KR20160017081A - 스페클을 감소하기 위해 스크린들을 진동시키는 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 스크린을 보다 복잡한 진동 스펙트럼으로 자극함으로써 스페클 문제들을 해소하기 위한 시스템들 및 방법들을 포함한다. 주파수들의 범위는 실제로 높고 낮은 변위의 오버래핑 패턴들의 컬렉션을 제공하여, 상기 스크린의 모든 영역들이 가시적 스페클을 감소하기에 충분한 모션을 갖게 한다. 수용 가능한 스페클은 상기 스크린으로부터 약 15 피트에서 약 15% 콘트라스트 미만, 바람직하게는 약 5% 콘트라스트 미만이 될 수 있다.

Description

스페클을 감소하기 위해 스크린들을 진동시키는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR VIBRATING SCREENS TO REDUCE SPECKLE}

본 출원은 2013년 6월 6일 출원된, 발명의 명칭이 "스페클을 감소하기 위한 스크린 진동"인 미국 가 특허 출원번호 61/832,047(리얼디 참조번호: 363000)에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참조되어 있다.

본 개시는 일반적으로 스크린 진동을 사용하는 공학적 스크린들(engineered screens)에서 스페클(speckle)을 감소하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

코히런트(coherent) 또는 부분적인 코히런트 광 소스들의 사용은, 이들이 더 높은 밝기, 더 양호한 신뢰성, 및 더 큰 색 영역(color gamut)을 달성할 수 있다는 점에서 표준 인코히런트 소스들(램프들)을 넘어 디스플레이 또는 조명에 있어서 이점들을 가질 수 있다. 하지만, 이러한 것으로 증가된 코히런스는 스페클 간섭(speckle interference)의 문제를 일으킨다. 스페클은 관측자 또는 계기에 의해 보여질 수 있는 강도의 변화들을 야기하는 타겟 또는 스크린으로부터 반사하는 광의 간섭에 기인한다. 높은 공간 주파수, 강도 변화들은 디스플레이 또는 이미징 어플리케이션들에 대체로 매우 바람직하지 않다.

본 개시의 한 양태에 따라, 프로젝션 스크린상의 스페클을 감소하는 방법은 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 프로젝션 스크린을 진동시키는 단계를 포함할 수 있으며, 여기에서 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 광범위하게 확산되는 파워를 갖는다. 결과적으로, 스페클은 수용 가능한 레벨 내에서 상기 프로젝션 스크린상에서 완화될 수 있다. 프로젝션 스크린은 예를 들면 음성 코일(voice coil)이 될 수 있는 적어도 하나의 주 트랜스듀서로 진동될 수 있다. 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 파워는 주로 30-500 Hertz의 근접 범위 내에 있을 수 있다. 상기 스페클에 대한 수용 가능한 레벨은 상기 프로젝션 스크린으로부터 대략 15 피트에서 약 15% 콘트라스트 미만이 될 수 있다. 상기 프로젝션 스크린은 고 탄성률 기판을 포함하며, 탄성률은 대략 .4 GPa 보다 크다. 상기 프로젝션 스크린에 진동 소자가 직접적으로 부착될 수 있으며, 대안적으로 상기 진동 소자는 상기 프로젝션 스크린에 부착될 수 있는 설치 패치(mounting patch)에 설치될 수도 있다. 상기 방법은 또한 대략 40 dBm 미만이 될 수 있는 가청 노이즈의 수용 가능한 레벨을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

계속해서, 상기 방법은 프로젝션 스크린 진동을 측정함으로써 주 트랜스듀서 실패를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 스크린 진동은 적어도 하나의 가속도계로 측정될 수 있다. 상기 주 트랜스듀서들에 부가하여 예비 트랜스듀서들(redundant transducers)이 또한 상기 프로젝션 스크린상에 위치될 수 있다. 상기 예비 트랜스듀서들은 적어도 하나의 주 트랜스듀서의 실패가 검출될 때에만 구동될 수 있다. 상기 주 및 예비 트랜스듀서들은 상기 트랜스듀서들로부터 음향 전파(acoustic transmission)를 감소하기 위해 마스킹 뒤에 위치될 수 있다.

본 개시의 다른 양태에 따라, 프로젝션 스크린 시스템은 프로젝션 스크린 및 상기 프로젝션 스크린에 부착된 적어도 하나의 주 진동 소자를 포함할 수 있으며, 상기 진동 소자는 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 상기 스크린을 진동시킨다. 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 광범위하게 확산되는 파워를 가질 수 있다. 또한, 상기 프로젝션 스크린을 진동시키는 것은 스페클을 수용 가능한 레벨로 완화할 수 있다. 상기 프로젝션 스크린은 약 .4 GPa 보다 큰 탄성률을 갖는 고 탄성률 기판을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 주 진동 소자는 음성 코일이 될 수 있는 적어도 하나의 트랜스듀서가 될 수 있다. 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 50-200 Hz의 근접 범위 내에 있을 수 있다. 상기 스페클에 대한 수용 가능한 레벨은 상기 프로젝션 스크린으로부터 약 15 피트에서 대략 15 퍼센트 콘트라스트 미만이 될 수 있다. 상기 적어도 하나의 주 진동 소자는 상기 프로젝션 스크린에 인접하게 직접적으로 설치될 수 있다.

계속해서, 프로젝션 스크린 시스템은 상기 적어도 하나의 주 진동 소자에 부가하여 예비 진동 소자들을 포함할 수 있다. 상기 예비 진동 소자들은 상기 주 진동 소자들 중 적어도 하나의 실패가 검출될 때에만 구동될 수 있다. 상기 적어도 하나의 주 진동 소자로부터 가청 음향 전파를 약화시키기 위해 마스킹(masking)이 위치될 수 있다. 상기 마스킹은 상기 프로젝션 스크린의 전방 및 후방에 위치될 수 있으며, 흡수 물질(absorbing material)을 구비할 수 있다.

첨부된 도면들에서 실시예들이 예시적으로 기술되며, 여기서 동일한 참조 번호들은 유사한 부분들을 나타낸다.

도 1은 본 개시에 따라 스페클을 감소하기 위해 사용되는 스크린 시스템을 도시하는 구성도.
도 2는 본 개시에 따라 스페클을 감소하기 위해 사용되는 또 다른 스크린 시스템을 도시하는 구성도.
도 3은 본 개시에 따라 설치 스트립 상에 설치된 기계적 트랜스듀서를 도시하는 도면.
도 4는 본 개시의 실시예에 따라 기계적 트랜스듀서를 사용하여 스크린 진동의 스펙트럼을 도시하는 구성도.
도 5는 본 개시에 따라 저 및 고 주파수들 양쪽 모두를 약화시키도록 조정된 노이즈 소스의 파워 스펙트럼을 도시하는 구성도.
도 6은 본 개시에 따라 음성 코일 트랜스듀서를 도시하는 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 개시에 따라 음성 코일 및 마운트를 도시하는 도면.

