"頭取付けディスプレイ装置であって、Iユーザの頭に取り付けられるのに適するフレームと、II該フレームによって支持される画像ディスプレイシステムと、III該フレームによって支持される反射光学表面であって、三次元直交座標系の任意の座標軸回りに回転対称ではない連続表面である反射光学表面と、を備え、a該画像ディスプレイシステムは、少なくとも一つの発光表面を含み、b使用中に、該反射光学表面は、該少なくとも一つの発光表面の空間分離された部分の空間分離された仮想画像を生成し、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像から少なくとも100°で角度的に分離され、前記角度的な分離は、名目上のユーザの目の回転中心から測定され、かつ、c使用中に、該反射光学表面の少なくとも一つのポイントは、該反射光学表面の少なくとも一つの他のポイントから少なくとも100°で角度的に分離され、前記角度的な分離は、名目上のユーザの目の回転中心から測定される、ことを特徴とする頭取付けディスプレイ装置。該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像から少なくとも150°で角度的に分離され、該反射光学表面の少なくとも一つのポイントは、該反射光学表面の少なくとも一つの他のポイントから少なくとも150°で角度的に分離される、ことを特徴とする請求項1に記載の頭取付けディスプレイ装置。該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像から少なくとも200°で角度的に分離され、該反射光学表面の少なくとも一つのポイントは、該反射光学表面の少なくとも一つの他のポイントから少なくとも200°で角度的に分離される、ことを特徴とする請求項1に記載の頭取付けディスプレイ装置。使用中に、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、該反射光学表面の少なくとも一つのポイントを通過する凝視の方向に沿って位置し、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像は、該反射光学表面の少なくとも一つの他のポイントを通過する凝視の方向に沿って位置する、ことを特徴とする請求項1に記載の頭取付けディスプレイ装置。該反射光学表面は、半透明であることを特徴とする請求項1に記載の頭取付けディスプレイ装置。該装置は、一つであって且つただ一つの反射光学表面を有することを特徴とする請求項1に記載の頭取付けディスプレイ装置。該装置は、該ユーザの目の各々に対して一つになるように、二つであって且つただ二つの反射光学表面を有することを特徴とする請求項1に記載の頭取付けディスプレイ装置。頭取付けディスプレイ装置であって、Iユーザの頭に取り付けられるのに適するフレームと、II該フレームによって支持される画像ディスプレイシステムと、III該フレームによって支持される自由空間超広角反射光学表面と、を備え、a該画像ディスプレイシステムは、少なくとも一つの発光表面を含み、b使用中に、該自由空間超広角反射光学表面は、少なくとも一つの発光表面の空間分離された部分の空間分離された仮想画像を生成し、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像から少なくとも100°で角度的に分離され、該角度的な分離は、名目上のユーザの目の回転中心から測定される、ことを特徴とする頭取付けディスプレイ装置。該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像から少なくとも150°で角度的に分離されることを特徴とする請求項8に記載の頭取付けディスプレイ装置。該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、該空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像から少なくとも200°で角度的に分離されることを特徴とする請求項8に記載の頭取付けディスプレイ装置。該装置は、第1の画像ディスプレイシステム及び第2の画像ディスプレイシステム、並びに、該第1の画像ディスプレイシステムと固定関係にある第1の自由空間超広角反射光学表面及び該第2の画像ディスプレイシステムと固定関係にある第2の自由空間超広角反射光学表面を備えることを特徴とする請求項8に記載の頭取付けディスプレイ装置。該自由空間超広角反射光学表面は、半透明であることを特徴とする請求項8に記載の頭取付けディスプレイ装置。該自由空間超広角反射光学表面は、該画像ディスプレイシステムの少なくとも一つの発光表面から発される光を少なくとも部分的にコリメートするように構成されることを特徴とする請求項8に記載の頭取付けディスプレイ装置。頭取付けディスプレイ装置であって、Iユーザの頭に取り付けられるのに適するフレームと、II該フレームによって支持される画像ディスプレイシステムと、III該フレームによって支持される反射光学表面と、を備え、該反射光学表面は、少なくとも200°の名目上のユーザに対して視野を提供し、a該画像ディスプレイシステムは、第1と第2の情報内容を夫々有する少なくとも第1と第2の空間分離された発光領域を含む少なくとも一つの発光表面を含み、b該反射光学表面は、異なる方向を指す第1と第2の表面法線を夫々有する少なくとも第1と第2の空間分離された反射領域を備え、c名目のユーザによる該装置の使用中に、i該名目のユーザの目の凝視の少なくとも一つの方向に対して、該第1の発光領域からの光が該第1の反射領域に反射して前記目に入射し該第1の情報内容の可視仮想画像を形成し、ii前記目の凝視の少なくとも一つの方向に対して、該第2の発光領域からの光が該第2の反射領域に反射して前記目に入射し該第2の情報内容の可視仮想画像を形成し、iii前記目の凝視の少なくとも一つの方向に対して、該第1の発光領域からの光が該第1の反射領域に反射して前記目に入射し該第1の情報内容の可視仮想画像を形成し且つ該第2の発光領域からの光が該第2の反射領域に反射して前記目に入射せず該第2の情報内容の可視仮想画像を形成しない、ように該フレームが該画像ディスプレイシステムと該反射光学表面を支持する、ことを特徴とする頭取付けディスプレイ装置。該装置は、第1の画像ディスプレイシステム及び第2の画像ディスプレイシステム、並びに、該第1の画像ディスプレイシステムと固定関係にある第1の反射光学表面及び該第2の画像ディスプレイシステムと固定関係にある第2の反射光学表面を備えることを特徴とする請求項14に記載の頭取付けディスプレイ装置。該反射光学表面は、半透明であることを特徴とする請求項14に記載の頭取付けディスプレイ装置。該反射光学表面は、該画像ディスプレイシステムの少なくとも一つの発光表面から発される光を少なくとも部分的にコリメートするように構成されることを特徴とする請求項14に記載の頭取付けディスプレイ装置。頭取付けディスプレイにおいて使用するための反射光学表面を設計するためのコンピュータベースの方法であって、該頭取付けディスプレイは、該頭取付けディスプレイの使用中に、複数の内容エリアを有する画像ディスプレイシステムを含み、該方法は、一つ以上のコンピュータを使用して、a該反射光学表面を複数の局所反射領域に分割するステップであって、各局所反射領域が表面法線を有するステップと、b該反射光学表面の各局所反射領域を該画像ディスプレイシステムの一つであって且つただ一つの内容エリアと関連付けるステップであって、各内容エリアが少なくとも一つの局所反射領域と関連するステップと、c該表面法線の各々が以下の二つのベクトル、1該局所反射領域からそれに関連する内容エリアへのベクトル、2該頭取付けディスプレイの使用中に該局所反射領域から名目上のユーザの目の回転中心ロケーションへのベクトル、を二等分するように該反射光学表面の構成を調節するステップと、を実行することを特徴とするコンピュータベースの方法。