RU2365955C2 - Videohelmet optical devices - Google Patents

Videohelmet optical devices Download PDF

Info

Publication number
RU2365955C2
RU2365955C2 RU2006124847/28A RU2006124847A RU2365955C2 RU 2365955 C2 RU2365955 C2 RU 2365955C2 RU 2006124847/28 A RU2006124847/28 A RU 2006124847/28A RU 2006124847 A RU2006124847 A RU 2006124847A RU 2365955 C2 RU2365955 C2 RU 2365955C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
image
specified
display
optical
displayed
Prior art date
Application number
RU2006124847/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006124847A (en
Inventor
Ласло ДОМЬЯН (HU)
Ласло ДОМЬЯН
Габор САРВАШ (HU)
Габор САРВАШ
Сабольч МИКЕ (HU)
Сабольч МИКЕ
Original Assignee
ХЕДПЛЭЙ (Барбадос), ИНК
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ХЕДПЛЭЙ (Барбадос), ИНК filed Critical ХЕДПЛЭЙ (Барбадос), ИНК
Priority to RU2006124847/28A priority Critical patent/RU2365955C2/en
Publication of RU2006124847A publication Critical patent/RU2006124847A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2365955C2 publication Critical patent/RU2365955C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: instrument engineering.
SUBSTANCE: invention concerns videohelmet optical arrangement. The design concept of said arrangement is based on projection of displayed image over the optical path; a focusing lens is installed for point focusing of displayed image over the optical path; the displayed image is separated near the specified point to a variety of sub-images each following one of variety over the optical sub-paths. Separation procedure is enabled by a separator that comprises an asymmetrical mirror V-separator.
EFFECT: weight reduction, downsizing and enhancement.
51 cl, 9 dwg

Description

Уровень техникиState of the art

Видеошлемы представляют собой класс устройств отображения изображений, которые могут быть использованы для отображения изображений с телевизора, цифровых универсальных дисков (DVD), вычислительных устройств, игровых консолей или с других аналогичных устройств. Видеошлем может быть монокулярным (единственное изображение наблюдается одним глазом), бинокулярным (единственное изображение наблюдается обоими глазами) или бинокулярным (каждым глазом наблюдается особое изображение). Кроме того, изображение, проецируемое на глаз (глаза), может наблюдаться пользователем как законченное или наложенное на восприятие пользователем внешнего мира. При конструировании видеошлема должны учитываться такие параметры, как разрешение изображения, расстояние мнимого изображения от глаза, размер мнимого изображения (или угол мнимого изображения), искажения мнимого изображения, расстояние между левым и правым зрачками пользователя (межзрачковое расстояние (МЗР)), диоптрийная коррекция, потери света в результате расщепления и передачи изображения, потребляемая мощность, масса и стоимость. В идеале в одном видеошлеме должны приниматься во внимание эти параметры, излишние для ряда пользователей, и он должен обеспечивать отображение изображения независимо от того, является оно стереоскопическим бинокулярным изображением или простым монокулярным изображением.Video helmets are a class of image display devices that can be used to display images from a television, digital versatile discs (DVDs), computing devices, game consoles, or other similar devices. A video helmet can be monocular (a single image is observed with one eye), binocular (a single image is observed with both eyes) or binocular (a special image is observed with each eye). In addition, the image projected onto the eye (s) can be observed by the user as complete or superimposed on the user's perception of the outside world. When designing a video helmet, such parameters as image resolution, distance of the imaginary image from the eye, size of the imaginary image (or the angle of the imaginary image), distortion of the imaginary image, distance between the left and right pupils of the user (interpupillary distance (MLR)), diopter correction, light loss due to splitting and image transmission, power consumption, mass and cost. Ideally, a single video helmet should take into account these parameters that are redundant for a number of users, and it should ensure that the image is displayed regardless of whether it is a stereoscopic binocular image or a simple monocular image.

Если разрешение картины на внутреннем дисплее видеошлема составляет 800×600 пикселей, приемлемый размер мнимого изображения, формируемого оптикой видеошлема, является таким, что диаметр мнимого изображения приблизительно равен 1,5 м (52-56 дюймов) на расстоянии 2 м, что соответствует углу поля зрения, приблизительно равному 36°. Для хорошего согласования с головой и глазами человека межзрачковое расстояние должно быть регулируемым от 45 мм до 75 мм. Для компенсации близорукости и дальнозоркости необходима диоптрийная коррекция в пределах ±3 диоптрий.If the resolution of the picture on the internal display of the video helmet is 800 × 600 pixels, the acceptable size of the imaginary image formed by the optics of the video helmet is such that the diameter of the imaginary image is approximately 1.5 m (52-56 inches) at a distance of 2 m, which corresponds to the field angle vision, approximately equal to 36 °. For good agreement with the head and eyes of a person, the interpupillary distance should be adjustable from 45 mm to 75 mm. To compensate for myopia and farsightedness, diopter correction is required within ± 3 diopters.

При использовании в видеошлеме только одного микродисплея (вместо использования по одному для каждого глаза) существенно снижается стоимость устройства. Обычно в компоновке такого узла микродисплей расположен между глазами пользователя. В таком случае сформированное изображение расщепляется, увеличивается и раздельно передается к каждому глазу. Из уровня техники известны многочисленные конструкции, предназначенные для расщепления пучка в видеошлеме с одним дисплеем, в котором дисплей установлен в центре, но неизвестно решение, которое обеспечивает получение конструкции, являющейся дешевой, легкой, небольшого размера и способной отображать все разнообразие изображений.When using only one microdisplay in the video helmet (instead of using one for each eye), the cost of the device is significantly reduced. Typically, in the layout of such a node, the microdisplay is located between the eyes of the user. In this case, the formed image is split, enlarged and separately transmitted to each eye. Numerous designs are known in the art for splitting a beam in a single-display video helmet in which the display is mounted in the center, but there is no known solution that provides a design that is cheap, lightweight, small in size and capable of displaying a wide variety of images.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В вариантах осуществления настоящего изобретения расщепляющий объем видеошлемов снижен путем фокусирования изображения, формируемого на экране одного дисплея и расщепления этого изображения вблизи его фокальной точки. Далее отдельные подызображения фокусируются и распространяются по множеству оптических подпутей, доставляющих изображения к отдельным местоположениям.In embodiments of the present invention, the splitting volume of the video helmets is reduced by focusing the image formed on the screen of one display and splitting the image near its focal point. Further, individual subimages are focused and propagated along a plurality of optical subpaths delivering images to individual locations.

В некоторых вариантах осуществления изобретения используется асимметричный V-образный зеркальный расщепитель, который может состоять из частично отражающей поверхности и полностью отражающей поверхности, расположенных вблизи фокусной точки изображения. Далее часть света, содержащего мнимую информацию, отражается частично отражающей поверхностью и может быть канализирована к одному глазу, тогда как остальная часть света отражается полностью отражающей поверхностью и канализируется к другому глазу.In some embodiments, an asymmetric V-shaped mirror splitter is used, which may consist of a partially reflective surface and a fully reflective surface located near the focal point of the image. Further, part of the light containing the imaginary information is reflected partially by the reflective surface and can be channeled to one eye, while the rest of the light is reflected by the completely reflective surface and canalized to the other eye.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения могут использоваться рассеиватели, на которых формируются действительные изображения дисплея. Действительные изображения проецируются на рассеиватели оптикой для переноса изображения, имеющей небольшую числовую апертуру, и передаются к глазам пользователя оптикой, имеющей большую числовую апертуру.In addition, in some embodiments, diffusers may be used on which actual display images are formed. Actual images are projected onto the scatterers by optics for transferring an image having a small numerical aperture, and transmitted to the user's eyes by optics having a large numerical aperture.

В некоторых вариантах осуществления изобретения также могут использоваться поворотные отражатели. Путем отражения расщепленных изображений от многочисленных отражателей пути этих изображений могут быть изменены таким образом, что в вариантах осуществления изобретения обеспечивается возможность подстройки к межзрачковым расстояниям различных пользователей.In some embodiments, rotary reflectors may also be used. By reflecting the split images from multiple reflectors, the paths of these images can be changed so that, in embodiments of the invention, it is possible to adjust the interpupillary distances of different users.

В других вариантах осуществления изобретения используется синхронизированное перемещение множества оптических блоков для подстройки к межзрачковому расстоянию различных пользователей.In other embodiments, synchronized movement of a plurality of optical units is used to adjust to the interpupillary distance of various users.

Кроме того, в дальнейших вариантах осуществления изобретения источник света может использоваться для освещения дисплея. Одна возможная компоновка может включать в себя индивидуальные источники света с узким диапазоном длин волн, выполненные с возможностью аппроксимации одного широкополосного источника.In addition, in further embodiments, a light source may be used to illuminate the display. One possible arrangement may include individual light sources with a narrow range of wavelengths, configured to approximate one broadband source.

Выше признаки и технические преимущества настоящего изобретения изложены до некоторой степени широко для того, чтобы могло быть лучше понято подробное описание изобретения, которое следует ниже. Дополнительные признаки и преимущества изобретения, которые формируют объекты изобретения, будут описаны ниже. Должно быть понятно, что концепция и раскрытые конкретные варианты осуществления изобретения могут быть без труда использованы в качестве основы для модификации или конструирования других структур, предназначенных для решения тех же задач, что и в настоящем изобретении. Кроме того, необходимо осознавать, что такие эквивалентные конструкции не выходят за рамки изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения. Новые признаки, которые предполагаются характерными для изобретения, как и организация и способ функционирования, совместно с дополнительными объектами и преимуществами станут более понятными из последующего описания при рассмотрении его с сопровождающими чертежами. Однако следует ясно понимать, что каждый из чертежей предусмотрен исключительно для иллюстрации и для описания и не предполагается ограничивающим настоящее изобретение.The above features and technical advantages of the present invention are set forth to some extent in order to better understand the detailed description of the invention that follows. Additional features and advantages of the invention, which form the objects of the invention, will be described below. It should be clear that the concept and the disclosed specific embodiments of the invention can be easily used as the basis for the modification or construction of other structures designed to solve the same problems as in the present invention. In addition, you must be aware that such equivalent designs do not go beyond the scope of the invention set forth in the attached claims. New features that are assumed to be characteristic of the invention, as well as the organization and method of functioning, together with additional objects and advantages will become more clear from the following description when considering it with the accompanying drawings. However, it should be clearly understood that each of the drawings is intended solely for illustration and description and is not intended to limit the present invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Для более полного понимания настоящего изобретения теперь будет сделано обращение к нижеследующему описанию в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:For a more complete understanding of the present invention, reference will now be made to the following description in combination with the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - вид сверху видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;figure 1 is a top view of a helmet made according to a variant implementation of the present invention;

