(57)【要約】      （修正有）【課題】モジュールの位置ずれを防止し、歪みのない画像を表示できる大規模ＬＥＤディスプレイを提供する。【解決手段】大規模ＬＥＤディスプレイは、多数のＬＥＤモジュールのためのケーブルおよび剛性リンク支持構造を有する。ケーブルおよび剛性リンク支持構造は、可撓性があるが、画素モジュールの位置ずれを防止するだけの十分な構造的結合性を有する。ＬＥＤモジュールは、ディスプレイの修理が容易にできるように、個別にそして１群として支持構造から取り外すことができる。ＬＥＤモジュールは、過酷な野外条件に耐えるように堅牢であり、太陽光の中で使用するために十分なルミネッセンスを供給する。【選択図】図１
2014112220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ用ＬＥＤモジュールであって、
１つ以上の赤色ＬＥＤと、
１つ以上の緑色ＬＥＤと、
１つ以上の青色ＬＥＤと、
前記ＬＥＤが装着されている回路ボードと、
前記回路ボードを包囲するオーバーモールド筐体であって、前記ＬＥＤが前記筐体の前面を貫通して突出し、前記筐体の前面が複数のヒート・シンク・フィンを含む、オーバーモールド筐体と、
を備えている、ＬＥＤモジュール。
【請求項２】
請求項１記載のＬＥＤモジュールにおいて、前記筐体が黒い樹脂で形成されている、ＬＥＤモジュール。
【請求項３】
請求項１記載のＬＥＤモジュールにおいて、前記ＬＥＤは少なくとも２列に配列されており、各列は赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青色ＬＥＤとを有し、前記列は、１つ以上の前記ヒート・シンク・フィンによって分離されている、ＬＥＤモジュール。
【請求項４】
請求項１記載のＬＥＤモジュールにおいて、前記ＬＥＤは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの順を有する第１列と、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、および赤色ＬＥＤの順を有する第２列とをふくむ、ＬＥＤモジュール。
【請求項５】
請求項４記載のＬＥＤモジュールにおいて、前記ＬＥＤの第１列および第２列は、１つ以上の前記ヒート・シンク・フィンによって分離されている、ＬＥＤモジュール。
【請求項６】
請求項１記載のＬＥＤモジュールにおいて、前記筐体の前面は、複数の日除け突起を含み、各突起が、前記モジュールの１つ以上の前記ＬＥＤの上において外側に向けて延出する、ＬＥＤモジュール。
【請求項７】
請求項６記載のＬＥＤモジュールにおいて、各ＬＥＤが、当該ＬＥＤ上において外側に向けて延出する個々の日除け突起を有する、ＬＥＤモジュール。
【請求項８】
請求項１記載のＬＥＤモジュールにおいて、前記筐体は、少なくとも１つのチャネルが内部に形成されている背面を有し、前記チャネルに少なくとも１本のケーブルを収容する、ＬＥＤモジュール。
【請求項９】
ＬＥＤディスプレイであって、
前記ディスプレイの複数の列または行の各々に、複数のＬＥＤモジュールの直線状セグメントを備えており、各ＬＥＤモジュールが、複数の多色ＬＥＤを支持する筐体を有し、各セグメントが、互いに結合されている複数のＬＥＤモジュールを含み、１つのセグメントのＬＥＤモジュールは、１群としてでなければ前記ディスプレイから取り外すことができず、ＬＥＤモジュールの各セグメントは、他のセグメントのＬＥＤモジュールとは独立して前記ディスプレイから取り外すことができる、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項１０】
請求項９記載のＬＥＤディスプレイであって、ＬＥＤモジュールの第１セグメントとＬＥＤモジュールの第２セグメントとの間に接続されている個々のＬＥＤモジュールを含む、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項１１】
請求項１０記載のＬＥＤディスプレイにおいて、各セグメントが、一端において、１つの個別ＬＥＤモジュールに接続されるように構成されている第１電気コネクタと、前記セグメントの対向端において第２電気コネクタとを含み、前記第２電気コネクタが、別の個別ＬＥＤモジュールに接続されるように構成されており、セグメントの各ＬＥＤモジュールは、少なくとも１本のデータ・ケーブルが通過するために、内部にチャネルが形成されている背面を有するモジュール筐体を有し、前記データ・ケーブルは、１つの個別ＬＥＤモジュールを別の個別ＬＥＤモジュールに直接接続するように、前記第１電気コネクタと前記第２電気コネクタとの間を直接延びている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項１２】
請求項１１記載のＬＥＤディスプレイにおいて、１つのセグメントの前記ＬＥＤモジュールのモジュール筐体に形成されている前記チャネルが、少なくとも１本の電力ケーブルを、前記データ・ケーブルと同様に、その中を通過させる、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項１３】
ディスプレイにおいて用いるためのＬＥＤモジュールのセグメントであって、
前記セグメントの第１端部に固定的に取り付けられている第１電気コネクタと、
前記セグメントの第２端部に固定的に取り付けられている第２電気コネクタと、
前記第１電気コネクタと前記第２電気コネクタとの間に接続されている複数の離間したＬＥＤモジュールであって、該ＬＥＤモジュールの各々に電力およびデータを搬送することができる少なくとも１本のケーブルによって、端部同士が接続されている、離間ＬＥＤモジュールと、
前記第１コネクタおよび第２コネクタ間でデータを直接搬送するために、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの間に直接接続されている別のケーブルと、
を備えている、ＬＥＤモジュールのセグメント。
【請求項１４】
請求項１３記載のＬＥＤモジュールのセグメントにおいて、各ＬＥＤモジュールが、内部にチャネルが形成されている背面を有する筐体を含み、前記別のケーブルが前記ＬＥＤモジュール筐体の下において前記チャネルを通過する、ＬＥＤモジュールのセグメント。
【請求項１５】
請求項１３記載のＬＥＤモジュールのセグメントにおいて、各ＬＥＤモジュールが、
