本發(fā)明涉及將通過(guò)圖像顯示元件等形成的圖像提供給觀看者的虛像顯示裝置,尤其涉及適于在觀看者的頭部配戴的頭戴式顯示器的虛像顯示裝置。
背景技術(shù):作為組入于在觀看者的頭部配戴的頭戴式顯示器(以下,也稱為HMD)等的虛像顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)提出各種方案(參照專利文獻(xiàn)1~4)。關(guān)于HMD等的虛像顯示裝置,期待使圖像光廣視場(chǎng)角化和降低裝置重量。尤其是,為了使配戴感舒適,重要的是使觀看者的視軸方向的厚度變薄,并使重心接近觀看者。并且,若完全覆蓋觀看者的視場(chǎng),成為僅能看到圖像光的狀態(tài),則觀看者判斷不了外界的狀態(tài),會(huì)產(chǎn)生不安。而且,通過(guò)使外界和圖像重疊觀看,可產(chǎn)生如虛擬現(xiàn)實(shí)的各種新的用途。因此,期待不妨礙外界的視場(chǎng)地重疊顯示圖像光的顯示器。而且,為了使觀看者的配戴感舒適、并使外觀的形態(tài)良好,一般期望接近眼鏡的形態(tài),期望不將圖像顯示裝置置于眼睛的上方而配置于面部的橫向。為了使光學(xué)系統(tǒng)小型化,并且不會(huì)妨礙視場(chǎng)地使圖像顯示裝置離開(kāi)觀看者的眼睛的位置,可以采用使顯示圖像光暫時(shí)在光學(xué)系統(tǒng)之中成像而形成中間像,并使該中間像放大地觀看的中繼光學(xué)系統(tǒng)。例如在專利文獻(xiàn)1中,提出采用端面為拋物面鏡的平行平面狀的導(dǎo)光板和投影透鏡,在導(dǎo)光板的內(nèi)部形成中間像的中繼光學(xué)系統(tǒng)。可是,在專利文獻(xiàn)1的光學(xué)系統(tǒng)的情況下,投影透鏡大,妨礙小型輕量化。在專利文獻(xiàn)2中,提出采用具備曲面的射出反射面的導(dǎo)光棱鏡和投影透鏡的中繼光學(xué)系統(tǒng)??墒?,專利文獻(xiàn)2的光學(xué)系統(tǒng)未兼顧到使觀看者看到外界。為了應(yīng)用該光學(xué)系統(tǒng)而使外界可見(jiàn),需要在擴(kuò)展到棱鏡整體的反射面貼附補(bǔ)償棱鏡并在接合面設(shè)置半透射半反射鏡,因?yàn)閳D像光在該半透射半反射鏡面反射2次,所以變得非常暗。在專利文獻(xiàn)3中,提出包括投影透鏡、凹面鏡和導(dǎo)光板的中繼光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)系統(tǒng)中,通過(guò)使波長(zhǎng)板和偏振半透射半反射鏡組合,提高反射效率。可是,為了應(yīng)用專利文獻(xiàn)3的光學(xué)系統(tǒng)而使外界可見(jiàn),需要在凹面鏡貼合補(bǔ)償透鏡,整體性地變厚。在專利文獻(xiàn)4中,提出通過(guò)使光路彎曲,縮短全長(zhǎng)、緊湊集中的中繼光學(xué)系統(tǒng)??墒?,在專利文獻(xiàn)4的光學(xué)系統(tǒng)的情況下,棱鏡中央的凸部和/或投影透鏡會(huì)妨礙視場(chǎng)。并且,因?yàn)閳D像光在透射了半透射半反射鏡之后,折返并以半透射半反射鏡反射而入射于眼睛,所以看到的圖像變暗。專利文獻(xiàn)1:日本特許2746697號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特許3787399號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特許4218553號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特許4819532號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明目的在于提供具備使外界光和圖像光重疊顯示的透視功能、廣視角且高性能,并且小型輕量的虛像顯示裝置。本發(fā)明涉及的虛像顯示裝置使圖像光和外界光同時(shí)被觀看;具備使圖像光產(chǎn)生的圖像元件和包括3個(gè)面以上的非軸對(duì)稱的曲面并作為光學(xué)系統(tǒng)的一部分在內(nèi)部形成中間像的1個(gè)棱鏡;當(dāng)通過(guò)構(gòu)成棱鏡的多個(gè)面之中的第1面和第3面而觀看外界時(shí),視度基本為0;第1面和第3面相對(duì)于觀看側(cè)呈凹面形狀;來(lái)自圖像元件的圖像光在以第3面全反射、以第1面全反射、以第2面反射之后,透射第1面而到達(dá)觀看側(cè)。在此,所謂圖像光是指通過(guò)圖像元件等形成而對(duì)于眼睛可以識(shí)別為虛像的光,如所述地在棱鏡的內(nèi)部形成中間像。在所述虛像顯示裝置中,因?yàn)橥ㄟ^(guò)光學(xué)系統(tǒng)等在棱鏡的內(nèi)部形成中間像,并且按第3面、第1面及第2面的順序反射的圖像光透射第1面而到達(dá)觀看者,所以能夠使棱鏡薄型而使光學(xué)系統(tǒng)整體小型且輕量,并實(shí)現(xiàn)廣視角而明亮的高性能的顯示。并且,關(guān)于外界光,能夠通過(guò)第1面和第3面而觀看,因?yàn)槭勾藭r(shí)的視度基本為0,所以能夠降低當(dāng)透視地觀看外界光時(shí)的外界光的散焦和/或失真。并且,棱鏡的形狀為按照觀看者的面部的形狀,重心也能夠接近面部,在設(shè)計(jì)性方面也能夠優(yōu)異。在本發(fā)明的具體的側(cè)面中,在所述虛像顯示裝置中,以構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各面的原點(diǎn)為基準(zhǔn),當(dāng)設(shè)面形狀的表達(dá)式為關(guān)于從原點(diǎn)延伸于切線方向的正交坐標(biāo)x及y進(jìn)行了多項(xiàng)式展開(kāi)所得的表達(dá)式時(shí),以表示第k面的多項(xiàng)式的項(xiàng)xm·yn的系數(shù)為Akm,n,滿足下述(1)~(3)的條件,-5×10-2<A12,0+A10,2<-1×10-3以及-5×10-2<A32,0+A30,2<-1×10-3…(1)|A32,0-A30,2|<1×10-2…(2)|A12,0-A32,0|<5×10-3以及|A10,2-A30,2|<5×10-3…(3)。還有,在以上中,各面的包括正交坐標(biāo)x及y的本地坐標(biāo)(x,y,z)以曲面上的某1點(diǎn)為原點(diǎn),取z軸為面的法線方向,取x軸和y軸為面的切線方向。曲面的原點(diǎn)例如為光束中心通過(guò)的位置。在本申請(qǐng)發(fā)明中,通過(guò)使不僅關(guān)系到圖像光而且關(guān)系到外界光的觀看的第1面和第3面為自由曲面,并使兩個(gè)面在觀看者側(cè)成為凹面狀,有效地使用它們的曲面形狀的自由度,并成功地得到高像質(zhì)的光學(xué)系統(tǒng)。因?yàn)槭沟?面及第3面的作用即曲面的作用成為特征的是曲面的曲率,原點(diǎn)附近的曲率主要通過(guò)系數(shù)Ak2,0和Ak0,2(k=1,3)的值確定,所以重要的是適當(dāng)?shù)卦O(shè)定系數(shù)Ak2,0和Ak0,2的值。條件(1)對(duì)原點(diǎn)附近的第1面的曲率和第3面的曲率的大小進(jìn)行限定。它們的值A(chǔ)12,0、A10,2、A32,0、A30,2為負(fù)表示第1面或第3面相對(duì)于觀看者為凹面狀。若超過(guò)條件(1)的上限,則形狀接近為平面,即使對(duì)外界光的觀看不存在問(wèn)題也不會(huì)在圖像光的像差校正方面有效地起作用。并且,若超過(guò)條件(1)的下限,則曲率變得過(guò)強(qiáng),像差校正難以進(jìn)行,并且棱鏡的位置接近面部,有損配戴感。條件(2)對(duì)第3面的x軸方向的曲率和y軸方向的曲率之差進(jìn)行限定。若超過(guò)條件(2)的上限,則在第3面產(chǎn)生的像散變得過(guò)大,難以進(jìn)行像差校正。條件(3)對(duì)關(guān)于x軸方向及y軸方向的第1面的曲率和第3面的曲率之差進(jìn)行限定,對(duì)棱鏡相對(duì)于外光的視度產(chǎn)生影響。若以棱鏡的厚度為T(mén)、折射率為N,則棱鏡的光軸上的x軸方向的視度Dx及y軸方向的視度Dy由下式給出:Dx=2000(N-1)(A12,0-A32,0+(2T(N-1)/N)×A12,0×A32.0)Dy=2000(N-1)(A10,2-A30,2+(2T(N-1)/N)×A10,2×A30,2)。一般地,因?yàn)槿暨h(yuǎn)方視度的誤差超過(guò)±1D則會(huì)感到不愉快,所以優(yōu)選:棱鏡的視度抑制為±1D。但是,根據(jù)與外周部的視度和/或像差之間的平衡,也存在設(shè)計(jì)上將光軸上的視度設(shè)定為±2D的范圍的情況。雖然光軸上的視度如所述的式地,因?yàn)榕c棱鏡的厚度和/或折射率也有關(guān)系,所以僅以非球面系數(shù)的值確定不了,但是只要系數(shù)處于滿足條件(3)的范圍,則可以將光軸上的視度抑制為±2D的范圍。