KR102646230B1

KR102646230B1 - 헤드 장착형 디스플레이용 광가이드가 포함 된 광학 장치

Info

Publication number: KR102646230B1
Application number: KR1020237018009A
Authority: KR
Inventors: 오잔 카크마크치
Original assignee: 구글 엘엘씨
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2024-03-11
Also published as: EP3871035A1; KR20210006980A; JP7167300B2; US20200132919A1; JP2022503487A; KR20230084316A; WO2020086174A1; CN112236716A; CN112236716B; US11550095B2

Abstract

광학 장치는 컴퓨터로 생성되는 이미지(CGI)의 광을 방출하도록 구성된 마이크로디스플레이(105)를 포함한다. 광학 장치는 마이크로디스플레이로부터 CGI를 수신하기 위한 제1 곡면과 눈-측 제3 표면을 통해 CGI를 사용자 눈으로 반사하기 위한 제2 곡면을 갖는 광가이드(101)를 더 포함한다. 광학 장치는 또한 마이크로디스플레이와 광가이드를 지지하는 헤드 장착형 프레임(110)을 포함하며, 마이크로디스플레이는 헤드 장착형 프레임의 상부에 위치하며, 광가이드의 제1 곡면은 광가이드의 상부 측에 있다.

Description

헤드 장착형 디스플레이용 광가이드가 포함 된 광학 장치{OPTICAL DEVICE INCLUDING A LIGHTGUIDE FOR A HEAD-MOUNTABLE DISPLAY}

본 명세서는 일반적으로 증강 비전을 생성하기 위한 헤드 장착형 디스플레이(HMD) 장치의 일부로서 사용될 수 있는 광가이드의 설계, 배치 및 사용에 관한 것이다.

HMD 장치는 일반적으로 눈에 가까운 광학 시스템을 통합하여 사용자 앞에서 멀리 떨어진 가상 이미지를 생성한다. 단일 눈 및 듀얼 눈 디스플레이를 각각 단안 및 양안 HMD라고 한다. 일부 HMD 장치는 컴퓨터로 생성되는 이미지(CGI)만 표시하는 반면 다른 유형의 HMD 장치는 실제-월드 뷰 위에 CGI를 중첩할 수 있다. 후자의 HMD 유형은 일반적으로 어떤 형태의 투명 접안 렌즈를 포함하며 증강 현실(AR)을 구현하기 위한 하드웨어 플랫폼 역할을 할 수 있다. 시스루(see-through) 안경을 통해 바라 볼 때의 세계 장면은 오버레이 CGI로 증강된다. 이러한 배열을 HUD(헤드 업 디스플레이)라고도 한다.

HMD는 실용적이고 레저용으로 사용된다. 그러나 기존 HMD 장치를 구현하는 데 사용되는 광학 시스템의 비용, 크기, 무게, 두께, 시야 및 효율성으로 인해 많은 애플리케이션이 제한된다. 좁은 시야는 특히 제한적이다. 기존 컴포넌트를 사용하면 CGI가 폭과 높이가 몇도에 불과하므로 사용자 경험이 좋지 않다. 이전의 HMD 설계는 곡면 광가이드를 사용하여 이러한 문제를 해결하려고 시도했으며 기존 안경과 유사한 헤드 웨어러블 프레임의 템플(temple) 영역에 마이크로디스플레이를 배치했다. 그러나 이러한 설계 배열의 특정 형상과 물리적 제약에 따라, 광가이드는 광로를 제한하여 광로를 제한하여 광가이드의 눈-측에 적어도 두 번의 바운스 또는 반사, 광가이드의 월드-측에 두 번의 반사를 포함하여 결과 가시 이미지의 크기를 제한한다. 또한 HMD의 컴포넌트를 배치하는데 있어 기존의 제약으로 인해 사용자 시야 내에서 대각선으로 약 10도 정도의 낮은 FOV(field of view) 디스플레이가 발생한다.

본 명세서는 더 잘 이해될 수 있고, 첨부된 도면을 참조함으로써 당업자에게 명백한 수많은 특징 및 이점이 있을 수 있다. 다른 도면에서 동일한 참조 번호를 사용하는 것은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다.
도 1 및 도 2는 일부 실시 예에 따른 안경류(eyewear) 장치의 사시도를 도시한다.
도 3은 일부 실시 예에 따른 광가이드의 분해 사시도를 도시한다.
도 4는 일부 실시 예에 따라 도 3에 도시된 광가이드의 정면도를 도시한다.
도 5는 일부 실시 예에 따른, 도 1의 라인 1-1을 따른 광가이드, 디스플레이 및 필드 렌즈의 측 단면도를 도시한다.
도 6은 일부 실시 예에 따른, 도 1의 라인 2-2를 따른 안경류 장치의 측 단면도를 예시한다.
도 7은 일부 실시 예에 따른, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 프레임에 위치된 것처럼 광가이드의 평면도를 도시한다.
도 8은 일부 실시 예에 따른, 만곡된 시스루(see-through) 광가이드의 두 표면의 형상을 특징짓는 예시적인 계수 세트를 도시한다.
도 9는 일부 실시 예에 따른 만곡된 시스루 광가이드의 표면을 특징짓는 좌표 값 세트를 도시한다.

이전의 광가이드 디자인은 헤드 마운트 디스플레이(HMD) 장치 또는 장치 또는 투명 HUD(헤드 업 디스플레이) 장치 또는 장치의 템플 위치에 마이크로디스플레이를 배치했다. 이 위치는 원하는 것보다 더 긴 광가이드 길이를 초래할 수 있다. 특히, 템플 위치의 마이크로디스플레이는 광이 사용자의 눈에 도달하기 전에 광가이드의 눈-측(eye-side) 표면에 2개 이상의 반사와 광가이드의 월드-측(world-side) 표면에 2 개 이상의 반사(reflections)를 갖는 광 경로가 필요할 수 있다. 템플 위치에서 마이크로디스플레이를 숨기기 위해, 광가이드는 광가이드 내의 내부 전반사(TIR)를 용이하게 하기 위해 약 18도에서 기울여야 했다. 이러한 모든 제약으로 인해 마이크로디스플레이에서 방출되는 보기가능 이미지에서 약 10도 대각선의 낮은 FOV(field of view) 디스플레이가 생성되었다.

