WO2014080129A1 - Module optique de réalité augmentée - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates mainly to the field of portable augmented reality optical devices, in particular those mounted on the head of a user.
  • optical solutions are transparent but they use an "off-axis" optical path, that is to say outside the main axis of vision of the user, which induces strong optical aberrations, in particular astigmatism, curvature of field and distortion, which reduces the quality of the projected image in the retina.
  • these devices use a certain number of optical elements that are not compatible with the fineness required for a device that one wishes to be able to integrate into an ergonomic pair of glasses.
  • Another problem with current devices is the size of the exit pupil. The pupil of an eye looking at a projected image of average intensity is about 3mm in diameter.
  • the exit pupil that is to say the area of placement of the eye where the user perceives the whole field, must be at least 3 times larger. that the pupil of the eye of the user so that even if the user moves with respect to the system, he continues to perceive a sharp image without vignetting.
  • the object of the invention is in particular to propose a device whose size and complexity are considerably reduced with regard to the existing display systems and designed so that it can be fixed to the head of a user while remaining transparent for her stare.
  • such a device will be advantageously easy to use for consumer applications where ergonomics and simplicity are key elements.
  • such an augmented reality device is characterized in that it comprises:
  • a display for transmitting at least one image in the form of a beam
  • an ocular return diopter disposed substantially transversely to said main optical axis so that it returns the image in the direction of the eye
  • This device may further comprise ophthalmic correction means for adapting the image to the vision of the user.
  • the display is preferably chosen from LCD, OLED and LCOS types.
  • the device may further comprise at least one lens or a group of lenses disposed downstream of the display and upstream of the redirection means, in particular to obtain a desired magnification of the image, preferably by compensating for chromatic aberrations.
  • the redirection means are advantageously a flat or curved semi-reflecting plate, designed to fold the image beam from the display towards an inner face of the diopter, said blade passing without reflection at least part of the beam reflected by said diopter.
  • This semi-reflecting blade comprises a polarizing structure capable of providing the reflection and transmission functions of said blade on one side and significantly reducing the parasitic reflections due to the light coming from the other side of the beam. said blade.
  • the device may also include a micro-camera whose axis is placed substantially parallel to the optical axis of the user's directing eye, an inertial unit, a magnetic compass and a GPS to allow a virtual interaction with the user. environment observed in augmented reality according to the movements and the point of view of the user.
  • the device also comprises a battery and electronic computing and communication means designed to allow wireless use with a smartphone or a computer.
  • the invention also relates to an augmented reality optical system characterized in that it comprises two augmented reality optical devices according to the invention, each for a respective eye of the user.
  • a device or system according to the invention advantageously comprises a load-bearing structure for fixing it to the user's head, preferably of the spectacle frame type, ski mask, protective mask or helmet.
  • FIG. 1 schematically illustrates a vertical axial section of a device according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates a section through the thickness of a semireflecting plate for the device of FIG. 1.
  • Figure 1 uses an optical device 1, portable, and intended to provide augmented reality to a user of this device.
  • This device is in an optical configuration called "on the axis", that is to say along an optical axis XI which is substantially the axis of the user's gaze when looking at infinity, in front of him ; this reduces the complexity and weight of such a device.
  • this device 1 comprises a display 2, a semi-reflecting plate 3, a diopter 4, a retardation plate 5, a polarizing film 6 and ophthalmic correction means 7.
  • the display 2 may be of the micro-display type ("microdisplay”), LCOS, LCD or OLED; it is intended to form and emit an image, fixed or animated, in the form of a light beam.
  • the reflective plate 3 is of the PB S type (Polarizing Beam Spliter Plate, in English) is used to fold the optical path of the light beam from the display 2 towards the diopter 4.
  • the diopter 4 is a semi-transparent catadioptric element intended to collimate the beam so as to project the image to infinity in the eye 10 of the user.
  • the retardation plate 5 is a polarized plate of the quarter-wave type.
