MX2012005855A

MX2012005855A - Dispositivo de vizualizacion montado en la cabeza.

Info

Publication number: MX2012005855A
Application number: MX2012005855A
Authority: MX
Inventors: Douglas Peter Magyari
Original assignee: Douglas Peter Magyari
Priority date: 2009-11-21
Filing date: 2009-11-21
Publication date: 2012-06-19
Also published as: US9250444B2; JP5871809B2; JP2013511744A; CN102667912A; KR20120088754A; US20120229367A1; EP2502223A1; CN102667912B; EP2502223A4; WO2011062591A1

Abstract

Se describe un dispositivo de visualización montado en la cabeza con base principalmente reflectora, para presentar y ver contenido visual desde una fuente de presentación visual, que incluye un armazón, al menos un alojamiento de óptica conectado al armazón, en donde el alojamiento de óptica y el armazón están configurados para que el alojamiento de óptica pueda colocarse al menos parcialmente al frente de un ojo de un usuario, y en donde el alojamiento de óptica incluye una fuente visual emisora de luz dispuesta dentro del alojamiento de óptica para proyectar contenido visual, y una pluralidad de superficies ópticas reflectoras en comunicación óptica con la fuente visual emisora de luz que están configuradas para reflejar una proyección del contenido visual dentro del ojo del usuario.

Description

DISPOSITIVO DE VISUALIZACION MONTADO EN LA CABEZA Campo de la Invención Esta descripción se refiere a un dispositivo de visualización montado en la cabeza para presentar y ver contenido visual desde una fuente de presentación visual.

Antecedentes de la Invención Una pantalla montada la cabeza (HMD, por sus siglas en inglés) , es un dispositivo de visualización que se utiliza en la cabeza del usuario que tiene (1) una óptica de pantalla pequeño individual localizada al frente de uno de los ojos del usuario (HMD monocular), o (2) dos ópticas de pantalla pequeñas, con cada una que está localizado al frente de cada uno de los dos ojos del usuario (HMD biocular) , para ver un amplio intervalo de contenido de presentación visual por un solo usuario. Un HMD biocular permite la posibilidad de que el usuario pueda ver contenido visual en tres dimensiones. Los dispositivos HMD que pueden encontrarse actualmente en los mercados militares, comerciales, y de consumidor actuales son principalmente dispositivos de tipo gafas protectoras/lentes de sol que se utilizan en la forma que se utiliza un par de gafas protectoras o lentes de sol, o son dispositivos montados a un casco que están fijados a un casco que se utiliza en la cabeza del usuario. Adicionalmente , los dispositivos HMD pueden encontrarse actualmente en el mercado Ref..'230676 actual y principalmente confían en tres tecnologías diferentes, y de esa forma caen en tres categorías diferentes; refractiva, difractiva, y grabador láser.

La primera categoría de dispositivos HMD actualmente encontrada en el mercado es el HMD refractivo. Los HMD refractivos utilizan el principio de física óptica de refracción con el fin de transmitir la proyección de contenido visual desde una fuente de presentación visual al ojo de un usuario. Los HMD refractivos trabajan al transmitir una proyección de contenido visual desde una fuente de presentación a través de un medio de transmisión de luz, típicamente un plástico transparente tal como acrílico, para producir una imagen coherente final y frecuentemente amplificada al ojo del usuario. El medio de transmisión de luz es esencialmente un lente o una serie de lentes que se doblan y amplifican las ondas de luz desde la fuente visual a medida que entran y salen del medio de transmisión para formar la imagen cohesiva amplificada, similar a la operación de una lupa. Está es la metodología dominante empleada en la mayoría de los HMD del mercado hoy en día.

Mientras el HMD refractivo puede ser la metodología dominante utilizada en el mercado de HMD, tiene varias desventajas. El problema con tales HMD refractivos es que, con el medio de transmisión que típicamente son grandes bloques de plástico pesado localizados en la trayectoria óptica del HMD, este tipo de HMD es muy pesado, voluminoso, y difícil para que el usuario utilice en la cabeza o la cara. Esto limita la comodidad global para el usuario que utiliza tal HMD. Además, tal accesorio más voluminoso para el usuario limita significativamente el diseño que puede aplicarse a tal dispositivo. Además, debido a que los lentes refractivos de HMD refractivos frecuentemente están localizados en el campo visual directo del usuario, crear un HMD refractivo que proporcione a un usuario "visión clara" adecuada, o la capacidad de ver simultáneamente el contenido visual proyectado y al mismo tiempo ver claramente a través del contenido proyectado al ambiente circundante exterior del mundo real, una vista de "realidad mezclada", se vuelve más complicado. Otra desventaja de HMD refractivo es que frecuentemente pueden prevenir que un usuario vea cualquier otra cosa que el contenido visual proyectado o puede limitar severamente la visión periférica de un usuario, que puede dejar finalmente al usuario sintiéndose claustrofóbico . Una desventaja adicional de los HMD refractivos es que, para aquellos comúnmente encontrados en los mercados de consumidor o comerciales, tienen un ángulo de campo visual ("FOV", por sus siglas en inglés) muy limitado, con el FOV que es de aproximadamente 25 grados y el FOV de extremo alto es de aproximadamente 40 grados. Cuando se intenta aumentar el FOV de los HMD refractivos comúnmente encontrado en mercados de consumidor y comerciales sobre el FOV típico de 25 grados, el costo y el peso del dispositivo aumenta dramáticamente, que puede ser un factor prohibitivo significativo en dos mercados ya competitivos. Esta situación es evidente en el mercado militar en donde los HMD refractivos con FOV entre 40 grados y 120 grados son mucho más comunes, sin embargo como se menciona previamente, son extremadamente pesados y muy costosos .

La segunda categoría de dispositivos HMD actualmente encontrados en el mercado es el HMD difractivo, o más precisamente, un HMD refractivo/difractivo híbrido. Los HMD difractivos utilizan el principio de física óptica de difracción y rejillas de difracción así como refracción con el fin de transmitir la proyección de contenido visual desde una fuente de presentación visual al ojo de un usuario. Con este tipo de HMD, la proyección del contenido visual pasa a través de un medio de transmisión y una rejilla de difracción contenida dentro de uno de los elementos del medio de transmisión refractivo para producir una imagen coherente final y frecuentemente ampliada al ojo del usuario. Las ondas de luz desde el contenido visual proyectado que están pasando a través del medio de transmisión finalmente pasan a través de la rejilla de difracción, que sirve para presentar una imagen coherente individual al usuario. La desventaja principal de tales sistemas HMD híbridos es que requieren una fuente de luz de alta intensidad y por lo tanto son muy ineficientes cuando se trata de consumo de energía, consecuentemente requieren una cantidad substancial de energía para operar a niveles aceptables, y tienen una vida útil de presentación significativamente reducida. Adicionalmente, tienen capacidades de FOV de alguna forma limitadas debido a la física de cómo operan las rejillas de difracción.

La tercera categoría de dispositivos HMD actualmente encontrados en el mercado es el HMD de grabador láser. El HMD de grabador láser utiliza un motor de luz de láser remoto, que frecuentemente consiste de un trío de láseres rojo, verde, y azul, y un grupo de grabadores láser para doblar y dirigir las luces láser, de conformidad con una señal de presentación visual de entrada, dentro de una imagen visual coherente. Los láseres y el grabador láser están conectados a una unidad de presentación montada a la cabeza mediante cable de fibra óptica coherente con el fin de transmitir las imágenes a la unidad montada la cabeza. Las imágenes entonces se proyectan desde el cable de fibra óptica coherente sobre la pantalla de observación final, típicamente un lente transparente a la unidad HMD, para observación por el usuario. Una desventaja asociada con este tipo de HMD es que el cable de fibra óptica coherente requerido para tal sistema es muy costoso. Otra desventaja para tales sistemas HMD es que, a medida que la imagen sale del cable de fibra óptica, la unidad de cabeza necesitará algún tipo de óptica refractiva para amplificar la imagen, que a su vez se traduce en un FOV limitado y un peso aumentado de la unidad de cabeza. Además, otra desventaja relacionada con HMD de grabador láser se vuelve evidente cuando se utiliza tal sistema para ver contenido visual en 3D. Para hacer esto, el sistema HMD puede requerirse para dirigir dos imágenes distintas a la unidad de cabeza al mismo tiempo sobre un cable de fibra óptica individual, requiriendo de esa forma que la unidad de cabeza incorpore un divisor de rayo para separar las dos imágenes para cada ojo, o el sistema HMD requeriría un segundo sistema láser que trabaje simultáneamente con el primer sistema láser con el fin de producir la segunda imagen necesaria para entregar contenido visual 3D. En cualquier caso, esto puede volverse extremadamente costoso. Una desventaja adicional al dispositivo HMD de escritor láser es que el consumo de energía necesario para correr tal dispositivo es extremadamente alto. Finalmente, transmitir una imagen a la unidad montada a la cabeza a través de cables de fibra óptica puede ser potencialmente problemático si no se toma cuidado para observar el radio de doblez mínimo requerido del cable de fibra óptica. Si el cable está doblado en un radio demasiado ajustado, esto resultará en pérdidas de señal significativas .

Ninguna de las tres categorías de los sistemas HMD que están disponibles hoy en día son capaces de proporcionar contenido visual coherente amplificado para observación por un usuario desde un dispositivo individual que es al mismo tiempo económico, ligero, cómodo, y que puede considerarse un dispositivo HMD cerca del ojo. Consecuentemente, debido a las desventajas y a los problemas asociados con los tres tipos de sistemas actualmente disponibles, existe una necesidad en la industria de un nuevo tipo de dispositivo HMD que sea bastante económico, ligero, compacto, cómodo, y sea un dispositivo cerca del ojo.

Sumario de la Invención Descrito aquí está un dispositivo de visualización montado en la cabeza principalmente con base reflectora para presentación y observación de contenido visual desde una fuente de presentación visual.

