CN100437201C - 图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不用半透明反射镜即可把从一个图像显示器件来的图像引向两眼并能观察到光亮图像的头部佩载式图像显示装置等图像显示装置，它具有：把一块显示器件(10)的图像分成右眼用光程和左眼用光程的光程分配镜(1)、其右侧的右眼用目镜棱镜(2R)、以及其左侧的左眼用目镜棱镜(2L)，在右眼用光程中，从显示器件(3)来的显示光，在光程分配镜(1)的反射面(1R)上进行反射，透过偏心棱镜体(2R)的第1面(21R)，射入到棱镜内，在第2面(22R)上进行全反射，在第3面(23R)上进行背反射，经过兼用作第2面(22R)的第4面(24R)射出到棱镜外，被引向右眼用的出射光孔(4R)，把显示器件(3)的放大图像投影到右眼内，左眼用的光程也是一样。

Description

图像显示装置

技术领域

本发明涉及图像显示装置，尤其涉及能保持在观察者的头部或颜面上的头部或颜面佩带式图像显示装置。

背景技术

人们知道，过去用两眼来观察一个图像显示器件的图像显示装置已公开在特开平5-176260号，特开平9-61748号、特开平9-181998号、特开平9-181999号公报中。

并且，用两眼来观察一个图像显示器件的图像的图像显示装置的照明方法已公开在例如特开平7-318851号中。

其中，特开平5-176260号是用二等边三角梭柱棱镜和反射镜把光线分开、弯曲，所以，各像差的校正用设置在瞳孔前的透镜来进行，校正很因难，同时导致装置体积增大。并且，特开平9-61748号公报中，利用半透明反射镜来分开LCD(液晶显示器件)的显示光，用两眼进行观察。因此，显示光被分开，分别射入左右眼球内，所以被观察图像变淡变暗。特开平9-181999号、特开平9-181999号的装置由于棱镜是一体化的，所以体积非常大，在用注塑成形法进行制作时，很费时间，成本高。并且，偏心像差校正不充分。

再者，用两眼来观察从单一的显示器件来的显示图像的情况下，其照明方法是：在采用特开平7-318851号构成的情况下，由于进入左右眼的图像呈左右相反状态，所以，必须在显示器件等中对显示进行电气切换。

发明的公开

本发明是针对现有技术的这种问题而提出的，其目的在于提供一种头部佩带式图像显示装置等图像显示装置，其中，不用半透明反射镜即可把从一个图像显示器件来的图像引入两眼内，能观察到明亮的图像，另外，使布置在两眼中央的光程分开装置带有功率，很容易地校正各像差。另外，还在于提供一种不对显示图像进行左右切换即可使用的、最适合于用两眼观视单板(单一的图像显示器件)的照明方法。

实现上述目的的本发明的图像显示装置，其特征在于具有：显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼有用光程用的光程分配镜、布置在上述光程分配镜右侧的右眼用目镜反射镜、以及布置在上述光程分配镜的左侧的左眼用目镜棱镜，

上述光程分开装置具有一种反射镜面，该反射镜被布置在上述图像显示器件的对面，其把从上述图像显示器件射出的显示光束分开反射到上述右眼用目镜棱镜和上述左眼用目镜棱镜上，上述反射镜面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成，

上述右眼用目镜棱镜具有：把由上述光程分配镜反射的右眼用光程的光束射入到棱镜内的第1面、使右眼用光程的光束在棱镜内反射的第2面、以及使右眼用光程的光束射出到棱镜外的第3面，

上述左眼用目镜棱镜具有：把由上述光程分配镜反射的左眼用光程的光束射入到棱镜内的第1面、使左眼用光程的光束在棱镜内反射的第2面、以及使左眼用光程的光束射出到棱镜外的第3面，

至少作为上述右眼用目镜棱镜的反射作用面的第2面、以及作为左眼用目镜棱镜的反射作用面的第2面，由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

本发明的另一个图像显示装置，其特征在于具有：显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼有用光程用的光程分配棱镜、布置在上述光程分配棱镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配棱镜的左侧的左眼用目镜棱镜，

上述光程分配棱镜至少具有：设置在上述图像显示器件对面，用于使从上述图像显示器件中射出的显示光束射入到棱镜内部的第1面、用于使从上述第1面射入的上述右眼用光程反射的第21面、使从上述第1面射入的上述左眼用光程反射的第22面、使上述右眼用光程的光束射出到棱镜外的第31面、以及使上述左眼用光程的光束射出到棱镜外的第32面，

上述光程分配棱镜，其构成方法是：在上述右眼用光程中从上述图像显示器件所显示的图像中形成右眼用中继图像，而且，在上述右眼光程中从上述图像显示器件所显示的图像中形成左眼用中继图像，因此，至少上述第21面和第22面由一种向光束供给功率的曲面形状构成，同时，上述第21面和第22面具有同样的面形状，

上述右眼用目镜棱镜具有：使从上述光程分配棱镜的第31面射出的右眼用光程的光束射入到棱镜内的第1面、使右眼用光程的光束在棱镜内反射的第2面、以及把右眼用光程的光束射出到梭镜外的第3面，

上述左眼用目镜棱镜具有：使从上述光程分配棱镜的第32面射出的左眼用光程的光束射入到棱镜内的第1面、使左眼用光程的光束在棱镜内反射的第2面、以及把左眼用光程的光束射出到梭镜外的第3面，

至少作为上述右眼用目镜棱镜的反射作用面的第2面、以及作为左眼用目镜棱镜的反射作用面的第2面，由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

本发明的图像显示装置，其特征在于具有：

显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼用光程用的光程分配棱镜、布置在上述光程分配棱镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配棱镜的左侧的左眼用目镜棱镜，上述光程分配棱镜至少具有：设置在上述图像显示器件对面，用于使从上述图像显示器件中射出的显示光束射入到棱镜内部的第1面、用于使从上述第1面射入的上述右眼用光程反射的第21面、使从上述第1面射入的上述左眼用光程反射的第22面、使上述右眼用光程的光束射出到棱镜外的第31面、以及使上述左眼用光程的光束射出到棱镜外的第32面，上述光程分配棱镜的构成状态是：至少上述第21面、第22面、第31面、第32面由将功率供给光束的曲面形状构成，同时，上述第21面和第22面具有同样的面形状，上述第31面和第32面具有同样的面形状；上述图像显示器件由反射型图像显示器件构成，通过对来自光源的光束进行反射而显示出图像；上述光程分配棱镜所具有的第21面和第22面均由半透明反射面或者部分透射部分反射面构成；在与上述第21面的棱镜介质相反的一侧的位置上布置用来形成左眼用光程的左眼用照明光源；在与上述第22面的棱镜介质相反的一侧的位置上布置用来形成右眼用光程的右眼用照明光源。

本发明的图像显示装置，其特征在于具有：显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼用光程用的光程分配棱镜、布置在上述光程分配棱镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配棱镜的左侧的左眼用目镜棱镜，上述光程分配棱镜至少具有：第1面，它被布置在上述图像显示器件的对面，用于把从上述图像显示器件射出的显示光束射入到棱镜内部；第4面，它被布置在上述第1面的对面，其间夹持介质，使从上述第1面射入的左右图像的光束向不同的方向反射，分成右眼用光程和左眼用光程；第21面，用于反射从上述第4面反射出来的上述右眼用光程；第22面，用于反射从上述第4面反射出来的上述左眼用光程；第31面，用于把上述右眼用光程的光束射出到棱镜外；以及第32面，用于把上述左眼用光程的光束射出到棱镜外；上述光程分配棱镜的构成状态是：至少上述第21面、第22面、第31面、第32面和第4面由把功率供给光束的曲面形状构成，同时，上述第21面和第22面具有同样的面形状，上述第31面和第32面具有同样的面形状；上述图像显示器件由反射型图像显示器件构成，它通过对来自光源的光束进行反射而显示出图像；上述光程分配棱镜所具有的第4面由半透明反射面或者部分透射部分反射面构成；在与上述第4面的棱镜介质相反的一侧的位置上，布置用于形成左眼用光程的左眼用照明光源；以及用于形成右眼用光程的右眼用照明光源。

本发明的另一种图像显示装置，其特征在于具有：显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼用光程用的光程分配棱镜、布置在上述光程分配棱镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配棱镜的左侧的左眼用目镜棱镜，上述光程分配棱镜具有：第1面，它被布置在上述图像显示器件的对面，用于把以上述图像显示器件射出的显示光束射入到棱镜内部；第2面，使上述右眼用光程以大于全反射临界角的角度射入到光学面上，利用全反射作用来使右眼用光程的光束在棱镜内反射；使上述左眼用光程以小于全反射临界角的角度射入到光学面上，以此使左眼用光程的光束射出到棱镜外；以及第3面，其作用是，把上述左眼用光程以大于全反射临界角的角度射入到光学面内，利用全反射作用使左眼用光程的光束在棱镜内反射；使上述右眼用光程以小于全反射临界角的角度射入到光学面内，以此使右眼用光程的光束射出到棱镜外，把显示用光学器件布置在上述图像显示器件和第1面之间；上述光程分配棱镜的上述第2面和第3面由向光束提供功率的同一形状的曲面来构成，而且把上述第2面和第3面布置成面对面状态，其间夹持棱镜介质；上述图像显示器件由透射型图像显示器件构成，它使来自光源的光束进行透射，以显示图像；在上述图像显示器件的显示用光学器件的对面侧的位置上，布置用于形成左眼用光程的左眼用照明光源、以及用于形成右眼用光程的右眼用照明光源。

在本发明中因为采用以上构成，所以，能提供一种头部佩戴式图像显示装置等图像显示装置，不用半透明反射镜即可把从一个图像显示器件来的图像引入两眼内，能观察到明亮的图像，另外，使其具有布置在两眼中央的光程分配镜或光程分配棱镜，即可很容易地校正各像差。并且用这种构成能得到一种不对显示图像进行左右切换即可使用的、最适合于用两眼观视的单板(单一的图像显示器件)的照明配置。

附图的简单说明

图1是采用本发明的实施例1的图像显示装置的光程图。

图2是采用本发明的实施例2的图像显示装置的光程图。

图3是采用本发明的实施例3的图像显示装置的光程图。

图4是采用本发明的实施例4的图像显示装置的光程图。

图5是采用本发明的实施例5的图像显示装置的光程图。

图6是采用本发明的实施例6的图像显示装置的光程图。

图7是采用本发明的实施例7的图像显示装置的光程图。

图8是采用本发明的实施例8的图像显示装置的光程图。

图9是采用本发明的实施例9的图像显示装置的光程图。

图10是采用本发明的实施例10的图像显示装置的光程图。

图11是采用本发明的实施例11的图像显示装置的光程图。

图12是采用本发明的实施例12的图像显示装置的光程图。

图13是采用本发明的实施例13的图像显示装置的光程图。

图14是采用本发明的实施例14的图像显示装置的光程图。

图15是采用本发明的实施例15的图像显示装置的光程图。

图16是说明采用本发明的实施例16的图像显示装置用的图。

图17是表示本发明实施例17的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图18是表示本发明实施例18的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图19是表示本发明实施例19的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图20是表示本发明实施例20的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图21是表示本发明实施例21的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图22是表示本发明实施例22的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图23是表示本发明实施例23的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图24是表示本发明实施例24的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图25是表示本发明实施例25的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图26是表示本发明实施例26的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图27是表示本发明实施例27的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图28是表示本发明实施例28的图像显示装置的两眼光学系统的水平断面图。

图29是采用本发明的实施例29～30的图像显示装置的光程图。

图30是说明参数α和β定义用的图。

图31是说明参数L和D的定义用的图。

图32是实施例29的右眼用的光学系统的水平断面图。

图33是实施例30的右眼用的光学系统的水平断面图。

图34是实施例16的光学系统的横向像差图。

图35是实施例20的光学系统的横向像差图。

图36是实施例22的光学系统的横向像差图。

图37是实施例29的光学系统的横向像差图。

图38是实施例30的光学系统的横向像差图。

图39是说明能够观察透本发明的图像显示装置的构成的图。

图40是举例表示有机EL图像显示器件结构的斜视图。

图41是表示把本发明的图像显示装置佩带在观察者头部上时的样子的图。

实施本发明用的最佳实施例

以下根据实施例，详细说明本发明的图像显示装置。图11～图15分别表示采用本实施例1～15的图像显示装置的光程图。

在图1的实施例中，用ER表示观察者的右眼，用EL表示左眼，用符号3表示图像显示装置的图像显示器件，用4R表示右眼用的出射光瞳孔，用4L表示左眼用的出射光瞳孔，用2R表示在右眼用的光学系统中布置在右眼前的偏心棱镜体；用2L表示在左眼用的光学系统中布置在左眼前的偏心棱镜体。另外，用1表示布置在两眼的中央的光程分配镜，偏心棱镜体2R、2L由折射率大于1的媒体构成。并且，在以下的说明中，被称为反射面的面，除全反射面外，还有在偏心棱镜体的对象面上施加反射镜涂层作为反射镜的面。该实施例1采用图1中表示水平断面(Y-Z断面)这样的构成，中央的光程分配镜1由下述右光程用反射面1R和左光程用反射面1L构成，这两种反射面的形状与两眼的对称面(通过一种对右眼用出射光孔4R和左眼用出射光孔4L的中心之间进行连结的线段的中心并垂直于该线段的平面)保持面对称状态。

构成右眼用的光学系统的偏心棱镜体2R和构成左眼用的光学系统的偏心棱镜体2L是同样形状的，并被布置成与两眼的对称面保持面对称状态，分别按照光线通过的顺序，由第1面21R(21L)、第2面22R(22L)、第3面23R(23L)、第4面24R(24L)构成，第2面22R(22L)和第4面24R(24L)由同一面构成，该同一面兼用作全反射面和透过面。

图像显示器件3面对光程分配镜1，被布置在该观察者一侧。出射光孔4R、4L大体位于同一面上，分别面对偏心棱镜体2R、2L的第4面24R、24L。并且各偏心棱镜体2R、2L、光程分配镜1的各面21R～24R、21L～24L、1R、1L由下述式(a)所表示的自由曲面构成。再者，各自由曲面也能置换成包括平面在内的球面、非球面、歪像面、歪像非球面。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表而加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配镜1的反射面1R，经反射后射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。而且，在从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中不会形成中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过3次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，为了左右的光程分开，作成光程分配镜1的1面，其优点是与具有多个面的棱镜相比制造简单，能减轻显示装置的重量。并且，由于图像显示器件3位于观察者一侧，所以显示装置整体向前凸出得不多。另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像引向两眼。并且，对光程分配镜1的反射面1R、1L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的光程分配镜1面对称的位置上即可。

实施例2像图2中表示水平断面(Y-Z断面)那样，在实施例1的配置中在从图像显示器件3到光程分配镜1的右光程用反射面1R和左光程用反射面1L的光程中插入了共用的负透镜5，其他配置、光程与实施例1相同，同样不形成中间图像。也可以采用衍射光学元件或双凸透镜来取代该负透镜5、或者作为其附加部分。在从图像显示器件3与光程分配镜1之间插入负透镜5等，即可更新地校正像差。并且，采用衍射光学元件或双凸透镜，即可更容易进行左右光程分开。

实施例3，如图3中表示水平断面(Y-Z断面)那样，采用了由5面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10，来取代实施例1～2的两眼中央所布置的光程分配镜1。左右眼用的偏心棱镜体2L、2R与实施例1～2相同。

中央的光程分配棱镜10由以下5个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状，位于图像显示器件3的观察者侧的第1面11透射面、在其第1面11的两侧位于观察者侧的右光程用反射面的第2面12R和左光程用反射面的第2面12L、以及位于这些第2面12R、12L的观察者侧的左光程用透射面13L、右光程用透射面13R。第1面11与两眼的对称面形成面对称形状；第2面12R和12L与两眼对称面形成面对称形状；第3面13L和13R与两眼的对称面形成面对称形状。图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在与光程分配棱镜10的观察者相反的一侧。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，然后射入到该右光程用反射面的第2面12R内，经反射后透过光程用透射面13R，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中不会形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过3次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，在没有中间成像的情况下，难于确保反焦距，并且未得到宽的画面视角。在该例的情况下由于使中间图像形成一次，所以，在宽的图像视角中也能很好地校正像差。并且，因为光程分配棱镜10的出射面和反射面并非共有，所以，能很好地校正偏心像差。再者，由于光程分配棱镜10的反射面12R、12L未采用全反射，所以，能减小对于面的入射角，能降低对面的制造精度的要求。另外，由于图像显示器件3位于离开观察者的位置上，所以，不受观察者鼻子的影响，另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像很亮地引向两眼。并且，对光程分配棱镜10的反射面12R、12L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L中，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的光程分配棱镜10面对称的位置上即可。