본 명세서에 설명된 실시 예는 컴퓨터 생성 및 현실 세계(월드) 장면의 광학적 병합이 결합된 뷰를 형성할 수 있도록 하는 안경, 헬멧 및 윈드실드와 같은 시스루(투시형) HMD 장치에 관한 것이다. 특정 실시 예에 따르면, 이전 형상을 개선하기 위해, 마이크로디스플레이(이하 "디스플레이"라고도 함)는 HMD 장치의 일부로서 만곡된 광가이드의 상부에 배치되어 양방향 광학 대칭(symmetry)을 제공하고 FOV를 수평으로 약 40도, 수직으로 약 14도까지 확장한다. 광가이드와 마이크로디스플레이는 일반적으로 눈-측에 내부 전반사 중 하나의 반사를 제공하고 광가이드의 표면에서 월드-측에 하나의 반사를 제공하기 위해 서로에 대해 배치된다. 마이크로디스플레이로부터의 투영은 사용자의 눈에 도달하기 전에 광가이드의 결합기(combiner) 영역을 통해 광가이드의 월드-측(눈측과 반대 임)으로부터의 광과 아웃커플링(outcouple)될 수 있다.

광가이드의 상부에 마이크로디스플레이의 배치는 광가이드의 만곡된(curved) 눈-측 표면 및 만곡된 월드-측 표면을 갖는 것과 같은 광가이드의 다양한 특징부(feature)에 의해 지지된다. 특정 구현 예에 따르면, 이러한 곡면은 구면(spherical)이며, 각각의 곡면은 서로 비슷하거나 거의 동일한 크기의 특성 치수(예: 구면 치수, 반경)를 갖는다. 마이크로디스플레이로부터 광을 먼저 수신하는 광가이드의 제1 표면은 만곡되고, 특정 실시 예에 따르면, 마이크로디스플레이에 대한 비점수차(있는 경우)를 보정하기 위해 자유형태(freeform)이다. 마이크로디스플레이에서 사용자 눈을 향해 최종적으로 반사되는 광을 제공하는 광가이드의 또 다른 최종 표면(final surface)도 자유형태 방식으로 만곡된다. 이 최종 표면은 여기서 결합기 또는 결합기 표면(combiner surface)이라고 한다. 그로부터 반사된 이미지를 라이트 필드라고 한다. 다른 구현 예에서, 광가이드의 최종 표면은 회전 대칭 비구면 모양의 표면(surface), 아나모픽(anamorphic) 비구면 모양의 표면, 토로이드 모양(toroid-shaped)의 표면, 저니키(Zernike) PS(polynomial-shaped) 표면, 방사형 기저 FS(function-shaped) 표면, xy PS 표면, 또는 NURBS(non-uniform rational b-spline-shaped) 표면이다.

제1(좌측) 사용자 눈을 위해 제1 광가이드가 제공되고, 제2(우측) 사용자 눈을 위해 제2 광가이드가 제공된다. 일 실시 예에서, 제1 및 제2 광가이드 각각은 뷰 축(view axis)으로부터 대략 5도 랩핑(wrapped)된다. 일부 실시 예에 따르면, 랩(wrap) 각도는 뷰 축에 대해 적어도 2도이다. 프레임은 약 4 도의 기울기(경사)로 광가이드의 표면을 유지한다. 광학 축은 적어도 2도 배향(oriented)된다. 예를 들어, 광학 축은 수평 축 아래로 약 4도에서 8도 아래로 배향된다. 따라서, 전체 또는 결합된 팬토스코픽(pantoscopic) 경사는 사용자 눈에 대해 적어도 2도, 예를 들어 대략 8도로 제공된다. 광가이드의 두께는 약 5mm 이하이다. 특정 실시 예에 따르면, 두께는 4mm 이하이다. 광가이드의 구면 곡률의 구면 반경은, 광 파워가 0이되도록 설계된다(즉, 각 광가이드는 제로 파워 쉘(zero power shell)이다). 시스루 쉘은 광가이드로부터 작은 거리를 유지하여 기존 HMD 장치 및 HMD 이미지보기 시스템에 비해 실질적으로 확대된 이미지를 제공하는 미적으로(aesthetically) 만족스러운 HMD 장치를 생성한다.

도 1은 일부 실시 예에 따른 안경류 장치(100)의 사시도를 도시한다. 장치(100)는 프레임(110)에 장착된 한 쌍의 광가이드(101)를 포함한다. 프레임(110)은 그 상부 측(114)과 하부 측(120) 사이에 광가이드(101)를 고정한다. 프레임(110)은 일반 안경과 유사한 형태로 형성된다. 일반적으로, 각 광가이드(101)는 투명하다. 각각의 광가이드(101)는 각각의 마이크로디스플레이(105)로부터의 광(103)을 반사하고 그리고 월드-측(113)으로부터의 주변 광(104)이 유전체 미러 코팅(102) 및 광가이드(101)의 눈-쪽(eye-ward) 측(115)을 통과하게 하는 결합기로서 작용하는 유전체 미러 코팅(102)을 포함한다. 각 마이크로디스플레이(105)는 프레임(110)의 상부 측(top side)(114)에 장착된다. 프레임(110)은 프레임(110)의 템플 위치로부터 사용자(미도시)의 귀를 향해 연장되는 두 개의 암(111)을 포함한다. 각각의 암(111)은 각각의 마이크로디스플레이(105)를 위한 코드(cord)(112)를 수용한다. 각각의 마이크로디스플레이(105)는 각각의 코드(112)를 통해 컴퓨팅 장치(미도시)로부터 전력 및 디스플레이 신호를 수신하고 컴퓨터로 생성된 이미지(CGI)의 광을 방출하도록 구성된다.

