KR20120010644A - 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치 - Google Patents

초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

초다시점을 제공할 수 있는 3차원 영상 디스플레이 장치가 개시된다. 개시된 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치는, 영상을 포함하는 광을 투사하는 적어도 하나의 영상 투사 장치, 소정의 각도 범위 내에서 광의 진행 경로를 임의로 바꿀 수 있는 능동 광학 소자, 및 시청자의 동공으로 광을 전달하기 위한 릴레이 광학계를 포함할 수 있다. 개시된 3차원 영상 디스플레이 장치는 광의 진행 경로를 바꿀 수 있는 능동 광학 소자를 이용하여 시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 제공할 수 있다. 따라서, 다시점 또는 초다시점 구현시 발생하는 해상도 감소의 문제를 개선할 수 있다. 또한, 시스템 부피의 증가 없이 시점의 수를 증가시키는 것이 가능하다.

Description

초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치 {Super multi-view 3D display apparatus}
초다시점을 제공할 수 있는 3차원 영상 디스플레이 장치를 개시한다. 더욱 상세하게는, 광의 진행 경로를 바꿀 수 있는 능동 광학 소자를 이용하여 간단한 구성으로 초다시점을 제공할 수 있는 3차원 영상 디스플레이 장치를 개시한다.
최근, 게임, 광고, 의료영상, 교육, 군사 등 여러 분야에서 입체 영상을 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치의 필요성이 크게 요구되고 있다. 또한, 고해상도 TV가 대중화됨에 따라, 입체로 TV를 시청할 수 있는 3차원 TV가 점차 상용화되고 있다. 이에 따라, 다양한 3차원 영상 재현 기술이 제안되고 있다. 현재 상용화되고 있는 3차원 영상 디스플레이 장치는 두 눈의 양안시차(binocular parallax)를 이용하는 것으로, 시점이 서로 다른 좌안용 영상과 우안용 영상을 시청자의 좌안과 우안에 각각 제공함으로써 시청자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다. 이러한 3차원 영상 디스플레이 장치에는 특수 안경을 필요로 하는 안경식 3차원 영상 디스플레이 장치와 안경을 필요로 하지 않는 무안경식 3차원 영상 디스플레이 장치가 있다.
그러나, 단지 좌안용 영상과 우안용 영상의 2시점만을 제공하는 기존의 3차원 영상 디스플레이 장치는 시청자의 이동에 따른 시점의 변화를 반영하지 못하기 때문에, 자연스러운 입체감을 제공하는데는 한계가 있다. 따라서, 자연스러운 운동시차(motion parallax)를 제공하기 위하여 다수의 시점을 제공할 수 있는 다시점식 3차원 영상 디스플레이 장치가 제안되고 있다. 다시점식 3차원 영상 디스플레이 장치는 다수의 시역(viewing zone)에 서로 다른 시점의 3차원 영상을 각각 제공하는 장치이다. 그러나 기존의 다시점식 3차원 영상 디스플레이 장치는 서로 다른 시역들 사이에서 크로스토크(crosstalk)가 발생하여 시역들 사이에 비입체시 또는 역입체시 영역이 생길 수 있다. 또한, 자연스러운 운동시차를 제공하기 위해서는 시점의 수가 많아져야 하는데, 이 경우 단위 시점의 해상도가 감소하는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 투사광학계를 사용하는 3차원 영상 디스플레이 장치의 경우, 시점의 수를 증가시키기 위해서는 투사광학계의 수를 증가시켜야 하는데, 이는 전체 시스템의 부피가 커지게 되는 결과를 가져온다. 더욱이, 기존의 다시점식 3차원 영상 디스플레이 장치도 역시 기본적으로는 양안시차만을 제공하기 때문에, 단안으로는 3차원 영상을 감상할 수 없다.
최근에는 더욱 자연스러운 운동시차를 제공하고, 단안으로도 입체 영상을 감상할 수 있도록 하는 초다시점(super multi-view) 3차원 영상 디스플레이 장치가 제안되고 있다. 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치는 시청자의 단안에 복수 시점의 영상을 제공한다. 이를 위해 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치는 시청자의 단안의 동공 크기보다 작은 영역 내에 복수 시점의 영상을 형성한다. 따라서, 시청자의 망막에는 항상 복수의 시차의 영상이 투영되므로 단안으로도 입체감을 느낄 수 있어서, 더욱 자연스러운 입체감의 형성이 가능하다.
광의 진행 경로를 바꿀 수 있는 능동 광학 소자(active optical element)를 이용하여 간단한 구성으로도 초다시점을 제공할 수 있는 3차원 영상 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 제공함으로써 해상도의 감소 및 광학계의 증가 없이 초다시점을 제공할 수 있는 3차원 영상 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 한 유형에 따른 3차원 영상 디스플레이 장치는, 영상을 포함하는 광을 투사하는 적어도 하나의 영상 투사 장치; 상기 적어도 하나의 영상 투사 장치에서 각각 투사된 적어도 하나의 광을 각각 굴절시켜 광의 진행 경로를 조절하는 능동 광학 소자; 및 상기 적어도 하나의 광을 시청자의 동공 내에 전달하기 위한 릴레이 광학계를 포함할 수 있다.
상기 3차원 영상 디스플레이 장치는 시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 동공 내에 제공할 수 있다.
여기서, 상기 능동 광학 소자는 복수의 상이한 각도로 광을 굴절시키도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 능동 광학 소자는 전기적 제어에 의해 굴절면의 기울기가 변화하는 전기습윤 프리즘일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 영상 투사 장치마다 능동 광학 소자가 하나씩 배치될 수 있다.
