KR20070118648A - 내부 전반사 이미지를 이용하는 광학 시스템 - Google Patents

내부 전반사 이미지를 이용하는 광학 시스템 Download PDF

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KR20070118648A
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노아 엠. 렌징
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마이뷰 코포레이션
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Abstract

헤드 장착 디스플레이용 광학 시스템은 두 개의 평행면을 가지는 도광관을 포함하며, 두 개의 평행면을 따라 모드가 내부 전반사에 의해 이동할 수 있다. 조명 요소는 모드의 선택을 허용하여 원하는 모드가 도광관을 따라, 축방향으로 또는 내부 전반사에 의해 전달될 수 있다.

Description

내부 전반사 이미지를 이용하는 광학 시스템 {OPTICAL SYSTEM USING TOTAL INTERNAL REFLECTION IMAGES}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2005년 3월 22일에 출원된, 미국 가특허 출원 제 60/664,254호의 35 U.S.C. §119(e) 하에서의 이익을 청구하며, 이 미국 가특허 출원은 본 명세서에서 참조된다.
연방정부에 의해 지원된 연구 또는 개발에 관한 진술
본 발명은 미국 육군 항공 및 미사일 사령부 사업 제 N31P4Q-04-C-R280 하에서 이루어 졌다. 정부는 본 발명에 대한 소정의 권리를 가진다.
안경 렌즈 또는 얼굴 마스크 광학판을 통한 이미지의 전파가 공지되어 있다. 예를 들면, 미국 특허 제 5,886,822호를 참조하라. 여기서 도 1을 참조하면, 빛이 축선방향으로 지향되며, 외부면 렌즈로부터의 반사는 바람직하지 않다. 또 다른 공지된 실시예는 렌즈의 두께를 감소시키기나, 시야를 증가시키기 위해 렌즈 또는 플레이트의 표면으로부터의 내부 전반사의 이용을 논의한다. 예를 들면, 미국 특허 제 6,384,982호를 참조하라.
헤드 장착 디스플레이용 광학 시스템이 제공되며, 이 광학 시스템은 축선방향으로 또는 내부 전반사에 의해 도광관을 따른 전달을 위해 목표 모드의 선택을 허용한다. 더욱 특별하게는, 상기 시스템은 두 개의 평행면을 가지는 중실(solid) 광학 요소를 포함하는 도광관을 포함한다. 이미지 소스는 디스플레이 요소 및 하나 이상의 광원을 포함하는 조명 요소를 포함한다. 이미지 소스는 이용자의 눈으로 전달하기 위해 도광관 내로 빛을 지향시킨다.
조명 요소와 디스플레이 요소 사이의 조준 시스템은 집광 렌즈 요소 및 집광 렌즈 요소의 초점 길이에 위치하는 조리개를 포함한다. 일 실시예에서, 조리개 및 광원은 집광 렌즈 요소의 축선을 따라 위치하여 도광관을 따라 두 개의 평행면으로부터의 내부 전반사에 의해 전달가능할 수 있는 조명 요소로부터 모드가 도광관으로 유입되는 것을 방지한다.
또 다른 실시예에서, 조명 요소는 추가의 광원을 포함하고, 조준 시스템은 추가의 조리개를 포함한다. 추가의 광원 및 추가의 조리개는 집광 렌즈 및 디스플레이 요소의 축선으로부터 벗어나 위치하여, 조명 요소로부터의 모드가 도광관으로 들어가서 두 개의 평행면의 내부 전반사에 의해 도광관을 따라 전달된다.
추가 실시예에서, 조명 요소는 다수의 광원을 포함하며, 조준 시스템은 다수의 조리개를 포함하며, 각각의 조리개는 광원과 관련된다. 이러한 방식으로, 다수의 모드는 도광관으로 전달될 수 있으며, 모드 중 적어도 일 부분이 도광관의 두 개의 평행면으로부터 내부 전반사에 의해 전달된다. 광원은 차례로 상이한 이미지를 동시에 제공하기 위해 조명될 수 있다. 광원은 동시에 조명될 수 있어 넓은 시야를 가진 이미지를 제공하도록 한다. 광학 시스템은 수 개의 모드의 출사 동공이 중복되도록 형성될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 후술되는 상세한 설명으로부터 더욱 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 종래 기술의 광학 시스템의 개략도이고,
도 2는 광학 시스템의 내부 전반사의 하나의 모드의 개략도이고,
도 3은 도 2의 광학 시스템의 내부 전반사의 반대 모드의 개략도이고,
도 4는 단일 광학 시스템 내에 조합된 다양한 허상의 개략도이고,
도 5는 좌측 및 우측 허상을 제거하기 위한 광학 시스템의 개략도이고,
도 6은 모드가 선택된 허상을 조명하기 위해 선택될 수 있는 광학 시스템의 개략도이고,
도 7은 다양한 내부 전반사 모드가 선택될 수 있는 광학 시스템의 개략도이고,
도 8은 다양한 내부 전반사 모드가 선택될 수 있는 추가의 광학 시스템의 개략도이다.
