JP4309235B2 - スピーカ機能付き遮光部材 - Google Patents

Description

本発明は、投写型画像形成装置によって生成された画像光が投射されるスクリーンへ外光が入射することを防止するための遮光部材に関するものである。

入力された画像データに基づいて画像光を生成し、生成された画像光を反射型のスクリーンに投射することによって、そのスクリーン上に所望の画像（投影画像）を表示する投写型画像形成装置（例えばプロジェクタ）がある。図１８に、プロジェクタＡによってスクリーンＢ上に投影画像が表示される際のプロジェクタＡと、スクリーンＢと、室内照明（蛍光灯Ｃ）との一般的な位置関係を示す。この図より、上記３者が一般的な位置関係で配置されている場合、スクリーンＢに外光（蛍光灯Ｃから発せられた光）が入射し、投影画像の画質が損なわれることがわかる。

そこで、スクリーンの改良によって上記問題を解決すべく、様々なタイプのスクリーンが今日までに開発され、一部は製品化されている。例えば、特許文献１や特許文献２には、反射型スクリーンの表面（光反射層）に偏向フィルムを貼り、この偏向フィルムを透過した画像光のみが反射されるようにすることで、外光の影響を抑制した偏向スクリーンが開示されている。

また、特許文献３には、上記光反射層の上に凸レンズを並設させたレンチキュラースクリーンの改良について開示されている。特許文献３に開示されたレンチキュラースクリーンは、均一な厚さを有する透光性平坦部と透光性半円筒形凸状部とが光反射層の上に一定間隔で相互に平行に配列され、平坦部と凸状部との配置間隔に対応して、スクリーンゲイン（輝度）と観察可能範囲との関係を所望の値に設定可能であることを特徴とする。
特開昭６２−２６６９８０号公報 特開平４−２１９７４５号公報 特開平５−２１６１２２号公報

スクリーンへの外光の入射による画質低下（例えば、コントラストの低下）を回避するための様々な工夫が施された上記スクリーンを使用すれば、比較的明るい室内においても高画質の画像を実現することができる。しかし、これらスクリーンには上記偏向フィルムや凸レンズなどを設けなくてはならないため製造工程が多く、必然的に製造コストも高い。また、室内の壁面をスクリーン代わりに利用するユーザも多く、これらユーザにとっては外光の影響に起因する画質低下に対する有効な解決手段とはなり得ない。

そこで、本件発明者は、上記課題をスクリーンの改良とは全く異なるアプローチで解決する手段を模索する中で外付けスピーカに着目した。近年の投写型画像形成装置の多くはスピーカを内蔵しているが、より高音質を望む場合には外付けスピーカが利用されている。特にホームシアタの普及に伴い外付けスピーカの需要は増大している。さらに、図１９に示すように、外付けスピーカＤの多くは、プロジェクタＡとスクリーンＢの間の天井面Ｅに吊り下げられる場合が多い。図１９に示す外付けスピーカＤの設置位置は、蛍光灯Ｃから発せられた光がスクリーンＢへ入射することを防止するのに好適な位置である。そこで、本件発明者は、スクリーンへの外光の入射を防止する機能と、スピーカとしての機能とを同時に実現可能な遮光部材を完成すべく鋭意研究開発を重ね、本件発明を完成させるに至った。

本発明のスピーカ機能付き遮光部材の一つは、投写型画像形成装置によって生成された画像光が投射されるスクリーンに外光が入射することを防止するための遮光部材であって、光学的に不透明な遮光板と、入力された音声信号に基づいて遮光板を振動させる加振手段と、遮光板を天井面や壁面といった設置面に取り付けるための装着手段とを有する。また、本発明のスピーカ機能付き遮光部材の他の一つは、投写型画像形成装置によって生成された画像光が投射されるスクリーンに外光が入射することを防止するための遮光部材であって、光学的に不透明な遮光板と、遮光板に装着されたスピーカユニットと、遮光板を天井面や壁面といった設置面に取り付けるための装着手段とを有する。従って、本発明の遮光部材では、上記遮光板は、投写型画像形成装置によって生成された画像光が投射されるスクリーンに外光（画像光以外の光）が入射することを防止する遮光板本来の機能に加えて、スピーカ用の振動板やバッフル板としても同時に機能する。また、設置面を背面側の音声が正面側へ回り込むことを防止するバッフルとして利用することも可能である。ここで、低音領域の音声は、高音領域の音声に比べて、音の回り込みによる音質低下が大きいので、設置面をバッフルとして利用することは、低音領域の音質向上に特に有効である。尚、設置面をバッフルとして利用する場合は、バッフルとしての効果をより確実なものとすべく、設置面と遮光部材との間の隙間がなるべく狭くなるか、隙間が発生しないような装着手段を採用することが望ましい。