該反射光学表面の該構成は、該画像ディスプレイシステムから発される光を少なくとも部分的にコリメートするように調節されることを特徴とする請求項18に記載の方法。該反射光学表面を生成するステップを更に備える請求項18に記載の方法。請求項18に記載の方法を実行するための有形的コンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラム。請求項18に記載の方法を実行するようにプログラムされたコンピュータシステム。システムであって、aプロセッサと、b該プロセッサに連結されたメモリユニットと、を備え、前記メモリユニットは、請求項18に記載の方法を実行するためのプログラミング命令を含むコンピュータプログラムを格納することを特徴とするシステム。このように、人間の目の視野、静的視野と動的視野の両方との適合性を改良した頭取付けディスプレイが必要とされている。本開示は、この必要性に関し、超広角視野を提供する反射光学表面を使用する頭取付けディスプレイを提供する。定義本開示の残りの部分と請求項において、フレーズ仮想画像は、光学的意味で使用され、即ち、仮想画像は、特定の場所、実際には、認識される光がその特定の場所を起源としていないのだが、その特定の場所から来ていると認識される画像である。FS/UWA/RO表面は、ここでは、自由空間表面と称される。なぜなら、その局所空間位置、局所表面曲率及び局所表面配向がx-y平面のような特定の基板に縛られず、むしろ、表面設計中に、三次元空間に適用される基本的光学原理例えば、フェルマーとヒーローの最小時間の原理を使用して決定されるからである。FS/UWA/RO表面は、超広角表面と称される。なぜなら、使用中、少なくとも、FS/UWA/RO表面が名目上のユーザの目の動的中心視野を制限しないからである。従って、超広角表面、例えば、フレネルレンズシステムと共に使用されることができる任意の光学コンポーネントの光学特性に依存して、HMDの全体の光学システムは、非瞳孔形成であり得、即ち、ユーザの視野を制限する射出瞳を有する従来の光学システムとは異なり、ここで開示される光学システムの種々の実施形態のための有効な瞳孔は、外部の光学システムと関連するものとは対照的にユーザの目の入射瞳である。付随して、これらの実施形態のために、ユーザに提供される視野は、従来の光学システム、ここでは、ユーザの目の外部光学システムの出射瞳との小さな照準ミスでさえユーザが利用可能な情報内容を実質的に減少し、より大きな照準ミスでは全体の画像が見えなくなるが、このような従来の光学システムよりもかなり大きい。本開示全体を通して、以下のフレーズ/用語は、以下の意味/範囲を有する。1フレーズ反射光学表面ここでは、反射表面とも呼ばれるは、反射性のみを備える表面並びに反射性と透過性の両方を備える表面を含む。いずれの場合においても、反射性は部分的でよく、即ち、入射光の一部がその表面を通して透過され得る。同様に、その表面が反射性と透過性の両方を備える場合、反射性及び/又は透過性は部分的であってもよい。以下で論じられるように、単一の反射性光学表面を両眼に使用することができ、また各目は、自己の個別の反射光学表面を有することができる。他のバリエーションは、両眼に対して又は各目に対して個別に複数の反射光学表面を使用することを含む。ミックス混合と一致の組み合わせも使用することができ、例えば、単一の反射光学表面は片目に使用することができ、複数の反射光学表面は他方の目に使用することができる。或いは、一つ以上の反射光学表面は、ユーザの片目のみに提供されてもよい。以下で記述される請求項は、ここで開示される反射光学表面のこれら及び他の適用をカバーすることを意図している。特に、反射光学表面を求める各請求項は、指定されたタイプの一つ以上の反射光学表面を含む頭取付けディスプレイ装置をカバーすることを意図する。2フレーズ少なくとも一つの発光表面を有する画像ディスプレイシステムは、一般的にその表面を通過する光の透過、表面での光の発生例えば、LEDのアレイによる、他の光源からの光のその表面からの反射等のいずれかにより発光する表面を有する何らかのディスプレイシステムを含めて使用される。その画像ディスプレイシステムは、一つ以上の画像ディスプレイデバイス、例えば、一つ以上のLED及び/又はLCDアレイを使用することができる。反射光学表面と同様に、所与の頭取付けディスプレイ装置は、ユーザの目の一方又は両方に対する一つ以上の画像ディスプレイシステムを組み込むことができる。また、画像ディスプレイシステムを求める以下に記述の請求項の各々は、指定されたタイプの一つ以上の画像ディスプレイシステムを含む頭取付けディスプレイ装置をカバーすることを意図する。3フレーズ双眼鏡は、各目に対する少なくとも一つの分離光学要素例えば、一つのディスプレイデバイス及び/又は一つの反射光学表面を含む装置を意味する。4フレーズ視野及びその略記FOVは、オブジェクト即ち、ディスプレイ空間における実視野とは対照的な画像目空間における見掛けの視野を指す。第一の態様に従って、頭取付けディスプレイ装置100が開示され、この頭取付けディスプレイ装置100は、Iユーザの頭105に取り付けるように構成されるフレーム107と、IIフレーム107によって支持される画像ディスプレイシステム110例えば、このフレームは、HMDの使用中に、ユーザの視野外にある固定位置に画像ディスプレイシステムを支持すると、IIIフレーム107によって支持される反射光学表面120であって、ここで、反射光学表面120は、三次元直交座標系の座標軸回りに回転対称ではない連続表面である例えば、反射光学表面は、任意の原点を有する三次元直交座標系のx、y又はz軸回りに回転対称ではない回転表面ではない自由空間の超広角反射光学表面120であり得る反射光学表面120と、を備え、a画像ディスプレイシステム110は、少なくとも一つの発光表面81を含み、b使用中に、反射光学表面120は、前記少なくとも一つの発光表面81の空間分離された部分の空間分離された仮想画像を生成し、前記空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、前記空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像から少なくとも100°で角度的に分離され、この角度的な分離は、名目上のユーザの目15の回転中心17から測定され、c使用中に、反射光学表面120の少なくとも一つのポイントが反射光学表面120の少なくとも一つの他のポイントから少なくとも100°で角度的に分離され、前記角度的な分離は、名目上のユーザの目15の回転中心17から測定される、ことを特徴とする頭取付けディスプレイ装置100である。第二の態様に従って、頭取付けディスプレイ装置100が開示され、この頭取付けディスプレイ装置100は、Iユーザの頭105に取り付けるのに適するフレーム107と、IIフレーム107によって支持される画像ディスプレイシステム110例えば、このフレームは、HMDの使用中に、ユーザの視野外にある固定位置に画像ディスプレイシステムを支持すると、IIIフレーム107によって支持される自由空間の超広角反射光学表面120と、を備え、a画像ディスプレイシステム110は、少なくとも一つの発光表面81を含み;b使用中、自由空間の超広角反射光学表面120は、前記少なくとも一つの発光表面81の空間分離された部分の空間分離された仮想画像を生成し、前記空間分離された仮想画像の少なくとも一つの仮想画像は、前記空間分離された仮想画像の少なくとも一つの他の仮想画像から少なくとも100°で角度的に分離され、前記角度的な分離は、名目上のユーザの目15の回転中心17から測定されることを特徴とする頭取付けディスプレイ装置100である。