[0001] 本公开实施例关于一种光学系统。

[0002] 扩增实境(Augmented Reality，AR)是一种将虚拟世界元素与现实世界相结合的技术，让使用者可以通过观看装置的镜头，将虚拟物体或资讯置入真实环境中。目前的扩增实境光学系统主要基于光学投影技术，通常使用镜头来捕捉现实世界的影像，并使用投影器来提供虚拟内容，从而将虚拟内容与现实世界的影像一起投射到使用者的视野中。

[0003] 虚拟实境(Virtual Reality，VR)是一种通过电脑科技和感测器技术创造出的仿真的虚拟环境，让使用者可以感受身临其境的体验。虚拟实境光学系统是VR中关键的技术之一，它负责捕捉、处理和传递视觉资讯，使使用者能够看到逼真的虚拟场景。混合实境(Mixed Reality，MR)是一种结合虚拟实境和扩增实境元素的技术。

[0004] 然而，目前的扩增实境、虚拟实境、或混合实境设备通常需要较大而笨重的光学组件，这限制了它们的可携性和使用舒适度。使用者可能不希望在头部佩戴过大的装置，因此，对于扩增实境光学系统的尺寸进行改进是重要的课题。

[0096] 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。

[0097] 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。

[0098] 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。

[0099] 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做出清楚区分。

[0100] 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，否则可指两个结构系直接接触，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。

[0101] 本公开实施例提供一种光学系统，特别是一种具有扩增实境(Augmented Reality，AR)、虚拟实境(Virtual Reality，VR)、或混合实境(Mixed Reality，MR)功能的光学系统。举例来说，图1是根据本公开一些实施例绘示的光学系统1000一些元件的示意图。
如图1所示，光学系统1000可包括框架1010(固定部)以及设置在框架1010上的各种元件，例如可包括控制元件1020、储能元件1030、存储元件1040、光源组件1050、透镜1061、导光元件
1062、光路调整组件1070等。

[0102] 在一些实施例中，控制元件1020可用以处理光学系统1000中的各种信号，可电性连接储能元件1030、存储元件1040、光源组件1050、光路调整组件1070等，并且例如可包括通用处理器、芯片多处理器(chip multiprocessor，CMP)、专属处理器(dedicated processor)、嵌入式处理器(embedded processor)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、网络处理器、输入/输出(input/output，I/O)处理器、媒体存取控制(media access control，MAC)处理器、无线电基频处理器(radio baseband processor)、协同处理器(co‑processor)、例如复杂指令集电脑(complex instruction set computer，CISC)微处理器、精简指令集计算(reduced instruction set computing，RISC)微处理器、及/或超长指令字(very long instruction word，VLIW)微处理器或其他处理装置的微处理器。处理器还可包括控制器、微控制器、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程逻辑闸阵列(field programmable gate array，FPGA)、可编程逻辑装置(programmable logic device，PLD)等。

[0103] 在一些实施例中，储能元件1030可包括电池(包括锂离子电池，例如锂三元电池、锂锰电池、锂钴电池、锂铁电池等)、电源管理晶粒(例如电源管理集成电路(power management integrated circuit，PMIC)晶粒)等，用以供应光学系统1000中各元件运行时所需的能量。在一些实施例中，可通过接口(未绘示)对储能元件1030充电。

[0104] 在一些实施例中，存储元件1040可用以储存光学系统1000运行时所需的资讯。在一些实施例中，存储元件1040例如可包括存储器，例如动态随机存取存储器(dynamic randomaccess memory，DRAM)晶粒、静态随机存取存储器(static randomaccess memory，SRAM)晶粒、高带宽存储器(high bandwidth memory，HBM)晶粒等。在一些实施例中，存储元件1040亦可包括硬盘、磁盘、存储卡，或适于储存资讯的任何其他类型的媒体。

[0105] 在一些实施例中，光源组件1050可用以发射光线1900，光线1900例如可包括一虚拟影像，用以与现实影像结合，从而提供到人眼，以达到扩增实境的功能。

[0106] 在一些实施例中，透镜1061与导光元件1062可在第一轴1911排列，导光元件1062例如可包括光波导(waveguide)，可对应于光路调整组件1070，例如光路调整组件1070可设置在光源组件1050以及导光元件1062之间。在导光元件1062接收光线1900之后，可允许光线1900在导光元件1062中传递，以抵达人眼1910(图2)的可视位置，之后离开导光元件1062而抵达人眼1910。外界光线1901可穿过透镜1061以及导光元件1062。借此，人眼1910可同时接收到光线1900以及外界光线1901，以达到扩增实境的功能。