본 개시의 한 양태에 따라, 프로젝션 스크린상의 스페클을 감소하는 방법은 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 프로젝션 스크린을 진동시키는 단계를 포함할 수 있으며, 여기에서 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 광범위하게 확산되는 파워를 갖는다. 결과적으로, 스페클은 수용 가능한 레벨 내에서 상기 프로젝션 스크린상에서 완화될 수 있다. 프로젝션 스크린은 음성 코일이 될 수 있는 적어도 하나의 주 트랜스듀서로 진동될 수 있다. 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 파워는 주로 30-500 Hertz의 근접 범위 내에 있을 수 있다. 상기 스페클에 대한 수용 가능한 레벨은 상기 프로젝션 스크린으로부터 대략 15 피트에서 약 15% 콘트라스트 미만이 될 수 있다. 상기 프로젝션 스크린은 고 탄성률 기판을 포함하며, 탄성률은 대략 .4 GPa 보다 크다. 상기 프로젝션 스크린에 진동 소자가 직접적으로 부착될 수 있으며, 대안적으로 상기 진동 소자는 상기 프로젝션 스크린에 부착될 수 있는 설치 패치에 설치될 수도 있다. 상기 방법은 또한 대략 40 dBm 미만이 될 수 있는 가청 노이즈의 수용 가능한 레벨을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

계속해서, 상기 방법은 프로젝션 스크린 진동을 측정함으로써 주 트랜스듀서 실패를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 스크린 진동은 적어도 하나의 가속도계로 측정될 수 있다. 상기 주 트랜스듀서들에 부가하여 예비 트랜스듀서들이 또한 상기 프로젝션 스크린상에 위치될 수 있다. 상기 예비 트랜스듀서들은 적어도 하나의 주 트랜스듀서의 실패가 검출될 때에만 구동될 수 있다. 상기 주 및 예비 트랜스듀서들은 상기 트랜스듀서들로부터 음향 전파를 감소하기 위해 마스킹 뒤에 위치될 수 있다.

본 개시의 다른 양태에 따라, 프로젝션 스크린 시스템은 프로젝션 스크린 및 상기 프로젝션 스크린에 부착된 적어도 하나의 주 진동 소자를 포함할 수 있으며, 상기 진동 소자는 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 상기 스크린을 진동시킨다. 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 광범위하게 확산되는 파워를 가질 수 있다. 또한, 상기 프로젝션 스크린을 진동시키는 것은 스페클을 수용 가능한 레벨로 완화할 수 있다. 상기 프로젝션 스크린은 약 .4 GPa 보다 큰 탄성률을 갖는 고 탄성률 기판을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 주 진동 소자는 음성 코일이 될 수 있는 적어도 하나의 트랜스듀서가 될 수 있다. 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 대략 50-200 Hz 범위 내에 있을 수 있다. 상기 스페클에 대한 수용 가능한 레벨은 상기 프로젝션 스크린으로부터 약 15 피트에서 대략 15 퍼센트 콘트라스트 미만이 될 수 있다. 상기 적어도 하나의 주 진동 소자는 상기 프로젝션 스크린에 인접하게 직접적으로 설치될 수 있다.

계속해서, 프로젝션 스크린 시스템은 상기 적어도 하나의 주 진동 소자에 부가하여 예비 진동 소자들을 포함할 수 있다. 상기 예비 진동 소자들은 상기 주 진동 소자들 중 적어도 하나의 실패가 검출될 때에만 구동될 수 있다. 상기 적어도 하나의 주 진동 소자로부터 가청 음향 전파를 약화시키기 위해 마스킹이 위치될 수 있다. 상기 마스킹은 상기 프로젝션 스크린의 전방 및 후방에 위치될 수 있으며, 흡수 물질을 구비할 수 있다.

스페클 간섭 또는 스페클의 문제가 공지된 문제이긴 하지만, 단지 다수의 부분적인 해결책들만이 존재한다. 스페클의 측정 및 정의도 또한 공지되어 있다. 스페클은 광 강도의 콘트라스트를 측정함으로써 측정되며, 상기 강도의 평균을 통한 표준 편차로서 정의될 수 있다. 스페클을 어떻게 측정하는지에 대한 예시는 2010년 5월 7일 미국 네바다주의 라스베이거스에서 열린 컨퍼런스 "프로젝터 서미트 2010"에서 코닝 인크.의 Jacques Gollier에 의한 제목이 "스페클 측정 절차"로부터 참조할 수 있다.

스페클의 가시성을 감소하기 위해 시도되고 있는 다양한 방법들이 하기에 기술될 것이다.

일군의 해결책들은 관측자/검출자의 통합 주기에 걸쳐 스페클의 일부가 되게 일시적으로 평균화함으로써 국부적 광학 위상에 대한 변경들을 달성하도록 하나 이상의 디퓨저들(diffusers)을 이동시키는 것을 포함한다. 이러한 것은 일반적으로 미국 특허 번호 5,313,479의 "코히런트 광을 사용하는 스페클 없는 디스플레이 시스템" 및 미국 특허 번호 7,585,078의 "레이저 스페클을 제거할 수 있는 조명 시스템 및 이를 활용하는 프로젝션 시스템"에 기술된다. 상기 디퓨저들은 또한 일부 평균화도 달성하기 위해 몇몇의 회절 요소들을 커버하기에 충분히 큰 진폭으로 진동할 수 있다. 이러한 것은 일반적으로 미국 특허 번호 7,922,333의 "프로젝터, 스크린, 프로젝터 시스템, 및 이미지상의 신틸레이션을 제거하기 위한 신틸레이션 제거 장치"에 기술된다.

스페클을 감소하기 위한 또 다른 일군의 해결책들은 일시적 평균화를 달성하기 위해 미러들(mirrors) 또는 위상 모듈레이터들을 이동하는 것을 사용한다. 이러한 것은 일반적으로 미국 특허 공개 번호 2011/0102748의 "광학 시스템 및 방법", 미국 특허 공개 번호 2010/0053476의 "레이저 광 소스를 디스페클링하기 위한 시스템들 및 방법들" 및 미국 특허 번호 4,155,630의 "랜덤 공간 위상 모듈레이션에 의한 스페클 제거", 및 미국 특허 번호 7,489,714의 "스페클 감소 레이저 및 이를 갖는 레이저 디스플레이 장치"에 기술된다. 이들은 값비싼 이동 부품들 및 위상 모듈레이터들을 사용한다.

또 다른 해결책은 레이저 빔을 "디코어(decoher)"하도록 큰 코어의 길고 매우 높은 개구수(NA)의 멀티모드 파이버를 사용한다. 이러한 것은 일반적으로 미국 특허 공개 번호 2009/0168025의 "디코어된 레이저 광 생성 시스템"에 기술된다. 이러한 시스템은 0.65의 NA를 갖는 12mm 직경의 코어 파이버의 사용을 논의한다. 이러한 큰 파이버는 스페클의 일부 감소를 제공할 수 있지만, 에탕듀(etendue)가 너무 크므로 상기 시스템의 밝기를 파괴한다. 미국 특허 공개 번호 2010/0079848의 "코히런트 광 소스들을 사용하는 디스플레이 시스템들에서의 스페클 감소"에서 일반적으로 설명되고 있는 바와 같이, 매우 긴 멀티모드 파이버를 사용하는 것은 일부 이점들이 될 수도 있지만, 그러한 긴 멀티모드 파이버의 사용은 흡수력(power of absorption)을 감소시킨다. 멀티모드 파이버 스페클 이슈들 및 해결책들은 또한 죠셉 굿맨 저서의 서적 "광학에서의 스페클 현상(SPECKLE PHENOMENA IN OPTICS)" (로버츠 앤 캄퍼니, 2006, 챕터 7)에서 논의된다.

