JP6571798B2 - Ｌｅｄディスプレイスクリーン・カバー及びｌｅｄディスプレイ - Google Patents

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Description

本発明は光学構造技術、特にＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー及びＬＥＤディスプレイに関する。
従来の受像管ディスプレイ（ｐｉｃｔｕｒｅ ｔｕｂｅ ｄｉｓｐｌａｙ ）及び液晶ディスプレイと比較して、発光ダイオード（「ＬＥＤ」と略記される）ディスプレイは比較的顕著な効果を有する。如何なる解像度比率での接続を実現することができ、それを有するワイヤレス接続を実現できる。このことにより、異なるシーンにおいて、ディスプレイ寸法及び解像率を満たすことができる。
ＬＥＤディスプレイに設けられている複数のＬＥＤランプはアレイを形成するように配置される。そして、１つのＬＥＤランプは１つのＬＥＤピクセル・ユニットを形成する。
ＬＥＤランプの発光領域がＬＥＤピクセル・ユニットによって占められる物理的な表面積より小さいので、その充填係数は比較的少ない。そして、これにより隣接するＬＥＤピクセル・ユニット間に存在するくっきりしたブラックエリアが生じることになり、これは全体のディスプレイ上に周期的なブラックエリア格子構造として表される。現在の写真機器における大多数の画像獲得装置（ｉｍａｇｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ）が電荷結合素子（「ＣＤ」と略記される）であるので、それらは同様に周期構造を備える。したがって、写真機器がＬＥＤディスプレイを捕えると、画像がＣＣＤ上のＬＥＤディスプレイにより形成される空間的周波数がＣＣＤの空間的周波数に近くなり、くっきりしたモアレ縞（ｍｏｉｒｅ ｆｒｉｎｇｅｓ）が現れる。そして、これは画像解像度に影響を及ぼす。さらに、ＬＥＤピクセル・ユニットの充填係数が比較的少ないと、粒状性（ｇｒａｉｎｉｎｅｓｓ）及び低い観覧快適さが生じる。同時に、全体の明るさを保証するために、ＬＥＤランプによる光の明るさは普遍的にむしろ大きい。しかし、発光領域が小さいので、それによって、容易にグレアが生じてしまし、視聴者が長期間それを見ることは可能でない。
本発明はＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー及びＬＥＤディスプレイを提供し、それらは充填係数を改善するためにＬＥＤディスプレイの周期的ブラックエリア格子構造を除去するために用いられる。
本発明の一実施形態は、スクリーン・カバー主本体を備えるＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーであって、前記スクリーン・カバー主本体上にアレイを形成する複数のランプ・カバー・要素が設けられており、一つのＬＥＤランプの上側をカバーするために一つのランプ・カバー・ユニットが用いられており、前記ランプ・カバー・ユニットの上部は、ＬＥＤランプから離れる方向に向く弧状構造である、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーを提供する。
前記ランプ・カバー・ユニットが隣接するＬＥＤランプ間の空間を遮断する光ブロッキング部と、前記光ブロッキング部の前記上部に載置された散乱部とを備え、前記散乱部は前記ランプ・カバー・ユニットの上部である、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
前記散乱部の外側表面は正の球面（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）である、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
前記散乱部の曇り度（ｈａｚｅ）が５０％以上である、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
光拡散のために使われる隙間（ｇａｐ）が前記散乱部の内側表面とＬＥＤランプの上側表面との空間に設けられている、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
前記散乱部の内側表面が前記ＬＥＤランプから離れる方向の弧に面する、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー
前記散乱部の内側表面が弧面である、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
遷移円形弧が前記ＬＥＤランプの頂角位置に対応する前記散乱部の前記内側表面と前記前記光ブロッキング部の内壁との間に設けられている、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
前記散乱部の外側表面の球面半径が
であり、ここで、ａは前記ＬＥＤピクセル・ユニットの期間である、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
前記遷移円形弧の半径が０．０８ａ−０．２ａであり、ここで、ａは前記ＬＥＤピクセル・ユニットの期間である、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
前記散乱部の前記内側表面の弧面半径ｒが以下の方程式で算出されて得られる、上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
ここで、Ｒは散乱部の前記外側表面の球面半径であり、ａは前記ＬＥＤピクセル・ユニットの期間であり、ｂはＬＥＤランプの辺長である。
一実施形態におけるＬＥＤディスプレイは、ＬＥＤランプアレイのスクリーン本体と、スクリーン本体に連結された上記のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーとを備え、前記ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニットの量はＬＥＤランプと同じ量である。
