CN100437204C

CN100437204C - 光学元件以及光学系统、光学装置

Info

Publication number: CN100437204C
Application number: CNB2005100627659A
Authority: CN
Inventors: 须永敏弘
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: EP1584964B1; JP2005292513A; EP1584964A2; US7212353B2; EP1584964A3; CN1677156A; US20060082903A1; DE602005023806D1

Abstract

本发明提供光学元件以及光学系统、光学装置。该光学元件具备具有第一折射面、第二折射面和多个反射面的透明体，该透明体能够使从上述第一折射面入射到上述透明体内部的光在上述多个反射面反射后导向上述第二折射面，从上述第一折射面至上述第二折射面的光路在上述透明体内交叉，当把通过上述透明体的第一平面作为边界的一方以及另一方的区域分别作为第一以及第二区域，把上述多个反射面中配置在上述第一区域内的反射面作为第一反射面，把上述多个反射面中配置在上述第二区域内的反射面作为第二反射面时，上述透明体能够使上述入射光在上述第一反射面和上述第二反射面交互反射的同时，从上述第一折射面导向上述第二折射面。

Description

光学元件以及光学系统、光学装置

技术领域

本发明涉及在摄像机或者静止图像照相机、便携设备用照相机等摄影装置、头戴式显示器或者投影仪等显示装置等各种光学装置中使用的光学元件以及光学系统。

背景技术

在非共轴光学系统中，导入称为基准轴的概念，通过把该光学系统的构成面做成非对称非球面来充分修正像差的设计方法或者其设计例公开在US5825560、US5847887、US6021004、US6166866、US6292309、US63666411等中。

这样的非共轴光学系统称为离轴光学系统，当考虑了沿着通过影像中心和光瞳中心的光线的基准轴时，定义为包括构成面的与基准轴的交点的面法线没有位于基准轴上的曲面(离轴曲面)的光学系统。在该离轴光学系统中，基准轴成为弯曲的形状。

该离轴光学系统一般构成面成为非共轴，即使在反射面中也不会发生光晕(vignetting)，因此易于构筑使用了反射面的光学系统。另外，还具有能够比较自由地进行光路的环绕，通过把构成面成型为一体的方法易于制造一体型的光学系统这样的特征。因此，能够构成空间效率良好，紧凑的自由形状的反射光学元件。

另外，在US 6268963以及US公开公报2003/063400中，公开了通过在棱镜内部使光路(基准轴)交叉，充分确保光路长度的同时紧凑地构成的光学棱镜。

但是，由于光学棱镜中的像差修正等，而增加了光学棱镜的反射面数量的情况下，作为各反射面的制造误差的面形状误差或者由于面的原因产生的影响被积累，越增加反射面的数量，在各反射面中可允许的误差量越小，成为十分严峻。因此，必须高精度地保证各反射面的面形状。

在这些光学棱镜制造中，根据近年来成为主流的低成本的要求，广泛使用由模具进行的模压成型。另外，在把光学元件安装到实际的光学装置中的情况下，需要在光学元件的两侧设置突起部分，经由该突起部分由保持部件等保持，而这样的突起部分一般在分割为2个方向的模具的分割部分中成型。

图8中表示在US2003/063400中公开的反射光学元件P。另外，图9中，表示图8的光学元件P中的光学面R1～R15，中心主光线(基准轴)PR、以及各光学面的法线RV1～RV5。各光学面的法线RV1～RV5朝向相互不同的方向延伸。

图10是表示由分割为2个方向的模具成型图8的光学元件P时的状况的模式图。该图中，沿着图8所示的Y方向分割模具，在光学元件P的成型以后沿着Y方向去除模具。这里，UM是上模，DM是下模。

图11中，与光学面R11和R12相当的模具的面RM11、RM12由于对于这样去除模具的方向(Y方向)几乎平行或倾斜成陡峭的角度，因此在脱模时光学元件P易于变形。

另外，图12中表示在制作上模UM时，切削面RM11、RM12时的状况。这里，B是安装在切削机上的车刀。通常，在切削模具的表面时，车刀B接触该面的法线方向。但是，如图12所示，切削面RM11时的车刀B的位置与切削面RM12时的车刀B的位置形成角度，相差将近180°。然而，通常的切削机不能够与这样大的车刀位置的变更相对应，最多不过变更80°～120°左右的车刀位置。另外，如果面RM11与面RM12的间隔狭窄，则由于车刀B自身不能够进入到面RM11与RM12之间，因此不能够进行由车刀B实施的切削。