[0107] 在一些实施例中，光路调整组件1070可对应于光源组件1050，用以调整光源组件1050所发出的光线1900(例如行进路径、焦距等光学性质)。

[0108] 图2是本公开一些实施例的光学系统1000A的示意图。如图2所示，光源组件1050可包括第一光源1012、第二光源1015，分别用以发射波长不同的第一光线1401以及第二光线1402(皆为图1中光线1900的一部分)。举例来说，第一光线1401的波长可为可见光的波长(约400至约700nm)，用以提供影像到人眼1910。

[0109] 在一些实施例中，光学系统1000A还可具有眼球追踪的功能，用以追踪人眼1910的位置、视角等资讯，以根据这些资讯来调整第一光线1401，例如调整人眼1910可见的影像大小、位置等。为了达成眼球追踪的功能，第二光线1402可具有红外光的波长，并且当第二光线1402抵达人眼1910之后，会被人眼1910反射而成为第三光线1403。第三光线1403可包括前述人眼1910的位置、视角等资讯，最后再被感测元件1200所感测而得到这些资讯。借此，可达成眼球追踪的功能。

[0110] 在一些实施例中，导光元件1062的第一表面1064上可具有第一光学组件1110、第二光学组件1120，用以改变所通过光线的性质，例如改变方向。第一光线1401、第二光线1402可依序通过光路调整组件1070、第一光学组件1110、导光元件1062、第二光学组件1120以抵达人眼1910。在一些实施例中，第一表面1064可与第一轴1911垂直，并且可面朝人眼
1910。

[0111] 在一些实施例中，导光元件1062还可具有第一侧边1065、第二侧边1066，邻接第一表面1064，并与第一表面1064面朝不同的方向(例如第一表面1064垂直于第一侧边1065、第二侧边1066)。感测元件1200可设置在第一侧边1065，例如感测元件1200可与导光元件1062沿着第二轴1912排列，且第二轴1912可与第一轴1911垂直。当第二光线1402抵达人眼1910并被反射为第三光线1403之后，可依序通过第二光学组件1120、导光元件1062的第一表面1064，并从第一侧边1065离开导光元件1062以抵达感测元件1200。借由将光源组件1050与感测元件1200设置在导光元件1062的不同侧，可降低光线之间所发生的干扰，以达到更好的感测效果。

[0112] 应注意的是，实施例的图式中的各光线行进路径仅为示意，实际上光线会在第一光学组件1110、第二光学组件1120处发生偏折，并且在导光元件1062的表面之间以全反射的方式传递。于图式中为了简洁，而仅大致上绘示出光线与所通过元件的关系。

[0113] 然而，本公开并不以此为限。举例来说，图3是本公开一些实施例的光学系统1000B的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。在一些实施例中，光学系统1000B的感测元件1200是设置在第一表面1064所面朝的一侧，例如与光源组件1050设置在第一表面1064的同一侧。借此，可降低光学系统1000B在第二轴1912上的尺寸，而达到小型化。在一些实施例中，第三光线1403可通过第一光学组件1110以抵达感测元件1200。

[0114] 图4是本公开一些实施例的光学系统1000C的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图4所示，光学系统1000C的感测元件1200可设置在第一光源1012以及第二光源1015之间，并且可合称为光源组件1050A。借此，可进一步降低光学系统1000C的尺寸，而达到小型化。

[0115] 图5A是本公开一些实施例的光学系统1000D的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。在光学系统1000D中，可将前述第一光源1012、第二光源1015整合为同一个光源组件1050B。图5B是光源组件1050B的示意图。如图5B所示，光源组件1050B可包括多个光源单元1300A，每个光源单元1300A可包括第一发光单元1301、第二发光单元1302、第三发光单元1303、第四发光单元1304。

[0116] 在一些实施例中，第一发光单元1301、第二发光单元1302、第三发光单元1303、第四发光单元1304分别可用以发出不同波长的光线，例如第一发光单元1301、第二发光单元1302、第三发光单元1303分别可用以发出红光、蓝光、绿光(皆为第一光线1401的一部分)，而第四发光单元1304可用以发出第二光线1402。

