JP4630436B2

JP4630436B2 - 投影スクリーン

Info

Publication number: JP4630436B2
Application number: JP2000283300A
Authority: JP
Inventors: 克彦梅田; 崇川島
Original assignee: Jamco Corp
Current assignee: Jamco Corp
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP2002090887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型スピーカーを組み込んだ投影スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、投影画像から音が出る効果を狙って、映画投影スクリーンにスピーカーの振動板を兼ねさせた装置があった。
スクリーンを振動板とした場合、ステレオ効果を狙ったり、幾つかのスピーカーに音域を分担させる場合、音響的にはスクリーンを分割して振動させることが望ましいが、スクリーンを分割すると画質が低下するので、スクリーンフィルムを分割せずに、スクリーンフィルムの裏面に、それぞれの音域を分担する振動板を貼り付け、個々の振動板を加振器によって駆動する方式が採られている。
【０００３】
図９は、従来作られているスクリーンに振動を与えてスピーカーとしての機能を持たせた製品の断面図である。
全体を符号１０で示す従来のスクリーンは、剛性の高い金属等でつくられるフレーム１２の支持パネル１４を取り付け、支持パネル１４の適宜位置に低音域用の加振器１６を鉄フレーム１７により支持し、その振動板１８をスクリーンフィルム３０の裏面に接着してある。同様に、中高音域用の加振器２０を鉄フレーム２１により支持し、その振動板２２をスクリーンフィルム３０の裏面に接着してある。
【０００４】
他の方法として、映画投影スクリーンフィルムに小穴をあけ、スクリーン後方に設置したスピーカーからスクリーンを透過させて音を投射し、画面から音が出ていると感じさせる装置があったが、この方式は、全体の構成が大型となる欠点がある。
【０００５】
図１０は、この方式の原理図を示している。
全体を符号５０で示す投影スクリーン装置は、剛性を持つフレーム６２により小穴のあいたスクリーンフィルム７０を支持し、投影機からの画像Ｐ_１を写す。
スクリーンフィルム６０の背面には、スピーカーセット７０が配設され、音声Ｓ_１を出力する。
いずれの装置も大がかりのため、業務用として利用されているが、一般家庭での利用は一部に限定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、音質特性、音量特性ともに優れたスピーカーを組み込んだ映像投影スクリーンを薄型に構成して、設置場所の狭い一般家庭、航空機、車両、船舶内などに装着可能とすることである。
航空機、車両などに装着する場合には、要求される耐火性を確保するとともに乗客や乗員の手や身体から振動板を隔離して保護することも課題である。
【０００７】
投影スクリーンを薄型とするため、支持する構造をパネル構造とし、平面振動板を持つスピーカーを組み込む方法が考えられるが、薄型に構成するためには、平面振動板の支持構造を振動板に近接して配設することが必要となる。平面振動板近くに大面積の平面支持構造を配すると、振幅の大きい低音域では振動板の振動が作る空気の圧力上昇によって振動板の振動が抑制されて低音特性が劣化し、中高音域においては平面支持構造による音響反射が音質を劣化させる。
スクリーン全体を薄型にするために、通常のパネルを支持構造とした実験では、これらの干渉現象による音質低下が発生して満足する結果は得られなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、課題を解決するための基本的な手段として、投影スクリーン全体を１枚のパネル状として平面型スピーカーを内蔵する構成としたが、支持構造パネルとスクリーンパネルに音響透過性を持たせることによって、前記の干渉現象による音質劣化の問題を解決した。
【０００９】
支持構造パネルに平面型振動板と加振器からなるスピーカーを配設し、スピーカーの発する音をスクリーンを透過させ、画像から音が出る効果を達成した。さらに、低音を補うためスクリーンを音響透過性のあるパネル構成とし、加振器でスクリーン全面を振動させて低音域スピーカーの機能を持たせた。この場合、中高音域はスクリーンパネルの内側に設置した複数個の平面振動板に分担させるが、これらの発する音は、スクリーンパネルを透過して出てくるので、スクリーンを分割する必要はない。
【００１０】
平面支持構造の積層パネルは、メッシュ状（金網状）に織ったガラス繊維を開口率の大きなハニカムコアに張り付けて構成した。
具体的には、パネル表裏面の材料にはガラス繊維で作った糸束（３，０００本）をピッチ３ミリのメッシュ状に織った布地を使用して音響透過性を確保している。ガラス繊維には、接着のためのエポキシ樹脂を含浸させた材料を使い、芯材にはセルサイズが３．２ミリのアラミッドペーパー製ハニカムコアを使用し、両表面材と芯材は繊維に含浸させた接着樹脂を加熱、加圧して接着している。
