于让第二镜群的镜片成形性和屈折力之间取得适当的平衡。

18、可选择的是，该光学透镜组对焦于近点时的最大视角为fov_n，该光学透镜组对焦于远点时的最大视角为fov_f，并满足以下条件：0.64＜fov_n/fov_f＜1.09。借此，有助于让光学透镜组在其变焦范围内，满足大部分远视及近视人眼的需求。

19、可选择的是，该光学透镜组对焦在远点时的整体焦距为f_f，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为gir1，该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g1r2，并满足以下条件：-0.16＜(f_f/g1r1)+(f_f/g1r2)＜0.23。借此，有助于分配第一镜群的面型，以修正像差和增大视角。

20、可选择的是，该光学透镜组对焦于远点时的最大视角为fov_f，该光学透镜组对焦于远点时该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为t12_f，该光学透镜组的最大像源高度为imh，并满足以下条件：0.94°/mm2＜fov_f/(t12_f*imh)＜62.28°/mm2。借此，有助于在满足人眼视野大小，以实现较好的沉浸感的同时，也满足光学透镜组轻量化的需求。

21、可选择的是，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g1r2，并满足以下条件：-0.15＜ctg1/g1r2＜-0.03。借此，有助于在满足成像质量的前提下，确保光学透镜组的总长度及曲率半径能满足镜头制造工艺的加工要求。

22、可选择的是，该第二镜群的整体焦距为f_g2，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g2r3，并满足以下条件：-12.13＜f_g2/g2r3＜3.07。借此，有助于调整第二镜群的面形与屈折力，以缩小像差。

23、可选择的是，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为tl，该光学透镜组的最大像源高度为imh，并满足以下条件：0.99＜tl/imh＜1.92。借此，有助于在光学透镜组的总长度与显示器的有效发光区域的大小之间取得平衡。

24、并且，本发明根据一实施例所提供的一种头戴式电子装置，包含：一外壳；一光学透镜组，设置在该外壳内；一影像源，设置在该外壳内且配置在该光学透镜组的像源面；以及一控制器，设置在该外壳内且电性连接该影像源。该光学透镜组包含：一第一元件群，包含：一第一镜群，具有正屈折力且包含一或二片透镜；一第二元件群，包含：一第二镜群，具有正屈折力且包含二或三片透镜；一光学膜层，由目侧至像源侧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迟元件；及一部分反射部分透射元件；以及一第三元件群，包含一像源面。该第一元件群、该第二元件群及该第三元件群由目侧至像源侧依序排列。该第一镜群的整体焦距为f_g1，该第二镜群的整体焦距为f_g2，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg2，该光学透镜组对焦于近点时该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为t12_n，并满足以下条件：0.10＜f_g2/f_g1＜1.44及1.11＜(ctg1+ctg2)/t12n＜6.06。

25、满足f_g2/f_g1时，有助于让第一镜群与第二镜群的屈折力分配更为合适，以减少像差。满足(ctg1+ctg2)/t12_n时，有助于通过第一镜群与第二镜群的相互配合，来增大视角。

26、可选择的是，该光学透镜组中具屈折力的透镜总数为3、4或5片。

27、可选择的是，该第三元件群更包含一第二相位延迟元件，该第二相位延迟元件设置在该像源面上且位于该第二元件群和该像源面之间。

28、可选择的是，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g2r3，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g2r4，并满足以下条件：-1.28＜g2r4/g2r3＜2.03。借此，有助于通过这两个曲率半径的相互搭配，来减小色像差。

29、可选择的是，该光学透镜组对焦在近点时的整体焦距为f_n，该光学透镜组对焦在远点时的整体焦距为f_f，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为tl，该光学透镜组的最大像源高度为imh，并满足以下条件：1.04＜f_n*tl/(f_f*imh)<1.96。借此，有助于在光学透镜组的变焦范围内，在光学透镜组的微型化与显示器的发光区域大小之间取得适当的平衡。

30、可选择的是，该光学透镜组对焦于近点时的最大视角为fov_n，该光学透镜组对焦于远点时的最大视角为fov_f，该光学透镜组对焦于近点时该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为t12n，该光学透镜组对焦于远点时该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为t12_f，并满足以下条件：-4.11°/mm＜(fov_f-fov_n)/(t12_f-t12_n)＜-1.61°/mm。借此，有助于在光学透镜组的变焦范围内，确保光学透镜组的性能与微型化之间能达到最佳平衡。

31、可选择的是，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g2r3，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g2r4，并满足以下条件：-23.15＜(g2r3+g2r4)/(g2r3-g2r4)＜2.82。借此，有助于借由调整透镜面形，使光线具有更小的入射角度。

32、可选择的是，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg2，并满足以下条件：0.66<ctg2/ctg1＜2.82。借此，有助于在满足成像质量的前提下，保证光学透镜组的总长度满足镜头制造工艺的加工要求。

33、可选择的是，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g1r1，并满足以下条件：0.04＜ctg1/g1r1＜0.25。借此，有助于在满足成像质量的前提下，保证光学透镜组的总长度及曲率半径满足镜头制造工艺的加工要求。

34、可选择的是，该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg2，该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该像源面于光轴上的距离为ms1，并满足以下条件：1.17＜ms1/ctg2＜2.81。借此，有助于在第二镜群的可移动空间大小和第二镜群的整体长度之间取得平衡，以提升可调焦范围，从而满足大部分近视人眼的需求。

