JP2001514764A - 二つの光景からの光を観察者の眼へ代替的に、あるいは同時に導くための光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 二つの光景からの光を代替的に、あるいは同時に観察者の眼に導くための光学系であって、（ａ）第一の焦点距離を持つ第一のレンズ（４２）と、（ｂ）第二の焦点距離を持つ第二のレンズ（４４）とからなり、第一及び第二のレンズは、観察者の一つの眼の前に互いに隣接して配置される。このため、いずれの光景（４８、５０）からの単一光線も第一及び第二のレンズの一つを介してのみ通過する。この光学系は、さらに、（ｃ）第一の光景からの第一のレンズを通過した入射光を観察者の眼の中へ導き、そして同時に第二の光景からの第二のレンズを通過した入射光を観察者の眼の中へ導くための光学装置を含む。この光学装置は第一及び第二のレンズと観察者の眼との間に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 二つの光景からの光を観察者の眼へ代替的に、あるいは 同時に導くための光学系発明の分野及び背景 本発明は、二つの光景からの光を、観察者の眼へ、代替的に、あるいは同時に 導くための光学系に関し、特に、二つの光景からの光を、観察者の眼へ、代替的 に、あるいは同時に導くために、平面光学的アプローチを用いる光学系に関する 。したがって、本発明による光学系は、従来の二焦点眼鏡を用いる場合に必要な 、観察対象である光景に対して頭と眼とを位置決めしなければならないという面 倒な操作を必要としない独創的な二焦点眼鏡を提供することが可能である。さら に、本発明は、幾何学的な、あるいは平面光学的なアプローチを用いる、二つの 光景からの光を同時に観察者の一方の眼あるいは両方の眼へ導く光学系に関する 。したがって、本発明による光学系は、表示のために能動光を用いるものではな い。 この明細書及び特許請求の範囲に用いる用語「光景」は、受動光を介して、す なわち本発明の光学系の外部からの光を介して観察者によって認知される物体あ るいは物体のセットを示す。 受動光は、例えば、物体あるいは物体のセットによって反射された、あるいは 散乱された光であっても、また、物体あるいは物体のセットからの放射光であっ てもよい。換言すれば、受動光は、本発明の光学系が存在しない場合でも観察者 が認知可能な、本発明の光学系の外部からの光である。 対照的に、ここに用いる用語「能動光」は、対象となる光学系の構成 要素から発生する光を含むことを意図する。したがって、例えば、従来のヘッド アップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）システムは、ブラウン管（ＣＲＴ）を含むため 、ＣＲＴによって生成される光は能動光である。ここで定義する能動光によるビ ューは、ここにディスプレイと定義する。 ここで言及する用語「光景」は、特に、例えば、ＨＵＤシステムで用いるよう な、能動光によって形成されるディスプレイを除外するものであり、本文で用い る用語「イメージ」は、光景及びディスプレイの両方を意味する。また、実像は 光景を、そして虚像はディスプレイを示す。 本発明の光学系は光源を含まないため、本発明の光学系を用いて観察者が認知 するすべての光は受動光である。注意すべきこととして、ここに定義するように 、本発明の範囲においては、例えば、テレビのスクリーンあるいはコンピュータ のモニターからの放射光でさえ、テレビのスクリーンあるいはコンピュータのモ ニターのどちらもが本発明の光学系の一部ではないため、受動光であると見なさ れる。 種々の視覚異常のために眼鏡を必要とする人々が、人口の高い割合を占めてい る。 従来の眼鏡は、典型的に、眼の前の適当な位置に眼鏡を支持するフレームと、 各々の眼に対して一つずつフレーム内に収められた二つのレンズとから構成され 、各レンズは、眼の特定な視覚異常を補正する焦点特性を持つ。 したがって、例えば、近視の場合、これは、眼のレンズと角膜に力が入り過ぎ ることから生じる、そして／あるいは眼球が長過ぎることから起こる焦点に関す る視覚異常であるが、正の集束能が強すぎるために、遠くの物のイメージが網膜 の前に集束し、はっきりと焦点を合わせることができない状態にある。このため 、発散レンズを選択して近視眼が焦点を合わすことができる最も遠い点にイメー ジが形成されるようにする。 他方、遠視の場合、これは、近視の反対で、眼の屈折要素の能力が少な過ぎる 、そして／あるいは眼球が短過ぎることから生じるが、遠い物のイメージは、（ 眼がリラックスしているとき）網膜の背後に形成される。したがって、遠視は収 束レンズによって補正する。 近視及び遠視は、遠い物を見る場合の視覚異常である。他方、老視は、近くの 物を見ることに関わる視覚異常の一つであり、多くの場合、読む能力を損なうも のである。老視は、通常、年齢の経過とともにレンズをなす物質が硬化すること から生じ、近くの物に対して眼の焦点を合わせる（適応する）能力が衰えてしま うものである。したがって、老視は、快適に読むことができるように収束レンズ によって補正する。 しかしながら、多くの場合、単一眼に、その風景の視覚能力を制限する近視あ るいは超近視等の遠距離視覚異常と、読む能力を制限する老視等の短距離視覚異 常とが生じる。 このように眼に二重の異常がある者は、遠距離視覚異常に対する補正光学素子 を提供する第一のセットと、短距離視覚異常に対する補正光学素子を提供する第 二のセットとからなる二つのセットの眼鏡、あるいは択一的に、二焦点眼鏡とし て本技術において知られる、各々が任意の（異なる）焦点距離と光学特性とを持 ち、互いに隣接して配置された二つのレンズの組合せからなる二焦点レンズを含 むセットが必要である。多焦点の眼鏡が既知であるが、高価であり、また、多く の人たちがうまく適応できないため、余り使用されていない。 しかしながら、これらの解決方法には不都合がある。読書のために一つ、遠く を見るために一つ、二つの対の眼鏡を用いた場合、近くから遠くの物へ、あるい は遠くから近くの物へと視界を移すときにはいつも眼鏡を変える必要がある。二 焦点眼鏡あるいは多焦点眼鏡を用いた場合、近い物を、そして遠くの物を見るた めに、異なる視線が強いられ、どち らの場合も視野が限定される。通常、読書に対しては、頭をほぼ真っ直ぐ前方へ 向けながら眼だけを下げる必要がある。もし、この人に対して、まっすぐ前方に 、近い位置に物体を配置した場合、この近い物体をはっきりと見るためには、こ の人は、頭を後へ傾けながら眼を下げるようにしなければならない。多くの場合 、頭と首に問題が生じるため、多くの人は二焦点眼鏡を用いない。 したがって、二つの光景からの光を代替的に、あるいは同時に観察者の眼へ導 くための光学系の必要が広く認められ、そのようなものを得ることは非常に有利 である。そのような光学系は、見る光景に対して頭と眼とを位置決めする必要が ない二重焦点あるいは多焦点眼鏡を提供することが可能である。 相対的に様々な位置にある光景を見たいという状況は日常的に限りなく存在す る。例えば、限定せずに、（ｉ）黒板、講師あるいはディスプレイ（例えば、ス ライド・スクリーン）を見ながらノートをとる。この場合、観察者は、通常、テ ーブルあるいは筆記板上にある彼のノートと、黒板、講師あるいはディスプレイ との両方を見ることに興味がある。（ｉｉ）描画対象物（例えば、風景）を見な がら絵を描く。この場合、観察者は、彼の画板と描画対象物との両方を見ること に興味がある。（ｉｉｉ）スクリーンを見ながらキーボードでタイプする。この 場合、ノンプロのタイピストは、キーボードとスクリーンとの両方を見ることに 興味がある。（ｉｖ）印刷物（例えば、地図、案内書、本など）を見ながら、あ るいは読みながら、もう一つの光景（例えば、道路、器具など）を見る。この場 合、観察者は、印刷物と他の光景との両方を見ることに興味がある。 しかし、上記の状況、そして同様な状況においては、観察者が焦点を合わせる ことができる視野は比較的に狭いため、一時点においては、観 察者は一方の光景だけを見ている。このことから不利な点が生じる。（ｉ）観察 者は、一方の光景を見ているとき、他の光景における変化に気付くことができな い。したがって、例えば、運転手あるいはパイロットは、道路地図あるいは航行 マップを見ているとき、同時に前方の道路あるいは空を見ることができない。そ して（ｉｉ）観察者は、光景間で比較を行うことが難しいと分かる。したがって 、画家にとっては、彼の絵と、描画対象物とを比較することが難しく、タイピス トにとっては、タイプミスを検出することが難しく、学生にとっては、黒板ある いはディスプレイから彼のノートなどへ正確に内容をコピーすることが難しい。 したがって、二つの光景からの光を同時に観察者の眼へ導く光学系に対する必 要性が広く認識され、そのようなものを得ることは大変有利である。発明の要約 本発明によれば、少なくとも二つの光景からの光を代替的に、あるいは同時に 観察者の眼へ導くための光学系が提供される。さらに、二つの光景からの光を同 時に観察者の一方の眼あるいは両方の眼へ導くための光学系が提供される。これ は、観察者が第一の光景及び第二の光景を同時に見ることを可能にするために用 いることができる。本発明による光学系は、単に光景からの受動光を用いるだけ で、ヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）システムとは対照的に、能動光を用 いることはない。 さらに、下記に説明する好適実施例における特徴によれば、本発明による光学 系は次のものから構成される。（ａ）第一の焦点距離を持つ第一のレンズ。（ｂ ）第二の焦点距離を持つ第二のレンズ。第一及び第二のレンズは、観察者の一つ の眼の前に互いに隣接して配置されるため、いずれの光景からの単一光線も第一 及び第二のレンズの一つを介しての み通過する。そして（ｃ）第一の光景からの第一のレンズを通過した入射光を観 察者の眼の中へ導き、そして同時に第二の光景からの第二のレンズを通過した入 射光を観察者の眼の中へ導くための光学装置。なお、この光学装置は第一及び第 二のレンズと観察者の眼との間に配置される。 本発明のもう一つの実施例によれば、光学系は次のものから構成される。（ａ ）近くの光景を拡大すると共に通過する光の照準を正すための、短い焦点距離を 持つ拡大照準接眼レンズ。（ｂ）近くの光景からの拡大照準レンズを通過した入 射光を観察者の眼の中へ導き、そして同時に遠くの光景からの入射光を観察者の 眼の中へ導くための光学装置。そして（ｃ）遠距離視覚異常を補正するための補 正接眼レンズ。この補正レンズは光学装置と観察者の眼との間に配置される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、光学装置はホログラフィックプレ ートを含む。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ホログラフィックプレートは少な くとも一つのホログラフィック光学素子を含む。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ホログラフィックプレートは、第 一のレンズを通過した入射光をホログラフィックプレート内に入れるための第一 の入力ホログラフィック光学素子を含む。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ホログラフィックプレートは、拡 大照準レンズを通過した入射光をホログラフィックプレート内に入れるための第 一の入力ホログラフィック光学素子を含む。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ホログラフィックプレートは、さ らに、第二のレンズを通過した入射光をホログラフィックプレート内に入れるた めの第二の入力ホログラフィック光学素子を含む。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ホログラフィックプレートは、さ らに、遠くの光景からの入射光をホログラフィックプレート内 に入れるための第二の入力ホログラフィック光学素子を含む。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ホログラフィックプレートは、さ らに、ホログラフィックプレートに入った光をホログラフィックプレートから出 して観察者の眼に到達させるための出力ホログラフィック光学素子を含む。 さらに、好適実施例における特徴によれば、光学装置は少なくとも一つの反射 光学素子を含む。 さらに、好適実施例における特徴によれば、光学系は、さらに、（ｄ）少なく とも任意の時間、第一及び第二の光景の一つからの光を観察者の眼に到達させな いように遮るための遮光メカニズムからなる。 さらに、好適実施例における特徴によれば、光学系は、さらに（ｄ）少なくと も任意の時間、近くの光景及び遠くの光景の一つからの光を観察者の眼に到達さ せないように遮るための遮光メカニズムからなる。 本発明のもう一つの実施例によれば、上記のいずれかの実施例による二つの光 学系からなる眼鏡が提供される。 