FR2649575A1 - Display screen with integrated electroacoustic function - Google Patents
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Abstract
Description
ECRÂN DE VISUALISATION A FONCTION ELeCTROACOUSTIQUE INTEGREE
L'invention concerne un écran de visualisation à fonction électroacoustique intégrée.VISUALIZATION SCREEN WITH INTEGRATED ELECTROACOUSTIC FUNCTION
The invention relates to a display screen with integrated electroacoustic function.
Dans les téléviseurs, la surface frontale du coffret offre peu de possibilité d'y loyer des hauts parleurs de qualité suffisante pour une reproduction électroacoustique satisfaisante. Néanmoins, compte tenu du grand volume du coffret abritant le tube cathodique, des hauts parleurs de dimensions et de qualité modestes montés dans ce type d'enceintes acoustiques procurent une reproduction acoustique convenable au moins pour la parole. On remarquera qu'à moins que la surface frontale du téléviseur ne soit considérablement agrandie pour permettre l'installation de hauts parleurs de qualité, ou que l'on utilise des hauts parleurs extérieurs, le spectateur ne bénéficie pas de la qualité acoustique potentiellement disponible dans le signal audio.La déficience de reproduction acoustique est particulièrement sensible dans le registre grave, où, pour une pression acoustique donnée, et une excursion de la membrane d'amplitude donnée, la surface de membrane du haut parleur doit être inversement proportionnelle au carré de la fréquence. Ainsi, un haut parleur de diamètre 10 cm, assurant une reproduction convenable à 150 Hz devrait voir son diam8tre porté à 30 cm, avec la même excursion, pour reproduire au même niveau la fréquence de 50 hz. Sauf cas très particulier, un haut parleur de 30 cm de diamètre n'est jamais intégré â un téléviseur. In televisions, the front surface of the cabinet offers little possibility of renting speakers of sufficient quality for satisfactory electroacoustic reproduction. However, given the large volume of the box housing the cathode ray tube, speakers of modest size and quality mounted in this type of acoustic speakers provide suitable acoustic reproduction at least for speech. Note that unless the front surface of the television is considerably enlarged to allow the installation of quality speakers, or if external speakers are used, the viewer does not benefit from the acoustic quality potentially available in the audio signal. The acoustic reproduction deficiency is particularly noticeable in the low register, where, for a given acoustic pressure, and an excursion of the membrane of given amplitude, the membrane surface of the loudspeaker must be inversely proportional to the square of frequency. Thus, a speaker with a diameter of 10 cm, ensuring suitable reproduction at 150 Hz should have its diameter increased to 30 cm, with the same excursion, to reproduce the frequency of 50 Hz at the same level. Except in very special cases, a 30 cm diameter speaker is never integrated into a television.
Le problème se pose donc de trouver une grande surface frontale disponible dans un téléviseur. La solution proposée consiste à utiliser la surface de l'écran elle-même. The problem therefore arises of finding a large front surface available in a television. The proposed solution is to use the surface of the screen itself.
