JP2006505813A - ディスプレイシステムのカバー - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】 ピクセル（１２）のアレイを有する視覚ディスプレイ手段（１０）をカバーするアセンブリ（１６）について記載される。アセンブリ（１６）は、反射壁を持ち各端面が開口しているセル（１８）のアレイを備える。透明なカバーシート(２０)は、アレイの一方の側のセル（１８）の開口端に隣接して配置される。使用時に各セル（１８）が視覚ディスプレイ手段（１０）のひとつのピクセル（１２）と位置が合うように、アレイが配置される。このようにして、優れた光学特性を有する大型視覚ディスプレイシステムが提供される。このシステムは、屋内および屋外の両方で使用可能であり、荷重を負担し構造部材を形成することが可能である。

Description

本発明は、システムの光学特性および物理的特性を改善する、視覚ディスプレイシステムをカバーするアセンブリに関する。

各ピクセルがＬＥＤまたは光ファイバの端面などの光源で作成された、ピクセルのアレイで構成される視覚ディスプレイが知られている。このような視覚ディスプレイは、案内板、広告、ＴＶ画像の中継、芸術作品の展示などに使用することができる。しかしながら、このようなディスプレイには多くの不利な点がある。適度にコヒーレントで見やすい画像を見るためのスクリーンの視聴角度およびスクリーンからの距離は、比較的限定されている。好ましい範囲内で見るときでさえも、光学特性および見やすさはそれほど優れていない。これは、黒を背景とした色点として画像が表示される傾向があるためである。屋外での使用のためにディスプレイを防水構造にするには、多額の費用を払って追加の改造が必要となる。また、このようなシステムは耐荷重能力が限られており、構造部材として使用することはできない。

また、厚いガラスシートで覆われたＣＲＴ、プラズマまたはＬＣＤ画面のアレイを使用して、大型のディスプレイを製造できることが知られている。しかしながら、そのサイズには依然として制限があり、再生される全体画像は、個々のＴＶ画面の厚い縁によって分断される。

本発明は、ピクセルのアレイを有する視覚ディスプレイ手段をカバーするためのアセンブリを提供する。このアセンブリは、反射壁を持ち各端面が開口しているセルのアレイと、アレイの一方の側のセルの開口端に隣接する透明なカバーシートと、を備える。アレイは、使用時に各セルが視覚ディスプレイ手段のひとつのピクセルと位置が合うような大きさに調整されている。

セル同士は隣接し、各端が開口したチューブの形状をしていることが好ましい。好ましい実施形態では、セルは隣接する六角形セルのハニカムメッシュから形成される。代替的に、セルは実質的に正方形の開口部を持つメッシュで形成されてもよい。さらに代替的に、各セルは、視覚ディスプレイ手段のピクセルとの位置合わせのために底部中心に穴があけられた放物線状の反射板を備えていてもよい。さらなる変形例では、各セルは光ガイドを備えていてもよい。

セルの壁には、反射率を改善するために表面処理が施されていてもよい。

加えて、ピクセルからの光のほぼすべてを捕らえるために、各セルにレンズが設けられていてもよい。

カバーシートは、ガラスまたはプラスチックから構成されることが好ましい。アセンブリは、耐荷重構造を形成するための下部シートを備えていてもよいし、視覚ディスプレイ手段を保護するための耐候性能力を備えていてもよい。

光学特性を向上させるために、カバーシートは、アレイの各セルと位置合わせされるレンズを形成するように成形されてもよい。カバーシートには、光学特徴を改善するために適用される表面処理が施されていてもよい。

光学特性を改善するさらなるオプションは、セルのアレイとカバーシートとの間に、セルの壁面と位置合わせされるレンズ手段を配置し、隣接セル間で光を拡散させることである。レンズ手段は、セルとカバーシートとの間に使用される接着剤の形態であってもよい。

本発明はまた、カバーシートと視覚ディスプレイ手段との間にセルのアレイが挟まれるように、ピクセルのアレイを有する視覚ディスプレイ手段に固定される上述のアセンブリを含む視覚ディスプレイシステムを提供する。

別の態様では、本発明は、複数列に配置される複数の離散的な光源を含み、各列の光源がそれぞれの隣接列の光源に対してオフセットされたディジタル視覚ディスプレイシステムを提供する。

以下、添付の図面を例示の目的のために参照して、本発明を説明する。

図１は、視覚ディスプレイ手段と組み合わせた本発明の第１実施形態の断面図である。視覚ディスプレイ手段１０は、ドットマトリックス（または、ディジタル）タイプであり、ＬＥＤまたは光ファイバの端面などの光源によってそれぞれ形成されるピクセル１２のアレイを含む。ピクセル１２は、当分野において周知のように背面要素（backing element）１４上に載置される。

