TWI627493B - 組合式光學鏡頭以及具有該組合式光學鏡頭的光學影像裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種組合式光學鏡頭以及一種具有該組合式光學鏡頭的光學影像裝置。光學影像裝置包括一可見光發光單元、一不可見光發光單元、至少一可見光透鏡組以及至少一不可見光透鏡組，且可見光發光單元所提供的可見光束係穿過至少一可見光透鏡組並改變行徑方向，而不可見光發光單元所提供的不可見光束則穿過至少一不可見光透鏡組並改變行徑方向。

Description

組合式光學鏡頭以及具有該組合式光學鏡頭的光學影像裝置

本發明係關於一種組合式光學鏡頭，尤其關於一種應用於光學影像裝置的組合式光學鏡頭。

日常生活中，投影裝置經常被用來將圖文或影像資料投射放大於投射面上，令使用者觀看時更具有視覺上的舒適性，且電子設備均有朝向輕、薄、短小之設計趨勢來符合人性的需求，因此投影裝置也不例外地趨於微小化，俾能應用於3G或4G手機、PDA等電子產品，亦或成為一種可隨身攜帶的小型投影裝置，藉此使用者可隨處利用投影裝置來播放欲觀賞的影片，輕鬆地達到娛樂之效果。

請參閱圖1，其為習知投影裝置的第一結構示意圖。投影裝置2A包括發光單元21a、顯示元件22a以及光學鏡頭23，且顯示元件22a設置於發光單元21a及光學鏡頭23a之間；其中，顯示元件22a為一穿透式液晶(LCD)元件，且發光單元21a用以提供可見光束25予顯示元件22a上，顯示元件22a則因應發光單元21a所提供的可見光束25而呈現影像畫面，當可見光束25再由顯示元件22a入射至光學鏡頭23並接著向外輸出後，影像畫面會投 影至一投射面9上。

請參閱圖2，其為習知投影裝置的第二結構示意圖。投影裝置2B包括發光單元21b、偏光分離稜鏡(PBS，Polarized Beam Splitter)24b、顯示元件22b以及光學鏡頭23，且偏光分離稜鏡24b設置於顯示元件22b、發光單元21b以及光學鏡頭23之間；其中，顯示元件22b係為一反射式液晶(LCOS)元件，且發光單元21b所提供的可見光束25透過偏光分離稜鏡24b而照射至顯示元件22b上，顯示元件22b則因應發光單元21b所提供的可見光束25而呈現影像畫面，當可見光束25再由顯示元件22b入射至偏光分離稜鏡24b並接著通過光學鏡頭23而向外輸出後，影像畫面會投影至投射面9上。

請參閱圖3，其為習知投影裝置的第三結構示意圖。投影裝置2C包括發光單元21c、全內反射稜鏡(TIR，Total Internal Reflection)24c、顯示元件22c以及光學鏡頭23，且全內反射稜鏡24c設置於顯示元件22c、發光單元21c以及光學鏡頭23之間；其中，顯示元件22b係為一數位微型反射鏡(DMD)元件，且發光單元21c所提供的可見光束25透過偏光分離稜鏡24c而照射至顯示元件22c上，顯示元件22b則因應發光單元21c所提供的可見光束25而呈現影像畫面，當可見光束25再由顯示元件22c入射至全內反射稜鏡24c並接著通過光學鏡頭23而向外輸出後，影像畫面會投影至投射面9上。

請參閱圖4，其為習知投影裝置之光學鏡頭的結構示意圖，亦為圖1~圖3所示光學鏡頭的結構示意圖。光學鏡頭23內包括有一光學透鏡組231，且光學透鏡組231的複數個光學透鏡係沿著光軸2311的方向從物端至像端依序排列；其中，光學透鏡組231係設計來使來自顯示元件22並入射其中的可見光束25改變行徑方向，因此顯示元件22的影像畫面才得以向特定方向投射並予以放大。

再者，隨著生活品質的提升，人們對於影像呈現的 訴求，已從傳統的2D平面影像、3D平面影像發展至現階段的3D立體影像，其訴求目的是在於觀賞影像呈現的真實性，令人們在觀看的時候可以有身歷其境的感覺。然而，習知投影裝置因其光學鏡頭僅具有單一光學透鏡組，故要投射並呈現出擬真的3D立體影像是具有難度，更別論如何使習知的投影裝置達成裸視3D的效果。

此外，因應娛樂性以及便利性的需求，人們越來越期望能夠與投影裝置所投射出來的影像進行互動，但在這樣的需求下，開發者就得在習知的投影裝置外額外配置其他的設備，如感應人類行為的感應裝置，以符合人們的需求，然而此將造成整體系統龐大，反而與微小化的趨勢相違背。

