專(zhuān)利名稱(chēng)：投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝載了由在寬頻帶內(nèi)能夠產(chǎn)生一定高聲壓的超聲波轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器的投影儀。
背景技術(shù)：
以往，由于投影儀主要在會(huì)議等中作演示時(shí)使用，因此不必在投影儀主體上特別設(shè)置揚(yáng)聲器。這是因?yàn)?，演講者親自對(duì)投影儀放映在屏幕上的數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明，該說(shuō)明作為聲音信息，通過(guò)麥克風(fēng)從會(huì)場(chǎng)的揚(yáng)聲器傳播出去。
但是，由于今后DVD等的普及和大屏幕引領(lǐng)的趨勢(shì)，可以預(yù)想到在家用市場(chǎng)、文教娛樂(lè)市場(chǎng)等中利用的場(chǎng)合會(huì)增加。作為大屏幕映像裝置而使用投影儀時(shí)，各家庭和教室需要配備音響系統(tǒng)。但是，在這些應(yīng)用場(chǎng)合中，一般不具備用來(lái)設(shè)置立體聲環(huán)繞系統(tǒng)或5.1ch環(huán)繞系統(tǒng)的空間和進(jìn)行設(shè)備布置的時(shí)間，而且成本也很高。因此，投影儀在作為家庭影院和學(xué)習(xí)教材等的工具方面幾乎沒(méi)有利用價(jià)值。
因此，考慮將收錄機(jī)中使用的揚(yáng)聲器安裝在投影儀的主體內(nèi)，但是，如果將普通的揚(yáng)聲器安裝到投影儀內(nèi)，則由于體積不足，不能提供足夠的音響。另外，即使在投影儀的主體內(nèi)設(shè)置揚(yáng)聲器，并且從中發(fā)出聲音，也會(huì)產(chǎn)生如下的問(wèn)題映出的映像是在屏幕的位置，其與聲音的發(fā)生源的位置不同，因此，無(wú)論如何都使人感覺(jué)到不協(xié)調(diào)。
另外，還提出了將利用超聲波轉(zhuǎn)換器的超聲波揚(yáng)聲器安裝在投影儀內(nèi)的方案(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)，圖8表示以往的超聲波揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)。超聲波揚(yáng)聲器具有產(chǎn)生可聽(tīng)頻帶信號(hào)的可聽(tīng)頻率波振蕩源81、生成載波的載波振蕩源82、調(diào)制器83、功率放大器84、以及超聲波轉(zhuǎn)換器85。
在上述結(jié)構(gòu)中，利用從可聽(tīng)頻率波振蕩源81輸出的信號(hào)，通過(guò)調(diào)制器83，對(duì)從載波振蕩源82輸出的超聲波頻帶的載波進(jìn)行調(diào)制，并使用由功率放大器84放大的調(diào)制信號(hào)對(duì)超聲波轉(zhuǎn)換器85進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果，利用超聲波轉(zhuǎn)換器85將上述調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為有限振幅級(jí)的聲波，該聲波被發(fā)射到媒介中(空氣中)，并根據(jù)媒介(空氣)的非線性效應(yīng)再現(xiàn)原來(lái)的可聽(tīng)頻帶的信號(hào)音。
在該情況下，可聽(tīng)頻帶的再現(xiàn)信號(hào)的再現(xiàn)范圍為從超聲波轉(zhuǎn)換器85朝向放出軸方向的波束狀的范圍。
此處，以往的超聲波揚(yáng)聲器使用的超聲波轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)如圖9所示。以往的超聲波轉(zhuǎn)換器作為振動(dòng)元件通常是使用壓電陶瓷的諧振型。圖9所示的超聲波轉(zhuǎn)換器作為振動(dòng)元件，使用壓電陶瓷，進(jìn)行電信號(hào)至超聲波、超聲波至電信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)換(超聲波的發(fā)送和接收)。圖9(A)所示的雙壓電晶片型超聲波轉(zhuǎn)換器由2個(gè)壓電陶瓷91、92、錐形器93、外殼94、引線95、96、以及聲膜97構(gòu)成。壓電陶瓷91、92互相貼合，在其貼合面和相反面上分別連接有引線95和引線96。
另一方面，圖9(B)所示的單壓電晶片型超聲波轉(zhuǎn)換器由1個(gè)壓電陶瓷101、外殼102、引線103、104、內(nèi)部布線105、以及玻璃片106構(gòu)成。壓電陶瓷101通過(guò)內(nèi)部布線105與引線103連接，同時(shí)，外殼102接地。
