JPH09508711A

JPH09508711A - パーソナルビジュアルディスプレイシステム

Info

Publication number: JPH09508711A
Application number: JP7520578A
Authority: JP
Inventors: ラリソン，デニス・リチャード; アマドン，シー・グレゴリー; マック・ジュニア，ウォルフガング・アダム; ニコラ，レオ
Original assignee: バーチュアル・アイ／オゥ・インコーポレイテッド
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1997-09-02
Also published as: WO1995021395A1; WO1995021396A3; AU2156295A; EP0763216A4; EP0763216A2; AU1330295A; WO1995021396A2; JPH09508478A

Abstract

(57)【要約】好ましくは環境光と組合せ可能な、生成された画像をユーザの目に届けるためのビジュアルディスプレイ装置が提供される。装置は軽量かつ小形であるが高品質な画像を生じる。ある実施例では、カラーシャッタ（８８）が高密度のカラー画像を与える。ある実施例では、シュラウド（１１２）が迷光から保護し、所望のアライメントで光学素子を保つ。ある実施例では、画像生成器（７２）が少なくとも２つのマスク（２２２および２２４）によって覆われて無駄なく高品質な画像を与える。ある実施例では、遠隔的に装着されたシールド（３０２）または始動可能な装置をシースルー装置から没頭装置に変換し、再び逆に変換する。ある実施例では、従来の眼鏡の使用を許しながら、装置はユーザの頭部に快適に装着できる。ある実施例では、ミュートボタン（４２）、ボリューム制御などのようなさまざまな制御装置が、頭部装着されるディスプレイ装置に装着されることなどによって設けられ得る。

Description

【発明の詳細な説明】パーソナルビジュアルディスプレイシステムこの発明は、好ましくは生成された画像をユーザを取り巻く環境の光景と組合すことができ、かつこのような組合されたビジュアル情報をユーザの目の位置に送ることができるビジュアルディスプレイに関する。発明の背景ビジュアル情報を生物に与えることがしばしば所望される。このようなビジュアル情報を生物が見る実世界の光景に重ね合わせることがたびたび所望される。他のアプリケーションでは、環境の光景からユーザを遮蔽し、ビジュアル情報の光景だけを与えることが望ましい。このようなディスプレイは折返し反射屈折光学ディスプレイとして知られる形状で、画像生成器およびビームスプリッタを含む多数のコンポーネントを含む。ビームスプリッタは画像生成器から画像光をしばしば一連のレンズと他の光学素子とを経て受取り、このような画像光の、反射部分と呼ばれる小部分を反射コンバイナに送る。この反射コンバイナは非透過性であるか、または、実世界からの光をこのようなコンバイナに通過させ、かつ画像光を反射するので、実世界の光と画像光との両方がビームスプリッタを介して、しばしば一連の別のレンズまたは他の光学素子を経てユーザの目に送られる。ビームスプリッタはコリメータコンバイナから反射した画像光の、透過部分と呼ばれる小部分を送る。コンバイナが少なくとも部分的に透過性がある実施例では、実世界の光の小部分もまたビームスブリッタによって送られる。先行技術では多数の付加的なコンポーネントが含まれた。ある装置には補正光学素子が含まれている。他の装置は、たとえば１９９４年２月７日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ９４／０１３９０「デピクセレートされたビジュアルディスプレイ」（“Depixelated Visual Display”）（引用により援用される）に説明されるようなデピクセレータを含んでいる。さらに他の装置は、１９９４年２月７日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ９４／０１３９１「増倍ビジュアルディスプレイ」（“ Intensified Visual Display”）（引用により援用される）に説明されるようなビジュアルディスプレイを増倍するための装置を含んでいる。生成された画像をユーザの片方または両方の目に与えるためのシステムを設計する際に、さまざまな要因がしばしば対立する。ユーザにとって満足で、魅力的なディスプレイを提供するだけではなく、眼性疲労をも減少させるように高い品質を有する画像を与えることが望ましいが、しばしば、このような満足のいく画像を生成するために用いられる技術は、軽量、低コストであり、かつ設計、製作および／または修理が相対的に容易にできる装置という目標に反している。これまでの多くの装置は、所望の画質を達成するために、レンズのような、高価であり、かつ重い一連の光学素子を必要としてきた。他の装置は低コストまたは軽量という目標を達成するためにより劣った品質の画像を受入れてきただけである。たとえば、これまでの装置のあるものは平坦な焦点視野をユーザに与えることができていない。他のものは、特に画像の高い観察角で、劣った像コントラストに帰着している。多くの装置は画像生成器の端縁の近くで不要な光をマスクオフするために全体的な画像をユーザに与えてない。したがって、高品質な画像を与え、低コスト、軽量、かつ快適であり、設計、製作および修理等の容易さが向上した個人的なビジュアルディスプレイ装置を与えることが有益であろう。発明の概要この発明のある実施例は、陰極線管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような画像生成器からの画像を観察者の片方または両方の目に投影できるか、または、このような画像を送るとともにそれを、取り巻く環境の直接的な光景と組合すことのできる頭部装着されるディスプレイ（ＨＭＤ）である。コンバイナは、画像をコンバイナのの方に反射する簡単な金属製、誘電式またはフォログラフ式折返しミラーで、目の上に装着されたＣＲＴまたはＬＣＤディスプレイ表面に結像する。この発明のある局面に従って、装置は素子の総数を減少させることによって結像光学器具を簡単にする。この発明のある実施例はＣＲＴまたはＬＣＤのような画像生成器と、球状の金属製、誘電式またはフォログラフ式コンバイナまたはコリレータコンバイナのようなコンバイナと、金属製、誘電式またはフォログラフ式折返しミラーのような折返しミラーとからなる。ある実施例では、所望の品質の高い画像を達成するためにほとんど光学素子が必要とされない。