本発明のもう一つの実施例によれば、遮光メカニズムを含む二つの光学系から なる三次元視覚認識のためのヘッド・セットが提供される。 本発明のもう一つの実施例によれば、観察者が、第一のイメージ及び第二のイ メージによって提示される光景の三次元視覚認識を得るために用いることができ る光学系が提供される。この場合、第一及び第二のイメージの各々は、光景の視 差情報を含む。この光学系は、第一のホログラフィックプレート及び第二のホロ グラフィックプレートからなり、第一及び第二のホログラフィックプレートの各 々は次のものを含む（ａ）第一側及び第二側を持つ、光透過材から形成された本 体。（ｂ）本体の第一側に形成された少なくとも一つの入力ホログラフィック光 学素子。なお、材料、そして入力ホログラフィック光学素子の各々は、本体を入 る任意の方向を持つ入射光が回折されてほぼ完全な内反射を起こすように選択す る。そして（ｃ）本体の第二側に形成された少なくとも一つの出力ホログラフィ ック光学素子。このため、どの出力ホログラフィック光学素子に到達する光も、 入射光の任意の方向と同様な方向で本体から出る。この場合、第一のホログラフ ィックプレートは、ほぼ第一のイメージからの光だけを観察者の一方の眼に到達 させるためのものであり、第二のホログラフィックプレートは、ほぼ第二のイメ ージからの光だけを観察者の他方の眼に到達させるためのものである。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ホログラフィック光学素子の各々 は、さらに、光を遮る遮光メカニズムを含む。 さらに、下記に説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、観察者が 第一の光景及び第二の光景を見ることを可能にするための方法が提供される。こ の方法は次のステップからなる。（ａ）第一の焦点距離を持つ第一の接眼レンズ を観察者に提供するステップ。（ｂ）第二の焦点距離を持つ第二の接眼レンズを 観察者に提供するステップ。第一及び第二のレンズは、観察者の一つの眼の前に 互いに隣接して配置されるため、どの光景からの単一光線も第一及び第二のレン ズの一つを介してのみ通過する。そして（ｃ）第一の光景からの第一のレンズを 通過した入射光を観察者の眼の中へ導き、そして同時に第二の光景からの第二の レンズを通過した入射光を観察者の眼の中へ導くための光学装置を観察者に提供 するステップ。この光学装置は第一及び第二のレンズと観察者の眼との間に配置 される。 さらに、下記に説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、観察者が 近くの光景及び遠くの光景を見るために用いることができる方法が提供される。 この方法は次のステップからなる。（ａ）近くの光景を拡大すると共に通過する 光の照準を正すための、短い焦点距離を持つ 拡大照準接眼レンズを観察者に提供するステップ。（ｂ）近くの光景からの拡大 照準レンズを通過した入射光を観察者の眼の中へ導き、そして同時に遠くの光景 からの入射光を観察者の同じ眼の中へ導くための光学装置を観察者に提供するス テップ。そして（ｃ）遠距離視覚異常を補正するための補正接眼レンズを観察者 に提供するステップ。この補正レンズは光学装置と観察者の同じ眼との間に配置 される。 さらに、下記に説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、観察者が 第一の光景及び第二の光景を同時に見ることを可能にするための光学系が提供さ れる。この場合、第一及び第二の光景の両方は、受動光を介して観察者に視覚さ れるもので、この光学系は次のものから構成される。（ａ）観察者の頭上に光学 系を取り付けて観察者の眼の前に光学系を配置するためのヘッド・アレンジメン ト。そして（ｂ）第一の光景からの光と第二の光景からの光の両方が観察者の眼 の中へ同時に導かれるように配置されたビーム・スプリッタ。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一の光景が近くの光景で、第二 の光景が遠くの光景であるため、遠くの光景からの光は自然に照準がほぼ正され る。この場合、光学系は、さらに、（ｃ）近くの光景からの光の照準を正すため の照準レンズからなり、この照準レンズはヘッド・アレンジメントによって支持 される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一及び第二の光景の両方が近く の光景であるため、いずれの光景からの光も照準が正されていない光である。こ の場合、光学系は、さらに、（ｃ）ヘッド・アレンジメントによって支持される 、第一の光景からの光の照準を正すための第一の照準レンズ、そして（ｄ）ヘッ ド・アレンジメントによって支持される、第二の光景からの光の照準を正すため の第二の照準レンズからなる。 さらに、好適実施例における特徴によれば、光学系は、さらに（ｃ）ヘッド・ アレンジメントによって支持される少なくとも一つの反射鏡からなり、この少な くとも一つの反射鏡は、第一の光景からの光をビーム・スプリッタへ導くための ものである。 さらに、好適実施例における特徴によれば、光学系は、さらに（ｃ）観察者の 視覚異常を補正するための矯正光学レンズからなり、この矯正光学レンズは、ビ ーム・スプリッタと観察者の眼との間に配置され、ヘッド・アレンジメントによ って支持される。 さらに、下記に説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、観察者が 第一の光景及び第二の光景を同時に見ることを可能にするための方法が提供され る。この場合、第一及び第二の光景の両方は、受動光を介して観察者に視覚され るもので、この方法は、（ａ）第一の光景からの光と第二の光景からの光の両方 を同時に観察者の眼に導くように配置されるビーム・スプリッタを観察者に提供 するステップからなる。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一の光景が近くの光景で、第二 の光景が遠くの光景であるため、遠くの光景からの光は自然に照準がほぼ正され る。この場合、この方法は、さらに、（ｂ）近くの光景からの光の照準を正すた めの照準レンズを観察者に提供するステップからなる。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一及び第二の光景の両方が近く の光景であるため、どちらの光景からの光も照準が正されていない光である。こ の場合、この方法は、さらに、次のステップからなる。（ｂ）第一の光景からの 光の照準を正すための第一の照準レンズを観察者に提供するステップ。そして（ ｃ）第二の光景からの光の照準を正すための第二の照準レンズを観察者に提供す るステップ。 さらに、好適実施例における特徴によれば、この方法は、さらに、 （ｂ）少なくとも一つの反射鏡を観察者に提供するステップからなり、この少な くとも一つの反射鏡は第一の光景からの光をビーム・スプリッタに導くためのも のである。 さらに、好適実施例における特徴によれば、この方法、さらに（ｂ）観察者の 視覚異常を補正するための矯正光学レンズを観察者に提供するステップからなり 、この矯正光学レンズはビーム・スプリッタと観察者の眼との間に配置される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ビーム・スプリッタは、観察者が 頭を動かした場合、第一及び第二の光景が見えるように観察者が光学系を調整で きるように、そして観察者が同時に見るもう一つの対の光景を選択できるように 、ヘッド・アレンジメントに対して可動である。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一及び第二の光景の両方が遠く の光景であるため、両光景からの光は自然に照準がほぼ正される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、少なくとも一つの反射鏡及びビー ム・スプリッタの少なくとも一つは、観察者が頭を動かした場合、観察者が第一 及び第二の光景を見るために光学系を調整することができるように、そして観察 者が第二の光景と共に同時に見る少なくとも一つの置換光景を選択できるように 、ヘッド・アレンジメントに対して可動である。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ビーム・スプリッタと反射鏡は、 各々、体積を持つ単一光学素子の第一面、そして第二面として形成される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、反射鏡は照準反射鏡であり、ビー ム・スプリッタは照準ビーム・スプリッタである。このため、 第一の光景からの光は、ビーム・スプリッタに到達する前に照準反射鏡によって 照準が正される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ビーム・スプリッタ及び少なくと も一つの反射鏡は、第一の光景が急勾配な角度で見えるように、第一の光景と観 察者の眼とに相対的に配置される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、ビーム・スプリッタが照準ビーム ・スプリッタであるため、第一の光景からの光は、観察者の眼に到達する前に照 準ビーム・スプリッタによって照準が正される。 さらに、下記に説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、上記に説 明した二つの光学系からなる、観察者が第一の光景及び第二の光景を同時に見る ことを可能にするためのヘッド・セットが提供される。この場合、二つの光学系 は、各々観察者の一つの眼の前に配置される。 さらに、下記に説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、観察者が 、一方の眼で第一の光景を、そして他方の眼で第二の光景を同時に見ることを可 能にするためのヘッド・セットが提供される。このヘッド・セットは上記に説明 した光学系から構成され、光学系は観察者の一方の眼の前に配置される。この場 合、ビーム・スプリッタは、ほぼ反射面としてのみ機能するため、観察者の一方 の眼が第二の光景に向き、同時に観察者の他方の眼も第二の光景に向いていても 、第一の光景からの光は観察者の一方の眼に導かれる。 さらに、下記に説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、観察者が 第一の光景及び第二の光景を同時に見ることを可能にするための光学系が提供さ れる。この場合、第一及び第二の光景の両方は、受動光を介して観察者に視覚認 識されるもので、この光学系はホログラフィックプレートから構成される。この ホログラフィックプレートは次のものを含む。（ａ）第一側及び第二側を持つ、 光透過材から形成された本 体。（ｂ）本体の第一側に形成された少なくとも一つの入力ホログラフィック光 学素子。なお、材料、そして少なくとも一つの入力ホログラフィック光学素子の 各々は、本体に入る任意の方向を持つ入射光が回折されてほぼ完全な内反射を起 こすように選択する。そして（ｃ）本体の第二側に形成された少なくとも一つの 出力ホログラフィック光学素子。このため、少なくとも一つの出力ホログラフィ ック光学素子のいずれに到達する光も、入射光の任意の方向と同様な方向に本体 から出て（プレートの一方の側から入り、他方から出る）観察者の眼に到達する 。この場合、ホログラフィックプレートは観察者の眼に対して配置され、少なく とも一つの入力及び出力ホログラフィック光学素子が本体に対して配置される。 したがって、第一及び第二の光景の両方からの光は、同時に観察者の眼の中へ導 かれる。 さらに、好適実施例における特徴によれば、本体は少なくとも一ヶ所において 湾曲している。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一の光景が近くの光景で、第二 の光景が遠くの光景であるため、遠くの光景からの光は自然に照準がほぼ正され る。この場合、この光学系は、さらに、（ｄ）近くの光景からの光の照準を正す ための照準レンズからなる。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一及び第二の光景の両方が遠く の光景であるため、両光景からの光は自然に照準がほぼ正される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一及び第二の光景の両方が近く の光景であるため、いずれの光景からの光も照準が正されていない光である。こ の場合、この光学系は、さらに、次のものからなる。（ｄ）第一の光景からの光 の照準を正すための第一の照準レンズ。第一の照準レンズは第一の光景とホログ ラフィックプレートとの間に配置さ れる。そして（ｅ）第二の光景からの光の照準を正すための第二の照準レンズ。 第二の照準レンズは第二の光景とホログラフィックプレートとの間に配置される 。 