实施例4像图4中表示水平断面(Y-Z断面)那样，采用了由5面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10，来取代在实施例1～2的两眼中央所布置的光程分配镜1。左右的眼用的偏心棱镜体2L、2R与实施例1～2相同。与实施例3的最大区别是，图像显示器件3被布置在光程分配棱镜10的观察者一侧。

中央的光程分配棱镜10由以下5个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状，位于图像显示器件3的与观察者相反一侧的第1面11透射面、在其第1面11的两侧位于观察者对面一侧的右光程用透射面的第3面13R和左光程用透射面的第3面13L、以及位于这些第3面13R、13L的观察者对面一侧的左光程用反射面的第2面12L、和右光程用反射面12R。第1面11与两眼的对称面形成面对称形状；第3面13R和13L、第2面12L和12R与两眼对称面形成面对称形状；图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在与光程分配棱镜10的观察者一侧。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，再射入到其右光程用反射面的第2面12R内，经反射后透过右光程用透射面13R，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过3次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，在没有中间成像的情况下，难于确保反焦距，并且未得到宽的画面视角。在该例的情况下由于使中间图像形成一次，所以，在宽的图像视角中也能很好地校正像差。并且，因为光程分配棱镜10的出射面和反射面并非共有，所以，能很好地校正偏心像差。再者，由于光程分配棱镜10的反射面12R、12L未采用全反射，所以，能减小对于面的入射角，能降低对面的制造精度的要求。另外，由于图像显示器件3位于观察者一侧的位置上，所以，显示装置整体没有向前突出很多。另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像很亮地引向两眼。并且，对光程分配棱镜10的反射面12R、12L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L中，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的偏心棱镜体10面对称的位置上即可。

实施例5像图5中表示水平断面(Y-Z断面)那样，采用了由3面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10，来取代在实施例3～4的由5面的偏心棱镜体所构成的光程分配棱镜10，左右的眼用的偏心棱镜体2L、2R与实施例1～4相同。

中央的光程分配棱镜10由以下3个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状，位于图像显示器件3的观察者一侧的第1面11透射面、在其第1面11的两侧位于观察者一侧的、作为全反射面使用的右光程用反射面的第2面12R和左光程用反射面的第2面12L、以及与右光程用反射面的第2面12R相同的左光程用透射面13L、与左光程用反射面的第2面12L相同的右光程用透射面13R。第1面11与两眼的对称面形成面对称形状；第2面12R(13L)和12L(13R)与两眼对称面形成面对称形状。图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在光程分配棱镜10的与观察者相反的一侧。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，再射入到其右光程用反射面的第2面12R内，经反射后透过右光程用透射面13R(12L)，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过3次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，在没有中间成像的情况下，难于确保反焦距，并且未得到宽的画面视角。在该例的情况下由于使中间图像形成一次，所以，在宽的图像视角中也能很好地校正像差。并且，因为光程分配棱镜10的出射面和反射面是共用的，所以，光程分配棱镜10的有效面只有3个。因此制造很简单。另外，由于图像显示器件3位于离开观察者的位置上，所以，不受观察者鼻子的影响，另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像很明亮地引向两眼。并且，对光程分配棱镜10的反射面12R、12L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L中，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的光程分配棱镜10面对称的位置上即可。

实施例6像图6中表示水平断面(Y-Z断面)那样，采用了由6面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10，来取代在实施例3～4的5个面的偏心棱镜体所构成的光程分配棱镜10。左右的眼用的偏心棱镜体2L、2R与实施例1～5相同。

中央的光程分配棱镜10由以下6个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状，位于图像显示器件3的与观察者一侧的第1面11透射面、面对该第1面11并面对观察者的反射面第2面12、被布置在第1面11的观察者两侧的右光程用反射面的第3面13R和左光程用反射面的第3面13L、以及位于这些第3面13R、13L之间的两侧的左光程用透射面第4面14L、右光程用透射面第14面14R。第1面11、第2面12与两眼的对称面形成面对称形状；第3面13R和13L，第4面14L和14R与两眼的对称面形成面对称形状。图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在光程分配棱镜10的与观察者相反的一侧。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的左右共用的第1面11内，在左右共用的第2面12上进行反射，射入到右光路用反射面的第3面13R内，经反射后透过右光路用透射面14R，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过3次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，在没有中间成像的情况下，难于确保反焦距，并且未得到宽的画面视角。在该例的情况下由于使中间图像形成一次，所以，在宽的图像视角中也能很好地校正像差。并且，因为光程分配棱镜10是2次反射的构成，所以，能很好地校正偏心像差。另外，由于图像显示器件3位于离开观察者的位置上，所以，不受观察者鼻子的影响，另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像很明亮地引向两眼。并且，对光程分配棱镜10的反射面12、13R、13L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L中，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的偏心棱镜体10形成面对称的位置上即可。

实施例7像图7中表示水平断面(Y-Z断面)那样，构成右眼用光学系统的偏心棱镜体2R和构成左眼用光学系统的偏心棱镜体2L，其形状相同，被布置成与两眼的对称面形成面对称的状态，分别按照光线通过的顺序，由第1面21R(21L)、第2面22R(22L)、第3面23R(23L)、第4面24R(24L)、第5面25R(25L)构成，第3面23R(23L)和第5面25R(25L)由同一面构成，该同一面兼用作全反射面和透射面。

中央的光程分配棱镜10与实施例4(图4)一样，由以下5个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状，位于图像显示器件3的观察者一侧的第1面11透射面、在其第1面11的两侧位于观察者一侧的右光程用透射面的第3面13R和左光程用透射面的第3面13L、以及位于这些第3面13R、13L的观察者一侧的左光程用反射面的第2面12L、右光程用反射面的第2面12R。第1面11与两眼的对称面形成面对称形状；第3面13L和13R、第2面12L和12R与两眼的对称面形成面对称形状。图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在光程分配棱镜10的与观察者相反的一侧。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，然后，射入到其右光程用反射用反射面的第2面12R内，经反射后透过右光程用透射面13R，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，在第2面22R上进行反射，该反射光以临界角以上的入射角射入到第3面23R内，进行全反射，射入到第4面24R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第5面25R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过3次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，在没有中间成像的情况下，难于确保反焦距，并且未得到宽的画面视角。在该例的情况下由于使中间图像形成一次，所以，在宽的图像视角中也能很好地校正像差。并且，因为光程分配棱镜10的出射面和反射面并非共有，所以，能很好地校正偏心像差。再者，由于光程分配棱镜10的反射面12R、12L未采用全反射，所以，能减小对于面的入射角，能降低对面的制造精度的要求。另外，由于图像显示器件3位于离开观察者的位置上，所以，不受观察者鼻子的影响，另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像很明亮地引向两眼。并且，对光程分配棱镜10的反射面12R、12L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L中，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的光程分配棱镜10形成面对称的位置上即可。

实施例8像图8中表示水平断面(Y-Z断面)那样，采用了与实施例5(图5)相同的由3个面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10，来取代在实施例7的由5个面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10。左右的眼用的偏心棱镜体2L、2R与实施例7相同。

中央的光程分配棱镜10和实施例5(图5)相同，由以下3个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状，位于图像显示器件3的与观察者相反一侧的第1面11透射面、在其第1面11的两侧位于观察者一侧的、作为全反射面使用的右光程用反射面的第2面12R和左光程用反射面的第2面12L、与右光程用反射面的第2面12R是同一面的左光程用透射面13L、与左光程用反射面的第2面12L是同一面的右光程用透射面13R。第1面11与两眼的对称面形成面对称形状；第2面12R(13L)和12L(13R)与两眼对称面形成面对称形状。图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在与光程分配棱镜10的观察者的一侧。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，然后射入到其右光程用反射面的第2面12R内，经过全反射，透过右光程用透射面13R(12L)，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，在第2面22R上反射，该反射光以临界角以上的入射角射入到第3面23R内，进行全反射，射入到第4面24R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第5面25R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过4次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，在没有中间成像的情况下，难于确保反焦距，并且未得到宽的画面视角。在该例的情况下由于使中间图像形成一次，所以，在宽的图像视角中也能很好地校正像差。并且，因为光程分配棱镜10的出射面和反射面是兼用面，所以，光程分配棱镜10的有效面只有3个，因此，制造非常简单。另外，由于图像显示器件3位于观察者的一侧，所以，显示装置整体没有向前突出很多。另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像很明亮地引向两眼。并且，对光程分配棱镜10的反射面12R、12L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L中，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的偏心棱镜体10形成面对称的位置上即可。

实施例9如图9中表示水平断面(Y-Z断面)那样，采用了和实施例6(图6)相同的由6个面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10，来取代实施例7的由5个面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10。左右眼用的偏心棱镜体2L、2R与实施例7相同。

中央的光程分配棱镜10与实施例6(图6)相同，由以下6个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状，位于图像显示器件3的与观察者相反的一侧的第1面11透射面、面对该第1面11并面对观察者的反射面第2面12、被布置在第1面11的观察者对面的两侧的右光程用反射面的第3面13R和左光程用反射面的第3面13L、以及位于这些第3面13R、13L和第2面12之间的两侧的左光程用透射面第4面14L、右光程用透射面第4面14R。第1面11、第2面12与两眼的对称面形成面对称形状；第3面13L和13R、第4面14L和14R与两眼的对称面形成面对称形状。图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在光程分配棱镜10的观察者一侧。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的左右共用的第1面11内，在左右共用的第2面12上进行反射，射入到右光路用反射面的第3面13R内，经反射后透过右光路用透射面14R，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，在第2面22R上反射，该反射光以临界角以上的入射角射入到第3面23R内，被全反射后射入到第4面24R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第5面25R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程的面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过5次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，在没有中间成像的情况下，难于确保反焦距，并且未得到宽的画面视角。在该例的情况下由于使中间图像形成一次，所以，在宽的图像视角中也能很好地校正像差。并且，因为光程分配棱镜10是2次反射的构成，所以，能很好地校正偏心像差。另外，由于图像显示器件3位于观察者一侧的位置上，所以，显示装置整体没有向前突出很多，另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像很明亮地引向两眼。并且，对光程分配棱镜10的反射面12、13R、13L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L中，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的偏心棱镜体10形成面对称的位置上即可。

实施例10如图10中水平断面(Y-Z断面)所示，按照与两眼的对称面形成面对称的状态来布置由3面的相同形状的偏心棱镜体构成的右眼用的偏心棱镜体2R和左眼用的偏心棱镜体2L，以取代实施例8(图8)的由4面偏心棱镜体构成的右眼用的偏心棱镜体2R和左眼用的偏心棱镜体2L，光程分配棱镜10是相同的。透过偏心棱镜体2R的第1面21R而射入到棱镜内的光线被第2面22R反射，该反射光在第3面23R上折射，从偏心棱镜体2R中射出，被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼里。在此情况下在从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中中间图像一次成像。左眼用光程和右眼用的光学系统的配置一样，夹持两眼的对称面，变成与右眼用光程形成面对称关系。其他与实施例8相同。

实施例11如图11中水平断面(Y-Z断面)所示，按照与两眼的对称面形成面对称的状态来布置由3面的相同形状的偏心棱镜体构成的右眼用的偏心棱镜体2R和左眼用的偏心棱镜体2L，以取代实施例7(图7)的由4面偏心棱镜体构成的右眼用的偏心棱镜体2R和左眼用的偏心棱镜体2L，光程分配棱镜10是相同的。透过偏心棱镜体2R的第1面21R而射入到棱镜内的光线被第2面22R反射，该反射光在第3面23R上折射，从偏心棱镜体2R中射出，被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼里。在此情况下在从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中中间图像一次成像。左眼用光程和右眼用的光学系统的配置一样，夹持两眼的对称面，变成与右眼用光程形成面对称关系。其他与实施例7相同。

实施例12，如图12的水平断面(Y-Z断面)所示，采用了由7面的偏心棱镜体构成的光程分配棱镜10。并且，构成右眼用的光学系统的偏心棱镜体2R和构成左眼用的光学系统的偏心棱镜体2L是同一种形状，被布置成与两眼的对称面形成对称的形状，分别按光线通过的顺序由第1面21R(21L)、第2面22R(22L)、第3面23R(23L)、第4面24R(24L)构成。

中央的光程分配棱镜10由以下7个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状，位于图像显示器件3的与观察者相反一侧的第1面11透射面、在其第1面11的两侧位于观察者对面一侧的右光程用反射面的第3面13R、左光程用反射面的第3面13L、以及位于这些第3面13R、13L的观察者一侧的左光程用透射面第4面14L和右光程用透射面的第4面14R、以及位于该第4面14R、14L的观察者侧的左光程用反射面的第2面12L和右光程用反射面的第2面12R。第1面11与两眼的对称面形成面对称形状；第3面13R和13L、第4面14L和14R、第2面12L和12R，与两眼对称面形成面对称形状；图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在与光程分配棱镜10的观察者相反的一侧。

在上述构成中，用虚线表示的左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，然后射入到其右光程用反射面的第2面12R内，经过反射后透过右光路用透过面14R，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，再射入到第2面22R内，被背反射后射入到第3面23R内，进行背反射，在第4面24R内进行折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程保持面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过4次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。并且，在没有中间成像的情况下，难于确保反焦距，并且未得到宽的画面视角。在该例的情况下由于使中间图像形成一次，所以，在宽的图像视角中也能很好地校正像差。并且，因为光程分配棱镜10的出射面和反射面并非共有，所以，能很好地校正偏心像差。再者，由于光程分配棱镜10的反射面12R、12L、13R、13L未采用全反射，所以，能减小对于面的入射角，能降低对面的制造精度的要求。另外，由于图像显示器件3位于离开观察者的位置上，所以，不受观察者鼻子的影响，另外，不必像特开平9-61748号那样利用半透明反射镜，即可把来自共用的1块图像显示器件3的显示图像很明亮地引向两眼。并且，对光程分配棱镜10的反射面12R、12L、13R、13L采用自由曲面，即可很好地校正偏心像差。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。另外，偏心棱镜体2R、2L被布置在面对称的位置上，其形状是相同的。准备相同形状的2个偏心棱镜体2R、2L，布置在与中央的偏心棱镜体10形成面对称的位置上即可。

在该实施例中，光程分配棱镜10、偏心棱镜体2R、2L均未采用全反射面。在采用全反射面的情况下，为了满足全反射条件，必须把光线的入射角增加到很大。但是，若使入射角大的面具有功率，则产生很大的偏心像差，只能具有小的功率。在未采用这种全反射面的本实施例中，通过利用通常的反射能在各面上均等地分配功率，能很好地校正偏心像差。并且，在各偏心棱镜体10、2R、2L中使光程交叉，所以能取得很大的目镜棱镜的光程长度。因此，在目镜棱镜中能形成中间成像位置。所以，从中间图像到显示器件的物像间距离能蹭长，光程分配棱镜10的功率能设定得较小。因此，能确保良好的成像性能。

实施例13-15是涉及图像显示器件3的照明光学系统的实施例，图13的实施例13是：在图5的实施例5的左右光学系统配置中，利用透射型LCD(液晶显示器件)作为图像显示器件3，在其背后(光程分配棱镜10的对面一侧)布置左右的光程用的照明光源6R、6L，在光源6R、6L和图像显示器件3之间布置聚光用佛瑞奈凸透镜7。

在该实施例中，来自左光程用的照明光源6L的照明光，经佛瑞奈凸透镜7聚光后射入到图像显示器件3内，该显示光经过图5的左眼用光程到达观察者的左眼EL，投影图像显示器件3的放大图像。并且，来自右光程用的照明光源6R的照明光经佛瑞奈凸透镜7聚光后射入到图像显示器件3内，该显示光经过图5的右眼用光程到达观察者的右眼ER，投影图像显示器件3的放大图像。

