JP3917174B2 - ヘッドマウント表示システム - Google Patents
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Description
技術的な分野
本発明は、ヘッドマウント表示システム、特に、ビデオ情報をディスプレイから受信する入り口面と、出口面であって、ユーザがビデオ画像を出口面を介して直接見る前述の出口面と、ビデオ画像を入り口面から出口面に反射する反射面を具備するシステムに使用する光学的要素に向けられている。光学的要素の入り口面と反射面と出口面は、拡大され、見掛けの位置、即ちユーザからの距離をもち、かつ歪みと非点収差と色収差が実質的に無い、表示されるビデオ画像の仮想画像を生成するように形状設定されている。
発明の背景
周知のヘッドマウントまたはヘッドアップ表示システムは軍事用に一般的に用いられる。例えば、ヘッドアップ・ディスプレイは、画像をパイロットの直接的な視野方向に無限の状態で投影して、パイロットが軍事行為を行う際の支援をするために、パイロットが着用するヘルメットに取り付けられる。このようなシステムはパイロットのヘルメットに取り付けられた陰極線管、即ちCRTを含んでいて、その場合CRTは飛行機に固定して取り付けられたビデオ・ディスプレイ生成装置に結合された重いケーブルを介してビデオ情報を受信している。これらのシステムは、かさ張って大型で重いので、一般消費者の応用には適していない。さらに、周知のヘッドマウント表示システムは、ディスプレイのような構成部品と互いに固定された関係で取り付けられた数多くの光学的要素を普通使用している。このようなシステムは狭い範囲の大きさの頭しか普通は対象にできない。異なる大きさの頭を取り込むために種々の固定された構造を具備するヘッドマウント表示システムを製作すると非常に高価になる。しかし、システムが広範囲の大きさの頭を対象にできないと、システムは、消費者の頭の大きさは大幅に異なっているので、消費者の使用に適しないことになる。更に、これらのシステムに用いられる大多数の光学的要素は、任意の固定された構造のコストを上昇させる。
アメリカ特許番号5,162,828に図示される或る周知の表示システムは、単一のミラーだけ含んでいる光学的システムを備えている。ミラーは情報をディスプレイから直接受信し、そこでは、ミラーは、ディスプレイとミラーとユーザの目の間の実際の光学的通路より長いユーザからの見掛けの距離で拡大された画像を投影するように、環状または放物線またはゼルニケ多角形の反射面を具備するように形状設定されている。この光学的システムは、単一の光学的要素であるミラーを用いているので廉価になる。さらに、ミラーは、数多くの応用事例に適した高品質の仮想画像を提供する。しかし、ミラーは単一の光学的表面しか含んでいないので、歪みと非点収差を最小限にするような表面の形状を設定することが難しい。
発明の要約
本発明に従って、周知のヘッドアップ表示システムの欠点が解決できる。本発明のヘッドマウント表示システムは複数の光学的表面を具備する光学的要素を含んでいる。光学的表面は表示されたビデオ画像の仮想画像を与えるように形状設定されていて、そこでは、仮想画像は、拡大され、見掛けの位置、即ちディスプレイと光学的要素とユーザの目の間の実際の通覧の長さより実質的に長いユーザからの距離をもち、かつ歪みと非点収差と色収差は実質的に無い。従って、本発明のヘッドアップ表示システムは、映画とテキストを含めたビデオ情報を高い分解能と総合的品質を備えて表示するのに適している。
特に、光学的要素は、ビデオ画像をディスプレイから受信する入り口面と、ユーザがビデオ画像をそこから直接見る出口面と、ビデオ画像を入り口面から出口面に反射する反射面を含んでいる。これらの表面は、拡大された仮想画像をユーザからある距離で与え、かつ、色収差を最小限にしながら、単一の環状ミラーと比べる時に、歪みと非点収差を実質的に減少するように形状設定されている。
本発明のある実施例によれば、入り口面と反射面と出口面の各々は、表示されるビデオ画像の倍率に影響するように湾曲されている。別の実施例では入り口面と出口面だけ湾曲され、さらに別の実施例では出口面だけ湾曲されている。
光学的要素は固体ブロックのある材料として形成されている。光学的要素は、色消しレンズを形成する2つ以上の材料から構成された固体ブロックとしても形成されている。代わりに、光学的要素は中空または空気で充填されていてもよい。中空の光学的要素は、入り口レンズと反射器と出口レンズが単一の一体化光学的要素を形成するように接着された取付部材を含んでいる。
ユーザが自分と仮想画像の間の距離が変化していることを認識するように、仮想画像の位置を調節するために、調整自在の取付方式が光学的要素に与えられているので、ユーザは光学的要素の入り口面とディスプレイの間の距離を増減できる。
光学的要素は一般的に水平方向にも移動できるので、光学的要素は異なる瞳孔間距離をもつユーザを対象にできる。
本発明のこれらおよび他の目的と長所と新規な特徴だけでなく、その図示される実施例の詳細は、次に示す説明と図面からさらに十分に理解できると思われる。
【図面の簡単な説明】
図1は側面から見た本発明のヘッドマウント表示システムの正面斜視図であり、
図2は図1に図示されるヘッドマウント表示システムの正面図であり、
図3は図1に図示されるフレーム・カバーとレンズ・ホルダーを示す分解斜視図であり、
図4は図3に図示されるレンズ・ホルダーの底面斜視図であり、
図5は図3に図示されるレンズ・ホルダーの底面図であり、
図6は図3に図示されるフレーム・カバーの底面斜視図であり、
図7は図1に図示されるレンズの正面図であり、
図8Aは本発明に従う光学的要素の或る実施例の斜視図であり、
図8Bは図8Aに図示される光学的要素の支持要素の斜視図であり、
図9は図8Bに図示される支持要素の背面図であり、
図10は図9のラインC−Cに沿って見る支持要素の断面図であり、
図11は図9のラインA−Aに沿って見る支持要素の断面図であり、
図12は図9のラインB−Bに沿って見る支持要素の断面図であり、
図13は光学的システムの光線追跡であり、
図14は光学的システムの焦点距離を変えるために支持要素を基準にして移動できる変更された光学的要素の斜視図であり、
図15は図14に図示される光学的要素の変更された支持要素の斜視図であり、
図16は図15の変更された支持要素の正面図であり、
図17は図15、16に図示される支持要素の背面断面図であり、
図18は図15〜17に図示される支持要素を取り込むように変更されたレンズの正面図であり、
図19は本発明に従う光学的要素の更なる実施例の断面図であり、