도 2는 일부 실시 예에 따른, 도 1에 도시된 안경류 장치(100)의 다른 사시도를 도시한다. 프레임(110)은 각각의 마이크로디스플레이(105)를 위한 디스플레이 하우징(106)을 지지한다. 각각의 디스플레이 하우징(106)은 마이크로디스플레이(105)의 일부를 둘러싼다. 디스플레이 광(103)은 각각의 마이크로디스플레이(105)를 떠나 프레임(110)의 상부측(상부면)(114)으로부터 각각의 광가이드(101)로 들어간다. 일부 구현 예에 따르면, 디스플레이 광(103)은 내부 전반사(TIR)에 의해 광가이드(101)의 제1 표면에서 1 회 및 광가이드(101)의 제2 표면에서 1 회 내부 및 표면 사이에서 반사되고, 이어서, 디스플레이 광(103)은 유전체 미러 코팅(102)으로부터 반사된다. 마이크로디스플레이(105)로부터 발생하는 광(103)은 사용자(도시되지 않음)에 의한 관찰을 위해 프레임(110)의 눈-쪽 측(측면)(eye-ward side)(115)을 향해 광가이드(101)를 떠난다. 암(111)은 프레임(110)의 2개의 템플 위치(117) 각각으로부터 연장된다. 월드-측(113)으로부터의 주변 광은 광가이드(101)를 통해 프레임(110)의 눈-쪽 측(115)으로 전달된다. 코 받침(116)은 광가이드(101)가 사용자 눈의 앞에 위치하도록 프레임(110)의 중앙 부분에 고정된다. 각각의 패스너 리세스(fastener recesses)(119) 내부의 패스너(118)는 디스플레이 하우징(106) 및 마이크로디스플레이(105)를 프레임(110)에 고정한다. 프레임(110)의 상부 측(114)에 마이크로디스플레이(105)를 배치하면 양측(bilateral) 광학 대칭성을 제공한다. 광가이드(101)의 표면의 특징부 및 마이크로디스플레이(105)와 각각의 광가이드(101) 사이에 위치된 필드 렌즈 또는 디스플레이 렌즈로 인해 적어도 부분적으로, 디스플레이 광(103)이 사용자를 위해 확대된다. 예를 들어, 광가이드는 돋보기(magnifier) 역할을 하며 약 4mm의 동공 직경에 대해 가로 40도 x 세로 14도 FOV(field of view)를 출력한다. 광가이드(101) 및 마이크로디스플레이(105)는 눈-측 표면에 내부 전반사의 하나의 반사(one reflection)를 제공하고 광가이드(101)의 월드-측 표면에 하나의 반사를 제공하기 위해 서로에 대해 위치된다. 마이크로디스플레이로부터의 투영은 사용자의 눈에 도달하기 전에 광가이드(101)의 결합기 영역을 통해 광가이드(101)의 월드-측으로부터의 광과 아웃커플링된다. 특정 실시 예에 따르면, 광가이드(101)의 눈-측 및 월드-측 표면은 곡률이 구면이다. 각각의 광가이드(101)의 이러한 곡면들 각각은 서로 거의 동일한 크기의 특성 치수를 갖는다. 마이크로디스플레이(105)로부터 광을 먼저 수신하는 광가이드(101)의 제1 표면은 만곡되고, 특정 실시 예에 따르면, 자유형태(freeform) 방식으로 만곡된다. 자유형태 곡률을 갖는 것은 유전체 미러 코팅(102)으로부터 반사된 바와 같이 마이크로디스플레이(105)로부터의 결과적인 광 필드(있는 경우)에서 비점수차(astigmatism)를 보정한다. 일부 실시 예에 따르면, 광가이드(101)의 제2 표면 또는 결합기 표면은 자유형태 방식으로 만곡된다.

도 3은 도 1에 처음 도시된 광가이드(301)의 분해 사시도를 도시한다. 안경류 장치(100)의 컴포넌트 세트(300)는 광가이드(301) 및 매칭 필러 피스(matching filler piece)(340)를 포함한다. 필러 피스(340)는 선택 사항이며, 안경류 장치(100)가 일반 안경류처럼 보이게 하기 위해 광가이드(301)와 함께 포함된다. 필러 피스(340)의 표면은 광가이드(301)의 리세스(341)의 표면을 포함하는 광가이드(301)의 표면과 매칭(일치)하도록 형상화된다. 예를 들어, 필러 피스(340)의 눈-쪽 측면에서, 필러 피스(340)의 제1 매칭 표면(342)은 광가이드(301)의 결합기 개구(302)의 결합기 표면(317)의 결합기 곡률(318)과 매칭하도록 형상화된다. 필러 피스(340)가 광가이드(301)의 눈-쪽 측면으로 연장되는 정도까지, 필러 피스(340)의 다른 표면은 광가이드(301)의 눈-측 표면(315)의 눈-측 곡률(316)과 매칭하도록 형상화된다. 결합기 개구(302)는 결합기 표면(317)의 경계(boundaries) 내에서 발견된다. 결합기 표면(317)은 상부 인터페이스 라인(320), 하부 인터페이스 라인(321), 외부 인터페이스 라인(322) 및 내부 인터페이스 라인(323)에 의해 정의된다. 각 라인(320-323)은 광가이드(301)의 각 표면의 교차점에서 발견된다. 필러 피스(340)의 월드-측에서, 제2 매칭 표면(343)은 광가이드(301)의 월드-측 표면(313)의 월드-측 곡률(314)과 매칭하도록 형상화된다.

(마이크로)디스플레이(305)로부터의 디스플레이 광(303)과 광가이드(301)의 월드-측으로부터의 주변 광(304)은 결합기 개구(302)에서 결합된다. 디스플레이 광(303)은 광가이드(301) 내에서 광 경로(350)를 이동한다. 결합기 개구(302)는 디스플레이 광(303)을 광가이드(301)의 눈-쪽 측면으로 반사하는 결합기 표면(317)의 일부이다. 컴퓨터로 생성되는 이미지(CGI)를 위해 디스플레이(305)에 의해 생성된 디스플레이 광(303)은 필드 렌즈(307)를 통해 광가이드(301)의 상부 표면(344)으로 지향된다. 디스플레이 광(303)은 월드-측 표면(313) 및 눈-측 표면(315) 각각으로부터 적어도 1 회 광가이드(301) 내부에서 반사된다. 바람직하게는, 디스플레이 광(303)은 광가이드(301)의 눈-쪽 측면으로 나가기(출사) 전에 각 표면(313, 315)으로부터 1 회 반사된다. 광가이드(301) 및 필러 피스(340)의 표면을 포함하는, 컴포넌트 세트(300)의 각 컴포넌트의 표면 형상은 제1(x) 축(310), 제2(y) 축(311) 및 제3(z) 축(312) 중 하나 이상을 따른 치수 컴포넌트를 포함한다. 예를 들어, 결합기 표면(317)은 다른 도면에 추가로 도시되고 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 제1 축(310)에 대한 퍼스팩티브(perspective)으로부터 만곡되고 제2 축(311)에 대한 퍼스팩티브로부터 만곡된다.