通過(guò)使第1面及第3面成為滿足以上的條件(1)~(3)的形狀,能夠良好地進(jìn)行外界光和圖像光的雙方的像差校正,帶來(lái)優(yōu)異的像質(zhì)。在本發(fā)明的另一側(cè)面中,棱鏡具有光射出側(cè)的第1棱鏡部分和光入射側(cè)的第2棱鏡部分,所述光射出側(cè)的第1棱鏡部分具有第1面、第2面和第3面;并且第1棱鏡部分和第2棱鏡部分一體形成。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,在第2面形成半透射半反射鏡,將圖像光提供給觀看者,并在第2面的外側(cè)一體地配置光透射構(gòu)件,使相對(duì)于外界光的視度基本為0,將外界光和圖像光重疊地提供給觀看者。該情況下,能夠降低透過(guò)第2面觀看的外界光的散焦和/或失真。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,光透射構(gòu)件在觀看者側(cè)具有第1透射面和第2透射面并在外界側(cè)具有第3透射面,棱鏡的第2面和光透射構(gòu)件的第2透射面具有基本相同的曲面形狀,第2面和第2透射面一體化。該情況下,能夠使面彼此接合而一體化,能夠在第1面及第3面?zhèn)确謩e形成連續(xù)的表面。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,進(jìn)一步具備使來(lái)自圖像元件的圖像光入射于棱鏡的投影透鏡;至少棱鏡的一部分和投影透鏡構(gòu)成形成中間像的中繼光學(xué)系統(tǒng)。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,投影透鏡包括軸對(duì)稱的透鏡,包括至少1個(gè)面以上的非球面。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,第2棱鏡部分具有至少1個(gè)以上的光學(xué)面,并通過(guò)圖像元件、投影透鏡和第2棱鏡部分形成中間像。該情況下,第2棱鏡部分的光學(xué)面作為中繼光學(xué)系統(tǒng)的一部分參與中間像的形成。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,圖像元件為從顯示位置射出圖像光的圖像顯示元件;投影透鏡和第2棱鏡部分作為中繼光學(xué)系統(tǒng),使從圖像顯示元件的顯示位置射出的圖像光在棱鏡的內(nèi)部成像而形成中間像。該情況下,通過(guò)投影透鏡等作為中繼光學(xué)系統(tǒng)而起作用,能夠使從圖像顯示元件的顯示位置上的各點(diǎn)射出的圖像光在棱鏡內(nèi)再成像而形成中間像。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,第2棱鏡部分具有兼具作為折射面及反射面的功能的至少1個(gè)以上的光學(xué)面。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,第1面與第3面的間隔為5mm以上且15mm以下。該情況下,通過(guò)為5mm以上,能夠使覆蓋眼前的第1棱鏡的大小充分地大;通過(guò)為15mm以下,能夠?qū)χ亓吭黾舆M(jìn)行抑制。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,第2面相對(duì)于第1面的傾斜角為20°以上且40°以下。該情況下,通過(guò)傾斜角處于所述范圍,容易將圖像光以適當(dāng)?shù)姆瓷浯螖?shù)及反射角度導(dǎo)入眼睛。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,包括棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)在配戴時(shí)覆蓋觀看者的眼前之中的一部分,使眼前未被覆蓋的部分存在。在本發(fā)明的又一側(cè)面中,圖像元件具有射出對(duì)應(yīng)于圖像調(diào)制的信號(hào)光的信號(hào)光形成部和通過(guò)使從信號(hào)光形成部入射的信號(hào)光掃描而作為掃描光射出的掃描光學(xué)系統(tǒng)。附圖說(shuō)明圖1是對(duì)實(shí)施方式的虛像顯示裝置的外觀進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。圖2是對(duì)虛像顯示裝置的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。圖3(A)是構(gòu)成虛像顯示裝置的第1顯示裝置的主體部分的俯視的剖視圖,(B)是主體部分的主視圖。圖4是對(duì)第1顯示裝置中的棱鏡中的光學(xué)面和/或光路進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。圖5是對(duì)實(shí)施例1的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖6(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例1的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖7(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例1的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖8是對(duì)實(shí)施例2的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖9(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例2的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖10(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例2的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖11是對(duì)實(shí)施例3的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖12(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例3的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖13(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例3的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖14是對(duì)實(shí)施例4的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖15(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例4的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖16(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例4的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖17是對(duì)實(shí)施例5的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖18(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例5的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖19(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例5的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖20是對(duì)實(shí)施例6的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖21(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例6的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖22(A)~(F)是對(duì)實(shí)施例6的光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖23是對(duì)變形例的虛像顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖24(A)是關(guān)于導(dǎo)光裝置及采用其的虛像顯示裝置的另一例進(jìn)行說(shuō)明的立體圖,(B)是主視圖。