諧振型超聲波轉(zhuǎn)換器存在如下缺點(diǎn)由于是利用壓電陶瓷的諧振現(xiàn)象，所以超聲波的發(fā)送和接收的特性只在其諧振頻率周邊的比較窄的頻帶內(nèi)良好，因此音質(zhì)較差。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平11-262084號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于以上情況而提出的，其目的在于提供一種通過(guò)使用由在寬頻帶內(nèi)能夠產(chǎn)生一定高聲壓的超聲波轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器，不需要以往必需的龐大的音響系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)使用立體聲環(huán)繞系統(tǒng)或5.1ch環(huán)繞系統(tǒng)等所獲得的音響效果，且便于移動(dòng)的投影儀。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明之1的投影儀的特征在于，具有超聲波揚(yáng)聲器，用于再現(xiàn)可聽(tīng)頻帶的信號(hào)音，由能夠振蕩輸出寬頻帶音響信號(hào)的超聲波轉(zhuǎn)換器構(gòu)成；和投影儀主體，包括將映像投影到投影面上的投影光學(xué)系統(tǒng)，上述超聲波揚(yáng)聲器與投影儀主體構(gòu)成一體。
另外，本發(fā)明之2的投影儀的特征在于，超聲波揚(yáng)聲器與投影儀主體構(gòu)成一體，該超聲波揚(yáng)聲器，用于輸出作為可聽(tīng)頻帶信號(hào)音的再現(xiàn)信號(hào)，其具有信號(hào)源，生成可聽(tīng)頻帶的信號(hào)波；載波供給單元，生成并輸出超聲波頻帶的載波；調(diào)制單元，用上述信號(hào)波對(duì)上述載波進(jìn)行調(diào)制；以及超聲波轉(zhuǎn)換器，在從該調(diào)制單元輸出的調(diào)制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)將該調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為有限振幅級(jí)的聲波而能夠振蕩輸出向媒介中發(fā)射的寬頻帶音響信號(hào)，該投影儀主體具有映像生成單元，生成映像；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，將該映像生成單元所生成的映像投影到投影面上。
另外，本發(fā)明之3的投影儀的特征在于，在本發(fā)明之1或2的投影儀中，上述超聲波轉(zhuǎn)換器的聲波發(fā)射面為平面形狀。
另外，本發(fā)明之4的投影儀的特征在于，在本發(fā)明之1～3中任意一項(xiàng)的投影儀中，構(gòu)成設(shè)置在上述投影儀主體上的光學(xué)系統(tǒng)并將映像投影到投影面上的投影儀鏡頭的光軸與超聲波轉(zhuǎn)換器的聲波發(fā)射面的法線方向一致。
另外，本發(fā)明之5的投影儀的特征在于，在本發(fā)明之1～4中任意一項(xiàng)的投影儀中，上述超聲波轉(zhuǎn)換器被固定設(shè)置在上述投影儀主體上，并且位于在其前面上述投影儀主體或者投影儀主體的一部分不會(huì)成為聲波發(fā)射時(shí)的障礙物的位置上。
另外，本發(fā)明之6的投影儀的特征在于，在本發(fā)明之1～5中任意一項(xiàng)的投影儀中，采用如下結(jié)構(gòu)上述超聲波轉(zhuǎn)換器在不使用投影儀時(shí)被收納到上述投影儀主體內(nèi)，在使用投影儀時(shí)出現(xiàn)在上述投影儀主體外。
另外，本發(fā)明之7的投影儀的特征在于，在本發(fā)明之1～6中任意一項(xiàng)的投影儀中，采用如下結(jié)構(gòu)由上述超聲波轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器是單一的，具有作為單聲道聲源的功能。
另外，本發(fā)明之8的投影儀的特征在于，在本發(fā)明之1～6中任意一項(xiàng)的投影儀中，設(shè)置多個(gè)由上述超聲波轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器，分別構(gòu)成多個(gè)超聲波揚(yáng)聲器的多個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器中的至少一個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器的聲波發(fā)射面的法線方向與上述投影儀鏡頭的光軸一致。
另外，本發(fā)明之9的投影儀的特征在于，在本發(fā)明之1～8中任意一項(xiàng)的投影儀中，上述超聲波轉(zhuǎn)換器是能夠生成寬頻帶的音響信號(hào)的靜電型轉(zhuǎn)換器。
另外，本發(fā)明之10的投影儀的特征在于，在本發(fā)明之1～9中任意一項(xiàng)的投影儀中，上述超聲波揚(yáng)聲器具有再現(xiàn)范圍控制處理部，其通過(guò)控制上述載波頻率，可以對(duì)可聽(tīng)音再現(xiàn)范圍進(jìn)行控制。