図20は本発明に従う光学的要素の更に別の実施例の断面図であり、
図21は本発明に従う中空の光学的要素の第1実施例の断面図であり、
図22は図21に図示される光学的要素の背面図であり、反射器の一部だけ図示されており、
図23は本発明に従う中空の光学的要素の第2実施例の斜視図であり、
図24は図23に図示される中空の光学的要素のある実施例のレンズと反射器を示す断面図であり、
図25は図23に図示される中空の光学的要素の第2実施例のレンズと反射器の断面図であり、
図26はラインA−Aに沿って見た図23に図示される取付物体のラインに沿って見る断面図であり、
図27はラインB−Bに沿って見た図23に図示される取付物体の断面図であり、
図28は鼻部ブリッジ支持要素に取り付けられた鼻部ブリッジの斜視図であり、
図29は図28に図示される鼻部ブリッジと鼻部ブリッジ支持要素の側面図であり、
図30は図28に図示される鼻部ブリッジの正面図であり、
図31は図1に図示されるヒンジの底面図であり、
図32は図31のラインA−Aに沿って見たヒンジの断面図であり、
図33は図31のラインB−Bに沿って見たヒンジの断面図であり、
図34は図1に図示されるテンプルと耳ピース保持器の正面斜視図であり、
図35は図34に図示されるテンプルと耳ピース保持器の平面図であり
図36は図34に図示されるテンプルと耳ピース保持器の側面図である。
好ましい実施例の説明
本発明のヘッドマウント表示システム10は、図1に図示されるように、一般的に12の参照数字が付記されたフレームを含んでいる。フレーム12は、レンズまたは透明物体14とレンズ・ホルダ16と左右のテンプル20、21と鼻部ピース24を含んでいる。フレーム12は、ディフーザを具備する場合と具備しない場合がある小型液晶ビデオ・ディスプレイから形成されるディスプレイ26、回折格子、フィルタ、またはレンズを支える。ディスプレイは、0.6インチ×0.9インチ程度のように特に小型であるが、テレビ画像またはコンピュータ生成画像のような高分解能のビデオ画像も生成できる。ディスプレイ26上に表示される情報が1つの光学的要素28によって反射されるようにディスプレイ26はレンズ・ホルダ16の口径部84上に取り付けられている。光学的要素は、3つの個別の表面、すなわち、ビデオ情報をディスプレイ26から受信する入り口面S1と、ユーザがビデオ画像を直接見る出口面S3と、ビデオ画像を入り口面から出口面に反射する反射面S2を備えている。要素28の光学的表面S1、S2およびS3は、表示される情報の拡大された仮想画像を、見掛けの位置、即ちディスプレイ26と反射面1S2とユーザの目の間の実際の距離より実質的に長いユーザからの距離に生成するように形状設定されている。例えば、光学的要素28は、対角線に沿うサイズがユーザからの見掛けの距離が2フィートである10インチと見掛けの距離が15フィートである80インチの範囲にある、仮想画像を生成する。しかし、光学的要素は、次に詳細に論じられるように、高い品質と分解能の仮想画像を与えるために、歪みと非点収差と色収差を最小限にするように形状設定されている。
ヘッドマウント表示システム10は、システム10の種々の構成要素がヘッドマウント表示システムの種々のユーザだけでなく種々の応用事例を対象にできるように分解または交換または調整あるいはその全てが実施できるようにモジュラー化されている。例えば、光学的要素28は、ディスプレイ26と光学的要素28とユーザの目によって形成される光学的通路が、要素28が回転する軸または回転の軸になる第1軸に相応して調整されるように、支持要素30に回転自在に取り付けられている。支持要素30、即ち光学的要素28は、異なる瞳孔間距離をもつユーザを対象とするために、鼻部ピース24に向かってあるいは鼻部ピース24から遠ざかる方向に一般的に水平方向にも移動できる。光学的要素28は一般的に垂直方向に支持要素30上に調整自在に取付可能なので、ユーザは光学的要素28の入り口面とディスプレイ26との間の距離を調整することによってユーザからの仮想画像の見掛けの距離を増減できる。この離隔距離調整は、眼鏡またはコンタクト・レンズを普通着用するユーザが、自分の眼鏡またはコンタクト・レンズを着用しない時に、光学的システムを調節して自分の個人的な調節力に対応できるようにする。従って、このようなユーザは、自分の眼鏡またはコンタクト・レンズを着用しない時でも画像を見れるようにシステムを調整できる。
鼻部ピース24は、レンズ・ホルダ16の底面32とユーザの鼻の間の距離が、第2の一般的に垂直の軸に相応して、ディスプレイ26と光学的要素28とユーザの目の相対的な位置に依って形成される光学的通路を調整するために変更できるように、レンズ・ホルダ16に相応して可動自在に取り付けられている。さらに鼻部ピース24はフレーム12から完全に取り外すことができるので、ヘッドマウント表示システム10はユーザが着用する通常の眼鏡によって着用される場合がある。特に、眼鏡を着用する人によって着用される時に、レンズ・ホルダ16は眼鏡のフレーム上に静止しているので、眼鏡の鼻部ピースは、鼻部ピース24が取り外されていなかった場合と同じ一般的な位置にある。従って、それは鼻部ピース24が取り外される時にユーザのフレーム12を支える通常の鼻部ピースになる。
支持要素30は、光学的システムが交換できるようにレンズ14から取り外すことができる。さらに、支持要素30はレンズ14に取り外し自在に組み込まれているので、レンズ14は支持要素30と光学的要素28を交換する必要なしに交換できる。特に、レンズ14はそこから取り外せるようにレンズ・ホルダ16の凹み部に取り外し自在に取り付けられている。この特長は、種々の光伝搬または光学的特性をもつレンズまたは透明物体がレンズ・ホルダ16に取り付けられて、1つの光学的要素28と支持要素30と共に使用できるようにする。例えば、屋内使用の場合に透明なレンズが望まれるが、屋外使用の場合には淡彩レンズが好まれる。代わりに、暗いレンズを使用すると、ユーザにより明るい表示の認識、即ち、表示照明レベルとユーザの外部視野との整合または表示光学素子をユーザの主要でない目と共用する機能を提供する。レンズ14と支持要素30は取り外しできるので、ヘッドマウント表示システム10を融通性があり種々の応用事例に適用できるように、異なるレンズが同一のレンズ・ホルダ16、支持要素30および光学的要素28に対して使用されうる。