アレイを形成する複数のランプ・カバー・ユニットがスクリーン・カバー主本体上に取り付けられている本発明の実施形態において，各ランプ・カバー・ユニットが一つのＬＥＤピクセル・ユニットの上側に設けられており、各ランプ・カバー・ユニットの上部がＬＥＤピクセル・ユニットから離れる方向に向く構造として載置されているので、ＬＥＤピクセル・ユニットによる光線が自身のランプ・カバー・ユニットから現れることができるだけであり、隣接したピクセル・ユニットへ干渉を引き起こさない。これにより、画像解像度（ｐｉｃｔｕｒｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）を保証し、２つの隣接したＬＥＤピクセル・ユニット間の空間に存在するブラックエリアがなくなる。それによって全体のＬＥＤディスプレイにおいて周期的ブラックエリア格子構造が生成しない。これはピクセル・ユニット間の空間を「ゼロ距離」にして、スクリーン・キャプチャの間にモアレ縞（ｍｏｉｒｅ ｆｒｉｎｇｅｓ）を効果的に除去する。同時に、それはピクセル充填係数を改善すると共に「粒状性」を除去して、スクリーンをより柔らかくする。大きな角度斜視ディスプレイ（ｓｔｒａｂｉｓｍｕｓ ｄｉｓｐｌａｙ）が用いられるときに、それは明白な輝度減衰（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｄｅｃａｙ）を有しない。
ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーとスクリーン本体とが組み立てられた構造ブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニットの構造ブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニットの他の角度ブロック線図である。 従来技術において散乱ガラスがＬＥＤランプに嵌合する光路ブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーがＬＥＤランプに嵌合する光路ブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニット散乱部の外側表面が正の球面である球状核位置のブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの２つの隣接したランプ・カバー・ユニットの切欠図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの２つの隣接したランプ・カバー・ユニットの切欠図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの２つのランプ・カバー・ユニットが一つのＬＥＤランプを付けている光路模式的な比較線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニット散乱部の内側表面が正の球面である球状核位置のブロック線図である。 ディスプレイスクリーン・カバーのＬＥＤのランプ・カバー・ユニットがＬＥＤランプに嵌合する構造のブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーがＬＥＤランプに嵌合する光路ブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーンランプの構造ブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーンランプの接着剤の位置のブロック線図である。 ＬＥＤディスプレイスクリーンランプに取り付けられる固定ピンの構造ブロック線図である。 ＬＥＤランプの散乱角度の構造線図である。
図１は、本発明の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー及びスクリーン本体が組み立てられた構造のブロック線図である。本発明は、ＬＥＤスクリーンディスプレイカバーを提供し、それはＬＥＤディスプレイのスクリーン本体の表面上に設けることができる。それはＬＥＤディスプレイの周期的ブラックエリア格子構造を除去して、画像ディスプレイの充填係数を改善するために求まられ得る。
図１に示すように、ＬＥＤディスプレイのスクリーン本体１はＰＣＢ回路基板を備えている。ＰＣＢ回路基板に溶接される複数のＬＥＤランプ１１があり、各ＬＥＤランプ１１は１つのＬＥＤピクセル・ユニットを形成する。複数のＬＥＤランプ１１は、アレイ構造を形成する。スクリーン本体１はＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーに連結されており、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーは以下を備える：スクリーン・カバー主本体、
アレイを形成している複数のランプ・カバー・ユニット２１は、スクリーン・カバー主本体に設けられており、１つのランプスクリーン・ユニット２１が約１つのＬＥＤランプ１１をカバーするのに用いられる。スクリーン・カバー主本体は、スクリーン本体１と一緒に接合され得るか、ボルトを使用することによって連結され得るか、締着具で留めることによって連結され得るか、又はピンで連結され得る。
同一構造が各ランプ・カバー・ユニット２１に対して取り付けられることができ、ここでは、それらの１つのランプ・カバー・ユニット２１が例証として用いられる。図２は本発明の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニットの構造のブロック線図であり、図３は本発明の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニットの他の角度でのブロック線図である。図２及び図３に示すように、ランプ・カバー構造２１の上部は、ＬＥＤランプ１１から離れる［方向］を向く弧状構造である。
