JP2001356296A - 頭部装着用ディスプレー用光学システム - Google Patents
頭部装着用ディスプレー用光学システムInfo
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- JP2001356296A JP2001356296A JP2001117366A JP2001117366A JP2001356296A JP 2001356296 A JP2001356296 A JP 2001356296A JP 2001117366 A JP2001117366 A JP 2001117366A JP 2001117366 A JP2001117366 A JP 2001117366A JP 2001356296 A JP2001356296 A JP 2001356296A
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- crystal panel
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- optical system
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- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B7/00—Handles pivoted about an axis parallel to the wing
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B3/00—Fastening knobs or handles to lock or latch parts
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- G02B5/30—Polarising elements
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- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光源の効率を高めて着用者に優れた画像を提供
でき、また、安価な部品を使用することにより低廉な製
作コストを実現することができる頭部装着用ディスプレ
ー用光学システムを提供すること。 【解決手段】発光ダイオード２０による光源と、この光
源の光を拡散させる反射板３０と、反射板３０から照射
される光により画像を表示する反射型液晶パネル１０
と、反射板３０の前方に配置され液晶パネルの画像を拡
大させるプリズム４０とを備え、発光ダイオード２０は
液晶パネル１０の前方の上方に配設され、また、反射板
３０は、反射板３０から出射される液晶パネル１０の画
像の歪曲収差を補正する非球面形状となっている。
でき、また、安価な部品を使用することにより低廉な製
作コストを実現することができる頭部装着用ディスプレ
ー用光学システムを提供すること。 【解決手段】発光ダイオード２０による光源と、この光
源の光を拡散させる反射板３０と、反射板３０から照射
される光により画像を表示する反射型液晶パネル１０
と、反射板３０の前方に配置され液晶パネルの画像を拡
大させるプリズム４０とを備え、発光ダイオード２０は
液晶パネル１０の前方の上方に配設され、また、反射板
３０は、反射板３０から出射される液晶パネル１０の画
像の歪曲収差を補正する非球面形状となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、頭部装着用ディス
プレーに関し、より詳しくは光源の効率を高めることに
より着用者に優れた画像を提供することができ、製作コ
ストが安価な頭部装着用ディスプレー用光学システムに
関する。
プレーに関し、より詳しくは光源の効率を高めることに
より着用者に優れた画像を提供することができ、製作コ
ストが安価な頭部装着用ディスプレー用光学システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】頭部装着用ディスプレーは内部に設けら
れたスクリーンにビデオ信号による画像を再生する装置
であって、液晶パネルと照明装置とレンズ等から構成さ
れている光学システムを備えている。このような光学シ
ステムには、さまざまな部品を用いることが可能であ
り、また、さまざまな構成を採ることができる。それら
の具体例として、一般的に使用されている光学システム
が図１と図２に示されている。
れたスクリーンにビデオ信号による画像を再生する装置
であって、液晶パネルと照明装置とレンズ等から構成さ
れている光学システムを備えている。このような光学シ
ステムには、さまざまな部品を用いることが可能であ
り、また、さまざまな構成を採ることができる。それら
の具体例として、一般的に使用されている光学システム
が図１と図２に示されている。
【０００３】最初に、図１に示す光学システムは、画像
を表示する液晶パネル（Liquid Crystal Display pane
l）１と、液晶パネル１の後方に配設された光源である
照明装置２と、液晶パネル１の前方に配設された接眼レ
ンズ３とから構成されている。
を表示する液晶パネル（Liquid Crystal Display pane
l）１と、液晶パネル１の後方に配設された光源である