根據以上的說明可知，習知的投影裝置及其光學鏡頭仍具有改善的空間。

本發明之一目的在提供一種具有多個光學透鏡組的組合式光學鏡頭，其可分別將穿過其中的可見光束以及不可見光束聚焦在一或多聚焦面上；其中，分別屬於不同光學透鏡組之多個相對應的透鏡係一體成形地相連，令組合式光學鏡頭的組裝更為容易，並具有能夠微型化的優勢，故適合應用於手持行動裝置或穿戴式裝置。

本發明之另一目的在提供一種具有上述組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其可投射出3D立體影像作為感應之用，應用於人機互動的環境中，可利於人們與3D立體影像進行互動。

於一較佳實施例中，本發明提供一種組合式光學鏡頭，包括：複數個光學透鏡組，包括至少一可見光透鏡組以及至少一不可見光透鏡組，且任一該可見光透鏡組係供至少一可見光束穿過 其中並改變行徑方向，而任一該不可見光透鏡組係供至少一不可見光束穿過其中並改變行徑方向；以及一殼體，用以容置該複數個光學透鏡組。

於一較佳實施例中，該複數個光學透鏡組中之一者係為一中心光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之其它者係分別為一周邊光學透鏡組，並圍繞於該中心光學透鏡組。

於一較佳實施例中，該中心光學透鏡組包括該至少一可見光透鏡組中之一者或是該至少一不可見光透鏡組中之一者。

於一較佳實施例中，該中心光學透鏡組之一中心光軸與至少一該周邊光學透鏡組之一周邊光軸之間具有一夾角。

於一較佳實施例中，該夾角與一觀賞者的位置有關，或該夾角小於20度。

於一較佳實施例中，該複數個光學透鏡組中之一者係為具有一第一透鏡的一第一光學透鏡組，且該複數個光學透鏡組中之一另一者係為具有一第二透鏡的一第二光學透鏡組；其中，該第一透鏡與該第二透鏡為一體成形地相連。

於一較佳實施例中，該至少一可見光束係來自於用以呈現一影像畫面的一顯示元件，且該影像畫面係於該至少一可見光束穿經過該至少一可見光透鏡組後向外投射；及/或任一該不可見光透鏡組至少包括一透鏡，用以供該至少一不可見光束從該透鏡之一第一透鏡面進入，並從該透鏡之一第二透鏡面輸出；及/或該至少一不可見光束包括一紫外光束、一紅外光束、一近紅外光束以及一遠紅外光束中之至少一者；及/或該組合式光學鏡頭係應用於一手持行動裝置或一穿戴式裝置。

於一較佳實施例中，本發明亦提供一種具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，包括： 至少一可見光發光單元，提供複數可見光束；以及複數個光學透鏡組，包括至少一可見光透鏡組以及至少一不可見光透鏡組，且任一該可見光透鏡組係供該複數可見光束中之至少部分者穿過其中並改變行徑方向，而任一該不可見光透鏡組係供至少一不可見光束穿過其中並改變行徑方向。

於一較佳實施例中，具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置係為一光學投影裝置，且該光學投影裝置包括至少一顯示元件；其中，該至少一顯示元件係因應該複數可見光束中之至少部分者而呈現至少一影像畫面，且該至少一影像畫面係於該複數可見光束中之該至少部分者穿經過相對應之該可見光透鏡組後向外投射。

於一較佳實施例中，該至少一顯示元件係為單一顯示元件，且該至少一影像畫面至少包括一第一影像畫面以及一第二影像畫面，抑或是該至少一顯示元件至少包括呈現該第一影像畫面的一第一顯示元件以及呈現該第二影像畫面的一第二顯示元件；其中，該至少一可見光透鏡組至少包括相對應於該第一影像畫面之一第一可見光透鏡組以及相對應於該第二影像畫面之一第二可見光透鏡組，且該第一影像畫面係經由該第一可見光透鏡組而被投射至一第一投射區塊上，而該第二影像畫面係經由該第二可見光透鏡組而被投射至一第二投射區塊上。

於一較佳實施例中，該第一投射區塊以及該第二投射區塊係共平面或是不共平面；及/或該第一投射區塊以及該第二投射區塊係至少部份重疊或是不重疊；及/或該第一影像畫面以及該第二影像畫面係同時或是依序在不同時間被投射。

於一較佳實施例中，該複數個光學透鏡組中之一者係為一中心光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之其它者係分別為一周邊光學透鏡組，並圍繞於該中心光學透鏡組。

