JP2016524720A - スクリーン振動方法及びシステム - Google Patents

Abstract

スクリーン振動システムが提供され、音響、電磁、又は他の種類のエネルギーを用いて劇場のスクリーンを振動させることができ、スクリーンを振動させたために表示されることがある画像アーチファクトの存在を低減する。スクリーン振動システムの一例は、システムは、スクリーン、スクリーンに取り付けられた永久磁石、及び永久磁石に対して位置決めされスクリーンとは非結合の磁気源を含んでいる。スクリーンは、磁気源の変化する磁場に応じて移動可能である。

Description

関連出願の相互参照
［０００１］この出願は２０１３年５月９日出願の「スクリーン振動方法及びシステム」と題する米国仮出願番号６１／８２１３１１の優先権を主張し、その全体は参照により本明細書に組み込まれている。
技術分野
［０００２］本開示は、一般的に画像表示の分野に関し、特に、しかし非排他的に、表示されたレーザ画像の向上に関する。

［０００３］表示スクリーンを揺すると、スクリーン上に表示された画像を向上させることができる。レーザ光源のようなコヒーレント光源を用いて静止したスクリーンに画像を投影すると、画像領域内に（スペックルとして知られている）視覚的アーチファクトをもたらされることがある。画像が投影されるスクリーン面を揺することにより、スペックルアーチファクトを低減又は除去することができる。スペックルがスクリーンの画像領域の全てに亘って低減することを確保するためには、スクリーン領域の全てが揺すられる。スクリーンの画像領域の全ての振動を達成するために、スクリーン振動の点又はソースを有することが望ましいことがあり得る。スクリーンは、複数の振動位置を必要とするようなスクリーンに与えられる十分な振動エネルギーを吸収する例えばビニールのような材料から構成され、大きな表面積を有することができる。

［０００４］しかしながら、スクリーンを振動させるために複数のソースを使用すると、問題を引き起こすことがある。

［０００５］一例では、スクリーン振動システムが提供される。スクリーン振動システムは、スクリーン、スクリーンに取り付けられた永久磁石、及び永久磁石に対して位置決めされ、スクリーンとは非結合の磁気源を含んでいる。スクリーンは、磁気源の変化する磁場に応じて移動可能である。

［０００６］他の例では、スクリーンを振動させる方法が提供される。永久磁石が、スクリーンに取り付けられる。電磁石が、永久磁石の向かいに配置される。電磁石への電流は、永久磁石を反発させ引き付けることを続けてスクリーンを振動させるように制御される。

［０００７］他の例では、スクリーンを振動させるシステムが提供される。システムは、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータを含んでいる。第１のアクチュエータは、第１の電気信号に基づいて第１の位置でスクリーンを移動させるために第１の位置でスクリーンの後ろに配置されている。第２のアクチュエータは、第１の電気信号に無相関である第２の電気信号に基づいて第２の位置でスクリーンを移動させるために第２の位置でスクリーンの後ろに配置されている。

［０００８］他の例では、スクリーンを振動させる方法が提供される。第１の電気機械音響アクチュエータ及び第２の電気機械音響アクチュエータは、スクリーンの後ろに配置されている。第１の電気機械音響アクチュエータは、第１の電気信号を用いて駆動される。第２の電気機械音響アクチュエータは、第１の電気信号に対して無相関である第２の電気信号を用いて駆動される。スクリーンは、第１の電気機械音響アクチュエータ及び第２の電気機械音響アクチュエータによって振動されている。

［０００９］他の例では、スペックルアーチファクトを低減する方法が提供される。スクリーンは、スクリーンバイブレータにより振動される。スクリーン上に投影された画像についての情報は、センサを用いて捕捉される。スクリーンに投影された画像内に存在するスペックルアーチファクトの量は、捕捉された情報から決定される。コントローラへのスクリーンバイブレータを駆動する信号は、スペックルアーチファクトの量を所定の閾値と比較することに応じて制御される。

［００１０］他の例では、スクリーンを振動させるシステムが提供される。システムは、オープンバッフルを有する電気音響アクチュエータを含んでいる。電気音響アクチュエータは、動作設定においてはスクリーンから切り離される。システムは、（ｉ）電気機械音響アクチュエータの前、及び（ｉｉ）電気機械音響アクチュエータとスクリーンとの間の空気を変動させる電気機械音響アクチュエータにエネルギーを出力させるために電気機械音響アクチュエータに電気信号を提供するコントローラも含んでいる。オープンバッフルは、電気音響アクチュエータの後ろで変動した空気がスクリーンに影響を及ぼすのを防止するように構成されている。

［００１１］他の例では、システムが提供される。システムは、画像を表示するスクリーン、スクリーンに向けて画像を投影するレーザプロジェクタ、スクリーンを振動させるように配置された少なくとも２つのバイブレータアセンブリ、及び無相関の制御信号を用いて少なくとも２つのバイブレータアセンブリを制御するコントローラを含んでいる。

［００１２］図１は、一実施例に係るスクリーンを振動させるシステムの概略図である。 ［００１３］図２Ａは、スクリーンに対するバッフル及びスクリーンを振動させるアクチュエータの第１の例の側面断面図である。 ［００１４］図２Ｂは、図２Ａのバッフル及びアクチュエータの斜視図である。 ［００１５］図３Ａは、スクリーンに対するバッフル及びスクリーンを振動させるアクチュエータの第２の例の側面断面図である。 ［００１６］図３Ｂは、図３Ａのバッフル及びアクチュエータの斜視図である。 ［００１７］図４Ａは、スクリーンに対するバッフル及びスクリーンを振動させるアクチュエータの第３の例の側面断面図である。 ［００１８］図４Ｂは、図４Ａのバッフル及びアクチュエータの斜視図である。 ［００１９］図５は、一例による回転可能な永久磁石を含むスクリーン振動システムの概略図である。 ［００２０］図６は、一例による非振動位置で回転可能な永久磁石を有する図５のスクリーン振動システムの概略図である。 ［００２１］図７は、一例による静止した電磁石を用いたスクリーン振動システムの概略図である。 ［００２２］図８は、一例によるコントローラ及び静止した電磁石を含むスクリーン振動システムの概略図である。 ［００２３］図９は、一例によるスクリーンに取り付けられたバテンの背面図である。 ［００２４］図１０は、一例によるコイルドライバの概略図である。 ［００２５］図１１は、一例による他のチャネルと無相関である出力チャネルに信号を出力するシステムのブロック図である。 ［００２６］図１２は、一例による劇場におけるスペックルを低減するシステムの概略図である。 ［００２７］図１３は、一例によるスペックルを低減させる処理のフローチャートである。 ［００２８］図１４は、一例による自動的に調節可能なスクリーン振動システムの概略図である。