фиг.2 - перспективный вид видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;figure 2 is a perspective view of a helmet made in accordance with an embodiment of the present invention;

фиг.3 - перспективный вид видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;figure 3 is a perspective view of a helmet made according to an embodiment of the present invention;

фиг.4А и 4В - перспективный вид видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;4A and 4B are a perspective view of a helmet made in accordance with an embodiment of the present invention;

фиг.5А и 5В - перспективный вид видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;5A and 5B are a perspective view of a video helmet made according to an embodiment of the present invention;

фиг.6 - вид сверху части видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;6 is a top view of a portion of a helmet made in accordance with an embodiment of the present invention;

фиг.7 - вид сверху части видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;7 is a top view of a portion of a helmet made in accordance with an embodiment of the present invention;

фиг.8 - вид сверху части видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;Fig. 8 is a plan view of a portion of a helmet made in accordance with an embodiment of the present invention;

фиг.9 - вид сверху части видеошлема, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения.Fig.9 is a top view of a portion of a helmet made according to an embodiment of the present invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг.1 показан вид сверху укрепляемого на голове устройства 100, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Узел 101 формирования подызображений в устройстве 100 формирует множество подызображений от одного источника изображений по множеству оптических подпутей. Дисплей 110 может быть любым подходящим устройством или экраном, выполненным с возможностью отображения мнимого изображения данных, например экраном жидкокристаллического дисплея (ЖКД). Дисплей 110 расположен по оси 111 дисплея, которая в показанном варианте осуществления изобретения является перпендикулярной к экрану дисплея 110 и перпендикулярной к лицевой поверхности 170 пользователя. Дисплей 110 предназначен для проецирования отображаемого изображения по оптическому пути 112. В компоновке узла 101 оптический путь 112 пролегает вдоль оси 111 дисплея. Дисплейная линза 115 расположена по направлению оптического пути 112 и перпендикулярно к нему и имеет фокус 124 дисплейной линзы. Фокус 124 дисплейной линзы находится на оптическом пути 112, а узел 101 выполнен так, что фокус 124 дисплейной линзы находится внутри расщепителя 120. Путем фокусирования отображаемого изображения до его расщепления расщепляющий объем узла 101 формирования подызображений может быть существенно уменьшен. Небольшой расщепляющий объем позволяет использовать в этом варианте осуществления изобретения небольшие легкие расщепляющие элементы и позволяет проектировать укрепляемое на голове устройство с применением предпочтительных схем и дополнительных оптических элементов, которые улучшают качество изображения и могут увеличивать размер изображения, наблюдаемого пользователем. Вариант осуществления изобретения по фиг.1 приспособлен для формирования изображения с помощью (приблизительно) коллимированного света, испускаемого дисплеем 110 (или отражающегося от него), поэтому расщепитель 120 размещен вблизи фокуса 124 дисплейной линзы. Варианты осуществления изобретения не ограничены этой схемой, однако расщепитель 120 должен быть размещен на месте, наиболее подходящем для сфокусированного изображения. Например, если дисплей 110 излучает, передает или отражает неколлимированный свет, отображаемое изображение будет фокусироваться в «точке», которая не является фокусом 124 дисплейной линзы, и в вариантах осуществления изобретения расщепитель 120 должен размещаться на месте, находящемся вблизи этой фокальной зоны.Figure 1 shows a top view of a head-mounted device 100 made in accordance with an embodiment of the present invention. The subimage generation unit 101 in the device 100 generates a plurality of subimages from a single image source over a plurality of optical subpaths. The display 110 may be any suitable device or screen configured to display an imaginary image of data, for example, a liquid crystal display (LCD) screen. The display 110 is located along the axis 111 of the display, which in the shown embodiment is perpendicular to the screen of the display 110 and perpendicular to the front surface 170 of the user. The display 110 is designed to project the displayed image along the optical path 112. In the layout of the node 101, the optical path 112 runs along the axis 111 of the display. The display lens 115 is located in the direction of the optical path 112 and perpendicular to it and has a focus 124 of the display lens. The focus of the display lens 124 is on the optical path 112, and the assembly 101 is configured such that the focus 124 of the display lens is inside the splitter 120. By focusing the displayed image before splitting, the splitting volume of the sub-image forming unit 101 can be significantly reduced. The small splitting volume allows the use of small lightweight splitting elements in this embodiment of the invention and allows the design of a head-mounted device using preferred circuits and additional optical elements that improve image quality and can increase the size of the image observed by the user. The embodiment of FIG. 1 is adapted to form an image with (approximately) collimated light emitted from (or reflected from) the display 110, so the splitter 120 is placed near the focus 124 of the display lens. Embodiments of the invention are not limited to this design, however, splitter 120 should be placed in a location most suitable for a focused image. For example, if the display 110 emits, transmits, or reflects uncollimated light, the displayed image will be focused at a “point” that is not the focus of the display lens 124, and in embodiments of the invention, a splitter 120 should be located at a location near this focal area.

В вариантах осуществления изобретения с использованием компоновки узла 101 расщепитель 120 представляет собой асимметричный V-образный зеркальный расщепитель, состоящий из частично отражающей поверхности 121 и полностью отражающей поверхности 122. Близость поверхностей 121, 122 зависит от размера расщепителя 120 и степени уменьшения объема расщепителя узла 101, предназначенного для формирования. Кроме того, узел 101 выполнен так, что поверхность 121 и поверхность 122 имеют общий край, и они расположены асимметрично вокруг оси 111 дисплея. Поэтому узел 101 может расщеплять отображаемое изображение дисплея 110 на два отдельных отображаемых подызображения. Термин “подызображение” используется для описания многочисленных изображений дисплея, формируемых согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Подызображения по фиг.1 содержат всю информацию дисплея, но в вариантах осуществления изобретения могут использоваться подызображения, которые содержат только участок изображения.In embodiments of the invention using the assembly of the assembly 101, the splitter 120 is an asymmetric V-shaped splitter consisting of a partially reflective surface 121 and a fully reflective surface 122. The proximity of the surfaces 121, 122 depends on the size of the splitter 120 and the degree of reduction in the volume of the splitter of the assembly 101, intended for formation. In addition, the node 101 is designed so that the surface 121 and the surface 122 have a common edge, and they are located asymmetrically around the axis 111 of the display. Therefore, the node 101 can split the displayed image of the display 110 into two separate displayed subimages. The term “subimage” is used to describe multiple display images formed according to various embodiments of the present invention. The subimages of FIG. 1 contain all display information, but in the embodiments of the invention, subimages that contain only a portion of the image may be used.

При попадании на частично отражающую поверхность 121 часть отображаемого изображения отражается по оптическому подпути 140 для левого глаза и становится подызображением для левого глаза. Часть отображаемого изображения, не отраженная частично отражающей поверхностью 121, проходит насквозь и попадает на полностью отражающую поверхность 122, становясь подызображением для правого глаза, которое отражается по оптическому подпути 130 для правого глаза. Результат заключается в получении идентичных подызображения для левого глаза и подызображения для правого глаза, проходящих в противоположных направлениях и содержащих идентичную информацию изображения.When it hits a partially reflecting surface 121, a part of the displayed image is reflected along the optical subpath 140 for the left eye and becomes a subimage for the left eye. The part of the displayed image that is not partially reflected by the reflecting surface 121 passes through and falls onto the completely reflecting surface 122, becoming a subimage for the right eye, which is reflected along the optical subpath 130 for the right eye. The result is to obtain identical subimages for the left eye and subimages for the right eye, passing in opposite directions and containing identical image information.

Подызображение для левого глаза следует по оптическому подпути 140 и канализируется к левому глазу 146 пользователя. По направлению оптического подпути 140 расположен отражатель 142 для левого глаза, который представляет собой полностью отражающую поверхность, предназначенную для перенаправления на 90° оптического подпути 140 для левого глаза и в левую окулярную оптику 145. Подызображение для правого глаза следует по оптическому подпути 130 и канализируется к правому глазу 136 пользователя. По направлению оптического подпути 130 расположен отражатель 132 для правого глаза, который представляет собой полностью отражающую поверхность, предназначенную для перенаправления на 90° оптического подпути 130 для правого глаза и в правую окулярную оптику 135. Правая окулярная оптика 135 и левая окулярная оптика 145 могут быть простыми линзами или комбинациями из нескольких линз, выполненных с возможностью соответствующего увеличения подызображения для правого глаза, предназначенного для наблюдения правым глазом 136 пользователя, и подызображения для левого глаза, предназначенного для наблюдения правым глазом 146 пользователя соответственно.The subimage for the left eye follows the optical subpath 140 and is channelized to the left eye 146 of the user. In the direction of the optical subpath 140, there is a reflector 142 for the left eye, which is a completely reflective surface designed to redirect 90 ° of the optical subpath 140 for the left eye and to the left ocular optics 145. The subimage for the right eye follows the optical subpath 130 and is channeled to right eye 136 user. In the direction of the optical subpath 130, there is a reflector 132 for the right eye, which is a completely reflective surface designed to redirect 90 ° of the optical subpath 130 for the right eye and to the right ocular optics 135. The right ocular optics 135 and the left ocular optics 145 can be simple lenses or combinations of several lenses made with the possibility of a corresponding increase in the subimage for the right eye, intended for observation by the right eye of the 136 user, and a subimage the left eye, intended for observation by the right eye 146 of the user, respectively.

Окулярная оптика 135 и 145 представляет собой одну регулируемую линзу, но в других вариантах осуществления изобретения могут использоваться несколько линз или любая другая компоновка, которая соответствующим образом фокусирует подызображение для правого глаза и подызображение для левого глаза, предназначенные для наблюдения правым глазом 136 и левым глазом 146 соответственно. Кроме того, хотя отражатели 142, 132 устройства 100 изображены как зеркала, варианты осуществления изобретения не ограничены использованием зеркал для перенаправления оптического подпути. Точнее, для перенаправления оптического подпути могут быть использованы призмы, частично отражающие поверхности, поляризационные расщепители пучка или любые другие подходящие элементы.The eyepiece optics 135 and 145 are one adjustable lens, but in other embodiments, multiple lenses or any other arrangement that appropriately focuses the subimage for the right eye and the subimage for the left eye, for viewing by the right eye 136 and the left eye 146, can be used. respectively. In addition, although the reflectors 142, 132 of the device 100 are shown as mirrors, embodiments of the invention are not limited to using mirrors to redirect the optical subpath. More specifically, prisms that partially reflect surfaces, polarization beam splitters, or any other suitable elements can be used to redirect the optical subpath.