テンプル20と21の各々は、それらがユーザのヘッドに抱き込まれるように、テンプルを内側に向かわせる力をテンプル20、21に与えるヒンジ34、35を含んでいる。ヒンジが自在に取り外しできるので、種々の柔軟性をもつヒンジがシステム10に用いられ、システムは頭の大きさが大きく異なるユーザによって快適に着用できる。さらに、システム10は1つまたは複数のイヤホーン38、39を含んでいる。イアホーン38、39の各々は、次に説明されるように、レンズ・ホルダ16の底面に配置された各々の電気ジャックに勘合する電気コネクタとワイヤ40、41を介してレンズ・ホルダ16とトップ・カバ18によって形成される凹み部の内部に構成される回路に接続されている。ワイヤ40、41はヒンジ34、35と一体化して形成されるフックに依ってテンプル20、21に隣接して保持される。ワイヤー40、41はヒンジ34、35のフックから取り外しできて、イヤホーン・コネクタはレンズ・ホルダ16のジャックから取り外しできるので、イヤホーン38、39は表示システム1010から取り外して交換できる。さらに、イヤホーン保持器36、37は各々テンプル20、21より外し自在に取り付けられているので、それらもシステム10から取り外せる。取り外し自在のイヤホーン保持器とイヤホーンは、システム10のイヤホーン・ジャックに接続できる別のイヤホーンをユーザが使用することを可能にする。
トップ・カバ18とレンズ・ホルダ16が図3〜6に詳細に図示されている。トップ・カバ18は三日月のような形状の最上部の輪郭と一般的に平らな最上面40を備えている。軽いハウジング・エクステンション46はディスプレイ26を取り込むために最上面44に形成されている。トップ・カバの内面48は、次に詳細に説明されるように、凹み部50に支えられる鼻部ピース部材231の外面がトップ・カバーの内面48と揃うように、鼻部ピース24の上側に延長する部材231を支える長方形の凹み部50を備えて形成されている。一般的に弓形の開口部52は、トップ・カバ18とレンズ・ホルダ16によって形成されるハウジングに具備される回路とディスプレイ26に携帯式接続ユニットからビデオとオーディオと電源を結合するシングル・ワイヤの末端に支えられた電気コネクタと噛み合う電気コネクタを取り込むためにトップ・カバ18の末端54に形成されている。トップ・カバ18とレンズ・ホルダ16だけでなく携帯式接続ユニットから形成されるハウジングに具備された回路は、本発明の譲受人に譲渡された、携帯式ビデオ表示システムという名称で1992年11月6日に出願されたアメリカ特許出願番号07/793,155と、本発明の譲受人に譲渡された、携帯式ビデオ接続ユニットを具備するヘッドマウントビデオ表示システムという名称で1992年12月4日に出願されたアメリカ特許出願番号07/986,422に詳細に開示されている。これらの出願の各々はここで引例によって包合されている。
凹み部56は、輝度制御ノブまたは表示システムのための他の制御入力を取り込むようにトップ・カバ18の外部側壁58にも形成されている。しかし、必要に応じて輝度制御入力は携帯式接続ユニットにも配置できる。トップ・カバ18は4つの対称に配置されたフックを含んでいて、そのうち3つ60、61および62だけがトップ・カバ18をレンズ・ホルダ16に固定するために図示されている。フック60、61は、フック60、61の外面66がトップ・カバの表面48と揃うように、トップ・カバ18の内部側壁64から下向きに延長している。フック60、61および62の各々は、トップ・カバ18の凹み部70に向けて延長する突出部68を備えて形成されている。トップ・カバの外部側壁72上に対称に配置された2つのフック62は、フック74の下端が側壁72の下端と揃うように構成されている。
レンズ・ホルダ16は一般的に三日月の形状をしているので、レンズ・ホルダ16の外壁はトップ・カバ18の外壁と一致する。レンズ・ホルダ16は、その最上面80上でディスプレイ26と(図示されていない)下部と上部のプリント基板を支える。特に、最上面80は、ディスプレイ26を取り付けるために一般的に方形または長方形の形状で其こに僅かの凹み部82を具備して形成されている。凹み部はディスプレイ26の顔部に配置された中心に位置する一般的に長方形の口径部84を具備して形成されているので、表示される情報はミラー28によって受信できる。86、87および88のような数多くの短いリブは、下部プリント基板を支えるようにレンズ・ホルダ16の最上面80から上向きに延長している。下部プリント基板は、下部プリント基板がレンズ・ホルダ16に取り付けられる時に、ボス90が通る少なくとも1つの穴部を含んでいる。ボス90と第2のボス91とペアとなる大きなリブ92と94は、上部プリント基板を支えるようにレンズ・ホルダ16の最上面80の周囲に対称に配置されている。上部プリント基板は、各々のボス90、91の直径より細い直径であるが、各々のボス90、91から上向きに延長するピン95、96をそこで十分に受ける大きさをもつ、ペアの穴部を含んでいる。上部プリント基板がレンズ・ホルダ16に取り付けられる時に、基板はリブ92、94だけでなく、各々のボス90、91の上面にも静止し、そこでピン95、96は上部プリント基板の穴部を越えて延びている。
レンズ・ホルダ16は、トップ・カバ18がレンズ・ホルダ16に取り付けられる時に切り欠き100がトップ・カバ18の凹み部50と並ぶように、その内壁102に形成された切り欠き100を含んでいる。トップ・カバ18がレンズ・ホルダ16に取り付けられる時に、切り欠き100は、鼻部ピース24のフランジ246が鼻部ピース24をフレーム12に取り付けるように延長する口径部を形成する。弓形の上面を具備する、ペアの上向きに延長するリブ104および106は、トップ・カバ18がレンズ・ホルダ16に取り付けられる時にトップ・カバ18に形成される弓形の開口部52と並ぶように、レンズ・ホルダ16の末端108に構成されている。リブ104、106は、ビデオ、オーディオおよび電源を携帯式接続ユニットからディスプレイ26および下部、上部プリント基板に伝送する1本のワイヤの末端に結合されたコネクタと嵌合する電気コネクタを支える。
図4、5に詳細に図示されるように、レンズ・ホルダ16は一般的に平らな底面110を具備し、長手方向に延長する凹み部112がそこに形成されている。凹み部112は、鼻部ピース24が表示システム10から外される時に、ペアの通常の眼鏡のフレームの上端を受けるようにレンズ・ホルダの前部の長手方向に実質的に延長している。特に、表示システム10がペアの眼鏡を着用するユーザによって着用される時に、凹み部112の表面116は眼鏡のフレームの上端に静止しているので、表示システム10は眼鏡フレームによって特に眼鏡の鼻部ピースによって支えられる。凹み部112はレンズ・ホルダ16の底面110に位置しているので、ペアの眼鏡上に支えられる時に、眼鏡の鼻部ピースは鼻部ピース24がフレーム12から外されない時と実質的に同じ位置にある。凹み部112はレンズ・ホルダ16の外部側壁114を延長して図示されているが、そこまで延長する必要がなく、凹み部112の少なくとも一部が、レンズ・ホルダ16の内壁118および内部側壁102のすくなくとも一方とディスプレイ26の口径部84の間に位置する、ペアの眼鏡のフレームの上端を十分に受けるように延長すればよいことが注目される。
