JP2005117267A - Information transmission system, screen apparatus, and manufacturing method of projection screen - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像と上記画像に対応した音声を提供する情報伝達システムに関し、詳しくは、明光下でもプロジェクター光による投影画像が良好に認識できる投影用スクリーンを用いた情報伝達システム、上記投影用スクリーンを備えたスクリーン装置、及び上記スクリーン装置が備える投影用スクリーンの製造方法に関する。 The present invention relates to an information transmission system that provides an image and sound corresponding to the image, and more specifically, an information transmission system using a projection screen that can satisfactorily recognize a projected image by projector light even under bright light, and the projection screen. And a method of manufacturing a projection screen included in the screen device.
一般に、画像表示装置は、音声を出力する音声発生装置と全く異なる位置に独立して配置されるため、音声を含んだ映像コンテンツなどを再生して表示させた場合、音声を発生する対象となる対象画像の表示位置と、音声出力源とが一致しないため、臨場感に欠けてしまうといった問題があった。 In general, an image display device is arranged independently at a position completely different from a sound generation device that outputs sound. Therefore, when video content including sound is reproduced and displayed, the image display device is a target for generating sound. Since the display position of the target image and the audio output source do not match, there is a problem that the sense of reality is lacking.
このような問題を解決するために、例えば、画像表示装置の周囲に音声発生装置を設け、臨場感を高めるといった手法（例えば、特許文献１参照。）や、画像表示素子前面にフィルム型透明スピーカを設け、画像定位に音声定位を一致させる手法（例えば、特許文献２参照。）などが開示されている。 In order to solve such a problem, for example, a sound generation device is provided around the image display device to enhance the sense of reality (for example, see Patent Document 1), or a film-type transparent speaker on the front surface of the image display device. And a method of matching the sound localization with the image localization (see, for example, Patent Document 2) is disclosed.
しかし、特願２０００−５７１６４８号公報として開示されている手法では、音声発生装置が画像表示装置の周囲にしか配置されていないため、中央部分における臨場感に欠けてしまうといった問題がある。 However, the technique disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-571648 has a problem in that the sound generation device is disposed only around the image display device, resulting in lack of realism in the central portion.
また、特開２００１−７８２８２号公報として開示されている手法では、フィルム型スピーカを使用しているため、得られる音声が小さく、且つ、低音域を十分に出すことがでないといった問題や、音声の定位が悪いなどといった問題があり、例えば、大型スクリーンなどでの映画上映などには、全く機能しないといった問題がある。 Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-78282, since a film type speaker is used, there is a problem that the obtained sound is small and the low sound range cannot be sufficiently produced, There is a problem that localization is bad, for example, there is a problem that it does not work at all for movie screening on a large screen or the like.
そこで、本発明は上述したような問題を解決するために案出されたものであり、表示画像の画像定位と、出力音声定位とを一致させて画像及び音声を提供する情報伝達システム、スクリーン装置及びスクリーン装置が備える投影用スクリーンの製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-described problems, and an information transmission system and screen device for providing an image and sound by matching the image localization of a display image with the output audio localization. And a method of manufacturing a projection screen included in the screen device.
上述の目的を達成するために、本発明に係る情報伝達システムは、狭帯域三原色波長域光を投影して画像を表示し、上記画像の１画素よりも十分小さな径の複数の穴が画像表示面全面に開口された投影用スクリーンと、上記投影用スクリーンの上記画像表示面と対向する背面側のそれぞれ異なる位置に、音声出射方向が上記投影用スクリーンとなるように配置した少なくとも４個以上のスピーカとを有するスクリーン装置と、映像信号によって空間変調された上記狭帯域三原色波長域光を上記スクリーン装置が有する上記投影用スクリーンに投影する投影装置と、上記投影装置に上記映像信号を供給し、上記スクリーン装置が有する少なくとも４個以上の上記スピーカに上記映像信号に対応した音声信号を供給する信号供給装置とを備え、上記信号供給装置は、上記投影用スクリーンに表示された上記画像のうち、音声発生をする対象画像が表示された上記投影用スクリーン上の位置近傍に配置されている上記スピーカに対して上記映像信号に対応した音声信号を供給するよう制御する制御手段を有することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, an information transmission system according to the present invention projects an image by projecting light in a narrow band of three primary colors, and a plurality of holes having a diameter sufficiently smaller than one pixel of the image are displayed. At least four or more projection screens arranged at different positions on the projection screen opened on the entire surface and on the back side facing the image display surface of the projection screen so that the sound output direction is the projection screen. A screen device having a speaker, a projection device for projecting the narrowband three primary color wavelength band light spatially modulated by a video signal onto the projection screen of the screen device, and supplying the video signal to the projection device, A signal supply device that supplies an audio signal corresponding to the video signal to at least four or more speakers included in the screen device; The signal supply device converts the video signal to the speaker disposed in the vicinity of the position on the projection screen on which the target image for generating sound is displayed among the images displayed on the projection screen. Control means for controlling to supply a corresponding audio signal is provided.
上述の目的を達成するために、本発明に係るスクリーン装置は、狭帯域三原色波長域光を投影して画像を表示し、上記画像の１画素よりも十分小さな径の複数の穴が画像表示面全面に開口された投影用スクリーンと、上記投影用スクリーンの上記画像表示面と対向する背面側のそれぞれ異なる位置に、音声出射方向が上記投影用スクリーンとなるように配置した少なくとも４個以上のスピーカとを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a screen device according to the present invention projects an image by projecting light in a narrow-band three-primary-color wavelength range, and a plurality of holes having a diameter sufficiently smaller than one pixel of the image are displayed on an image display surface. At least four or more speakers arranged at different positions on the projection screen opened on the entire surface and on the back side of the projection screen facing the image display surface so that the sound emission direction is the projection screen. It is characterized by providing.