投影儀具有通過(guò)改變與屏幕的位置關(guān)系就能改變映像大小這樣的其他的大型顯示器不具備的優(yōu)點(diǎn)，是最適合考慮了各種大小、形狀、家具的配置圖案的家用映像裝置。并且，如果使用本發(fā)明的投影儀主體一體型超聲波揚(yáng)聲器，可以像盒式收錄機(jī)一樣搬運(yùn)到任何一個(gè)房間中，投影到專(zhuān)用屏幕或墻壁上就能同時(shí)享受大型畫(huà)面和聲音。另外，在沒(méi)有完備的音響環(huán)境的當(dāng)今的學(xué)校等中，其利用價(jià)值也日益增大。
另外，本發(fā)明提供一種投影儀，在該投影儀中，使用能振蕩出寬頻帶音響信號(hào)(超聲波頻帶的聲波)的轉(zhuǎn)換器作為構(gòu)成超聲波揚(yáng)聲器的超聲波轉(zhuǎn)換器，通過(guò)改變載波頻率來(lái)控制可聽(tīng)頻帶的再現(xiàn)信號(hào)的空間上的再現(xiàn)范圍，由此，不需要以往必需的龐大的音響系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)使用立體聲環(huán)繞系統(tǒng)或5.1ch環(huán)繞系統(tǒng)等所獲得的音響效果，且容易搬運(yùn)。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的投影儀的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示圖1中的超聲波轉(zhuǎn)換器的具體結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示圖2所示的超聲波轉(zhuǎn)換器的頻率特性的特性圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的投影儀中所裝載的超聲波轉(zhuǎn)換器進(jìn)行再現(xiàn)信號(hào)的再現(xiàn)時(shí)的狀態(tài)的示意圖。
圖5是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的投影儀中只設(shè)置1個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器時(shí)的外觀結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的投影儀中設(shè)置2個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器時(shí)的外觀結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的投影儀中設(shè)置3個(gè)以上的超聲波轉(zhuǎn)換器時(shí)的外觀結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示以往的超聲波揚(yáng)聲器的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖9是表示諧振型超聲波轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖中1投影儀；2投影面；10操作輸入部；12再現(xiàn)范圍設(shè)定部；13再現(xiàn)范圍控制處理部；14聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部；16載波振蕩源；18調(diào)制器；20投影儀主體；24超聲波轉(zhuǎn)換器；200映像生成部；202投影光學(xué)系統(tǒng)；2020投影儀鏡頭。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。本發(fā)明的實(shí)施方式的投影儀的電氣結(jié)構(gòu)如圖1所示。本發(fā)明的實(shí)施方式的投影儀1具有操作輸入部10、再現(xiàn)范圍設(shè)定部12、聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14、載波振蕩源16、調(diào)制器18、功率放大器22、由超聲波轉(zhuǎn)換器24構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器、以及投影儀主體20。
投影儀主體20具有生成映像的映像生成部200、以及將生成的映像投影到投影面上的投影光學(xué)系統(tǒng)202。
本實(shí)施方式的投影儀1采用了使超聲波揚(yáng)聲器和投影儀主體20一體化的結(jié)構(gòu)。
操作輸入部10具有包括數(shù)字鍵、以及用于電源的接通、關(guān)閉的電源鍵在內(nèi)的各種功能鍵。
用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)操作操作輸入部12，可以將指定了再現(xiàn)信號(hào)(信號(hào)音)的再現(xiàn)范圍的數(shù)據(jù)輸入給再現(xiàn)范圍設(shè)定部12，在輸入了該數(shù)據(jù)后，規(guī)定了再現(xiàn)信號(hào)的再現(xiàn)范圍的載波的頻率即被設(shè)定并被保持。再現(xiàn)信號(hào)的再現(xiàn)范圍的設(shè)定，是通過(guò)指定再現(xiàn)信號(hào)從超聲波轉(zhuǎn)換器22的聲波發(fā)射面向發(fā)射軸方向的到達(dá)距離來(lái)進(jìn)行的。
