光学系统的制作方法

1.本公开是关于一种光学系统。


背景技术：

2.扩增实境(augmented reality，ar)技术是让屏幕上的虚拟世界能够与现实世界场景进行结合与互动的技术。随着随身电子产品运算能力的提升，具有扩增实境功能的光学系统的用途也越来越广。为了实现良好的扩增实境效果，需要确保所生成的影像与肉眼的焦距相匹配。然而，现今的扩增实境装置并无法满足所有的需求。


技术实现要素：

3.本公开实施例提供一种光学系统，包括固定部以及第一光学组件。第一光学组件包括第一活动部以及第一驱动组件。第一活动部用以承载第一光学元件。第一驱动组件用以驱动第一活动部相对固定部运动。固定部包括第一框架，用以承载第二光学元件，第一活动部可相对固定部运动，影像投影至第二光学元件。
4.在一些实施例中，光学系统还包括反射元件，设置在固定部上，用以反射影像到第一光学元件上。固定部包括第二框架，设置在第一框架上，用以承载第三光学元件，其中第三光学元件可移除地设置在第二框架。第一光学元件包括透镜。第二光学元件包括透镜。第三光学元件包括透镜。第一光学元件用以让影像通过。第二光学元件用以让光线通过。第三光学元件用以让影像通过。第三光学元件用以让光线通过。第三光学元件包括减光镜，用以减低影像通过第三光学元件时的光通量。第三光学元件包括滤光镜，用以阻挡特定波长的光线。第一框架与第二框架在第一方向上排列。第一活动部设置在第一框架以及第二框架之间。第一活动部可相对固定部在第一方向上运动。第二框架包括第一止动部以及第二止动部，用以定义第一活动部相对于固定部的第一极限运动范围。第一止动部与第二止动部和第一框架隔开。在与第一方向垂直的第二方向上，第一止动部的长度大于第一活动部的长度。在第二方向上，第二止动部的长度小于第一活动部的长度。第二止动部与第一光学元件之间具有大于零之间隙。在第一方向上，第二光学元件与第二止动部至少部分重叠。当第一活动部相对固定部位于第一极限位置，第一活动部直接接触第一止动部。当第一活动部相对固定部位于一第二极限位置，第一活动部直接接触第二止动部。
5.在一些实施例中，光学系统还包括第一电路元件，设置在固定部上。第一驱动组件包括第一弹性元件、第一摩擦元件、以及第一驱动元件。第一弹性元件设置在第一活动部上。第一摩擦元件设置在第一弹性元件上。第一驱动元件设置在第一摩擦元件中以及第一电路元件上。第一活动部包括第一表面，与第一方向不平行。第一凹槽形成在第一表面。第一弹性元件、第一摩擦元件设置在第一凹槽中。第一摩擦元件设置在第一弹性元件以及第一驱动元件之间。第一摩擦元件具有金属的材质。第一活动部具有塑胶的材质。第一弹性元件具有塑胶的材质。第一弹性元件与第一活动部具有不同的材质。第一光学元件包括凹透镜或凸透镜。
6.在一些实施例中，光学系统还包括第一导引元件、第二导引元件、以及第三导引元件。第一导引元件设置在固定部，第一活动部可动地连接第一导引元件。第二导引元件设置在固定部，第一活动部可动地连接第二导引元件。第三导引元件设置在固定部，第一活动部可动地连接第三导引元件。第一导引元件具有柱状的结构，并在第一方向上延伸。第一导引元件设置在第二框架上，并且与第一框架隔开。第一导引元件位于第一止动部、第二止动部之间。第二导引元件具有柱状的结构，并在第一方向上延伸。第二导引元件设置在第一框架以及第二框架上。第一导引元件与第一驱动组件的最短距离和第一导引元件与第二导引元件的最短距离不同。第一导引元件与第二导引元件平行。在第二方向上，第一导引元件与第二导引元件至少部分重叠。在第三方向上，第一导引元件与第一驱动组件至少部分重叠。第三方向与第一方向垂直。在第三方向上，第二导引元件与第一驱动组件不重叠。在第一方向上，第一导引元件与第二导引元件的长度不同。在第三方向上，第二导引元件与第一导引元件不重叠。在第三方向上，第二导引元件与第三导引元件不重叠。第三导引元件具有柱状的结构，并在第一方向上延伸。在第三方向上，第三导引元件与第一驱动组件至少部分重叠。在第三方向上，第三导引元件与第一导引元件至少部分重叠。第三导引元件与第一驱动组件的最短距离和第二导引元件与第一驱动组件的最短距离不同。第三导引元件与第一驱动组件的最短距离和第一导引元件与第一驱动组件的最短距离相同。第三导引元件可动地设置在第一摩擦元件中。第一弹性元件对第一摩擦元件施加第一压缩力，以使第一摩擦元件以磨擦接触的方式连接第三导引元件。第三导引元件设置在第一凹槽中。在第二方向上，第一活动部、第一弹性元件、第一摩擦元件、第三导引元件至少部分重叠。第一驱动元件包括压电式驱动元件。第三导引元件的材料包括碳纤维。