De conformidad con la presente descripción, el dispositivo de visualización montado en la cabeza reflector incluye un armazón y al menos un alojamiento de óptica cerca del foco conectado al armazón. El alojamiento de óptica y el armazón están configurados para que el alojamiento de óptica pueda colocarse al menos parcialmente al frente del ojo de un usuario. El alojamiento de óptica incluye una fuente visual emisora de luz localizada dentro del alojamiento de óptica para proyectar contenido visual. El alojamiento de óptica también incluye una pluralidad de superficies ópticas reflectoras dispuestas dentro del alojamiento de óptica que están configuradas para reflejar una proyección del contenido visual desde la fuente visual dentro del ojo del usuario.

Por consiguiente, la presente descripción es principal y sustancialmente un dispositivo de visualización montado en la cabeza con base reflectora como opuesto a un dispositivo de visualización montado en la cabeza con base refractiva, difractiva, o de grabador láser. De esta forma, la presente descripción puede ser opcionalmente un dispositivo de visualización montado en la cabeza completamente menos refractor. Al utilizar principalmente una pluralidad de superficies ópticas reflectoras para transmitir el contenido visual al ojo de un usuario, el dispositivo puede utilizar aire como el medio de transmisión a través del cual pasa las reflejos, como opuesto a plástico transparente pesado. Este aspecto de la presente descripción tiene el beneficio de hacer el dispositivo significativamente más ligero que cualquier otro dispositivo disponible. También tiene el beneficio y la distinción de ser el primer dispositivo de visualización montado en la cabeza principalmente con base reflectora, operacional, cerca del ojo desarrollado, ya que esfuerzos previos de la industria para desarrollar un dispositivo con base reflectora han sido infructuosos. Otro beneficio de la presente descripción es que, debido a que el dispositivo es principalmente con base reflectora, los reflectores pueden ajustarse y colocarse para que todos los reflectores requeridos para proyectar contenido visual desde una fuente de presentación visual al ojo de un usuario puedan estar contenidos dentro de un alojamiento de óptica relativamente pequeño que se mantiene cerca del ojo. Tal dispositivo compacto elimina la necesidad de sistemas remotos sustanciales y costosos, ya que es necesario para dispositivos con base de grabador láser.

En otro aspecto de la presente descripción, el armazón es un armazón montado en la cabeza, que se puede llevar puesto, y las superficies ópticas están configuradas para amplificar cooperativamente la proyección del contenido visual para que el contenido visual parezca más grande que el tamaño real de la fuente visual desde la cual se está proyectando. Además, el dispositivo puede incluir un primer alojamiento de óptica cerca del ojo conectado al armazón que está configurado para colocarse al frente de un primer ojo de un usuario, así como un segundo alojamiento de óptica cerca del ojo conectado al armazón que está configurado para colocarse al frente de un segundo ojo del usuario. De esta forma, se logra una presentación montada a la cabeza biocular .

En otro aspecto de la presente descripción, el alojamiento de óptica también incluye un alojamiento de transmisión primario sustancialmente opaco que está conectado a un alojamiento de visión secundario sustancialmente transparente. El alojamiento de visión secundario está colocado al frente del ojo del usuario y está diseñado para permitir a un usuario ver a través de éste. Incluye una cubierta de polvo frontal y una cubierta de polvo exterior ambas transparentes. El alojamiento de visión secundario tiene una capa de pérdida de transmisión ajustable de forma variable en comunicación con la cubierta de polvo exterior. Esta capa de pérdida de transmisión permite el ajuste seleccionable de la cantidad de pérdida de transmisión de cualquier luz que pasa a través de ésta. Por consiguiente, un usuario puede ajustar la capa para que sea completamente transparente para permitir la observación de toda la luz que pasa a través de ésta, es completamente oscura u opaca para prevenir la observación de la luz que pasa a través de ésta, o tiene niveles variables de oscuridad para permitir la observación parcial de la luz que pasa a través de ésta.

En otro aspecto de la presente descripción, la pluralidad de superficies ópticas reflectoras incluye una serie de superficies ópticas reflectoras que incluyen una primera superficie óptica reflectora, al menos una superficie óptica intermedia, y una última superficie óptica reflectora. La última superficie óptica reflectora puede ser una superficie interior de la cubierta de polvo exterior. El contenido visual se proyecta desde la fuente visual hacia la primera superficie óptica reflectora. El contenido visual entonces se refleja al menos a una superficie óptica intermedia, después se refleja a la última superficie óptica reflectora, que es la superficie interior de la cubierta de polvo exterior, y finalmente se refleja dentro del ojo del usuario. El usuario puede elegir de forma seleccionable ver únicamente el contenido visual al hacer la capa de pérdida de transmisión ajustable, localizada detrás de la última superficie óptica reflectora, completamente oscura, bloqueando de esa forma su visión de los alrededores exteriores a través de la cubierta de polvo exterior del alojamiento de visión secundario. Alternativamente, el usuario puede elegir de forma seleccionable tener "visión clara" y ver tanto el contenido visual como el ambiente circundante exterior en tiempo real al mismo tiempo, una vista de "realidad mezclada", al configurar la capa de pérdida de transmisión ajustable para tener únicamente oscuridad u opacidad parciales. De esta forma, el usuario entonces vería el reflejo del contenido visual sobrepuesto a su visión de mundo real del ambiente circundante exterior.

Otras modalidades, objetivos, características y ventajas se describirán en la descripción detallada de las modalidades a continuación, y en parte serán evidentes a partir de la descripción, o pueden aprenderse por práctica, de la invención reclamada. Estos objetivos y ventajas se realizarán y obtendrán mediante los procesos y las composiciones particularmente señaladas en la descripción descrita y las reivindicaciones de la misma. El Sumario anterior se ha realizado con el entendimiento que se va a considerar como una sinopsis breve y general de algunas de las modalidades aquí descritas, se proporciona únicamente para el beneficio y la conveniencia del lector, y no pretende limitar de ninguna forma de alcance, o intervalo de equivalentes, a los cuales tienen derecho legalmente las reivindicaciones anexas.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista en perspectiva de un usuario que utiliza una modalidad biocular del dispositivo de visualización montado en la cabeza con base principalmente reflectora .

La Figura 2 es una vista lateral de una modalidad del dispositivo de visualización montado en la cabeza con base principalmente reflectora.

La Figura 3 es una vista de sección en perspectiva de una modalidad biocular del dispositivo de visualización montado en la cabeza con base principalmente reflectora que utiliza cinco superficies ópticas reflectoras.

La Figura 3A es una vista de sección en perspectiva de una modalidad biocular del dispositivo de visualización montado en la cabeza con base principalmente reflectora que ilustra una modalidad de la trayectoria de reflejo desde la fuente visual emisora de luz al ojo de un usuario en un sistema de cinco reflectores.

La Figura 4 es una vista en perspectiva trasera de una modalidad de dispositivo de visualización montado en la cabeza con base principalmente reflectora.

La Figura 5 es una vista en perspectiva de una modalidad biocular alterna del dispositivo de visualización montado en la cabeza con base principalmente reflectora que utiliza tres superficies ópticas reflectoras.

La Figura 6 es una vista de sección en perspectiva de una modalidad biocular del dispositivo de visualización montado en la cabeza con base principalmente reflectora que ilustra una modalidad de la trayectoria de reflejo de luz desde la fuente visual emisora de luz hacia el ojo de un usuario en un sistema de tres reflectores.

La Figura 7 es una vista esquemática lateral de una modalidad de las superficies ópticas reflectoras en un dispositivo de visualización montado en la cabeza de cinco reflectores que ilustra una modalidad de la trayectoria de reflejo de luz desde la fuente visual emisora de luz hacia el ojo de un usuario.

La Figura 8 es una vista esquemática lateral de una modalidad de las superficies ópticas reflectoras en un dispositivo de visualización montado en la cabeza de tres reflectores que ilustra una modalidad de la trayectoria de reflejo de luz desde la fuente visual emisora de luz hacia el ojo de un usuario.

Las Figuras 9A-9C son una progresión de vistas explotadas en perspectiva de una modalidad de la última superficie óptica reflector en comunicación con una modalidad de una capa de trayectoria de transmisión ajustable, en donde la capa de pérdida de transmisión ajustable tiene oscuridad creciente o niveles de opacidad en cada una de las Figuras 9A a 9C.

Descripción Detallada de la Invención Aunque la presente invención es capaz de una modalidad de varias formas, se muestra en las figuras, y se describirá aquí posteriormente, una o más modalidades actualmente preferidas con el entendimiento que la presente descripción se va a considerar como una ej emplificación de la invención, y no pretende limitar la invención a las modalidades específicas aquí ilustradas. Se proporcionan encabezados para conveniencia únicamente y no se van a interpretar para limitar la invención de ninguna forma. Las modalidades ilustradas bajo cualquier encabezado pueden combinarse con modalidades ilustradas bajo cualquier otro encabezado .

Construcción de Dispositivo HMD Al hacer referencia a las Figuras 1, 2 y 5, se describe un dispositivo de visualizacion montado en la cabeza con base principalmente reflectora 5 para presentar y ver contenido visual desde una fuente de presentación. El dispositivo HMD 5 incluye un armazón 10 y al menos un alojamiento de óptica cerca del ojo 15 conectado al armazón 10.

En la modalidad preferida, el armazón 10 es un armazón montado en la cabeza, que se puede llevar puesto tal como el de un armazón de lentes de sol. Sin embargo, la descripción de esta modalidad no debe leerse para limitar la forma del armazón 10. Por consiguiente, en modalidades alternas el armazón 10 puede ser de cualquier tipo que puede configurarse para montarse a un casco o montarse a cualquier otro tipo similar de dispositivo que se puede llevar puesto en la cabeza, tal como una banda de cabeza o una correa de cabeza ajustable. El armazón 10 está conectado al alojamiento de óptica cerca del ojo 15 y está configurado para soportar el peso del alojamiento de óptica cerca del ojo 15. El armazón 10 también está configurado para que el alojamiento de óptica 15 pueda colocarse al menos parcialmente enfrente de un ojo de un usuario y en la línea de visión del usuario de HMD cuando se utiliza apropiadamente.

