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1. WO1996005532 - HEAD MOUNTED DISPLAY OPTICS

Publication Number WO/1996/005532
Publication Date 22.02.1996
International Application No. PCT/GB1995/001891
International Filing Date 10.08.1995
Chapter 2 Demand Filed 06.03.1996
IPC
G02B 5/30 2006.01
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
5Optical elements other than lenses
30Polarising elements
G02B 23/14 2006.01
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
23Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
14Viewfinders
G02B 25/00 2006.01
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
25Eyepieces; Magnifying glasses
G02B 27/00 2006.01
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/-G02B26/119
G02B 27/01 2006.01
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/-G02B26/119
01Head-up displays
CPC
G02B 2027/011
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
0101characterised by optical features
011comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion
G02B 2027/0116
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
0101characterised by optical features
0112comprising device for genereting colour display
0116comprising devices for correcting chromatic aberration
G02B 2027/0132
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
0101characterised by optical features
0132comprising binocular systems
G02B 2027/0136
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
0101characterised by optical features
0132comprising binocular systems
0136with a single image source for both eyes
G02B 2027/0143
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
0101characterised by optical features
0143the two eyes not being equipped with identical nor symmetrical optical devices
G02B 2027/0154
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
0149characterised by mechanical features
0154with movable elements
Applicants
  • VIRTUALITY (IP) LIMITED [GB/GB]; Virtuality House 3 Oswin Road Brailsford Industrial Park Leicester LE3 1HR, GB (AllExceptUS)
  • MARSHALL, Ian [GB/GB]; GB (UsOnly)
Inventors
  • MARSHALL, Ian; GB
Agents
  • COOPER, Derek, Robert; Lewis & Taylor 144 New Walk Leicester LE1 7JA, GB
Priority Data
9416118.910.08.1994GB
9504141.401.03.1995GB
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) HEAD MOUNTED DISPLAY OPTICS
(FR) OPTIQUE D'AFFICHAGE SE PORTANT COMME DES LUNETTES
Abstract
(EN)
A head mounted display for use in virtual reality applications and typically in the form of a slim visor is provided with binocular magnifying optics which permit the binocular viewing of an image displayed by a single miniature LCD video screen (501) magnified at infinity focus at left and right exit pupils (507). A vertically offset beamsplitter is provided having two elements (502, 508) being substantially mutually perpendicular planar semi-reflecting mirrors (in the illustrated embodiment) disposed respectively above or below the horizontal optical axis of the LCD (501). A single image viewed from the LCD (501) passes through the semi-reflecting mirrors (502, 508) to be reflected off a concave mirror (503). On reflection part of the image is reflected off element (502) and then by a right hand fold mirror (510) toward the right hand exit pupil (507). Another part of the image is similarly reflected off element (508) and left hand fold mirror (510) toward the left hand exit pupil (507). Magnification and/or optical correction of the images viewable at eyepoints (507) can be effected by a respective one of lens arrays (505). In other embodiments of the invention the disposition of optical elements permits the use of vertically offset beamsplitters which are wholly reflective, i.e. not semi-transmissive.
(FR)
Cette invention se rapporte à un système d'affichage se portant comme des lunettes, qui est conçu pour servir dans des applications en réalité virtuelle et qui est généralement réalisé sous la forme d'une mince visière, ce système étant pourvu d'une optique d'agrandissement binoculaire qui permet la vision binoculaire d'une image affichée par un écran vidéo à cristaux liquides miniature unique (501) agrandi avec une mise au point sur l'infini au niveau des pupilles de sortie gauche et droite (507). On prévoit un fractionneur de faisceaux décalé verticalement, qui comporte deux éléments (502, 508) constitués par des miroirs semi-réfléchissants plans essentiellement perpendiculaires entre eux (dans le mode de réalisation illustré) disposés respectivement au-dessus ou au-dessous de l'axe optique horizontal de l'écran à cristaux liquides (501). Une image unique vue depuis l'écran à cristaux liquides (501) traverse les miroirs semi-réfléchissants (502, 508) pour être réfléchie par un miroir concave (503). Lors de cette réflexion, une partie de ladite image est réfléchie par l'élément (502) et ensuite par un miroir de renvoi droit (510) en direction de la pupille de sortie droite (502). Une autre partie de cette image est de même réfléchie par l'élément (508) et par un miroir de renvoi gauche (510) en direction de la pupille de sortie gauche (507). Tout agrandissement et/ou toute correction optique des images visibles au niveau des points (507) où se trouvent les yeux de l'utilisateur peuvent être effectuées par un alignement de lentilles respectif (505) parmi plusieurs alignements de lentilles. Dans d'autres modes de réalisation de cette invention, la disposition des éléments optiques permet d'utiliser des fractionneurs de faisceaux décalés verticalement, qui sont entièrement refléchissants, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas semi-transmissifs.
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