好ましくは、リレーレンズまたは付加的な補正屈折光学器具のようなある光学素子の必要性をなくすことによって、ビジュアルディスプレイが簡略化され、軽量かつ安価になる。ある実施例では、反射結像光学器具だけを用いることなどによって、ビジュアルディスプレイは屈折光学器具なしで単色および／または３色のディスプレイをもたらす。この発明のある実施例では、装置は軽量で視覚的に魅力のある構成を用いながら高品質の画像を与える。ある実施例では、装置は眼鏡のような構造であり、光学器具は画像をユーザの目の位置に届け、好ましくは生成された画像をユーザの左目および右目に届けるように構成され、テンプルピースは眼鏡のようにユーザの頭部の両側で後向きに突出する。ストラップは装置を所望の場所で保持するのに役立つように用いられ得る。ヘッドホンのようなラウドスピーカは同時に起こる映像および音声をユーザに与えるためにユーザの耳の近くに位置決め可能である。ある実施例では、適切に位置決めし、かつ重みを掛けるのにさらに助けとなるようにブレースがユーザの額に接触するために用いられる。この構成は、普通の眼鏡を収容するために、装置とユーザの目との間に十分な空間を残すことが望ましい場合に特に役立つ。好ましくは、頭部装着可能な装置に装着されるようなさまざまな制御装置が利用可能である。たとえば、これらには映像および音声のミュートのようなミュートボタンとボリューム制御装置と画像選択器などとが含まれ得る。好ましくは、嵩張らずに保管または携帯される構成を達成するために、典型的な眼鏡を折り畳むのと同様に、テンプルピースが折り畳まれ得る。ある実施例では、ディスプレイ装置はさらなるコンポーネントを好ましくはスナップで留めて加えることによって変更可能である。たとえば、シースルーのディスプレイを没頭ディスプレイに変換するために光シールドがスナップで留められ得る。頭部位置追跡器コンポーネントは、ユーザの頭部の向き、動き、および／または位置についての指示をたとえばコンピュータおよび／またはビデオゲーム装置に与えるためにスナップで留められ得る。ある実施例では、特に画像の端縁の近くにある、バックライトで照らされたＬＣＤによって発生した画像から生じ得るような画像コントラストの損失を減少または除去するように光学素子が構成される。ある実施例では、高い密度のカラーディスプレイが、カラーシャッタに結合された白または単色のディスプレイという組合せによって設けられる。ある実施例では、シャッタは画像生成器のスクリーンまたは出力面から間隔をあけて配置されており、実質的にユーザの目のすぐ前に位置決めされ得る。別の実施例では、画像生成器の出力面か、または、画像生成器の出力面に隣接した、像面湾曲補正レンズのような光学素子かに隣接してシャッタが配置される。ある実施例に従って、シュラウドが装置のさまざまなコンポーネントを適切に遮蔽、保持および整合する。シュラウドは迷光を塞ぐだけではなく、たとえば折返しミラーおよび／またはコンバイナを保持するように構成できる。ある実施例では、画像の所望の部分を覆わずに不要な光源角を除去するために２つ以上のマスクが画像生成器に設けられる。好ましくは、このようなマスクは、ＬＣＤまたは他の画像生成器、光源、レンズ等のような他の素子を保持するようにも機能できる単一のピースとして与えられる。このような保持器の位置における調節に備えることによって、装置が両眼鏡様式で用いられる場合に、位置格差、特に左の画像生成器と右の画像生成器との間の垂直位置格差を補正することができる。図面の簡単な説明図１は、この発明のある実施例に従う、頭部装着されるディスプレイの斜視図である。図２は、図１の装置の正面図である。図３は、図１の装置の背面図である。図４は、図１の装置の右側の立面図である。図５は、図１の装置の左側の立面図である。図６は、図１の装置の平面図である。図７は、一般に図６に対応する平面図であるが、テンプルピースを折り畳まれた構成で示す。図８は、図４に類似した平面図であるが、その内部コンポーネントを示すために一部が切り取られた部分を有する。図９は、この発明のある実施例に従う光学コンポーネントを示す概略側面図である。図１０は、この発明のある実施例に従う光学シュラウドの斜視図である。図１１は、図１０の光学シュラウドの正面図である。図１２は、図１０の光学シュラウドの側面図である。図１３Ａは、図１０の光学シュラウドの底面図である。図１３Ｂは、図１０の光学シュラウド、折返しミラー、コンバイナおよび視野湾曲補正レンズの部分分解斜視図である。図１４Ａは、この発明のある実施例に従うマスクおよび保持器装置の概略断面図である。図１４Ｂは、この発明のある実施例に従うマスクおよび保持器装置の分解斜視図である。図１５は、さらなるコンポーネントの取付けを示す、図１の装置の斜視図である。好ましい実施例の詳細な説明図１に示されるように、この発明のある実施例は、ビジュアルディスプレイに用いられる電子部品または光学機器のうちのいくらかまたはすべてを好ましくは含む主要コンポーネント１２と左および右のテンプルピース１４ａ、１４ｂとを備える。テンプルピースは、映像出力をユーザの目に届けるのに所望の位置に主要部分１２を補助かつ保持するために用いられ得る。ストラップ１６はユーザの頭部１８に対する所望の位置に装置を保持するのをさらに補うために設けられ得る。額ブレース２２は主要部分１２を適切に位置決めするのをさらに補うために設けられ得る。額ブレース２２はユーザの額に装置の重みのうちのいくらかを伝えるのに役立つ。これは、テンプル１４ａ、１４ｂ、頭部ストラップ１６、および／または、何らかの装置に用いられ得るようなノーズブリッジピースのような、他のコンポーネントを経て実質的に全重みが伝えられるよりも快適な構成を与え得る。図４および図５でわかるように、額ブレース２２は装置の主要部分１２からある距離２４だけ後ろに延びる。結果として、ユーザの目の位置２８とユーザの目の前にある、装置３２の部分との間にユーザの眼鏡を収容するのに十分なある量の空間２６、たとえば約１インチ以上（ある実施例では約２８ｍｍ）がある。ディスプレイ装置への通信またはデータ送信を確立するために接続が行なわれ、示される実施例では、ディスプレイ装置は、左のテンプルピース１４ｂの下側に沿って装着され、接続器３６で終結するケーブル３４を含む。典型的に、接続器３６は、コンピュータ、ビデオカセットレコーダ（ＶＣＲ）、ビデオディスクプレーヤ、ブロードキャストテレビジョン受信機、テレビジョンケーブルまたは光ファイバソース、ゲーム装置、またはビデオ電話サービスのような映像／音声ソース３８（図１５）にデータ送信するか、または他の通信をするのに備えるケーブルに接続される。好ましくは、ケーブル３４は装置に電力を届けるためにも用いられる。