[发明专利]观察光学系统和图像显示装置

权利要求书

1.一种观察光学系统，包括：

反射光学设备，包括至少一个反射面；

第一透镜组，部署在比所述反射光学设备更靠近入射光瞳的位置处，所述第一透镜组在所述反射面上或者在比所述反射面更靠近所述入射光瞳的位置处形成虚像的中间像，所述虚像的中间像与在图像显示单元上显示的图像对应；以及

第二透镜组，部署在从入射光瞳侧执行光线追踪的情况下的光依次通过所述第一透镜组、所述中间像和所述反射光学设备之后的光路上，所述第二透镜组被部署为使所述入射光瞳的像形成在光被所述反射面反射之后的光路上，

其中，

满足

1fb/E1.25......(1)

其中fb是所述第一透镜组的焦距，并且

E是适眼距的长度。

2.根据权利要求1所述的观察光学系统，其中，所述第一透镜组、所述反射光学设备和所述第二透镜组各自具有正光焦度。

3.根据权利要求1所述的观察光学系统，其中，所述中间像的尺寸大于在所述图像显示单元上显示的图像的尺寸。

4.根据权利要求1所述的观察光学系统，其中，所述第一透镜组是包括轴对称透镜的轴对称光学系统，所述轴对称透镜具有菲涅耳面。

5.根据权利要求1所述的观察光学系统，其中，所述反射光学设备和所述第二透镜组各自相对于所述第一透镜组偏心并倾斜。

6.根据权利要求5所述的观察光学系统，其中，所述反射光学设备和所述第二透镜组中的至少一个具有非轴对称的自由曲面。

7.根据权利要求1所述的观察光学系统，其中，在被安装在头部的情况下，所述观察光学系统被配置为使得当从脸的正面观看时所述图像显示单元被部署在比眼睛更靠近耳侧并且当从脸的侧面观看时所述图像显示单元被部署在比所述反射光学设备的反射面更靠近脸侧。

8.根据权利要求1所述的观察光学系统，其中，

在从所述入射光瞳侧执行光线追踪的情况下，

满足

0.55B/A0.85......(2)

其中A是所述中间像的垂直方向上的像高度，并且

B是当所述中间像在通过使用所述反射光学设备和所述第二透镜组形成在所述图像显示单元上时的垂直方向上的像高度。

9.根据权利要求1所述的观察光学系统，还包括：

光源，发射要照射到观看者的眼睛的光；

分束器，部署在所述第一透镜组与所述反射光学设备之间的光路上，所述分束器分离被所述观看者的眼睛反射的来自所述光源的光的反射光；

成像光学系统，部署在被所述分束器分离后的所述反射光的光路上；以及

成像设备，经由所述成像光学系统接收所述反射光。

10.根据权利要求1所述的观察光学系统，其中，所述反射面具有透射外部的光的半透射特性。

11.一种图像显示装置，包括：

图像显示单元；以及

观察光学系统，对在所述图像显示单元上显示的图像进行放大，

所述观察光学系统包括：

反射光学设备，包括至少一个反射面；

第一透镜组，部署在比所述反射光学设备更靠近入射光瞳的位置处，所述第一透镜组在所述反射面上或者在比所述反射面更靠近所述入射光瞳的位置处形成虚像的中间像，所述虚像的中间像与在所述图像显示单元上显示的图像对应；以及

第二透镜组，部署在从入射光瞳侧执行光线追踪的情况下的光依次通过所述第一透镜组、所述中间像和所述反射光学设备之后的光路上，所述第二透镜组被部署为使所述入射光瞳的像形成在光被所述反射面反射之后的光路上，

其中，

满足

1fb/E1.25......(1)

其中fb是所述第一透镜组的焦距，并且

E是适眼距的长度。