  • the blade 3 is transparent for polarized P-type light, that is to say polarized in the plane of incidence, and reflects S-polarized light, that is to say perpendicular to the plane of incidence. , when it is positioned at 45 degrees to the optical axis XI.
  • the display 2 comprises means of polarization or is juxtaposed with a polarizer, so that the emitted light is polarized S, so that it is reflected by the reflecting plate 3. Once reflected by the reflecting plate 3, this light It crosses the retardation plate 5 which converts the S polarization of the light into a circular polarization.
  • An assembly not represented in the figures, consisting of optical lenses coupled to a semi-reflecting catadioptric element, intended to obtain a desired magnification while compensating for chromatic aberrations, is placed immediately downstream of the display 2.
  • optical path traveled by an image transmitted by the broadcaster 2 can be described as follows:
  • a semi-reflective plate 3 of the PB S type instead of a semi-reflective mirror type plate, significantly increases the brightness of the device when the display is of the LCD or LCOS type.
  • the light transmission ratio for the optical path of the device of FIG. 1 is 77% with a PBS blade against 25% with a semi-reflective mirror.
  • a semi-reflective mirror may nevertheless be used for a lower cost architecture.
  • the use for the diopter 4 of a semi-reflecting catadioptric element 4 in the frontal position makes it possible to compensate for the spherical aberrations and does not add any prismatic effect or distortion when the user looks through the device.
  • the interest of such catadioptric elements is the possibility of using large diameters without increasing the chromatic aberrations as with the refractive elements.
  • the use of a spherical or aspheric diopter coupled to the flat or semi-reflective curved blade also makes it possible to significantly increase the display field.
  • the diopter 4 is preferably made of polycarbonate with a semi-reflective inner surface 14, which can be aspherical, to optimize them. performance.
  • the internal transmission of the diopter 4 is optimized to ensure a good contrast between the projected image and the scene 11 observed.
  • Semi-reflective holographic processing can be used instead of thin-film semi-reflective processing to improve the brightness of projected images when projecting a monochromatic or RGB image.
  • the outer face 15 of the diopter 4 is calculated to cancel the prismatic effects for the vision in transparency, thus the natural vision of the scene 11 by the user is preserved.
  • the retardation plate 5 may take the form of a polymer film. To facilitate the assembly of the device, it can be thermoformed to directly adapt to the curvature of the diopter 4.
  • the geometry and the curvature of the inner surface 14 of the diopter 4 and those of the lenses of the assembly coupled to the diffuser can be optimized to adapt the magnification of the optical system to different screen sizes of the diffuser 2.
  • FIG. 2 illustrates a section along the thickness of the semi-reflecting plate 3.
  • the blade 3 comprises 6 layers 21-26 which are:
  • a polarizing and reflecting structure 21 constituted by a film of the type
  • a polymer substrate 23 for example a PMMA or a polycarbonate
  • the polarizer 6, although not essential, can be placed on the path between the semi-reflecting plate 3 and the user's eye 10, in order to advantageously filter the non-polarized portion P of the light which would be produced by a parasitic reflection on the semi-reflecting plate 3 if it does not include the structure 17.
  • the polarizer 6 is a film advantageously deposited on the correction means 7, making it possible to adapt the image to the vision of the user.
  • a device such as that of Figure 1 has a very small footprint, the eye relief ("eye relief" in English) is 15mm; the complete device 1 may have a size of 30 x 25 x 17 mm; it is for example completely integrable in a pair of ergonomic sunglasses.
  • a device according to the invention represents an improvement over the state of the art through the use of a semi-reflective plate coupled to a semi-reflective spherical frontal surface 14 which significantly reduces aberrations and vignetting of the natural field of view.
  • the exit pupil is also easily increased from 9mm to 15mm in diameter depending on the version of the architecture.
  • such an optical device 1 can be used in pairs so as to produce a small binocular augmented reality device.
  • This system would for example be easily compatible for a population group with an IPD ("interpupillary distance", inter-pupillary distance, in French) between 52 and 65mm without requiring any adjustment.