他の実施例では、ファイバ光ケーブルを用いるか、または赤外線または電波通信のような無線通信を用いることなどによって、ワイヤケーブルを用いずにデータ通信が行なわれ得る。ある実施例では、ユーザに制御装置を与えることが役立つ。示される実施例では、頭部装着される装置に装着されない（遠隔制御装置または操作卓のような）制御装置を設けることが可能であるが、少なくともいくつかの制御装置が頭部装着される装置上にある。示される実施例では、第１のボタン４２がたとえばミュート機能を与えるために用いられ得る。好ましくは、このボタンが活性化すると、映像ミュートおよび音声ミュートの両方をもたらすために、目下出力されている映像画像が停止され、音声が止められる。しかしながら、ミュート映像だけの制御装置またはミュート音声だけの制御装置を設けることも可能である。好ましくは、ＨＭＤへの電力をターンオフするか、またはデータのスタックを中断することを必要とせずにユーザが少なくとも画像を容易にターンオフできるようにミュート制御装置は構成される（ただし、ある実施例では、ミュートボタンはデータの流れを同時に止めるように構成できる）。ある実施例では、ミュート制御装置はＬＣＤバックライト、ＬＣＤおよび／または音声機能のための電力をターンオフする。好ましくは、現行の制御設定、たとえばモノスコープ／３−Ｄ、ボリューム、コントラストがさらに維持され、たとえば制御装置をリセットする必要なしでユーザが再び見る状態に素早く戻れるようにする。示される実施例では、ロッカスイッチ４４が音声のボリュームのような、ある範囲にわたって変化するパラメータを制御するために用いられ得る。このように制御できる他のアイテムは映像画像の明度、色相またはコントラストと、チャネル選択、画像の明るさ、音声トーン（すなわち、トレブル／バス制御）などのような映像および／または音声ソースの選択とを含む。摺動スイッチ４６はたとえば、左、右または非相対的フレーム位相を選択する別個の選択肢間の選択、立体的光景と非立体的光景との間の選択などのために用いられ得る。１つ以上の可視ディスプレイが設けられ得る。示される実施例では、ＬＥＤ「パワーオン」インジケータが設けられる。他の制御装置および／またはインジケータも用いられることができ、図１の頭部装着される装置のさまざまな表面に装着できる。左および右のラウドスピーカ５２ａ、５２ｂは好ましくは、たとえば、各テンプル１４ａ、１４ｂの装着スロット５６ａ、５６ｂで横に調節できる旋回可能なアーム５４ａ、５４ｂによってテンプルピース１４ａ、１４ｂの端部に移動可能に取付けられる。スピーカ５２ａ、５２ｂが摩擦によって適所に保持され得るか、または、移動止めタイトナー５８ａ、５８ｂがスピーカ５２ａ、５２ｂを所望の位置にしっかりと留めるために用いられ得る。ケーブル６２ａ、６２ｂは所望の信号をラウドスピーカ５２ａ、５２ｂに与えるために用いられる。頭部ストラップ１６は好ましくは左および右のストラップ旋回軸、ループまたはＤリング１７ａ、１７ｂによってテンプル１４ａ、１４ｂに結合される。バックルのような、長さおよび／または堅固さ調節機構がストラップ１６上に設けられ得る。好ましくは、テンプル１４ａ、１４ｂは左および右の蝶番６４ａ、６４ｂを用いて主要部分１２に接続される。蝶番６４ａ、６４ｂはテンプルピース１４ａ、１４ｂを方向６６ａ、６６ｂへと内側に折曲げさせて、図７に示される嵩張らない構成を与える。嵩張らない構成は映像装置を製造することに関連した電子部品の多くまたはすべてを（以下にさらに説明されるように）主要部分１２に配置することによって部分的に達成される。ある実施例では、テンプルピース１４ａ、１４ｂには光学または映像素子または電子部品がほとんどないか全くない（ただし、何らかの実施例ではこれらはたとえばケーブルおよび接続器を含み得る）。結果として、テンプル１４ａ、１４ｂは図７に示されるるように主要部分１２に対してほぼ平坦に折り畳まれることができ、額ブレース２２の下に存在する。このような嵩張らない構成のために、発送、保管、輸送などが容易になる。ある実施例では、画像７２を生成するのに用いられる電子部品の実質的にすべてが図８に示されるように装置の主要部分１２の上部部分に含まれる。この目的のために用いられる電子部品は、ビデオデコーダのアイピースに映像画像を生成するのに用いられる電子器具のように、映像画像を生成するための技術において一般に周知であり得、たとえば電源、（たとえば、到着したデータが画像生成器の適切な位置に送られることを確かにするための）タイミング回路、バッファメモリまたは他のメモリ装置、および／または画像処理装置回路を含み得る。映像信号を構成する電気信号は、画像生成器７４によって単一の画像、または一連の画像、たとえば、シミュレート運動に変換される。画像生成器２は、陰極線管（ＣＲＴ）と発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と電界放出装置（ＦＥＤ）とレーザダイオードアレイのようなレーザ装置とを含む、どのような複数個のカラーまたは単色結像装置であってもよい。この目的のために用いられ得るＬＣＤの一例は、たとえばセイコー・エプソン社（Seiko Epson Corporation）から入手可能なＭｏｄｅｌＦ０７ＫＭ２００である、カムコーダのファインダに通常よく用いられる型の０．７″対角ＬＣＤである。日立（Hitachi,Inc.）から入手可能な１インチ対角ＬＣＤのような他の大きさおよび型のＬＣＤも用いられ得る。好ましくは、ＬＣＤ装置は、白熱照明具、蛍光照明具、エレクトロルミネセンスおよび周囲照明具のような多数のバックライト装置のいずれを用いてもバックライトで照らされる能力を含む。画像生成器７４が一旦光学画像を生成すると、画像生成器からの光がさまざまな光学素子によって構成されて、ユーザの目の位置２８に所望の画像を届ける。多数の異なった光学構成がこの目的のために用いられることができ、それは、それぞれ本明細書に引用により援用される１９９２年２月７日に出願された米国特許第５，３０３，０８５号の分割出願である、１９９３年１１月１２日に出願されたＵＳＳＮ０８／１５０，９９６「光学的に補正されたヘルメット装着式ディスプレイ」（“Optically Corrected Helmet Mounted Display”）、または、本明細書と同じ日付で出願され、引用により援用されるＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ９４／号（代理人事件番号１６４８６−５ＰＣ）「パーソナルビジュアルディスプレイ」（“Personal Visual Display”）を含む。