［００２９］特定の態様、特徴、及び本開示の例は、音響、電磁気、又は他の種類のエネルギーを用いて劇場のスクリーンを振動させることができるとともに、スクリーンの振動のために見られることがある画像アーチファクトの存在を低減するスクリーン振動システムに関する。

［００３０］スクリーン支持構造によって支持されたスクリーンは、二百キログラム以上のオーダーの質量を有することがあり得る。スクリーンを揺する１つの手法は、スクリーンの領域に亘ってスクリーンを揺することができる振動源を分配することである。振動源のそれぞれに少量のエネルギーを適用し、スクリーン全体を集合的に揺することができる。

［００３１］１つの課題は、聴衆の誰かが見つけるようなスクリーン歪みアーチファクトを生成しないようにスクリーンを移動させることを含み得る。スクリーン歪みアーチファクトは、スクリーン表面に表示された局所的な物理歪みであり得、それはスクリーン表面の他の領域と整合していない。その表面に高利得コーティングを施したスクリーンは、わずかな局所歪みに影響を受けやすく、スクリーンを振動させることを意図するデバイスによってスクリーンが突かれたり引っ張られたりしたときに、スクリーンの知覚される利得の不連続が認識できる。スクリーン位置に局所的な物理歪みを生成すると、スクリーン表面の歪んだ部分の光の反射が、局所的な歪みがないスクリーンの領域からの反射と整合しないように見えることがある。スクリーン表面での変形は、輝度分布の歪みとして現れることがあり得る。

［００３２］振動システムがないスクリーンは、スクリーンの自然な休止状態の表面プロファイルを有することができる。スクリーンは、その自然な休止した表面プロファイルからスクリーン表面プロファイルを歪めない振動システムを備えることができる。スクリーン振動システムは、スクリーン振動システムがアクティブでないか又は電源が入っていないときに、スクリーンに偏った力を及ぼすのを避けることができる。スクリーン振動システムがスクリーンをアクティブに振動させているとき、スクリーンの平均変位位置は、その自然な休止状態のスクリーンと同一の位置とすることができる。

［００３３］スペックルアーチファクトを低減するため、スクリーンの振動は、視聴者に見えるような大きなスクリーン変位の生成を避けるようにすることができる。変位は、スクリーン変位に視聴者が気付かないが、変位がスペックルアーチファクトを低減又は除去させるのに十分であり得るように少量に限定することができる。スペックルを低減するためのスクリーン変位の振幅は、変化させることができる。例えば、スクリーン変位の振幅は、スクリーンバイブレータの位置で大きくすることができるが、スクリーンバイブレータから遠く離れた位置ではスクリーン変位が小さくなり得るが、それでもスペックルアーチファクトを低減することができる。スクリーン変位の周波数は、変位が容易に知覚可能となることを避けるために特定のレベルを超えるようにすることができる。しかしながら、スクリーン変位の周波数が高いほど、振動システムはより可聴になることがある。スクリーンの変位の観客による知覚及びスクリーンを振動させることから起こり得る可聴ノイズを最小化し、スペックルアーチファクト低減の最適なトレードオフを提供することができるようなスクリーン変位の周波数及び振幅の限られた範囲があり得る。スクリーン変位の周波数の範囲は３５ヘルツから１０ヘルツの範囲内であることができるが、スペックル低減はこの範囲外の変位周波数を用いても起こることがあり得る。

［００３４］スクリーン表面は、表面を機械的に振動させて、例えばスクリーンの後ろから、物理的な接触によって振動させるように設計することができる。他の例では、スクリーンは、非接触の手法を用いて揺らされる。非接触型の手法の例は、スクリーンの後ろにスクリーンに近接して配置される、拡声器などの、電気機械音響トランスデューサ又はアクチュエータを有する音響部品によることができる。トランスデューサが低周波信号でアクティブにされると、音響トランスデューサはスクリーンのすぐ後ろの空気を変位させ、トランスデューサが移動するのと同一の周波数でスクリーンの移動を誘導する。音響トランスデューサは、空気を変位させる移動コーンや振動板を有することができる。音響トランスデューサへの信号の周波数は、視聴者による可聴検出を回避するために、人間の最大の聴覚範囲を超えるか又は満たないようにすることができる。音響トランスデューサ振動システムは、トランスデューサはアクティブではないときにスクリーン表面を自然の状態のプロファイルで休止するようにすることができ、トランスデューサがアクティブであるときにスクリーンを２つの方向に等しく変位させることができる。

［００３５］図１は、一例のスクリーン振動システムを示している。システムは、電源１０６からの信号を受信することができるアクチュエータ１０４を含んでいる。アクチュエータ１０４は、スクリーン１０２の後ろに配置されている。アクチュエータ１０４は、電源１０６からの信号の周波数でスクリーン１０２を変位させるようにスクリーン１０２の背後に空気を直接に変位させることができる。いくつかの例では、アクチュエータ１０４は、音響アクチュエータである。

［００３６］他の例では、電気機械音響アクチュエータは、スクリーンを振動させるバッフルと嵌合する。図２Ａから図４Ｂは、スクリーン１０２に対向して配置されたアクチュエータ１０４に嵌合する異なるバッフルの例である。アクチュエータ１０４は、スクリーン１０２から４分の１インチから２４インチの範囲にある距離に配置することができる。バッフルを追加すると、スクリーン１０２に対向するアクチュエータ１０４によって、スクリーン１０２とアクチュエータ１０４との間の空気が影響され、スクリーンの変位を最大化することがあり得る。アクチュエータ１０４が移動するとき、アクチュエータ１０４の一方の側の空気は正の圧縮を経験し、アクチュエータ１０４の他の側の空気は負の圧縮を経験する。アクチュエータ１０４の両側の変位した空気は、逆の極性又は位相が１８０度ずれたものであり得る。相互作用する逆の極性の空気の変位は、空気の正味の変位を低減又はキャンセルする正味の効果を有し得る。バッフルを有することがスクリーン１０２に面していないアクチュエータ１０４の表面で変位する空気の逆の極性をスクリーン１０２で空気に影響を与えることから制限することは、スクリーン１０２で空気の変位の望ましくない低下を防ぐことができる。バッフルを越えて、アクチュエータ１０４の前及び後ろから変位した空気は、相互作用することができ、そのようなスクリーンを見る観客が位置することがあり得る場所など、アクチュエータ１０４及びバッフルから遠く離れた場所で部分的又は完全にキャンセルを生じ得る。