[0117] 在一些实施例中，光源单元1300A的第一发光单元1301、第四发光单元1304、第二发光单元1302可沿着轴1914排列，而第三发光单元1303可具有长条型的形状，并且可沿着轴1914排列。在一些实施例中，第三发光单元1303的面积可大于第一发光单元1301、第二发光单元1302、或第四发光单元1304的面积。第三发光单元1303与第一发光单元1301、第四发光单元1304、或第二发光单元1302可沿着轴1915排列，且轴1914与轴1915可彼此垂直。在一些实施例中，第四发光单元1304可设置在第一发光单元1301与第二发光单元1302之间。

[0118] 图6A是本公开一些实施例的光学系统1000E的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。在光学系统1000E中，可将前述第一光源1012、第二光源1015、感测元件1200整合为同一个光源组件1050C。图6B是光源组件1050C的示意图。如图6B所示，光源组件1050C可包括多个光源单元1300B，每个光源单元1300B可包括第一发光单元1301、第二发光单元1302、第三发光单元1303、第四发光单元1304、感测元件1305。

[0119] 在一些实施例中，光源单元1300B的第一发光单元1301、第四发光单元1304、第二发光单元1302可沿着轴1914排列，而第三发光单元1303可具有长条型的形状，并且可沿着轴1914排列。在一些实施例中，第三发光单元1303的面积可大于第一发光单元1301、第二发光单元1302、或第四发光单元1304的面积。第三发光单元1303与第一发光单元1301、第四发光单元1304、或第二发光单元1302可沿着轴1915排列，且轴1914与轴1915可彼此垂直。在一些实施例中，第四发光单元1304可设置在第一发光单元1301与第二发光单元1302之间。

[0120] 在一些实施例中，感测元件1305可设置在第三发光单元1303与第一发光单元1301、第四发光单元1304、或第二发光单元1302之间。在一些实施例中，第四发光单元1304、感测元件1305、第三发光单元1303在轴1915上排列。在一些实施例中，感测元件1305的面积可小于第一发光单元1301、第二发光单元1302、第三发光单元1303、或第四发光单元1304的面积。在一些实施例中，第一表面1064可面朝感测元件1305。在一些实施例中，感测元件
1305和第一发光单元1301排列的轴、感测元件1305和第二发光单元1302排列的轴、感测元件1305和第四发光单元1304排列的轴可彼此不同。

[0121] 借由设计将各发光单元(及感测元件)整合在一起的光源单元1300A、光源单元1300B，可进一步降低光学系统1000D或光学系统1000E中的元件数量，而达到小型化。

[0122] 在一些实施例中，第一光学组件1110可包括单个光学元件。举例来说，图7A是第一光学元件1310A的示意图，其可为第一光学组件1110的一部分。如图7A所示，第一光学元件1310A可包括基板1325以及形成在基板1325上方的多个第一微结构1321以及第二微结构
1322。在一些实施例中，第一微结构1321可用以使第一光线1401发生绕射，而第二微结构
1322可用以使第二光线1402发生绕射，以改变第一光线1401、第二光线1402的方向。

[0123] 在一些实施例中，如图7A所示，第一微结构1321、第二微结构1322可排列成多个行，并且还可交错排列。举例来说，第一光学元件1310A上的微结构可依序具有第一行1331、第二行1332、第三行1333、第四行1334，第一微结构1321可在第一行1331、第三行1333排列，而第二微结构1322可在第二行1332、第四行1334排列。在一些实施例中，第一行1331、第二行1332、第三行1333、第四行1334可沿着与轴1916平行的方向延伸，即各第一微结构1321可沿着轴1916排列，各第二微结构1322可沿着轴1916排列。而第一微结构1321、第二微结构1322之间可沿着轴1917排列，且轴1916与轴1917垂直。也就是说，第一行1331、第二行1332、第三行1333、第四行1334之间可沿着轴1917排列。在一些实施例中，第一微结构1321、第二微结构1322可为凸柱，且第一微结构1321、第二微结构1322的厚度可小于基板1325B的厚度的1％，以降低整体结构的厚度，而达到小型化。

[0124] 在一些实施例中，第一微结构1321、第二微结构1322可具有不同的周期，以配合不同波长的第一光线1401、第二光线1402。举例来说，在轴1916延伸的方向上，第一微结构1321之间可具有第一间距1931，第二微结构1322之间可具有第二间距1932，且第一间距
1931与第二间距1932不同。举例来说，第一间距1931可小于第二间距1932。在一些实施例中，第一行1331、第三行1333之间的间距亦可与第二行1332、第四行1334之间的间距不同。