さらに、好適実施例における特徴によれば、この光学系は、さらに、（ｄ）第 一及び第二の光景の両方からの光の照準を正すための、ホログラフィックプレー トと観察者の眼との間に配置される照準レンズからなる。 さらに、好適実施例における特徴によれば、この光学系は、さらに、（ｄ）観 察者の視覚異常を補正するための矯正光学レンズからなり、この矯正光学レンズ はホログラフィックプレートと観察者の眼との間に配置される。さらに、下記に 説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、上記に説明した二つの光学 系からなる、観察者が第一の光景及び第二の光景を同時に見ることを可能にする ためのヘッド・セットが提供される。この場合、二つの光学系は、各々観察者の 一つの眼の前に配置される。 さらに、下記に説明する本発明の好適実施例における特徴によれば、観察者が 、一方の眼で第一の光景を、そして他方の眼で第二の光景を同時に見ることを可 能にするためのヘッド・セットが提供される。このヘッド・セットは上記の光学 系から構成され、光学系は観察者の一方の眼の前に配置される。観察者の一方の 眼が第二の光景に向き、同時に観察者の他方の眼も第二の光景に向いているとき 、光学系は、第一の光景からの光が観察者の一方の眼へ到達するようにし、同時 に第二の光景からの光が一方の眼に到達するのを遮る。 さらに、好適実施例における特徴によれば、第一及び第二の光景は、一対の関 連する光景を形成する。この１対の関連する光景は、ノートと黒板、ノートと講 師、ノートとスクリーン、絵と描画対象物、キーボー ドとスクリーン、印刷物とスクリーン、印刷物と前方の道路、そして印刷物と前 方の空からなる光景の対のグループから選択される。 さらに、好適実施例における特徴によれば、観察者が第一の光景及び第二の光 景を同時に見ることを可能にするための方法が提供される。この場合、第一及び 第二の光景の両方は、受動光を介して観察者に視覚認識されるもので、この方法 は次のステップからなる。（ａ）ホログラフィックプレートを観察者に提供する ステップ。観察者は、このホログラフィックプレートを介して光景を見る。なお 、このホログラフィックプレートは次のものを含む。（ｉ）第一側及び第二側を 持つ、光透過材から形成された本体。（ｉｉ）本体の第一側に形成された少なく とも一つの入力ホログラフィック光学素子。材料、そして少なくとも一つの入力 ホログラフィック光学素子の各々は、少なくとも一つの入力ホログラフィック光 学素子を介して本体に入った任意の方向を持つ入射光が、ほぼ完全な内反射を起 こすように選択する。そして（ｉｉｉ）本体の第二側に形成された少なくとも一 つの出力ホログラフィック光学素子。このため、少なくとも一つの出力ホログラ フィック光学素子のいずれに到達する光も、入射光の任意の方向とほぼ同様な方 向に本体から出て観察者の眼の一つに到達する。そして（ｂ）ホログラフィック プレートを観察者の眼に対して、そして少なくとも一つの入力及び出力ホログラ フィック光学素子を本体に対して配置するステップ。これによって、第一及び第 二の光景の両方からの受動光が同時に観察者の眼に導かれる。 本発明は、二つの光景からの光を観察者の眼へ代替的に、あるいは同時に導く 光学系を提供することによって、現在既知である機器構成の欠点を解決するもの である。したがって、本発明の光学系は、（ｉ）遠距離視覚から短距離視覚へ変 わるときに二焦点眼鏡が必要とするような、観察者の頭の位置あるいは眼の向き を変える必要がないため、二焦点眼 鏡の代わりに、容易に、そして快適に用いることができる。（ｉｉ）三次元視覚 認識のために用いることも可能である。そして（ｉｉｉ）観察者が頭の位置そし て／あるいは眼の方向を変えることなく、観察者の視野外にある視覚情報を視野 内にもたらすことも可能である。さらに、本発明は、二つの光景からの受動光を 観察者の眼へ同時に導く光学系を提供することによって、現在既知である機器構 成の欠点を解決する。この光学系は、観察者が、関連する光景の対を同時に見る ことを可能にするために用いることができる。 本発明による光学系の他の特徴、目的及び利点については、次の個所に説明す る。図面の簡単な説明 本発明を、次の添付図面を参照しながら単に実施例として、ここに説明する。 図１は、従来の技術によるホログラフィックプレートの断面図である。 図２は、もう一つの従来の技術によるホログラフィックプレートの断面図であ り、本発明に従って種々の実施例に用いられる。 図３ａから３ｃは、本発明による光学系の三つ実施例を示す断面図である。 図４ａから４ｃは、本発明による遮光メカニズムを備えた図３ａの光学系の三 つの操作モードを示す断面図である。 図５は、本発明による第二のタイプの遮光メカニズムのタイプを備えた図３ｂ に示す光学系の断面図である。 図６ａ及び６ｂは、本発明による三次元視覚のための光学系の二つの操作モー ドを示す断面図である。 図７ａ及び７ｂは、本発明による、近くの、そして／あるいは遠くの 光景を同時に、あるいは代替的に見ることを可能にする光学系の二つの構成を示 す断面図である。 図８は、本発明による三次元視覚のための眼鏡、ヘッド・セット、すなわち光 学系の正面図である。 図９から図１１は、従来の技術による三つのヘッドアップ・ディスプレイ（Ｈ ＵＤ）システムの断面図である。 図１２及び図１３は、本発明による、幾何光学の原理を用いる光学系の二つの 実施例を示す断面図である。 図１４ａから１４ｃは、観察者が急勾配な角度及び自然な向きで第一の光景を 見ることが可能な、本発明の光学系におけるビーム・スプリッタ及び反射鏡の三 つの代替的な構成を示す概要図である。 図１５及び図１６は、本発明による、平面光学の原理を用いる光学系の二つの 実施例を示す断面図である。 図１７ａから１７ｃは、図１５の光学系の三つのオプション的な構成を示す断 面図である。好適実施例の説明 本発明は、少なくとも二つの光景からの光を観察者の眼へ代替的に、あるいは 同時に導くための光学系に関し、異なる、あるいは単一の時間における二つ以上 の光景のイメージを観察者に提供するために用いることができる。特に、本発明 は、見ようとする光景に対して頭と眼との不便な位置決めを必要としない二焦点 眼鏡を提供するために用いることができる。もう一つの実施例によれば、本発明 は、二つの光景からの光を観察者の一方の眼あるいは両方の眼へ同時に導くため の光学系に関し、観察者が一対の関連する光景を同時に見ることを可能にするも のである。特に、本発明のこの実施例によって、観察者は、一方の、あるいは両 方 の光景の変化に同時に気付くことが可能で、そして光景の一方を他方に正確に比 較することが可能になる。 図３から図８に示す本発明の第一実施例をより良く理解するために、まず、図 １及び図２に示す従来の（すなわち、従来の技術による）ホログラフィックプレ ートの構成及び作用について述べる。 さて、図面を参照する。図１に従来の技術によるホログラフィックプレートを 示す。これを下記にプレート２０として言及する。プレート２０は、ガラス、プ ラスチック（限定せず）等の光透過材から形成された本体２３を含み、さらに、 （本技術において回析光学素子としても知られる）入力ホログラフィック光学素 子２２及び出力ホログラフィック光学素子２４を含む。入射光（その代表的な光 線を矢印２１によって示す）が入力ホログラフィック光学素子２２を通過して回 折される角度α、そしてプレート２０を形成する材料は、（矢印２１によって示 すように）プレート２０に入る光がほぼ完全な内反射を生じ、出力ホログラフィ ック光学素子２４に当たり、それを介してプレート２０から去る（出る）ように 選択する。したがって、プレート２０を用いることによって、光景Ａから入力ホ ログラフィック光学素子２２に到達する光は、出力ホログラフィック光学素子２ ４を介して観察者の眼２６に視覚認識させることが可能である。 しかし、図１の従来の技術によるホログラフィックプレート２０は、ホログラ フィックプレート２０に入る光がプレートを出る光に対してほぼ反対の方向にあ る、すなわち換言すれば、光景及び観察者が図１に示すようにプレートに対して 同じ関係で位置しなければならないという特徴がある。 下記にさらに詳細に説明するが、光景と観察者が共にホログラフィックプレー トに対して同じ方向に配置される図１に示す従来の技術による 構成は、多くの場合、本発明による種々の実施例を制限するものである。 さて、図２を参照する。これは、本発明の種々の実施例を可能にする、もう一 つの従来の技術によるホログラフィックプレート３０である。ホログラフィック プレート３０は、図１に示す従来の技術によるホログラフィックプレート２０に 類似するが、決定的な違いがある。上記に説明したように、図１のプレート２０ を用いた場合は、観察者と、観察対象である光景との両方がプレートに対して同 様な方向へ位置決めされなければならない。これとは対照的に、プレート３０を 用いた場合、図２に示すように、観察者は、光景を見るために、その光景の位置 に対して正反対の位置をとらなくてはならない。 したがって、図１のプレート２０と同様に、図２のプレート３０は、ガラス、 プラスチック（限定せず）等の光透過材から形成された本体３３、さらに、入力 ホログラフィック光学素子３２及び出力ホログラフィック光学素子３４を含む。 入射光（その代表的な光線を矢印３１によって示す）が入力ホログラフィック光 学素子３２を介して通過し回折される角度β、そしてプレート３０が形成される か材料は、（矢印３１によって示すように）プレート３０に入る光がほぼ完全な 内反射を起こし、出力ホログラフィック光学素子３４に当たり、それを介してプ レート３０を去るように選択する。 この明細書、そして特に下記の請求項の箇所において、語句「ほぼ完全な内反 射」が用いられる場合、それは、ある場合には不純物、研磨不良等の原因で、光 の一部が反射されないでプレートから漏れるといった限界を含む全反射を示す。 これらの現象は本技術において良く知られている。実際、真の全内反射（すなわ ち、光が１００％反射すること）は理論的なものである。しかしながら、光の数 パーセントまでの損失（例えば、１０％よりも少ない、５％よりも少ないことが 好ましく、１％よ りも少ないことがより好ましいが、０.１％以下であることが最も好ましい）は 、許容可能であり、ここに用いる「ほぼ完全な内反射」の定義内に含まれる。さ らに、本技術分野において既知であるが、内反射（例えば、異なる位置における ）の量は電気的に制御が可能であり、このような電気的に制御されるホログラフ ィックプレートも、ここで用いる用語「ホログラフィックプレート」の定義内に 含まれる。 しかしながら、図１に示すプレート２０に対照的に、プレート３０のホログラ フィック光学素子３２及び３４は、プレートの両側に配置されている。したがっ て、プレート３０を用いた場合、プレート３０の一方の側にある光景Ａは、その 光が入力ホログラフィック光学素子３２に到達し、出力ホロクラフィック光学素 子３４を介して、プレート３０の他方の側に位置する観察者の眼３６によって観 察される。 プレート２０及び３０は、平面的な構成を持つものとして示すが、上記に説明 した内反射が妨げられないような湾曲であれば、湾曲した構成であってもよいこ とは、本技術において既知である。 したがって、広い意味において、ホログラフィックプレート３０はつぎのもの から構成される。（ａ）光透過材から形成された、第一側及び第二側を持つ本体 。（ｂ）本体の第一側に形成された少なくとも一つの入力ホログラフィック光学 素子。光透過材、そして入力ホログラフィック光学素子の各々を、任意の方向で 本体に入る入射光が回折されて、ほぼ完全な内反射を起こすように選択する。そ して（ｃ）本体の第二側に形成された少なくとも一つの出力ホログラフィック光 学素子。どの出力ホログラフィック光学素子に到達する光も、例えば、図２に示 すように、入射光の任意の方向とほぼ同じ方向へ本体から出る。ここに用いる「 ほぼ同じ方向」とは、プレートの一方の側から入り他方の側から出ることを意味 する。 ホログラフィックプレートの他の例としては、フリーゼム氏及びアミタイ氏に よる「光学の傾向」に述べられている（A．A．Friesem and Y．Amitai（1996）i n"Trends In Optics"．A Consortini，Ed．Academic Press，NY，pp．125-144） 。特に、上記に引用した参考文献に表されたホログラフィックプレートの種々の 実施例は、本文に参照として含まれている。 さて、図３ａから３ｃを参照する。これらは、下記に光学系４０として言及す る、本発明による光学系の三つの代替的な実施例である。観察者は、光学系４０ を、少なくとも第一の光景Ａと第二の光景Ｂとを択一的に、あるいは同時に見る ために用いることができる。 この明細書、そして特に下記の請求項個所で用いる用語「光景」は、例えば、 動く、そして動かない物体、ディスプレイ、画像等、肉眼で視覚できる光景を示 す。さらに、ここで用いるＡ及びＢ等の二つの光景は、二つの独立した光景、重 なり合う光景の両方を示し、さらに二つの僅かに異なる角度で観察した単一光景 をも含む。したがって、語句「少なくとも二つの光景」が用いられた場合、これ は、上記に用語「光景」が定義されたように、少なくとも二つの光景に言及する ものである。 