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特許7514579直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置及び光学手段の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-03
(45)【発行日】2024-07-11
(54)【発明の名称】直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置及び光学手段の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 27/02 20060101AFI20240704BHJP
G02B 5/32 20060101ALI20240704BHJP
G02C 11/00 20060101ALI20240704BHJP
【ＦＩ】
G02B27/02 Z
G02B5/32
G02C11/00
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2023515210
(86)(22)【出願日】2021-06-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-27
(86)【国際出願番号】 KR2021007586
(87)【国際公開番号】W WO2022055083
(87)【国際公開日】2022-03-17
【審査請求日】2023-03-06
(31)【優先権主張番号】10-2020-0115455
(32)【優先日】2020-09-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】518374631
【氏名又は名称】レティノル カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100121821
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 強
(72)【発明者】
【氏名】ハ ジョン フン
【審査官】河村 麻梨子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０５４７８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１２６６７２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／１０７９５９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－０３２０４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１１２２４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０９７３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１６５７４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ２７／０１－２７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置であって、画像出射部から出射する拡張現実画像光を使用者の目の瞳孔に向けて反射させて伝達することで使用者に拡張現実用画像を提供する反射手段と、
前記反射手段が埋め込まれて配置され、実際事物から出射した実際事物画像光の少なくとも一部を使用者の目の瞳孔に向けて透過させる光学手段と、
を含み、
前記光学手段は、前記反射手段で反射された拡張現実画像光及び実際事物画像光の少なくとも一部が使用者の瞳孔に向かって出射する第１面と、前記第１面に対向し、実際事物画像光が入射する第２面とを備え、
前記反射手段は、前記光学手段の内部に埋め込まれて配置される複数の反射部を含み、
前記光学手段を使用者の瞳孔の正面に配置し、瞳孔から正面の方向をｘ軸とするとき、前記画像出射部は、前記ｘ軸と直交する直線上に位置するように前記光学手段の外部または内部に配置され、
前記画像出射部からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら前記光学手段の第１面と第２面との間を通る線分のうちのいずれか一つをｙ軸とし、前記ｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とするとき、
前記複数の反射部のうちの少なくとも二つ以上の反射部は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって前記光学手段を見たとき、その中心が第１直線上に位置するように前記光学手段の内部に配置される第１反射部グループを形成し、
前記複数の反射部のうち、前記第１反射部グループを形成する反射部を除いた残りの反射部のうちの少なくとも二つ以上の反射部は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって前記光学手段を見たとき、その中心が前記第１直線に平行でない第２直線上に位置するように前記光学手段の内部に配置される第２反射部グループを形成し、
前記第１反射部グループを形成する反射部は、前記画像出射部からの距離が大きいほど前記光学手段の第２面に段々近く位置するように前記光学手段の内部に配置され、
前記第２反射部グループを形成する反射部は、前記画像出射部からの距離が小さいほど前記光学手段の第２面に段々近く配置されることを特徴とする、直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項2】
前記第１直線及び第２直線は前記ｚ軸に垂直ないずれか一平面に含まれることを特徴とする、請求項１に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項3】
前記画像出射部から出射する拡張現実画像光は、前記光学手段の内部を通して前記複数の反射部に直接伝達されるか、または前記光学手段の内面で少なくとも１回以上全反射された後、前記複数の反射部に伝達されることを特徴とする、請求項１に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項4】
前記反射手段は複数から構成され、前記複数の反射手段は前記ｚ軸方向に沿って平行に間隔を置いて配置されることを特徴とする、請求項１に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項5】
前記それぞれの反射手段は、それぞれの反射手段を構成するそれぞれの反射部が、隣接した反射手段を構成する反射部のうちのいずれか一つとともにｚ軸に平行な仮想の直線に沿って位置するように配置されることを特徴とする、請求項４に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項6】
前記それぞれの反射手段は、それぞれの反射手段を構成するそれぞれの反射部が、隣接した反射手段を構成するすべての反射部とともにｚ軸に平行な仮想の直線に沿って位置しないように配置されることを特徴とする、請求項４に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項7】
前記複数の反射部は、前記ｚ軸に平行な仮想の直線に沿って延びたバー（ｂａｒ）状に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項8】
前記複数の反射部は、前記ｘ軸方向に拡張現実用光学装置を見たときの画像出射部のｚ軸方向の長さより長く延設されることを特徴とする、請求項７に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項9】
前記複数の反射手段は、前記複数の反射手段と前記光学手段の第１面との間の距離が全部同一ではない反射手段が少なくとも一つ以上存在するように光学手段の内部に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項10】
前記複数の反射部のうちの少なくとも一部はハーフミラーまたは屈折素子から形成されることを特徴とする、請求項１に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項11】
直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置であって、
画像出射部から出射する拡張現実画像光を使用者の目の瞳孔に向けて反射させて伝達することで使用者に拡張現実用画像を提供する反射手段と、
前記反射手段が埋め込まれて配置され、実際事物から出射した実際事物画像光の少なくとも一部を使用者の目の瞳孔に向けて透過させる光学手段と、
を含み、
前記光学手段は、前記反射手段で反射された拡張現実画像光及び実際事物画像光の少なくとも一部が使用者の瞳孔に向かって出射する第１面と、前記第１面に対向し、実際事物画像光が入射する第２面とを備え、
前記反射手段は、前記光学手段の内部に埋め込まれて配置される複数の反射部を含み、
前記光学手段を使用者の瞳孔の正面に配置し、瞳孔から正面の方向をｘ軸とするとき、前記画像出射部は、前記ｘ軸と直交する直線上に位置するように前記光学手段の外部または内部に配置され、
前記画像出射部からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら前記光学手段の第１面と第２面との間を通る線分のうちのいずれか一つをｙ軸とし、前記ｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とするとき、
前記複数の反射部のうちの少なくとも二つ以上の反射部は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって前記光学手段を見たとき、その中心が第１直線上に位置するように前記光学手段の内部に配置される第１反射部グループを形成し、