另外，再現(xiàn)范圍設(shè)定部12可以根據(jù)映像內(nèi)容，利用從聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14輸出的控制信號(hào)來(lái)設(shè)定載波的頻率。
另外，再現(xiàn)范圍控制處理部13具有以下功能參照再現(xiàn)范圍設(shè)定部12的設(shè)定內(nèi)容，對(duì)載波振蕩源16進(jìn)行控制，以改變成為被設(shè)定的再現(xiàn)范圍的、由載波振蕩源16生成的載波的頻率。例如，作為再現(xiàn)范圍設(shè)定部12的內(nèi)部信息，在設(shè)定了對(duì)應(yīng)載波頻率為50kHz的上述距離時(shí)，控制載波振蕩源16進(jìn)行頻率為50kHz的振蕩。
再現(xiàn)范圍控制處理部13具有存儲(chǔ)部，其事先存儲(chǔ)表示再現(xiàn)信號(hào)從規(guī)定再現(xiàn)范圍的超聲波轉(zhuǎn)換器22的聲波發(fā)射面沿著發(fā)射軸方向所經(jīng)過(guò)的距離與載波頻率之間的關(guān)系的表。通過(guò)計(jì)算載波信號(hào)的頻率和上述再現(xiàn)信號(hào)的到達(dá)距離之間的關(guān)系可以獲得該表的數(shù)據(jù)。
再現(xiàn)范圍控制處理部13根據(jù)再現(xiàn)范圍設(shè)定部12的設(shè)定內(nèi)容，參照上述表，求出與設(shè)定的距離信息相對(duì)應(yīng)的載波的頻率，并控制載波振蕩源16使其以該頻率振蕩。
聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14例如作為映像媒體，是使用DVD的DVD播放器，將再現(xiàn)的聲音信號(hào)輸出給調(diào)制器18，將映像信號(hào)輸出給投影儀主體20的映像生成部200。
另外，在本實(shí)施方式中，作為聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14是使用了DVD播放器，但并不限于此，也可以使用再現(xiàn)從外部輸入的視頻信號(hào)的再現(xiàn)裝置。
另外，聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14具有輸出對(duì)再現(xiàn)范圍設(shè)定部12指示再現(xiàn)范圍的控制信號(hào)的功能，以便為了產(chǎn)生適合再現(xiàn)的映像場(chǎng)合的音響效果，動(dòng)態(tài)地改變?cè)佻F(xiàn)聲音的再現(xiàn)范圍。
載波振蕩源16具有以下功能生成由再現(xiàn)范圍設(shè)定部12指示的超聲波頻帶的頻率載波，并輸出給調(diào)制器18。
調(diào)制器18具有以下功能用從聲音/映像再現(xiàn)部14輸出的可聽(tīng)頻帶的聲音信號(hào)對(duì)由載波振蕩源16供給的載波進(jìn)行AM調(diào)制，并將該調(diào)制信號(hào)輸出給功率放大器22。
超聲波轉(zhuǎn)換器24具有以下功能在從調(diào)制器18通過(guò)功率放大器22輸出的調(diào)制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，將該調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為有限振幅級(jí)的聲波并發(fā)射到媒介中，再現(xiàn)可聽(tīng)頻帶的信號(hào)音(再現(xiàn)信號(hào))。
該超聲波轉(zhuǎn)換器24例如是能生成寬頻帶音響信號(hào)(超聲波)的靜電型轉(zhuǎn)換器。超聲波轉(zhuǎn)換器24只要是能生成寬頻帶的音響信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，可以不是靜電型。
映像生成部200具有液晶顯示器、等離子顯示屏(PDP)等的顯示器，以及根據(jù)從聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14輸出的映像信號(hào)對(duì)該液晶顯示器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路等，生成從來(lái)自聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14的映像信號(hào)所獲得的映像。
投影光學(xué)系統(tǒng)202具有以下功能將顯示在顯示器上的映像投影到設(shè)置于投影儀主體20前方的屏幕等的投影面上。