【００１１】
ガラス繊維の糸束は、接着樹脂が加熱硬化すると強い圧縮強度を示すので、パネルとして高い曲げ剛性値を示し、構造パネルとして満足な結果を得た。
本発明での支持構造パネルの厚さは１２ミリを標準とした。
【００１２】
ガラス繊維に替えて、炭素繊維を用いると更に高強度あるいは軽量化を達成できる。また、芯材にはハニカムコアに替えてロール状、波状のコアも使用できる。
平面型スピーカーでは、音質、音量を確保するために振動板を分割振動させずに一体振動させるため、軽量で高い曲げ剛性と捻り剛性が要求される。
【００１３】
本発明では、中高音域用振動板として不燃性樹脂のポリイミッドフィルムとアラミッドペーパー製ハニカムコアで作った積層パネル構造として、振動板に必要な剛性を保ったまま軽量化を実現して音響特性を確保し、航空機に要求される耐火性を満足させた。
【００１４】
スクリーンパネルを振動させて低音域振動板を兼ねさせる場合では、さらに高い曲げ剛性と捻り剛性が必要となるので、表層材として１，０００本（１Ｋ）の炭素繊維の３軸織り（繊維方向が０°、６０°、１２０°）を使い、ハニカムコアと積層したパネルを試作した結果、軽量で曲げと捻り剛性の高いスクリーンパネルを得ることができ、低音域スピーカーとしても優れた特性を得た。
【００１５】
スクリーンフィルムは、音響透過性を持たせるために無数の小穴を開けて開口率を確保した。
小穴の穴径と数を変えることにより現実的には２２％程度までの開口率を確保できるが、実験では、音響効果を得るために必要な小穴の開口率は８％程度であることが確かめられ、８％程度であれば、満足な映像が楽しめることも確認できたので、本発明では画質確保の観点から８％に留めた。
３軸織りの布地は目付けを加減することにより、８％以上の開口率を確保できるので、音響透過性を持つ支持構造パネルとして使用することもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の投影スクリーンパネル装置の全体構造を示す斜視図、図２は断面図である。
全体を符号１００で示す投影スクリーンパネル装置は、アーム１２０によりピン１３０で回転自在に支持されるフレーム１１０を有し、フレーム１１０内に投影スクリーンパネル２００が取付けられる。
【００１７】
投影スクリーンパネル２００は、支持パネル２２０の表面に小穴のあいたスクリーンフィルム２１０が貼着された構造を有する。この支持パネル２２０は、ハニカム構造のメッシュパネルが使用される。
支持パネル２２０の所定の位置には、音声信号を受けて振動を発生する加振器２５０が配設され、加振器２５０は振動板２６０を駆動することにより、スピーカーとして機能する。
【００１８】
振動板２６０の外側は、保護及び化粧を兼ねるパネル２４０で覆われる。この保護・化粧パネル２４０は、支持パネル２２０と同様のハニカム構造のメッシュパネルが使用され、厚さを薄く形成されている。
支持パネル２２０と保護・化粧パネル２４０の間の振動板２６０以外の部分には、適宜のスペーサ２３０が充填される。
【００１９】
図３は、支持パネル２２０の構造を示す平面図、図４は断面図である。
支持パネル２２０は、ハニカムコア材２２４を芯部材として、その両面に表面部材２２２と裏面部材２２６を接着剤２２７で接着した構造を有する。
ハニカムコア材２２４は、例えばアラミッド繊維材料をハニカムコア形成したものが用いられる。
【００２０】
表面部材２２２と裏面部材２２６は、ガラス繊維のメッシュ材でつくられる。
具体的には、ガラス繊維で作った糸束（３，０００本）をピッチ３ミリメートルのメッシュとして織った布地にエポキシ樹脂を接着樹脂として含浸させたものである。この接着樹脂はメッシュ材２２２，２２６とハニカムコア２２４との接着剤２２７として機能する。この接着は両面部材２２２，２２６とハニカムコア材２２４を加熱、加圧して接着している。
芯部材のより具体的な構造としては、セルサイズが３．２ミリのアラミッドペーパー製ハニカムコアを使用し、両表面材と芯材は繊維に含浸させた接着樹脂を加熱、加圧して接着している。
【００２１】
ガラス繊維の糸束は、接着樹脂が加熱硬化すると強い圧縮強度を示すので、パネルとして高い曲げ剛性値を示し、構造パネルとして満足な結果を得た。
本発明での支持構造パネルの厚さは１２ミリを標準とした。
ガラス繊維に替えて、炭素繊維を用いると更に高強度あるいは軽量化を達成できる。また、芯材にはハニカムコアに変えてロール状、波状のコアも使用できる。
【００２２】
図５は、振動板２６０の構造を示す平面図、図６は断面図である。
振動板２６０は、ハニカムコア材２６４を芯部材として、その両面に表面部材２６２と裏面部材２６６を接着剤２６７で接着した構造を有する。
ハニカムコア材２６４は、例えば、アラミッド繊維材料をハニカムコアに形成したものが用いられる。
【００２３】
平面型スピーカーでは、音質、音量を確保するために振動板を分割振動させずに一体振動させるため、軽量で高い曲げ剛性と捻り剛性が要求される。
本発明では、中高音域用振動板として不燃性樹脂のポリイミッドフィルムとアラミッドペーパー製ハニカムコアで作った積層パネル構造として、振動板に必要な剛性を保ったまま軽量化を実現して音響特性を確保し、航空機に要求される耐火性を満足させた。