본 발명의 목적은 렌즈를 통한 빛의 전파를 제어하여 가능하게는 렌즈 표면으로부터 내부 전반사를 가능하게 하거나 상기 내부 전반사를 제거하기 위한 것이다. 이러한 제어는 LCD를 제거하기 위하여 이용된 역광 시스템의 설계를 통하여 얻어진다.
우리는 렌즈 또는 플레이트가 도파관이 되는 것으로 고려할 수 있으며, 도파관 내에는 도파관 표면으로부터 어떠한 반사도 요구하지 않는 축방향 모드를 포함하여, 다수의 모드가 전파된다(이는 광선이 축방향으로 또는 파이버 코어(fiber core)와 클래딩(cladding) 사이의 내부면에서의 반사를 이용함으로써 전파될 수 있는 다중 모드 광학 섬유와 유사하다). 도파관을 통한 전파 모드를 제어하기 위하여, 단지 LCD 상의 광선 입사를 제어하는 것이 필요하다. 광학 축선에 대해 작은 변화로 또는 평행하게 용이하게 조준되는 광선은 축방향으로 전파하게 되고, LCD를 통하여 더 큰 각도로 통과하는 광선이 반사될 수 있다. 본원의 방법은 도파관의 모드가 역광을 설명함으로써 선택적으로 조명될 수 있는 것을 허용한다. 이러한 방식으로, 이미지의 시야가 팽창 또는 수축될 수 있다.
도 1은 안경 렌즈를 통하여 이미지를 눈으로 전달하는 종래 기술을 보여준다. 빛은 LCD(20)에 인접한 역광 인클로저(30) 내에 수용되는 하나 또는 그 이상의 발광 다이오드에 의해 발생된다. 도 1은 빛이 허상을 형성하기 위해 눈(도시안됨)으로 전파될 때 렌즈(10)를 통한 빛(40)의 축방향 경로를 보여준다. 역광은 실제로 축선 방향 및 각도의 범위 내에서 빛을 발산하는 광역 확산 소스를 형성한다. 전파 각도 중 일부는 눈으로 전파될 때 렌즈의 표면과 충돌할 수 있다. 도 2는 이같은 전파의 일 예를 보여주며, 도 2에서 광선은 일정한 각도로 역광(30)으로부터 나와서, LCD(20)를 통과하여, 렌즈(10)로 유입되고, 거울(11)로부터 반사된다. 각도는 광로(60)가 렌즈(10)의 표면(61) 상에 입사하도록 하여 TIR에 의해 반사되도 록 한다. 이러한 반사는 이용자의 시야의 중앙으로부터 변위되는 허상(70)을 생성한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 반대 모드가 광선에 대해 가능하여 반대 방향으로 각도를 형성하는 역광을 배출한다. 이러한 경우 광로(65)는 렌즈(10)의 내부 전방면(62)으로부터 TIR에 의해 반사되어, 이용자의 시양의 중앙의 좌측으로 변위되는 허상(71)을 초래한다.
빛이 중앙 축선 및 각도 범위 내 둘다에서 역광에 의해 확산 방사되는 경우는 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 허상을 발생시킨다. 이러한 허상들이 동일한 정보 내용을 포함하는 경우, 이러한 허상들은 혼동되어 쓸모가 없게 된다. 이러한 경우, 좌측 이미지(71) 및 우측 이미지(70)를 제거하는 것이 바람직하다. 그러나, 각각의 3개의 허상이 상이한 정보를 포함하는 경우, 3개의 이미지는 하나의 이미지의 폭의 3배가 되는 공칭 폭(nominal width)을 가지는 하나의 대형 허상을 형성하기 위해 통합될 수 있다.