上述の目的を達成するために、本発明に係る投影用スクリーンの製造方法は、投影用スクリーンの画像表示面と対向する背面側のそれぞれ異なる位置に、音声出射方向が上記投影用スクリーンとなるように配置した少なくとも４個以上のスピーカを備えるスクリーン装置の上記投影用スクリーンの製造方法であって、基板上に、狭帯域三原色波長域光に対して高反射特性を有し、少なくとも上記狭帯域三原色波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有する光学薄膜と、上記光学薄膜上に、上記狭帯域三原色波長域光に対して高散乱特性を有する光拡散層とを形成する第１の工程と、上記狭帯域三原色波長域光を投影して表示される画像の１画素よりも十分小さな径の複数の穴を、所定の周波数で駆動するパルスレーザ装置から出射されるパルスレーザ光を照射して、上記基板と、上記光学薄膜と、上記光拡散層とを貫通させることで、画像表示面全面に形成する第２の工程とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the projection screen manufacturing method according to the present invention is such that the sound emission direction is the projection screen at different positions on the back side facing the image display surface of the projection screen. A method for manufacturing the projection screen of the screen device including at least four speakers arranged on the substrate, wherein the projection screen has high reflection characteristics with respect to light in a narrow band three primary color wavelength region, and at least the narrow band three primary colors. An optical thin film having a high transmission characteristic with respect to light in the visible wavelength band other than the wavelength band light, and a light diffusion layer having a high scattering characteristic with respect to the light in the narrow band three primary colors in the optical thin film are formed on the optical thin film. A first step and a pulse laser device that drives a plurality of holes having a diameter sufficiently smaller than one pixel of an image displayed by projecting the narrow band three primary color wavelength region light at a predetermined frequency. By irradiating a pulsed laser beam, to the above substrate, and the optical thin film, by penetrating the said light diffusion layer, characterized in that it comprises a second step of forming the image display surface entire.
本発明の情報伝達システム及びスクリーン装置は、画像の１画素よりも十分小さな径の複数の穴が画像表示面全面に開口された投影用スクリーンと、投影用スクリーンの画像表示面と対向する背面側のそれぞれ異なる位置に、音声出射方向が上記投影用スクリーンとなるように配置した少なくとも４個以上のスピーカとを有し、音声発生をする対象画像が表示された投影用スクリーン上の位置近傍に配置されているスピーカに対して上記映像信号に対応した音声信号を供給するよう制御することで、臨場感の高い画像及び音声を提供することを可能とする。 An information transmission system and a screen device according to the present invention include a projection screen in which a plurality of holes having a diameter sufficiently smaller than one pixel of an image are opened on the entire surface of the image display surface, and a back side facing the image display surface of the projection screen. And at least four or more speakers arranged so that the sound output direction is the projection screen, and arranged in the vicinity of the position on the projection screen on which the target image for generating sound is displayed. It is possible to provide a highly realistic image and sound by controlling the speaker to be supplied with an audio signal corresponding to the video signal.
また、上記スピーカを所定の方向への指向性が強い音声を出力する狭指向性スピーカとすることで、臨場感をより一層高めることを可能とする。 In addition, by using the speaker as a narrow directional speaker that outputs sound having strong directivity in a predetermined direction, it is possible to further enhance the sense of reality.
また、投影用スクリーンは、通常のスクリーンに較べて大幅の外光の反射を抑えることができるため、投影用スクリーンに表示される画像のコントラストの低下や外光の映り込みを抑制するとともに、明るい画像を得ることができる。 In addition, since the projection screen can suppress a large amount of reflection of external light as compared with a normal screen, it reduces the contrast of the image displayed on the projection screen and the reflection of external light and is bright. An image can be obtained.
したがって、本発明の情報伝達システム及びスクリーン装置では、映写環境が明るい場合においても、明瞭で臨場感の高い画像及び音声を提供することを可能とする。 Therefore, the information transmission system and the screen device of the present invention can provide clear and highly realistic images and sounds even when the projection environment is bright.
本発明の投影用スクリーンの製造方法は、第１の工程で基板上に形成された光学薄膜と、光学薄膜上の光拡散層とを、上記基板と共に貫通するように、第２の工程で所定の周波数で駆動するパルスレーザ装置から出射されるパルスレーザ光を上記光拡散層から照射して、狭帯域三原色波長域光を投影して表示される画像の１画素よりも十分小さな径の複数の穴を、画像表示面全面に形成することで、バリなどが一切ない、良好な穴を形成することができる。したがって、バリを除去するために要する時間や労力を削減することを可能とし、さらに、空けられた穴も非常に滑らかであることから、音声が良好に通過することを可能とする。 In the projection screen manufacturing method of the present invention, the optical thin film formed on the substrate in the first step and the light diffusion layer on the optical thin film are predetermined in the second step so as to penetrate along with the substrate. A plurality of lasers having a diameter sufficiently smaller than one pixel of an image displayed by projecting narrow band three primary color wavelength light by irradiating a pulse laser beam emitted from a pulse laser device driven at a frequency of By forming the hole on the entire image display surface, it is possible to form a good hole without any burrs. Therefore, it is possible to reduce the time and labor required to remove the burrs, and furthermore, since the vacated holes are very smooth, it is possible to pass sound well.