符號(hào)說(shuō)明AX1—AX4…光軸,AXI…入射側(cè)光軸,AXO…射出側(cè)光軸,EY…眼睛,GL…圖像光,HL…外界光,II…中間像的像面,PA…部分區(qū)域,S11—S16…第1—第6面,S51—S53…第1—第3透射面,SL…照明光,SR…基準(zhǔn)面,10…棱鏡,10s…主體部分,11、12…棱鏡部分,15…半透射半反射鏡層,30…投影透鏡,31、32、33…透鏡,50…光透射構(gòu)件,70…投影透視裝置,80…圖像顯示裝置,81…照明裝置,82…圖像顯示元件(圖像元件),84…驅(qū)動(dòng)控制部,100…虛像顯示裝置,100A、100B…顯示裝置,103a、103b…光學(xué)部分,101…透視構(gòu)件,102…框架,15…鏡面,CC…粘接劑具體實(shí)施方式以下,一邊參照附圖,一邊關(guān)于本發(fā)明涉及的一個(gè)實(shí)施方式的虛像顯示裝置詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。A.虛像顯示裝置的外觀示于圖1的實(shí)施方式的虛像顯示裝置100為具有如眼鏡的外觀的頭戴式顯示器,對(duì)于配戴該虛像顯示裝置100的觀看者能夠使對(duì)應(yīng)于虛像的圖像光被觀看,并能夠使觀看者透視地觀看或觀察外界像。虛像顯示裝置100具備覆蓋觀看者的眼前的透視構(gòu)件101、對(duì)透視構(gòu)件101進(jìn)行支持的框架102和附加于框架102的左右兩端的從罩部到后方的懸掛部分(鬢角)的部分的第1及第2內(nèi)置裝置部105a、105b。在此,透視構(gòu)件101為以覆蓋觀看者的眼前的厚度而彎曲的光學(xué)構(gòu)件(透射眼罩),分為第1光學(xué)部分103a和第2光學(xué)部分103b。在附圖中使左側(cè)的第1光學(xué)部分103a和第1內(nèi)置裝置部105a組合的第1顯示裝置100A為形成右眼用的虛像的部分,即使單獨(dú)也可作為虛像顯示裝置而起作用。并且,在附圖中使右側(cè)的第2光學(xué)部分103b和第2內(nèi)置裝置部105b組合的第2顯示裝置100B為形成左眼用的虛像的部分,即使單獨(dú)也可作為虛像顯示裝置而起作用。B.顯示裝置的結(jié)構(gòu)如示于圖2、圖3(A)、3(B)等地,第1顯示裝置100A具備投影透視裝置70和圖像顯示裝置80。其中,投影透視裝置70具備作為導(dǎo)光構(gòu)件的棱鏡10、光透射構(gòu)件50和成像用的投影透鏡30。棱鏡10和光透射構(gòu)件50通過(guò)接合而一體化,例如牢固地固定于框架61的下側(cè),使得棱鏡10的頂面10e和框架61的底面61e相接。投影透鏡30介由對(duì)其進(jìn)行收置的鏡筒62而固定于棱鏡10的端部。投影透視裝置70之中的棱鏡10和光透射構(gòu)件50相當(dāng)于圖1中的第1光學(xué)部分103a,并且投影透視裝置70的投影透鏡30和圖像顯示裝置80相當(dāng)于圖1中的第1內(nèi)置裝置部105a。還有,因?yàn)槭居趫D1的第2顯示裝置100B具有與第1顯示裝置100A同樣的結(jié)構(gòu)并僅使左右反轉(zhuǎn),所以第2顯示裝置100B的詳細(xì)的說(shuō)明進(jìn)行省略。投影透視裝置70之中,棱鏡10為俯視按照面部而彎曲的圓弧狀的構(gòu)件,能夠考慮分為靠近鼻子的中央側(cè)的第1棱鏡部分11和離開(kāi)鼻子的周邊側(cè)的第2棱鏡部分12。第1棱鏡部分11配置于光射出側(cè),作為具有光學(xué)功能的側(cè)面,具有第1面S11、第2面S12和第3面S13;第2棱鏡部分12配置于光入射側(cè),作為具有光學(xué)功能的側(cè)面,具有第4面S14、第5面S15和第6面S16。其中,第1面S11和第4面S14相鄰,第3面S13和第5面S15相鄰,并在第1面S11和第3面S13之間配置第2面S12,在第4面S14和第5面S15之間配置第6面S16。并且,棱鏡10具有相鄰于第1~第6面S11~S16并互相對(duì)置的第1側(cè)面10e和第2側(cè)面10f。在棱鏡10中,第1面S11為以平行于Z軸的射出側(cè)光軸AXO為中心軸或基準(zhǔn)軸的自由曲面,第2面S12為以包括于平行于XZ面的基準(zhǔn)面SR且相對(duì)于Z軸傾斜的光軸AX1為中心軸或基準(zhǔn)軸的自由曲面,第3面S13為以射出側(cè)光軸AXO為中心軸或基準(zhǔn)軸的自由曲面。第4面S14為以包括于平行于XZ面的基準(zhǔn)面SR且相對(duì)于Z軸傾斜的一對(duì)光軸AX3、AX4的2等分線為中心軸或基準(zhǔn)軸的自由曲面,第5面S15為以包括于平行于XZ面的基準(zhǔn)面SR且相對(duì)于Z軸傾斜的一對(duì)光軸AX4、AX5的2等分線為中心軸或基準(zhǔn)軸的自由曲面,第6面S16為以包括于平行于XZ面的基準(zhǔn)面SR且相對(duì)于Z軸傾斜的光軸AX4為中心軸或基準(zhǔn)軸的自由曲面。還有,以上的第1~第6面S11~S16具有:夾著水平(或橫向)地延伸而平行于XZ面且光軸AX1~AX4等通過(guò)的基準(zhǔn)面SR,關(guān)于鉛垂(或縱向)的Y軸方向?qū)ΨQ的形狀。棱鏡10以在可見(jiàn)光范圍呈現(xiàn)高的光透射性的樹(shù)脂材料形成,例如通過(guò)在模具內(nèi)注入熱塑性樹(shù)脂·使之固化,而成形。棱鏡10的主體部分10s雖然為一體形成品,但是能夠考慮分為第1棱鏡部分11和第2棱鏡部分12。第1棱鏡部分11可以進(jìn)行圖像光GL的導(dǎo)波及射出,并可以進(jìn)行外界光HL的透視。第2棱鏡部分12可以進(jìn)行圖像光GL的入射及導(dǎo)波。在第1棱鏡部分11中,第1面S11作為使圖像光GL射出到第1棱鏡部分11外的折射面而起作用,并作為使圖像光GL在內(nèi)面?zhèn)热瓷涞娜瓷涿娑鹱饔?。?面S11配置于眼睛EY的正面,相對(duì)于觀看者呈凹面形狀。還有,第1面S11以防止表面的損傷并防止圖像的分辨率下降為目的,也能夠?qū)χ黧w部分10s以硬涂層進(jìn)行覆蓋。該硬涂層通過(guò)在主體部分10s的基底面上通過(guò)對(duì)包括樹(shù)脂等的涂敷劑進(jìn)行浸漬處理和/或噴涂處理進(jìn)行成膜而形成。第2面S12具有半透射半反射鏡層15。該半透射半反射鏡層15為具有光透射性的反射膜(即半透射半反射膜)。半透射半反射鏡層(半透射半反射膜)15并非形成于第2面S12的整體,而是形成于其部分區(qū)域PA上。也就是說(shuō),半透射半反射鏡層15形成于使第2面S12擴(kuò)展的整體區(qū)域QA主要關(guān)于鉛垂方向收窄的部分區(qū)域PA上。更詳細(xì)地,該部分區(qū)域PA配置于關(guān)于鉛垂的Y軸方向的中央側(cè),關(guān)于沿著水平的基準(zhǔn)面SR的方向基本配置于整體。半透射半反射鏡層15在主體部分10s的基底面之中的部分區(qū)域PA上,通過(guò)使金屬反射膜和/或電介質(zhì)多層膜進(jìn)行成膜而形成。因容易通過(guò)透視進(jìn)行外界光HL的觀看的觀點(diǎn),半透射半反射鏡層15的對(duì)于圖像光GL的反射率在假想的圖像光GL的入射角范圍內(nèi)為10%以上且50%以下。具體的實(shí)施例的半透射半反射鏡層15的對(duì)于圖像光GL的反射率例如設(shè)定為20%,對(duì)于圖像光GL的透射率例如設(shè)定為80%。第3面S13作為使圖像光GL在內(nèi)面?zhèn)热瓷涞娜瓷涿娑鹱饔?。還有,第3面S13以防止表面損傷并防止圖像的分辨率下降為目的,也能夠?qū)χ黧w部分10s以硬涂層進(jìn)行覆蓋。第3面S13配置于眼睛EY的正面,與第1面S11同樣地相對(duì)于觀看者呈凹面形狀,當(dāng)通過(guò)第1面S11和第3面S13看到外界光HL時(shí),視度基本為0。在第2棱鏡部分12中,第4面S14及第5面S15作為使圖像光GL在內(nèi)面?zhèn)热瓷涞娜瓷涿娑鹱饔没蛘咭早R層17覆蓋作為反射面而起作用。還有,在使第4面S14及第5面S15作為全反射面而起作用的情況下,以防止表面損傷并防止圖像的分辨率下降為目的,也能夠?qū)χ黧w部分10s以硬涂層進(jìn)行覆蓋。第6面S16作為使圖像光GL入射于第2棱鏡部分12內(nèi)的折射面而起作用。還有,第6面S16雖然以防止表面損傷并防止圖像的分辨率下降為目的,也能夠?qū)χ黧w部分10s以硬涂層進(jìn)行覆蓋,但是以進(jìn)一步通過(guò)防止反射對(duì)重影進(jìn)行抑制為目的,也能夠?qū)χ黧w部分10s以多層膜進(jìn)行覆蓋。光透射構(gòu)件50與棱鏡10一體地固定。