도 5는 좌측 및 우측 이미지를 역광의 변형에 의해 제거하여 집광 조명기를 형성하는 방법을 도시한다. 도 5에서 역광(도 1의 30)은 LED(31), 집광 렌즈(100), 및 조리개(aperture; 101)를 포함하는 조준 역광 시스템에 의해 대체되는 것을 보여준다. 조리개는 통상적으로 확산기와 조립되어 공지된 크기 및 개수의 조리개의 광원을 형성하도록 한다. 조리개(101)은 통상적으로 렌즈의 초점 길이에 근접하거나 동일한, 집광 렌즈(100)로부터 일정한 거리에 배치된다. 뉴턴의 렌즈 방정식은 무한으로 조리개의 이미지를 형성하는 것을 보여주며, 이는 조리개로부터 의 광선이 조준되는 것을 의미한다. 조준 정도는 조리개의 폭(d)에 종속된다. 조준에 의해, TIR에 의해 렌즈의 내부로부터 반사되는 광선이 제거되어 단지 중앙 허상이 형성된다. 디스플레이 조망 광학(110)(도시된 실시예에서, 반사면(114)을 구비한 도광관(112), 비임 스플리터(116), 및 반사면(118))이 시스템의 출사공동에서의 조리개를 다시 이미지 형성한다. 따라서 이러한 발명은 다중 모드 도파관 렌즈에서 기생 허상 제거 방법을 제공한다.
도 6은 중심으로 벗어나는 조리개(101)의 이동 결과를 보여준다. 이러한 경우, 광선은 조준되지만, 광선은 시스템의 축선에 대해 일정한 각도로 전파된다. 이는 조리개를 정확히 위치설정함으로써 의미되지만, 광선은 이용자의 눈에 도달하기 위해 TIR 바운스(bounce)의 선택된 개수를 이용하는 모드에서 전파되도록 선택될 수 있어, 모드에 대응하는 하나의 허상을 조명하도록 한다.
소정의 개수의 TIR 모드가 선택될 수 있는 시스템이 구성될 수 있다. 도 7에서 중앙 모드가 두 개의 TIR 모드와 조합되는 케이스가 도시되어 있다. 이러한 경우, 3개의 LED(201, 202, 203)는 3개의 조리개와 조합되어 광선이 렌즈(220)를 통과할 때, 3개의 구별되는 모드가 형성되도록 한다. 중앙 모드(205)는 안경 렌즈 또는 얼굴 마스크를 통하여 전파되어 중앙 허상을 형성하도록 한다. 광선 다발(204)은 렌즈(도 2의 61)의 내부면으로부터 TIR에 의해 반사되어 오른쪽(도 2의 70)에 허상을 형성하도록 한다. 광선 다발(206)은 렌즈(도 3의 62)의 내부면으로부터 반사되어 좌측 허상(도 3의 71)을 형성하도록 한다. 내부 전반사는 또한 광학 경로를 접어 포개서 3개의 이미지의 출사동공이 중복되도록 한다. 3개의 LED가 동시에 조명되는 경우, 동등한 정보 내용을 가진 3개의 이미지가 이용자의 시야에 형성된다. 좌측 및 우측 이미지는 역으로 보여지게 된다(좌측에서 우측). 그러나, LED가 순차적으로 조명되는 경우, LCD(210)에는 LED 조명으로 3개의 상이한 이미지가 동시에 제공되며, 이용자는 3개의 개별 이미지를 보게 된다. 이러한 LCD들은 필드 순차 LCD로서 공지되어 있으며 필드 순차 사이버디스플레이를 판매하는 코핀 코포레이션(Kopin Corporation)과 같은, 다수의 회사에 의해 판매되고 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 광학 시스템은 수개의 모드의 출사동공이 중복되도록 설계되어, 이미지 모두가 하나의 눈 위치로부터 가시적이다. 다른 구성도 가능하며, 여기서 눈 운동은 상이한 모두를 관찰하기 위해 요구된다. 광학 설계 기술은 또한 광원의 크기 및 위치를 한정하기 위해 이용되어 모드 혼합을 제거하도록 하여 하나의 모드의 이미지가 미광을 수용하는 동안 또 다른 모드가 조명된다. 이는 다중상(ghost image) 및/또는 콘트라스트(contrast)의 손실을 초래한다. 광학 설계는 예를 들면, ZEMAX, CODE V, 또는 OSLO와 같은 상업적 광학 소프트웨어를 이용하여, 제 1 등급 광학 설계 및 수동 또는 컴퓨터식 광선 트레이싱을 포함하는 본 기술분야에서 공지된 소정의 방식에 의해 수행될 수 있다.