7.在一些实施例中，光学系统还包括第一磁性元件、第二磁性元件、第一感测组件。第一磁性元件设置在第一框架上。第二磁性元件设置在第二框架上。第一感测组件用以感测第一活动部相对固定部的运动，第一感测组件包括第一感测元件、第二感测元件、第三感测元件、以及第四感测元件。第一感测元件设置在第一电路元件。第二感测元件设置在第一电路元件。第三感测元件设置在第一电路元件。第四感测元件设置在第一电路元件。第一感测元件、第二感测元件在第一方向上排列。第一感测元件、第三感测元件、第四感测元件在第一方向上排列。在第三方向上，第一磁性元件与第二磁性元件至少部分重叠。第一活动部还包括第二表面。第一表面与第二表面面朝不同的方向。第二表面平行第一方向。第二凹槽形成在第二表面。第三方向、第二方向以及第一方向互相垂直。
8.在一些实施例中，光学系统还包括第三磁性元件，设置在第二凹槽。第一感测组件经由感测第三磁性元件的磁场强度变化以感测第一活动部相对固定部运动。第三感测元件、第四感测元件经由感测第三磁性元件的磁场强度变化以感测第一活动部相对固定部的位置。沿着第三方向观察时，第一感测组件与第一驱动组件至少部分重叠。沿着第三方向观察时，第一感测组件与第三导引元件至少部分重叠。电路元件包括电性接点，用以电性连接第一电路元件与外部电路。在第一极限位置，第三磁性元件与第一感测元件的距离大于第三磁性元件与第二感测元件的距离。在第一极限位置，第三磁性元件与第一感测元件的距离大于第三磁性元件与第三感测元件的距离。在第一极限位置，第三磁性元件与第一感测元件的距离大于第三磁性元件与第四感测元件的距离。在第二极限位置，第三磁性元件与第一感测元件的距离小于第三磁性元件与第二感测元件的距离。在第二极限位置，第三磁
性元件与第一感测元件的距离小于第三磁性元件与第三感测元件的距离。在第二极限位置，第三磁性元件与第一感测元件的距离小于第三磁性元件与第四感测元件的距离。
9.在一些实施例中，光学系统还包括第二光学组件。第二光学组件包括第二活动部、第二驱动组件。第二活动部用以承载第四光学元件，第二活动部可相对固定部运动。第二活动部可相对第一活动部运动。第二驱动组件用以驱动第二活动部相对固定部运动。第一导引元件与第二光学组件的最短距离大于第二导引元件与第二光学组件的最短距离。
10.在一些实施例中，光学系统还包括影像处理组件、第一储能元件。影像处理组件用以产生影像。影像处理组件包括测距元件、处理元件、影像源、以及检测元件。测距元件用以感测测距元件与待测物的距离。处理元件电性连接测距元件并具有演算单元。影像源电性连接处理元件并用以投射影像。检测元件电性连接处理元件，用以检测使用者的眼睛状态。第一储能元件，通过第一电路元件电性连接第一驱动组件，用以提供能量给第一驱动组件、第一感测组件、影像处理组件。第一储能元件包括电池。测距元件根据待测物与测距元件的距离，提供距离信号给处理元件。处理元件根据距离信号调整影像的大小。处理元件根据距离信号提供影像信号给影像源。影像源根据影像信号提供影像到反射元件上，以通过反射元件将影像反射到第二光学元件上。处理元件根据检测元件提供的检测信号输出第一反馈信号给第一驱动组件。第一驱动组件根据第一反馈信号，移动第一活动部至第一对焦位置。
11.在一些实施例中，固定部还包括第五框架、第六框架，用以固定光学系统。第五框架、第六框架包括镜架。影像源与第一光学元件的最短距离大于影像源与第四光学元件的最短距离。测距元件与第一光学元件的最短距离小于测距元件与第四光学元件的最短距离。第一对焦位置位于第一极限运动范围中。