前記複数の反射部のうち、前記第１反射部グループを形成する反射部を除いた残りの反射部のうちの少なくとも二つ以上の反射部は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって前記光学手段を見たとき、その中心が前記第１直線に平行でない第２直線上に位置するように前記光学手段の内部に配置される第２反射部グループを形成し、
前記第１反射部グループを形成する反射部は、前記画像出射部からの距離が大きいほど前記光学手段の第２面に段々近く位置するように前記光学手段の内部に配置され、
前記複数の反射部のうちの少なくとも一部は、拡張現実画像光を反射させる面の反対面に光を反射せずに吸収する材質でコートされていることを特徴とする、直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項12】
前記複数の反射部のうちの少なくとも一部の表面は曲面として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項13】
前記複数の反射部のうちの少なくとも一部は、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ、ＤＯＥ）またはホログラフィック光学素子（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ、ＨＯＥ）から形成されることを特徴とする、請求項１に記載の直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置。
【請求項14】
請求項１～１３のいずれか一項に記載の光学手段を製造する方法であって、下部ベース基板の表面に第１方向に沿って反射部を形成する第１段階と、
前記下部ベース基板の表面上に複数の第１基板を順次接着して積層するにあたり、複数の第１基板のそれぞれの表面に前記第１方向に平行な方向に沿って反射部を形成する第２段階と、
前記第２段階の後、最上部の第１基板上に複数の第２基板を順次接着して積層するにあたり、複数の第２基板のそれぞれの表面に前記第１方向に平行な方向に沿って反射部を形成する第３段階と、
前記最上部の第２基板上に上部ベース基板を接着して積層して光学手段母材を形成する第４段階と、
前記光学手段母材を加工して前記光学手段を形成する第５段階と、
を含み、
前記第２段階は、外部から前記第１方向に垂直な面に向かって前記第１基板を見たとき、前記第１基板のそれぞれの表面に形成された反射部の中心を連結した線が直線を成すように前記第１基板のそれぞれの表面に反射部を形成し、
前記第３段階は、外部から前記第１方向に垂直な面に向かって前記第２基板を見たとき、前記第２基板のそれぞれの表面に形成された反射部の中心を連結した線が直線を成すように前記第２基板のそれぞれの表面に反射部を形成し、
前記第１基板に形成された反射部の中心を連結した直線と前記第２基板に形成された反射部の中心を連結した直線とは互いに平行でなく、
前記第５段階は、前記第１方向に垂直な面に向かって前記光学手段母材を見たとき、前記反射部がその間に全部含まれるようにする互いに平行な二つの直線に沿って前記第１方向に平行な方向に前記光学手段母材を切削し、
前記第５段階において、前記互いに平行な二つの直線は、前記第１方向に垂直な面に向かって前記光学手段母材を見たとき、前記第１基板に形成された反射部の中心を連結した直線及び前記第２基板に形成された反射部の中心を連結した直線のいずれとも平行でないことを特徴とする、光学手段製造方法。
【請求項15】
前記複数の第１基板は互いに同じ形状を有し、前記複数の第２基板は互いに同じ形状を有することを特徴とする、請求項１４に記載の光学手段製造方法。
【請求項16】
画像出射部から出射する拡張現実画像光を使用者の目の瞳孔に向けて反射させて伝達することで使用者に拡張現実用画像を提供する反射手段と、
前記反射手段が埋め込まれて配置され、実際事物から出射した実際事物画像光の少なくとも一部を使用者の目の瞳孔に向けて透過させる光学手段と、
を含む、直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置に適用される光学手段製造方法であって、
前記光学手段は、前記反射手段で反射された拡張現実画像光及び実際事物画像光の少なくとも一部が使用者の瞳孔に向かって出射する第１面と、前記第１面に対向し、実際事物画像光が入射する第２面とを備え、
前記反射手段は、前記光学手段の内部に埋め込まれて配置される複数の反射部を含み、
前記光学手段を使用者の瞳孔の正面に配置し、瞳孔から正面の方向をｘ軸とするとき、前記画像出射部は、前記ｘ軸と直交する直線上に位置するように前記光学手段の外部または内部に配置され、
前記画像出射部からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら前記光学手段の第１面と第２面との間を通る線分のうちのいずれか一つをｙ軸とし、前記ｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とするとき、
前記複数の反射部のうちの少なくとも二つ以上の反射部は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって前記光学手段を見たとき、その中心が第１直線上に位置するように前記光学手段の内部に配置される第１反射部グループを形成し、
前記複数の反射部のうち、前記第１反射部グループを形成する反射部を除いた残りの反射部のうちの少なくとも二つ以上の反射部は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって前記光学手段を見たとき、その中心が前記第１直線に平行でない第２直線上に位置するように前記光学手段の内部に配置される第２反射部グループを形成し、
前記第１反射部グループを形成する反射部は、前記画像出射部からの距離が大きいほど前記光学手段の第２面に段々近く位置するように前記光学手段の内部に配置され、
前記第２反射部グループを形成する反射部は、前記画像出射部からの距離が小さいほど前記光学手段の第２面に段々近く配置され、
前記光学手段製造方法は、
下部ベース基板の表面に第１方向に沿って反射部を形成する第１段階と、
前記下部ベース基板の表面上に複数の第１基板を順次接着して積層するにあたり、複数の第１基板のそれぞれの表面に前記第１方向に平行な方向に沿って反射部を形成する第２段階と、
前記第２段階の後、最上部の第１基板上に複数の第２基板を順次接着して積層するにあたり、複数の第２基板のそれぞれの表面に前記第１方向に平行な方向に沿って反射部を形成する第３段階と、
前記最上部の第２基板上に上部ベース基板を接着して積層して光学手段母材を形成する第４段階と、
前記光学手段母材を加工して前記光学手段を形成する第５段階と、
を含み、
前記第２段階は、外部から前記第１方向に垂直な面に向かって前記第１基板を見たとき、前記第１基板のそれぞれの表面に形成された反射部の中心を連結した線が直線を成すように前記第１基板のそれぞれの表面に反射部を形成し、
前記第３段階は、外部から前記第１方向に垂直な面に向かって前記第２基板を見たとき、前記第２基板のそれぞれの表面に形成された反射部の中心を連結した線が直線を成すように前記第２基板のそれぞれの表面に反射部を形成し、
前記第１基板に形成された反射部の中心を連結した直線と前記第２基板に形成された反射部の中心を連結した直線とは互いに平行でなく、
前記第５段階は、前記第１方向に垂直な面に向かって前記光学手段母材を見たとき、前記反射部がその間に全部含まれるようにする互いに平行な二つの直線に沿って前記第１方向に平行な方向に前記光学手段母材を切削し、
前記第５段階において、前記互いに平行な二つの直線は、前記第１方向に垂直な面に向かって前記光学手段母材を見たとき、前記第１基板に形成された反射部の中心を連結した直線及び前記第２基板に形成された反射部の中心を連結した直線のいずれとも平行でなく、
前記複数の第１基板は互いに同じ形状を有し、前記複数の第２基板は互いに同じ形状を有し、
前記複数の第１基板と前記複数の第２基板とは互いに異なる形状を有することを特徴とする、光学手段製造方法。
【請求項17】
前記第１方向に垂直な面に向かって前記光学手段母材を見たとき、前記複数の第１基板の両端部及び前記複数の第２基板の両端部のうちのいずれか一端部の高さは他端部の高さより高いことを特徴とする、請求項１６に記載の光学手段製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、拡張現実用光学装置及び光学手段の製造方法に関するものであり、より詳しくは画像出射部から出射する拡張現実画像光を瞳孔に伝達する光学素子を直線配置構造に形成することで、光効率を改善し、製造工程を単純化することができる拡張現実用光学装置及び光学手段の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）とは、周知のように、現実世界の実際映像にコンピュータなどによって提供される仮想の映像またはイメージを重ねて提供することを意味する。
【0003】
このような拡張現実を具現するためには、コンピュータのようなデバイスによって生成される仮想の映像またはイメージを現実世界の映像に重ねて提供することができるようにする光学系を必要とする。このような光学系としては、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）やメガネ型の装置を用いて仮想映像を反射または屈折させるプリズムなどのような光学手段を使う技術が知られている。
【0004】
しかし、このような従来の光学系を用いた装置は、その構成が複雑であって重さ及び体積が相当であるので、使用者が着用するのに不便さがあり、製造工程も複雑であって製造コストが高いという問題がある。
【0005】
また、従来の装置は、使用者が現実世界を見つめるときに焦点距離を変更する場合、仮想映像の焦点が合わなくなるという限界がある。これを解決するために、仮想映像に対する焦点距離を調節することができるプリズムのような構成を用いるか焦点距離の変更によって可変型焦点レンズを電気的に制御するなどの技術が提案されている。しかし、このような技術も焦点距離を調節するために使用者が別に操作しなければならないかまたは焦点距離の制御のための別途のプロセッサなどのようなハードウェア及びソフトウェアを必要とするという点で問題がある。
【0006】