本発明のスピーカ付き遮光部材の他の一つは、上記遮光板が２枚以上回動可能に連結され、それら遮光板の少なくとも１枚に上記加振手段又はスピーカユニットが設けられている。従って、各遮光板の角度を設置場所の状況に応じて独立して調節し、それぞれの遮光板を設置場所の状況に最適な角度にすることができる。例えば、加振手段又はスピーカユニットが設けられている遮光板については、視聴者への音声の伝達がなるべく良好となるように角度を調節可能であり、その他の遮光板については、スクリーンへの外光の入射がなるべく少なくなるように角度を調節可能である。ここで、高音領域の音声は低音領域の音声に比べて指向性が鋭いので、加振手段又はスピーカユニットが設けられている遮光板の角度調節は、高音領域の音質向上に特に有効である。

さらに、遮光板を設置面に回動可能に取り付ける装着手段を備えれば、上記角度調節の自由度が一層大きくなる。

本発明のスピーカ機能付き遮光部材は、投写型画像形成装置によって画像光が投射されるスクリーンに外光が入射することを防止する機能に加えて、入力された音声信号に基づいて音声を再生するスピーカとしての機能を同時に果たし得る。従って、本発明のスピーカ機能付き遮光部材をスクリーン手前の適切な位置に設置すれば、スクリーンへの外光の入射が防止され、一般的なスクリーンを使用している場合でも十分に高画質な画像が実現されるばかりでなく、別途外付けのスピーカを用意しなくても、高音質な音声が再生される。

（実施形態１）
以下、本発明のスピーカ機能付き遮光部材（以下、「遮光部材」と略す場合もある）の実施形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、本例の遮光部材１は、光学的に不透明な遮光板２と、その遮光板２の裏面中央に装着された加振部３と、遮光板２を不図示の設置面（天井面や壁面など）に回動可能に取り付けるためのブラケット５とを備えている。

遮光板２は、表面に不図示の光吸収膜を成膜することによって光学的に不透明としたアクリル板である。遮光板２の長手方向両端は裏面側に向けて９０°折り返され、折り返し部６が形成されている。本例では、アクリル板の表面に光吸収膜を成膜して光学的に不透明な（遮光性を有する）遮光板２を構成したが、遮光板２の素材はアクリルに限定されず、ポリカーボネイトなどの他の樹脂であってもよく、樹脂以外の素材であってもよい。また、光吸収膜に代えて光反射膜を成膜して光学的に不透明とすることもできる。さらには、光学的に不透明な素材によって遮光板２を構成することによって、上記光吸収膜や光反射膜を不要としてもよい。

上記構成を有する遮光板２は、長方形の枠体７の前面に張られている。この枠体７は、２本の短尺角材８a、８bと、２本の長尺角材１０a、１０bとを高さ（Ｈ）１０ｃｍ、幅（Ｗ）９０ｃｍの方形枠状に組み合わせたものであり、遮光板２は、折り返し部６の内面が左右の短尺角材８a、８bの外面に接着されて枠体７に固定されている（図２参照）。尚、本例の短尺角材８a、８b及び長尺角材１０a、１０bは、全て合成樹脂製であるが、木製や金属製などであってもよい。また、枠体７は、複数の部材を組み合わせるのではなく、合成樹脂、木材、金属等の素材をプレス、型成形その他の所望の加工方法によって枠状に加工して製造することもできる。さらに、枠体７への遮光板２の固定方法は、接着、ネジ止、溶接その他の任意の固定方法であってよい。