12.在一些实施例中，固定部还包括第三框架、第四框架、第五光学元件、第六光学元件。第四框架设置在第三框架上。第五光学元件设置在第三框架上。第六光学元件设置在第四框架上。第五光学元件与第六光学元件在第一方向上排列。第二活动部设置在第三框架以及第四框架之间。第二活动部可相对固定部在第一方向上运动。第四光学元件具有凹透镜或凸透镜的结构。影像源根据影像信号，提供影像到反射元件上，以通过反射元件将影像反射到第四光学元件上。处理元件根据检测元件提供的检测信号，输出第二反馈信号给第二驱动组件。第二驱动组件根据第二反馈信号，移动第二活动部至第二对焦位置。
附图说明
13.以下将配合所附图式详述本公开的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，多种特征并未按照比例绘示且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。
14.图1是根据本公开一些实施例绘示的光学系统的示意图。
15.图2a是光学系统一部分元件的爆炸图。
16.图2b是光学系统一些元件的示意图。
17.图3a、图4a、图5a、图6a是第一活动部相对于固定部在第一极限位置时，光学系统从不同方向观察时的示意图。
18.图3b、图4b、图5b、图6b是第一活动部相对于固定部在第二极限位置时，光学系统从不同方向观察时的示意图。
19.图7是光学系统一些元件的示意图。
20.图8是光学系统一些元件的剖面图。
21.图9是光学系统的影像处理组件的方框图。
22.其中，附图标记说明如下：
23.11：第一框架
24.12：第二框架
25.12a：第一止动部
26.12b：第二止动部
27.13：第三框架
28.14：第四框架
29.15：第五框架
30.16：第六框架
31.21：第一活动部
32.21a：第一表面
33.21b：第二表面
34.21c：第一凹槽
35.21d：第二凹槽
36.22：第二活动部
37.31：第一光学元件
38.32：第二光学元件
39.33：第三光学元件
40.34：第四光学元件
41.35：第五光学元件
42.36：第六光学元件
43.40：第一驱动组件
44.41：第一驱动元件
45.42：第一弹性元件
46.43：第一摩擦元件
47.44：第一摩擦元件
48.45：第二驱动组件
49.50：第一电路元件
50.51：第一导引元件
51.52：第二导引元件
52.53：第三导引元件
53.61：第一储能元件
54.62：第一磁性元件
55.63：第二磁性元件
56.64：第三磁性元件
57.65：第一感测组件
58.65a：第一感测元件
59.65b：第二感测元件
60.65c：第三感测元件
61.65d：第四感测元件
62.70：影像处理组件
63.71：影像源
64.72：处理元件
65.73：测距元件
66.74：反射元件
67.75：检测元件
68.80：电性接点
69.91：距离
70.92：距离信号
71.93：影像信号
72.94：影像
73.95：检测信号
74.96a：第一反馈信号
75.96b：第二反馈信号
76.100：光学系统
77.d1，d2，l1，l2，l3：长度
78.dr1：第一方向
79.dr2：第二方向
80.dr3：第三方向
81.f：固定部
82.m1：第一光学组件
83.m2：第二光学组件
84.ob：待测物
具体实施方式
85.以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本公开。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本公开的范围。举例来说，在说明书中提到第一特征部件形成于第二特征部件之上，其可包括第一特征部件与第二特征部件是直接接触的实施例，另外也可包括于第一特征部件与第二特征部件之间另外有其他特征的实施例，换句话说，第一特征部件与第二特征部件并非直接接触。