本発明のアセンブリ１６は、透明なカバーシート２０に隣接するセル１８のアレイを含む。図２の平面図で最もよくわかるように、セル１８の壁２２は、隣接する六角形セルを形作るハニカム（ハチの巣状）メッシュによって形成される。したがって、セル１８は各端で開口している。ハニカムメッシュは、典型的にアルミニウムなどの材料で形成されるので、セル１８の壁２２は光を反射する。

セル１８のアレイは、各ピクセル１２がひとつのセル１８の中心と位置が合う状態で視覚ディスプレイ手段１０に取り付けられるような大きさに調整される。したがって、各ピクセル１２からの光はセル１８を通過し、観察者２４は透明な上部シート２０を通して光を観察することができる。セル１８の壁２２からの反射が、セル１８を通して伝わる光の量の最適化に役立ち、これによって、観察者２４が観察する画像の輝度（brightness）が増大する。壁２２には、反射率を高めるために表面処理が施されていてもよい。さらに、各ピクセル１２からの光をほぼすべて捕らえるために、各セル１８にレンズ（図示せず）が組み込まれていてもよい。

本発明のアセンブリ１６を視覚ディスプレイ手段１０と組み合わせて使用すると、多くの利点が得られる。第１に、光学特性に関していえば、各セル１８の内部反射により、セル１８が光であふれるようになる。その結果、観察者２４により観察される画像が、黒を背景とした色点というより、塗りつぶされた（solid）色の塊のように見える。

加えて、視聴角度および視聴距離の範囲が増加する。したがって観察者は、より広範囲の角度、より広範囲の距離からディスプレイを見ることができ、その際にもコヒーレント（coherent）で見やすい（legible）画像を見ることができる。

さらなる利点は、底に穴のあいたシートと組み合わせるとき、ディスプレイユニット全体に対して構造的な特性を与えるように上部シート２０を設計できるという点である。すなわち、ディスプレイを耐負荷部材とすることができ、床または壁構造の一部を形成または構成するようにユニットを使用することが可能となる。

上部シート２０は耐候性の機能を備えていてもよく、これによって、視覚ディスプレイ手段１０自体にさらなる改造を加えることなく、外部でディスプレイシステムを用いることが可能になる。

上部シート２０は、表面処理によって光学特性をさらに向上するように適合されてもよいし、および／または、アレイの各セル１８と位置合わせしたレンズ（図示せず）を形成して光の出力を改善するように上部シート２０を作成してもよい。

セル１８は、図１および図２で示したようなハニカム構造の六角形セルである必要はない。代わりに、図３に示すように、詰め込まれた円筒形チューブ２６でセル１８を形成してもよい。代替的に、図４に示すように、実質的に正方形の開口部を持つメッシュ２８を使用してもよい。他の構成は、図５に示すような正三角形のアレイである。他のオプションは、図６に示すように、各セル１８を放物線状の反射板の形態にすることであり、ピクセル１２を受け入れるために、それぞれの放物線部分の底部の中心に穴があけられている。

いくつかの状況のもとでは、隣接するピクセル間で光が若干拡散することが望ましい。これによって、画像の描画を改善して、エッジを滑らかにするか、または色のグラデーションを穏やかにすることができる。隣接するピクセル間で光を若干拡散させるためのひとつのオプションは、セル１８の壁２２の上部に、壁２２とカバーシート２０の間に延びるレンズ３０を設けることである。これは、図７に示されている。このレンズのネットワークは、アセンブリに組み込まれるべき分離した部分として作成されてもよいし、または、液体接着剤を用いて、セル１８とカバーシート２０との間に光を伝送するビード（bead）を設けるようにレンズのネットワークを形成してもよい。この構成は、本明細書に述べられている任意の実施形態に組み込むことができる。

さらなる可能性は、各端に平面を持つ固体ガラスまたはプラスチック部材などの、実質的にすべての入射光を反射なしで通過させる光ガイドとして各セル１８を形成し、これをセルの「開口端」とすることである。しかしながら、光ガイドに入射するすべての光がガイドを通過して反対側の端面から出て行くようにするための内部反射の実質的にすべてが、これら端面に接合される光ガイドの側壁により提供される。