또한, 각각의 영상 투사 장치는 서로 다른 시점의 영상을 포함하는 광을 각각 투사할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 적어도 하나의 영상 투사 장치는 시간 순서에 따라 순차적으로 각각 상이한 시점의 영상을 포함하는 광을 투사하도록 구성될 수 있으며, 상기 능동 광학 소자는 상기 적어도 하나의 영상 투사 장치의 광 투사 시간에 동기하여 상기 상이한 시점의 영상을 포함하는 광을 상이한 각도로 굴절시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 릴레이 광학계는, 상기 능동 광학 소자에 의해 굴절된 광을 포커싱하는 제 1 렌즈; 다수의 핀홀을 구비하는 배리어; 및 시청자의 동공으로 광을 전달하는 제 2 렌즈를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 능동 광학 소자와 제 1 렌즈 사이의 거리, 상기 제 1 렌즈와 배리어 사이의 거리, 상기 배리어와 제 2 렌즈 사이의 거리, 및 상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이의 거리는, 상기 적어도 하나의 영상 투사 장치로부터 투사된 광이 한 동공의 크기 내에 입사할 수 있도록 조절될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 유형에 따라 시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 동공 내에 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치는, 다수의 화소들의 어레이를 가지며, 영상을 포함하는 광을 발생시키는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널로부터 입사하는 광을 굴절시켜 광의 진행 경로를 조절하는 능동 광학 소자; 및 상기 능동 광학 소자에 의해 굴절된 광을 시청자의 동공 내에 전달하기 위한 릴레이 광학계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 3차원 영상 디스플레이 장치는 상기 디스플레이 패널에 평행광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 디스플레이 패널은 수광형 디스플레이 패널일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 패널의 화소들과 일대일로 대응하도록 또는 상기 디스플레이 패널의 한 열(column)의 화소들과 대응하도록, 다수의 능동 광학 소자들이 어레이를 이루며 배열될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은 서로 인접하는 적어도 두 개의 화소가 서로 다른 시점의 영상을 디스플레이 하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 예를 들어, 상기 디스플레이 패널은 시간 순서에 따라 순차적으로 각각 상이한 시점의 영상을 디스플레이 하도록 구성될 수 있으며, 상기 능동 광학 소자는 상기 디스플레이 패널에서 특정 시점의 영상을 디스플레이 하는 시간에 동기하여 상이한 시점의 영상을 포함하는 광을 상이한 각도로 굴절시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 릴레이 광학계는, 상기 능동 광학 소자에 의해 굴절된 광을 포커싱하는 제 1 렌즈; 다수의 핀홀을 구비하는 배리어; 및 시청자의 동공으로 광을 전달하는 제 2 렌즈를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 렌즈는 각각 다수의 미세한 단위 렌즈들의 어레이를 갖는 렌즈 어레이 시트로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 각각의 단위 렌즈는 평볼록 실린더 렌즈일 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 렌즈의 단위 렌즈는 볼록면이 상기 디스플레이 패널을 향해 배치되며, 상기 제 2 렌즈의 단위 렌즈는 볼록면이 시청자를 향해 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 각각의 단위 렌즈의 폭은 상기 디스플레이 패널의 적어도 하나의 화소열의 폭과 대응하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 유형에 따라 시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 동공 내에 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치는, 다수의 화소들의 어레이를 갖는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널의 배면에 배치된 것으로, 상기 디스플레이 패널에 평행광을 제공하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛과 상기 디스플레이 패널 사이에 배치된 것으로, 상기 백라이트 유닛으로부터 입사하는 광을 굴절시켜 진행 경로가 조절된 광을 상기 디스플레이 패널에 제공하는 능동 광학 소자; 및 상기 디스플레이 패널의 전면에 배치된 것으로, 상기 디스플레이 패널을 통과한 광을 시청자의 동공 내에 전달하기 위한 릴레이 광학계를 포함할 수 있다.
개시된 3차원 영상 디스플레이 장치는 광의 진행 경로를 바꿀 수 있는 능동 광학 소자를 이용하여 시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 제공할 수 있다. 따라서, 다시점 또는 초다시점 구현시 발생하는 해상도 감소의 문제를 개선할 수 있다. 또한, 시스템 부피의 증가 없이 시점의 수를 증가시키는 것이 가능하다.
더욱이 개시된 3차원 영상 디스플레이 장치는 시청자의 동공에 적어도 2개 이상 시점의 영상을 제공할 수 있기 때문에, 시청자는 크로스토크를 거의 느끼지 않으면서 자연스러운 3차원 입체 영상을 감상할 수 있다. 또한, 시청자는 단안으로도 입체감을 느낄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치에서 사용되는 능동 광학 소자의 동작 예를 개략적으로 도시한다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치의 예시적인 동작을 개략적으로 도시한다.