１つ以上の赤色ＬＥＤと、
１つ以上の緑色ＬＥＤと、
１つ以上の青色ＬＥＤと、
前記ＬＥＤが装着されている回路ボードと、
前記回路ボードを包囲するオーバーモールド筐体であって、前記ＬＥＤが前記筐体の前面を貫通して突出し、前記筐体の前面が複数のヒート・シンク・フィンを含む、オーバーモールド筐体と、
を備えている、ＬＥＤモジュールのセグメント。
【請求項１６】
請求項１５記載のＬＥＤモジュールのセグメントにおいて、前記ＬＥＤは少なくとも２列に配列されており、各列は赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青色ＬＥＤとを有し、前記列は、１つ以上の前記ヒート・シンク・フィンによって分離されている、ＬＥＤモジュールのセグメント。
【請求項１７】
請求項１５記載のＬＥＤモジュールのセグメントにおいて、前記ＬＥＤは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの順を有する第１列と、緑色、青色、および赤色ＬＥＤの順を有する第２列とをふくむ、ＬＥＤモジュールのセグメント。
【請求項１８】
請求項１７記載のＬＥＤモジュールのセグメントにおいて、前記ＬＥＤの第１列および第２列は、１つ以上の前記ヒート・シンク・フィンによって分離されている、ＬＥＤモジュールのセグメント。
【請求項１９】
請求項１５記載のＬＥＤモジュールのセグメントにおいて、前記筐体の前面は、複数の日除け突起を含み、各突起が、前記モジュールの１つ以上の前記ＬＥＤ上において外側に向けて延出する、ＬＥＤモジュールのセグメント。
【請求項２０】
請求項１９記載のＬＥＤモジュールのセグメントにおいて、各ＬＥＤが、当該ＬＥＤ上において外側に向けて延出する個々の日除け突起を有する、ＬＥＤモジュールのセグメント。
【請求項２１】
大規模ＬＥＤディスプレイであって、
ケーブル支持構造と、
前記ケーブル支持構造上に装着され構造的に支持されている複数のＬＥＤモジュールであって、該ＬＥＤモジュールが、暗色モジュール筐体上に支持されている少なくとも１つの赤色ＬＥＤと、少なくとも１つの緑色ＬＥＤと、少なくとも１つの青色ＬＥＤとを含み、隣接するＬＥＤモジュールの中心間の間隔が５０ｍｍ以上であり、光出力が５，０００ｎｉｔ以上である、大規模ＬＥＤディスプレイ。
【請求項２２】
請求項２１記載のＬＥＤディスプレイにおいて、前記ＬＥＤモジュールは、複数の赤色ＬＥＤと、複数の緑色ＬＥＤと、複数の青色ＬＥＤとを含み、隣接するＬＥＤモジュール間の中心間の間隔が７５ｍｍ以上である、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項２３】
大規模ＬＥＤディスプレイであって、
ケーブル支持構造と、
前記ケーブル支持構造上に装着され構造的に支持されている複数のＬＥＤモジュールであって、各ＬＥＤモジュールが、モジュール筐体上に支持されている少なくとも１つのＬＥＤを有し、前記ディスプレイのモジュール筐体の内少なくとも２つが異なる色を有する、大規模ＬＥＤディスプレイ。
【請求項２４】
請求項２３記載の大規模ＬＥＤディスプレイにおいて、前記モジュールのＬＥＤをオフにしたとき、前記異なる色のモジュール筐体が、固定のグラフィックおよび／またはテキストを描出する、大規模ＬＥＤディスプレイ。
【請求項２５】
大規模ＬＥＤディスプレイであって、
ケーブル支持構造と、
前記ケーブル支持構造上に装着され構造的に支持されている複数のＬＥＤモジュールであって、該ＬＥＤモジュールが、モジュール筐体上に支持されている少なくとも１つのＬＥＤを含み、前記ディスプレイのＬＥＤが同じ色を有し、隣接するＬＥＤモジュール間の中心間の間隔が５０ｍｍ以上であり、光出力が５，０００ｎｉｔ以上である、大規模ＬＥＤディスプレイ。
【請求項２６】
ＬＥＤディスプレイであって、
各々、複数の有色ＬＥＤを支持するモジュール筐体を含む、複数のＬＥＤモジュールと、
前記ＬＥＤモジュールを装着する可撓性支持構造であって、該支持構造が複数の平行ケーブルと複数の剛性部材とを含み、各剛性部材が１対の隣接するケーブル上に装着されてその間に跨り、前記ＬＥＤディスプレイが湾曲する平面に一致することが可能である、可撓性支持構造と、
を備えている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項２７】
請求項２６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、複数の前記剛性部材が剛性リンクである、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項２８】
請求項２７記載のＬＥＤディスプレイにおいて、１対の隣接するケーブル間に跨る前記剛性リンクが、前記ケーブルの長さに沿ってほぼ等しい距離ずつ離間されている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項２９】
請求項２６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、複数の前記剛性部材が、ＬＥＤモジュールを装着する背板である、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３０】
請求項２６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、前記剛性部材の１群が剛性リンクであり、前記剛性部材の別の１群が、ＬＥＤモジュールを装着するモジュール支持部である、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３１】
請求項３０記載のＬＥＤディスプレイにおいて、１対のケーブル上にモジュール支持部を装着し、前記１対のケーブルが、当該ケーブル対の内一方のケーブル上に装着されている剛性リンクと隣接し、更に前記ケーブル対の内他方のケーブル上に装着されている剛性リンクと隣接する、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３２】
請求項２６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、前記剛性部材の１群が、当該部材が装着されているケーブルを中心として少なくとも部分的に回転可能であり、剛性部材の別の１群は、当該部材が装着されているケーブルを中心として回転可能でない、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３３】