図８に示される実施例では、光学装置は画像生成器７４と、焦点の実質的に平坦な視野をユーザに与えるための平凹または凹凸レンズ７６のような視野補正装置と、画像生成器からの画像の少なくとも一部をコンバイナ８２の方に反射するための折返しミラー７８とを含む。コンバイナ８２は折返しミラー７８から受けた画像の少なくとも一部を折返しミラー７８を介してユーザの目の位置２８の方へ反射し、好ましくは（たとえば、その実質的に球状である表面から反射することによって）画像を拡大し、コンバイナが少なくとも部分的に透明である実施例では、画像光を環境からの光と組合せて、同時に起こる、環境の光景と生成された画像とをユーザに与える。好ましくは、コンバイナは画像光のための主要な拡大素子となる。光学素子は、画像の拡大をもたらすならば「電力を与えられる」素子と称される。このアイテムは都合上「コンバイナ」と称されるが、ある実施例では、コンバイナは以下にさらに説明されるように画像光を環境光と組合せずに用いられ得る。示される実施例では、画像生成器２は実質的に折返しミラー１の上方に装着される（目の位置５とコンバイナ４との間の軸が実質的に水平であるように装置が方向付けられるときに垂直に上であることを意味する）。この構成を参照して、画像光は画像生成器２から折返しミラー１の方へ下向きに移動する。画像光は折返しミラー１によってユーザの目５から離れた実質的に水平の方向へと少なくとも部分的に反射され、コンバイナ４の方へ向かう。コンバイナ４では、画像光は折返しミラー１の方へ少なくとも部分的に逆反射される。ユーザが画像または環境光を同時に見る実施例では、環境からの光は実質的に透明なコンバイナ４を通過し、コンバイナ４から反射された画像光に沿って移動して組合された光を生じる。ユーザが環境を見ることができずに生成された画像だけを見る実施例（「没頭」装置と称される）では、コンバイナは実質的に十分に反射性があり、実質的に非透過性であり得る。画像光および／または組合された光は折返しミラー１を介してユーザの目５の方へ少なくとも部分的に透過される。取り巻く環境から観察者の目に渡る光があるならば、その量はコンバイナの表面に置かれたコーティングと折返しミラーとによって制御される。多くのアプリケーションでは、ユーザにカラー画像の印象を与えることが望ましい。フルカラーの画像は、赤、緑および青成分のような別個のカラー成分を表示することによって達成できる。カラー映像画像を与えるための最新の技術は、さまざまな成分のカラーが空間または時間において互いからずれるように整えられる。たとえば、典型的なテレビジョンスクリーンでは、所与の画像ピクセルに対する赤、緑および青の位置が空間においてずらされたピクセルの３つ組を形成する。すなわち、これは同じ位置ではなく互いに隣接して存在する。これは、ピクセル密度が他の方法よりもおそらく高くない結果として、必然的にピクセル３つ組の平均的な大きさを高める。別のアプローチは、所与のピクセルに対する赤、緑および青のカラーをみな同じ位置で異なった時間に与えるように成分カラーを時間においてずらすアプローチである。このように、着色された画像を１秒当り６０フレームの割合で与えることが望ましい構成では、各フレームは３つのサブフレームに分割され、各カラーに対する１つでは、たとえば赤のフレーム、緑のフレーム、青のフレーム、赤のフレームなどの繰返すパターンで１秒当り約１８０回の割合でサブフレームが表わされるようにされる。時間においてずらされるカラー画像を達成する１つの方法はカラーシャッタを用いることによってである。カラーシャッタは、全画像区域にわたってカラーシャッタを与え、３つの画像カラー（赤、青、緑）の間でたとえば１秒当り１８０回急速に切換えできる電気的に駆動される装置である。カラーシャッタの１つの型はテクトロニクスＥＸ１００ＨＤ１インチカラーディスプレイシステム（Tekt ronix EX100 HD 1 inch Color Display System）に備えられるものである。このようなカラーシャッタは単色（または、黒および白）映像画像生成器のスクリーンの表面に直接装着できる。単色画像生成器は次に、所望の最終的な画像のそれぞれのカラー成分における黒および白の画像をたとえば１秒当り１８０フレームで生じるように構成される。このように、第１の（赤い）サブフレームを生じるために、黒および白の画像生成器は画像の第１のフレームにおける赤い成分の黒および白の画像を生じ、カラーシャッタは赤い光だけを透過するように構成される。１／１８０秒後の次のサブフレームの間、単色生成器は画像の青い成分の黒白画像を生成し、カラーシャッタは青い光だけを透過するように構成される。第３のサブフレームの間、単色画像生成器はフレームの緑の成分の黒白画像を出力し、カラーシャッタは緑の光だけを透過するように構成される。結果として生じる画像は十分に着色されているようにユーザに見えるが、所与のピクセルに対する３つのカラーはちょうど同じ位置にある。すなわち、ピクセルのカラー成分の位置は物理的に分離されていない。カラーシャッタアプローチは高い強度のカラー画像を与えるのに役立つが、軽量かつ高品質の頭部装着されるディスプレイという状況においてはこれまでに与えられていない。典型的に、過去の光学構成は、遠隔的に装着されたＣＲＴからの画像をユーザの目に送るために、リレイレンズシステムと関連してたとえば単色のＣＲＴを用いてきた。このことで典型的にシステムが重くなり、しばしば、ヘルメット装着式の型や軍事用に主に適した型となった。カラーシャッタをレンズ８６のもののような実質的に曲がった表面にわたって満足のいくように位置決めかつ整合することは難しいことがわかっている。ほとんどの場合、このような位置決めは非常に小さい観察開口を生み出し、装置の使用を困難かつ不快にすることがわかっている。したがって、この発明のある実施例はカラーシャッタを出力スクリーン上に直接位置決めするアプローチから離れ、代わりに、図９に示される位置のように、光路にさらに遠くで沿う位置にカラーシャッタ８８を位置決めする。図９に示されるように、カラーシャッタ８８は折返しミラー７８とユーザの目の位置２８との間に置かれ得る。これは曲がった表面８６にシャッタを配置する困難さを避け、（フィルタが恐らくは光を二度フィルタ処理するように）光路が２つ以上の方向に延びる、折返しミラー７８とコンバイナ８２との間の領域のような領域にカラーシャッタを配置することを避ける。図９に示されるように、カラーシャッタ８８がレンズ８６の下方に位置決めされるならは、折返しミラー７８とコンバイナ８２との間で光を二重フィルタ処理することで干渉するのを防ぐために装置の高さ９２を増すことが必要であろう。装置の高さを増すと、観察開口の拡大または縮小が減少する。多くのアイテムがユーザに高品質の画像を届けるという点を台無しにし得ることがわかっている。