於一較佳實施例中，該中心光學透鏡組包括該至少一可見光透鏡組中之一者或是該至少一不可見光透鏡組中之一者；及/或該中心光學透鏡組之一中心光軸與至少一該周邊光學透鏡組之一周邊光軸之間具有一夾角。

於一較佳實施例中，具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置更包括用以容置該複數個光學透鏡組的一殼體；及/或該至少一不可見光束包括一紫外光束、一紅外光束、一近紅外光束以及一遠紅外光束中之至少一者；及/或該複數個光學透鏡組中之一者係為具有一第一透鏡的一第一光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之一另一者係為具有一第二透鏡的一第二光學透鏡組，且該第一透鏡連接於該第二透鏡。

於一較佳實施例中，本發明亦提供一種具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，包括：至少一顯示元件，包括至少一發光單元，且該至少一顯示元件係因應該至少一發光單元所提供之複數光束而至少呈現一第一影像畫面以及一第二影像畫面；以及複數個光學透鏡組，至少包括相對應於該第一影像畫面的第一可見光透鏡組以及相對應於該第二影像畫面的第二可見光透鏡組，且該第一可見光透鏡組用以使該第一影像畫面投射至一第一投射區塊上，而該第二可見光透鏡組用以使該第二影像畫面投射至一第二投射區塊上；其中，且該第一投射區塊以及該第二投射區塊不完全重疊。

於一較佳實施例中，該第一投射區塊以及該第二投射區塊係共平面；抑或是該第一投射區塊以及該第二投射區塊不共平面。

於一較佳實施例中，該至少一顯示元件係為單一顯示元件，且該單一顯示元件呈現該第一影像畫面以及該第二影像畫面；抑或是該至少一顯示元件包括一第一顯示元件以及一第二 顯示元件，且該第一顯示元件呈現該第一影像畫面，而該第二顯示元件呈現該第二影像畫面。

於一較佳實施例中，該複數個光學透鏡組還包括至少一不可見光透鏡組，供至少一不可見光束穿過其中並改變行徑方向；及/或該複數個光學透鏡組中之一者係為一中心光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之其它者係分別為一周邊光學透鏡組，並圍繞於該中心光學透鏡組；及/或該複數個光學透鏡組中之一者係為具有一第一透鏡的一第一光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之一另一者係為具有一第二透鏡的一第二光學透鏡組，且該第一透鏡連接於該第二透鏡。