加振部３は、遮光板２の裏面中央に固定されている。具体的には、長尺角材１０a、１０bに掛け渡され、端部が長尺角材１０a、１０bにそれぞれネジ止めされた金属製のベース１１に加振部３の背面１２がネジ止めされ、正面１３が遮光材２の裏面に密接している。加振部３は、図３に示すように、円筒形のケース１５内に、永久磁石１６、インナーヨーク１７及びアウターヨーク１８から構成される磁気回路２０と、ボイスコイル２１とが収容されたものであり、アウターヨーク１８は遮光版２の裏面に密着している。外部から入力された音声信号、又は音声信号に増幅その他の必要な処理を施して生成した２次音声信号がボイスコイル２１に入力されると、磁気回路２０（最終的にはアウターヨーク１８）によって遮光板２が励振され、音声が再生される。尚、アウターヨーク１８と遮光材２の裏面との間には、必要に応じてクッション材を介在させることもできる。いずれにしても、遮光板２は、光を遮る役割に加えて、音声を再生するための振動板としての役割も同時に果たす。上記の通り、光学的に不透明でありさえすれば遮光板２の素材は特に限定されないが、上記振動板としての機能を考慮した場合、遮光板２は適度な弾性を有し、磁気回路２０から発生する振動に敏感に反応可能な素材からなることが望ましい。

再び図１を参照すると、ブラケット５は、細長の金属板をＬ字形に折り曲げ加工したものであり、枠体７の両サイドに装着されている。具体的には、短尺角材８a、８bの上端にはブラケット５を枠体７に装着するための固定ブロック２２がそれぞれ設けられており、ブラケット５は一端が固定ブロックに回動可能に固定されている。２つの固定ブロック２２の双方又は一方には、ラッチ機構が内蔵されており、枠体７はブラケット５に対して段階的に回動可能であると共に、各段階ごとに一時的に固定される。従って、枠体７を遮光板２の表面側又は裏面側に必要な量だけ回動させることによって、遮光板２の角度を任意の角度に調節することができる。

図４に、図１に示す遮光部材１の設置例を示す。図４に示す設置例では、投写型画像形成装置（プロジェクタ２３）と、そのプロジェクタ２３によって画像が表示されるスクリーン２４との間の天井面２５であって、かつ、スクリーン２４に最も近い室内灯（蛍光灯２６）よりもスクリーン２４に近い位置に遮光部材１を設置してある。これにより、蛍光灯２６から発せられた光は遮光部材１（遮光板２）によって遮られてスクリーン２４へ入射しない。遮光部材１の天井面２４への設置に際しては、ブラケット５の折り返し片２７に設けられているネジ穴２８（図１参照）を利用して天井面２５にネジ止めする。この際、ブラケット５を天井面７０に固定する前、又は固定した後に、上記の方法によって、遮光板２と天井面２５とのなす角度が、所望の角度となるように遮光板２の角度を調節することができる。尚、遮光板２の角度調節にあたっては、スクリーン２４への外光の入射防止という目的と、視聴者への音声の伝達といった目的の双方を考慮し、最適な角度を選択することが望ましい。もっとも、上記２つの目的のうち、一方をより優先したい場合には、優先したい目的達成により効果的な角度を選択することもできる。尚、図４に示す設置例では、遮光部材１が天吊りの外付けスピーカとしても機能することは勿論である。この場合、プロジェクタ２３から出力される音声信号又はプロジェクタ２３以外の機器から出力される音声信号を遮光部材１に入力するためのラインを遮光部材１に設けられている音声入力端子（不図示）に接続する。さらに、図５に示すように、遮光部材１と天井面２５との間に大きな隙間ができると、遮光部材１の背面側の音が正面側に回り込み、音質（特に低音の音質）の低下を招く虞がある。そこで、図４に示すような状態で設置される場合は、ブラケット５の長さを短くして、遮光部材１と天井面２５との間にできる隙間をなるべく狭くし、天井面２５をバッフル板として利用することが望ましい。または、ブラケット５を用いず、蝶番などによって遮光部材１（遮光板２）を天井面２５に直接取り付けることによって上記隙間を無くすことが望ましい。