[0125] 虽然前述实施例的微结构是以行列的方式排列，但本公开并不以此为限。举例来说，图7B是第一光学元件1310B的示意图。如图7B所示，在基板1325上可具有第一微结构1323(包括第一微结构第一单元1323A、第一微结构第二单元1323B)以及第二结构1324(包括第二微结构第一单元1324A、多个第二微结构第二单元1324B)。

[0126] 在一些实施例中，第一微结构第一单元1323A、第一微结构第二单元1323B可具有长条型的形状，并且可沿着轴1916延伸。在一些实施例中，第一微结构第一单元1323A、第一微结构第二单元1323B的长度可彼此不同，例如第一微结构第一单元1323A的长度可大于第一微结构第二单元1323B的长度。

[0127] 在一些实施例中，第二微结构第二单元1324B可沿着虚拟的圆1340排列，而第二微结构第一单元1324A可位在圆1340的圆心。第二微结构1324亦可增加其他的单元，并且与第二微结构第二单元1324B一起以同心圆的方式排列。在一些实施例中，第二微结构第一单元1324A设置在第一微结构第一单元1323A、第一微结构第二单元1323B之间。在一些实施例中，第一微结构第一单元1323A、第一微结构第二单元1323B、第二微结构第一单元1324A被第二微结构第二单元1324B所围绕。

[0128] 虽然前述实施例是将第一光线1401、第二光线1402所对应的第一微结构、第二微结构设计在同个光学元件上，但本公开并不以此为限。举例来说，图8A是本公开一些实施例的光学系统1000F的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图8A所示，第一光学组件1110A可包括第一光学元件1311、第二光学元件1312，在第一轴1911上排列。在一些实施例中，第一光学元件1311可用以改变第一光线1401的方向，而第二光学元件1312可用以改变第二光线1402的方向。应注意的是，图8A中的光线行进方向仅为示意，实际上光线进入导光元件1062后会在各表面之间进行全反射，而在第一光学组件1110A、第二光学组件1120处进出导光元件1062。

[0129] 应注意的是，当第一光线1401进入第一光学元件1311时，其行进方向会被改变。而当第一光线1401进入第二光学元件1312时，其行进方向不改变。当第二光线1402进入第一光学元件1311时，其行进方向不改变。而当第二光线1402进入第二光学元件1312时，其行进方向会被改变。图8B是第一光学元件1311、第二光学元件1312的示意图。如图8B所示，第一光学元件1311上可具有第一微结构1321，第二光学元件1312上可具有第二微结构1322，且第一微结构1321、第二微结构1322在第一轴1911延伸的方向上可彼此不重叠。

[0130] 在一些实施例中，还可在光学组件增加额外的耦合元件，以使光线更容易耦合进入导光元件1062。举例来说，图9A是本公开一些实施例的光学系统1000G的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图9A所示，光学系统1000G的第一光学组件1110B除了第一光学元件1311、第二光学元件1312之外还可进一步包括耦合元件1315。在一些实施例中，耦合元件1315可设置在第一光学元件1311与导光元件1062之间，或设置在第二光学元件1312与导光元件1062之间，并且可设置在第一表面1064上。在一些实施例中，第二光学元件1312可设置在第一光学元件1311与耦合元件1315之间。在一些实施例中，第一光学元件1311、第二光学元件1312、耦合元件1315、导光元件1062、光源组件1050可沿第一轴1911排列。

[0131] 虽然前述耦合元件1315是设置在第一表面1064上，但本公开并不以此为限。举例来说，图9B是本公开一些实施例的光学系统1000H的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图9B所示，光学系统1000H的第一光学组件1110C除了第一光学元件1311、第二光学元件1312之外还可进一步包括耦合元件1315。在一些实施例中，第一光学元件1311、第二光学元件1312可设置在耦合元件1315与导光元件1062之间。在一些实施例中，第一光学元件1311可设置在第二光学元件1312与耦合元件1315之间。在一些实施例中，耦合元件1315可与第一表面1064隔开，例如被第一光学元件1311以及第二光学元件1312隔开。

[0132] 在一些实施例中，可设置额外的驱动元件，以驱动第一光学元件1311以及第二光学元件1312进行运动。举例来说，图10是本公开一些实施例的光学系统1000I的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图10所示，第一光学组件1110D还可进一步包括第一驱动元件1313、第二驱动元件1314，分别设置在第一光学元件1311以及第二光学元件1312上。第一驱动元件1313、第二驱动元件1314分别可用以驱动第一光学元件1311、第二光学元件1312相对于导光元件1062进行运动。在一些实施例中，第一光学元件1311、第二光学元件1312的运动方向可垂直于第一轴1911。在一些实施例中，第一驱动元件1313、第二驱动元件1314例如可包括磁铁线圈、压电元件、形状记忆合金等驱动元件。