中空のボックス形状の部材120は、レンズ・ホルダ16の底面110の中心位置・特に次に詳細に説明されるように、鼻部ピース24の部材244を受けるようにホルダ16の外部側壁114に隣接する凹み部112に形成されている。特に、ボックス部材120はペアの側壁124、125の間に形成された口径部122を含んでいて、そこでは口径部122が切り欠き100と並んでいる。鼻部ピース24がフレーム12に取り付けられる時に、鼻部ピース24の1つのフランジ244は口径部122を介してボックス部材120に延長するが、第2フランジ246は切り欠き100によって形成される口径部を介してトップ・カバ18とレンズ・ホルダ16によって形成された凹み部またはハウジングに延長して、取り外し自在に鼻部ピース24をフレーム12に取り付ける。
ペアのイヤホーン・ジャック取付部材130、131はレンズ・ホルダ16の各々末端108、132に隣接するレンズ・カバ116の底面110に一体化して形成される。イヤホーン・ジャック取付部材130、132はレンズ・ホルダ16の底面110から下向きに延長し、かつ、各々の部材130、131はイヤホーン・コネクタが部材130、131に取り付けられているジャックと接続するためにそこを介して挿入されるように各々口径部134、136を含んでいる。レンズ・ホルダ16の末端108、132は、次に詳細に説明されるように、ヒンジ34、35の各々のT字形末端を受けて移動自在に取り付けるように各々T字形口径部138、140をそこに具備して形成されている。
レンズ・ホルダ16の外部側壁114は、外壁114の内面144と内壁146との間で外部側壁114の長手方向を実質的に延長する長手方向に延長する凹み部142を具備して形成され、そこでは凹み部142はフレーム12のレンズまたは透明物体14を受けている。5つのリブは、レンズ14をフレーム12の規定位置に維持するために、レンズ14に形成されたフックと嵌合するように、外壁114と内壁146の間に形成された凹み部142に対称に配置されている。
特に、図7に図示されるレンズ14は、レンズ14中に5つのフック部材166〜170をレンズ14中に形成するために、その上端160に隣接する5つのL字形窪み部161〜165を含んでいる。フック部材166〜170は、レンズ14の上端160に沿って対称に配置され、かつリブの上面と噛み合ってレンズ14をレンズ・ホルダ16に取り付けるように、リブ150、151、152、156、158の離隔条件に従って離隔されている。レンズ14のフック部材166〜170は同方向に全て延長しているので、レンズは凹み部142のレンズ14を左側に滑動するか、またはレンズ14を逆にして凹み部142のレンズを右側に滑動すると、レンズ・ホルダ16に取り付けることができる。レンズ14のフック166〜170とレンズ・ホルダ16のリブ150、151、152、156、158は対称なので、レンズ14は表示システムの右側または左側に一般的に参照数字180が付記されたミラー取付面を具備して取り付けられることが注目される。レンズ取付面180は、そこにミラー支持要素30の各々の側壁を受けるペアの上向きに延長するスロット182と184とを含んでいる。さらに、レンズ14のミラー取付面180は上向きに延長するスロット182と184の間を水平に延長するスロット186を含んでいる。水平に延長するスロット186は、ミラー支持要素30を確実にレンズ14上に保持するために、次に詳細に説明されるように、ミラー支持要素30上に形成された突出部を受ける。
レンズ14は変形自在または湾曲自在の軽量のプラスチック材料などから製作できるので、レンズは凹み部142に取り付けられる時に、図1に図示されるように、凹み部の弓形の形状と一致することが注目される。さらに、レンズ14は、例えば、少し近くに見えるあるいは遠くに見える人を取り込むために異なるジオプタを具備して形成できる。レンズ14は図7で1つのレンズとして図示されているが、レンズ14は2つのレンズに分割され、必要に応じて1つは表示システムの右側をカバーし、他の1っは表示システムの左側をカバーする。レンズ14は、例えば、屋外使用に対して淡彩にもできるし、屋内使用に対して透明にもできる。レンズはレンズ・ホルダ16上に取り外し自在に取り付けられているので、レンズ14は、表示システム10の特定の応用事例に相応して容易に変更できる。
本発明のある実施例に従う光学的要素28は、図8Aに図示されるようにビデオ画像を直接ディスプレイ26から受信する入り口面S1を含んでいる。反射面S2はビデオ画像を光学的要素28の入り口面S1から出口面S3に反射する。反射面S2は、全体的な内部反射によってあるいは反射コーティングを面に塗布して反射する。ユーザがビデオ画像を出口面S3を介して直接見れるように、光学的要素28がヘッドマウント表示システム10上に適正に位置する時に、出口面S3はユーザの目と直面している。
好ましい実施例においては、反射面S2は光学的要素28の全体的な倍率に影響するように湾曲されている。与えられた湾曲半径に対して、約4倍の倍率が屈折面S1およびS3何れかの湾曲から得られるように反射面S2の湾曲から得られる。従って、僅かな湾曲を反射面S2に加えることによって、屈折面S1およびS3の各々の湾曲、すなわち、各々の影響を受ける倍率は大幅に低減される。さらに、屈折面S1およびS3の倍率を減少することによって、光学的要素28の色収差も減少される。反射面S2は、例えば、湾曲半径が約252mmの凹形球面になる。
反射面S2が湾曲面として形成される時に、非点収差が誘導される。この非点収差を補正するために、入り口面S1は、反射面S2によって誘導される非点収差を解消する非点収差を誘導するように円筒状に加工されている。円筒の入り口面S1は、凸形で、約62mmの湾曲半径を備えている。図13に図示されるように、表面S1を具備する仮の円筒の軸はライン310と一般的に平行に伸び、湾曲の半径はその軸から表面S1に延長している。
光学的要素の出口面S3は、視界、即ち、与えられた焦点距離で光学的要素28から投影された仮想画像のサイズを基本的に制御するように形成されている。出口面S3は、ユーザを基準にした仮想画像の位置も制御する。好ましい実施例では、出口面S3は、湾曲半径が54.6mmの凸形球面になる。
