特殊形状のLED画面のサイズと面積を計算するためのヒント

特殊形状のLEDディスプレイは、円形、曲線、波形、多角形、芸術的な構造など、さまざまな形状があります。これらのデザインは標準的な幾何学的形状に従わないため、実際の表示面積を計算することは、従来の矩形LED画面よりも複雑になることがよくあります。正確な結果を得るには、幾何学的な分割手法とLEDモジュールの特性、および現場での検証を組み合わせる必要があります。このガイドでは、その基本的な考え方と、さまざまなタイプの不規則なLEDディスプレイに対する実用的な計算方法を説明します。

1. 2つの重要なパラメータから始める

特殊形状のLED画面のサイズを計算する前に、2つの基本的な概念を明確に定義する必要があります。これらのパラメータにより、計算ミスを防ぎ、最終的な結果が実際に表示される面積を正しく反映できるようになります。

有効表示面積と全体寸法

• 有効表示面積：
  実際にLEDで発光する表面部分。これは見積もりやピクセル密度の評価、コンテンツ設計にのみ使用される領域です。

• 全体寸法：
  フレーム、ボーダー、および構造部品を含みます。これは価格付けよりも設置計画で使用されます。

たとえば、円形ディスプレイの外径が5.2mで、フレームが10cmのボーダーを使用する場合、実際の有効直径は5mです。

モジュール間隙幅

間隙が1mm未満の場合は、無視しても問題ありません。
間隙が2mm以上の場合は、総間隙面積を計算し、正確な表示面積を得るために差し引く必要があります。

2. 特殊形状LEDスクリーンのための3つの面積計算方法

形状に応じて、3つの異なるアプローチから選択できます。これらの方法は、基本的な幾何学的分割からモジュールベースの計算、高度な3Dスキャンまで幅広くあります。

方法1：不規則な形状を単純な幾何学的単位に分割

最適な用途: 円、楕円、多角形、曲面スクリーン、複合形状
難易度: 低
精度: ≤2%

この方法は、画面を長方形、三角形、弧、半円、台形などの標準的な幾何学的部分に分割できる場合に適しています。

一般的な公式

• 円： 面積 = πr²

• 楕円： 面積 = πab

• 三角形： 面積 = ½ × 底辺 × 高さ

• 台形： 面積 = ½ × (上底 + 下底) × 高さ

• 円筒面（弧状スクリーン）： 面積 = πD × H

• 部分的な弧： 面積 = (角度 / 360°) × πD × H

例：「半円＋長方形」のLEDスクリーン

• 半円：直径 = 4m → 面積 = ½ × π × 2² ≈ 6.28㎡

• 長方形：4m × 2m → 面積 = 8㎡

• モジュール間隙：0.1㎡

• 総面積 = 6.28 + 8 – 0.1 = 14.18㎡

方法2：複雑な形状にはグリッドマッピングまたは3Dスキャンを使用

最適な用途: 波型スクリーン、ねじれた形状、芸術的輪郭
難易度: 中程度から高い
精度: 0.5%–1%

画面が単純な幾何学形状に分解できない場合、グリッドベースの推定または高精度3Dスキャンを利用できます。

（1）グリッドマッピング法

これは実用的で低コストな解決策です。

ステップ:

1. 表面にグリッド（10cm × 10cmまたはそれ以下）を投影します。

2. 表示エリア内にある完全なグリッドマスの数を数えます。

3. 半分以上の部分的なマスは切り上げて数えます。

4. 単一のグリッドの面積に掛けます。

例：
完全なマス = 800
部分的なマス = 120
総面積 = (800 + 120) × 0.01 = 9.2㎡

(2) 3Dスキャン方法

球体や彫刻的な表面など、複雑な曲線形状に対して最も正確な解決法です。

3Dスキャナーを使用して実際の表示面をスキャンし、メッシュモデルを作成して、AutoCADやSketchUpなどのソフトウェアで直接曲面積を測定します。

精度は≤0.5%に達することができます。

方法3：LEDモジュールの面積を合算して面積を計算する

最適な用途: カスタム形状のモジュールを使用する不規則なLED画面全般
難易度: 低
精度: ≤1%（最も推奨される方法）

すべてのLEDモジュールには固定された有効表示面積があります。したがって、最も信頼性の高い方法は以下の計算式です。

総面積 = （使用中のモジュール数 × モジュールあたりの面積）

モジュールが切断されている場合や部分的にしか点灯していない場合は、実際の発光面積に基づいてその割合を計算してください。

例：

• 20個の扇形モジュール（各0.3㎡）

• 5個の半分のモジュール（各0.15㎡）

• 合計面積 = 20×0.3 + 5×0.15 = 6.75㎡

この方法では、不規則な外形、隙間のばらつき、または非平面形状に起因する誤差を回避できます。

3. 計算ミスを避けるための重要なポイント

精度を高めるために、以下の点に注意してください。

1. モジュール合計または3Dスキャンを推奨

これらの方法は、特に芸術的または複雑な形状の場合、誤差を1％未満に抑えることができます。

2. 隙間部分を適切に処理する

• ≤1mm → 無視

• ≥2mm → 総合的な隙間面積（隙間の幅 × 総シーム長さ）を計算

3. 現場での寸法の確認

設計計算を終了した後、レーザー距離計を使用して主要な寸法を測定してください。
差異が3%を超える場合、再計算を行ってください。

4. 屋外用保護層の検討

保護ガラスは有効表示面積を変えませんが、全体の設置サイズに影響を与えます。

4. どの方法を選択すべきですか？

基本原則：
→ 可能な場合は形状を分割し、複雑になりすぎた場合にはモジュール数え上げまたは3Dスキャンを使用する。
常に 効果的な表示エリア を基準に計算を行い、外枠ではない。

まとめ

不規則なLEDスクリーンのサイズおよび表示領域を計算するには、意図的かつ体系的なアプローチが必要です。有効な表示領域を正しく理解し、モジュール間の隙間を適切に処理するとともに、形状に応じた正しい計算方法を選択することで、正確な結果が得られます。単純な幾何学的形状であっても、複雑な芸術的表面であっても、これらの技術を活用することで、正確な予算算出、より良い設計の整合性、そして円滑な設置計画が実現します。