ＬＥＤディスプレイであって、
各々、複数の有色ＬＥＤを支持するモジュール筐体を含む、複数のＬＥＤモジュールと、
前記ディスプレイの前記複数のＬＥＤモジュールのための支持構造であって、該支持構造が、複数の平行ケーブルと、１対の隣接するケーブル上に装着されその間に跨る複数のスペーサとを含み、各ＬＥＤモジュールが、少なくとも１つのスペーサに隣接する１対の隣接するケーブル上に装着されている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３４】
請求項３３記載のＬＥＤディスプレイにおいて、前記スペーサが、前記ケーブルの長さに沿って、ほぼ等しい距離ずつ離間されている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３５】
請求項３３記載のＬＥＤディスプレイにおいて、前記支持構造が可撓性であり、湾曲した表面に一致することができる、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３６】
ＬＥＤディスプレイであって、
各々、複数の有色ＬＥＤを支持するモジュール筐体を含む、複数のＬＥＤモジュールと、
前記ディスプレイの前記複数のＬＥＤモジュールのための支持構造であって、該支持構造が、複数の平行ケーブルと、１対の隣接するケーブル上に装着されその間に跨る複数のスペーサと、１対の隣接するケーブル上に装着された複数の背板とを含み、各背板がＬＥＤモジュールを支持し、各スペーサが隣接するＬＥＤモジュール間の間隔を維持する、支持構造と、
を備えている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３７】
請求項３６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、前記スペーサが前記背板の中央線に沿って跨ぐように、各背板が少なくとも１つのスペーサに隣接して装着されている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３８】
請求項３６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、１対の隣接するケーブルの間に跨る前記スペーサは、前記ケーブルの長さに沿ってほぼ等しい距離ずつ離間されている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項３９】
請求項３６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、前記支持構造が可撓性であり、湾曲した表面に一致することができる、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項４０】
請求項３６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、複数の前記ＬＥＤモジュールが前記背板上に填め合わされている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項４１】
請求項４０記載のＬＥＤディスプレイにおいて、複数の前記ＬＥＤモジュールが前記背板にねじによって固着されている、ＬＥＤディスプレイ。
【請求項４２】
請求項３６記載のＬＥＤディスプレイにおいて、前記スペーサが剛性リンクである、ＬＥＤディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互引用
本願は、"Data And Power Distribution System and Method For A Large Scale Display"（大規模ディスプレイ用データおよび配電システムおよび方法）と題する同時係属中の米国特許出願第１２／００１，２７７号、"Enumeration System and Method for A LED Display"（ＬＥＤディスプレイ位置指定システムおよび方法）と題する同時係属中の米国特許出願第１２／００１，３１２号、および"Large Scale LED Display System"（大規模ＬＥＤディスプレイ・システム）と題する同時係属中の米国特許出願第１２／００１，２７６号と関連があり、各々、本願と同時に出願された。
連邦の支援による研究または開発に関する宣告    適用なし（Ｎ／Ａ）
技術分野
本発明は、大規模ディスプレイに関し、更に特定すれば、大規模ＬＥＤディスプレイ用のＬＥＤモジュール、セグメント、および支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１０×２０フィートまたは４０×６０フィート規模の大規模ディスプレイは、Templeの米国特許出願公開第ＵＳ２００６／００３９１４２号Ａ１に示されるように、多数の画素ユニットを構造的に支持するために、交差するケーブルで形成されたネットを採用していることが知られている。その柔軟性のために、このネット・ディスプレイは、平坦な表面だけでなく、湾曲した表面または不規則な表面上でも支持することができる。しかしながら、このネット・ディスプレイは非常に柔軟性があるので、画素ユニットがケーブルを中心として捻れてしまい、画素の視認性を損なう虞れがある。更に、ネットの水平ケーブルが撓むので、画素ユニットが位置ずれを起こし、表示される画像が歪んでしまう。このネット・ディスプレイの画素ユニットは、１群の赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤを支持する回路ボードの筐体を含み、注封材料が回路ボードを環境から封止している。Yoksza et al.の米国特許第５，４１０，３２８号は、大規模ＬＥＤディスプレイ用の同様の画素モジュールを示し、各モジュールは、数個のねじを外すことにより、またはモジュールを捻ることにより、ディスプレイから個別に着脱可能となっている。Yoksza etl al.における画素モジュールでは、その筐体の１つの壁はＬＥＤを越えて延出しており、モジュールに日除けを設けるようにしている。Simon et al.