Кроме того, устройство 100 можно подстраивать к изменяющимся межзрачковым расстояниям различных пользователей путем синхронизированного перемещения оптических элементов. Правую окулярную оптику 135 и левую окулярную оптику 145 можно сдвигать, осуществляя перемещения 152 и 151 соответственно, чтобы получать межзрачковое расстояние 150а и межзрачковое расстояние 150b, при этом узел 101 сдвигается путем осуществления перемещения 155. Когда межзрачковое расстояние 150а изменяют до межзрачкового расстояния 150b, узел 101 одновременно сдвигают к лицевой поверхности 170 путем осуществления перемещения 155 (вниз на виде из фиг.1). Когда межзрачковое расстояние 150b изменяют до 150а, узел 101 одновременно сдвигают от поверхности 170 (вверх на виде из фиг.1). Эти синхронизированные перемещения обеспечивают регулировку устройства 100 с целью приспособления во всем диапазоне от межзрачкового расстояния 150а до 150b при сохранении постоянных расстояний между поверхностями 122, 121 и окулярной оптикой 135, 145 вдоль подпутей 130 и 140 соответственно. Кроме того, в устройстве 100 возможна диоптрийная коррекция с помощью дополнительных регулировок путем перемещения 153 левой окулярной оптики 145 и перемещения 154 правой окулярной оптики 135.In addition, the device 100 can be adjusted to varying interpupillary distances of various users by synchronized movement of optical elements. The right eyepiece optics 135 and the left eyepiece optics 145 can be shifted by moving 152 and 151, respectively, to obtain the interpupillary distance 150a and the interpupillary distance 150b, while the node 101 is shifted by moving 155. When the interpupillary distance 150a is changed to the interpupillary distance 150b, the node 101 are simultaneously shifted to the front surface 170 by moving 155 (downward in the view of FIG. 1). When the interpupillary distance 150b is changed to 150a, the node 101 is simultaneously shifted from the surface 170 (upward in the view of FIG. 1). These synchronized movements allow the device 100 to be adjusted to accommodate the entire range from the interpupillary distance 150a to 150b while maintaining constant distances between surfaces 122, 121 and ocular optics 135, 145 along subpaths 130 and 140, respectively. In addition, in the device 100, diopter correction is possible with additional adjustments by moving 153 of the left ocular optics 145 and moving 154 of the right ocular optics 135.

На фиг.2 показан перспективный вид укрепляемого на голове устройства (нашлемного устройства) 200, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Укрепляемое на голове устройство 200 включает в себя узел 101, описанный относительно фиг.1, который осуществляет расщепление отображаемого изображения дисплея 110 на подызображение для левого глаза, проходящее по оптическому подпути 140 для левого глаза, и подызображение для правого глаза, проходящее по оптическому подпути 130 для правого глаза. В устройстве 200 оптика 243 переноса изображения для левого глаза расположена по направлению оптического подпути 140 для левого глаза с целью регулирования подызображения для левого глаза, отражаемого отражателем 142 для левого глаза на рассеиватель 244 для левого глаза. Подызображение для левого глаза попадает на рассеиватель 244 для левого глаза, и на поверхности рассеивателя формируется действительное изображение дисплея. Далее левой окулярной составной оптикой 245 это действительное изображение увеличивается соответственно для левого глаза 146.2 is a perspective view of a head-mounted device (helmet device) 200 made in accordance with an embodiment of the present invention. The head-mounted device 200 includes a node 101 described with respect to FIG. 1, which splits the displayed image of the display 110 into a subimage for the left eye, passing through the optical subpath 140 for the left eye, and a subimage for the right eye, passing through the optical subpath 130 for the right eye. In the device 200, the left-eye image transfer optics 243 are positioned in the direction of the optical subpath 140 for the left eye to regulate the sub-image for the left eye reflected by the left eye reflector 142 to the left eye diffuser 244. The sub-image for the left eye hits the diffuser 244 for the left eye, and a real display image is formed on the surface of the diffuser. Further, with the left ocular composite optics 245, this actual image is enlarged respectively for the left eye 146.

В описываемом варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.2, используются рассеиватели, на которые с целью получения изображения проецируются действительные изображения. Оптикой переноса изображения, имеющей небольшую числовую апертуру, действительное изображение проецируется на поверхность рассеивателя, а окулярная оптика, имеющая большую числовую апертуру, передает изображение к глазам пользователя. Точнее, любое подходящее средство может быть использовано, включая матрицы микролинз, дифракционные решетки или другие дифракционные поверхности. Должно быть понятно, что для задач настоящего изобретения термин «рассеиватель», используемый при описании вариантов осуществления настоящего изобретения, относится ко всем таким средствам, используемым для преобразования падающей угловой плотности мощности в выходную угловую плотность мощности.In the described embodiment of FIG. 2, diffusers are used onto which real images are projected in order to obtain an image. Optical image transfer having a small numerical aperture, the actual image is projected onto the surface of the diffuser, and ocular optics having a large numerical aperture transfers the image to the eyes of the user. More specifically, any suitable agent can be used, including microlens arrays, diffraction gratings, or other diffraction surfaces. It should be understood that for the purposes of the present invention, the term “diffuser” as used to describe the embodiments of the present invention refers to all such means used to convert the incident angular power density to the output angular power density.

На фиг.2 подызображение для правого глаза следует по оптическому подпути 130 для правого глаза к оптике 233 переноса изображения для правого глаза. Оптика 233 переноса изображения для правого глаза соответствующим образом регулирует отображаемое подызображение для правого глаза, отражаемое отражателем 132 для правого глаза на рассеиватель 234 для правого глаза. Подызображение для правого глаза попадает на рассеиватель 234 для правого глаза, и при этом формируется действительное изображение. Действительное изображение регулируется правой окулярной составной оптикой 235 соответственно для правого глаза 136. В устройстве 200 можно осуществлять диоптрийную коррекцию путем перемещения 253 составной оптики 245 для левого глаза и перемещения 254 составной оптики 235 для правого глаза.2, a subimage for the right eye follows the optical subpath 130 for the right eye to the right-eye image transfer optics 233. The right-eye image transfer optics 233 accordingly adjusts the displayed sub-image for the right eye reflected by the right eye reflector 132 to the right eye diffuser 234. The subimage for the right eye falls on the diffuser 234 for the right eye, and a valid image is formed. The actual image is adjusted by the right ocular composite optics 235 respectively for the right eye 136. In the device 200, diopter correction can be performed by moving 253 the composite optics 245 for the left eye and moving 254 the composite optics 235 for the right eye.

В устройстве 200 также можно осуществлять подстройку к межзрачковому расстоянию с помощью нескольких синхронных перемещений. Межзрачковое расстояние 150 может быть уменьшено смещением составной оптики 234 для левого глаза вправо путем осуществления перемещения 251 и составной оптики 235 для правого глаза влево путем осуществления перемещения 252. В случае варианта осуществления изобретения по фиг.2 участок 240 оптического подпути 140 находится между оптикой 243 переноса изображения и рассеивателем 244, а участок 230 оптического подпути 130 находится между оптикой 233 переноса изображения и рассеивателем 234. Поэтому, когда составную оптику 235 и 245 сдвигают путем осуществления перемещений 252 и 251 до получения меньшего расстояния 150, центральный узел 201 должен быть отодвинут от лицевой поверхности 170. В варианте осуществления изобретения по фиг.2 описывается одно сочетание синхронных перемещений, которые приводят к изменению межзрачкового расстояния, но варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены синхронными перемещениями по фиг.2.The device 200 can also be adjusted to the interpupillary distance using several synchronous movements. Interpupillary distance 150 can be reduced by moving the composite optics 234 for the left eye to the right by moving 251 and the composite optics 235 for the right eye to the left by moving 252. In the case of the embodiment of FIG. 2, the portion 240 of the optical subpath 140 is located between the transfer optics 243 image and the diffuser 244, and the portion 230 of the optical subpath 130 is located between the image transfer optics 233 and the diffuser 234. Therefore, when the composite optics 235 and 245 are shifted by movements 252 and 251 to obtain a smaller distance 150, the Central node 201 should be moved away from the front surface 170. In the embodiment of the invention of figure 2 describes one combination of synchronous movements that lead to a change in interpupillary distance, but embodiments of the present invention are not limited to synchronous movements of figure 2.

На фиг.3 показан перспективный вид укрепляемого на голове устройства (нашлемного устройства), выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Укрепляемое на голове устройство 300 включает в себя узел 101, описанный относительно фиг.1, для расщепления отображаемого изображения дисплея 110 на подызображение для левого глаза, проходящее по оптическому подпути 140 для левого глаза, и подызображение для правого глаза, проходящее по оптическому подпути 130 для правого глаза. В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.3, отображаемое подызображение для левого глаза следует по оптическому подпути 140 для левого глаза и проходит через отражатель 342 действительного изображения для левого глаза, чтобы попасть на отражающий рассеиватель 343 для левого глаза, при этом формируется действительное изображение. Далее это действительное изображение отражается отражателем 342 действительного изображения для левого глаза на левую окулярную оптику 145. Левой окулярной оптикой 145 регулируется отраженное действительное изображение соответственно для левого глаза 146. Отображаемое подызображение для правого глаза следует по оптическому подпути 130 для правого глаза, проходя через отражатель 332 действительного изображения для правого глаза, чтобы попасть на отражающий рассеиватель 333 для правого глаза, при этом формируется действительное изображение. Это действительное изображение отражается отражателем 332 действительного изображения для правого глаза на правую окулярную оптику 135, которая регулирует отраженное действительное изображение соответственно для правого глаза 136.FIG. 3 shows a perspective view of a head-mounted device (helmet device) made in accordance with an embodiment of the present invention. The head-mounted device 300 includes an assembly 101, described with respect to FIG. 1, for splitting the displayed image of the display 110 into a sub-image for the left eye, passing through the optical subpath 140 for the left eye, and a sub-image for the right eye, passing through the optical subpath 130 for right eye. In the embodiment of the invention shown in FIG. 3, the displayed subimage for the left eye follows the optical subpath 140 for the left eye and passes through the reflector 342 of the actual image for the left eye to get on the reflective diffuser 343 for the left eye, while the actual image is formed . Further, this actual image is reflected by the reflector 342 of the actual image for the left eye to the left eyepiece optics 145. The left eyepiece optics 145 adjusts the reflected actual image for the left eye 146. The displayed subimage for the right eye follows the optical subpath 130 for the right eye, passing through the reflector 332 a valid image for the right eye in order to get onto the reflective diffuser 333 for the right eye, a valid image is formed. This actual image is reflected by the reflector 332 of the actual image for the right eye to the right ocular optics 135, which adjusts the reflected actual image, respectively, for the right eye 136.