레이저 빔들을 부분들로 분배하고 상기 빔들을 재결합하기 전에 각각의 부분이 상이한 경로 길이 또는 편광(polarization)의 변경을 갖도록 하는 일군의 해결책들이 제안되고 있다. 파이버 번들 또는 스플리터/컴바이너들 또는 렌즈-렛 어레이들(lens-let arrays)의 사용은 미국 특허 공개 번호 2005/0008290의 "레이저 스페클 감소를 위한 정적 방법 및 스페클을 감소하기 위한 장치", 미국 특허 번호 4,360,372의 "스페클 노이즈를 감소하기 위한 파이버 광학 소자", 미국 특허 번호 6,895,149의 "빔 균질화 및 스페클 감소를 위한 장치", 미국 특허 번호 7,379,651의 "레이저 스페클을 감소하기 위한 방법 및 장치", 미국 특허 번호 7,527,384의 "레이저 스페클을 제거하기 위한 조명 시스템 및 이를 사용하는 프로젝션 시스템", 및 미국 특허 번호 7,719,738의 레이저 스페클을 감소하기 위한 방법 및 장치"에서 일반적으로 논의되고 있다. 이들 방법들은 스페클의 일부 감소를 달성하기 위해 값비싼 파이버 번들 또는 렌즈 어레이들 또는 많은 파이버 커플러/스플리터들을 사용한다.

또 다른 일군의 해결책들은 보다 큰 광학 스펙트럼 대역폭들을 갖는 소스들을 활용한다. 이러한 것은 상이한 파장들의 몇몇의 레이저들 또는 다른 수단들을 사용하여 구동 전류를 처핑(chirping)함으로써 달성될 수 있다. 이러한 것은 추가적인 비용을 필요로 하거나 프로젝션 시스템에서 광의 손실을 필요로 한다.

스페클을 완화하기 위한 또 다른 접근법으로서 스크린들의 기계적 변환 또는 회전이 있다. 상기 죠셉 굿맨 저서의 서적 "광학에서의 스페클 현상" (로버츠 앤 캄퍼니, 2006, 챕터 6)에서, 굿맨은 x 또는 y 또는 스크린 회전에서 상기 스크린의 요구된 선형 시프트 레이트를 계산한다. 이들 모션들은 관측자/검출자의 통합 주기 동안 상기 스페클의 일부로 평균하는데 요구되는 프로젝션 방향에 대한 대략적인 법선인 상기 스크린의 평면에 있다. 상기 스크린을 이동함으로써, 광은 실질적으로 상기 스크린의 상이한 부분들과 부딪치고, 이때 스페클 패턴을 변경시킨다. 이러한 것이 상기 검출기의 통합 주기에 비해 빠르게 실행되면(예를 들면, 대충 20Hz 정도), 검출자는 더 낮은 스페클 콘트라스트가 되는 몇몇의 스페클 패턴들의 평균을 보게 될 것이다. 미국 특허 번호 5,272,473의 "감소된-스페클 디스플레이 시스템"은 스페클을 최소화하기 위해 표면 음향파들을 기계적으로 발생시키도록 스크린에 직접적으로 부착된 트랜스듀서를 사용하는 것을 개시한다. 미국 특허 번호 6,122,023의 "비-스페클 액정 프로젝션 디스플레이"는 스크린으로서 크게 산란하는 액정을 사용하고, 스펙클을 완화하기 위해 액정 상태들을 전기적으로 변경한다. 추가적인 해법들은, 미국 특허 번호 6,844,970의 "프로젝션 텔레비전 셋, 스크린들 및 방법", 미국 특허 번호 7,199,933의 "감소된 스페클 노이즈를 갖는 이미지 프로젝션 스크린", 미국 특허 번호 7,244,028의 "레이저 조사된 프로젝션 디스플레이들", 미국 특허 번호 7,342,719의 "감소된 스페클을 갖는 프로젝션 스크린", 및 미국 특허 공개 번호 2010/0118397의 "감소된 레이저 스페클 프로젝션 스크린"에서 일반적으로 논의되는 바와 같이, 스페클을 개선하기 위해 산란 액체 또는 디퓨저 셀들(scattering liquids or diffuser cells)을 스크린으로서 사용한다.

실제로, 일부의 상기 기재된 기술들은 스페클 효과를 완화하기 위해 함께 사용될 수도 있다. 하지만, 상기한 모든 접근법들은 스페클 감소를 달성하기 위한 물리적인 변환 및/또는 추가적인 부품들을 사용하는 것을 수반한다. 이들 추가적인 부품들은 비용을 증가시키고, 밝기를 감소시키며, 신뢰성을 감소시킨다.

본 개시는 디스플레이 및 프로젝션 어플리케이션들에서 스페클을 감소하기 위해 스크린 진동을 사용한다. 대체로, 영화 스크린들은 음향 전파를 위해 천공되고(perforated), 이어서 원하는 크기의 스크린을 만들도록 함께 이어진(seamed) 일반적으로 탄성 폴리염화비닐(PVC)(elastic polyvinyl chloride) 롤 스톡인 고분자 기판으로 이루어져 있다. 이러한 통상의 스크린들은 대체로 0.2-0.6 mm 두께이고, 낮은 영률(Young's modulus)(탄성률)로 탄성적이며, 심한 가소성을 갖고, 매트 질감으로 양각되어 있다. 편광 보존 스크린(polarization preserving screen)을 생성하기 위해, 이러한 탄성 PVC 스크린은 편광 보존 코팅으로 스프레이 된다. 일반적으로 상기 통상의 코딩은 예를 들면 고분자 바인더에 감싸진 볼-가공된 알루미늄 파우더와 같은 일종의 금속 플레이크(metal flake)를 사용한다. 이들 통상의 스크린들은 비교적 무겁고 탄성적이며, 대체로 40-60 MPa의 범위의 낮은 영률을 갖는다.

그 전체가 본 명세서에 참조된 미국 특허 번호 8,072,681에 기술된 바와 같이, 금속화된 양각의 표면을 갖는 공학적 스크린을 활용함으로써 상당한 광학 성능의 개선들이 실현될 수 있다. 상기 공학적 스크린의 적절한 충실도를 위해, 폴리에스테르, PCT 또는 폴리카보네이트(PC)와 같은 더욱 견고한 기판이 사용될 수 있다. 적절한 기판은 .4 Gpa - 6 Gpa의 근접 범위, 바람직하게는 1 Gpa 위인 높은 탄성률(영률)의 기판을 포함할 수 있다. 추가적으로, 제목이 "공학적 안료를 갖는 편광 보존 프로젝션 스크린 및 이를 제작하는 방법"인 공동 소유의 미국 특허 8,169,699에 기술된 바와 같이 질감 금속 플레이크를 형성하도록, 또는 제목이 "공학적 입자를 갖는 편광 보존 프로젝션 스크린 및 이를 제작하는 방법"인 공동 소유의 미국 특허 번호 8,194,315에서 기술된 바와 같이 금속화된 기판을 물리적으로 촙핑(chop)하도록 하이브리드 접근법이 공학적 스크린의 양각된 표면을 사용할 수 있으며, 이들 모두는 그 전체가 본 명세서에 참조되며, 이중 하나는 통상의 스크린 시스템에서 금속 플레이크를 대체하도록 활용될 수 있다. 본 출원에 기술된 시스템들 및 방법들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 제목이 "편광 보존 전방 프로젝션 스크린"인 공동 소유된 미국 특허 번호 7,898,734, 제목이 "편광 보존 전방 프로젝트 스크린 재료"인 미국 특허 번호 8,072,681, 제목이 "편광 보존 전방 프로젝트 스크린 미세구조"인 미국 특허 번호 8,004,758, 및 제목이 "편광 보존 전방 프로젝트 스크린 미세구조"인 미국 특허 번호 8,711,477에 기술된 다른 공동 소유된 프로젝션 스크린 출원들에 유익하게 활용될 수 있으며, 이들 모두는 그 전체가 본 명세서에 참조된다.