광가이드(301)는 외부 에지(326) 및 내부 에지(327)에 외부 홈(325)을 포함한다. 외부 홈(325)은 상부 측(측면)(345)으로부터 하부 측(측면)(346)으로 연장된다. 외부 홈(325)은 또한 광가이드(301)의 상부 측(345) 및 하부 측(346)에 형성된다. 에지(326, 327) 및 측면(345, 346)을 따른 외부 홈(325)은 도 1에 도시된 바와 같이 프레임에 고정된 광가이드(301)를 유지하기 위해 프레임(도시되지 않음)의 릿지(ridge)에 결합한다. 도 3에서, 광가이드(301)은 또한 디스플레이 하우징(도시되지 않음) 및 디스플레이(305)를 상부 측(345)에서 고정된 위치 및 배향으로 유지하기 위해 패스너(도시되지 않음)를 수용하기 위한 광가이드(101) 내로 또는 이를 통한 하나 이상의 통로(347)와 같은 하나 이상의 특징부(features)를 포함한다.

도 4는 일부 실시 예에 따른, 도 3에 처음 도시된 광가이드(301), 디스플레이(305) 및 필드 렌즈(307)의 정면도를 도시한다. 광가이드(301)의 리세스(341)를 통해 결합기 표면(317) 및 결합기 곡률(318)이 보인다. 결합기 개구(302)는 결합기 표면(317)의 경계 내에서 발견된다. 결합기 표면(317)은 상부 인터페이스 라인(320), 하부 인터페이스 라인(321), 외부 인터페이스 라인(322) 및 내부 인터페이스 라인(323)에 의해 정의된다. 각 라인(320-323)은 광가이드(301)의 각 표면의 교차점에서 발견된다.

디스플레이(305)에 의해 생성된 디스플레이 광(303)은 필드 렌즈(307)를 통해 광가이드(301)의 상부 표면(344)으로 지향된다. 디스플레이(305)로부터의 디스플레이 광(303) 및 광가이드(301)의 월드-측으로부터의 주변 광(304)은 결합기 개구(302)에서 결합된다. 디스플레이 광(303)은 광가이드(301) 내에서 광 경로(350)를 이동한다. 특정 구현 예에서, 디스플레이 광(303)은 광가이드(301)의 눈-쪽 측으로 나가기 전에 월드-측 표면(313) 및 눈-측 표면(315) 각각으로부터 광가이드(301) 내부에서 1 회 반사된다. 다른 구현 예에서, 디스플레이 광(303)은 광가이드(301)의 눈-쪽 측으로 나가기 전에 월드-측 표면(313) 및 눈-측 표면(315) 각각으로부터 광가이드(301) 내부에서 1 회 이상 반사된다. 외부 홈(325)은 외부 에지(326), 내부 에지(327) 및 하부 측(346)에서 투명 광가이드(301)을 통해 볼 수 있다. 패스너를 수용하기 위한 통로(347)는 광가이드(301)의 상부 측면(345) 근처에서 볼 수 있다.

도 5는 일부 실시 예에 따른, 광가이드(501), 마이크로디스플레이(505) 및 필드 렌즈(507)의 도 1의 라인 1-1을 따른 측 단면도(500)를 도시한다. 광가이드(501), 마이크로디스플레이(505) 및 필드 렌즈(507)는 도 3의 광가이드(301), 디스플레이(305) 및 필드 렌즈(307)와 유사한 방식으로 배열된다. 마이크로디스플레이(505)는 디스플레이 광(503)을 생성한다. 디스플레이 광(503)은 광 경로(550)를 따라 사용자(530)의 눈(531) 및 동공(532)을 향해 이동한다. 눈(531) 앞의 코(529)의 프로파일이 보인다. 한쪽 눈(531)이 도시되어 있지만, 다른 도면에 도시된 바와 같이 사용자(530)의 제2 눈을 위해 유사한 배열 및 유사한 컴포넌트 세트가 제공된다는 것이 이해된다. 광가이드(501), 마이크로디스플레이(505) 및 필드 렌즈(507)는, 결합기 표면(517)이 눈(531)의 앞에 있고 결합기 표면(517)이 광가이드(501)와 동공(532)의 중심으로부터 연장되는 광축(536)의 교차점에 있도록 도시된 바와 같이 눈(531) 앞에 위치된다. 일부 실시 예에서, 결합기 표면(517) 내의 결과 이미지 영역(미도시) 또는 결합기 영역의 중심은 결과 이미지를 제공하고 광학 축(536) 아래의 제1 각도(533)에 위치된다. 제1 각도(533)는 대략 4도이다. 광가이드(501)의 월드-측으로부터의 주변 광(504)은 광가이드(501)를 통해 동공(532) 및 눈(531)으로 통과한다.

마이크로디스플레이(505)로부터, 디스플레이 광(503)은 먼저 필드 렌즈(507)의 제1 표면(508)으로 통과한다. 제1 표면(508)은 제1 축을 따라, 제2 축을 따라(예를 들어, 도 5를 포함하는 페이지에 수직), 또는 제1 축과 제2 축 모두를 따라 만곡된다. 예를 들어, 제1 표면(508)은 하나 이상의 축을 따라 구면이거나 자유형태이다. 일부 구현 예에 따르면, 제1 표면(508)은 광학 축(536) 위 약 34 도의 제3 각도(535)에 위치된다. 디스플레이 광(503)은 필드 렌즈(507)의 몸체를 통과하고 제2 표면(509) 밖으로 나간다. 제2 표면(509)은 제1 축을 따라, 제2 축을 따라, 또는 제1 축과 제2 축 모두를 따라 만곡된다. 예를 들어, 제2 표면(509)은 하나 이상의 축을 따라 구면이거나 자유형태이다.