В описываемом варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.3, используются отражающие рассеиватели, на которых формируются действительные изображения. Настоящее изобретение не ограничено использованием рассеивателя какого-либо одного типа. Точнее, в вариантах осуществления изобретения может использоваться любой подходящий рассеиватель, например ранее описанный, и он может быть любой подходящей формы, такой как сферической, плоской или асферической.In the described embodiment of the invention depicted in FIG. 3, reflective diffusers are used on which actual images are formed. The present invention is not limited to the use of any one type of diffuser. More specifically, any suitable diffuser, such as previously described, can be used in embodiments of the invention, and it can be of any suitable shape, such as spherical, flat, or aspherical.

В варианте осуществления изобретения по фиг.3 также можно осуществлять диоптрийную коррекцию путем перемещения 153 левой окулярной оптики 145 и перемещения 154 правой окулярной оптики 135. Отражатель 342 действительного изображения для левого глаза и левая окулярная оптика 145 совместно образуют левый окуляр 360. Отражатель 332 действительного изображения для правого глаза и правая окулярная оптика 135 совместно образуют правый окуляр 361.3, it is also possible to perform diopter correction by moving 153 of the left ocular optics 145 and moving 154 of the right ocular optics 135. The actual image reflector 342 for the left eye and the left ocular optics 145 together form the left eyepiece 360. The actual image reflector 332 for the right eye and the right ocular optics 135 together form the right eyepiece 361.

В устройстве 300 можно осуществлять подстройку к межзрачковому расстоянию путем нескольких одновременных перемещений. Для установки требуемого межзрачкового расстояния в варианте осуществления изобретения по фиг.3 одновременно перемещают левый окуляр 360 и правый окуляр 361, осуществляя перемещения 351 и 352 соответственно. В то же самое время для сохранения длин оптических путей между окулярной оптикой 145, 135 и отражающими рассеивателями 343, 333 осуществляют перемещение 153 левой окулярной оптики 145 и перемещение 154 правой окулярной оптики 135.In the device 300, it is possible to adjust to the interpupillary distance by several simultaneous movements. To set the desired interpupillary distance in the embodiment of the invention according to FIG. 3, the left eyepiece 360 and the right eyepiece 361 are simultaneously moved, making movements 351 and 352, respectively. At the same time, in order to maintain the optical path lengths between the ocular optics 145, 135 and the reflective scatterers 343, 333, the left ocular optics 145 are moved 153 and the right ocular optics 154 are moved 154.

В устройстве 300 отражатель 342 действительного изображения для левого глаза и отражатель 332 действительного изображения для правого глаза представляют собой частично отражающие поверхности, но варианты осуществления изобретения не ограничены показанными средствами. Точнее, варианты осуществления изобретения могут быть легко приспособлены к любому средству, к такому, в котором используются призмы или поляризационные расщепители луча, соответствующим образом отражающие свет на окулярную оптику 135 и 145 и передающие свет по оптическим путям 130, 140 к отражающим рассеивателям 333, 343 соответственно.In the device 300, the left-eye actual image reflector 342 and the right-eye actual image reflector 332 are partially reflective surfaces, but embodiments of the invention are not limited to the means shown. More specifically, embodiments of the invention can be readily adapted to any means, such as those using prisms or polarizing beam splitters, which accordingly reflect light to the ocular optics 135 and 145 and transmit light through optical paths 130, 140 to reflective diffusers 333, 343 respectively.

На фиг.4А и 4В показан перспективный вид укрепляемого на голове устройства 400 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Для формирования множества отображаемых подызображений от одного источника изображений в укрепляемом на голове устройстве 400 используется угловой узел 401 формирования подызображений. Как и в узле 101, показанном на фиг.1-3, в узле 401 отображаемое изображение дисплея 110 расщепляется на подызображение для левого глаза, проходящее по оптическому подпути 140 для левого глаза, и подызображение для правого глаза, проходящее по оптическому подпути 130 для правого глаза. В узле 401 дисплей 110 и дисплейная оптика 115 повернуты на 90° по сравнению с узлом 101 по фиг.1-3. Отображаемое изображение дисплея 110 проецируется вдоль оптического пути 112, на котором оно фокусируется дисплейной оптикой 115. Далее отображаемое изображение попадает на дисплейный отражатель 416, который перенаправляет оптический путь 112 на 90°. Отражатель 416 побуждает сфокусированное отображаемое изображение направляться на расщепитель 120. Благодаря перенаправлению оптического пути отражателем 416 общий объем узла 401 уменьшается. Объем может быть дополнительно уменьшен путем добавления дополнительных аналогичных отражателей. В узле 401 расщепитель 120 выполнен так, что частично отражающая поверхность 121 и полностью отражающая поверхность 122 являются параллельными оси 111 дисплея, а отраженный фокус 424 дисплейной оптики 115 находится внутри расщепителя 120. Частично отражающая поверхность 121 отражает часть отображаемого изображения в качестве отображаемого подызображения для левого глаза, следующего по оптическому подпути 140 левого глаза, так что оно попадает на отражатель 142 для левого глаза. Часть отображаемого изображения, не отраженная частично отражающей поверхностью 121, отражается полностью отражающей поверхностью 122 в качестве подызображения для правого глаза по оптическому подпути 130 для правого глаза, так что оно попадает на отражатель 132 для правого глаза.4A and 4B show a perspective view of a head mounted device 400 according to an embodiment of the present invention. To form a plurality of displayed subimages from a single image source, an angled subimage generation unit 401 is used in the head-mounted device 400. As in the node 101 shown in FIGS. 1-3, in the node 401, the displayed image of the display 110 is split into a subimage for the left eye, passing through the optical subpath 140 for the left eye, and a subimage for the right eye, passing through the optical subpath 140 for the right eye eyes. At a node 401, the display 110 and the display optics 115 are rotated 90 ° compared to the node 101 in FIGS. 1-3. The display image of the display 110 is projected along the optical path 112, on which it is focused by the display optics 115. Next, the displayed image hits the display reflector 416, which redirects the optical path 112 90 °. The reflector 416 causes the focused image to be directed to the splitter 120. Due to the redirection of the optical path by the reflector 416, the total volume of the node 401 is reduced. The volume can be further reduced by adding additional similar reflectors. At node 401, splitter 120 is configured such that the partially reflective surface 121 and the fully reflective surface 122 are parallel to the display axis 111, and the reflected focus 424 of the display optics 115 is located inside the splitter 120. The partially reflective surface 121 reflects a portion of the displayed image as the displayed sub-image for the left eye, following the optical subpath 140 of the left eye, so that it hits the reflector 142 for the left eye. A portion of the displayed image that is not partially reflected by the reflective surface 121 is reflected by the fully reflective surface 122 as a sub-image for the right eye along the optical subpath 130 for the right eye, so that it hits the reflector 132 for the right eye.

В устройстве 400 «действительные» изображения используются таким же образом, как и в устройстве 200 по фиг.2. В устройстве 400 отображаемое подызображение для левого глаза отражается на рассеиватель 243 для левого глаза, где формируется действительное изображение. Далее это действительное изображение передается к левому глазу 146 левой окулярной оптикой 145, которая предназначена для выполнения надлежащего фокусирования подызображения для левого глаза, предназначенного для наблюдения левым глазом 146. Отображаемое подызображение для правого глаза отражается на рассеиватель 234 для правого глаза, формирующий действительное изображение, которое передается на правый глаз 136 правой окулярной оптикой 135, которая предназначена для выполнения надлежащего фокусирования подызображения для правого глаза, предназначенного для наблюдения правым глазом 136. В устройстве 400 возможна диоптрийная коррекция путем перемещения 153 левой окулярной оптики 145 и перемещения 154 правой окулярной оптики 135.In the device 400, “valid” images are used in the same manner as in the device 200 of FIG. 2. In the device 400, the displayed subimage for the left eye is reflected on the diffuser 243 for the left eye, where the actual image is formed. Further, this actual image is transmitted to the left eye 146 by the left ocular optics 145, which is designed to properly focus the sub-image for the left eye, intended for observation by the left eye 146. The displayed sub-image for the right eye is reflected on the diffuser 234 for the right eye, forming a valid image that transmitted to the right eye 136 by the right ocular optics 135, which is designed to perform proper focusing of the subimage for the right eye, p ednaznachennogo for observing the right eye 136. The device 400 can diopter correction through movement 153 of left eyepiece optics 145 and movement 154 Right eyepiece optics 135.

На фиг.4В отражена способность устройства 400 к коррекции на межзрачковое расстояние. В этом варианте осуществления изобретения полностью отражающая поверхность 122 и частично отражающая поверхность 121 могут поворачиваться вокруг оси 423 расщепителя и относительно друг друга. Когда полностью отражающая поверхность 122 поворачивается по часовой стрелке вокруг оси 423, а частично отражающая поверхность 121 поворачивается против часовой стрелки, оптический подпуть 130 для правого глаза и оптический подпуть 140 для левого глаза отклоняются от плоскости и больше не составляют 180° относительно друг друга. Когда оптический подпуть 130 для правого глаза и оптический подпуть 140 для левого глаза отклоняются на некоторый угол тета (θ) и тета прим (θ'), результат заключается в том, что в устройстве 400 обеспечивается подстройка к межзрачковому расстоянию 450. Окуляры 460 и 461 поворачиваются внутрь одновременно с поворотом поверхностей 121, 122. Окуляр 460 поворачивается против часовой стрелки вслед за отклонением вниз подпути 140, а окуляр 461 поворачивается по часовой стрелке вслед за отклонением вниз подпути 130. Следствием этих одновременных поворотов является подстройка к межзрачковому расстоянию 450.FIG. 4B illustrates the ability of the device 400 to correct for interpupillary distance. In this embodiment, the fully reflective surface 122 and the partially reflective surface 121 can rotate about the axis 423 of the splitter and relative to each other. When the fully reflective surface 122 rotates clockwise about the axis 423 and the partially reflective surface 121 rotates counterclockwise, the optical subpath 130 for the right eye and the optical subpath 140 for the left eye deviate from the plane and are no longer 180 ° relative to each other. When the optical subpath 130 for the right eye and the optical subpath 140 for the left eye deviate by a certain angle theta (θ) and theta prim (θ '), the result is that the device 400 provides adjustment to the interpupillary distance 450. Eyepieces 460 and 461 turn inward simultaneously with the rotation of surfaces 121, 122. Eyepiece 460 rotates counterclockwise following a downward deviation of subpath 140, and eyepiece 461 rotates clockwise after a downward deviation of subpath 130. The consequence of these simultaneous rotations is tuning to the interpupillary distance of 450.