以下、本発明に係る情報伝達システム、スクリーン装置及び投影用スクリーンの製造方法の発明を実施するための最良の形態を図面を参照にして詳細に説明する。 The best mode for carrying out the invention of an information transmission system, a screen device, and a projection screen manufacturing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図１に、本発明を実施するための最良の形態として示す画像及び音声を提供する情報伝達システムであるＡＶ（Audio and Visual）システム１は、投影された画像を表示する投影用のスクリーンである投影用スクリーン２０と、音声を出力するスピーカ部３０とを備えるスクリーン装置１０と、スクリーン装置１０の投影用スクリーン２０に投影光を投影して画像を表示させるプロジェクター４０と、プロジェクター４０に映像信号を供給し、スクリーン装置１０が備えるスピーカ部３０に音声信号を供給するＡＶサーバ６０とを備える。
FIG. 1 shows an AV (Audio and Visual)
ＡＶサーバ６０は、スクリーン装置１０のスピーカ部３０と音声信号ケーブル６０Ａを介して接続され、プロジェクター４０とも映像信号ケーブル６０Ｂを介して接続されている。
The
まず、スクリーン装置１０について説明をする。図１に示すように、スクリーン装置１０は、プロジェクター４０から投影された映像を表示する投影用スクリーン２０と、スピーカ部３０とを備えている。
First, the
投影用スクリーン２０は、グレーティング・ライト・バルブ（ＧＬＶ：Grating Light Valve,以下ＧＬＶと呼ぶ。）を用いた回折格子型プロジェクターから投影された画像を表示するプロジェクター用スクリーンである。投影用スクリーン２０は、回折格子型プロジェクターの光源である狭帯域三原色光源からの出力光である狭帯域三原色波長域光が投影されることで画像を表示する。
The
図２に示すように、投影用スクリーン２０は、スクリーンの基板となるスクリーン基板２１上に狭帯域三原色波長域光を選択的に反射する帯域フィルタとして機能する光学薄膜である選択反射膜２２が形成されている。さらに、この選択反射膜２２上には、投影用スクリーン２０の視野角を広げるための光拡散層２３が形成されている。なお、図示しないが、光拡散層２３上には、保護膜を形成していてもよい。
As shown in FIG. 2, the
狭帯域三原色光源とは、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）のように波長の広がりが数十ｎｍもある様な光源ではなく、波長の広がりが数ｎｍ程度である光源を意味し、主としてレーザ光源を意味する。狭帯域三原色光源からの出力光は、波長の広がりが非常に少ないため、狭帯域三色光源を用いることにより、他の種類の光源と比較して鮮明な画像を形成することができる。 Narrow-band three-primary-color light source is not a light source with a wavelength spread of several tens of nanometers, such as a light emitting diode (LED), but a light source with a wavelength spread of several nanometers. Means light source. Since the output light from the narrow band three primary color light source has a very small wavelength spread, a clear image can be formed by using the narrow band three color light source as compared with other types of light sources.
後で、詳細に説明をするプロジェクター４０は、狭帯域三色光源を備えた回折格子型のプロジェクターである。
The
スクリーン基板２１は、スクリーンの支持体となるものであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリオレフィン（ＰＯ）などのポリマーにより構成することができる。また、スクリーン基板２１は、黒色塗料などを含有させることにより黒色に形成されている。このようにスクリーン基板２１の色を黒色とすることにより、スクリーン基板２１自体が光吸収層として機能し、後述するように選択反射膜２２を透過した光をスクリーン基板２１が吸収するため、選択反射膜２２の透過光の反射を防ぐことができる。 The screen substrate 21 serves as a support for the screen, and may be composed of a polymer such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyolefin (PO), or the like. it can. The screen substrate 21 is formed in black by containing black paint or the like. By making the color of the screen substrate 21 black in this way, the screen substrate 21 itself functions as a light absorption layer, and the screen substrate 21 absorbs light transmitted through the selective reflection film 22 as will be described later. Reflection of light transmitted through the film 22 can be prevented.
これにより、より確実に狭帯域三原色波長域光のみを反射光として得ることが可能となり黒レベルを高め、コントラストを向上させることが可能となる。 As a result, it is possible to more reliably obtain only the narrow-band three primary color wavelength region light as the reflected light, thereby increasing the black level and improving the contrast.
また、スクリーン基板２１を用いる代わりに、スクリーン基板２１の表側に黒色塗装を施した構成としてもよく、この場合は、黒色塗装が光吸収層として機能し、選択反射膜２２を透過した光を反射させずに吸収して黒レベルを高め、コントラストを向上させることができる。 In addition, instead of using the screen substrate 21, the front side of the screen substrate 21 may be configured to be painted black. In this case, the black coating functions as a light absorption layer and reflects light transmitted through the selective reflection film 22. Absorption without increasing the black level and improving the contrast.
選択反射膜２２は、高屈折材料により形成された誘電体薄膜である高屈折率層と、低屈折率材料により形成された誘電体薄膜である低屈折率層とを交互に重ねてなるものである。
この選択反射膜２２の各層の屈折率をｎ、各層の膜厚をｄとしたとき、各誘電体薄膜の光学的厚みｎｄが狭帯域三原色光源からの出力光である狭帯域三原色波長域光の各波長λに対して、下記の式（１）の条件を満たすように構成されている。
The selective reflection film 22 is formed by alternately stacking a high refractive index layer that is a dielectric thin film formed of a high refractive material and a low refractive index layer that is a dielectric thin film formed of a low refractive index material. is there.
When the refractive index of each layer of the selective reflection film 22 is n and the film thickness of each layer is d, the optical thickness nd of each dielectric thin film is the light of the narrow band three primary color wavelength range light that is the output light from the narrow band three primary color light source. Each wavelength λ is configured to satisfy the condition of the following formula (1).
ｎｄ＝λ（α±１／４） （αは自然数）・ ・ ・（１） nd = λ (α ± 1/4) (α is a natural number) (1)
すなわち、選択反射膜２２は、高屈折率層と、低屈折率層とが交互に重ねられ、各層の光学的厚みｎｄを所定の値に一致させてなるものである。ここで、光学的厚みｎｄは、１．４６２μｍ〜１．４６７μｍの範囲とされることが好ましい。 That is, the selective reflection film 22 is formed by alternately stacking a high refractive index layer and a low refractive index layer and matching the optical thickness nd of each layer to a predetermined value. Here, the optical thickness nd is preferably in the range of 1.462 μm to 1.467 μm.
そして、選択反射膜２２は、このような条件を満たす波長位置に、狭帯域三原色光源からの出力光である狭帯域三原色波長域光に対する高反射特性を有する反射帯が形成される。 The selective reflection film 22 is formed with a reflection band having high reflection characteristics with respect to narrowband three primary color wavelength band light, which is output light from the narrowband three primary color light source, at a wavelength position satisfying such conditions.