以上から、セル１８の例は包括的ではなく、他の可能性もあることは明らかである。

上述したように、ピクセル１２の配列と、その上を覆うセル１８の形状および配列は、種々の形態をとることが可能である。特に、図４および図５に示すように、ピクセル１２は、各列のピクセルが隣接する列のピクセルと整列している正方形の格子状に配列されてもよい。代替的に、図２および図３に示すように、各列のピクセルが隣接列のピクセルに対してオフセットされる（ずらされる）ように、ピクセル１２をオフセット配列してもよい。オフセット配列では各ピクセル１２がより多数の等距離の隣接ピクセル１２を持つため、オフセット配列が好ましい場合もある。図２および図３の配列では、各ピクセル１２は、６つの隣接ピクセル１２から等距離にある。しかしながら、図４および図５の配列では、各ピクセルは、そのピクセルから最も近い等距離の隣接ピクセルを４つしか持たない。各ピクセルが等距離の隣接ピクセルをより多数持つことで、オフセット配列は、ディスプレイ上への画像のマッピングを改善することができ、これによって、観察者に対してより効果的な解像度の画像が提供される。

このように、本発明により、優れた光学特性を持つ大型の視覚ディスプレイシステムを提供することが可能になる。このシステムは、内部および外部の両方で使用可能であり、荷重に耐え構造部材を形成することができる。本明細書に記載された細部に対して多くの変形および変更が可能であることは明らかであり、本発明の範囲から逸脱することなく特許請求の範囲に述べられている。

視覚ディスプレイ手段と組み合わされた本発明の第１実施形態の一部の、図２中の線Ａ−Ａに沿った概略断面図である。 図１に示した第１実施形態の一部の概略平面図である。 本発明の第２実施形態の一部の概略平面図である。 本発明の第３実施形態の一部の概略平面図である。 本発明の第４実施形態の一部の概略平面図である。 本発明の第５実施形態の一部の概略断面図である。 すべての実施形態に適用可能な本発明の別の特徴の概略断面図である。

符号の説明

１０ 視覚ディスプレイ手段、 １２ ピクセル、 １６ アセンブリ、 １８ セル、 ２０ カバーシート、 ２２ 壁、 ３０ レンズ。

Claims (18)

1. ピクセルのアレイを有する視覚ディスプレイ手段をカバーするアセンブリであって、
   該アセンブリは、反射壁を持ち各端面が開口しているセルのアレイと、アレイの一方の側のセルの開口端に隣接する透明のカバーシートとを備えており、
   使用時に各セルが視覚ディスプレイ手段のひとつのピクセルと位置が合うように前記アレイの大きさが調整されていることを特徴とするアセンブリ。
2. 前記セル同士が隣接していることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
3. 各セルが、各端が開口したチューブからなることを特徴とする請求項１または２に記載のアセンブリ。
4. 前記アレイが、隣接する六角形セルを形成するハニカムメッシュからなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアセンブリ。
5. 前記アレイが実質的に正方形の開口部を持つメッシュからなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアセンブリ。
6. 各セルが、ピクセルとの位置合わせのために底部中央に穴のあいた放物線状の反射板をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアセンブリ。
7. 各セルが光ガイドを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアセンブリ。
8. セルの壁に表面処理が施され反射率が改善されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のアセンブリ。
9. 各セルにレンズが設けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のアセンブリ。
10. 前記カバーシートがガラスまたはプラスチックからなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のアセンブリ。
11. 耐荷重部材を形成する下部シートをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のアセンブリ。
12. 前記カバーシートが前記視覚ディスプレイ手段に耐候性を与えることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載のアセンブリ。
13. 前記カバーシートが前記アレイの各セルと位置合わせされるレンズを形成するように成形されていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のアセンブリ。
14. 前記カバーシートには光学特性を向上させるための表面処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載のアセンブリ。
15. 前記セルのアレイと前記カバーシートとの間に配置され、前記セルの壁と位置合わせされ、隣接セル間で光を拡散させるように作用するレンズ手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のアセンブリ。
16. 前記レンズ手段は、前記セルと前記カバーシートとの間に接着剤によって与えられることを特徴とする請求項１５に記載のアセンブリ。
17. 請求項１ないし１６のいずれかに記載のアセンブリを含む視覚ディスプレイシステムであって、
    前記カバーシートと前記視覚ディスプレイ手段との間に前記セルのアレイが挟まれるように、ピクセルのアレイを有する視覚ディスプレイ手段に前記アセンブリが固定されることを特徴とする視覚ディスプレイシステム。
18. 複数列に配置される複数の離散光源を含むディジタル視覚ディスプレイシステムであって、
    各列の光源は、それぞれの隣接列の光源に対してオフセットされていることを特徴とするディジタル視覚ディスプレイシステム。

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