超聲波轉(zhuǎn)換器24的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2所示的靜電型超聲波轉(zhuǎn)換器作為振動(dòng)體使用3～10μm厚的PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹(shù)脂)等的電介質(zhì)31(絕緣體)。電介質(zhì)31與由鋁等金屬箔形成的上電極32，通過(guò)在該電介質(zhì)31的上面部進(jìn)行蒸鍍等處理，形成為一體，同時(shí)，由黃銅形成的下電極33被設(shè)置成與電介質(zhì)31的下面部相接觸。該下電極33與引線52相連，同時(shí)，固定在由酚醛塑料等構(gòu)成的基板35上。
另外，上電極32與引線53相連，該引線53與直流偏置電源50相連。通常利用該直流偏置電源50向上電極32施加50～150V的上電極吸附用的直流偏置電壓，使上電極32吸附在下電極33側(cè)。51是交流信號(hào)源，相當(dāng)于圖1中的功率放大器22的輸出(AC50～150Vp-p)。
電介質(zhì)31、上電極32、以及基板35被金屬環(huán)36、37、38、網(wǎng)39、以及外殼30所固定。
下電極33的電介質(zhì)31側(cè)的面上形成有多個(gè)具有呈不均勻形狀的數(shù)十～數(shù)百μm的微小的溝槽。該微小的溝槽由于成為下電極33和電介質(zhì)31之間的空隙，所以，上電極32和下電極33之間的靜電電容的分布變化小。該隨機(jī)的微小的溝槽是通過(guò)手工操作使用銼刀銼磨下電極33的表面而形成。在靜電式超聲波轉(zhuǎn)換器中，通過(guò)像這樣形成空隙的大小和深度不同的無(wú)數(shù)個(gè)電容器，超聲波轉(zhuǎn)換器的頻率特性將變?yōu)閳D3中的曲線Q1所示的寬頻帶。
在上述結(jié)構(gòu)的超聲波轉(zhuǎn)換器24中，在向上電極32施加直流偏置電壓的狀態(tài)下，可以在上電極31和下電極33之間施加調(diào)制信號(hào)(功率放大器22的輸出)。順便說(shuō)一下，如圖3中的曲線Q2所示，諧振型的超聲波轉(zhuǎn)換器的頻率特性的中心頻率(壓電陶瓷的諧振頻率)例如為40kHz，在相對(duì)于成為最大聲壓的中心頻率的±5kHz的頻率上，相對(duì)于最大聲壓為-30dB。而上述結(jié)構(gòu)的寬頻帶振蕩型的超聲波轉(zhuǎn)換器的頻率特性從40kHz到100kHz附近是平坦的，在100kHz時(shí)，與最大聲壓相比，為±6dB左右。
接著，對(duì)由上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的實(shí)施方式的投影儀1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。首先，通過(guò)用戶(hù)的鍵盤(pán)操作，從操作輸入部10對(duì)再現(xiàn)范圍設(shè)定部12進(jìn)行指定再現(xiàn)信號(hào)的再現(xiàn)范圍的數(shù)據(jù)(距離信息)的設(shè)定，在聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14中形成再現(xiàn)指示。其結(jié)果，在再現(xiàn)范圍設(shè)定部12中設(shè)定規(guī)定了再現(xiàn)范圍的距離信息，再現(xiàn)范圍控制處理部13取得在再現(xiàn)范圍設(shè)定部12中設(shè)定的距離信息，并參照存儲(chǔ)在內(nèi)設(shè)的存儲(chǔ)部中的表，求出與上述設(shè)定的距離信息相對(duì)應(yīng)的載波的頻率，并控制載波振蕩源16，以生成該頻率的載波。
其結(jié)果，載波振蕩源16生成與再現(xiàn)范圍設(shè)定部12所設(shè)定的距離信息相對(duì)應(yīng)的頻率的載波，并輸出給調(diào)制器18。
一方面，聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14將聲音信號(hào)輸出給調(diào)制器18，同時(shí)，將映像信號(hào)輸出給投影儀主體20的映像生成部200。
在映像生成部200中，根據(jù)所輸入的映像信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示器，生成映像，并進(jìn)行顯示。顯示在該顯示器上的映像，利用投影光學(xué)系統(tǒng)202投影到投影面上，例如屏幕上。
另一方面，在調(diào)制器18中，利用從聲音/映像信號(hào)再現(xiàn)部14輸出的聲音信號(hào)對(duì)從載波振蕩源16輸出的載波進(jìn)行AM調(diào)制，并輸出給功率放大器22。
由功率放大器22放大的調(diào)制信號(hào)施加在超聲波轉(zhuǎn)換器24的上電極32和下電極33之間，該調(diào)制信號(hào)被變換為有限振幅級(jí)的聲波(音響信號(hào))，并被發(fā)射到媒介中(空氣中)。
此處，對(duì)媒介(空氣)的非線性效應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單地?cái)⑹?，在通過(guò)超聲波轉(zhuǎn)換器發(fā)射到媒介中(空氣中)的超聲波進(jìn)行傳播時(shí)，伴隨著該傳播，在聲壓高的部分音速變快，在聲壓低的部分音速變慢。其結(jié)果，產(chǎn)生了波形的失真。