図13Aは、Stellar Software製のソフトウェア・パッケージ“ビーム4光線追跡”と、John Wiley and Sons, Incによって発表されたDonald C. O'shea“最近の光学的デザイン”という論文に記載されている技術を用いて生成された光学的要素28の光跡を示している。この光跡は、表面S1、S2およびS3の各々の構成をさらに完全に説明する際に役立つ。前述のように、入り口面S1は、湾曲半径が62mmの円筒面である。入り口面S1の頂点312のX、YおよびZ軸の座標はX=0、Y=0およびZ=34.167mmである。入り口面S1は−7°のピッチなので、頂点312を通る、図13のライン310は、X軸と平行でかつ頂点312を通るラインから時計方向で7°になる。入り口面S1をディスプレイ26の位置から見る時に、表面S1は約13mmの高さで25.4mmの幅となる。
反射面S2は、前述のように、湾曲半径が252mmの球面になる。反射面S2の頂点314のX、Y、Z軸の座標はX=0、Y=0およびZ=41.167mmになる。反射面S2のピッチは37.9523°なので、頂点314を通る表面S2のライン316は、X軸と平行しかつ頂点314も通るラインから反時計方向で37.9523°になる。ディスプレイ26の背面に向けて反射面S2の背面を見ると、反射面S2は25.4mmの幅で16.8mmの高さになる。
球面の出口面S3は、前述のように、54.6mmの湾曲半径を備えている。出口面S3の頂点318のX、Y、Z軸の座標はX=-7.727mm、Y=0、Z=39.096mmである。出口面S3のピッチは83.5なので、頂点318を通るS3のライン320は、X軸と平行しかつ頂点318も通るラインから反時計方向で約83.5°になる。表面S1に向けて見ると、ちょうど光学的要素28がヘッドマウント表示システム10に取り付けられているように、表面S3は約25.4mmの幅で13.4mmの高さになる。図13の場合、ディスプレイ26は、図示されるX軸を基準にして反時計方向に7°傾いている。75°の視角は、図13に図示される光学的システムによって与えられる。視角は、X軸上の0から表面S2の頂点314に向けて延長するラインと、頂点314から角膜の頂点に向けて延長する第2ラインの間の角度を表している。
ヘッドアップ表示システム10に対して図8Aに図示される光学的要素28は、映画のようなビデオ画像を見る際に、ユーザが認識する歪みと非点収差と色収差を基本的に解消する。特に、要素28によって生成された正常眼の網膜上の画像の正規化された長手方向の縦の色収差LCHは、58ミクロン未満、好ましくは29ミクロン未満になる。LCHは色収差の深さと見なされる。要素28によって生成された正常眼の網膜上の画像の横方向の軸の色収差TCは、28ミクロン未満、好ましくは14ミクロン未満になる。TCは色収差の高さと見なされる。システムのFナンバ、即ち、有効焦点距離と制限口径部(このケースではユーザの瞳孔)の半径の2倍との比率はF=6.8〜13である。Z−X面の光学的要素によって生成される正常眼の網膜上の画像の歪みは-0.053であり、Z−Y面で+0.04であるが、ここでX、Y、Z面は図13の光跡に図示されていないが、Z軸は図13でXとラベル表示された軸と一般的に平行しかつY軸は図13でZとラベル表示された軸と一般的に平行するように、代表的な光学的基準に準じて定められている。Z−X面の歪みは表面S1を円筒面と逆の環状に構成すると、Z−Y面の歪みとほぼ等しくなり1%未満になる。さらに、表面S1を環状面に構成すると、X−Y面の画像の湾曲部は、Z−X面の湾曲部とほぼ等しくなり、各々半径は無限大に近づく。
図8Aに図示されかつ説明されている光学的要素28は、ユーザから約10フィートの位置に約48インチの幅と32インチの高さで現れる仮想画像を生成する。ユーザから与えられた距離に於ける仮想画像は、さらなる倍率を、光学的要素の3つの表面S1、S2およびS3の中の1つまたは複数に加えることによって増加できるが、色収差は表面の倍率で増加する結果になることが注目される。好ましい実施例では、光学的要素28は、低い色分散をもつアクリルPMMA(ポリメチルメタクリラーテ)のような材料の固体ブロックから形成される。光学的要素28は、表面S1、S2およびS3に所望の湾曲を与えるように機械加工できる。光学的要素28は射出成形によって形成することもできる。ノブ208は、次に説明されるように、要素28が支持要素30に取り付けられるように光学的要素28の各々側面210から延長している。
図8Aの光学的要素28の支持要素30が図8B〜10に詳細に図示されている。本実施例の支持要素は、ペアの側壁192と194の間で支持要素30を横断して延びる前壁190を含んでいる。後壁196も側壁192と194との間を延びている。後壁196は凹み部198をその間に形成するために前壁から離隔されているので、レンズ14のミラー支持取付部180は凹み部198で受けることができる。図10に図示されるように、前壁190は、前壁の後面から後壁196に向けて延びる長手方向延長突出部またはフックを含んでいる。支持要素30がレンズ14に取り付けられている時に、図7に図示されるように、側壁192と194とはレンズ14のスロット182と184とに各々支えられ、突出部200は取り外し自在に支持要素30をレンズ14に取り付けるようにレンズのスロット186に支えられている。
支持要素30は、前壁190から遠ざかる方向で後壁196の対向側面から延びるペアのアーム202と204とをも含んでいる。アーム202、204の各々は、取り外し自在に光学的要素28を支持要素30に取り付けるように、光学的要素の対向する側面210上で各々のノブ208を受ける口径部206を含んでいる。このように光学的要素28を支持要素30に取り付けると、光学的要素28がノブ208の中心を一般的に通る軸周囲で回転することを可能にするので、ユーザは、ディスプレイ26と光学的要素28とユーザの目から形成される光学的通路を調整できることが注目される。支持要素30が取り外し自在に組み込まれているレンズ14は湾曲しているので、支持要素30は、アーム202が後壁196からユーザの目に向けて内側に、アーム204より長い距離で、延びるような調節可能な断面を備えた形状をしている。従って、光学的要素28が各々のアーム202と204の口径部206に取り付けられている時に、光学的要素28は、図10の点線206によって図示される位置にあり、そこでは、ノブ208の中心間を延びる要素28の軸は、支持要素30の後壁196と平行しないが、それに対してある角度になっている。しかし、この取付方式は、見ることを容易とするために、光学的要素28の軸212をユーザの顔と一般的に平行にする。支持要素30はレンズ14から取り外せるので、レンズ14は表示システム10が光学的要素28と支持要素30の交換を必要とせずに用いられる種々の環境を対象とするように変更できる。