C'est pourquoi l'invention concerne un écran de visualisation à fonction électroacoustique intégrée caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (4, 44, 47, 49) permettant de lui imprimer des vibrations à des fréquences acoustiques, des moyens de suspension 48 permettant de relier l'écran à un support fixe. This is why the invention relates to a display screen with integrated electroacoustic function, characterized in that it comprises control means (4, 44, 47, 49) making it possible to impart vibrations to it at acoustic frequencies, means of suspension 48 for connecting the screen to a fixed support.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre faite à titre d'exemple en se reportant aux figures annexées qui représentent
- les figures 1 et 2, un exemple de réalisation de l'invention appliqué à un poste de télévision;
- la figure 3, un exemple de réalisation de moteur de commande du dispositif des figures 1 et 2
- les figures 4 et 5, un autre exemple de réalisation de l'invention appliqué à un poste de télévision
- la figure 6, un exemple de réalisation de l'invention appliqué à un rétroprojecteur;
- les figures 7 et 8, un exemple de réalisation de l'invention appliqué à un système de projection sur écran;;
- la figure 9, un exemple de réalisation l'un moteur de commande à inertie
- les figures 10, 11 et 12, un exemple de réalisation de l'invention appliqué à un écran plat du type écran à cristal liquide, à plasma, ou à diodes électroluminescentes. The various objects and characteristics of the invention will appear more clearly in the description which follows, given by way of example with reference to the appended figures which represent
- Figures 1 and 2, an exemplary embodiment of the invention applied to a television set;
- Figure 3, an embodiment of the control motor of the device of Figures 1 and 2
- Figures 4 and 5, another embodiment of the invention applied to a television set
- Figure 6, an embodiment of the invention applied to an overhead projector;
- Figures 7 and 8, an embodiment of the invention applied to a projection system on the screen;
- Figure 9, an embodiment of an inertia control motor
- Figures 10, 11 and 12, an exemplary embodiment of the invention applied to a flat screen of the liquid crystal screen, plasma, or light emitting diode type.
Les téléviseurs cathodiques à vision directe sont aujourd'hui les plus répandus. Compte tenu de la masse, de sa fixation au coffret et de sa sensibilité aux vibrations, le tube cathodique ne peut voir son écran actionné par un moteur de haut parleur. Selon l'invention on prévoit devant l'écran du tube cathodique un panneau transparent, ou légèrement absorbant (10 à 30 % d'absorption par exemple pour l'amélioration du contraste), actionné par un ou plusieurs moteurs de hauts parleurs placés à sa périphérie. Cathode direct view televisions are the most common today. Given the mass, its attachment to the box and its sensitivity to vibrations, the cathode ray tube cannot see its screen actuated by a loudspeaker motor. According to the invention there is provided in front of the screen of the cathode ray tube a transparent or slightly absorbent panel (10 to 30% absorption for example for improving the contrast), actuated by one or more loudspeaker motors placed at its periphery.
Des exemples de mise en oeuvre sont donnés, à titre non limitatif. Examples of implementation are given, without limitation.
Les figures 1 et 2 représentent un exemple de réalisation d'un poste de téiévls:--n. La vue de face de la figure 1 montre la vue générale du poste de télévision avec un écran 2 relié au coffret 1 du poste par un joint souple 5. Le tube cathodique 3 est visible à travers l'écran 2. Des électro-amiants 4, 4.1, 4.2, 4.3 permettent de faire agir l'écran 2 en membrane de haut parleur. Figures 1 and 2 show an exemplary embodiment of a television set: - n. The front view of FIG. 1 shows the general view of the television set with a screen 2 connected to the cabinet 1 of the set by a flexible seal 5. The cathode ray tube 3 is visible through the screen 2. Electro-asbestos 4 , 4.1, 4.2, 4.3 allow the screen 2 to act as a speaker membrane.
Sur la figure 2 représentant en coupe le téléviseur de la figure 1 on voit l'écran 2 situé devant le tube à rayons cathodiques 3 et commandé par au moins un électro-amiant 4 (ou moteur). Un blindage 6 entoure le tube à rayons cathodiques 3 pour l'isoler des effets magnétiques des moteurs (éleetro-amiants) tels que 4. In Figure 2 showing in section the television set of Figure 1 we see the screen 2 located in front of the cathode ray tube 3 and controlled by at least one electro-asbestos 4 (or motor). A shield 6 surrounds the cathode ray tube 3 to isolate it from the magnetic effects of motors (electro-asbestos) such as 4.
La figure 3 représente un moteur tel que les moteurs 4 ou 4.1, 4.2, 4.3. des figures 1 ou 2. FIG. 3 represents an engine such as engines 4 or 4.1, 4.2, 4.3. Figures 1 or 2.