於一較佳實施例中，該第一影像畫面以及該第二影像畫面係同時或是依序在不同時間被投射。

2A‧‧‧投影裝置

2B‧‧‧投影裝置

2C‧‧‧投影裝置

3‧‧‧組合式光學鏡頭

4A‧‧‧光學影像裝置

4B‧‧‧光學影像裝置

4C‧‧‧光學影像裝置

4D‧‧‧光學影像裝置

9‧‧‧投射面

11‧‧‧人體

21a‧‧‧發光單元

21b‧‧‧發光單元

21c‧‧‧發光單元

22‧‧‧顯示元件

22a‧‧‧顯示元件

22b‧‧‧顯示元件

22c‧‧‧顯示元件

23‧‧‧光學鏡頭

24b‧‧‧偏光分離稜鏡

24c‧‧‧全內反射稜鏡

25‧‧‧可見光束

30‧‧‧殼體

31‧‧‧第一光學透鏡組

32‧‧‧第二光學透鏡組

33‧‧‧第三光學透鏡組

34‧‧‧第四光學透鏡組

35‧‧‧第五光學透鏡組

40‧‧‧可見光發光單元

41‧‧‧第一可見光發光單元

42‧‧‧第二可見光發光單元

43‧‧‧第三可見光發光單元

44‧‧‧第一顯示元件

45‧‧‧第二顯示元件

46‧‧‧第三顯示元件

47‧‧‧第一不可見光發光單元

48‧‧‧第二不可見光發光單元

49‧‧‧顯示元件

51‧‧‧第一投射區塊

52‧‧‧第二投射區塊

53‧‧‧第二投射區塊

71‧‧‧投射面

72‧‧‧投射面

81‧‧‧可見光束

82‧‧‧不可見光束

83‧‧‧紅外線光束

231‧‧‧光學透鏡組

310‧‧‧光軸

311‧‧‧第一透鏡

312‧‧‧第四透鏡

313‧‧‧第七透鏡

320‧‧‧光軸

320C‧‧‧光軸

320D‧‧‧光軸

321‧‧‧第二透鏡

321C‧‧‧第二透鏡

321D‧‧‧第二透鏡

322‧‧‧第五透鏡

322C‧‧‧第五透鏡

322D‧‧‧第五透鏡

323‧‧‧第八透鏡

323C‧‧‧第八透鏡

323D‧‧‧第八透鏡

330‧‧‧光軸

331‧‧‧第三透鏡

332‧‧‧第六透鏡

333‧‧‧第九透鏡

411‧‧‧可見光發光源

421‧‧‧發光源

431‧‧‧發光源

441‧‧‧第一影像畫面

451‧‧‧第二影像畫面

461‧‧‧第三影像畫面

471‧‧‧紅外線發光源

481‧‧‧紅外線發光源

821‧‧‧第一感應區域網絡

831‧‧‧第二感應區域網絡

2311‧‧‧光軸

3121‧‧‧第一透鏡面

3122‧‧‧第一透鏡面

L‧‧‧剖面線

圖1：係為習知投影裝置的第一結構示意圖。

圖2：係為習知投影裝置的第二結構示意圖。

圖3：係為習知投影裝置的第三結構示意圖。

圖4：係為習知投影裝置之光學鏡頭的結構示意圖。

圖5：係為本發明組合式光學鏡頭於一較佳實施例之外觀結構示意圖。

圖6：係為圖5所示組合式光學鏡頭以剖面線L為基準的剖面部份示意圖。

圖7：係為應用圖5所示組合式光學鏡頭的光學影像裝置於一第一較佳實施態樣的部份結構示意圖。

圖8：係為圖7所示光學影像裝置的另一部份結構示意圖。

圖9：係為圖7所示投射面及其上之第一投射區塊、 第二投射區塊以及第三投射區塊的示意圖。

圖10：係為圖8所示第一不可見光發光單元所投射出之第一感應區域網絡以及第二不可見光發光單元所投射出之第二感應區域網絡的概念示意圖。

圖11：係為應用圖5所示組合式光學鏡頭的光學影像裝置於一第二較佳實施態樣的部份結構示意圖。

圖12：係為應用圖5所示組合式光學鏡頭的光學影像裝置於一第三較佳實施態樣的部份結構示意圖。

圖13：係為應用圖5所示組合式光學鏡頭的光學影像裝置於一第四較佳實施態樣的部份結構示意圖。

請參閱圖5與圖6，圖5為本發明組合式光學鏡頭於一較佳實施例之外觀結構示意圖，圖6為圖5所示組合式光學鏡頭以剖面線L為基準的剖面部份示意圖。組合式光學鏡頭3包括第一光學透鏡組31、第二光學透鏡組32、第三光學透鏡組33、第四光學透鏡組34、第五光學透鏡組35以及用以容置並固定該些光學透鏡組31~35的殼體30。其次，第一光學透鏡組31沿著光軸310的方依序包括第一透鏡311、第四透鏡312與第七透鏡313，且第二光學透鏡組32沿著光軸320的方向依序包括第二透鏡321、第五透鏡322與第八透鏡323，而第三光學透鏡組33沿著光軸330的方向依序包括第三透鏡331、第六透鏡332與第九透鏡333；同樣地，第四光學透鏡組34以及第五光學透鏡組35亦分別沿其光軸340、350的方向依序包括多個透鏡(圖未示)，其可同於或異於第一光學透鏡組31和第三光學透鏡組33的透鏡排列方式。

再者，於本較佳實施例中，第二光學透鏡組32係被設計為中心光學透鏡組，而第一光學透鏡組31、第三光學透鏡組33、第四光學透鏡組34以及第五光學透鏡組35則被設計為圍繞於 中心光學透鏡組的周邊光學透鏡組；其中，基於對人類雙眼會有視角差(約6度)的考量，第一光學透鏡組31的光軸310(周邊光軸)、第三光學透鏡組33的光軸330(周邊光軸)、第四光學透鏡組34的光軸340(周邊光軸)以及第五光學透鏡組35的光軸350(周邊光軸)中之任一者與第二光學透鏡組32的光軸320(中心光軸)之間的夾角小於20度，或依觀賞者的方位而被調整，較佳者為介於3度~4度之間。