또한, 필드 렌즈(507)는 제1 재료로 제조되고 광가이드(501)은 상이한 제2 재료로 제조된다. 예를 들어, 제1 재료는 플라스틱 재료이고, 제2 재료는 유리 재료이거나 Zeonex® E48R과 같은 합성 수지 재료이다. 일부 실시 예에 따르면, 제1 재료 및 제2 재료의 조합은 디스플레이 광(503)이 눈(531)에 도달할 때까지 디스플레이 광(503)의 색상 보정을 야기한다. 도시되지는 않았지만, 광 경로(550) 내의 하나 이상의 컴포넌트(광가이드(501), 마이크로디스플레이(505) 및 필드 렌즈(507))는 눈(531)에 도달하기 전에 디스플레이 광(503)의 품질 또는 양(quantity)에 영향을 미치기 위한 하나 이상의 코팅을 포함한다.

필드 렌즈(507)는 디스플레이 광(503)을 광가이드(501)의 상부 표면(545)으로 지향시킨다. 상부 표면(545)은 광가이드(501)의 상부 위치에서 제1 축을 따라, 제2 축을 따라, 또는 제1 축과 제2 축 모두를 따라 윤곽이 구면 또는 자유형태인 것과 같이 만곡된이다. 상부 표면(545)의 곡률은 결합기 표면(517)에 형성된 결과적인 CGI의 임의의 비점수차의 일부 또는 전부를 보정한다. 일부 실시 예에 따르면, 결과적인 CGI 또는 FOV는 동공이 4mm의 동공 크기 또는 공칭 직경을 갖는 눈(531)에 대해 대략 수평 40도 및 수직 14도이다. 광가이드(501)는 월드-측 곡률(514)을 갖는 월드-측 표면(513) 및 눈-측 곡률(516)을 갖는 눈측 표면(515)을 포함한다. 월드-측 표면(513) 및 눈측 표면(515)은 2 개의 표면(513, 515) 사이에서 디스플레이 광(503)의 내부 전반사를 허용하도록 상부 표면(545)에 대해 위치된다. 디스플레이 광(503)은 상부 표면(545)의 법선으로부터 대략 24도 내에서 상부 표면(545)에 입사한다. 디스플레이 광(503)은 결합기 표면(517)으로부터 눈(531)을 향해 반사되기 전에 2 개의 표면(513, 515) 각각으로부터 1 회 반사된다. 2 개의 표면(513, 515)은 서로 약 5mm 이내에 위치한다. 광가이드 두께(510)는 광가이드(501)의 상부에서 하부까지의 길이를 따라 대략 5mm 이하이다. 본 명세서에서 사용되는 광가이드 두께(510)는 월드-측 표면(513)과 눈측 표면(515)에서 가장 가까운 지점 사이의 거리이다. 일부 실시 예에 따르면, 월드-측 표면(513)을 따라, 월드-측 곡률(514)은 눈-쪽 측에서 80-100mm 사이의 반경을 갖는 제1 구면 곡률(519)을 포함한다. 눈-측 표면(515)을 따라, 눈(안구)-측 곡률(516)은 눈-쪽 측에서 반경이 80-100mm인 제2 구면 곡률(520)을 포함한다. 제1 구면 곡률(519)은 약 91.7mm이고 제2 구면 곡률(520)은 약 90.0mm이다.

광가이드(501)의 결합기 표면(517)은 또한 눈(531) 앞의 수직 축에 대해 제2 각도(534), 팬토스코픽 경사각으로 위치된다. 일부 실시 예에 따르면, 제2 각도(534)는 수직 축으로부터 결합기 표면(517)으로부터 반사된 CGI 내의 지점(point)까지 측정된다. 예를 들어, 제2 각도(534)는 결합기 표면(517)으로부터 반사된 CGI의 중심에 대해 측정된다. 다른 예로서, 제2 각도(534)는 결합기 표면(517)의 중심에 대해 측정된다. 일부 실시 예에서, 제2 각도(534)는 대략 4도이다. 눈(531) 앞의 수직 축에 대한 제1 각도(533) 및 제2 각도(534)를 포함하는 결합된 각도(537)는 대략 8도이다.

도 6은 일부 실시 예에 따른, 도 1의 라인 2-2를 따른 안경류 장치(100)의 측 단면도(600)를 도시한다. 프레임(110)은 템플 위치(117)에 장착된 암(111)을 포함한다. 프레임(110)은 안경류 장치(100)의 상부 측(측면)(114) 및 하부 측(측면)(120)에서 볼 수 있다. 디스플레이 하우징(106)은 프레임(110)의 상부 측(114)에서 광가이드(101)에 대해 도시된 바와 같이 고정된 위치 및 고정된 방향으로 장착된다. 디스플레이 하우징은 패스너 리세스(119)에서 또는 그 내부에 핀 또는 나사(도시되지 않음)와 같은 패스너에 의해 고정되고, 프레임(110) 및 광가이드(101) 중 하나 이상에 고정된다. 코 받침(116)은 프레임(110)의 눈-쪽 측(115)상의 프레임(110) 상에 위치된다. 필드 렌즈(307)는 광가이드(101)의 상부 측(114)에 위치된다. 마스크(603)는 디스플레이(미도시)와 광가이드(101) 사이의 공간에 광이 입사 또는 출사하는 것을 차단하여 디스플레이로부터 광가이드(101)를 향하고 광가이드(101)의 상부면(114)으로 입사하는 광의 품질을 개선한다. 마스크(603)는 또한 광가이드(101)를 통과하지 않고 디스플레이로부터의 광 및 디스플레이의 눈-쪽 측(115)의 사용자 눈에 직접 도달하는 것을 방지한다. 일부 구현 예에 따르면, 마스크(603)는 광가이드(101)의 상부 표면, 광가이드(101)의 제1 표면, 디스플레이(305), 필드 렌즈(307), 또는 이들의 조합의 둘레 주위로 연장된다.