  • the micro-display 1 is located above so that the natural field of view of the user is preserved; consider HFOV (horizontal) natural at least 160 ° and VFOV (vertically) greater than 100 °.
  • the device 1 does not reduce the natural field of view while having a reduced form factor, so it can be used in a large number of applications where the perceived scene is as important as the information or projected images.
  • the device can advantageously be coupled to a micro-camera or motion sensors linked to the user's head (gyroscopes, accelerometers, etc.) so as to interact with the observed scene.
  • a micro-camera or motion sensors linked to the user's head gyroscopes, accelerometers, etc.
  • Other options such as voice recognition, an inertial unit or a tracking device (GPS %) can be added to improve the immersion and user experience.
  • the device may not include ophthalmic correction means.
  • ophthalmic correction means In the case where a correction is used, the ocular clearance is reduced by a few mm.
  • the correction can be applied directly to the semi-reflective frontal glass or by adding ophthalmic clips.
  • the choice of the display used among types LCD, OLED or LCOS is done according to the needs of the intended application, in terms of brightness, color rendering and costs.
  • these lenses can be replaced by hybrid lenses coupled with a Fresnel lens.
  • these components can be molded in polycarbonate to optimize costs.
  • the display may be disposed laterally relative to that axis, for example on one side or below.

Abstract

Dispositif optique (1) de réalité augmentée caractérisé en ce qu'il comprend : - un afficheur (2) pour émettre au moins une image sous forme d'un faisceau; - un dioptre (4), disposé sensiblement transversalement audit axe optique principal de sorte qu'il renvoie l'image en direction de l'œil; - une lame semi-réfléchissante (3) pour renvoyer l'image entre ledit afficheur et ledit dioptre; et, - un polariseur (6) pour éliminer la lumière parasite.

Description

MODULE OPTIQUE DE REALITE AUGMENTEE.
La présente invention se rapporte principalement au domaine des dispositifs optiques de réalité augmentée portables, notamment ceux montés sur la tête d'un utilisateur.
Il existe actuellement de nombreuses solutions permettant la visualisation d'image par un système d'affichage monté sur la tête d'un utilisateur. Une majorité de ces dispositifs ne permettent pas la vision par transparence et ne peuvent donc pas être intégrés dans un système de réalité augmentée sans diminuer sensiblement le champ de vision naturel de l'utilisateur qui représente environ 180° pour le champ naturel de vue horizontal et 120° pour le champ naturel de vue vertical.
Certaines solutions optiques sont transparentes mais elles utilisent un chemin optique « hors axe », c'est-à-dire hors de l'axe principal de vision de l'utilisateur, ce qui induit de fortes aberrations optiques, notamment astigmatisme, courbure de champ et distorsion, ce qui réduit la qualité de l'image projetée dans la rétine. Afin de compenser ces aberrations, ces dispositifs utilisent un certain nombre d'éléments optiques qui ne sont pas compatibles avec la finesse exigée pour un dispositif que l'on souhaite pouvoir intégrer dans une paire de lunette ergonomique. Un autre problème avec les dispositifs actuels concerne la taille de la pupille de sortie. La pupille d'un œil regardant une image projetée d'intensité moyenne est d'environ 3mm de diamètre. Afin d'avoir un système d'affichage ergonomique, la pupille de sortie, c'est-à-dire la zone de placement de l'œil où l'utilisateur perçoit l'ensemble du champ, doit être au moins 3 fois plus grande que la pupille de l'œil de l'utilisateur de façon à ce que même si l'utilisateur bouge par rapport au système, il continue de percevoir une image nette sans vignettage. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif dont la taille et la complexité sont notablement réduites au regard des systèmes d'affichage existants et conçu de sorte qu'il puisse être fixé à la tête d'un utilisateur tout en restant transparent pour son regard. En outre, un tel dispositif sera d'une utilisation avantageusement facile pour des applications grand public où l'ergonomie et la simplicité sont des éléments clés.