光学系４０は、第一の焦点距離を持つ第一の接眼レンズ４２と第二の焦点距離 を持つ第二の接眼レンズ４４を含む。第一のレンズ４２及び第二のレンズ４４は 、観察者の（４６と付された）一方の眼の前に互いに隣接して配置されているた め、（例えば、矢印４８あるいは５０によって示す）単一光線は、第一のレンズ ４２及び第二のレンズ４４の一方を介して通過する。 図３ａから３ｃ及びその後の図には、レンズ４２及び４４は二焦点レンズの構 成要素として示されている。しかしながら、従来の二つのレンズ、すなわち二焦 点レンズに融合されていないものも本発明の範囲内に 含まれること、また、用語が眼科の分野で用いられるような意味で、本発明の範 囲を二重焦点の構成に限定する意図はないことは同業者には明らかである。さら に、この明細書、そして特に下記の請求項個所で用語「隣接」が用いられる場合 、それは、レンズ４２及び４４が互いに近くに配置された構成に言及するもので ある。したがって、観察者に対して、レンズ４２及び４４は、一方のレンズを通 過した光が他方を通過しないという条件の下で、図３ａから３ｃに示すように、 一方が他方の下に（あるいは上に）位置しても、また、択一的に水平方向に並ん で配置されても（図示せず）、あるいは他のいかなる互いに近い関係にあっても よい。 さらに、多くの用途に対して、レンズ４２及び４４の焦点距離は、例えば、通 常の二焦点眼鏡の場合のように、一方のレンズ、例えば４２が短い焦点距離を持 ち近くの光景に焦点を合わせるのに適当なように、そして他方のレンズ、例えば ４４が長い焦点距離を持ち遠い光景に焦点を合わせるのに適当なように選択され ることは、同業者には明らかである。しかしながら、下記に詳細を示すが、他の 用途に対しては、例えば、光景の視差情報（すなわち、イメージの各々が、典型 的に、一人の観察者の二つの眼に見えるような僅かに、そして適度に異なる角度 からの光景を示す）等を提示する、イメージの三次元視覚に対しては、レンズ４ ２あるいは４４の焦点距離は、上記とは異なるように選択されるが、実際、後者 の目的では、レンズ４２及び４４の焦点距離が等しい、あるいはほぼ等しいよう に選択される。 光学系４０は、さらに、第一のレンズ４２を通過して観察者の眼４６に入る第 一の光景Ａからの（矢印４８によって示す）入射光を導くと同時に、第二のレン ズ４４を通過して観察者の眼４６に入る第二の光景Ｂからの（矢印５０によって 示す）入射光を導く光学装置５２を含む。本 発明のこの実施例によれば、光学装置５２は、第一のレンズ４２及び第二のレン ズ４４と観察者の眼４６との間に配置される。 下記に説明するように、図３ａから３ｃの各図は、光学装置５２の幾分異なる 構成を示すが、光学装置５２が、図２に示すホログラフィックプレート３０に作 用において同様なホログラフィックプレート５４を含む図３ａ及び３ｂに示す構 成が望ましい。 ホログラフィックプレート５４は、少なくとも一つ（図３ａにおいては一つ、 図３ｂにおいては二つ）の入力ホログラフィック光学素子５６を含む。したがっ て、図３ａにおいて、レンズ４２を通過する入射光は、入力ホログラフィック光 学素子５６によって、ホログラフィックプレート５４に入り、レンズ４４を通過 する光は、プレート５４に、その外面５８にほぼ直角に当たるため、ホログラフ ィックプレート５４に直接的に入る。他方、図３ｂにおいては、入力ホログラフ ィック光学素子５６は、レンズ４２及び４４を通過する入射光をホログラフィッ クプレート５４に入れるように作用する。 図面には、異なる光景からの視線が平行に示されているが、本発明の範囲を平 行な視線だけに限定する意図はなく、本発明は、平行である、あるいは平行でな いに関わらず、如何なる二つの光景あるいは視線に対しても適用が可能である。 しかしながら、これらの場合、ホログラフィックプレート５４は、さらに、少 なくとも一つの出力ホログラフィック光学素子６０を含む。出力ホログラフィッ ク光学素子６０は、ホログラフィックプレート５４に入った光が、ホログラフィ ックプレート５４を去って、観察者の眼４６に到達することを可能にするもので ある。ホログラフィックプレート５４が光を受けない部分を、図３ａに示すよう に、不透明なカバー５７で覆うことが好ましい。 図３ｃに示すように、光学装置５２は、択一的に、光景Ａ及びＢのいずれ、あ るいは両方からの入射光を観察者の眼４６へ導く反射光学素子６２のセット（例 えば、幾何光学の技術分野において良く知られる鏡、プリズムあるいはそれらの 組合せ）を含んでもよい。実際、図３ｃにおいては、光景Ａからの入射光は反射 光学素子６２によって観察者の眼４６へ導かれるが、光景Ｂからの入射光は第二 のレンズ４４通過した後、直接的に眼４６へ到達する。しかしながら、さらに、 図３ｂに類似する反射光学素子の同様なセットを、光景Ｂからの入射光を観察者 の眼４６へ導くために用いてもよい。 現在は、例えば、図３ａ及び３ｂに実証する平面光学素子の製造及び作動は、 図３ｃに実証する非平面的な（すなわち幾何学的な）光学素子と比較した場合、 かなり制限が少ないため、平面光学を利用する実施例が好ましい。平面光学、特 にホログラフィック要素の形成手段に関する詳細については、例えば、フリーゼ ム氏及びアミタイ氏による「光学の傾向」及びジュルゲン・ジョンズ氏及びスー ザン・Ｊ・ウォーカー氏による「薄膜付着によって製造された回折マイクロレン ズの二次元アレイ」に述べられている（A．A．Friesem and Y．Amitai（1996）i n "Trends In Optics"．A Consortini，Ed．Academic Press，NY，pp．125-144; Jurgen Johns and Susan J．Walker（1990）Two-dimensional array of diffrac tive microlenses fabricated by thin film deposition，Applied Optics 29:9 31-936）。 本発明の好適実施例においては、光学系４０は、図８に示す眼鏡２００に用い られ、従来の技術における二焦点眼鏡を用いることに関連するものとして、頭を 動かさずに、あるいは眼が向けられた方向を変えないで近くの、そして遠くの光 景を見ることを可能にする。このため、図３ａ及び３ｂに示す構成のいずれかの 二つの光学系４０を、観察者の眼の 各々の前に一つの光学系４０が配置されるように、従来の眼鏡フレームであるフ レーム２０２に取り付ける。 この場合、光学系４０の各々は、図３ａから３ｃに示すように、近い光景Ａを 見るための短い焦点距離を持つレンズ４２としての下部構成要素と、遠い光景Ｂ を見るための長い焦点距離を持つレンズ４４としての上部構成要素とを含む二焦 点レンズから構成される。光学系４０の各々のレンズ４２及び４４は、眼科の技 術において既知であるが、特定な人の視覚異常及び視覚限界を調整（補正）する ように選択する。観察者がフレームを身につけるため、光景Ａ及びＢの両方から の光が観察者の眼に到達する。それでも、観察者の眼がリラックスしているとき 、すなわち観察者の眼が遠距離の視覚に適応しているときは、光景Ａには焦点が 合っておらず、光景Ｂが観察者の網膜上にほぼ集束する。他方、観察者の眼が近 い物を視覚するように焦点が合っているとき、すなわち観察者の眼が短距離の視 覚に適応しているときは、光景Ｂには焦点が合っておらず、光景Ａが観察者の網 膜上にほぼ集束する。いずれの場合も、観察者には、一方の光景が集束して、他 方がピントがぼけて見える。観察者の脳は、焦点はずれの光景を無視することを 学ぶため、トレーニングの後には、焦点が合った光景のイメージのみを認知する ようになる。したがって、従来の技術による二焦点眼鏡が用いられるモードとは 対照的に、長距離の視覚から短距離の視覚に変えるとき、あるいはその逆のとき は、観察者は、単に眼の焦点を変えることが必要とされるため、頭の位置及び眼 の方向を一定にを保つことが可能である。 現在、非常に高い屈折率を持つ光透過材が知られているため、眼鏡及び他の光 学装置に用いるレンズの厚さは低下し、それらの湾曲は平らになっている。この ような小さな湾曲のレンズは、（眼に面する）内面に、僅かに湾曲するホログラ フィックプレートを接着することができるので、 本発明による眼鏡に用いるのに非常に適している。 同様に、図３ａから３ｃ、それ以降の図に示す構成に従う光学系４０には、二 つ以上のレンズを用いることが可能である。この場合、上記に用語「光景」を定 義したように、三つ以上の光景からの光を同時に、択一的に、あるいは対として 観察者の眼へ導いてもよい。 図４ａから４ｃを参照する。本発明の好適実施例によれば、光学系４０は、さ らに遮光メカニズム７０を含む。遮光メカニズム７０は、少なくとも観察者が選 択する任意の時間に渡って、第一及び第二の光景Ａ及びＢの一方の光が観察者の 眼４６に到達しないように光を遮るためのものである。図４ａから４ｃにおいて は、図３ａに示す光学系４０の構成が、さらに遮光メカニズム７０を含むように 作り直されている。遮光メカニズム７０は光ブロッカ７２を含み、このブロッカ は三つの操作モードを持つことが好ましい。 図４ｂに示す第一の操作モードでは、光ブロッカ７２は、光景Ａからの光が観 察者の眼４６に到達しないように光を遮って配置されている。 図４ｃに示す第二の操作モードでは、光ブロッカ７２は、光景Ｂからの光が観 察者の眼４６に到達しないように光を遮って配置されている。 図４ａに示す第三の操作モードでは、光ブロッカ７２は、観察者の眼４６に対 して光景Ａ及びＢのどちらの光をも遮らないように配置されている。このため、 第三の操作モードでは、光学系４０は、本質的に、上記図３ａで説明したように 機能する。 したがって、図４ｂに示す第一の操作モードでは、観察者の眼４６には光景Ｂ だけが映り、図４ｃに示す第二の操作モードでは、観察者の眼４６には光景Ａだ けが映る。しかし、図３ａに示す第三の操作モードでは、観察者の眼４６には光 景Ａ及びＢの両方が映る。 本発明による光学系のこの実施例は、例えば、上記に説明したように 焦点はずれの光景を無視できない観察者に適する。このような観察者は、単に一 つの操作モードからもう一つの操作モードへと、遮光メカニズム７０に沿って光 ブロッカ７２を移動させることによって、光景を選択して見ることができる。 同業者には明らかであるが、（ｉ）遮光メカニズム７０は、図３ａから３ｃを 参照して説明した光学系４０のどの構成にでも用いることが可能である。（ｉｉ ）遮光メカニズム７０は、レンズ４０及び４２と光学装置５２とに相対的にどの 位置にでも配置することが可能である。例えば、遮光メカニズム７０をレンズ４ ２及び４４の前に、あるいは光学装置５２と観察者の眼４６との間に配置しても よい。そして（ｉｉｉ）上記の三つの操作モードのうち、単に二つの操作モード の組合せを持つ遮光メカニズム７０も、ある観察者に対しては、あるいは用途に よっては有用である。 図５に、図３ｂに示す光学系４０の構成を、もう一つのタイプの遮光メカニズ ム７０を含むように作り直す。図５の遮光メカニズム７０は、各々レンズ４２及 び４４に対して取り付けた光ブロッカ７２ａ及び７２ｂを含む。ブロッカ７２ａ そして／あるいは７２ｂの各々を回転することによって、光景Ａそして／あるい はＢからの光が、各々観察者の眼４６に到達することが妨げられる。 図８に示す本発明のもう一つの好適実施例においては、光学系４０は、単一光 景の、二つの角度からの二つのイメージＡ及びＢの三次元視覚を目的としたヘッ ド・セット３００に用いられる。この場合、イメージＡ及びＢは単一光景の視差 情報を含む。本発明のこの実施例の説明においては、イメージＡからの光は、上 記に説明した光景Ａからの光として作用し、イメージＢからの光は、上記に説明 した光景Ｂからの光として作用することに注意すべきである。 このため、二つの光学系４０（図３ａ及び３ｂに示す構成の一方を用いること が好ましい）を適当なフレーム、例えば従来のヘッド・セットフレーム（図示せ ず）内に取り付け、光学系４０を観察者の各々の眼の前に配置する。この場合、 光学系４０の各々は、任意の比較的に短い焦点距離を持つレンズ４２を第一の構 成要素として、同様な焦点距離を持つレンズ４４を第二の構成要素として含む。 この場合、両レンズは拡大及び照準レンズであることが好ましい。しかし、この 場合、レンズ４２及び４４は、必ずしも視覚異常を調整（補正）するものとして 用いられるものではない。両光学系４０の遮光メカニズム７０を収容するフレー ムを観察者が身につけると、一方の眼がイメージＡからの光だけを受け、他方の 眼がイメージＢからの光だけを受けるため、観察者は、その光景を三次元に視覚 する。 実際、三次元視覚の目的では、光学系４０が全くレンズを含まないような構成 にしてもよい。このような単純な光学系を、下記に光学系４０’として、図６ａ 及び６ｂに二つの操作モードを示す。光学系４０’は、図３ｂに示す光学系４０ の上記すべての構成要素を含むが、レンズを欠いている。観察者は、光学系４０ ’用いて、同時に、第一のイメージＡを一方の眼、例えば４６で、そして第二の イメージＢを他方の眼、例えば４６’で見ることができる。