观察光学系统及使用了该系统的图像显示装置

摘要

本发明涉及使用了由偏心棱镜构成的目镜光学系统和反射型图像显示元件的小型明亮、高性能的观察光学系统及使用了它的图像显示装置，备有反射型图像显示元件和目镜光学系统，显示元件有光源、以及从显示面的前侧引导并照射来自光源的光束的照明光导光棱镜，目镜光学系统备有棱镜，该棱镜有使从显示面反射的光束通过照明光导光棱镜后入射到棱镜内的入射面、反射面、以及将光束射出到棱镜外的射出面，其至少一个反射面相对于光轴偏心配置，且由修正偏心像差、同时提供放大能力的旋转非对称曲面形状形成，棱镜的入射面和显示面之间的间隔满足规定的条件，将图像引导到光瞳的位置。

主权项

1.一种观察光学系统，它备有形成供观察者观察的第一像的像形成构件(203)；将上述像形成构件(203)形成的像引导到观察者的眼球中的目镜光学系统(210、204)；以及将与上述第一像分开的第二像引导到观察者的眼球中的透明光学元件(220)，该透明光学元件(220)位于上述第二像相对于上述目镜光学系统(210、204)的一侧，该观察光学系统的特征在于：上述目镜光学系统(210、204)至少有曲面形状的反射面(212)，以便反射来自上述第一像的光束到观察者眼球，上述反射面(212)具有使来自透过了上述透明光学元件(220)的上述第二像的光束透过的作用，上述透明光学元件(220)位于上述第二像相对于上述反射面(212)一侧，与上述反射面(212)相距某一间隔，且来自上述第二像的所述光束使得上述透明光学元件(220)和上述目镜光学系统(210，204)的合成的光学放大能力P大约为0，而且，其合成的角放大率β大约为1，其中：轴上主光线(202)被定义为一种离开目标中心并经射出光瞳(201)的中心到达图像面的中心或外界的中心的光线，Z轴被定义为沿从上述观察光学系统的射出光瞳的中心入射到上述目镜光学系统(210、204)的上述轴上主光线(202)的方向，Y轴方向被定义为上述观察光学系统的偏心方向，并与Z轴正交，包括Y-Z面，该Y-Z面由包括Z轴和图像面的中心的面所定义，且X轴方向被定义为与上述Z轴和Y轴正交的方向，坐标系原点由在光瞳中心的XYZ轴的交点给定。