En la modalidad preferida, el armazón 10 está conectado a dos alojamientos de óptica 15 en donde un primer alojamiento de óptica 15 puede colocarse al menos parcialmente al frente del primer ojo de un usuario y un segundo alojamiento de óptica 15 puede colocarse al menos parcialmente al frente del segundo ojo de un usuario. Los primeros y los segundos alojamientos de óptica 15 pueden ser físicamente idénticos, reflejos uno de otro, u otra combinación de tamaño y forma como pueda desearse . Esta modalidad se considera un dispositivo HMD "biocular" debido a que es un dispositivo que utiliza dos canales separados (es decir, los dos alojamientos de óptica 15 separados) para proporcionar contenido visual separado a cada uno de los dos ojos de un usuario. Los dispositivos HMD bioculares pueden permitir a un usuario ver contenido visual bidimensional ya sea al proporcionar exactamente el mismo contenido visual sobre ambos canales a ambos ojos del usuario al mismo tiempo (por ejemplo, similar a ver una televisión) , o al proporcionar un primer contenido visual sobre un primer canal al primer ojo de un usuario y al proporcionar segundo contenido visual completamente diferente sobre el segundo canal al segundo ojo de un usuario (es decir, como haciendo que cada ojo vea una televisión separada con cada televisión mostrando programas diferentes) , o finalmente al proporcionar contenido visual sobre un primer canal únicamente al primer ojo de un usuario y no al proporcionar ningún contenido al segundo ojo del usuario. Alternativamente, los dispositivos bioculares pueden permitir a un usuario lograr visión estereoscópica tridimensional (es decir, visión binocular) al proporcionar a cada ojo una versión ligeramente diferente del mismo contenido visual. Sin embargo, la descripción de esta modalidad no debe leerse para limitar el dispositivo HMD 5 únicamente a dispositivos que tienen dos alojamientos de óptica 15. Por consiguiente, en una modalidad alterna (no mostrada) , el armazón 10 puede estar conectado únicamente a un alojamiento de óptica 15, en donde el armazón 10 y el alojamiento de óptica 15 entonces están configurados para que el alojamiento de óptica 15 pueda colocarse parcialmente al frente del primer ojo de un usuario. El dispositivo de esta modalidad alterna se considera un dispositivo HMD "monocular" debido a que es un dispositivo que utiliza un solo canal (es decir, un alojamiento de óptica 15) únicamente para uno de los dos ojos del usuario.

Incluso en otra modalidad alterna (no mostrada) , el armazón 10 y los alojamientos de óptica 15 pueden configurarse para que los alojamientos de óptica 15 se puedan fijar/desprender selectivamente del armazón 10, permitiendo de esa forma que el usuario elija si utiliza un dispositivo HMD monocular, que tiene únicamente un alojamiento de óptica 15 para un solo ojo, o un dispositivo HMD biocular, que tiene dos alojamientos de óptica 15, uno para cada uno de los ojos del usuario. Incluso en otra modalidad alterna (no mostrada) , el alojamiento de óptica 15 puede estar conectado mediante bisagras al armazón 10 para que el alojamiento de óptica 15 pueda girar selectivamente sobre una bisagra para remover el alojamiento de óptica 15 de una ubicación al frente de los ojos del usuario y removerlos de la línea de visión del usuario .

El armazón 10 está compuesto de al menos un material ligero, duradero tal como una aleación de magnesio, aleación de aluminio, titanio, o cualquier otro material a base de mental ligero, similar que tiene las propiedades físicas de ser muy ligero pero muy duradero. Sin embargo, la descripción de los materiales mencionados anteriormente no debe leerse para limitar los materiales ligeros únicamente a materiales a base de metal. Por consiguiente, en modalidades alternas el armazón 10 puede estar compuesto de un material ligero, duradero tal como policarbonato, PVC, polietileno, nailon, o cualquier otro material con base en polímero que tiene las propiedades físicas de ser muy ligero pero muy duradero .

Al hacer referencia a las Figuras 3 y 5, cada alojamiento de óptica 15 cerca del ojo incluye una fuente visual emisora de luz 20 para proyectar contenido visual, una pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30, una pluralidad de alojamiento de transmisión 40, y un alojamiento de visión secundario 45.

La fuente visual emisora de luz 20 es un dispositivo electrónico que presenta información en forma visual que es capaz de verse por un observador. En una modalidad preferida, la fuente visual emisora de luz 20 es una micro-pantalla conectada a una fuente de energía, en donde la micro-pantalla incluye una entrada de fuente para aceptar señales de entrada desde una fuente externa, que se van a enviar en forma visual. Sin embargo, la descripción de la modalidad mencionada anteriormente no debe leerse para limitar el tipo de fuente (s) visual (es) emisora (s) de luz que puede (n) utilizarse en la práctica del tema aquí descrito. Por consiguiente, en modalidades alternas, la fuente visual emisora de luz 20 puede ser un grabador láser, un micro-proyector, o cualquier otro dispositivo o sistema que sea capaz de presentar contenido visual. Además, la fuente visual emisora de luz 20 puede recibir las señales de entrada desde la fuente externa a través de alambres o cables convencionales, fibra óptica, transmisión de señal inalámbrica, o cualquier otra forma similar de transmitir señales conocidas por aquellos expertos en la técnica de transmisión de señal y datos.

El contenido visual que se va a proyectar incluye tanto contenido visual estático como dinámico, y cualquier contenido adicional que puede presentarse visualmente y es capaz de verse. El contenido visual estático incluye contenido que no cambia con el tiempo durante el cual se presenta e incluye pero no se limita a fotografías, imágenes fijas, texto estático y presentaciones de datos gráficos que no se actualizan con nueva información. El contenido visual dinámico incluye contenido que no cambia con el tiempo durante el cual se presenta e incluye pero no está limitado a reproducción de video o video en tiempo real, imágenes cambiantes, texto dinámico y presentaciones de datos gráficos que se actualizan a medida que se obtiene nueva información.

La pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30 son superficies que tienen un acabado de superficie altamente pulido o alisado, tal como un espejo, un metal pulido, o un vidrio liso por ejemplo, y utilizan el principio de física óptico de reflejo con el fin de respaldar ondas de luz que son incidentes sobre éstas. La pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30 está en comunicación óptica con la fuente visual emisora de luz 20 y está configurada para reflejar operativamente una proyección claramente enfocada del contenido visual desde la fuente visual emisora de luz 20 dentro del ojo del usuario.

Al hacer referencia a las Figuras 3A y 6, en la modalidad preferida, la pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30 es una combinación de superficies cóncavas y convexas separadas e incluye al menos una primera superficie óptica reflectora 31 y una última superficie óptica reflectora 36. La primera superficie óptica reflectora 31 es la superficie óptica recolectora dentro de la cual se proyecta primero el contenido visual desde la fuente visual emisora de luz 20. La última superficie óptica reflectora 36 es la superficie óptica reflectora desde la cual se reflejó por último el contenido visual dentro del ojo del usuario. Preferiblemente, la pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30 también incluye al menos una superficie óptica reflectora intermedia 32. Estas superficies ópticas reflectoras 30 cóncavas y convexas que están adicionalmente configuradas para amplificar operativamente la proyección del contenido visual cuando se refleja la proyección de cada superficie óptica reflectora 30, para que el contenido visual proyectado 55 parezca ampliado y en enfoque cuando se observa por el ojo del usuario de dispositivo HMD. Sin embargo, la descripción de la modalidad mencionada anteriormente que utiliza una combinación de superficies cóncavas y convexas separadas no debe leerse para limitar el alcance de la forma de superficies ópticas reflectoras que pueden utilizarse en un dispositivo HMD como se describe aquí. En modalidades alternas, el dispositivo HMD 5 puede utilizar únicamente superficies ópticas reflectoras convexas, únicamente superficies ópticas reflectoras cóncavas, u otras geometrías únicas sin apartarse del alcance de la descripción aquí.

Además, aunque la descripción de las modalidades mencionadas anteriormente hasta ahora ha estado dirigida a HMD que utilizan únicamente una pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30 para reflejar el contenido visual proyectado desde la fuente visual 20 hacia el ojo de un usuario, modalidades alternas pueden incluir elementos ópticos adicionales incorporados dentro de la trayectoria óptica sin apartarse del alcance de la descripción a un HMD con base principalmente reflectora. Por consiguiente, en modalidades alternas, además de incluir una pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30, uno o más elementos reflectores (no ilustrados) pueden localizarse en la trayectoria óptica entre la fuente visual emisora de luz 20 y el ojo del usuario, con el fin de manipular las ondas de luz que pasarán a través de éstas. Con respecto a esto, se crea un HMD reflector/refractivo híbrido.

Al hacer referencia a las Figuras 2 y 4, cada alojamiento de óptica 15 cerca del ojo incluye, o tiene conectado a éste, un ajustador dióptrico 25 que está en comunicación con la fuente visual emisora de luz 20. El ajustador dióptrico 25 está configurado para mover físicamente la posición de la fuente visual emisora de luz 20 ya sea hacia adelante o hacia atrás, en una dirección que es sustancialmente paralela a la dirección de proyección de contenido visual que emana de la fuente visual emisora de luz 20. Al hacerlo, la fuente visual emisora de luz 20 se moverá ya sea más cerca o más lejos de la ubicación fija de la primera superficie óptica reflectora 31. Esto resulta en un ajuste correspondiente al punto focal final del contenido visual proyectado dentro del ojo del usuario. Por consiguiente, el ajustador dióptrico 25 es capaz de proporcionar corrección de enfoque de prescripción y ajustar el enfoque del contenido visual que se proyecta al ojo del usuario sobre un intervalo de prescripción fijo.