したがって、光学系 ４０は、第一のイメージＡからの（矢印４８によって示す）入射光を観察者の一 方の眼４６へ、そして同時に、第二のイメージＢからの（矢印５０によって示す ）入射光を観察者の他方の眼４６へ導くための光学装置５２を含む。図６ａ及び ６ｂに示す望ましい構成においては、光学装置５２はホログラフィックプレート ５４を含む。ホログラフィックプレート５４は、二つの（図３ｂのものに類似す る）入力ホログラフィック光学素子５６を含むことが好ましい。入力ホログラフ ィック光学素子５６は、入射光がホロ グラフィックプレート５４に入ることを可能にするためのものである。本発明の この実施例のようにレンズが用いられない場合は、入力ホログラフィック光学素 子５６は、対応するイメージＡあるいはＢに視野を限定するように選択されるこ とが好ましい。ホログラフィックプレート５４は、さらに、少なくとも一つの出 力ホログラフィック光学素子６０を含む。出力ホログラフィック光学素子６０は 、ホログラフィックプレート５４に入った光がホログラフィックプレート５４か ら去り、観察者の眼４６及び４６’に到達することを可能にするためのものであ る。三次元視覚のために、光学系４０’は、さらに、遮光メカニズム７０を含む 。遮光メカニズム７０は、第一及び第二のイメージＡ及びＢ内の視差情報のタイ プに応じて、イメージＡ及びＢからの各々の光が、観察者の各々の眼４６及び４ ６’に到達することを遮るものである。好適実施例においては、遮光メカニズム ７０は、光ブロッカ７２を含み、図４ａから４ｃに関して上記に説明したような 三つの操作モードを持つことが好ましいが、二つの操作モードを図６ａ及び６ｂ に示す。 したがって、図６ａに示す第一の操作モードにおいては、観察者の眼４６には イメージＢだけが見え、図６ｂに示す、第二の操作モードにおいては、観察者の 眼４６’にはイメージＡだけが見える。 観察者に対して、予め定めたやり方でイメージＡ及びＢを配置するなら、すな わち、左のイメージ（すなわち、光景に対して左の角度のイメージ）、例えばイ メージＡが観察者の左眼、この場合は眼４６’で見えるように配置し、そして右 のイメージ（すなわち、光景に対して右の角度のイメージ）、例えばイメージＢ が、観察者の右眼、この場合は眼４６で見えるように配置するならば、光学系４ ０’は、遮光メカニズム７０を含まないで、入力ホログラフィック光学素子５６ を一つだけ含むように単純化することも可能である。この場合、この入力ホログ ラフィッ ク光学素子は、図６ａに示す第一のケースとして、イメージＢからの（矢印５０ によって示す）光が眼４６に到達するように、そして、図６ｂに示す第二のケー スとして、イメージＢからの（矢印４８によって示す）光が眼４６’に到達する ように配置される。 したがって、本発明によれば、光景を観察者が三次元として視覚できる光学系 が提供される。この場合、光景は第一のイメージ及び第二のイメージとして提示 され、第一及び第二のイメージの各々は光景の視差情報を含む。この光学系は、 各々が光透過材から形成された本体を持つ第一及び第二のホログラフィックプレ ートから構成され、各々は、さらに、本体の第一側に形成された少なくとも一つ の入力ホログラフィック光学素子を含む。本体を形成する材料及び入力ホログラ フィック光学素子の各々は、本体に入った任意の方向を持つ入射光が回折され、 上記に用語「内反射」を定義したように、ほぼ完全な内反射を生じるように選択 する。第一及び第二のプレートの各々は、さらに本体の第二側に形成された少な くとも一つの出力ホログラフィック光学素子を含むため、出力ホログラフィック 光学素子に到達する光は、本体から、入射光の任意の方向とほぼ同様な方向に出 る。この光学系は、第一のホログラフィックプレートによって第一のイメージか らの光だけが観察者の一方の眼に到達するように、そして第二のホログラフィッ クプレートによって第二のイメージからの光だけが観察者の他方の眼に到達する ように形成される。これを可能にするために、ホログラフィックプレートの各々 は、さらに遮光メカニズムを含むことが好ましい。 本発明のもう一つの実施例においては、光学系４０を、観察者の視野外の情報 を視野内にもたらすために用いることも可能である。例えば、眼が前方の道路（ 空）に向いた自動車の運転手（あるいは航空機のパイロット等）は、前方の道路 （空）と情報パネルとの両方を同時に視覚す るために、そして／あるいは運転手（パイロット）の視野の、通常下方あるいは 上方に位置する情報を映すために、眼の前に一対の光学系４０を身につけること ができる。上記の三次元視覚の実施例のように、この場合も、レンズはオプショ ン的なものであり、不可欠なものではない。 さて、図７ａ及び７ｂを参照する。本発明のもう一つの好適実施例によれば、 下記に光学系４０”として述べられる光学系が提供される。光学系４０”を用い ることによって、頭を動かさずに、あるいは眼の方向を変えないで、近くの、そ して遠くの光景の両方を見ることを可能にする、例えば、図８に示す２００と付 された眼鏡を提供することができる。この眼鏡は、各接眼レンズが僅かに一つの 特注レンズから構成されるため、光学系４０の種々の構成に基づく眼鏡に比べ（ 二つの特注レンズ）、製造が容易である。 図７ａ及び７ｂに、本発明による光学系４０”の二つのオプション的な実施例 を示す。観察者は、光学系４０”を、近くの光景Ａと遠くの光景Ｂとを択一的に 、あるいは同時に見るために用いることができる。光学系４０”は、通過する光 の照準を正す拡大照準接眼レンズ４２’を含む。拡大照準レンズ４２’は（例え ば、読むのに適する２５から４０ｃｍの範囲の）比較的に短い焦点距離を持つこ とが好ましい。拡大照準レンズ４２’は、基本的な光学素子として市販されてい る従来のタイプのものであることが好ましい。したがって、これは特注品ではな い。 光学系４０”は、近くの光景Ａからの（矢印４８によって示す）入射光を、拡 大照準レンズ４２’を介して観察者の眼４６に、そして同時に、遠くの光景Ｂか らの（矢印５０によって示す）入射光を観察者の同じ眼４６に導くために、さら に、ホログラフィックプレート５４の形態で光学装置５２を含むことが好ましい 。光学装置５２は、図３ｃに示す要素６２等の反射光学素子を含んでもよいが、 この構成は、現時点では、古 典幾何光学に比べて平面光学の方が利点が多いため、好ましくない。 ホログラフィックプレート５４は、少なくとも一つの（図７ａにおいては一つ 、図７ｂにおいては二つの）入力ホログラフィック光学素子５６を含む。したが って、図７ａにおける入力ホログラフィック光学素子５６は、近くの光景Ａから の、レンズ４２’を通過してホログラフィックプレート５４に入る入射光を受け 入れるためのものである。この場合、光景Ｂからの光は、プレート５４の外面５ ８にほぼ直角に当たるため、直接的にホログラフィックプレート５４に入る。他 方、図７ｂにおける入力ホログラフィック光学素子５６は、光景Ａ及びＢの両方 からの入射光をホログラフィックプレート５４に受け入れるためのものである。 しかし、どちらの場合も、ホログラフィックプレート５４は、さらに、少なく とも一つの出力ホログラフィック光学素子６０を含む。出力ホログラフィック光 学素子６０は、ホログラフィックプレート５４に入った光を、ホログラフィック プレート５４から放ち、観察者の眼４６に到達させるためのものである。 光学系４０”は、さらに、典型的に長い焦点距離を持つ補正接眼レンズ４４’ を含む。補正レンズ４４’は、遠距離視覚異常を調整する（補正する）ためのも ので、特定の観察者の特定の眼４６に調整される。補正レンズ４４’は、観察者 の眼４６と出力ホログラフィック光学素子６０との間に位置している。光景Ａそ して／あるいはＢから補正レンズ４４’に到達する光は照準が正しい状態にある 。これは、近くの光景Ａからの光が拡大照準レンズ４２’によって照準が正され 、遠くの光景Ｂからの光が自然にほぼ照準が正されるためである。 上記に説明した光学系４０”の構成によれば、短距離及び遠距離の両方の視覚 異常に苦しむ観察者が、近くの光景Ａ及び遠くの光景Ｂを快適に同時に、あるい は択一的に見るためには、特注レンズ（すなわち、レ ンズ４４’）が一つだけ要求される。光学系４０のように、光学系４０”にも、 近くの光景Ａ及び遠くの光景Ｂの視覚を容易にするために、（例えば、図４ａか ら４ｃに示す遮光メカニズム７０に類似する）遮光メカニズムを補ってもよいこ とは明らかである。したがって、光学系４０”には、光学系４０について上記に 説明したすべての利点がある。さらに、光学系４０では二つの特注レンズ（例え ば、図３ａ及び３ｂ、そして図４ａから４ｃのレンズ４２及び４４）が必要とさ れるのに対し、光学系４０”には、特注レンズ（すなわち、レンズ４４’）が一 つだけであるという、もう一つの利点がある。 本発明の第二実施例による光学系は、光景からの受動光を用いるもので、ヘッ ドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）システムとは対照的に、システムの一部とし て能動光（すなわち、ディスプレイ）を用いることはない。 図面の図１２から図１７に示す本発明の第二実施例をより良く理解するために 、ここで、図９から図１１に示す従来の（すなわち、従来の技術による）ヘッド アップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）システムの構成及び作動について述べる。 下記にシステム２２０と言及する従来のＨＵＤシステムは、結合器として機能 するビーム・スプリッタ２２２を含む。結合器２２２は、遠くの光景Ａからの、 視線２２６によって示す照準が正された受動光が本質的に何の影響も受けずに観 察者の眼２５４に到達するように、観察者の眼２５４に相対的に配置される。Ｈ ＵＤシステム２２０は、さらに、アクティブなディスプレイ装置２２８を含む。 この装置２２８は通常ブラウン管（ＣＲＴ）であって、Ｄと付したディスプレイ を提示する。このため、装置２２８は、視線２３０によって示す（通常、照準が 正されていない）能動光を発する。下記に述べるが、システム２２０は、（ｉ） 視線２３２によって示す光の照準を正す、そして（ｉｉ）この平行光２３２を結 合器２２２へ、そして、そこから観察者の眼２５４へ導くことが可能な光学装置 ２３１を含む。したがって、観察者は、光景Ａ及びディスプレイＤの両方からの 平行光を同時に見る。 従来のＨＵＤシステム２２０は、いくつかの構成に形成することが可能であり 、三つの例を図９から図１１に示す。 図９に示すように、光学装置２３１は照準レンズ２３４を含む。図９の構成に おいては、装置２２８及びレンズ２３４は、装置２２８から発した、照準が正さ れていない能動光２３０が照準レンズ２３４を通過し、そこで照準が正され、し かし方向はほとんど変化せずに結合器２２２に向かい、そして結合器２２２によ って反射されて観察者の眼２５４へ導かれるように、共直線的に配置される。 図１０に示すように、光学装置２３１は、前記のものと同様に照準レンズ２３ ４を含み、さらに反射鏡（例えば、鏡あるいはプリズム）２３６を含む。図１０ に示す構成では、装置２２８及びレンズ２３４は、装置２２８から発した照準が 正されていない能動光２３０が照準レンズ２３４を通過して照準が正され、２３ ２によって示すこの平行光が反射鏡２３６に到達し反射されて結合器２２２に向 かい、次に結合器２２２によって反射されて観察者の眼２５４へ導かれるように 、共直線的に配置される。レンズ２３４及び反射鏡２３６の位置は、光がまず反 射されてから照準が正されるように変えてもよいこと、また、システム２２０の 他の構成要素に対して装置２２８が、これとは異なって配置される場合は、装置 ２２８から結合器２２２へ光を導くために、さらに反射鏡を追加してもよいこと は明らかである。 図１１に示すように、光学装置２３１は、先に説明した図１０に示す第二の構 成の照準レンズ２３４及び反射鏡２３６によって達成されるも のと同様な照準と反射との組合せ効果を提供するための照準反射鏡２３８を含む 。図１１に示す構成では、装置２２８及び照準反射鏡２３８は、装置２２８から 発した、照準が正されていない能動光２３０が、照準反射鏡２３８によって反射 されると同時に照準が正され、２３２によって示すこの平行光が、照準反射鏡２ ３８のカーブに適応した照準結合器である結合器２２２に到達し、次に、その光 が照準結合器２２２によって反射されて観察者の眼２５４へ導かれるように配置 される。システム２２０の他の構成要素に対して装置２２８がこれとは異なって 配置される場合、装置２２８からの光を結合器２２２へ導くために、さらに反射 鏡を追加してもよいことは明らかである。 ある場合には、システム２２０のための、上記に説明した光学素子はすべて、 上記に特定したように各面が機能する表面を持つ単一の光学素子に含ませること ができる。したがって、例えば、図１０に示す構成では、結合器２２２及び反射 鏡２３６は、（破線で示す）単一のエレメント２４０の二つの面であってもよい 。この場合、光は、これを通って、反射面２３６’から結合面２２２’へ進む。 この方向のＨＵＤシステムは、例えば、ＪＰ４９７１９３（要約）に開示されて いる。 従来の技術によるＨＵＤシステムのいくつかは据置型であるが、システムがい つも観察者の眼の前に位置するように、ヘッド・セット、ヘルメット等に（少な くとも部分的に）取り付けたものもある。