도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치의 동작에 의해 시청자의 망막에 복수 시점의 영상이 맺히는 것을 예시적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 10a 내지 도 10c는 도 7 및 도 8에 도시된 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치에서 사용되는 능동 광학 소자들의 어레이의 동작 예를 개략적으로 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치(100)는 영상을 포함하는 광을 투사하는 영상 투사 장치(10a, 10b), 소정의 각도 범위 내에서 광의 진행 경로를 조절할 수 있는 능동 광학 소자(21), 및 시청자의 안구(30) 내의 동공(31)으로 광을 전달하기 위한 릴레이 광학계(25)를 포함할 수 있다. 릴레이 광학계(25)는, 예를 들어, 능동 광학 소자(21)에 의해 굴절된 광을 포커싱하는 제 1 렌즈(22), 다수의 핀홀(23a)을 구비하는 배리어(23), 및 시청자의 동공(31)으로 영상을 전달하는 제 2 렌즈(23)를 포함할 수 있다. 핀홀(23a)은 제 1 렌즈(22)와 제 2 렌즈(23) 사이에서 불필요한 잡광 성분을 제거하여, 원하는 광 성분만이 최종적으로 시청자의 동공(31)에 입사할 수 있도록 한다. 도 1에는 거리 yO만큼 떨어진 두 개의 영상 투사 장치(10a, 10b)가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 3개 또는 그 이상의 영상 투사 장치를 사용하는 것도 가능하며, 단지 하나의 영상 투사 장치를 사용하는 것도 역시 가능하다.
이러한 구성에서, 영상 투사 장치(10a, 10b)로부터 투사된 영상 정보를 실은 광은 능동 광학 소자(21)에 의해 소정의 각도로 굴절된 후, 릴레이 광학계(25)로 입사한다. 능동 광학 소자(21)에 의해 굴절된 광은 최종적으로 릴레이 광학계(25)에 의해 시청자의 동공(31)에 입사하게 된다. 구체적으로, 광은 제 1 렌즈(22)에 의해 포커싱되면서 광축(OX)을 가로질러 제 2 렌즈(24)에 입사한다. 이 과정에서, 광은 핀홀(23a)을 통과하게 되는데, 핀홀(23a)은 외부에서 유입된 광이나 산란광 또는 반사광 등과 같은 노이즈 성분을 제거하며, 시청자의 동공(31)으로 정확히 입사할 수 있는 경로를 따라 진행하는 광만을 투과시킨다. 그런 후, 제 2 렌즈(24)에 의해 광은 시청자의 동공(31)을 향해 굴절될 수 있다. 그러면, 예를 들어, 제 1 영상 투사 장치(10a)로부터 투사된 광은 동공(31)의 좌측 가장자리로 입사하며, 제 2 영상 투사 장치(10b)로부터 투사된 광은 동공(31)의 우측 가장자리로 입사할 수 있다.
그런데, 일반적으로 시청자의 동공(31)의 크기(yI)는 주위의 밝기에 따라 다르며 또한 개인에 따라 편차가 있다. 따라서, 두 영상 투사 장치(10a, 10b)로부터 투사된 광이 모두 동공(31)에 입사할 수 있도록, 영상 투사 장치(10a, 10b)들 사이의 거리 yO와 릴레이 광학계(25)와 시청자 사이의 거리 t5를 고려하여 상기 릴레이 광학계(25) 내의 광학 소자들의 배열을 조절할 수 있다. 예를 들어, 능동 광학 소자(21)와 제 1 렌즈(22) 사이의 거리 t1, 제 1 렌즈(22)와 배리어(23) 사이의 거리 t2, 배리어(23)와 제 2 렌즈(24) 사이의 거리 t3, 및 제 1 렌즈(22)와 제 2 렌즈(24) 사이의 거리 t4를 적절히 조절함으로써, 제 2 렌즈(24)로부터 거리 t5에 있는 동공(31)의 크기(yI) 내에 두 영상 투사 장치(10a, 10b)로부터 투사된 광이 모두 입사하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 능동 광학 소자(21)에 의해 광이 굴절되는 각도를 조절함으로써, 시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 동공(31) 내에 제공할 수 있다. 이를 위해, 능동 광학 소자(21)는 전기습윤 프리즘(electro-wetting prism)과 같이 고속으로 제어할 수 있는 가변 프리즘 소자일 수 있다. 전기습윤 프리즘은 예를 들어, 격벽 내에 채워진 극성 액체와 무극성 액체 사이의 계면이 굴절면으로서의 역할을 하는 프리즘으로서, 격벽을 둘러싸는 전극에 전압을 인가함으로써 전기적 제어에 의해 굴절면의 기울기를 여러 각도로 변화시킬 수 있다. 그러나, 능동 광학 소자(21)는 전기습윤 현상을 이용하는 전기습윤 프리즘 이외에도 다양한 다른 기계-전기적 방식으로 구현할 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c는 이러한 능동 광학 소자(21)의 동작 예를 개략적으로 도시하고 있다. 먼저, 도 2a를 참조하면, 능동 광학 소자(21)의 굴절면(21a)이 기울어지지 않은 경우, 영상 투사 장치(10)로부터 투사된 광은 진행 경로의 변화 없이 그대로 능동 광학 소자(21)를 통과한다. 그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 능동 광학 소자(21)를 전기적으로 제어하여 굴절면(21a)을 아래로 기울이면, 영상 투사 장치(10)로부터 투사된 광은 굴절면(21a)에 의해 광축(OX)에 대해 +θ1의 각도만큼 굴절되어 능동 광학 소자(21)를 통과한다. 그와 반대로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 능동 광학 소자(21)를 전기적으로 제어하여 굴절면(21a)을 위쪽으로 기울이면, 영상 투사 장치(10)로부터 투사된 광은 굴절면(21a)에 의해 광축(OX)에 대해 -θ2의 각도만큼 굴절되어 능동 광학 소자(21)를 통과하게 된다. 영상 투사 장치(10)로부터 투사된 광이 능동 광학 소자(21)에 의해 굴절되면, 릴레이 광학계(25)를 통해 시청자의 동공(31)으로 입사하는 광의 입사각도도 변화하게 되므로, 시청자는 다양한 시점의 영상을 느낄 수 있게 된다.