Al hacer referencia de nuevo a las Figuras 1 a 6, el alojamiento de transmisión primario 40 es una cámara del alojamiento de óptica 15 cerca del ojo en el dispositivo HMD 5 en el cual se origina la proyección del contenido visual desde la fuente visual emisora de luz 20, y en el cual ocurre la mayoría de la reflejo óptica y la amplificación del contenido visual proyectado. En una modalidad, el alojamiento de transmisión primario 40 es una cámara hueca, sustancialmente opaca que tiene la fuente visual emisora de los 20 y el ajustador dióptrico 25 dispuesto en un primer extremo 41 de la misma. El alojamiento de transmisión primario 40 además puede contener cada una de la pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30 excepto por la última superficie óptica reflectora 36, dispuesta en varias posiciones dentro del alojamiento de transmisión primario 40. Más específicamente, la pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30 se dispone, en parte, ya sea directamente sobre las paredes internas frontales y traseras del alojamiento de transmisión primario 40, o sobre estructuras de soporte localizadas sobre las paredes interiores frontales y traseras del alojamiento de transmisión primario 40. En la modalidad preferida, el alojamiento de transmisión primario 40 está conectado a y soportado mediante el armazón 10. Sin embargo, la descripción de la modalidad mencionada anteriormente no debe leerse para limitar la estructura del alojamiento de transmisión primario 40 para ser únicamente una cámara sustancialmente opaca o hueca. En modalidades alternas, el alojamiento de transmisión primario puede ser una estructura de lado abierto o una estructura de esqueleto abierto que simplemente sirve para soportar las superficies ópticas reflectoras 30, y la fuente visual emisora de luz 20, y el ajustador dióptrico 25 en sus ubicaciones apropiadas, pero no previene que la luz incidente exterior ingrese a la trayectoria reflectora de las superficies ópticas reflectoras 30.

El alojamiento de transmisión primario 40 está compuesto de al menos un material ligero, duradero tal como una aleación de magnesio, una aleación de aluminio, titanio, o cualquier otro material a base de metal ligero, similar, que tiene las propiedades físicas de ser ligero pero duradero. Sin embargo, la descripción de los materiales mencionados anteriormente no debe leerse para limitar los materiales ligeros únicamente a materiales con base en metal. Por consiguiente, en modalidades alternas el alojamiento de transmisión primario 40 puede estar compuesto de un material ligero, duradero tal como policarbonato, PVC, polietileno, nailon, o cualquier otro material con base en polímero que tenga las propiedades físicas de ser muy ligero pero muy duradero. Además, con respecto a la posición del alojamiento de transmisión primario, en la modalidad preferida, el alojamiento de transmisión primario está configurado para estar sustancialmente localizado bajo el armazón 10 y el ojo del usuario, y adyacente a la cara del usuario. Sin embargo, en modalidades alternas, el alojamiento de transmisión primario 40 puede configurarse para estar localizado sustancialmente en la longitud de cualquier auricular asociado con el armazón 10, adyacente a un lado de la cara del usuario, sobre el armazón 10, sobre el ojo del usuario, adyacente a la frente del usuario, o en cualquier ubicación como sea necesario que permita al dispositivo HMD aquí descrito funcionar de conformidad con las enseñanzas aquí descritas .

Al hacer referencia a las Figuras 2-4 y 6, el alojamiento de visión secundario 45 está conectado al alojamiento de transmisión primario 40 en un segundo extremo abierto 42 del alojamiento de transmisión primario 40, opuesto al primer extremo 41 en el cual está localizada la fuente visual emisora de luz 20. El alojamiento de visión secundario 45 es la porción del alojamiento de óptica 15 que está colocado al menos parcialmente al frente del ojo del usuario del dispositivo HMD. En una modalidad preferida el alojamiento de visión secundario 45 también está integralmente conectado tanto al armazón 10 como al alojamiento de transmisión primario 40. Sin embargo, la descripción de la modalidad mencionada anteriormente no debe leerse para limitar el alojamiento de visión secundario 45 para estar integralmente conectado a cualquiera del armazón 10 o el alojamiento de transmisión primario 40. En una modalidad alterna, el alojamiento de visión secundario 45 puede estar conectado de forma desprendible o mediante bisagras a y soportado mediante el alojamiento de transmisión primario 40.

Al hacer referencia a las Figuras 3-4 y 6, el alojamiento de visión secundario 45 incluye una cubierta de polvo frontal 46 transparente que está configurada para colocarse directamente al frente del ojo del usuario y en la línea de visión del usuario. La cubierta de polvo frontal 46 es preferiblemente neutral de forma óptica, ya que no actúa como un lente de prescripción tradicional. Más bien, la cubierta de polvo frontal 46 permite que las ondas de luz desde cualquier objeto visual que se observa por el usuario pasen a través de ésta sin ninguna distorsión, alteración, o doblez notable de las mismas. Además, la cubierta de polvo frontal 46 está preferiblemente compuesta de un material transparente, duradero tal como policarbonato, vidrio, acrílico, o cualquier otro material similar que es tanto transparente como duradero.

El alojamiento de visión secundario 45 también incluye una cubierta de polvo exterior 47, que es sustancialmente esta localizada adyacente a la cubierta de polvo frontal 46. La cubierta de polvo exterior 47 está configurada para colocarse al frente de la cubierta de polvo frontal 46 y colocada en la misma línea de visión del usuario que la cubierta de polvo frontal 46. Juntas, la cubierta de polvo frontal 46 y la cubierta de polvo exterior 47 del alojamiento de visión secundario 45 sirven para cerrar el segundo extremo abierto 42 del alojamiento de transmisión primario 40, y de esa forma sellan sustancialmente el alojamiento de óptica 45 para prevenir que el polvo o cualquier otro contaminante ambiental ingrese al alojamiento de óptica 15 e interfiera con la óptica reflectoras.

Al hacer referencia a las Figuras 9A-9C, la cubierta de polvo exterior 47 incluye una superficie interior, cóncava 48 que está configurada para ser la última superficie óptica reflectora 36 entre la pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30. Como se describe previamente, esta superficie interior 48 es la superficie óptica reflectora 36 desde la cual el contenido visual proyectado 55 se reflejó por última vez dentro del ojo del usuario. En la modalidad preferida la cubierta de polvo exterior 47 es una carcasa curveada, sustancialmente transparente que está en comunicación con una capa de pérdida de transmisión 50 variablemente ajustable. En esta modalidad, la cubierta de polvo exterior 47 está compuesta de un material transparente, duradero tal como policarbonato, vidrio, acrílico, o cualquier otro material similar que es tanto transparente como duradero. Además, la cubierta de polvo exterior 47 puede estar opcionalmente diseñada para tener un grosor de material suficiente para lograr al menos los requisitos mínimos para proporcionar protección de balística en dispositivos ópticos. Sin embargo, la descripción de la modalidad mencionada anteriormente no debe leerse para limitar la cubierta de polvo exterior 47 para hacer únicamente una carcasa pasiva transparente básica o sustancialmente transparente. En modalidades alternas (no mostradas) , la cubierta de polvo exterior 45 puede ser un espejo conmutable o un espejo electrocrómico reversible o cualquier otro similar a tal tecnología que permita el reflejo o ajuste selectivo de la reflectancia de la cubierta de polvo exterior 47.

En una modalidad alterna adicional, la cubierta de polvo exterior 47 sustancialmente transparente también puede ser un "espejo parcial", ya que la cubierta de polvo exterior 47 de otra forma transparente tiene una superficie interior 48 parcialmente reflejada, y de esa forma una última superficie óptica reflectora 36 parcialmente reflejada. Esta superficie interior 48 parcialmente reflejada tiene un valor fijo de reflectancia mínimo asociado con ésta. El valor de reflectancia es una relación, expresada como un porcentaje, de la cantidad total de radiación, de luz, reflejada mediante una superficie, a la cantidad total de radiación inicialmente incidente sobre la superficie. Tener un espejo parcial como la superficie interior 48 de la cubierta de polvo exterior 47, y de esa forma la última superficie óptica reflectora 36, permite al diseñador de HMD aumentar el valor de reflectancia mínimo de la superficie óptica reflectora sobre aquel que de otra forma podría obtenerse con el uso únicamente de una cubierta de polvo exterior 47 transparente, no tratada. En tal modalidad, puede crearse un espejo parcial al hacer que la superficie interior 48 de la cubierta de polvo exterior 47 de otra forma transparente, como se describe anteriormente, se trate o se revista con un depósito delgado de un material reflector (es decir, aluminio, plata, oro, etc.) con el fin de mejorar la reflectancia de la superficie interior 48 y crear un valor de reflectancia fijo mínimo para la última superficie óptica reflectora 36. Al seleccionar el tipo y el grosor apropiado del material reflector que se va a depositar sobre la última superficie óptica reflectora 36, puede lograrse de forma precisa un espejo parcial que tiene el valor de reflectancia mínimo deseado. En una modalidad, un espejo parcial puede tener una reflectancia mínima en un intervalo de aproximadamente 1-10%, 11-20%, 21-30%, 31-40%, 41-50%, 51-60%, 61-70%, 71-80%, 81-90%, o 91-99%.

Debido a que la cubierta de polvo exterior 47 sustancialmente transparente de la modalidad preferida es una carcasa curveada que tiene una superficie interior cóncava 48, la cubierta de polvo exterior 47 actúa como un lente refractivo que distorsiona la visión del usuario del ambiente circundante cuando ve a través de ésta. Por consiguiente, una superficie exterior 49 de la cubierta de polvo exterior 47 tiene una forma de lente refractivo correctivo separado (no mostrado) formada en éste que contrarresta está distorsión para resultar en una cubierta de polvo exterior 47 que es ópticamente neutral sin efectos de distorsión notables que ocurren a las ondas de luz que pasan a través de ésta.