この反射帯が形成されることにより、この選択反射膜２２では狭帯域三原色光源からの出力光である狭帯域三原色波長域光が透過することなく反射される。 By forming this reflection band, the selective reflection film 22 reflects the light in the narrow band three primary color wavelength region, which is the output light from the narrow band three primary color light source, without passing through.
また、選択反射膜２２は、この反射帯以外の波長帯域の光に対しては高透過特性を有する。すなわち、選択反射膜２２は、狭帯域三原色波長域光を選択的に反射し、これ以外の波長帯域の光を選択的に透過させる狭帯域三原色波長帯域フィルタとしての機能を有する。 Further, the selective reflection film 22 has high transmission characteristics with respect to light in a wavelength band other than the reflection band. That is, the selective reflection film 22 has a function as a narrow band three primary color wavelength band filter that selectively reflects light in the narrow band three primary color wavelength band and selectively transmits light in other wavelength bands.
したがって、投影用スクリーン２０は、このような選択反射膜２２を備えることにより、狭帯域三原色光源からの出力光である狭帯域三原色波長域光を選択的に反射するが、これ以外の波長帯域の光を選択的に透過させることができる。そして、選択反射膜２２を透過した光は、上述したように光吸収層として機能するスクリーン基板２１により反射されることなく吸収されるため、反射帯で反射された狭帯域三原色波長域光のみを反射光として取り出すことが可能である。
Therefore, the
また、この投影用スクリーン２０は、選択反射膜２２を備えることにより狭帯域三原色波長域の光を反射するため、ユーザは、この投影用スクリーン２０に映写された画像の反射画像を観視することになり、すなわち、投影用スクリーン２０に映写された画像の反射光のみを見ることになる。しかし、投影用スクリーン２０での反射光が反射スペキュラー成分のみである場合には、視野が限られるなど、ユーザにとって非常に不利になってしまう。
In addition, since the
そこで、投影用スクリーン２０は、光拡散層２３を備えることにより、散乱反射光を捉えることができるように構成する。
Therefore, the
光拡散層２３は、所定の波長帯域の光、すなわち狭帯域三原色光を選択的に拡散するように構成されている。すなわち、光拡散層２３は、狭帯域三原色波長域光に対して光散乱特性を有している。 The light diffusion layer 23 is configured to selectively diffuse light in a predetermined wavelength band, that is, narrowband three primary color light. That is, the light diffusion layer 23 has a light scattering characteristic with respect to light in a narrow band three primary color wavelength region.
これにより、投影用スクリーン２０は、外光に起因したコントラストの低下や外光の映り込みなどの不具合を防止することができる。したがって、映写環境が明るい場合においても明瞭な画像を得ることができる。
Thereby, the
選択反射膜２２上に光拡散層２３を設けた構成とすることにより、光拡散層２３を通過し、選択反射膜２２で反射した光が、再び光拡散層２３を通過する。このとき、選択反射膜２２で反射した光は、光拡散層２３を通過する際に拡散されるため、反射スペキュラー成分以外の散乱反射光を得ることができる。 With the configuration in which the light diffusion layer 23 is provided on the selective reflection film 22, the light that has passed through the light diffusion layer 23 and reflected by the selective reflection film 22 passes through the light diffusion layer 23 again. At this time, since the light reflected by the selective reflection film 22 is diffused when passing through the light diffusion layer 23, scattered reflected light other than the reflection specular component can be obtained.
そして、投影用スクリーン２０からの反射光としては、反射スペキュラー成分と、散乱反射光とが存在することになるため、ユーザは、反射スペキュラー成分以外にも散乱反射光を見ることが可能となり、視野特性が大幅に改善される。その結果、ユーザは、自然な画像を視認することができる。
Since the reflected specular component and the scattered reflected light are present as the reflected light from the
また、散乱反射光は、選択反射膜２２で反射された光が拡散されたものである。そして、選択反射膜２２では、所定の波長域の光、すなわち狭帯域三原色波長域光のみが反射されるため、散乱反射光も狭帯域三原色波長域光のみとなる。 Further, the scattered reflected light is obtained by diffusing the light reflected by the selective reflection film 22. Since the selective reflection film 22 reflects only light in a predetermined wavelength range, that is, light in the narrow band three primary color wavelength range, the scattered reflected light is also only in the narrow band three primary color wavelength range light.
したがって、投影用スクリーン２０に外光が入射した場合においても、狭帯域三原色波長域光以外の光は、散乱反射光とならないため、光拡散層２３の作用に起因してコントラストの低下や外光の映り込みが発生することなく、良好な視野特性を得ることができる。
Therefore, even when external light is incident on the
上述したように、光拡散層２３上には、保護膜が形成されていてもよい。この保護膜は、光学的、すなわち帯域フィルタとしての機能はなく、光拡散層２３や選択反射膜２２を外部から保護するためのものである。 As described above, a protective film may be formed on the light diffusion layer 23. This protective film is optical, that is, has no function as a bandpass filter, and is intended to protect the light diffusion layer 23 and the selective reflection film 22 from the outside.