の米国特許第４，８８７，０７４号に示されるような、ディスプレイ用の別のＬＥＤモジュールでは、ＬＥＤを支持する回路ボードと接触する熱吸収性注封化合物と、モジュール筐体から熱を消散させる熱拡散板とを用いる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明によれば、先行技術の大規模ＬＥＤディスプレイの欠点が克服されている。本発明のＬＥＤディスプレイ・システムは、多数のＬＥＤモジュールのために新規の支持構造を含み、この支持構造は十分に柔軟性があるので、ディスプレイは湾曲した表面や不規則な表面に沿った形状となることができ、しかも支持構造はＬＥＤモジュールのねじれや垂下を防止するのに十分な構造的結合性(integrity)を有し、モジュールの位置ずれを防止するので、歪みのない画像を表示することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の特徴の１つによれば、このディスプレイは複数のＬＥＤモジュールを含み、各ＬＥＤモジュールは、複数のカラーＬＥＤを支持するモジュール筐体を含む。ＬＥＤモジュール用支持構造は、第１対の平行ケーブルと、第１ケーブル対のケーブル間に跨る、第１組の剛性リンクと、第２対の平行ケーブルであって、第１ケーブル対のケーブルと平行である、第２対の平行ケーブルと、第２ケーブル対のケーブル間に跨る、第２組の剛性リンクとを含む。各ＬＥＤモジュールが、第１ケーブル対の内の１本のケーブル上と、第２ケーブル対の内の１本のケーブル上とに装着されている。
【０００５】
本発明の別の特徴によれば、剛性リンクは、１対のケーブル上にオーバーモールドされたＨ形状リンクである。リンクは、ケーブルに沿ってＬＥＤモジュールを位置決めするようになっている。
【０００６】
本発明の別の特徴によれば、支持構造は複数の板を含み、これらの板は、第１組の少なくとも１つの剛性リンクに隣接する第１ケーブル対の内一方のケーブル上、および第２組の少なくとも１つのリンクに隣接する第２ケーブル対の内一方のケーブル上に装着されており、ＬＥＤモジュールが板上に着脱自在に装着されている。
【０００７】
本発明の更に別の特徴によれば、ディスプレイ用ＬＥＤモジュールは、少なくとも２つの赤色ＬＥＤと、少なくとも２つの緑色ＬＥＤと、少なくとも２つの青色ＬＥＤと、ＬＥＤが装着されている回路ボードと、回路ボードを包囲するオーバーモールド筐体(overmolded housing)とを含み、ＬＥＤが筐体の前面を貫通して突出し、筐体の前面が複数のヒート・シンク・フィンを含む。
【０００８】
本発明の別の特徴によれば、ＬＥＤディスプレイは、当該ディスプレイの複数の列または行の各々に、複数のＬＥＤモジュールの直線状セグメントを備えており、各ＬＥＤモジュールが、複数の多色ＬＥＤを支持する筐体を有し、各セグメントが、互いに結合されている複数のＬＥＤモジュールを含み、１つのセグメントのＬＥＤモジュールは、１群としてでなければディスプレイから取り外すことができず、ＬＥＤモジュールの各セグメントは、他のセグメントのＬＥＤモジュールとは独立してディスプレイから取り外すことができる。この実施形態では、ＬＥＤディスプレイは、ＬＥＤモジュールのセグメント間に接続されている個々のＬＥＤモジュールを含むこともできる。
【０００９】
本発明の別の特徴によれば、ディスプレイにおいて用いるためのＬＥＤモジュールのセグメントは、セグメントの第１端部に固定的に取り付けられている第１電気コネクタと、セグメントの第２端部に固定的に取り付けられている第２電気コネクタと、第１電気コネクタと第２電気コネクタとの間に接続されている複数の離間したＬＥＤモジュールであって、ＬＥＤモジュールの各々に電力および／またはデータを搬送することができる少なくとも１本のケーブルによって端部同士が接続されている、離間ＬＥＤモジュールと、第１コネクタおよび第２コネクタの間でデータを直接搬送するために、第１コネクタと第２コネクタとの間に直接接続されている別のケーブルとを備えている。
【００１０】
本発明のこれらおよびその他の利点ならびに新規の特徴、更には図示するその実施形態の詳細は、以下の説明および図面から一層深く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による大規模ディスプレイの正面図である。
【図２】図２は、本発明のディスプレイ用支持構造上に装着した多数のＬＥＤモジュールを示す、図１のディスプレイの部分的正面図である。
【図３】図３は、図１および図２のディスプレイ用支持構造の部分的斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す支持構造の背面図である。
【図５】図５は、図２から図４に示した支持構造上に装着した１対のマスタＬＥＤモジュールおよび１対のスレーブＬＥＤモジュールの部分的正面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態によるスレーブＬＥＤモジュールのセグメントの斜視図である。
【図７】図７は、モジュールの内１つの筐体を取り外した場合の、図６に示すスレーブＬＥＤモジュールのセグメントの側面斜視図である。
【図８】図８は、図６に示したようなスレーブＬＥＤモジュールのセグメントの背面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態によるマスタＬＥＤモジュールの正面斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示すマスタＬＥＤモジュールの回路ボードおよびコネクタの図である。
【図１１】図１１は、図９のマスタＬＥＤモジュールの背面斜視図である。
【図１２】図１２は、それぞれのマスタＬＥＤモジュール間に接続されている１対のスレーブ・モジュール・セグメントの背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すように、本発明による大規模ＬＥＤディスプレイ１０は、その高さおよび幅寸法が約３ｍ×６ｍから２４ｍ×３２ｍ、または約１０ｆｔ×２０ｆｔから８０ｆｔ×１０５ｆｔである。しかしながら、本発明は、これよりも大きなディスプレイおよび小さなディスプレイにも用いることができることは、認められてしかるべきである。約２４ｍ×３２ｍのディスプレイは、４８０画素×６４０画素、即ち、合計で３０７，２００画素を有する。これらの大規模ＬＥＤディスプレイは、室内使用および野外使用の双方を意図している。本発明による大規模ディスプレイは、非常に堅牢であり、過酷な野外環境に耐えつつ、歪みのない表示画像を提供することができる。更に、ディスプレイのセグメントは容易に交換することができる。