Les moteurs considérés sont ceux des hauts parleurs électrodynamiques conventionnels. Un champ magnétique radial est créé perpendiculairement à la surface d'une bobine mobile cylindrique, soumise aux courants engendrés par le signal,audio, cette bobine est solidaire de l'écran transparent, et fixée en un point à sa périphérie. Les quatre bords de l'écran sont rendus solidaires du coffret par un joint souple, de type tissus en polymère (caoutchouc synthétique) gauffré ou roulé, de technologie semblable à celle des suspensions externes des hauts parleurs électrodynamiques. The motors considered are those of conventional electrodynamic loudspeakers. A radial magnetic field is created perpendicular to the surface of a cylindrical moving coil, subjected to the currents generated by the audio signal, this coil is integral with the transparent screen, and fixed at a point at its periphery. The four edges of the screen are made integral with the box by a flexible seal, of the woven or rolled polymer (synthetic rubber) type, of technology similar to that of the external suspensions of the electrodynamic loudspeakers.
L'écran 2 est réalisé de préférence en polymère transparent, de type PMMA, ou TPX, encore plus léger, et présentant à la fois des pertes mécaniques et une rigidité supérieurs. The screen 2 is preferably made of transparent polymer, of the PMMA or TPX type, which is even lighter, and which exhibits both higher mechanical losses and greater rigidity.
Afin de symétriser la contrainte appliquée à l'écran transparent, plusieurs moteurs de hauts parleurs peuvent être utilisés à sa périphérie ; dans tous les cas, les fréquences sudio (fréquences acoustiques) reproduites par cet écran n'excèderont pas quelques centaines de Hertz. Les fréquences supérieures seront reproduites par un ou plusieurs hauts parleurs de petites dimensions. In order to mirror the stress applied to the transparent screen, several loudspeaker motors can be used at its periphery; in all cases, the sudio frequencies (acoustic frequencies) reproduced by this screen will not exceed a few hundred Hertz. Higher frequencies will be reproduced by one or more small speakers.
La figure 4 représente un exemple de réalisation dans lequel l'écran 2 possède des rebords ou des prolongements 20, 21 qui sont rabattus à 900 par rapport à la surface de l'écran. FIG. 4 represents an exemplary embodiment in which the screen 2 has edges or extensions 20, 21 which are folded down to 900 relative to the surface of the screen.
Sur ces prolongements 20, 21 sont réalisés des conducteurs 49, 49' qui font le tour de l'écran. Les prolongements 20, 21 sont situés entre des aimants 44, 44'.On these extensions 20, 21 are made conductors 49, 49 'which go around the screen. The extensions 20, 21 are located between magnets 44, 44 '.
Les moteurs considérés sont dérivés de ceux des hauts parleurs à ruban. Le ou les conducteurs 49, 49' soumis au courant audio sont déposés directement, par évaporation, procédé électrochimique ou autre, sur l'écran transparent, et à sa périphérie. The motors considered are derived from those of ribbon speakers. The conductor (s) 49, 49 'subjected to the audio current are deposited directly, by evaporation, electrochemical process or the like, on the transparent screen, and at its periphery.
Ainsi, les conducteurs sont soumis à un champ magnétique tel qu'un courant circulant dans ces conducteurs entraîne un déplacement de l'écran 2 perpendiculairement à son plan. Le moteur a une longueur inférieure ou égale à la longueur du bord de l'écran qu'il anime. Quatre moteurs de ce type (un par côté de l'écran) par exemple, peuvent être mis en oeuvre pour actionner les quatre bords de l'écran ; dans ce cas, les conducteurs peuvent être continus d'un moteur A l'autre. On obtient alors un agencement tel que représenté en figure 5. Thus, the conductors are subjected to a magnetic field such that a current flowing in these conductors causes the screen 2 to move perpendicular to its plane. The motor has a length less than or equal to the length of the edge of the screen that it animates. Four motors of this type (one per side of the screen) for example, can be used to actuate the four edges of the screen; in this case, the conductors can be continuous from one motor to another. This gives an arrangement as shown in FIG. 5.
Les moteurs de hauts parleurs utilisés seront à faibles fuites magnétiques et/ou le tube cathodique sera blindé magnétiquement. The loudspeaker motors used will have low magnetic leakage and / or the cathode ray tube will be magnetically shielded.