スクリーン装置１０では、投影用スクリーン２０の背面に、スピーカ部３０が設けられているため、スピーカ部３０から出力される音声の音質低下を防止するため、所定のサイズの穴を投影用スクリーン２０全面に渡って複数空けることになる。
In the
この穴は、投影用スクリーン２０上に投影される画像の１画素よりも十分小さいサイズである、直径０．１μｍ〜３ｍｍ程度とする。スピーカ部３０から出力された音声は、この穴を通過できるため音質の低下を抑制することができる。
This hole has a diameter of about 0.1 μm to 3 mm, which is sufficiently smaller than one pixel of an image projected on the
再び、図１に戻りＡＶシステム１の構成について説明をする。スピーカ部３０は、図１では、図面の都合上２個しか示していないが、少なくとも４個以上の狭指向性スピーカ３１が、投影用スクリーン２０の背面全てを覆うように配置されている。
Returning to FIG. 1 again, the configuration of the
スピーカ部３０が、少なくとも４個以上備える狭指向性スピーカ３１は、例えば、一般的に知られるパラメトリックアレイを使った狭指向性スピーカが使用可能である。具体的には、狭指向性スピーカ３１は、図３に示すようにスピーカユニット３２として複数の発音体３３の集合を備えており、この発音体３３がＡＶサーバ６０から供給される音声信号を再生し発音することになる。発音体３３から発せられる狭指向性の音声信号には、人間の可聴域音以外の超音波域（例えば、４０ｋＨｚ）の音が含まれており、狭指向性スピーカ３１の前面方向に可聴音と同時に発信される。狭指向性スピーカ３１から発生られた音は、非常に鋭い指向性を持ち、ビーム状の音場を形成することになる。
As the narrow
このような、狭指向性スピーカ３１は、音の広がり、つまり、水平度や垂直度が小さいため、従来型のスピーカと比較して音の定位に優れている。
Such a narrow
一例として、図４に示すように投影用スクリーン２０の背面に、全く同一の６個の狭指向性スピーカ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを配置したスクリーン装置１０の様子を示す。
As an example, a state of the
また、図５に、図４において、ＡＡ線で切断したスクリーン装置１０の断面図を示す。狭指向性スピーカ３１ｂ，３１ｅは、スピーカユニット３２が、それぞれキャビネット３４内に設置された構成となっている。このように、スピーカユニット３２をキャビネット３４内に設置することで、各スピーカユニット３２で発生した音が分散することを回避し、音の指向性の低下を防止する。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
スピーカユニット３２をキャビネット３４に設置する場合には、図５に示すように、キャビネット３４内に空洞３４Ａ，３４Ｂが形成されるように設置する。これにより、大音量での出力が可能となる。また、各スピーカユニット３２は、投影用スクリーン２０に接触し、当該スピーカユニット３２の十分な振動が妨げられ、音質の低下を招いてしまうことがないように、キャビネット３４内に設置させる。
When the
なお、スクリーン部３０が備えるスピーカは、狭指向性スピーカ３１に限定されることなく、従来から一般的に使用されている音声を出力するものであればどのようなスピーカであってもよく、例えば、コーン型スピーカなどを用いれば、大音量で音域の広い音声を出力することができる。
In addition, the speaker with which the
次に、プロジェクター４０について説明をする。プロジェクター４０は、上述したようにＧＬＶを用いた回折格子型プロジェクターであり、図６に示すように赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ出射する光源として第１のレーザ発振器４１ｒ、第２のレーザ発振器４１ｇ、第３のレーザ発振器４１ｂを備えている。これら、レーザ発振器は、各色の光を出射する半導体レーザ素子や、固体レーザ素子によって構成することができる。
Next, the
この第１のレーザ発振器４１ｒ、第２のレーザ発振器４１ｇ、第３のレーザ発振器４１ｂから出射されるレーザ光は、それぞれ波長６４２ｎｍの赤色レーザ光、波長５３２ｎｍの緑色レーザ光、波長４５７ｎｍの青色レーザ光である狭帯域三原色波長域光である。
The laser beams emitted from the first laser oscillator 41r, the second laser oscillator 41g, and the
プロジェクター４０は、各レーザ発振器によって出射された光の光路上に、それぞれ、赤色用コリメータレンズ４２ｒ、緑色用コリメータレンズ４２ｇ、青色用コリメータレンズ４２ｂを備えている。各コリメータレンズは、各レーザ発振器から出射された光を平行光とし、後段のシリンドリカルレンズ４３に入射させる。シリンドリカルレンズ４３に入射された光は、ＧＬＶ４４に集光される。
The
一般にＧＬＶは、各種の半導体製造技術によって基板上に複数の微小なリボンが形成されてなる。そして、各々リボンは、圧電素子などによって自在に上昇又は下降することができる。このように構成されたＧＬＶは、各リボンが動的に駆動され、所定の波長域の光を照射されることによって、全体として位相型の回折格子（グレーティング）を構成している。すなわち、ＧＬＶは、光が照射されることによって±１次（もしくはさらに高次）の回折光を発生する。 In general, the GLV is formed by forming a plurality of minute ribbons on a substrate by various semiconductor manufacturing techniques. Each ribbon can be freely raised or lowered by a piezoelectric element or the like. The GLV configured as described above forms a phase type diffraction grating (grating) as a whole by dynamically driving each ribbon and irradiating light in a predetermined wavelength range. That is, the GLV generates ± first-order (or higher-order) diffracted light when irradiated with light.
そこで、このようなＧＬＶに対して光を照射し、０次の回折光を遮光しておくことにより、ＧＬＶの各リボンを上下に駆動することによって回折光を点滅させて、画像を表示させる。 Therefore, by irradiating light to such a GLV and blocking the 0th-order diffracted light, each ribbon of the GLV is driven up and down to blink the diffracted light and display an image.