【００１３】
ディスプレイ１０の各画素は、２つの赤色ＬＥＤ１６、２つの青色ＬＥＤ１８、および２つの緑色ＬＥＤ２０を有するモジュール１２または１４によって発生する。ＬＥＤ１６、１８、２０は、図２に示すように、モジュール１２または１４のそれぞれの筐体の中に装着されている。モジュール１２および１４の筐体に内蔵されている回路ボードが、大多数の異なる色の画素を発生するために、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、および緑色ＬＥＤの彩度(intensity)を制御する。これは、当技術分野では周知である。図２では、モジュール１２および１４の各々は１対の赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤを有するように示されているが、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの数は、個々のモジュール間の間隔および個々のＬＥＤの光束密度に応じて、様々に変化する可能性がある。例えば、隣接するＬＥＤモジュール間の中心間の間隔が５０ｍｍ以上である場合、１つ以上の赤色ＬＥＤ、１つ以上の青色ＬＥＤ、および１つ以上の緑色ＬＥＤが、これらのＬＥＤの光束密度に応じて、５，０００ｎｉｔ以上の光出力をディスプレイに供給するので、ディスプレイ１０は太陽光下における野外使用に適したものとなる。隣接するＬＥＤモジュール間の中心間の間隔が７５ｍｍ以上であるディスプレイでは、各色のＬＥＤを３つずつというように、複数の赤色ＬＥＤ、複数の緑色ＬＥＤ、および複数の青色ＬＥＤを用いることが好ましいが、ＬＥＤの数は、個々のＬＥＤの光束密度に応じて減少させることもできる。尚、モジュールのＬＥＤの全て、およびディスプレイ全体は白黒でもよいことは認められてしかるべきである。白黒のＬＥＤを用いる場合、選択したＬＥＤまたはモジュールをオンにすることによって、変化可能なグラフィクスおよび／またはテキストを表示することができる。更に、モジュールの光出力を強化するために、モジュールの各々の筐体を黒または暗い色にすることが好ましい。これについては、以下で詳しく説明する。しかしながら、本発明の別の特徴によれば、筐体の色は、ディスプレイを装着する建造物のような構造の色と一致するように選択する。更に、１つのディスプレイが、異なる色の筐体を有するモジュールを用いることもでき、ディスプレイのＬＥＤをオフにすると、異なる色に着色した筐体が固定のロゴ、グラフィック、および／またはテキスト・メッセージを表示するようにすることもできる。  
【００１４】
ディスプレイ１０には、２種類の画素モジュール、マスタＬＥＤモジュール１２およびスレーブＬＥＤモジュール１４が採用されている。各マスタ・モジュールは、ディスプレイのセグメント２４における１群のスレーブ・モジュールと関連付けられている。図２は、簡略化のために、１つのセグメントが１つのマスタＬＥＤモジュールと３つのスレーブＬＥＤモジュールを含むように示しているが、本発明の好ましい実施形態では、各セグメントは、１つのマスタ・モジュールおよび１５個のスレーブ・モジュールを有し、ディスプレイの１６画素を発生する。しかしながら、スレーブ・モジュールの数は、用いられる本発明の態様に応じて、０からいずれの数まででも変化することができる。好ましい実施形態では、ディスプレイ１０のセグメント２４は直線状であり、ディスプレイ１０の列方向に延びている。しかしながら、セグメントはディスプレイの行方向に延びることもできる。１６画素の直線状セグメントを有する４８０×６４０ディスプレイでは、ディスプレイの各列に３２個のセグメントがある。これらのセグメントは、各マスタ・モジュールがマスタ・モジュールの１つの行に入るように位置合わせすることが好ましい。したがって、３０行のマスタ・モジュールがあり、４８０×６４０ディスプレイの各行には６４０個のマスタ・モジュールがあり、マスタ・モジュールの行の各々の間には、１５行のスレーブ・モジュールがある。
【００１５】
図２から図５に示すように、ディスプレイ１０のＬＥＤモジュール１２および１４の各々に対して、支持構造は１対の平行ケーブル２４および２６ならびに第１組の剛性リンク２８を含む。各リンク２８は、ケーブル２４とケーブル２６との間を跨いでいる。また、ＬＥＤモジュール１２および１４の各々の支持構造は、第２対の平行ケーブル３０および３２、ならびに第２組の剛性リンク３４も含み、各リンク３４は、ケーブル３０とケーブル３２との間を跨いでいる。ディスプレイ１０の第１列の中にあるＬＥＤモジュールの各々は、第１ケーブル対の内第１組からの少なくとも１つのリンク２８に隣接する一方のケーブル２６上、および第２ケーブル対の内第２組からの少なくとも１つのリンク３４に隣接する一方のケーブル３０上に装着されている。ディスプレイ１０の第２列の中にあるＬＥＤモジュールの各々は、第２ケーブル対の内第２組のリンクの内少なくとも１つのリンク３４に隣接する第２ケーブル３２上、ならびに第３ケーブル対のケーブル３８および４０間を跨ぐ第３組のリンクにおける少なくとも１つのリンク３８に隣接するケーブル３６上に装着されている。Ｎ本の列を有するディスプレイでは、支持構造は、ケーブル２４および２６のような、Ｎ＋１対のケーブル、ならびにＮ＋１組の構成リンクを含む。ディスプレイが各列にＭ個のＬＥＤモジュールを有する場合、各組のリンクはＭ個のリンクを有する。
【００１６】
好ましい実施形態では、リンク２８、３４、３８は、Ｈ形状リンクであり、各ケーブル対のケーブル上にオーバーモールド(overmold)されている。更に具体的には、１つのケーブル対をなす２本のケーブルは、金型の中に置かれ、その中にプラスチックをケーブルの周囲に注入して、１対をなす２本のケーブルを接続する剛性Ｈ形状リンクを形成する。オープン・リール成型プロセス(reel to reel molding process)を採用し、オーバーモールド・リンクには金型全体でインデックスを付けて、既に成型されているリンクは、後続のリンクの基準点となり位置決めするために用いられる。この成型プロセスは、ケーブルの長さに沿ったリンク間の間隔を一定になることを保証する。Ｈ形状リンクは、ディスプレイの列におけるＬＥＤモジュール間の間隔、および行におけるＬＥＤモジュール間の間隔が一定を維持するように、ＬＥＤモジュールをケーブルの長さに沿って正確かつ容易に配置するために用いられる。更に、Ｈ形状リンクは、ディスプレイ１０のケーブル支持構造に構造的結合性を設け、ディスプレイの使用中におけるＬＥＤモジュールの垂下や位置ずれを防止する。尚、ケーブルは、ディスプレイ１０の列におけるＬＥＤモジュールの全ての荷重に耐えるだけの十分な太さの鋼鉄ケーブルであることが好ましいことを注記しておく。