이들 공학적 스크린들의 기판들, 및 그에 따른 공학적 스크린들은 보다 가볍고, 통상의 탄성 PVC 스크린들보다 높은 영률을 갖는다. 상기 공학적 스크린 기판들은 PC, PET, 견고한 PVC, 시클로올레핀 등과 같은 어떠한 적절한 고 탄성률 기판도 될 수 있다. 후면 프로젝션 편광 보존 스크린들은 대체로 분산적으로 산란하는 투명 고분자 기판(diffusely scattering transparent polymer substrate), 양각된 투명 기판(embossed transparent substrate), 또는 이들 둘의 조합을 활용한다.

따라서, 높은 탄성률 기판들을 갖는 상기한 새로운 공학적 스크린들에서, 더 높은 주파수 범위로부터 얻어진 진동들은 낮은 탄성률 기판들을 갖는 통상적인 스크린들보다 더 이동할 수 있게 된다. 상기 더 높은 탄성률은 보다 큰 아웃 오브 스크린 평면 성분을 갖는 표면파들이 발생되어 스크린을 가로질러 더욱 두드러지게 전파되도록 한다. 이러한 아웃 오브 평면파는 스크린을 평면으로 움직이는 것보다 스페클을 감소하는데 더욱 더 효과적이다. 부가하여, 넓은 주파수 스펙트럼 및 높은 주파수 스펙트럼 양쪽 모두는 전통적인 스크린들에서 효과적으로 전파되지 않는다. 결과적으로, 가청 노이즈가 되는, 스크린 기판을 통한 효과적인 전파를 위해 더 낮은 주파수들이 상기 전통적인 스크린들에 적용되어야 한다. 더욱이, 표준 비닐 또는 탄성 PVC 기판을 갖는 전통적인 스크린들 상에서 스페클을 감소하기 위해, 더 높은 주파수들은 이들 기판들에서 효과적으로 전파되지 않음에 따라 시스템들은 20-30 Hz 근접 범위의 주파수를 활용하거나 또는 어떠한 낮은 탄성률 기판을 활용한다. 이러한 것은 대체로 10 피트 폭보다 큰 시네마 어플리케이션에서 사용되는 스크린 크기들에 대해 특히 적용된다.

더욱이, 더 높은 주파수들은, 이들이 이들 공학적 스크린들에 걸쳐 더욱 효과적으로 전파하므로, 상기 스크린을 자극(excite)하는데 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시되는 바와 같이, 30-500 Hz 범위의 주파수, 바람직하게는 50-200 Hz 근접 범위의 주파수가 사용될 수 있다. 임의의 실시예들에서는, 상기 주파수 범위는 40-300 Hz 범위에 있을 수 있다. 이들 주파수들은 더 낮은 주파수 범위들보다 보기가 더 어렵고 더 낮은 주파수 범위들보다 스페클 패턴들을 평균화하기가 더 좋은 스크린 내의 모션을 유발하며, 결국 스페클 가시성을 더욱 효과적으로 완화시킨다. 수용 가능한 스페클은 스크린으로부터 약 15 피트에서 약 15% 이하의 콘트라스트, 바람직하게는 약 5% 이하의 콘트라스트가 될 수 있다. 또한, 개시된 시스템들 및 방법들은 도 1을 참조하여 더 기술될 바와 같이, 이미지가 디스플레이되는 스크린의 부분과 접촉하는 또는 그에 부착된 트랜스듀서를 필요로하지 않는다. 달리 설명하면, 트랜스듀서들은 스크린들의 에지 부분에 부착될 수 있거나, 또는 보는 것이 마스킹(masked from viewing)될 수 있는 스크린의 영역에 부착될 수 있다. 트랜스듀서들은 뷰잉 영역 또는 마스크되지 않는 영역 내에 있는 스크린 영역의 전방 또는 후방에 부착되어서는 안 된다. 이러한 것이 유익한 이유는, 스크린의 전방 또는 후방 어느 한쪽 또는 양쪽 상의 뷰잉 영역에 트랜스듀서들을 위치시키는 것은 가시적 가능성을 더 높이게 되기 때문이다. 또한, 트랜스듀서들이 스크린의 전방 또는 후방의 어느 한쪽 또는 양쪽 상의 뷰잉 영역에 위치되어야 한다면, 진동들이 시청자에게 가시적이 될 수 있어 바람직하지 않은데, 이는 주위를 산만하게 하여 시청의 즐거움 또는 이미지 품질을 떨어뜨리기 때문이다.

또한, 양호한 전파 특성을 갖는 스크린의 기계적 자극(mechanical excitation)은 변위가 없거나 거의 없는 "노드들(nodes)"과 관련한 정재파(standing wave)를 발생시킬 수 있다. 이들 낮은 변위의 영역들은 가시적 스페클을 보이며, 이들 스페클의 영역들은 스크린을 가로지르는 파장 전파의 디테일들에 의존하는 패턴에서 나타난다. 이음새 구조(seam structure)의 미세한 차들 또는 부착 메커니즘은 복잡한 정재파 패턴을 유발하게 된다.

또한, 스크린 진동은 가청 노이즈를 일으킬 수 있다. 단일 주파수들 또는 단일 주파수들에 근접한 고조파들에 가까운 진동들은 매우 뚜렷하고 듣기에 용이한 노이즈들을 일으킨다. 수용 가능한 가청 노이즈는 스크린으로부터 약 15 피드에서 약 40 dBm 이하, 바람직하게는 35 dBm 이하가 될 수 있다.

본 개시는 보다 복잡한 진동 스펙트럼으로 스크린을 자극함으로써 상기한 문제들을 해결할 수 있는 시스템들 및 방법들을 포함한다. 주파수들의 범위는 실제로 높고 낮은 변위의 오버래핑 패턴들의 컬렉션을 제공하여, 스크린의 모든 영역들은 가시적 스페클을 줄이기에 충분한 모션을 갖는다. 앞서 설명한 바와 같이, 수용 가능한 스페클은 약 15% 이하의 콘트라스트, 바람직하게는 약 5% 이하의 콘트라스트가 될 수 있다.

또한, 본 개시는 과도한 가청 사운드를 유발하지 않고서 가시적 스페클을 제거하는 데 있어 효과적이 될 수 있는 주파수 범위를 결정하기 위한 시스템들 및 방법들을 포함한다. 한 실시예에서, 초기 스펙트럼은 "화이트(white)" 또는 "핑크(pink)" 노이즈의 넓은 스펙트럼 또는 다른 복잡한 광대역 파형들이 될 수 있다. 상기 넓은 스펙트럼은 이후 스크린의 응답을 모니터링하는 동안 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 높은 및/또는 낮은 패스 필터들로 조절될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 노이즈 소스는 아날로그 전자장치로부터 올 수 있으며, 컴퓨터 프로그램으로부터의 의사-랜덤 노이즈 스트림이 될 수 있다.