画像が劣化し得るのは、画像生成器またはさまざまな光学素子が、互いに対しておよび／またはユーザの目の位置に対して正確な位置に配置されていないからである。画像が劣化し得るのは、迷光、すなわちユーザに届けられるのが望ましいもの以外の光が画像および／または所望の環境光と組合せられ得るからである。高品質の維持とともに低コストおよび軽量という目標を達成するために、この発明の実施例は、迷光を遮蔽し、かつ光学素子の正確な位置決めをもたらすという２つの機能のために用いられ得る光学シュラウドをもたらす。図１０に示される実施例では、シュラウド１１２は画像光が入るための開口部１１６を有する上部表面１１４を有する。上部部分１１４の下方には左および右のサイドウォール１２２ａ、１２２ｂとフロア部材１２４とによって規定されるチャンバ１１８がある。図１１および図１３でわかるように、サイド部材１２２ａ、１２２ｂは好ましくはたとえば（ユーザの視界における真っ直ぐな軸１２８に対して）約１０°から約３０°の間、好ましくは約１０°から約２５°の間、さらに好ましくは約１５°の角度１２４で外側に（すなわち、目の位置から離れた方向に）張り出す。示される実施例では、シュラウドの先端１１４は画像生成器出力の平面と実質的に平行な平面１３１を規定する。示される実施例では、フロア１２４は上部平面１３１に対して約１０°から約２５°の間、好ましくは約１０°から約２０°の間、さらに好ましくは約１２°である角度１３２で下向きに張り出されている。フロア１３４ｃの前端縁の近くにある溝はコンバイナに対応する湾曲で曲がっている。この溝はリセス１３４ａおよび１３４ｂと関連して、図１３Ｂに示されるようにコンバイナ８２が正確な位置に配置されることを確実にするようにコンバイナを装着するために用いられる。位置決めした後、コンバイナはたとえば接着剤、超音波溶接、インターロッキングタブおよびスロット、ラッチ、ガスケットなどによって適所に保たれ得る。サイドウォール１２２ａ、１２２ｂとサイドウォールの内部を斜めに延びる線に沿って交差する想像上の平面を規定するレッジ１３６、１３７、１３９は、図１３Ｂに示されるように他の光学コンポーネントに対して正確な位置に折返しミラー７８を装着するために用いられる。位置決めした後、折返しミラーはたとえば接着剤、超音波溶接、インターロッキングタブおよびスロット、ヒートステーキング、ラッチ、ガスケットなどによって適所に保たれ得る。先端１１４、フロア１２４およびサイドウォール１２２ａ、１２２ｂと、特にフロア１２４および外部サイドウォールとは通常よく画像劣化をもたらす型の迷光から光学器具を遮蔽するのに特に役立つ。このような迷光の一例はユーザの明るい色のシャツから上方に跳ね上がり得る光であろう。シュラウドもまた、少なくともチャンバ１１８内に取囲まれた光学器具の表面上で塵、摩耗、掻き傷などから光学コンポーネントを保護する。光学器具を保護するのを補うために、透明な塵カバー１４１がたとえば折返しミラー７８とユーザの目との間で位置決めされ得る。示される実施例では、上部表面１１４から突出するピン１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃが、平凹レンズ７６のような像面湾曲補正装置を、たとえばレンズ７６の対応する孔１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、と噛み合うことによって整合させるのを補う。レンズ７６はピン１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃの端部をヒートステーキングするかヒートドーミングすることによってか、または接着剤、超音波溶接、クランプ、ラッチなどのような他の手段によってシュラウド１１２に取付けできる。タブ１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃはシュラウド１１２を頭部装着されるディスプレイ装置の主要部分１２に整合および／または取付けするために設けられる。一体化されたシュラウドも用いられ得るが、ある実施例では、たとえば図１に示されるように分離したシュラウド１１２が左および右の光学器具に対して設けられる。示される実施例はさまざまな光学コンポーネントを整合および／または保持するためのリセス１３４ａ、１３４ｂと溝１３４ｃとレッジ１３６、１３７、１３９とピン１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとを示すが、タブ、ねじ山、軌道、レール、ばね台、ガスケット、ラッチのような、保持するための他の装置が用いられてもよい。シュラウド１１２はプラスチック、金属、セラミック、繊維強化樹脂などを含む多数のコンポーネントから作られ得る。シュラウド１１２は孔、スロット、または、装置の他のアイテムに対して正確な位置に（コントラスト向上光学器具のような）他の光学器具へのシュラウドの接続を容易にするための他の形状を含んでもよい。別の整合問題は画像生成器によって提起される。もちろん、画像生成器は視野補正レンズ８６、折返しミラー７８などのような他の光学器具に対して正確に位置決めされなければならない。ある画像生成装置、特にＬＣＤアレイはＬＣＤの画像区域の周辺に光が透過する結果として画像劣化を受ける。典型的に、ＬＣＤはバックライトで照らされており、多くのＬＣＤが長方形の形状をしたマスクをＬＣＤの端縁のまわりに用いて、観察者がＬＥＤの活性区域を取り巻く明るい輪郭を見ることを回避してきた。ＬＣＤがある厚さ（典型的に約２．５ｍｍ）を有する事実のために、典型的にコリメイトされない、たとえばバックライトからの望ましくない光がＬＣＤを介して、出力面にとっては通常ではない角度でＬＣＤに移動し、ＬＣＤの活性区域までしか延びていなかった出力面上のマスクが望ましくない光を十分には覆わないであろう。図１４Ａはバックライト２０２、活性ＬＣＤ区域２０４、周辺ＬＣＤ回路２０６、およびマスク２０８の断面図を示す。この構成でわかるように、ＬＣＤ２０４を介して移動する光だけが矢印２１０によって示されるような通常の方向に移動するならば、マスク２０８は十分に効果的であろう。しかしながら、ＬＣＤ２０４の面にとって通常ではない方向でバックライト２０２から光が移動するので、いくらかの光２１２はＬＣＤ２０４を斜めに移動し、マスク２０８を抜かす。これまでの装置ではこの理由のため、ＬＣＤの端縁のまわりの望ましくない斜めの光を防ぐために、マスク２０８は典型的に恐らくはＬＣＤの全活性区域よりも小さい開口部２１４を典型的に設けられた。このことによってわかったのは、ＬＣＤ画像の端縁がマスクされるので、ＬＣＤによって生成された画像のうちのある量が無駄になったということである。