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디스플레이;상기 디스플레이의 전면에 일정 간격 이격하여 배치된 제1 렌즈;상기 제1 렌즈에 인접 배치되어 상기 제1 렌즈의 개구 크기와 광축에 수직한 평면상의 개구의 수평위치와 크기를 동적으로 제어하는 동적 개구 조절 소자;상기 제1 렌즈로부터 일정 간격 이격하여 배치된 주 광학렌즈; 및상기 동적 개구 조절 소자를 제어하는 제어부를 포함하며,상기 주 광학렌즈로부터 일정 간격 이격하여 배치되는 출사동에 관찰자의 안구 동공이 위치하고, 상기 출사동의 크기와 수평위치는 상기 제어부의 제어 신호에 따라 조절되는 상기 동적 개구 조절 소자의 개구 크기와 수평위치에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제1항에 있어서,상기 출사동의 크기가 관찰자의 동공 크기보다 작은 2mm 이내가 되도록 상기 동적 개구 조절 소자의 개구 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제1항에 있어서,상기 동적 개구 조절 소자는 상기 제어부의 제어 신호에 따라 개구 크기와 수평위치를 변경할 수 있는 액정소자(LCD) 또는 전자 셔터임을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제1항에 있어서,상기 동적 개구 조절 소자의 개구 수평 위치는 2개 이상이며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 동적 개구 조절 소자의 각 수평위치의 개구가 하나의 프레임 가상 영상 내에서 순차적으로 작동하여 상기 출사동이 2개 이상 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제4항에 있어서,상기 제어부는 상기 동적 개구 조절 소자의 개구 위치 변경에 동기화하여 상기 디스플레이에 2개 이상의 시차 영상을 순차적으로 제공하여, 상기 출사동의 각 위치에 서로 다른 시차 영상이 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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6
제1항에 있어서,상기 관찰자의 안구 동공 위치를 추적하는 동공 추적 장치가 구비되며,상기 제어부는 상기 동공 추적 장치가 획득한 동공 추적 정보를 이용하여, 상기 관찰자의 안구 동공 내에 상기 출사동이 지속적으로 배치될 수 있도록 상기 동적 개구 조절 소자의 개구의 수평위치를 실시간으로 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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7
제6항에 있어서,상기 동적 개구 조절 소자는 상기 동공 추적 장치의 관찰자 안구 동공 이동방향에 따라 재배치된 2개 이상의 개구 배치를 생성하고, 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 동적 개구 조절 소자의 각 수평 위치의 하나의 동적 개구가 하나의 프레임 가상 영상 내에서 작동하며, 상기 출사동이 관찰자 안구 이동 방향에 따라 동공의 직경 이내 영역에 1개의 개구가 항상 배치됨으로써 관찰자 안구 이동 방향의 출사동의 크기를 확대하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제6항에 있어서,상기 동적 개구 조절 소자는 상기 동공 추적 장치의 관찰자 안구 동공 이동방향에 따라 재배치된 2개 이상의 개구 배치를 생성하고, 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 동적 개구 조절 소자의 각 수평 위치의 개구가 하나의 프레임 가상 영상 내에서 순차적으로 작동하며, 상기 출사동이 관찰자 안구 이동 방향에 따라 2개 이상 순차적으로 배치됨으로써 관찰자 안구 이동 방향의 출사동의 크기를 확대하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제7항 또는 제8항에 있어서,상기 동적 개구 조절 소자의 2개 이상의 개구 위치는 광축에 수직한 평면에서 수평, 수직, 대각선 방향 또는 이들의 조합 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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10
제1항에 있어서, 상기 제어부가, 최근접 가상 영상이 안구의 초점위치에서 망막에 맺히는 영상점의 최근접 영상 흐려짐 크기와, 최외곽 가상 영상이 안구의 초점위치에서 망막에 맺히는 영상점의 최외곽 영상 흐려짐 크기가 동일하도록,상기 최근접 및 최외곽 영상 흐려짐 크기가, 회절에 의한 영상 흐려짐 크기와, 동일한 값에서 20% 내에 있도록,가상 영상의 영상점의 최적 위치는, 디옵터 단위로 상기 최근접 안구의 초점위치와 상기 최외곽 안구의 초점위치의 산술평균 위치가 되도록,설정된 최적 가상영상 위치와 초점심도범위에 따라 상기 동적 개구 소자의 개구의 크기를 조절하여, 안구의 동공위치에서 상기 출사동의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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11