在用可聽(tīng)頻帶的信號(hào)對(duì)發(fā)射的超聲波頻帶的信號(hào)(載波信號(hào))進(jìn)行調(diào)制(AM調(diào)制)時(shí)，根據(jù)上述波形失真的結(jié)果，可知在調(diào)制時(shí)使用的可聽(tīng)頻帶的信號(hào)波與超聲波頻帶的載波分離，并以自解調(diào)的形式得到還原。此時(shí)，再現(xiàn)信號(hào)的傳播因超聲波的特性而成為波束狀，與通常的揚(yáng)聲器完全不同，其只向特定的方向再現(xiàn)聲音。
在本實(shí)施方式的投影儀中，從構(gòu)成超聲波揚(yáng)聲器的超聲波轉(zhuǎn)換器24輸出的波束狀的再現(xiàn)信號(hào)通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)202向投影映像的投影面(屏幕)發(fā)射，并被投影面反射而擴(kuò)散。由于對(duì)應(yīng)再現(xiàn)范圍設(shè)定部12所設(shè)定的載波的頻率，從超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面到在其發(fā)射軸方向(法線方向)上的再現(xiàn)信號(hào)從載波中分離出來(lái)時(shí)的距離、及載波的波束幅度(波束的擴(kuò)展角)不同，由此再現(xiàn)范圍發(fā)生變化。
本實(shí)施方式的投影儀中的由超聲波轉(zhuǎn)換器24等構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器的再現(xiàn)信號(hào)再現(xiàn)時(shí)的狀態(tài)如圖4所示。在投影儀1中，通過(guò)利用聲音信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制信號(hào)，對(duì)超聲波轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，在由再現(xiàn)范圍設(shè)定部12所設(shè)定的載波頻率低的情況下，從超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面到在發(fā)射軸方向(聲波發(fā)射面的法線方向)上的再現(xiàn)信號(hào)從載波中分離出來(lái)時(shí)的距離、即到再現(xiàn)地點(diǎn)的距離變長(zhǎng)。
所以，再現(xiàn)的可聽(tīng)頻帶的再現(xiàn)信號(hào)的波束不進(jìn)行充分地?cái)U(kuò)展就到達(dá)了投影面2，該狀態(tài)下，由于投影面2的反射，再現(xiàn)范圍成為圖4中的虛線箭頭所示的可聽(tīng)范圍A，成為只能在從投影面2到比較遠(yuǎn)的且狹窄的范圍內(nèi)聽(tīng)到再現(xiàn)信號(hào)(再現(xiàn)音)的狀態(tài)。
對(duì)此，由再現(xiàn)范圍設(shè)定部12設(shè)定的載波頻率在比上述情況高的情況下，從超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面發(fā)射的聲波比載波頻率低的情況集中，但從超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面到在其發(fā)射軸方向(聲波發(fā)射面的法線方向)上的再現(xiàn)信號(hào)從載波中分離出來(lái)時(shí)的距離、即到再現(xiàn)地點(diǎn)的距離變短。
所以，再現(xiàn)的可聽(tīng)頻帶的再現(xiàn)信號(hào)的波束以在到達(dá)投影面2之前便擴(kuò)散的狀態(tài)到達(dá)投影面2，該狀態(tài)下，由于投影面2的反射，再現(xiàn)范圍成為圖4中的實(shí)線箭頭所示的可聽(tīng)范圍B，成為能在從投影面2到比較近的且寬闊的范圍內(nèi)聽(tīng)到再現(xiàn)信號(hào)(再現(xiàn)音)的狀態(tài)。
接著，參照?qǐng)D5～圖7對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的投影儀中的超聲波揚(yáng)聲器的設(shè)置例進(jìn)行說(shuō)明。
只設(shè)置了1個(gè)由超聲波轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器的例子由圖5所示。在該情況下，發(fā)揮著單聲道聲源的功能。此處，在圖5(A)、(B)中，被設(shè)定為超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面為平面形狀，構(gòu)成設(shè)置在投影儀主體20內(nèi)的投影光學(xué)系統(tǒng)202并將映像投影在投影面上的投影儀鏡頭2020的光軸和超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面的法線方向一致。