도 8은 TIR 반사를 이용하는 다중 모드 설계의 광선 트레이스(trace)를 보여준다. 이러한 개별 광원(801, 802, 및 803)은 대응하는 정보가 보여질 때 디스플레이(810)를 조명하기 위하여 개별적으로 펄스(pulse)될 수 있다. 도면은 디스플레이의 중앙 영역의 조명을 보여주지만, 유사한 설계가 디스플레이의 전체 영역으로 적용될 수 있다. 소스 빛은 집광 렌즈(815)에 의해 조준된다. 디스플레이를 통과한 후, 빛은 대물 렌즈(field lens) 및 공기 갭(825)을 통과하여 도광관(830)으로 들어간다. 공기 갭은 요구되는 모드를 위한 상기 인터페이스에서 TIR을 허용하기 위해 필요하다. 거울에서 제 1 반사는 예각이며, 매우 통상적으로 표면(828)은 외부 거울을 접합하는, 반사 코팅의 적용에 의해, 또는 본 기술분야에서 공지된 다른 방법에 의해 반사적으로 제조되어야 한다. 이이서 광선은 상이한 개수의 TIR 반사를 이용하여 도광관을 통하여 전파된다. 마지막 반사는 표면(828)에 대해 유사하게 반사되게 제조되어야 하는 표면(835)으로부터 다시 예각이 된다. 도광관으로부터 나올 때, 빛은 접안 렌즈(eye lens; 855)를 통하여, 표면에서 TIR 반사를 허용하는, 제 2 공기 갭(850)을 통과한다.
시스템 설계는 눈의 동공(860)이 마지막 기계적 부분으로부터 적당한 아이 릴리프(reasonable eye relief)에 배치되는 것을 허용하여야 한다. 아이 릴리프는 적어도 수 밀리미터일 수 있으며 바람직하게는 적어도 10 mm 및 더욱 바람직하게는 12 내지 35 mm이다. 헤드 장착 디스플레이에 대해 모든 모드가 동일한 동공 위치로부터 가시적이어서, 이용자가 자신의 손에 대해 디스플레이를 물리적으로 이동하지 않아야 한다. 그러나, 눈이 스캔될 때, 이러한 운동은 모드의 일부의 이미지의 상이한 부분을 접근하기 위해 이용될 수 있다.
반사 개수는 모드를 특정한다. 도시된 시스템에서, 중앙 모드(840)는 7개의 반사를 하며, 이중 5개는 도광관의 평행면으로부터의 TIR 반사이다. 좌측 모드(841)는 9개의 반사를 하며, 이 중 7개는 TIR이다. 우측 모드(842)는 5개의 반사를 하며 이 중 3개는 TIR이다. 소정의 소스 장소는 하나의 모드 이상에 대한 화 소를 조명할 수 있다(예를 들면 우측 이미지 모드의 좌측 화소 및 중앙 모드의 우측 화소). 이를 회피하기 위해, 소스 크기는 주어진 모드에 대한 소스로부터 광선들은 소정의 다른 모드와 관련된 장소에 허상을 형성하지 않는다.
렌즈 또는 얼굴마스크의 적절한 설계에 의해, 다양한 모드에 대응하는 허상의 위치 및 간격이 제어될 수 있다. 적절한 렌즈 두께를 선택함으로써, 허상은 중복, 중복 없이 접촉, 또는 허상들 사이의 간격을 가지도록 형성될 수 있다. LCD 상의 이미지는 중첩되는 허상들 사이의 간격을 전자적으로 조정하기 위해 뒤틀리거나, 수축되거나 팽창될 수 있어, 하나의 시임이 없는(seamless) 허상을 형성하도록 한다. 소정의 개수의 광학 전파 모드는 최종 중첩 이미지의 폭을 증가시키기 위해 이용될 수 있으며, 제한 요소는 LCD가 리프레쉬(refresh)될 수 있는 속도가 된다. 중첩되는 3개의 이미지를 위해, LCD는 이용자가 이미지에서 명멸현상이 나타나지 않도록 초당 180 프레임에서 이미지를 플래싱할 수 있어야 한다.
비록 상술된 상세한 설명은 단안용 시스템이지만, 두 개의 이 같은 시스템은 양안용 또는 스테레오 디스플레이를 형성하도록 연결될 수 있다.