제10항에 있어서,상기 동적 개구 조절 소자의 개구는 원형 개구 내에 원형의 광 차단 부분으로 이루어진 환 모양 개구(Annular Aperture)인 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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12
제11항에 있어서,상기 원형 개구의 반지름이 a이고, 상기 원형의 광 차단 부분의 반지름이 a0인 경우, 상기 원형 개구의 반지름과 상기 원형의 광 차단 부분의 반지름의 비가 β(≡ a0/a)로 정의될 때, 상기 β는 0 이상 1/3 이하인 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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13
제11항에 있어서,상기 원형 개구의 반지름이 a이고, 상기 원형의 광 차단 부분의 반지름이 a0인 경우, 상기 원형 개구의 반지름과 상기 원형의 광 차단 부분의 반지름의 비가 β(≡ a0/a)로 정의될 때, 상기 β는 0 이상 0
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14
제10항에 있어서,상기 제어부는 가상영상의 종류에 따라 설정된 최적 가상영상 위치에서 초점심도범위를 감소시키고, 해상력이 증대된 영상을 제공하기 위해 상기 동적 개구 조절 소자의 개구의 크기를 넓게 조절하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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15
제10항에 있어서,상기 디스플레이와 상기 제1 렌즈 사이의 거리를 조절하는 디스플레이 위치조정 소자를 더 포함하며,상기 제어부는 설정된 최적 가상영상 위치에 따라 상기 디스플레이 위치조정 소자를 제어하여 최적 가상영상 위치를 조정함을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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16
제10항에 있어서,상기 제1 렌즈는 상기 제어부의 제어신호에 따라 초점거리를 조절할 수 있고, 상기 제어부는 설정된 최적 가상영상 위치에 따라 상기 제1 렌즈의 초점거리를 제어하여 최적 가상영상 위치를 조정함을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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17
제15항에 있어서,상기 관찰자의 안구 동공 초점 조절 위치를 추적하는 동공 추적 장치가 구비되며,상기 제어부가 상기 동공 추적 장치가 획득한 동공 추적 정보를 이용하여, 관찰자의 안구의 초점조절 위치에 근접한 최적 가상영상 위치가 형성되도록 상기 디스플레이 위치조정 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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18
제16항에 있어서,상기 관찰자의 안구 동공 초점 조절 위치를 추적하는 동공 추적 장치가 구비되며,상기 제어부가 상기 동공 추적 장치가 획득한 동공 추적 정보를 이용하여, 관찰자의 안구의 초점조절 위치에 근접한 최적 가상영상 위치가 형성되도록 상기 제1 렌즈의 초점거리를 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제17항에 있어서,상기 동공 추적 장치는 2개이며, 관찰자 양안의 지향점 정보를 추적하여 상기 제어부가 관찰자의 양안의 수렴위치에 근접한 최적 가상영상 위치가 형성되도록 상기 디스플레이 위치조정 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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20
제18항에 있어서,상기 동공 추적 장치는 2개이며, 관찰자 양안의 지향점 정보를 추적하여 상기 제어부가 관찰자의 양안의 수렴위치에 근접한 최적 가상영상 위치가 형성되도록 상기 제1 렌즈의 초점거리를 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제17항 또는 제19항에 있어서,근시 또는 원시의 비 정상시 관찰자를 위해, 상기 제어부에 시력보정 수치를 입력하여 상기 설정된 최적 가상영상 위치와 대응되는 상기 디스플레이 위치를 보정함에 따라, 비 정상시 관찰자에게도 시력보정 안경의 착용없이 최적 가상영상 위치를 제공하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제18항 또는 제20항에 있어서,근시 또는 원시의 비 정상시 관찰자를 위해, 상기 제어부에 시력보정 수치를 입력하여 상기 설정된 최적 가상영상 위치와 대응되는 상기 