결합기 표면(317)은 광가이드(101)의 상부 측(114)에 있는 디스플레이로부터의 광을 프레임(110)의 눈-쪽 측(eye-ward side)(115)을 향해 반사한다. 결합기 표면(317)은 또한 월드-측(113)으로부터의 광이 통과하고, 디스플레이로부터의 광과 결합하여 AR의 적용을 위한 합성 이미지를 생성하도록 허용한다. 필러 피스(340)는 광가이드(101) 내부 또는 아래에 그리고 일반적으로 결합기 표면(317) 아래에 위치된다. 광은 광가이드(101), 프레임(114) 및 결합기 표면(317)의 기하학적 구조에 기초하여 결합된 각도(537)로 사용자 눈(도시되지 않음)에 반사된다. 대략 1.45mm 두께의 쉘(601)이 상부 측(114)에서 하부 측(120)까지 안경류 장치(100)의 전체 전면을 가로 질러 필러 피스(340) 및 광가이드(101)의 전방에 위치된다. 1.45mm의 두께는 일반적인 선글라스 렌즈 두께이다. 쉘(601)은 일반적으로 상부 측(114)에서 하부 측(120)으로 균일한 두께를 갖는다. 제1 실시 예에 따르면, 월드-측 반경이 약 91.7mm이고 눈-측 반경이 약 90mm인 5mm 두께의 합성 수지 쉘(601)의 투명 모델은 시선(line of sight)에서 거의 수차를 생성하지 않고 약 30도에서 2 분각(two arcminutes)의 블러(blur)를 생성한다. 30도 위치는 최대 편안한 눈 움직임에 가깝다. 45도에서, 블러는 7.5 분각이다. 다른 실시 예에 따르면, 쉘(601)은 안경류 장치(100)의 월드-측(113)으로부터의 인바운드 광(inbound light)의 특성을 변경하는 것과 같이 쉘(601)에 어둡거나 선글래스 유형의 측면을 제공하는 재료, 컴포넌트, 코팅 또는 필름을 포함한다. 프레임(110)은 광가이드(101)의 전면 또는 월드-측 표면과 쉘(601) 사이에 대략 0.15 mm의 에어 갭(602)을 유지한다.

도 7은 일부 실시 예에 따른, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 프레임(110) 내에 위치된 것처럼 광가이드(701-1, 701-2)의 평면도(700)를 도시한다. 광가이드(701-1, 701-2)는 3D 콘텐츠의 적절한 뷰를 용이하게 하는 각 눈에 하나씩 양안 배열로 배열된다. 제1(우측) 광가이드(701-1)는 제1(우측) 눈(531) 및 제1(우측) 동공(532) 앞에 위치한다. 제2(좌측) 광가이드(701-2)는 제2(좌측) 눈(707) 및 제2(좌측) 동공(708) 앞에 위치된다. 광가이드(701-1, 701-2) 각각은 프레임(도시되지 않음)과 인터페이스하기 위한 하나 이상의 에지에 하나 이상의 홈(709)을 포함한다. 예를 들어, 홈(709)은 각각의 광가이드(701-1, 701-2)의 외부 에지(326) 및 내부 에지(327)에서 발견된다. 각 광가이드(701-1, 701-2)의 눈-측 표면에서 볼 수 있는 것은 도 3 및 도4를 포함하는 다른 도면에서와 같이 리세스(341)의 후면에 대응하는 개구(710)이다. 쉘(601)은 각 광가이드(701-1, 701-2)의 월드-측에 위치한다. 하나 이상의 통로(347)가 광가이드(701-1, 701-2) 각각에 형성되어 특정 요소를 용이하게 한다. 디스플레이(도시되지 않음)로부터 디스플레이 광을 수신하기 위한 상부 표면(344)은 각 광가이드(701-1, 701-2)의 상부 에지의 중앙 위치에 위치한다.

광가이드(701-1, 701-2)는 눈(531, 707) 각각에 대해 각각의 시각 축(713)에 의해 입증된 바와 같이 중심 축(711)으로부터 동일한 거리에 위치된다. 결합기 개구(302)의 중심(702)이 각각의 광가이드(701-1, 701-2)에 형성되고 각각의 눈(531, 707)에 대해 제1 랩 각도(703)에 위치된다. 제1 랩 각도(703)는 각각의 광가이드(701-1, 701-2)의 제2 랩 각도(712)보다 크고, 여기서 제2 랩 각도(712)는 각각의 광가이드(701-1, 701-2)의 전면으로부터 취해진 법선(normal)에 상대적이다. 예를 들어, 제1 랩 각도(703)는 대략 5도이고, 제2 랩 각도(712)는 대략 0.9도이다. 대략 63 mm의 동공(interpupillary)간 거리(706)가 각 눈(531, 707)의 시각 축 사이에 제공된다. 각각의 결합기 개구(302)는 대략 4mm의 동공 크기(714)에 대해 제1 및 제2 눈(531, 707)의 동공(532, 708)에 대해 대략 14 도의 수직 필드 크기(704) 및 대략 40 도의 수평 필드 크기(705)를 포함한다.

도 8은 일부 실시 예에 따른, 예시적인 만곡된 광가이드의 표면을 특성화하는 예시적인 계수(coefficients)(800)의 세트를 도시한다. 예시적인 계수 세트(800)는 도 5에 예시된 실시 예와 일치한다. 제1 표면(SURFACE)(801)은 결합기 표면(517)에 대응하고, 제2 표면(802)은 도 5의 상부 표면(545)에 대응한다. 예시적인 계수(800)는 자유형태 렌즈에 대한 광학 기술 분야에서 알려진 계수 및 측정과 일치하며 대응하는 구면 렌즈의 축 또는 중심에 대해 수학식 1을 만족한다.

여기서 m과 n, x와 y는 정수이고, R은 반지름(반경)의 길이이다. 예를 들어, m = 2 및 n = 0은 C_2,0 = x²에 해당한다. 제1 계수(803)는 m = 2 및 n = 0에 대응한다. 제1 표면(801)에 대해, x²는 대략 -0.015이고, 제2 표면(802)에 대해 x²는 대략 0.014이다. 제2 계수(804)는 m = 0 및 n = 2에 대응한다. 제3 계수(805)는 m = 3 및 n = 0에 대응한다. 제4 계수(806)는 m = 1 및 n = 2에 대응한다. 제5 계수(807)는 m = 4 및 n = 0에 대응한다. 표면(801, 802)에 대한 제2 내지 제 5계수(804-807)의 값은 만곡된 광가이드에 대해 도 8에 도시된 바와 같으며, 필드 렌즈(507)의 제2 표면(509)의 곡률 반경(R)은 약 12mm이다. 제2 표면(509)은 광가이드에 가장 가까운 필드 렌즈(507)의 표면이다. 광가이드의 눈-측 표면(515)과 월드-측 표면(513) 사이의 두께는 대략 5mm이다. 눈-측 표면(515)에 대한 곡률 반경은 약 90mm이고, 월드-측 표면(513)에 대한 곡률 반경은 대략 92mm이다.