［００３７］図２Ａは、バッフル２５０の断面側面図を示している。バッフル２５０は、アクチュエータ１０４の前に由来するスクリーン１０２に向かう空気の変位をアクチュエータ１０４の後で発生する空気の変位との相互作用から分離するプレートであり得る。バッフルの表面は、スクリーン１０２に平行で、アクチュエータ１０４の音響軸に垂直に配置することができる。音響軸は空気がアクチュエータ１０４によって変位している方向に沿った中心線にすることができる。アクチュエータ１０４は、電気機械的に移動されるコーン又は他のダイヤフラムを有する電気機械トランスデューサのような音響拡声器で使用される構成の音響トランスデューサであり得る。図２Ｂは、アクチュエータ１０４及びバッフル２５０の斜視図を示している。バッフル２５０及びアクチュエータ１０４の面２５２（スクリーン１０２に対向する側）は、図２Ｂに示されている。バッフル２５０は、剛性材料又は高密度の材料とすることができ、空気の変位がバッフルを屈曲させるのを防止し、さらにアクチュエータ１０４の前方及び後方で変位した空気の間の相互作用を低減する。バッフル２５０は、特定の実装に適するように長方形、円形、又は他の形状であり得る。

［００３８］図３Ａは、側面断面図によるバッフル３６０の他の例を示している。バッフル３６０は管状であり、面３６２は図３Ｂの斜視図に示され、アクチュエータ１０４の前及びアクチュエータ１０４の後ろの間に生じる空気の変位を分離する。アクチュエータ１０４の音響軸は、管状のバッフル３６０の軸に平行であり、スクリーン１０２に対して直角にすることができる。バッフル３６０の開口部は、スクリーン１０２に対向して配置することができる。アクチュエータ１０４は、コーンを有する電気機械トランスデューサとすることができる。バッフル３６０は、剛性材料又は高密度の材料とすることができる。バッフル３６０の開口部の断面形状は、特定の実装に適した長方形、円形、又は他の形状とすることができる。バッフル３６０は、アクチュエータ１０４の後ろに延長することができる。他の例では、バッフル３６０はアクチュエータ１０４の前に延長することができ、又はバッフル３６０はアクチュエータ１０４の後ろ及び前に延長することができる。

［００３９］図４Ａは、側断面図によってプレート４７４及びプレート４７４から延在する管状（又は他の形状の）構造４７６を含むバッフル４７０の他の例を示している。図４Ｂは、スクリーンに対向する面の向き４７２にすることができるバッフル４７０及びアクチュエータアセンブリ１０４の斜視図を示している。

［００４０］上記の開放されたバッフルはアクチュエータ１０４に近接したスクリーン１０２の領域の振動を僅かな相殺効果を有して可能にすることができるが、アクチュエータ１０４に取り付けられたバッフルを越えた距離で発生する低周波空気の乱れの伝播の相殺効果を可能にする。

［００４１］スクリーンを振動させる他のアプローチは、磁気源をスクリーンに近接して配置することを含み、磁力がスクリーンの背面に取り付けられた要素を排斥したり引き付けたりするため使用することができる。

［００４２］図５及び図６は、永久磁石を用いたスクリーン振動の一例を示している。スクリーン１０２に取り付けるものは、永久磁石５１２ａと相互作用することができる要素５０６を有するバテン５０４である。永久磁石５１２ａはモータシャフト５１０に取り付けられ、永久磁石５１２ａは電源１０６からの電力でモータ５０８によって回転することができる。要素５０６が北／南の方向を有する永久磁石である場合、図示のように、永久磁石５１２ａの北極が要素５０６に向かって配向されているとき、回転する永久磁石５１２ａは要素５０６を外側に押すことができる。永久磁石５１２ａが回転して要素５０６に隣接してＳ極が位置するように配向されたとき、要素５０６は永久磁石５１２ａに向けて引き寄せられることができる。要素５０６が永久磁石の代わりに鉄等の磁場によって影響され得る金属である場合、要素５０６は、要素５０６に対向する磁場が北又は南向きに関わらず永久磁石５１２ａに向かってのみ移動することもある。スクリーンの変位は、例えば永久磁石５１２ａに向かって、一方向のみであってもよい。しかしながら、要素５０６を永久磁石として有することは、経時的な平均スクリーン変位がスクリーンの自然な休止位置に近いことが望まれる場合には、有用であることもある。要素５０６が出入りする周波数は、永久磁石５１２が回転する速度に直接に比例することがあり得る。回転速度は、電源１０６を用いて振動の所望の周波数に調整することができる。スクリーン１０２は、永久磁石５１２ａから外側に変位したとき、スクリーン１０２が永久磁石５１２ａに向かって変位されたときのスクリーン１０２の静止位置より小さい変位を有していてもよい。システムは、要素５０６を引き付ける部分について永久磁石５１２ａの長さを低減することで、外側及び内側の変位を等しくし、等しい内側及び外側のスクリーン変位を達成するようにすることにより、その差を補償することができる。スクリーンの振動システムがアクティブでない場合には、永久磁石５１２ａは図６に示すように配置され、要素５０６への影響が最小化され、スクリーン１０２は自然な休止位置に留まっている。

［００４３］図７は、静止した電磁石システムを使用したスクリーン振動システムの一例を示している。ワイヤコイル７２０は、コア７２２上に配置され、コア７２２の端部は要素５０６に向かって配向されている。コア７２２は磁場によって影響を及ぼされる鉄などの材料の場合、電源１０６によってコイル７２０に少量の電流を通し、要素５０６を反発したり引き付けたりすることができる磁場を生成することができる。電流がコイル７２０に逆方向で流れる場合、磁場は前とは逆になることがあり得、要素５０６を反発するのではなく引き付ける（又は設定に応じて引き付けることに代わり反発する）ことがあり得る。磁場によって要素５０６を移動させたことによるスクリーン変位は、スクリーン１０２をどちらの方向にも変位させることができる。