86.此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示，这些重复仅为了简单清楚地叙述本公开，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，在本公开中的在另一特征部件之上形成、连接到及/或耦接到另一特征部件可包括其中特征部件形成为直接接触的实施例，并且还可包括其中可形成插入上述特征部件的附加特征部件的实施
例，使得上述特征部件可能不直接接触。此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“垂直的”、“上方”、“上”、“下”、“底”及类似的用词(如“向下地”、“向上地”等)，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词旨在涵盖包括特征的装置的不同方向。
87.除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此有特别定义。
88.再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词，以修饰权利要求的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该等序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。
89.此外，在本公开一些实施例中，关于接合、连接的用语例如「连接」、「互连」等，除非特别定义，否则可指两个结构是直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。
90.图1是根据本公开一些实施例绘示的光学系统100的示意图。在一些实施例中，光学系统100例如可为一种眼镜，并且主要可包括固定部f(包括第一框架11、第二框架12、第三框架13、第四框架14、第五框架15、第六框架16)、第一光学组件m1、第二光学组件m2。第一光学组件m1可包括第一活动部21、第一光学元件31、第二光学元件32、第三光学元件33，第二光学组件m2可包括第二活动部22、第四光学元件34、第五光学元件35、第六光学元件36。
91.在一些实施例中，第一光学元件31、第四光学元件34可包括透镜，例如凸透镜、凹透镜等用以改变影像焦距的光学元件。第二光学元件32、第三光学元件33、第五光学元件35、第六光学元件36可包括透镜，例如平面透镜，以允许光线通过。在一些实施例中，第一光学组件m1以及第二光学组件m2例如可分别对应于使用者的双眼，以调整抵达使用者眼睛的光线焦距。
92.在一些实施例中，第一光学元件31可设置在第一活动部21上，第二光学元件32可设置在第一框架11上，第三光学元件33可设置在第二框架12上，第四光学元件34可设置在第二活动部22上，第五光学元件35可设置在第三框架13上，第六光学元件36可设置在第四框架14上。
93.第五框架15可连接第一框架11，而第六框架16可连接第三框架13，例如第一框架11、第三框架13、第五框架15、第六框架16可一体成形。在一些实施例中，第一框架11、第二框架12可在第一方向dr1上排列。第三框架13、第四框架14可在第一方向dr1上排列。也就是说，在一些实施例中，第一光学元件31、第二光学元件32、第三光学元件33在第一方向dr1上排列，而第四光学元件34、第五光学元件35、第六光学元件36在第一方向dr1上排列。在一些实施例中，第五框架15、第六框架16例如包括镜架，可用以固定光学系统100，并且允许使用者以眼镜的形式配戴光学系统100。
94.在一些实施例中，第一活动部21可设置在第一框架11以及第二框架12之间。换句话说，第一光学元件31可设置在第二光学元件32以及第三光学元件33之间。在一些实施例