На фиг.5А и 5В показано перспективное изображение видеошлема 500, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В укрепляемом на голове устройстве 500 узел 101 снова использован для расщепления отображаемого изображения дисплея 110 на подызображение для левого глаза, проходящее по оптическому подпути 140 для левого глаза, и подызображение для правого глаза, проходящее по оптическому подпути 130 для правого глаза. В дисплее 500 отображаемое подызображение для левого глаза попадает на отражатель 142 для левого глаза, осуществляющий перенаправление на 90° оптического подпути 140 для левого глаза. Далее отображаемое подызображение для левого глаза попадает на второй отражатель 543 для левого глаза, который также осуществляет перенаправление на 90° оптического подпути 140 для левого глаза. Отражатель 142 для левого глаза и второй отражатель 543 для левого глаза расположены по направлению общей оси 541 отражателей для левого глаза. После того как отображаемое подызображение для левого глаза отразилось вторым отражателем 543 для левого глаза, оно отражается третьим отражателем 544 для левого глаза и перенаправляется на рассеиватель 243 для левого глаза.5A and 5B show a perspective view of a video helmet 500 made in accordance with an embodiment of the present invention. In the head-mounted device 500, the assembly 101 is again used to split the displayed image of the display 110 into a subimage for the left eye, passing through the optical subpath 140 for the left eye, and a subimage for the right eye, passing through the optical subpath 130 for the right eye. In the display 500, the displayed subimage for the left eye hits the reflector 142 for the left eye, redirecting 90 ° of the optical subpath 140 for the left eye. Next, the displayed subimage for the left eye hits the second reflector 543 for the left eye, which also redirects 90 ° of the optical subpath 140 for the left eye. The reflector 142 for the left eye and the second reflector 543 for the left eye are located in the direction of the common axis 541 of the reflectors for the left eye. After the displayed subimage for the left eye is reflected by the second reflector 543 for the left eye, it is reflected by the third reflector 544 for the left eye and redirected to the diffuser 243 for the left eye.

Точно так же отображаемое подызображение для правого глаза попадает на отражатель 132 для правого глаза, осуществляющий перенаправление на 90° оптического подпути 130 для правого глаза. Далее отображаемое подызображение для правого глаза попадает на второй отражатель 533 для правого глаза, который также осуществляет перенаправление на 90° оптического подпути 130 для правого глаза. Отражатель 132 для правого глаза и второй отражатель 533 для правого глаза расположены по направлению общей оси 531 отражателей для правого глаза. После того как отображаемое подызображение для правого глаза отразилось вторым отражателем 533 для правого глаза, оно отражается третьим отражателем 534 для правого глаза и перенаправляется на рассеиватель 233 для правого глаза.Similarly, the displayed subimage for the right eye hits the reflector 132 for the right eye, redirecting 90 ° of the optical subpath 130 for the right eye. Next, the displayed subimage for the right eye falls on the second reflector 533 for the right eye, which also redirects 90 ° of the optical subpath 130 for the right eye. The reflector 132 for the right eye and the second reflector 533 for the right eye are located in the direction of the common axis 531 of the reflectors for the right eye. After the displayed subimage for the right eye is reflected by the second reflector 533 for the right eye, it is reflected by the third reflector 534 for the right eye and redirected to the diffuser 233 for the right eye.

Действительное изображение, формируемое на рассеивателе 243 для левого глаза, передается на левый глаз 146 левой окулярной оптикой 145. Левый окуляр 560 образован совокупностью второго отражателя 543 для левого глаза, третьего отражателя 544 для левого глаза, рассеивателя 243 для левого глаза и левой окулярной оптики 145. Действительное изображение, формируемое на рассеивателе 233 для правого глаза, передается к правому глазу 136 правой окулярной оптикой 135. Правый окуляр 561 образован совокупностью второго отражателя 533 для правого глаза, третьего отражателя 534 для правого глаза, рассеивателя 233 для правого глаза и правой окулярной оптики 135. В устройстве 500 возможна диоптрийная коррекция путем перемещения 153 левой окулярной оптики 145 и перемещения 154 правой окулярной оптики 135.The actual image generated on the lens 243 for the left eye is transmitted to the left eye 146 by the left eyepiece optics 145. The left eyepiece 560 is formed by a combination of a second reflector 543 for the left eye, a third reflector 544 for the left eye, a diffuser 243 for the left eye and left ocular optics 145 The actual image formed on the diffuser 233 for the right eye is transmitted to the right eye 136 by the right ocular optics 135. The right eyepiece 561 is formed by a combination of the second reflector 533 for the right eye, the third reflection atelier 534 for the right eye, diffuser 233 for the right eye and right ocular optics 135. In the device 500, diopter correction is possible by moving 153 of the left ocular optics 145 and moving 154 of the right ocular optics 135.

Как представлено на фиг.5В, в устройстве 500 может регулироваться межзрачковое расстояние 150. В устройстве 500 левый окуляр 560 может поворачиваться вокруг оси 541 относительно отражателя 142 для левого глаза. Когда левый окуляр 560 поворачивают против часовой стрелки вокруг оси 541 отражателей для левого глаза, оптический подпуть 140 отклоняется от своего прежнего пути на некоторый угол фи (φ). Подобным образом правый окуляр 561 может поворачиваться вокруг оси 531 относительно отражателя 132 для правого глаза. Когда правый окуляр 561 поворачивают по часовой стрелке вокруг оси 531 отражателя для правого глаза, оптический подпуть 130 отклоняется на некоторый угол фи прим (φ') от прежнего пути. Эти отклонения приводят к повороту левого окуляра 560 и правого окуляра 561 в плоскости лица пользователя с регулированием межзрачкового расстояния 550.As shown in FIG. 5B, the interpupillary distance 150 can be adjusted in the device 500. In the device 500, the left eyepiece 560 can rotate about an axis 541 relative to the left eye reflector 142. When the left eyepiece 560 is rotated counterclockwise around the axis 541 of the reflectors for the left eye, the optical subpath 140 deviates from its previous path by a certain angle phi (φ). Similarly, the right eyepiece 561 can rotate about an axis 531 with respect to the right eye reflector 132. When the right eyepiece 561 is rotated clockwise about the axis 531 of the reflector for the right eye, the optical subpath 130 deviates by a certain angle phi prim (φ ') from the previous path. These deviations lead to the rotation of the left eyepiece 560 and the right eyepiece 561 in the plane of the user's face with the regulation of the interpupillary distance 550.

На фиг.6 показан вид сверху части укрепляемого на голове устройства, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.1-5 были показаны варианты осуществления изобретения с использованием узлов 101 и 401 формирования подызображений. Однако варианты осуществления изобретения не ограничены такими компоновками. На фиг.6 узел 600 формирования подызображений включает в себя дисплей 110, расположенный нормально к оси 111 дисплея. Дисплей 110 проецирует отображаемое изображение по оптическому пути 112. Далее отображаемое изображение может быть сфокусировано дисплейной линзой 115, имеющей фокус 124 линзы. Расщепитель 620 представляет собой симметричный V-образный зеркальный расщепитель, образованный правой полностью отражающей поверхностью 622 и левой полностью отражающей поверхностью 621, которые имеют общий край и расположены симметрично вокруг оси 111 дисплея. Согласно фиг.6 показана и описана компоновка с полностью отражающими поверхностями, но такая компоновка также может быть легко приспособлена для использования поляризационных расщепителей пучка или частично отражающих поверхностей. Следствием компоновки узла 601 является то, что отображаемое изображение, которое проецируется дисплеем 110, фокусируется дисплейной линзой 115 и расщепляется на два отображаемых подызображения, одно, отраженное по оптическому подпути 130 для правого глаза, и одно по оптическому подпути 140 для левого глаза.Figure 6 shows a top view of part of a head-mounted device made in accordance with an embodiment of the present invention. Figure 1-5 were shown embodiments of the invention using nodes 101 and 401 forming subimages. However, embodiments of the invention are not limited to such arrangements. 6, a sub-image forming unit 600 includes a display 110 disposed normally to the display axis 111. The display 110 projects the displayed image along the optical path 112. Further, the displayed image can be focused by the display lens 115 having the lens focus 124. The splitter 620 is a symmetrical V-shaped mirror splitter formed by the right fully reflective surface 622 and the left fully reflective surface 621, which have a common edge and are located symmetrically around the axis 111 of the display. Referring to FIG. 6, an arrangement with fully reflective surfaces is shown and described, but such an arrangement can also be easily adapted to use polarizing beam splitters or partially reflective surfaces. A consequence of the arrangement of the assembly 601 is that the displayed image that is projected by the display 110 is focused by the display lens 115 and split into two displayed subimages, one reflected on the optical subpath 130 for the right eye and one on the optical subpath 140 for the left eye.

Дальнейшая оптимизация различных вариантов осуществления настоящего изобретения может быть выполнена путем использования коллимированного (или почти коллимированного) света. В устройстве отображения, которое формирует, отражает или освещается коллимированным светом, может повышаться качество изображения, и при этом компоновка устройства упрощается. Существуют многочисленные способы формирования и создания коллимированного света для различных задач, выполняемых укрепляемым на голове устройством, и варианты осуществления изобретения не ограничены каким-либо одним.Further optimization of various embodiments of the present invention can be accomplished by using collimated (or almost collimated) light. In a display device that generates, reflects, or illuminates with collimated light, image quality can be improved, and the layout of the device is simplified. There are numerous methods for generating and creating collimated light for various tasks performed by a head-mounted device, and embodiments of the invention are not limited to any one.