Al hacer referencia de nuevo a las Figuras 9A a 9C, en la modalidad preferida, la capa de pérdida de transmisión 50 variablemente ajustable en comunicación con la cubierta de polvo exterior 47 puede estar hecha selectivamente para tener niveles variables de oscuridad u opacidad, que varían de completamente oscuro a completamente opaco a completamente transparente. En una modalidad, la capa de pérdida de transmisión 50 puede comprender al menos tres capas distintas 51, 52, 53, en donde una capa de cristal líquido 52 flexible y ajustable está laminada o localizada entre dos capas protectoras 51, 53 (ver Figuras 9A a 9C) . Está colocación intermedia de las tres capas puede fijarse removiblemente a la superficie exterior 49 o a la superficie interior 48 de la cubierta de polvo exterior 47 y la oscuridad de la capa de cristal líquido puede ajustarse para permitir varios niveles de pérdida de transmisión de la luz que pasa a través de ésta .

Sin embargo, la descripción de la modalidad mencionada anteriormente no debe leerse para limitar la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 para hacer una capa removible separada que puede fijarse a la cubierta de polvo exterior 47. En modalidades alternas, la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 puede estar integralmente asociada con la cubierta de polvo exterior 47. En tal modalidad, la cubierta de polvo exterior 47 puede comprender al menos dos capas separadas, en donde la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 es una capa de cristal líquido flexible y ajustable que está laminado localizado entre dos de las capas de la cubierta de polvo exterior 47. Incluso en otra modalidad alterna, la capa de pérdida de trasmisión ajustable 50 puede estar integralmente asociada con la superficie exterior 49 o la superficie interior 48 de la cubierta de polvo exterior 47. Adicionalmente , la descripción de las modalidades mencionadas anteriormente no debe leerse para limitar la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 únicamente a utilizar la tecnología de cristal líquido. En modalidades alternas, la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 puede utilizar cualquier tipo de tecnología o puede ser cualquier tipo de capa que sea capaz de obtener niveles ajustables de pérdida de transmisión, tal como espejos conmutables o espejos electrocrómicos reversibles.

Además, debido a que la cubierta de polvo frontal 46 y la cubierta de polvo exterior 47 de la modalidad preferida son sustancialmente transparentes, el usuario tiene la capacidad de ver a través tanto de la cubierta de polvo frontal 46 como de la cubierta de polvo exterior 47, para ver tanto el ambiente circundante del mundo real del usuario y, al mismo tiempo, ver el contenido visual 55 proyectado sobrepuesto a la vista del usuario del ambiente circundante de mundo real. Esto proporciona al usuario una "visión clara" en la cual el usuario ve simultáneamente una vista de realidad mezclada tanto del contenido visual 55 como del ambiente circundante. Si el usuario desea una vista más brillante del contenido visual 55 proyectado, puede aumentar el nivel de oscuridad u opacidad asociado con la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 más hacia el extremo oscuro u opaco de la escala, que a su vez aumentará la pérdida de transmisión de luz exterior que pasa a través de la capa hacia los ojos del usuario, y oscurecer la vista del ambiente circundante que el usuario es capaz de ver. Si el usuario hace la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 completamente oscura u opaca, únicamente será capaz de ver el contenido visual 55 proyectado, y el ambiente exterior se bloqueará completamente. Sin embargo, si el usuario ajusta la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 para ser completamente transparente, el usuario aún será capaz de ver una proyección desvanecida del contenido visual 55 mientras tiene una vista brillante del ambiente circundante. En la modalidad preferida en la cual la cubierta de polvo exterior 47 es una cubierta de polvo exterior transparente, no tratada y la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 que está ajustada para ser completamente transparente, el usuario verá el ambiente circundante en brillo completo. Sin embargo, en modalidades en las cuales la cubierta de polvo exterior 47 es un espejo parcial, el ambiente circundante parecerá ligeramente más oscuro de lo que es en realidad debido a la pérdida de transmisión desde el espejo parcial que previene que toda la luz desde el ambiente circundante pase a través de la cubierta de polvo exterior 45 al ojo del usuario. Una forma adicional de ajustar el brillo del contenido visual 55 proyectado como se observa por el usuario es iluminar u oscurecer la salida de la fuente visual emisora de luz 20.

En una modalidad alterna, la capa de pérdida de transmisión ajustable 50 simplemente podría removerse del todo y remplazarse con un grupo de filtros oscurecidos que tienen un nivel fijo de pérdida de transmisión, similar a lentes de sol, que están fijados a la superficie exterior de la cubierta de polvo exterior 49. Estos filtros permitirían que únicamente un porcentaje fijo de luz incidente pase a través de éstos. Incluso en otra modalidad alterna, puede no haber una capa de pérdida de transmisión ajustable 50 del todo y la misma cubierta de polvo exterior 47 puede ser un grupo sustancialmente transparente de filtros oscurecidos. En esta modalidad, el brillo del contenido visual 55 proyectado y el ambiente circundante en la vista de realidad mezclada pueden determinarse parcialmente por el color y/o la sombra del material transparente del cual está hecho la cubierta de polvo exterior 47 transparente. Si, por ejemplo, la cubierta de polvo exterior transparente fuera de color carbón, entonces esto resultaría en alguna pérdida de transmisión de luz exterior que pasa a través de la cubierta de polvo exterior 47. En este caso el contenido visual proyectado parecería más brillante mientras la vista del ambiente circundante parecería más oscura que si la cubierta de polvo exterior 47 fuera un material transparente incoloro.

Además, en cualquiera de las modalidades mencionadas anteriormente en donde la cubierta de polvo frontal 46 y la cubierta de polvo exterior 47 son ambas transparentes o permiten a un usuario ver el ambiente circundante de mundo real, el alojamiento de visión secundario 45 puede estar configurado para permitir que un lente de prescripción (no mostrados) se fijen a éste para proporcionar a un usuario una corrección de enfoque de prescripción si es necesario para ver claramente el ambiente circundante a través de éste. En una modalidad alterna, la cubierta de polvo frontal 46 del alojamiento de visión secundario 45 puede ser un lente de prescripción permanente, específico para las necesidades de corrección de enfoque de prescripción del usuario, para cuando el usuario está viendo el ambiente circundante a través de éste.

Incluso en otra modalidad alterna, la cubierta de polvo exterior 47 puede ser una carcasa permanente y sustancialmente opaca que previene que el usuario vea el ambiente circundante a través de ésta. De esta forma el usuario puede ver únicamente el reflejo del contenido visual proyectado que se refleja de la superficie interior 48 de la cubierta de polvo exterior 47, que también es la última superficie óptica reflectora 36. Además, en está modalidad alterna, no necesita crearse ninguna forma del lente correctivo en la superficie exterior 49 de la cubierta de polvo exterior 47, debido a que no es posible ver a través de la cubierta de polvo exterior 47.

Al hacer referencia a la Figura 3A, como se describe previamente, el dispositivo HMD 5 incluye una primera 31 y una última 36 superficie óptica reflectora y preferiblemente incluye al menos una superficie óptica reflectora intermedia 32. Adicionalmente , como se menciona previamente, el dispositivo HMD 5 opcionalmente puede incluir uno o más elementos ópticos refractivos (no ilustrados) . En una modalidad preferida, el dispositivo HMD 5 es un dispositivo que tiene un total de cinco superficies ópticas reflectoras, con al menos una superficie óptica reflectora intermedia 32 que comprende una segunda 33, una tercera 34, y una cuarta 35 superficie óptica reflectora. En esta modalidad preferida, la primera 31 y la tercera 34 superficies ópticas reflectoras son superficies cóncavas, la segunda 33 y la cuarta 35 superficies ópticas relectoras son superficies convexas, y cada una de la primera 31, la segunda 33, la tercera 34, y la cuarta 35 superficies ópticas reflectoras son superficies sustancialmente reflejadas de forma completa localizadas dentro del alojamiento de transmisión primario 40. Además, como se describe previamente en una modalidad preferida, la última superficie óptica reflectora 36 es la superficie interior transparente cóncava 48 de la cubierta de polvo exterior 47, que- está compuesta de un material transparente, tal como policarbonato . Este dispositivo HMD de cinco reflectores es capaz de generar un FOV/legible en texto, en donde el texto se puede leer desde una esquina del FOV a una esquina diagonal opuesta del FOV, de entre aproximadamente 1 grado y aproximadamente 60 grados. Más específicamente, este dispositivo HMD de cinco reflectores es capaz de generar un FOV diagonal legible en texto, no exclusivo de aproximadamente 50 grados o aproximadamente 60 grados, con poca o ninguna distorsión del contenido visual proyectado. Alternativamente, el dispositivo HMD de cinco reflectores también es capaz de generar FOV diagonales significativamente mayores que 50 grados o 60 grados en donde ciertas cantidades de varios efectos de distorsión relacionados con el contenido visual proyectado, tal como distorsión de acerico o barril, se reclaman para ser aceptables o deseadas por el usuario. Con respecto a eso, para modalidades en las cuales la información alrededor de la periferia del FOV no necesita ser legible en texto, el HMD de cinco reflectores es capaz de generar un FOV diagonal mayor que 100 grados. Sin embargo, la descripción del dispositivo HMD de cinco reflectores mencionado anteriormente no debe leerse para limitar el alcance de dispositivos HMD únicamente aquellos dispositivos HMD que utilizan cinco superficies ópticas reflectoras. Por consiguiente, pueden existir modalidades alternas que utilizan menos de, o más de, cinco superficies ópticas reflectoras y que continúan cayendo dentro del alcance de la presente descripción.