［００４４］スクリーン１０２は、コイル７２０及びコア７２２によって形成された電磁石から外側にずれたとき、スクリーン１０２が電磁石に向けて変位したときよりもより小さい休止位置からの変位を有してもよい。この差は、コイル７２０への電流を増加させることによって、コイル７２０が要素５０６を引き付けるときよりもコイル７２０が要素５０６を反発するときにコイル７２０を通るより多い電流が存在するようにすることにより、補償することができる。電流は、スクリーン１０２の休止位置から両方向に等しいスクリーン変位を提供するために、非対称な波形に成形することができる。一つの手法は、電磁石への所定の信号波形についてスクリーン変位プロファイルを測定し、入力信号がどのように修正されて所望のスクリーン変位を提供するかを決定することである。修正された波形は、その後、電磁石に印加され、所望の変位プロファイルが達成されたことを確認する。測距センサは、スクリーン変位を測定するために使用することができる。非対称な波形を作成するための他の手法は、スクリーンの自然な休止位置と同一の平均スクリーン変位を達成する量の直流バイアスを加えることである。

［００４５］図７のシステムの磁場を変更すると、スクリーン１０２に関連付けられた要素５０６に影響を及ぼすことができる。変更する磁場の周波数が増加する場合には、変更する磁場によって印加される力は、スクリーン１０２、バテン５０４、及び要素５０６の結合された慣性を乗り越えてスクリーン１０２が変更する磁場に追従することができなくなってもよい振動システム（例えば、磁気システム）がスクリーン１０２に影響を及ぼすことができる最大周波数が低すぎる場合には、スクリーン１０２、バテン５０４、及び要素５０６の慣性は、スクリーン１０２を振動させることができる上限を高めるために低減することができる。より強力な電磁石と電磁ドライバを使用すると、システムがスクリーン１０２を振動させることが可能である上限を高めることができる。スクリーンの張力も因子であってもよく、スクリーン１０２上に存在する張力が大きいほどスクリーン１０２を変位させるために必要な力の量は大きくなる。スクリーンの張力を低減させると、スクリーンの振動変位を増加させ、及びスクリーンの振動周波数を増加させることを促進することができる。しかしながら、スクリーンの張力の低減が大き過ぎると、スクリーンのたるみなどの他のスクリーン表面アーチファクトの問題をもたらすことがあり得る。

［００４６］電流が図７のコイル７２０を通っていないと、存在する唯一の引き付ける磁力は、要素５０６からコア７２２に対するものであり得る。これは、スクリーン１０２をコア７２２に向けてわずかに引っ張ることができる要素へのわずかな残留力を生成してもよい。残留力を低減する１つの手法は、コア７２２及びコイル７２０を要素５０６から遠くに移動し、コイル７２０に高い電流を使用し、磁界を増大させて増加した距離を補償することである。別の手法は、コア７２２が作成される材料を磁場に影響されない材料に変更することを含んでいる。これらの種類の材料の例としては、プラスチック、アルミニウム、及び空気が挙げられる。磁場に影響されない材料がコア７２２に使用される場合、鉄から作られたコアと比較して同じ磁場強度を達成するためにより多くの電流が必要とされてもよい。コイル７２０に使用されるワイヤの巻き数は、より高い磁場を達成するために増加させることができる。コイル７２０は、磁場に影響されないコアが使用されているときには、要素５０６のより近くに配置することができる。

［００４７］図８は、コントローラ８０６を有するスクリーン振動システムの一例を示し、コイル８２０及びコア８２２を含む電磁デバイスを介して電流を制御する。エアギャップを通る磁束経路は大幅に低減することができ、作動デバイス（すなわち、コイル８２０及びコア８２２）から永久磁石８０６、及びスクリーン８０２上のバテン８０４へのより効率的なエネルギー伝達を可能にする。より効率的な磁気結合がある場合、磁場は、スクリーン１０２により良いエネルギー伝達を提供するためにより多く含有させることができ、スクリーンバテン８０４上の永久磁石８０及び電磁コア８２２を構成することによって、磁場が通るより完全なループ又は縮小されたエアギャップを有する閉ループを形成するようにすることができる。電磁コア８２２は、磁場によって影響される金属材料から作ることができる。金属材料は、高い相対透磁率特性を有することができる。高い相対的透磁率を有する金属材料としては、例えば、鉄又はミューメタルのような強磁性金属が挙げられる。磁束経路内のエアギャップは、コア８２２及び永久磁石８０６の端部間の短い経路に限定されてもよい。振動システムのエネルギー効率は、開放端部に大きなエアギャップが存在しないように電磁コア及びスクリーンバテン上の永久磁石を構成することによって改善することができる。

［００４８］上述の要素５０６、８０６は、それぞれバテン５０４、８０４に取り付けることができ、スクリーン１０２のより広い領域にわたって要素５０６、８０６に印加される反発する及び引き付ける力を分布させる。例えば、バテン５０４、８０４の長さは、１フットから２フィートの長さであり、１インチ以上の幅であり得る。水平曲率のみを有し、垂直曲率がないスクリーンについて、１つ以上のバテンは、スクリーンの背面に垂直に取り付けることができる。バテンは、バルサ材、炭素繊維、又は複合材料など、軽いけれども硬い材料で作ることができる。要素５０６、８０６は、バテン５０４、８０４の表面に取り付け、又はバテン５０４、８０４に凹設することができる。バテン５０４、８０４は、スクリーン１０２に変形又は汚れを発生させることのない接着剤でスクリーン１０２に固定することができる。スクリーン１０２に向かうバテン５０４、８０４の側面は、スクリーン１０２が有孔の場合は、それが見えないように色を黒にすることができる。例えば、オーディオスピーカがスクリーンの後ろに配置されて提示される音響がスクリーン材料の開口部を通ることができる場合には、有孔スクリーンが使用されてもよい。

［００４９］図９は、スクリーン９３０上に取り付けられたバテン９３２のあり得るバテン分布の位置を示している。スクリーンが大きいほど、よりバテンが使用されるか又は必要とされる。

［００５０］適切な電源は、バテンがスクリーン上に配置された位置について各コイルに電力を供給するために使用することができる。１つの手法は、コイルのすべてが同一の周波数及び同位相で振動するように、コイルのすべてに電力を供給する１つの電源を使用することである。しかしながら、スクリーンの振動は同一の周波数及び位相関係を有してもよく、スクリーン上に分布する局所的な定在振動波パターンをもたらすことがあり得る。定在波振動はスペックルを減少させために効果的でなくてもよいが、これは、スクリーンのある構成要素が移動することがなく、したがってスペックルアーチファクトを低減することができなくてもよいからである。