具体的には、ランプ・カバー・ユニット２１の構造はいくつかの形態であることができ、図２及び図３は１つの形態を提供する。それは、隣接するＬＥＤランプ１１間の空間を遮断する光ブロッキング部２１１と、光ブロッキング部２１１の上部上に載置された散乱部２１２とを備えており、散乱部２１２の外側表面は、ＬＥＤ１１から離れる方向に向く弧形のものである。光ブロッキング部２１１及び散乱部２１２は、一体的に形成されることができ、又は一緒に結合され得る。本実施形態のＬＥＤランプ１１の密封された構造が立方形であるので、光ブロッキング部２１１の内壁はＬＥＤランプ１１を収容できる立方形の構造を囲む。隣接するＬＥＤランプ１１の構造に適応するために、光ブロッキング部２１１の４つの側面上の外壁はすべての平面である。それらは２つの隣接するランプ・カバー・ユニット２１間の空間内の光ブロッキング部２１１の外壁によって一緒に嵌合する。あるいは、２つの隣接するランプ・カバー・ユニット２１の光ブロッキング部２１１は、一体化された構造であることもできる。
散乱部２１２がＬＥＤランプ１１から離れる方向に向く弧の構造である限り、２つの隣接する散乱部２１２の交差線は光ブロッキング部２１１の外壁と同一平面上であり、その平面はスクリーン本体１に設けられているＬＥＤランプ１１の表面と直角をなす。２つの隣接するランプ・カバー・ユニット２１の光ブロッキング部２１１が一体構造である状況において、２つの隣接する散乱部２１２の交差の線は、光ブロッキング部２１１間に位置する。
従来技術の一般的に用いられる散乱ガラスについては、以下の内容がＬＥＤランプ１１の光路に対するその作用効果に関する参照として使うことができる。
図４は、本発明の従来技術の散乱ガラスがＬＥＤランプに取り付けられた光路ブロック線図である。図４に示すように、図４は２つの隣接するＬＥＤランプ１１を備えており、散乱ガラスは両方のＬＥＤランプ１１上のカバーとして設けられている。前記散乱ガラスは、ＬＥＤランプ１１の内側表面に向く平面であり、ＬＥＤランプの外側表面から外方を向く平面でもある。２つのＬＥＤランプ１１の発光位置は、それぞれＯ１及びＯ２である。発光位置Ｏ１から放出する光線において、それぞれ左右上の２つのＬＥＤランプ１１の中心に向かって放出される光線Ｏ１Ｅ、Ｏ１Ｆ及びＯ１Ｇは、発光位置Ｏ２から放出される光線Ｏ２Ｅ、Ｏ２Ｆ及びＯ２Ｇを有する散乱ガラス上の投影位置（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）Ｅ、Ｆ及びＧに一致する。従って、各投影点位置にそれぞれ位置する２つの光線は互いに干渉する。これにより、投影点での画像が比較的不明確となる。同様に、これにより、ＬＥＤピクセル・ユニットの端が比較的不明瞭となる。現時点では、散乱ガラスは、主に散乱フィルムをその表面に貼り付けることによって光散乱を形成する。しかし、これが散乱フィルム技術の原因に限定されるが、散乱度が大きくなく、スクリーンの輝度は、視野角の増加とともに急速に減衰する。
従来技術において一般的に用いられる散乱ガラスについて、以下の内容がＬＥＤランプ１１の光路上の本実施形態により提供される上記のランプ・カバー・ユニット２１の作用効果に関する参照として使うことができる。
図５は、本発明の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーがＬＥＤランプに取り付けられた光路ブロック線図である。図５に示すように、ランプ・カバー・ユニット２１はＬＥＤランプ１１より上に設けられている。そして、ＬＥＤランプ１１により放出される光線は分散状態を表し、ランプ・カバー・ユニット２１の方へ放出される。図５は２つの左右に隣接するＬＥＤランプ１１を示す。１つのランプ・カバー・ユニット２１が各ＬＥＤランプ１１より上にカバーとして設けられている。２つの左右のＬＥＤランプの発光位置はそれぞれ、Ｏ１及びＯ２である。そのため、放出される光線のうち一例として発光Ｏ２をとった場合、光線Ｏ１Ａは、２つのランプ・カバー・ユニット２１の散乱部２１２の交差線上に照射される。交差線上への投影位置はＡであり、それは、光Ｏ１Ａが更に右側のランプ・カバー・ユニット２１の散乱部２１２上の位置Ｂに至るＡＢ部分を通過するときだけである。光の輝度はＡＢ部分光路において非常に消費され、光線Ｏ１Ａが右側のランプ・カバー・ユニット２１に入ることができる場合であってもその輝度は極めて弱い。境界線としてＯ１Ａを使用する場合、発光位置Ｏ１により放出される光線の分散角が比較的大きい場合、そして、Ｏ１Ａの下の光線が右側のランプ・カバー・ユニット２１に入ることができる場合であってもそれらの輝度も極めて弱い。一方では、分散角が比較的少なく、Ｏ１Ａより上の光線（例えば、Ｏ１Ｃ及びＯ１Ｄ）の全てがそれらの自身のランプ・カバー・ユニット２１の散乱部２１２に照射され、さらに現れる場合、それらは右側のランプ・カバー・ユニット２１に入らない。従って、右側のＬＥＤランプ２１により放出される光線は全てそれらの自身のランプ・カバー・ユニット２１から現れて、隣接するＬＥＤピクセル・ユニットの方へ干渉を引き起こさない。加えて、２つの隣接するＬＥＤピクセル・ユニット間の空間にブラックエリアは存在しない。また、ピクセル充填係数が改善され、ピクセル間の空間が「ゼロ距離」となり、次々にスクリーンをより柔らかく且つより鮮明にする。
本実施形態において、アレイを形成している複数のランプ・カバー・ユニットがスクリーン・カバー主本体上に取り付けられおり、各ランプ・カバー・ユニットが１つのＬＥＤピクセル・ユニットの上側に設けられており、そして、各ランプ・カバー・ユニットの上部がＬＥＤピクセル・ユニットから離れる方向に向く構造として装置されているため、ＬＥＤピクセル・ユニットにより放出される光線は、それ自身のランプ・カバー・ユニットから現れることができるだけとなり、隣接したピクセル・ユニットに干渉を引き起こさず、そして、これにより、画像解像度（ｐｉｃｔｕｒｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）が保証される。加えて、２つの隣接したＬＥＤピクセル・ユニット間の空間に存在するブラックエリア（ｂｌａｃｋ ａｒｅａ）がなくなり、全体のＬＥＤディスプレイにおいて、周期的ブラックエリア格子構造が生成されない。また、ピクセル・ユニット間の空間が「ゼロ距離」となり、スクリーン・キャプチャ中に効果的にモアレ縞を除去する。同時に、ピクセル充填係数を改善して、「粒状性」を除去して、スクリーンをより柔らかくする。そして、大きな角度斜視ディスプレイが用いられるときに、それは明らかな輝度減衰特性を有しない。