Al hacer referencia a las Figuras 5 y 6, en una modalidad alterna, el dispositivo HMD 5 puede ser un dispositivo que tiene un total de tres superficies ópticas reflectoras 30, con al menos una superficie óptica reflectora intermedia 32 que comprende una segunda 33 superficie óptica reflectora. En esta modalidad alterna, la primera superficie óptica reflectora 31 es una superficie cóncava, la segunda superficie óptica reflectora 33 es una superficie convexa, y tanto la primera 31 como la segunda 33 superficies ópticas reflectoras son superficies sustancialmente reflejadas de forma completa localizadas dentro del alojamiento de transmisión primario 40. Adicionalmente, la última superficie óptica reflectora 36 es la superficie interior transparente, cóncava de la cubierta de polvo exterior 47, que está compuesta de un material transparente, tal como policarbonato . Este dispositivo HMD de tres reflectores es capaz de generar un FOV diagonal legible en texto de entre aproximadamente 1 grado y aproximadamente 40 grados. Más específicamente, este dispositivo HMD de tres reflectores es capaz de generar un FOV diagonal legible en texto, no exclusivo de aproximadamente 25 grados o aproximadamente 40 grados con poca o ninguna distorsión del contenido visual proyectado. Sin embargo, como con el dispositivo de cinco reflectores discutido anteriormente, el dispositivo HMD de tres reflectores también es capaz de generar FOV diagonales significativamente mayores que 25 grados o 40 grados cuando ciertas cantidades de varios efectos de distorsión relacionados con el contenido visual proyectado, tal como distorsión de acerico o barril, se reclaman para ser aceptables o deseadas por el usuario. Con respecto a eso, para modalidades en las cuales la información alrededor de la periferia del FOV no necesita ser legible en texto, el HMD de tres reflectores es capaz de generar un FOV diagonal mayor que 80 grados.

Determinar la Geometría de las Superficies Opticas Reflectoras Las formas geométricas de cada una de las superficies ópticas reflectoras se determinan al utilizar un software de diseño óptico de extremo alto, tal como CODE-V escrito por Optical Research Associates, ZEMAX escrito por ZEMAX Development Corporation, u OSLO escrito por Sinclair Optics, Inc. con el fin de definir las formas de las superficies ópticas reflectoras con base en una gran lista de variables de entrada de diseño independientes elegidas por, y que tienen valores de entrada establecidos por, un desarrollador de sistema de HMD. Cada uno de estos paquetes de software mencionados anteriormente deben ser familiares para un experto en la técnica de diseño de sistema óptico.

La forma de cada espejo y los algoritmos asociados que definen la forma de cada espejo se envían mediante el software y se determinan con base en un número significativo de variables de entrada que se eligen por, y tienen sus valores establecidos por, el desarrollador de sistema. Estas variables son parámetros de diseño específicos que se eligen con base en el sistema global deseado por los requisitos de diseño específicos. El operador del software debe seleccionar independientemente las variables de entrada de diseño y sus valores asociados e ingresarlas dentro del software de diseño óptico antes de correr un análisis de computadora que enviará las formas geométricas y los algoritmos asociados que definen esas formas. Entre la lista larga de variables de diseño cuyos valores necesitan determinarse e ingresarse en el software, antes de correr cualquier análisis de computadora, están las siguientes: el número deseado de superficies ópticas reflectoras separadas y/o elementos refractivos en el sistema con base principalmente reflectora global; ya sea que cada superficie óptica reflectora sea cóncava, convexa, plana, o alguna geometría alterna única, o una combinación de las mismas; el intervalo deseado de unidad telescópica relacionado con la última superficie óptica reflectora; las dimensiones deseadas la caja ocular; el ángulo FOV deseado para el sistema reflector global; la cantidad de distorsión de contenido visual aceptable deseada, tal como distorsión de acerico o barril, que pueden observarse por el usuario del dispositivo HMD; las dimensiones deseadas del paquete de sistema global (es decir, la envoltura de paquete) ; el ángulo de salida deseado de visión; si se desea observación de realidad mezclada; la forma en la cual las ondas de luz proyectadas ingresarán al sistema desde la fuente visual 20 y la forma deseada en la cual deben salir del sistema desde la última superficie óptica 36; y si desea que el sistema global sea un sistema sobre el ojo, bajo el ojo, o al lado del ojo. La lista por ningún medio es una lista exhaustiva de variables y se ha proporcionado como una ejemplificación de posibles variables de entrada de elección de diseño del sistema. Existen otras variables de diseño que afectarán el envío del análisis de software y cualquiera de los algoritmos matemáticos resultantes que definen la forma de cada superficie óptica reflectora. Las variables que se ingresan en el software dependen únicamente de los requisitos de diseño de sistema global deseados del dispositivo HMD.

Se proporcionan las siguientes definiciones con el fin de aclarar además y definir las variables de diseño mencionadas anteriormente re erenciadas anteriormente. La mira telescópica es la distancia desde la pupila del ojo del usuario hacia el punto central de la última superficie óptica reflectora. La caja ocular es el área habitual a través de la cual el haz de luz paralelo cercano que viene de la última superficie óptica reflectora puede ingresar al ojo del usuario. La caja ocular frecuentemente es un área circular definida por un diámetro que es al menos tan grande como, si no es que significativamente más grande que, la pupila del ojo del usuario. Por ejemplo, en una situación de iluminación promedio el usuario típico tiene una pupila que es de 2 mm de diámetro, y puede ser deseable elegir una dimensión de caja ocular que sea de 10 mm de diámetro. Esto permitirá al usuario mover la pila de su ojo dentro de la caja ocular en una dirección ascendente, descendente, izquierda, o derecha y no perder la visión del contenido visual que se refleja de la última superficie óptica reflectora y que está pasando a través de la caja ocular de 10 mm más grande. El FOV, como se discute previamente, se refiere a la extensión angular de barrido (frecuentemente un ángulo diagonal) a la cual un usuario puede ver contenido observable o reflejado desde la última superficie óptica reflectora. La dimensión del paquete del sistema global, o en la "envoltura de paquete", se refiere a las dimensiones exteriores del dispositivo HMD global, incluyendo todos los alojamientos de óptica. Finalmente, el ángulo existente de edición se refiere a, en una vista de realidad mezclada, el ángulo permisible global de visión en el cual el usuario puede ver el mundo exterior a través del dispositivo HMD mientras utiliza el dispositivo HMD.

Una vez que se eligen variables y se han determinado sus valores deseados por el diseñador del sistema, el diseñador entonces inicia la porción analítica del software de diseño óptico para correr un análisis de diseño de computadora con el fin de determinar la forma geométrica global de cada superficie óptica reflectora y sus ubicaciones asociadas relativas una a la otra y relativas al ojo del usuario. Cuando se completa el análisis, el software envía un algoritmo completo que define la forma de cada superficie geométrica. Si se cambia o altera incluso uno solo del número significativo de variables de entrada incluso ligeramente, la forma geométrica de cada superficie óptica reflectora, sus posiciones relativas, y los algoritmos matemáticos resultantes que definen las superficies geométricas cambiarán completamente. Por consiguiente, existe únicamente una fórmula genérica específica utilizada para definir la geometría de cada superficie, que se basa en los valores específicos del grupo elegido de variables de entrada. Por lo tanto, con tantas opciones de variables de entrada y valores correspondientes de esas variables, existe muy literalmente un número infinito de posibles geometrías de superficie óptica reflectora y algoritmos asociados para definir esas geometrías, todos con base en la combinación específica de variables de entrada independientes que se eligen y sus valores seleccionados.

Operación del Dispositivo HMD Al hacer referencia a la Figura 1, en operación, la modalidad preferida del dispositivo HMD 5 de cinco reflectores funciona como a continuación. El usuario del dispositivo HMD coloca el armazón 10 y los alojamientos de óptica 15 fijos del dispositivo HMD 5 sobre su cabeza así como lo haría con un par de lentes de sol. Los alojamientos de óptica 15 están colocados para que los alojamientos de visión secundarios 45 estén localizados al frente de los ojos del usuario con la cubierta de polvo frontal 46 y la cubierta de polvo exterior 47 que están localizadas en la línea de visión directa del usuario. El usuario primero ve a través de la cubierta de polvo frontal 46 transparente y entonces a través de la cubierta de polvo exterior 47 transparente para ver su ambiente circundante. Si el usuario no tiene naturalmente una visión de al menos 20/20, y generalmente requiere algún tipo de corrección del lente de prescripción para lograr una visión 20/20, entonces puede fijarse un lente de prescripción a la cubierta de polvo frontal 46 del alojamiento de visión secundario 45 entre el ojo del usuario y la cubierta de polvo frontal 46.

Se suministra energía tanto a la fuente visual emisora de luz 20 así como a la capa traslúcida variable 50 que está en comunicación con la cubierta de polvo exterior 47. Se envía una señal de entrada visual a la entrada de fuente de la fuente visual emisora de luz 20. La fuente visual emisora de luz 20 acepta la señal de entrada visual y la convierte en contenido visual que se va a proyectar. Al hacer referencia a las Figuras 3A y 7 para el dispositivo HMD de cinco reflectores (ver Figuras 6 y 8 para el dispositivo HMD de tres reflectores) , el contenido visual presentado en la fuente visual emisora de luz 20 se proyectan desde ahí hacia la primera superficie óptica reflectora 31, cóncava. La primera superficie óptica reflectora 31, cóncava entonces refleja el contenido visual proyectado a la segunda superficie óptica reflectora 33, convexa. La segunda superficie óptica reflectora 33, convexa entonces refleja el contenido visual proyectado a la tercera superficie óptica reflectora 34, cóncava. La tercera superficie óptica reflectora, cóncava 34 entonces refleja el contenido visual proyectado a la cuarta superficie óptica reflectora 35, convexa. Cada una de la primera 31, la segunda 33, la tercera 34, y las cuartas superficies ópticas reflectoras 35 son superficies sustancialmente reflejadas de forma completa. La cuarta superficie óptica reflectora 35 convexa entonces refleja el contenido visual proyectado a la última superficie óptica reflectora 36 cóncava, que, en la modalidad preferida, es también la superficie interior 48 de la cubierta de polvo exterior 47 transparente. La superficie interior 48 de la cubierta de polvo exterior 47 transparente, y por consiguiente la última superficie óptica reflectora 36, puede ser un espejo parcial como se describe previamente. La última superficie óptica reflectora 36 cóncava entonces refleja el contenido visual proyectado a través de la cubierta de polvo frontal 46, así como a través de cualquier lente de prescripción fijado a ésta, y dentro del ojo de un usuario, o más específicamente, a una caja ocular virtual, en donde el contenido visual parece amplificado y el enfoque.