較佳者，但不以此為限，第一光學透鏡組31的第一透鏡311、第二光學透鏡組32的第二透鏡321以及第三光學透鏡組33的第三透鏡331、以及第四光學透鏡組34以及第五光學透鏡組35對應位置的透鏡可相連接在一起，即上述透鏡是以一體成形的成型方式形成於單一透光體上。同理，第一光學透鏡組31的第四透鏡312、第二光學透鏡組32的第五透鏡322以及第三光學透鏡組33的第六透鏡332以及第四光學透鏡組34以及第五光學透鏡組35對應位置的透鏡可相連接在一起為一體成形，而第一光學透鏡組31的第七透鏡313、第二光學透鏡組32的第八透鏡323、第三光學透鏡組33的第九透鏡333以及第四光學透鏡組34以及第五光學透鏡組35對應位置的透鏡可相連接在一起(如一體成形)，如此設計令組合式光學鏡頭3的組裝更為容易；而由於本發明組合式光學鏡頭3具有能夠微型化的優勢，故可應用於手持行動裝置，如手機、平板電腦或其它穿戴式裝置等。

又，第一光學透鏡組31、第二光學透鏡組32以及第三光學透鏡組33皆為可見光透鏡組，用以供可見光束81穿過其中並改變行徑方向；舉例來說，以第一光學透鏡組31的第四透鏡312為例，第四透鏡312包括第一透鏡面3121以及相對應於第一透鏡面3121的第二透鏡面3122，當可見光束81從第四透鏡312的第一透鏡面3121進入時，可見光束81會因應第四透鏡312的光學/物理性質而改變行徑方向，並從第四透鏡312的第二透鏡面3122輸出；進一步而言，設計者可依據實際應用需求以及透鏡的 光學/物理性質設計每一可見光透鏡組內的透鏡數量以及透鏡的排列順序，使入射其中的可見光束81朝特定的方向行進。

其次，第四光學透鏡組34以及第五光學透鏡組35則為不可見光透鏡組，其係供不可見光束穿過其中並改變行徑方向；設計者依據實際應用需求以及透鏡的光學/物理性質而設計每一不可見光透鏡組內的透鏡數量以及透鏡的排列順序使入射其中的不可見光束朝特定的方向行進，故第四光學透鏡組34以及第五光學透鏡組35的透鏡數量及其排列方式並不限定相同於第一光學透鏡組31、第二光學透鏡組32或第三光學透鏡組33。其中，不可見光束可為紫外光束、紅外光束、近紅外光束或遠紅外光束，但不以上述為限。

雖然本較佳實施中的組合式光學鏡頭是被設計包含五個光學透鏡組，且每一光學透鏡組皆分別包含三個透鏡(3P)，但並不以此為限，熟知本技藝人士可依據實際應用需求而設計光學透鏡組的數量以及每一光學透鏡組所包括的透鏡數量，且任二光學透鏡組所包括的透鏡數量並不限定需相同；當然，亦可依據實際應用需求而設計該些光學透鏡組的排列方式、可見光透鏡組的數量以及不可見光透鏡組的數量。

請參閱圖7、圖8與圖9，圖7為應用圖5所示組合式光學鏡頭的光學影像裝置於一第一較佳實施態樣的部份結構示意圖，圖8為圖7所示光學影像裝置的另一部份結構示意圖，圖9為圖7所示投射面及其上之第一投射區塊、第二投射區塊以及第三投射區塊的示意圖，圖10為圖8所示第一不可見光發光單元所投射出之第一感應區域網絡以及第二不可見光發光單元所投射出之第二感應區域網絡的概念示意圖。

於本較佳實施態樣中，光學影像裝置4A為一光學投影裝置，並包括第一可見光發光單元41、第二可見光發光單元42、第三可見光發光單元43、第一顯示元件44、第二顯示元件45、第三顯示元件46、第一不可見光發光單元47、第二不可見光發光單 元48、第一光學透鏡組31、第二光學透鏡組32、第三光學透鏡組33、第四光學透鏡組34以及第五光學透鏡組35。

再者，請參閱圖7與圖9，第一可見光發光單元41、第二可見光發光單元42以及第三可見光發光單元43皆分別包括複數個可見光發光源411、421、431，其中，第一可見光發光單元41用以提供複數可見光束81予第一顯示元件44，而第一顯示元件44則因應該些可見光束81而呈現第一影像畫面441，且第一影像畫面441係於該些可見光束81穿經過第一光學透鏡組31後向外投射至一投射面71的一第一投射區塊51。又，第二可見光發光單元42用以提供複數可見光束81予第二顯示元件45，而第二顯示元件45則因應該些可見光束81而呈現第二影像畫面451，且第二影像畫面451係於該些可見光束81穿經過第二光學透鏡組32後向外投射至投射面71的一第二投射區塊52。同理的，第三可見光發光單元43用以提供複數可見光束81予第三顯示元件46，而第三顯示元件46則因應該些可見光束81而呈現第三影像畫面461，且第三影像畫面461係於該些可見光束81穿經過第三光學透鏡組33後向外投射至投射面71的一第三投射區塊53。

