JP2014520280A - 円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】見るときに立体メガネをつけることが不要で、裸眼立体ビッグスクリーンの表示を実現する。
【解決手段】 円柱レンズ発光管をベースとする立体ビックスクリーンであり、制御器とディスプレイを含む。その中にディスプレイに多くの発光画素を設置し、制御器で発光画素の発光を制御する。この発光画素には円柱レンズ（４）を設置する。発光画素は発光管で、発光管で制作したビッグスクリーンから左の画像と右の画像の光をそれぞれ発生させ、左目用画像と右目用画像はそれぞれ左目と右目に入り、円柱レンズ発光の原理により、左右目用画像の視覚差を形成させ、最終に人間の頭に最終的な立体画像を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明はLED立体ビックスクリーンに及び、具体的に言うと円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーンである。

現在の技術はふつうシャッター式立体メガネを採用する。その欠点は画像が迅速的に左右目で切換することによって、視覚的なキラキラ感がひどく、目は視覚疲労等が発生しやすい。尚且つ立体表示・平面表示が完全に互換できない。液晶ディスプレイ或いはプラズマディスプレイに対し、ディスプレイの前に円柱レンズを採用することで裸眼で立体表示ができる。もしこの原理を直接にLED立体ビックスクリーンに応用すると、LED立体ビックスクリーンの前に円柱レンズ板みたいなものをつけることが必要である。このようなレンズ板の反射がひどいので、ディスプレイのコントラストと彩度を大きく低下させる。

本発明の目的は円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーンを提供する。現有技術の不足を克服し、発光点或いは発光画素の一面に円柱レンズを設置し、この発光点或いは発光画素を使用して作ったビッグスクリーンは左の画像と右の画像の光をそれぞれ発生させ、左目用画像と右目用画像はそれぞれ左目と右目に入る。円柱レンズ発光の原理により、左右目用画像の視覚差を形成させ、最終に人間の頭に最終的な立体画像を形成する。見るときに立体メガネをつけることが不要で、裸眼立体ビッグスクリーンの表示を実現した。

上述の目的を実現させるために本発明は以下の技術方案を採用する。

円柱レンズ発光管をベースとする立体ビックスクリーンであり、制御器とディスプレイを含む。その中にディスプレイに多くの発光画素を設置し、制御器で発光画素の発光を制御する。前記発光画素には円柱レンズを設置する。円柱発光の原理によって左右目用画像の視覚差を形成させる。

更に前記発光画素は発光管であり、円柱画素とバッケージ体、ピン、発光チップを含む。前記発光チップはバッケージ体の中に設置し、円柱レンズはバッケージ体に設置し、ピンと発光チップを接続させる。前記発光画素の縦断面のレンズ側は直線、外凸或いは内凹である。前記発光画素は二つの発光チップを含む。その一つは左目用画像の信号を表示し、もう一つは右目用画像の信号を表示する。前記発光画像は左右対称の二つの部分を分け、それぞれ左目用画像と右目用画像を表示する。前記発光画素は SMDチップタイプで、そのレンズは円柱レンズで、或いは SMDチップタイプの発光画素のバッケージ体の発光面に一つの円柱レンズカバーを設置する。前記発光画素には左目用画像を表示する発光画素と右目用画像を表示する発光画素を含む。前記左目用画像を表示する発光画素と右目用画像を表示する発光画素とも三原色RGBを含む。前記発光画素は左右対称の二つを分け、それぞれ左目用画像と右目用画像を表示する。

本発明の発光画素に使用したレンズは円柱の発光管或いは SMDチップタイプ発光管、或いはSMDチップタイプのバッケージ体の発光面に一つの円柱レンズカバーを設置する。発光管は単色発光（RGBの一種類）。 SMDチップタイプは単色発光でもあれば、三原色発光（RGB三種類を含む）でもある。発光管或いはSMDチップタイプの中の発光チップとも同時に左目用画像の信号と右目用画像の信号を表示できる。円柱レンズ或いは円柱レンズカバーを設置することで、円柱レンズの発光原理により、左右目画像の視覚差を形成させ、最終に人間の頭に最終的な立体画像を形成する。見るときに立体メガネをつけることが不要で、裸眼立体ビッグスクリーンの表示を実現した。