도 3 내지 도 5는 상술한 원리에 따라 시분할 방식으로 초다시점을 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치(100)의 예시적인 동작을 개략적으로 도시하고 있다. 먼저, 도 3을 참조하면, 먼저 시간 T1 동안, 제 1 영상 투사 장치(10a)는 제 1 시점의 영상을 담은 광을 투사하며, 제 2 영상 투사 장치(10b)는 제 1 시점과는 다른 시점의 제 2 시점의 영상을 담은 광을 투사한다. 이때, 능동 광학 소자(21)는 상기 제 1 및 제 2 영상 투사 장치(10a, 10b)의 광 투사 시간에 동기하여, 예를 들어 굴절면을 아래쪽으로 기울여 광이 위쪽으로 굴절되도록 한다. 도 3에는 단지 하나의 능동 광학 소자(21)가 도시되어 있지만, 각각의 영상 투사 장치(10a, 10b)마다 하나씩의 능동 광학 소자(21)를 배치할 수도 있다. 이 경우, 각각의 능동 광학 소자(21)에서 굴절면이 기울어지는 각도는 반드시 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 제 1 영상 투사 장치(10a)로부터 투사된 광은 광축(OX)에 대해 +θ1의 각도만큼 굴절되며, 제 2 영상 투사 장치(10b)로부터 투사된 광은 광축(OX)에 대해 +θ1'의 각도만큼 굴절될 수 있다. 그러면, 두 광은 릴레이 광학계(25)에 의해 시청자의 동공(31)의 서로 다른 위치에서 각각 다른 각도로 입사하게 된다. 예를 들어, 제 1 영상 투사 장치(10a)로부터 투사된 광은 광축(OX)을 가로질러 동공(31)의 좌측 가장자리에 φ1의 각도로 입사할 수 있다. 그리고, 제 2 영상 투사 장치(10b)로부터 투사된 광은 광축(OX)을 가로질러 동공(31)의 우측 가장자리에 φ1'의 각도로 입사할 수 있다. 그러나, 일반적인 실시예에서 θ1 = θ1'이고 φ1 = φ1'일 수 있다.
다음으로 도 4를 참조하면, 시간 T2 동안, 제 1 영상 투사 장치(10a)는 제 1 및 제 2 시점과는 다른 시점의 제 3 시점의 영상을 담은 광을 투사하며, 제 2 영상 투사 장치(10b)는 제 1 내지 제 3 시점과는 다른 시점의 제 4 시점의 영상을 담은 광을 투사한다. 이때, 능동 광학 소자(21)는 제 1 및 제 2 영상 투사 장치(10a, 10b)의 광 투사 시간에 동기하여, 굴절면을 기울이지 않고 광축(OX)에 수직하도록 제어된다. 그러면, 제 1 및 제 2 영상 투사 장치(10a, 10b)로부터 투사된 두 광은 능동 광학 소자(21)에 의해 굴절되지 않고 광축(OX)과 평행하게 진행하게 된다. 그런 후, 상기 두 광은 릴레이 광학계(25)를 통해 시청자의 동공(31)의 서로 다른 위치로 각각 입사하게 된다. 예를 들어, 제 1 영상 투사 장치(10a)로부터 투사된 광은 광축(OX)을 가로지른 후, 동공(31)의 좌측 가장자리에 광축(OX)에 평행하게 입사할 수 있다. 그리고, 제 2 영상 투사 장치(10b)로부터 투사된 광은 광축(OX)을 가로지른 후, 동공(31)의 우측 가장자리에 광축(OX)에 평행하게 입사할 수 있다.
그런 후, 도 3을 참조하면, 시간 T3 동안, 제 1 영상 투사 장치(10a)는 제 1 내지 제 4 시점과는 다른 시점의 제 5 시점의 영상을 담은 광을 투사하며, 제 2 영상 투사 장치(10b)는 제 1 내지 제 5 시점과는 다른 시점의 제 6 시점의 영상을 담은 광을 투사한다. 이때, 능동 광학 소자(21)는 제 1 및 제 2 영상 투사 장치(10a, 10b)의 광 투사 시간에 동기하여, 예를 들어 굴절면을 위쪽으로 기울여 광이 아래쪽으로 굴절되도록 제어된다. 이 경우에도, 영상 투사 장치(10a, 10b)마다 하나씩의 능동 광학 소자(21)가 배치될 수 있으며, 각 능동 광학 소자(21)에서 굴절면이 기울어지는 각도가 반드시 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 제 1 영상 투사 장치(10a)로부터 투사된 광은 광축(OX)에 대해 -θ2의 각도만큼 굴절되며, 제 2 영상 투사 장치(10b)로부터 투사된 광은 광축(OX)에 대해 -θ2'의 각도만큼 굴절될 수 있다. 그러면, 두 광은 릴레이 광학계(25)에 의해 시청자의 동공(31)의 서로 다른 위치에서 각각 다른 각도로 입사하게 된다. 예를 들어, 제 1 영상 투사 장치(10a)로부터 투사된 광은 광축(OX)을 가로질러 동공(31)의 좌측 가장자리에 -φ2의 각도로 입사할 수 있다. 그리고, 제 2 영상 투사 장치(10b)로부터 투사된 광은 광축(OX)을 가로질러 동공(31)의 우측 가장자리에 -φ2'의 각도로 입사할 수 있다. 그러나, 일반적인 실시예에서는 θ2 = θ2'이고 φ2 = φ2'일 수 있다. 또한, θ1 = θ2이고 φ1 = φ2일 수도 있다.