대안적인 실시예에서, 스크린 에지들이 스크린 내의 진동 에너지의 일부를 흡수하도록 설치될 수 있다. 이러한 실시예에 따라, 스크린의 에지로부터 이동하는 파들의 반사들을 약화시키도록, 또한 진동으로 간섭의 영역들 또는 정재파들을 최소화하도록 스크린 종단(screen termination)이 댐핑(damp)될 수 있다. 단순한 스프링들보다는 탄성 밴드들(elastomeric bands) 또는 댐핑된 스프링들이 하드웨어를 설치하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 기포 고무 조각들(foam rubber pieces)과 같은 에너지 흡수 구조들이 상기 설치된 하드웨어에 포함될 수 있다.

도 1은 스페클을 감소하기 위한 스크린 시스템을 도시하는 구성도이다. 스크린(100)은 하나 이상의 설치 스트립들(102)을 포함할 수 있다. 상기 설치 스트립들(102)은 스크린(100)에 대해 단단함 및 두께를 부가하며, 상기 스크린(100)의 에지 내의 설치 구멍들(106)로부터 부하를 퍼뜨릴 수 있다. 한 실시예에서, 상기 스크린(100)의 상단과 상기 스크린(100)의 하단에 설치 스트립들(102)이 있을 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 설치 스트립(102)은 상기 스크린(100)의 상단에만 있을 수 있거나, 또는 상기 스크린(100)의 하단에만 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 설치 스트립은 예를 들면 약 4 인치 설치 패치들과 같은 더 작은 패치들로 절단될 수 있으며, 상기 스크린의 상단과 하단에 걸쳐 위치될 수 있다. 부가하여, 설치 패치들은 약 1 인치보다 작게 될 수 있거나 또는 약 15 인치로 넓게 될 수 있다. 일반적으로 이러한 방법들은 2014년 2월 11일 출원된, 제목이 "스크린 재료에 대한 스트레인 경감된 설치 방법"인 예비 특허 출원 번호 61/938,304에 기술되고, 그 전체가 본 명세서에 참조된다.

그로밋(grommeted)될 수 있는 설치 구멍들(106)은 설치 스프링들 또는 코드들이 상기 스크린(100)에 부착될 수 있게 하며, 이후 편리한 방식으로 상기 스크린(100)을 팽팽하게 하여 설치하도록 스크린 설치 프레임에 부착될 수 있게 한다. 스크린의 측면들 상에 설치 스트립들이 역시 사용될 수 있으며, 이는 제목이 "높은 탄성률 시네마 스크린 기판들의 기계적 디자인 및 광학적 이득"인 공동 소유의 미국 출원 번호 61/697,692에 기술되고, 그 전체가 본 명세서에 참조된다.

상기 스크린(100)은 또한 상기 설치 스트립들(102) 상에 설치된 하나 이상의 트랜스듀서들(104)을 포함한다. 한 실시예에서, 이러한 것은 진동들이 스크린(100)을 가로질러 이동하는 범위를 증가시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 그리고 도 2와 관련하여 기술될 바와 같이, 트랜스듀서들은 또한 상기 설치 스트립 또는 설치 패치들에 트랜스듀서들을 설치하는 것과는 대조적으로, 스크린 에지들에 직접적으로 부착될 수 있다.

계속해서 도 1을 참조하면, 진동들은 스크린에 걸쳐 충분히 멀리 이동할 수있어, 트랜스듀서들(104)이 상기 스크린(100)의 에지들 주변에서 다양한 구성으로 부착될 수 있다. 중요한 것으로서, 트랜스듀서들(104)은 이미지가 디스플레이되는 상기 스크린(100)의 전방 또는 후방과 접촉하거나 그에 부착되어서는 안 된다. 다르게 말하면, 트랜스듀서들은 스크린들의 에지들 상에 또는 마스킹되는 스크린 영역에 설치될 수 있다. 스크린 마스킹 뒤에 트랜스듀서들을 위치시키는 것은 또한 노이즈 감소에 유익하다. 대체적인 마스킹은 스크린 설치 스킴, 룸 및 이미지 기하학 구조에 의존하여 약 1 인치로부터 2 피트의 범위가 될 수 있다. 마스킹은 대체로 블랙(black)이며, 플라스틱, 기포, 직물, 울, 금속, 나무 또는 다른 적절한 재료 또는 그들의 어떠한 조합과 같은 노이즈 흡수 및 반사 재료들로 보상될 수 있다. 마스킹은 스크린 프레임에 부착된 및 마스킹될 스크린 부분의 전방으로 스트레치된 와이어 또는 코드로 스크린 에지 또는 에지들의 전방에 위치되거나 매달릴 수 있다. 스크린을 터치하지 않고서 스크린 근방으로 더 가까이 마스킹을 위치시키기 위하여 금속 바 또는 금속 시트가 사용될 수 있어, 스크린에 더 근접하게 사운드 흡수 마스킹을 유지시킨다. 마스킹은 전체 스크린 둘레 또는 에지들에 걸쳐 또는 상기 트랜스듀서 위치들에만 위치될 수 있다. 사운드 감소를 이유로, 스크린의 전방 및 후방에 마스킹이 사용될 수 있다.

더 작은 스크린에 있어, 하나 이상의 진동 트랜스듀서들(104)이 스크린(100)의 하단에 설치될 수 있다. 트랜스듀서들(104)은 상기 설치 스트립(102)을 고정시키고(clamp), 상기 스크린(100)에 상기 트랜스듀서들(104)을 유지시키는 나사들 및 플레이트들을 사용하여 설치될 수 있다. 또 다른 대안은 상기 트랜스듀서들(104)이 상기 설치 스트립(102)에 접속하여 상기 스크린(100)의 금속 프레임에 설치되게 하는 것이다. 대체로, 간격은 상기 설치 스트립(102)에서 4 내지 40 피트 떨어지게 될 수 있다. 상기 설치 스트립(102)이 기계적으로 더욱 견고하기 때문에, 무거운 트랜스듀서들 및/또는 더욱 강력한 스랜스듀서들이 사용될 수 있다. 상기 설치 스트립(102)은 또한 접점으로서 보다는 영역에 걸쳐 상기 스크린(100)에 진동을 더욱 균일하게 연결할 수 있다. (추가적인 플레이트들로 또는 추가적인 플레이트들 없이) 이들을 설치 스트립에 접착함으로써 트랜스듀서들을 설치하는 것 또한 가능하다. 이상적으로는, 상기 설치 하드웨어의 매스가 최소화되어, 진동이 약화되지 않도록 한다. 이들 방법으로 진동 소자들 또는 트랜스듀서들을 패치들에 또는 스크린에 직접 설치하는 것이 상기 트랜스듀서들의 무게에 의존하여 또한 가능하다. 용어, 진동 소자들 또는 트랜스듀서들은 여기에서 제한하고자 하는 것이 아니라 단지 설명의 목적으로 상호 교환가능하게 사용될 수 있다.

트랜스듀서들(104)은 기계적 진동 디바이스들, 오프-축 또는 불균형 모터들, 굴곡 또는 정규 모터들 (선형 모션이나 회전), 압전(piezo-electric), 음성 코일들, 또는 다른 유형의 진동 디바이스들과 같은 기계적 소자들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다. 하지만, 스핀 모터들(spinning motors)이 사용되면, 결과적인 자극들(resulting excitations)은 단일 주파수 또는 고조파가 지배적이 된다. 단일 주파수들 또는 단일 주파수들에 가까운 고조파들에 가까운 진동들은 앞서 설명한 바와 같이 더욱 뚜렷하고 듣기에 용이하게 될 수 있는 노이즈를 유발한다.