尚且つ、本発明は発光画素に円柱レンズ或いは円柱レンズカバーを設置することは、現有技術の中にLED立体ビックスクリーンの前に円柱レンズ板みたいなものをつけ、このようなレンズ板の反射がひどいので、ディスプレイのコントラストと彩度を大きく低下させるという問題を解決した。本発明のビッグスクリーンの発光画素或いは発光点はハイビジョンで表示する完全な画素を形成できる。これにより、システムの解像度、コントラストと彩度が低下することがなく、立体表示と平面表示の互換ができる。操作が簡単で、解像度が高い。

本発明は発光点或いは発光画素に円柱レンズを設置する。この発光点或いは発光画素を使用して作ったビッグスクリーンは左の画像と右の画像の光をそれぞれ発生させ、左目用画像と右目用画像はそれぞれ左目と右目に入る。円柱レンズ発光の原理により、左右目用画像の視覚差を形成させ、最終に人間の頭に最終的な立体画像を形成する。見るときに立体メガネをつけることが不要で、裸眼立体ビッグスクリーンの表示を実現させた。本発明は各発光点或いは発光画素の周囲に依然としていろいろな形の黒ベースの処理を採用する。例えば、黒色樹脂枠を使用することに限らないなどで、コントラストと色彩度を高める。

本発明の発光画素は同時に左右目用画像を表示でき、ハイビジョンで表示する完全な画素を形成できる。これにより、システムの解像度、ントラストと色彩度が低下することがなく、立体表示と平面表示の互換ができる。操作が簡単で、解像度が高い。

本発明のその他の長所、目標と特徴は次の説明書の中である程度記述する。ある場面で、下文を観察・研究することについて、本領域の技術者にとって言うものがなく、或いは本発明の実践の中から指導を受けられる。本発明の目標とその他の長所は次の説明書或いは付図の中に特別に示した構造を通じて実現と取得できる。

一般液晶円柱レンズ立体表示の基本原理図。 円柱レンズ板の概略図。 円柱レンズ板から切取った円柱レンズ発光管とする概略図。 縦断面レンズ側は直線の円柱レンズ発光管の概略図。 外凸形の円柱レンズ発光管の概略図。 内凹形の円柱レンズ発光管の概略図。 楕円体面レンズ発光管の基本形状の概略図。 球面レンズ発光管の基本形状の概略図。 本発明の発光管の引立てピンは真ん中にある４ピンの実施例の概略図。 図９の平面図の概略図。 本発明の発光管の引立てピンは真ん中にある3ピンの実施例の概略図。 図11の平面図の概略図。 本発明の発光管の引立てピンは外側にある4ピンの実施例の概略図。 図１３の平面図の概略図。 本発明の発光管の引立てピンは外側にある3ピンの実施例の概略図。 図１５の平面図の概略図。 本発明の発光管の回路基板配列の概略図。 本発明の発光管の回路基板高密度配列の概略図。 本発明では引立てピンが真ん中にある発光管は二つ割りの実例。 本発明では引立てピンが外側にある発光管は二つ割りのもう一つの実例。 本発明では2つの2つ割りの円柱レンズ発光管を回路基板に合併・据付の概略図。 本発明では6つの2つ割りの発光管（RGB2つずつ）を回路基板に合併・据付の概略図。 本発明では2つの3つを一体化するチップタイプ円柱レンズ発光画素を一つに制作し、元の画素バッケージに更に円柱レンズをバッケージ化する概略図。 図２３の平面図の概略図。 本発明では2つの3つを一体化するチップタイプ円柱レンズ発光画素を一つに制作し、発光チップに直接に円柱レンズをバッケージ化する概略図。 図２５の平面図の概略図。 本発明では単独の3つを一体化するチップタイプ円柱レンズ発光画素の2回バッケージ化する概略図。 図２７の平面図の概略図。 本発明では単独の3つを一体化するチップタイプ円柱レンズ発光画素の直接バッケージ化する概略図。 図２９の平面図の概略図。 本発明では2つの単独の3つを一体化するチップタイプ円柱レンズ発光画素を回路基板に据付の概略図。 図３１の平面図の概略図。 本発明では2つの単色チップタイプ円柱レンズ発光管を一つに制作する概略図。 図３３の平面図の概略図。 本発明では単独のチップタイプ円柱レンズ発光管の概略図。 図３５の平面図の概略図。 本発明では2つの単独の単色チップタイプ円柱レンズ発光管を回路基板に据付の概略図。 図３７の平面図の概略図。