【００１７】
更に特定すると、図３および図４に示すように、剛性Ｈ形状リンクは、マスタＬＥＤモジュール１２の鋼鉄背板４２、およびスレーブＬＥＤモジュール１４の鋼鉄背板４４を配置する役割を果たす。マスタＬＥＤモジュールの各々の背板４２は、板４２の各側に４本のアーム４５〜４８を有し、アーム４５〜４８は支持構造のケーブル上に圧着(crimp)されている。背板４２の２本の内側アーム４６および４７は、Ｈ−リンク３８の脚部のいずれかの側にあるそれぞれのケーブルに圧着されて、アーム４６および４７とＨ−リンクとが、それらの間にいくらかの許容度をもって、接するようになっている。同様に、スレーブＬＥＤモジュールの背板４４も、板４４の各側に２本のアーム５０および５２を有し、アーム５０および５２は、Ｈ−リンクのいずれかの側にある支持構造のケーブル上に圧着されており、アーム５０および５２とＨ−リンクとが、それらの間にいくらかの許容度をもって、接するようになっている。ＬＥＤモジュールの背板４２および４４のアームがディスプレイ１０の支持ケーブル上に圧着されているので、アームつまり背板はケーブルを中心としていくらか回転することができ、Ｈ−リンクがケーブルを中心として回転できなくても、ディスプレイ１０が湾曲した表面に一致することができるように、十分な柔軟性をディスプレイ１０に与えることができる。剛性Ｈ−リンクおよびＬＥＤモジュールの背板は、支持構造に構造的結合性を設け、ディスプレイ１０のＬＥＤモジュールの捻れ、垂下、および位置ずれを防止する。更に、背板の水平中心線に沿ってリンクを配置することにより、張力をかけることができる構造が得られる。これによって、メッシュ構造に横から張力をかけることが可能となり、湾曲した表面にメッシュを一致させたり、または平坦な外形では張力をかけることによって偶発的なしわを除去することができる。
【００１８】
マスタＬＥＤモジュール１２およびスレーブＬＥＤモジュール１４の双方は、それぞれの背板４２および４４に着脱自在に装着されているので、個々のマスタＬＥＤモジュール１２および／またはスレーブ・モジュール・セグメント５４は、ディスプレイ１０を設置した後に、取り外して交換することができる。図６から図８に示すように、スレーブ・モジュール・セグメント５４は、セグメント５４の一端に取り付けられて固定されている第１電気コネクタ５６と、セグメント５４の第２端部に接続されている第２電気コネクタ５８とを含む。多数のスレーブＬＥＤモジュール１４が、第１コネクタ５６および第２電気コネクタおよび５８の間で、リボン・ケーブル６０を通じて接続されている。リボン・ケーブル６０は、電気コネクタ５６の１つに接続されているマスタ・モジュール１２からセグメント５４のスレーブＬＥＤモジュール１４の各々に、電力およびデータを搬送する。
【００１９】
図７および図８に見られるように、スレーブ・モジュール・セグメント５４の電気コネクタ５６および５８の各々は、１対の下方に延びるゴムまたはエラストマ製プロング(prong)６２および６４を含む。電気コネクタ５６のプロング６２は、マスタＬＥＤモジュールの背板４２に形成されている開口６６に填め込まれてこれを貫通する。スレーブ・モジュール・セグメント５４の電気コネクタ５６をマスタ・モジュールの背板４２の開口６６に填め込んだ後、セグメント５４のスレーブ・モジュールの各々を、それぞれの背板４４上に填める。スレーブＬＥＤモジュール１４をその背板４４上に填めると、１対のモジュール保持部材７２が引き離される。スレーブ・モジュール１４をその背板に填め込むと、保持部材７２の下端縁７３が、スレーブＬＥＤモジュールの筐体１００の側壁上に形成されている１対の突起７４の上面と接して、スレーブ・モジュール１４を背板４４上に確実に保持する。スレーブ・モジュール・セグメント５４の第２端にある電気コネクタ５８を、マスタ・モジュールの次の行にあるマスタＬＥＤモジュールの背板４２の開口６７に填め込む。スレーブ・モジュール・セグメント５４をケーブル支持構造の背板上に装着した後、マスタＬＥＤモジュール１２を背板４２上に装着する。具体的には、電気コネクタ５６の開口７０内に延びるモジュール１２の嵌合コネクタ・ピン６８によって、コネクタ５６の上にある背板４２上にマスタＬＥＤモジュール１２を装着する。マスタＬＥＤモジュール１２の各々は、背板４２の開口８０を貫通する４つのねじ７８によって背板４２に固着される。好ましい実施形態では、マスタＬＥＤモジュールの背板４２は、背板がヒート・シンクを形成するように鋼鉄等で形成する。このヒート・シンクは、マスタＬＥＤモジュールの筐体１２４に内蔵されている印刷回路ボード１２８の設置面８２と接触する。これについては、以下で詳しく論ずることにする。尚、マスタＬＥＤモジュール１２をボルトによって背板４２上に取り付けるとき、電気コネクタ５６のオーバーモールド・エラストマ製パッド８６が圧縮されて、マスタＬＥＤモジュール１２とスレーブ・モジュール・セグメント５４の電気コネクタ５６との間に液密封止が形成され、コネクタを環境の影響から保護する。
【００２０】
スレーブＬＥＤモジュール・セグメント５４にコネクタ５６を介して接続されたマスタＬＥＤモジュールは、リボン・コネクタ６０を通じて、セグメント５４のスレーブＬＥＤモジュール１４にデータおよび電力を供給する。ＬＶＤＳケーブル８８が、第１電気コネクタ５６および第２電気コネクタ５８から延出し、ディスプレイ１０の列における隣接するセグメント２４の１対のマスタＬＥＤモジュール１２および１２’の間に直接的な電気接続を設け、列において隣接するセグメントのマスタＬＥＤモジュールが直接通信することを可能にする。これについては、"Data And Power Distribution System and Method For A Large Scale Display"（大規模ディスプレイ用データおよび配電システムおよび方法）と題し、本願と同時に出願された同時係属中の米国特許出願第１２／００１，２７７号において詳しく論じられている。この出願をここで引用したことにより、その内容は本願にも含まれるものとする。ディスプレイ１０の行において隣接するマスタＬＥＤモジュール１２および１２”は、可撓性ケーブル９０を通じて直接通信する。好ましい実施形態では、可撓性ケーブル９０は、Ｈ−リンク３４の上に配されて、図２に示すように、支持ケーブル３２および３０を接続する。