도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치(100)의 동작에 의해 시청자의 망막에 복수 시점의 영상이 맺히는 것을 예시적으로 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 제 1 내지 제 6 시점의 영상이 시청자의 안구(30)의 동공(31)을 지나, 시청자의 망막(32)에 각각 맺히게 된다. 여기서, 제 1 내지 제 6 시점의 영상은 동일 프레임의 영상에 대해 시점만을 달리하는 것이다. 시분할 방식에 따라 제 1 및 제 2 시점의 영상이 망막(32)에 먼저 맺히고, 이어서 제 3 및 제 4 시점의 영상이 망막(32)에 맺히게 되며, 마지막으로 제 5 및 제 6 시점의 영상이 망막(32)에 맺히게 된다. 여기서, 상기 제 1 내지 제 6 시점의 영상이 거의 동시에 망막(32)에 맺히는 것처럼 느끼도록 하기 위하여, 시간 T1~T3를 조절할 필요가 있다. 예를 들어, 한 프레임의 영상을 디스플레이하는 프레임 속도(frame rate)가 약 30Hz인 경우, T1 = T2 = T3 ~ 0.011초로 조절한다면, 시청자는 제 1 내지 제 6 시점의 영상이 디스플레이되는 시차를 거의 느끼지 못하고 6개 시점의 영상을 감상할 수 있다.
상술한 방식으로 복수 시점의 영상을 시분할 방식으로 시청자에게 제공하는 것이 가능하다. 위에서는 6개 시점의 영상을 제공하는 예를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 능동 광학 소자(21)의 굴절면(21a)이 기울어지는 각도를 더욱 세분화함으로써 6개 이상의 시점을 제공하는 것도 가능하다. 또한, 상술한 예에서는 두 개의 영상 투사 장치(10a, 10b)를 사용하고 있으나, 단지 하나의 영상 투사 장치만으로도 시분할 방식을 통해 복수 시점의 영상을 제공할 수 있으며, 또는 실시예에 따라 세 개 이상의 영상 투사 장치를 사용하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 원리에 따르면, 광을 굴절시켜 광의 진행 경로를 조절할 수 있는 능동 광학 소자(21)를 이용함으로써 1개의 영상 투사 장치로도 시분할 방식으로 다수 시점의 영상 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 다수 시점의 영상 정보를 제공하는데 필요한 영상 투사 장치의 개수를 줄여서 전체 시스템의 크기 및 부피를 감소시킬 수 있다. 또한, 시분할 방식으로 다수 시점의 영상 정보를 제공하기 때문에, 다시점 또는 초다시점의 구현시에 해상도 감소의 문제가 발생하지 않는다. 더욱이, 개시된 3차원 영상 디스플레이 장치(100)는 시청자의 동공에 적어도 2개 이상 시점의 영상을 제공할 수 있기 때문에, 시청자는 크로스토크를 거의 느끼지 않으면서 자연스러운 3차원 입체 영상을 감상할 수 있으며, 시청자는 단안으로도 입체감을 느낄 수 있다.
지금까지는 영상 투사 장치를 이용하는 3차원 영상 디스플레이 장치(100)에 대해 설명하였으나, 본 발명의 원리는 일반적인 평판 디스플레이 패널에도 동일한 방식으로 적용이 가능하다. 도 7은 평판 디스플레이 패널로서, 예컨대 액정 디스플레이 패널과 같은 수광형 디스플레이 패널(non-emissive display panel)을 사용하는 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 영상 디스플레이 장치(200)는 광을 제공하는 백라이트 유닛(41), 수광형 디스플레이 패널(42), 백라이트 유닛(41)과 디스플레이 패널(42) 사이에 배치된 능동 광학 소자(21), 디스플레이 패널(42)의 전면에 배치된 릴레이 광학계(25)를 포함할 수 있다. 릴레이 광학계(25)는 앞서 설명한 바와 같이, 능동 광학 소자(21)에 의해 굴절된 광을 포커싱하기 위한 제 1 렌즈(22), 다수의 핀홀(23a)을 구비하는 배리어(23), 및 시청자의 동공(31)으로 영상을 전달하는 제 2 렌즈(24)를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(42)은 2차원 어레이로 배열된 다수의 화소들을 갖는데, 도 7에는 편의상 단지 두 개의 화소(421, 422)만이 예시적으로 도시되어 있다. 능동 광학 소자(21)도 역시 도 7에는 편의상 단지 두 개만이 도시되어 있으나, 디스플레이 패널(42)의 화소들과 일대일로 대응하도록 다수의 능동 광학 소자(21)들이 어레이를 이루며 배열될 수 있다. 또는, 하나의 능동 광학 소자(21)는 디스플레이 패널(42)의 한 열(column)의 화소들과 대응하도록 구성될 수도 있다. 한편, 백라이트 유닛(41)은 최종적으로 생성되는 3차원 입체 영상의 심도를 증가시키기 위하여 콜리메이팅 된 평행광을 제공하도록 구성될 수 있다. 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 이를 위해 백라이트 유닛(41)은 예를 들어 미소 렌즈 어레이와 같은 적절한 콜리메이팅 수단을 포함할 수 있다.