光学的要素28の第2実施例では、光学的要素28の対向する側面210から延長する取付ノブ208は、図8Aに図示されるように取り外せる。この代替実施例に於いて、図14に図示されるように、光学的要素28は、その側面340の各々で、側壁340と接触する出口面S3の末端と一般的に平行に延びる一列中に並んでいる複数の微細な口径部または止め金342を含んでいる。光学的要素28の1つの側壁340の各々の口径部は、口径部のペア341のように同じ水平面になる複数の口径部を形成するために、光学的要素28の対向する側壁に、付随する口径部を備えている。
図14に図示される光学的要素の支持要素30は、図15〜17に図示されるようにして変更される。変更された支持要素30は、アーム202、204に口径部206を含んでいないが、固体アーム346と348を含んでいる。アーム346と348との各々は、各々のアーム346、348から光学的要素28に向けて内側に延びる小さな円錐状の突出部350および352を含んでいる。図14の変更された光学的要素28は、突出部350、352をペアの水平に並ぶ口径部342に挿入することによって、図15〜17の変更された支持要素30に取り付けられる。図14にさらに図示されるように、変更された光学的要素28には、そこにプラスチック・フィンガー・タブ344が、光学的要素28から下向きに延長するように取り付けられている。変更された光学的要素28を具備するヘッドマウント表示システム10がユーザによって着用されている時に、ユーザは、突出部350、352が異なるペアの水平方向に並ぶ口径部342と噛み合うように、フィンガー・タブ344上で押し下げるかあるいは押し上げることによって、入り口面S1とディスプレイ26の間の距離を調整できる。変更された光学的要素28の口径部342は、入り口面S1とディスプレイ26の間の距離を5mmの範囲を越えて調整可能にする。この焦点距離調整は、仮想画像の位置を、2フィートから40フィートの範囲でユーザからの仮想画像の見掛けの距離によって調節されることを可能にする。焦点距離、すなわち、S3から画像の視位置までの距離は約50mmを保つが、光学的要素はディスプレイに向けて垂直に移動されると、ユーザの目は近くへの移動に伴って画像を認識するように調整することが注目される。これは、光学的要素28とディスプレイの間の距離が変わると、出力光線角度、すなわち、S3を出る光線の角度も変わるので、ディスプレイと光学的要素28とユーザの目のレンズを含めたシステム全体の焦点距離も変わるためである。変更された光学的要素28がユーザからの仮想画像の見掛けの距離を変えるためにディスプレイ26に向けてあるいはそこから遠ざかるように移動されると、仮想画像サイズはユーザからの仮想画像の見掛けの距離の増減に伴って増減することは、さらに注目される。
口径部342は、図示される光学的要素28に、またはフィンガー・タブ344の部分に形成できる。後者の場合、タブ344の上部側壁345は、図14に図示される口径部の位置を通り過ぎるように拡大される。この変更は、フィンガー・タブ側壁345に形成される口径部を、図14に図示されるように、出口面S3から同じ距離に位置させる。さらに、個々の口径部342の代わりに、長手方向の溝は、口径部342に対して図示されるように、出口面から同じ距離で光学的要素またはフィンガー・タブ側壁に形成できる。この長手方向の溝は、与えられた範囲内で無限の垂直調整を可能にする。この実施例では、図16の変更された支持要素30の突出部350と352は楔形状になることが望ましい。支持要素30の楔形状の突出部とアーム348と350は、要素28を支持要素30の位置に保持するように光学的要素にスプリングカを与えるが、それらは光学的要素を前述のようにユーザが仮想画像を見る位置を調節するためにディスプレイ26に近づくかあるいはさらに遠ざかるように移動させる。
図15〜17に図示される変更された支持要素30は、ユーザが変更された支持要素30と光学的要素28を鼻部ピース24に向けてあるいは遠ざかって水平に移動できるようにするために、図18に図示されるように、変更されたレンズ14に取り付けられる。この水平運動は、ヘッドマウント表示システム10が、非常に異なる瞳孔間距離を有するユーザを取り込むことを可能にする。特に、変更されたレンズ14は水平に延長するスロットまたは窪み部360を含んでいる。長手方向、すなわち、水平に延長する突出部361は、変更された支持要素30の前壁363の背面365から延びている。この突出部は、変更されたレンズのスロットまたは窪み部360に向けて延びているので、図16〜17の支持要素30を鼻部ピース24に向けてあるいは遠ざかってスロット360に沿って案内できる。変更された支持要素30が図18のレンズ14に関して滑動されると、レンズ底部367は、変更された支持要素30のアーム346、348の各々のスロット369を通る。
光学的要素28は、光線の束の直径がユーザの瞳孔の直径より太くなるようにして、仮想画像を表す光線の束で目を満たすので、種々のユーザ間の瞳孔間距離の違いを補正するための光学的要素28に対する微細な水平調整が行われる必要がないことが注目される。変更されたレンズ40のスロット360から与えられる瞳孔間距離の違いの調整は、ヘッドマウント表示システム10が、瞳孔間距離に大きな違いをもつ人達も対象にできるようにする、総合調整機能を提供する。
図8Aと図14に図示される光学的要素28はPMMAのような単一材料から製作されている。しかし、光学的要素28は、色消し性の光学的要素を与えるために2つ以上の異なる材料から製作されるように変更できる。特に、図19に図示されるように、出口面S3は、PMMAの場合のように、例えば1.49の低い屈折率と、61.93のABBE値を有する材料の薄い正のレンズ370上に形成されている。光学的要素の残りの部分372は、ポリスチレンの場合のように、例えば1.585の高い屈折率と31.0のABBE値とを有する材料から形成されている。光学的要素の部分372に適した他の材料は、ポリカーボネートとメソ・メタクリラーテ・スチレン・コポラマを含んでいる。表面S1、S2およびS3の倍率の適正な比率と各々構成要素の厚みだけでなく各々構成要素の屈折率を選択することによって、光学的要素28は、最小限度の色収差に関与する色の二重要因に相応して形成できる。同様に、図20に図示されるように、入り口と出口の表面S1およびS3は、共に、PAAMAから製作された各々の薄い正のレンズ380と381で形成される。レンズ380、381は、光学的要素28を最小限度の色収差で形成するために、ポリスチレンの負のレンズ382に接着される。代わりに、レンズ380、381および382は、クック3枚玉を形成するために、3つの異なる材料から製作できる。