したがって、この発明のある実施例は、ＬＥＤ７２の外表面に隣接した１つのマスク２２２（図１４Ｂ）と、ＬＣＤ位置２２６とバックライト２２８の位置との間のもう１つのマスク２２４という少なくとも２つのマスクを設けることを含む。好ましくは、第１のマスク２２２および第２のマスク２２４の両方が、ＬＣＤの活性区域に実質的に等しく、かつ一致する開口部または窓２３２、２３４をそれぞれ有する。好ましくは、第１のマスク２２２は第２のマスク２２２、２２４および／またはＬＣＤ装置７２を適切に整合するためのサイドウォール２３７ａ、２３７ｂ、２３７ｃを含む保持器２３６と一体的に形成されて、マスクし、かつＬＣＤアレイに対してマスクを適切に位置決めかつ整合するための正確かつ安価な方法を与える。代わりに、マスク２２２、２２４を単一のマスク／ＬＣＤ−保持器の一部として設けることが可能である。ある実施例では、マスク／保持器は保持器は頭部装着されるディスプレイ装置の主要部分１２に装着するための孔２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃをも含む。保持器２３６が画像ソース、バックライト、レンズなどのようなアイテムを装着するための（図示されないねじ穴、ボス、溝、レールなどのような）装置を含むことも可能である。ある実施例では、マスク／保持器２３６には装置の主要部分１２内にマスク／保持器を調節可能に装着するための手段が与えられる。調節可能であることは２つの目の位置の間の画像格差を防ぐために役立つ。画像格差は部分的に、ＬＣＤの活性区域が製造上の公差のために、装置端縁に対して各ＬＣＤ装置の同じ位置に正確に配置されないかもしれないという事実から生じる。格差は典型的に水平および垂直方向に約±０．２５ｍｍ内である。水平および垂直の両方の格差の調節に備えることは可能であるが、垂直の格差（すなわち、左および右の画像の対応する部分が上下軸に沿って互いにずれているように観察者に見える格差）に対するほど水平の格差（すなわち、左および右の画像の対応する部分が左右軸に沿って互いにずれていると観察者に見える格差）に対して人間の視覚が敏感ではないことが示されている。したがって、示される実施例では、左および右の画像の垂直の格差から生じ得る眼精疲労をたとえば取除くために、移動ねじ配置２４４ａのような光学調節機構が２つの画像を垂直に整合するために設けられ得る。ねじ２４４ａを回転させることによって、保持器２３６に取付けられたトラベラ２４６ａは垂直的に上下に（すなわち、軸２４７に沿って）移動し、所望の垂直的な調節がこのように達成できる。垂直の格差を調節する他の方法は、ラックおよびピニヨン調節ならびにシムの使用と、（他の歪みをもたらす代償に）コンバイナを傾けることが含まれる。同様の調節機構２４４ｂ、２４６ｂが一方の目のための画像の焦点を他方に対して調節するために設けられ得る。頭部装着されるディスプレイのためのある用途のために、同時に起こる環境の光景と生成された画像とをユーザに与えることが望ましくなる。他の用途は環境を除いた画像だけの光景を与えることを好ましくする。上述のように、ある実施例では、画像光と環境からの光とを組合せるためにコンバイナを用いて環境の光景がもたらされ得る。画像のみまたは「没頭」装置を与えるように、十分に反射性があり、実質的に球状であるミラーを設けることができる。しかしながら、装置は好ましくはユーザによって所望されるようないずれかの型の画像を与えるために用いられ得る。環境の光景を達成する選択はユーザに任せることが特に有益であると考えられている。なぜなら、ユーザは装置を着用しながら適切かつ安全に動くためにこのような光景を必要とし得るからである。図１５に示される実施例では、シールド３０２がコンバイナ８２の外部区域の上にスナップで嵌めることができるように構成され、こうして、（「シースルー」、「透過性のある」または「ヘッドアップ」とも呼ばれる）環境的光景装置を没頭光景装置へと変換する。シールドが適所に保持できるのはスナップ３０４のような多数の機構によってか、または、タブおよびスロット装置、商品名ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）の下で販売されるようなフックおよびループ装置、または、（フリップアップシールドのような）さまざまなラッチまたは旋回軸によってである。シールド３０２はプラスチック、金属などを含む多数の材料から作られ得る。機械的に取付または除去できるシールドをもたらすのに加えて、コンバイナ８２を通る光の透過率も、電気機械的に制御される虹彩のような他の装置、光化学的に活性化されるコーティング、または電気的に活性化されるコーティングによって制御できる。頭部装着されるディスプレイの多くの用途において、ユーザの頭部の位置、姿勢、所在および／または動きに関する情報を集めることが望ましい。この情報は、「バーチャルリアリティ」またはシミュレートされた環境をユーザに与え、さまざまな角度などからシミュレートされた物体を観察するためのさまざまな表示された画像を介してユーザに操縦させるような多くの目的のためにユーザの目へと生成される画像を制御するために用いられ得る。慣性追跡、電磁追跡、ホール効果追跡、マグネト抵抗追跡、電解チルト感知およびフラックスゲート追跡のような目的のために、多くの追跡装置が用いられ得る。この発明のある実施例に従うと、追跡装置はユーザに追跡装置を適宜取付けかつ取外しさせるように構成される。図１５に示される実施例では、たとえばテンプル１４ａ、１４ｂの端縁に係合するように構成された可撓フックアタッチメントを用いて、追跡装置３１２が装置のテンプル１４ａ、１４ｂのいずれかに取付けられてもよい。用いられ得る他のアタッチメント装置はラッチ、クランプ、および／または（商標名ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）の下で販売されるような）フックおよびループ材料を含む。この目的のために用いられ得るある追跡装置はアセンション・テクノロジー社（Ascension Technology Corp.）によって商品名The Bird（商標）の下で販売される製品である。示される実施例では、追跡器３１２はたとえばコンピュータに情報を送るためにそれ自体のケーブルを有する。ＨＭＤケーブルにわたって追跡情報を送るために結合器および配線を設け、含まれる別個のケーブルの数を減少させることも可能である。スナップで嵌められるかまたは他の方法で遠隔的に装着可能な追跡器は追跡器が望ましくない場合にその嵩および重みなしでやっていく決定をユーザに任せるが、別の実施例では、２つ以上の追跡器が頭部装着されるディスプレイ装置に一体的に組み込まれ得る。