このような従来技術の問題点を解決するために、本出願人は特許文献１に記載されているように、ヒトの瞳孔より小さい大きさの反射部を用いて仮想映像を瞳孔を通して網膜に投映することによって拡張現実を具現することができる装置を開発したことがある。
【0007】
図１は特許文献１に開示されたような拡張現実用光学装置１００を示す図である。
【0008】
図１の拡張現実用光学装置１００は、画像出射部１０、反射部２０、光学手段３０及びフレーム部４０を含む。
【0009】
光学手段３０は実際事物から出射した画像光である実際事物画像光の少なくとも一部を透過させる手段であり、例えばメガネレンズであってもよく、その内部には反射部２０が埋め込まれて配置されている。また、光学手段３０は反射部２０から反射された拡張現実画像光を瞳孔に伝達するように透過させる機能も果たす。
【0010】
フレーム部４０は画像出射部１０と光学手段３０とを固定及び支持する手段であり、例えばメガネの枠のようなものであり得る。
【0011】
画像出射部１０は拡張現実用画像に相応する画像光である拡張現実画像光を出射する手段であり、例えば拡張現実用画像を画面に表示して拡張現実画像光を放射する小型ディスプレイ装置と、ディスプレイ装置から放射される画像光を平行光に視準するためのコリメーター（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）とを備えることができる。
【0012】
反射部２０は画像出射部１０から出射した拡張現実用に相応する画像光を使用者の瞳孔に向けて反射させることによって拡張現実用画像を提供する。
【0013】
図１の反射部２０は、ヒトの瞳孔の大きさより小さい大きさ、すなわち８ｍｍ以下に形成されている。このように、反射部２０を瞳孔の大きさより小さく形成すれば、反射部２０を通して瞳孔に入射する光に対する深度をほぼ無限大に近く、すなわち深度を非常に深くすることができる。
【0014】
ここで、深度（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ）とは、焦点が合うものと認識される範囲を言う。深度が深くなれば、拡張現実用画像に対する焦点距離も大きくなることを意味し、よって、使用者が実際世界を見つめながら実際世界に対する焦点距離を変更しても、これに関係なく拡張現実用画像の焦点はいつも合うものと認識することになる。これは一種のピンホール効果（ｐｉｎ ｈｏｌｅ ｅｆｆｅｃｔ）と言える。したがって、使用者が実際世界に存在する実際事物を見つめながら焦点距離を変更しても、使用者は拡張現実用画像に対しては常に鮮明な仮想映像を見ることができる。
【0015】
また、従来の拡張現実用光学装置は、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）またはメガネ型装置を用いて仮想映像を反射または屈折させるプリズムなどのような光学手段を使う技術が知られている。
【0016】
【0017】
図２を参照すると、仮想の映像を提供するための拡張現実画像光はディスプレイ装置（図示せず）などから出射して光学手段の内面で反射された後、使用者の瞳孔が位置する領域（ｅｙｅ ｂｏｘ）に入射するようにする構成を使う。ここで、光学手段の内面（出射瞳孔、ｅｘｉｔ ｐｕｐｉｌ）から出射する拡張現実画像光は、図２に示すように、アイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）に入射することができなくて使われない光が存在するようになり、これは光効率を低下させる要因になる。
【0018】
これは、図３に示すように、光学手段の内部で全反射が起こる場合、出射瞳孔のすべての部位から全方向の光が出射するので、光学手段に入射した拡張現実画像光の一部はアイボックスに正常に入射するが（０で表示）、一部はアイボックス以外の方向に出射（Ｘで表示）するからである。
【0019】
このように、従来の拡張現実光学装置においては、画像出射部から出射した拡張現実画像光のうちアイボックスに伝達できない画像光が存在するので、拡張現実画像光が瞳孔に伝達される光効率を低下させる要因として作用している。
【0020】
【0021】
図４は本出願人によって出願された韓国特許出願第１０－２０１９－０１７３５４３号（２０１９．１２．２４．出願）に開示された拡張現実用光学装置２００を示す図である。
【0022】
図４の拡張現実用光学装置２００は、画像出射部１０、反射手段２０、及び光学手段３０を含む。
【0023】
図４を参照すると、画像出射部１０は拡張現実用画像に相応する画像光の拡張現実画像光を出射する手段であり、拡張現実用画像を画面に表示するディスプレイ装置１１と、ディスプレイ装置１１から出射する拡張現実画像光を視準した光を出射するコリメーター１２とから構成されることができる。
【0024】
反射手段２０は、画像出射部１０から出射した拡張現実画像光を使用者の目の瞳孔５０に向けて反射させて伝達する手段であり、光学手段３０の内部に埋め込まれて配置される複数の反射部２１～２９から構成されている。
【0025】
それぞれの反射部２１～２９は、反射部２１～２９に伝達された拡張現実画像光をそれぞれ反射させて使用者の瞳孔５０に伝達するように画像出射部１０及び瞳孔５０の位置を考慮して光学手段３０の内部に適切に配置される。
【0026】
一方、反射部２１～２９のそれぞれは、先に図１を参照して説明したように、深度を深くしてピンホール効果を得ることができるように、ヒトの瞳孔の大きさより小さい大きさ、すなわち、８ｍｍ以下に、より好ましくは４ｍｍ以下に形成される。
【0027】
また、図４で、反射手段２０は、複数の反射部２１～２４から構成される第１反射部グループ２０Ａと、複数の反射部２５～２９から構成される第２反射部グループ２０Ｂとから構成される。第２反射部グループ２０Ｂと画像出射部１０との間の距離は第１反射部グループ２０Ａと画像出射部１０との間の距離より大きくなるように光学手段３０の内部に埋め込まれて配置される。
【0028】
また、第１反射部グループ２０Ａを構成する反射部２１～２４は、画像出射部１０からの距離が大きいほど光学手段３０の第１面３１に段々近くなるように光学手段３０の内部に埋め込まれて配置され、第２反射部グループ２０Ｂを構成する反射部２５～２９は、画像出射部１０からの距離が大きいほど光学手段３０の第１面３１から段々遠くなるように光学手段３０の内部に埋め込まれて配置される。
【0029】
すなわち、反射部２１～２９は、図４の紙面の方向に、すなわち、光学手段３０の側面から見たとき、全体的に“Ｃ”字形に近い曲線配置構造を有するように光学手段３０の内部に配置される。
【0030】
図５は図４に示した拡張現実用光学装置２００の作用を説明するための図である。図示のように、画像出射部１０から出射した拡張現実画像光が入射瞳孔（ｉｎｐｕｔ ｐｕｐｉｌ）として機能する光学手段３０の上部を通して入射し、光学手段３０の第１面３１及び第２面３２で２回全反射された後、反射部２１～２５で反射された後、出射瞳孔（ｅｘｉｔ ｐｕｐｉｌ）として作用する光学手段３０の第１面３１を通してアイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）に伝達されることが分かる。ここで、瞳孔５０が位置することができるアイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）と光学手段３０との間の距離はアイレリーフ（ｅｙｅ ｒｅｌｉｅｆ）になる。
【0031】
図５に示すように、画像出射部１０から出射した拡張現実画像光は反射部２１～２５の傾斜角構造及び配置構造によって全部がアイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）に伝達されるので、拡張現実画像光の光効率を著しく改善することができることが分かる。
【0032】
【0033】
【0034】
図５の拡張現実用光学装置２００の光学手段３０は、側面から見たとき、５個の反射部２１～２５が配置されている。このような５個の反射部２１～２５が配置された光学手段３０を製造するときは、総６枚の基板（ベース）Ａ～Ｅが必要である。
【0035】
すなわち、単一の基板上に反射部２１～２５を蒸着方式などで形成した後、それぞれの基板を互いに接着する方式で光学手段３０を製造することになる。図６に示したように、反射部２１～２５がＣ字形の曲線配置構造に形成されるように、それぞれの基板（ベース）Ａ～Ｅはそれぞれの反射部２１～２５が瞳孔の正面方向に対する相対角度と同じに形成されなければならない。よって、それぞれの基板（ベース）Ａ～Ｅの厚さがそれぞれ異なるので、製造工程が複雑になり、不良率が高くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0036】
【文献】韓国登録特許第１０－１６６０５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0037】
本発明は前述したような問題点を解決するためのものであり、画像出射部から出射する拡張現実画像光を瞳孔に伝達する光学素子を直線配置構造に形成することで、光効率を改善し、製造工程を単純化することができる拡張現実用光学装置及び光学手段の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0038】