도 9는 일부 실시 예에 따른 만곡된 시스루(투시형) 광가이드의 표면을 특성화하는 좌표(coordinate) 값 세트(900)를 도시한다. 좌표 값 세트(900)는 눈-측 구 정점(eye-side sphere vertex)에 상대적이다. 제1 세 좌표(901-903)는 밀리미터(mm) 단위의 x, y 및 z 위치이다. 제2 세 좌표는 광학 기술 분야에서 알려진 각도의 기울기이다. 제1 표면(911)은 눈-측 표면(515)에 대응한다. 제2 표면(912)은 월드-측 표면(517)에 대응한다. 제3 표면(913)은 월드-측 표면(513)에 대응한다. 제4 표면(914)은 광가이드(501)의 상부 표면(545)에 대응한다. 제 5 표면(915)은 제2 표면(509)이 광가이드(501)의 상부 표면(545)에 가장 가까운 표면인 마이크로디바이스 필드 렌즈(507)의 제2 표면(509)에 대응한다. 특정 구현 예에 따르면, 여기에 제공된 다른 세부 사항과 결합하여 이들 좌표 값(900)의 사용은 4mm 직경 동공에 대해 대략 수평으로 약 40 도의 제1 크기 및 수직으로 대략 14 도의 제2 크기를 갖는 FOV(field of view)를 생성한다.

도면에서 예시된 실시 예는 축척대로 그려지지 않았다. 일반 설명에서 위에 설명된 모든 활동 또는 요소가 필요한 것은 아니다. 특정 활동 또는 장치의 일부가 필요하지 않을 수 있으며, 하나 이상의 추가 활동이 수행될 수 있거나 설명된 것 외에 포함된 요소가 있을 수 있다. 개념은 특정 실시 예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 당업자는 하기 청구 범위에 기재된 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 인식한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 간주되어야하며, 이러한 모든 수정은 본 개시의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

이점, 다른 장점 및 문제에 대한 해결책은 특정 실시 예와 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나 이점, 장점, 문제에 대한 해결책 및 이점, 장점 또는 해결책을 발생시키거나 더 두드러지게 만들 수 있는 모든 기능은 일부 또는 모든 청구의 중요, 필수 또는 필수 기능으로 해석되어서는 안된다. 더욱이, 개시된 요지가 본 명세서의 교시의 이점을 갖는 당업자에게 명백하지만 동등한 방식으로 수정되고 실시될 수 있기 때문에, 위에 개시된 특정 실시 예는 단지 예시일 뿐이다. 아래의 청구 범위에 기술된 것 외에는 여기에 도시된 구성 또는 디자인의 세부 사항에 대한 제한이 의도되지 않는다. 따라서, 위에 개시된 특정 실시 예는 변경 또는 수정될 수 있고 그러한 모든 변형은 개시된 요지의 범위 내에서 고려된다는 것이 명백하다. 따라서, 여기에서 추구하는 보호는 아래의 청구 범위에 명시된 바와 같다.