上の説明を考慮して、この発明の多くの利点が理解できる。この発明は低コストかつ軽量で頭部装着されるディスプレイに高品質の画像をもたらす。この装置は容易に保管かつ輸送でき、その低コストさおよび装着の容易さのためにユーザに快適感を与え、映像および音声の制御が可能であり、ユーザの頭部の大きさと耳および目の位置とに対処するように容易に調節可能であり、高い強度、好ましくはカラー画像を与え、整合、製造、設計および修理の容易さを与え、映像、音声または没頭特性を制御するような、ユーザによる制御の容易さを与え、追跡器が取付けられるかどうかをユーザに選択させる。この発明の多くの変形および変更もまた用いられ得る。示される装置が両眼鏡であるが、単眼鏡装置もまた用いられ得る。示されるものよりも多いかまたは少ない制御装置も用いられ得る。この発明の多くの局面が他の局面をもたらさずに用いられ得、たとえば、カラーシャッタをもたらさずに眼鏡のような畳み込めるスタイルを与えることが可能である。この発明は好ましい実施例とある変形および変更とによって説明されたが、他の変形および変更もまた用いられることができ、この発明は以下の請求の範囲によって規定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者アマドン，シー・グレゴリーアメリカ合衆国、98102 ワシントン州、シアトル、イー・ブレイン・ストリート、 1017 (72)発明者マック・ジュニア，ウォルフガング・アダムアメリカ合衆国、98112 ワシントン州、シアトル、シックスティーンス・アベニュ・イー、525、ナンバー・203 (72)発明者ニコラ，レオアメリカ合衆国、ワシントン州、ベルビュー、エス・イー・クーガー・マウンテン・ドライブ、17130

Claims

【特許請求の範囲】１．ユーザのためのビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する第１の出力表面を有する単色画像生成器と、前記出力表面から間隔をあけられ、それを介して透過される光のカラーを制御するためのカラーシャッタと、画像生成器から画像光を受け、前記画像光の少なくとも第１の部分を反射するように位置決めされた折返しミラーと、前記折返しミラーから前記画像光の前記第１の部分を受け、前記画像光の少なくとも第２の部分を反射するように位置する反射コンバイナとを含み、前記画像光の少なくともいくらかは前記折返しミラーを介してユーザの目の位置に透過され、前記画像生成器からの光路を前記折返しミラーおよび前記コンバイナに与え、前記折返しミラーを逆に介してユーザの前記目の位置に与える、装置。２．実質的に平坦な焦点視野で前記画像光を前記ユーザに与えるための手段をさらに含む、請求項１に記載のビジュアルディスプレイ装置。３．前記画像光の範囲にわたって高いコントラストを維持するための手段をさらに含む、請求項１に記載のビジュアルディスプレイ装置。４．前記カラーシャッタは前記折返しミラーとユーザの前記目の位置との間に位置決めされる、請求項１に記載のビジュアルディスプレイ装置。５．ユーザのためのビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する第１の出力表面を有する画像生成器と、前記出力表面から間隔をあけられ、それを介して透過される光のカラーを与えるためのカラーシャッタ手段と、画像生成器から画像光を受け、前記画像光の少なくとも第１の部分を第３の方向に反射するように位置決めされた折返しミラーと、前記折返しミラーから前記画像光の前記第１の部分を受け、前記画像光の少なくとも第２の部分を反射するように位置する反射コンバイナとを含み、前記画像光のいくらかは前記折返しミラーを介してユーザの目の位置に透過される、装置。６．ユーザのためのビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、少なくとも下部表面および側部表面を有するシュラウドとを含み、前記シュラウドは前記光学素子の少なくともいくらかを予め定められた空間的関係で、実質的に環境から密閉して保持するための一体化した光学保持器を有し、さらに、画像生成器、光学素子およびシュラウドをユーザの頭部に装着するように構成された保持器を含む、装置。７．前記画像生成器を前記光学素子と整合させるための手段をさらに含む、請求項６に記載の装置。８．前記画像生成器を前記保持器と整合させるための手段と前記シュラウドを前記保持器と整合させるための手段とをさらに含む、請求項７に記載の装置。９．ユーザのためのビジュアルディスプレイ装置であって、画像ソースからの画像情報に応答して画像光を出力するための画像生成手段と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるための光学手段と、ユーザの目の位置への迷光の透過を遮りながら、前記画像生成器を保持し、前記画像生成器に対する予め定められた空間的関係で前記光学素子の少なくともいくらかを保持するための手段と、画像生成手段および前記光学手段を前記保持するための手段に装着するための手段とを含む、装置。１０．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器のためのバックライトと、前記バックライトと前記画像生成器との間の第１のマスクと、前記画像生成器と前記光学器具との間の第２のマスクと、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子とを含む、装置。１１．前記画像生成器は画像の高さと画像の幅とを有する画像を出力し、前記第２のマスクは、前記画像の高さにほぼ等しいかそれよりも大きい高さと前記画像の幅にほぼ等しいかそれよりも大きい幅とを有する開口を規定する、請求項１０に記載の装置。１２．前記第１のマスクと第２のマスクとは別々に形成される、請求項１０に記載の装置。１３．前記第１のマスクと前記第２のマスクとの少なくとも１つは前記第１のマスクと前記第２のマスクとを整合させるための手段に結合される、請求項１０に記載の装置。１４．前記第１のマスクと前記第２のマスクとの少なくとも１つは前記画像生成器に整合させるための手段に結合される、請求項１０に記載の装置。１５．前記第１のマスクと前記第２のマスクとの少なくとも１つは前記光学素子の少なくとも１つを整合させるための手段を含む、請求項１０に記載の装置。１６．前記第１のマスクと第２のマスクとは単一のピースに形成される、請求項１０に記載の装置。１７．