図21および22は本発明に従う光学的要素28の別の実施例を示す。この実施例では、光学的要素28は中空であり、要素は空気充填凹み部400を備えている。図21〜22に図示される光学的要素28は2つの部分402と414から形成されている。一般的に402と参照数字が付記されている第1の部分は、光学的要素28の入り口面S1が形成される薄いレンズ部404を含んでいる。この部分402は、出口面S3が形成される第2レンズ部406も含んでいる。光学的要素の部分402は、レンズ部404、406と一体化して形成されたペアの側壁408と410も含んでいる。図22に図示されるように、棚部412は、反射面S2を形成するミラー414に適した取付面を与えるように部分402の背面に形成されている。レンズ部404、406の壁は非常に薄いので、部分402は噴射成形技術によって容易に形成できる。図21に図示される光学的要素28は、入り口レンズ部404と出口レンズ部406がアクロマートを形成するために2つの異なる材料から製作されるように構成されている。さらに、個々のレンズ部404、406の片方または両方は、個々のレンズ部404、406がアクロマートになるように、2つの異なる材料から形成されうる。
図19〜23に図示される光学的要素の表面S1、S2およびS3は、前述のように、入り口面S1が円筒または環状の表面になりかつ反射面S2と出口面S3は球面になるように形成できることが注目される。反射面S2は平らに製作され、屈折面S1およびS3は球面で製作されて、高められた倍率が平らに製作される表面S2に起因する倍率の損失を補正するようにしてもよい。さらに別の実施例では、入り口面S1だけでなく反射面S2も平らに製作され、そこでは出口面S3が光学的要素の唯一の湾曲面になる。
図23〜27は、本発明に従う中空の光学的要素28のさらに別の実施例を示す。この中空の光学的要素28は、入り口面S1が形成される出口のレンズ452または456を含んでいる。図23に図示される光学的要素28は、出口面S3が形成される出口レンズ454または458も含んでいる。入口レンズ452、456;出口のレンズ454、458および反射板453は、単一の統合光学的要素28を形成するように取付物体460に固定されて支えられる。
図26、27にさらに詳細に図示されるように、取付物体460はペアの側壁464、465を具備する前部461を含んでいて、そこでは底壁468が側壁間に延びている。側壁464、465は一般的に3角形でありかつ光学的要素28の側面全体を横断して延びているが、底壁468は比較的小さいので、それは出口レンズ454、458が位置しかつ反射板453の底部470が位置するスロット463に適したベースを単純に形成できることが注目される。特に、出口レンズのスロット463がペアのU字形の外部と内部のリブ460と462との間に形成されている。U字形の内部リブ462の最上面466は外部リブ460の高さを越えないので、棚部466が内部リブ462に形成される。棚部466は物体460に取り付けられる時に出口レンズ452、456の周囲を支える。ミラー453が取り付けられている物体460の部分480は(物体460の前部461と同様に)U字形であり、内部と外部のリブ482と484とがそこに形成されている。物体460の部分480は、反射面S2と出口面S3の間の角度を固定するように光学的要素28の前部461に関して予め設定された角度にある。反射板取付部480のリブ482、484はスロット486をその間に与えるように離隔されていて、そこでは、リブ482、484は反射板453の3つの周辺と噛み合っている。入り口のレンズが物体460のスロット463に挿入された後に、かつ反射器453が物体460のスロット486に挿入された後に、入り口のレンズは棚部466に置かれ、そこでは、棚部466は光学的要素の前部からその背面に側壁464、465の各々の上で延びている。代わりに、部分的な棚部支持要素だけが備えられてもよい。
図24に図示されるように、反射板453は平らな反射器であることが望ましく、そこでは入口レンズ452と出口レンズ454の両方は球面レンズなどを形成するように湾曲しているので、各々が光学的要素28の倍率に関与する。図25に図示される代替実施例では、入口レンズ456は平らなピースのガラスから製作され、出口レンズは光学的要素28の倍率の全てを含むように湾曲されている。側壁464の各々に図8Bの支持要素30に取り付けるためのノブ465が装着できることもさらに注目される。口径部342は側壁464に装着することもできるので、図23の要素は図15〜17に図示される変更された支持要素30に取り付けられる。
図28〜30に図示されるように、鼻部ピース24は、ユーザが通常のペアの眼鏡を着用しない時に、表示システム10をユーザの鼻の上で支えるために、比較的柔らかで柔軟性に富んでいる材料から製作された鼻部ブリッジ220を含んでいる。鼻部ピース24は鼻部ブリッジ220のベース226から上向きに延びるフランジ224を含んでいて、フランジ224は比較的堅いプラスチックから製作されていることが望ましい。その前面のフランジ224は数多くの突出部227〜229を含んでいるので、鼻部ピース24は鼻部ピース・ホルダー230に調整自在に取り付けることができる。特に、鼻部ピース・ホルダ230は、フランジ224を受けるために、上向きに延びる一般的に長方形の中空の部材231を含んでいる。鼻部ブリッジ・ホルダー部材231は、鼻部ピース24が十分に引き込まれた位置にある時に、フランジ224上で各々垂直に並べられた突出部227、228および229を受けるように、垂直に並べられた口径部232、233および234を含んでいる。鼻部ブリッジ220とレンズ・ホルダ16の間の距離を長くするために、フランジ224は鼻部ブリッジ・ホルダの部材231において下向きに移動されるので、突出部227、228は口径部233、234を通る。鼻部ブリッジ220とレンズ・ホルダ16の間の距離をさらに長くするために、フランジ224は突出部227が口径部234で受けられるように下向きに移動される。この位置で、鼻部ブリッジ220はレンズ・ホルダ16からその最長の距誰にある。この鼻部ブリッジ220のための調整自在の取付は、ディスプレイ26を支えるレンズ・ホルダ16とユーザの鼻との間の距離が、口径部232〜234によって形成される一般的に垂直の軸に相応して調整されるユーザの目と光学的要素28とディスプレイ26の相対位置によって形成される光学的通路を調整するように調節されることを可能にする。従って、この特徴は表示システム10が異なる頭の大きさと頭の形をもつユーザを容易に取り込むことを可能にするので、表示システム10は容易に着用できて、表示された情報の画像は光学的要素28を介して容易に見ることができる。鼻部ブリッジ220は鼻部ブリッジ・ホルダ230から完全に自在に取り外せる場合もあるし不可能な場合もあることが注目される。