第三の態様に従って、頭取付けディスプレイ装置100が開示され、この頭取付けディスプレイ装置100は、Iユーザの頭105に取り付けるのに適するフレーム107と、IIフレーム107によって支持される画像ディスプレイシステム110と、IIIフレーム107によって支持される反射光学表面120であって、ここで、前記反射光学表面120は、名目上のユーザに少なくとも200°の視野を提供する反射光学表面120と、を備え、a画像ディスプレイシステム110は、第1と第2の情報内容を夫々有する少なくとも第1と第2の空間分離された発光領域82、83を含む少なくとも一つの発光表面81を含み、b反射光学表面120は、異なる方向を指す第1と第2の表面法線85、87を夫々有する少なくとも第1と第2の空間分離された反射領域84、86を備え、かつ、cフレーム107は、画像ディスプレイシステム110と反射光学表面120を支持して、名目上のユーザによる当該装置の使用中に、i名目上のユーザの目71の少なくとも一つの凝視の方向図8において88に向けてに対して、第1の発光領域82からの光が第1の反射領域84から反射し前記目71に入射して第1の情報内容の可視仮想画像88を形成し即ち、名目上のユーザが第1の情報内容及び任意ではあるが第2の情報内容を見ることができる一つの凝視の方向がある、ii前記目71の少なくとも一つの凝視の方向図8において89に向けてに対して、第2の発光領域83からの光が第2の反射領域86に反射し前記目71に入射して第2の情報内容の可視仮想画像89を形成し即ち、名目上のユーザが第2の情報内容及び任意ではあるが第1の情報内容を見ることができる一つの凝視の方向がある、かつ、iii前記目71の少なくとも一つの凝視の方向図8において88の右へ向かう凝視の方向に対して、第1の発光領域82からの光が第1の反射領域84に反射し前記目71に入射して前記第1の情報内容の可視仮想画像88を形成し、第2の反射領域83からの光が第2の反射領域86に反射し前記目71には入射せず第2の情報内容の可視仮想画像を形成しない即ち、名目上のユーザが第1の情報内容を見ることができるが名目上のユーザの中心又は周辺視野で第2の情報内容を見ることができない一つの凝視の方向があることを特徴とする頭取付けディスプレイ装置100である。第四の態様に従って、頭取付けディスプレイ100での使用のための反射光学表面120、これは、FS/UWA/RO表面であってもよいし或いはそうでなくてもよい、を設計するためのコンピュータベースの方法が開示され、頭取付けディスプレイ100は、その使用中に、複数の内容エリア82、83例えば、複数の個々の画素又は複数の群の個々の画素を含み、当該方法は、一つ以上のコンピュータを使用して、a反射光学表面120を複数の局所反射領域84、86に分割するステップであって、各局所領域が表面法線85,87例えば、局所反射領域の中心にある表面法線を含むステップと、b反射光学表面120の各局所反射領域84、86を画像ディスプレイシステム110の一つであって一つのみの内容エリア82、83と関連付けるステップであって、各内容エリア82、83が少なくとも一つの局所反射領域84、86と関連するステップと、c表面法線85、86の各々が以下の二つのベクトル、1局所反射エリア84、86から即ち、局所反射領域の中心からそれに関連する内容エリア82、83への即ち、それに関連する内容エリアの中心へのベクトル77、78と、2頭取付けディスプレイ100の使用中に、局所反射エリア84、86から例えば、局所反射領域の中心から名目上のユーザの目71の回転中心72のロケーションへのベクトル79、80と、に二等分するように反射光学表面120の構成を調節する例えば、局所空間ロケーション及び/又は表面の局所曲率を調節するステップと、を実行することを含む。本開示の上記態様の幾つかの実施形態では、分離反射表面及び/又は分離画像ディスプレイシステムは、ユーザの目の各々に対して使用される。他の実施形態では、反射光学表面は、それ単独で或いは他の光学コンポーネント例えば、一つ以上のフレネルレンズと組み合わせて、画像ディスプレイシステムからの光をコリメートし又は実質的にコリメートし、このようなコリメーションは、表面の局所曲率半径で達成される。種々の実施形態では、HMD装置は、ユーザに完全な中心の動的視野、完全な中心周辺静的視野、又は完全な中心周辺動的視野を提供する。種々の実施形態では、HMD装置は、両眼非瞳孔形成システムであってもよく、このシステムにおいて、目は、その通常得られる角度範囲全体にわたって外部瞳孔を通して見えることが制限されることなくその回転中心回りに自由に動く。従来のHMDデバイスは、広い視野を提供している、或いは、提供することができると主張しているが、これらのデバイスは、目が見通さなければならない外部瞳孔を含んでいる。目に提供される広い範囲の情報が有るが、目が回転すると、その情報がなくなってしまう。これは、瞳孔形成システムに関連する基本的な問題であり、反射表面及び特にFS/UWA/RO表面を使用する本開示の実施形態において回避される。本発明の態様の上記概要で使用される参照番号その参照番号は、代表的なものであり、全てを含んでおらず或いは完全でもないは、読者の利便性のために過ぎず、本発明を制限する意図もなく制限すると解釈されるべきでもない。より一般的には、前述の一般的な記述と以下の詳細な記述の両方は、単に、本発明の典型的なものであり、本発明の性質と特徴を理解するための概説や構成を提供することを意図している。本発明の更なる特徴及び利点は、続く詳細な記述で述べられ、一部は、その記述から当業者には容易に明らかになり、又は本明細書での記述によって例示されるように本発明を実施することによって認識される。添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれると共にその一部を構成する。本明細書及び図面に開示される発明の種々の特徴は任意に及び組み合わせて使用され得ることを理解すべきである。図2と図3は、ユーザ105によって装着されていることを示す頭取付けディスプレイ装置100の側面図と正面図である。頭取付けディスプレイ装置は、FS/UWA/RO表面120を使用する。一実施形態において、頭取付けディスプレイ装置100は、例えば、光透過拡張現実双眼鏡であり得る。光透過拡張現実双眼鏡は、典型的にはHMDの最も複雑な形態であるので、本開示は、最初に、このタイプの実施形態を論じる。なお、ここで論じられた原理が光透過拡張現実単眼鏡、ビデオ透過拡張現実双眼鏡と単眼鏡、及び双眼と単眼仮想現実システムに等しく適用可能であると理解される。図2と図3に示されるように、頭取付けディスプレイ装置100は、ユーザによって装着されるのに適し、眼鏡の装着と同様、ユーザの鼻と耳によって支持されるフレーム107を含む。図2と図3の実施形態において、並びにここで開示される他の実施形態において、頭取付けディスプレイ装置は、種々の構成を持つことができ、例えば、従来のゴーグル、眼鏡、ヘルメット等に似ていてよい。幾つかの実施形態において、ストラップがユーザの目に対して固定位置にHMDフレームを保持するために使用されてもよい。一般的及び用語において、HMDパッケージの外側表面は、HMDディスプレイ単数又は複数とユーザの目に対して要求される方向に光学システムを保持する任意の形態を取ることができる。