中，第二活动部22可设置在第三框架13以及第四框架14之间。换句话说，第四光学元件34可设置在第五光学元件35以及第六光学元件36之间。因此，可通过改变设置在第二光学元件32以及第三光学元件33之间的第一光学元件31的位置，以及改变设置在第五光学元件35以及第六光学元件36之间的第四光学元件34的位置，来使影像与使用者的眼睛对焦。
95.在一些实施例中，第三光学元件33、第六光学元件36可用来避免第一光学元件31、第四光学元件34在移动时与使用者的眼睛直接接触。在一些实施例中，使用者可视需求更换或拆卸第三光学元件33或第六光学元件36。
96.在一些实施例中，光学系统100还包括第一驱动组件40、第二驱动组件45。第一驱动组件40可用以驱动第一活动部21相对于固定部f(例如第一框架11、第二框架12)在第一方向dr1上进行运动。第二驱动组件45可用以驱动第二活动部22相对于固定部f(例如第三框架13、第四框架14)在第一方向dr1上进行运动。因此，第一光学元件31、第四光学元件34可相对于固定部f在第一方向dr1上进行运动，以达成调整焦距的功能。在一些实施例中，第一驱动组件40、第二驱动组件45可分开进行驱动，以配合使用者双眼的不同焦距。
97.图2a是光学系统100一部分元件的爆炸图，图2b是光学系统100一些元件的示意图，其中主要绘示出了第一光学组件m1一侧的元件。在一些实施例中，第一活动部21可包括面朝不同方向的第一表面21a以及第二表面21b，第一表面21a上可具有第一凹槽21c，而第二表面21b上可具有第二凹槽21d。第一表面21a与第一方向dr1不平行(例如为垂直)，而第二表面21b与第一方向dr1平行，且与第三方向dr3不平行(例如为垂直)。
98.在一些实施例中，光学系统100的第一驱动组件40可包括第一驱动元件41、第一弹性元件43、第一摩擦元件44、以及第三导引元件53。第一驱动组件40可通过第一电路元件50设置在固定部f(例如第二框架12)上，例如第一驱动元件41可连接第一电路元件50。第一电路元件50可通过电性接点80(例如为焊球)固定在第二框架12上，电性接点80可用以电性连接第一电路元件50与一外部电路(未绘示)。
99.在一些实施例中，第一驱动元件41可连接第三导引元件53，第三导引元件53可具有柱状的形状，在第一方向dr1上延伸，并且第三导引元件53的一端可设置在第一驱动元件41上，而另一端可穿过第二框架12，并且被第一弹性元件43、第一摩擦元件44所包覆。
100.第一弹性元件43、第一摩擦元件44可设置在第一活动部21的第一凹槽21c中。第一弹性元件43可包覆第一摩擦元件44，并且对第一摩擦元件44施加朝向第三导引元件53的第一压缩力。因此，第三导引元件53可通过摩擦接触的方式可动地连接第一摩擦元件44。在一些实施例中，第一活动部21、第一弹性元件43的材料可包括塑胶，第一摩擦元件44的材料可包括金属，第三导引元件53的材料可包括碳纤维。此外，第一活动部21、第一弹性元件43可具有不同的材质。
101.第一驱动元件41例如可包括压电式的驱动元件，可驱动第三导引元件53在第一方向dr1上进行来回运动，从而可驱动设置有第一摩擦元件44的第一活动部21在第一方向dr1上进行运动。举例来说，若第三导引元件53在运动时，与第一摩擦元件44之间的摩擦力小于最大静摩擦力，则第三导引元件53会与第一摩擦元件44一起移动，进而带动第一活动部21进行运动。若第三导引元件53在运动时，与第一摩擦元件44之间的摩擦力超过最大静摩擦力，则第三导引元件53会相对第一摩擦元件44进行运动，此时第一活动部21不进行移动。通过交替进行这两种状态，可驱动第一活动部21在第一方向dr1上进行运动。