Selon l'invention, un tel dispositif de réalité augmentée est caractérisé en ce qu'il comprend :
- un afficheur pour émettre au moins une image sous forme d'un faisceau ;
- des moyens pour positionner ledit afficheur latéralement relativement à un œil d'un utilisateur, de sorte que ledit afficheur émet ladite image sensiblement transversalement relativement à un axe optique principal dudit œil ;
- un dioptre de renvoi oculaire, disposé sensiblement transversalement audit axe optique principal de sorte qu'il renvoie l'image en direction de l'œil ;
- des moyens de redirection de ladite image entre ledit afficheur et ledit dioptre ; et,
- des moyens de polarisation pour éliminer la lumière parasite. Ce dispositif peut en outre comprendre des moyens de correction ophtalmique pour adapter l'image à la vision de l'utilisateur.
L'afficheur est de préférence choisi parmi les types LCD, OLED et LCOS. Le dispositif peut en outre comprendre au moins une lentille ou un groupe de lentilles disposé en aval de l'afficheur et en amont des moyens de redirection, notamment pour obtenir un agrandissement souhaité de l'image, de préférence en compensant des aberrations chromatiques.
Les moyens de redirection sont avantageusement une lame plane ou courbe semi-réfléchissante, prévue pour replier le faisceau image issu de l'afficheur en direction d'une face interne du dioptre, ladite lame laissant passer sans réflexion une partie au moins du faisceau réfléchi par ledit dioptre. Cette lame semi-réfléchissante comprend une structure polarisante apte à assurer les fonctions de réflexion et de transmission de ladite lame d'un côté et réduire de l'autre côté de manière significative les réflexions parasites dues à la lumière provenant de l'autre côté de ladite lame.
Il peut aussi comprendre une micro-caméra dont l'axe est placé sensiblement parallèle à l'axe optique de l'œil directeur de l'utilisateur, une centrale inertielle, un compas magnétique et un GPS afin de permettre une interaction virtuelle avec l'environnement observé en réalité augmentée selon les mouvements et le point de vue de l'utilisateur. De préférence, le dispositif comprend aussi une batterie et des moyens électroniques de calcul et de communication conçus pour permettre une utilisation sans fil avec un smartphone ou un ordinateur.
L'invention porte aussi sur un système optique de réalité augmentée caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs optiques de réalité augmentée selon l'invention, chacun pour un œil respectif de l'utilisateur. Un dispositif, ou un système, selon l'invention, comprend avantageusement une structure porteuse pour le fixer à la tête de l'utilisateur, de préférence du type monture de lunettes, masque de ski, masque de protection ou casque.
Plusieurs modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement une coupe axiale verticale d'un dispositif selon l'invention ; et,
- la figure 2 illustre une coupe dans l'épaisseur d'une lame semi- réfléchissante pour le dispositif de la figure 1.
La figure 1 utilise un dispositif optique 1, portable, et destiné à procurer une réalité augmentée à un utilisateur de ce dispositif. Ce dispositif est dans une configuration optique dite "sur l'axe", c'est-à-dire selon un axe optique XI qui est sensiblement l'axe du regard de l'utilisateur lorsqu'il regarde à l'infini, devant lui ; ceci permet de réduire la complexité et le poids d'un tel dispositif. Dans l'exemple illustré, ce dispositif 1 comprend un afficheur 2, une lame semi-réfléchissante 3, un dioptre 4, une lame retardatrice 5, un film polarisant 6 et des moyens de correction ophtalmique 7.
L'afficheur 2 peut être du type micro-afficheur (« microdisplay », en anglais) LCOS, LCD ou OLED ; il est destiné à former et émettre une image, fixe ou animée, sous forme d'un faisceau lumineux. La lame réfléchissante 3 est du type PB S (Séparateur de faisceau polarisant, « Polarizing Beam Spliter Plate », en anglais) est utilisée pour replier le chemin optique du faisceau lumineux issu de l'afficheur 2 en direction du dioptre 4. Le dioptre 4 est un élément catadioptrique semi-transparent destiné à collimater le faisceau de façon à projeter l'image à l'infini dans l'œil 10 de l'utilisateur. La lame retardatrice 5 est une lame polarisée du type quart d'onde.