（実施形態２）
以下、本発明の遮光部材の実施形態の他例を図面に基づいて詳細に説明する。図６に示すように、本例の遮光部材１は、実施形態１に示した枠体７の上に第２遮光板３０が回動可能に設けられ、枠体７の下に第３遮光板３１が回動可能に設けられていることを特徴とする。すなわち、枠体７に設けられている遮光板２を含め、３枚の遮光板２、３０、３１が回動可能に連結されている。第２遮光板３０及び第３遮光板３１は、遮光板２よりも板厚が厚い点と、折り返し部６が形成されていない点を除けば、遮光板２と基本的に同一の構成を有する。

また、枠体７と第２遮光板３０及び第３遮光板３１とは、ラッチ機構を備えたヒンジ３２によって互いに回動可能に連結されている。また、第２遮光板３０の上端には、図１に示すブラケット５が同図に示す固定ブロック２２を介して装着されている。従って、３枚の遮光板２、３０、３１はそれぞれ独立して角度調節することができる。図７及び図８に、３枚の遮光板２、３０、３１の角度調節例を示す。

さらに、図９及び図１０に、図６に示す遮光部材１の設置例を示す。図９及び図１０に示す設置例では、第２遮光板３０及び第３遮光板３１は、蛍光灯２６から発せられた光のスクリーン２４への入射を阻止する遮光板としての機能を専ら重視して角度調節され、加振部３が装着された遮光板２は、振動板としての機能を専ら重視して角度調節されている点において共通している。異なるのは、図９に示す例では、図１０に示す例に比べて視聴領域（視聴者が存在するエリア）がスクリーン２４に近いことである。そこで、図９に示す例では、遮光板２をその下端がスクリーン２４に接近する方向に回動させることによって、第２遮光板３０と遮光板２とを「逆く字形」に中折れさせ、遮光板２の法線が視聴領域のほぼ中心を通るように角度を調節してある。一方、図９に示す例に比べて視聴領域が遠方にある図１０に示す例では、遮光板２をその下端がスクリーン２４から遠ざかる方向に回動させることによって、第２遮光板３０と遮光板２とを「く字形」に中折れさせ、遮光板２の法線が視聴領域のほぼ中心を通るように角度を調節してある。ここで、遮光板２の角度調節は、指向性の鋭い高音領域の音声の伝達特性の向上に効果ある。

尚、図６には、図１に示す枠体７の上下に第２及び第３遮光板３０、３１をそれぞれ回動可能に設けることによって、独立して角度調節可能な３枚の遮光板を有する遮光部材を構成した例を図示した。しかし、図１１に示すように、図１に示す枠体７の下に、同一構造を有する第２枠体３３をヒンジ３２によって回動可能に設け、この第２枠体３３の下に図６に示す第３遮光板３１を同じくヒンジ３２によって回動可能に設けることによっても、独立して角度調節可能な３枚の遮光板を有する遮光部材を構成することができる。この場合、図１１に示す枠体７に設けられている遮光板２が図６に示す第２遮光板３０に相当し、図１１に示す第２枠体３３に設けられている遮光板２が図６に示す枠体７に設けられている遮光板２に相当する。従って、図１１に示す構成においても、３枚の遮光板は図７及び図８に示すように互いに独立して角度調節可能であり、図９及び図１０に示す設置例を実現可能である。但し、図１１に示す構成では、枠体７に設けられている遮光板２と、第２枠体３３に設けられている遮光板２の双方に加振部３が装着されている。従って、図６に示す構成に比べてより広範囲の視聴領域に対応可能である。そこで、図１１に示す遮光部材１の設置例を図１２及び図１３に示す。尚、図１３に示す視聴領域に比べて、図１２に示す視聴領域の方がスクリーン２４に近いことは、図９及び図１０と同一の関係である。