頭取付けディスプレイ装置100は、少なくとも一つの画像ディスプレイシステム110と、図2と図3に示されるように、必要に応じて湾曲される自由空間超広角反射光学表面120、例えば、FS/UWA/RO表面120である反射光学表面を含む少なくとも一つの光学システムとを含む。幾つかの実施形態において、FS/UWA/RO表面は、光学システム全体であってもよい。表面120は、純粋に反射性であってよく、或いは反射性と透過性特性の両方を有することができ、その場合、ビームスプリッターの一タイプと考えられる。FS/UWA/RO表面120は、少なくとも一つの画像ディスプレイシステム110だけではなく、一方又は両方の目を完全に囲むことができる。特に、その表面は、利用可能水平方向視野を拡張できるように目の両側周りに顔の両側に向かって湾曲することができる。一実施形態において、FS/UWA/RO表面120は、以下で論じられる図6に最も良好に示されているように、180°以上例えば、200°超まで広げることができる。図3に描かれているように、HMDは、ユーザの両眼のための二つの分離したFS/UWA/RO表面120Rと120Lとを含むことができ、これらは、フレーム及び/又は鼻堤ピース210によって別々に支持される。或いは、HMDは、単一構造を有する両眼のための単一のFS/UWA/RO表面を使用することができ、その幾つかの部分は、両目で見ることができ、その他の部分は、片目でのみ見ることができる。直前で記述したように且つ図3に描かれているように、頭取付けディスプレイ装置100は、鼻堤ピース210を含むことができる。この鼻堤ピースは、ユーザの目の各々に対して一個、二つのFS/UWA/RO表面間を分離する垂直バーや壁であり得る。また、鼻堤ピース210は、ユーザの両眼の視野間を分離することができる。このように、ユーザの右目は、第1の画像ディスプレイデバイスと第1のFS/UWA/RO表面を介して右目に第1の画像を表示することによって環境の三次元の物理的実体の第1の表示が示され、他方、ユーザの左目は、第2の画像ディスプレイデバイスと第2のFS/UWA/RO表面を介して左目に第2の画像を表示することによって環境の三次元の物理的実体の第2の表示が示される。別々のディスプレイデバイス/反射表面の組み合わせが、このようにユーザの各目に働いて、各目が、その環境で三次元物理的実体に対するその位置の正確な画像を見る。ユーザの二つの目を分離することによって、堤ピース210は、各目に対して適用される画像を他方の目から独立して最適化できる。一実施形態において、鼻堤ピースの垂直壁は、一方の側に一つ割り当てられる二つの反射器を含み、ユーザが鼻を介してユーザの目を左へ又は右へ回して画像を見ることができるようにする。前記少なくとも一つの画像ディスプレイシステム110は、FS/UWA/RO表面120の内側に取り付けられ、水平に配置されてもよいし水平線から僅かに角度をつけて配置されてもよい。或いは、前記少なくとも一つの画像ディスプレイシステムは、FS/UWA/RO表面の直ぐ外側に配置されてもよい。少なくとも一つのディスプレイシステム110、より具体的には、その少なくとも一つの発光表面の傾きや角度は、一般的に、表面120に反射される、画素、画像及び/又は表示情報片の位置の関数である。幾つかの実施形態では、頭取付けディスプレイ装置100は、内部空間を作るように構成され、FS/UWA/RO表面は、この空間内の内側へ反射する。透過特性を有するFS/UWA/RO表面の場合、少なくとも一つの画像ディスプレイシステムからの画像や表示情報は、その空間内に反射され、その表面からユーザの目に反射されると同時に、光が、その空間内に入り、反射表面を通過することによって外部世界からユーザの目に入る。詳細に以下に論じられるように、幾つかの実施形態において、少なくとも一つの画像ディスプレイシステム110は、ユーザの目単数又は複数に入る前に近くで見るのに適するよう調節された画像及び/又はディスプレイ情報片を提供する。幾つかの実施形態において、任意のレンズ又はレンズシステム115は、この調節に寄与することができる。G.Harrison、D.Smith及びG.Wieseの名義で本願と同時に出願され、Head-MountedDisplayApparatusEmployingOneorMoreFresnelLensesと題する、代理人整理番号IS-00307によって識別される同一出願人による同時係属の米国特許出願第13/211,365号は、その開示内容が参考として本明細書で援用されるが、これは、この目的のために一つ以上のフレネルレンズの使用を記述している。他の実施形態は、任意のレンズやレンズシステムを利用せず、代わりに、ディスプレイシステムによって形成される画像の合焦点の目の近傍視のための望ましい光学特性を提供するためにFS/UWA/RO表面に依存している。頭取付けディスプレイ装置は、少なくとも一つの画像ディスプレイシステム110によって表示される画像を制御するエレクトロニクスパッケージ140を含むことができる。一実施形態では、エレクトロニクスパッケージ140は、少なくとも一つの画像ディスプレイ投影システム110からの画像をユーザの活動と同期するために必要なロケーション、向き及び位置情報を提供する加速度計とジャイロスコープを含む。頭取付けディスプレイ装置100への及びそれからの電力とビデオは、エレクトロニクスパッケージ140へ連結された送信ケーブル150を介して又はワイヤレス媒体を介して提供することができる。一組のカメラ170を、例えば、拡張現実シーンのコンピュータ発生の制御を補助するためにエレクトロニクスパッケージへ入力を行なうように頭取付けディスプレイ装置100の両側に位置することができる。この一組のカメラ170を、電力と制御信号を受信し、ビデオ入力をエレクトロニクスパッケージソフトウエアへ提供するためにエレクトロニクスパッケージ140に連結することができる。頭取付けディスプレイ装置において使用される画像ディスプレイシステムは、現在公知の或いは今後開発される多くの形態を採ることができる。例えば、そのシステムは、小型の高解像度液晶ディスプレイLCD、発光ダイオードLEDディスプレイ、及び/又はフレキシブル有機発光ダイオードOLEDスクリーンを含むOLEDディスプレイを使用することができる。特に、画像ディスプレイシステムは、高画素密度を有する高解像度スモールフォームファクタディスプレイデバイスを使用することができ、その例は、携帯電話産業界で見られる。また、光ファイバー束を画像ディスプレイシステムにおいて使用することができる。種々の実施形態において、画像ディスプレイシステムは、小型スクリーンテレビジョンとして機能すると考えられる。画像ディスプレイシステムが偏光を生成する場合例えば、画像ディスプレイシステムが、すべての色が同じ方向へ線形に偏光される液晶ディスプレイを使用する場合及びFS/UWA/RO表面がディスプレイが出射する光に対して直交するよう偏光される場合、光がFS/UWA/RO表面から漏れることはない。従って、表示された情報及び光源自体は、HMDの外側で見えない。本開示に従って構成された光学システムの実施形態、具体的には、拡張現実HMDのための光学システムの全体の動作は、図2のレイトレーシング、具体的には、光線180、185、及び190によって描かれている。本実施形態において、FS/UWA/RO表面120は、反射特性と透過特性の両方を備えている。表面120の透過特性を使用して、光線190は、環境からその表面を介して入射しユーザの目に向かって進む。