前述したような課題を解決するために、本発明は、直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置であって、画像出射部から出射する拡張現実画像光を使用者の目の瞳孔に向けて反射させて伝達することで使用者に拡張現実用画像を提供する反射手段と、前記反射手段が埋め込まれて配置され、実際事物から出射した実際事物画像光の少なくとも一部を使用者の目の瞳孔に向けて透過させる光学手段とを含み、前記光学手段は、前記反射手段で反射された拡張現実画像光及び実際事物画像光の少なくとも一部が使用者の瞳孔に向かって出射する第１面と、前記第１面に対向し、実際事物画像光が入射する第２面とを備え、前記反射手段は、前記光学手段の内部に埋め込まれて配置される複数の反射部を含み、前記光学手段を使用者の瞳孔の正面に配置し、瞳孔から正面の方向をｘ軸とするとき、前記画像出射部は、前記ｘ軸と直交する直線上に位置するように光学手段の外部または内部に配置され、前記画像出射部からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら光学手段の第１面と第２面との間を通る線分のうちのいずれか一つをｙ軸とし、前記ｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とするとき、前記複数の反射部のうちの少なくとも二つ以上の反射部は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって前記光学手段を見たとき、その中心が第１直線上に位置するように前記光学手段の内部に配置される第１反射部グループを形成し、前記複数の反射部のうち、前記第１反射部グループを形成する反射部を除いた残りの反射部のうちの少なくとも二つ以上の反射部は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって前記光学手段を見たとき、その中心が前記第１直線に平行でない第２直線上に位置するように前記光学手段の内部に配置される第２反射部グループを形成し、前記第１反射部グループを形成する反射部は、前記画像出射部からの距離が大きいほど前記光学手段の第２面に段々近く位置するように前記光学手段の内部に配置されることを特徴とする直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置を提供する。
【0039】
ここで、前記第２反射部グループを形成する反射部は、前記画像出射部からの距離に関係なく前記光学手段の第２面に対して同じ距離を有することができる。
【0040】
また、前記第２反射部グループを形成する反射部は、前記画像出射部からの距離が小さいほど前記光学手段の第２面に段々近く配置されることができる。
【0041】
また、前記第１直線及び第２直線は前記ｚ軸に垂直ないずれか一平面に含まれることができる。
【0042】
また、前記画像出射部から出射する拡張現実画像光は、前記光学手段の内部を通して前記複数の反射部に直接伝達されるか、または前記光学手段の内面で少なくとも１回以上全反射された後、前記複数の反射部に伝達されることが好ましい。
【0043】
また、前記反射手段は複数から構成され、前記複数の反射手段は前記ｚ軸方向に沿って平行に間隔を置いて配置されることができる。
【0044】
また、前記それぞれの反射手段は、それぞれの反射手段を構成するそれぞれの反射部が、隣接した反射手段を構成する反射部のうちのいずれか一つとともにｚ軸に平行な仮想の直線に沿って位置するように配置されることができる。
【0045】
また、前記それぞれの反射手段は、それぞれの反射手段を構成するそれぞれの反射部が、隣接した反射手段を構成するすべての反射部とともにｚ軸に平行な仮想の直線に沿って位置しないように配置されることもできる。
【0046】
また、前記複数の反射部は、前記ｚ軸に平行な仮想の直線に沿って延びたバー（ｂａｒ）状に形成されることができる。
【0047】
また、前記複数の反射部は、前記ｘ軸方向に拡張現実用光学装置を見たときの画像出射部のｚ軸方向の長さより長く延設されることができる。
【0048】
また、前記複数の反射手段は、前記複数の反射手段と前記光学手段の第１面との間の距離が全部同一ではない反射手段が少なくとも一つ以上存在するように光学手段の内部に配置されることができる。
【0049】
また、前記複数の反射部のうちの少なくとも一部はハーフミラーまたは屈折素子から形成されることもできる。
【0050】
また、前記複数の反射部のうちの少なくとも一部は、拡張現実画像光を反射させる面の反対面に光を反射せずに吸収する材質でコートされるように構成することもできる。
【0051】
また、前記複数の反射部のうちの少なくとも一部の表面は曲面として形成されることができる。
【0052】
また、前記複数の反射部のうちの少なくとも一部は、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ、ＤＯＥ）またはホログラフィック光学素子（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ、ＨＯＥ）から形成されることができる。
【0053】
本発明の他の側面によると、前記のような拡張現実用光学装置の光学手段を製造する方法であって、下部ベース基板の表面に第１方向に沿って反射部を形成する第１段階と、前記下部ベース基板の表面上に複数の第１基板を順次接着して積層するにあたり、複数の第１基板のそれぞれの表面に前記第１方向に平行な方向に沿って反射部を形成する第２段階と、前記第２段階の後、最上部の第１基板上に複数の第２基板を順次接着して積層するにあたり、複数の第２基板のそれぞれの表面に前記第１方向に平行な方向に沿って反射部を形成する第３段階と、前記最上部の第２基板上に上部ベース基板を接着して積層して光学手段母材を形成する第４段階と、前記光学手段母材を加工して光学手段を形成する第５段階とを含み、前記第２段階は、外部から前記第１方向に垂直な面に向かって前記第１基板を見たとき、前記第１基板のそれぞれの表面に形成された反射部の中心を連結した線が直線を成すように前記第１基板のそれぞれの表面に反射部を形成し、前記第３段階は、外部から前記第１方向に垂直な面に向かって前記第２基板を見たとき、前記第２基板のそれぞれの表面に形成された反射部の中心を連結した線が直線を成すように前記第２基板のそれぞれの表面に反射部を形成し、前記第１基板に形成された反射部の中心を連結した直線と前記第２基板に形成された反射部の中心を連結した直線とは互いに平行でなく、前記第５段階は、前記第１方向に垂直な面に向かって前記光学手段母材を見たとき、前記反射部がその間に全部含まれるようにする互いに平行な二つの直線に沿って前記第１方向に平行な方向に前記光学手段母材を切削することを特徴とする光学手段製造方法を提供する。
【0054】
ここで、前記複数の第１基板は互いに同じ形状を有し、前記複数の第２基板は互いに同じ形状を有することができる。
【0055】
また、前記複数の第１基板と前記複数の第２基板とは互いに異なる形状を有することができる。
【0056】
また、前記第１方向に垂直な面に向かって前記光学手段母材を見たとき、前記複数の第１基板の両端部及び前記複数の第２基板の両端部のうちのいずれか一端部の高さは他端部の高さより高くてもよい。
【0057】
本発明のさらに他の側面によると、直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置であって、画像出射部から出射した拡張現実画像光を使用者の目の瞳孔に向けて伝達することで使用者に拡張現実用画像を提供するように光学手段内に配置される光学素子と、前記光学素子が埋め込まれて配置され、実際事物から出射した実際事物画像光の少なくとも一部を使用者の目の瞳孔に向けて透過させる光学手段とを含み、前記光学手段は、前記光学素子を通して伝達される拡張現実画像光及び実際事物画像光の少なくとも一部が使用者の瞳孔に向かって出射する第１面と、前記第１面に対向し、実際事物画像光が入射する第２面とを備え、前記光学手段を使用者の瞳孔の正面に配置し、瞳孔から正面の方向をｘ軸とするとき、前記画像出射部は前記ｘ軸と直交する直線上に位置するように光学手段の外部または内部に配置され、前記画像出射部からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら前記光学手段の第１面と第２面との間を通る線分のうちのいずれか一つをｙ軸とし、前記ｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とするとき、前記光学素子は、回折光学素子またはホログラフィック光学素子であり、前記光学素子は、単一の平面状に形成され、前記ｚ軸方向に前記光学手段を見たとき、互いに平行でない少なくとも二つ以上の直線が連結された形態に折り曲げられて見えるように前記光学手段の内部に配置されることを特徴とする直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置を提供する。
【0058】
ここで、前記画像出射部から出射する拡張現実画像光は、前記光学手段の内部を通して前記光学素子に直接伝達されるか、または前記光学手段の内面で少なくとも１回以上全反射された後、前記光学素子に伝達されることができる。
【発明の効果】
【0059】
本発明によれば、画像出射部から出射する拡張現実画像光を瞳孔に伝達する光学素子を直線配置構造に形成することで、光効率を改善し、製造工程を単純化することができる拡張現実用光学装置及び光学手段の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】特許文献１に開示したような拡張現実用光学装置１００を示す図である。
【図2】従来技術による拡張現実具現装置に使われる光学系の一例を示す図である。
【図3】従来技術による拡張現実具現装置に使われる光学系の一例を示す図である。
【図4】本出願人によって出願された韓国特許出願第１０－２０１９－０１７３５４３号（２０１９．１２．２４．出願）に開示された拡張現実用光学装置２００を示す図である。
【図7】拡張現実用光学装置３００を瞳孔５０の正面に配置したときの側面図である。
【図8】拡張現実用光学装置３００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図である。
【図10】反射手段２０の他の配置構造を示す図である。
【図11】反射手段２０の他の配置構造を示す図である。
【図12】拡張現実用光学装置３００の全体的な作用を説明するための図である。
【図13】拡張現実用光学装置３００の全体的な作用を説明するための図である。
【図14】本発明の他の実施例による拡張現実用光学装置４００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図である。
【図15】本発明の他の実施例による拡張現実用光学装置４００を瞳孔５０の正面に配置したときの瞳孔５０から見た正面図である。
【図16】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置５００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図である。