［００５１］定在振動波を低減又は排除するために使用されてもよい１つの手法は、別個の電源を有するコイルのそれぞれに、各電源が無相関（また、「脱相関」とも呼ばれる）であるランダム信号を生成するように、電力を供給するか又は駆動することである。ランダム信号は、振幅及び周波数がランダムであり、ピンク又はホワイトノイズに類似している。信号が、振幅でランダムであり周波数がそうでない場合、又は周波数がランダムであるが振幅はそうでない場合、異なる電源からの波形の相互作用に定在成分が依然として存在してもよい。ソースのそれぞれからの信号は、振幅及び周波数において脱相関させることができる。例えば、コイルのそれぞれは、他のコイルを駆動するために使用される信号とは異なる振幅、周波数、及び位相関係を有する信号で駆動することができ、定在波につながる又は定在波成分を有する条件を低減又は排除する。

［００５２］図１０は、スクリーン振動システムのコイルドライバ構成の一例を概略的に示している。コイル１−ｎ １０５０、１０５２、１０５４、１０５６のそれぞれは、アクチュエータドライバ電源１０４０に電気的に接続することができる。アクチュエータドライバ電源は、チャネル出力１０４２、１０４４、１０４６、１０４８を有し、各コイルについて信号を提供するように（例えば、設計により）構成されている。各チャネルはそれ自身の周波数源を有して構成することができ、周波数源はピンク又はホワイトノイズ源などのランダム周波数源である。周波数源の帯域幅は、２０ヘルツから３０ヘルツの範囲に周波数成分が存在し、周波数源が、２０ヘルツから３０ヘルツのバンドパスフィルタでフィルタときに信号コンテンツが存在するようにすることができる。

［００５３］図１１は、他のチャネルと無相関の出力チャネルに信号を出力するシステム１１００のブロック図を示している。アクチュエータドライバ電源１０４０から図１０のチャネル出力１０４２、１０４４、１０４６、１０４８のそれぞれは、アクチュエータドライバ電源１０４０内の別個のシステムによって供給することができ、その一つの例が図１１に示されている。周波数源１１６０は、ＤＳＰ又は他の種類の信号プロセッサであることができ、ランダム周波数の範囲は、周波数がピンクノイズ又はホワイトノイズに相当するように作成することができる。バンドパスフィルタ１１６２は、振動コイルが使用されているスクリーンについて信号の不用の部分を除去するために、周波数源１１６０からの信号をフィルタすることができる。スクリーンの振動範囲は、３０ヘルツから２０ヘルツであり得るが、この範囲に限定されない。フィルタされたソース信号は、信号レベルがスクリーン振動コイルに適切であるように、増幅回路１１６４で増幅される。各チャネルは、各チャネルからの信号が無相関であり得るように、独自の周波数源を有することができる。同一のドライバ構成は、アクチュエータ１０４又はモータ５０８など、図７及び図８でそれぞれコイル７２０とコイル８２０の代わって他のアクチュエータを駆動するために使用することができる。

［００５４］本明細書で開示されているスクリーンの振動システムのいくつかの例は、既存の劇場のスクリーン上に後付けすることができ、投影システムの画像光源が非コヒーレント光源からレーザ光源などのコヒーレント光源に変更された劇場のスクリーンを含む。

［００５５］スペックルアーチファクトの低減を最適化するために、スクリーン画像監視システム及びフィードバックループは、振動の量を調整し、又はスクリーンバイブレータに印加される振動のパラメータを変更するように設定することができる。図１２は、劇場でのスペックルの低減を最適化するために使用できるシステムを示している。劇場スクリーン１２０２は、スクリーンの後ろに配置され、コントロールユニット１２１４により制御される複数のスクリーンバイブレータ１２１２ａ−ｃを有してもよい。コントロールユニット１２１４は、バイブレータ１２１２ａ−ｃのそれぞれに脱相関の駆動信号を提供することができ、スクリーン１２０２が各バイブレータによって振動され、スクリーンの振動が互いに脱相関になり得るようにする。プロジェクタ１２０４はスクリーン１２０２に投射レンズ１２０６を介して光を投影し、カメラなどのセンサ１２０８はスクリーン１２０２に投影された光を捕捉することができる。捕捉された画像は、センサ１２０８又は別個のユニット１２１０に格納することができる。別個のユニット１２１０は、カメラ画像を処理することもでき、スクリーン１２０２上の光の中のスペックルの量を分析、及び決定又は定量化する。別個のユニット１２１０からの情報は、コントロールユニット１２１４に通信することができ、コントロールユニット１２１４はスクリーンバイブレータ１２１２ａ−ｃのそれぞれに駆動信号を提供することができる。センサ１２０８はプロジェクタ１２０４とともに投影ブース内に配置することができ、又はセンサ１２０８は投影ブースの外側に配置することができ、センサ１２０８がブースの窓１２１６を介してスクリーン１２０２を見る必要がないようにする。別個のユニット１２１０は、それ自身の上、又はセンサ１２０８の一部、プロジェクタ１２０４の一部、又はコントロールユニット１２１４の一部であり得る。

［００５６］スペックルの低減を最適化する処理は、プロジェクタ１２０４からスクリーン１２０２上に光を投影することによって行うことができる。投影された光は、投影されたパターンであり得るか、又は全スクリーン領域に投影された唯一の色であり得る。例えば、スクリーン１２０２に投影された光は、青、赤、又は緑であり得る。最適化はスペックルアーチファクトがより明らかになることが知られた緑色光などの１つの色について行うことができ、又は最適化はスペックルアーチファクトの低減がすべての色の光を考慮して最適化されることを確保するように行うことができる。スペックルを低減するための最適化は、ショーの日の前に行うことができ、又は長期間が経過すると繰り返すようにスケジュールすることができる。センサ１２０８は、スペックル低減のために意図された投影光パターンを捕捉するカメラであり得る。捕捉した画像は、別個のユニット１２１０によって存在するスペックルの量について処理及び分析することができるであろう。スペックルの量はスクリーン１２０２について大域的に決定することができ、又はスペックルは、バイブレータ１２１２ａ−ｃの影響を受けるスクリーン領域のようなスクリーン１２０２のより局所的な領域について決定することができる。存在するスペックルの量と比較して許容できるスペックルの量についての所定の基準に基づいて、コントロールユニット１２１４は、バイブレータ１２１２ａ−ｃへの信号を変更して必要なスペックルの低減を達成するために、別個のユニット１２１０からの情報に影響されることがあり得る。