35、可选择的是，该第一镜群的整体焦距为f_g1，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，并满足以下条件：8.57＜f_g1/ctg1＜19.17。借此，有助于平衡第一镜群的整体长度与屈折力，以确保镜片成型能满足工艺的加工要求。

36、可选择的是，该第一镜群的整体焦距为f_g1，该光学透镜组对焦在远点时的整体焦距为f_f，并满足以下条件：0.11＜f_f/f_g1＜0.44。借此，有助于在光学透镜组对焦在远点时，搭配光学透镜组的焦距与第一镜群的焦距，以压缩光学透镜组的总长度。

37、可选择的是，该第一镜群的整体焦距为f_g1，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g1r1，并满足以下条件：0.57＜f_g1/g1r1＜3.34。借此，有助于调整第一透镜群的面形与屈折力，以增大视角。

38、可选择的是，该第二镜群的整体焦距为f_g2，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g2r4，并满足以下条件：-7.17＜f_g2/g2r4＜-1.35。借此，有助于调整第二透镜的面形与屈折力，以缩小像差。

39、可选择的是，该第二镜群的整体焦距为f_g2，该光学透镜组对焦于远点时该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为ms2_f，并满足以下条件：0.03＜ms2_f/f_g2＜0.16。借此，有助于让第二镜群的镜片成形性和屈折力之间取得适当的平衡。

40、可选择的是，该光学透镜组对焦于近点时的最大视角为fov_n，该光学透镜组对焦于远点时的最大视角为fov_f，并满足以下条件：0.64＜fov_n/fov_f＜1.09。借此，有助于让光学透镜组在其变焦范围内，满足大部分远视及近视人眼的需求。

41、可选择的是，该光学透镜组对焦在远点时的整体焦距为f_f，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g1r1，该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g1r2，并满足以下条件：-0.16＜(f_f/g1r1)+(f_f/g1r2)＜0.23。借此，有助于分配第一镜群的面型，以修正像差和增大视角。

42、可选择的是，该光学透镜组对焦于远点时的最大视角为fov_f，该光学透镜组对焦于远点时该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面至该第二镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面于光轴上的距离为t12_f，该光学透镜组的最大像源高度为imh，并满足以下条件：0.94°/mm2＜fov_f/(t12_f*imh)＜62.28°/mm2。借此，有助于在满足人眼视野大小，以实现较好的沉浸感，也满足光学透镜组轻量化的需求。

43、可选择的是，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面于光轴上的距离为ctg1，该第一镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面的曲率半径为g1r2，并满足以下条件：-0.15＜ctg1/g1r2＜-0.03。借此，有助于在满足成像质量的前提下，确保光学透镜组的总长度及曲率半径能满足镜头制造工艺的加工要求。

44、可选择的是，该第二镜群的整体焦距为f_g2，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的目侧表面的曲率半径为g2r3，并满足以下条件：-12.13＜f_g2/g2r3＜3.07。借此，有助于调整第二镜群的面形与屈折力，以缩小像差。

45、可选择的是，该第一镜群中最靠近目侧的该透镜的目侧表面至该像源面于光轴上的距离为tl，该光学透镜组的最大像源高度为imh，并满足以下条件：0.99＜tl/imh＜1.92。借此，有助于在光学透镜组的总长度与显示器的有效发光区域的大小之间取得平衡。

46、本发明还根据一实施例提供的一种光学透镜组，由目侧至像源侧依序包含：一第一元件群，在该光学透镜组变焦时保持固定不动且包含一第一镜群；一第二元件群，在该光学透镜组从远点变焦至近点时由目侧移动至像源侧，且包含：一第二镜群，包含其目侧表面与像源侧表面的至少其中之一为平面的一透镜，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面为凸面；一光学膜层，位于该第二镜群中的该平面；以及一部分反射部分透射元件，位于该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面；以及一第三元件群，在该光学透镜组变焦时保持固定不动。

47、可选择的是，该光学透镜组中具屈折力的透镜总数为3、4或5片。

48、可选择的是，该第三元件群更包含一第二相位延迟元件。

49、而且，本发明还根据一实施例提供一种头戴式电子装置，包含：一外壳；一光学透镜组，设置在该外壳内；一影像源，设置在该外壳内且配置在该光学透镜组的像源面；以及一控制器，设置在该外壳内且电性连接该影像源。

50、本发明还根据一实施例提供的一种光学透镜组，由目侧至像源侧依序包含：一第一元件群，在该光学透镜组变焦时保持固定不动且包含一第一镜群；一第二元件群，在该光学透镜组从远点变焦至近点时由目侧移动至像源侧，且包含：一第二镜群，包含一具有正屈折力的透镜及至少一具有负屈折力的透镜，包含其目侧表面与像源侧表面的至少其中之一为平面的一透镜，该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面为凸面；一光学膜层，位于该第二镜群中的该平面；以及一部分反射部分透射元件，位于该第二镜群中最靠近像源侧的该透镜的像源侧表面；以及一第三元件群，在该光学透镜组变焦时保持固定不动。

51、可选择的是，该光学透镜组中具屈折力的透镜总数为3、4或5片。

52、可选择的是，该第三元件群更包含一第二相位延迟元件。