这样，从脱模时的变形或者模具的切削的观点出发，可以说最好是各个光学面的法线与去除模具的方向构成的角度小。

如果不是仅在2个方向，而是沿着3个方向或者4个方向分割模具，则虽然能够多少解决这些问题，但是在沿着3个方向或者4个方向分割模具时，难以保证各个模具的位置精度，在成型要求精度比透射面还严格的反射面方面并不适宜。进而，与沿着2个方向分割模具的情况相比较，成型装置的构造复杂，由此带来成本上升。

即，如上所述，在内部使基准轴交叉的光学元件必须在模具等的分界面上下功夫。这一点对于在US6268963中公开的光学元件也相同。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供紧凑而且能够确保光路长度的同时，不导致成本上升，能够提高制造精度的光学元件以及使用了该元件的光学系统。

为了解决上述课题，本发明一个形态的光学元件具备：具有第一折射面和第二折射面以及多个反射面的透明体，这里，该透明体能够把从上述第一折射面入射到上述透明体内部的光在上述多个反射面反射，导向上述第二折射面，进而，从上述第一折射面至上述第二折射面的光路当从对于向上述第一折射面的入射光以及来自上述第二折射面的出射光的两者大致垂直的方向观看时，在上述透明体内部交叉，当把通过上述透明体的第一平面作为边界的一方以及另一方的区域分别作为第一以及第二区域，把上述多个反射面中配置在上述第一区域内的反射面作为第一反射面，把上述多个反射面中配置在上述第二区域内的反射面作为第二反射面时，上述透明体能够使上述入射光在上述第一反射面与上述第二反射面交互反射的同时，从上述第一折射面导向上述第二折射面，其中具有至少一个第一反射面，具有至少一个第二反射面，在上述透明体的两侧分别设置不起光学作用的突起部分，上述第一平面是通过上述两侧的突起部分的平面，当把连接上述两个折射面以及上述多个反射面中、配置在上述第一区域中在沿着上述第一平面的第一方向的最端部的面的面顶点、与配置在上述第二区域中在与上述第一方向相反的第二方向的最端部的面的面顶点的直线对于上述第一平面的法线构成的角度记为θ时，满足θ≤70°的条件。

另外，为了解决上述课题，本发明一个形态的光学系统具备：具有第一折射面和第二折射面以及多个反射面的光学元件，这里，该光学元件构成为当把从物体面的中心通过光瞳的中心的光线作为中心主光线时，该中心主光线经过上述第一折射面入射到上述光学元件内部，在上述多个反射面反射了以后，经过上述第二折射面从上述光学元件出射，进而构成为，从上述第一折射面至上述第二折射面的上述中心主光线的光路当从对于向上述第一折射面的入射光以及来自上述第二折射面的出射光的两者大致垂直的方向观看时，在上述光学元件内部交叉，当把通过上述光学元件的第一平面作为边界的一方以及另一方的区域分别作为第一以及第二区域，把上述多个反射面中配置在上述第一区域内的反射面作为第一反射面，把上述多个反射面中配置在上述第二区域内的反射面作为第二反射面时，上述光学元件能够使上述入射光在上述第一反射面与上述第二反射面交互反射的同时，从上述第一折射面导向上述第二折射面，其中具有至少一个第一反射面，具有至少一个第二反射面，在上述光学元件的两侧分别设置不起光学作用的突起部分，上述第一平面是通过上述两侧的突起部分的平面，当在上述两个折射面以及上述多个反射面中、配置在上述第一区域中在沿着上述第一平面的第一方向的最端部的面、与配置在上述第二区域中在与上述第一方向相反的第二方向的最端部的面之间行进的上述中心主光线对于上述第一平面的法线构成的角度记为θ时，满足θ≤70°的条件。

附图说明

图1是表示作为本发明实施例1的光学元件的结构以及成型该光学元件的模具的配置的剖面图。

图2A表示光学元件的光学面的面法线与光线以及行进方向的关系。

图2B表示光学元件的光学面的面法线与光线以及行进方向的关系。

图2C表示光学元件的光学面的面法线与光线以及行进方向的关系。

图3是表示使用了实施例1的光学元件的光学系统的结构的剖面图。

图4是表示实施例1的光学元件的变形例的结构的斜视图。

图5是表示使用了上述变形例的光学元件的光学系统的结构的剖面图。

图6A是表示作为本发明实施例2的光学元件的结构的斜视图。

图6B是表示实施例2的光学元件的结构的正面图。

图7表示用于成型实施例2的光学元件的模具的配置。

图8是以往的光学元件的剖面图。

图9表示以往的光学元件的光学面与其面法线。

图10表示用于成型以往的光学元件的模具的配置。

图11表示用于成型以往的光学元件的上模。

图12是切削加工用于成型以往的光学元件的模具时的模式图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。