其中，第一投射區塊51、第二投射區塊52以及第三投射區塊53可完全重疊或不完全重疊，而不完全重疊可視為第一投射區塊51、第二投射區塊52以及第三投射區塊5共平面，也就是第一影像畫面441、第二影像畫面451以及第三影像畫面46係分別因應第一光學透鏡組31、第二光學透鏡組32、第三光學透鏡組33而聚焦在同一投射面71上，但第一投射區塊51、第二投射區塊52以及第三投射區塊53中之至少二者僅部分重疊或完全不重疊。

可選擇的，第一投射區塊51、第二投射區塊52以及第三投射區塊53中之至少二者非共平面，也就是第一影像畫面441、第二影像畫面451以及第三影像畫面46中之至少二者係因應相對應的光學透鏡組而聚焦在不同的投射面上，因此第一投射區 塊51、第二投射區塊52以及第三投射區塊53中之該至少二者僅能部分重疊或完全不重疊；其中，上述任二非共平面之間的相對角度是依據觀賞者的方位而被調整。此外，第一影像畫面441、第二影像畫面451以及第三影像畫面461可同時被投射，抑或是分別依預定的時間序列被投射。

於本較佳實施態樣中，第一投射區塊51、第二投射區塊52以及第三投射區塊53係共平面，如圖7與圖9中的投射面71，也就是說，第一光學透鏡組31中的透鏡組合使相對應於第一影像畫面441的可見光束81聚焦在投射面71上，且第二光學透鏡組32中的透鏡組合使相對應於第二影像畫面451的可見光束81亦聚焦在投射面71上。同樣地，第三光學透鏡組33中的透鏡組合亦使相對應於第三影像畫面461的可見光束81亦聚焦在投射面71上；其中，第一投射區塊51、第二投射區塊52以及第三投射區塊53中之至少二者係至少部分重疊，而第一影像畫面441、第二影像畫面451以及第三影像畫面461中之至少二者則同時被向外投射。本案藉由此多重投影的方式，可呈現出擬真的3D立體影像，並達成裸視3D的效果，因此觀看者不需配戴任何的3D設備，如3D眼鏡，就能夠具有身歷其境的真實感。

再者，請參閱圖8與圖10；於本較佳實施態樣中，第一不可見光發光單元47包括複數個紅外線發光源471，且第四光學透鏡組34用以供第一不可見光發光單元47所提供的不可見光束82(即紅外線光束)穿過其中並改變行進方向，以進而向外投射出呈平面形態的第一感應區域網絡821，若再搭配紅外線感應模組(圖未示)即可感應人體11於第一感應區域網絡821的手勢行為或其他動作行為。

同樣地，第二不可見光發光單元48包括複數個紅外線發光源481，且第五光學透鏡組35則用以供第二不可見光發光單元48所提供的不可見光束83(即紅外線光束)穿過其中並改變行進方向，以進而向外投射出另一呈平面形態的第二感應區域網絡 831，若再搭配紅外線感應模組(圖未示)即可感應人體11於第二感應區域網絡831的手勢行為或其他動作行為。

特別說明的是，相對於投影裝置，第一感應區域網絡821和第二感應區域網絡831屬於不同距離的投影面，本案設計將第一感應區域網絡821以及第二感應區域網絡831以近相互平行且前後間隔的方式設置，使得光學影像裝置4A具有能夠感應人體11於第一感應區域網絡821以及第二感應區域網絡831之間(即由X軸方向、Y軸方向以及Z軸方向所構成的立體空間)之動作行為的能力；其中，紅外線感應的技術與原理係為熟知本技藝人士所知悉，在此不贅述。

可選擇的，第一感應區域網絡821以及第二感應區域網絡831中之至少一者與投射面71共平面，並與第一投射區塊51、第二投射區塊52以及第三投射區塊53中之至少一者至少部分重疊，如此一來，使用者就能夠與光學影像裝置4A所投射出的影像畫面互動；舉例來說，光學影像裝置4A可投射出鍵盤的影像畫面，並透過感應使用者觸壓按鍵的動作而產生相對應的控制指令。當然，上述第一不可見光發光單元47與第二不可見光發光單元48的型式與用途僅為一實施態樣，並不以此為限，熟知本技藝人士可依據實際應用需求而進行任何均等的變更設計；例如，透過第一不可見光發光單元47以及第四光學透鏡組34的設置而對特定目標物進行檢測程序。