在此情况下，由于左右共用的一块图像显示器件(LCD)3的左右眼用的佛瑞奈凸透镜7和光程分配棱镜10是作为共同使用的，所以，能减少光学器材，并能使显示装置体积小重量轻亮度高。而且，在该例的情况下，照明光学系统中也不采用半透明反射镜，所以，能使图像显示非常亮。

图14的实施例14是：在图6的实施例6的左右光学系统配置中，利用反射型LCD3’作为图像显示器件3，布置一种能横穿光程分配棱镜10而进行照明的左右光程用的照明光源6R、6L，把光程分配棱镜10的第2面12作为半透明反射镜面或部分开有透光孔的反射镜面，经过该第2面12和第1面11，用光源6R、6L的照明光来对反射型LCD3’进行照明。

在该实施例中，从左光程用的照明光源6L来的照明光，经过光程分配棱镜10的第2面12的半透明反射镜面或者一部分开有光透射用的孔的反射镜面的孔，横穿光程分配棱镜10，透过该第1面11射入到反射型LCD3’的显示面上，反射的显示光经过图6的左眼用光程到达观察者的左眼EL，投影图像显示器件3的放大图像。并且，在该实施例中，从右光程用的照明光源6R来的照明光，同样地经过光程分配棱镜10的第2面12的半透明反射镜面或者一部分开有光透射用的孔的反射镜面的孔，横穿光程分配棱镜10，透过该第1面11射入到反射型LCD3’的显示面上，反射的显示光经过图6的右眼用光程到达观察者的右眼ER，投影图像显示器件3的放大图像。

在此情况下，由于左右共用的一块图像显示器件(LCD)3’的左右眼用的照明光学系统和光程分配棱镜10是作为共同使用的，所以，能减少光学器材，并能使显示装置体积小重量轻亮度高。而且，在该例的情况下，由于光程分配棱镜(兼用作照明棱镜)10，有效面为6个，所以能对反射型LCD3’均匀照明，能更好地校正偏心像差。

图15的实施例15是：在图4的实施例4的左右光学系统配置中，利用反射型LCD3’作为图像显示器件3，布置一种能横穿光程分配棱镜10而进行照明的左右光程用的照明光源6R、6L，把光程分配棱镜10的左右光程用的第2面12L、12R作为半透明反射镜面或部分开有透光孔的反射镜面，经过该第2面12L、12R和第1面11，用光源6R、6L的照明光来对反射型LCD3’进行照明。

在该实施例中，从左光程用的照明光源6L来的照明光，经过光程分配棱镜10的右眼用光程的第2面12R的半透明反射镜面或者一部分开有光透射用的孔的反射镜面的孔，横穿光程分配棱镜10，透过该第1面11射入到反射型LCD3’的显示面上，反射的显示光经过图4的左眼用光程到达观察者的左眼EL，投影图像显示器件3的放大图像。并且，在该实施例中，从右光程用的照明光源6R来的照明光，同样地经过光程分配棱镜10的左眼用光程第2面12L的半透明反射镜面或者一部分开有光透射用的孔的反射镜面的孔，横穿光程分配棱镜10，透过该第1面11射入到反射型LCD3’的显示面上，反射的显示光经过图4的右眼用光程到达观察者的右眼ER，投影图像显示器件3的放大图像。

在此情况下，由于左右共用的一块图像显示器件(LCD)3的左右眼用的照明光学系统7和光程分配棱镜10是作为共同使用的，所以，能减少光学器材，并能使显示装置体积小重量轻亮度高。而且，在该例的情况下，由于共同使用光程分配棱镜10和照明光学系统，并且共同使用照明光学系统的入射面和出射面，所以能使光程分配棱镜10减小体积和减轻重量。

而且，图13～15那样的左右光程用的照明光源6R、6L、聚光用佛瑞奈凸透镜7的配置、反射面，作为半透明反射镜面或者一部分开有光透射用的孔的反射镜面，能对透射型或反射型图像显示器件3进行照明，这也和图4～图6以外的上述实施例一样。

但是，如上所述，在上述本发明的图像显示装置的光学系统中，光程分配镜1的反射面1R、1L、光程分配棱镜10的各面11、12、12R、12L、13R、13L、14R、14L、右眼用目镜光学系统的偏心棱镜体2R的面21R～25R、右眼用目镜光学系统的偏心棱镜体2L的面21L～25L中所使用的面，最好用校正偏心像差的旋转非对称曲面形状来构成。

在此，本发明中的右眼用目镜棱镜2R、左眼用目镜棱镜2L、光程分配棱镜10、光程分配镜1，基本是偏心光学系统，最好构成为至少包括一个校正偏心像差的旋转非对称曲面形状的光学面。

在利用偏心光学系统作为头部佩带式图像显示装置的观察光学系统的情况下，为了消除死角，进一步减小装置的总体积，必须尽量把图像显示器件的位置以及构成偏心光学系统的光学面的布置位置，安装在装置内部能缩小体积的位置上。这样一来，光学系统必然地不得不变成3维的偏心的布置状态，产生旋转非对称的像差，仅用旋转对称的光学系统不可能对其进行校正。对由于该3维的偏心而产生的旋转非对称像差进行校正的最佳面形状是旋转非对称。所以在上述本发明的图像显示装置中，光程分配镜1的反射面1R、1L、光程分配棱镜10的各面11、12、12R、12L、13R、13L、14R、14L、右眼用目镜光学系统的偏心棱镜体2R的面21R～25R、左眼用目镜光学系统的偏心棱镜体2L的面21L～25L中，至少一个面最好是反射面的形状，最好用校正偏心像差的旋转非对称曲面形状来构成。

在此，作为旋转非对称曲面形状的面，即本发明使用的自由曲面由下式进行定义。该定义式的Z轴是自由曲面轴。

$Z={\mathrm{cr}}^2/[1+\sqrt{\mathrm{}}\{1-(1+k)c^2{r}^2\left\}\right]+\underset{j=2}{\overset{66}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j{X}^m{Y}_n$

式中，(a)式的第1项是球面项，第2项是自由曲面项。

在球面项中

C：顶点的曲率

k：园锥常数

r：＝√(x²+y²)

自由曲面项

$\underset{j=2}{\overset{66}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j{X}^m{Y}^n$

＝C₂X+C₃Y

+C₄X²+C₅XY+C₆Y²

+C₇X³+C₈X²Y+C₉XY²+C₁₀Y³

+C₁₁X⁴+C₁₂X³Y+C₁₃X²Y²+C₁₄XY³+C₁₅Y⁴

+C₁₆X⁵+C₁₇X⁴Y+C₁₈X³Y²+C₁₉X²Y³+C₂₀XY⁴

+C₂₁Y⁵

+C₂₂X⁶+C₂₃X⁵Y+C₂₄X⁴Y²+C₂₅X³Y³+C₂₆X²Y⁴

+C₂₇XY⁵+C₂₈Y⁶

+C₂₉X⁷+C₃₀X⁶Y+C₃₁X⁵Y²+C₃₂X⁴Y³+C₃₃X³Y⁴

+C₃₄X²Y⁵+C₃₅XY⁶+C₃₆Y⁷

         ······

式中，C_j(j为2以上的整数)是系数。

上述自由曲面，一般不会出现X-Z面、Y-Z面均具有对称面。把X的奇数次项全部设为0，即可变成为与Y-Z面相平行的对称面只有一个的自由曲面。并且，把Y的奇数次项全部设为0，即可变成为与X-Z面相平行的对称面只有一个的自由曲面。

再者，作为上述旋转非对称曲面形状面的自由曲面的其他定义式，可由Zernike多项式进行定义，该面的形状由下式(b)定义。该定义式(b)的Z轴变成Zernike多项式的轴。旋转非对称面的定义由相对于X-Y面的Z轴的高度的极坐标来定义，A是X-Y面内的离开Z轴的距离，R是Z轴旋转方位角，可用Z轴测出的旋转角来表示。

x＝R×cos(A)

y＝R×sin(A)

Z＝D₂

+D₃Rcos(A)+D₄Rsin(A)

+D₅R²cos(2A)+D₆(R²-1)+D₇R²sin(2A)

+D₈R³cos(3A)+D₉(3R³-2R)cos(A)

+D₁₀(3R³-2R)sin(A)+D₁₁R³sin(3A)

+D₁₂R⁴cos(4A)+D₁₃(4R⁴-3R²)cos(2A)

+D₁₄(6R⁴-6R²+1)+D₁₅(4R⁴-3R²)sin(2A)

+D₁₆R⁴sin(4A)

+D₁₇R⁵cos(5A)+D₁₈(5R⁵-4R³)cos(3A)

+D₁₉(10R⁵-12R³+3R)cos(A)

+D₂₀(10R⁵-12R³+3R)sin(A)

+D₂₁(5R⁵-4R³)sin(3A)+D₂₂R⁵sin(5A)

+D₂₃R⁶cos(6A)+D₂₄(6R⁶-5R⁴)cos(4A)

+D₂₅(15R⁶-20R⁴+6R²)cos(2A)

+D₂₆(20R⁶-30R⁴+12R²-1)

+D₂₇(15R⁶-20R⁴+6R²)sin(2A)

+D₂₈(6R⁶-5R⁴)sin(4A)+D₂₉R⁶sin(6A)·····

                                 ····(b)

式中，Dm(m是2以上的整数)是系数。而且，作为在与X轴相对称的光学系统，设计时利用D₄、D₅、D₆、D₁₀、D₁₁、D₁₂、D₁₃、D₁₄、D₂₀、D₂₁、D₂₂、……。

上述定义式是表示用于举例说明旋转非对称曲面形状的面，不言而喻，其他任何定义式也有同样的效果。

并且，光程分配棱镜光程分配镜1、光程分配棱镜10、右眼用目镜棱镜2R、左眼用目镜棱镜2L所具有的自由曲面，在把对图像显示器件的显示图像中心和瞳孔中心进行连接的光线作为光轴时，最好把包括在棱镜内的折回光程中的光轴在内的面(Y-Z平面)作为唯一的对称面进行构成。

而且，自由曲面的其他定义式，例如有以下定义式(C)。

Z＝∑∑C_nmXY

例如，若考虑K＝7(7次项)，则当展开时可由下式表示。

Z＝C₂

+C₃Y+C₄|X|

+C₅Y²+C₆Y|X|+C₇X²

+C₈Y³+C₉Y²|X|+C₁₀YX²+C₁₁|X³|

+C₁₂Y⁴+C₁₃Y³|X|+C₁₄Y²X²+C₁₅Y|X³|+C₁₆X⁴

+C₁₇Y⁵+C₁₈Y⁴|X|+C₁₉Y³X²+C₂₀Y²|X³|

+C₂₁YX⁴+C₂₂|X⁵|

+C₂₃Y⁶+C₂₄Y⁵|X|+C₂₅Y⁴X²+C₂₆Y³|X³|

+C₂₇Y²X⁴+C₂₈Y|X⁵|+C₂₉X⁶

+C₃₀Y⁷+C₃₁Y⁶|X|+C₃₂Y⁵X²+C₃₃Y⁴|X³|

+C₃₄Y³X⁴+C₃₅Y²|X⁵|+C₃₆YX⁶+C₃₇|X⁷|

                         ···(c)

而且，也可以用旋转对称非球面来构成左右眼用目镜棱镜2L、2R的最靠出射光孔侧的折射面(实施例1～6的面24L、24R、实施例7～9的面25L、25R、实施例10～11的面23L、23R)。在此情况下，制作工艺性提高，同时以该旋转对称非球面为基准面容易找出其他面的位置。

并且，以上的实施例中的构成左右眼用的光学系统的偏心棱镜体2L、2R，也可以采用众所周知的其他形式的偏心棱镜体。

以下，作为采用本发明的具体的数值例子，对实施例16～30的图像显示装置进行说明。

图16是用于说明实施例16的图像显示装置的图，图16(a)是表示双目光学系统的水平断面(Y-Z断面)，图16(b)是仅表示右眼用的光学系统的水平断面。以下关于实施例17～28，分别在图17～图27中表示出与图16(a)相同的双目光学系统的水平断面图。

任一实施例的光学系统也都和上述实施例1～15一样，对两眼的对称面呈面对称形状，所以，后面仅仅说明图16(b)那样的右眼用光学系统的逆光线跟踪中的构成参数。下述的实施例16～28的逆光线跟踪中的构成参数如图16(b)所示，利用垂直地通过光学系统的出射光孔4R中心，到达图像显示器件3中心的光线来对轴上主光线(光轴)0进行定义。并且，在逆光线跟踪中，把光孔4R的中心作为偏心光学系统的偏心光学面的原点，把沿着轴上主光线O的方向作为Z轴方向，把从光孔4R朝向光学系统的最终面(在逆光线跟踪中最初的面：入射面，在图16(b)中为第4面24R)的方向作为Z轴正方向；把包括该Z轴和图像显示器件3中心在内的平面作为Y-Z平面；把通过原点与Y-Z平面相垂直，从纸面的前方朝向背面侧的方向作为X轴正方向，把与X轴-Z轴构成右手(侧)直交坐标系的轴作为Y轴。在图16(b)中表示出了该坐标系。关于表示实施例17～28的图17～图27，省略了该坐标系的图示。

在实施例16～30中，在该Y-Z平面内进行各面的偏心，并且，以各旋转非对称自由曲面的唯一对称面为Y-Z面。

关于偏心面，根据上述坐标系的原点来给出其面的面顶位置的偏心量(对X轴方向、Y轴方向、Z轴方向分别为X、Y、Z)、以及分别以其面的中心轴(对自由曲面为上述(a)式的Z轴；对非球面为下述(d)式的Z轴))的X轴、Y轴、Z轴为中心的倾斜角(分别为α、β、γ(°)。而且，在此情况下，α和β的正表示相对各自轴的正方向按反时针方向旋转，γ的正表示相对Z轴的正方向按顺时针方向旋转。

并且，在构成各实施例的光学系统的光学作用面中，特定的面以及与其相连接的面构成共轴光学系统的情况下，给定面间隔，其他，媒介物的折射率、色散系数按照贯用方法来给定。

并且，本发明中所用的自由曲面的面的形状由上述(a)式来定义，该定义式的Z轴为自由曲面的轴。

并且，非球面是由以下定义式给定的旋转对称非球面。

Z＝(Y²/R)/[1+{1-(1+K)Y²/R²}^1/2]

+AY⁴+BY⁶+CY⁸+DY¹⁰+……

                     ···(d)

式中，把Z作为以光的前进方向为正的光轴(轴上主光轴)；把Y作为与光轴相垂直的方向。其中，R为近轴曲率半径，K为园锥常数，A、B、C、D、……分别为4次、6次、8次、10次的非球面系数。该定义式的Z轴为旋转对称非球面的轴。

而且，有关未标明数据的自由曲面、非球面的项为0。关于折射率，标注了对d线(波长587.56nm)的。长度的单位为mm。

并且，自由曲面的其他定义式还有由上述(b)式给定的Zernike多项式。

而且，在本发明的实施例中，面形状由利用上述(a)式的自由曲面来表示。不言而喻，利用上述(b)式、(c)式也能获得同样的作用效果。

那么，返回到图16(a)，实施例16与实施例4的重要区别是光程分配棱镜10。中央的光程分配棱镜10由以下5个面构成：与两眼的对称面形成面对称的形状，位于图像显示器件3的观察者的对面一侧的第1面11透射面、在该第1面11两侧位于观察者对面一侧的右光程用透射面的第3面14R、左光程用透射面的第3面14L、以及位于其第4面14R、14L的与观察者相反一侧的左光程用反射面的第2面12R和左光程用反射面的第2面12L。右光程用透射面的第4面14R、左光程用透射面的第4面14L，分别由一种和左光程用反射面的第3面13L、右光程用反射面的第3面13R相同的面构成，该同一面兼作透射面和全反射面。并且，第1面11对两眼的对称面呈面对称的形状；第4面14R和14L、第2面12R和12L对两眼的对称面呈面对称形状。图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在光程分配棱镜10的观察者一侧。

在上述构成中，左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，再射入到该右光程用反射面的第2面12R内，经过反射，接着射入到兼用作左光程用透射面14L的右光程用反射面的第3面13R内，经反射后，透过右光程用透射面14R，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中一次形成中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