제1 렌즈의 초점거리를 보정함에 따라, 비 정상시 관찰자에게도 시력보정 안경의 착용없이 최적 가상영상 위치를 제공하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제15항에 있어서,상기 디스플레이 위치조정 소자는 정밀 위치 제어가 가능한 압전소자, VCM, 또는 전기신호에 따라 굴절률이 변경되어 디스플레이와 제1 렌즈 사이의 유효거리를 조정하는 액정소자인 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제16항에 있어서,상기 초점거리 조정이 가능한 제1 렌즈는 정밀 초점거리 제어가 수동 또는 전기적으로 가능한 포커스 튜너블 렌즈(Focus-Tunable Lens), 폴리머 렌즈, 액체렌즈(Liquid Lens), 액정 렌즈, 또는 전기신호에 따라 굴절률이 변경되는 렌즈인 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제1항에 있어서,상기 디스플레이는 복수의 화소들로 구성되며, 각 화소의 인접화소는 서로 직교하는 제1 편광의 제1 가상영상과 제2 편광의 제2 가상영상을 제공하며, 상기 동적 개구 조절 소자는 제1 편광의 제1 개구와 제2 편광의 제2 개구를 포함하는 편광 개구 세트로 구성되며, 상기 디스플레이의 2개의 가상영상이 상기 동적 개구 조절 소자의 편광 개구 세트를 통하여 관찰자 안구위치에 전달되어 출사동이 확장되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제25항에 있어서,상기 제1 가상영상과 상기 제2 가상영상은 시차영상인 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제25항에 있어서,상기 동적 개구 조절 소자의 편광 개구 세트의 수평 위치는 2개 이상이며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 동적 개구 조절 소자의 각 수평 위치의 개구가 하나의 프레임 가상 영상 내에서 순차적으로 작동하여 상기 출사동이 2개 이상 순차적으로 배치되도록 하여 출사동의 크기를 확대하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제27항에 있어서,상기 제어부는 상기 동적 개구 조절 소자의 편광 개구 세트 위치 변경에 동기화하여 상기 디스플레이에 2개 이상의 시차 영상을 순차적으로 제공하여, 상기 출사동의 각 위치에 서로 다른 시차 영상이 배치되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제6항에 있어서,2대의 외부 전경용 카메라가 더 구비되며, 상기 2대의 외부 전경용 카메라로 촬영된 외부영상은 상기 제어부를 통하여 상기 디스플레이에 외부영상과 가상영상이 합성되어 관찰자의 양안에 각각 제공되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제29항에 있어서, 각 동공 위치추적 장치에서 취득한 정보는 상기 제어부에 송신되며, 상기 제어부는 관찰자 양안 각각에 상기 2개의 외부 전경용 카메라의 영상을 안구별로의 시차영상으로 동적 개구를 통하여 제공하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제1항에 있어서,상기 제1 렌즈로 상기 제1 렌즈와 상기 주 광학렌즈 사이에 상기 디스플레이의 상이 상기 디스플레이의 크기 보다 크도록 확대하여 시야각을 확대시킬 수 있는 근안 디스플레이 장치
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디스플레이;상기 디스플레이의 전면에 일정 간격 이격하여 배치된 제1 렌즈;상기 제1 렌즈에 인접 배치되어 상기 제1 렌즈의 개구 크기와 광축에 수직한 평면상의 개구의 수평위치를 동적으로 제어하는 동적 개구 조절 소자;상기 제1 렌즈로부터 일정 간격 이격하여 배치되며, 가상영상을 빔 스플리터로 반사시키는 반사 거울;가상영상 제공 방향과 외부 시야창 방향이 서로 간섭이 없도록 배치되어, 가상영상과 외부영상이 동시에 관찰자에게 제공되도록 하는 빔 스플리터;가상영상을 관찰자에게 반사시키고 외부영상을 통과시키는 반투과형 오목거울; 및 상기 동적 개구 조절 소자를 제어하는 제어부를 포함하며,상기 주 광학렌즈로부터 일정 간격 이격하여 배치되는 출사동에 관찰자의 안구 동공이 위치하고, 상기 출사동의 크기와 수평위치는 상기 제어부의 제어 신호에 따라 조절되는 상기 동적 개구 조절 소자의 개구 크기와 수평위치에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제32항에 있어서,상기 반투과형 오목거울의 외부 시야창 바깥면에 근시 또는 원시의 비 정상시 관찰자의 시력보정 렌즈가 더 구비되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제33항에 있어서,상기 디스플레이 위치와 상기 제1 렌즈 사이의 거리를 조절하는 디스플레이 위치조정 소자가 더 구비되며, 상기 제어부는 설정된 최적 가상영상 위치에 따라 디스플레이 위치조정 소자를 제어하여 최적 가상영상 