JP7104998B2 - 3dライトフィールドledウォールディスプレイ - Google Patents
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Description
Claims (16)
- 機械的および電気的に互いに接続された均一なパネル(10)で構成されるモジュール式3DライトフィールドLEDウォールディスプレイであって、前記均一なパネル(10)の各々は、
ピクセル(P)を備えるLEDバックプレーン(30)であって、前記ピクセルの各々が複数のLEDエミッタ(20)を組み込んでいる、LEDバックプレーン(30)と、
前記LEDエミッタ(20)を覆って置かれて、複数の光ビームを前記ピクセル(P)の各々から複数の方向へと導く光学手段と、を備え、
前記パネルは、LED駆動電子回路(34)およびコネクタ(35)を更に備え、
前記LEDエミッタ(20)は、所望の見る方向の数に応じて選択されたLEDエミッタ(20)の数にて、ピクセル領域(p)の内部に所定のパターンで配置され、光学的に隣り合う前記LEDエミッタ(20)は、前記LEDエミッタ(20)の発光領域(E)の範囲に対応して互いに相対的にシフトされ、
前記LEDエミッタ(20)の各々は、ピクセル領域(p)の内部における前記LEDエミッタの位置の関数として、光ビーム(L 1 ~L N )の1つの方向に関連付けられ、前記LEDエミッタ(20)は個別に制御されることができ、
前記光学手段は、前記パネルと同じサイズおよび形を有し、複数の光学面を備え、レンズアレイを形成し、前記ピクセル(P)の配置に対応する直線の縁部を有する整数個の真っ直ぐに向いたレンズレット(42)を含有して、継ぎ目なしにタイル状に配置可能なアレイを形成する、パネル光学部品(40)として実現され、
前記LEDエミッタ(20)の各々からの前記光ビームは、前記パネル光学部品(40)によって1つの方向に導かれ、前記ピクセル(P)から前記複数の方向へと放出される前記光ビーム(L1~LN)は、隣接する角度範囲αを単一のローブでカバーするように発散δを有する構成において、
前記LEDバックプレーン(30)の縁部に至るまでピクセル(P)の周期的構造にて配置されたLEDエミッタ(20)を有し、前記ピクセル間のギャップgの半分未満の幅を有する非アクティブな境界部を前記縁部に沿って有し、
前記ピクセル(P)の全てからの複数の前記光ビーム(L1~LN)は、連続的3Dライトフィールドを生成し、広い視野(FOV)にわたって自然な3Dビューを提供する、ことを特徴とする、
モジュール式3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。 - 前記LEDエミッタ(20)は、R、G、B LEDチップ(22)、LEDチップ(22)、マイクロLEDチップ(23)、又はマイクロLEDアレイのいずれかを含むSMD LEDパッケージ(21)を備える群から選択される、請求項1に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 前記パネル光学部品(40)は、前記ピクセルPとしての対応する寸法を有するレンズレット(42)からなるタイル状に配置可能なレンズアレイ43を形成する1つ以上の光学層(41)を含み、ピクセルに関連付けられた前記光学部品は、コリメートされた光ビームを、関連付けられた前記ピクセル領域(p)内に位置するLEDエミッタ(20)からのみ投影し、隣り合う前記ピクセル領域(p)内の前記LEDエミッタ(20)からの主偏向方向の光を遮断する、請求項1に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 前記パネル光学部品(40)内の複数の前記光学層(41)は、ガラスまたは様々な光学プラスチックで作られた積層光学プレート(46)として実現され、前記光学層(41)は、非球面、アパーチャ、拡散特性を備える光学面、遮光構造、着色形状、光学コーティング、反射防止層、防眩層、外面上の耐スクラッチ保護層を含む、複数の光学面を備える群から選択された少なくとも1つの要素を含む、請求項3に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 全方向視差3D LEDパネル(11)を備える請求項1に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイであって、前記3D LEDパネルは、TFTバックプレーン(33)上にマイクロLEDチップ(23)を備え、前記パネル光学部品(40)は、光学プレート(46)として実現された複数層の球面レンズアレイ(45)を備え、前記TFTバックプレーン(33)と、前記パネル光学部品(40)のオーバーレイのサイズは前記パネル(11)のサイズに等しく、前記マイクロLEDチップ(23)は、前記TFTバックプレーン(33)の領域の全体にわたってグループに配置されてピクセルPを構成し、g/2未満のギャップを有して前記TFTバックプレーン(33)の縁部に至る、3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 全方向視差3D LEDパネル(11)を備える、請求項5に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイであって、LED駆動電子回路(34)およびコネクタ(35)を備える複数のマイクロLEDパネル(11)が、互いに継ぎ目なしでタイル状に配置され、機械的構造(4)内で、入力コネクタ(5)を備える共通制御ボード(3)に接続されて、完全に機能する3Dディスプレイユニットを実現する、3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 前記パネル光学部品(40)は、光学プレート(46)として実現される1層以上の円柱レンズアレイ(44)を備え、前記LEDバックプレーン(30)は、SMD LEDパッケージ(21)、直接結合されたLEDチップ(22)、またはマイクロLEDチップ(23)を保持するTFTバックプレーン(33)、を保持する多層プリント回路基盤(31、32)として実現される、請求項1に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- LEDチップ(22)又は R、G、B LEDチップ(22)を含むSMD LEDパッケージ(21)、マイクロLEDチップ(23)、を含む群から選択される前記LEDエミッタ(20)は、ピクセル領域(p)内で複数の列に配置され、前記列は、前記LEDエミッタ(20)の発光領域(E)の水平方向範囲(Ex)に対応する距離(d)で、前記ピクセル領域(p)内で水平方向に互いに対してシフトされており、前記シフト(d)は、(1/2)Ex~10Exの範囲にある、請求項7に記載のディスプレイ。