이러한 구성에서, 백라이트 유닛(41)으로부터 제공된 평행광은 능동 광학 소자(21)에 의해 소정의 각도로 굴절된다. 위에서 이미 설명한 바와 같이, 능동 광학 소자(21)는 소정의 각도 범위 내에서 시간 순서에 따라 광을 각각 다른 각도로 굴절시키도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 제 1 화소(421)와 대응하는 제 1 능동 광학 소자(211)는 θ1 내지 -θ2의 각도 범위에서 광을 순차적으로 굴절시킬 수 있으며, 제 2 화소(422)와 대응하는 제 2 능동 광학 소자(212)는 θ1' 내지 -θ2'의 각도 범위에서 광을 순차적으로 굴절시킬 수 있다. 일반적으로는, θ1 = θ2 = θ1' = θ2'일 수 있지만, 제 1 화소(421)와 제 2 화소(422)에서 디스플레이 되는 영상의 시점에 따라 다르게 제어되는 것도 가능하다.
능동 광학 소자(21)에 의해 굴절된 광은 제 1 화소(421)와 제 2 화소(422)를 각각 통과하면서 영상 정보를 실은 광이 된다. 예를 들어, 제 1 화소(421)를 통과한 광은 제 1 시점의 영상 정보를 가질 수 있으며, 제 2 화소(422)를 통과한 광은 제 1 시점과는 다른 시점의 제 2 시점의 영상 정보를 가질 수 있다. 즉, 인접하는 적어도 두 개의 화소(421, 422)를 통과하는 광은 서로 다른 시점의 영상 정보를 가질 수 있다. 그런 후, 각각의 광은 최종적으로 릴레이 광학계(25)에 의해 시청자의 동공(31)에 입사하게 된다. 구체적으로, 광은 제 1 렌즈(22)에 의해 포커싱되면서 광축(OX)을 가로질러 제 2 렌즈(24)에 입사한다. 이 과정에서, 핀홀(23a)을 통해 광에 있는 노이즈 성분이 제거된다. 그런 후, 제 2 렌즈(24)에 의해 광은 시청자의 동공(31)을 향해 굴절될 수 있다. 예를 들어, 제 1 화소(421)를 통과한 제 1 시점의 영상 정보를 담은 광은 동공(31)의 좌측 가장자리로 입사하며, 제 2 화소(422)를 통과한 제 2 시점의 영상 정보를 담은 광은 동공(31)의 우측 가장자리로 입사할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 시간 순서에 따라 능동 광학 소자(21)에 의해 광이 굴절되는 각도가 달라질 수 있으며, 이때마다 제 1 화소(421)와 제 2 화소(422)는 서로 다른 시점의 영상을 디스플레이 할 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 3차원 영상 디스플레이 장치(200)는 시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 시청자의 한 동공(31)에 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치(300)의 구조를 개략적으로 도시하고 있다. 도 7에 도시된 3차원 영상 디스플레이 장치(200)와 비교할 때, 도 8에 도시된 3차원 영상 디스플레이 장치(300)의 경우, 능동 광학 소자(21)가 백라이트 유닛(41)과 디스플레이 패널(42) 사이에 배치되어 있지 않고, 디스플레이 패널(42)의 전면에 배치되어 있다. 즉, 도 8에 도시된 3차원 영상 디스플레이 장치(300)의 경우에는, 광의 진행 방향을 따라 백라이트 유닛(41), 디스플레이 패널(42), 능동 광학 소자(21)의 순서로 배치된다. 도 8에 도시된 3차원 영상 디스플레이 장치(300)의 나머지 구성은 도 7에 도시된 실시예와 동일하며, 그 동작도 역시 도 7에 도시된 실시예와 동일하다. 이렇게 디스플레이 패널(42)의 전면에 능동 광학 소자(21)를 배치하는 경우, 디스플레이 패널(42)은 수광형 디스플레이 패널뿐만 아니라 발광형 디스플레이(emissive display) 패널도 사용할 수 있다. 예를 들어, PDP, CRT, OLED, FED와 같은 디스플레이 패널의 전면에 능동 광학 소자(21)와 릴레이 광학계(25)를 배치하여 3차원 영상 디스플레이 장치(300)를 구현하는 것이 가능하다. 이 경우, 백라이트 유닛(41)은 생략될 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8의 실시예에서는, 릴레이 광학계(25)의 제 1 렌즈(22)와 제 2 렌즈(24)가 각각 단일 렌즈 소자로 이루어진 것으로 도시되었으나, 단일 렌즈 소자 대신에 다수의 렌즈 소자들이 배열된 렌즈 어레이 시트를 사용하는 것도 가능하다. 도 9는 렌즈 어레이 시트를 사용하는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 영상 디스플레이 장치(400)의 구조를 개략적으로 도시하고 있다. 도 9를 참조하면, 3차원 영상 디스플레이 장치(400)는 광을 제공하는 백라이트 유닛(41), 디스플레이 패널(42), 백라이트 유닛(41)과 디스플레이 패널(42) 사이에 배치된 능동 광학 소자 어레이(51), 디스플레이 패널(42)의 전면에 배치된 릴레이 광학계(55)를 포함할 수 있다. 릴레이 광학계(55)는 능동 광학 소자 어레이(51)에 의해 굴절된 광을 포커싱하기 위한 제 1 렌즈 어레이 시트(52), 다수의 핀홀(23a)을 구비하는 배리어(53), 및 시청자의 동공에 영상을 제공하는 제 2 렌즈 어레이 시트(54)를 포함할 수 있다. 도 9에는 백라이트 유닛(41)과 디스플레이 패널(42) 사이에 능동 광학 소자 어레이(51)가 배치된 것으로 도시되어 있으나, 디스플레이 패널(42)과 능동 광학 소자 어레이(51)의 위치는 서로 바뀔 수도 있다. 또한, 상기 디스플레이 패널(42)로서 발광형 디스플레이 패널을 사용함으로써 백라이트 유닛(41)이 생략될 수도 있다.