实施例1

图1中表示作为本发明实施例1的光学元件以及用于成型该光学元件的模具。该图1是本实施例的光学元件OE的YZ平面上的剖面图(可以说是从对于入射到本实施例的光学元件OE的光束以及从光学元件OE出射的光束二者大致垂直的方向看的图。详细地说，在使用该光学元件OE的光学系统中，当将通过物体面的中心和光学系统的光瞳的中心的光线作为中心光主线时，从对于入射到光学元件OE的入射侧折射面R1的(紧前的)中心光主线和从出射侧折射面R5出射的(紧后的)中心主光线二者、或者从对于从入射侧折射面R1入射的(紧后的)中心主光线和从出射侧折射面R5出射的(紧前的)中心主光线二者大致垂直的方向(最好是实质上垂直的方向)看的图)。图1中，OE是光学元件，PP是上模UM与下模DM的分界面。另外，HP是成为用于由保持后述的保持构件保持光学元件OE的基准的突起部分，在光学元件OE的左右两侧平板形或长方体形地形成。该突起部分HP在上下模UM、DM的分界面PP附近，一体地成型在光学元件OE上。

这里，分界面PP不是在光学元件OE的成型以后实际存在的面，而是假想的面，但在本实施例中，定义为通过形成在光学元件OE两侧的两个突起部分HP的平面(第一平面)。

在本实施例中，光学元件OE的光学面R1、R3、R5用下模DM形成，光学面R2、R4用上模UM形成。这里，光学面R1、R5是透射面(可以是折射面也可以是绕射面，当然也可以是平面)，其它的光学面R2～R4是内部反射面。另外，这些光学面既可以是平面，也可以具有曲率。另外，既可以是旋转对称面，也可以是旋转非对称面。

另外，图中的PR是中心主光线。这里，在本实施例中，作为中心主光线，指的是把该光学元件配置在光学系统内时，从物体面的中心经过各光学面至光瞳中心的光线，在该光学系统是离轴光学系统时，该中心主光线行进的路径成为基准轴。

从未图示的物体面发出的中心主光线PR首先从透射面R1入射到光学元件OE内，经过反射面R2、R3以及R4到达透射面R5，从该透射面R5出射到光学元件OE的外部。

这里，如从图1可知，中心主光线PR在光学元件OE内的3个位置(图中用圆圈包围的位置)交叉。这里，中心主光线在光学元件OE内的交叉位置可以是4个或4个以上(可以交叉4次或4次以上)，相反交叉位置可以是2个，最好交叉位置有3～5个。但只要在从图1那样的方向观看时交叉即可。即，从对于入射到光学面R1的中心主光线(基准轴)和光学面R5出射的中心主光线(基准轴)的两者大约垂直的方向观看时(图1那样的观看方法)，在光学元件(透明体)OE内，只要其中心主光线交叉即可。当然，最好是实际上交叉，在本实施例中就是实际交叉。

另外，当从透射面R1朝向反射面R2时，当从反射面R2朝向反射面R3时，当从反射面R3朝向反射面R4时以及当从反射面R4朝向透射面R5时，必然横切分界面PP。

对于反射面，换言之，当以分界面PP为边界，把上述的区域作为第一区域I，把下侧的区域作为第二区域II时，反射面R2～R4按照中心光线PR前进的顺序，交互配置在第一区域I和第二区域II中。另外，在本实施例中，包括透射面R1、R5的所有的光学面参照中心主光线PR前进的顺序，交互配置在第一区域I和第二区域II中。

通过采用这种光学面的配置，各光学面的面法线与去除模具UM、DM的方向(模具的分割方向：图中的Y方向)构成的角度比用图8～10说明的以往的光学元件小。使用图2A以及图2B说明该理由。

图2A表示由反射面Ra反射的中心主光线PR没有横切分界面PP而朝向下一个反射面Rb的情况。另外，图2B表示由反射面Ra反射的中心主光线PR横切分界面PP朝向下一个反射面Rb的情况。这里，φ是反射面Ra的面法线RVa与去除模具的方向(Y方向)构成的角度。另外，RVb是下一个反射面Rb的面法线。