ＧＬＶ４４は、図７に示すように、基板５１上に複数の微小なリボン５２が形成されている。各リボン５２は、駆動用の電気回路や配線などにより構成された駆動部５３を備え、この駆動部５３により、基板５１の主面に対して上昇又は下降自在に駆動される。
As shown in FIG. 7, the
また、ＧＬＶ４４において、各リボン５２は、一次元的に配設されており、リボン列を構成している。リボン列は、入射される光の波長域毎に複数配設されている。
In the
具体的には、例えば、図７において、ＧＬＶ４４は、赤色光、緑色光、及び青色光の３色の光が入射されるように構成されており、これらの光が入射される位置に、それぞれ赤色用リボン列５４ｒ、緑色用リボン列５４ｇ、青色用リボン列５４ｂが互いに平行となる位置に並んで配設されている。
Specifically, for example, in FIG. 7, the
各リボン列は、各リボンが独立して駆動可能とされており、それぞれ、任意の位相分布を生成することができる。したがって、ＧＬＶ４４は、入射された赤色光、緑色光、及び青色光に対して、それぞれ赤色用リボン列５４ｒ、緑色用リボン列５４ｇ、及び青色用リボン列５４ｂにより各色毎に独立して任意の一次元の波面を生成することができる。
In each ribbon row, each ribbon can be driven independently, and an arbitrary phase distribution can be generated. Therefore, the
したがって、ＧＬＶ４４は、入射された３色の光をそれぞれ赤色用リボン列５４ｒ、緑色用リボン列５４ｇ、青色用リボン列５４ｂによって空間的に変調し、任意の一次元の波面として反射する。すなわち、ＧＬＶ４４は、空間変調器としての機能を果たしている。
Therefore, the
再び、図６に戻りプロジェクター４０の構成について説明をする。ＧＬＶ４４で空間変調され反射された光は、再び、シリンドリカルレンズ４３に入射し、平行光として後段の第１の体積型ホログラム素子４５ａと、第２の体積型ホログラム素子４５ｂに入射される。
Returning to FIG. 6 again, the configuration of the
第１の体積型ホログラム素子４５ａ、第２の体積型ホログラム素子４５ｂは、例えば、第１の体積型ホログラム素子４５ａによって赤色光ＷＲを回折させるとともに、第２の体積型ホログラム素子４５ｂによって青色光ＷＢを赤色光ＷＲと同一の方向に回折させる。
For example, the first volume hologram element 45a and the second
また、第１の体積型ホログラム素子４５ａ、第２の体積型ホログラム４５ｂは、緑色光ＷＧを回折せずに直進して透過させ、赤色光ＷＲと同一の方向に出射させるようにする。このようにして、ＧＬＶ４４によって変調された３色の光を合波して一定の方向に出射する。
Further, the first volume hologram element 45a and the
そして、第１の体積型ホログラム素子４５ａ、第２の体積型ホログラム素子４５ｂによって合波された光は、ガルバノミラー４６によって所定の方向に走査され、投影レンズ４７を介して投影用スクリーン２０に投影される。
The light combined by the first volume hologram element 45a and the second
このようにして、プロジェクター４０は、スクリーン装置１０の投影用スクリーン２０に対してカラー画像を表示させることができる。
In this way, the
続いて、ＡＶサーバ６０について説明をする。ＡＶサーバ６０は、音声を伴った映像コンテンツを再生し、音声信号をスピーカ部３０に、映像信号をプロジェクター４０に供給する。ＡＶサーバ６０で再生された音声信号は、当該ＡＶサーバ６０で増幅されてスピーカ部３０の各狭指向性スピーカ３１に供給されることになる。
Next, the
ＡＶサーバ６０は、スピーカ部３０が備える少なくとも４個以上の狭指向性スピーカ３１に供給する音声信号を、プロジェクター４０から投影用スクリーン２０に投影される画像に応じて切り替える制御を行う。
The
具体的には、プロジェクター４０から投影用スクリーン２０に投影される画像のうち、音声発信源とされる対象画像が投影されている投影用スクリーン２０上の位置から、あたかも音声が発生しているかのように、ＡＶサーバ６０は、音声信号を供給する狭指向性スピーカ３１を切り替えることになる。
Specifically, out of the images projected from the
例えば、図４に示すように、投影用スクリーン２０の背面に６個の狭指向性スピーカ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆが配置されてスピーカ部３０を形成している場合を考える。プロジェクター４０から、投影用スクリーン２０に投影された画像のうち音声発信源とされる対象画像が、狭指向性スピーカ３１ａが配置されている投影用スクリーン２０上の位置に投影されているとすると、ＡＶサーバ６０は、狭指向性スピーカ３１ａに音声信号を供給するように切り替える。また、音声発信源とされる対象画像が移動する場合も、その移動方向に応じて、ＡＶサーバ６０は、音声信号を供給する狭指向性スピーカ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ又は３１ｆを順次切り替えるように制御する。
For example, as shown in FIG. 4, a case is considered in which six narrow
このように、ＡＶサーバ６０の制御により、音声発信源とされる対象画像が投影用スクリーン２０に投影される位置と、実際に音声を発信する狭指向性スピーカ３１の位置とが一致するため、臨場感のあふれた映像及び音声を提供することができる。
As described above, the
また、スピーカ部３０を構成するスピーカは全て狭指向性スピーカであるため、音の広がり、つまり、水平度や垂直度が小さいため、従来型のスピーカを使用した場合よりも臨場感を高めることができる。
In addition, since all the speakers constituting the
続いて、実施例として、上述したスクリーン装置１０を構成する投影用スクリーン２０を作製し、スピーカ部３０から出力される音を通過させるための穴を実際に空ける際の工程を示す。
Subsequently, as an example, a process for producing the
まず、投影用スクリーン２０を作製する。本実施例において作製するスクリーンを投影用スクリーン７０と呼ぶ。図８に示すように作製する投影用スクリーン７０のサイズは１００インチ（横×縦：２０００ｍｍ×１５００ｍｍ）とした。
First, the
投影用スクリーン７０は、スクリーン基板として膜厚約２００μｍでポリカーボネイト（ＰＣ）製のプラスチックフィルム７１が用いられる。このプラスチックフィルム７１上に、狭帯域三原色波長域光のみを選択的に反射する選択反射膜７２を膜厚が１μｍとなるようにスパッタリングする。次に、選択反射膜７２で反射された光を拡散し、視野角を広げるための厚さ約１００μｍで樹脂製の拡散フィルム７３を選択反射膜７２上に貼り付ける。
In the
実施例では、このような投影用スクリーン７０を用意し、以下に示す手法でスピーカからの音を通過させるための穴をレーザ光を用いて開けた。
In the embodiment, such a
まず、図８に示すように、投影用スクリーン７０を、プラスチックフィルム７１を下にして、穴空け装置のＸＹステージ８１に載置する。ＸＹステージ８１は、穴を空ける対象を載置してＸＹ平面上を自由に移動することができる移動ステージであり、図示しない制御部の制御によって載置した投影用スクリーン７０がレーザ光によってスキャンされるように動作する。
First, as shown in FIG. 8, the
穴空け装置において、穴空けに用いられるレーザ光は、例えば、ランプ励起型の固体レーザであるパルスＹＡＧレーザ８２よって発振される約０．０１ｍＪ以上のレーザパワーを持つ、パルスレーザ光の第４高調波（波長２６６ｎｍ）が用いられる。 In the drilling device, the laser beam used for drilling is, for example, the fourth harmonic of the pulsed laser beam having a laser power of about 0.01 mJ or more oscillated by the pulsed YAG laser 82 which is a lamp-pumped solid state laser. Waves (wavelength 266 nm) are used.