图17的实施例17与图1的实施例1相同，中央的光程分配镜1的构成不同。在该实施例的情况下，与两眼的对称面形成面对称的形状的右光程用反射面1R和左光程用反射面1L分别由透镜8R、8L的背面上涂敷的背面镜构成。其他相同。

在上述构成中，左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先从光程分配镜1的右光程用透射8R的入射面11L射入，在反射面1R处反射，再从入射面11L射出，然后射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。而且，从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中不会形成中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

图18的实施例18与图4的实施例4相同。

图19的实施例19与图5的实施例5相同。

图20的实施例20与图6的实施例6相同。

图21的实施例21与实施例6的主要区别在于光程分配棱镜10。中央的光程分配棱镜10由以下5个面构成：与两眼的对称面形成面对称形状。位于图像显示器件3的观察者一侧的第1面11透射面、面对该第1面11，并面对观察者的右光程用反射面的第2面12R和左光程用反射面的第2面12L、在其第1面11的观察者侧两侧的右光程用反射面的第3面13R和左光程用反射面的第3面13L、位于这些第3面13R、13L和第2面12R、12L之间的两侧的左光程用透射面的第4面14L、右光程用透射面的第4面14R。第1面11与两眼的对称面形成面对称形状；第2面12R和12L、第3面13L和13R、第4面14L和14R与两眼的对称面形成面对称形状。图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在与光程分配棱镜10的观察者相反的一侧。

在上述构成中，左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，再射入到该右光程用反射面的第2面12R内进行反射，接着射入到第3面13R内进行反射，透过右光程用透射面14R，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中不会形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

图22的实施例22与图21的实施例21相同，不同的是：在构成目镜光学系统的右眼用、左眼用的偏心棱镜体2R、2L的出射面24R、24L和右眼用、左眼用的出射光孔4R、4L之间分别布置了目镜9R和9L。

图23的实施例23与图2的实施例2相同。

图24的实施例24与图2的实施例2相同。不同的是：用接合透镜来构成负透镜5。

图25的实施例25与实施例1的主要区别在于：中央的光程分配镜1由以下4个面构成：与两眼的对称面形成面对称的右光程用反射面1R和左光程用反射面1L，以及与其面对的第2右光程用反射面1R’和第2左光程用反射面1L’。第2反射面1R’和1L’与两眼的对称面形成面对称的形状，而且，图像显示器件3被置于光程分配镜1的观察者的相反一侧。

在上述构成中，左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配镜1的右光程用反射面1R内，经反射后再射入到第2右光程用反射面1R’内，经反射后射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下，从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面，形成与右眼用光程面对称关系。

图26的实施例26与图11的实施例11相同。

图27的实施例27与图7的实施例7相同。但构成右眼用、左眼用的目镜光学系统的偏心棱镜体2L、2R的第2面22L、22R和第4面24L、24R分别由相同的反射面构成。

图28的实施例28与图12的实施例12相同。

图29表示采用本发明的实施例29～30的图像显示装置的光程图。在图29中，用符号3表示构成图像显示器件的图像显示器件，用4R表示在右眼用的出射光孔，用4L表示左眼用的出射光孔，并且，在右眼用的光学系统中用2R表示设置在右眼前的偏心棱镜体，在左眼用的光学系统中用2L表示设置在左眼前的偏心棱镜体。另外，用10来表示位于两眼中央的由偏心棱镜体构成的光程分配棱镜。这些偏心棱镜体2R、2L、10由折射率大于1的透明媒体构成。并且，在以下的说明中，被称为反射面的面，除全反射面外，是在偏心棱镜体的对象面上进行反射镜涂敷，制成反射镜面。

该实施例29～30，其构成方法如图29的水平断面(Y-Z断面)所示，首先说明右眼用的光程。中央的三角柱状光程分配棱镜10由以下3个面构成：与两眼的对称面(在对右眼用出射光孔4R和左眼用出射光孔4L的中心之间进行连接的线段的中心处通过并与该线段相垂直的平面)20形成面对称形状，位于图像显示器件3的观察者一侧的第1面11透射面、在其第1面11的两侧位于观察者一侧的用作全反射面的右光程用反射面的第2面12R和左光程用反射面的第2面12L、以及与右光程用反射面的第2面12R为同一面的左光程用透射面13L、与左光程用反射面的第2面12L为同一面的右光程用透射面13R。第1面11与两眼的对称面20形成面对称形状；第2面12R(13L)和12L(13R)与两眼对称面20形成面对称形状；图像显示器件3面对光程分配棱镜10的第1面11，被布置在光程分配棱镜10的与观察者相反的一侧。

构成右眼用的光学系统的偏心棱镜体2R和构成左眼用的光学系统的偏心棱镜体2L是同样形状的，并被布置成与两眼的对称面保持面对称状态，分别按照光线通过的顺序，由第1面21R(21L)、第2面22R(22L)、第3面23R(23L)、第4面24R(24L)构成，第2面22R(22L)和第4面24R(24L)由同一面构成，该同一面兼用作全反射面和透过面。

在上述构成中，左右光程因为对两眼的对称面是面对称的，所以，以右眼用光程为代表加以说明。从共同的一块图像显示器件3来的显示光首先射入到光程分配棱镜10的第1面11内，再射入到其右光程用反射面的第2面12R内进行全反射，透过右光程用透射面13R(12L)，射入到偏心棱镜体2R内。入射光透过第1面21R射入到棱镜内，以临界角以上的入射角射入到第2面22R内，被全反射后射入到第3面23R内，经背反射后以临界角以下的入射角射入到第4面24R内，经折射后从偏心棱镜体2R射出，再被引向右眼用出射光孔4R，把图像显示器件3的放大图像投影到观察者的右眼内。在此情况下从图像显示器件3到出射光孔4R的光程中形成一次中间图像。左眼用的光程与右眼用的光学系统配置相同，夹持两眼的对称面20，形成与右眼用光程面对称关系。

由于是以上构成，无论在左右的哪个光程中，从图像显示器件3来的显示光都是经过3次反射而被引入眼球的，所以，能看到相同布置的图像，并非左右均互相对称的镜像，而且，经过偏心或相对于光轴倾斜布置的至少1面有正功率的反射面和透射面，投影出图像显示器件3的图像，所以，能投影出一种像面弯曲、色差等各种像差被充分校正后的图像。

另外，左右任一光程也都是大部分通过一种折射率大于1的透明媒体所制成的偏心棱镜体10、2R、2L中，而且其中光程被折弯，所以，能使目镜光学系统整体小型化。

并且，偏心棱镜体2R、2L被设置在面对称的位置上，其形状是相同的，准备同样形状的2个偏心棱镜体2R、2L，设置到与中央的偏心棱镜体10面对称的位置上即可。

在这样的光学系统中，其前提条件是使用视野角特性宽的图像显示器件3。因此，图像显示器件最好采用自身发光型的有机EL(电致发光，参见图40)。并且，在采用透射型LCD(液晶显示器件)的情况下把DOE(衍射光学元件)插入到LCD和背光之间，用±1次光进行照明，或者使用视野角大的散射薄膜。因此，能使用视野角特性宽的LCD(在实施例1～30中也是一梓)。

但是，如图30所示，把图像显示器件3的显示图像分成右眼用光程和左眼用光程的光程分配棱镜10，其第1面和12R和12L的显示光的反射时的角度α(在本发明的图像显示装置中，右眼的光程和左眼的光程处于面对称关系，所以，在图30中，为简化起见，仅表示出右眼用光程)，最好满足以下条件：

33°≤α≤70°…………………(1)

在低于该条件式的下限的33°时，光线不被第2面12R和12L反射而形成透射，不形成图像。在超过上限的70°时，在该光学系统构成中难以通过上述光程，不会形成图像。

进一步最好是满足以下条件：

40°≤α≤60°…………………(1-1)

下限和上限的意思与上述条件式(1)相同。

以下，如图30所示，通过一种连接在右眼用出射光孔4R和左眼用出射光孔4L的中心之间的线段的中心并与该线段相垂直的平面20(两眼的对称面)、以及右眼用光程的光轴射入到光程分配棱镜10的第2面12R内的点的第2面12R的切平面15所形成的角β、以及平面20和左眼用光程的光轴射入到光程分配棱镜10的第2面12L内的点的第2面12L的切平面所形成的角β最好能满足以下条件：

13°≤β≤24°…………………(2)

在低于该条件式的下限的13°时，一部分光线不透过反射后的第3面13R而进行反射，或者不在偏心棱镜体2R的第2面22R反射而是透过，很难通过上述光程，形不成图像。在超过上限的24°时，一部分光线不在第2面12R反射而是透过，很难通过上述光程，形不成图像。

进一步最好是满足以下条件：

15°≤β≤22°…………………(2-1)

下限和上限的意思与上述条件式(2)相同。

最好是进一步满足以下条件：

17°≤β≤20°…………………(2-2)

下限和上限的意思与上述条件式(2)相同。

以下，在从光孔侧进行逆光线跟踪时，通过右眼用出射光孔4R中心的右侧最大视场角的光线和右眼用的偏心棱镜体2R的第4面24R相交的点、以及通过左眼用出射光孔4L中心的左侧最大视场角的光线和左眼用的偏心棱镜体2L的第4面24L相交叉的点，以上这两个点的间隔如图31所示，设为横向宽度L，再者，通过左右的出射光孔中心的全视场角内的光束中，右眼ER用的偏心棱镜体2R或者左眼EL用的偏心棱镜体2L的第4面24R、24L，其透过或反射的点中最靠近左右的出射光孔侧的点、以及图像显示器件3的显示面的在与该显示面相垂直的方向的距离被设为深度D时，该横向宽度L和深度D之比D/L最好满足以下条件：

0.3≤D/L≤0.5…………………(3)

在低于下限的0.3时得不到宽视场角，画面减小。在超过上限的0.5时，深度增大，光学系统体积增大。

进一步最好满足以下条件：

0.35≤D/L≤0.45…………………(3-1)

下限和上限的意思与上述条件式(3)相同。

如上所述，在实施例29、30中，右眼用的光学系统光程和左眼用的光学系统光程处于面对称关系，所以，图32、图33中分别表示一种仅表示上述实施例29、30的右眼用的光学系统的水平断面图。关于左眼用的光学系统，按照与两眼的对称面20(图29)形成面对称关系的状态来设置左眼用的光学系统的面即可。

以下表示上述实施例16～30的逆光线跟踪中的右眼用光学系统的构成参数。这些实施例，在设为观察光学系统时，实施例16～21、23～28的观察视场角为水平半视场角10°，垂直半视场角7.5°，实施例22的观察视场角为水平半视场角12°，垂直半视场角9.1°，实施例29的观察视场角为水平半视场角7°，垂直半视场角5.26°，实施例30的观察视场角为水平半视角7.5°，垂直半视场角5.64°.并且，在实施例16～28中，图像显示器件的大小为8.9×6.7mm，在实施例29中为8.94×6.71mm，在实施例30中为8.94×6.71mm。光孔径在实施例16～30中全部为4mm。而且，在实施例29设为观察光学系统时，相当于焦距36mm，实施例30相当于焦距34mm。

而且，以下表中的”FFS”表示自由曲面，”ASS”表示非球面，”RE”表示反射面。

实施例16

表面号          曲率半径          表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面            ∞                 -1000.00

1               ∞(Stop)

2               ASS①             (1) 1.5254      56.2

3               FFS①(RE)         (2) 1.5254      56.2

4               ASS①(RE)         (1) 1.5254      56.2

5               FFS②             (3)

6               FFS③             (4) 1.5254      56.2

7               FFS④(RE)         (5) 1.5254      56.2

8               FFS⑤(RE)         (6) 1.5254      56.2

9               ∞                (7)

图像面          ∞                (8)

ASS①

R              -61.00

K              0.0000

A              -2.8485×10^-6

B              8.9070×10^-9

               FFS①

C₄    -1.2212×10^-2  C₆   -1.2499×10^-2   C₈   -7.2115×10^-6

C₁₀   3.6893×10^-5   C₁₁  -2.8593×10^-6   C₁₃  -3.0073×10^-6

C₁₅   -3.4462×10^-6  C₁₇  -1.6344×10^-9   C₁₉  -4.1364×10^-8

C₂₁   -2.0345×10^-8

FFS②

C₄    1.0330×10^-2   C₆   -2.2053×10^-2   C₈   -8.5243×10^-5

C₁₀   -1.3497×10^-3  C₁₁  1.1148×10^-4    C₁₃  -2.6040×10^-4

C₁₅   3.9230×10^-4

FFS③

C₄    -8.5360×10^-3  C₆   -8.8071×10^-3  C₈  7.1801×10^-5

C₁₀   7.6086×10^-5   C₁₁  6.3213×10^-7   C₁₃ 8.2333×10^-6

C₁₅   1.9455×10^-8

FFS④

C₄    8.5360×10^-3   C₆   8.8071×10^-3  C₈   -7.1801×10^-5

C₁₀   -7.6086×10^-5  C₁₁  -6.3213×10^-7 C₁₃  -8.2333×10^-6

C₁₅   -1.9455×10^-6

FFS⑤

C₄    1.2329×10^-2    C₆   6.7124×10^-3   C₈  -3.9501×10^-5

C₁₀   -1.3809×10^-4   C₁₁  -1.6628×10^-6  C₁₃ 3.6302×10^-6

C₁₅   -3.8832×10^-6

位移和倾斜(1)

X   0.00  Y   9.84  Z  32.73

α  -0.88 β  0.00 γ  0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00   Y   -0.48 Z   39.28

α   -30.61 β  0.00  γ  0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00   Y   16.17  Z  37.03

α   35.52  β  0.00   γ 0.00

位移和倾斜(4)

X   0.00    Y  19.39   Z  46.79

α  -91.71 β  0.00    γ  0.00

位移和倾斜(5)

X   0.00    Y  44.61 Z  46.79

α  -88.29  β 0.00  γ 0.00

位移和倾斜(6)

X   0.00  Y  22.62  Z  55.56

α  136.79   β   0.00   γ   0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00     Y   32.00   Z   33.76

α   -180.00  β  0.00    γ  0.00

位移和倾斜(8)

X    0.00     Y   32.00  Z   29.64

α   -180.00  β  0.00   γ  0.00

实施例17

表面号    曲率半径      表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面      ∞            -1000.00

1         ∞(Stop)

2         ASS①         (1)  1.5254  56.2

3         FFS①(RE)     (2)  1.5254  56.2

4         ASS①(RE)     (1)  1.5254  56.2

5         FFS②         (3)

6         FFS③         (4)  1.5254  56.2

7         FFS④(RE)     (5)  1.5254  56.2

8         FFS③         (4)

图像面    ∞            (6)

ASS①

R         -95.45

K         0.0000

A         -6.5740×10^-8

B         1.3849×10^-9

FFS①

C₄    -1.0306×10^-2  C₆   -1.0412×10^-2  C₈   2.0096×10^-5

C₁₀   2.8787×10^-5   C₁₁  -7.7967×10^-7  C₁₃  -2.3996×10^-6

C₁₅   -2.6208×10^-6  C₁₇  -6.0108×10^-8  C₁₉  1.1907×10^-8

C₂₁   1.4876×10^-8

FFS②

C₄    -7.5538×10^-3  C₆   6.2696×10^-4  C₈   1.3858×10^-3

C₁₀   2.0287×10^-3   C₁₁  8.0303×10^-5  C₁₃  -1.5350×10^-4

C₁₅   -6.5070×10^-5

FFS③

C₄   -7.6923×10^-2  C₆-9.3217×10^-3    C₈  3.8760×10^-3

C₁₀  -9.4736×10^-4  C₁₁-7.2844×10^-4   C₁₃ 6.5675×10^-4

C₁₅  -4.9359×10^-5

FFS④

C₄   -1.1587×10^-2  C₆   1.1772×10^-2   C₈   1.0849×10^-3

C₁₀  -1.8206×10^-4  C₁₁  -5.4651×10^-4  C₁₃  1.7195×10^-4

C₁₅  -1.3202×10^-5

位移和倾斜(1)

X    0.00   Y    9.05   Z   39.11

α   10.70  β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00    Y   0.24  Z   48.07

α   -21.35  β  0.00  γ  0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00   Y   19.03   Z   43.57

α   92.98  β  0.00    γ  0.00

位移和倾斜(4)