도 2는 스페클을 감소하기 위한 또 다른 스크린 시스템을 도시하는 구성도이다. 도 2의 스크린 시스템은 도 1의 스크린 시스템과 유사하지만, 도 2는 설치 스트립을 포함하지 않는다. 스크린(200)은 하나 이상의 설치 패치들(202)을 포함할 수 있다. 상기 설치 패치들(202)은 스크린을 프레임에 부착하기 위한 아이 루프들(eye loops)을 포함할 수 있다. 상기 스크린(200)은 쇼크 코드들(shock cords), 스프링들, 또는 다른 적절한 소자들로 부착될 수 있다. 또한 트랜스듀서들(210)은 도 2에 도시된 바와 같다. 상기 트랜스듀서들(210)은 설치 패치(202), 설치 스트립(도시되지 않음) 상에 설치될 수 있거나, 또는 도 2에 도시된 바와 같이 스크린(200) 상에 직접 설치될 수 있다. 상기 트랜스듀서들(210)은 간격(220)을 가질 수 있다. 상기 트랜스듀서 간격은 스크린 기판의 크기 및 탄성률에 의해 결정될 수 있다. 상기 트랜스듀서 간격은 상기 트랜스듀서로 입력되어 수용 가능한 스페클 감소를 위해 상기 스크린으로 전달되는 신호의 에너지/파워에 의해 결정될 수 있다. 사용될 수 있는 실질적인 에너지/파워는 신뢰성, 파워 전달 능력 등과 같은 트랜스듀서 특성들 및 발생될 수 있는 가청 노이즈에 의해 제한될 수 있다. 일반적으로, 작은 파워를 갖는 더 많은 트랜스듀서들이 떨어져 이격될 수 있으며, 결과적으로 하나의 강력한 드랜스듀서 보다는 더욱 조용하게 동작될 수 있으며, 더 양호한 스페클 억제 결과를 얻게 될 수 있다.

도 3은 설치 스트립(102) 상에 설치된 기계적 트랜스듀서(104)를 도시한다. 도 3은 또한 스크린(100)을 잡아당기는(tension) 밴드들(108)을 포함한다. 한 실시예에서, 스크린 말단은 대역폭 진동들에 대해서 더욱 제한하기 위해 정재파들의 형성을 감소하는 것은 물론 스크린(100)의 에지로부터 이동하는 파들의 반사들을 약화시키도록 댐핑될 수 있다. 따라서, 단일 스프링들 보다는 탄성 밴드들(108) 또는 댐핑된 스프링들이 도 3에 도시된 바와 같이 하드웨어를 설치하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 기포 고무 조각들과 같은 에너지 흡수 구조들이 상기 설치된 하드웨어에 포함될 수 있다. 또한, 상기 설치 하드웨어는 진동이 추가적인 가청 노이즈를 발생하지 않도록 구성될 수 있다. 따라서, 코드들 또는 댐핑된 스프링들이 음향 목적을 위한 일반적인 금속 스프링들 보다 양호하게 기능할 수 있다.

도 4는 기계적 트랜스듀서를 사용하여 스크린 진동의 스펙트럼(400)을 도시하는 구성도이다. 도 4는 높은 탄성률을 갖는 공학적 스크린 상에 발생되는 주파수들을 도시한다. 상기 스펙트럼(400)을 발생하는데 사용된 기계적 트랜스듀서는 가청이며 수용 가능한 노이즈 레벨 위의 고조파들을 생성한다. 달리 말하면, 기계적 트랜스듀서의 파워 또는 에너지는 고조파 주파수들에 집중되며, 바람직하지 않은 가청 노이즈를 생성한다. 특히, 인간의 뇌는, 많은 주파수들에 걸쳐 거의 동일한 양의 및 광범위하게 분산된 양의 파워 스프레드를 용이하게 인식하거나 들을 수 없는 것에 비하여, 집중된 고조파 주파수들 또는 톤들(tones)을 매우 잘 인식 및/또는 듣게 된다.

도 5는 저 및 고 주파수들 양쪽 모두를 약화시키도록 조정된 노이즈 소스의 파워 스펙트럼을 도시하는 구성도이다. 도 5는 x-축 상에 헤르츠를 y-축 상에 정규화된 파워/헤르츠를 나타낸다. 스펙트럼(500)은 트랜스듀서들을 구동하는 전기 신호의 파워 스펙트럼 또는 미리 결정된 주파수 스펙트럼이다. 다시 말해서, 스펙트럼(500)은 트랜스듀서에 제공된 전기 신호의 푸리에 변환이 된다. 일반적으로, 더 높은 주파수들이 듣기에 용이하며, 따라서 바람직하지 않은 더 낮은 주파수들은 정규 스피커와 비견되는 서브 우퍼들과 같은 크고 무거운 트랜스듀서들이 없이는 용이하게 자극하기 어렵고, 일정한 프로젝터 플래쉬 주파수들을 갖는 비팅 효과들(beating effects)을 야기할 수 있다. 이러한 파워 스펙트럼은, 도 5의 스펙트럼을 생성하기 위해 화이트 노이즈 또는 다른 광대역 파형들을 필터링하도록 높은 대역 통과 및 낮은 대역 통과 필터들을 활용함으로써 발생될 수 있다.

또한, 도 5는, 고조파 주파수들에 집중된 파워 또는 에너지 및 주파수 스펙트럼 내에 넓게 확산되지 않은 파워 또는 에너지를 도시하는 도 4와는 대조적으로, 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에 넓게 확산된 파워 또는 에너지를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 일부 주파수들은 이러한 파형에서 더 높은 에너지를 갖지만, 일반적으로 진동 또는 신호의 파형은 많은 주파수들에 걸쳐 스프레딩되거나 넓게 확산된다. 특정 주파수에서의 에너지 양은 대체로 일차적으로 중요한 것은 아니다. 상기 신호는 스페클 감소의 최상의 동작, 최소 사운드 및 최상의 파워 효율을 위해 트랜스듀서의 전달 함수로 조정될 수 있다. 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 30-500 Hz의 근접 범위, 바람직하게는 50-200 Hz의 근접 범위에 있을 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 바람직한 주파수 범위는 40-300 Hz가 될 수 있다.

노이즈 소스는 미리 결정된 주파수 스펙트럼 또는 파워 스펙트럼으로 조정될 수 있으며, 불쾌한 가청 노이즈를 유발하지 않고서 전체 스크린 영역에 걸쳐 스페클의 가시성을 감소하도록 줄어든 높은 및 낮은 주파수들 양쪽 모두를 가질 수 있다. 도 5에 도시된 것과 같은 하나의 예시적인 스펙트럼(500)은 불쾌한 가청 노이즈를 유발하지 않고서 전체 스크린 영역에 걸쳐 스페클의 가시성을 감소하는, 스크린(100)에 부착된 트랜스듀서 또는 트랜스듀서들(104)을 구동하는데 사용될 수 있다. 음성 코일 트랜스듀서(104)을 도 2에 도시된 바와 같이 스크린에 직접적으로 또는 도 1에 도시된 바와 같이 스크린 설치 스트립에 효과적으로 결합하도록 상기 스크린(100)을 양측들상에 고정시키는 경량의 플레이트들이 사용될 수 있다. 대안적인 실시예로서, 압전 디바이스들이 복잡한 파형들로 구동될 수 있다. 주파수들의 범위는 실제로 높고 낮은 변위들의 오버래핑 패턴들의 컬렉션을 제공하여, 스크린(100)의 모든 영역들은 가시적 스페클을 감소하기에 충분한 모션을 갖는다.