上記の散乱部２１２に関しては、その内側表面はＬＥＤランプ１１に面している表面であり、外側表面はＬＥＤランプ１１から離れる方向へ向く表面である。上記の散乱部２１２の外側表面はＬＥＤランプ１１から離れる方向の弧に面して、多くの形態でそれを実現することができる。散乱部２１２の外側表面は、球面、例えば正の球面又は楕円体である。あるいは、それは、弧面、例えば双曲面、放物面、その他である。または、いくつかの面は、弧の構造を形成するために連結される。散乱部２１２は中実体の構造であることができ、それはシェル形の構造であることもできる。
本実施形態は、例えば、外側表面が図４に図１に示される正の球面である散乱部２１２を使用するだけである。ランプ・カバー・ユニットの構造のより詳細な説明を提供するために、この分野の当業者は、他の形状を有するランプ・カバー・ユニットに本実施形態において設けられている技術的な機構を直接適用でき、又は単純な修正をすることができ、それを他の形状を有するランプ・カバー・ユニットに適用できる。
正の球面を有する散乱部２１２に関する限り、その球面半径はＬＥＤピクセル・ユニットの寸法に基づくように設定されることができる。上から見られるときに正方形の構造であるＬＥＤランプ１１に関する限り、ＬＥＤピクセル・ユニットの周期をａと仮定すると、球面半径Ｒは、
であることができる。ＬＥＤピクセル・ユニットの周期により意味されるのは、２つの隣接するＬＥＤランプ１１の発光位置の間の距離である。正の球面を有する散乱部２１２が使用されるときに、その外側表面が連続的であり、丸くなっており且つ滑らかである。これにより隣接するピクセル・ユニットの間の光線干渉が回避でき、且つ充填係数が改善される。図５に示される構造に関する限り、ランプ・カバー・ユニット２１の上面が正の球面であるので、それらが光カバー・ユニット２１から現れた後に、光線は全方向に分散し、結果として比較的に大きな視野角状態の下で輝度減衰は重要とならない。
図６は、本発明の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニットの散乱部の外側表面が正の球面である球状核位置のブロック線図である。図６に示すように、位置Ｎ及び位置Ｐは２つの隣接するランプ・カバー・ユニット２１の交差線と光ブロッキング部２１１の２つの相対的な端との交差位置である。線分ＭＰはＰＣＢ回路基板と平行であり、光ブロッキング部２１１の底面とも平行である。線分ＮＹは、位置Ｎから光ブロッキング部２１１の底面までの距離であり、光ブロッキング部２１１の高さでもある。線分ＮＹの長さＬＮＹは、０．４５ａ−０．７ａであることができ、ａはＬＥＤピクセル・ユニットの周期である。散乱部２１２の外側表面の球状核Ｍは、ＮＰ線分の平面及びＰＣＢ回路基板上のＮＰ部分への投影位置にあり、ＮＰ部分の垂直な中央線分ＴＸ上にある（又はさもなければそれをＬＥＤピクセル装置の中心法線に置く）。垂直な中央線分ＴＸにおいて、線分ＴＸの長さは線分ＮＹに等しい長さＬＮＹは０．４５ａ−０．７ａであり、線分ＭＴの長さＬＭＴは以下の通りである：
ここにおいて、Ｒは散乱部２１２の外側表面の球面半径であり、ａはＬＥＤピクセル・ユニットの周期である。散乱部２１２の外側表面の球状核Ｍと光ブロッキング部２１１の底面と間の距離が線分ＭＸに等しい長さＬＭＸは、上記の線分ＴＸの長さと線分ＭＴの長さの差である。
上記の技術的な方式を基礎として、上記の機能及び効果を有することに加えて、散乱部２１２はもはや目を刺激しない散乱位置から現れる光線を作るためにＬＥＤランプ１１から現れている光線のための散乱を実施する機能を備えている。その散乱の程度は、曇り度（ｈａｚｅ）と呼ばれている。具体的には、散乱膜は散乱部２１２の外側表面に貼り付けられることができ、又は、一定の曇り度を所有している材料が散乱部２１２を作るために用いることができる。
上記の光ブロッキング部２１１は一定の曇り度を有することもできる。光ブロッキング部２１１及び散乱第２２１２部が一体的にランプ・カバー・ユニット２１を構成する場合、全体のランプ・カバー・ユニット２１を製造するのに、一定の曇り度を有する材料を使用することが可能である。光線はランプ・カバー・ユニット２１から現れて、あらゆる方向において分散する。肉眼で見られる光源は光が現れる全てのランプ・カバー・ユニット２１であり、このようにして点光源は全てのランプ・カバー・ユニット２１の表面に拡大される。ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの外側から見られるときに、全体のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーはライトアップされ、ＬＥＤランプ１１の形状が見えなくなり、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの粒状性が除去され得る。
更に、ランプ・カバー・ユニット２１が一定の曇り度を有する材料を使用することにより製造される場合、曇り度が５０％より大きい、好ましくは７０％より大きい材料を用いてそれを作ることが特に可能である。それは比較的に良好な視覚効果を有する。
上記の球面半径は、ＬＥＤランプ１１の発光位置、光散乱角度の分布及びランプ・カバー・ユニット２１の曇り度に基づくように設定されることができる。
上記の技術的な方式を基礎として、本発明の他の実施形態により、ランプ・カバー・ユニット２１の構造の更なる改良が実施された。
ランプ・カバー・ユニット２１の散乱部２１２がユニット２１をカバーする実施形態のモードが本当の固体構造である限り、散乱部２１２の内側表面からＬＥＤランプ１１から離れる方向に面する溝を提供して、このことにより散乱部２１２の内側表面とＬＥＤランプ１１の上側表面との間に光分散のために使用する隙間を提供することが可能である。溝の横断面は、矩形、丸い形状、卵形、その他であることができ、前記横断面は、ＬＥＤランプ１１がスクリーン本体１と平行して設けられている表面である。
図７は、本発明の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの２つの隣接するランプ・カバー・ユニットの切欠図である。図７に示すように、光分散のために使われる隙間は、散乱部２１２の内側表面とＬＥＤランプ１１の上側表面との空間に設けられる。具体的には、横断面において、矩形である溝１１がＬＥＤランプ１１の上側表面と散乱部２１２の内側表面との間の空間に設けられる。溝２２は散乱部２１２の内側表面とＬＥＤランプ１１の上側表面との間の空間内の隙間（ｇａｐ）を形成する。