本発明は制御器とディスプレイを含む。ディスプレイに多くの発光画素（或いは発光点と言う）を設置し、制御器で発光画素の発光を制御する。発光画素に円柱レンズを設置する。この発光画素を使用して作ったビッグスクリーンは左の画像と右の画像の光をそれぞれ発生させ、左目用画像と右目用画像はそれぞれ左目と右目に入る。円柱レンズ発光の原理により、左右目用画像の視覚差を形成させ、最終に人間の頭に最終的な立体画像を形成する。見るときに立体メガネをつけることが不要で、裸眼立体ビッグスクリーンの表示を実現した。発光画素の周囲に依然としていろいろな形の黒ベースの処理を採用する。例えば、黒色樹脂枠を使用することに限らないなどで、コントラストと色彩度を高める。

図９〜図２２に示す通り、本発明の発光画素は発光管でもよく、円柱レンズ４とバッケージ体１、ピン３、発光チップ２を含む。発光チップ２はバッケージ体１の中に設置する。円柱レンズ４はバッケージ体１の一側に設置する。ピン３はバッケージ体１のもう一側に設置し、ピン３と発光チップ２を接続する。図３に示したのは円柱レンズの由来であり、発光管或いは発光画素の円柱面とは、図２に示した円柱レンズ板の中の一列の中の一つの薄片によってできたものである。できた円柱レンズ発光画素の基本形状は図４に示す。バッケージ体１にある円柱レンズ４の対応面は円柱面であれば、円柱面内凹或いは外凸である。SMDチップタイプの相応特徴はこれと同じである。

本発明の発光管或いは発光画素の縦断面レンズ側は図４に示したような直線でもよく、図５に示したような外凸形でもよく、図６に示したような内凹形でもよい。図５、図６は図４の発光管円柱レンズの二種類の変形である。伝統的な楕円体面或いは球面レンズの発光画素もこの原理によって変形できる。これにより、図７と図８に示したように、2つの発光管を一つに製造する。図８は実際に図７の水平半径と垂直半径が等しいという一つの特例である。図７と図８に示した形状の発光画素を回路基板に据付後、その垂直方向において依然として基本形状の円柱面の外郭が現れる。ここで縦断面レンズ側は直線である図４を基本形状として詳しく説明する。図５、図６、図７、図８に示した外凸形或いは内凹形、或いは楕円体面或いは球面レンズの発光管或いは発光画素は全部以下の具体的な記述によって制作できる。その単独の部品のレンズの外形にかかわらず、ビッグスクリーンに据付後、その巨視的な垂直方向で依然としてその基本形状上の円柱面の外郭が現れる。

楕円体面レンズの発光管はタイプを変更して設計してもよいし、図７に示したように、2つを一つにして発光レンズを円柱レンズ及び直径方向凸形或いは直径方向凹形の変形の円柱レンズに変える。楕円体面レンズの極端状況として、図８に示したように2つの発光管を合併して球面レンズの発光管を制作できる。図４から図8に示した形状の発光管或いは発光画素を回路基板に据付後、その単独の部品のレンズの外形にかかわらず、ビッグスクリーンに据付後、その巨視的な垂直方向で依然としてその基本形状上の円柱面の外郭が現れる。

図９〜図18に示したように、発光画素には2つの発光チップの円柱レンズ単色発光管を含む。一つは左目用画像信号を表示する。もう一つは右目用画像信号を表示する。前記単色は三原色RGBの中の一つを指す。発光画素は一体式のもので、2つの発光チップはバッケージ体に設置され、その円柱レンズ部分は完全な円柱面形状であるというものでもよい。発光画素は一つの完全な発光画素を左右対称の二部分に分けて、それぞれ加工・製造し、それぞれ左目用画像と右目用画像を表示するというものでもよい。図１９、図20に示す。図２１と図２２に示したのは二つの二つの部分に分かれた発光画素を据付けた概略図であり、その二つの部分は回路基板を制作するときに一緒に据付けてもよい。

本発明の発光画素はSMDチップタイプ発光画素でもよい。そのレンズは円柱レンズ４である。図２３、２４に示す通り、二つの三つを一体化したチップタイプ円柱レンズ発光画素を一つに制作し、元の画素バッケージに更に円柱レンズカバー５をバッケージ化する。図２５、図２６に示したように、二つの三つ（三原色RGB）を含むチップタイプ円柱レンズ発光画素を一つに制作し、元の画素バッケージ体１に直接に円柱レンズ４をバッケージ化する。SMDチップタイプ発光画素バッケージ体１の発光面に一つの円柱レンズカバー５を設置して、その元の構造を変えない。図２７〜図３０に示す通り、発光画素を左右対称の二つの部分に分けて、それぞれ左目用画像と右目用画像を表示する。この二つの部分は単独で生産して、回路基板を制作するときに一つに据付ける。図３１〜図34に示す。