照明装置２と、液晶パネル１の前方に配設された接眼レ
ンズ３とから構成されている。
【０００４】次に、図２に示す光学システムは、水平に
配置された液晶パネル１と、液晶パネル１の垂直方向下
方に配設されると共に略４５°の角度で配設されている
偏光分割器（Polarized Beam Splitter）４と、偏光分
割器４の後方に配設されると共に偏光分割器４により反
射された液晶パネル１の画像を拡大して反射させる凹面
反射鏡５とから構成されている。
配置された液晶パネル１と、液晶パネル１の垂直方向下
方に配設されると共に略４５°の角度で配設されている
偏光分割器（Polarized Beam Splitter）４と、偏光分
割器４の後方に配設されると共に偏光分割器４により反
射された液晶パネル１の画像を拡大して反射させる凹面
反射鏡５とから構成されている。
【０００５】なお、照明装置２は、図１に示す光学シス
テムと同様に液晶パネル１の後方に配置されている。図
１と図２に示されている液晶パネル１は、透過型液晶デ
ィスプレー（backlight LCD）パネルであって、後方に
配置されている照明装置２を光源として画像を表示する
ように構成されている。
テムと同様に液晶パネル１の後方に配置されている。図
１と図２に示されている液晶パネル１は、透過型液晶デ
ィスプレー（backlight LCD）パネルであって、後方に
配置されている照明装置２を光源として画像を表示する
ように構成されている。
【０００６】しかし、図１に示す従来の光学システム
は、その構成が簡素であり製造コストが低廉であるとい
う利点を備えているものの、大画面を実現するためには
接眼レンズ３の厚さを厚くしなければならないという問
題点があった。
は、その構成が簡素であり製造コストが低廉であるとい
う利点を備えているものの、大画面を実現するためには
接眼レンズ３の厚さを厚くしなければならないという問
題点があった。
【０００７】一方、図２に示す従来の光学システムは、
照明装置２や偏光分割器４の設置空間を確保しなければ
ならないという問題点があった。特に、この光学システ
ムでは偏光分割器４を使用するため、図１に示す光学シ
ステムより画像の鮮明度visibilityを高めることができ
るが、凹面反射鏡５に着用者自らの眼が映り込むという
問題点があった。
照明装置２や偏光分割器４の設置空間を確保しなければ
ならないという問題点があった。特に、この光学システ
ムでは偏光分割器４を使用するため、図１に示す光学シ
ステムより画像の鮮明度visibilityを高めることができ
るが、凹面反射鏡５に着用者自らの眼が映り込むという
問題点があった。
【０００８】頭部装着用ディスプレー用光学システムの
他の公知例が図３に示されている。この従来の光学シス
テムは、略４５°の角度で下方に向かって傾斜して配置
されている液晶パネル１と、液晶パネル１の後方に配設
されている照明装置２と、液晶パネル１の前方に配設さ
れたプリズム６とを備えている。
他の公知例が図３に示されている。この従来の光学シス
テムは、略４５°の角度で下方に向かって傾斜して配置
されている液晶パネル１と、液晶パネル１の後方に配設
されている照明装置２と、液晶パネル１の前方に配設さ
れたプリズム６とを備えている。
【０００９】液晶パネル１は、図１や図２に示す光学シ
ステムと同様に透過型液晶ディスプレーパネルであっ
て、後方に配置されている照明装置２を光源として画像
を表示すると共に、プリズム６の入射面６aに対向する
ように設けられている。
ステムと同様に透過型液晶ディスプレーパネルであっ
て、後方に配置されている照明装置２を光源として画像
を表示すると共に、プリズム６の入射面６aに対向する
ように設けられている。
【００１０】このプリズム６は、入射面６a、反射面６
b、及び、出射面６cを備えた多面体（polyhedron）であ
る。入射面６aと出射面６cは凹面形状であり、反射面６
bは凸面形状である。そして、このプリズム６は液晶パ
ネル１の画像を拡大する役割を有する。即ち、凹面形状
である入射面６aと出射面６c、そして凸面形状である反
射面６bにより液晶パネル１の画像光を順次反射し、画
像を拡大して大画面を実現させるのである。
b、及び、出射面６cを備えた多面体（polyhedron）であ
る。入射面６aと出射面６cは凹面形状であり、反射面６
bは凸面形状である。そして、このプリズム６は液晶パ
ネル１の画像を拡大する役割を有する。即ち、凹面形状
である入射面６aと出射面６c、そして凸面形状である反
射面６bにより液晶パネル１の画像光を順次反射し、画
像を拡大して大画面を実現させるのである。
【００１１】図３に示す光学システムは構成部材が略垂
直方向に配列されているため、装置のスリム化や小型化
を達成することができる。しかし、上述したように高価
な透過型液晶パネル１を使用しなければならないため、
製作コストが上昇するという問題点があった。また、透
過型液晶パネル１背面全域に光線を照射しなければなら
ないため、光効率が低下するという問題点もあった。こ
の問題点は画質の低下を招く原因になる。
直方向に配列されているため、装置のスリム化や小型化
を達成することができる。しかし、上述したように高価
な透過型液晶パネル１を使用しなければならないため、
製作コストが上昇するという問題点があった。また、透
過型液晶パネル１背面全域に光線を照射しなければなら
ないため、光効率が低下するという問題点もあった。こ