На фиг.7 показан вид сверху части укрепляемого на голове устройства, выполненного согласно настоящему изобретению. В узле 700 формирования подызображений дисплей 110 расположен нормально к оси 111 дисплея. Дисплейная линза 115 расположена между дисплеем 110 и расщепителем 620. Расщепитель 620 выполнен как симметричный V-образный зеркальный расщепитель, имеющий полностью отражающую поверхность 621 и полностью отражающую поверхность 722. Фокус 124 линзы 115 находится вблизи расщепителя 620. Дисплей 110 освещается источниками 708 и 709 света, и этот свет отражается отражателем 707 источника, которым может быть поляризационный расщепитель или частично отражающее зеркало или другой подходящий отражатель. Источники 708 и 709 расположены вблизи оси 111 дисплея и находятся в одной плоскости с отраженным фокусом 124R. Подызображение, формируемое источником 708 и дисплеем 110, фокусируется линзой 115 и попадает на отражающую поверхность 722 расщепителя 620. Когда дисплей 110 освещается источником 709, отдельное отображаемое подызображение формируется и фокусируется линзой 115. Поскольку источник 709 расположен ниже отраженного фокуса 124R, подызображение, формируемое источником 709 и дисплеем 110, будет фокусироваться линзой 115 и попадать на отражающую поверхность 621 расщепителя 620.Figure 7 shows a top view of a portion of a head-mounted device made in accordance with the present invention. At a sub-image forming unit 700, the display 110 is positioned normally to the display axis 111. A display lens 115 is located between the display 110 and the splitter 620. The splitter 620 is designed as a symmetrical V-shaped mirror splitter having a fully reflective surface 621 and a fully reflective surface 722. The focus 124 of the lens 115 is located near the splitter 620. The display 110 is illuminated by light sources 708 and 709. , and this light is reflected by the source reflector 707, which may be a polarizing splitter or a partially reflecting mirror or other suitable reflector. Sources 708 and 709 are located near the axis 111 of the display and are in the same plane with the reflected focus 124R. The subimage generated by the source 708 and the display 110 is focused by the lens 115 and hits the reflective surface 722 of the splitter 620. When the display 110 is illuminated by the source 709, a separate displayed subimage is formed and focused by the lens 115. Since the source 709 is located below the reflected focus 124R, the subimage generated by the source 709 and the display 110, will be focused by the lens 115 and fall on the reflective surface 621 of the splitter 620.

В варианте осуществления изобретения по фиг.7 формируются два полных и независимых изображения (так называемых подызображений) дисплея 110, и каждое подызображение представляет собой полное изображение дисплея 110. В варианте осуществления изобретения по фиг.7 расщепитель 620 не расщепляет одно изображение для формирования подызображений, а, скорее, расщепляет угловое пространство отражения дисплея, обеспечивая возможность получения независимо сформированных изображений, направляемых по отдельным путям.In the embodiment of FIG. 7, two complete and independent images (so-called subimages) of the display 110 are formed, and each subimage is a complete image of the display 110. In the embodiment of the invention of FIG. 7, splitter 620 does not split one image to form subimages, rather, it splits the angular space of the reflection of the display, making it possible to obtain independently formed images directed along separate paths.

На фиг.8 показан вид сверху части укрепляемого на голове устройства 800, выполненного согласно варианту осуществления настоящего изобретения с использованием узла 101 формирования подызображений. Источник 801 голубого света расположен по направлению оптического пути 806 источников света, предпочтительно в точке или вблизи точки отраженного фокуса 124R дисплейной оптики 115. Источник 801 голубого света может быть любым источником света, способным создавать голубой свет, таким как светодиод (СД) типа NSCx100 фирмы Nichia. Свет от источника 801 голубого света проходит через первый цветной фильтр 804, расположенный под соответствующим углом к оптическому пути и выбранный для пропускания голубого света и отражения зеленого света. Источник 802 зеленого света расположен вблизи оптического пути источников света и расположен так, что его свет отражается первым цветным фильтром 804 способом, который имитирует размещение источника 802 зеленого света на месте нахождения источника 801 голубого света. Голубой свет и отраженный зеленый свет следуют по оптическому пути 806 источников света, проходя через второй цветной фильтр 805, расположенный под соответствующим углом к оптическому пути 806 источников света.FIG. 8 shows a top view of a portion of a head-mounted device 800 made in accordance with an embodiment of the present invention using the subimage formation unit 101. The blue light source 801 is located in the direction of the optical path 806 of the light sources, preferably at or near the reflected focal point 124R of the display optics 115. The blue light source 801 can be any light source capable of generating blue light, such as an NSCx100 type LED (LED) Nichia. Light from a blue light source 801 passes through a first color filter 804 located at an appropriate angle to the optical path and selected to transmit blue light and reflect green light. The green light source 802 is located near the optical path of the light sources and is positioned so that its light is reflected by the first color filter 804 in a manner that simulates the location of the green light source 802 at the location of the blue light source 801. Blue light and reflected green light follow the optical path 806 of the light sources, passing through a second color filter 805 located at an appropriate angle to the optical path 806 of the light sources.

Второй цветной фильтр 805 выбран так, что он пропускает голубой и зеленый свет, но отражает красный свет. Источник 803 красного света расположен вблизи оптического пути 806 источников света и выполнен так, что его свет отражается вторым цветным фильтром 805 способом, который имитирует размещение источника 803 красного света на месте нахождения источника 801 голубого света. Далее голубой свет, отраженный зеленый свет и отраженный красный свет следуют по оптическому пути 806 источников света и отражаются отражателем 807 источников света. В показанном варианте осуществления изобретения отражатель 807 источников света может быть поляризующим отражателем, расположенным вокруг оси 111 дисплея и по направлению оптического пути 112. Комбинированный голубой, зеленый и красный свет поляризуется и отражается от отражателя 807 источников света и проходит через дисплейную оптику 115. В показанном варианте осуществления изобретения дисплейная оптика 115 представляет собой линзу, выбранную так, что она имеет фокус 124 (и отраженный фокус 124R). При прохождении через дисплейную оптику 115 комбинированный голубой, зеленый и красный свет коллимируется и освещает дисплей 110. На фиг.8 показано освещение дисплея 110 с одного направления, но варианты осуществления изобретения не ограничены одним направлением. Точнее, система освещения по фиг.8 может быть легко приспособлена для освещения со многих направлений, как на фиг.7.The second color filter 805 is selected so that it transmits blue and green light, but reflects red light. The red light source 803 is located near the optical path 806 of the light sources and is configured so that its light is reflected by the second color filter 805 in a manner that simulates the placement of the red light source 803 at the location of the blue light source 801. Further, blue light, reflected green light and reflected red light follow the optical path 806 of the light sources and are reflected by the reflector 807 of the light sources. In the shown embodiment, the light source reflector 807 may be a polarizing reflector located around the axis 111 of the display and in the direction of the optical path 112. The combined blue, green and red light is polarized and reflected from the light source reflector 807 and passes through the display optics 115. In the shown In an embodiment of the invention, the display optics 115 is a lens selected so that it has a focus 124 (and a reflected focus 124R). When passing through the display optics 115, the combined blue, green, and red light collimates and illuminates the display 110. FIG. 8 shows illumination of the display 110 from one direction, but embodiments of the invention are not limited to one direction. More specifically, the lighting system of Fig. 8 can be easily adapted for lighting from many directions, as in Fig. 7.

Варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены компоновками, в которых расщепитель изображения расположен вблизи фокуса фокусирующей оптики. Точнее, в вариантах осуществления настоящего изобретения возможно уменьшение расщепляющего объема различных устройств путем расположения расщепителя изображения так, чтобы он расщеплял отображаемое изображение, сфокусированное в небольшой области.Embodiments of the present invention are not limited to arrangements in which an image splitter is located near the focus of the focusing optics. More specifically, in embodiments of the present invention, it is possible to reduce the splitting volume of various devices by arranging the image splitter so that it splits the displayed image focused in a small area.

На фиг.9 показан уменьшенный расщепляющий объем, обеспечиваемый вариантами осуществления настоящего изобретения. На фиг.9 дисплей 110 освещается, и тем самым формируется отображаемое изображение. Отображаемое изображение передается по оптическому пути 112, расположенному по направлению оси 111 дисплея. Дисплейная линза 115, имеющая фокус 124а дисплейной линзы, фокусирует отображаемое изображение для обеспечения уменьшенного расщепляющего объема. Место, на котором расщепляющий объем является наименьшим, зависит от света, освещающего дисплей.Figure 9 shows the reduced cleavage volume provided by the embodiments of the present invention. 9, the display 110 is illuminated, and thereby a display image is formed. The displayed image is transmitted along the optical path 112 located in the direction of the axis 111 of the display. A display lens 115 having a display lens focus 124a focuses the displayed image to provide a reduced fission volume. The place where the fissure volume is the smallest depends on the light illuminating the display.

Когда дисплей 110 освещается источником 908а, расположенным в отраженном фокусе 924а дисплейной линзы, дисплейная линза 115 коллимирует свет, отражаемый от отражателя 707 источника. В результате это дает отображаемое изображение, которое фокусируется дисплейной линзой 115 приблизительно в фокусе 124а дисплейной линзы. Когда дисплей 110 освещается источником 908b, расположенным в точке 924b, которая ближе к оси 111 дисплея, свет, отражаемый от отражателя 707 источника, будет расходящимся при попадании на дисплей 110. Поэтому отображаемое изображение будет фокусироваться приблизительно в точке 124с. Когда дисплей 110 освещается источником 908с, расположенным в точке 924с, которая дальше от оси 111 дисплея, свет, отражаемый от отражателя 707 источника, будет сходящимся при попадании на дисплей 110. Поэтому отображаемое изображение будет фокусироваться приблизительно в точке 124b. Следовательно, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены с возможностью расщепления отображаемого изображения в какой угодно наиболее подходящей точке.When the display 110 is illuminated by a source 908a located in the reflected focus 924a of the display lens, the display lens 115 collimates the light reflected from the source reflector 707. As a result, this produces a display image that is focused by the display lens 115 at approximately the focus 124a of the display lens. When the display 110 is illuminated by a source 908b located at a point 924b, which is closer to the display axis 111, the light reflected from the source reflector 707 will diverge when it hits the display 110. Therefore, the displayed image will be focused at approximately 124c. When the display 110 is illuminated by a source 908c located at a point 924c, which is further from the axis 111 of the display, the light reflected from the source reflector 707 will converge when it hits the display 110. Therefore, the displayed image will focus at approximately 124b. Therefore, embodiments of the present invention can be configured to split the displayed image at any most suitable point.