La lame 3 est transparente pour une lumière polarisée de type P, c'est-à-dire polarisée dans le plan d'incidence, et réfléchit une lumière polarisée de type S, c'est-à-dire perpendiculaire au plan d'incidence, quand elle est positionnée à 45 degrés par rapport à l'axe optique XI. L'afficheur 2 comprend des moyens de polarisation ou est juxtaposé à un polariseur, de sorte que la lumière émise est polarisée S, de sorte qu'elle est réfléchie par la lame réfléchissante 3. Une fois réfléchie par la lame réfléchissante 3, celle-ci traverse la lame retardatrice 5 qui convertit la polarisation S de la lumière en une polarisation circulaire. La réflexion sur le miroir semi-réfléchissant formé par le dioptre 4 inverse l'orientation de la polarisation circulaire et le second passage dans la lame quart d'onde convertit la lumière en polarisation P ; ainsi, la lame semi- réfléchissante 3 devient totalement transparente pour la lumière renvoyée par le dioptre 4, lorsque cette lumière la retraverse en direction de l'œil de l'utilisateur.
Un ensemble, non représenté aux figures, constitué de lentilles optiques couplées à un élément catadioptrique semi-réfléchissant, est destiné à obtenir un grandissement souhaité tout en compensant les aberrations chromatiques, est disposé immédiatement en aval de l'afficheur 2.
Ainsi, le chemin optique parcouru par une image émise par le diffuseur 2 peut se décrire comme suit :
Afficheur 2 ensemble lentilles
lame semi-réfléchissante 3
lame ¼ d'onde 5
dioptre 4
lame ¼ d'onde 5 Œil 10 Le chemin optique parcouru par une scène 11 observée par l'utilisateur à travers le dispositif 1 peut se décrire comme suit :
Scène 11 → dioptre 4
→ lame ¼ d'onde 5
→ lame semi-réfléchissante 3
→ polarisateur 6
→ Moyens de correction 7 → Œil 10
L'utilisation d'une lame semi-réfléchissante 3 de type PB S, au lieu d'une lame de type miroir semi-réfléchissant, augmente de façon significative la luminosité du dispositif lorsque l'afficheur est de type LCD ou LCOS. Le ratio de transmission de la lumière pour le chemin optique du dispositif de la figure 1 est de 77% avec une lame PBS contre 25% avec un miroir semi- réfléchissant. Un miroir semi-réfléchissant pourra néanmoms être utilisé pour une architecture de moindre coût.
L'utilisation pour le dioptre 4 d'un élément catadioptrique semi-réfléchissant 4 en position frontale permet de compenser les aberrations sphériques et n'ajoute pas d'effet prismatique ou de distorsion lorsque l'utilisateur regarde à travers le dispositif. L'intérêt de tels éléments catadioptriques est la possibilité d'utiliser de larges diamètres sans augmenter les aberrations chromatiques comme avec les éléments réfractifs. L'utilisation d'un dioptre sphérique ou asphérique couplé à la lame plane ou courbe semi-réfléchissante permet également d'augmenter de manière significative le champ affichable. Le dioptre 4 est de préférence fabriqué en polycarbonate avec une surface interne 14 semi- réfléchissante, celle-ci pouvant être asphérique, pour en optimiser les performances. La transmission interne du dioptre 4 est optimisée pour garantir un bon contraste entre l'image projetée et la scène 11 observée. Un traitement holographique semi-réfléchissant peut être utilisé à la place du traitement semi-réfléchissant par couche mince de façon à améliorer la luminosité des images projetées en cas de projection d'une image monochromatique ou RGB. La face externe 15 du dioptre 4 est calculée pour annuler les effets prismatiques pour la vision en transparence, ainsi la vision naturelle de la scène 11 par l'utilisateur est préservée. La lame retardatrice 5 peut prendre la forme d'un film polymère. Afin de faciliter l'assemblage du dispositif, elle peut être thermoformée pour s'adapter directement à la courbure du dioptre 4.