しかしながら、すべての従来の技術に よるＨＵＤシステムは、受動光を介して視覚により認識される一つの光景と、能 動光を介して視覚により認識される一つのディスプレイとの同時のプレゼンテー ションに限定される（用語「受動光」及び「能動光」は上記背景の個所で定義し ている）。現在既知であるＨＵＤシステムで、二つの光景の同時視覚を、本発明 の基礎である上記に定義した意味において目指すものは全く存在しない。換言す れば、ＨＵＤシステムでは、観察者の各々の眼は、観察者の眼に到達する受動光 によって形成される一つの実像と、観察者の眼に到達する能動光によって形成さ れる一つの虚像とを同時に視覚により認識する。多くの場合、両イメージからの 光は、観察者の眼がかなりリラックスした（すなわち、近距離視覚に適応してい ない）状態で、両イメージがはっきりと見えるように、自然に、あるいは光学的 に、ほぼ、あるいは完全に照準が正される。 本発明による光学系の原理及び作用については、次の図面と、その説明から良 く理解することができる。 さて、図１２及び図１３に、下記に光学系２５０として言及する本発明による 光学系のいくつかの実施例を示す。 光学系２５０は、観察者が、Ａ（あるいはＡ’）によって示す第一の光景と、 Ｂによって示す第二の光景とを同時に見ることを可能にするためのものである。 両光景Ａ（あるいはＡ’）及びＢは、用語「光景」が上記背景の個所で定義され ているように、受動光を介して観察者が視覚により認識するものである。ここに 説明する光学系２５０は、観察者の一つの眼に使用するためのものである。構成 要素が最も少ない構成において、光学系２５０は、観察者の頭に光学系２５０を 取り付け、観察者の眼２５４の前に光学系２５０を配置するためのヘッド・アレ ンジメント２５２を含む。ほとんどの実施例においては、観察者の眼の各々に対 して一つ、合計二つの光学系２５０を用いる。これらの場合、これら二つの光学 系の他の構成要素を係合させるには、一つのヘッド・アレンジメント２５２で十 分である。図１２及び図１３では、ヘッド・アレンジメント２５２は、眼鏡の耳 どめに類似するように示されているが、多くの他の構成が可能であり、本技術分 野で良く知られる例えば、ヘッド・セット、ヘルメット等（限定せず）、あるい は観察者の眼の前に近づけ て光学系２５０をしっかり固定することができる他の構成でもよい。 同業者には明らかであるが、光学系２５０の構成要素が大きい場合、光学系２ ５０は、使用中に観察者の頭に係合しないタイプのものでもよい。この場合、光 学系２５０は、ヘッド・アレンジメントを含まず、その代わり、ここに説明する その他の構成要素は、適当なハウジング（図示せず）内に直接的に、あるいは間 接的に係合されることが好ましい。その大きさに応じて、単一の光学系２５０が 観察者の両眼に対して同時に作用してもよい。 構成要素が最も少ない構成でも、光学系２５０は、視線２５７によって示す第 一の光景Ａからの光と、視線２５８によって示す第二の光景Ｂからの光との両方 が観察者の眼２５４の中へ同時に導かれるように配置されるビーム・スプリッタ ２５６を含む。したがって、ビーム・スプリッタ２５６が結合器として機能する 。 好適実施例においては、ビーム・スプリッタ２５６は、観察者が彼の頭を動か した場合に観察者が、第一の光景Ａ（あるいはＡ’）及び第二の光景Ｂを見るの に光学系を調整できるように、そして観察者が、同時に見るもう一対の光景（図 示せず）を選択できるように、ヘッド・アレンジメント２５２に対して可動性（ 例えば、移動、回転、あるいは両方）がある。ビーム・スプリッタ２５６を動か すには、例えば、ヘッド・アレンジメント２５２にビーム・スプリッタ２５６を 連結する第一のヒンジ２５９が有効である。 多くの場合、第一の光景Ａ（あるいはＡ’）は近くの光景で、第二の光景Ｂは 遠くの光景である。ここに用いる用語「近くの光景」は、観察者が近くの光景を 見るために、眼の焦点を合わせる（適応させる）必要がある場合、観察者から特 定な距離内に位置する光景を示す。したがって、近くの光景は、通常、観察者か ら、数センチメートルから数メート ルまでの範囲内に位置する。ここに用いる用語「遠くの光景」は、観察者が遠く の光景を見るために、眼の焦点を合わせる（適応させる）必要がほとんどないよ うな観察者から特定な距離内に位置する光景を示す。したがって、遠くの光景は 、通常、観察者から例えば５から１０メートル、あるいは例えば１００から１０ ００メートルの範囲、あるいはもっと遠くに位置する。第一の光景Ａ（あるいは ａ’）が近くの光景で、第二の光景Ｂが遠くの光景である場合は、遠くの光景Ｂ からの光は、（かなり遠くから到達するので）自然にほぼ照準が正されるが、近 くの光景Ａ（あるいはＡ’）からの光は照準が正されない。このことは、観察者 が両光景をはっきりと同時に見るうえで問題である。その理由は、任意の時点に おける眼２５４は、近くの光景Ａ（あるいはＡ’）を見るために焦点が合わされ て、遠くの光景Ｂをはっきりと見ることができない状態にあるか、あるいは択一 的に、遠くの光景Ｂを見るためにリラックスして、近くの光景Ａ（あるいはＡ’ ）をはっきりと見ることができない状態にあるかのいずれかであるためである。 したがって、図１２に示すように、本発明の好適実施例においては、光学系２５ ０は、さらに、照準レンズ２６０を含む。このレンズは、近くの光景Ａ（あるい はＡ’）からの光の照準を、ビーム・スプリッタ２５６に到達する前に正すため のものである。照準レンズ２６０は、ヘッド・アレンジメント２５２（図示せず ）によって（例えば、ビーム・スプリッタ２５６等の光学系２５０の他の構成要 素を介して）直接的にあるいは間接的に支持される。図１３に示すように、照準 レンズを介して近くの光景Ａ（あるいはＡ’）からの光の照準を正す代わりに、 ビーム・スプリッタ２５６を照準ビーム・スプリッタ２５６’として選択するこ とによって、光の照準を正すことができる。 しかしながら、光景Ａ（あるいはＡ’）及びＢが共に遠くの光景であ る場合、両光景Ａ（あるいはＡ’）及びＢからの光は、自然に照準がほぼ正され る。この場合、照準を正す必要はないが、光学系２５０が多目的に使用できるよ うに、なおかつ照準合わせを行うことが好ましい。 さらに、第一の光景Ａ（あるいはＡ’）及び第二の光景Ｂが共に近くの光景で ある場合、光景Ａ（あるいはＡ’）及びＢからの光は照準が正されない。この場 合、いくつかの用途に対しては、光学系２５０が、さらに、第一の光景Ａ（ある いはＡ’）からの光の照準を正すための第一の照準レンズ２６０（図１２）ある いは照準ビーム・スプリッタ（図１３）と、第二の光景Ｂからの光の照準を正す ための第二の照準レンズ２６２との両方を含むことが好ましい。この場合、第二 の照準レンズ２６２は、直接的にあるいは間接的にヘッド・アレンジメント２５ ２によって支持される。 さらに、他の用途に対しては、全く照準合わせを行わないことが好ましい。例 えば、観察者が二つの光景からの光を同時に受けることを望みながら、一方の光 景のみにはっきりと焦点を合わせたい場合、他方の光景に焦点が合ってなくても 、その光景に変化が生じたときに観察者の注意を引き付けることができる。 しかしながら、好適実施例においては、観察者に視覚により認識される前に、 光学系２５０を通過するすべての光の照準を正すために、ビーム・スプリッタ２ ５６と観察者の眼２５４との間に位置した照準レンズ２６７が用いられる。 第一の光景Ａ（あるいはＡ’）あるいは第二の光景Ｂは、観察者に対して任意 の位置に存在するため、例えば、第一の光景はＡあるいはＡ’に位置してもよい し、また、観察者が、ビーム・スプリッタ２５６から反射した後の第一の光景Ａ を見ると、光景は逆さまの方向で視覚されるため、本発明の好適実施例において は、光学系２５０は、さらに、少な くとも一つの反射鏡２６４を含む。反射鏡２６４の各々は、直接的にあるいは間 接的にヘッド・アレンジメント２５２によって支持される。図１２及び図１３に 示すように、ヘッド・アレンジメント２５２によって間接的に支持された単一の 反射鏡２６４が用いられる。この単一の反射鏡２６４は、ヘッド・アレンジメン ト２５２によって支持されたビーム・スプリッタ２５６に中性光学素子２６６を 介して連結される。したがって、反射鏡２６４は、第一の光景Ａ’からの光をビ ーム・スプリッタ２５６に導くためのものである。しかしながら、ある場合には 、図１３に示すように、反射鏡２６４自体が光の照準を正することが可能なこと が好ましい。このため、照準反射鏡２６４’を選択してもよい。 多くの用途ににおいては、観察者が頭を移動させて第一の光景Ａ（あるいはＡ ’）及び第二の光景Ｂを見るときに観察者が光学系２５０を調整することができ るように、そして観察者が、第一あるいは第二の光景と共に同時に見るための少 なくとも一つの置換光景（図示せず）を選択できるように、反射鏡２６４及びビ ーム・スプリッタ２５６の少なくとも一つがヘッド・アレンジメント２５２に対 して可動であることが重要である。このため、光学系２５０は、さらに、反射鏡 ２６４と中性光学素子２６６との間を連結する第二のヒンジ２６８を備えてもよ い。 本発明のもう一つの実施例においては、ビーム・スプリッタ２５６及び反射鏡 ２６４は、点線２７２によって示す容量を持つ単一の光学素子２７０の各々第一 面２５６”及び第二面２６４”として形成される。 これまで説明した光学系２５０は、（視覚異常がない）正常な視力を持つ観察 者に適しているが、光学系２５０は、視覚異常がある観察者も使用することがで きる。例えば、眼のレンズ及び角膜の力が強すぎること、そして／あるいは眼球 が長すぎることから生じる焦点に関する視覚異常である近視の場合は、正の集束 能が大きすぎるために遠くの物のイ メージが網膜の前に集束し、はっきりと見ることができないため、発散レンズを 選択して、近視眼が焦点を合わせることができる最も遠い点にイメージを形成す るようにする。他方、眼の屈折要素が弱すぎること、そして／あるいは眼球が短 すぎることから生じる近視の正反対である遠視の場合は、遠くの物のイメージが （眼がリラックスしているときに）網膜の背後に形成される。したがって、遠視 は収束レンズによって補正する。近視及び遠視は、遠くの物を見る場合の視覚異 常である。他方、近くの物を見る場合の視覚異常の一つであり、多くの場合、読 む能力を損なう老視は、典型的に、年齢の経過と共に眼レンズが硬化した結果と して生じ、近くの物に対して眼の焦点を合わせる（適応させる）能力が制限され てしまう。したがって、老視は、快適に読むことができるように、収束レンズに よって補正する。従来の眼鏡は、典型的に、観察者の眼の前の適当な位置に眼鏡 を支持するためのフレームと、フレーム内に設けた、観察者の眼の各々に対して 一つずつ、合計二つのレンズとを含み、各レンズは、特定な眼視覚異常を補正す る焦点特性を持つ。 眼鏡が必要な人に対しては、ヘッド・アレンジメント２５２が眼鏡のフレーム に取り付けられるアタッチメント（図示せず）として、光学系２５０を構成して もよい。択一的に、光学系２５０は、さらに、観察者の視覚異常を補正するため の矯正光学レンズ２７４を含んでもよい。この矯正光学レンズは、ビーム・スプ リッタ２５６と観察者の眼２５４との間に配置し、ヘッド・アレンジメント２５ ２（図示せず）によって直接的にあるいは間接的に支持する。 上記の通り、これまで説明した光学系２５０は、観察者の一方の眼、例えば眼 ２５４に使用するものであるが、多くの場合、観察者の眼の各々に対して、独立 した光学系２５０を補うことが好ましい。このため、本発明の好適実施例によれ ば、観察者が第一の光景Ａ（あるいはＡ’） 及び第二の光景Ｂを同時に見ることが可能なヘッド・セット（例えば、ヘルメッ ト）が提供される。このヘッド・セットは、上記の実施例における二つの光学系 ２５０を含み、観察者の眼の各々の前に一つずつ光学系２５０が配置される。 観察者の眼の各々が、異なる光景を見ることができるほうが望ましい場合、ヘ ッド・セットは、単に、観察者の一方の眼、例えば眼２５４の前に配置された一 つの光学系２５０を含むだけでもよい。この場合、両眼が一つの光景、例えば第 二の光景Ｂに向けられ、そしてビーム・スプリッタ２５６がほぼ反射面２５６' ”としてのみ機能するなら、すなわち、第二の光景Ｂからの光をほとんど通さず 、第一の光景Ａ（あるいはＡ’）からのほとんどの光を反射するなら、観察者の その一方の眼（２５４）が第二の光景Ｂに向けられていても、第一の光景Ａ（あ るいはＡ’）からの光が入るため、眼２５４は光景Ａ（あるいはＡ’）を見るが 、このとき同時に、他方の眼は光景Ｂを直接的に見る。 これと全く同じ効果を、観察者の眼の各々に対して一つずつ二つの光学系２５ ０を用いる上記のヘッド・セットを使用しても得ることができる。しかし、この 場合は、視線２５８が観察者の一方の眼によって、また視線２５７が他方の眼に よって視覚されないように遮る遮光メカニズムを用いることが必要である。遮光 メカニズム（例えば、光シャッタ）については、本文中で説明したが、本技術分 野においても良く知られている。 さて、図１４ａ及び１４ｂを参照する。