図28、29に図示されるように、鼻部ブリッジ・ホルダ230は上向きに延びる部材231から一般的に直角の角度で延長するベース部材240を含んでいて、ベース部材240は口径部242を備えているので、鼻部ブリッジのフランジ224がそこで受けられかつ上向きに部材231に延長される。ベース240は、そこから外側に延長するフランジ244をさらに含んでいる。鼻部ブリッジ・ホルダ230の直立部材231は、直立部材231から一般的に直角の角度にかつベース240のフランジ244と一般的に平行に延長するフランジ246も含んでいる。鼻部ブリッジ・ホルダ230と鼻部ブリッジ220を順にフレーム12に取り付けるために、鼻部ブリッジ・ホルダ230のベース240のフランジ244がレンズ・ホルダの底面116に形成された口径部122に挿入されている。同時に、鼻部ブリッジ・ホルダ230の直立部材231から延長するフランジ246はレンズ・ホルダの窪み部100とトップ・カバ18の長方形凹み部50によって形成される口径部に挿入されているので、フランジ246は、レンズ・ホルダ16とトップ・カバ18によって形成されるハウジングに延びている。確実に鼻部ピース24を規定条件で保持するために、ベース部材240はボックス120の口径部122を形成する壁と噛み合うためにリップまたはフック部250を具備して形成されている。従って、鼻部ピース24は表示システム10のフレーム12上で取り外し自在に取り付けられる。鼻部ピース24は、前述のように、表示システム16がペアの通常の眼鏡を用いて着用できるように容易に取り外しができる。
テンプル20、21のヒンジ34、35に適したヒンジの例が図31に図示される。ヒンジ34、35は、ヒンジがレンズ・ホルダ16に取り付けられている時に、ユーザのヘッドに向けて内側に湾曲する細長いボディを備えている。ボディ250は、取り外し自在にヒンジをレンズ・ホルダ16に取り付けるためにT字形の口径部138と140とで受けることができる一般的にT字形の取付部材252を含んでいる。ヒンジ34、35のボディ250は、部材252の対向する末端で、ヒンジ34、35をテンプル・バーの残りの部分に固定するように、テンプル20、21の口径部272で受ける、T字形の取付部材254をさらに備えている。ヒンジ・ボディ250は数多くの外側に延長するリブ256〜261も含んでいる。交互するリブ256、258および260は、各々リブ・ボディから延びる、ペアの一般的に平行に延長するリブ・フィンガ262と264とを含んでいるので、イヤホーン38、39のワイヤ40、41をそこに保持するために口径部266をフィンガ262と264との間に形成できる。交互するリブ257、259および261は、そこから延びる単一のリブ・フィンガ268だけを、ワイヤ40、41を保持するためでなく案内するために備えている。リブ256、258および260の各々のリブ・フィンガ262、264は柔軟性に富んでいるので、イヤホーンのワイヤ40、41は容易にそこに挿入されかつそこから取り外されることができる。
テンプル20、21のテンプル・バー270が図34〜36に図示されている。テンプル・バー270はその末端274に形成された口径部272を含んでいるので、ヒンジ34、35の一般的にT字形の末端254を受けて、テンプル270をヒンジ34、35上に取り付けることができる。テンプル・バー270は、テンプル・バーの上面に形成された長手方向に延長する溝部276を含んでいるので、リング・イヤホーン保持器36、37の取付部材278を案内できる。テンプル・バー270はテンプルの底面280に沿って長手方向に延長する(図示されていない)第2の溝部も含んでいることが望ましいので、リング保持器36、37の部分282、283をそこに受けることができる。溝部276はリング保持器36、37をテンプル・バー270の長手方向に沿って案内するので、テンプル・バー270に沿うリング保持器36、37の位置が調整できる。さらに、リング・イヤホーン保持器36、37の取付部材278、282および283は、保持器がテンプル・バー270に取り外し自在に取り付けられることを可能にする。表示システム10のユーザがイアホーン38、39と異なるスピーカまたはイヤホーンの使用を希望する場合、イヤホーン38、39は前述のように取り外しができる。同様に、イヤホーン・リング保持器36、37は、テンプル・バー270から外して、それらを表示システム10から取り外すことができる。表示システム10に使用できる他のイヤホーンまたはブームは、テンプル・バー270の溝部276で受けることができる取付部材を好都合に備えているので、イアホーンやスピーカーまたはブームをシステム10のフレーム12に取り付けることができる。
本発明に従う光学的要素28は両眼用または立体的ヘッドアップ表示システムにも使用できることが注目される。さらに、ユーザからの仮想画像の距離は、光学的要素28の代わりにディスプレイを移動すれば調節できる。本発明の数多くの他の変更と修正は、当業者に自明のように、前述の考案を鑑みて可能である。従って、添付の特許請求の範囲内で、発明は前述の内容以外にも実施できることが理解される。
次に示すのは特許請求の範囲と特許証によって保証される内容である。
Claims (2)
- 表示システムをユーザのヘッド上に取り付けるための支持要素と、
画像を表示するために支持要素上に取り付けられたディスプレイと、
画像を前記のディスプレイから受信する入り口面と、ユーザが画像を出口面を介して直接見る前記出口面と、前記画像を前記入り口面から前記出口面に反射する反射面を含めた少なくとも3つの表面を備えた光学的要素であって、前記光学的要素の3つの表面は、拡大され、かつディスプレイと反射面とユーザの目によって形成される通路より実質的に長いユーザからの距離の位置に現れる、前記表示された画像の仮想画像を生成するように形状設定されていて、そこでは正常眼の網膜の画像が58ミクロン未満である正規化された長手方向の軸の色収差を備えている、前記光学的要素を具備するヘッドマウント表示システム。 - 前記収差は29ミクロン未満である、請求項1に記載のヘッドマウント表示システム。
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