En se reportant aux figures 6 à 8, on va maintenant décrire un exemple de réalisation de l'invention appliqué à des téléviseurs à projection de l'image. Referring to Figures 6 to 8, we will now describe an embodiment of the invention applied to televisions with image projection.
Dans ce type de téléviseurs, c'est réellement l'écran de visualisation, sur lequel s'effectue la projection, qui constitue le diaphragme du haut parleur, et non pas un écran transparent placé devant l'écran cathodique fixe du tube à vision directe. In this type of television, it is really the display screen, on which the projection is carried out, which constitutes the diaphragm of the loudspeaker, and not a transparent screen placed in front of the fixed cathode screen of the direct vision tube. .
La figure 6 représente l'application de l'invention à un appareil à rétroprojection. FIG. 6 represents the application of the invention to a rear projection apparatus.
La source d'images trichromes 7 est habituellement constituée de trois tubes cathodiqu s, rouge, vert, bleu, ou de trois valves à cristaux liquides, munis respectivement de filtres, rouge, vert, bleu et éclairés par une même source lumineuse. Tous les modes de projection dtimages sont inclus dans le dispositif représenté en figure 6 (balayage et modulation de faisceaux lasers ...). Des structures compactes de rétroprojecteurs sont obtenues par repliements des faisceaux alumineux à l'aide d'un ou plusieurs miroirs 8, 8' (voir figure 6). The source of three-color images 7 is usually made up of three cathode-ray tubes, red, green, blue, or three liquid crystal valves, fitted respectively with filters, red, green, blue and lit by the same light source. All the image projection modes are included in the device shown in Figure 6 (scanning and modulation of laser beams ...). Compact overhead projector structures are obtained by folding the aluminum beams using one or more mirrors 8, 8 '(see FIG. 6).
L'écran de visualisation (2) reçoit les faisceaux lumineux de l'arrière et le diffuse à I'avant dans un champ angulaire délimité (écran directif ou écran à gain). The display screen (2) receives the light beams from the rear and diffuses it to the front in a defined angular field (directive screen or gain screen).
Cet écran est constitué de une ou deux feuilles de polymère transparent moulées, et porte en général sur sa face avant un réseau de lentilles semi cylindriques verticales et à l'arrière une lentille de Fresnel. This screen consists of one or two sheets of molded transparent polymer, and generally carries on its front face a network of vertical semi-cylindrical lenses and at the rear a Fresnel lens.
Selon l'invention les techniques utilisées pour donner à cet écran la fonction de diaphragme électroacoustique sont les mêmes que précédemment. L'écran 2 est commandé par des moteurs 4, 4' commandés par un signal audio. L'écran 2 fait alors office de membrane de haut parleur. According to the invention the techniques used to give this screen the function of electroacoustic diaphragm are the same as above. The screen 2 is controlled by motors 4, 4 'controlled by an audio signal. Screen 2 then acts as a speaker membrane.
On notera que les excursions de l'écran perpendiculairement à son plan sont faibles (0,1 à 0,5 mm) devant la distance de mise au point (1 mètre ou plus) ; les vibrations de l'écran n'entraînent donc pas d'effets visibles sur l'image. De plus, les contraintes sur les fuites magnétiques des moteurs des hauts parleurs et/ou de blindage du tube cathodique sont fortement diminuées dans le cas du rétroprojecteur, du fait des distances moteurs-tubes. It will be noted that the excursions of the screen perpendicular to its plane are small (0.1 to 0.5 mm) compared to the focusing distance (1 meter or more); screen vibrations therefore have no visible effect on the image. In addition, the constraints on the magnetic leaks of the loudspeaker motors and / or of the cathode ray tube shielding are greatly reduced in the case of the overhead projector, due to the motor-tube distances.