【００２１】
スレーブＬＥＤモジュール１４の各々は、筐体１００を含む。筐体１００は、モジュールのＬＥＤが装着されているスレーブ・モジュールの印刷回路基板１０２の周囲、およびＩＤＣコネクタ１０４によって印刷回路基板１０２に接続されているリボン・ケーブル６０の一部の周囲にオーバーモールドされている。各スレーブＬＥＤモジュールは、共通バスによってリボン・ケーブルに接続されているので、いずれの接続が絶たれても、他のスレーブ・モジュールには影響を及ぼさない。スレーブＬＥＤモジュール１４の筐体をオーバーモールドするために、それぞれのスレーブ・モジュールのためにＬＥＤを支持する、例えば、１５枚の印刷回路ボード１０２の束(string)を金型の中に入れて、１５枚の印刷回路ボードをそれぞれのリボン・コネクタ６０によって一列に接続する。その後、熱硬化性または熱可塑性樹脂を金型の中に注入して、印刷回路ボード１０２およびリボン・コネクタ１０４の周囲にケーシング即ち筐体を形成する。ＬＥＤモジュールのオーバーモールド筐体によって、過酷な野外の天候にも耐えることができる、非常に堅牢なモジュールが得られる。スレーブＬＥＤモジュール１４の筐体１００を形成するために樹脂を注入する前に、回路ボード１０２上に実装されているフラッシュ・メモリに、スレーブＬＥＤモジュールのアドレスをプログラミングする。１５個のスレーブＬＥＤモジュールを有するスレーブ・モジュール・セグメント５４では、スレーブ・モジュールは、ディスプレイのセグメント２４においてスレーブ・モジュールを制御するマスタＬＥＤモジュールに取り付けられる電気コネクタ５６に最も近いスレーブ・ＬＥＤモジュールから始まる、１から１５までのアドレスが順次付けられる。尚、印刷回路ボードが成型固定具の中にある間に、ボード１０２上の電子回路を、オーバーモールドの前に検査できることを注記しておく。尚、スレーブＬＥＤモジュール筐体の金型は、ＬＥＤの印刷回路ボード１０２を、筐体の背面１０６から１０°の角度で支持することを注記しておく。したがって、スレーブＬＥＤモジュール・セグメント５４を縦に装着する場合、ディスプレイを使用しているときにスレーブ・モジュールによって発生される画素が見やすくなるように、ＬＥＤには下向きに約１０゜の角度が付けられている。しかしながら、ＬＥＤの角度は０゜から２０゜とすることができ、ディスプレイの使用に応じて、上向き、下向き、または横向きにＬＥＤに角度を付けることができることは認められてしかるべきである。
【００２２】
スレーブＬＥＤモジュール１４の筐体１００の各々には、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの第１列１１２と赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの第２列１１４との間にある筐体の前面上にヒート・シンク・フィンが一体的に形成されている。１つの画素を形成するように作動させられるモジュールのＬＥＤ間にヒート・シンク・フィン１０８を配しても、画素を形成するためにＬＥＤが発生する光を妨害することはない。尚、好ましい実施形態では、より良い色の混合を行い画素に種々の色を発生するように、第１列におけるＬＥＤは、赤色、緑色、および青色の順になっており、一方第２列におけるＬＥＤは、緑色、青色、および赤色の順となっている。
【００２３】
また、スレーブＬＥＤモジュール１４の筐体１００の各々には、日除け１１０も一体的に形成されている。日除け１１０は、ＬＥＤ１６、１８、および２０の各々の上において外側に突出している。尚、筐体１００の前面にヒート・シンク・フィン１０８を有さない代替実施形態では、ＬＥＤの各行の上に１つの日除け１１０を配置してもよいことを注記しておく。日除け１１０、およびＬＥＤの筐体１００を形成するために用いられる黒い樹脂または暗色の樹脂は、ディスプレイ１０が野外で用いられる場合に、モジュール１４が発生する画素のコントラストまたは際立ち度を高める。
【００２４】
図８に示すように、スレーブＬＥＤモジュール１４の各々の筐体１００は、筐体１００の背面１０６にチャネル１１６を形成するように成型されている。チャネル１１６は、その中にケーブル８８ならびに１対の電力ケーブル１１８および１２０を収容できるように十分に広くなっている。筐体１００のチャネル１１６は、リボン・ケーブル６０と一直線上に揃えられており、ＬＶＤＳケーブル８８および電力ケーブル１１８および１２０がリボン・ケーブル６０の背後で一直線上に揃うようにしている。つまり、ディスプレイ１０の前面から見ると、ケーブル８８、１１８、および１２０は容易に見ることができない。更に、ケーブル８８、１１８、および１２０はリボン・ケーブル６０の背後で一列に並んでいるので、ディスプレイ１０を野外の空き地に吊した場合、風が緩和されるように、ディスプレイはモジュール間に開口(open area)を未だ有している。更に、この開口によって、ディスプレイを透して見ることも可能となる。このような半透過性ディスプレイは、ディスプレイが吊されている建物の窓からの視界を遮らない。
【００２５】
マスタＬＥＤモジュールの各々の筐体１２４は、マスタ・モジュールの印刷回路ボード１２６および１２８の周囲にオーバーモールドされている。マスタ・モジュール１２のＬＥＤ１６、１８、および２０は、印刷回路ボード１２６上に装着されている。印刷回路ボード１２６は、モジュールのＬＥＤの照明を制御するスレーブＬＥＤモジュールの印刷回路ボード１０２と同様である。マスタＬＥＤモジュールの印刷回路ボード１２８は、マスタＬＥＤモジュールの機能を制御するための追加の回路を含む。これらの機能は、ディスプレイのセグメント２４におけるマスタ・モジュールおよびそれと関連のあるスレーブＬＥＤモジュールを対象とするデータを抽出するというような、モジュールに独特な機能であり、"Data And Power Distribution System and Method For A Large Scale Display"（大規模ディスプレイ用データおよび配電システムおよび方法）と題し、本願と同時に出願された同時係属中の米国特許出願第１２／００１，２７７号に記載されている。この出願をここで引用したことにより、その内容は本願にも含まれるものとする。好ましい実施形態では、印刷回路ボード１２６を回路ボード１２８に１０゜の角度ではんだ付けして、ボード１２６および１２８がマスタＬＥＤモジュールの筐体１２４の金形の中に置かれたときに、スレーブ・モジュール１４のＬＥＤについて先に説明したように、ＬＥＤ１６、１８、および２０が、モジュール１２の背面１３０に対して１０゜の角度をなすようにする。