- 前記LEDエミッタ(20)は、Exよりも大きいシフト(d)で配置され、前記パネル光学部品(40)はわずかにデフォーカスされているか、または対応する拡散機能を組み込んでいる、請求項8に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 複数のLEDチップ(22)が、放出方向に対応する前記ピクセル領域(p)内の同じ水平位置に位置している、請求項7に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 前記ピクセル領域(p)内のLEDエミッタ(20)が、その物理的寸法(L)および必要なクリアランス(c)に対応する周期で列をなして配置され、前記ピクセル領域(p)は複数の行を含み、前記行の各々は互いにExだけシフトされ、光学的に隣り合う前記LEDエミッタ(20)は後続の行に、または近接する行以外の行に置かれる、請求項7に記載のディスプレイ。
- 前記パネル光学部品(40)は、前記レンズレット(42)間にアパーチャを有する2層の円柱レンズアレイ(44)を備え、前記レンズレット(42)の第1の層は、対応する垂直アパーチャストライプの中に前記ビームを水平方向に集束させ、第2のレンズ層412は、前記光ビームを垂直偏向なしに最終方向に向け、前記第1の層(411)は、前記LEDバックプレーン(30)に直接結合されるか、またはオーバーモールドされる、請求項7に記載のディスプレイ。
- 少なくとも1つのキャビネット(2)で組み立てられた、請求項1に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイであって、前記キャビネット(2)の各々は、複数の均一な、継ぎ目なしでタイル状に配置されたパネル(10、11)、入力および出力コネクタ(5)を有する制御ボード(3)、および前記パネル(10、11)を保持するための自己支持型機械的構造(4)を備え、前記パネル(10、11)は、コネクタ(35)を介して、前記制御ボード(3)に接続されかつ制御され、前記制御ボード(3)は、前記パネル(10、11)のLED駆動電子回路(34)を制御し、前記パネル(10、11)の各々に対応するビデオ信号を分配し、前記パネル(10、11)用の電源を供給し、更に、前記制御ボード(3)は、入力および出力コネクタ(5)、外部制御コネクタ、電源入力コネクタを有し、前記キャビネット(2)自体は、完全に機能する3Dライトフィールドディスプレイユニットである、3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 組み立てられた前記3Dディスプレイの幾何学的形状および色歪みを補償するために、校正カメラまたは他のセンサから得られた校正データを格納することができる制御システムを備える、請求項1に記載の3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ。
- 機械的および電気的に互いに接続された均一なパネル(10)で構成されるモジュール式3DライトフィールドLEDウォールディスプレイ上に、3Dライトフィールド画像を表示する方法であって、前記均一なパネル(10)の各々が、
ピクセル(P)を備えるLEDバックプレーン(30)であって、前記ピクセルの各々が複数のLEDエミッタ(20)を組み込んでいる、LEDバックプレーン(30)と、
前記LEDエミッタ(20)を覆って置かれて、複数の光ビームを前記ピクセル(P)の各々から複数の方向へと導く光学手段と、を備え、
前記パネルは、LED駆動電子回路(34)およびコネクタ(35)を更に備え、前記方法は、
所望の見る方向の数に応じて選択されたLEDエミッタ20の数にて、前記ピクセル領域(p)の各々にLEDエミッタ(20)を配置するステップであって、光学的に隣り合う前記LEDエミッタ(20)は、前記LEDエミッタ(20)の前記発光領域(E)の範囲に対応して互いに対してシフトされている、ステップと、
ピクセル領域(p)の各々にある複数の前記LEDエミッタ(20)の各々を個別に制御するステップと、
前記LEDエミッタ(20)の各々からの前記光ビームを、パネル光学部品(40)によって1つの方向に導くステップと、
各視野に対して単一のローブで光ビーム(L1~LN)を生成し、角 度範囲αを隣接してカバーするように発散δを伴って、前記単一のローブの各ビームを提供するステップと、
前記パネル(10)を継ぎ目なしでタイル状に配置してアセンブリにし、複数の前記パネル(10)の前記ピクセル(P)の全てから放出された前記複数の光ビーム(L1~LN)が、連続的な3Dライトフィールドを生成し、広い視野(FOV)にわたって自然な3Dビューを提供するステップと、を含み、
前記LEDバックプレーン(30)の縁部に至るまでピクセル(P)の周期的構造にて配置されたLEDエミッタ(20)を有し、前記ピクセル間のギャップgの半分未満の幅を有する非アクティブな境界部を前記縁部に沿って有する、方法。 - 前記ピクセル領域(p)の全体にLEDエミッタ(20)を垂直位置および水平位置に配置するステップと、
前記LEDエミッタ(20)の発光領域(E)の水平方向範囲Exに対応する距離dで、前記LEDエミッタ(20)を互いに対して水平方向にシフトさせて接触する放出領域(E)を有する、水平方向に光学的に近接するLEDエミッタ(20)を構築するステップと、
前記パネル光学部品(40)によって前記LEDエミッタ(20)の各々から得られた前記光ビームを、垂直方向に偏向させることなく、前記ピクセル領域(p)内の前記LEDエミッタ(20)の水平方向位置の関数として、1つの水平方向へと導くステップと、
前記ピクセル(P)からの水平方向に異なる光ビーム(L1~LN)の垂直方向に広がる多数のローブを、水平方向に光学的に近接する前記LEDエミッタ(20)から放出するステップと、
を更に含む請求項15に記載の方法。
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