【図17】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置５００を瞳孔５０の正面に配置したときの瞳孔５０から見た正面図である。
【図18】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置６００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図である。
【図19】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置６００を瞳孔５０の正面に配置したときの瞳孔５０から見た正面図である。
【図20】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置７００を瞳孔５０側から見た正面図である。
【図21】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置７００を前述したようなｚ軸方向に見た側面図である。
【図22】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置７００を前述したようなｙ軸方向に見た平面図である。
【図23】ベース基板３０Ａの斜視図である。
【図24】光学手段母材３０Ｅの側面図である。
【図25】光学手段母材３０Ｅの斜視図である。
【図26】第１基板３０Ｂ及び第２基板３０Ｃの側面図である。
【図27】光学手段母材３０Ｅを切削して光学手段３０を形成する方法を説明するための図である。
【図28】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置８００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図である。
【図29】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置８００を瞳孔５０の正面に配置したときの正面図である。
【図30】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置８００を瞳孔５０の正面に配置したときの側面図である。
【図31】本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置８００を瞳孔５０の正面に配置したときの光経路を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0061】
以下、添付図面に基づいて本発明による実施例を詳細に説明する。
【0062】
図７及び図８は本発明の一実施例による直線配置光学構造を有する拡張現実用光学装置３００（以下、簡単に“拡張現実用光学装置３００”と言う）を示す図である。図７は拡張現実用光学装置３００を瞳孔５０の正面に配置したときの側面図であり、図８は拡張現実用光学装置３００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図である。
【0063】
【0064】
画像出射部１０は拡張現実用画像に相応する画像光の拡張現実画像光を光学手段３０の反射手段２０に出射する手段であり、例えば、拡張現実用画像を画面に表示することで、画面を介して拡張現実用画像に相応する画像光の拡張現実画像光を出射する小型のＬＣＤのようなディスプレイ装置１１と、ディスプレイ装置１１から出射する拡張現実画像光を視準した視準光を出射するコリメーター１２とから構成されることができる。
【0065】
画像出射部１０においてコリメーター１２は必須なものではなく、省略することができる。また、コリメーター１２と、ディスプレイ装置１１から出射する拡張現実画像光を反射、屈折または回折させて光学手段３０の反射手段２０に向けて伝達する他の反射手段、屈折手段または回折手段のうちの少なくともどの一つとの組合せから構成されるその他の多様な光学素子を使うこともできる。
【0066】
このような画像出射部１０自体は本発明の直接的な目的ではなく、従来技術に知られているものなので、ここでは詳細な説明は省略する。
【0067】
一方、拡張現実用画像とは、画像出射部１０のディスプレイ装置１１の画面に表示されて反射手段２０を介して使用者の瞳孔５０に伝達される仮想画像を意味し、イメージ形態の静止画像や動画のようなものであり得る。
【0068】
このような拡張現実用画像は画像出射部１０から拡張現実用画像に相応する拡張現実画像光として出射し、反射手段２０を介して使用者の瞳孔５０に伝達されることによって使用者に仮想画像を提供するようになり、これと同時に使用者は光学手段３０を介して実際世界に存在する実際事物から出射する画像光の実際事物画像光を目で直接見つめることにより拡張現実サービスを受けるようになる。
【0069】
図７及び図８の実施例は光学手段３０の内面で１回全反射される構成を示したので、画像出射部１０は、図７及び図８に示したように、光学手段３０の上部から光学手段３０の第２面３２に向けて拡張現実画像光を出射するように配置されるが、これは例示的なものであり、全反射構造を使わないかまたは２回以上の全反射の構造を使う場合、画像出射部１０は他の位置に他の角度に配置されることができる。
【0070】
すなわち、画像出射部１０は、全反射構造の使用有無、全反射の回数、反射手段２０の位置、反射手段２０の瞳孔に対する角度及び瞳孔５０の位置などを考慮して光学手段３０の内部または外部の適切な位置に配置されることができる。
【0071】
次に、反射手段２０及び光学手段３０について説明する。
【0072】
まず、光学手段３０について説明する。
【0073】
光学手段３０は反射手段２０が埋め込まれて配置され、実際事物から出射した実際事物画像光の少なくとも一部を使用者の目の瞳孔５０に向けて透過させる手段である。
【0074】
ここで、実際事物画像光の少なくとも一部を瞳孔５０に向けて透過させるというのは、実際事物画像光の光透過率が必ずしも１００％である必要はないという意味である。
【0075】
光学手段３０は、ガラス材またはプラスチック材及びその他の合成樹脂材のレンズから形成することができ、多様な屈折率及び透明度を有することができる。
【0076】
光学手段３０は、反射手段２０で反射された拡張現実画像光及び実際事物画像光の少なくとも一部が使用者の瞳孔５０に向かって出射する第１面３１と、前記第１面３１と対向し、実際事物画像光が入射する第２面３２とを備え、反射手段２０は前記第１面３１と第２面３２との間の内部空間に埋め込まれて配置される。
【0077】
【0078】
また、図７及び図８で、光学手段３０の第１面３１及び第２面３２はいずれも平面として形成されているが、第１面３１及び第２面３２のうちの少なくとも一方は曲面として形成することもできる。すなわち、第１面３１または第２面３２のうちのいずれか一方を曲面として形成するかまたは第１面３１及び第２面３２の両者を曲面として形成することができる。
【0079】
ここで、前記曲面は凹面または凸面とすることができる。凹面とは、当該面を正面から見たとき、中央部が端部より薄く形成されることによって凹んでいるものを意味し、凸面とは、当該面を正面から見たとき、中央部が端部より厚く形成されることによって膨らむように突出したものを意味することにする。
【0080】
次に、反射手段２０について説明する。
【0081】
反射手段２０は、画像出射部１０から出射した拡張現実用画像に相応する拡張現実画像光を使用者の目の瞳孔５０に向けて反射させて伝達することで、使用者に仮想画像である拡張現実用画像を提供する手段である。
【0082】
反射手段２０は、光学手段３０の内部に埋め込まれて配置される大きさ４ｍｍ以下の複数の反射部２１～２９を含む。以下で、反射手段２０は複数の反射部２１～２９の全体及び後述する反射部グループ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの全体を通称するものである。
【0083】
反射部２１～２９は、前述したような光学手段３０の第１面３１と第２面３２との間の内部空間に埋め込まれて配置される。
【0084】
一方、図７及び図８の実施例では、前述したように、画像出射部１０から出射する拡張現実画像光は光学手段３０の第２面３２で１回全反射された後、反射部２１～２９に伝達されるものとして示したが、これは例示的なものであり、全反射されず、画像出射部１０から出射する拡張現実画像光が光学手段３０の内部を通して反射部２１～２９に直接伝達されるかまたは光学手段３０の内面で２回以上全反射された後、反射部２１～２９に伝達されるようにすることもできるというのは言うまでもない。
【0085】
図７及び図８の実施例で、複数の反射部２１～２９は、それぞれの反射部２１～２９に伝達された拡張現実画像光をそれぞれ反射させて使用者の瞳孔５０に伝達するように、画像出射部１０及び瞳孔５０の位置を考慮して光学手段３０の内部に適切に配置される。
【0086】
図７及び図８のように、画像出射部１０から出射した拡張現実画像光が光学手段３０の第２面３２で１回全反射されて反射部２１～２９に伝達される構成を使う場合、画像出射部１０から光学手段３０の第２面３２に入射する拡張現実画像光、第２面３２で全反射されて反射部２１～２９に出射する拡張現実画像光、及び瞳孔５０の位置を考慮して反射部２１～２９の傾斜角を適切に設定する。
【0087】
一方、反射部２１～２９のそれぞれは、先に図１を参照して説明したように、深度を深くしてピンホール効果を得ることができるように、ヒトの瞳孔の大きさより小さい大きさ、すなわち、８ｍｍ以下に、より好ましくは４ｍｍ以下に形成される。
【0088】
すなわち、反射部２１～２９のそれぞれは、ヒトの一般的な瞳孔の大きさより小さい大きさ、すなわち、８ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以下に形成される。これにより、反射部２１～２９のそれぞれを通して瞳孔に入射する光の深度（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ）をほとんど無限大に近く、すなわち、深度を非常に深くすることができる。したがって、使用者が実際世界を見つめながら実際世界に対する焦点距離を変更しても、これに関係なく拡張現実用画像の焦点は常に合うものとして認識するようにするピンホール効果（ｐｉｎ ｈｏｌｅ ｅｆｆｅｃｔ）を発生させることができる。