ディスプレイ（例えば、ＣＲＴディス プレイ）からの光を、結合器として機能するビーム・スプリッタへ導く反射鏡を 含むＨＵＤシステムにおいては、場合によって、ディスプレイは、逆さまに、あ るいは真のディスプレイの鏡像として表示される。ＨＵＤシステムでは、このこ とは、ほとんど問題ではない。ディ スプレイ自体を変えることができる（例えば、逆さまに、あるいは鏡像として表 示できる）ため、観察者は、ディスプレイを正常な状態（例えば、右側が上にあ る自然なイメージ）で見ることが可能である。 しかし、この効果は、受動光による光景を見るために用いる光学系にとっては 深刻な問題である。なぜなら、観察者は、光景に対して、ディスプレイを見ると きのようなコントロールを持たないためである。 このため、本発明の好適実施例においては、第一の光景Ａ’の光景が観察者に 自然な状態で見えるように、ビーム・スプリッタ２５６及び反射鏡２６４を第一 の光景Ａ’に対して、また観察者の眼２５４に対して配置する。このような構成 のいくつかを図１２及び図１３に概略的に示し、上記に説明した。しかしながら 、第一の光景Ａ’を自然な状態で見ることを可能にする図１２及び図１３の構成 は、地平線に対して浅い角度（例えば、俯角０から７０度）に位置する第一の光 景、例えば第一の光景Ａ’を見ることを可能にするが、地平線に対して急勾配な 角度（例えば、俯角７０から９０度）に位置する第一の光景、例えば第一の光景 Ａを見ることを制限する。 図１４ａから１４ｃに示す構成は、ビーム・スプリッタ２５６の上方に反射鏡 ２６４を配置し、ビーム・スプリッタ２５６の低い方を観察者の眼２５４に近づ けている。したがって、これらの構成は、急勾配な角度にある第一の光景（例え ば、光景Ａ）を見ること、そして自然な状態で光景を見ることを可能にする。 光学系２５０は、一対の関連する光景を同時に見るのに適しており、そのため に用いることができる。ここに言及する関連する光景とは、観察者に対して異な る位置にある光景のことであり、したがって、光学器械を使用せずには、はっき りと同時に見ることは不可能である。しかし、このような光景を同時に見ること には利点がある。このような光景の対 としは、限定せずに次のものを含む。ノートと黒板、ノートと講師、ノートとス クリーン、絵と描画対象物、キーボードとスクリーン、印刷物とスクリーン、印 刷物と前方の道路、そして印刷物と前方の空。リストした光景の対については、 上記背景の個所で詳しく述べている。 さらに、図１２から図１４を参照する。本発明によれば、観察者が第一の光景 及び第二の光景を同時に見ることを可能にするための方法が提供される。この場 合、第一及び第二の光景の両方は受動光を介して観察者に視覚される。 好適実施例によれば、この方法は次のステップを含む。（ａ）第一の光景Ａか らの光と第二の光景Ｂからの光との両方を観察者の眼２５４に同時に導くように 配置されたビーム・スプリッタ２５６を観察者に提供する。ビーム・スプリッタ ２５６は、観察者が頭を動かした場合、第一の光景Ａ（あるいはＡ’）及び第二 の光景Ｂを見ることが可能なように観察者が光学系を調整することができるよう 、また観察者が他の二つの光景（図示せず）を選択して同時に見ることができる ように可動性であることが好ましい。第一の光景Ａ（あるいはＡ’）が近くの光 景で、第二の光景Ｂが遠くの光景である場合、遠くの光景Ｂからの光は自然に照 準がほぼ正される。この場合、この方法は、さらに、近くの光景Ａ（あるいはＡ ’）からの光の照準を正すための照準レンズ２６０を観察者に提供するステップ を含むことが好ましい。第一の光景Ａ（あるいはＡ’）及び第二の光景Ｂが共に 遠くの光景である場合には、光景Ａ（あるいはＡ’）及びＢからの光は自然に照 準がほぼ正される。さらに、第一の光景Ａ（あるいはＡ’）及び第二の光景Ｂの 両方が近くの光景である場合は、どちらの光景からの光も照準が正されていない 光である。この場合は、この方法は、さらに、第一の光景Ａ（あるいはＡ’）か らの光の照準を正すための第一の照準レンズ２６０を観察者に提供するス テップを含むことが好ましい。そしてさらに、第二の光景Ｂからの光の照準を正 すための第二の照準レンズ２６２を観察者に提供するステップを含むことが好ま しい。 好適実施例によれば、この方法は、さらに、第一の光景Ａ’からの光をビーム ・スプリッタ２５６へ導くための少なくとも一つの反射鏡２６４を観察者に提供 するステップを含む。観察者が頭を動かす場合、観察者が第一の光景Ａ’及び第 二の光景Ｂの視覚を調整できるように、また観察者が、第二の光景と共に同時に 見るための少なくとも一つの置換光景（図示せず）を選択できるように、反射鏡 ２６４及びビーム・スプリッタ２５６の少なくとも一つが、互いに対して可動性 があることが好ましい。好適実施例においては、ビーム・スプリッタ２５６及び 反射鏡２６４は、体積を持つ単一の光学素子２７０の各々第一面２５６”及び第 二面２６４”として形成される。本発明の好適実施例によれば、反射鏡２６４は 照準反射鏡２６４’であり、ビーム・スプリッタ２５６は照準ビーム・スプリッ タ２５６’である。このため、第一の光景Ａ’からの光は、ビーム・スプリッタ ２５６’に到達する前に照準反射鏡によって照準が正される。 本発明の方法の好適実施例によれば、ビーム・スプリッタ２５６及び反射鏡２ ６４は、第一の光景Ａが急勾配な角度で、そして自然な状態で見られるように、 第一の光景Ａに対して、また観察者の眼２５４に対して配置される。 本発明の方法のもう一つの好適実施例によれば、この方法は、さらに、観察者 の視覚異常を補正する矯正光学レンズ２７４を観察者に提供するステップを含む 。この矯正光学レンズ２７４は、ビーム・スプリッタ２５６と観察者の眼２５４ との間に配置する。 本発明の方法のもう一つの好適実施例によれば、光学系２５０は、観 察者の眼の前に光学系２５０を支持するヘッド・アレンジメント２５２内に係合 される。眼鏡と同様なやり方で、単一のヘッド・アレンジメント２５２によって 二つの光学系２５０が支持されることが好ましい。現時点ではあまり好ましくな いが、もう一つの実施例としては、光学系２５０を適当なハウジング内に係合さ せて、単一の光学系２５０を同時に観察者の両眼に用いることができる。 上記の光学系２５０は、二つの光景からの光を同時に観察者の一方の眼、ある いは両眼へ導くために、幾何光学の原理を用いる。平面光学の原理を用いても同 じことが達成できる。幾何光学に比べ、平面光学においては、多くの場合、大部 分の、あるいはすべての光学的機能は、単一の光学素子を用いて達成することが 可能なため、他の要素に対する光学的な、そして物理的な調整の必要がない、あ るいは調整の必要がある要素が少ないという利点がある。これは、良い光学的精 度を提供すると共に製造コストが少なくてすむ。 さて、図１５から図１７は、下記に光学系１００として言及する本発明による 光学系の二つのオプション的な実施例を示すものである。光学系１００は、観察 者が第一の光景Ａと第二の光景Ｂとを同時に見るために用いるものである。 光学系１００は、少なくとも一つの（図１５及び図１７ａから１７ｃにおいて は一つ、図１６においては二つの）入力ホログラフィック光学素子１０４を含む ホログラフィックプレート１０２から構成される。したがって、図１５及び図１ ７ａから１７ｃにおいては、入力ホログラフィック光学素子１０４は、光景Ａか らの入射光をホログラフィックプレート１０２に入れるためのものである。この 場合、光景Ｂからの光は、プレート１０２の外面１０６にほぼ直角に当たるため 、直接的にホログラフィックプレート１０２に入る。他方、図１６においては、 入力ホロ グラフィック光学素子１０４は、両光景Ａ及びＢからの入射光をホログラフィッ クプレート１０２に入れるためのものである。 本技術分野で良く知られるように、ホログラフィックプレートは、光透過材か ら作られた本体１２０を含んで形成され、この本体１２０には第一側１０６と第 二側１０６’とがある。好適実施例においては、入力ホログラフィック光学素子 １０４は本体１２０の第一側１０６に形成される。本体１２０が形成される材料 、そして入力ホログラフィック光学素子の各々は、本体１２０に入る任意の方向 を持つ入射光が回折されてほぼ完全な内反射を生じるように選択する。 しかしながら、これらの場合（図１５及び図１７ａから１７ｃ、そして図１６ ）、ホログラフィックプレート１０２は、さらに少なくとも一つの出力ホログラ フィック光学素子１０８を含む。出力ホログラフィック光学素子１０８は、ホロ グラフィックプレート１０２に入った光を、ホログラフィックプレート１０２か ら出して観察者の眼２５４に到達させるためのものである。ホログラフィックプ レート１０２の光を受けない箇所は、図１５に示すように、不透明なカバー１１ ０で覆われている。出力ホログラフィック光学素子は本体１２０の第二側１０６ ’に形成されるため、どの出力ホログラフィック光学素子に到達する光も、入射 光の任意の方向とほぼ同じ方向へ本体１２０から出て、例えば図１５から図１７ に示すように、観察者の眼２５４に到達する。ここに用いる「ほぼ同じ方向」は 、プレート１０２の一方の側１０６を介して入り、他方の側１０６’を介して出 ることを意味する。 ホログラフィックプレート１０２が観察者の眼２５４に対して配置され、入力 及び出力ホログラフィック光学素子が本体１２０に対して配置されるため、第一 及び第二の光景Ａ及びＢの両方からの光は、観察者の眼２５４に同時に導かれる 。図１７ａから１７ｃに示すように、（ｉ） これらの光景からの光は、種々の方向から光学系１００に到達するかもしれない が、それでも光学系１００は観察者の眼２５４の中へ光を同時に導くのに適して いる。（ｉｉ）光学系１００、そして特にプレート１０２は、観察者の眼２５４ に対して種々の向きで配置されてもよい。そして（ｉｉｉ）図１７ｃに示すよう に、プレート１０２を一つ以上の領域において曲げることによって、両光景Ａ及 びＢからの光がプレート１０２に同時に入ることが可能な状態の角度を広げるこ とができる。この場合、この曲線によって、プレート１０２のほぼ完全な内反射 の特性に悪影響を与えないようにすべきである。 平面光学、そして特にホログラフィック要素を形成する手段に関する詳細につ いては、例えば、フリーゼム氏及びアミタイ氏による「光学の傾向」及びジュル ゲン・ジョンズ氏及びスーザン・Ｊ・ウォーカー氏による「薄膜付着によって製 造された回折マイクロレンズの二次元アレイ」に述べられている（A．A．Friese mand Y．Amitai（1996）in"Trends In Optics"．A Consortini，Ed．Academic P ress，NY，pp．125-144;Jurgen Johns and Susan J．Walker（1990）Two-dimens ional array of diffractive microlenses fabricated by thin film depositio n，Applied Optics 29:9231-9236）。 本発明の好適実施例においては、光学系１００は、上記の光学系２５０のよう に、同様の理由により、照準レンズ１１２を含む。例えば、一対の照準レンズ１ １２を、光景Ａ及びＢの各々とプレート１０２との間に配置してもよい。択一的 に、単一の照準レンズ１１２を、プレート１０２と観察者の眼２５４との間に配 置してもよい。 また、上記の光学系２５０と同様に、光学系１００も、さらに矯正光学レンズ １１４を含んでもよい。択一的に、光学系２５０に対して、すべて上記に詳しく 述べたように、視覚異常のある人が用いる眼鏡に取り 付けが可能なように、光学系１００を調整してもよい。光学系２５０の他の特徴 、例えば、ヘッド・アレンジメント、ハウジング等も光学系１００に含めてもよ い。さらに、二つの光学系１００を含むヘッド・セットも本発明の範囲内にある 。この場合、各光学系１００は、観察者の一つの眼の前に近づけて配置される。 したがって、光学系１００は、一対の関連する光景を同時に見るのに適当であり 、そのように用いることが好ましい。この用語「関連する光景」は、光学系２５ ０に対して上記に定義している。光学系２５０に関しては、観察者が、第一の光 景Ａを一方の眼で、そして第二の光景Ｂを他方の眼で同時に見ることを可能にす るために、ヘッド・セットを用いてもよい。この場合、ヘッド・セットは、観察 者の一方の眼、例えば眼２５４の前に配置した、単一の光学系１００を含む。こ れは、ほぼ第一の光景Ａからの光だけを眼２５４に到達させると共に、同時に、 眼２５４が、観察者の他方の眼と同様に、第二の光景Ｂに向けられていても、第 二の光景Ｂからの光が眼２５４に到達しないように遮るためのものである。 現在、非常に高い屈折率を持つ光透過材が既知であるため、眼鏡や他の光学装 置に用いるレンズの厚さは減少し、また、湾曲も平らになって来ている。そのよ うな小さな湾曲のレンズは、本発明による矯正光学レンズとして用いるのに非常 に適している。それらの内面に、僅かに湾曲したホログラフィックプレートを接 着して矯正光学レンズを形成することができる。先に説明した遮光メカニズムを も、一つの光景、例えばＡからの光が観察者の一方の眼、例えば眼２５４に到達 しないように、また他の光景、例えばＢからの光が観察者の他方の眼に到達しな いよう遮って、観察者の各々眼に異なる光景を見させる目的で、光学系１００に 用いてもよい。 