在圖5(a)的設(shè)置例中，超聲波轉(zhuǎn)換器24設(shè)置在投影儀鏡頭2020的右橫側(cè)，當(dāng)然也可以設(shè)置在左橫側(cè)。該設(shè)置方法的情況，由于投影儀主體20的前面為平面，所以容易使投影儀鏡頭2020的光軸方向、即屏幕方向與超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面的法線方向一致。
另外，在圖5(b)中，將超聲波轉(zhuǎn)換器24設(shè)置在投影儀鏡頭2020的上側(cè)，但只要在投影儀主體20的上面，其位置可以在正中央也可以在左右兩側(cè)。重要的是投影儀2020的光軸方向和超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面的法線方向一致。
接著，設(shè)置2個(gè)超聲波揚(yáng)聲器、即超聲波轉(zhuǎn)換器24的例子如圖6所示。
2個(gè)揚(yáng)聲器的情況，可以獲得立體聲系統(tǒng)的音響效果。在圖6(a)中，示出了設(shè)置在投影儀鏡頭2020左右兩側(cè)的例子，在圖6(b)中，示出了設(shè)置在投影儀主體20上面的左右對(duì)稱(chēng)的位置上的例子。配置2個(gè)超聲波揚(yáng)聲器24不限于該種情況，也可以采用將一個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24配置在投影儀鏡頭2020的橫側(cè)方向上，將另一個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24配置在投影儀鏡頭2020上面的結(jié)構(gòu)。
設(shè)置3個(gè)或3個(gè)以上超聲波揚(yáng)聲器、即超聲波轉(zhuǎn)換器24的例子如圖7所示。
圖7(a)示出了設(shè)置了4個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24的例子。是在投影儀鏡頭2020的左右兩側(cè)配置2個(gè)，在投影儀主體20上面左右兩側(cè)配置2個(gè)的例子，但所有的超聲波轉(zhuǎn)換器24不需要都朝向屏幕方向。多個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24中的任意幾個(gè)也可以利用來(lái)自多方的反射音。
圖7(b)示出了設(shè)置了3個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24的例子。其也與圖7(a)的設(shè)置例同樣，不必將所有的超聲波轉(zhuǎn)換器24都朝向屏幕。也可以采用能獲得在立體聲環(huán)繞用揚(yáng)聲器上增加重低音揚(yáng)聲器的音響效果的結(jié)構(gòu)。即，例如，通過(guò)只在投影儀鏡頭2020的左右兩側(cè)設(shè)置相當(dāng)于立體聲環(huán)繞用揚(yáng)聲器的超聲波轉(zhuǎn)換器24，而只在投影儀主體20的側(cè)面設(shè)置相當(dāng)于重低音揚(yáng)聲器的超聲波轉(zhuǎn)換器24來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖7(c)示出了將設(shè)置在投影儀主體20上面的2個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24呈明顯橫向設(shè)置的例子。由于構(gòu)成超聲波揚(yáng)聲器的超聲波轉(zhuǎn)換器24的指向性強(qiáng)，所以在該情況下，向投影儀主體20的橫方向發(fā)射的信號(hào)音從投影儀主體20的橫方向反射回，可被聽(tīng)到。用同樣的想法也可以向投影儀主體20的后方和上方發(fā)射信號(hào)音。另外，在投影儀主體20上設(shè)置2個(gè)或2個(gè)以上的多個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24的情況下，至少1個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24被設(shè)置成使該超聲波轉(zhuǎn)換器24的聲波發(fā)射面的法線方向和投影儀鏡頭2020的光軸一致。
如果像這樣使用多個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器24，則可以形成以往的5.1ch環(huán)繞系統(tǒng)那樣的音響環(huán)境。
另外，在圖5至7所示的超聲波轉(zhuǎn)換器24的設(shè)置例中，無(wú)論哪一個(gè)都固定地設(shè)置超聲波轉(zhuǎn)換器24，但并不限于此，也可以將超聲波轉(zhuǎn)換器設(shè)置成收納式，即在未使用時(shí)將其收納在投影儀主體20中，而只在使用時(shí)才將超聲波轉(zhuǎn)換器從投影儀主體20中取出。
權(quán)利要求
1.一種投影儀，其特征在于，具有超聲波揚(yáng)聲器，用于再現(xiàn)可聽(tīng)頻帶的信號(hào)音，由能夠振蕩輸出寬頻帶音響信號(hào)的超聲波轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成；和投影儀主體，包括將映像投影到投影面上的投影光學(xué)系統(tǒng)，上述超聲波揚(yáng)聲器與投影儀主體構(gòu)成一體。