102.在一些实施例中，可通过柱状的第一导引元件51、第二导引元件52、第三导引元件53来连接第一框架11、第二框架12、以及第一活动部21。第一导引元件51、第三导引元件53可固定在第二框架12，并与第一框架11分开，第二导引元件52可固定在第一框架11、第二框架12上。第一活动部21可以可动地连接第一导引元件51、第二导引元件52、第三导引元件53。在一些实施例中，第一导引元件51、第二导引元件52、第三导引元件53可在第一方向dr1上延伸，并且可彼此平行。借此，可限制第一活动部21在第一方向dr1上进行运动。在一些实施例中，第一导引元件51与第二光学组件m2的最短距离大于第二导引元件52与第二光学组件m2的最短距离，也就是说和第一导引元件51相比，第二导引元件52离第二光学组件m2较近。
103.在一些实施例中，光学系统100还可包括各种电子元件，例如第一储能元件61、第一磁性元件62、第二磁性元件63、影像处理组件70(包括影像源71、处理元件72、测距元件73、检测元件75)、反射元件74。
104.第一储能元件61可用以提供光学系统100在运作时所需的能量，例如可为电池。在一些实施例中，第一储能元件61可设置在固定部f上，例如设置在第二框架12以及第五框架15之间，并且至少部分露出于第二框架12。举例来说，第二方向dr2、第三方向dr3可与第一方向dr1彼此不同(例如垂直)，第二方向dr2、第三方向dr3可彼此不同(例如垂直)。且在第一方向dr1、第二方向dr2上，第一储能元件61未露出于第二框架12。在第三方向dr3上，第一储能元件61至少部分露出于第二框架12。在一些实施例中，第一储能元件61可通过第一电路元件50电性连接第一驱动组件40，用以提供能量给第一驱动组件40、第一感测组件65、影像处理组件70。
105.第一磁性元件62例如为磁铁，可固定在第二框架12上。第二磁性元件63例如可为具有铁磁性的金属(例如铁、钴、镍、其合金等)，可固定在第五框架15上。在第三方向dr3上，第一磁性元件62与第二磁性元件63至少部分重叠。因此，可通过第一磁性元件62以及第二磁性元件63之间的磁吸引力，而将第二框架12吸附在第五框架15上。借此，可容易地拆卸第二框架12，以轻易更换第一储能元件61。
106.影像处理组件70、反射元件74可设置在第五框架15上，而影像源71可用以提供影像94到反射元件74上，再经由反射元件74将此影像94反射并通过第一光学元件31、第二光学元件32、第三光学元件33上，从而到达使用者的眼中。此外，外界的光线也可通过第一光学元件31、第二光学元件32、第三光学元件33以同时到达使用者的眼中，以达到扩增实境的功能。
107.在一些实施例中，第三光学元件33或第六光学元件36可包括减光镜或滤光镜，以减低影像通过第三光学元件33或第六光学元件36时的光通量，或用以阻挡特定波长的光线，而仅允许其他波长的光线通过。借此，可以增加使用者眼睛所接收到的影像品质。
108.在一些实施例中，可在第一活动部21的第二凹槽21d中设置第三磁性元件64(例如为磁铁)，并且露出于第二凹槽21d，而可在第一电路元件50面朝第一活动部21的一侧设置第一感测组件65(例如可包括第一感测元件65a、第二感测元件65b、第三感测元件65c、第四感测元件65d)。第一感测组件65可用以感测第一活动部21相对于固定部f运动时，第三磁性元件64所造成的磁场变化，进而得到第一活动部21相对于固定部f的位置。第一感测元件65a、第二感测元件65b、第三感测元件65c、第四感测元件65d可在第一方向dr1上排列，以感
测第一活动部21在第一方向dr1上的位置。
109.图3a、图4a、图5a、图6a是第一活动部21相对于固定部f在第一极限位置时，光学系统100从不同方向观察时的示意图。图3b、图4b、图5b、图6b是第一活动部21相对于固定部f在第二极限位置时，从不同方向观察时的示意图。图7是光学系统100一些元件的示意图。图8是光学系统100一些元件的剖面图。