【００２４】
更に高い曲げ剛性、捻り剛性を求められる場合、ポリイミドフィルムに代えて炭素繊維の織布を表面部材に用いることができる。
表面部材２６２と裏面部材２６６は、等方性を持った材料が望ましいので、本実施の形態では炭素繊維を３軸織りした織物が用いられる。
３軸織りの織布は繊維方向が、従来、振動板にも積層材料として使われてきた０°、９０°の織布と異なり、０°、６０°、１２０°となっていて等方性を持っているので、厚さを持たせた積層構造の表裏層に適用することによって優れた捻り剛性を得ることができる。
【００２５】
本実施例にあっては、スクリーンの支持構造パネルが乗客や乗員の手や身体から振動板が隔離されているので、航空機や車両等の狭い空間に装備するのに適している。
【００２６】
次に、図７は本発明の他の実施例に係る投影スクリーンパネルの構造を示す断面図である。
投影スクリーンパネル２００ａは、支持パネル２２０に取付けられた加振器２５０の振動板２６０をスクリーンフィルム２１０側に向けて配設される。スクリーンフィルム２１０はメッシュパネル２４０に貼着されて、装備される。支持パネル２２０とメッシュパネル２４０の間には、スペーサ２３０が充填されて支持パネル２２０の表面には、化粧紙２８０が貼着される。
【００２７】
この構成により、投影スクリーンパネルを使用しないときには、フレーム１１０をアーム１２０に対してピン１３０を利用して反転させて、化粧紙２８０側を表面にしておくことができる。
メッシュパネル２２０および２４０とスクリーンフィルム２１０は、音響透過性を有するので、投影影像と音響を良好に再生することができる。
【００２８】
図８は、本発明の他の実施例を示す断面図である。
全体を符号２００ｂで示す投影スクリーンパネルは、支持パネル２２０に取付けられた中高音域用加振器２５０を有し、中高音域用振動板２６０を駆動する。支持パネル２２０に取付けられた低音域用加振器３００は、接続部３１０を介してメッシュパネル２４０ａに接続される。このメッシュパネル２４０ａは低音域用振動板とスクリーンパネルとを兼用するものであって、メッシュパネル２４０ａの表面には小穴のあいたスクリーンフィルム２１０が貼着される。
【００２９】
低音域用振動板では面積が大きくなり、高い曲げ剛性と捻り剛性が必要となるので、表層材として炭素繊維を３軸織りとした布地を使用したハニカムパネル２２０ａの振動板が効果を発揮する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によって、複数の平面振動板スピーカーを内蔵した５０，６０インチサイズの影像投影スクリーンを、３センチ程度の厚さに作ることができ、重量も軽減できたので、装着場所選定の自由度が高く、一般家庭での使用も可能となった。
特に乗客、乗員などの手や身体が触れる航空機、車両、船舶内に装備する製品として、実施の形態１の構造であれば、支持構造パネルがスピーカーの振動板を乗客や乗員から隔離しているので、スクリーンを乗客の至近距離に装着することも可能となり航空機用として要求される耐火性も確保することができた。
【００３１】
一般家庭用あるいは業務用の製品では、実施の形態３の構造を採用することにより、スクリーン全面を低音域振動板として低音域特性を改善したスクリーンパネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投影スクリーンの斜視図。
【図２】スクリーンの断面図。
【図３】本発明における積層パネルの平面図。
【図４】図３の断面図。
【図５】本発明における３軸織りの布地を使用したハニカムパネルの振動板の構成図。
【図６】図５の断面図。
【図７】平面スピーカーをスクリーンパネルによって保護する構成を持つ投影スクリーンの断面図。
【図８】スクリーンパネルを振動させ、低音域スピーカーの機能を持たせた形態の断面図。
【図９】従来の平面型スピーカーの裏面を示す図。
【図１０】従来の投影スクリーンの説明図。
【符号の説明】
１００投影スクリーンパネル装置
１１０フレーム
１２０アーム
２００投影スクリーンパネル
２１０スクリーンフィルム
２２０支持パネル
２５０加振器
２６０振動板

Claims

平面型スピーカーとスクリーンを重ね合わせた投影スクリーンであって、
平面型スピーカーは、ハニカム材を芯材として、その両面にガラス繊維又は炭素繊維をメッシュ状に織った布地の表面材を接着した支持パネルと、支持パネルに取り付けた加振器により駆動されるハニカムコア材を芯材とし、その両面にガラス繊維又は炭素繊維をメッシュ状に織った布地の表面材を接着した振動板を備え、
スクリーンは、音響透過性を有するスクリーンフィルムをメッシュ状のハニカムパネルに貼り付けたスクリーンパネルで構成され、スクリーンパネルを振動板に対向して配設したことを特徴とする投影スクリーン。
支持パネルに低音域専用の加振器を配設し、スクリーンフィルムをメッシュ状のハニカムパネルに貼り付けたスクリーンパネルを振動させて低音域の音響をスクリーン全面から直接放射することを特徴とする請求項１記載の投影スクリーン。
ハニカムコア材は、アラミッドペーパー材をハニカム状に成形した材料であることを特徴とする請求項１又は２記載の投影スクリーン。