パルスレーザ光を用いるのは、投影用スクリーン７０上に一定間隔で穴を空ける場合、移動式ステージであるＸＹステージ８１をスキャンさせながら、所定の繰り返し間隔で加工をし、穴空け工程にかかる時間を短縮させるためである。
The pulse laser beam is used in the case where holes are formed on the
例えば、連続発振ＣＷレーザの場合、レーザ光を照射した後、ＸＹステージ８１をスキャンするための作業時間が大幅に増加してしまう。また、そのままスキャンさせ続けると、穴同士がつながって、線になってしまうといった問題があるからである。 For example, in the case of a continuous wave CW laser, the work time for scanning the XY stage 81 after irradiating the laser beam significantly increases. Moreover, if the scanning is continued as it is, there is a problem that the holes are connected to form a line.
また、２６６ｎｍの第４高調波を用いるのは、スクリーン基板であるポリカーボネイト製のプラスチックフィルム７１が、２６６ｎｍにてほぼ１００％の吸収率を有するため、より低いレーザパワーでの加工ができるからである。
The fourth harmonic of 266 nm is used because the
投影用スクリーン７０に空けられた穴の径は、投影される画像の画素サイズと、投影用スクリーン７０のスクリーンサイズとによって決定される。大幅な目安としては１画素の１／１０程度の径で投影用スクリーン７０上に穴を空けると、投影される画像に影響を及ぼすことがない。
The diameter of the hole formed in the
例えば、１００インチの投影用スクリーン７０でＵＸＧＡ（Ultra eXtended Graphic Array：１６００×１２００）で規定される画素数の画像を投影する場合には、１画素のサイズは１２５０μｍ角となるため、その約１／１０である１００μｍが穴の径となる。
For example, when an image having the number of pixels defined by UXGA (Ultra eXtended Graphic Array: 1600 × 1200) is projected on a 100-
このように、穴の径は、投影用スクリーン７０のサイズと、投影する画像の画素サイズによって相対的に決まることになる。
As described above, the diameter of the hole is relatively determined by the size of the
投影用スクリーン７０上に空ける穴の間隔（穴のピッチ）は、任意であるが上述したように投影される画像に影響がないように画素サイズの１０倍以上の間隔とし、例えば、図９（ａ），（ｂ）に示すように投影用スクリーン７０において１００μｍの径の穴７４を空けた場合には、２０ｍｍ程度の間隔とするのが望ましい。図９（ａ）は、投影用スクリーン７０の平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す領域７３Ａを拡大した図である。
The interval between holes (the pitch of the holes) on the
穴の径を１００μｍとし、穴と穴との間隔が２０ｍｍとなるような複数の穴を投影用スクリーン７０に形成するには、パルスＹＡＧレーザ８２を１００Ｈｚ（１秒間に１００回のレーザ照射）で駆動した場合、５００ｍｍ／秒のスキャン速度でＸＹステージ８１をスキャンさせると、投影用スクリーン７０の横方向の加工時間が１秒かかるため、投影用スクリーン７０全てをスキャンするには約３００秒が必要となった。
In order to form a plurality of holes on the
このようにして１００インチの投影用スクリーン７０に、１００μｍ系の穴を無数に空けることにより、投影用スクリーン７０の背面に配置した狭指向性スピーカ３１からの音の定位が向上することになる。
In this way, by making countless 100 μm holes in the 100-
図１０に、上述のようにして穴を空けた投影用スクリーン７０の背面に６つの狭指向性スピーカ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを設置した様子を示す。この場合、例えば、左上の狭指向性スピーカ３１ａから発生した音は、プラスチックフィルム７１、選択反射膜７２、拡散フィルム７３を介さずに加工した穴から放射されるため、音の定位（方向性）を乱さずに、ユーザの左耳に到達するため、投影用スクリーン７０左上に位置する音の発生位置を正確に認識することができる。
FIG. 10 shows a state in which six narrow
一方、図１１に示すように、投影用スクリーン７０と同様にプラスチックフィルム７１、選択反射膜７２、拡散フィルム７３を備えるが穴を空けていないスクリーン９０に、同じ様に背面に６つの狭指向性スピーカ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを設置したものを用意する。
On the other hand, as shown in FIG. 11, a
この場合、スクリーン９０の左上の狭指向性スピーカ３１ａから発生した音は、プラスチックフィルム７１、選択反射膜７２、拡散フィルム７３を介するため、音がそれらの障害物に吸収され、定位が乱れることになる。したがって、左上の狭指向性スピーカ３１ａから出力された音の定位は歪められ、ユーザの右耳にも到達してしまうため、スクリーン９０上の音声発生位置を確定することは非常に困難となってしまう。
In this case, since the sound generated from the narrow directional speaker 31a at the upper left of the
パルスＹＡＧレーザ８２によるパルスレーザ光によって、投影用スクリーン７０の全面に渡って、投影用スクリーン７０を貫通する穴を形成することで、例えば、金型を使用して穴を空けた場合や、工作機械などを使用して穴を空けた場合などに形成されてしまう、いわゆるバリなどが一切なくなるため、バリを除去するために要する時間や労力を削減できる。また、空けられた穴も非常に滑らかであることから、投影用スクリーン７０を音声が良好に通過するといった利点がある。
By forming a hole penetrating the
なお、本実施例では、ＸＹステージ８１上に、プラスチックフィルム７１を下にして投影用スクリーン７０を載置し、拡散フィルム７３側からレーザ照射をするようにしているが、本発明はレーザの照射方向に限定されるものではなく、プラスチックフィルム７１側からレーザ照射をした場合も同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the
１ ＡＶ（Audio and Visual）システム、１０ スクリーン装置、２０ 投影用スクリーン、３０ スピーカ部、３１ 狭指向性スピーカ、４０ プロジェクター、６０ ＡＶサーバ 1 AV (Audio and Visual) System, 10 Screen Device, 20 Projection Screen, 30 Speaker Unit, 31 Narrow Directional Speaker, 40 Projector, 60 AV Server
Claims (7)
映像信号によって空間変調された上記狭帯域三原色波長域光を上記スクリーン装置が有する上記投影用スクリーンに投影する投影装置と、
上記投影装置に上記映像信号を供給し、上記スクリーン装置が有する少なくとも４個以上の上記スピーカに上記映像信号に対応した音声信号を供給する信号供給装置とを備え、
上記信号供給装置は、上記投影用スクリーンに表示された上記画像のうち、音声発生をする対象画像が表示された上記投影用スクリーン上の位置近傍に配置されている上記スピーカに対して上記映像信号に対応した音声信号を供給するよう制御する制御手段を有すること
を特徴とする情報伝達システム。 A projection screen in which narrow band three primary color wavelength band light is projected to display an image, and a plurality of holes having a diameter sufficiently smaller than one pixel of the image are opened on the entire image display surface, and the image of the projection screen A screen device having at least four or more speakers arranged at different positions on the back side facing the display surface so that the sound emitting direction is the projection screen;
A projection device that projects the narrowband three primary color wavelength band light spatially modulated by a video signal onto the projection screen of the screen device;