Enfin, il est avantageux de traiter le coffret du rétroprojecteur comme une enceinte acoustique: : absorbants sur les faces internes, rigidification des parois, accord de I'enceinte, soit en mode clos, soit en mode bass reflex avec évents (orifice de décompression 10). Finally, it is advantageous to treat the overhead projector cabinet as an acoustic enclosure:: absorbents on the internal faces, stiffening of the walls, tuning of the enclosure, either in closed mode or in bass reflex mode with vents (decompression orifice 10 ).
Les figures 7 et 8 représentent un téléviseur à projection frontale. Figures 7 and 8 show a front projection television.
Dans ce cas, le projecteur de télévision 7 et l'écran 2 sont séparés. Ils sont disposés comme le sont l'écran et le projecteur de diapositives ou de cinéma. Le dispositif de l'invention ne peut s'appliquer que si l'écran 2 possède une certaine rigidité, ou est monté sur un cadre; il n'est pas possible en effet d'actionner en diaphragme de haut parleur un écran de tissu enduit, suspendu parole bord supérieur. In this case, the television projector 7 and the screen 2 are separated. They are arranged as are the screen and the slide or cinema projector. The device of the invention can only be applied if the screen 2 has a certain rigidity, or is mounted on a frame; it is in fact not possible to activate a diaphragm of the speaker a screen of coated fabric, suspended on the upper edge.
Les écrans de projection en télévision frontale sont souvent rigides, et épousent des formes concaves non développables (portions de parabololdes). De telles formes confèrent à ces écrans des propriétés de directivité, nécessaires à ce que la luminance atteigne un niveau suffisant dans le champ angulaire de vision. Ces écrans peuvent être actionnés en diaphragmes de hauts parleurs selon les techniques suivantes. On notera que contrairement aux cas précédents, l'écran est réflecteur ; le, ou les moteurs de hauts parleurs peuvent être disposés à l'arrière de écran, et non nécessairement à sa périphérie, comme précédemment. Projection screens in front television are often rigid, and conform to non-developable concave forms (portions of parabololdes). Such shapes give these screens directivity properties, necessary for the luminance to reach a sufficient level in the angular field of vision. These screens can be operated as speaker diaphragms using the following techniques. Note that unlike the previous cases, the screen is reflective; the, or the speaker motors may be arranged at the rear of the screen, and not necessarily at its periphery, as previously.
Lorsque l'écran rigide est fixe sur son cadre, comme cela est représenté en figure 7, la liaison de l'écran au cadre est effectuée à l'aide de joints souples 11, 12, 13, 14, nécessaires à l'excursion de écran fonctionnant en diaphragme de haut parleur. La bobine mobile d'un haut parleur 4 en technologie conventionnelle est rendue solidaire de l'écran, par exemple en son centre ; l'armature de ce moteur est fixée au cadre support. D'autres configurations sont possibles, en particulier celles où toutes les liaisons de l'écran avec son cadre sont effectuées par des moteurs de hauts parleurs. Sur la figure 6 tous les joints souples 11 à 14 sont alors remplacés par des moteurs de hauts parleurs fonctionnant en phase et où le moteur central peut être supprimé. When the rigid screen is fixed on its frame, as shown in FIG. 7, the connection of the screen to the frame is carried out using flexible seals 11, 12, 13, 14, necessary for the excursion of screen operating as a speaker diaphragm. The voice coil of a speaker 4 in conventional technology is made integral with the screen, for example in its center; the frame of this motor is fixed to the support frame. Other configurations are possible, in particular those where all the connections of the screen with its frame are carried out by loudspeaker motors. In FIG. 6, all the flexible seals 11 to 14 are then replaced by loudspeaker motors operating in phase and where the central motor can be omitted.
On notera qu'un tel haut parleur fonctionne comme une membrane non bafflée, de grande surface, et qu'il s'agit d'une des configurations préférées en reproduction électroacoustique de très haut de gamme (incluant des hauts parleurs électrostatiques et électromagnétiques à rubans larges). It will be noted that such a loudspeaker functions as a large, unaffected membrane, and that it is one of the preferred configurations in very high-end electroacoustic reproduction (including electrostatic and electromagnetic loudspeakers with ribbons). wide).