光透射構(gòu)件50為輔助棱鏡10的透視功能的構(gòu)件(輔助棱鏡),作為具有光學(xué)功能的側(cè)面,具有第1透射面S51、第2透射面S52和第3透射面S53。在此,在第1透射面S51和第3透射面S53之間配置第2透射面S52。第1透射面S51處于使棱鏡10的第1面S11延長(zhǎng)了的曲面上;第2透射面S52為相對(duì)于該第2面S12通過(guò)粘接劑CC接合而一體化的曲面;第3透射面S53處于使棱鏡10的第3面S13延長(zhǎng)了的曲面上。其中的第2透射面S52和棱鏡10的第2面S42因?yàn)橥ㄟ^(guò)接合而一體化,所以具有基本相同的曲率的形狀。光透射構(gòu)件(輔助棱鏡)50,以在可見(jiàn)光范圍呈現(xiàn)高的光透射性、并具有與棱鏡10的主體部分10s基本相同的折射率的樹(shù)脂材料形成。光透射構(gòu)件50例如通過(guò)熱塑性樹(shù)脂的成形而形成。投影透鏡30保持于鏡筒62內(nèi),圖像顯示裝置80固定于鏡筒62的一端。棱鏡10的第2棱鏡部分12連接于對(duì)投影透鏡30進(jìn)行保持的鏡筒62,間接地支持投影透鏡30及圖像顯示裝置80。棱鏡10的光入射側(cè)與投影透鏡30等一起被遮光構(gòu)件63覆蓋。棱鏡10上端部或下端部也被遮光構(gòu)件63覆蓋。在棱鏡10的周邊,能夠設(shè)置防止外光入射于棱鏡10的追加的遮光部。遮光部例如能夠以遮光性的涂層和/或光散射層構(gòu)成。投影透鏡30沿著入射側(cè)光軸AXI例如具有3個(gè)透鏡31、32、33。各透鏡31、32、33為軸對(duì)稱的透鏡,至少1個(gè)以上具有非球面。投影透鏡30使從圖像顯示裝置80射出的圖像光GL用于再成像而介由棱鏡10的第6面S16入射于棱鏡10內(nèi)。也就是說(shuō),投影透鏡30為用于使從圖像顯示元件82的像面(顯示位置)OI上的各點(diǎn)射出的影像光或圖像光在棱鏡10內(nèi)再成像的中繼光學(xué)系統(tǒng)。還有,棱鏡10的各面通過(guò)與投影透鏡30協(xié)同作用作為中繼光學(xué)系統(tǒng)的一部分而起作用。圖像顯示裝置80具有射出2維的照明光SL的照明裝置81、作為透射型的空間光調(diào)制裝置的圖像顯示元件82和對(duì)照明裝置81及圖像顯示元件82的工作進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)控制部84。圖像顯示裝置80的照明裝置81具有產(chǎn)生包括紅、綠、藍(lán)的3色的光的光源81a、和使來(lái)自光源81a的光擴(kuò)散而成為矩形截面的光束的背光導(dǎo)光部81b。圖像顯示元件82例如為以液晶顯示器件形成的圖像元件,對(duì)來(lái)自照明裝置81的照明光SL空間性地進(jìn)行調(diào)制而形成應(yīng)當(dāng)成為動(dòng)態(tài)圖像等的顯示對(duì)象的圖像光。驅(qū)動(dòng)控制部84具備光源驅(qū)動(dòng)電路84a和液晶驅(qū)動(dòng)電路84b。光源驅(qū)動(dòng)電路84a對(duì)照明裝置81的光源81a供給電功率而使穩(wěn)定的輝度的照明光SL射出。液晶驅(qū)動(dòng)電路84b通過(guò)對(duì)于圖像顯示元件(圖像元件)82輸出圖像信號(hào)或驅(qū)動(dòng)信號(hào),作為透射率圖形而形成成為動(dòng)態(tài)圖像和/或靜態(tài)圖像的基礎(chǔ)的彩色的圖像光。還有,雖然能夠使液晶驅(qū)動(dòng)電路84b具有圖像處理功能,但是也能夠使外附的控制電路具有圖像處理功能。C.圖像光等的光路以下,關(guān)于虛像顯示裝置100中的圖像光GL等的光路進(jìn)行說(shuō)明。從圖像顯示元件(圖像元件)82射出的圖像光GL邊通過(guò)投影透鏡30匯聚,邊入射于設(shè)置于棱鏡10的具有比較強(qiáng)的正的折射(能)力的第6面S16。通過(guò)了棱鏡10的第6面S16的圖像光GL邊會(huì)聚邊行進(jìn),當(dāng)通過(guò)第2棱鏡部分12時(shí),在具有比較弱的正的折射力的第5面S15反射,在具有比較弱的負(fù)的折射力的第4面S14反射。在第2棱鏡部分12的第4面S14反射的圖像光GL在第1棱鏡部分11中,入射于具有比較弱的正的折射力的第3面S13而全反射,入射于具有比較弱的負(fù)的折射力的第1面S11而全反射。還有,圖像光GL在通過(guò)第3面S13的前后,在棱鏡10中形成中間像。該中間像的像面II雖然對(duì)應(yīng)于圖像顯示元件82的像面(顯示位置)OI,但是在第3面S13折返。在第1面S11全反射的圖像光GL雖然入射于第2面S12,但是尤其是入射于半透射半反射鏡層15的圖像光GL邊部分性地透射該半透射半反射鏡層15也邊部分性地反射而再次入射于第1面S11并通過(guò)。還有,半透射半反射鏡層15相對(duì)于在此反射的圖像光GL具有比較強(qiáng)的正的折射力而起作用。并且,第1面S11相對(duì)于通過(guò)其的圖像光GL具有負(fù)的折射力而起作用。通過(guò)了第1面S11的圖像光GL作為基本平行光束入射于觀看者的眼EY的瞳孔。也就是說(shuō),觀看者通過(guò)作為虛像的圖像光GL,觀看到形成于圖像顯示元件82上的圖像。另一方面,外界光HL之中,入射于比棱鏡10的第2面S12靠+X側(cè)的光雖然通過(guò)第1棱鏡部分11的第3面S13和第1面S11,但是此時(shí),正負(fù)的折射力抵消并校正像差。也就是說(shuō),觀看者隔著棱鏡10看到失真少的外界像。同樣地,外界光HL之中,入射于比棱鏡10的第2面S12靠-X側(cè)也就是說(shuō)入射于光透射構(gòu)件50的光當(dāng)通過(guò)設(shè)置于此的第3透射面S53和第1透射面S51時(shí),正負(fù)的折射力抵消并校正像差。也就是說(shuō),觀看者隔著光透射構(gòu)件50看到失真少的外界像。而且,外界光HL之中,入射到對(duì)應(yīng)于棱鏡10的第2面S12的光透射構(gòu)件50的光當(dāng)通過(guò)第3透射面S53和第1面S11時(shí),正負(fù)的折射力抵消并校正像差。也就是說(shuō),觀看者隔著光透射構(gòu)件50看到失真少的外界像。還有,棱鏡10的第2面S12和光透射構(gòu)件50的第2透射面S52都具有基本相同的曲面形狀,都具有基本相同的折射率,并且兩者的間隙以基本相同的折射率的粘接層CC填充。也就是說(shuō),棱鏡10的第2面S12和/或光透射構(gòu)件50的第2透射面S52相對(duì)于外界光HL并不作為折射面起作用。但是,因?yàn)槿肷溆诎胪干浒敕瓷溏R層15的外界光HL邊部分性地透射該半透射半反射鏡層15也邊部分性地反射,所以來(lái)自對(duì)應(yīng)于半透射半反射鏡層15的方向的外界光HL在半透射半反射鏡層15的透射率弱。另一方面,因?yàn)閳D像光GL從對(duì)應(yīng)于半透射半反射鏡層15的方向進(jìn)行入射,所以觀看者在半透射半反射鏡層15的方向與形成于圖像顯示元件82上的圖像一起看到外界像。在棱鏡10內(nèi)傳播而入射于第2面S12的圖像光GL之中,未在半透射半反射鏡層15反射的光雖然入射于光透射構(gòu)件50內(nèi),但是通過(guò)設(shè)置于光透射構(gòu)件50的未圖示的反射防止部可防止返回到棱鏡10。也就是說(shuō),可防止通過(guò)了第2面S12的圖像光GL返回到光路上而成為雜散光。并且,從光透射構(gòu)件50側(cè)入射而在半透射半反射鏡層15反射的外界光HL雖然返回到光透射構(gòu)件50,但是通過(guò)設(shè)置于光透射構(gòu)件50的所述的未圖示的反射防止部可防止射出到棱鏡10。也就是說(shuō),可防止在半透射半反射鏡層15反射的外界光HL返回到光路上而成為雜散光。D.光學(xué)面和/或光路的限定方法圖4為對(duì)棱鏡10中的光軸AX1~AX4和/或本地坐標(biāo)進(jìn)行說(shuō)明的圖。在以下的說(shuō)明中,對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)和/或表達(dá)的方便加以考慮,從觀看者的眼睛EY朝向圖像顯示裝置80的圖像顯示元件82關(guān)于反向行進(jìn)方向,對(duì)光學(xué)面和/或光路進(jìn)行限定。在實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)中,從圖像顯示元件82發(fā)出的光雖然依次通過(guò)投影透鏡30和棱鏡10而到達(dá)眼睛EY,但是在該狀態(tài)下難以進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。因此,設(shè)通過(guò)處于眼睛EY的位置的光圈而來(lái)自無(wú)限遠(yuǎn)的光源的光進(jìn)入棱鏡10,通過(guò)投影透鏡30而在圖像顯示元件82成像,進(jìn)行評(píng)價(jià)·設(shè)計(jì),在以下詳述的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也按該順序表示。