［００５７］スペックルのアーチファクトを低減する処理１３００の一例は、図１３のフローチャートとして示されている。処理１３００は、図１２に示したシステムの図を参照して説明するが、他の実施も可能である。ブロック１３０２では、スクリーン１２０２上の画像の光は、センサ１２０８で捕捉される。ブロック１３０４では、別個のユニット１２１０は、スペックルアーチファクトの分析のために捕捉した画像を処理する。スペックルアーチファクトの分析のための捕捉した画像の処理は、スペックルアーチファクトをさらに分離するために画像の低域フィルタを含むことができる。ブロック１３０６では、別個のユニット１２１０は、処理された情報からスクリーン１２０２上に存在するスペックルアーチファクトの量を決定する。ブロック１３０８では、スペックルアーチファクトの存在する量の比較は、しきい値レベルでなされる。決定ブロック１３１０では、さらなるアクションは、この比較に基づいて決定される。スペックルの存在する量が閾値を超えない場合、ブロック１３１２のようにさらなる調整は必要とされない。スペックルの存在する量が許容できる範囲を超えると、スクリーンバイブレータ１２１２ａ−ｃの１つ以上に印加される補正の調整はブロック１３１４で決定される。１つ以上のスクリーンバイブレータ１２１２ａ−ｃは補正された振動信号を受信し、ブロック１３１６でスクリーン１２０２はスクリーンバイブレータへの補正された調整で振動する。図１３の処理１３００は、補正の調整が所定の閾値範囲内にスペックルの量を低減しているかどうかを決定するために繰り返すことができる。処理１３００が所定回にわたり繰り返された後で、スペックルの量が所定の閾値範囲内に低減されていない場合、状態にフラグを立てることができる。フラグが立てられると、スクリーンバイブレータの再配置などの他の要因を考慮することができる。再配置は、手動で行うことができ、又は図１４で説明されるように自動化された振動システムとすることができる。

［００５８］スクリーンバイブレータは、バイブレータとスクリーンとの間の最適な距離を維持するために時間をかけて再配置する必要がある。スクリーンフレーム又は他の接続点に取り付けられたバイブレータ又はバイブレータアセンブリは、時間の経過又は温度及び湿度の変化に伴って発生することもあるバイブレータとスクリーンとの間の距離の変化に対応するために調整可能ではないこともある。

［００５９］図１４に示す調整可能な構成１４００はバッフル１４５０を有するバイブレータアセンブリ１４１４を有し、プラットフォームアセンブリの静止部１４０４はスクリーン構造（図示せず）に取り付けられたプラットフォームアセンブリの可動部１４０２に取り付けることができる。プラットフォームアセンブリは、バイブレータアセンブリ１４１４をスクリーン１０２から離れるように又はスクリーン１０２に近づくように移動させるために、プラットフォームの可動部１４０２を移動するように命令することができるモータ又はアクチュエータ１４０６を有することができる。バイブレータアセンブリ１４１４及びバッフル１４５０は、非音響電磁アクチュエータアセンブリと置き換えてもよく、その例は図５、図７及び図８に示されている。

［００６０］他の構成では、バイブレータとスクリーンとの間の距離は、小さな距離だけスクリーンに使づく又はスクリーンから離れる移動、摺動又は軸動ができるように、バイブレータアセンブリを取り付けることによって調整することができる。モータ又はアクチュエータを用いてスクリーンに対するバイブレータアセンブリの移動、摺動又は軸動の量を制御することによって、バイブレータとスクリーンとの距離を調整することができる。パンタグラフ機構も、バイブレータアセンブリが、スクリーンに対して一定の角度関係を維持しながらスクリーンに対して再配置することができるように使用することができる。

［００６１］図１４に示す自動調整システムでは、距離感知デバイス１４０８は、スクリーン１０２からのバイブレータアセンブリ１４１４の距離１４１０を決定するためにバイブレータアセンブリ１４１４に取り付けることができる。距離感知デバイス１４０８は、超音波距離センサ、又は別の距離感知技術を利用した距離センサとすることができる。コントローラアセンブリ１４１２内のプロセッサは、距離感知デバイス１４０８から距離情報を受信し、バイブレータアセンブリ１４１４がスクリーン１０２から許容可能な距離範囲内であるかどうかを決定するために使用することができる。距離１４１０が許容可能でない場合、プロセッサはコントローラアセンブリ１４１２内のモータドライバに命令し、それがバイブレータアセンブリ１４１４とスクリーン１０２との間の許容可能な距離の範囲内になるまでバイブレータアセンブリ１４１４が取り付けられたプラットフォームの可動部を移動させる。バイブレータアセンブリ１４１４がスクリーン１０２からの許容可能な距離範囲内に留まっている場合は、プロセッサは現在のモータ位置を保持するようにコントローラアセンブリ１４１２に命令することができる。

［００６２］各スクリーンバイブレータは、スクリーンとバイブレータとの間で自動的に調整するように構成することができる。他の例では、スクリーンとバイブレータとの間の距離が時間の経過に伴い変化する大きな傾向があるスクリーン位置にあるスクリーンバイブレータのみである。例えばスクリーンのいくつかの部分は、時間の経過とともにスクリーンの他の部分よりもより多くのたるみを経験することがあり得、したがってより多くのたるみを経験したスクリーンの部分に配置されたバイブレータは、バイブレータアセンブリとスクリーンとの距離を調整することができるように構成することができる。１つの構成では、スクリーンの下部に配置されたバイブレータは、スクリーンへの距離を調整することができるようなバイブレータとすることができる。