[0133] 虽然在前述实施例中，第一光学元件1311、第二光学元件1312是设计成彼此重叠，但本公开并不以此为限。举例来说，图11A是本公开一些实施例的光学系统1000J的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图11A所示，其第一光学组件1110E的第一光学元件1311、第二光学元件1312可彼此隔开，并且可设置在耦合元件1315的同个表面上，例如背朝导光元件1062的表面1351。在一些实施例中，第一光学元件1311、第二光学元件1312可在垂直于第一轴1911的方向上(例如第二轴1912延伸的方向)至少部分重叠，以降低第一光学组件1110E在第一轴1911上的尺寸，而达到小型化。

[0134] 在一些实施例中，亦可将前述实施例的第一光学元件1311、第二光学元件1312与耦合元件1315的位置互换。举例来说，图11B是本公开一些实施例的光学系统1000K的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图11B所示，其第一光学组件1110F的第一光学元件1311、第二光学元件1312可彼此隔开，并且可设置在耦合元件1315的同个表面上，例如面朝导光元件1062的表面1352。在一些实施例中，第一光学元件1311、第二光学元件1312可在垂直于第一轴1911的方向上(例如第二轴1912延伸的方向)至少部分重叠，以降低第一光学组件1110F在第一轴1911上的尺寸，而达到小型化。

[0135] 虽然前述实施例的第一光学元件1311、第二光学元件1312是对应到同一个耦合元件1315，但本公开并不以此为限。举例来说，图12A是本公开一些实施例的光学系统1000L的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图12A所示，光学系统1000L的第一光学组件1110G的耦合元件可包括第一耦合单元1316以及第二耦合单元1317，而第一光学元件1311以及第二光学元件1312分别设置在第一耦合单元1316以及第二耦合单元1317上。在一些实施例中，第一耦合单元1316可设置在第一光学元件1311以及导光元件1062之间，而第二耦合单元1317可设置在第二光学元件1312以及导光元件1062之间，且第一耦合单元1316与第二耦合单元1317可彼此隔开。在一些实施例中，第一耦合单元1316与第二耦合单元
1317可直接接触第一表面1064。借此，可针对不同波长的光线来设计不同的耦合单元，以提升耦合的效率。

[0136] 在一些实施例中，亦可将第一光学元件1311以及第二光学元件1312的位置与第一耦合单元1316以及第二耦合单元1317的位置互换。举例来说，图12B是本公开一些实施例的光学系统1000M的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图12B所示，光学系统1000M的第一光学组件1110H的耦合元件可包括第一耦合单元1316以及第二耦合单元1317，而第一光学元件1311以及第二光学元件1312分别设置在第一耦合单元1316以及第二耦合单元1317上。在一些实施例中，第一光学元件1311可设置在第一耦合单元1316以及导光元件1062之间，而第二光学元件1312可设置在第二耦合单元1317以及导光元件1062之间，且第一耦合单元1316与第二耦合单元1317可彼此隔开。在一些实施例中，第一光学元件1311以及第二光学元件1312可直接接触第一表面1064。借此，可针对不同波长的光线来设计不同的耦合单元，以提升耦合的效率。

[0137] 在一些实施例中，第一光线1401与第二光线1402可具有不同的行进路径。图13是第一光线1401与第二光线1402行进时的示意图。如图13所示，导光元件1062上除了第一光学组件1110、第二光学组件1120之外，还可具有中介光学组件1111。在一些实施例中，第一光学组件1110、第二光学组件1120、以及中介光学组件1111可具有前述基板与微结构的组合。在一些实施例中，第二光学组件1120、中介光学组件1111可沿着第二轴1912排列，而第一光学组件1110、中介光学组件1111可沿着第三轴1913排列。