還有,關(guān)于接合于棱鏡10而作為一體使用的光透射構(gòu)件50,使棱鏡10的形狀進(jìn)行了延長(zhǎng),將說(shuō)明進(jìn)行省略。在圖示的棱鏡10中,第1面S11的光軸與射出側(cè)光軸AXO相一致,第1面S11的本地坐標(biāo)(x,y,z)與整體坐標(biāo)(X,Y,Z)為平移關(guān)系,在第1面S11上具有原點(diǎn)。也就是說(shuō),本地坐標(biāo)的z方向處于射出側(cè)光軸AXO上成為行進(jìn)方向(光線的逆進(jìn)方向),本地坐標(biāo)的y方向與整體坐標(biāo)的Y方向平行。在以后的各面中,本地坐標(biāo)的y方向也與整體坐標(biāo)的Y方向平行。第2面S12的光軸相對(duì)于射出側(cè)光軸AXO適當(dāng)傾斜,第2面S12的本地坐標(biāo)相對(duì)于整體坐標(biāo)繞Y軸適當(dāng)旋轉(zhuǎn)且平移,在第2面S12上具有原點(diǎn)。第2面S12的本地坐標(biāo)的z方向?yàn)樯涑鰝?cè)光軸AXO和從第2面S12到第1面S11的光束中心的光軸AX1的中間方向。第3面S13的光軸與射出側(cè)光軸AXO相一致,第3面S13的本地坐標(biāo)與整體坐標(biāo)為平移關(guān)系,在第3面S13的延長(zhǎng)面即第3透射面S53上具有原點(diǎn)。通過(guò)以上,從第2面S12到第1面S11的光束中心的光軸AX1和從第1面S11到第3面S13的光束中心的光軸AX2的中間方向與第1面S11上的光束中心(光軸AX1、AX2的交點(diǎn))處的第1面S11的法線方向相一致。并且,從第1面S11到第3面S13的光束中心的光軸AX2和從第3面S13到第4面S14的光束中心的光軸AX3的中間方向與第3面S13上的光束中心(光軸AX2、AX3的交點(diǎn))處的第3面S13的法線方向相一致。在從第3面S13朝向下一個(gè)第4面S14的光路中,其本地坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于行進(jìn)方向(光線的逆進(jìn)方向)。也就是說(shuō),從第3面S13到第4面S14的本地坐標(biāo)的z方向與光束中心的光軸AX3相一致,該本地坐標(biāo)的y方向與整體坐標(biāo)的Y方向平行。第4面S14的本地坐標(biāo)的原點(diǎn)處于該第4面S14上。并且,第4面S14的本地坐標(biāo)的z方向即第4面S14的光軸為從第3面S13到第4面S14的光束中心的光軸AX3和從第4面S14到第5面S15的光束中心的光軸AX4的2等分線。第5面S15的本地坐標(biāo)的原點(diǎn)處于該第5面S15上。并且,第5面S15的本地坐標(biāo)的z方向即第5面S15的光軸為從第4面S14到第5面S15的光束中心的光軸AX4和從第5面S15到第6面S16的光束中心的光軸AX5的2等分線。還有,第6面S16的光軸與光軸AX5相一致,與從圖像顯示裝置80延伸的入射側(cè)光軸AXI相一致。E.光學(xué)面的優(yōu)選特征棱鏡10的第1面S11的形狀利用第1面S11的本地坐標(biāo)(x,y,z)以下式表示:z=Σ{A1m,n·(xm·yn)}…(4)在此,A1m,n為多項(xiàng)式展開(kāi)的第m·n項(xiàng)的系數(shù)m、n為0以上的整數(shù)。棱鏡10的第2面S12的形狀利用第2面S12的本地坐標(biāo)(x,y,z)以下式表示:z=Σ{A2m,n·(xm·yn)}…(5)在此,A2m,n為多項(xiàng)式展開(kāi)的第m·n項(xiàng)的系數(shù)。棱鏡10的第3面S13的形狀利用第3面S13的本地坐標(biāo)(x,y,z)以下式表示:z=Σ{A3m,n·(xm·yn)}…(6)在此,A3m,n為多項(xiàng)式展開(kāi)的第m·n項(xiàng)的系數(shù)。在本實(shí)施方式中,棱鏡10的第1~第3面S11~S13滿足以下的3個(gè)條件:-5×10-2<A12,0+A10,2<-1×10-3以及-5×10-2<A32,0+A30,2<-1×10-3…(1)|A32,0-A30,2|<1×10-2…(2)|A12,0-A32,0|<5×10-3以及|A10,2-A30,2|<5×10-3…(3)。通過(guò)設(shè)定第1~第3面S11~S13的形狀以滿足這3個(gè)條件,能夠良好地進(jìn)行外界光HL和圖像光GL的雙方的像差校正,帶來(lái)優(yōu)異的像質(zhì)。棱鏡10的第1面S11和第3面S13的間隔為5mm以上且15mm以下。并且,第2面S12相對(duì)于第1面S11的傾斜角為20°以上且40°以下。還有,關(guān)于棱鏡10的第4面S14或第5面S15,用于光路的調(diào)整和/或像差的更加精密的校正而設(shè)置,考慮到投影透視裝置70的規(guī)格等能夠進(jìn)行省略。在本實(shí)施方式的虛像顯示裝置100中,因?yàn)橥ㄟ^(guò)投影透鏡30等在棱鏡10的內(nèi)部形成中間像,并按第3面S13、第1面S11及第2面S12的順序在2個(gè)面以上全反射的圖像光GL透射第1面S11而到達(dá)觀看者的眼睛EY,所以能夠使棱鏡10薄型而使光學(xué)系統(tǒng)全體小型而輕量,并實(shí)現(xiàn)廣視角而明亮的高性能的顯示。并且,關(guān)于外界光HL,例如能夠通過(guò)第1面S11和第3面S13進(jìn)行觀看,因?yàn)槭勾藭r(shí)的視度基本為0,所以能夠降低當(dāng)透視地觀看外界光HL時(shí)的外界光HL的散焦和/或失真。并且,棱鏡10的形狀為按照觀看者的面部的形狀,重心既接近面部,設(shè)計(jì)也能夠優(yōu)異。實(shí)施例以下,關(guān)于組入于本發(fā)明涉及的虛像顯示裝置的投影透視裝置的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。將在各實(shí)施例中使用的記號(hào)歸納為以下。SPH:瞳孔FFSk:自由曲面(棱鏡中的k=面編號(hào))ASPk:軸對(duì)稱非球面(投影光學(xué)系統(tǒng)中的k=面編號(hào))SPH:球面或平面(保護(hù)玻璃表面)R:曲率半徑T:軸頂面間隔Nd:光學(xué)材料的相對(duì)于d線的折射率Vd:光學(xué)材料的關(guān)于d線的色散系數(shù)TLY:特定面的橫截面(XZ截面)上的光軸的傾斜角度(°)(關(guān)于TLY,有時(shí)在特定面的前后變化)DCX:特定面的橫截面(XZ截面)上的X軸方向的光軸的偏離量實(shí)施例1將構(gòu)成實(shí)施例1的投影透視裝置之中的棱鏡及投影透鏡的光學(xué)面的數(shù)據(jù)示于以下的表1。還有,例如FFS1是指第1面S11,F(xiàn)FS2是指第2面S12,F(xiàn)FS3是指第3面S13,并且,ASP1是指投影透鏡的第1透鏡的射出面,ASP2是指第1透鏡的入射面。(表1)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例1的棱鏡中的光學(xué)面,將其橫截面中的光軸傾斜角度(傾角)TLY和光軸偏離量(離心)DCX示于以下的表2。(表2)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例1的棱鏡中的各光學(xué)面,將自由曲面的多項(xiàng)式展開(kāi)的系數(shù)Akm,n示于以下的表3。還有,在表3中,記號(hào)m、n是指系數(shù)Akm,n中的變量或階數(shù)。并且,記號(hào)FFSk(k=1~6)是指作為自由曲面的第1~第6面S11~S16之中的第k面。還有,系數(shù)Akm,n是指構(gòu)成表示作為對(duì)象的第k面的多項(xiàng)式的各項(xiàng)xm·yn的系數(shù)。(表3)在以上的表3及以下的表中,數(shù)值E以后是指10進(jìn)制的指數(shù)部,例如所謂“-6.511E-03”是指-6.511×10-03。將構(gòu)成實(shí)施例1的投影透視裝置之中的投影透鏡的光學(xué)面的非球面的系數(shù)示于以下的表4。(表4)在以上的表4中,記號(hào)K、Bi表示用于對(duì)作為構(gòu)成投影透鏡30的3個(gè)透鏡31、32、33的透鏡面的非球面APS1~APS6的非球面進(jìn)行特定的系數(shù)。非球面通過(guò)以下的多項(xiàng)式(非球面式)而特定。在此,R為各面的曲率半徑,h為距光軸的高度,K為對(duì)象透鏡面的圓錐系數(shù),Bi(i=4、6、8、…)為對(duì)象透鏡面的高階非球面系數(shù)。圖5為實(shí)施例1的投影透視裝置70的剖視圖。但是,關(guān)于光束,不僅示出基準(zhǔn)面SR上的光,也示出從基準(zhǔn)面SR偏離于Y方向的光。