溝２２の長さ及び幅は、ＬＥＤランプ１１の寸法に合致する。溝２２の深さＨＩは、ＬＥＤランプ１１の封止寸法、溶接点および光角度分布特徴の状況および散乱部２１２を製作するために用いる材料の光学特性に基づいて決定される。溝２２の深さＨＩは０．３５ｂ〜０．８ｂであることができる。そこにおいて、ｂはＬＥＤランプ１１の辺長である。前記溝２２はＬＥＤランプ１１を配置するために空間を提供する。前記溝２２は、ＬＥＤランプ１１により放出される３つの原色光線がランプ・カバー・ユニット２１に入る前に、分散させて、ＬＥＤランプ１１により放出される３つの原色光線を混合するためにも用いられ得る。
図７において、散乱部２１２及び光ブロッキング部２１１は統合された構造であり、光ブロッキング部２１１は溝２２の側壁として用いられ、上記のスクリーン本体１上の固定のために使用されることができ、又は隣接したＬＥＤランプ１１間の空間に固着されて、散乱部２１２をサポートする役割を果たして、光ブロッキング部２１１は、位置固定の役割を演ずることもできる。このことにより、１つのランプ・カバー・ユニットが、それがカバーとして設けられている一つのＬＥＤランプ１１に対応され、動きが発生することなく、全スクリーン・カバー主ユニットが製造される。
実施形態の他の態様は、上記のランプ・カバー・ユニット２１のために使用されることができる。図８は、本発明の他の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの２つの隣接するランプ・カバー・ユニットの切欠図である。図８に示すように、第一縦列２３は溝２２の側壁とＰＣＢ回路基板１２の表面との間の空間に設けられており（さもなければ光ブロッキング部２１１を置く）、第一縦列２３は２つの隣接するＬＥＤランプ１１間の空間に位置して、それは光ブロッキング部２１１をサポートするために用いる。第一縦列２３は結合でき、ボルト締めでき、又は、固定を実現するためにＰＣＢ回路基板上のピンで連結することができ、又は、貫通孔がＰＣＢボード内部に形成される。第二縦列２４はその貫通孔内部で設けられる、第二縦列２４はＰＣＢボードの貫通孔に結合され、又は結合され、第一縦列２３をサポートするために用いる。あるいは、第一縦列２３及び第二縦列２４は、一体化された構造であることができる。図８において、第一縦列２３はシリンダ又は立方体であることができ、第二縦列２４はシリンダ又は立方体であることができる。例えば、円柱になっている場合、第一縦列２３の直径は比較的粗いが、第二縦列２４は直径が比較的細かく、長さは比較的長い。また、第二縦列２４はＰＣＢ回路基板１２との接触面が比較的大きく、それがＰＣＢ回路基板１２上に固定のために使われる。
本発明の他の実施形態においては、上記の技術的な方式を基礎としてランプ・カバー・ユニット２１の構造の改良が行われた。散乱部２１２の内側表面は、ＬＥＤランプ１１から離れるように向いた方向の弧に面する：すなわち、散乱部２１２の内側表面は弧のような構造であり、前記構造は球面、例えば正の球面、又は楕円体であることができる。あるいは、それは、弧面、例えば双曲面、放物面、その他である。又は、いくつかの面が、弧の構造を形成するように連結される。
図９は、本発明のもう一つの実施形態において設けられたＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの２つのランプ・カバー・ユニットがＬＥＤランプに取り付けられた場合の光路の概略比較線図である。右側のランプ・カバー・ユニット２１の散乱部２１２の内側表面は、弧面である。左のランプ・カバー・ユニット２１の散乱部２１２の内側表面は、弧状構造でなくむしろ平面である。左の構造である限り、ＬＥＤランプにより放出される光線は散乱部２１２の内部に入って屈折が生じ、屈折角は比較的少ない。光線は散乱部２１２の中心に向いて収束し、これは全方向の光線の分散に好ましくない。さらに、黒い側がＬＥＤピクセル・ユニットの境界上に形成される結果を導く。一方では、右側のＬＥＤランプ１１により放出される光線は散乱部２１２の内部に入射して屈折する。入射表面が弧面であるので、屈折角が比較的大きく、光線が全方向に分散して、ＬＥＤピクセル・ユニットの境界線上の黒い面（ｂｌａｃｋ ｓｉｄｅ）の発生が回避される。図３において、示されるランプ・カバー・ユニット２１において、散乱部２１２の内側表面は正の球面である。そして、前記散乱部２１２の内側表面の球面半径ｒは以下の方程式によって、算出することによって、得られることが可能である：
そこにおいて、Ｒは散乱部の外側表面の球面半径であり、ａはＬＥＤピクセル・ユニットの周期であり、ｂはＬＥＤランプ１１の辺長である。
加えて、散乱部２１２の内側表面の球状核位置に関しては、図１０を参照できる。図１０は、本発明の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニット散乱部の内側表面が正の球面である球状核位置のブロック線図である。図１０はランプ・カバー・ユニット２１の斜視図であり、ランプ・カバー・ユニットの内部の境界線は鎖線により示される。図において、位置Ｖ及び位置Ｗはそれぞれ、散乱部２１２の内側表面及び光ブロッキング部２１１の内側表面間の交差線と光ブロッキング部２１１の２つの相対的な端との間の交差点ある。そして、線分ＶＷはＰＣＢ回路基板１２と平行であり、光ブロッキング部２１１の底面に平行である。位置Ｗと光ブロッキング部２１１の底面との間の距離（線分ＶＷに等しい中間点と光ブロッキング部２１１の底面と間の距離ＬＺＱ）は、ＬＥＤランプ１１の高さ及び溝２２の深さＨＩに基づいて決定されることができる。散乱部２１２の内側表面の球状中心Ｕは、線分ＶＷの平面及びＰＣＢ回路基板１２上の線ＶＷの投影の位置に置かれており、ＶＡ部分の中心垂直線分ＺＱ上に置かれる（又はさもなければそれを次に置く：ＬＥＤピクセル装置の中心法線）。中心垂直線分ＺＱ上において、線分ＵＺの長さＬＵＺは、以下の通りである：
ここにおいて、Ｒは散乱部２１２の外側表面の球面半径であり、ｃは溝２２の辺長である。通常、溝２２の辺長は、ＬＥＤランプ１１の辺長より多少大きい。散乱部２１２の内側表面の球状核Ｕと光ブロッキング部２１１の底面と間の距離ＬＵＱは、中間点Ａと光ブロッキング部２１１の底面と間の距離ＬＺＱと線分ＵＺの長さＬＵＺとの差分である。