트랜스듀서들에 의해 유도된 모션은 z-방향에 있을 수 있으며, 스크린 평면 밖에 있을 수 있다. 이러한 것은 눈에 노출된 통합 시간 동안 다중 스페클 패턴들을 시간 평균함으로써 스크린 평면에서의 모션보다 스페클을 더 양호하게 완화시킬 수 있다. 눈에 노출되는 통합 시간(intergration time of the eye)은 50 밀리초 - 150 밀리초의 근접 범위에 있다. 다수의 트랜스듀서들이 함께 설치될 수 있으며, 동일한 전자장치에 의해 구동될 수 있다. 다수의 트랜스듀서들은 스크린의 상이한 측면들에 또는 스크린의 동일한 측면에 위치될 수 있다. 트랜스듀서들의 상대적인 위상들은 동상에 또는 위상을 벗어나 있을 수 있으며, 임의로 위상이 정해질 수 있다. 여분의 또는 예비의 트랜스듀서들이 주 진동 소자들 또는 주 트랜스듀서들에 부가하여 스크린 상에 위치될 수 있다. 예비 트랜지스듀서들 또는 예비 진동 소자들은, 시스템의 신뢰성을 증가시키기 위한 또 다른 주 트랜스듀서의 실패가 검출될 때에만 활용되거나 구동될 수 있다. 상기 주 트랜스듀서들은 프로젝션 스크린 시스템의 정규 상태에서 구동되는 트랜스듀서들이 될 수 있으며, 이에 반하여 예비 트랜스듀서들은 주 트랜스듀서가 실패할 때에만 구동될 수 있다. 특정의 주 트랜스듀서가 개방 또는 단락될 때 측정되거나 또는 가속도계들의 스크린 진동의 측정에 의해 실패들이 검출될 수 있다. 또한, 하나 이상의 예비 트랜스듀서들이 스크린을 진동시키는 경우에, 이들 예비 트랜스듀서들은 물론 실패에 대해 모니터링될 수 있다. 예비 트랜스듀서들 중 하나가 실패된다면, 그때 또 다른 예비 트랜스듀서가 스크린을 진동시키기 위해 활용될 수 있다.

또한, 본 개시는 과도한 가청 사운드를 유발하지 않고서 가시적 스페클을 제거하는 데 있어 효과적이 될 수 있는 주파수의 거의 정확한 범위를 결정하기 위한 방법들을 제공한다. 이를 달성하기 위한 한 방법은 넓은 스펙트럼의 "화이트" 또는 "핑크" 노이즈로 시작하여, 이후 스크린의 응답을 모니터링하는 동안 소프트웨어 또는 하드웨어로 높고 낮은 패스 필터들을 조절하는 것이다. 노이즈 소스는 아날로그 전자장치로부터 올 수 있으며, 컴퓨터 프로그램으로부터의 의사-랜덤 노이즈 스트림이 될 수 있다. 예시적인 방법에 따라, 노이즈 스트림은 컴퓨터 프로그램에서 발생될 수 있으며, 이후 약 40dBm 미만의 노이즈를 발생하는 것과 같이 만족스러운 결과가 도달될 때까지 음향 필터 값들이 변화될 수 있다. 예시적인 노이즈 스펙트럼은 70Hz의 -3dB 주파수 및 옥타브 당 24dB의 롤-오프(roll-off)를 갖는 저역 필터와 30Hz의 -3dB 주파수로 옥타브 당 24dB의 롤-오프로 고역 필터링된 화이트 노이즈이다. 노이즈 또는 주파수 스펙트럼은 트랜스듀서, 스크린 기판, 스트립 기판의 유형과 상기 트랜스듀서가 스크린에 직접적으로 설치되는지 또는 스크린에 부착된 패치에 설치되는지에 기초하여 변화할 수 있다.

도 6은 도 1의 스크린(100)에 부착된 음성 코일 트랜스듀서(604)를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 양측들로부터 상기 스크린(100)을 고정시키는 경량 플레이트들이 상기 트랜스듀서(604)를 스크린 설치 스트립(102)에 또는 도 1과 관련하여 논의된 바와 같이 상기 스크린에 직접 효과적으로 결합하는데 사용될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 상기 트랜스듀서를 상기 스크린에 고정시키는 경량 플레이트는 활용될 수 있는 더 무거운 클램핑 메카니즘들에 비교했을 때 적은 가청 노이즈를 전파할 수 있다. 결량 플레이트들의 무게는 약 150그램 미만, 바람직하게는 약 50그램 미만이 될 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 음성 코일(710) 및 마운트(720)를 도시한다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 음성 코일과 같은 트랜스듀서들은 여러가지 방식으로 스크린에 설치될 수 있다. 트랜스듀서 또는 진동 소자들은 설치 스트립, 패치 상에, 또는 스크린에 직접 설치될 수 있다. 상기 설치 스트립은 앞서 기술된 바와 같이 스크린을 스크린 프레임에 더 두껍게 설치하기 위한 부착 영역을 만들도록 상기 스크린의 에지의 한 측 또는 양측에 접착된 스트립이 될 수 있다. 접착 또는 기계적 수단에 의해 상기 스크린에 설치될 수 있는 플라스틱 패치가 될 수 있으며, 스프링, 쇼크 코드(shock cord), 코드 또는 스크린을 프레임에 접속하는 다른 디바이스에 상기 스크린을 걸기(hooking) 위한 방법을 포함한다. 트랜스듀서를 설치하는데 사용된 패치는 쇼크 코드 또는 다른 디바이스에 접속하기 위한 방법을 활용할 수 없다. 트랜스듀서는 접착되거나 또는 스크린을 통해 볼트들과 나사들을 사용하는 것과 같이 기계적 수단에 의해 이들 영역들에 설치될 수 있지만, 이들 방법은 대체로 상기 스크린에 손상할 주게 된다.

도 7a 및 도 7b에서, 대안적인 일군의 설치 해법들이 제시된다. 기계적인 마운트가 트랜스듀서를 유지할 수 있어, 이등분된 마운트가 양측들로부터 스크린을 클램핑 또는 프레싱하게 한다. 도 7a는 음성 코일(710) 및 클램핑 마운트(720)인 트랜스듀서를 도시한다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서는 플라스틱으로 만들어지지만 다른 재료들이 사용될 수 있다; 다만, 가벼운 재료들이 대체로 더 양호하다. 또한, 도 7b에는 두 개의 나사들, 볼트들, 너트들, 또는 어떠한 다른 적절한 고정 소자를 사용하여 마운트 클램프가 닫힌 상기 마운트로 삽입된 음성 코일을 도시한다. 볼트들 또는 나사들은 어셈블리가 스크린 둘레 또는 에지들의 어떤 부분에 위치되도록 상기 스크린을 관통할 수 있다. 또한, 상기 어셈블리는 스크린에 구멍이 필요치 않게 되도록 스크린의 에지에 또한 위치될 수 있지만 상기 볼트들은 상기 스크린 밖에 위치된다. 이러한 예에 있어서, 상기 마운트의 나머지가 상기 스크린에 손상을 주지 않으면서 상기 트랜스듀서를 상기 스크린에 유지하도록 상기 스크린을 여전히 클램핑할 수 있다. 이러한 것은 상기 트랜스듀서들이 상기 스크린의 에지 주변의 어디에도 위치될 수 있게 한다. 다수의 트랜스듀서들은 스크린의 크기에 의존하여 스크린 둘레의 어디에도 위치될 수 있으며, 어떠한 실패시 예비용이 될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로" 및 "약(대략)"은 그 대응하는 항목 및/또는 항목들 간의 관련성에 대해 산업적으로 수용되는 허용오차를 제공한다. 그러한 산업적으로 수용되는 허용오차는 제로 퍼센트에서 10 퍼센트의 범위가 되며, 제한적이지는 않지만 성분 값들, 각도들, 등등에 대응한다. 항목들 간의 관련성은 약 제로 퍼센트에서 10 퍼센트의 범위가 된다.