110.在一些实施例中，第二框架12可包括第一止动部12a、第二止动部12b，用以定义第一活动部21相对于固定部f的第一极限运动范围。在一些实施例中，第一极限运动范围可为从第一极限位置到第二极限位置之间的范围，而第一活动部21可在第一极限位置与第二极限位置之间移动。在一些实施例中，第一极限位置可为第一活动部21接触第一止动部12a时的位置，而第二极限位置可为第一活动部21接触第二止动部12b时的位置。类似地，第二活动部22也可具有相对于固定部f的第二极限运动范围，于此不再赘述。
111.在一些实施例中，第一导引元件51、第二导引元件52、第三导引元件53可位在第一止动部12a、第二止动部12b之间。第一导引元件51、第三导引元件53可穿过第一止动部12a、第二止动部12b，而第二导引元件52可穿过第一止动部12a，并且与第二止动部12b隔开。在一些实施例中，第一止动部12a与第二止动部12b和第一框架11隔开。在一些实施例中，如图5a所示，在第一方向dr1上，第二光学元件32与第二止动部12b至少部分重叠。
112.在一些实施例中，第一导引元件51与第一驱动组件40的最短距离和第一导引元件51与第二导引元件52的最短距离不同。举例来说，第一导引元件51与第一驱动组件40的最短距离可小于第一导引元件51与第二导引元件52的最短距离。在一些实施例中，第三导引元件53与第一驱动组件40的最短距离和第二导引元件52与第一驱动组件40的最短距离不同。举例来说，第三导引元件53与第一驱动组件40的最短距离可小于第二导引元件52与第一驱动组件40的最短距离。在一些实施例中，第三导引元件53与第一驱动组件40的最短距离和第一导引元件51与第一驱动组件40的最短距离相同。
113.在一些实施例中，在第二方向dr2上，第一止动部12a可具有长度l1，第二止动部12b可具有长度l2，而第一活动部21可具有长度l3。在第二方向dr2上，第一活动部21、第一弹性元件43、第一摩擦元件44、第三导引元件51至少部分重叠。在一些实施例中，长度l1、长度l2、长度l3可彼此不同。举例来说，长度l1可大于长度l3，而长度l2可小于长度l3。
114.在一些实施例中，在第一极限位置时，在第三方向dr3上，第一活动部21与第四感测元件65d至少部分重叠。在第二极限位置时，在第三方向dr3上，第一活动部21与第一感测元件65a至少部分重叠。应注意的是，在第一极限运动范围中，第一止动部12a、第二止动部12b不会直接接触第一框架11、第一光学元件31，也就是说第一止动部12a、第二止动部12b与第一框架11、第一光学元件31会有大于零的间隙，以防止第一光学元件11受到损坏。
115.在一些实施例中，如图4a、图4b所示，在第二方向dr2上，第一导引元件51与第二导引元件52至少部分重叠。在一些实施例中，如图5a、图5b所示，在第三方向dr3上，第一驱动组件40、第一导引元件51、第三导引元件53彼此至少部分重叠，第二导引元件52与第一驱动组件40、第一导引元件51、第三导引元件53不重叠。
116.在第一方向dr1上，第一导引元件51与第二导引元件52的长度不同。举例来说，第一导引元件51可具有长度d1，第二导引元件52可具有长度d2，且长度d2可大于长度d1。在第三方向dr3上，第一感测组件65与第一驱动组件40(例如第三导引元件53)至少部分重叠。通
过使各元件在特定方向上重叠，可降低在其他方向上的尺寸，而达到小型化。
117.图4a以及图4b绘示在第一极限位置、第二极限位置时，第三磁性元件64与第一感测组件65的位置关系。如图4a所示，在第一极限位置，第三磁性元件64与第一感测元件65a的距离大于第三磁性元件64与第二感测元件65b的距离，第三磁性元件64与第一感测元件65a的距离大于第三磁性元件64与第三感测元件65c的距离，第三磁性元件64与第一感测元件65a的距离大于第三磁性元件64与该第四感测元件65d的距离。换句话说，第三磁性元件64与第一感测元件65a的距离此时为最远。