上記の技術的な方式を基礎として、更なる改善がラップカバー・ユニット（ｌａｐ ｃｏｖｅｒ ｕｎｉｔ）２１のためになされた。遷移円形弧は、ＬＥＤランプ１１の頂角での散乱部２１２の内側表面と光ブロッキング部２１１の内壁との間の空間に設けられる。図１１は他の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのランプ・カバー・ユニットがＬＥＤランプに嵌合する構造ブロック線図である。そして、図１２は本発明の他の実施形態において設けられているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーがＬＥＤランプに嵌合する光路ブロック線図である。上記の技術的な方式のより詳細な説明を行うために、図１２の視野角はＬＥＤランプの対角線に沿って開かれる切欠図である。図１２の右側に表示されているのは、遷移弧２１４が散乱部２１２の内側表面とＬＥＤランプの１つの頂角に対応する光ブロッキング部２１１の内壁との間の空間に設けられている場合である。そして、その左側に表示されているのはそのような遷移弧２１４が散乱部２１２の内側表面とＬＥＤランプの１つの頂角に対応する光ブロッキング部２１１の内壁との間の空間に設けられていない場合である。これは比較のために役立つ。
図１１及び図１２が示すように、遷移円形弧は左側上の散乱部２１２の内側表面と光ブロッキング部２１１の内壁との間に設けられていない。Ｊは、散乱部２１２の内側表面及び光ブロッキング部２１１の内壁との結合位置である。ＬＥＤランプ１１からの光の一部は、それがＪＫ及びＪＬの方へ反射される位置Ｊに発射される。それで、ブラックエリアは、散乱部２１２の外側表面及び光ブロッキング部２１１の外壁の結合位置に現れる。すなわち、ブラックエリアがＬＥＤランプの上部周辺に現れると言うことである。
遷移円形弧は、右側上の散乱部２１２の内側表面と光ブロッキング部２１１の内壁との間に設けられる。ＬＥＤランプ１１の光は、遷移円形弧によって屈折して、均一に散乱部２１２の外側表面及び光ブロッキング部２１１の外壁の結合位置に到達する。ブラックエリアは、結合位置に現れない。すなわち、ブラックエリア領域は、ＬＥＤランプの上部周辺に現れない。同様に、ＬＥＤランプ１１の光は、均一に散乱部２１２の全部の表面に到達して、完全にＬＥＤピクセル・ユニットの上部を排除する。技術者は、散乱部２１２、光ブロッキング部２１１及びＬＥＤランプの寸法に従って、遷移円形弧の半径を決めることができる。例えば、遷移円形弧の半径は、０．０８ａから０．２ａまであることができる。「ａ」はＬＥＤピクセル・ユニットのユニットである。
図１３は、この実際的に改良された他の実施形態の構造例である。ランプ・カバー・ユニット２１は、上述した散乱部２１２を有するが、光ブロッキング部２１１を有しない。ランプ・カバー・ユニット２１の上部は、弧がＬＥＤランプから離れる構造である。弧状構造を製造する方法の詳細は、上述しており、ここで繰り返されない。
図１３が示すように、ランプ・カバー・ユニット２１は光ブロッキング部２１１を有しないので、ランプ・カバー・ユニット２１及びＰＣＢ回路基板はねじで締められることができ、又は一緒にピンでとめられることが可能である。
ＬＥＤディスプレイスクリーンの色へ画像の全体の色がシフトされることができるので、ＬＥＤディスプレイスクリーン自体の色は非常に重要な仕様である。例えば、ＬＥＤディスプレイスクリーンの色が赤い場合、画像の全体の色は赤へシフトする。暗い色の材料がＬＥＤディスプレイスクリーンの製造に選択され、ＬＥＤディスプレイスクリーン自体の色が画像の全体の色に影響を及ぼすことを回避する。例えば、グレイスケール値０〜１２５の材料が選択される。ＲＧＢの比率は（１±０．２）：（１±０．２）：（１±０．２）であることができる。１：１：１は、最も理想的な比率である。
この産業において共通に用いられるカラーカードの観点から、数個の選択肢がある。例えば、Ｒａｌ Ｐｌａｓｔｉｃｓは、以下の色を提供する：ＲＡｌ １０００−Ｐ（ＲＡｌ １０１１）−Ｐ（ＲＡｌ １０２０）−Ｐ（ＲＡｌ ４００７）−Ｐ（ＲＡｌ ５００３）−Ｐ（ＲＡｌ ５０１１）−Ｐ（ＲＡｌ ６００３）−Ｐ（ＲＡｌ ６００９）−Ｐ（ＲＡｌ ７００１）−Ｐ（ＲＡｌ ７００４）−Ｐ（ＲＡｌ ７０１１）−Ｐ（ＲＡｌ ７０１２）−Ｐ（ＲＡｌ ７０１５）−Ｐ（ＲＡｌ ７０１６）−Ｐ（ＲＡｌ ７０２１）−Ｐ（ＲＡｌ ７０２４）−Ｐ（ＲＡｌ ７０３１）−Ｐ（ＲＡｌ ７０３７）−Ｐ（ＲＡｌ ８０１４）−Ｐ（ＲＡｌ ８０１７）−Ｐ（ＲＡｌ ８０２５）−Ｐ及びＲＡｌ ９０１１−Ｐ。上述した色は、固定しない。技術者は、他の色を選択できる。
図１は、この実際的に改良された他の実施形態である。この実施形態は、ＬＥＤランプのアレイを有するスクリーン本体１及び本体１に連結されているＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー・ユニットを含む。ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー・ユニットは、複数であることができる。ランプ・カバー・ユニットの数は、ＬＥＤランプ１１の数と同じであることができる。例えば、ＬＥＤディスプレイスクリーンが１９２の×１９２ ＬＥＤランプを備えており、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーが３２の×１６ ユニットを有する場合、６×１２のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーが必要である。
ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのために使用されるＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーは、ＬＥＤディスプレイスクリーンの上側にアレイを形成する。各ランプ・カバー・ユニットは、全てのＬＥＤランプより上に配置される。ランプ・カバー・ユニットの上部がＬＥＤランプから離れる弧になる構造である場合、各ＬＥＤランプからの光は上記のランプ・カバー・ユニットから出て、隣接するピクセル・ユニットに影響を及ぼさない。この機構は、画像をより鮮明にする。ブラックエリアは、２つの隣接するＬＥＤピクセル・ユニットの間に現れない。従って、周期的ブラックエリア格子構造は、全てのＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーから無くなる。ピクセル充填因子が改良されるにつれて、２つの隣接するＬＥＤピクセル・ユニットの間の距離は「０」になる。画像は、より柔らかくなり、粒状様子は観察されない。
ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー及びスクリーン本体１を接続する方法としては複数の方法がある：
方法のうちの１つは、それらを接着することである。図１４は、この実際的に改良された他の実施形態である。この実施図面では、接着剤を塗布するための場所が図示されている。図１４が示すように、接着剤がＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの光ブロッキング部２１１の端部に塗布され、それが２つの隣接するＬＥＤランプの間のスクリーン本体１のＰＣＢ回路基板に連結され得る。各ランプ・カバー・ユニットは、各ＬＥＤランプの上側に配置される。
方法のうちの１つは、それらを一緒にピンでとめることである。図１５は、この実際的に改良された他の実施形態である。この実施面図では、ピンが適用される場所が図示されている。図１５に示すように、少なくとも一つの固定ピン２１５は弧がＬＥＤランプの方を向いているスクリーン・カバー側の表面上に固定される。それに応じて、スクリーン本体１のＰＣＢ回路基板は、ピンホールを有する。固定ピン２１５がピンホールに嵌入されると、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー及びスクリーン本体１は接続される。
この実際的な改良は、ＬＥＤディスプレイスクリーンを製造するための他の方法を提供する。
１）５０％より大きい曇り度を有する光透過性材料は、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーを製造するように選択される。プラスチック射出技術が適用される。
２）ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーを製造する。
３）ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー及びＬＥＤディスプレイスクリーン本体を設置する。
１ それらを緒にピンで留める。ステップ１において製造されるＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーをＬＥＤディスプレイスクリーン本体の前に配置する。固定ピン２１５をＰＣＢ回路基板上のピンホールに挿入する。熱を使用してＰＣＢ回路基板の裏面に突き出ているピン端を溶解させる。ピンの端が冷めると、スクリーン・カバー及びスクリーン本体を一緒に固定される。
または、方法２を使用する：
２ それら一緒に貼り付ける。ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの裏面又は光ブロキング部に接着剤を直接塗布する。それから、ＬＥＤディスプレイスクリーン本体の表面上のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーを押圧する。
例えばＰ２．５ＬＥＤディスプレイスクリーン本体を採用する。そのピクセル期間は、２．５ｍｍである。ＬＥＤディスプレイスクリーン本体のパッケージサイズは、２ｍｍ×２ｍｍの×０．７ｍｍである。ＰＣＢ回路基板の厚みは、２ｍｍである。ＬＥＤディスプレイスクリーン本体の解像度は、８０×３２である。すなわち、８０×３２ ＬＥＤランプがＰＣＢ回路基板上にある。図１６はＬＥＤランプ光散乱角の分布を示す。図１６はこの実際的に改良された他の実施形態である。この実施形態はＬＥＤランプ光散乱角を例示する。
ステップ１：ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの製造。ポリカーボネート（ＰＣ）射出成形が用いられる。そして、１つのＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーは１６×１６になる。すなわち、それは１６×１６のＬＥＤピクセルランプをカバーすることができる。ポリカーボネート材の曇り度は９５％である。そして、ブラックマスターバッチが１ｍｍ未満の厚さに加えられるとき、光透過率は５０％である。ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー期間は、２．５ｍｍである、ランプ・カバー・ユニットの球面散乱部の球面半径設計は、２．０６ｍｍである。溝２２の長さ及び幅は、両方２ｍｍ＋０．１ｍｍ（正の公差）である、深さは、０．７ｍｍ＋０．０５ｍｍ（正の公差）である。溝の底面に関しては、状況に基づいて球形弧状陥没構造（すなわち、上記の散乱部２１２内部の内側表面が弧面である構造）を製造することが可能である。そして、本実施形態で、弧面半径は３ｍｍである。弧面深さは０．２ｍｍである。固定ピンは、０．７ｍｍ−０．５ｍｍ（負の公差）×２．３ｍｍ の寸法を有するシリンダである。１つのＬＥＤスクリーン本体は、５×２散乱カバーを必要とする。
ステップ２：ＬＥＤスクリーン本体の製造。それは一般のＬＥＤスクリーン製造方法によって生産できる。ＬＥＤスクリーン本体の上に５×２散乱カバーを取付けることが必要である。対応する位置にそれぞれ０．７ｍｍ＋０．５ｍｍ（正の公差）の貫通孔を作ることが必要である。
ステップ３：取付け：射出成形ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーは５×２のモードにしたがってＬＥＤスクリーン本体の前端上にカバーされる。そして、固定ピンは印刷回路基板（ＰＣＢ）上の貫通孔を通過する。ＰＣＢの裏面を通過する固定ピンは加熱されて溶かされる。それらが冷却した後、それらは再度型作られる。すなわち、散乱カバーがＬＥＤスクリーン本体上に固定的に取り付けられる。