の問題点は画質の低下を招く原因になる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、光源の効率を高めて着用者に優れた画像を提供
でき、また、安価な部品を使用することにより低廉な製
作コストを実現することができる頭部装着用ディスプレ
ー用光学システムを提供することを目的とする。
に鑑み、光源の効率を高めて着用者に優れた画像を提供
でき、また、安価な部品を使用することにより低廉な製
作コストを実現することができる頭部装着用ディスプレ
ー用光学システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る頭部装着用ディスプレー用光学システ
ムは、光源と、該光源の光を拡散させる反射板と、該反
射板から照射される光により画像を表示する反射型液晶
パネルと、該反射板の前方に配置され該液晶パネルの画
像を拡大させるプリズムとを備えたことを特徴とする。
に、本発明に係る頭部装着用ディスプレー用光学システ
ムは、光源と、該光源の光を拡散させる反射板と、該反
射板から照射される光により画像を表示する反射型液晶
パネルと、該反射板の前方に配置され該液晶パネルの画
像を拡大させるプリズムとを備えたことを特徴とする。
【００１４】また、前記光源は発光ダイオードであり、
該発光ダイオードは前記液晶パネルの前方の上方に配設
されていることが好ましい。
該発光ダイオードは前記液晶パネルの前方の上方に配設
されていることが好ましい。
【００１５】さらに、前記反射板は、前記反射板から出
射される前記液晶パネルの画像の歪曲収差を補正する非
球面形状であることが好適である。
射される前記液晶パネルの画像の歪曲収差を補正する非
球面形状であることが好適である。
【００１６】
【実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態の頭部装
着用ディスプレー用光学システムを添付図面に基づいて
詳細に説明する。図４は、本発明に係る実施の形態の概
念説明図である。
着用ディスプレー用光学システムを添付図面に基づいて
詳細に説明する。図４は、本発明に係る実施の形態の概
念説明図である。
【００１７】画像を表示する液晶パネル１０は、表面前
方から照射される光線により画像を表示する反射型液晶
ディスプレー（frontlight LCD）パネルであり、略４５
°の角度で下方に傾斜するように設けられている。この
反射型液晶パネル１０は、透過型液晶パネルと比較する
と低廉であるという利点がある。反射型液晶ディスプレ
ーパネルの構成等は既に公知であるためその説明は省略
する。
方から照射される光線により画像を表示する反射型液晶
ディスプレー（frontlight LCD）パネルであり、略４５
°の角度で下方に傾斜するように設けられている。この
反射型液晶パネル１０は、透過型液晶パネルと比較する
と低廉であるという利点がある。反射型液晶ディスプレ
ーパネルの構成等は既に公知であるためその説明は省略
する。
【００１８】液晶パネル１０の前方の上方には光源２０
が配設され、また、液晶パネル１０の前方には反射板
（reflector）３０が配置されている。光源は発光ダイ
オード（Light Emitting Diode）２０であり、この発光
ダイオード２０は液晶パネル１０の前方に光を照射す
る。この発光ダイオード２０は、赤色発光ダイオード
（red LED）、緑色発光ダイオード（green LED）、青色
発光ダイオード（blue LED）、白色発光ダイオード（wh
ite LED）により構成することができる。
が配設され、また、液晶パネル１０の前方には反射板
（reflector）３０が配置されている。光源は発光ダイ
オード（Light Emitting Diode）２０であり、この発光
ダイオード２０は液晶パネル１０の前方に光を照射す
る。この発光ダイオード２０は、赤色発光ダイオード
（red LED）、緑色発光ダイオード（green LED）、青色
発光ダイオード（blue LED）、白色発光ダイオード（wh
ite LED）により構成することができる。
【００１９】反射板３０は、透過率が高い反射鏡（refl
ecting mirror）の一種であり、発光ダイオード２０の
発光により生じた光を反射し、液晶パネル１０の前面へ
照射する役割を有する。この反射板３０は、発光ダイオ
ード２０の光を液晶パネル１０の前面に均等に照射する
ために発光ダイオード２０の光を拡散させる役割をも有
する。反射板３０の構成等は公知であるため説明は省略
する。
ecting mirror）の一種であり、発光ダイオード２０の
発光により生じた光を反射し、液晶パネル１０の前面へ
照射する役割を有する。この反射板３０は、発光ダイオ
ード２０の光を液晶パネル１０の前面に均等に照射する
ために発光ダイオード２０の光を拡散させる役割をも有
する。反射板３０の構成等は公知であるため説明は省略
する。
【００２０】反射板３０は、発光ダイオード２０の光を
反射すると共に液晶パネル１０の画像の反射光を透過す
るように、前記液晶パネル１０に対し所定の角度をなす
ように配設されている。また、反射板３０は、画像の解
像力を高めながら歪曲収差（distortion aberration）
を補正するために非球面（aspheric）形状に形成されて
いる。この非球面形状は、中心部から周辺部に行くほど
曲率半径（radius ofcurvature）が徐々に大きくなる面