図３５、３６に示したように、SMDチップタイプ発光画素は一つの単色チップタイプ円柱レンズ発光管でもよいし、二つの単独の単色チップタイプ円柱レンズ発光管を一つに据付けて図３７、図３８に示したように完全な円柱レンズを形成してもよい。

次は具体的な実施例を通じて、付図を結び付けて本発明を更に詳しく説明する。

図１と図２に示すように、液晶或いはプラズマディスプレイに対し、ディスプレイの前に円柱レンズを採用することで裸眼立体視を実現させる。この円柱レンズは図１に示す通り、図１は左右目用画像発光画素１と円柱レンズ２で構成する。液晶或いはプラズマディスプレイの原理はビッグスクリーンの原理と違うので、もし、この原理をLEDビッグスクリーンに応用すれば、このLEDビッグスクリーンの前に円柱レンズ板みたいなものをつけることが必要である。図２に示す通り、このレンズ板の反射がひどいので、ディスプレイのコントラストと色彩度を大きく低下させる。

本発明は制御器とディスプレイを含む。ディスプレイに多くの発光画素（或いは発光点と言う）を設置し、制御器で発光画素の発光を制御する。発光画素に円柱レンズを設置する。この発光画素を使用して作ったビッグスクリーンは左の画像と右の画像の光をそれぞれ発生させ、左目用画像と右目用画像はそれぞれ左目と右目に入る。円柱レンズ発光の原理により、左右目用画像の視覚差を形成させ、最終に人間の頭に最終的な立体画像を形成する。見るときに立体メガネをつけることが不要で、裸眼立体ビッグスクリーンの表示を実現した。発光画素の周囲に依然としていろいろな形の黒ベースの処理を採用する。例えば、黒色樹脂枠を使用することに限らないなどで、コントラストと色彩度を高める。

図９〜図２２に示す通り、本発明の発光画素は発光管でもよいし、円柱レンズ４とバッケージ体１、ピン３、発光チップ２を含む。発光チップ２はバッケージ体１の中に設置する。円柱レンズ４はバッケージ体１の一側に設置する。ピン３はバッケージ体１のもう一側に設置し、ピン３と発光チップ２を接続する。図３に示したのは円柱レンズの由来であり、発光管或いは発光画素の円柱面とは、図２に示した円柱レンズ板の中の一列の中の一つの薄片によってできたものである。できた円柱レンズ発光画素の基本形状は図４に示す。バッケージ体１にある円柱レンズ４の対応面は円柱面であれば、円柱面内凹或いは外凸である。SMDチップタイプの相応特徴はこれと同じである。

本発明の発光管或いは発光画素の縦断面レンズ側は図４に示したような直線でもよく、図５に示したような外凸形でよく、図６に示したような内凹形でもよい。図５、図６は図４の発光管円柱レンズの二種類の変形である。伝統的な楕円体面或いは球面レンズの発光画素もこの原理によって変形できる。これにより、図７と図８に示したように、2つの発光管を一つに製造する。図８は実際に図７の水平半径と垂直半径が等しいという一つの特例である。図７と図８に示した形状の発光画素を回路基板に据付後、その垂直方向において依然として基本形状の円柱面の外郭が現れる。ここで縦断面レンズ側は直線である図４を基本形状として詳しく説明する。図５、図６、図７、図８に示した外凸形或いは内凹形、或いは楕円体面或いは球面レンズの発光管或いは発光画素は全部以下の具体的な記述によって制作できる。その単独の部品のレンズの外形にかかわらず、ビッグスクリーンに据付後、その巨視的な垂直方向で依然としてその基本形状上の円柱面の外郭が現れる。

楕円体面レンズの発光管はタイプを変更して設計してもよく、図７に示したように、2つを一つにして発光レンズを円柱レンズ及び直径方向凸形或いは直径方向凹形の変形の円柱レンズに変える。楕円体面レンズの極端状況として、図８に示したように2つの発光管を合併して球面レンズの発光管を制作できる。図４から図8に示した形状の発光管或いは発光画素を回路基板に据付後、その単独の部品のレンズの外形にかかわらず、ビッグスクリーンに据付後、その巨視的な垂直方向で依然としてその基本形状上の円柱面の外郭が現れる。