ユーザのための頭部装着されるディスプレイ装置であって、第１および第２の画像光を出力する左および右の画像生成器と、前記左および右の画像生成器から前記第１および第２の画像光を受け、前記第１および第２の画像光の少なくとも部分をユーザの左および右の目の位置に与えるように構成された光学素子とを含み、左および右の光路が規定され、さらに、画像格差または焦点を補正するために、左および右の画像生成器の少なくとも１つの効果的な位置を調節するための手段と、画像生成器、光学素子およびシュラウドをユーザの頭部に装着するように構成された保持器とを含む、装置。１８．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、取外し可能に装着されるシールドとを含み、装着されると、前記シールドは環境光と前記画像光とが混ざるのを実質的に防ぎ、取外されると、前記画像光と環境光との組合せがユーザに環境の少なくとも部分的な光景を与えることを許し、さらに、画像生成器、光学素子およびシュラウドをユーザの頭部に装着するように構成された保持器とを含む、装置。１９．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力するための画像生成器手段と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるための光学手段と、第１の構成と第２の構成との間で選択可能なシールド手段とを含み、前記第１の構成では、前記シールドが環境光と前記画像光とが混ざることを実質的に防ぎ、前記第２の構成では、前記画像光と環境光との組合せがユーザに環境の少なくとも部分的な光景を与えることを許し、さらに、画像生成器、光学素子およびシュラウドをユーザの頭部に装着するように構成された保持器とを含む、装置。２０．前記シールド手段は引き離し可能な不透明のシールド、作動可能な虹彩、電気化学的に活性されるコーティングおよび光化学的に活性化されるコーティングの１つを含む、請求項１９に記載の装置。２１．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、画像生成器、光学素子およびシュラウドを、ユーザの額に接触するように構成されたブレイスを含んでユーザの頭部に装着するように構成された保持器とを含み、前記光学素子はユーザの目の位置から少なくとも約１インチ間隔をあけられる、装置。２２．ユーザの額に対して前記ブレイスを保持するためのストラップをさらに含む、請求項２１に記載の装置。２３．前記ブレイスは前記保持器に対して、少なくとも、旋回可能な部分を含む、請求項２１に記載の装置。２４．前記ストラップの効果的な長さを調節するための手段をさらに含む、請求項２２に記載の装置。２５．前記ストラップはループを用いて前記保持器に結合される、請求項２２に記載の装置。２６．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器から画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、画像生成器、光学素子およびシュラウドをユーザの頭部に装着するように構成された保持器と、ユーザの額に接触するように構成されたブレイス手段とを含み、前記光学素子はユーザの目の位置から少なくとも約１インチ間隔をあけられる、装置。２７．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、画像生成器および光学素子をユーザの頭部に装着するように構成された保持器と、音を与えるための少なくとも１つのスピーカと、前記スピーカに機能上結合され、前記音をミュートさせるためのボタンとを含む、装置。２８．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、画像生成器および光学素子をユーザの頭部に装着するように構成された保持器と、前記画像生成器に機能上結合され、前記画像光の生成を中断するためのボタンとを含む、装置。２９．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、画像生成器および光学素子をユーザの頭部に装着するように構成された保持器と、前記画像光の前記出力を中断するためのユーザ始動可能な手段とを含む、装置。３０．前記ユーザ始動可能な手段は前記保持器に装着される、請求項２９に記載の装置。３１．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する画像生成器と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、画像生成器および光学素子をユーザの頭部に装着するように構成された保持器と、ユーザの頭部の動きまたは位置の指示を出力するための取外し可能に装着された追跡モジュールとを含む、装置。３２．ユーザのための頭部装着されるビジュアルディスプレイ装置であって、画像光を出力する光学生成器と、前記画像生成器から前記画像光を受け、前記画像をユーザの目の位置に与えるように構成された光学素子と、画像生成器および光学素子をユーザの頭部に装着するように構成された保持器と、ユーザの頭部の動きまたは位置の指示を出力するための追跡モジュールと、前記頭部装着されるディスプレイに前記追跡モジュールを取外し可能に装着するための手段とを含む、装置。３３．画像のビジュアルディスプレイをユーザに与えるための方法であって、画像光を少なくとも第１の方向に出力する画像生成器を設けるステップと、折り返しミラーによって前記画像光を受け、前記画像光の少なくとも第１の部分を第２の方向に反射するステップと、前記折り返しミラーから前記画像光を受け、前記画像光をユーザの目の位置に向かう方向に反射させることによって前記画像光を拡大させるステップと、カラー画像光を与えるためにカラーシャッターを位置決めするステップと、少なくとも前記折り返しミラーおよび反射コンバイナを少なくとも下部表面および側部表面を有するシュラウドに装着するステップと、前記画像生成器に隣接してバックライトを位置決めするステップと、前記バックライトと前記画像生成器との間に第１のマスクを位置決めするステップと、前記画像生成器と前記折り返しミラーとの間に第２のマスクを位置決めするステップと、ユーザの頭部に前記保持器を位置決めするステップとを含み、前記シュラウドは眼鏡を収容するように前記ユーザの目の位置から少なくとも１インチ間隔をあけられ、さらに、音を与えるために前記保持器に対して少なくとも１つのスピーカを装着するステップと、前記音および前記画像光の少なくとも１つをミュートさせるために、前記保持器上に装着されたボタンを始動させるステップと、ユーザの頭部の動きまたは位置の指示を出力するために追跡モジュールを遠隔的に装着するステップとを含む、方法。