表面120の同じ領域から、光線180は、その表面によって反射されその表面の反射特性を利用して、光線190と結合してユーザがポイント195の方向を見た時、即ち、ユーザの凝視の方向がポイント195の方向である時、ユーザの目に入射する組み合わせ光線185を生成する。そのように見ている間、ユーザの周辺視覚能力によってユーザは、その表面の透過特性を利用して、その表面120を通過する環境の他のポイントからの光を見ることができる。図4は、ここで開示される頭取付けディスプレイ装置100の実施形態の動作を描く更なるレイトレーシングの図である。本実施形態において、全体の視覚システムは、三つの部分:1少なくとも一つの画像ディスプレイシステム110、2FS/UWA/RO表面120、及び3ユーザの目310を含む。目310は、内部レンズ330を有して表される。少なくとも一つの画像ディスプレイシステム110の画素から発される光は、図2の場合と同様、光線180によって表される。この光は、ユーザの凝視の方向と関連する視野以下での図7と図8の議論参照が光線180が表面120に衝突するポイントを含む場合、表面120によって反射された後ユーザの目の網膜上のポイントに現れる。より詳細には、以下で論じられるように、FS/UWA/RO表面上のポイントからベクトルを目と画素に二等分する法線を含む光学特性に起因して、画素は、ポイント195のみに現れる。即ち、光がより広いコーン状に画素から放射しても、FS/UWA/RO表面は、その光を一つのロケーションのみから来るよう設計することができる。図4において、ユーザの凝視の方向が、光線185と340によって描かれているように、光線180と表面120との交差のポイントに向かっていると仮定する。しかしながら、目が見ているものは、その前の空間に、ベクトル345と350によって表される距離で、例えば、参照番号352によって示される無限遠で現れる仮想画像である。図4において、椅子は、説明のために使用されており、少なくとも一つの画像ディスプレイシステム110は、FS/UWA/RO表面120によってディスプレイシステムから発される光の反射後に仮想画像360となる椅子の実画像355を生成する。拡張現実環境において、FS/UWA/RO表面を含む光学システムは、例えば、椅子の仮想画像360を物理的環境において実際に人365と同じロケーションにあるよう現すことができる。尚、無限遠よりも近い距離で停止する光線345は、図4に含まれており画像をすぐ近くと無限遠の間の任意の距離に任意に現すことができることを示す。例えば、人は50メートル先に立っていることができ、それは椅子が置かれた所である。図1~図4において、少なくとも一つの画像ディスプレイシステムは、平らな発光表面例えば、図4において表面111を有するとして示されている。また、ディスプレイシステムは、湾曲発光表面を有していてもよい。そのような実施形態は、図5に示されており、光線405は、湾曲ディスプレイスクリーン407湾曲発光表面から発する。この光線は、FS/UWA/RO表面120に反射し、ユーザの目310の瞳孔415に入射する光線410を参照。本実施形態において、また、表面120は、外部環境からの光線345によって表される光を許容し、ディスプレイ発生画像は外部画像に重なることができる。尚、説明のために、光線345は、光線410から変位されているように示される。なお、外部画像の純粋な重なりの場合、光線345が光線410に重なる。上記で論じられたように、反射光学表面を使用しているHMDにおいて使用される従来の光学システムは、瞳孔形成であり、表示領域が制限され、典型的な視野は、~60°、あるいは、それ以下であった。このことは、従来の頭取付けディスプレイ装置の値と能力を大きく制限していた。種々の実施形態において、ここで開示される頭取付けディスプレイは、非常に幅広い視野FOVを有し、より小さな視野を有するHMDに比較して、非常に多くの光学情報をユーザに提供することができる。この幅の広い視野は、100°超、150°超、或いは200°超であり得る。より多くの情報を提供することに加えて、幅の広い視野は、追加の情報のより自然な処理を可能とし、表示された画像の物理的実体とのより良好なマッチングを介してより良好な没入型拡張現実体験を可能とする。具体的に、図6に描かれる実施形態において、真っ直ぐ前の凝視方向に対して、目は、湾曲FS/UWA/RO表面201と202によって図6に表される表示領域全体を得ることができる。これは、各目に水平方向視野FOVの少なくとも150°例えば、水平方向FOVの~168°に対応する。この視野は、目の中心視野とその周辺視野よりなる。更に、目は、目が物理的世界を見ている時に自然にするように、組み合わせ中心周辺視野を凝視の異なる方向に向けるように目の回転中心の回りに自由に動くことができる。従って、ここで開示される光学システムによって、目は、目が自然の世界を見ている時の目の動作と同じように移動範囲全体を通して情報を得ることができる。図6をより詳細に調べてみると、この図は、上から見るようにユーザの頭200の前部の単純化したライン表示である。FS/UWA/RO表面201と202がユーザの目203と204の前に配置されていることを示している。上で論じたように、FS/UWA/RO表面201と202は、ユーザの鼻205の上に乗っており、これらのFS/UWA/RO表面201と202は、ユーザの頭200の中心前部214で一緒になっている。以下で詳細に論じられるように、表面201と202の局部法線と局部空間ロケーションは、少なくとも一つの画像ディスプレイシステム図6では示されていないによって生成される画像が、各目に対して水平方向FOVの少なくとも100°、例えば、幾つかの実施形態では、少なくとも150°、及び他の実施形態では、少なくとも200°をカバーするように調節される。任意ではあるが、以下でも論じられるように、局所曲率半径は、また、フレネルレンズシステムと組み合わされると、遠くの仮想画像を提供するように調節される。例えば、局所法線と局所空間ロケーションは、各目に対して、真っ直ぐ前方の水平方向の静的視野でユーザの完全な~168°をカバーするように調節され得、視線210、211及び212、213によって示されるように、その168°は、FS/UWA/RO表面201又は202のエッジからエッジまで延出する。このように、視線は、ユーザに提供される幅の広い静的視野中心周辺に対応する。更に、ユーザは、コンピュータ発生画像を見続けながら、回転中心215と216回りにユーザの目を自由に動かす。図6において、並びに図4、図5、及び図12において、FS/UWA/RO表面は、表示を簡単にするために、球の一部として示されている。実際、表面は球ではなく、より複雑な構成を有し、それらの局所法線及び局所空間ロケーション及び、任意ではあるが、局所曲率半径は、望ましい静的及び動的視野及び、任意ではあるが、望ましい仮想画像までの距離を提供する。また、図6において、頭取付けディスプレイ装置の右側は、左側に対して独立して動作し、二つの側は、特定の用途のために望ましい場合は、異なっていてもよい。図7と図8は、更に、ここで開示されるFS/UWA/RO表面によって提供される静的及び動的視野を描いている。図7は、真っ直ぐ前の凝視の方向73を有するユーザの法線方向右目71を示している。この目の中心周辺視野は、円弧75によって示され、この円弧は、~168°の角度範囲を有する。表示を容易にするために、図6~図8において、視野は、ユーザの瞳孔の中心又はエッジとは対照的にユーザの目の回転中心に対して示されている。実際、人間の目によって達成される大きな視野例えば、~168°は、かなり斜めな光線がユーザの瞳孔に入り網膜に達することができる網膜の大きな角度範囲の結果である。