如从这些图所明确的那样，如图2B所示，在从反射面Ra朝向反射面Rb的中心主光线PR横切分界面PP的情况下φ减小。这是因为在把图2A的反射面Ra倾斜使得其面法线RVa更朝向上方的情况下，反射面Rb配置在分界面PP的下侧。即，如图1所示，如果中心主光线PR从一个反射面朝向下一个反射面时必定横切分界面PP即通过2个突起部分HP的平面，则反射面的面法线与去除模具的方向构成的角度减小。这一点在本实施例中，可以说也存在于透射面R1与下一个反射面R2之间，以及反射面R4与下一个透射面R5之间。

另一方面，图2C表示使图2B所示的反射面Rb沿着与分界面PP平行的方向偏离(远离反射面Ra)的情况。这种情况下，与图2B相比较φ增大。即，如果反射面的面间隔增大则φ增大。因此，需要决定分界面PP，使得在光学元件OE中，作为面间隔变长的一个光学面和下一个光学面的、配置在第一区域I中在左右方向即沿着分界面PP的方向一方的最端部的光学面、以及配置在第二区域II中在左右方向另一方的最端部的光学面(以下，把它们称为最端部的光学面)的面法线与去除模具方向构成的角度减小。

在本实施例中，「最端部的光学面」是在第一区域I中最接近左侧的突起部分HP的反射面R4和在第二区域II中最接近右侧的突起部分HP的透射面R5。这些反射面R4与透射面R5之间的面间隔在光学元件OE中最长。另外，在第二区域II中最接近左侧的突起部分HP的透射面R1与在第一区域I中最接近右侧的突起部分HP的反射面R2也相当于「最端部的光学面」。

如果说明反射面R4和透射面R5，则该反射面R4与透射面R5的面法线对于模具去除方向的梯度(斜率)由从反射面R4朝向透射面R5的中心主光线PR或者连接反射面R4的面顶点与透射面R5的面顶点的直线与分界面PP的法线n构成的角度θ大致决定。

在光学元件OE内中心主光线交叉的情况下，由于中心主光线PR从两端的光学面朝向光学元件OE的内侧前进，因此能够稍微缓和规定面法线与去除模具方向构成的角度的限制，具体地讲，能够缓和规定10°左右。从脱模性或者模具的切削加工的容易性出发，最好是面法线与去除模具方向构成的角度在60°或其以内，更理想的是40°或其以内。为了满足该条件，θ最好设定为小于等于70°，更理想的是设定为小于等于50°。

另外，在透射面R1与反射面R2之间最好也满足上述θ的条件。

图3中表示把上述光学元件OE适用在摄像机等摄影装置的电子取景器或者头戴式显示器等显示装置中使用的观测光学系统的情况。

图3中，HM是使用突起部分HP保持光学元件OE的保持构件，一体地设置或者固定在装置主体中。把突起部分HP的特定面作为基准面，使该基准面搭接到保持构件HM的基准面上，通过用未图示的粘接剂把两者粘接在一起，用保持构件HM定位保持光学元件OE。

另外，D是由液晶元件或者自发光元件构成的图像显示元件。来自图像显示元件D的光从透射面R1入射到光学元件OE，由反射面R2～R4反射了以后从透射面R5出射，导向观察者的眼睛E。

另外，在上述实施例中，说明了在图1的左右方向(Z方向)的两侧设置了突起部分HP的情况，而也可以像图4所示的光学元件OE’那样，在X方向的两端设置突起部分HP。这种情况下，分界面PP的设定(定义)、多个反射面R1～R4对于分界面PP的配置以及θ应该满足的条件与图1的实施例相同。

另外，在上述实施例中，说明了把突起部分HP形成为平板形状或者长方体形的情况，但是突起部分的形状不限于这些。例如，既可以是立方体形状，也可以是把一部分做成平面的大致圆柱形状等。

图5中，示出如图3所示，在X方向的两端设置立方体形状的突起部分HP，进而把该突起部分HP的形状做成其平面部分对于分界面PP构成45°角度的光学元件OE”。而且，图5中，示出把该光学元件OE”用作为摄影光学系统的情况。

图5中，HM”是使用该突起部分HP保持光学元件OE”的保持构件。另外，IE是由CCD传感器或者CMOS传感器等构成的摄影元件(光电变换元件)。来自未图示的被拍摄物体的光从透射面R1入射到光学元件OE”，由反射面R2～R4反射了以后，从透射面R5”出射导向摄影元件IE。该摄影光学系统适用于在便携电话机等便携信息终端中搭载的小型摄影光学系统。