X   0.00  Y  35.65  Z  58.02

α  -145.94  β   0.00  γ   0.00

位移和倾斜(5)

X   0.00     Y    39.28  Z   61.80

α  -147.29  β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00  Y   32.00  Z   38.00

α   0.00  β  0.00   γ  0.00

实施例18

表面号   曲率半径     表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面     ∞           -1000.00

1        ∞(Stop)

2        ASS①        (1)  1.5254  56.2

3        FFS①(RE)    (2)  1.5254  56.2

4        ASS①(RE)    (1)  1.5254  56.2

5        FFS②        (3)

6        FFS③        (4)  1.5254  56.2

7        FFS④(RE)    (5)  1.5254  56.2

8        FFS⑤        (6)

图像面   ∞           (7)

ASS①

R       -99.17

K       0.0000

A       -5.1344×10^-6

B       5.4560×10^-8

FFS①

C₄      -1.3402×10^-2    C₆   -1.1018×10^-2   C₈  2.9828×10^-6

C₁₀     -4.6829×10^-6    C₁₁  -2.4079×10^-6  C₁₃  -3.1115×10^-6

C₁₅     -2.2505×10^-6    C₁₇  1.0452×10^-7   C₁₉  1.084×10^-7

C₂₁     2.6833×10^-8

FFS②

C₄     -1.9489×10^-2   C₆   -3.8808×10^-3  C₈   4.8522×10^-3

C₁₀    4.8858×10^-3    C₁₁  1.8575×10^-4   C₁₃  -7.7300×10^-4

C₁₅    -6.0291×10^-4

FFS③

C₄    -8.6443×10^-2   C₆-3.9460×10^-2   C₈   8.0248×10^-3

C₁₀   9.1640×10^-3    C₁₁-6.2318×10^-5  C₁₃  1.4493×10^-3

C₁₅   1.6706×10^-3

FFS④

C₄    1.9984×10^-2  C₆   1.7719×10^-2  C₈   2.2720×10^-4

C₁₀   2.2345×10^-4  C₁₁  6.1407×10^-6  C₁₃  2.3412×10^-5

C₁₅   -1.4916×10^-6

FFS⑤

C₄-1.0029×10^-2  C₆  4.6836×10^-3

位移和倾斜(1)

X   0.00  Y   12.74  Z   36.00

α  2.52  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00    Y   -0.37  Z   45.03

α   -28.87  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00   Y   20.71  Z   40.51

α   74.60  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00     Y   22.61  Z   41.95

α   -113.38  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(5)

X     0.00     Y   38.54  Z   52.07

α    -144.30  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00  Y   32.00  Z   36.77

α   0.00  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00  Y    32.00  Z   30.00

α   0.00  β   0.00   γ  0.00

实施例19

表面号   曲率半径   表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面     ∞         -1000.00

1        ∞(停)

2        ASS①      (1)   1.5254    56.2

3        FFS①(RE)  (2)   1.5254    56.2

4        ASS①(RE)  (1)   1.5254    56.2

5        FFS②      (3)

6        FFS③      (4)   1.5254    56.2

7        FFS④(RE)  (5)   1.5254    56.2

8        FFS⑤      (6)

图像面   ∞         (7)

ASS①

R    371.46

K    0.0000

A    -8.4688×10^-7

B    2.9089×10^-10

FFS①

C₄    -6.3820×10^-3     C₆   -8.9287×10^-3    C₈    -7.5189×10^-5

C₁₀   -2.7485×10^-6     C₁₁  -5.1745×10^-6    C₁₃   -6.0033×10^-7

C₁₅   2.8823×10^-6      C₁₇  3.2184×10^-7     C₁₉   8.6382×10^-8

C₂₁   -1.5498×10^-8

FFS②

C₄     -4.0226×10^-2    C₆     -3.3297×10^-2     C₈     2.4201×10^-3

C₁₀    6.0781×10^-3     C₁₁    7.4789×10^-4      C₁₃    -3.2635×10_-4

C₁₅    2.1572×10^-4

FFS③

C₄       -2.0127×10^-2      C₆    -1.4009×10^-2     C₈     -1.3093×10^-3

C₁₀      -1.0645×10^-4      C₁₁   -2.3099×10^-4     C₁₃    -2.8818×10^-5

C₁₅      -1.4532×10^-6

FFS④

C₄      2.0127×10^-2      C₆      1.4009×10^-2      C₈    1.3093×10^-3

C₁₀     1.0645×10^-4      C₁₁     2.3099×10^-4      C₁₃   2.8818×10^-5

C₁₅     1.4532×10^-6

FFS⑤

C₄        2.3952×10^-1        C₆       6.3371×10^-4

位移和倾斜(1)

X     0.00      Y     20.12    Z   35.02

α    6.83      β    0.00     γ  0.00

位移和倾斜(2)

X     0.00     Y   0.52    Z    47.68

α    -27.07   β  0.00    γ   0.00

位移和倾斜(3)

X     0.00    Y   27.52   Z   37.59

α    76.08   β  0.00    γ  0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00      Y   29.00    Z   40.96

α   -118.18   β  0.00     γ  0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00       Y     35.00   Z     40.96

α   -61.82     β    0.00    γ    0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00        Y    32.00    Z    50.73

α   -180.00     β   0.00     γ   0.00

位移和倾斜(7)

X     0.00      Y    32.00      Z    58.00

α    -180.00   β   0.00       γ   0.00

实施例20

表面号      曲率半径          表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面        ∞                -1000.00

1           ∞(Stop)

2           ASS①             (1)        1.5254        56.2

3           FFS①(RE)         (2)        1.5254        56.2

4           ASS①(RE)         (1)        1.5254        56.2

5           FFS②             (3)

6           FFS③         (4)     1.5254      56.2

7           FFS④(RE)     (5)     1.5254      56.2

8           FFS⑤(RE)     (6)     1.5254      56.2

9           FFS⑥         (7)

图像面      ∞            (8)

ASS①

R    -78.87

K    0.0000

A    6.3888×10^-6

B    -6.7614×10^-9

FFS①

C₄     -1.3820×10^-2   C₈    -1.2744×10^-2   C₈     -5.9146×10^-5

C₁₀    -8.6079×10^-5   C₁₁   -1.5009×10^-6   C₁₃    -3.9389×10^-6

C₁₅    -3.9837×10^-6   C₁₇   9.5456×10^-8    C₁₉    2.5646×10^-7

C₂₁    8.4257×10^-8

FFS②

C₄     -4.8112×10^-2    C₆    2.2437×10^-2    C₈      1.2629×10^-2

C₁₀    -1.4147×10^-3    C₁₁   1.1201×10^-3    C₁₃     -4.2802×10^-3

C₁₅    -1.8265×10^-5

FFS③

C₄      -2.4894×10^-2     C₈     1.7719×10^-3    C₈    1.3030×10^-2

C₁₀     8.7223×10^-3      C₁₁    -2.5693×10^-3   C₁₃   2.0937×10^-3

C₁₅     -1.7955×10^-4

FFS④

C₄      1.4510×10^-2   C₆    1.4974×10^-2     C₈     6.3447×10^-5

C₁₀     -3.3021×10^-5  C₁₁   6.7340×10^-6     C₁₃    1.3268×10^-5

C₁₅     5.6476×10^-6

FFS⑤

C₄   -5.0177×10^-3    C₆     4.2398×10^-3    C₁₁    1.3297×10^-5

C₁₃  1.7182×10^-5     C₁₅    7.8122×10^-6

FFS⑥

C₄     6.6144×10^-2    C₆    3.1372×10^-2    C₁₁   5.4070×10^-4

C₁₃    -2.1336×10^-4   C₁₅   -4.3706×10^-4

位移和倾斜(1)

X     0.00   Y   13.06   Z   30.44

α    4.48   β  0.00    γ  0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00    Y   -0.13  Z   38.51

α   -29.74  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00     Y    17.85   Z   32.43

α   74.33    β   0.00    γ  0.00

位移和倾斜(4)

X     0.00      Y   19.17  Z   33.07

α    -102.30   β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(5)

X     0.00      Y   44.66   Z   43.01

α    -133.87   β  0.00    γ  0.00

位移和倾斜(6)

X     0.00     Y    32.00   Z   30.30

α    -180.00  β   0.00    γ  0.00

位移和倾斜(7)

X   0.00     Y     32.00  Z   48.57

α  0.00     β    0.00   γ  0.00

位移和倾斜(8)

X     0.00  Y   32.00  Z   53.57

α    0.00  β  0.00   γ  0.00

实施例21

表面号      曲率半径       表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面        ∞             -1000.00

1           ∞(Stop)        (1)

2           ASS①           (2)       1.5254        56.2

3           FFS①(RE)       (3)       1.5254        56.2

4           ASS①(RE)       (2)       1.5254        56.2

5           FFS②           (4)

6           FFS③           (5)       1.5254        56.2

7           FFS④(RE)       (6)       1.5254        56.2

8           FFS⑤(RE)       (7)       1.5254        56.2

9           FFS⑥           (8)

图像面      ∞              (9)

ASS①

R      -93.13

K      0.0000

A      -7.3153×10^-6

B      1.0465×10^-8

FFS①

C₄     -1.2530×10^-2    C₆    -1.0935×10^-2    C₈    4.3572×10^-5

C₁₀    5.6790×10^-5     C₁₁   -4.6759×10^-6    C₁₃   -5.7024×10^-6

C₁₅    -2.5865×10^-8    C₁₇   5.1708×10^-8     C₁₉   4.7739×10^-8

C₂₁   4.8274×10^-8

FFS②

C₄      2.1276×10^-2     C₆    -1.3001×10^-2   C₈   1.2698×10^-2

C₁₀     -4.0940×10^-3    C₁₁   6.8259×10^-4    C₁₃  -1.1193×10^-3

C₁₅     -4.9525×10^-5

FFS③

C₄     -7.7818×10^-2    C₆    -1.3978×10^-2   C₆   8.2943×10^-3

C₁₀    -3.6125×10^-3    C₁₁   -2.1473×10^-3   C₁₃  1.6422×10^-3

C₁₅    2.1472×10^-4

FFS④

C₄    1.7708×10^-2    C₆    9.8479×10^-3    C₈   4.2747×10^-5

C₁₀   1.4710×10^-8    C₁₁   6.0476×10^-6    C₁₃  9.5455×10^-8

C₁₅   7.9647×10^-6

FFS⑤

C₄     -3.2083×10^-3    C₆   -1.1682×10^-2   C₈   -3.8379×10^-4

C₁₀    -4.7983×10^-4    C₁₁  3.2203×10^-5    C₁₃  2.4146×10^-5

C₁₅    1.5623×10^-5

FFS⑥

C₄    -1.2690×10^-2     C₆     1.2046×10^-2

位移和倾斜(1)

X      0.00    Y    0.00  Z   0.00

α     0.00    β   0.00  γ  0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00   Y   11.12  Z   31.05

α   6.41   β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(3)

X       0.00    Y    -0.11  Z   39.90

α      -26.24  β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00    Y    19.37  Z   34.98

α   52.37   β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00     Y   19.70   Z   35.09

α   -124.03  β  0.00    γ  0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00     Y    41.67  Z   44.93

α   -137.82  β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(7)

X      0.00     Y    36.67  Z   30.00

α     -176.69  β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(8)

X     0.00   Y    32.00    Z    48.79

α    0.00   β   0.00     γ   0.00

位移和倾斜(9)

X     0.00   Y    32.00   Z    51.01

α    0.00   β   0.00    γ   0.00

实施例22

表面号    曲率半径       表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面      ∞             -1000.00

1         ∞(停)         (1)

2         ∞             (2)          1.4924         107.9

3         ASS①          (3)

4         ASS②          (4)          1.5254         56.2

5        FFS①(RE)     (5)     1.5254     56.2

6        ASS②(RE)     (4)     1.5254     56.2

7        FFS②         (6)

8        FFS③         (7)     1.5254     56.2

9        FFS④(RE)     (8)     1.5254     56.2

10       FFS⑤(RE)     (9)     1.5254     56.2

11       FFS⑥         (10)

图像面   ∞            (11)

ASS①

R    -31.17

K    0.0000

A    -2.3392×10^-6

B    1.4417×10^-8

ASS②

R     -104.32

K     0.0000

A     -1.1160×10^-5

B     1.3866×10^-8

FFS①

C₄      -1.1076×10^-2    C₆    -9.7026×10^-3   C₈   1.2453×10^-4

C₁₀     8.6331×10^-5

FFS②

C₄     -2.6908×10^-2       C₆   -2.2030×10^-2    C₈    3.0544×10^-3

C₁₀    -2.0443×10^-3

FFS③

C₄       -4.7273×10^-2    C₆   -2.9318×10^-2    C₈   4.8533×10^-4

C₁₀      -2.1511×10^-3

5       FFS①(RE)     (5)       1.5254        56.2

6       ASS②(RE)     (4)       1.5254        56.2

7       FFS②         (6)

8       FFS③         (7)       1.5254        56.2

9       FFS④(RE)     (8)       1.5254        56.2

10      FFS⑤(RE)     (9)       1.5254        56.2

11      FFS⑥         (10)

图像面  ∞            (11)

ASS①

R    -31.17

K    0.0000

A    -2.3392×10^-6

B    1.4417×10^-8

ASS②

R     -104.32

K     0.0000

A     -1.1160×10^-5

B     1.3866×10^-8

FFS①

C₄    -1.1076×10^-2      C₆     -9.7026×10^-3    C₈    1.2453×10^-4

C₁₀   8.6331×10^-5

FFS②

C₄     -2.6908×10^-2     C₆    -2.2030×10^-2    C₈     3.0544×10^-3

C₁₀    -2.0443×10^-3

FFS③

C₄    -4.7273×10^-2     C₆     -2.9318×10^-2    C₈      4.8533×10^-4

C₁₀   -2.1511×10^-3

FFS④

C₄        1.3337×10^-2     C₈      7.7917×10^-3   C₈     5.2903×10^-6

C₁₀       3.2236×10^-5

FFS⑤

C₄      -7.4443×10^-3      C₆     -1.1004×10^-2     C₈    -3.4435×10^-4

C₁₀     -2.7416×10^-4

FFS⑥

C₄        8.1792×10^-3       C₆      7.4722×10^-3

位移和倾斜(1)

X      0.00      Y     0.00    Z     0.00

α     0.00      β    0.00    γ    0.00

位移和倾斜(2)

X     0.00    Y     0.00    Z    25.00

α    0.00    β    0.00    γ   0.00

位移和倾斜(3)

X     0.00    Y      0.00    Z    29.43

α    0.00    β     0.00    γ   0.00

位移和倾斜(4)

X     0.00    Y    10.49   Z     30.94

α    6.19    β   0.00    γ    0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00     Y     -0.10    Z    40.19

α   -24.76   β    0.00     γ   0.00

位移和倾斜(6)

X     0.00     Y      18.51      Z   35.34

α    55.35    β     0.00       γ  0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00      Y  19.05      Z  35.60

α     -111.46    β     0.00    γ     0.00

位移和倾斜(8)

X      0.00     Y     41.39    Z    45.63

α     -142.01  β    0.00     γ   0.00

位移和倾斜(9)

X     0.00        Y     38.56    Z   29.81

α    177.05      β    0.00     γ  0.00

位移和倾斜(10)

X     0.00   Y    32.00  Z   49.26

α    0.00   β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(11)

X    0.00   Y     32.00  Z   51.37

α   0.00   β    0.00   γ  0.00

实施例23

表面号      曲率半径       表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面        ∞             -1000.00

1           ∞(停)

2           ASS①          (1)     1.5254     56.2

3           FFS①(RE)      (2)     1.5254     56.2

4           ASS①(RE)      (1)     1.5254     56.2

5           FFS②          (3)

6           FFS③(RE)      (4)

7           9.36(5)                1.5254     56.2

8           ASS②          (6)

图像面      ∞             (7)