図９〜図18に示したように、発光画素には2つの発光チップの円柱レンズ単色発光管を含む。一つは左目用画像信号を表示する。もう一つは右目用画像信号を表示する。前記単色は三原色RGBの中の一つを指す。発光画素は一体式のもので、2つの発光チップはバッケージ体に設置され、その円柱レンズ部分は完全な円柱面形状であるというものでもよい。発光画素は一つの完全な発光画素を左右対称の二部分に分けて、それぞれ加工・製造し、それぞれ左目用画像と右目用画像を表示するというものでもよい。図１９、図20に示す。図２１と図２２に示したのは二つの二つの部分に分かれた発光画素を据付けた概略図であり、その二つの部分は回路基板を制作するときに一緒に据付けてもよい。

本発明の発光画素はSMDチップタイプ発光画素でもよい。そのレンズは円柱レンズ４である。図２３、２４に示す通り、二つの三つを一体化したチップタイプ円柱レンズ発光画素を一つに制作し、元の画素バッケージに更に円柱レンズカバー５をバッケージ化する。図２５、図２６に示したように、二つの三つ（三原色RGB）を含むチップタイプ円柱レンズ発光画素を一つに制作し、元の画素バッケージ体１に直接に円柱レンズ４をバッケージ化する。SMDチップタイプ発光画素バッケージ体１の発光面に一つの円柱レンズカバー５を設置して、その元の構造を変えない。図２７〜図30に示す通り、発光画素を左右対称の二つの部分に分けて、それぞれ左目用画像と右目用画像を表示する。この二つの部分は単独で生産して、回路基板を制作するときに一つに据付ける。図３１〜図34に示す。

図３５、３６に示したように、SMDチップタイプ発光画素は一つの単色チップタイプ円柱レンズ発光管でもよいし、二つの単独の単色チップタイプ円柱レンズ発光管を一つに据付けて図37、38に示したように完全な円柱レンズを形成してもよい。

以上の実施例は本発明の優先的に選んだ実施方式を説明するのみ、ただ本発明は上述の実施方式に限らない。前記領域のふつうの技術者が持つ知識範囲の中で本発明の精神と原則の中で行った如何なる修正と同等代替、改善等は全部本発明で要望した保護の技術方案範囲の中に入る。

本発明は発光点或いは発光画素の一面に円柱レンズを設置し、この発光点或いは発光画素を使用して作ったビッグスクリーンは左の画像と右の画像の光をそれぞれ発生させ、左目用画像と右目用画像はそれぞれ左目と右目に入る。円柱レンズ発光の原理により、左右目用画像の視覚差を形成させ、最終に人間の頭に最終的な立体画像を形成する。見るときに立体メガネをつけることが不要で、裸眼立体ビッグスクリーンの表示を実現した。工業実用性を持つ。

Claims (6)

1. 円柱レンズ発光管をベースとする立体ビックスクリーンであり、制御器とディスプレイを含み、その特徴は、ディスプレイに多くの発光画素を設置し、制御器で発光画素の発光を制御し、前記発光画素には円柱レンズを設置し、円柱レンズ発光の原理により、左右目用画像の視覚差を形成させ、前記発光画素は発光管或いはSMDチップタイプで、前記発光管は円柱レンズとバッケージ体、ピン、発光チップを含み、前記発光チップはバッケージ体の中に設置し、円柱レンズはバッケージ体に設置し、ピンと発光チップを接続し、前記SMDチップタイプはそのレンズは円柱レンズで、或いはSMDチップタイプ発光画素バッケージ体の発光面に一つの円柱レンズカバーを設置することを特徴とする円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーン。
2. 前記円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーンであり、その特徴は前記発光画素の縦断面のレンズ側は直線、外凸、内凹である請求項１の円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーン。
3. 前記円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーンであり、その特徴は前記発光画素は二つの発光チップを含む。その一つは左目用画像の信号を表示し、もう一つは右目用画像の信号を表示する請求項１または２の円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーン。
4. 前記円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーンであり、その特徴は前記発光画像は左右対称の二つの部分を分け、それぞれ左目用画像と右目用画像を表示する円柱レンズ発光管をベースとする請求項３の立体ビッグスクリーン。
5. 前記円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーンであり、その特徴は前記発光画素には左目用画像を表示する発光画素と右目用画像を表示する発光画素を含む。前記左目用画像を表示する発光画素と右目用画像を表示する発光画素とも三原色RGBを含む請求項４の円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーン。
6. 前記円柱レンズ発光管をベースとする立体ビッグスクリーンであり、その特徴は前記発光画素は左右対称の二つを分け、それぞれ左目用画像と右目用画像を表示する円柱レンズ発光管をベースとする請求項５の立体ビッグスクリーン。

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