Хотя настоящее изобретение и его преимущества были описаны подробно, должно быть понятно, что различные изменения, замены и модификации могут быть сделаны в нем без отступления от сущности изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, объем настоящего изобретения не предполагается ограниченным конкретными вариантами осуществления процесса, механизма, производства, состава вещества, средства, способов и этапов, рассмотренных в описании. Как легко понять из описания, могут быть использованы процессы, механизмы, производство, составы веществ, средства, способы или этапы, существующие в настоящее время или которые будут разработаны позднее, выполняющие ту же самую функцию или позволяющие получить тот же самый результат, что и соответствующие варианты осуществления изобретения, описанные в настоящей заявке. Поэтому прилагаемая формула изобретения предполагается включающей в свой объем такие процессы, механизмы, производство, составы веществ, средства, способы или этапы.Although the present invention and its advantages have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made therein without departing from the essence of the invention defined by the attached claims. In addition, the scope of the present invention is not intended to be limited to specific embodiments of the process, mechanism, production, composition of the substance, means, methods and steps described in the description. As is easily understood from the description, processes, mechanisms, production, compositions of substances, means, methods or steps that currently exist or that will be developed later, performing the same function or allowing to obtain the same result as the corresponding ones can be used. embodiments of the invention described in this application. Therefore, the appended claims are intended to include within their scope such processes, mechanisms, production, compositions of substances, means, methods or steps.

Claims (51)

1. Способ канализирования отображаемого изображения, заключающийся в том, что
проецируют указанное отображаемое изображение по оптическому пути;
устанавливают линзу для фокусирования отображаемого изображения в точку на оптическом пути; и
разделяют отображаемое изображение вблизи указанной точки на множество подызображений, при этом каждое подызображение следует по одному из множества оптических подпутей.1. The method of channeling the displayed image, namely, that
projecting the indicated display image along the optical path;
installing a lens to focus the displayed image at a point on the optical path; and
divide the displayed image near the specified point into many subimages, with each subimage follows one of the many optical subpaths. 2. Способ по п.1, в котором указанная точка представляет собой фокус указанной линзы.2. The method according to claim 1, wherein said point is the focus of said lens. 3. Способ по п.1, в котором дополнительно устанавливают по меньшей мере один отражатель по направлению оптического пути, в результате чего расстояние между указанной линзой и указанной точкой уменьшается.3. The method according to claim 1, in which additionally install at least one reflector in the direction of the optical path, resulting in a distance between the specified lens and the specified point is reduced. 4. Способ по п.1, в котором дополнительно разделяют отображаемое изображение с помощью множества отражающих поверхностей, расположенных вокруг оси дисплея.4. The method according to claim 1, in which additionally share the displayed image using multiple reflective surfaces located around the axis of the display. 5. Способ по п.4, в котором поворот указанных отражающих поверхностей может быть использован для подстройки к межзрачковому расстоянию.5. The method according to claim 4, in which the rotation of these reflective surfaces can be used to adjust to interpupillary distance. 6. Способ по п.1, в котором дополнительно формируют действительное изображение на рассеивателе вдоль по меньшей мере одного из множества оптических подпутей.6. The method according to claim 1, in which additionally form a valid image on the diffuser along at least one of the many optical subpaths. 7. Способ по п.6, в котором перемещение указанного рассеивателя может быть использовано для подстройки к межзрачковому расстоянию.7. The method according to claim 6, in which the movement of the specified diffuser can be used to adjust to the interpupillary distance. 8. Способ по п.1, в котором дополнительно перенаправляют оптический подпуть с помощью первого отражателя по направлению по меньшей мере одного из множества оптических подпутей.8. The method according to claim 1, in which additionally redirect the optical subpath using the first reflector in the direction of at least one of the many optical subpaths. 9. Способ по п.8, в котором перемещение указанного первого отражателя может быть использовано для подстройки к межзрачковому расстоянию.9. The method of claim 8, in which the movement of the specified first reflector can be used to adjust to interpupillary distance. 10. Способ по п.8, в котором указанный оптический подпуть перенаправляют с помощью второго отражателя, при этом указанный второй отражатель является поворотным и при этом указанный поворот может быть использован для подстройки к межзрачковому расстоянию.10. The method of claim 8, wherein said optical subpath is redirected using a second reflector, wherein said second reflector is rotary and said rotation can be used to adjust to interpupillary distance. 11. Способ по п.1, в котором дополнительно формируют отображаемое изображение, посредством освещения дисплея источником широкополосного излучения.11. The method according to claim 1, in which additionally form the displayed image by lighting the display with a broadband radiation source. 12. Способ по п.11, в котором источник широкополосного излучения состоит из множества источников узкополосного излучения, испускающих излучение по общему пути источников.12. The method according to claim 11, in which the source of broadband radiation consists of many sources of narrow-band radiation emitting radiation along a common path of sources. 13. Способ по п.12, в котором дополнительно используют цветные фильтры для имитации местоположения источника.13. The method according to item 12, in which additionally use color filters to simulate the location of the source. 14. Способ по п.11, в котором указанной линзой коллимируют указанное освещение.14. The method according to claim 11, in which the specified lens collimate the specified lighting. 15. Устройство для канализирования отображаемого изображения, содержащее
средство для проецирования изображения по оптическому пути;
средство для фокусирования указанного изображения;
средство вблизи точки фокусировки указанного изображения для разделения указанного изображения на множество отображаемых подызображений, при этом каждое указанное подызображение следует по одному из множества оптических подпутей; и
в котором указанное средство для фокусирования расположено между указанным средством для проецирования и указанным средством для разделения.15. A device for channeling a displayed image containing
means for projecting an image along an optical path;
means for focusing the specified image;
means near the focus point of the specified image for dividing the specified image into a plurality of displayed subimages, with each specified subimage follows one of the many optical subpaths; and
wherein said focusing means is located between said projection means and said separation means. 16. Устройство по п.15, в котором указанное средство для разделения содержит множество средств для отражения изображения.16. The device according to clause 15, in which the specified means for separation contains many means for reflecting the image. 17. Устройство по п.15, в котором средство для разделения содержит средство для частичного отражения изображения; и средство для полного отражения изображения.17. The device according to clause 15, in which the means for separation includes means for partial reflection of the image; and means for fully reflecting the image. 18. Устройство по п.16, в котором средство для частичного отражения изображения и средство для полного отражения изображения расположены перпендикулярно друг к другу.18. The device according to clause 16, in which the means for partial reflection of the image and the means for full reflection of the image are perpendicular to each other. 19. Устройство по п.17, в котором средство для частичного отражения изображения и средство для полного отражения изображения расположены асимметрично вокруг оси дисплея.19. The device according to 17, in which the means for partial reflection of the image and the means for full reflection of the image are located asymmetrically around the axis of the display. 20. Устройство по п.16, в котором средство для частичного отражения изображения и средство для полного отражения изображения являются поворотными и в котором указанный поворот может быть использован для подстройки к межзрачковому расстоянию.20. The device according to clause 16, in which the means for partial reflection of the image and the means for full reflection of the image are rotary and in which the specified rotation can be used to adjust to the interpupillary distance. 21. Способ канализирования отображаемого изображения, заключающийся в том, что
проецируют изображение дисплея по оптическому пути;
расщепляют указанное изображение на множество отображаемых подызображений, при этом каждое подызображение следует по одному из множества оптических подпутей; и
фокусируют указанное изображение с помощью фокусирующего элемента, при этом указанное проецируемое изображение фокусируют на место вблизи точки, в которой указанное изображение разделяют.21. The method of channeling the displayed image, namely, that
project the display image along the optical path;
splitting said image into a plurality of displayed subimages, wherein each subimage follows one of a plurality of optical subpaths; and
focusing the specified image using the focusing element, while the specified projected image is focused on a place near the point at which the specified image is divided. 22. Способ по п.21, в котором указанное изображение проецируют посредством преимущественно коллимированного света, а указанное место находится приблизительно в фокусе указанного фокусирующего элемента.22. The method according to item 21, in which the specified image is projected by means of mainly collimated light, and the specified location is approximately in focus of the specified focusing element. 23. Способ по п.21, в котором указанное изображение проецируют посредством преимущественно сходящегося света, а указанное место находится между указанным дисплеем и фокусом указанного фокусирующего элемента.23. The method according to item 21, in which the specified image is projected by mainly converging light, and the specified location is between the specified display and the focus of the specified focusing element. 24. Способ по п.21, в котором указанное изображение проецируют посредством преимущественно расходящегося света, а фокус указанного фокусирующего элемента находится между указанным дисплеем и указанным местом.24. The method according to item 21, in which the specified image is projected by means of mainly diverging light, and the focus of the specified focusing element is between the specified display and the specified location. 25. Способ по п.21, в котором указанное проецируемое изображение представляет собой отраженное изображение указанного дисплея, когда указанный дисплей освещают светом, коллимированным указанной линзой.25. The method according to item 21, in which the specified projected image is a reflected image of the specified display when the specified display is illuminated with light collimated by the specified lens. 26. Система для канализирования отображаемого изображения, содержащая
дисплей, который проецирует изображение по оптическому пути;
линзу, которая фокусирует изображение;
разделитель вблизи точки фокусировки указанного изображения для формирования множества отображаемых подызображений, при этом каждое подызображение следует по одному из множества оптических подпутей; и
средство для формирования действительного изображения вдоль по меньшей мере одного из множества указанных оптических подпутей.26. System for channeling the displayed image containing
a display that projects the image along the optical path;
a lens that focuses the image;
a separator near the focus point of the specified image to form a plurality of displayed subimages, with each subimage following one of the many optical subpaths; and
means for forming a valid image along at least one of the plurality of these optical subpaths. 27. Система по п.26, в которой перемещение указанного средства для формирования может быть использовано для подстройки к межзрачковому расстоянию.27. The system according to p. 26, in which the movement of the specified means for the formation can be used to adjust to interpupillary distance. 28. Система по п.26, в которой указанное средство для формирования представляет собой сферический рассеиватель.28. The system of claim 26, wherein said forming means is a spherical diffuser. 29. Система по п.26, в которой указанное средство для формирования представляет собой дифракционную решетку.29. The system of claim 26, wherein said forming means is a diffraction grating. 30. Система по п.26, в которой указанное средство для формирования представляет собой матрицу микролинз.30. The system of claim 26, wherein said forming means is a microlens matrix. 31. Система для канализирования отображаемого изображения, содержащая
дисплей, который проецирует изображение по оптическому пути;
линзу, которая фокусирует изображение;
разделитель вблизи точки фокусировки указанного изображения для формирования множества отображаемых подызображений, при этом каждое подызображение следует по одному из множества оптических подпутей; и
средство для перенаправления по меньшей мере одного из указанного множества оптических подпутей.31. A system for channeling a displayed image containing
a display that projects the image along the optical path;
a lens that focuses the image;
a separator near the focus point of the specified image to form a plurality of displayed subimages, with each subimage following one of the many optical subpaths; and
means for redirecting at least one of said plurality of optical subpaths. 32. Система по п.31, в которой указанное средство для перенаправления представляет собой зеркало.32. The system of claim 31, wherein said redirection means is a mirror. 33. Система по п.31, в которой перемещение указанного средства для перенаправления может быть использовано для подстройки к межзрачковому расстоянию.33. The system according to p, in which the movement of the specified means for redirection can be used to adjust to interpupillary distance. 34. Система по п.33, в которой второе средство для перенаправления является поворотным вокруг оси, общей для первого и второго средств для перенаправления, и в которой указанный поворот может быть использован для подстройки к межзрачковому расстоянию.34. The system of claim 33, wherein the second redirection means is rotatable about an axis common to the first and second redirection means, and wherein said rotation can be used to adjust to the interpupillary distance. 35. Видеошлем, содержащий
экран дисплея, выполненный с возможностью формирования отображаемого изображения вдоль оптического пути;
дисплейную оптику вблизи указанного экрана дисплея, при этом указанная оптика фокусирует указанное изображение в точку; и
разделитель, расположенный вблизи указанной точки, для разделения отображаемого изображения на множество отображаемых подызображений, при этом каждое подызображение проходит по одному из множества оптических подпутей.35. A video helmet containing
a display screen configured to form a displayed image along the optical path;
display optics near the indicated display screen, wherein said optics focuses the specified image to a point; and
a separator located close to the specified point for dividing the displayed image into a plurality of displayed subimages, with each subimage passing along one of the plurality of optical subpaths. 36. Видеошлем по п.35, в котором частично отражающая поверхность и полностью отражающая поверхность выполнены в виде асимметричного V-образного зеркального разделителя.36. The video helmet of claim 35, wherein the partially reflective surface and the fully reflective surface are in the form of an asymmetric V-shaped mirror splitter. 37. Видеошлем по п.35, дополнительно содержащий рассеиватель для формирования действительного изображения вдоль по меньшей мере одного из множества оптических подпутей.37. The video helmet of claim 35, further comprising a diffuser for generating a valid image along at least one of the plurality of optical subpaths. 38. Видеошлем по п.37, в котором указанный рассеиватель является сферическим.38. The video helmet of claim 37, wherein said diffuser is spherical. 39. Видеошлем по п.35, в котором указанный экран дисплея, указанная оптика и указанный разделитель выполнены в виде несъемного узла, который перемещается синхронно с по меньшей мере одним окуляром для подстройки к межзрачковому расстоянию пользователя.39. The video helmet of claim 35, wherein said display screen, said optics, and said splitter are configured as a non-removable assembly that moves synchronously with at least one eyepiece to adjust to the user's interpupillary distance. 40. Видеошлем, содержащий
экран дисплея, выполненный с возможностью формирования изображения вдоль оптического пути;
дисплейную оптику вблизи указанного экрана дисплея, при этом указанная оптика фокусирует указанное изображение в точку;
разделитель, расположенный вблизи указанной точки, для разделения отображаемого изображения на множество отображаемых подызображений, при этом каждое подызображение проходит по одному из множества оптических подпутей; и
отражатель, расположенный по направлению по меньшей мере одного из множества оптических подпутей.40. A video helmet containing
a display screen configured to form an image along the optical path;
display optics near the indicated display screen, wherein said optics focuses the specified image to a point;
a separator located near the specified point for dividing the displayed image into a plurality of displayed subimages, with each subimage passing along one of the plurality of optical subpaths; and
a reflector located in the direction of at least one of the plurality of optical subpaths. 41. Видеошлем по п.40, дополнительно содержащий рассеиватель, расположенный между отражателем и оптикой глаза.41. The video helmet of claim 40, further comprising a diffuser located between the reflector and the optics of the eye. 42. Видеошлем по п.40, в котором указанный отражатель является подвижным.42. The video helmet of claim 40, wherein said reflector is movable. 43. Видеошлем по п.40, дополнительно содержащий
второй отражатель, расположенный по направлению указанного по меньшей мере одного из множества оптических подпутей, для перенаправления по меньшей мере одного из множества оптических подпутей.43. The video helmet of claim 40, further comprising
a second reflector located in the direction of the at least one of the plurality of optical subpaths to redirect at least one of the plurality of optical subpaths. 44. Видеошлем по п.43, в котором второй отражатель является поворотным вокруг оси, общей для первого и второго отражателей, и в котором указанным поворотом можно осуществлять подстройку к межзрачковому расстоянию пользователя.44. The video helmet of claim 43, wherein the second reflector is rotatable about an axis common to the first and second reflectors, and in which the rotation can be adjusted to the interpupillary distance of the user. 45. Система для канализирования отображаемого изображения, содержащая
дисплей, выполненный с возможностью формирования отображаемого изображения вдоль оптического пути;
дисплейную оптику вблизи дисплея, при этом указанная дисплейная оптика имеет фокус;
широкополосный источник, испускающий излучение на указанный дисплей; и
разделитель, расположенный вблизи фокуса, при этом указанный
разделитель функционирует для разделения отображаемого изображения на множество отображаемых подызображений, каждое подызображение проходит по одному из множества оптических подпутей.45. System for channeling the displayed image containing
a display configured to form a displayed image along the optical path;
display optics in the vicinity of the display, wherein said display optics has focus;
a broadband source emitting radiation to said display; and
a separator located near the focus, while
the separator functions to divide the displayed image into a plurality of displayed subimages, each subimage passes through one of the many optical subpaths. 46. Система по п.45, в которой широкополосный источник состоит из множества узкополосных источников, выполненных с возможностью имитации одного широкополосного источника.46. The system of claim 45, wherein the broadband source consists of a plurality of narrowband sources configured to simulate a single broadband source. 47. Система по п.45, в которой указанный широкополосный источник содержит
первый и второй фильтры;
первый, второй и третий узкополосные прожекторы;
в которой указанный первый узкополосный прожектор расположен для испускания излучения через указанное первое средство фильтрации и по общему пути источников;
в которой указанный второй узкополосный прожектор расположен для испускания излучения на указанный первый фильтр и в которой указанный первый фильтр расположен для отражения указанного излучения от указанного второго узкополосного прожектора через указанное второе средство фильтрации и по указанному общему пути источников; и
в которой указанный третий узкополосный прожектор расположен для испускания излучения на указанное второе средство фильтрации, а указанный второй фильтр расположен для отражения излучения от указанного третьего прожектора по указанному общему пути источников.47. The system of claim 45, wherein said broadband source comprises
first and second filters;
first, second and third narrowband floodlights;
wherein said first narrow-band floodlight is disposed to emit radiation through said first filtering means and along a common source path;
wherein said second narrow-band floodlight is arranged to emit radiation to said first filter and wherein said first filter is arranged to reflect said radiation from said second narrow-band floodlight through said second filtering means and along said common source path; and
wherein said third narrow-band floodlight is arranged to emit radiation to said second filtering means, and said second filter is arranged to reflect radiation from said third floodlight along said common source path. 48. Система по п.47, в которой указанные первый, второй и третий узкополосные прожекторы испускают видимый свет с длинами волн, соответствующими красному, зеленому или голубому цвету.48. The system of claim 47, wherein said first, second, and third narrow-band floodlights emit visible light with wavelengths corresponding to red, green, or blue. 49. Система для канализирования отображаемого изображения, содержащая
узел формирования подызображений, в котором изображение дисплея фокусируется и используется для формирования по меньшей мере двух подызображений, при этом каждое направлено вдоль одного из двух подпутей;
по меньшей мере один окулярный узел, расположенный по направлению каждого из указанных подпутей; и
в которой указанный узел формирования подызображений и указанный окулярный узел осуществляют подстройку к межзрачковому расстоянию посредством синхронизированных перемещений.49. A system for channeling a displayed image containing
a subimage formation unit in which the display image is focused and used to form at least two subimages, each directed along one of two subpaths;
at least one ocular site located in the direction of each of these subpaths; and
in which the specified subimage formation node and the specified ocular node adjust to the interpupillary distance by means of synchronized movements. 50. Система по п.49, в которой указанными синхронизированными перемещениями поддерживается постоянная длина каждого подпути.50. The system of claim 49, wherein said synchronized movements support a constant length of each subpath. 51. Система по п.49, в которой перемещение указанного окулярного узла происходит в направлении, перпендикулярном к перемещению указанного узла формирования подызображений. 51. The system of claim 49, wherein the movement of said ocular node occurs in a direction perpendicular to the movement of said subimage formation node.
RU2006124847/28A 2003-12-12 2003-12-12 Videohelmet optical devices RU2365955C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124847/28A RU2365955C2 (en) 2003-12-12 2003-12-12 Videohelmet optical devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124847/28A RU2365955C2 (en) 2003-12-12 2003-12-12 Videohelmet optical devices