［００６３］他の例では、バイブレータとスクリーンとの間の位置は、スクリーンの調整処理において最適化することができる。例えば、図１２のシステムは、図１４で説明した構成の調整可能なバイブレータになるようにスクリーンバイブレータを１２１２ａ−ｃを構成することによって設計することができる。コントローラアセンブリ１４１２は、図１２の別個のユニット１２１０又はコントロールユニット１２１４からのスペックルの量に基づいて情報を受信するように構成することができる。スクリーン調整処理では、別個のユニット１２１０又はコントロールユニット１２１４から受信した情報は、スペックルの低減を最適化し、スクリーン振動における変位量を最小にするようにバイブレータとスクリーンとの間の距離を変更する命令であり得る。スペックルを低減する最適化及びスクリーンを調整する処理は、日々のシステム較正の一部として、又は各提示の前又は必要に応じて提示中に発生し得る。

［００６４］他の例では、図１４のバイブレータアセンブリ１４１４上で、距離感知デバイス１４０８からの信号は、図１２のコントロールユニット１２１４に提供することができ、コントロールユニット１２１４によって対応するバイブレータへの信号の振幅を制御し、バイブレータとスクリーンとの間の距離の変化を補償するスクリーン振動を維持する。

［００６５］他の構成では、複数のスクリーンバイブレータが使用され、すべて実質的に同一の非脱相関信号によって駆動され、定在波アーチファクトは各スクリーンバイブレータを隣接するスクリーンバイブレータから一定距離だけ離して保持することによって最小にすることができ、それぞれの振動変位波が互いの最小の干渉を有するようにする。各スクリーンバイブレータ間の距離も、十分な振動の量を受け取らないスクリーン上の領域がないことを確保するように必要により接近させるが、２つの隣接するスクリーンバイブレータからの２波の干渉により形成する可視の定在波を生成するほど接近し過ぎないようにすることができる。スクリーン振動スペックルを低減するフィードバックループが使用される場合、大域的なスペックルアーチファクトの低減は、共通のバイブレータ駆動信号について最適化することができる。最適化は、すべてのバイブレータが同一の周波数で駆動されても、各スクリーンバイブレータについて駆動信号の振幅を異なるレベルに調整することも含み得る。

［００６６］本発明の図示された態様を含む態様の上述の説明は、単に図示及び説明の目的で提示され、網羅的であること又は開示された正確な形態に本発明を限定することを意図するものではない。本発明の多くの修正、適応、及びの使用は、本発明の範囲から逸脱することなく当業者に明らかであろう。

Claims (39)