図8は、図7の視野のHMDとの相互作用を概略的に示し、このHMDは、a少なくとも一つの発光表面81が第1の発光領域82矩形として描かれていると第2の発光領域83三角形として描かれているを有する画像ディスプレイシステム及びb第1の局所法線85を有する第1の反射領域84と第2の局所法線87を有する第2の反射領域86を有するFS/UWA/RO表面を有する。上で指摘されたように、FS/UWA/RO表面は、自由空間表面と超広角表面の両方である。更に、上述し、以下でより詳細に論じるように、表面は、ユーザの目に入射する光のコリメーション或いは部分的コリメーションに関与する或いはその単独の源である。そのようなコリメーションによって、FS/UWA/RO表面によって生成される仮想画像がユーザからの遠く、例えば30メートル以上に位置するように現れ、それによって、ユーザは、リラックスした目で仮想画像に容易に焦点を合わせることができる。FS/UWA/RO表面の自由空間と超広角の態様は、FS/UWA/RO表面の所定の領域その表面の所定のロケーションから来るように、ユーザの目が少なくとも一つの画像ディスプレイシステムの発光領域を見るように表面の局所法線を調節することによって達成され得る。例えば、図8において、ユーザの凝視の方向が真っ直ぐ前方である場合、矩形の仮想画像88がユーザの網膜の中心部分によって見られること、及び、凝視の方向が、例えば真っ直ぐ前方の左へ~50°である場合、HMDの設計者は、三角形の仮想画像89がユーザの網膜の中心部分によって見られることが有利であると決定するかもしれない。そのとき、設計者は、矩形の仮想画像が、真っ直ぐ前方であり、三角形の仮想画像が、HMDの使用中真っ直ぐ前方の左へ~50°であるように、少なくとも一つの画像ディスプレイシステム、FS/UWA/RO表面、及びこのシステムの他の光学要素例えば、画像ディスプレイシステムとFS/UWA/RO表面との間の一つ以上のフレネルレンズを構成する。このように、ユーザの凝視の方向視線がFS/UWA/RO表面と真っ直ぐに交差する時に、矩形の仮想画像を、望ましくは、ユーザの目の中心で見ることができ、ユーザの凝視の方向視線が真っ直ぐ前の左へ50°でFS/UWA/RO表面と交差する時に、三角形の仮想画像を、また望ましくは、ユーザの目の中心で見ることができる。図7と図8には描かれていないが、同じアプローチは、垂直方向の視野に対して、並びに軸から逸脱した視野に対して使用される。より一般的には、HMD及びその光学コンポーネントの設計において、設計者は、目の凝視が特定の方向である場合、ディスプレイの望ましい部分がユーザの目に見えるようにディスプレイの少なくとも一つの発光表面を反射表面へマップする。従って、目が水平方向及び垂直方向の両方へ視野を走査すると、FS/UWA/RO表面によって、画像ディスプレイシステムの少なくとも一つの発光表面の異なる部分が人間の目に光る。前述の議論は、名目上のユーザの網膜の中心に関するものであるが、勿論、設計プロセスは、必要であれば、代わりに、名目上のユーザの窩のロケーションを使用する。尚、図8において、ユーザの目の右への回転によって、三角形の仮想画像89がユーザに見えなくなってしまう。このように、図8において、真っ直ぐ前へ又は真っ直ぐ前の左への凝視方向は、矩形と三角形の両方の仮想画像をユーザに提供し、他方、真っ直ぐ前の右への凝視方向は、矩形のみの仮想画像を提供する。勿論、仮想画像の視力は、仮想画像がユーザの中心視野又はユーザの周辺視野によって知覚されるか否かに依存する。HMDの設計者が、三角形の仮想画像を左へ離して残しながら図8において矩形の仮想画像を右へ離して置いた場合、矩形の仮想画像のみ見られる凝視の方向及び三角形の仮想画像のみ見られる凝視の他の方向があるであろう。同様に、ここで開示される原理に基づいて、設計者は、三角形の仮想画像が常に見られ、矩形の仮想画像が幾つかの凝視方向に対して見られるが他の方向では見られないように、矩形の仮想画像と三角形の仮想画像を配置することができるであろう。更なるバリエーションとして、HMDの設計者は、矩形と三角形の仮想画像を、一つ以上の凝視方向に対して、画像がユーザに見えないロケーションに配置し得る。例えば、設計者は、真っ直ぐ前の凝視方向に対して、ユーザの静的視野の直ぐ外に画像を配置し得る。このように、本開示によってHMD設計者に対して提供されるフレキシビリティは、容易に明白となる。一実施形態において、反射表面の自由空間と超広角の態様は、光が最短最小時間光路に沿って移動するフェルマーとヒーローの原理を使用して達成される。G.Harrison、D.Smith及びG.Wieseの名義で本願と同時に出願され、MethodsandSystemsforCreatingFreeSpaceReflectiveOpticalSurfaceと題する、代理人整理番号IS-00354によって識別される同一出願人による同時係属の米国特許出願第13/211,389号は、その開示内容が参考として本明細書で援用され、フェルマーとヒーローの原理が使用されてHMDでの使用に適したFS/UWA/RO表面を設計する実施形態を記述している。フェルマーとヒーローの最小時間の原理によって、画像ディスプレイシステムの少なくとも一つの発光表面の望ましい部分例えば、画像ディスプレイシステムの任意の画素は、少なくとも一つの発光表面の望ましい部分からFS/UWA/RO表面での反射のポイントへ次にユーザの目の回転中心への光路が極値であるという条件で、FS/UWA/RO表面で反射の望ましいポイントを持つことができる。光路における極値は、光路長の一次導関数がゼロ値に達する、つまり、その光路長において最大値又は最小値を示すことを意味する。極値は、反射光学表面の局所領域を生成することによって視野の任意のポイントに挿入することができ、この局所領域の法線は、aその局所領域からユーザの目へのベクトル例えば、局所領域の中心からユーザの目の中心へのベクトルとb局所領域から発光表面の望ましい部分へのベクトル例えば、局所領域の中心から発光表面の望ましい部分の中心へのベクトルを二等分する。図9と図10は、画像ディスプレイシステムの少なくとも一つの発光表面の望ましい部分が画素である場合に対する処理を描いている。具体的に、図9は、光を頭取付けディスプレイ装置の前部へ向けて光線515の方向へ放射している画素の通常矩形アレイよりなる画像ディスプレイシステムの発光表面510を示している。光線515は、表示を容易にするために、図8では平面として示されている反射光学表面520に反射する。反射すると、光線515は、ユーザの目530に入射する光線525となる。各画素に対する反射器の表面法線を決定するために必要なのは、光線515と525に対応するベクトルの三次元二等分線を決定することのみである。図9において、この二等分線ベクトルは、ライン535として二次元形態で示されている。二等分線ベクトル535は、反射のポイント540で反射光学表面に対して垂直であり、このポイントは、発光表面510の画素545がHMDのユーザに可視である表面520上のロケーションである。具体的に、動作中、ディスプレイ表面510の画素545は、二等分線ベクトル535に対応する表面法線とその垂直平面550によって画定される角度で反射光学表面520で反射する光線515を発し、フェルマーとヒーローの原理によって、光線525に沿って目530によって見られる反射のポイント540で反射された画素を生じる。反射のポイント540での表面法線を正確に計算するために、光線525は、ユーザの目530の略中心555を通過できる。その結果は、ユーザの目が回転して周辺視野になったとしても、図7と図8に関して上述されたように、ディスプレイのその領域がユーザの中心や周辺視野で見ることができないほど多く目が回転するまで略安定したままである。