【0089】
ここで、反射部２１～２９のそれぞれの大きさは、それぞれの反射部２１～２９の縁境界線上の任意の２点の間の最大長を意味するものと定義する。
【0090】
また、反射部２１～２９のそれぞれの大きさは、瞳孔５０と反射部２１～２９との間の直線に垂直でありながら瞳孔５０の中心を含む平面にそれぞれの反射部２１～２９を投映した正射影の縁境界線上の任意の２点の間の最大長であり得る。
【0091】
一方、反射部２１～２９のそれぞれは拡張現実画像光が他の反射部２１～２９に伝達されることを遮断しないように配置されなければならない。このために、本実施例では、反射部２１～２９を次のように構成して配置する。
【0092】
まず、図７及び図８に示すように、光学手段３０を使用者の瞳孔５０の正面に配置し、瞳孔５０から正面方向をｘ軸とするとき、画像出射部１０はｘ軸と直交する直線上に位置するように光学手段３０の外部または内部に配置される。
【0093】
ここで、画像出射部１０からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら光学手段３０の第１面３１と第２面３２との間を通る線分のうちの一つをｙ軸とし、これらのｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とするとき、前記複数の反射部２１～２９のうちの少なくとも二つ以上の反射部２６～２９は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって光学手段３０を見たとき、その中心が一直線（これを“第１直線”という）上に位置するように光学手段３０の内部に配置される第１反射部グループ２０Ａを形成する。
【0094】
また、前記第１反射部グループ２０Ａを形成する反射部２６～２９を除いた残りの反射部２１～２５のうちの少なくとも二つ以上の反射部２１～２５は、外部から前記ｚ軸に垂直な面に向かって光学手段３０を見たとき、その中心が前記第１直線に平行でないさらに他の直線（これを“第２直線”という）上に位置するように光学手段３０の内部に配置される第２反射部グループ２０Ｂを形成する。
【0095】
ここで、前記第１反射部グループ２０Ａを構成する反射部２６～２９は、画像出射部１０からの距離が大きいほど光学手段３０の第２面３２に段々近く配置される。
【0096】
また、前記第２反射部グループ２０Ｂを構成する反射部２１～２５は、画像出射部１０からの距離に関係なく光学手段３０の第２面３２に対して同じ距離を有するか、または画像出射部１０からの距離が小さいほど光学手段３０の第２面３２に段々近く配置されることができる。
【0097】
ここで、前記第１直線及び第２直線は前記ｚ軸に垂直ないずれか一平面に含まれることができる。これは、第１反射部グループ２０Ａ及び第２反射部グループ２０Ｂを形成する複数の反射部がｚ軸に垂直ないずれか一平面に含まれるように光学手段３０の内部に配置されるというのを意味する。
【0098】
すなわち、図７及び図８の実施例を参照すると、光学手段３０を瞳孔５０の正面に配置し、図７のように、外部からｚ軸に垂直な面に向かって光学手段３０を見たとき（光学手段３０を図７の紙面方向に見たとき）、反射部グループ２０Ａを構成する反射部２６～２９の中心を連結した線が第１直線を形成し、反射部グループ２０Ｂを構成する反射部２１～２５の中心を連結した線も第２直線を形成し、第１直線と第２直線とは互いに平行でないように配置される。
【0099】
【0100】
図９を参照すると、前述したように、反射手段２０は第１反射部グループ２０Ａ及び第２反射部グループ２０Ｂの二つの反射部グループの集合から構成され、第１反射部グループ２０Ａは複数の反射部２６～２９を含み、第２反射部グループ２０Ｂは複数の反射部２１～２５をそれぞれ含む。
【0101】
図９に示すように、第１反射部グループ２０Ａを構成する反射部２６～２９の中心を仮想線で連結すると直線Ａ（第１直線）を成し、第２反射部グループ２０Ｂを構成する反射部２１～２５の中心を仮想線で連結すると直線Ｂ（第２直線）を成し、直線Ａと直線Ｂとは互いに平行でないように反射部２１～２９が光学手段３０の内部で第１面３１と第２面３２との間の空間に配置されることが分かる。
【0102】
ここで、第１反射部グループ２０Ａを構成する反射部２６～２９は、画像出射部１０からの距離が大きいほど光学手段３０の第２面３２に段々近く配置されており、第２反射部グループ２０Ｂを構成する反射部２１～２５は、画像出射部１０からの距離に関係なく光学手段３０の第２面３２に対して同じ距離を有するように配置されていることが分かる。
【0103】
図７～図９では二つの反射部グループ２０Ａ、２０Ｂから反射手段２０が構成された場合を示したが、これは例示的なものであり、三つ以上の反射部グループから反射手段２０を構成し、反射部２１～２９の中心を連結した直線が三つ以上になるように形成することもできるというのは言うまでもない。
【0104】
【0105】
図１０を参照すると、反射手段２０は三つの反射部グループ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの集合から構成され、それぞれの反射部グループ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを構成する反射部はいずれも光学手段３０の側面から見るとき、それぞれの反射部の中心を連結した線が三つの直線を成すように配置されていることが分かる。
【0106】
ここで、反射部グループ２０Ｃを構成する反射部は、画像出射部１０からの距離に関係なく光学手段３０の第２面３２に対して同じ距離を有するが、反射部グループ２０Ｂを構成する反射部は、反射部グループ２０Ａを構成する反射部と同様に、画像出射部１０からの距離が大きいほど光学手段３０の第２面３２に段々近く配置されていることが分かる。
【0107】
この場合は、画像出射部１０からの距離が大きいほど光学手段３０の第２面３２に段々近く配置される反射部から構成される反射部グループ２０Ａが複数存在する場合と見なすことができる。ただし、この場合にも、それぞれの反射部グループ２０Ａ、２０Ｂを構成する直線は互いに平行でないように配置される。
【0108】
図１１の場合にも、反射手段２０は三つの反射部グループ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの集合から構成され、それぞれの反射部グループ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを構成する反射部はいずれも光学手段３０の側面から見るとき、それぞれの反射部の中心を連結した線が三つの直線を成すように配置されていることが分かる。
【0109】
図１１では、反射部グループ２０Ａを構成する反射部は画像出射部１０からの距離が大きいほど光学手段３０の第２面３２に段々近く配置されており、反射部グループ２０Ｂを構成する反射部は画像出射部１０からの距離に関係なく光学手段３０の第２面３２に対して同じ距離を有するように配置されている。
【0110】
また、反射部グループ２０Ｃを構成する反射部は、画像出射部１０からの距離が小さいほど光学手段３０の第２面３２に段々近く配置されていることが分かる。
【0111】
一方、前記実施例において、それぞれの反射部グループ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの反射部の中心を連結した直線は互いに連結されるように反射部が配置されることが好ましいが、必ずしも互いに連結されている必要はない。
【0112】
【0113】
【0114】
図１２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照すると、互いに異なる角度の拡張現実画像光が光学手段３０の第２面３２で全反射された後、前述したような傾斜角及び配置構造を有する反射部２１～２５によってアイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）に伝達されることが分かる。
【0115】
図１２の（ａ）では反射部２１～２３が使われ、図１２の（ｂ）では反射部２２～２４が使われ、図１２の（ｃ）では反射部２３～２５が使われ、これらは拡張現実画像光の光経路の入射角、すなわち、画像出射部１０から出射する拡張現実画像光の光経路の出射角にそれぞれ相応して拡張現実画像光をアイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）に伝達する。
【0116】
ここで、アイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）は、画像出射部１０から出るそのままの拡張現実画像光を見るに際して、使用者の瞳孔５０が位置することができる最大空間と見なすことができ、光学手段３０の第２面３２はインプット（ｉｎｐｕｔ）面として作用し、これによって全反射された拡張現実画像光は反射部２１～２５を介して全部がアイボックスの方向に出射する。
【0117】
一方、図１３は図１２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示した拡張現実画像光を一緒に示したものであり、画像出射部１０から出射した拡張現実画像光が入射瞳孔（ｉｎｐｕｔ ｐｕｐｉｌ）として機能する光学手段３０の上部を通して入射し、光学手段３０の第２面３２で全反射された後、反射部２１～２５を介して反射され、出射瞳孔（ｅｘｉｔ ｐｕｐｉｌ）として作用する光学手段３０の第１面３１を通してアイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）に伝達されることが分かる。ここで、瞳孔５０が位置することができるアイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）と光学手段３０との間の距離はアイレリーフ（ｅｙｅ ｒｅｌｉｅｆ）になる。
【0118】