（実施形態３）
以下、本発明の遮光部材の実施形態の他例を図面に基づいて詳細に説明する。本例の遮光部材１は、図１４に示すように、３枚の遮光板４０〜４２が図６等に示すラッチ機構内蔵のヒンジ３２によって回動可能に連結され、中央の遮光板４１にコーン型のスピーカユニット４３が装着されている。また、上部の遮光板４０には、図１に示すブラケット５が同図に示す固定ブロック２２を介して装着されている。

図１４に示すスピーカユニット４３は、コーン型の振動板４４と、入力された音声信号に基づいて振動板４４を振動させるために必要なボイスコイルやヨーク等からなる磁気回路が収容されたケース４５とが一体化されたものであるが、通常のスピーカが備えているスピーカユニットと特に異なる点はない。一方、図１５に示すように、遮光板４１の表面のうち、スピーカユニット４３と対向する領域には開口部４６が開口され、スピーカユニット４３は、ケース４５に突設されているフランジ４７（図１４では不図示）を開口部４６の周辺にネジ止めすることによって遮光板４１に固定されている。すなわち、３枚の遮光板４０〜４２とスピーカユニット４３とは、遮光板４０〜４２をバッフル板とする平面バッフル型スピーカを構成している。尚、開口部４６が開口されている点を除けば、遮光板４１は、他の遮光板４０、４２と同一の構成を有し、他の遮光板４０、４２は、図６に示す第２遮光板３０や第３遮光板３１と同一の構成を有する。すなわち、本例の遮光部材１においても、３枚の遮光板４０〜４２が独立して角度調節可能であることは実施形態２に示す遮光部材１と共通であり、実施形態２において示した設置例を実現可能である。また、本例の遮光部材１を天井面に取り付けた場合、その天井面がバッフル板として機能し、低音の再現性が良好になる。かかる観点からは、実施形態１で説明したのと同様に、天井面と遮光部材との間に隙間が発生しないか、隙間がなるべく狭くなるようにすることが望ましい。

尚、図１４には、３枚の遮光板４０〜４２のうち、中央の遮光板４１にのみスピーカユニット４３が装着された例を図示したが、図１６に示すように、他の遮光板４０又は４２（図６は遮光板４０に装着した場合）にも同様のスピーカユニット４３を装着することができる。この場合、図１１に示す遮光部材１と同様により広い視聴領域に対応可能となる。

（他の実施形態）
これまでの実施形態で示した遮光部材は、最高でも３枚の遮光板が上下に連結されたものであったが、遮光板の数は実施形態に示した数に限定されるものではない。また、遮光板は左右に連結することもできる。さらに、各遮光板の大きさや形状は任意に設定することができる。もっとも、遮光部材の全幅はスクリーンの横幅とほぼ同一であることが望ましい。また、遮光板の上下や左右などに光学的に不透明な補助遮光板を設け、補助遮光板を含めた遮光部材全体の幅がスクリーンの横幅とほぼ同一となるようにしてもよい。尚、補助遮光板の大きさや形状にも特に限定はない。さらに、２枚以上の遮光板を有する場合、それら遮光板の大きさや形状は全て共通である必要はない。図１７に本発明の遮光部材１のバリエーションの一例を示す。図１７（ａ）は、遮光板２の左右に補助遮光板５０を設けた場合を示し、示されている遮光部材の全幅は１．５ｍである。同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す遮光板２よりも幅広の遮光板２で、幅方向に２つの加振部又はスピーカユニットが設けられた遮光部材１を示し、示されている遮光部材１の全幅は１．８ｍである。同図（ｃ）は、補助遮光板５０を介して同図（ａ）に示す遮光板２を左右に２枚連結した場合を示し、示されている遮光部材１の全幅は２．１ｍである。同図（ｄ）は、同図（ｂ）に示されている遮光板２の左右に補助遮光板５０を設けた場合を示し、示されている遮光部材１の全幅は２．４ｍである。同図（ｅ）は、同図（ｃ）に示す２枚の遮光板２のそれぞれの外側に補助遮光板５０を設けた場合を示し、示されている遮光部材１の全幅は２．７ｍである。尚、図１７では、便宜上全ての遮光板を符号２で示すが、図中の遮光板２には、図６等に示す第２遮光板３０、第３遮光板３１、図１４に示す遮光板４０〜４２の全てが含まれる。