본 발명은 첨부된 청구범위에 의한 것을 제외하고, 특별하게 도시되고 설명된 것으로 제한되지 않는다.

Claims (28)

  1. 헤드 장착 디스플레이용 광학 시스템으로서,
    두 개의 평행면을 가지는 중실(solid) 광학 요소를 포함하며 이용자의 눈으로 빛을 지향시키기 위해 헤드 장착 디스플레이에 장착가능한, 도광관,
    디스플레이 요소 및 다수의 광원을 포함하는 조명 요소를 포함하며 상기 도광관 내로 빛을 지향시키도록 배치되는, 이미지 소스, 및
    상기 조명 요소와 상기 디스플레이 요소 사이의 조준 시스템으로서, 집광 렌즈 요소, 및 각각의 광원과 각각 관련되고 상기 집광 렌즈 요소의 초점 길이 또는 그 근처에 위치하는 다수의 조리개를 포함하는, 조준 시스템을 포함하며,
    상기 집광 렌즈 요소 및 상기 디스플레이 요소의 중앙 축선에 대해 하나 이상의 조리개 및 관련된 광원이 위치하여, 상기 조명 요소로부터의 모드가 상기 도광관으로 유입되어 상기 두 개의 평행면으로부터의 내부 전반사에 의해 상기 도광관을 따라 전달되는,
    광학 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광관으로 다수의 모드가 전달되고, 상기 모드들 중 적어도 일부가 상기 도광관의 두 개의 평행면으로부터 내부 전반사에 의해 전달되는,
    광학 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모드 모두가 상기 도광관의 두 개의 평행면으로부터의 하나 이상의 내부 전반사에 의해 전달되는,
    광학 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원들은 차례로 조명되며, 상기 디스플레이 요소가 상기 모드 각각에 대해 구별되는 허상을 제공하도록 동기 방식으로 업데이트되는,
    광학 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    이용자가 감지하지 못하도록 상기 상이한 모드에 대한 허상이 매우 빨리 차례로 조명되어, 단일 광원 하나의 조명에 의해 생성되는 허상 보다 더 넓은 시야를 가지는 허상을 형성하는,
    광학 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    3개의 모드가 이용되고 상기 3개의 모드는 초당 60 내지 80회의 개별 주파수로 순차적으로 조명되고, 상기 디스플레이 요소는 초당 180 내지 240회에서 동기적으로 리프레쉬(refresh)되는,
    광학 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    수 개의 모드의 출사 동공이 중복되어서, 모든 이미지가 하나의 눈 위치로부터 가시적인,
    광학 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    수 개의 모드의 출사 동공이 중복되지 않아서, 상이한 모드를 관찰하기 위해서는 상기 광학 시스템에 대한 상대적인 눈의 운동이 요구되는,
    광학 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 조리개 및 관련된 광원이 상기 집광 렌즈 요소 및 상기 디스플레이 요소의 중앙 축선을 따라 위치하는,
    광학 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 조리개 및 관련된 광원이 상기 집광 렌즈 요소 및 상기 디스플레이 요소의 중앙 축선을 벗어나서 위치하는,
    광학 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 요소로부터 상기 도광관의 유입면으로 빛을 지향시키기 위한 대물 렌즈(field lens)를 더 포함하는,
    광학 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 도광관의 유입면과 상기 대물 렌즈 요소 사이에 공기 갭을 더 포함하며, 상기 갭은 상기 대물 렌즈 요소와 상기 도광관 사이의 위치에서 내부 전반사를 허용하는,
    광학 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광관은 긴 요소, 일 단부에 인접한 유입면, 및 타 단부에 인접한 배출면, 상기 두 개의 평행면들 사이에 상기 긴 요소를 따라 유입되는 광선을 지향시키기 위한 상기 유입면 근처의 반사면, 상기 배출면을 통하여 상기 도광관으로부터 광선을 지향시키기 위한 상기 배출면 근처의 반사면을 포함하는,
    광학 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광관의 배출면으로부터 상기 이용자의 눈으로 빛을 지향시키기 위한 접안 렌즈 요소를 더 포함하는,
    광학 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 접안 렌즈와 상기 도광관의 배출면 사이에 공기 갭을 더 포함하고, 상기 갭은 상기 접안 렌즈 요소와 상기 도광관 사이의 위치에서 내부 전반사를 허용하는,
    광학 시스템.