図１２及び図１３で示したように、画像出射部１０から出射して光学手段３０の第２面３２で全反射された拡張現実画像光は前述したような反射部２１～２５の傾斜角構造及び配置構造によって全部がアイボックス（ｅｙｅ ｂｏｘ）に向かって伝達されるので、拡張現実画像光の光効率を著しく改善することができることが分かる。
【0119】
図１４及び図１５は本発明の他の実施例による拡張現実用光学装置４００の構成を示す図である。図１４は拡張現実用光学装置４００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図であり、図１５は拡張現実用光学装置４００を瞳孔５０の正面に配置したときの瞳孔５０から見た正面図である。
【0120】
図１４及び図１５の実施例の拡張現実用光学装置４００は、前述した実施例の拡張現実用光学装置３００と基本的な構成は同一であるが、複数の反射部２１～２９から構成される反射手段２０１～２１３が複数形成されたことを特徴とする。
【0121】
ここで、複数反射手段２０１～２１３は、次のような配置構造を有する。すなわち、前述したように、光学手段３０を使用者の瞳孔５０の正面に配置したとき、瞳孔５０から正面の方向をｘ軸とし、画像出射部１０からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら光学手段３０の第１面３１と第２面３２との間を通る線分のうちの一つをｙ軸とし、ｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とするとき、反射手段２０１～２１３はｚ軸方向に沿って平行に間隔を置いて配置される。
【0122】
【0123】
また、図１４及び図１５に示した反射手段２０１～２１３のｚ軸方向への間隔は説明の便宜のために例示的に示したものであり、実際はこれよりも近く配置されることができる。例えば、反射手段２０１～２１３の間隔は反射部２１～２９の大きさ以下になるように配置されることができる。
【0124】
また、反射手段２０１～２１３を構成する反射部２１～２９の個数は全部が同一である必要はない。
【0125】
また、それぞれの反射手段２０１～２１３は、それぞれの反射手段２０１～２１３を構成するそれぞれの反射部２１～２９が、隣接した反射手段２０１～２１３を構成する反射部２１～２９のうちのいずれか一つとともにｚ軸に平行な仮想の直線に沿って位置するように配置されることができる。ここで、複数の反射手段２０１～２１３を外部からｚ軸に垂直な面側に見ると、図７に示したもののように見える。
【0126】
【0127】
図１６及び図１７は本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置５００を示した図である。図１６は拡張現実用光学装置５００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図であり、図１７は拡張現実用光学装置５００を瞳孔５０の正面に配置したときの瞳孔５０から見た正面図である。
【0128】
図１６及び図１７の実施例は図１４及び図１５の実施例と基本的に同一であるが、それぞれの反射手段２０１～２１３を構成するそれぞれの反射部２１～２８または２１～２９が、隣接した反射手段２０１～２１３を構成するすべての反射部２１～２８または２１～２９とともにｚ軸に平行な仮想の直線に沿って位置しないように配置されるという点で違いがある。
【0129】
すなわち、図１７に示すように、ｚ軸の左側方向から互いに隣り合う第１反射手段２０１の反射部２１～２９と第２反射手段２０２の反射部２１～２８とをｙ軸方向の上側（画像出射部１０側）から順に比較してみると、第１反射手段２０１のそれぞれの反射部２１～２９は第２反射手段２０２のすべての反射部２１～２８とともにｚ軸に平行な仮想の直線に沿って位置しないように配置されていることが分かる。
【0130】
すなわち、第１反射手段２０１の反射部２１～２９と第２反射手段２０２の反射部２１～２８とはｚ軸に平行に並んで整列されておらず、互いにずれて配置されていることが分かる。
【0131】
【0132】
また、図１６及び図１７に示した反射手段２０１～２１３のｚ軸方向への間隔は説明の便宜のために例示的に示したものであり、実際はこれよりも近く配置されることができる。例えば、反射手段２０１～２１３の間隔は反射部２１～２９の大きさ以下になるように配置されることができる。
【0133】
図１８及び図１９は本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置６００の構成を示す図である。図１８は拡張現実用光学装置６００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図であり、図１９は拡張現実用光学装置６００を瞳孔５０の正面に配置したときの瞳孔５０から見た正面図である。
【0134】
図１８及び図１９の実施例の拡張現実用光学装置６００は、図７～図１３を参照して説明した実施例の拡張現実用光学装置３００と基本的に同一であるが、それぞれの反射部２１～２９がｚ軸方向に沿ってバー（ｂａｒ）状に延設されたことを特徴とする。
【0135】
ここで、それぞれの反射部２１～２９は次のような配置構造を有する。すなわち、前述したように、光学手段３０を使用者の瞳孔５０の正面に配置し、瞳孔５０から正面の方向をｘ軸とし、画像出射部１０からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら光学手段３０の第１面３１と第２面３２との間を通る線分のうちのいずれか一つをｙ軸とし、ｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とすると、複数の反射部２１～２９はｚ軸に平行な仮想の直線に沿って延びたバー（ｂａｒ）状に形成される。
【0136】
本実施例の場合にも、光学手段３０を外部からｚ軸に垂直な面に向かって見たとき、それぞれの反射部２１～２９の形態は図７に示したものと同一に見える。
【0137】
ここで、複数の反射部２１～２９は、瞳孔５０から拡張現実用光学装置６００を見たとき、すなわち、ｘ軸方向に拡張現実用光学装置６００を見たときの画像出射部１０のｚ軸方向の長さより長く延設されることが好ましい。
【0138】
また、本実施例の場合、反射部２１～２９をｘ軸方向に、すなわち、瞳孔５０から見たときの大きさは４ｍｍ以下に形成されることが好ましい。この場合、反射部２１～２９の大きさはｙ軸方向の大きさを意味する。
【0139】
図２０～図２２は本発明のさらに他の実施例による拡張現実用光学装置７００を説明するための図である。図２０は拡張現実用光学装置７００を瞳孔５０側から見た正面図であり、図２１は拡張現実用光学装置７００を前述したようなｚ軸方向に見た側面図であり、図２２は拡張現実用光学装置７００を前述したようなｙ軸方向に見た平面図である。
【0140】
図２０～図２２に示した拡張現実用光学装置７００は、図１４及び図１５の拡張現実用光学装置４００と同様に、反射手段２０１～２０５が複数から構成されるが、それぞれの反射手段２０１～２０５と光学手段３０の第１面３１との距離がいずれも同一でないように、光学手段３０の内部に配置される反射手段２０１～２０５が少なくとも一つ以上存在するという点で違いがある。
【0141】
すなわち、前述したように、拡張現実用光学装置７００を使用者の瞳孔５０の正面に配置し、瞳孔５０から正面方向をｘ軸とし、画像出射部１０からｘ軸への垂直線に対してｘ軸に沿って平行でありながら光学手段３０の第１面３１と第２面３２との間を通る線分のうちのいずれか一つをｙ軸とし、ｘ軸及びｙ軸と直交する線分をｚ軸とするとき、それぞれの反射手段２０１～２０５と光学手段３０の第１面３１との距離がいずれも同一でないように配置される反射手段２０１～２０５が少なくとも一つ以上存在するように反射手段２０１～２０５が配置される。
【0142】
言い換えれば、図２１に示すように、複数の反射手段２０１～２０５の少なくとも一部は、外部からｚ軸に垂直な面に向かって光学手段３０を見たとき、重なって見えないように配置されるということを意味する。
【0143】
図２０～図２２の実施例では、斜線で示した二つの反射手段２０１、２０５と光学手段３０の第１面３１との距離、黒色で示した二つの反射手段２０２、２０４と光学手段３０の第１面３１との距離、白色で示した１個の反射手段２０３と光学手段３０の第１面３１との距離は互いに異なるように配置される。
【0144】
ここで、斜線で示した二つの反射手段２０１、２０５のそれぞれと光学手段３０の第１面３１との距離は同一であり、黒色で示した二つの反射手段２０２、２０４のそれぞれと光学手段３０の第１面３１との距離は同一であるものとして示したが、これは例示的なものであり、すべての反射手段２０１～２０５と光学手段３０の第１面３１との距離を全部が異なるように配置することもできるというのは言うまでもない。
【0145】
一方、前記実施例において、それぞれの反射部２１～２９の少なくとも一部の大きさは他の反射部２１～２９の大きさと異なるように構成することもできる。このような場合にも、それぞれの反射部２１～２９の大きさは前述したように４ｍｍ以下に形成することが好ましい。
【0146】
また、それぞれの反射部２１～２９は同じ間隔で配置されることが好ましいが、少なくとも一部の反射部２１～２９の間隔を他の反射部２１～２９の間隔と異なるように配置することもできる。
【0147】
また、少なくとも一部の反射部２１～２９のｘ軸に対する傾斜角を他の反射部２１～２９と異なるように構成することもできる。
【0148】
また、それぞれの反射部２１～２９の少なくとも一部は光を部分的に反射させるハーフミラーのような手段で構成することもできる。
【0149】
また、反射部２１～２９の少なくとも一部は、反射手段以外の屈折素子から形成することもできる。
【0150】
また、反射部２１～２９の少なくとも一部は、光を波長によって選択的に透過させるノッチフィルターなどの光学素子から構成することができる。
【0151】
また、反射部２１～２９のうちの少なくとも一部は、拡張現実画像光を反射させる面の反対面に光を反射せずに吸収する材質でコーティングされることもできる。
【0152】
また、反射部２１～２９のうちの少なくとも一部の表面を曲面として形成することもできる。ここで、前記曲面は凹面または凸面とすることができる。
【0153】