形状であり、換言すれば、中心部から周辺部にゆくほど
徐々に平坦になる面形状である。この非球面形状によ
り、反射板３０を透過した液晶パネル１０の画像の歪が
補正される。
反射すると共に液晶パネル１０の画像の反射光を透過す
るように、前記液晶パネル１０に対し所定の角度をなす
ように配設されている。また、反射板３０は、画像の解
像力を高めながら歪曲収差（distortion aberration）
を補正するために非球面（aspheric）形状に形成されて
いる。この非球面形状は、中心部から周辺部に行くほど
曲率半径（radius ofcurvature）が徐々に大きくなる面
形状であり、換言すれば、中心部から周辺部にゆくほど
徐々に平坦になる面形状である。この非球面形状によ
り、反射板３０を透過した液晶パネル１０の画像の歪が
補正される。
【００２１】プリズム４０は、入射面４２、反射面４
４、及び、出射面４６を有する多面体であり、入射面４
２と出射面４６は凹面形状であり、反射面４４は凸面形
状である。このプリズム４０は、入射面４２が反射板３
０の下方に位置するようにその全体が垂直方向に立設さ
れ、入射面４２から入射される液晶パネル１０の画像を
拡大する役割を有する。即ち、凹面形状である入射面４
２と出射面４６、そして凸面形状である反射面４４によ
り液晶パネル１０の画像光を順次反射し、画像を拡大し
て大画面を実現させることができる。
４、及び、出射面４６を有する多面体であり、入射面４
２と出射面４６は凹面形状であり、反射面４４は凸面形
状である。このプリズム４０は、入射面４２が反射板３
０の下方に位置するようにその全体が垂直方向に立設さ
れ、入射面４２から入射される液晶パネル１０の画像を
拡大する役割を有する。即ち、凹面形状である入射面４
２と出射面４６、そして凸面形状である反射面４４によ
り液晶パネル１０の画像光を順次反射し、画像を拡大し
て大画面を実現させることができる。
【００２２】次に、本実施の形態の作用効果を説明す
る。最初に、液晶パネル１０に画像信号を送信すると共
に発光ダイオード２０を発光させると、この光は反射板
３０により所定の角度をもって反射される。この反射光
は反射板３０に反射される際に液晶パネル１０の前面に
均等に広がる。反射光が照射された液晶パネル１０は発
光ダイオード２０の光を光源とする画像を表示する。
る。最初に、液晶パネル１０に画像信号を送信すると共
に発光ダイオード２０を発光させると、この光は反射板
３０により所定の角度をもって反射される。この反射光
は反射板３０に反射される際に液晶パネル１０の前面に
均等に広がる。反射光が照射された液晶パネル１０は発
光ダイオード２０の光を光源とする画像を表示する。
【００２３】次に、液晶パネル１０の画像光は、反射板
３０を透過してプリズム４０に入射する。この入射光は
出射面４６により反射された後、反射面４４に反射され
広がる。そして、この反射光は、出射面４６から前方に
出射される。故に、頭部装着用ディスプレーの着用者
は、プリズム４０の出射面４６を通じ、拡大された大画
面の画像を観賞することができる。
３０を透過してプリズム４０に入射する。この入射光は
出射面４６により反射された後、反射面４４に反射され
広がる。そして、この反射光は、出射面４６から前方に
出射される。故に、頭部装着用ディスプレーの着用者
は、プリズム４０の出射面４６を通じ、拡大された大画
面の画像を観賞することができる。
【００２４】以上のように、本実施の形態の光学システ
ムは、発光ダイオードと該発光ダイオードから発生され
る光を拡散させる反射板とを備えることにより、光効率
が高められるという利点を有し、低廉な反射型液晶ディ
スプレーパネルを使用することにより、低廉な製作コス
トを実現することができる。
ムは、発光ダイオードと該発光ダイオードから発生され
る光を拡散させる反射板とを備えることにより、光効率
が高められるという利点を有し、低廉な反射型液晶ディ
スプレーパネルを使用することにより、低廉な製作コス
トを実現することができる。
【００２５】上記の実施の形態は、本発明の望ましい一
実施例であり、本発明の適用範囲はこの実施例に限定さ
れるのでなく、同一の思想の範疇内であれば変更可能で
ある。例えば、上記各構成部材の形状や構造等の改変に
よっても本発明を実施することが可能である。
実施例であり、本発明の適用範囲はこの実施例に限定さ
れるのでなく、同一の思想の範疇内であれば変更可能で
ある。例えば、上記各構成部材の形状や構造等の改変に
よっても本発明を実施することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明に係る頭部装着用ディスプレー用
光学システムは、発光ダイオードと該発光ダイオードか
ら発生される光を拡散させる反射板を備えることによ
り、光効率が高められるという利点を有する。また、低
廉な反射型液晶ディスプレーパネルを使用することによ
り、低廉な製作コストを実現することができるという効
果を有する。
光学システムは、発光ダイオードと該発光ダイオードか
ら発生される光を拡散させる反射板を備えることによ
り、光効率が高められるという利点を有する。また、低
廉な反射型液晶ディスプレーパネルを使用することによ
り、低廉な製作コストを実現することができるという効
果を有する。
【図１】従来の頭部装着用ディスプレー用光学システム
の構成を示す説明図である。
の構成を示す説明図である。
【図２】従来の頭部装着用ディスプレー用光学システム