La géométrie et la courbure de la surface interne 14 du dioptre 4 et de celles des lentilles de l'ensemble couplé au diffuseur peuvent être optimisées pour adapter le grandissement du système optique à différentes tailles d'écran du diffuseur 2.
La figure 2 illustre une coupe selon l'épaisseur de la lame semi-réfléchissante 3. Dans l'exemple illustré, depuis une première face 17 tournée vers l'afficheur 2 et le dioptre 4, et une deuxième face 18 tournée vers l'œil 10 de l'observateur, la lame 3 comprend 6 couches 21-26 qui sont :
- une structure polarisante et réfléchissante 21, constituée d'un film de type
WGF ;
- un adhésif 22 pour la première couche 21 sur la troisième couche 23 ;
- un substrat en polymère 23, par exemple un PMMA ou un polycarbonate ;
- un adhésif 24 pour la cinquième couche 25 sur la troisième couche 23 ;
- une couche formée d'un polariseur linéaire 25 à haut coefficient de transmission ; et, - un revêtement antireflet 26.
Une lumière parasite qui serait issue depuis le dessous du dispositif (réflexion sur la lame semi-réfléchissante 3) traverse le revêtement antireflet 26, la polarisation S est absorbée par le film polarisant 25, la polarisation P résiduelle traverse le substrat 23 sans être réfléchie par le film GF qui transmet la polarisation P et réfléchit la polarisation S. De cette façon, une telle lumière parasite n'est plus réfléchie en direction de l'œil 10 de l'utilisateur. Le polarisateur 6, bien que non indispensable, peut être placé sur le trajet entre la lame semi-réfléchissante 3 et l'œil 10 de l'utilisateur, afin de filtrer avantageusement la part non-polarisée P de la lumière qui serait issue d'une réflexion parasite sur la lame semi réfléchissante 3 si celle-ci ne comprend la structure 17. Dans l'exemple illustré à la figure 1, le polarisateur 6 est un film avantageusement déposé sur les moyens de correction 7, permettant d'adapter l'image à la vision de l'utilisateur.
Un dispositif tel que celui de la figure 1 a un encombrement très réduit, le dégagement oculaire (« eye relief », en anglais) est de 15mm ; le dispositif 1 complet peut avoir une taille de 30 x 25 x 17 mm ; il est par exemple complètement intégrable dans une paire de lunette de soleil ergonomique. En outre, un dispositif selon l'invention représente une amélioration par rapport à l'état de l'art grâce à l'utilisation d'une lame semi-réfléchissante couplée à une surface 14 frontale sphérique semi-réfléchissante qui réduit de façon significative les aberrations et le vignettage du champ de vision naturel. La pupille de sortie est aussi aisément augmentée de 9mm à 15mm de diamètre selon les versions de l'architecture. Avec une pupille de sortie d'un diamètre supérieur à 9mm, un tel dispositif optique 1 peut être utilisé par paire de façon à réaliser un petit dispositif binoculaire de réalité augmentée. Ce système serait par exemple aisément compatible pour un ensemble de population avec un IPD ("interpupillary distance", distance inter-pupillaire, en français) compris entre 52 et 65mm sans nécessiter aucun réglage.
Le micro-afficheur 1 est localisé au-dessus pour que le champ de vision naturel de l'utilisateur soit préservé ; on prend en compte HFOV (horizontalement) naturel d'au moins 160° et VFOV (verticalement) supérieur à 100°. Le dispositif 1 ne réduit pas le champ de vision naturel tout en ayant un facteur de forme réduit, il peut donc être utilisé dans un grand nombre d'applications où la scène perçue est aussi importante que l'information ou les images projetées.