また、反射部２１～２９のうちの少なくとも一部は、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ、ＤＯＥ）またはホログラフィック光学素子（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ、ＨＯＥ）のような光学素子から形成されることもできる。
【0154】
【0155】
図２３は下部ベース基板３０Ａの斜視図であり、図２４は光学手段母材３０Ｅの側面図であり、図２５は光学手段母材３０Ｅの斜視図であり、図２６は第１基板３０Ｂ及び第２基板３０Ｃの側面図であり、図２７は光学手段母材３０Ｅを切削して光学手段３０を形成する方法を説明するための図である。
【0156】
前記実施例で説明した拡張現実用光学装置３００～７００の光学手段３０は、下部ベース基板３０Ａ、第１基板３０Ｂ、第２基板３０Ｃ、及び上部ベース基板３０Ｄを積層して光学手段母材３０Ｅを形成し、光学手段母材３０Ｅを切削する工程によって製造する。
【0157】
このために、まず、図２３に示すように、下部ベース基板３０Ａの表面に第１方向に沿って複数の反射部２０を形成する。
【0158】
ここで、下部ベース基板３０Ａは略直方体の形状を有するが、これに限定されるものではない。
【0159】
次に、図２４及び図２５に示すように、下部ベース基板３０Ａの表面上に複数の第１基板３０Ｂを順次接着して積層する。この際、複数の第１基板３０Ｂのそれぞれの表面に前記第１方向に平行な方向に沿って複数の反射部２０を形成する。
【0160】
ここで、複数の第１基板３０Ｂのそれぞれに形成される反射部２０は、外部から第１方向に垂直な面に向かって第１基板３０Ｂを見たとき（図２４の紙面の方向に第１基板３０Ｂを見たとき）、第１基板３０Ｂのそれぞれの表面に形成された反射部２０の中心を連結した線が直線を成すように第１基板３０Ｂのそれぞれの表面に形成される。
【0161】
このような過程によって複数の第１基板３０Ｂの積層が全部完了すると、最上部の第１基板３０Ｂ上に複数の第２基板３０Ｃを同様な方式で順次接着して積層する。この際、複数の第２基板３０Ｃのそれぞれの表面に前記第１方向に平行な方向に沿って反射部２０を形成することで光学手段母材３０Ｅを形成する。
【0162】
ここで、複数第２基板３０Ｃのそれぞれに形成される反射部２０は、外部から前記第１方向に垂直な面に向かって前記第２基板３０Ｃを見たとき（図２４の紙面の方向に第２基板３０Ｃを見たとき）、第２基板３０Ｃのそれぞれの表面に形成された反射部２０の中心を連結した線が直線を成すように第２基板３０Ｃのそれぞれの表面に形成される。
【0163】
ここで、前記第１基板３０Ｂに形成された反射部２０の中心を連結した直線と前記第２基板３０Ｃに形成された反射部２０の中心を連結した直線とは互いに平行でないように、反射部２０が配置される。
【0164】
また、複数の第１基板３０Ｂは互いに同じ形状を有し、複数の第２基板３０Ｃも互いに同じ形状を有する。
【0165】
また、複数の第１基板３０Ｂと複数の第２基板３０Ｃとは互いに異なる形状を有する。
【0166】
また、図２６の（ａ）に示すように、第１基板３０Ｂは、第１方向に垂直な面に向かって第１基板３０Ｂを見たとき、それぞれの第１基板３０Ｂの両端部Ｅ１、Ｅ２のうちのいずれか一端部Ｅ２の高さＨＢ２は他端部Ｅ１の高さＨＢ１よりも高くなるように形成されている。
【0167】
また、図２６の（ｂ）に示すように、第２基板３０Ｃは、第１方向に垂直な面に向かって第２基板３０Ｃを見たとき、それぞれの第２基板３０Ｃの両端部Ｅ１、Ｅ２のうちのいずれか一端部Ｅ２の高さＨＣ２は他端部Ｅ１の高さＨＣ１よりも高くなるように形成されている。
【0168】
ここで、第１基板３０Ｂと第２基板３０Ｃとは互いに異なる形状なので、ＨＢ１≠ＨＣ１であり、ＨＢ２≠ＨＣ２である。また、ＨＢ１≠ＨＣ１であり、ＨＢ２＝ＨＣ２であることもでき、ＨＢ１＝ＨＣ１であり、ＨＢ２≠ＨＣ２であることもできる。
【0169】
一方、反射部２０を下部ベース基板３０Ａ、第１基板３０Ｂ及び第２基板３０Ｃに形成するのに、例えばマスク蒸着方式などを用いるかまたは接着剤による接着方式を用いることができる。これは従来技術に知られているものであり、本発明の直接的な目的ではないので、詳細な説明は省略する。
【0170】
【0171】
ここで、下部ベース基板３０Ａ、第１基板３０Ｂ、第２基板３０Ｃ及び上部ベース基板３０Ｄの各基板の間の接着には、例えば基板の間に接着剤を投与し、両基板を密着して固定する方式を使うことができる。これもやはり従来技術に知られているものであり、本発明の直接的な目的ではないので、詳細な説明は省略する。
【0172】
また、下部ベース基板３０Ａ、第１基板３０Ｂ、第２基板３０Ｃ、及び上部ベース基板３０Ｄは互いに同じ屈折率を有するガラス材またはプラスチック材から形成されることが好ましい。
【0173】
このような過程によって光学手段母材３０Ｅが形成されれば、これを切削して光学手段３０を形成する。
【0174】
すなわち、図２７に示すように、反射部２０が配置された第１方向に垂直な面に向かって光学手段母材３０Ｅを見たとき、反射部２０がその間に全部含まれるようにする互いに平行な二つの直線Ｌ１、Ｌ２に沿って第１方向に平行な方向に光学手段母材３０Ｅを切削する。
【0175】
ここで、前記二つの直線Ｌ１、Ｌ２に沿って第１方向に平行な方向に切削された面は前述したような光学手段３０の第１面３１及び第２面３２になり、このような二つの直線Ｌ１、Ｌ２に垂直な法線の方向に瞳孔５０が位置するように光学手段３０を配置すると、例えば、図７のような形態の拡張現実用光学装置３００を得ることができる。
【0176】
したがって、それぞれの反射部２０が瞳孔５０から正面方向（図７で、ｘ軸方向）に対してなす傾斜角はそれぞれの基板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの境界面によって規定することができる。
【0177】
そして、二つの直線Ｌ３、Ｌ４に沿って第１方向に平行な方向にさらに光学手段母材３０Ｅを切削することで、最終的に光学手段３０を形成する。ここで、前記二つの直線Ｌ３、Ｌ４に沿って第１方向に平行な方向に切削された面は、光学手段３０を瞳孔５０の正面に配置したとき、光学手段３０の上面及び下面に相応する面になる。
【0178】
このような製造方法によると、互いに同じ形状を有する複数の第１基板３０Ｂ及び互いに同じ形状を有する複数の第２基板３０Ｃを用いて光学手段３０を形成することができ、先に図６で説明した従来の製造方式に比べて製造工程が単純であるので、不良率を著しく減らすことができるという利点がある。
【0179】
一方、図２３～図２７の実施例では、下部ベース基板３０Ａに反射部２０を形成した後、複数の第１基板３０Ｂのそれぞれに反射部２０を形成しながら第１基板３０Ｂを順次接着して積層し、複数第２基板３０Ｃのそれぞれに反射部２０を形成しながら第２基板３０Ｃを順次接着して積層する方式を使ったが、これは例示的なものである。
【0180】
例えば、それぞれの基板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃごとに反射部３０を予め形成しておき、反射部３０が形成された基板３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを順次接着して積層する方式を使うこともできるというのは言うまでもない。
【0181】
【0182】
図２８～図３１は本発明のさらに他の実施例による直線配置反射構造を有する拡張現実用光学装置８００を示す図である。図２８は拡張現実用光学装置８００を瞳孔５０の正面に配置したときの斜視図であり、図２９は拡張現実用光学装置８００を瞳孔５０の正面に配置したときの正面図であり、図３０は拡張現実用光学装置８００を瞳孔５０の正面に配置したときの側面図であり、図３１は拡張現実用光学装置８００を瞳孔５０の正面に配置したときの光経路を示した側面図である。
【0183】
【0184】
【0185】
このような光学素子６０は、前述した実施例で説明したような拡張現実用光学装置３００～７００内に配置された複数の反射部２０を互いに連結して構成される３次元空間全体に相応する空間配置構造を有し、回折光学素子（ＤＯＥ、Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）またはホログラフィック光学素子（ＨＯＥ、Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）から形成される。
【0186】
光学素子６０は、図２８～図３１に示すように、単一の平面状に形成され、前記単一の平面状の光学素子は、ｚ軸方向に光学手段３０を見たとき、互いに平行でない少なくとも二つ以上の直線が連結された形態に折り曲げられて見えるように、光学手段３０の内部に配置される。
【0187】
回折光学素子（ＤＯＥ）またはホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）は実際事物画像光を透過及び反射させる性質を有するので、光学素子６０は拡張現実画像光を瞳孔５０に伝達するとともに光学素子６０を透過して実際事物画像光を瞳孔５０に伝達することができる。ただし、実際事物画像光に対する光効率はちょっと落ちることがある。
【0188】
このような光学素子６０を使う場合、不連続的に一定した周期で配置される前述した実施例の反射部２０よりも均一な拡張現実画像を提供することができ、光学素子６０の平面構造に沿って延びた線によって構成される二枚の基板のみを使用して製造することができるので、製造工程がずっと簡便であるという利点を有する。
【0189】
以上で、本発明の好適な実施例を参照して本発明の構成を説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多様な修正及び変形実施が可能であるというのは言うまでもない。
【0190】
例えば、近視または遠視を有する屈折異常の使用者のために、凹レンズまたは凸レンズを光学手段３０の第１面３１に付着する方法を使うことができる。ここで、付着される凹レンズまたは凸レンズは光学手段３０と一体に形成するかまたは別途のモジュールとして構成して着脱式で結合できるように構成することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
