[发明专利]偏心光学系统、使用偏心光学系统的图像显示装置及摄像装置

权利要求书

1.一种偏心光学系统，其具有至少5个光学面，其特征在于，

上述光学面在XYZ坐标空间的Y-Z面内相对于轴上主光线偏心，并且至少1个面是在与上述Y-Z面正交的X-Z面内偏心的面，

上述多个光学面中的至少2个面是旋转非对称面，

上述至少2个旋转非对称面中的至少1个面是具有X的奇数次数项的旋转非对称面。

2.根据权利要求1所述的偏心光学系统，其特征在于，

当将入射到上述偏心光学系统的轴上主光线和从上述偏心光学系统射出的轴上主光线在X-Z面内的角度设为α时，满足

5°≤α≤45°。

3.根据权利要求1所述的偏心光学系统，其特征在于，

由上述至少5个光学面形成的空间由折射率1.3以上的光学介质填满。

4.根据权利要求1所述的偏心光学系统，其特征在于，

从显示图像的图像显示面射出的光入射到上述偏心光学系统，之后从上述偏心光学系统射出，形成出瞳而投影到观察者的眼球，并且，

沿着从入射到上述偏心光学系统到从上述偏心光学系统射出的光的线路，上述偏心光学系统依次由下述面构成：作为入射面的透射面的第1面、与上述第1面相对的作为内部反射面的第2面、与上述第2面相对的作为内部反射面和透射面的第3面、与上述第3面相对并且与上述第2面相邻的作为内部反射面的第4面、与上述第4面相邻且与上述第3面相对的作为内部反射面的第5面。

5.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

在上述第3面，至少1次内部反射具有全反射作用。

6.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第3面是旋转非对称面。

7.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第3面在Y-Z面内具有负屈光度。

8.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第4面是旋转非对称面。

9.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第5面是旋转非对称面。

10.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第5面在Y-Z面内具有正屈光度。

11.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第2面是旋转非对称面。

12.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第2面是在X-Z面内倾斜或移位过的面。

13.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第5面是在X-Z面内倾斜或移位过的面。

14.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第1面是在X-Z面内倾斜或移位过的面。

15.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第3面是具有X奇数次数项的旋转非对称面。

16.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第5面是具有X奇数次数项的旋转非对称面。

17.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第2面是具有X奇数次数项的旋转非对称面。

18.根据权利要求4所述的偏心光学系统，其特征在于，

上述第4面是具有X奇数次数项的旋转非对称面。

19.一种图像显示装置，其特征在于，

上述图像显示装置具有权利要求1所述的偏心光学系统，并与上述第1面相对地配备有上述图像显示元件，

当观察者的眼球与上述第3面的透射区域相对时，对上述观察者呈现放大后的虚像。

20.根据权利要求19所述的图像显示装置，其特征在于，

上述偏心光学系统的出瞳形成于上述第3面的射出窗附近、或者上述第3面与观察者的眼球之间。