Le dispositif peut avantageusement être couplé à une micro-caméra ou des capteurs de mouvements liés à la tête de l'utilisateur (gyroscopes, accéléromètres,...) de façon à interagir avec la scène observée. D'autres options comme la reconnaissance vocale, une centrale inertielle ou un dispositif de localisation (GPS...) peuvent être ajoutés pour améliorer l'immersion et l'expérience de l'utilisateur.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Ainsi, le dispositif peut ne pas comprendre de moyens de correction ophtalmique. Dans le cas où l'on utilise une correction, le dégagement oculaire est réduit de quelques mm. La correction peut être appliquée directement sur le verre semi-réfléchissant frontal ou en ajoutant des clips ophtalmiques. Aussi, le choix de l'afficheur utilisé parmi les types LCD, OLED ou LCOS se fait selon les besoins de l'application visée, en terme de luminosité, rendu couleur et coûts.
Au lieu d'un ensemble de lentilles optique couplé à un élément catadioptrique semi-réfléchissant destiné à obtenir le grandissement souhaité tout en compensant les aberrations chromatiques, ces lentilles peuvent être remplacées par des lentilles hybrides couplées avec une lentille de Fresnel. Dans le cas d'une production en grand volume, ces composants pourront être moulés en polycarbonate pour optimiser les coûts.
Au lieu d'être au-dessus de l'axe optique de l'œil de l'utilisateur, l'afficheur peut être disposé latéralement relativement à cet axe, par exemple sur un côté ou en-dessous.

Claims

Revendications
1. Dispositif optique (1) de réalité augmentée, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un afficheur (2) pour émettre au moins une image sous forme d'un faisceau ;
- des moyens pour positionner ledit afficheur latéralement relativement à un œil (10) d'un utilisateur, de sorte que ledit afficheur émet ladite image sensiblement transversalement relativement à un axe optique (XI) principal dudit œil ;
- un dioptre de renvoi oculaire (4), disposé sensiblement transversalement audit axe optique principal de sorte qu'il renvoie l'image en direction de l'œil ;
- des moyens de redirection (3) de ladite image entre ledit afficheur et ledit dioptre ; et,
- des moyens de polarisation (6, 21, 25) pour éliminer la lumière parasite.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (7) de correction ophtalmique pour adapter l'image à la vision de l'utilisateur.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'afficheur est choisi parmi les types LCD, OLED et LCOS.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une lentille ou un groupe de lentilles disposé en aval de l'afficheur et en amont des moyens de redirection, notamment pour obtenir un agrandissement souhaité de l'image, de préférence en compensant des aberrations chromatiques.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de redirection sont une lame semi-réfléchissante (3), prévue pour replier le faisceau image issu de l'afficheur (2) en direction d'une face interne (14) du dioptre (4), ladite lame (3) laissant passer sans réflexion une partie au moins du faisceau réfléchi par ledit dioptre.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la lame semi- réfléchissante comprend une structure polarisante (21) apte à assurer les fonctions de réflexion et de transmission de ladite lame d'un côté et réduire de l'autre côté de manière significative les réflexions parasites dues à la lumière provenant de l'autre côté de ladite lame.
7. Dispositif selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une micro-caméra dont l'axe est placé sensiblement parallèle à l'axe optique de l'œil directeur de l'utilisateur, une centrale inertielle, un compas magnétique et un GPS afin de permettre une interaction virtuelle avec l'environnement observé en réalité augmentée selon les mouvements et le point de vue de l'utilisateur.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une batterie et des moyens électroniques de calcul et de communication conçus pour permettre une utilisation sans fil avec un smartphone ou un ordinateur.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une structure porteuse pour le fixer à la tête de l'utilisateur, de préférence du type monture de lunettes, masque de ski, masque de protection ou casque.
10. Système optique de réalité augmentée, caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs optiques (1) de réalité augmentée selon l'une des revendications 1 à 9, chacun pour un œil respectif de l'utilisateur.
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