  16. 헤드 장착 디스플레이용 광학 시스템으로서,
    두 개의 평행면을 가지는 중실 광학 요소를 포함하며 빛을 이용자의 눈으로 지향시키기 위한 헤드 장착 디스플레이에 장착 가능한, 도광관,
    하나 이상의 광원을 포함하는 조명 요소 및 디스플레이 요소를 포함하며 상기 도광관으로 빛을 지향시키도록 배치되는 이미지 소스, 및
    집광 렌즈 요소 및 상기 집광 렌즈 요소의 초점 길이에 위치하는 조리개를 포함하는, 상기 조명 요소와 상기 디스플레이 요소 사이의 조준 시스템을 포함하며,
    상기 조리개 및 상기 광원은 상기 집광 렌즈 요소의 축선을 따라 추가로 위치하여, 상기 도광관을 따라 상기 두 개의 평행면으로부터의 내부 전반사에 의해 전달가능한 상기 조명 요소로부터의 모드가 상기 도광관으로 유입되는 것을 방지하는,
    광학 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 조명 요소는 추가의 광원을 포함하며, 상기 조준 시스템은 추가의 조리개를 포함하며, 상기 추가의 광원 및 상기 추가의 조리개는 상기 집광 렌즈 및 상기 디스플레이 요소의 중앙 축선으로부터 벗어나서 위치하여, 상기 조명 요소로부터의 모드가 상기 도광관으로 유입되어 상기 두 개의 평행면으로부터의 내부 전반사에 의해 상기 도광관을 따라 전달되는,
    광학 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 조명 요소는 다수의 광원을 포함하며, 상기 조준 시스템은 다수의 조리개를 포함하며, 각각의 조리개는 광원과 관련되어, 다수의 모드가 상기 도광관으로 전달되고, 상기 모드의 적어도 일 부가 상기 도광관의 두 개의 평행면으로부터의 내부 전반사에 의해 전달되는,
    광학 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 광원은 차례로 조명되며, 상기 디스플레이 요소는 상기 모드들 중 각각에 대해 구별되는 허상을 제공하기 위하여 동기 방식으로 업데이트되는,
    광학 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    이용자가 감지하지 못하도록 상기 상이한 모드에 대한 허상이 매우 빨리 차례로 조명되어, 단일 광원 하나의 조명에 의해 형성되는 허상보다 더 넓은 시야를 가지는 허상을 형성하는,
    광학 시스템.
  21. 제 18 항에 있어서,
    3개의 모드가 이용되고 상기 3개의 모드는 초당 60 내지 80회의 개별 주파수로 순차적으로 조명되고, 상기 디스플레이 요소는 초당 180 내지 240회에서 동기적으로 리프레시되는,
    광학 시스템.
  22. 제 18 항에 있어서,
    수 개의 모드의 출사 동공이 중복되어서, 모든 이미지가 하나의 눈 위치로부터 가시적인,
    광학 시스템.
  23. 제 18 항에 있어서,
    수 개의 모드의 출사 동공이 중복되지 않아서, 상이한 모드를 관찰하기 위해서는 상기 광학 시스템의 상대적인 눈의 운동이 요구되는,
    광학 시스템.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 디스플레이 요소로부터 상기 도광관의 유입면으로 빛을 지향시키기 위한 대물 렌즈를 더 포함하는,
    광학 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 도광관의 유입면과 상기 대물 렌즈 요소 사이에 공기 갭을 더 포함하며, 상기 갭은 상기 대물 렌즈 요소와 상기 도광관 사이의 위치에서 내부 전반사를 허용하는,
    광학 시스템.
  26. 제 16 항에 있어서,
    상기 도광관은 긴 요소, 일 단부에 인접한 유입면, 및 타 단부에 인접한 배출면, 상기 두 개의 평행면들 사이에 상기 긴 요소를 따라 유입되는 광선을 지향시키기 위한 상기 유입면 근처의 반사면, 상기 배출면을 통하여 상기 도광관으로부터 광선을 지향시키기 위해 상기 배출면 근처의 반사면을 포함하는
    광학 시스템.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 도광관의 배출면으로부터 상기 이용자의 눈으로 빛을 지향시키기 위한 접안 렌즈 요소를 더 포함하는,
    광학 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 접안 렌즈와 상기 도광관의 배출면 사이에 공기 갭을 더 포함하고, 상 기 갭은 상기 접안 렌즈 요소와 상기 도광관 사이의 위치에서 내부 전반사를 허용하는,
    광학 시스템.
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