2.一種投影儀，其特征在于，超聲波揚(yáng)聲器與投影儀主體構(gòu)成一體，該超聲波揚(yáng)聲器，用于輸出作為可聽(tīng)頻帶信號(hào)音的再現(xiàn)信號(hào)，其具有信號(hào)源，生成可聽(tīng)頻帶的信號(hào)波；載波供給單元，生成并輸出超聲波頻帶的載波；調(diào)制單元，用上述信號(hào)波對(duì)上述載波進(jìn)行調(diào)制；以及超聲波轉(zhuǎn)換器，在從該調(diào)制單元輸出的調(diào)制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)將該調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為有限振幅級(jí)的聲波而能夠振蕩輸出向媒介中發(fā)射的寬頻帶音響信號(hào)，該投影儀主體具有映像生成單元，生成映像；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，將該映像生成單元所生成的映像投影到投影面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影儀，其特征在于，上述超聲波轉(zhuǎn)換器的聲波發(fā)射面為平面狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于，構(gòu)成設(shè)置在上述投影儀主體上的光學(xué)系統(tǒng)并將映像投影到投影面上的投影儀鏡頭的光軸與超聲波轉(zhuǎn)換器的聲波發(fā)射面的法線方向一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于，上述超聲波轉(zhuǎn)換器被固定設(shè)置在上述投影儀主體上，并且位于在其前面上述投影儀主體或者投影儀主體的一部分不會(huì)成為聲波發(fā)射時(shí)的障礙物的位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于，采用如下結(jié)構(gòu)上述超聲波轉(zhuǎn)換器在不使用投影儀時(shí)被收納到上述投影儀主體內(nèi)，在使用投影儀時(shí)出現(xiàn)在上述投影儀主體外。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于，采用如下結(jié)構(gòu)由上述超聲波轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器是單一的，具有作為單聲道聲源的功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于，設(shè)置多個(gè)由上述超聲波轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成的超聲波揚(yáng)聲器，分別構(gòu)成多個(gè)超聲波揚(yáng)聲器的多個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器中的至少一個(gè)超聲波轉(zhuǎn)換器的聲波發(fā)射面的法線方向與上述投影儀鏡頭的光軸一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于，上述超聲波轉(zhuǎn)換器是能生成寬頻帶的音響信號(hào)的靜電型轉(zhuǎn)換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于，上述超聲波揚(yáng)聲器具有再現(xiàn)范圍控制處理部，其通過(guò)控制上述載波頻率，可以對(duì)可聽(tīng)音再現(xiàn)范圍進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種投影儀。由能夠生成寬頻帶音響信號(hào)的超聲波轉(zhuǎn)換器(24)等構(gòu)成，具有再現(xiàn)可聽(tīng)頻帶的信號(hào)音的超聲波揚(yáng)聲器和包含將映像投影到投影面上的投影光學(xué)系統(tǒng)(202)的投影儀主體(20)，并將上述超聲波揚(yáng)聲器與投影儀主體(20)構(gòu)成一體。從而，不需要以往必需的龐大的音響系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)使用立體聲環(huán)繞系統(tǒng)或5.1ch環(huán)繞系統(tǒng)等所獲得的音響效果，且容易搬運(yùn)。
文檔編號(hào)G03B21/00GK1743942SQ200410074180
公開(kāi)日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月1日
發(fā)明者松澤欣也, 福井芳樹(shù), 宮崎新一 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社