以上より、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーを有する一つのＬＥＤスクリーン本体の製造が完了された。その後、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーを有するいくつかのＬＥＤユニット・スクリーン本体は、通常のＬＥＤ大さのスクリーンの装置及び製造工程に従って接続されることができる。
代替的に、上記のステップ３において、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーは、接着剤を前者の裏面に塗布することによって、ＬＥＤスクリーン本体に固定できる。接着剤がＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーの裏面の全ての平坦面に塗布された後に、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーはＬＥＤスクリーン本体の表面上に直接カバーされることができる。そして、接着が行われる。
最後に説明されなければならないことは、次の通りである：上記の実施形態の各々は本発明の技術的な方式を説明するために用いられるだけであり、本発明はそれに制限されない。詳細な説明が各実施形態に関して本発明のために提供されたにもかかわらず、この分野についての通常の知識を有する人は以下を知らなければならない。その者が、上記の実施形態の各々に記載されている技術的な方式を修正できるか、又はその中の技術的な特徴の一部又は全体を等価な代替物に置き換えることもできる。そして、これらの変更態様又は置換は、本発明の各実施形態の技術的な方式の範囲から技術的な方式の本質的な逸脱を作らない。
１−スクリーン本体
１１−ＬＥＤランプ
２１−ランプ・カバー・ユニット
２１１−光ブロッキング部、
２１２−散乱部
２２−溝
１２−ＰＣＢ回路基板
２３−第一縦列
２４−第二縦列
２１３−散乱部の内側表面
２１４−遷移円形弧
２１５−固定ピン

Claims (12)

  1. 複数の縦列のアレイを形成する複数のカバー・ユニットであって、各カバー・ユニットがそれぞれのＬＥＤピクセルランプの上部に配置されるように構成されたスクリーン・カバー主本体を備え、
    前記カバー・ユニットの上部は、前記ＬＥＤピクセルランプから離れる方向に凸とされた弧状構造を有し、
    前記カバー・ユニットは、ギャップを形成するように、それぞれの下層の前記ＬＥＤピクセルランプの外側表面から離間した内側表面を有し、前記内側表面は長方形状又は凹面状を有し、
    隣接するカバー・ユニットの弧状構造は、前記スクリーン・カバー主本体の外側表面から見える隣接するＬＥＤピクセルランプ間に知覚可能な光ギャップが形成されないように構成されているとともに結合されており、
    前記カバー・ユニットは、
    隣接するＬＥＤピクセルランプからの光を分離するように構成されたブロッキング部と、
    前記ブロッキング部の上部上の散乱部と、
    を備え、
    前記散乱部は前記カバー・ユニットの上部であるように構成されており、
    前記散乱部及び前記ブロッキング部は、５０％以上の曇り度（ｈａｚｅ）を有する同一の材料から成る、ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  2. 前記散乱部の外側表面は正の球面である、請求項１に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  3. 前記ギャップが光拡散のために使われる、請求項１に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  4. 前記カバー・ユニットの前記内側表面が前記ＬＥＤピクセルランプから離れる方向に凸とされた弧状構造に面する、請求項１に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  5. 前記カバー・ユニットの前記内側表面が弧面である、請求項１に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  6. 前記散乱部が前記内側表面を有し、遷移円形弧が前記ＬＥＤピクセルランプの頂角位置に対応する前記散乱部の前記内側表面と前記ブロッキング部の内壁との間に設けられている、請求項１に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  7. 前記カバー・ユニットの外側表面の球面半径が
    であり、
    ａは前記ＬＥＤピクセル・ユニットの周期長である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  8. 前記遷移円形弧の半径が０．０８ａ−０．２ａであり、ａは前記ＬＥＤピクセル・ユニットの周期長である、請求項６に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  9. 前記カバー・ユニットの内側表面の弧面半径ｒが以下の方程式で算出されて得られ、
    Ｒは前記カバー・ユニットの外側表面の球面半径であり、ａは前記ＬＥＤピクセル・ユニットの周期長であり、ｂは前記ＬＥＤピクセルランプの辺長である、請求項５に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  10. ＬＥＤランプアレイのスクリーン本体と、
    前記スクリーン本体に連結された請求項１〜９のいずれか一項に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーと、
    を備え、
    前記ＬＥＤディスプレイスクリーン・カバーのカバー・ユニットの数はＬＥＤピクセルランプと同じ数である、ＬＥＤディスプレイ。
  11. 前記カバー・ユニットは、前記内側表面を有する溝を画定する、請求項１に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
  12. 前記溝の断面は長方形状、円形状、又は楕円形状である、請求項１１に記載のＬＥＤディスプレイスクリーン・カバー。
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