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008130354/28A Division RU2008130354A (en) 2003-12-12 2008-07-22 SYSTEM FOR SEWING THE DISPLAYED IMAGE AND METHOD FOR MAINTAINING THE CONSTANT LENGTH OF THE OPTICAL WAY, ACCORDING TO WHICH THE IMAGES ARE FORMED

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006124847A RU2006124847A (en) 2008-01-20
RU2365955C2 true RU2365955C2 (en) 2009-08-27

Family

ID=39108348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006124847/28A RU2365955C2 (en) 2003-12-12 2003-12-12 Videohelmet optical devices

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2365955C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТЕОРИЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ./ ПОД РЕД. М.М.РУСИНОВА, МАШИНОСТРОЕНИЕ, 1981. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006124847A (en) 2008-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6989935B2 (en) Optical arrangements for head mounted displays
US20220206301A1 (en) Waveguide illuminator
US20240036332A1 (en) Tilting array based display
CA2548398C (en) Optical arrangements for head mounted displays
JP2004326107A (en) Monocentric autostereoscopic optical apparatus with spherical gradient-index ball lens
JP2007524855A (en) Multiple imaging configurations for head-mounted displays
CN110133860A (en) Display device
US20230004005A1 (en) Illumination layout for compact projection system
RU2365955C2 (en) Videohelmet optical devices
TWI294528B (en) System and method for channeling images within a head mounted display
KR20070004573A (en) Optical arragements for head mounted displays
RU2331910C2 (en) Multiple image formation system for head displays
MXPA06006605A (en) Optical arrangements for head mounted displays
WO2023121650A1 (en) Method and system for performing optical imaging in augmented reality devices
WO2023121651A1 (en) Method and system for performing optical imaging in augmented reality devices
CN101556376A (en) Optical device for head-mounted display
MXPA06006604A (en) Multiple imaging arrangements for head mounted displays

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121213