請參閱圖11，其為應用圖5所示組合式光學鏡頭的光學影像裝置於一第二較佳實施態樣的部份結構示意圖。本較佳實施態樣的光學影像裝置4B大致類似於前述第一較佳實施態樣中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施態樣與前述第一較佳實施態樣不同之處在於，光學影像裝置4B僅包括單一顯示元件49以及單一可見光發光單元40，且該單一顯示元件49因應該單一可見光發光單元40所提供的複數可見光束81而呈現第一影像畫面441、第二影像畫面451以及第三影像畫面461；而同樣地，第 一影像畫面441是於相對應的可見光束81穿經過第一光學透鏡組31後向外投射至第一投射區塊51，且第二影像畫面451是於相對應的可見光束81穿經過第二光學透鏡組32後向外投射至第二投射區塊52，而第三影像畫面461則於相對應的可見光束81穿經過第三光學透鏡組33後向外投射至第三投射區塊53。

請參閱圖12，其為應用圖5所示組合式光學鏡頭的光學影像裝置於一第三較佳實施態樣的部份結構示意圖。本較佳實施態樣的光學影像裝置4C大致類似於前述第二較佳實施態樣中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施態樣與前述第二較佳實施態樣不同之處在於，第二投射區塊52並非與第一投射區塊51以及第三投射區塊53共平面，也就是說，第一光學透鏡組31仍使相對應於第一影像畫面441的可見光束81聚焦在投射面71上，且第三光學透鏡組33亦仍使相對應於第三影像畫面461的可見光束81聚焦在投射面71上，而本實施態樣中的第二光學透鏡組32C則使相對應於第二影像畫面451的可見光束81聚焦在投射面71前的另一投射面72上，以形成多層次的影像效果。

請參閱圖13，其為應用圖5所示組合式光學鏡頭的光學影像裝置於一第四較佳實施態樣的部份結構示意圖。本較佳實施態樣的光學影像裝置4D大致類似於前述第一較佳實施態樣中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施態樣與前述第一較佳實施態樣不同之處在於，第二投射區塊52並非與第一投射區塊51以及第三投射區塊53共平面，也就是說，第一光學透鏡組31仍使相對應於第一影像畫面441的可見光束81聚焦在投射面71上，且第三光學透鏡組33亦仍使相對應於第三影像畫面461的可見光束81聚焦在投射面71上，而本實施態樣中的第二光學透鏡組32D則使相對應於第二影像畫面451的可見光束81聚焦在投射面71前的另一投射面72上，以形成多層次的影像效果。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神 下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

Claims (19)