ASS①

R    -112.57

K    0.0000

A    1.2804×10^-7

B    1.9023×10^-9

ASS②

R    17.18

K    0.0000

A    -1.1585×10^-4

B    4.5485×10^-6

FFS①

C₄    -1.0758×10^-2   C₆    -1.0721×10^-2  C₈   7.6154×10^-5

C₁₀   -1.9106×10^-5   C₁₁   4.9749×10^-6   C₁₃  -5.3415×10^-6

C₁₅   -2.8610×10^-6   C₁₇   1.3623×10^-7   C₁₉  2.9234×10^-8

C₂₁   -5.0012×10^-9

FFS②

C₄    -4.2973×10^-2   C₈    3.8451×10^-2   C₈  3.6896×10^-3

C₁₀   5.7252×10^-3    C₁₁   1.4826×10^-4   C₁₃ -1.1264×10^-3

C₁₅   4.7888×10^-4

FFS③

C₄    2.0862×10^-2    C₆     1.8162×10^-2    C₈    1.4311×10^-4

C₁₀   -2.1971×10^-5   C₁₁    1.3347×10^-5    C₁₃   2.3775×10^-5

C₁₅   7.6542×10^-6

位移和倾斜(1)

X    0.00     Y     12.30    Z    38.14

α   -1.09    β    0.00     γ   0.00

位移和倾斜(2)

X     0.00     Y     -0.33  Z   45.00

α    -31.99   β    0.00   γ  0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00    Y    19.10   Z     42.18

α   78.03   β   0.00    γ    0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00     Y   39.78   Z   60.30

α   -147.16  β  0.00    γ  0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00    Y    32.00  Z    40.06

α   0.00    β   0.00   γ   0.00

位移和倾斜(6)

X     0.00    Y    32.00   Z    37.55

α    0.00    β   0.00    γ   0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00   Y     32.00  Z   31.96

α   0.00   β    0.00   γ  0.00

实施例24

表面号      曲率半径      表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面        ∞            -1000.00

 1           ∞(停)

2            ASS①         (1)     1.5254     56.2

3            FFS①(RE)     (2)     1.5254     56.2

4            ASS①(RE)     (1)     1.5254     56.2

5            FFS②         (3)

6        FFS③(RE)       (4)

7        10.00           (5)    1.7400    45.0

8        -30.00          (6)    1.4875    70.2

9        20.00           (7)

图像面   ∞              (8)

ASS①

R    -755.72

K    0.0000

A    -3.0223×10^-6

B    3.6982×10^-9

FFS①

C₄       -1.3291×10^-2    C₆   -9.1362×10^-3    C₆   1.3010×10^-5

C₁₀      -4.7998×10^-5    C₁₁  3.8631×10^-6     C₁₃  1.2388×10^-6

C₁₅      -1.7387×10^-6    C₁₇  4.1889×10^-7     C₁₉  3.3450×10^-8

C₂₁      1.5434×10^-8

FFS②

C₄      -4.9441×10^-2     C₆      5.0481×10^-2    C₈   -1.8555×10^-3

C₁₀     1.1867×10^-3      C₁₁     -1.0276×10^-3   C₁₃  2.6209×10^-3

C₁₅     1.5800×10^-4

FFS③

C₄      2.1838×10^-2    C₆      2.0822×10^-2    C₈     1.5599×10^-4

C₁₀     2.2274×10^-5    C₁₁     1.7287×10^-5    C₁₃    3.1039×10^-5

C₁₅     1.7347×10^-5

位移和倾斜(1)

X     0.00     Y    15.24   Z   38.77

α    2.68     β   0.00    γ  0.00

位移和倾斜(2)

X     0.00     Y    0.01   Z    47.98

α    -29.39   β   0.00   γ   0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00   Y   22.36    Z   42.21

α   83.11  β  0.00     γ  0.00

位移和倾斜(4)

X     0.00      Y    38.88    Z   54.46

α    -145.16   β   0.00     γ  0.00

位移和倾斜(5)

X     0.00    Y     32.00   Z   34.24

α    0.00    β    0.00    γ  0.00

位移和倾斜(6)

X     0.00     Y      32.00    Z   33.17

α    0.00     β     0.00     γ  0.00

位移和倾斜(7)

X     0.00    Y    32.00    Z     30.48

α    0.00    β   0.00     γ    0.00

位移和倾斜(8)

X     0.00     Y     32.00   Z    28.00

α    0.00     β    0.00    γ   0.00

实施例25

表面号        曲率半径        表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面          ∞              -1000.00

1             ∞(停)

2             ASS①           (1)       1.5254          56.2

3           FFS①(RE)           (2)    1.5254    56.2

4           ASS①(RE)           (1)    1.5254    56.2

5           FFS②               (3)

6           FFS③(RE)           (4)

7           FFS④(RE)           (5)

图像面      ∞                  (6)

ASS①

R    -142.30

K    0.0000

A    -7.9459×10^-6

B    4.5193×10^-9

FFS①

C₄     -1.5782×10^-2     C₆    -9.2595×10^-3   C₈     8.4720×10^-5

C₁₀    4.5249×10^-5      C₁₁   1.0602×10^-5    C₁₃    -8.7497×10^-6

C₁₅    -4.4525×10^-6     C₁₇   -5.8969×10^-8   C₁₉    1.8760×10^-7

C₂₁    1.2837×10^-7

FFS②

C₄     -4.8446×10^-2     C₆    -8.3829×10^-3

FFS③

C₄    1.6543×10^-2     C₆    9.5400×10^-3     C₈    -1.0953×10^-4

C₁₀   -1.8587×10^-5    C₁₁   5.3062×10^-6     C₁₃   7.9992×10^-6

C₁₅   5.7816×10^-6

FFS④

C₄     -4.2215×10^-3     C₆     1.0692×10^-2     C₈   -3.6896×10^-4

C₁₀    -2.5259×10^-4     C₁₁    5.9277×10^-6     C₁₃  -1.3516×10^-5

C₁₅    -7.8520×10^-6

位移和倾斜(1)

X      0.00    Y   11.67   Z    32.96

α     -1.41   β  0.00    γ   0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00      Y      -0.45  Z    40.56

α   -30.45    β     0.00   γ   0.00

位移和倾斜(3)

X     0.00   Y    18.56   Z    37.77

α    33.95  β   0.00    γ   0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00     Y    43.39  Z     48.16

α   -135.03  β   0.00   γ    0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00   Y    36.28   Z    31.09

α   6.39   β   0.00    γ   0.00

位移和倾斜(61)

X    0.00     Y   32.00  Z    55.72

α   0.00     β  0.00   γ   0.00

实施例26

表面号      曲率半径     表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面        ∞           -1000.00

1           ∞(停)

2           FFS①        (1)      1.5254      56.2

3           FFS②(RE)    (2)      1.5254      56.2

4           FFS③        (3)

5           FFS④        (4)      1.5254      56.2

6       FFS⑤(RE)      (5)       1.5254      56.2

7       FFS⑥          (6)

图像面  ∞             (7)

FFS①

C₄     -6.2629×10^-3     C₈     3.3796×10^-4    C₈    3.9666×10^-4

C₁₀    -1.2581×10^-4     C₁₁    2.6158×10^-6    C₁₃   3.2906×10^-5

C₁₅    1.4501×10^-6

FFS②

C₄      -1.3276×10^-2    C₆      -9.4693×10^-3    C₈      -8.4725×10^-5

C₁₀     -1.3499×10^-4    C₁₁     -2.9102×10^-6    C₁₃     -2.0112×10^-6

C₁₅     -2.4589×10^-6    C₁₇     -4.4244×10^-9    C₁₉     -4.8328×10^-8

C₂₁     -1.8143×10^-8

FFS③

C₄        -2.1469×10^-2   C₆     -3.3694×10^-2    C₈      -1.6179×10^-3

C₁₀       -3.2678×10^-3   C₁₁    -7.9899×10^-5    C₁₃     -1.7505×10^-4

C₁₅       -3.5647×10^-4

FFS④

C₄      -1.1648×10^-1    C₆      -4.0332×10^-2     C₈     -1.1348×10^-3

C₁₀     1.9930×10^-3     C₁₁     8.3579×10^-4      C₁₃    8.0595×10^-4

C₁₅     9.9925×10^-4

FFS⑤

C₄       1.9541×10^-2     C₈     1.6255×10^-2     C₈     -1.0516×10^-5

C₁₀      -5.5991×10^-5    C₁₁    4.5526×10^-6     C₁₃    1.2743×10^-5

C₁₅      3.8394×10^-6

FFS⑥

C₄       1.9172×10^-2     C₈       3.2175×10^-2    C₁₁      9.6401×10^-5

C₁₃      -2.6951×10^-5    C₁₅      -1.6440×10^-4

位移和倾斜(1)

X    0.00     Y    0.00  Z    32.45

α   -13.66   β   0.00  γ   0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00     Y    -1.36  Z   48.79

α   -33.83   β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00     Y   12.70   Z    41.59

α   -50.46   β  0.00    γ   0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00    Y   19.62  Z   39.02

α   -65.04  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00    Y    42.00 Z   30.00

α   -44.81  β   0.00  γ  0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00   Y   32.00 Z   45.53

α   0.00   β  0.00  γ  0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00    Y   32.00  Z    53.23

α   0.00    β  0.00   γ   0.00

实施例27

表面号     曲率半径        表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面       ∞              -1000.00

1          ∞(停)

2        ASS①         (1)    1.5254    56.2

3        FFS①(RE)     (2)    1.5254    56.2

4        ASS①(RE)     (1)    1.5254    56.2

5        FFS①(RE)     (2)    1.5254    56.2

6        FFS②         (3)

7        FFS③         (4)    1.5254    56.2

8        FFS④(RE)     (5)    1.5254    56.2

9        FFS⑤         (6)

图像面   ∞            (7)

ASS①

R     -109.37

K    0.0000

A    2.7422×10^-5

B    -4.1869×10^-8

FFS①

C₄      -1.1126×10^-2    C₈      -1.0227×10^-2    C₈    -6.0588×10^-5

C₁₀     -3.0318×10^-5    C₁₁     7.9055×10^-6     C₁₃   1.1105×10^-5

C₁₅     1.0604×10^-6     C₁₇     2.8597×10^-7     C₁₉   1.5498×10^-7

C₂₁     1.4283×10^-7

FFS②

C₄      3.6878×10^-2   C₆   3.5702×10^-2   C₈       -2.0106×10^-2

C₁₀     -9.8201×10^-3  C₁₁  2.1010×10^-3   C₁₃      -1.9983×10^-3

C₁₅     9.8827×10^-4

FFS③

C₄     -1.0254×10^-1     C₆     -2.5575×10^-2    C₈   -2.0239×10^-2

C₁₀    -5.8721×10^-3     C₁₁    1.0962×10^-3     C₁₃  -3.3381×10^-3

C₁₅    4.7815×10^-4

FFS④

C₄   2.3287×10^-2     C₆    1.8127×10^-2    C₈     -4.0703×10^-4

C₁₀  -2.4676×10^-4    C₁₁   1.9470×10^-5    C₁₃    3.1178×10^-5

C₁₅  -3.0929×10^-7

FFS⑤

C₄      -1.9980×10^-2     C₆      -1.9644×10^-2    C₁₁  1.8913×10^-4

C₁₃     4.0095×10^-4      C₁₅     5.1524×10^-4

位移和倾斜(1)

X    0.00    Y    6.56   Z   32.12

α   -2.57   β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(2)

X     0.00     Y     -0.19   Z    38.74

α    -23.54   β    0.00    γ   0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00     Y    20.79   Z   39.32

α   -71.99   β   0.00    γ  0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00    Y   21.54    Z  38.60

α   -84.73  β  0.00     γ 0.00

位移和倾斜(5)

X     0.00     Y   36.81    Z  30.00

α    -35.69   β  0.00     γ 0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00  Y     32.00  Z    44.11

α   0.00  β    0.00   γ   0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00   Y   32.00  Z   50.34

α   0.00   β  0.00   γ  0.00

实施例28

表面号        曲率半径        表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面          ∞              -1000.00

1             ∞(停)

2             FFS①           (1)       1.5254       56.2

3             FFS②(RE)       (2)       1.5254       56.2

4             FFS③(RE)       (3)       1.5254       56.2

5             FFS④           (4)

6             FFS⑤           (5)       1.5254       56.2

7             FFS⑥(RE)       (6)       1.5254       56.2

8             FFS⑦(RE)       (7)       1.5254       56.2

9             FFS⑧           (8)

图像面        ∞              (9)

FFS①

-8.4040×10^-3     C₆   -8.5943×10^-3

FFS②

C₄     -4.8109×10^-3      C₆      -3.4151×10^-3   C₈   7.6983×10^-6

C₁₀    5.9643×10^-6

FFS③

C₄      8.5504×10^-4      C₆      2.0899×10^-3    C₈    3.9710×10^-6

C₁₀     1.2427×10^-5

FFS④

C₄      -4.1338×10^-3     C₆     4.6863×10^-3

FFS⑤

C₄       1.8948×10^-2     C₆      7.8112×10^-3

FFS⑥

C₄     -2.9136×10^-3     C₆    -2.6792×10^-3

FFS⑦

C₄    1.0066×10^-2    C₈      1.0913×10^-2

FFS⑧

C₄      -2.2044×10^-2     C₆     -1.6909×10^-2

位移和倾斜(1)

X     0.00   Y    0.00   Z  30.00

α    0.00   β   0.00   γ 0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00    Y     7.73  Z   66.05

α   18.69   β    0.00  γ  0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00    Y    -17.85   Z    38.62

α   46.96   β   0.00     γ   0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00    Y    20.71   Z    58.27

α   70.85   β   0.00    γ   0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00   Y    21.56  Z   58.79

α   72.18  β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00    Y    41.10   Z    68.55

α   46.38   β   0.00    γ   0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00   Y    28.64   Z  46.33

α   17.45  β   0.00    γ 0.00

位移和倾斜(8)

X    0.00  Y   32.02  Z   71.98

α   0.00  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(9)

X    0.00   Y   32.00  Z   76.97

α   0.00   β  0.00   γ  0.00

实施例29

表面号        曲率半径      表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面          ∞            -1000.00

1             ∞(停)

2             ASS①         (1)     1.5254      56.2

3             FFS①(RE)     (2)     1.5254      56.2

4             ASS①(RE)     (1)     1.5254      56.2

5             FFS②         (3)

6             FFS③         (4)     1.5254      56.2

7             FFS④(RE)     (5)     1.5254      56.2

8             FFS⑤         (6)

图像面        ∞            (7)

ASS①

R         1285.39

K         0.0000

A         6.4599×10^-7

B         -3.7861×10^-10

FFS①

C₄      -3.6795×10^-3     C₈   -2.1319×10^-3  C₈   -5.8405×10^-5

C₁₀     -6.5664×10^-5     C₁₁  8.2431×10^-7   C₁₃  1.4603×10^-6

C₁₅     1.4571×10^-6      C₁₇  -5.6374×10^-8  C₁₉  -3.7292×10^-8

C₂₁     -4.3730×10^-8

FFS②

C₄    -3.1489×10^-4   C₆   5.2538×10^-3   C₈   1.2817×10^-3

C₁₀   1.2156×10^-3    C₁₁  5.1327×10^-6   C₁₃  -1.0362×10^-5

C₁₅   4.7618×10^-5

FFS③

C₄    -2.2969×10^-3    C₈     -4.7767×10^-4    C₈   3.1569×10_-4

C₁₀   1.9939×10^-4     C₁₁    4.1969×10^-7     C₁₃  1.3660×10^-5

C₁₅   4.6817×10^-6

FFS④

C₄     2.2969×10^-3   C₆   4.7767×10^-4   C₈   -3.1569×10^-4

C₁₀    -1.9939×10^-4  C₁₁  -4.1969×10^-7  C₁₃  -1.3660×10^-5

C₁₅    -4.6817×10^-6

FFS⑤

C₄    2.5793×10^-2    C₆   -4.2457×10^-3   C₁₁   -4.8745×10^-4

C₁₃   -1.7443×10^-4   C₁₅  -3.6717×10^-5

位移和倾斜(1)

X    0.00   Y    10.19  Z   29.40

α   7.35   β   0.00   γ  0.00

位移和倾斜(2)

X     0.00    Y   -3.29   Z    36.33

α    -25.35  β  0.00    γ   0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00    Y    24.99  Z    36.53

α   82.49   β   0.00   γ   0.00

位移和倾斜(4)

X    0.00   Y   18.12 Z    7.32

α   -18.71 β  0.00  γ   0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00   Y   18.12  Z   -7.32

α   18.71  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00   Y   24.00  Z    0.00