投影透視裝置70之中的棱鏡10具有:具有弱的負(fù)的折射力的第1面S11;具有比較強(qiáng)的正的折射力的第2面S12;具有比較弱的正的折射力的第3面S13;具有比較弱的負(fù)的折射力的第4面S14;具有比較弱的正的折射力的第5面S15;和具有比較強(qiáng)的正的折射力的第6面S16。投影透鏡30具有:具有正的折射力的第1透鏡31;具有負(fù)的折射力的第2透鏡32;和具有正的折射力的第3透鏡33。若關(guān)于實(shí)施例1的光學(xué)系統(tǒng)的具體的規(guī)格進(jìn)行說(shuō)明,則水平視角為20.1°,垂直視角為11.4°,圖像顯示元件的顯示區(qū)域的大小為9.22×5.18mm,瞳徑(瞳孔直徑)為5mm,焦點(diǎn)距離約為26mm。圖6(A)~6(F)及圖7(A)~7(F)表示實(shí)施例1的像差。在各像差圖中,橫軸表示瞳孔的位置,縱軸以微米為單位表示像差量。具體地,圖6(A)及6(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖6(C)及6(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖6(E)及6(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差。圖7(A)及7(B)示出在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖7(C)及7(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖7(E)及7(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差。還有,圖示的像差量為了方便為使光線逆行的情況下的圖像顯示元件的像面上的像差量。實(shí)施例2將構(gòu)成實(shí)施例2的投影透視裝置之中的棱鏡及投影透鏡的光學(xué)面的數(shù)據(jù)示于以下的表5。(表5)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例2的棱鏡中的光學(xué)面,將其橫截面中的光軸傾斜角度(傾角)TLY和光軸偏離量(離心)DCX示于以下的表6。(表6)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例2的棱鏡中的各光學(xué)面將自由曲面的多項(xiàng)式展開(kāi)的系數(shù)示于以下的表7。還有,在表7中,記號(hào)m、n是指系數(shù)Akm,n中的變量或階數(shù)。并且,記號(hào)FFSk(k=1~6)是指作為自由曲面的第1~第6面S11~S16之中的第k面。(表7)將構(gòu)成實(shí)施例2的投影透視裝置之中的投影透鏡的光學(xué)面的非球面的系數(shù)示于以下的表8。(表8)在以上的表8中,記號(hào)K、Bi表示對(duì)作為構(gòu)成投影透鏡30的3個(gè)透鏡31、32、33的透鏡面的非球面APS1~APS6的非球面進(jìn)行特定的系數(shù)。圖8為實(shí)施例2的投影透視裝置70的剖視圖。投影透視裝置70之中的棱鏡10具有:具有弱的負(fù)的折射力的第1面S11;具有比較強(qiáng)的正的折射力的第2面S12;具有比較弱的正的折射力的第3面S13;具有比較弱的負(fù)的折射力的第4面S14;具有比較弱的正的折射力的第5面S15;和具有比較強(qiáng)的正的折射力的第6面S16。投影透鏡30具有:具有正的折射力的第1透鏡31;具有負(fù)的折射力的第2透鏡32;和具有正的折射力的第3透鏡33。若關(guān)于實(shí)施例2的光學(xué)系統(tǒng)的具體的規(guī)格進(jìn)行說(shuō)明,則水平視角為20.1°,垂直視角為11.4°,圖像顯示元件的顯示區(qū)域的大小為9.22×5.18mm,瞳徑為5mm,焦點(diǎn)距離約為26mm。圖9(A)~9(F)及圖10(A)~10(F)表示實(shí)施例2的像差。具體地,圖9(A)及9(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖9(C)及9(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖9(E)及9(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差。圖10(A)及10(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖10(C)及10(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖10(E)及10(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差。實(shí)施例3將構(gòu)成實(shí)施例3的投影透視裝置之中的棱鏡及投影透鏡的光學(xué)面的數(shù)據(jù)示于以下的表9。(表9)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例3的棱鏡中的光學(xué)面,將其橫截面中的光軸傾斜角度(傾角)TLY和光軸偏離量(離心)DCX示于以下的表10。(表10)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例3的棱鏡中的各光學(xué)面將自由曲面的多項(xiàng)式展開(kāi)的系數(shù)示于以下的表11。還有,在表11中,記號(hào)m、n是指系數(shù)Akm,n中的變量或階數(shù)。并且,記號(hào)FFSk(k=1~5)是指作為自由曲面的第1~第5面S11~S15之中的第k面。(表11)將構(gòu)成實(shí)施例3的投影透視裝置之中的投影透鏡的光學(xué)面的非球面的系數(shù)示于以下的表12。(表12)在以上的表12中,記號(hào)K、Bi表示用于對(duì)作為構(gòu)成投影透鏡30的3個(gè)透鏡31、32、33的透鏡面的非球面APS1~APS6的非球面進(jìn)行特定的系數(shù)。圖11為實(shí)施例3的投影透視裝置70的剖視圖。投影透視裝置70之中的棱鏡10具有:具有弱的負(fù)的折射力的第1面S11;具有比較強(qiáng)的正的折射力的第2面S12;具有比較弱的正的折射力的第3面S13;具有比較強(qiáng)的正的折射力的第4面S14;和具有比較弱的負(fù)的折射力的第5面S15。在此,第4面S14與實(shí)施例1等不同,作為反射面及折射面而起作用。具體地,第4面S14相對(duì)于從第3面S13逆行的光束(實(shí)際上為來(lái)自第5面S15的光)為全反射面,相對(duì)于從第5面S15逆行的光束(實(shí)際上為來(lái)自投影透鏡30的光)為透射面。也就是說(shuō),第4面S14關(guān)于光路的折彎具有與實(shí)施例1的第4面S14同樣的功能,關(guān)于光束的會(huì)聚兼?zhèn)鋵?shí)施例1的第6面S16的功能。投影透鏡30具有:具有正的折射力的第1透鏡31;具有負(fù)的折射力的第2透鏡32;和具有正的折射力的第3透鏡33。若關(guān)于實(shí)施例3的光學(xué)系統(tǒng)的具體的規(guī)格進(jìn)行說(shuō)明,則水平視角為20.1°,垂直視角為11.4°,圖像顯示元件的顯示區(qū)域的大小為9.22×5.18mm,瞳徑為5mm,焦點(diǎn)距離約為26mm。圖12(A)~12(F)及圖13(A)~13(F)表示實(shí)施例3的像差。具體地,圖12(A)及12(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖12(C)及12(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖12(E)及12(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差。圖13(A)及13(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖13(C)及13(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖13(E)及13(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差。(實(shí)施例4)將構(gòu)成實(shí)施例4的投影透視裝置之中的棱鏡及投影透鏡的光學(xué)面的數(shù)據(jù)示于以下的表13。(表13)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例4的棱鏡中的光學(xué)面,將其橫截面中的光軸傾斜角度(傾角)TLY和光軸偏離量(離心)DCX示于以下的表14。