表面法線の位置を計算するために、四元数の方法を用いることができ、q1=光線515の向きq2=光線525の向きq3=望ましい表面法線535の向き=q1q2/2である。また、表面法線は、図11に描かれているように、ベクトル表記法で記述することができる。以下の式及び図11において、ポイントNは、反射光学表面の対象の領域の中心にあるポイントMから一単位離れており、ポイントMでの反射光学表面の接平面に対して垂直な法線の方向である。ポイントMでの反射光学表面の接平面は、以下の等式で表される関係を満足するように制御されて、三次元空間において、ポイントMでの表面法線がポイントMから対象の画素の中心のポイントPへのラインとポイントMからユーザの目の回転中心のポイントCへのラインを二等分する参考のため、ポイントCは、目の前部から約13mm後方である。ポイントMの表面法線上のポイントNを記述する等式は、以下のとおりである。式中、全てのポイントN、M、P、及びCは、任意の直交座標系における三次元空間のそれらの位置を指すコンポーネントベクトル成分[x、y、z]を有する。結果としての法線ベクトルN-Mは、以下のユークリッド長を有する。ここで、その二つの垂直バー縦線は、以下で計算されるユークリッド長を表す。数値例として、以下のM、P、及びC値を考察する。法線に沿うポイントNは、以下のように計算される。及び形状は、図17に示されており、二等分線は、二つのより長いベクトル間にある。勿論、前述のことは、見る人に対して連続仮想画像を提示するように意図された反射領域の自由空間自由形態表面マニホルド多様体を作るポイントのフィールドのための局所接平面角度制限の決定において、フェルマーとヒーローの最小時間の原理の使用を示すのに役立つ代表的計算に過ぎない。唯一の実定数は、ユーザの目の中心であり、目の自然な視野である。全ての他のコンポーネントは、所与の画像ディスプレイシステムと反射光学表面の向きの適切な解法に達するまで反復して更新され得る。他の方法を見ると、画素画像反射ロケーションM1、M2、...、Mn及びそれらに関連する法線と曲率は、FS/UWA/RO表面が画像ディスプレイシステムによって形成されるコンピュータ発生画像の望ましい仮想画像処理を達成するように湾曲調節されるマトリックスと考えてもよい。尚、フェルマーとヒーローの原理の適用する際、幾つかの実施形態においては、ユーザが二つ以上のポイントで同じ画素反射を見るように法線が調節される状況を回避することが望ましい。また、幾つかの実施形態においては、反射光学表面の局所領域が非常に小さくてもよく、それが反射器上のポイントに対応することができ、ポイントが滑らかな表面を作るように他のポイント内にモーフィングする。確実にユーザが少なくとも一つの発光表面の望ましい部分の仮想画像例えば、画素の仮想画像上に容易に焦点を合わせられるよう、反射ポイントを囲む領域反射エリアの曲率半径は、コリメートされた又は略コリメートされた画像がユーザに到達するように制御される。コリメートされた又は略コリメートされた画像は、あたかも画像がユーザから離れた距離、例えば、数10から数100メートルで発生したように、より平行な光線を有する。そのような表面を達成するために、少なくとも一つの発光表面の望ましい部分望ましい発光画素に対応する反射光学表面の反射領域の曲率半径は、反射領域からディスプレイ上の発光表面の実際の望ましい部分実際の画素までの距離の半分近くの半径に保たれ得る。従って、一実施形態では、対象の画素から隣接画素への内部反射画素法線ベクトルは、それらの画素が反射表面上の反射された画素のロケーションからディスプレイ画素までのベクトルの長さの略半分の曲率半径を確立することができる関係を満足する。このパラメータに影響を及ぼす調節は、少なくとも一つの発光表面のサイズと、その少なくとも一つの発光表面が歪曲されているか否かと、を含む。図10は、本実施形態を描いている。コリメートされた又は略コリメートされた画像がユーザに到達するように画素反射を囲む領域の曲率半径を制御するために、反射のポイント540においてのような二つの隣接画素反射領域を考察する。より多くの領域をより良好なバランスのために考察してもよいが、二つで十分である。図10を参照して、二つの画素反射ポイント540と610は、ディスプレイ表面510上の二つの画素545と615について夫々示されている。ポイント540と610での表面法線は、それらの方向間の角度と共に計算される。曲率半径は、これらの角度とポイント540と610との距離を知って計算される。具体的に、表面構成と、必要であれば表面の空間ロケーションは、曲率半径が、光線515と620の長さの平均の半分に等しくなる又は略等しくなるまで調節される。このように、セロジオプター又は略ゼロジオプターの光がユーザの目に提供される。これは、本質的に無限遠にあるポイントから来る光と同等であり、その光波面は平らで、光の波面に対して平行な表面法線となる。局部曲率半径を制御することに加えて、幾つかの実施形態では、コリメートされた又は略コリメートされた画像を目に入射させる一次ポイント解像度として、少なくとも一つの発光表面がFS/UWA/RO表面から一焦点距離離れて名目上位置される。ここで、焦点距離は、FS/UWA/RO表面を作る種々の反射領域の曲率半径の平均値に基づく。フェルマーとヒーローの原理の適用の結果が、滑らかな反射表面に組み合わせることができる1組の反射領域である。この表面は、一般的には、球状や対称的ではない。図12は、そのようなFS/UWA/RO表面520の二次元表示である。上で論じたように、表面520は、その表面によって反射されている画像ディスプレイシステムの少なくとも一つの発光表面からの画像のリラックスした眺めを提供する値に、ポイント710と720での曲率半径が設定されるように構成され得る。このように、ライン730によって表されるある方向を見ることは、ライン740によって表される異なる方向を見ることのように、コリメートされた又は略コリメートされた仮想画像を目530へ提供する。視野全域での全ての観察の滑らかな遷移を可能とするために、FS/UWA/RO表面の領域は、スプライン曲面のための非一様有理BスプラインNURBSテクノロジーを使用して実行されるように、一つの制御ポイントから他の制御ポイントへ滑らかに遷移され、従って、反射表面全域での滑らかな遷移を生成する。場合によっては、FS/UWA/RO表面は、微細粒レベルで表面が滑らかになるように十分な数の領域を含むことができる。幾つかの実施形態では、より良好な製造可能性、実現及び画像品質を可能とするために、ディスプレイの各部分例えば、各画素に対して異なる倍率は、穏やかな勾配を使用して提供され得る。図13と図14は、二つの異なる眺めからの上記技術を使用して生成されたFS/UWA/RO表面を示す。図15と図16は、また、二つの眺めからの図13と図14の反射表面の更に微細なバージョンを示す。これらの図のFS/UWA/RO表面は、上記で参照された、MethodsandSystemsforCreatingFreeSpaceReflectiveOpticalSurfaceと題する、同一出願人による同時係属の出願のコンピュータベースの技術を使用して設計された。上述から、例示の実施形態において、望ましい視野を決定すること、ディスプレイ表面サイズ例えば、幅と高さの寸法を選択すること、反射表面に対するディスプレイ表面の向きを選択すること、ディスプレイ表面上の各画素の位置を分類すること、及びディスプレイ表面からの各画素の反射表面上への表示のロケーションを選択することを含み得る頭取付けディスプレイを設計するための方法が開示されていることが理解される。