Lorsque l'écran rigide est suspendu à un mur, comme cela est représenté en figure 8 par son bord supérieur, à raide d'une suspension 10, ce sont les points de contact de l'écran avec le mur 9 qui portent les joints souples et/ou le ou les moteurs de haut parleur 4. When the rigid screen is suspended from a wall, as shown in FIG. 8 by its upper edge, stiff with a suspension 10, it is the points of contact of the screen with the wall 9 which carry the flexible joints. and / or the loudspeaker motor (s) 4.
L'invention permet également d'utiliser des moteurs à inertie tel que représentés en figure 9. The invention also makes it possible to use inertia motors as shown in FIG. 9.
Les moteurs à inertie peuvent être fixés directement sur la face arrière de l'écran 2, sans points d'appui. Ils fonctionnent sur le principe "action de l'équipage mobile 50, 51, réaction de l'écran support", par égalité des quantités de mouvement : m V = - M V , m est la masse de l'équipage mobile
(actionné par le courant audio) et v sa vitesse, M masse de l'écran et V sa vitesse. Ces moteurs sont très efficaces aux fréquences inférieures à quelques centaines de Hz, où ils excitent les modes de résonance de coque ou de plaque de l'écran ; ceux-ci seront amortis par les techniques usuelles
(masses inertielles placées aux centres de vibration, joints avec le support de l'écran réalisés en matériaux souples et absorbants ....). The inertia motors can be fixed directly to the rear face of the screen 2, without support points. They operate on the principle "action of the moving part 50, 51, reaction of the support screen", by equal amounts of movement: m V = - MV, m is the mass of the moving part
(activated by the audio current) and v its speed, M mass of the screen and V its speed. These motors are very efficient at frequencies below a few hundred Hz, where they excite the shell or plate resonance modes of the screen; these will be amortized using standard techniques
(inertial masses placed at the vibration centers, joined with the screen support made of flexible and absorbent materials ....).
Enfin, l'invention est également applicable à des écrans plats que ceux-ci fonctionnent en émission lumineuse
(cristaux liquides transilluminés, plasma, électroluminescense
...) ) ou en réflexion (cristaux liquides en réflexion, électrochromes ...). Finally, the invention is also applicable to flat screens that these function in light emission
(transilluminated liquid crystals, plasma, electroluminescense
...)) or in reflection (liquid crystals in reflection, electrochromic ...).
La figure 10 représente un dispositif comportant un écran transparent 2 actionné par des moteurs de hauts parleurs périphériques, comme en figure 1, et placé devant un écran plat 30. FIG. 10 represents a device comprising a transparent screen 2 actuated by motors of peripheral loudspeakers, as in FIG. 1, and placed in front of a flat screen 30.
La figure 11 représente un dispositif dans lequel l'écran plat 30 peut être actionné par ou ou plusieurs moteurs de hauts parleurs 4 solidaires d'un cadre 32, ou en appui à un mur et relié à ce cadre par des joints souples 31. FIG. 11 represents a device in which the flat screen 30 can be actuated by one or more loudspeaker motors 4 secured to a frame 32, or by bearing against a wall and connected to this frame by flexible joints 31.
La figure 12 représente un dispositif dans lequel l'écran plat 30 est actionné par un ou plusieurs moteurs à inertie 4 qui lui sont solidaires. FIG. 12 represents a device in which the flat screen 30 is actuated by one or more inertia motors 4 which are integral with it.
II est bien évident que la description qui précède a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention . It is obvious that the above description has been made by way of non-limiting example and that other variants can be envisaged without departing from the scope of the invention.
Claims (11)
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FR8909176A FR2649575A1 (en) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | Display screen with integrated electroacoustic function |
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FR2649575A1 true FR2649575A1 (en) | 1991-01-11 |
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ID=9383586
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FR8909176A Withdrawn FR2649575A1 (en) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | Display screen with integrated electroacoustic function |
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