饼干透镜组件的制作方法

本发明涉及一种光学系统，特别涉及一种具有可调整焦距(focal length)的光学系统。

背景技术：

1、近眼显示器(例如：头戴式显示器)被应用于虚拟现实(virtual reality，vr)、扩增实境(augmented reality，ar)等系统，用以在用户的视场(field of view，fov)中创造虚拟图像。然而，在使用所述近眼显示器时，基于视觉辐辏调节冲突(vergenceaccommodation conflict，vac)的现象，会造成所述用户在估计物体的相对距离时，无法利用双眼同时进行辐辏调节等动作，导致所述用户容易出现视觉疲劳、眼睛疲劳等问题。

2、此外，为了提供使用者更好的视场效果，所述近眼显示器与每只眼睛间的距离通常保持在15mm至25mm的范围内，然而，当所述使用者佩戴有眼镜时，则会造成所述使用者的双眼与所述近眼显示器无法保持在前述的适当距离，而会对视场效果产生不利的影响。若额外提供配置于所述用户与所述近眼显示器间的眼镜，以供所述用户观看影像使用，则会在使用上造成麻烦。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种饼干透镜组件，可用于缓解一近眼显示器所引起的视觉辐辏调节冲突(vac)，及/或可应用于矫正视力。

2、本发明的饼干透镜组件，包含部分反射镜、反射偏振片、四分之一波片、偏振依赖光学元件及至少一偏振控制器。

3、所述反射偏光设置于所述部分反射镜的后方。

4、所述四分之一波片设置于所述部分反射镜与所述反射偏振片间。

5、所述偏振依赖光学元件设置于所述四分之一波片与所述反射偏振片间。

6、所述至少一偏振控制器位于所述四分之一波片与所述偏振依赖光学元件间的前方位置、或所述偏振依赖光学元件与所述反射偏振片间的后方位置，所述至少一偏振控制器经由电驱动而可自第一状态转换至第二状态。

7、其中，当光束沿着位于一z方向的光轴被导入所述饼干透镜组件，并穿过处于所述第一状态的所述偏振控制器时，所述光束的偏振方向被所述偏振控制器转换，当所述光束沿着所述光轴导入所述饼干透镜组件，并穿过处于所述第二状态的所述偏振控制器时，能防止所述光束的偏振方向被所述偏振控制器转换。

8、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述偏振依赖光学元件为透射式液晶元件。

9、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述偏振依赖光学元件选自固焦液晶透镜、电控可调焦液晶透镜、液晶光栅、液晶棱镜、液晶波前校正器、超颖透镜及其中至少一组合。

10、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述偏振控制器选自扭曲向列型液晶元件、液晶波片及其组合。

11、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述偏振依赖光学元件包括多个液晶分子，所述液晶分子的长轴平行于xz平面或yz平面的其中一者，且所述xz平面由x方向与所述z方向共同界定形成，所述yz平面由y方向与所述z方向共同界定形成，且所述x方向、所述y方向及所述z方向彼此正交。

12、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，当所述光束沿着位在所述z方向的光轴被导入所述饼干透镜组件，并穿过处于所述第一状态的所述偏振控制器时，会形成只通过所述偏振依赖光学元件一次的直线光路径。

13、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，当所述光束被导入所述饼干透镜组件，并穿过处于所述第二状态的所述偏振控制器时，会形成位于所述部分反射镜与所述反射偏振片间，且会通过所述偏振依赖光学元件三次的折叠光路径。

14、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述折叠光路径具有三个分别通过所述偏振依赖光学元件的传递路径段，当所述光束为在所述x方向偏振的x偏振光，则所述光束沿着其中两个传递路径段行进，并通过所述偏振依赖光学元件，当所述光束为在所述y方向偏振的y偏振光，则所述光束沿着剩余的另一个传递路径段行进，并通过所述偏振依赖光学元件。

15、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，包含两个分别位所述前方位置与所述后方位置的偏振控制器。

16、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，在其中一所述偏振控制器处于所述第一状态，而另一所述偏振控制器处于所述第二状态时，所述光束被导入所述饼干透镜组件会形成只通过所述偏振依赖光学元件一次的直线光路径。

17、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，当所述光束被导入所述饼干透镜组件，且所述偏振控制器皆处于所述第一状态及所述第二状态的其中一者时，会形成位于所述部分反射镜与所述反射偏振片间，且会通过所述偏振依赖光学元件三次的折叠光路径。

18、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述偏振控制器皆处于所述第一状态，所述折叠光路径具有三个分别通过所述偏振依赖光学元件的传递路径段，当所述光束为在所述y方向偏振的y偏振光，则所述光束沿着其中两个传递路径段行进，并通过所述偏振依赖光学元件，当所述光束为在所述x方向偏振的x偏振光，则所述光束沿着剩余的另一个传递路径段行进，并通过所述偏振依赖光学元件。

19、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述偏振控制器皆处于所述第二状态，所述折叠光路径具有三个分别通过所述偏振依赖光学元件的传递路径段，当所述光束为在所述x方向偏振的x偏振光，则所述光束沿着其中两个传递路径段行进，并通过所述偏振依赖光学元件，当所述光束为在所述y方向偏振的y偏振光，则所述光束沿着剩余的另一个传递路径段行进，并通过所述偏振依赖光学元件。

20、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述部分反射镜让第一圆偏振光部分地透射，并让部分的所述第一圆偏振光反射而转换成第二圆偏振光，所述第二圆偏振光的圆偏振方向不同于所述第一圆偏振光的圆偏振方向。

21、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述四分之一波片能将所述第一圆偏振光转换成第一线偏振光、将所述第一线偏振光转换成所述第一圆偏振光、将所述第二圆偏振光转换成第二线偏振光，或是将所述第二线偏振光转换成所述第二圆偏振光，且所述第二线偏振光的线偏振方向不同于所述第一线偏振光的线偏振方向。

22、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，处于所述第一状态的所述偏振控制器会将所述第一线偏振光转换成所述第二线偏振光，将所述第二线偏振光转换成所述第一线偏振光。

23、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，反射偏振片用来反射所述第一线偏振光，并让所述第二线偏振光透射。

24、较佳地，本发明所述的饼干透镜组件，其中，所述第一圆偏振光为左圆偏振光，所述第二圆偏振光为右圆偏振光，所述第一线偏振光为在所述x方向偏振的x偏振光，所述第二线偏振光为在所述y方向偏振的y偏振光。

25、本发明的有益效果在于：利用设置于所述四分之一波片与所述偏振依赖光学元件间及/或设置于所述偏振依赖光学元件与所述反射偏振片间的所述至少一偏振控制器，并视需求切换所述至少一偏振控制器，使其处于所述第一状态或所述第二状态，而可使所述饼干透镜组件具有多种不同光焦度，因此，当所述饼干透镜组件设置于显示器与用户的双眼间时，经由调整所述饼干透镜组件自身的光焦度，能缓解所述用户的双眼因视觉辐辏调节冲突(vac)所造成的视觉疲劳与双眼的不适感。