本発明は、限られた実施例で説明したが、多くの変更及び改良、そし て他の用途が可能であることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．観察者が第一の光景及び第二の光景を見るために用いる光学系であって、 （ａ）第一の焦点距離を持つ第一の接眼レンズと、 （ｂ）第二の焦点距離を持つ第二の接眼レンズと、なお、前記第一及び第二の レンズは、前記光景からの単一光線が前記第一及び第二のレンズの一つを介して のみ通過するように、前記観察者の一方の眼の前に互いに隣接して配置される、 （ｃ）第一の光景からの入射光を前記第一のレンズに通過させて前記観察者の 前記眼の中へ導くための、そして同時に、第二の光景からの入射光を前記第二の レンズに通過させて前記観察者の前記眼の中へ導くための光学装置とからなり、 前記光学装置は前記第一及び第二のレンズと前記観察者の前記眼との間に配置さ れることを特徴とする光学系。 ２．前記光学装置がホログラフィックプレートを含む請求項１に記載の光学系。 ３．前記ホログラフィックプレートが少なくとも一つのホログラフィック光学素 子を含む請求項２に記載の光学系。 ４．前記ホログラフィックプレートが、前記第一のレンズを通過した入射光を前 記ホログラフィックプレート内へ入れるための第一の入力ホログラフィック光学 素子を含む請求項２に記載の光学系。 ５．前記ホログラフィックプレートが、さらに、前記第二のレンズを通過した入 射光を前記ホログラフィックプレート内へ入れるための第二の入力ホログラフィ ック光学素子を含む請求項４に記載の光学系。 ６．前記ホログラフィックプレートが、さらに、前記ホログラフィックプレート に入った光を前記ホログラフィックプレートから出して前記観察者の前記眼に到 達させるための出力ホログラフィック光学素子を含む請求項４に記載の光学系。 ７．前記ホログラフィックプレートが、さらに、前記ホログラフィックプレート に入った光を前記ホログラフィックプレートから出して前記観察者の前記眼に到 達させるための出力ホログラフィック光学素子を含む請求項５に記載の光学系。 ８．前記光学装置が少なくとも一つの反射光学素子を含む請求項１に記載の光学 系。 ９．さらに、（ｄ）少なくとも任意の時間、前記第一及び第二の光景の一つから の光が前記観察者の前記眼に到達しないように遮るための遮光メカニズムからな る請求項１に記載の光学系。 １０．請求項１に記載の二つの光学系からなる眼鏡。 １１．請求項９に記載の二つの光学系からなる三次元視覚認識のためのヘッド・ セット。 １２．観察者が、第一のイメージ及び第二のイメージによって提示される光景の 三次元視覚認識を得るために用いる光学系であって、前記第一及び第二のイメー ジの各々が前記光景の視差情報を含み、前記光学系は第一のホログラフィックプ レート及び第二のホログラフィックプレートからなり、前記第一及び第二のホロ グラフィックプレートの各々は、 （ａ）第一側及び第二側を持つ、光透過材から形成された本体と、 （ｂ）前記本体の前記第一側に形成された少なくとも一つの入力ホログラフィッ ク光学素子と、なお、前記材料、そして前記少なくとも一つの入力ホログラフィ ック光学素子の各々は、前記本体に入る任意の方向を持つ入射光が回折されてほ ぼ完全な内反射を起こすように選択される、 （ｃ）前記本体の前記第二側に形成された少なくとも一つの出力ホログラフィッ ク光学素子とを含み、このため、前記少なくとも一つの出力ホログラフィック光 学素子のいずれに到達する光も前記入射光の前記任意の方向とほぼ同様な方向に 前記本体から出る、 この場合、前記第一のホログラフィックプレートは、ほぼ前記第一のイメー ジからの光だけを前記観察者の一方の眼へ到達させるためのものであり、前記第 二のホログラフィックプレートは、ほぼ前記第二のイメージからの光だけを前記 観察者の他方の眼へ到達させるためのものであることを特徴とする光学系。 １３．前記ホログラフィック光学素子の各々が、さらに、前記光の通過を遮る遮 光メカニズムを含む請求項１２に記載の光学系。 １４．観察者が近くの光景及び遠くの光景を見るために用いる光学系で あって、 （ａ）前記近くの光景を拡大すると共に通過する光の照準を正すための、短い焦 点距離を持つ拡大照準接眼レンズと、 （ｂ）前記近くの光景から前記拡大照準レンズを通過した入射光を前記観察者の 眼の中へ導き、そして同時に前記遠くの光景からの入射光を前記観察者の前記同 じ眼の中へ導くための光学装置と、 （ｃ）前記光学装置と前記観察者の前記同じ眼との間に配置される遠距離視覚異 常を補正するための補正接眼レンズとからなる光学系。 １５．前記光学装置がホログラフィックプレートを含む請求項１４に記載の光学 系。 １６．前記ホログラフィックプレートが少なくとも一つのホログラフィック光学 素子を含む請求項１５に記載の光学系。 １７．前記ホログラフィックプレートが、 （ｉ）前記拡大照準レンズを通過した入射光を前記ホログラフィックプレート内 へ入れるための第一の入力ホログラフィック光学素子を含む請求項１５に記載の 光学系。 １８．前記ホログラフィックプレートが、さらに、 （ｉ）前記遠くの光景からの入射光を前記ホログラフィックプレート内へ入れる ための第二の入力ホログラフィック光学素子を含む請求項１７に記載の光学系。 １９．前記ホログラフィックプレートが、さらに、 （ｉ）前記ホログラフィックプレートに入った光を前記ホログラフィックプレー トから出して前記観察者の前記眼に到達させる出力ホログラフィック光学素子を 含む請求項１７に記載の光学系。 ２０．前記ホログラフィックプレートが、さらに、 （ｉ）前記ホログラフィックプレートに入った光を前記ホログラフィックプレー トから出して前記観察者の前記眼に到達させるための出力ホログラフィック光学 素子を含む請求項１８に記載の光学系。 ２１．前記光学装置が少なくとも一つの反射光学素子を含む請求項１４に記載の 光学系。 ２２．さらに、 （ｄ）少なくとも任意の時間、前記近くの及び遠くの光景の一つからの光を前記 観察者の前記眼に到達しないように遮るための遮光メカニズムからなる請求項１ ４に記載の光学系。 ２３．請求項１４に記載の二つの光学系からなる眼鏡。 ２４．観察者が第一の光景及び第二の光景を見ることを可能にするための方法で あって、 （ａ）第一の焦点距離を持つ第一の接眼レンズを前記観察者に提供するステップ 、 （ｂ）第二の焦点距離を持つ第二の接眼レンズを前記観察者に提供するステップ 、なお、前記第一及び第二のレンズは、前記観察者の一方の眼の前に互いに隣接 して配置されるため、前記光景のどちらからの単 一光線も前記第一及び第二のレンズの一つを介してのみ通過する、そして （ｃ）前記第一の光景からの前記第一のレンズを通過した入射光を前記観察者の 前記眼の中へ導き、そして同時に前記第二の光景からの前記第二のレンズを通過 した入射光を前記観察者の前記眼の中へ導くための光学装置を前記第一及び第二 のレンズと前記観察者の前記眼との間に配置して、前記光学装置を前記観察者に 提供するステップからなる方法。 ２５．観察者が近くの光景及び遠くの光景を見るために用いる方法であって、 （ａ）前記近くの光景を拡大すると共に通過する光の照準を正すための、短い焦 点距離を持つ拡大照準接眼レンズを前記観察者に提供するステップ、 （ｂ）前記近くの光景からの前記拡大照準レンズを通過した入射光を前記観察者 の眼の中へ導き、そして同時に前記遠くの光景からの入射光を前記観察者の前記 同じ眼の中へ導くための光学装置を観察者に提供するステップ、そして （ｃ）遠距離視覚異常を補正するための補正接眼レンズを前記光学装置と前記観 察者の前記同じ眼との間に配置して、前記補正接眼レンズを前記観察者に提供す るステップからなる方法。 ２６．観察者が第一の光景及び第二の光景を同時に見ることを可能にするための 光学系であって、前記第一及び第二の光景の両方は受動光を介して前記観察者に 視覚により認識されるもので、前記光学系はホログラフィックプレートからなり 、このホログラフィックプレートは、 （ａ）第一側及び第二側を持つ、光透過材から形成された本体と、 （ｂ）前記本体の前記第一側に形成された少なくとも一つの入力ホログラフィッ ク光学素子と、なお、前記材料、そして前記少なくとも一つの入力ホログラフィ ック光学素子の各々は、少なくとも一つの入力ホログラフィック光学素子を介し て前記本体に入る任意の方向を持つ入射光がほぼ完全な内反射を起こすように選 択される、そして （ｃ）前記本体の前記第二側に形成された少なくとも一つの出力ホログラフィッ ク光学素子とを含み、このため、前記少なくとも一つの出力ホログラフィック光 学素子のいずれに到達する光も、前記入射光の前記任意の方向とほぼ同様な方向 に前記本体から出て前記観察者の眼の一方に到達する、 この場合、前記ホログラフィックプレートが前記観察者の前記の眼に対して 配置され、前記少なくとも一つの入力及び出力ホログラフィック光学素子が前記 本体に対して配置されるため、前記第一及び第二の光景の両方からの受動光は、 同時に前記観察者の前記眼の中に導かれることを特徴とする光学系。 ２７．前記本体が少なくとも一ヶ所において湾曲している請求項２６に記載の光 学系。 ２８．前記第一の光景が近くの光景で、前記第二の光景が遠くの光景であるため 、前記遠くの光景からの光は自然に照準がほぼ正され、前記光学系が、さらに、 （ｄ）前記近くの光景からの光の照準を正すための照準レンズからなる請求項２ ６に記載の光学系。 ２９．前記第一及び第二の光景が共に遠くの光景であるため、両光景からの光は 自然に照準がほぼ正される請求項２６に記載の光学系。 ３０．前記第一及び第二の光景の両方が近くの光景であるため、どちらの光景か らの光も照準が正されていない光であり、前記光学系が、さらに、 （ｄ）前記第一の光景と前記ホログラフィックプレートとの間に配置される、前 記第一の光景からの光の照準を正すための第一の照準レンズと、そして （ｅ）前記第二の光景と前記ホログラフィックプレートとの間に配置される、前 記第二の光景からの光の照準を正すための第二の照準レンズとからなる請求項２ ６に記載の光学系。 ３１．さらに、 （ｄ）前記第一及び第二の光景の両方からの光の照準を正すための、前記ホログ ラフィックプレートと前記観察者の前記眼との間に配置される照準レンズからな る請求項２６に記載の光学系。 ３２．さらに、 （ｄ）前記ホログラフィックプレートと前記観察者の前記眼との間に配置される 、前記観察者の視覚異常を補正するための矯正光学レンズからなる請求項２６に 記載の光学系。 ３３．請求項４１に記載の二つの光学系からなる、観察者が第一の光景及び第二 の光景を同時に見ることを可能にするためのヘッド・セットであって、前記二つ の光学系の各々が観察者の一つの眼の前に配置さ れることを特徴とするヘッド・セット。 ３４．請求項４１に記載の光学系からなる、観察者が一方の眼で第一の光景を、 そして他方の眼で第二の光景を同時に見ることを可能にするためのヘッド・セッ トであって、前記光学系は、前記観察者の前記一方の眼の前に配置され、前記観 察者の前記一方の眼が前記第二の光景に向けられ、同時に前記観察者の前記他方 の眼が第二の光景に向けられているときに前記第一の光景からの光が前記観察者 の前記一方の眼に到達することを可能にし、同時に前記第二の光景からの光が前 記一方の眼に到達しないように遮ることを特徴とするヘッド・セット。 ３５．前記第一及び第二の光景が一対の関連する光景を形成し、この一対の関連 する光景は、ノートと黒板、ノートと講師、ノートとスクリーン、絵と描画対象 物、キーボードとスクリーン、印刷物とスクリーン、印刷物と前方の道路、そし て印刷物と前方の空からなる光景の対のグループから選択される請求項２６に記 載の光学系。 ３６．観察者が第一の光景及び第二の光景を同時に見ることを可能にするための 方法であって、前記第一及び第二の光景の両方が受動光を介して前記観察者に視 覚により認識されるもので、 （ａ）ホログラフィックプレートを観察者に提供するステップと、なお、このホ ログラフィックプレートを通して前記観察者は両光景を見る、このホログラフィ ックプレートは、 （ｉ）第一側及び第二側を持つ、光透過材から形成された本体と、 （ｉｉ）前記本体の前記第一側に形成された少なくとも一つの入力ホログラフ ィック光学素子と、なお、前記材料、そして前記少なくと も一つの入力ホログラフィック光学素子の各々は、少なくとも一つの入力ホログ ラフィック光学素子を介して前記本体に入る任意の方向を持つ入射光が、ほぼ完 全な内反射を起こすように選択する、 （ｉｉｉ）前記本体の前記第二側に形成された少なくとも一つの出力ホログラ フィック光学素子とを含み、このため、前記少なくとも一つの出力ホログラフィ ック光学素子のいずれに到達する光も、前記入射光の前記任意の方向とほぼ同様 な方向に前記本体から出て前記観察者の眼の一つに到達する、 （ｂ）前記第一及び第二の光景の両方からの受動光が同時に前記観察者の前記眼 に導かれるように、前記観察者の前記眼に対して前記ホログラフィックプレート を、そして前記少なくとも一つの入力及び出力ホログラフィック光学素子を前記 本体に対して配置するステップとからなる方法。