(表14)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例4的棱鏡中的各光學(xué)面將自由曲面的多項(xiàng)式展開(kāi)的系數(shù)示于以下的表15。還有,在表15中,記號(hào)m、n是指系數(shù)Akm,n中的變量或階數(shù)。并且,記號(hào)FFSk(k=1~6)是指作為自由曲面的第1~第6面S11~S16之中的第k面。(表15)將構(gòu)成實(shí)施例4的投影透視裝置之中的投影透鏡的光學(xué)面的非球面的系數(shù)示于以下的表16。(表16)在以上的表16中,記號(hào)K、Bi表示用于對(duì)作為構(gòu)成投影透鏡30的2個(gè)透鏡31、32的透鏡面的非球面APS1~APS4的非球面進(jìn)行特定的系數(shù)。圖14為實(shí)施例4的投影透視裝置70的剖視圖。投影透視裝置70之中的棱鏡10具有:具有弱的負(fù)的折射力的第1面S11;具有比較強(qiáng)的正的折射力的第2面S12;具有比較弱的正的折射力的第3面S13;具有比較弱的負(fù)的折射力的第4面S14;具有比較弱的正的折射力的第5面S15;和具有比較強(qiáng)的正的折射力的第6面S16。也就是說(shuō),實(shí)施例4的棱鏡10具有與實(shí)施例1同樣的第1~第6面S11~S16。投影透鏡30具有:具有負(fù)的折射力的第1透鏡31;和具有正的折射力的第2透鏡32。若關(guān)于實(shí)施例4的光學(xué)系統(tǒng)的具體的規(guī)格進(jìn)行說(shuō)明,則水平視角為20.1°,垂直視角為11.4°,圖像顯示元件的顯示區(qū)域的大小為9.22×5.18mm,瞳徑為5mm,焦點(diǎn)距離約為26mm。圖15(A)~15(F)及圖16(A)~16(F)表示實(shí)施例4的像差。具體地,圖15(A)及15(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖15(C)及15(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖15(E)及15(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差。圖16(A)及16(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖16(C)及16(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖16(E)及16(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差。實(shí)施例5將構(gòu)成實(shí)施例5的投影透視裝置之中的棱鏡及投影透鏡的光學(xué)面的數(shù)據(jù)示于以下的表17。(表17)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例5的棱鏡中的光學(xué)面,將其橫截面中的光軸傾斜角度(傾角)TLY和光軸偏離量(離心)DCX示于以下的表18。(表18)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例5的棱鏡中的各光學(xué)面將自由曲面的多項(xiàng)式展開(kāi)后的系數(shù)示于以下的表19。還有,在表19中,記號(hào)m、n是指系數(shù)Akm,n中的變量或階數(shù)。并且,記號(hào)FFSk(k=1~5)是指作為自由曲面的第1~第5面S11~S15之中的第k面。(表19)將構(gòu)成實(shí)施例5的投影透視裝置之中的投影透鏡的光學(xué)面的非球面的系數(shù)示于以下的表20。(表20)在以上的表20中,記號(hào)K、Bi表示用于對(duì)作為構(gòu)成投影透鏡30的3個(gè)透鏡31、32、33的透鏡面的非球面APS1~APS6的非球面進(jìn)行特定的系數(shù)。圖17為實(shí)施例5的投影透視裝置70的剖視圖。投影透視裝置70之中的棱鏡10具有:具有弱的負(fù)的折射力的第1面S11;具有比較強(qiáng)的正的折射力的第2面S12;具有比較弱的正的折射力的第3面S13;具有比較弱的負(fù)的折射力的第4面S14;和具有比較強(qiáng)的正的折射力的第5面S15。在此,第5面S15關(guān)于光束的會(huì)聚具有實(shí)施例1的第6面S16的功能。也就是說(shuō),圖17的實(shí)施例5能夠視為省略了示于圖5的實(shí)施例1的第1~第6面S11~S16之中的第5面S15的實(shí)施例。投影透鏡30具有:具有正的折射力的第1透鏡31;具有負(fù)的折射力的第2透鏡32;和具有正的折射力的第3透鏡33。若關(guān)于實(shí)施例5的光學(xué)系統(tǒng)的具體的規(guī)格進(jìn)行說(shuō)明,則水平視角為20.1°,垂直視角為11.4°,圖像顯示元件的顯示區(qū)域的大小為9.22×5.18mm,瞳徑為5mm,焦點(diǎn)距離約為26mm。圖18(A)~18(F)及圖19(A)~19(F)表示實(shí)施例5的像差。具體地,圖18(A)及18(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖18(C)及18(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖18(E)及18(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差。圖19(A)及19(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖19(C)及19(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖19(E)及19(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差。實(shí)施例6將構(gòu)成實(shí)施例6的投影透視裝置之中的棱鏡及投影透鏡的光學(xué)面的數(shù)據(jù)示于以下的表21。(表21)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例6的棱鏡中的光學(xué)面,將其橫截面中的光軸傾斜角度(傾角)TLY和光軸偏離量(離心)DCX示于以下的表22。(表22)關(guān)于構(gòu)成實(shí)施例6的棱鏡中的各光學(xué)面將自由曲面的多項(xiàng)式展開(kāi)的系數(shù)示于以下的表23。還有,在表23中,記號(hào)m、n是指系數(shù)Akm,n中的變量或階數(shù)。并且,記號(hào)FFSk(k=1~4)是指作為自由曲面的第1~第4面S11~S14之中的第k面。(表23)將構(gòu)成實(shí)施例6的投影透視裝置之中的投影透鏡的光學(xué)面的非球面的系數(shù)示于以下的表24。(表24)在以上的表24中,記號(hào)K、Bi表示用于對(duì)作為構(gòu)成投影透鏡30的3個(gè)透鏡31、32、33的透鏡面的非球面APS1~APS6的非球面進(jìn)行特定的系數(shù)。圖20為實(shí)施例6的投影透視裝置70的剖視圖。投影透視裝置70之中的棱鏡10具有:具有弱的負(fù)的折射力的第1面S11;具有比較強(qiáng)的正的折射力的第2面S12;具有比較弱的正的折射力的第3面S13;和具有比較強(qiáng)的正的折射力的第4面S14。在此,第4面S14關(guān)于光束的會(huì)聚具有實(shí)施例1的第6面S16的功能。也就是說(shuō),圖20的實(shí)施例6能夠視為省略了示于圖5的實(shí)施例1的第1~第6面S11~S16之中的第4面S14及第5面S15的實(shí)施例。投影透鏡30具有:具有正的折射力的第1透鏡31;具有負(fù)的折射力的第2透鏡32;和具有正的折射力的第3透鏡33。若關(guān)于實(shí)施例6的光學(xué)系統(tǒng)的具體的規(guī)格進(jìn)行說(shuō)明,則水平視角為20.1°,垂直視角為11.4°,圖像顯示元件的顯示區(qū)域的大小為9.22×5.18mm,瞳徑為5mm,焦點(diǎn)距離約為26mm。圖21(A)~21(F)及圖22(A)~22(F)表示實(shí)施例6的像差。具體地,圖21(A)及21(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖21(C)及21(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差,圖21(E)及21(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.7°的方位上的Y及X方向的像差。圖22(A)及22(B)表示在X方向?yàn)?