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제33항에 있어서,상기 제1 렌즈는 상기 제어부의 제어신호에 따라 초점거리를 조절할 수 있고, 상기 제어부는 설정된 최적 가상영상 위치에 따라 상기 제1 렌즈의 초점거리를 제어하여 최적 가상영상 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제34항에 있어서,상기 관찰자의 안구 동공 위치를 추적하는 동공 추적 장치가 더 구비되며, 상기 제어부가 상기 동공 추적 장치가 획득한 동공 추적 정보를 이용하여, 관찰자의 안구의 초점조절 위치에 근접한 최적 가상영상 위치가 형성되도록 상기 디스플레이 위치조정 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제35항에 있어서,상기 관찰자의 안구 동공 위치를 추적하는 동공 추적 장치가 더 구비되며, 상기 제어부가 상기 동공 추적 장치가 획득한 동공 추적 정보를 이용하여, 관찰자의 안구의 초점조절 위치에 근접한 최적 가상영상 위치가 형성되도록 상기 제1 렌즈의 초점거리를 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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38
제36항에 있어서,상기 동공 추적 장치는 2개이며, 관찰자 양안의 지향점 정보를 추적하여 상기 제어부가 관찰자의 양안의 수렴위치에 근접한 최적 가상영상 위치가 형성되도록 상기 디스플레이 위치조정 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제37항에 있어서,상기 동공 추적 장치는 2개이며, 관찰자 양안의 지향점 정보를 추적하여 상기 제어부가 관찰자의 양안의 수렴위치에 근접한 최적 가상영상 위치가 형성되도록 상기 제1 렌즈의 초점거리를 제어하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제36항 또는 제38항에 있어서,근시 또는 원시의 비 정상시 관찰자를 위해, 상기 제어부에 시력보정 수치를 입력하여 상기 설정된 최적 가상영상 위치와 대응되는 상기 디스플레이 위치를 보정함에 따라, 비 정상시 관찰자에게도 시력보정 안경의 착용없이 최적관찰위치를 제공하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제37항 또는 제39항에 있어서,근시 또는 원시의 비 정상시 관찰자를 위해, 상기 제어부에 시력보정 수치를 입력하여 상기 설정된 최적 가상영상 위치와 대응되는 상기 제1 렌즈의 초점거리를 보정함에 따라, 비 정상시 관찰자에게도 시력보정 안경의 착용없이 최적관찰위치를 제공하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제32항에 있어서,상기 반투과형 오목거울의 외부 시야창 바깥면에 외부전경 차폐부품 및 2대의 외부 전경용 카메라가 더 구비되며, 상기 2대의 외부 전경용 카메라로 촬영된 외부영상은 상기 제어부를 통하여 상기 디스플레이에 외부영상과 가상영상이 합성되어 관찰자의 양안에 각각 제공되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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43
제42항에 있어서,상기 외부전경 차폐부품은 선택적으로 탈착이 가능한 클립형태 또는 전기적 제어신호에 따라 투과율 조절이 가능한 소자임을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제42항에 있어서,상기 2대의 외부 전경용 카메라의 외부영상은 대응되는 관찰자의 안구위치를 고려하여 보정되어 관찰자의 양안에 각각 제공되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제1항에 있어서, 상기 근안 디스플레이 장치가 좌안 및 우안에 각각 배치되며, 각 동적 개구 조절 소자와 주 광학렌즈 사이에 광 경로를 변경시키는 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제1항에 있어서, 상기 근안 디스플레이 장치가 좌안 및 우안에 각각 배치되며, 각 동적 개구 조절 소자와 주 광학렌즈 사이에 편광 빔 분할기를 더 포함하고, 각 편광 빔 분할기 사이에 1/2λ 웨이브 지연기를 더 포함하되, 좌(또는 우)측 동적 개구를 지나는 광이 좌(또는 우)측 편광 빔 분할기 및 1/2λ 웨이브 지연기를 지나 편광이 변환되어 우(또는 좌)측 편광 빔 분할기에서 반사한 후 우(또는 좌)측 주 광학렌즈로 진행되는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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제46항에 있어서, 각 동적 개구 조절 소자와 편광 빔 분할기 사이에 광 경로를 변경시키는 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 근안 디스플레이 장치
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