118.如图4b所示，在第二极限位置，第三磁性元件64与第一感测元件65a的距离小于第三磁性元件64与第二感测元件65b的距离，第三磁性元件64与第一感测元件65a的距离小于第三磁性元件64与第三感测元件65c的距离，第三磁性元件64与第一感测元件65a的距离小于第三磁性元件64与该第四感测元件65d的距离。换句话说，第三磁性元件64与第一感测元件65a的距离此时为最近。通过前述距离关系，可判断设置有第三磁性元件64的第一活动部21相对于固定部f的位置，以允许对第一活动部21的位置进行控制。
119.应注意的是，虽然前述实施例是关于第一光学组件m1一侧的元件，但第二光学组件m2一侧的元件亦可具有类似的结构，例如可具有大致上对称的结构，于此不再赘述。
120.图9是光学系统100的影像处理组件70运作时的方框图。首先，测距元件73可用以感测测距元件73与待测物ob的距离91。接着，测距元件73根据此距离91发出距离信号92给处理元件72。处理元件72电性连接测距元件73，并具有演算单元，以对此距离信号92进行处理。举例来说。处理元件72将距离信号92进行处理，以转换为影像信号93，并将影像信号93提供给影像源71。在一些实施例中，影像源71可电性连接处理元件72，并用以根据影像信号93来产生影像94，再将影像94投射到反射元件74。接着，反射元件74再将影像94反射到第二光学元件32(或第四光学元件34)上，以通过第一光学组件m1、第二光学组件m2而传递到使用者的眼中。在一些实施例中，处理元件72可根据距离信号92来调整影像94的大小。
121.在一些实施例中，检测元件75可电性连接处理元件72，用以检测使用者的眼睛状态(例如瞳孔大小等)，以得到使用者眼睛的焦距，进而决定投射影像94的方式。举例来说，检测元件75检测使用者的眼睛状态之后，可根据眼睛状态提供检测信号95给处理元件72。处理元件72根据检测元件75提供的检测信号95输出第一反馈信号96a给第一驱动组件40，以及输出第二反馈信号96b给第二驱动组件45。
122.应注意的是，检测信号95可包括使用者双眼的不同信息，而第一反馈信号96a、第二反馈信号96b也分别包括使用者双眼的不同信息。第一驱动组件40根据第一反馈信号96a，移动第一活动部21至第一对焦位置。第二驱动组件45根据第二反馈信号96b，移动第二活动部22至第二对焦位置。换句话说，影像处理组件70可根据使用者双眼的不同状态，来分开驱动第一活动部21、第二活动部22，以达到最佳的显示效果。应注意的是，在一些实施例中，第一对焦位置位在第一极限运动范围中，而第二对焦位置位在第二极限运动范围中。
123.在一些实施例中，如图1所示，影像源71与第一光学元件31的最短距离大于影像源71与第四光学元件34的最短距离，测距元件73与第一光学元件31的最短距离小于测距元件73与第四光学元件34的最短距离。换句话说，影像源71、测距元件73可分别设置在对应使用者的左右眼处，以通过不同的部位进行不同的功能。
124.综上所述，本公开实施例提供一种光学系统，包括固定部以及第一光学组件。第一
光学组件包括第一活动部以及第一驱动组件。第一活动部用以承载第一光学元件。第一驱动组件用以驱动第一活动部相对固定部运动。固定部包括第一框架，用以承载第二光学元件，第一活动部可相对固定部运动，影像投影至第二光学元件。借此，可控制投影到使用者眼睛的影像，以达到扩增实境的功能。本公开所公开各元件的特殊相对位置、大小关系可使光学系统达到特定方向的薄型化、整体的小型化。
125.虽然本公开的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本公开的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本公开揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本公开使用。因此，本公开的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本公开的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。