α   90.00  β  0.00   γ   0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00  Y    0.00  Z    1.73

α   0.00  β   0.00  γ   0.00

实施例30

表面号         曲率半径         表面位移折射色散系数分离和倾斜率

物面           ∞               -1000.00

1              ∞(停)

2              ASS①            (1)    1.5254    56.2

3              FFS①(RE)        (2)    1.5254    56.2

4              ASS①(RE)        (1)    1.5254    56.2

5              FFS②            (3)

6              FFS③            (4)    1.5254    56.2

7              FFS④(RE)        (5)    1.5254    56.2

8              FFS⑤            (6)

图像面         ∞               (7)

ASS①

R    368.58

K    0.0000

A    7.6841×10^-7

B    -3.6756×10^-11

FFS①

C₄    -2.7696×10^-3   C₆   -1.4546×10^-3  C₈   -5.7608×10^-5

C₁₀   -9.2334×10^-5   C₁₁  5.8163×10^-7   C₁₃  3.5074×10^-6

C₁₅   2.2152×10^-6    C₁₇  -1.8054×10^-7  C₁₉  -1.1334×10^-7

C₂₁   -1.0782×10^-7

FFS②

C₄   3.3609×10^-4   C₆   8.4179×10^-2  C₈   -3.1419×10^-5

C₁₀  3.1128×10^-3   C₁₁  3.4030×10^-5  C₁₃  -1.1634×10^-4

C₁₅  3.9570×10^-5

FFS③

C₄   -3.7622×10^-3  C₆   -3.6532×10^-3  C₈   1.5526×10^-4

C₁₀  -5.4887×10^-6  C₁₁  -7.4035×10^-6  C₁₃  1.0763×10^-5

C₁₅  -6.6288×10^-7

FFS④

C₄   3.7622×10^-3  C₆   3.6532×10^-3  C₈    -1.5526×10^-4

C₁₀  5.4887×10^-6  C₁₁  7.4035×10^-6  C₁₃   -1.0763×10^-5

C₁₅  6.6288×10^-7

FFS⑤

C₄   2.8169×10^-2   C₆   4.5388×10^-4  C₁₁  -4.5848×10^-4

C₁₃  -8.7689×10^-5  C₁₅  -8.8053×10^-6

位移和倾斜(1)

X   0.00   Y   17.47  Z   30.07

α  -1.32  β  0.00   γ  0.00

位移和倾斜(2)

X    0.00      Y    0.39   Z    38.40

α   -28.76    β   0.00   γ   0.00

位移和倾斜(3)

X    0.00     Y    30.09   Z   31.35

α   36.81    β   0.00    γ  0.00

位移和倾斜(4)

X     0.00    Y   19.88  Z    6.67

α    -15.86  β  0.00   γ   0.00

位移和倾斜(5)

X    0.00   Y   19.88  Z    -6.67

α   15.86  β  0.00   γ   0.00

位移和倾斜(6)

X    0.00   Y   29.00 Z    0.00

α   90.00  β  0.00  γ   0.00

位移和倾斜(7)

X    0.00   Y    0.00  Z    1.82

α   0.00   β   0.00  γ   0.00

上述实施例16、20、22、29、30的横向像差分别示于图34、图35、图36、图37、图38。在这些横像差图中，括号内所示的数字表示(水平视场角、垂直视场角)，表示该视场角的横像差。

而且，上述实施例16～28的下述条件(4)、(6)的值如下。

            条件式(4)θ₁(°)     条件式(6)∑D₁(mm)

实施例16    22.5                 119.4

实施例17    41.0                 57.7

实施例18    37.2                 62.5

实施例19    22.0    33.4

实施例20    26.1    99.4

实施例21    18.8    92.7

实施例22    25.6    95.7

实施例23    41.2    58.3

实施例24    36.6    50.1

实施例25    22.7    70.4

实施例26    20.4    78.5

实施例27    43.8    56.2

实施例28    31.2    17.5

以下表示与上述实施例29、30的上述条件式(1)～(3)有关的值。

                       实施例29          实施例30

条件式(1)    α        43°≤α≤54°    43°≤α≤58°

条件式(2)    β        19°              18°

条件式(3)    D         27.5mm            31mm

             L         72mm              72mm

             D/L       0.38              0.43

而且，上述实施例16～30的各自由曲面也可能置换成包括平面在内的球面、非球面、变形面、变形非球面。

但是，在上述本发明图像显示装置的光学系统中，图像显示器件3所显示的图像中心、以及右眼用目镜棱镜2R所形成的右侧光孔4R中心，把通过这两个中心的光线设为右侧光轴；图像显示器件3所显示的图像中心、以及左眼用目镜棱镜2L所形成的右侧光孔4L中心，把通过这两个中心的光线设定左侧光轴。这时，从光程分配镜1或光程分配棱镜10射入到右眼用目镜棱镜2R和左眼用目镜棱镜2L内的右侧光轴和左侧光轴、以及图像显示器件3的显示面所构成的角度的绝对值设定θ₁这时其构成最好能满足以下条件：

10°＜θ₁＜60°………………(4)

上述条件式(4)用于限制由以下二者所形成的角度：一个是从光程分开装置射入到目镜棱镜2R、2L内时的轴上主光线，该光程分开装置由光程分配镜1或光程分配棱镜10构成；另一个是图像显示器件3.

若超过上述条件式(4)的下限10°，则从光程分开装置射入到目镜棱镜内的轴上主光线变成与图像显示器件大体平行的光程，很难确保左右的光程，为了把光程从一个LCD等图像显示器件中分开成左右的目镜棱镜，必须使用半透明反射镜，由于图像变暗，所以并不理想。若超过上述条件式(4)的上限60°，则必须使目镜棱镜倾斜很大，或者必须增大棱镜本身，不能使光学系统体积减小，重量减轻。

上述条件式最好是进一步改成以下条件式(5)。

15°＜θ₁＜50°………………(5)

若是在上述条件式的范围内，则既能确保左右光程，又能进一步减小装置的体积。

并且，若设从图像显示器件3到右眼用目镜棱镜2R和左眼用目镜棱镜2L的入射面21R、21L的光轴上的距离为∑D₁，则其构成最好能满足以下条件：

20mm＜∑D₁＜150mm    ………………(6)

上述条件式(6)是为实现装置的小型化所用的条件，它规定了从图像显示器件3到目镜棱镜2R、2L的轴上主光线的光程长度。

若超过上述条件式(6)的下限20mm，则光程分开装置的各面的功率增加到很大，偏心像差，尤其是偏心彗形像差得不到很好的校正。并且，图像显示器件3和光线的角度(主光线倾斜角)增加到很大，效果不好。并且，若超过上述条件式(6)的上限150mm，则光程分开装置增大，其形状与目镜棱镜相比凸出很多，所以欠佳。

上述条件式最好是进一步变成以下条件式(7)。

30mm＜∑D₁＜130mm    ………………(7)

若在上述条件式的范围内，则既能保持良好的性能，又能使装置更加小型化。

上述条件式最好是进一步变成以下条件式(8)。

45mm＜∑D₁＜120mm    ………………(8)

若在上述条件式的范围内，则既能保持良好的性能，又能使装置更加小型化。

于是，在本发明的图像显示装置的上述光学系统中，如图39的例子所示，把左右眼用的偏心棱镜体2L、2R的外界面(与观察者颜面侧相反的一侧)的反射面23L、23R(图26时为反射面22L、22R，图27时是22L、22R、24L、24R，图28时为23L、23R)制成半透明反射镜面，在该外界侧粘贴一种用于对光程弯曲进行校正所用的校正棱镜16L、16R，或者使其离开一定间隔进行布置，把该校正棱镜16L、16R的外界侧的面17L、17R形状制成与左右眼用的偏心棱镜体2L、2R的观察者颜面侧的透过面24L、24R(在图26时为透射面23L、23R，在图27时为25L、25R，在图28时为24L、24R)的形状大体相同，这样一来，来自外界的光大体上直接通过，能进行外界透视视察。在此情况下，若在校正棱镜16L、16R的外界侧配置一种液晶遮光器等切换外界透射率的装置，则能附加重叠功能和透视功能。

并且，在本发明中，图像显示器件3如上所述可用透射型或反射型LCD(液晶显示器件)。但通过采用自发光型显示板，可以简化结构，构成重量轻的图像显示装置。图像显示器件3若采用LCD，则出现的问题是：必须有背光等照明光源，在LCD的情况下必须有偏光片，只能将照明光的一半用于显示。

因此，最好采用自发光型显示板(显示器)。自发光型显示板有：OLED(有机发光二极管)或LED(发光二极管)、以及图40内表示其构造的EL(电致发光)显示板等。

图40表示3层构成的有机EL结构。在设置在硅基片上对每个像素分别布置一个开关元件的像素电极、以及设置在玻璃基片下面的公用电极的ITO膜之间，夹持一种由空穴注入层、有机EL层和电子注入层这3层构成的有机EL层，若利用开关元件的作用把电压加到像素电极和ITO膜之间，则从空穴注入层向有机EL层中注入空穴；从电子注入层向有机EL层中注入电子，在有机EL层中进行再结合，因此，该像素的有机EL层发光，显示出所需的图像。

把这种发光型显示器用于图像显示装置的优点是其视场角特性良好。尤其，在双目看的头部佩带式图像显示装置(HMD)中，由于观察者的眼间宽度不同和HMD主体有偏差等，所以光学系统的光孔和观察者的瞳孔会产生偏差。为了即使观察者的瞳孔有偏差，也不会使观察图像变暗，重要的是要使光学系统的光孔在很宽的范围内没有像差。在光学系统的设计中，即使把光孔设计得很宽，当瞳孔偏移时仍然是通过目镜光学系统来看时变成从倾斜角度观察图像显示器件的状态。一般，LCD图像显示器件从该斜向观看的视场角特性不好，对比度降低，或者只能观察黑白颠倒的观察图像。因此，由于HMD的安装位置，使画面的亮度和对比度发生变化，很难以稳定的图像质量进行观察。发光型图像显示器件不易产生这种问题，因此，作为HMD用图像显示器件效果良好。

准备一套上述的本发明图像显示装置并对其加以支承，即可构成安装型或便携式图像显示装置。其样子示于图41。在图41中，31表示显示装置主体部，支承零件通过头部进行固定，使主体部保持在观察者颜面的两眼的前方。该支承零件，其构成部分有：

左右的前框32，其一端与显示装置主体部31相接合，从观察者的太阳穴处载到耳朵上部并进行延伸；以及

左右的后框33，它与前框32的另一端相接合，并进行延伸，横跨观察者的侧头部，

或者，再增加头顶框34，该头顶框由观察者的头顶部支承，其本身的两端分别与左右的后框33的另一端相接合(被夹住)。

并且，在前框32与后框33的接合位置附近连接有后板35，该后板由弹性体，例如金属板簧等构成。该后板35与后盖36相连接，后盖36作为上述支承零件的一个侧翼，位于观察者耳朵的后方的从后头部到颈根儿部之间。在后板35或后盖36内的与观察者的耳朵相对应的位置上安装扬声器39。

从外部发送图像、声音信号所用的电缆41从显示装置主体部31经过头顶框34、后框35、前框32、后板35的内部，从后板35或后盖36的后端部向外部凸出。并且，该电缆41与视频重放装置40相连接。而且，图中40a是视频重放装置40的开关和音量调节部。

而且，电缆41也可以制成这样，即将端头形成插接形状，安装到已有的录像机等上。另外也可以连接到电视电波接收用调谐器上，用于看电视。也可以连接到计算机上接收计算机图形的图像，以及接收从计算机来的信息图像等。并且，为了排除干扰代码，也可以连接天线，用电波来接收外部来的信号。

产业上应用的可能性

从以上说明中可以明显看出：若采用本发明，则可提供这样一种头部佩戴式图像显示装置：不用半透明反射镜，即可把从一个图像显示器件来的图像引入两眼内，看到光亮的图像，另外，利用布置在两眼的中央的光程分配镜或光程分配棱镜，即可很容易地校正各种像差。并且，在这种构成中，能够获得一种最佳照明配置，适用于不必对显示图像进行左右切换即可使用双眼观看的单板。

Claims (53)

1.一种图像显示装置，其特征在于具有：显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼用光程用的光程分配镜、布置在上述光程分配镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配镜的左侧的左眼用目镜棱镜；

上述光程分配镜具有一种反射镜面，该反射镜面被布置在上述图像显示器件的对面，把从上述图像显示器件射出的显示光束分开反射到上述右眼用目镜棱镜和上述左眼用目镜棱镜上，上述反射镜面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成；

上述右眼用目镜棱镜具有：把由上述光程分配镜反射的右眼用光程的光束射入到棱镜内的第1面、将右眼用光程的光束在棱镜内反射的第2面、以及使右眼用光程的光束射出到棱镜外的第3面；

上述左眼用目镜棱镜具有：把由上述光程分配镜反射的左眼用光程的光束射入到棱镜内的第1面、将左眼用光程的光束在棱镜内反射的第2面、以及使左眼用光程的光束射出到棱镜外的第3面；

至少作为上述右眼用目镜棱镜的反射作用面的第2面、以及作为左眼用目镜棱镜的反射作用面的第2面，由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配镜所具有的旋转非对称曲面形状由具有唯一对称面的自由曲面而构成。

3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配镜所具有的自由曲面的结构是：把将上述图像显示器件所显示的图像中心、上述右眼用目镜棱镜所形成的右侧光孔中心、以及上述左眼用目镜棱镜所形成的左侧光孔中心进行连结的面(Y-Z平面)作为上述唯一的对称面。

4.如权利要求1～3中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于：上述图像显示器件在前后方向(Z方向)上被布置在上述光程分配镜和观察者之间；而且，在左右方向(Y方向)上，被布置在上述右眼用目镜棱镜和上述左眼用目镜棱镜之间。

5.如权利要求1～3中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于：把用于向光束提供负功率的负透镜布置在上述图像显示器件和上述光程分配镜之间。

6.如权利要求1～3中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的结构是：从上述光程分配镜中射出、透过上述第1面而射入到棱镜内的光束，按照大于全反射临界角的角度射入到上述第3面内，利用全反射作用在棱镜内面向上述第2面进行反射，使该第2面所反射的光束以小于全反射临界角的角度射入到上述第3面内，从而使光束透过第3面，射出棱镜外；

上述左眼用目镜棱镜的结构是：从上述光程分配镜上射出，透过上述第1面而射入到棱镜内的光束，以大于全反射临界角的角度射入到上述第3面上，利用全反射作用在棱镜内面向上述第2面进行反射，在上述第2面上反射的光束以小于全反射临界角的角度射入到上述第3面，从而透过该第3面使光束射出到棱镜外。

7.如权利要求1～3中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的上述第1面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状来构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第1面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状而构成。

8.如权利要求7所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的第1面所具有的旋转非对称曲面形状由具有唯一的对称面的自由曲面构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第1面所具有的旋转非对称曲面形状由具有唯一的对称面的自由曲面而构成。

9.如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的上述第1面所具有的自由曲面，其结构为，在将通过上述图像显示器件所显示的图像中心和上述右眼用目镜棱镜所形成的右侧光孔中心的光线作为光轴时，将包括棱镜内的折回光程中的光轴在内的面(Y-Z面)被作为上述唯一的对称面；

上述左眼用目镜棱镜的上述第1面所具有的自由曲面，其结构为，在将通过上述图像显示器件所显示的图像中心和上述左眼用目镜棱镜所形成的左侧光孔中心的光线作为光轴时，包括棱镜内的折回光程中的光轴在内的面(Y-Z面)被作为上述唯一的对称面。

10.如权利要求1～3中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的上述第3面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状来构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第3面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状而构成。

11.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的第3面所具有的旋转非对称曲面形状由具有唯一的对称面的自由曲面构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第3面所具有的旋转非对称曲面形状由具有唯一的对称面的自由曲面而构成。

12.如权利要求11所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的上述第3面所具有的自由曲面，其结构为，在将通过上述图像显示器件所显示的图像中心和上述右眼用目镜棱镜所形成的右侧光孔中心的光线作为光轴时，包括棱镜内的折回光程中的光轴在内的面(Y-Z面)被作为上述唯一的对称面。