1. 一種組合式光學鏡頭，包括：複數個光學透鏡組，包括至少一可見光透鏡組以及至少一不可見光透鏡組，且任一該可見光透鏡組係供至少一可見光束穿過其中並改變行徑方向，而任一該不可見光透鏡組係供至少一不可見光束穿過其中並改變行徑方向；以及一殼體，用以容置該複數個光學透鏡組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之組合式光學鏡頭，其中該複數個光學透鏡組中之一者係為一中心光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之其它者係分別為一周邊光學透鏡組，並圍繞於該中心光學透鏡組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之組合式光學鏡頭，其中該中心光學透鏡組包括該至少一可見光透鏡組中之一者或是該至少一不可見光透鏡組中之一者。
4. 如申請專利範圍第2項所述之組合式光學鏡頭，其中該中心光學透鏡組之一中心光軸與至少一該周邊光學透鏡組之一周邊光軸之間具有一夾角。
5. 如申請專利範圍第4項所述之組合式光學鏡頭，其中該夾角與一觀賞者的位置有關，或該夾角小於20度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之組合式光學鏡頭，其中該複數個光學透鏡組中之一者係為具有一第一透鏡的一第一光學透鏡組，且該複數個光學透鏡組中之一另一者係為具有一第二透鏡的一第二光學透鏡組；其中，該第一透鏡與該第二透鏡為一體成形地相連。
7. 如申請專利範圍第1項所述之組合式光學鏡頭，其中該至少一可見光束係來自於用以呈現一影像畫面的一顯示元件，且該影像畫面係於該至少一可見光束穿經過該至少一可見光透鏡組後向外投射；及/或任一該不可見光透鏡組至少包括一透鏡，用以供該至少一不可見光束從該透鏡之一第一透鏡面進入，並從該透鏡之一第二透鏡面輸出；及/或該至少一不可見光束包括一紫外光束、一紅外光束、一近紅外光束以及一遠紅外光束中之至少一者；及/或該組合式光學鏡頭係應用於一手持行動裝置或一穿戴式裝置。
8. 一種具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，包括：至少一可見光發光單元，提供複數可見光束；以及複數個光學透鏡組，包括至少一可見光透鏡組以及至少一不可見光透鏡組，且任一該可見光透鏡組係供該複數可見光束中之至少部分者穿過其中並改變行徑方向，而任一該不可見光透鏡組係供至少一不可見光束穿過其中並改變行徑方向。
9. 如申請專利範圍第8項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，係為一光學投影裝置，且該光學投影裝置包括至少一顯示元件；其中，該至少一顯示元件係因應該複數可見光束中之至少部分者而呈現至少一影像畫面，且該至少一影像畫面係於該複數可見光束中之該至少部分者穿經過相對應之該可見光透鏡組後向外投射。
10. 如申請專利範圍第9項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其中該至少一顯示元件係為單一顯示元件，且該至少一影像畫面至少包括一第一影像畫面以及一第二影像畫面，抑或是 該至少一顯示元件至少包括呈現該第一影像畫面的一第一顯示元件以及呈現該第二影像畫面的一第二顯示元件；其中，該至少一可見光透鏡組至少包括相對應於該第一影像畫面之一第一可見光透鏡組以及相對應於該第二影像畫面之一第二可見光透鏡組，且該第一影像畫面係經由該第一可見光透鏡組而被投射至一第一投射區塊上，而該第二影像畫面係經由該第二可見光透鏡組而被投射至一第二投射區塊上。
11. 如申請專利範圍第10項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其中該第一投射區塊以及該第二投射區塊係共平面或是不共平面；及/或該第一投射區塊以及該第二投射區塊係至少部份重疊或是不重疊；及/或該第一影像畫面以及該第二影像畫面係同時或是依序在不同時間被投射。
12. 如申請專利範圍第8項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其中該複數個光學透鏡組中之一者係為一中心光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之其它者係分別為一周邊光學透鏡組，並圍繞於該中心光學透鏡組。
13. 如申請專利範圍第12項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其中該中心光學透鏡組包括該至少一可見光透鏡組中之一者或是該至少一不可見光透鏡組中之一者；及/或該中心光學透鏡組之一中心光軸與至少一該周邊光學透鏡組之一周邊光軸之間具有一夾角。
14. 如申請專利範圍第8項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，更包括用以容置該複數個光學透鏡組的一殼體；及/或該至少一不可見光束包括一紫外光束、一紅外光束、一近紅 外光束以及一遠紅外光束中之至少一者；及/或該複數個光學透鏡組中之一者係為具有一第一透鏡的一第一光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之一另一者係為具有一第二透鏡的一第二光學透鏡組，且該第一透鏡連接於該第二透鏡。
15. 一種具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，包括：至少一顯示元件，包括至少一發光單元，且該至少一顯示元件係因應該至少一發光單元所提供之複數光束而至少呈現一第一影像畫面以及一第二影像畫面；以及複數個光學透鏡組，至少包括相對應於該第一影像畫面的第一可見光透鏡組以及相對應於該第二影像畫面的第二可見光透鏡組，且該第一可見光透鏡組用以使該第一影像畫面投射至一第一投射區塊上，而該第二可見光透鏡組用以使該第二影像畫面投射至一第二投射區塊上；其中，且該第一投射區塊以及該第二投射區塊不完全重疊。
16. 如申請專利範圍第15項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其中該第一投射區塊以及該第二投射區塊係共平面；抑或是該第一投射區塊以及該第二投射區塊不共平面。
17. 如申請專利範圍第15項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其中該至少一顯示元件係為單一顯示元件，且該單一顯示元件呈現該第一影像畫面以及該第二影像畫面；抑或是該至少一顯示元件包括一第一顯示元件以及一第二顯示元件，且該第一顯示元件呈現該第一影像畫面，而該第二顯示元件呈現該第二影像畫面。
18. 如申請專利範圍第15項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其中該複數個光學透鏡組還包括至少一不可見光透鏡組，供至少一不可見光束穿過其中並改變行徑方向；及/或 該複數個光學透鏡組中之一者係為一中心光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之其它者係分別為一周邊光學透鏡組，並圍繞於該中心光學透鏡組；及/或該複數個光學透鏡組中之一者係為具有一第一透鏡的一第一光學透鏡組，而該複數個光學透鏡組中之一另一者係為具有一第二透鏡的一第二光學透鏡組，且該第一透鏡連接於該第二透鏡。
19. 如申請專利範圍第15項所述之具有組合式光學鏡頭的光學影像裝置，其中該第一影像畫面以及該第二影像畫面係同時或是依序在不同時間被投射。