A signal supply device for supplying the video signal to the projection device, and supplying an audio signal corresponding to the video signal to at least four or more speakers of the screen device;
The signal supply device outputs the video signal to the speaker disposed in the vicinity of the position on the projection screen on which a target image for generating sound is displayed among the images displayed on the projection screen. An information transmission system comprising control means for controlling to supply an audio signal corresponding to the above.
を特徴とする請求項１記載の情報伝達システム。 The information transmission system according to claim 1, wherein the at least four speakers are narrow directional speakers that output sound having strong directivity in a predetermined direction.
上記光学薄膜上に、上記狭帯域三原色波長域光に対して高散乱特性を有する光拡散層とを備えること
を特徴とする請求項１記載の情報伝達システム。 The projection screen has a high reflection characteristic with respect to the narrow band three primary color wavelength band light, and an optical thin film having a high transmission characteristic with respect to at least visible wavelength band light other than the narrow band three primary color wavelength band light,
The information transmission system according to claim 1, further comprising: a light diffusion layer having high scattering characteristics with respect to the narrow-band three primary color wavelength band light on the optical thin film.
上記投影用スクリーンの上記画像表示面と対向する背面側のそれぞれ異なる位置に、音声出射方向が上記投影用スクリーンとなるように配置した少なくとも４個以上のスピーカとを備えること
を特徴とするスクリーン装置。 A projection screen in which narrow band three primary color wavelength region light is projected to display an image, and a plurality of holes having a diameter sufficiently smaller than one pixel of the image are opened on the entire image display surface;
A screen device comprising: at least four or more speakers arranged in different positions on the back side facing the image display surface of the projection screen so that the sound output direction is the projection screen. .
を特徴とする請求項４記載のスクリーン装置。 The screen device according to claim 4, wherein the at least four or more speakers are narrow directional speakers that output sound having strong directivity in a predetermined direction.
上記光学薄膜上に、上記狭帯域三原色波長域光に対して高散乱特性を有する光拡散層とを備えること
を特徴とする請求項４記載のスクリーン装置。 The projection screen has a high reflection characteristic with respect to the narrow band three primary color wavelength band light, and an optical thin film having a high transmission characteristic with respect to at least visible wavelength band light other than the narrow band three primary color wavelength band light,
The screen device according to claim 4, further comprising: a light diffusion layer having high scattering characteristics with respect to the narrow band three primary color wavelength region light on the optical thin film.
基板上に、狭帯域三原色波長域光に対して高反射特性を有し、少なくとも上記狭帯域三原色波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有する光学薄膜と、上記光学薄膜上に、上記狭帯域三原色波長域光に対して高散乱特性を有する光拡散層とを形成する第１の工程と、
上記狭帯域三原色波長域光を投影して表示される画像の１画素よりも十分小さな径の複数の穴を、所定の周波数で駆動するパルスレーザ装置から出射されるパルスレーザ光を照射して、上記基板と、上記光学薄膜と、上記光拡散層とを貫通させることで、画像表示面全面に形成する第２の工程とを備えること
を特徴とする投影用スクリーンの製造方法。
A method for manufacturing the projection screen of a screen device comprising at least four or more speakers arranged at different positions on the back side facing the image display surface of the projection screen so that the sound output direction is the projection screen. Because
On the substrate, an optical thin film having a high reflection characteristic with respect to light in a narrow band three primary color wavelength band, and a high transmission characteristic for light in the visible wavelength band other than at least the narrow band three primary color wavelength band light, and the optical thin film A first step of forming a light diffusion layer having a high scattering characteristic with respect to the narrow band three primary color wavelength region light;
By irradiating a plurality of holes having a diameter sufficiently smaller than one pixel of an image displayed by projecting the narrow band three primary color wavelength region light with a pulse laser beam emitted from a pulse laser device driven at a predetermined frequency, A method for producing a projection screen, comprising: a second step of forming the substrate, the optical thin film, and the light diffusing layer through the entire surface of the image display surface.
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