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖22(C)及22(D)表示在X方向?yàn)?.0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差,圖22(E)及22(F)表示在X方向?yàn)椋?0°在Y方向?yàn)?.0°的方位上的Y及X方向的像差。在以下的表25,關(guān)于各實(shí)施例1~6,歸納關(guān)于條件式(1)~(3)的數(shù)值數(shù)據(jù)。(表25)并且,在以下的表26,關(guān)于各實(shí)施例1~6,歸納關(guān)于第1面S11和第3面S13的間隔及第2面S12相對(duì)于第1面S11的傾斜角的數(shù)值數(shù)據(jù)。(表26)并且,條件式(3)對(duì)棱鏡相對(duì)于外光的視度產(chǎn)生影響,若以棱鏡的厚度為T(mén),以折射率為N,則棱鏡的光軸上的x軸方向的視度Dx及y軸方向的視度Dy以下式給出:Dx=2000(N-1)(A12,0-A32,0+(2T(N-1)/N)×A12,0×A32,0)Dy=2000(N-1)(A10,2-A30,2+(2T(N-1)/N)×A10,2×A30,2)。基于上式,在以下的表27,歸納關(guān)于各實(shí)施例1~6的關(guān)于視度的數(shù)值數(shù)據(jù)。(表27)(其他)雖然以上就各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但是本發(fā)明并不限于所述的實(shí)施方式,在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以在各種方式下實(shí)施,例如也可以為如下的變形。雖然在所述的說(shuō)明中,半透射半反射鏡層(半透射半反射膜)15形成為橫長(zhǎng)的矩形區(qū)域,但是半透射半反射鏡層15的輪廓能夠相應(yīng)于用途及其他的使用而適當(dāng)變更。并且,半透射半反射鏡層15的透射率和/或反射率也能夠相應(yīng)于用途等而變更。雖然在所述的說(shuō)明中,并未對(duì)圖像顯示元件82中的顯示輝度的分布特別進(jìn)行調(diào)整,但是在根據(jù)位置而產(chǎn)生輝度差等的情況下,能夠?qū)@示輝度的分布調(diào)整為不均等。雖然在所述的說(shuō)明中,作為圖像顯示裝置80,采用包括透射型的液晶顯示器件等的圖像顯示元件82,但是作為圖像顯示裝置80,并不限于包括透射型的液晶顯示器件等的圖像顯示元件82而可以利用各種元件。例如,既可以為采用反射型的液晶顯示器件的構(gòu)成,也能夠代替包括液晶顯示器件等的圖像顯示元件82而采用數(shù)字微鏡器件等。并且,作為圖像顯示裝置80,也能夠采用為L(zhǎng)ED陣列和/或OLED(有機(jī)EL)等所代表的自發(fā)光型元件。雖然在所述實(shí)施方式中,采用包括透射型的液晶顯示器件等的圖像顯示裝置80,但是也能夠代之于采用掃描型的圖像顯示裝置。具體地如示于圖23地,作為虛像顯示裝置的第1顯示裝置100A具備導(dǎo)光部20和圖像顯示裝置380。因?yàn)閷?dǎo)光部20相當(dāng)于所述實(shí)施方式的圖1中的第1光學(xué)部分103a,即相當(dāng)于使棱鏡10和光透射構(gòu)件50相接合所得的構(gòu)件,所以在此將說(shuō)明進(jìn)行省略。圖像顯示裝置380為形成強(qiáng)度調(diào)制的信號(hào)光并使該信號(hào)光作為掃描光TL射出的裝置,具有信號(hào)光形成部381和掃描光學(xué)系統(tǒng)382。信號(hào)光形成部381具備光源,射出基于來(lái)自未圖示的控制電路的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制而形成的信號(hào)光LL。掃描光學(xué)系統(tǒng)382使經(jīng)由信號(hào)光形成部381的信號(hào)光LL邊掃描邊射出。在此,掃描光學(xué)系統(tǒng)382以MEMS鏡等構(gòu)成,進(jìn)行如下的2維掃描:通過(guò)同步于通過(guò)信號(hào)光形成部381進(jìn)行的信號(hào)光LL的調(diào)制使姿勢(shì)變化對(duì)信號(hào)光LL的光路進(jìn)行調(diào)整而使光線(掃描光TL)的射出角度縱橫地變化。通過(guò)以上,圖像顯示裝置380使應(yīng)當(dāng)成為圖像光GL的掃描光TL入射于導(dǎo)光部20并相對(duì)于第2面S12之中的形成半透射半反射鏡層15的部分區(qū)域的整體掃描。若關(guān)于圖示的第1顯示裝置100A的工作進(jìn)行說(shuō)明,則圖像顯示裝置380如所述地,以信號(hào)光LL為掃描光TL朝向?qū)Ч獠?0的第6面S16射出。導(dǎo)光部20使通過(guò)了第6面S16的掃描光TL通過(guò)全反射等在內(nèi)部導(dǎo)光,到達(dá)半透射半反射鏡層15。此時(shí),通過(guò)掃描光TL在半透射半反射鏡層15的面上掃描,通過(guò)作為掃描光TL的軌跡的圖像光GL形成虛像,通過(guò)配戴者以眼睛EY捕捉該虛像,觀看圖像。還有,在圖示的情況下,導(dǎo)光部20之中的作為光入射面的第6面S16相對(duì)于掃描光TL的光軸為垂直的平面。并且,第5面S15及第4面S14也是平面。并且,雖然在所述實(shí)施方式中構(gòu)成為,作為導(dǎo)光構(gòu)件的棱鏡10和作為輔助棱鏡的光透射構(gòu)件50覆蓋配戴者的眼睛EY的前方整體,但是并不限于此,例如如示于圖24(A)及24(B)地,也可以為以下的小型的構(gòu)成:包括作為具有半透射半反射鏡層15的曲面形狀的第2面S12的部分僅覆蓋眼睛EY的一部分,即覆蓋眼前的一部分,也存在不覆蓋的部分。并且,該情況下,通過(guò)使棱鏡10及光透射構(gòu)件50充分小,即使為不透視地代替半透射半反射鏡層15而配置進(jìn)行全反射的鏡的構(gòu)成,配戴者也能夠從棱鏡10及光透射構(gòu)件50的周?chē)^看外界。還有,雖然在圖示的情況下,在第2面S12的整體或基本整體形成半透射半反射鏡層15,但是也可以僅在第2面S12的一部分形成半透射半反射鏡層15。并且,雖然在圖24(B)的例中,在眼睛EY的基本正面配置半透射半反射鏡層15,但是也可以偏離正面地配置半透射半反射鏡層15,并通過(guò)移動(dòng)視線而可以觀看圖像。例如,也可以為眼睛EY的位置稍稍向下(稍稍提高棱鏡10及光透射構(gòu)件50的位置)。該情況下,例如成為能夠從棱鏡10及光透射構(gòu)件50之下看到眼睛EY的下半部分的狀態(tài)。雖然在所述的說(shuō)明中,關(guān)于具備一對(duì)顯示裝置100A、100B的虛像顯示裝置100進(jìn)行了說(shuō)明,但是也能夠?yàn)閱蝹€(gè)的顯示裝置。也就是說(shuō),也可以構(gòu)成為:并非對(duì)應(yīng)于右眼及左眼的雙方,各一組地設(shè)置投影透視裝置70及圖像顯示裝置80,而是僅對(duì)于右眼或左眼的某一方設(shè)置投影透視裝置70及圖像顯示裝置80,單眼觀看圖像。雖然在所述的說(shuō)明中,關(guān)于一對(duì)顯示裝置100A、100B的X方向的間隔并未進(jìn)行說(shuō)明,但是兩顯示裝置100A、100B的間隔并不限定于固定,可以通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)等進(jìn)行間隔的調(diào)整。也就是說(shuō),兩顯示裝置100A、100B的X方向的間隔能夠相應(yīng)于配戴者的眼寬等進(jìn)行調(diào)整。雖然在所述的說(shuō)明中,半透射半反射鏡層15僅為半透射性的膜(例如金屬反射膜和/或電介質(zhì)多層膜),但是半透射半反射鏡層15能夠替換為平面或曲面的全息元件。雖然在所述的說(shuō)明中,虛像顯示裝置100作為頭戴式顯示器進(jìn)行了具體的說(shuō)明,但是虛像顯示裝置100也能夠改變?yōu)槠揭曪@示器。雖然在所述的說(shuō)明中,在棱鏡10的第1面S11及第3面S13中,在表面上不施加鏡和/或半透射半反射鏡等而通過(guò)與空氣的界面使圖像光全反射地引導(dǎo),但是關(guān)于本申請(qǐng)發(fā)明的虛像顯示裝置100中的全反射,也包括在第1面S11或第3面S13上的整體或一部分形成鏡涂層和/或半透射半反射鏡膜而進(jìn)行的反射。例如,也包括以下情況:在圖像光的入射角度滿足全反射條件的基礎(chǔ)上,在所述第1面S11或第3面S13的整體或一部分施加鏡涂層等,實(shí)質(zhì)上對(duì)全部的圖像光進(jìn)行反射。并且,只要能夠得到足夠的亮度的圖像光,也可以通過(guò)多少具有透射性的鏡涂敷第1面S11或第3面S13的整體或一部分。雖然在所述的說(shuō)明中,棱鏡10等沿著眼睛EY排列的橫向方向延伸,但是也能夠配置為,使棱鏡10沿著縱向方向延伸。該情況下,光學(xué)構(gòu)件110具有并非直列而是并列地平行配置的結(jié)構(gòu)。