实施例2

图6A以及图6B中，示出作为本发明实施例2的光学元件。图中的OE2是光学元件，T1是入射面(透射面、折射面)，RR是折返反射面，R1～4是具有曲率的反射面，T2是出射面(透射面、折射面)。

另外，PP是沿着图7所示的上下分割了的模具UM、DM的分界面，HP是成为用于由未图示的保持构件保持光学元件OE2的基准的突起部分。突起部分HP在分界面PP附近，在光学元件OE2的左右两侧一体成型。另外，分界面PP与实施例1相同，在成型后的光学元件OE2中是假想的面，但是在本实施例中，也定义为通过形成在光学元件OE2两侧的2个突起部HP的平面(第一平面)。另外，PR是中心主光线。

来自未图示的物体的光束(包括中心主光线PR)通过入射面T1，由折返反射面RR弯曲，顺序由反射面R1～R4反射，从出射面T2出射。

图7所示的上模UM形成光学元件OE2的反射面RR、R2、R4，下模DM形成反射面R1、R3以及出射面T2。另外，入射面T1由未图示的其它的模具形成。

在本实施例中，中心主光线PR在光学元件OE2内的2个位置(图中用圆圈包围的位置)交叉。

另外，如果对于反射面进行观看，则当以分界面PP为边界，把上述的区域作为第一区域I，把下侧的区域作为第二区域II时，所有的反射面RR、R1～R4按照中心主光线PR前进的顺序，交互地配置在第一区域I和第二区域II。即，当从折返反射面RR朝向反射面R1时，当从反射面R1朝向反射面R2时，当从反射面R2朝向反射面R3时，当从反射面R3朝向反射面R4时，在每一个中，必然横切分界面PP。另外，在本实施例中，当从反射面R4朝向透射面R5时，也横切分界面PP。

通过采用这种光学面的配置，与实施例1相同，各光学面的面法线与去除模具UM、DM的方向构成的角度比用图8～10说明过的以往的光学元件小。

另外，在本实施例中，一个光学面和下一个光学面的面间隔变长(最长)的是在第一区域I中配置在右端部即最接近右侧的突起部分HP位置的反射面R2和在第二区域II中配置在左端部即最接近左侧的突起部分HP位置的反射面R3(以下，把它们称为最端部的光学面)，使得这些反射面R2、R3的面法线与去除模具的方向构成的角度减小那样，决定分界面PP。

即，把从反射面R2朝向反射面R3的中心主光线PR或者连接反射面R2的面顶点和反射面R3的面顶点的直线与分界面PP的法线n构成的角度θ设定为小于等于70°，更理想的是小于等于50°。另外，在本实施例中，θ是69.3°。由此，抑制反射面R2、R3的面法线对于模具去除方向的梯度(斜率)。

这样构成的光学元件OE2使用在图3或者图5所示那样的摄影装置(例如照相机或者摄像机等)或者显示装置(投影仪等)或者称为观察装置的光学装置的光学系统(摄影光学系统、投射光学系统、观察光学系统等)中。这时，该光学元件OE在经过突起部分HP定位的基础上，由保持构件保持。

另外，突起部分HP如图4所示，也可以设置在与图6A、6B不同一侧的两端。

另外，具有本实施例的光学元件的反射面可以作为满足全反射条件那样的反射面，也可以实施单层或者多层反射膜，使用电介质多层膜作为反射面，或者还可以使用金属薄膜形成反射面。

另外，本发明不依赖于光学元件的形状或者光学面的数量，能够适用于所有由2个透射面和具有多个反射面的透明体构成、在该透明体的内部中心主光线至少交叉一次的光学元件或者光学系统。另外，本发明能够适用于不仅包括摄影光学系统、观察光学系统，还包括在投影仪中使用的投射光学系统等的各种光学装置的光学系统中所使用的光学元件。

如果依据上述实施例，则能够得到不仅在紧凑的同时能够确保光路长度，还能够抑制发生面形状的误差或者成本上升的光学元件以及光学系统、光学装置。

Claims

1.一种光学元件，该光学元件具有包括第一折射面、第二折射面和多个反射面的透明体，其特征在于：

该透明体能够使从上述第一折射面入射到上述透明体内部的光在上述多个反射面反射后将其导向上述第二折射面，进而当从对于向上述第一折射面的入射光以及来自上述第二折射面的出射光的两者大致垂直的方向观看时，从上述第一折射面至上述第二折射面的光路在上述透明体内交叉，