Sin embargo, la descripción de la operación de esta modalidad no debe leerse para limitar el orden en el cual se refleja el contenido visual proyectado desde cada una de la pluralidad de superficies ópticas reflectoras 30. En otras palabras, el orden en el cual se refleja el contenido visual desde las superficies reflectoras no está limitado únicamente a reflejos que ocurren en un orden secuencialmente numerados, con cada superficie reflectora que se utiliza únicamente para una reflejo del contenido visual. Más bien, se debe apreciar por un experto en la técnica que una superficie óptica reflectora individual puede, en modalidades alternas, ser capaz de utilizarse para realizar múltiples reflejos del contenido visual proyectado para reflejar la luz desde el visual proyectado a través de un elemento del lente refractivo localizado en la trayectoria óptica antes de que la proyección de contenido visual alcance su objetivo final deseado. De esta forma, en dispositivos HMD reflectores que de otra forma requerirían un mayor número de superficies reflectoras para obtener una amplificación mayor y un FOV sustancialmente mayor que aquellos descritos aquí, la misma amplificación deseada y FOV pueden lograrse al utilizar menos superficies reflectoras en donde una, o varias, de las superficies reflectoras realizan múltiples reflejos del contenido visual antes que el contenido alcance el ojo del usuario .

Por ejemplo, en un sistema que de otra forma utilizaría siete superficies ópticas reflectores para lograr una amplificación deseada específica y un ángulo FOV (es decir, el orden secuencial de reflejo del contenido visual es: Reflector #1, Reflector #2, Reflector #3, Reflector #4, Reflector #5, Reflector #6, Reflector #7), la misma amplificación y FOV pueden ser capaces de lograrse únicamente con cinco superficies ópticas reflectoras, al utilizar una de las cinco superficies ópticas reflectores para realizar las reflejos de lo que de otra forma requeriría tres superficies ópticas reflectoras separadas (es decir, el orden de reflejo del contenido visual proyectado podría ser: Reflector #1, Reflector #2, Reflector #3, Reflector #1, Reflector #4, Reflector #5, Reflector #1) .

Continuando con la descripción de la operación de la modalidad preferida, si el contenido visual proyectado al ojo del usuario no se observa inmediatamente por el usuario como siendo lo suficientemente brillante o transparente y en enfoque, existen varios ajustes que puede hacer el usuario al dispositivo HMD 5 para mejorar u optimizar la visión clara del usuario y lograr una vista de realidad mezclada más balanceada. Primero, al hacer referencia a las Figuras 9A a 9C, con respecto al brillo del contenido visual proyectado, si el usuario siente que el contenido visual no es lo suficientemente brillante, el usuario puede hacer ajustes a la capa de pérdida de transmisión 50 variablemente ajustable para hacer la capa 50 más oscura y más opaca, y a su vez aumentar la pérdida de transmisión de la luz exterior que pasa a través de ésta para hacer que la proyección del contenido visual parezca más brillante. Sin embargo, hacer eso también disminuye la cantidad de luz que ingresa al ojo del usuario desde el ambiente circundante y de esa forma oscurece la vista del usuario del ambiente circundante de mundo real que se observa a través del contenido visual proyectado en la vista de realidad mezclada. De forma inversa, si la vista del usuario del ambiente circundante es demasiado oscura para ver, o simplemente si no está el nivel de brillo deseado por el usuario, entonces el usuario puede ajustar la -capa de pérdida de transmisión ajustable 50 para hacer que la capa 50 parezca más clara y más transparente. Esto aumentará la pérdida de transmisión de luz exterior que pasa a través de ésta y permitirá que más luz desde el ambiente circundante pase a través de la capa 50 para alcanzar el ojo del usuario. Esto sin embargo, tiene el efecto de hacer que el contenido visual proyectado parezca más caro o menos vivido para el usuario en la vista de realidad mezclada.

En segundo lugar, al hacer referencia a la Figura 4, con respecto a la claridad del contenido visual proyectado visto por el usuario, si el contenido visual proyectado no está claramente en enfoque, el usuario puede hacer ajustes manuales al ajustador dióptrico 25 para mover la fuente visual emisora de luz 20 más cerca a o más lejos de la primera superficie óptica reflectora 31 localizada dentro del alojamiento de transmisión primario 40. Esto resulta en un ajuste correspondiente a la posición del punto focal final del contenido visual proyectado dentro del ojo del usuario, o dentro de la caja ocular, permitiendo de esa forma al usuario enfocar claramente el contenido visual.

Uno de los mayores beneficios asociados con un dispositivo HMD con base principalmente reflectora 5, como se describe aquí actualmente, es que debido a que no hay necesidad de ningún lente refractivo de vidrio o de acrílico pesado y un accesorio de montaje dentro del dispositivo con el fin lograr amplificación y enfoque de contenido visual proyectado, el dispositivo HMD 5 es extremadamente ligero y cómodo para que el usuario lo lleve puesto, más que cualquier otro dispositivo HMD disponible. Además, debido a que las ópticas reflectoras no requieren lentes refractivos separados y costosos, el costo de fabricación asociado con el dispositivo HMD aquí descrito es significativamente menor que el de otros dispositivos HMD actualmente disponibles en los mercados de consumidor, comerciales, o militares. Esto también se traduce a un precio de compra significativamente inferior para el dispositivo HMD 5 final. Además, el dispositivo HMD con base principalmente reflectora 5 como se describe aquí es capaz de lograr grandes ángulos FOV legibles en texto y aumentar el ángulo FOV de una modalidad del dispositivo a otra modalidad del dispositivo sin añadir costo o peso significativos al dispositivo HMD 5. Finalmente, otro beneficio asociado con el dispositivo HMD aquí descrito es que debido a que los alojamientos de óptica 15 del dispositivo HMD con base principalmente reflectora 5 son extremadamente compactos, el dispositivo HMD 5 es un dispositivo cerca del ojo.

Como reconocerá un experto en la técnica a partir de la descripción detallada previa y a partir de las figuras y las reivindicaciones, pueden hacerse modificaciones y cambios a la modalidad preferida de la invención sin apartarse del alcance de la descripción y las reivindicaciones .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1.- Un dispositivo de visualización montado en la cabeza, con base principalmente reflectora, caracterizado porque comprende : un armazón montado en la cabeza, que se puede llevar puesto; al menos un alojamiento de óptica cerca del ojo conectado al armazón, en donde el alojamiento de óptica y el armazón están configurados para que el alojamiento de óptica pueda colocarse al menos parcialmente al frente del ojo de un usuario, el alojamiento de óptica que comprende: una fuente visual emisora de luz para proyectar contenido visual; una pluralidad de superficies ópticas reflectoras en comunicación óptica con la fuente visual emisora de luz y configurada para reflejar una proyección del contenido visual dentro del ojo del usuario, y en donde las superficies ópticas reflectoras están configuradas para amplificar cooperativamente la proyección del contenido visual cuando la proyección se refleja de cada superficie óptica reflectora, para que el contenido visual proyectado parezca amplificado cuando se ve por el ojo del usuario.

2. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un primer alojamiento de óptica cerca del ojo y un segundo alojamiento de óptica cerca del ojo, ambos conectados al armazón, en donde el primer alojamiento de óptica está configurado para que pueda colocarse al menos parcialmente al frente de un ojo del usuario para proyectar un primer contenido visual al primer ojo, y en donde el segundo alojamiento de óptica está configurado para que pueda colocarse al menos parcialmente al frente de un segundo ojo del usuario para proyectar un segundo contenido visual al segundo ojo.

3. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el armazón es un armazón de lentes de sol.

4. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el alojamiento de óptica además comprende un alojamiento de transmisión primario y un alojamiento de visión secundario, en donde el alojamiento de visión secundario está configurado para disponerse al frente del ojo del usuario y está conectado al alojamiento de transmisión primario .

5. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el alojamiento de visión secundario comprende una cubierta de polvo frontal transparente configurada para colocarse al frente del ojo del usuario y configurada para permitir al usuario ver a través de ésta.

6. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el alojamiento de visión secundario además comprende una cubierta de polvo exterior configurada para colocarse al frente de la cubierta de polvo frontal en donde la cubierta de polvo frontal y la cubierta de polvo exterior están configuradas para sellar cooperativamente el alojamiento de óptica de contaminantes ambientales.

7. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la cubierta de polvo exterior es transparente y está configurada para permitir al usuario ver a través de ésta.

8. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque además comprende una capa de pérdida de transmisión variablemente ajustable, en donde la capa de pérdida de transmisión ajustable está configurada para estar en comunicación con la cubierta de polvo exterior.

9. - El diopositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la capa de pérdida de transmisión ajustable puede estar selectivamente hecha para ser completamente transparente para permitir al usuario ver a través de la cubierta de polvo exterior transparente y la capa de pérdida de transmisión ajustable a un ambiente circundante.

10. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la capa de pérdida de transmisión ajustable puede estar selectivamente hecha para ser completamente oscura para prevenir al usuario ver a través de la cubierta de polvo exterior y la capa de pérdida de transmisión ajustable.

11. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la capa de pérdida de transmisión ajustable puede estar selectivamente hecha para tener niveles variables de oscuridad para permitir al usuario ver parcialmente a través de la cubierta de polvo exterior y la capa de pérdida de trasmisión ajustable a un ambiente circundante.

12. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque una superficie interior de la cubierta de polvo exterior es un espejo reversible.

13. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de superficies ópticas reflectoras comprende una serie de superficies ópticas reflectoras, incluyendo al menos una primera superficie óptica reflectora y una última superficie óptica reflectora, para reflejar el contenido visual de cada superficie óptica reflectora que comienza con la primera superficie óptica reflectora, y en donde la última superficie óptica reflectora es una superficie interior de la cubierta de polvo exterior, y desde la superficie interior el contenido visual se refleja por último al ojo del usuario.

14. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el contenido visual se refleja de cada superficie óptica reflectora que comienza con la primera superficie óptica reflectora y que termina con la última superficie óptica reflectora.

15. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la primera superficie óptica reflectora es una superficie convexa y la última superficie óptica reflectora es una superficie cóncava.

16. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque además comprende al menos una superficie óptica reflectora intermedia.

17. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la primera superficie óptica reflectora y la última superficie óptica reflectora son superficies cóncavas.

18. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque al menos una superficie óptica reflectora intermedia compren una segunda superficie óptica reflectora que es una superficie convexa.

19. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque al menos una superficie óptica reflectora intermedia comprende una segunda superficie óptica reflectora que es una superficie convexa, una tercera superficie óptica reflectora que es una superficie cóncava, y una cuarta superficie óptica reflectora que es una superficie convexa.

20. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el alojamiento de transmisión primario está configurado para estar sustancialmente localizado bajo el armazón .

21. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el alojamiento , de transmisión primario está configurado para estar sustancialmente localizado sobre el armazón.

22. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente visual emisora de luz es una micro-pantalla.

23. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un ajustador dióptrico en comunicación con la fuente visual emisora de luz, en donde el ajustador dióptrico está configurado para mover la fuente visual emisora de luz hacia adelante o hacia atrás, con relación a una dirección de proyección de contenido visual desde la fuente visual emisora de luz, para proporcionar corrección de enfoque del contenido visual.

24. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque genera un campo de visión diagonal legible en texto sustancialmente de 60 grados al ojo del usuario.

25. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un elemento refractivo localizado en una trayectoria óptica a lo largo de la cual el contenido visual proyectado viaja después de ser proyectado desde la fuente visual emisora de luz y antes de ingresar al ojo de un usuario.

26. - Un dispositivo de visualización montado en la cabeza, con base principalmente reflectora, caracterizado porque comprende : un armazón montado en la cabeza, que se puede llevar puesto; al menos un alojamiento de óptica cerca del ojo conectado al armazón, en donde el alojamiento de óptica y el armazón están configurados para que el alojamiento de óptica pueda colocarse al menos parcialmente al frente de un ojo de un usuario, el alojamiento de óptica que comprende: una fuente visual emisora de luz para proyectar contenido visual, una pluralidad de superficies ópticas reflectoras en comunicación óptica con la fuente visual emisora de luz y configurada para reflejar una proyección del contenido visual en el ojo del usuario.

27.- El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las superficies ópticas reflectoras están configuradas para amplificar cooperativamente la proyección del contenido visual cuando la proyección se refleja de cada superficie óptica reflectora, para que el contenido visual proyectado parezca ampliado cuando se ve por el ojo del usuario.

28.- El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende un alojamiento de óptica cerca del ojo y un segundo alojamiento de óptica cerca del ojo, ambos conectados al armazón, en donde el primer alojamiento de óptica está configurado para que pueda colocarse al menos parcialmente al frente de un primer ojo del usuario para proyectar un primer contenido visual al primer ojo, y en donde el segundo alojamiento de óptica está configurado para que pueda colocarse al menos parcialmente al frente de un segundo ojo del usuario para proyectar un segundo contenido visual al segundo ojo.

29. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el alojamiento de óptica además comprende un alojamiento de transmisión primario y un alojamiento de visión secundario, en donde el alojamiento de visión secundario está configurado para disponerse al frente del ojo del usuario y está conectado al alojamiento de transmisión primario .

30. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el alojamiento de visión secundario comprende una cubierta de polvo frontal transparente configurada para colocarse al frente del ojo del usuario y configurada para permitir al usuario ver a través de ésta.

31. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el alojamiento de visión secundaria además comprende una cubierta de polvo exterior configurada para colocarse al frente de la cubierta de polvo frontal en donde la cubierta de polvo frontal y la cubierta de polvo exterior están configuradas para sellar cooperativamente el alojamiento de óptica de contaminantes ambientales.

32.- El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque la cubierta de polvo exterior es transparente y está configurada para permitir al usuario ver a través de ésta.

33. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque además comprende una capa de pérdida de transmisión variablemente ajustable, en donde la capa de pérdida de transmisión ajustable está configurada para estar en comunicación con la cubierta de polvo exterior.

34. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la capa de pérdida de transmisión ajustable puede estar selectivamente hecha para ser completamente transparente para permitir al usuario ver a través de la cubierta de polvo exterior transparente y la capa de pérdida de transmisión ajustable a un ambiente circundante.

35. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la capa de pérdida de transmisión ajustable puede estar selectivamente hecha para ser completamente oscura para prevenir al usuario ver a través de la capa de polvo exterior y la capa de pérdida de transmisión ajustable.

36. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la capa de pérdida de transmisión ajustable puede estar selectivamente hecha para tener niveles variables de oscuridad para permitir al usuario ver parcialmente a través de la cubierta de polvo exterior y la capa de pérdida de transmisión ajustable a un ambiente circundante.

37. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque una superficie interior de la cubierta de polvo exterior es un espejo reversible.

38. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la pluralidad de superficies óptica reflectoras comprende una serie de superficies ópticas reflectoras, incluyendo al menos una primera superficie óptica reflectora y una última superficie óptica reflectora, para reflejar el contenido visual de cada superficie óptica reflectora comenzando con una primera superficie óptica reflectora, y en donde la última superficie óptica reflectora es una superficie interior de la cubierta de polvo exterior, y desde la superficie interior se refleja el contenido visual al ojo del usuario.

39. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el contenido visual se refleja de cada superficie óptica reflectora comenzando con la primera superficie óptica reflectora y terminando con la última superficie óptica reflectora .

40. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la primera superficie óptica reflectora es una superficie convexa y la última superficie óptica reflectora es una superficie cóncava.

41. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque además comprende al menos una superficie óptica reflectora intermedia.

42. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque la primera superficie óptica reflectora y la última superficie óptica reflectora son superficies cóncavas.

43. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque al menos una superficie óptica reflectora intermedia comprende una segunda superficie óptica reflectora que es una superficie convexa.

44. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque al menos una superficie óptica reflectora intermedia comprende una segunda superficie óptica reflectora que es una superficie convexa, una tercera superficie óptica reflectora que es una superficie cóncava, y una cuarta superficie óptica reflectora que es una superficie convexa.

45. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el alojamiento de transmisión primario está configurado para estar sustancialmente localizado bajo el armazón .

46. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el alojamiento de transmisión primario está configurado para estar sustancialmente localizado sobre el armazón .

47. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la fuente visual emisora de luz es una micro-pantalla.

48. - El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende un ajustador dióptrico en comunicación con la fuente visual emisora de luz, en donde el ajustador dióptrico está configurado para mover la fuente visual emisora de luz hacia adelante o hacia atrás, con relación a una dirección de la proyección de contenido visual desde la fuente visual emisora de luz, para proporcionar corrección de enfoque del contenido visual.

49.- El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el dispositivo de visualización montado en la cabeza genera un campo de visión diagonal legible en texto sustancialmente de 60 grados para el ojo del usuario.

50.- El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende un elemento refractivo localizado en una trayectoria óptica a lo largo de la cual el contenido visual proyectado viaja después de ser proyectado desde la fuente visual emisora de luz y antes de ingresar al ojo del usuario .

51.- Un dispositivo de visualización montado en la cabeza, reflector, caracterizado porque comprende: un armazón; al menos un alojamiento de óptica conectado al armazón, en donde el alojamiento de óptica y el armazón están configurados para que el alojamiento de óptica puedan colocarse al menos parcialmente al frente de un ojo de un usuario, el alojamiento de óptica que comprende: una fuente visual emisora de luz dispuesta dentro del alojamiento de óptica para proyectar contenido visual; una pluralidad de superficies ópticas reflectoras en comunicación óptica con la fuente visual emisora de luz y configurada para reflejar una proyección del contenido visual dentro del ojo del usuario.

52- El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el armazón es un armazón montado en la cabeza, que se puede llevar puesto.

53.- El dispositivo de visualización montado en la cabeza de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque las superficies ópticas reflectoras están configuradas para amplificar cooperativamente la proyección del contenido visual cuando la proyección se refleja de cada superficie óptica reflectora, para que el contenido visual proyectado parezca amplificado cuando se ve por el ojo del usuario.

54. - Un método para proyectar contenido visual amplificado a una caja ocular del dispositivo de visualización montado en la cabeza, caracterizado porque comprende : proporcionar una pantalla montada a la cabeza que se puede llevar puesta, configurada para colocarse sobre la cabeza de un usuario y al frente de al menos uno de los ojos del usuario, la pantalla montada a la cabeza que comprende un armazón y al menos un alojamiento de óptica cerca del ojo conectado al armazón, el alojamiento de óptica que comprende al menos una fuente visual emisora de luz dispuesta dentro del alojamiento de óptica para proyectar contenido visual, y una pluralidad de superficies ópticas reflectoras dispuesta dentro del alojamiento de óptica, en donde las superficies ópticas reflectores están configuradas para reflejar sucesivamente una proyección amplificada del contenido a la caja ocular; proporcionar una señal de entrada a la fuente visual emisora de luz para producir contenido visual que se va a proyectar; reflejar el contenido visual de las superficies ópticas reflectores para que una última superficie óptica reflectora refleje el contenido a la caja ocular, en donde el contenido parecerá amplificado.

55. - El método de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque la señal de entrada es una señal de salida desde una computadora.

56. - El método de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque la señal de entrada es una señal de video .

57. - El método de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque la señal de entrada es una señal de imagen .

58.- El método de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque la señal de entrada contiene contenido visual estático.

59.- El método de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque la señal de entrada contiene contenido visual dinámico.