上述左眼用目镜棱镜的上述第3面所具有的自由曲面，其构成中，在将通过上述图像显示器件所显示的图像中心和上述左眼用目镜棱镜所形成的左侧光孔中心的光线作为光轴时，包括棱镜内的折回光程中的光轴在内的面(Y-Z面)被作为上述唯一的对称面。

13.如权利要求1～3中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于：右眼用目镜棱镜的上述第3面由旋转对称非球面构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第3面由旋转对称非球面构成。

14.一种图像显示装置，其特征在于具有：显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼用光程用的光程分配棱镜、布置在上述光程分配棱镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配棱镜的左侧的左眼用目镜棱镜，

上述光程分配棱镜至少具有：设置在上述图像显示器件对面，用于使从上述图像显示器件中射出的显示光束射入到棱镜内部的第1面、用于使从上述第1面射入的上述右眼用光程反射的第21面、使从上述第1面射入的上述左眼用光程反射的第22面、使上述右眼用光程的光束射出到棱镜外的第31面、以及使上述左眼用光程的光束射出到棱镜外的第32面；

上述光程分配棱镜，其结构是：为了在上述右眼用光程中，从上述图像显示器件所显示的图像中形成右眼用中继图像，并在上述左眼用光程中，从上述图像显示器件所显示的图像中形成左眼用中继图像，至少上述第21面和第22面由向光束供给功率的曲面形状构成，同时，上述第21面和第22面具有同样的面形状；

上述右眼用目镜棱镜具有：使从上述光程分配棱镜的第31面射出的右眼用光程的光束射入到棱镜内的第1面、使右眼用光程的光束在棱镜内反射的第2面、以及把右眼用光程的光束射出到梭镜外的第3面；

上述左眼用目镜棱镜具有：使从上述光程分配棱镜的第32面射出的左眼用光程的光束射入到棱镜内的第1面、使左眼用光程的光束在棱镜内反射的第2面、以及把左眼用光程的光束射出到梭镜外的第3面；

至少作为上述右眼用目镜棱镜的反射作用面的第2面、以及作为左眼用目镜棱镜的反射作用面的第2面，由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

15.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第31面和第32面由同一形状的曲面构成。

16.如权利要求14或15所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第1面、第21面、第22面、第31面和第32面作为分别独立的面，形成棱镜所具有的光学面；

上述光程分配棱镜的第21面、第22面、第31面和第32面的曲面形状由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

17.如权利要求15所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第31面和第32面的曲面形状由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

18.如权利要求15所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第21面、第22面、第31面和第32面的曲面形状由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

19.如权利要求15所述的图像显示装置，其特征在于：

上述图像显示器件和上述光程分配棱镜面对面地布置；

上述光程分配棱镜，在离开上述图像显示器件的前后方向(Z方向)上依次布置上述第1面，在夹持介质的左右位置上布置上述第21面和第22面，并布置第31面和第32面；

在上述右眼用目镜棱镜的第1面的对面的位置上布置上述第31面，其相互间夹持空气间隔，而且在上述左眼用目镜棱镜的第1面的对面的位置上布置上述第32面，其相互间夹持空气间隔。

20.如权利要求15所述的图像显示装置，其特征在于：上述图像显示器件和上述光程分配棱镜面对面地布置；

上述光程分配棱镜，在离开上述图像显示器件的前后方向(Z方向)上依次布置上述第1面，在夹持介质的左右位置上布置上述第31面和第32面，另外还布置第21面和第22面；

在上述右眼用目镜棱镜的第1面的对面的位置上布置上述第31面，其相互间夹持空气间隔，而且在上述左眼用目镜棱镜的第1面的对面的位置上布置上述第32面，其相互间夹持空气间隔。

21.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的上述第21面和上述第32面兼用一个面，同时，上述第22面和上述第31面兼用一个面；

上述右眼用光程以大于全反射临界角的角度射入到上述第21面和第32面的兼用面内，利用全反射作用使右眼用光程的光束在棱镜内反射；以小于全反射临界角的角度把上述右眼用光程射入到第22面和第31面的兼用面内，使右眼用光程的光束射出到棱镜外部；

上述左眼用光程以大于全反射临界角的角度射入到上述第22面和第31面的兼用面内，利用全反射作用使左眼用光程的光束在棱镜内反射；以小于全反射临界角的角度把上述左眼用光程射入到第21面和第32面的兼用面内，使左眼用光程的光束射出到棱镜外部；

上述第21面和第32面的兼用面的曲面形状由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成，而且，上述第22面和第31面的兼用面的曲面形状由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

22.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜具有将从第1面射入的左右图像的光束面向第21面和第22面反射的曲面形状的第4面；

上述光程分配棱镜的第1面、第21面、第22面、第31面、第32面和第4面分别作为独立的面形成棱镜所具有的光学面。

23.如权利要求22所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第4面的曲面形状由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

24.如权利要求23所述的图像显示装置，其特征在于：上述图像显示器件和上述光程分配棱镜面对面地布置；

上述光程分配棱镜，在离开上述图像显示器件的前后方向(Z方向)上依次布置上述第1面，在夹持介质的左右位置上布置上述第21面和第22面，在夹持介质的左右位置上还布置上述第31面和第32面；

另外在上述第1面的对面的位置上布置上述第4面，其相互间夹持介质；

在上述右眼用目镜棱镜的第1面的对面的位置上布置上述第31面，其相互间夹持空气间隔，而且在上述左眼用目镜棱镜的第1面的对面的位置上布置上述第32面，其相互间夹持空气间隔。

25.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于，上述光程分配棱镜具有：使从第1面射入的右眼用光程面向第21面进行反射的第41面、以及使从第1面射入的左眼用光程向第22面进行反射的第42面；

上述光程分配棱镜的第1面、第21面、第22面、第31面、第32面、第41面和第42面分别作为独立的面形成棱镜所具有的光学面。

26.如权利要求25所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第41面和第42面由同一形状的曲面构成。

27.如权利要求26所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第41面和第42面的曲面形状由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

28.如权利要求27所述的图像显示装置，其特征在于：上述图像显示器件和光程分配棱镜面对面地进行布置；

上述光程分配棱镜，其构成状态是：在离开上述图像显示器件的前后方向(Z方向)上，依次布置上述第1面；在夹持介质的左位置上布置第21面；在夹持介质的右位置上布置第22面；在夹持介质的左位置上布置第32面；在夹持介质的右位置上布置第31面；在夹持介质并与上述第1面对面的位置上相邻地布置第41面和第42面。

29.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的上述第1面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状构成。

30.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜所具有的旋转非对称曲面由具有唯一的对称面的自由曲面构成。

31.如权利要求30所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜所具有的自由曲面，把连接上述图像显示器件所显示的图像中心和光孔中心的面(Y-Z平面)作为上述唯一的对称面。

32.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的构成状态是：从上述光程分配棱镜中射出，透过上述第1面而射入到棱镜内的光束，按照大于全反射临界角的角度射入到上述第3面内，利用全反射作用在棱镜内向上述第2面进行反射，由上述第2面反射的光束以小于全反射临界角的角度射入到上述第3面内；透过该第3面把光束射出到棱镜外；

上述左眼用目镜棱镜的构成状态是：从上述光程分配棱镜射出，透过上述第1面而射入到棱镜内的光束，以大于全反射临界角的角度射入到上述第3面上，利用全反射作用在棱镜内向上述第2面进行反射，在上述第2面上进行反射的光束以小于反射临界角的角度射入到上述第3面，透过该第3面使光束射出到棱镜外。

33.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的构成状态是：从上述光程分配棱镜中射出、透过上述第1面而射入到棱镜内的光束，在上述第2面进行反射，由上述第2面反射的光束透过第3面使光束射出到棱镜外；

上述左眼用目镜棱的构成状态是：从上述光程分配棱镜上射出、透过上述第1面而射入到棱镜内的光束，在上述第2面进行反射，由上述第2面反射的光束透过该第3面射出到棱镜外。

34.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜具有使光束在棱镜内反射的第4面，上述右眼用目镜棱镜的构成状态是：从上述光程分配棱镜中射出、透过上述第1面而射入到棱镜内的光束在第4面内反射，从第4面反射的光束，按照大于全反射临界角的角度射入到上述第3面内，利用全反射作用在棱镜内面向上述第2面进行反射，由上述第2面反射的光束以小于全反射临界角的角度射入到上述第3面内，透过该第3面把光束射出到棱镜外；

上述左眼用目镜棱镜具有使光束在棱镜内反射的第4面，上述左眼用目镜棱镜的构成状态是：从上述光程分配棱镜上射出、透过上述第1面而射入到棱镜内的光束在上述第4面内反射，从上述第4面反射的光束，以大于全反射临界角的角度射入到上述第3面上，利用全反射作用在棱镜内面向上述第2面进行反射，在上述第2面上进行反射的光束以小于反射临界角的角度射入到上述第3面，透过该第3面使光束射出到棱镜外。

35.如权利要求34所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的上述第4面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状来构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第4面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状而构成。

36.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的上述第1面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状来构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第1面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状而构成。

37.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的上述第2面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状来构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第2面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状而构成。

38.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的第3面由旋转对称非球面构成；

上述左眼用目镜棱镜的第3面由旋转对称非球面构成。

39.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的上述第3面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状来构成；

上述左眼用目镜棱镜的上述第3面由校正偏心像差的旋转非对称曲面形状而构成。

40.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的构成状态是：在比上述第31面更靠近光程上的观察者右眼侧的位置上，形成上述右眼用中继图像，同时，在比上述第32面更靠近光程上的观察者左眼侧的位置上，形成上述左眼用中继图像，从整体上具有正的功率。

41.如权利要求40所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜把上述右眼用中继图像形成在上述第31面和右眼用目镜棱镜的第1面之间，同时，把上述左眼用中继图像形成在上述第32面和左眼用目镜棱镜的第1面之间。

42.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：从上述光程分配棱镜的第21面来的右眼用光程的显示光的反射角α以及从上述光程分配棱镜的第22面来的左眼用光程的显示光的反射角α满足以下条件：

33°≤α≤70°。

43.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：

由通过连接右眼用出射光孔和左眼用出射光孔的中心间的线段的中心并与该线段相垂直的平面、和右眼用光程的光轴射入到光程分配棱镜的第21面内的点的第21面的切平面所形成的角β、以及由通过连接右眼用出射光孔和左眼用出射光孔的中心之间的线段的中心并与该线段相垂直的平面、和左眼用光程的光轴射入到光程分配棱镜的第22面内的点的第22面的切平面所形成的角β满足以下条件：

13°≤β≤24°。

44.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：

在从光孔侧进行逆光线跟踪时，通过右眼用出射光孔中心的右侧最大视场角的光线和右眼用的目镜棱镜的第3面相交的点、以及通过左眼用出射光孔中心的左侧最大视场角的光线和左眼用的目镜棱镜的第3面相交叉点，以上这两个点的间隔，设为横向宽度L；再者，通过左右的出射光孔中心的全视场角内的光束中，透过或反射右眼用目镜棱镜或者左眼用目镜棱镜的第3面的点中，最靠近左右的出射光孔侧的点、以及图像显示器件3的显示面的与该显示面相垂直的方向的距离被设为深度D，横向宽度L和深度D之比D/L满足以下条件：

0.3≤D/L≤0.5。

45.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于：上述右眼用目镜棱镜的第2面由半透明反射面构成；把右眼用透视棱镜配置在该第2面的外侧，

上述左眼用目镜棱镜的第2面由半透明反射面构成；把左眼用透视棱镜配置在该第2面的外侧。

46.一种图像显示装置，其特征在于具有：

显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼用光程用的光程分配棱镜、布置在上述光程分配棱镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配棱镜的左侧的左眼用目镜棱镜，

上述光程分配棱镜至少具有：设置在上述图像显示器件对面，用于使从上述图像显示器件中射出的显示光束射入到棱镜内部的第1面、用于使从上述第1面射入的上述右眼用光程反射的第21面、使从上述第1面射入的上述左眼用光程反射的第22面、使上述右眼用光程的光束射出到棱镜外的第31面、以及使上述左眼用光程的光束射出到棱镜外的第32面，

上述光程分配棱镜的构成状态是：至少上述第21面、第22面、第31面、第32面由将功率供给光束的曲面形状构成，同时，上述第21面和第22面具有同样的面形状，上述第31面和第32面具有同样的面形状；

上述图像显示器件由反射型图像显示器件构成，通过对来自光源的光束进行反射而显示出图像；

上述光程分配棱镜所具有的第21面和第22面均由半透明反射面或者部分透射部分反射面构成；

在与上述第21面的棱镜介质相反的一侧的位置上布置用来形成左眼用光程的左眼用照明光源；在与上述第22面的棱镜介质相反的一侧的位置上布置用来形成右眼用光程的右眼用照明光源。

47.如权利要求46所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第21面和第22面都用半透明反射镜涂层构成，该涂层从强度上对透射和反射进行分割。

48.如权利要求46所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第21面和第22面都由在反射镜面内设有透射孔的反射镜涂层构成。

49.一种图像显示装置，其特征在于具有：

显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼用光程用的光程分配棱镜、布置在上述光程分配棱镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配棱镜的左侧的左眼用目镜棱镜，

上述光程分配棱镜至少具有：

第1面，它被布置在上述图像显示器件的对面，用于把从上述图像显示器件射出的显示光束射入到棱镜内部；

第4面，它被布置在上述第1面的对面，其间夹持介质，使从上述第1面射入的左右图像的光束向不同的方向反射，分成右眼用光程和左眼用光程；

第21面，用于反射从上述第4面反射出来的上述右眼用光程；

第22面，用于反射从上述第4面反射出来的上述左眼用光程；

第31面，用于把上述右眼用光程的光束射出到棱镜外；以及

第32面，用于把上述左眼用光程的光束射出到棱镜外；

上述光程分配棱镜的构成状态是：至少上述第21面、第22面、第31面、第32面和第4面由把功率供给光束的曲面形状构成，同时，上述第21面和第22面具有同样的面形状，上述第31面和第32面具有同样的面形状；

上述图像显示器件由反射型图像显示器件构成，它通过对来自光源的光束进行反射而显示出图像；

上述光程分配棱镜所具有的第4面由半透明反射面或者部分透射部分反射面构成；

在与上述第4面的棱镜介质相反的一侧的位置上，布置用于形成左眼用光程的左眼用照明光源；以及用于形成右眼用光程的右眼用照明光源。

50.如权利要求49所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第4面由半透明反射镜涂层构成，该涂层从强度上对透射和反射进行分割。

51.如权利要求49所述的图像显示装置，其特征在于：上述光程分配棱镜的第4面由在反射镜面内设有透射孔的反射镜涂层构成。

52.一种图像显示装置，其特征在于具有：

显示由观察者观察的图像用的图像显示器件、把上述图像分为右眼用光程和左眼用光程用的光程分配棱镜、布置在上述光程分配棱镜右侧的右眼用目镜棱镜、以及布置在上述光程分配棱镜的左侧的左眼用目镜棱镜，

上述光程分配棱镜具有：

第1面，它被布置在上述图像显示器件的对面，用于把上述图像显示器件射出的显示光束射入到棱镜内部；

第2面，使上述右眼用光程以大于全反射临界角的角度射入到光学面上，利用全反射作用来使右眼用光程的光束在棱镜内反射；使上述左眼用光程以小于全反射临界角的角度射入到光学面上，以此使左眼用光程的光束射出到棱镜外；以及

第3面，其作用是，把上述左眼用光程以大于全反射临界角的角度射入到光学面内，利用全反射作用使左眼用光程的光束在棱镜内反射；使上述右眼用光程以小于全反射临界角的角度射入到光学面内，以此使右眼用光程的光束射出到棱镜外，

把显示用光学器件布置在上述图像显示器件和上述第1面之间；

上述光程分配棱镜的上述第2面和上述第3面由向光束提供功率的同一形状的曲面来构成，而且把上述第2面和上述第3面布置成面对面状态，其间夹持棱镜介质；

上述图像显示器件由透射型图像显示器件构成，它使来自光源的光束进行透射，以显示图像；

在上述图像显示器件的显示用光学器件的相反侧的位置上，布置用于形成左眼用光程的左眼用照明光源、以及用于形成右眼用光程的右眼用照明光源。

53.如权利要求52所述的图像显示装置，其特征在于：上述显示用光学器件由非涅耳透镜构成。

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