【００２６】
マスタＬＥＤモジュール１２では、各々の筐体１２４は、その前面がスレーブＬＥＤモジュール１１０の筐体１００の前面と同一であるので、双方の種類のモジュールは、同じ順序のＬＥＤ、同じヒート・シンク・フィン１０８、および同じ日除け１１０を有し、マスタ・モジュールまたはスレーブ・モジュールのどちらによって画素が発生されても、ディスプレイ全域を通じて画素の外観を均一にしている。しかしながら、マスタＬＥＤモジュール筐体１２４の側面および背面１３０は、スレーブ・モジュール１０２の筐体１００のそれらとは異なる。即ち、マスタ・モジュール筐体１２４の側面１２９および１３１には、突起１３２が形成されており、突起１３２は、マスタＬＥＤモジュール１２をマスタＬＥＤモジュールの背板４２に取り付けるねじ７８に合わせた開口１３４を内部に有する。マスタＬＥＤモジュール筐体１２４の背面１３０は、マスタ・モジュールの熱消散を更に補助するように、多数の一体形成されたヒート・シンク１３６を含む。尚、マスタＬＥＤモジュールの筐体、およびスレーブＬＥＤモジュールの筐体は、熱伝導性樹脂でオーバーモールドされることを注記しておく。この樹脂は熱を部品から奪うように伝導し、筐体の幾何学的形状は熱を拡散し、熱伝達のための表面積を最大にする。更に、背板４２は、マスタＬＥＤモジュールの印刷回路ボード上にある設置面に熱的および電気的に接続されており、背板４２がマスタＬＥＤモジュールのために追加のそして独立したヒート・シンクとして作用することが可能となっている。
【００２７】
また、マスタＬＥＤモジュール１２の筐体１２４の背面１３０には、２対の溝１３８および１４０が形成されており、電力ケーブル・コネクタ１４２および１４４がこれらの溝を貫通する。電力ケーブル１１８および１２０を筐体１２４の溝１３８および１４０の中に敷設するとき、コネクタ１４２および１４４のプロングが電力ケーブルのゴム製絶縁体(insulation)に孔を開けて、ケーブルと電気的接続が行われるようにする。電力ケーブルは連続しており、絶縁体穿設コネクタ１４２および１４４には、鋭いプロングが形成されていて、ケーブル上のゴム製絶縁体を貫通するのに必要な力を最小限に止める。好ましい絶縁体は、その反発性および靭性から、熱可塑性エラストマである。この絶縁体は、穿設プロングの周囲で閉じて、封止(seal)を形成し易くする。尚、マスタＬＥＤモジュール１２を背板４２に取り付けるねじ７８を締めるとき、コネクタ１４２および１４３のプロングを電力ケーブルの中に押し込むことを注記しておく。マスタＬＥＤモジュールには、冗長な１組の電力接続部を用意しておき、システムが接続不良に耐えるように、できるだけ離して位置付けた２つの正接続部および２つの中立接続部を設ける。また、マスタＬＥＤモジュール１２は、エラストマ・パッド１５２に包囲されたＺ−軸コネクタ１４８および１５０も含む。これらのコネクタは、１本のＺ軸に沿って導通するように設計されている市販の可撓性コネクタである。背板４２は、印刷回路ボード１２８上の接点と可撓性回路９０上の接点との間で、Ｚ−軸コネクタを圧縮する。可撓性回路９０は、ストリップライン回路として設計されており、所望のインピーダンス（７５オーム）が得られるように、導体および導体の間隔が調節されている。また、ストリップライン構成は、データ用導体に対して遮蔽も設ける。Ｚ−軸コネクタは、ディスプレイ・パネルの行において隣接するマスタＬＥＤモジュール１２が、先に論じたように、直接通信することを可能にするように、可撓性ケーブル９０に接続する。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態によれば、ディスプレイ１０は、展開を容易にするために、多数のパネルで構成されている。各パネルは、例えば、１６列を有することができ、高さが最大のパネルは４８０行を有するが、ディスプレイ・パネルの各々は、所望の高さおよび幅であればいずれでも有することができる。各ディスプレイ・パネルのＬＥＤモジュールの支持ケーブル２４、２６、３０、３２、３６、および４０は、鋼鉄製のバー６０に取り付けられており、ディスプレイ１０の鋼鉄製のバー６０の各々は、互いに締結されており、ディスプレイ１０を形成する多数のディスプレイ・パネルを支持する。次いで、建物または枠体のような支持構造上にディスプレイ１０を吊り上げるために用いられる支持構造１６２に、鋼鉄製のバー６０を取り付ける。ディスプレイ１０を形成するディスプレイ・パネルの各々は、データ・ハブ１６４を含む。データ・ハブ１６４は、ビデオ・データをディスプレイ１０のディスプレイ・パネルに供給する。また、ディスプレイ・パネル１０への電力は、データ・ハブ１６４を介してディスプレイ１０に供給し、データ・ハブが電源を監視できるようにしてもよい。ディスプレイ１０のデータ・ハブおよび電力ハブの詳細は、"Data And Power Distribution System and Method For A Large Scale Display"（大規模ディスプレイ用データおよび配電システムおよび方法）と題し、本願と同時に出願された同時係属中の米国特許出願第１２／００１，２７７号に開示されている。この出願をここで引用したことにより、その内容は本願にも含まれるものとする。
【００２９】
本発明の大規模ＬＥＤディスプレイは、非常に堅牢であり、修理が容易であり、屋内の使用だけでなく野外にも適している。以上の教示を基に、本発明には多くの変更や変形が可能である。したがって、添付した請求項の範囲内において、本発明は、これまでに説明したもの以外でも実施できることは、理解されてしかるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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