본 명세서에 개시된 원리들에 따른 다양한 실시예들이 상기한 바와 같이 기술되었지만, 이들은 단지 예시적인 것일뿐 제한적이 아니라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 개시의 폭과 범위는 상기 기술된 예시적인 실시예들의 어떠한 것에 의해서도 제한되어서는 안 되며, 청구범위 및 본 개시로부터 설명된 그 등가물들에 의해서만 규정되어야 한다. 더욱이, 상기한 이점들 및 특징들은 기술된 실시예들에서 제공되지만, 상기한 이점들의 일부 또는 전부를 달성하기 위한 프로세스들 및 구조들에 그러한 청구범위의 어플리케이션을 제한하지 않을 것이다.

또한, 본 명세서의 서두는 37 CER 1.77 하의 제안에 따르도록 또는 구조상 단서를 제공하도록 제공되었다. 이들 서두는 본 개시로부터 설명될 수 있는 청구범위에서 설정되어지는 실시예(들)를 제한하거나 특징화하지 않을 것이다. 특히 예를 들면, 서두는 "기술 분야"를 언급하고 있지만, 청구범위는 소위 분야라고 기술하는 이러한 서두에서의 선택된 언어에 의해 제한되지 않아야 한다. 또한 "배경"에 있어서의 기술의 설명은 특정의 기술이 본 개시 내의 어떠한 실시예(들)에 대해 종래 기술인 것으로 허용하는 것으로 해석되어서는 안 된다. "요약"도 또한 청구범위에서 설정된 실시예(들)의 특징으로서 고려되어서는 안 된다. 또한 단수 형태로 있는 "발명"에 대한 본 개시의 어떠한 참조부호도 본 개시에서 신규한 단지 단일 점만이 있을 것을 주장하는데 사용되어서는 안 된다. 다수의 실시예들이 본 개시로부터 발생된 다수의 청구범위의 제한에 따라 제시될 수 있으며, 그에 따라 그러한 청구범위는 실시예(들), 그에 의해 보호되는 그 등가물들을 규정한다. 모든 예에 있어서, 그러한 청구범위의 범위는 본 개시에 비추어 그 자신의 이점으로 고려될 것이며, 앞서 설명된 서두에 의해 제한되어서는 안 된다.

Claims (27)

1. 프로젝션 스크린상의 스페클(speckle)을 감소하는 방법에 있어서:
   미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 프로젝션 스크린을 진동시키는 단계로서, 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 광범위하게 확산되는 파워를 갖는, 상기 진동 단계; 및
   상기 프로젝션 스크린상의 스페클을 수용 가능한 레벨로 완화하는 단계를 포함하는, 스페클 감소 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   적어도 하나의 주 트랜스듀서로 상기 프로젝션 스크린을 진동시키는 단계를 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 주 트랜스듀서는 음성 코일을 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 파워는 주로 30-500 헤르츠의 근접 범위 내에 있는, 스페클 감소 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 스페클에 대한 수용 가능한 레벨은 상기 프로젝션 스크린으로부터 약 15 피트에서 약 15% 콘트라스트 미만인, 스페클 감소 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로젝션 스크린은 또한 고 탄성률 기판을 포함하는, 스페클 감소 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 고 탄성률 기판은 약 .4 GPa보다 큰 탄성률을 갖는, 스페클 감소 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   적어도 하나의 진동 소자를 상기 프로젝션 스크린에 직접적으로 부착하는 단계를 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 스크린을 진동시키는 단계는 약 40dBm 미만의 가청 노이즈의 수용 가능한 레벨을 생성하는 단계를 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
10. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주 트랜스듀서를 설치 패치(mounting patch)에 설치하는 단계를 더 포함하고, 상기 설치 패치는 상기 프로젝션 스크린에 부착되는, 스페클 감소 방법.
11. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로젝션 스크린 진동들을 측정함으로써 주 트랜스듀서 실패를 검출하는 단계를 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    적어도 하나의 가속도계로 프로젝션 스크린 진동들을 측정하는 단계를 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로젝션 스크린상에 예비(redundant) 트랜스듀서들을 위치시키는 단계를 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    적어도 하나의 주 트랜스듀서의 실패가 검출될 때에만 상기 예비 트랜스듀서들을 구동하는 단계를 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
15. 제 1 항에 있어서,
    진동 소자들로부터 음향 전파를 감소하기 위해 마스킹(masking) 뒤에 상기 진동 소자들을 위치시키는 단계를 더 포함하는, 스페클 감소 방법.
16. 프로젝션 스크린 시스템에 있어서:
    프로젝션 스크린; 및
    상기 프로젝션 스크린에 부착된 적어도 하나의 주 진동 소자를 포함하며,
    상기 진동 소자는 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 상기 스크린을 진동시키고, 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼 내에서 광범위하게 확산되는 파워를 가지며, 또한, 상기 스크린을 진동시키는 것은 스페클을 수용 가능한 레벨로 완화하는, 프로젝션 스크린 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프로젝션 스크린은 고 탄성률 기판을 포함하는, 프로젝션 스크린 시스템.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주 진동 소자는 적어도 하나의 주 트랜스듀서를 포함하는, 프로젝션 스크린 시스템.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주 트랜스듀서는 음성 코일을 포함하는, 프로젝션 스크린 시스템.
20. 제 16 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 주파수 스펙트럼은 50-200 Hz 근접 범위 내에 있는, 프로젝션 스크린 시스템.
21. 제 16 항에 있어서,
    상기 스페클에 대한 수용 가능한 레벨은 상기 프로젝션 스크린으로부터 약 15 피트에서 약 15 퍼센트 콘트라스트 미만인, 프로젝션 스크린 시스템.
22. 제 17 항에 있어서,
    상기 고 탄성률 기판은 약 .4 GPa보다 큰 탄성률을 갖는, 프로젝션 스크린 시스템.
23. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주 진동 소자는 상기 프로젝션 스크린에 인접하게 직접 설치되는, 프로젝션 스크린 시스템.
24. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주 진동 소자에 부가하여 예비 진동 소자들을 더 포함하고,
    상기 예비 진동 소자들은 상기 주 진동 소자들 중 적어도 하나의 실패가 검출될 때에만 구동되는, 프로젝션 스크린 시스템.
25. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주 진동 소자로부터 가청 음향 전파를 약화시키도록 위치된 마스킹을 더 포함하는, 프로젝션 스크린 시스템.
26. 제 16 항에 있어서,
    상기 마스킹은 상기 프로젝션 스크린의 전방 및 후방에 위치되는, 프로젝션 스크린 시스템.
27. 제 25 항에 있어서,
    상기 마스킹은 또한 노이즈 흡수 물질을 포함하는, 프로젝션 스크린 시스템.

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