进而，当把通过上述透明体的第一平面作为边界的一方以及另一方的区域分别作为第一以及第二区域，把上述多个反射面中配置在上述第一区域内的反射面作为第一反射面，把上述多个反射面中配置在上述第二区域内的反射面作为第二反射面时，上述透明体能够使上述入射光在上述第一反射面和上述第二反射面交互反射的同时，从上述第一折射面导向上述第二折射面，其中具有至少一个第一反射面，具有至少一个第二反射面，

在上述透明体的两侧分别设置不起光学作用的突起部分，

上述第一平面是通过上述两侧的突起部分的平面，

当把连接上述两个折射面以及上述多个反射面中、配置在上述第一区域中在沿着上述第一平面的第一方向的最端部的面的面顶点、与配置在上述第二区域中在与上述第一方向相反的第二方向的最端部的面的面顶点的直线对于上述第一平面的法线构成的角度记为θ时，满足

θ≤70°

的条件。

2.根据权利要求1所述的元件，其特征在于：

将来自上述第一折射面的入射光仅由上述多个反射面偏转以后导向上述第二折射面。

3.根据权利要求1所述的元件，其特征在于：

从上述第一折射面入射的入射光的至上述第二折射面的光路交叉。

4.根据权利要求1所述的元件，其特征在于：

上述入射光是从物体面的中心通过光瞳中心的中心主光线，

该中心主光线在透明体的内部交叉。

5.根据权利要求1所述的元件，其特征在于：

上述第一反射面和上述第二反射面的总计是三个面或其以上。

6.根据权利要求1所述的元件，其特征在于：

当从对于向上述第一折射面的入射光以及来自上述第二折射面的出射光的两者大致垂直的方向观看时，从上述第一折射面至上述第二折射面的光路在上述透明体内在三个位置交叉。

7.根据权利要求1所述的元件，其特征在于：

从上述第一折射面至上述第二折射面的光路在上述透明体内在三个位置交叉。

8.一种光学系统，该光学系统具有包括第一折射面、第二折射面和多个反射面的光学元件，其特征在于：

上述光学元件构成为，当把从物体面的中心通过光瞳中心的光线作为中心主光线时，该中心主光线经由上述第一折射面入射到上述光学元件内部、在上述多个反射面反射了以后经由上述第二折射面从上述光学元件出射；进而构成为，当从对于从上述第一折射面入射到上述光学元件的上述中心主光线以及朝向上述第二折射面的上述中心主光线两者大致垂直的方向观看时，从上述第一折射面至上述第二折射面的上述中心主光线的光路在上述光学元件内部交叉，

进而，当把通过上述光学元件的第一平面作为边界的一方以及另一方的区域分别作为第一以及第二区域，把上述多个反射面中配置在上述第一区域内的反射面作为第一反射面，把上述多个反射面中配置在上述第二区域内的反射面作为第二反射面时，上述光学元件能够使上述入射光在上述第一反射面和上述第二反射面交互反射的同时，从上述第一折射面导向上述第二折射面，其中具有至少一个第一反射面，具有至少一个第二反射面，

在上述光学元件的两侧分别设置不起光学作用的突起部分，

上述第一平面是通过上述两侧的突起部分的平面，

当在上述两个折射面以及上述多个反射面中、配置在上述第一区域中在沿着上述第一平面的第一方向的最端部的面、与配置在上述第二区域中在与上述第一方向相反的第二方向的最端部的面之间行进的上述中心主光线对于上述第一平面的法线构成的角度记为θ时，满足

θ≤70°

的条件。

9.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于：

10.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于：

上述中心主光线的光路在上述光学元件内交叉。

11.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于：

12根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于：

从上述方向观看时，从上述第一折射面至上述第二折射面的上述中心主光线的光路在上述光学元件内在三个位置交叉。

13.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于：

从上述第一折射面至上述第二折射面的上述中心主光线的光路在上述光学元件内在三个位置交叉。

14.一种光学装置，其特征在于具有：

权利要求8～11中任一项所述的光学系统；

使用上述突起部分保持上述光学系统的保持构件。

15.根据权利要求14所述的光学装置，其特征在于：

进一步包括配置在物体面位置的至少一个图像显示元件，

其中上述光学系统将包含上述中心主光线、来自上述至少一个图像显示元件的光束向投射面投射。

16.一种光学装置，其特征在于具有：

权利要求1～5中任一项所述的光学元件；

使用上述突起部分保持上述光学元件的保持构件。