1. スクリーンの振動システムであって、
   スクリーンと、
   前記スクリーンに取り付けられた永久磁石と、
   前記永久磁石について位置決めされ、前記スクリーンとは切り離された磁気源とを含み、
   前記スクリーンは、前記磁気源からの変化する磁場に応じて移動可能であるスクリーン振動システム。
2. 前記磁気源は、電流によって制御可能である前記変化する磁場を生成するように構成された電磁石である請求項１に記載のスクリーン振動システム。
3. 前記電磁石及び前記永久磁石は、前記変化する磁場の経路について閉ループであるように構成された請求項２に記載のスクリーン振動システム。
4. 前記電流は、前記変化する磁界が非対称になるように非対称の変化する電流である請求項２に記載のスクリーン振動システム。
5. 前記スクリーン振動システムは、前記電磁石に供給される特定の電流プロファイルについて前記スクリーンの変位の測定に基づいて前記非対称な変化する電流を決定するように構成された請求項４に記載のスクリーン振動システム。
6. 前記スクリーン振動システムは、コントローラから前記電磁石に供給される電流信号に対する直流電流バイアスの量を調整することによって前記非対称な変化する電流を決定するように構成された請求項４に記載のスクリーン振動システム。
7. 前記磁気源は、前記変化する磁場を生成するように構成された可動永久磁石である請求項１に記載のスクリーン振動システム。
8. 前記スクリーンに取り付けられた第２の永久磁石と、
   前記第２の永久磁石について位置決めされ、前記スクリーンとは切り離された第２の磁気源であって、前記変化する磁界と無相関である第２の変化する磁場を生成するように構成された第２の磁気源とをさらに含み、
   前記スクリーンは、前記第２の変化する磁界に応じて移動可能である請求項１に記載のスクリーン振動システム。
9. 電流信号を用いて前記磁気源及び前記第２の磁気源を制御するように構成されたコントローラをさらに含む請求項８に記載のスクリーン振動システム。
10. 前記コントローラは、非対称に変化する磁場を生成するために非対称に変化する電流を供給するように構成された請求項９に記載のスクリーン振動システム。
11. 前記永久磁石は、前記スクリーンが静止位置と同一の平均振動変位位置を有するために前記非対称に変化する磁場に応じるように構成された請求項１０に記載のスクリーン振動システム。
12. 前記磁気源に駆動信号を出力し、前記磁気源は電磁石であるコントローラと、
    前記スクリーン上の画像について情報を捕捉する感知デバイスと、
    （ｉ）前記捕捉された情報を格納及び分析し、（ｉｉ）前記スクリーン上の画像におけるスペックルアーチファクトの量を決定し、及び（ｉｉｉ）前記スペックルアーチファクトの量に基づいて、前記スペックルアーチファクトの量を低減するように前記駆動信号について補正を計算する処理ユニットとをさらに含む請求項１に記載のスクリーン振動システム。
13. スクリーンを振動させる方法であって、
    スクリーンに永久磁石を取り付け、
    前記永久磁石の向かいに電磁石を配置し、
    前記スクリーンを振動させるために前記永久磁石が引き続いて反発して引き付けるように前記電磁石への電流を制御することを含む方法。
14. 前記電流を制御することは、前記永久磁石が引き付けられた距離に等しい距離だけ前記永久磁石に反発するように前記電流を制御することを含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記電流を制御することは、前記永久磁石の平均変位量から決定される位置が前記永久磁石の静止位置に対応するように前記電流を制御することを含む請求項１３に記載の方法。
16. 前記電流がランダムである周波数を有する請求項１３に記載の方法。
17. スクリーンを振動させるシステムであって、
    スクリーンに近接した第１の位置に配置され、第１の電気信号に基づいて前記第１の位置で前記スクリーンを移動させる第１のアクチュエータと、
    前記スクリーンに近接した第２の位置に配置され、前記第１の電気信号とは無相関である第２の電気信号に基づいて前記第２の位置でスクリーンを移動させる第２のアクチュエータとを含むシステム。
18. 前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号のそれぞれは、ランダムである周波数を有する請求項１７に記載のシステム。
19. 前記周波数を制限するバンドパスフィルタをさらに含む請求項１８に記載のシステム。
20. 前記バンドパスフィルタは、４０Ｈｚ未満のバンドパス帯域幅を有する請求項１９に記載のシステム。
21. 第１のアクチュエータは、前記スクリーンを前記第１の位置で振動させるために前記第１の電気信号によって電力を供給されるように構成された第１の電気機械式アクチュエータであり、
    前記第２のアクチュエータは、前記スクリーンを前記第２の位置で振動させるために前記第２の電気信号によって電力を供給されるように構成された第２の電気機械式アクチュエータである請求項１７に記載のシステム。
22. 前記第１の電気機械式アクチュエータ及び前記第２の電気機械式アクチュエータは、電気機械音響アクチュエータである請求項２１に記載のシステム。
23. 前記第１の電気機械式アクチュエータ及び前記第２の電気機械式アクチュエータは、コアにコイルを有する電磁デバイスである請求項２１に記載のシステム。
24. スクリーンを振動させる方法であって、
    第１の電気機械音響アクチュエータ及び第２の電気機械音響アクチュエータを前記スクリーンの後ろに配置し、
    第１の電気信号を用いて前記第１の電気機械音響アクチュエータを駆動し、
    前記第１の電気信号に対して無相関である第２の電気信号を用いて前記第２の電気機械音響アクチュエータを駆動し、
    前記第１の電気機械音響アクチュエータ及び前記第２の電気機械音響アクチュエータによって前記スクリーンを振動させることを含む方法。
25. 前記第１の電気機械音響アクチュエータと前記スクリーンとの間の距離を変更することで前記第１の電気機械音響アクチュエータを再配置することをさらに含む請求項２４に記載の方法。
26. 前記第１の電気機械音響アクチュエータと前記スクリーンの間の距離を変更することで前記スクリーン上のスペックルアーチファクトの存在を低減することをさらに含む請求項２４に記載の方法。
27. 前記第１の電気信号又は前記第２の電気信号を変更することで、（ｉ）前記第１の電気機械音響アクチュエータと前記スクリーンとの距離又は（ｉｉ）前記第２の電気機械音響アクチュエータと前記スクリーンとの間の距離の変化を補償することをさらに含む請求項２４に記載の方法。
28. スペックルのアーチファクトを低減する方法であって、
    スクリーンをスクリーンバイブレータによって振動させ、
    センサを用いて前記スクリーン上に投影された画像についての情報を捕捉し、
    前記捕捉された情報から前記スクリーンに投影された画像内に存在するスペックルアーチファクトの量を決定し、
    前記スペックルアーチファクトの量の所定の閾値との比較に応じて、前記スクリーンバイブレータを駆動するコントローラへの信号を制御することを含む方法。
29. 前記スクリーンバイブレータと前記スクリーンとの間の距離を変更することによって前記スクリーンバイブレータを再配置することをさらに含む請求項２８に記載の方法。
30. 前記スクリーンバイブレータと前記スクリーンとの間の距離を変更することによって前記スクリーンバイブレータを再配置することが、前記スペックルアーチファクトを低減する請求項２９に記載の方法。
31. スペックルアーチファクトの量を前記所定の閾値と比較することに応じて前記スクリーンバイブレータと前記スクリーンとの距離を制御することをさらに含む請求項２９に記載の方法。
32. スクリーンを振動させるシステムであって、
    オープンバッフルを有し、動作設定においては前記スクリーンから切り離されている電気機械音響アクチュエータと、
    前記電気機械音響アクチュエータに電気信号を提供し、（ｉ）前記電気機械音響アクチュエータの前に、及び（ｉｉ）前記電気機械音響アクチュエータと前記スクリーンとの間に、前記電気機械音響アクチュエータにエネルギーを出力するために空気を動かすコントローラとを含み、
    前記オープンバッフルは、前記電気機械音響アクチュエータの後ろの動いた空気が前記スクリーンに影響を及ぼすことを防止するように構成されたシステム。
33. 前記オープンバッフルは、前記電気機械音響アクチュエータに取り付けられたプレートを含み、前記プレートの表面は、（ｉ）前記電気機械音響アクチュエータの音響軸に垂直、及び（ｉｉ）前記スクリーンと平行に配置された請求項３２に記載のシステム。
34. 前記オープンバッフルは、プレートで形成されたシリンダを含み、電気機械音響アクチュエータはシリンダ内に取り付けられ、前記電気機械音響アクチュエータの音響軸はシリンダの軸に平行で前記スクリーンに対して直角であり、前記シリンダが開口は前記スクリーンに対向して配置された請求項３２に記載のシステム。
35. 画像を表示するスクリーンと、
    前記スクリーンに向かって画像を投影するレーザプロジェクタと、
    前記スクリーンを振動させるように配置された少なくとも２つのバイブレータアセンブリと、
    無相関の制御信号を用いて少なくとも２つのバイブレータアセンブリを制御するコントローラとを含むシステム。
36. 前記スクリーン上に表示される画像についての情報を捕捉するための画像センサをさらに含み、
    前記コントローラは、スペックルの量を決定するために前記情報を分析し、前記スクリーンを振動してスペックルの量を低減するために前記少なくとも２つのバイブレータアセンブリの１つ以上を制御するように必要な制御信号を決定するように構成された請求項３５に記載のシステム。
37. 前記少なくとも２つのバイブレータアセンブリのバイブレータアセンブリは、
    前記スクリーンに近接して前記バイブレータアセンブリを配置するマウントと、
    前記バイブレータアセンブリの前記スクリーンからの距離を変更する前記マウント内のモータと、
    前記バイブレータアセンブリとスクリーンとの間の距離情報を出力する距離センサと、
    位置コントローラであって、
    前記バイブレータアセンブリとスクリーンとの間の距離が前記距離センサから受信した前記距離情報に基づいて変更されたどうかを決定し、
    前記バイブレータアセンブリと前記スクリーンとの間の距離の変更を補償するために前記モータに距離制御信号を出力するように構成された位置コントローラとを含む請求項３６に記載のシステム。
38. 前記コントローラは、前記バイブレータアセンブリと前記スクリーンとの間の距離の変更を補償するために前記バイブレータアセンブリへの前記制御信号の振幅を修正するように構成された請求項３７に記載のシステム。
39. 前記位置コントローラは、前記コントローラからの命令に応じて、前記コントローラによって決定されたスペックルの量に基づいて前記バイブレータアセンブリと前記スクリーンとの間の距離を修正するように構成された請求項３７のシステム。

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