Claims

광학 장치로서,
컴퓨터로 생성된 이미지(CGI: computer generated image)의 광을 방출하도록 구성된 마이크로디스플레이(105);
광가이드(101) -상기 광가이드(101)는,
상기 마이크로디스플레이로부터 CGI를 수신하기 위한 만곡된(curved) 제1 표면(545);
상기 광가이드의 눈-측(eye-side) 표면을 통해 상기 CGI를 사용자 눈으로 반사하기 위한 만곡된 제2 표면(517);
상기 광가이드의 눈-측의 만곡된 제3 표면(515);
상기 광가이드의 월드-측에 있는 만곡된 제4 표면(513);
상기 만곡된 제4 표면(513)으로부터 상기 만곡된 제3 표면(515)을 향해 상기 광가이드 내로 연장하는 리세스(recess)(341); 그리고
결합기 표면(317)의 경계 및 상기 리세스 내에 배치된 결합기 개구(combiner aperture)(302)를 포함하고, 상기 결합기 표면은 상기 광가이드의 만곡된 제2 표면에 의해 정의되고, 상기 광가이드의 월드-측 표면으로부터 상기 눈-측 표면을 향해 만곡됨-; 그리고
상기 마이크로디스플레이와 상기 광가이드를 지지하는 헤드 장착형 프레임(110)을 포함하며, 상기 마이크로디스플레이는 상기 헤드 장착형 프레임의 상부(top)에 위치하며, 상기 광가이드의 만곡된 제1 표면은 상기 광가이드의 상부 측(top side)에 있으며, 상기 결합기 표면은 상기 사용자 눈의 동공의 중심으로부터 연장되는 광축(536)과 상기 광가이드의 교차점에 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 광학 장치는,
상기 마이크로디스플레이와 상기 광가이드 사이에 위치하는 필드 렌즈(307)를 더 포함하며, 상기 필드 렌즈는,
상기 마이크로디스플레이를 향해 배향된 제1 표면; 그리고
상기 광가이드의 만곡된 제1 표면을 향해 배향된 제2 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제2항에 있어서, 상기 필드 렌즈는 플라스틱 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제2항에 있어서, 상기 광가이드의 만곡된 제2 표면은 자유형태(freeform)인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제2항에 있어서, 상기 필드 렌즈의 제2 표면은 구면인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제2항에 있어서,
상기 필드 렌즈, 상기 광가이드, 또는 상기 필드 렌즈와 상기 광가이드 둘 모두의 표면은 광이 상기 마이크로디스플레이로부터 상기 광가이드의 만곡된 제2 표면을 향해 진행함에 따라 적어도 하나의 구면 치수(spherical dimension)로 상기 마이크로디스플레이로부터의 광의 CGI의 비점수차(astigmatism)를 보정하도록 형상화되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 광가이드의 월드-측 표면은 80mm 및 100mm의 곡률 사이의 구면(spherical) 치수를 갖는 구면인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 광가이드의 눈-측 표면은 80mm 및 100mm의 곡률 사이의 구면 치수를 갖는 구면이며, 상기 눈-측 표면의 곡률의 중심 및 상기 광가이드의 월드-측 표면의 곡률의 중심은 광가이드에 대해 동일한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 광가이드의 눈-측 표면은 사용자 눈에 대해 적어도 2 도의 팬토스코픽(pantoscopic) 경사로 배향되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제9항에 있어서,
광축은 사용자 눈에 대해 수평 축 아래로 적어도 2도 기울어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 광가이드는 광축 및 사용자 눈에 대해 적어도 2 도의 랩(wrap) 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서,
광학 장치의 눈-측 표면 및 월드-측 표면은 투명 헤드 업 디스플레이(HUD)를 형성하고, CGI 및 월드 뷰(world view)는 사용자 눈에 대한 결합된 뷰를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제2항에 있어서,
상기 광가이드는 제1 재료로 제조되고, 필드 렌즈는 상기 제1 재료와는 다른 제2 재료로 제조되어 CGI의 광에 대한 컬러 보정을 제공하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 광가이드는 합성 수지 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 광학 장치는,
광가이드의 월드-측(world-side) 제4 표면에 일치하도록 형상화되고 그리고 광가이드의 리세스(recess)에 피팅(fit)되도록 형상화된 제1 표면을 갖는 필러 피스(filler piece)를 더 포함하며,
상기 필러 피스는 광가이드의 만곡된 제2 표면과 일치하도록 형상화된 제2 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
장치로서,
헤드 웨어러블 프레임(110)의 상부에 위치하는 디스플레이;
상기 디스플레이로부터 디스플레이 광을 수신하는 디스플레이 렌즈(307); 그리고
상기 디스플레이로부터의 디스플레이 광을 눈-측(eye-ward) 방향으로 가이드하도록 상기 디스플레이 렌즈에 인접하게 배치된 광가이드(101)를 포함하며, 상기 광가이드는,
상기 광가이드의 눈-측의 투명한 만곡된 제1 표면(515);
상기 광가이드의 월드-측에 있는 투명한 만곡된 제2 표면(513);
디스플레이 광을 수신하기 위해 상기 디스플레이 렌즈를 향해 배향된 투명한 만곡된 제3 표면(545) -상기 디스플레이 광은 내부 전반사를 통해 상기 광가이드 내부에서 반사되고, 상기 투명한 만곡된 제3 표면은 상기 광가이드의 상부 측에 위치됨-; 그리고
상기 디스플레이로부터의 디스플레이 광을 사용자 눈으로 반사하도록 형성된 결합기 표면(517);
상기 투명한 만곡된 제2 표면으로부터 상기 투명한 만곡된 제1 표면을 향해 상기 광가이드 내로 연장하는 리세스(recess)(341); 그리고
상기 결합기 표면의 경계 및 리세스 내에 배치된 결합기 개구(302)를 포함하며,
상기 결합기 표면은 상기 디스플레이 광을 상기 광가이드의 투명한 만곡된 제2 표면을 통해 월드-측으로부터 입사하는 주변 광과 결합하도록 상기 광가이드의 상기 투명한 만곡된 제2 표면으로부터 상기 투명한 만곡된 제1 표면을 향해 만곡되고, 그리고 상기 결합기 표면은 상기 사용자 눈의 동공의 중심으로부터 연장되는 광축(536)과 상기 광가이드의 교차점에 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,
디스플레이 렌즈의 제1 표면(509)은 상기 광가이드의 투명한 만곡된 제3 표면(545)을 향해 배향되고, 그리고 상기 디스플레이 렌즈의 제1 표면은 제1 축을 따라 자유형태 방식으로 만곡(curved)되고, 상기 디스플레이 렌즈의 제1 표면은 상기 제1 축에 수직인 제2 축을 따라 만곡됨으로써 상기 광가이드의 결합기 표면에서의 적어도 하나의 구면 치수(spherical dimension)로 결과 이미지 영역을 증가시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,
상기 광가이드의 결합기 표면은 제1 축을 따라 자유형태 방식으로 만곡되고 그리고 제1 축에 수직인 제2 축을 따라 만곡됨으로써, 상기 광가이드의 결합기 표면에서의 적어도 하나의 구면 치수로 결과 이미지 영역을 증가시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,
상기 광가이드의 결합기 표면의 곡률은 적어도 하나의 축을 따라 자유 형태이고,
상기 디스플레이로부터의 디스플레이 광은 결합기 표면으로부터 반사되고 그리고 상기 광가이드의 눈-축상의 투명한 만곡된 제1 표면을 통해 사용자 눈을 향해 투과되기 전에 상기 광가이드의 투명한 만곡된 제1 표면 및 투명한 만곡된 제2 표면 각각으로부터 내부 반사에 의해 1 회 반사되는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,
상기 광가이드의 투명한 만곡된 제3 표면의 곡률은 적어도 하나의 축을 따라 자유 형태이며, 이에 의해 상기 광가이드의 결합기 표면에서 적어도 하나의 구면 치수로 결과 이미지 영역을 증가시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서, 상기 광가이드의 투명한 만곡된 제1 표면 및 투명한 만곡된 제2 표면 각각의 곡률은 적어도 하나의 축을 따라 구면인 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서, 상기 광가이드의 투명한 만곡된 제1 표면 및 투명한 만곡된 제2 표면 각각의 구면 치수는 80mm 내지 100mm의 곡률인 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서,
상기 투명한 만곡된 제1 표면의 곡률의 중심 및 상기 투명한 만곡된 제2 표면의 곡률의 중심은 상기 광가이드에 대해 동일한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 광가이드의 결합기 표면은 사용자 눈에 대해 적어도 2 도의 팬토스코픽 경사로 배향되는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 광가이드의 결합기 표면으로부터 반사된 결과 이미지의 중심은 상기 광가이드의 눈-측의 사용자 눈에 대해 수평축 아래로 적어도 2도 기울어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 광가이드는 상기 광가이드의 눈-측의 사용자 눈 및 광학 축에 대해 적어도 2 도의 랩 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 적어도 하나의 광학 장치 또는 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항의 적어도 하나의 장치를 포함하는, 증강 비전(augmented vision)을 생성하기 위한 헤드 장착형 디스플레이 장치.