の他の例を示す説明図である。
の他の例を示す説明図である。
【図３】従来の頭部装着用ディスプレー用光学システム
のさらに他の例を示す説明図である。
のさらに他の例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の頭部装着用ディスプ
レー用光学システムの説明図である。
レー用光学システムの説明図である。
１０ 液晶パネル ２０ 発光ダイオード ３０ 反射板 ４０ プリズム ４２ 入射面 ４４ 反射面 ４６ 出射面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599162680 ２Ｆ， ＤＡＥ−Ａ Ｂｌｄｇ．， 707 −７， Ｙｏｋｓａｍ−ｄｏｎｇ， Ｋａ ｎｇｎａｍ−ｋｕ， Ｓｅｏｕｌ， 135 −080 Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒ ｅａ Ｆターム(参考） 2H088 EA10 HA21 HA23 HA28 2H091 FA14X FA14Z FA21X FA45X
Claims (3)
- 【請求項１】 頭部装着用ディスプレー用光学システム
において、光源と、該光源の光を拡散させる反射板と、
該反射板から照射される光により画像を表示する反射型
液晶パネルと、該反射板の前方に配置され該液晶パネル
の画像を拡大させるプリズムとを備えたことを特徴とす
る頭部装着用ディスプレー用光学システム。 - 【請求項２】 前記光源は発光ダイオードであり、該発
光ダイオードは前記液晶パネルの前方の上方に配設され
ていることを特徴とする請求項１記載の頭部装着用ディ
スプレー用光学システム。 - 【請求項３】 前記反射板は、前記反射板から出射され
る前記液晶パネルの画像の歪曲収差を補正する非球面形
状であることを特徴とする請求項１記載の頭部装着用デ
ィスプレー用光学システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000019865A KR100354149B1 (ko) | 2000-04-15 | 2000-04-15 | 헤드 마운트 디스플레이용 광학 시스템 |
| KR2000-19865 | 2000-04-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001356296A true JP2001356296A (ja) | 2001-12-26 |
Family
ID=19664567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001117366A Pending JP2001356296A (ja) | 2000-04-15 | 2001-04-16 | 頭部装着用ディスプレー用光学システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010030631A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001356296A (ja) |
| KR (1) | KR100354149B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008034375A1 (fr) * | 2006-09-01 | 2008-03-27 | Meihong Liu | Appareil d'affichage virtuel a visiocasque |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2375188B (en) * | 2001-04-30 | 2004-07-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Wearable Display Apparatus with Waveguide Having Diagonally Cut End Face |
| KR20020064231A (ko) * | 2002-06-07 | 2002-08-07 | (주)지엠캡 | 휴대용 비디오 장치 |
| KR20040005031A (ko) * | 2002-07-08 | 2004-01-16 | (주)드리맥스 | 단판식 헤드마운트 디스플레이의 광학시스템 |
| KR100927547B1 (ko) * | 2009-08-17 | 2009-11-20 | (주) 테크윈 | 미세 퍼지수단을 구비한 축열식연소장치의 풍향전환용 분리식 로타리밸브 |
| DE102010001609A1 (de) * | 2010-02-04 | 2011-08-04 | MOMES GmbH, 69469 | Vorrichtung zur augennahen Informationsdarstellung |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543816A (en) * | 1993-10-07 | 1996-08-06 | Virtual Vision | Head mounted display system with aspheric optics |
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