ディスプレイ表面は、目の上方へ配されかつ反射表面に向かって傾き、反射表面の曲率が光を装着者の目に反射することを可能とする。更なる実施形態において、ディスプレイ表面を、目の側部や目の下方等の他の位置へ配することができ、その反射位置と曲率は、ディスプレイ表面からの光を適切に反射するように選択される、或いは異なる角度に傾けることができる。ある実施形態では、反射表面の三次元インスタンス化や数学的表示を生成することができ、上で論じたように、反射表面の各々の領域は、その領域の中心からユーザの目の中心へ及びその領域の中心からディスプレイ表面における画素の中心へのベクトルを二等分する法線を有する局所領域である。また、上で論じたように、画素反射を囲む領域の曲率半径は、コリメートされた又は略コリメートされた画像が視野の全域でユーザに到達するように制御され得る。コンピュータベースの反復を介して、視野の全域で光学性能の望ましいレベルだけでなく、審美的に許容可能な製造可能設計を提供するパラメータの組合せ組が識別されるまで、変更可能なパラメータ例えば、局所法線、局所曲率、局所空間ロケーションを調節することができる。使用中、幾つかの実施形態において、焦点の複数の局所領域のスプライン曲面から構成される非対称FS/UWA/RO表面は、広い視野全体に及ぶ、画像ディスプレイシステムの少なくとも一つの発光表面の仮想画像を形成する。そのFS/UWA/RO表面は、プログレッシブミラーやプログレッシブ湾曲ビームスプリッター、又は自由形成ミラーや反射器と考えられる。目が視野全域、水平方向と垂直方向の両方、を走査すると、湾曲FS/UWA/RO表面によって、画像ディスプレイシステムの少なくとも一つの発光表面の異なる部分が人間の目に光る。種々の実施形態において、全体の光学システムは、低コストで大量に製造可能であると共に典型的な人間の視覚解像度と釣り合った画像品質を維持する。HMDの全体構造に関して、表1は、本開示に従って構成されたHMDディスプレイが典型的に満足するパラメータの代表的で非制限例を述べている。更に、ここで開示されるHMDディスプレイは、適切な画像がユーザの視覚平面に確実に確立されるのに十分な小さな画素間距離を典型的に有する。ここで開示された頭取付けディスプレイに含まれ得る種々の特徴は、本発明を制限するものではなく、以下のものを含み、それらの幾つかは上記で参照されている。1幾つかの実施形態において、一つ以上のフレネルレンズを使用してディスプレイ表面から発する光線のジオプター特徴を変更することができる。2幾つかの実施形態において、反射光学表面は、半透明であり、光が外部環境から入って来ることを可能とする。次に、内部ディスプレイ発生画像は、外部画像に重ねることができる。その二つの画像は、ジャイロスコープ、カメラ及びコンピュータ発生画像のソフトウエア操作等のローカライゼーション装置を使用して位置合わせすることができ、それによって仮想画像が外部環境において適切なロケーションに位置される。特に、カメラ、加速度計、及び/又はジャイロスコープは、それが物理的実体中にある所を装置に登録するのを補助し且つその画像を外側の景色に重ね合わせるのに使用することができる。これらの実施形態において、反射光学表面の透過性と反射性とのバランスは、適切な輝度特性を有する重ね合わせ画像をユーザに提供するよう選択され得る。また、これらの実施形態において、現実の世界の画像とコンピュータ発生画像は、略同じ見掛けの距離に共に現れることができ、目は一度に両画像に焦点を合わせることができる。3幾つかの実施形態において、反射光学表面は、その表面を通過する外部光の位置や焦点への影響を最小にするために可能な限り薄く保たれる。4幾つかの実施形態において、頭取付けディスプレイ装置は、少なくとも100°、少なくとも150°、又は少なくとも200°の視界を各目に提供する。5幾つかの実施形態において、頭取付けディスプレイによって各目に提供される静的視野は、大きくはユーザの鼻に重ならない。6幾つかの実施形態において、反射光学表面は、視野の全域にわたるその光学処方の穏やかな遷移を使用して利用可能ディスプレイエリア上の焦点を維持することができる。7幾つかの実施形態において、レイトレーシングを使用して軍事トレーニング、戦闘シミュレーション、ゲーム及び他の商業用途等の特定の実施のための装置パラメータをカスタマイズすることができる。8幾つかの実施形態において、反射光学表面及び/又はディスプレイの表面、並びにレンズ使用される場合の曲率、及びディスプレイと反射光学表面との距離と反射光学表面と目との距離は、網膜及び/又は窩での変調伝達関数MTF仕様に関して操作され得る。9幾つかの実施形態において、ここで開示されるHMDは、以下に制限されないが、スナイパー検出、商用トレーニング、軍事トレーニング及び軍事オペレーション、及びCAD製造等の用途で実施され得る。一旦設計されると、ここで開示される反射光学表面例えば、FS/UWA/RO表面は、現在知られている又は今後開発される種々の技術及び種々の材料を使用して生成、例えば、大量製造され得る。例えば、表面は適切に反射するように金属化されたプラスチック材料から製造され得る。研磨されたプラスチックやガラス材料も使用することができる。拡張現実用途のために、反射光学表面は、埋め込まれた小さな反射器を有する透過性材料から構成され得、入射波面の一部を反射すると共にその材料を介して光を透過する。プロトタイプ部品に対して、アクリルプラスチック例えば、プレキシグラスを、ダイヤモンド切削によって形成された部品と共に使用することができる。製造部品に対して、例えば、アクリルやポリカーボネートを、例えば、射出成型技術によって形成される部品と共に使用することができる。反射光学表面は、詳細なコンピュータ支援設計CAD記述として或いはCAD記述へ変換可能な非一様有理BスプラインNURBS表面として記述することができる。CADファイルを有することによって、デバイスを三次元印刷を使用して作ることが可能となり、CAD記述は、機械加工を必要とすることなく、直接に三次元オブジェクトとなる。上で論じられた数学的手法は、現在公知の或いは今後開発される種々のプログラミング環境及び/又はプログラミング言語で符号化されることができる。現在の好適なプログラミング環境は、イクリプスプログラマーインターフェースで実行するJava登録商標言語である。MicrosoftVisualC等の他のプログラミング環境も、必要に応じて使用することができる。また、計算は、PTCマサチューセッツ州ニーダムによって市販されているMathcadプラットフォーム及び/又はMathWork,Inc.マサチューセッツ州ナティックのMatlabプラットフォームを使用して実行され得る。得られたプログラムは、ハードドライブ、メモリスティック、CD、或いは同様のデバイスに格納することができる。その手順は、種々のベンダー、例えば、DELL、HP、TOSHIBA等から入手可能な典型的なデスクトップコンピューティング装置を使用して実行することができる。或いは、必要に応じて、クラウドコンピューティングを含むより強力なコンピューティング装置を使用することができる。本発明の範囲と精神から離れない種々の変更は、前述の開示から当業者には明らかである。例えば、ユーザに広い視野、例えば、100°、150°、又は200°以上の視野を提供する反射光学表面は、本発明の設計態様の有利な実施形態を構成するが、ここで開示される反射光学表面を設計するためのコンピュータベースの方法とシステムは、より小さな視野を有する表面を作るためにも使用することができる。以下の請求項は、これらの及び他の変更形態、変形形態及びここで述べられた特定の実施形態の同等なものをカバーすることを意図している。"