実施形態１に示す本発明のスピーカ機能付き遮光部材の構造概略を示す斜視図である。 図１に示すスピーカ機能付き遮光部材の断面図である。 図１に示す加振部の構造概略を示す断面図である。 図１に示すスピーカ機能付き遮光部材の設置例を示す模式図である。 天井面と遮光部材との間から背面側の音が前面側に回り込む様子を示す模式図である。 図１に示す遮光部材の変形例を示す断面図である。 図６に示す遮光部材における遮光板の角度調整例を示す模式図である。 図６に示す遮光部材における遮光板の他の角度調整例を示す模式図である。 図６に示す遮光部材の設置例を示す模式図である。 図６に示す遮光部材の他の設置例を示す模式図である。 図１に示す遮光部材の他の変形例を示す断面図である。 図１１に示す遮光部材の設置例を示す模式図である。 図１１に示す遮光部材の他の設置例を示す模式図である。 実施形態２に示す本発明のスピーカ機能付き遮光部材の構造概略を示す断面図である。 実施形態２に示すスピーカユニットの取り付け構造を示す模式図である。 図１４に示す遮光部材の変形例を示す断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の遮光部材における遮光板及び補助遮光板の組み合わせ例を示す模式図である。 スクリーン、プロジェクタ及び室内灯の一般的な位置関係を示す模式図である。 外付けスピーカの一般的な設置位置を示す模式図である。

符号の説明

１ 遮光部材
２ 遮光板
３ 加振部
５ ブラケット
６ 折り返し部
７ 枠体
８a、８b 短尺角材
１０a、１０b 長尺角材
１１ ベース
１２ 背面
１３ 正面
１５ ケース
１６ 永久磁石
１７ インナーヨーク
１８ アウターヨーク
２０ 磁気回路
２１ ボイスコイル
２２ 固定ブロック
２３ プロジェクタ
２４ スクリーン
２５ 天井面
２６ 蛍光灯
２７ 折り返し片
２８ ネジ穴
３０ 第１遮光板
３１ 第２遮光板
３２ ヒンジ
３３ 第２枠体
４０〜４２ 遮光板
４３ スピーカユニット
４４ 振動板
４５ ケース
４６ 開口部
４７ フランジ
５０ 補助遮光板

Claims (5)

1. 投写型画像形成装置によって生成された画像光が投射されるスクリーンに外光が入射することを防止するための遮光部材であって、
   光学的に不透明な遮光板と、入力された音声信号に基づいて前記遮光板を振動させる加振手段と、前記遮光板を天井面や壁面といった設置面に取り付けるための装着手段とを有するスピーカ機能付き遮光部材。
2. 前記遮光板が２枚以上回動可能に連結され、それら遮光板の少なくとも１枚に前記加振手段が設けられている請求項１記載のスピーカ機能付き遮光部材。
3. 前記装着手段は、前記遮光板を前記設置面に回動可能に取り付け可能である請求項１又は請求項２記載のスピーカ機能付き遮光部材。
4. 投写型画像形成装置によって生成された画像光が投射されるスクリーンに外光が入射することを防止するための遮光部材であって、
   光学的に不透明な遮光板と、前記遮光板に装着されたスピーカユニットと、前記遮光板を天井面や壁面といった設置面に取り付けるための装着手段とを有し、
   前記遮光板が２枚以上回動可能に連結され、それら遮光板の少なくとも１枚に前記スピーカユニットが装着されているスピーカ機能付き遮光部材。
5. 前記装着手段は、前記遮光板を前記設置面に回動可能に取り付け可能である請求項４記載のスピーカ機能付き遮光部材。

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