[0138] 在一些实施例中，第一光线1401在抵达第一光学组件1110之后，可改变行进方向以朝向中介光学组件1111行进(此时以第一光线1401A表示)。于抵达中介光学组件1111之后，第一光线1401A的行进方向再度改变(此时以第一光线1401B表示)，以抵达第二光学组件1120。最后第一光线1401B再通过第二光学组件1120而抵达人眼1910(此时以第一光线1401C表示)。借由经过中介光学组件1111而抵达第二光学组件1120，可扩大第一光线1401的光束大小。在一些实施例中，第一光线1401A与第一光线1401B的行进方向不同，例如第一光线1401A可在第三轴1913上行进，而第一光线1401B可在第二轴1912上行进。第三轴1913可与第一轴1911垂直，并且可与第二轴1912不平行。在一些实施例中，第三轴1913可与第二轴1912垂直。

[0139] 在一些实施例中，第二光线1402在抵达第一光学组件1110之后，可直接朝向第二光学组件1120行进(此时以第二光线1402A表示)。之后第二光线1402A再通过第二光学组件1120而抵达人眼1910(此时以第二光线1402B表示)。接着，第二光线1402A会被人眼1910反射而成为第三光线1403A并抵达第二光学组件1120。接着，第三光线1403A会被第二光学组件1120改变方向而抵达感测元件1200(此时以第三光线1403B表示)。在一些实施例中，第二光线1402、第三光线1403B并未通过中介光学组件1111。借此，可降低第二光线1402、第三光线1403B行进的路径长度，以得到较好的光学效果。

[0140] 在一些实施例中，可将第一光源1012和第二光源1015设置在光学系统的不同侧。举例来说，图14A是本公开一些实施例的光学系统1000N的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图14A所示，可定义一虚拟平面1920，其中光源组件1050D的第一光源
1012与第二光源1015位在虚拟平面1920的两侧。此外，第二光源1015所发出的第二光线
1402可通过第三光学组件1130以进入导光元件1062，再通过第二光学组件1120以抵达人眼
1910。在一些实施例中，第一光学组件1110可邻接第一侧边1065，而第三光学组件1130可邻接第二侧边1066。

[0141] 在一些实施例中，第一光学组件1110与第三光学组件1130可位在虚拟平面1920的两侧。在一些实施例中，感测元件1200可设置在第一侧边1065。在一些实施例中，第一光学组件1110、第二光学组件1120、第三光学组件1130彼此隔开。在一些实施例中，第二光学组件1120可设置在第一光学组件1110、第三光学组件1130之间。在一些实施例中，感测元件1200、第一光源1012、第一光学组件1110设置在虚拟平面1920的同一侧。在一些实施例中，感测元件1200与第二光源1015或第二光学组件1120设置在虚拟平面1920的两侧。

[0142] 在一些实施例中，可改变感测元件1200的位置。举例来说，图14B是本公开一些实施例的光学系统1000P的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图14B所示，光学系统1000P的感测元件1200可设置在第二侧边1066。借此，可将第一光线1401与第三光线1403的行进路径大致上分开，以避免光线之间发生干扰。在一些实施例中，感测元件1200与第一光源1012或第一光学组件1110设置在虚拟平面1920的两侧。在一些实施例中，感测元件1200与第二光源1015、第二光学组件1120设置在虚拟平面1920的同一侧。

[0143] 图14C是本公开一些实施例的光学系统1000Q的示意图，与前述实施例类似的元件于此不再赘述。如图14C所示，可将前述感测元件与第二光源整合在一起，例如整合为第二光源1016(例如前述图6B的实施例)。光源组件1050E可包括第一光源1012与第二光源1016。此时第二光线1402会从第二光源1016发出，而第三光线1403也会被第二光源1016所接收。
借此，可降低光学系统1000Q的元件数量，而达到小型化。

[0144] 综上所述，本公开实施例提供一种光学系统，包括光源组件、感测元件、以及导光元件。光源组件用以产生第一光线、第二光线。感测元件用以感测第二光线经人眼反射后的第三光线。导光元件用以传递第一光线、第二光线、第三光线。第一光线与该第二光线的波长不同。借此，可达到眼球追踪的功能，并且还可达成小型化。

[0145] 虽然前述实施例是以扩增实境为范例，但本公开并不以此为限，前述技术亦可应用于虚拟实境、混合实境的光学系统，取决于设计需求。

[0146] 本公开所公开各元件的特殊相对位置、大小关系不但可使光学系统达到特定方向的薄型化、整体的小型化，另外经由搭配不同的光学模组使系统更进一步提升光学品质(例如拍摄品质或是深度感测精度等)。

[0147] 虽然本公开的实施例及其优点已经公开如上，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，当可以作更动、替代与润饰。此外，本公开的保护范围并没有局限于在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。