도 9에 예시적으로 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(42)은 2차원 어레이로 배열된 다수의 화소(421, 422, 423, 424,...)들을 갖는다. 또한, 능동 광학 소자 어레이(51)도 디스플레이 패널(42)의 화소(421, 422, 423, 424,...)들과 일대일로 각각 대응하는 다수의 능동 광학 소자(511, 512, 513, 514,...)들을 가질 수 있다. 또는, 하나의 능동 광학 소자(511, 512, 513, 514,...)는 디스플레이 패널(42)의 한 열의 화소들과 대응할 수도 있다.
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 능동 광학 소자 어레이(51)의 각각의 능동 광학 소자(511, 512, 513, 514,...)들은, 예를 들어 전기적 제어에 따라 다양한 각도로 기울어질 수 있는 굴절면(511a, 512a, 513a, 514a,...)을 가질 수 있다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 굴절면(511a, 512a, 513a, 514a,...)들이 아래로 기울어지면, 광은 광축(OX)에 대해 +θ1의 각도만큼 굴절되어 능동 광학 소자 어레이(51)를 통과한다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 굴절면(511a, 512a, 513a, 514a,...)들이 기울어지지 않은 경우, 광은 진행 경로의 변화 없이 그대로 능동 광학 소자 어레이(51)를 통과할 수 있다. 또한, 도 10c에 도시된 바와 같이 굴절면(511a, 512a, 513a, 514a,...)들이 위쪽으로 기울어지면, 광은 광축(OX)에 대해 -θ1의 각도만큼 굴절되어 능동 광학 소자 어레이(51)를 통과하게 된다. 이러한 능동 광학 소자 어레이(51)의 광굴절 동작은 디스플레이 패널(42)의 화소(421, 422, 423, 424,...)들에서 특정 시점의 영상을 디스플레이 하는 시간과 동기하도록 제어될 수 있다.
제 1 렌즈 어레이 시트(52)는 미세한 단위 렌즈(521, 522, 523,...)들을 가지며, 제 2 렌즈 어레이 시트(54)도 역시 미세한 단위 렌즈(541, 542, 543,...)들을 가진다. 각각의 단위 렌즈(521, 522, 523,...; 541, 542, 543,...)들은 예를 들어 디스플레이 패널(42)의 두 개의 화소열과 대응하는 평볼록(plano-convex) 실린더 렌즈일 수 있다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈 어레이 시트(52)의 단위 렌즈(521, 522, 523,...)들은 볼록면이 디스플레이 패널(42)을 향하도록 배치될 수 있으며, 제 2 렌즈 어레이 시트(54)의 단위 렌즈(541, 542, 543,...)들은 볼록면이 시청자를 향하도록 배치될 수 있다. 도 9에는 각각의 단위 렌즈(521, 522, 523,...; 541, 542, 543,...)들의 폭이 디스플레이 패널(42)의 두 개의 화소열과 대응하는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각각의 단위 렌즈(521, 522, 523,...; 541, 542, 543,...)들의 폭은 하나의 화소열과 대응하도록 구성될 수도 있으며, 또는 세 개 이상의 화소열과 대응하도록 구성될 수도 있다.
예를 들어, 각 단위 렌즈(521, 522, 523,...; 541, 542, 543,...)의 폭이 두 개의 화소열과 대응하는 경우, 시간 T1 동안, 제 1 및 제 3 화소(421, 423)는 제 1 시점의 영상을 디스플레이 하고, 제 2 및 제 4 화소(422, 424)는 제 1 시점과 다른 시점의 제 2 시점의 영상을 디스플레이 할 수 있다. 이 동안, 능동 광학 소자 어레이(51)는 광이 위쪽으로 굴절되도록 할 수 있다. 그리고, 시간 T2 동안, 제 1 및 제 3 화소(421, 423)는 제 1 및 제 2 시점과 다른 시점의 제 3 시점의 영상을 디스플레이 하고, 제 2 및 제 4 화소(422, 424)는 제 1 내지 제 3 시점과 다른 시점의 제 4 시점의 영상을 디스플레이 할 수 있다. 이 동안, 능동 광학 소자 어레이(51)는 광을 굴절시키지 않고 광이 광축(OX)과 평행하게 진행하도록 제어될 수 있다. 또한, 시간 T3 동안, 제 1 및 제 3 화소(421, 423)는 제 1 내지 제 4 시점과 다른 시점의 제 5 시점의 영상을 디스플레이 하고, 제 2 및 제 4 화소(422, 424)는 제 1 내지 제 5 시점과 다른 시점의 제 6 시점의 영상을 디스플레이 할 수 있다. 이 동안, 능동 광학 소자 어레이(51)는 광이 아래쪽으로 굴절되도록 할 수 있다.
만약 각 단위 렌즈(521, 522, 523,...; 541, 542, 543,...)의 폭이 세 개의 화소열과 대응하는 경우에는, 예를 들어, 제 1 내지 제 3 화소(421, 422, 423)들은 각각 서로 다른 제 1 내지 제 3 시점의 영상을 디스플레이 하며, 제 4 화소(424)는 다시 제 1 시점의 영상을 디스플레이 할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 능동 광학 소자 어레이(51)를 사용함으로써, 시분할 방식으로 다수 시점의 영상이 디스플레이 될 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
100, 200, 300, 400.....초다시점 3차원 디스플레이 장치
10a, 10b...영상 투사 장치 21.....능동 광학 소자
21a....굴절면 22.....제 1 렌즈
23, 53.....배리어 23a....핀홀
24.....제 2 렌즈 25, 52....릴레이 광학계
30.....안구 31.....동공
32.....망막 41.....백라이트 유닛
42.....디스플레이 패널 421, 422....화소
51.....능동 광학 소자 어레이 52, 54.....렌즈 어레이 시트

Claims (21)

  1. 영상을 포함하는 광을 투사하는 적어도 하나의 영상 투사 장치;
    상기 적어도 하나의 영상 투사 장치에서 각각 투사된 적어도 하나의 광을 각각 굴절시켜 광의 진행 경로를 조절하는 능동 광학 소자; 및
    상기 적어도 하나의 광을 시청자의 동공 내에 전달하기 위한 릴레이 광학계를 포함하며,
    시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 동공 내에 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 능동 광학 소자는 복수의 상이한 각도로 광을 굴절시키도록 구성된 3차원 영상 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 능동 광학 소자는 전기적 제어에 의해 굴절면의 기울기가 변화하는 전기습윤 프리즘인 3차원 영상 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 영상 투사 장치마다 능동 광학 소자가 하나씩 배치되는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각의 영상 투사 장치는 서로 다른 시점의 영상을 포함하는 광을 각각 투사하는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영상 투사 장치는 시간 순서에 따라 순차적으로 각각 상이한 시점의 영상을 포함하는 광을 투사하도록 구성되며,
    상기 능동 광학 소자는 상기 적어도 하나의 영상 투사 장치의 광 투사 시간에 동기하여 상기 상이한 시점의 영상을 포함하는 광을 상이한 각도로 굴절시키도록 구성되는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴레이 광학계는, 상기 능동 광학 소자에 의해 굴절된 광을 포커싱하는 제 1 렌즈; 다수의 핀홀을 구비하는 배리어; 및 시청자의 동공으로 광을 전달하는 제 2 렌즈를 포함하는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 능동 광학 소자와 제 1 렌즈 사이의 거리, 상기 제 1 렌즈와 배리어 사이의 거리, 상기 배리어와 제 2 렌즈 사이의 거리, 및 상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이의 거리는, 상기 적어도 하나의 영상 투사 장치로부터 투사된 광이 한 동공의 크기 내에 입사할 수 있도록 조절되는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  9. 다수의 화소들의 어레이를 가지며, 영상을 포함하는 광을 발생시키는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널로부터 입사하는 광을 굴절시켜 광의 진행 경로를 조절하는 능동 광학 소자; 및
    상기 능동 광학 소자에 의해 굴절된 광을 시청자의 동공 내에 전달하기 위한 릴레이 광학계를 포함하며,
    시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 동공 내에 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 평행광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하며, 상기 디스플레이 패널은 수광형 디스플레이 패널인 3차원 영상 디스플레이 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 능동 광학 소자는 복수의 상이한 각도로 광을 굴절시키도록 구성된 3차원 영상 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 능동 광학 소자는 전기적 제어에 의해 굴절면의 기울기가 변화하는 전기습윤 프리즘인 3차원 영상 디스플레이 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 화소들과 일대일로 대응하도록 또는 상기 디스플레이 패널의 한 열(column)의 화소들과 대응하도록, 다수의 능동 광학 소자들이 어레이를 이루며 배열되어 있는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 서로 인접하는 적어도 두 개의 화소가 서로 다른 시점의 영상을 디스플레이 하도록 구성되는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 시간 순서에 따라 순차적으로 각각 상이한 시점의 영상을 디스플레이 하도록 구성되며,
    상기 능동 광학 소자는 상기 디스플레이 패널에서 특정 시점의 영상을 디스플레이 하는 시간에 동기하여 상이한 시점의 영상을 포함하는 광을 상이한 각도로 굴절시키도록 구성되는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 릴레이 광학계는, 상기 능동 광학 소자에 의해 굴절된 광을 포커싱하는 제 1 렌즈; 다수의 핀홀을 구비하는 배리어; 및 시청자의 동공으로 광을 전달하는 제 2 렌즈를 포함하는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 렌즈는 각각 다수의 미세한 단위 렌즈들의 어레이를 갖는 렌즈 어레이 시트로 구성되는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 각각의 단위 렌즈는 평볼록 실린더 렌즈인 3차원 영상 디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈의 단위 렌즈는 볼록면이 상기 디스플레이 패널을 향해 배치되며, 상기 제 2 렌즈의 단위 렌즈는 볼록면이 시청자를 향해 배치되는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 각각의 단위 렌즈의 폭은 상기 디스플레이 패널의 적어도 하나의 화소열의 폭과 대응하도록 구성되는 3차원 영상 디스플레이 장치.
  21. 다수의 화소들의 어레이를 갖는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 배면에 배치된 것으로, 상기 디스플레이 패널에 평행광을 제공하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛과 상기 디스플레이 패널 사이에 배치된 것으로, 상기 백라이트 유닛으로부터 입사하는 광을 굴절시켜 진행 경로가 조절된 광을 상기 디스플레이 패널에 제공하는 능동 광학 소자; 및
    상기 디스플레이 패널의 전면에 배치된 것으로, 상기 디스플레이 패널을 통과한 광을 시청자의 동공 내에 전달하기 위한 릴레이 광학계를 포함하며,
    시분할 방식으로 복수 시점의 영상을 동공 내에 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치.
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