CN101943850A - 发声银幕及使用该发声银幕的放映系统 - Google Patents

发声银幕及使用该发声银幕的放映系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发声银幕及使用该发声银幕的放映系统。本发明涉及一种发声银幕，该发声银幕对可见光的反射率为5％～50％。该发声银幕包括一幕基，一碳纳米管层设置在所述幕基表面，以及一第一电极和一第二电极间隔设置并与所述碳纳米管层电连接。所述发声银幕能够在显示视频画面的同时播放音频，从而使得使用该发声银幕的放映系统结构简单，无需再额外设置扬声器。本发明还提供一种使用该发声银幕的发声系统。

Description

发声银幕及使用该发声银幕的放映系统
技术领域
本发明涉及一种银幕及使用该银幕的放映系统，尤其涉及一种能够播放音频的发声银幕及使用该发声银幕的放映系统。
背景技术
无声电影时期的放映系统，其主要包括一银幕及一放映装置。该银幕一般为表面涂有反射层的一白色幕布，采用永久性幕架固定，竖起于放映台上，该放映装置将形成在胶片上的图像连续地投射到所述银幕上，并利用该银幕的反射将图像反射到人眼，并利用人眼的“视觉滞留”，形成视频画面。有声电影产生后，放映系统还配置了一扬声器，用以播放与视频画面同步的音频，由于所述扬声器与银幕分开设置，现有放映系统难以达到重现真实场景的效果。为使观众享受真实的音响环境，现有放映系统在所述银幕表面设置多个有孔结构，用以增加银幕的声音穿透性，同时将所述扬声器安装在所述银幕的背向观众的一侧同时紧靠银幕与该银幕组成一“发声银幕”，所述发声银幕中的声音与视频画面自同一位置发出，从而让观众产生发声银幕能够同时播放视频画面与声音的感觉。
然而，所述放映系统中的发声银幕并不能真正发声，需借助额外安装的扬声器设置在所述银幕的背向观众的一侧才能同时实现播放声音及视频画面。使得所述放映系统结构比较复杂，且在需要流动放映的场合，运输不方便。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种结构简单，且能够同时显示视频画面及播放音频的发声银幕及使用该发声银幕的放映系统。
一种发声银幕，该发声银幕对可见光的反射率为5％～50％。该发声银幕包括一幕基，一碳纳米管层设置在所述幕基表面，以及一第一电极和一第二电极间隔设置并与所述碳纳米管层电连接。
一种放映系统，其包括一发声银幕及一放映装置。所述放映装置设置在发声银幕的一侧，用于向所述发声银幕投射视频画面。所述发声银幕进一步包括一幕基、一碳纳米管层设置在所述幕基的表面以及一第一电极和一第二电极间隔设置并与所述碳纳米管层电连接。所述放映装置与所述第一电极和第二电极电连接，并通过所述第一电极和第二电极向所述碳纳米管层输送音频电信号。
与现有技术相比较，所述放映系统的发声银幕能够在显示视频画面的同时播放音频，无需在发声银幕背向观众的一侧额外设置扬声器。从而所述放映系统的结构较简单，运输较方便。
附图说明
图1是本发明第一实施例放映系统的结构示意图。
图2是图1中发声银幕的立体结构示意图。
图3是图2沿III-III方向的剖视图。
图4是图2中发声银幕中的碳纳米管膜扫描电镜照片。
图5是本发明第二实施例放映系统的结构示意图。
图6是本发明第三实施例放映系统中发声银幕的立体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步详细的说明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一放映系统100，其包括一放映装置110、一功率放大器120及一发声银幕130。所述放映装置110将视频画面投影到所述发声银幕130。所述功率放大器120与所述放映装置110及发声银幕130分别电连接，该功率放大器120将所述放映装置110输出的音频电信号功率放大后传输出给所述发声银幕130，驱动所述发声银幕130发声。
所述放映装置110与功率放大器120电连接，该放映装置110包括一视频输出端111及一音频输出端112。该视频输出端111用于向所述发声银幕130投射视频画面，该音频输出端112用于向所述功率放大器120输出音频电信号。该放映装置110可以为胶片电影放映机或数字电影放映机。
所述功率放大器120具有一个输入端121及两个输出端122。所述两个输出端122与发声银幕130电连接，所述输入端121接收放映装置110输出的音频电信号，并将所述音频电信号转换为功率放大的电压信号输出给该发声银幕130，驱动该发声银幕130发声。为使该发声银幕130能发出正常频率的声音，该功率放大器120可以输出一具有偏置电压的放大电压信号。本实施例中，所述功率放大器120为A类功率放大器。可以理解，该功率放大器120不限于所述A类功率放大器，只要能够根据放映装置110向所述发声银幕130传导一偏置的放大电压信号，使该放大电压信号的电压均为正值或均为负值的功率放大器120，如D类功放，均在本发明保护范围内。所述功率放大器的具体结构请参见范守善等人于2009年2月27日申请的第200910105808.5号中国专利申请以及潜力等人于2008年12月30日申请的第200810191733.2号中国专利申请。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。
所述功率放大器120为所述放映系统100的可选元件，当放映装置110本身具有功率放大功能，并输出一功率放大的音频电信号时，该放映系统100可不包含该功率放大器120，所述发声银幕130直接与所述放映装置110的音频输出端112电连接，该放映装置110输出功率放大的音频电信号驱动所述发声银幕130发声。
请参阅图2及图3，所述发声银幕130用于反射从放映装置110投射过来的视频画面及用于播放从所述放映装置110传输过来的音频电信号。为使观众能够观看到清晰的视频画面，该发声银幕130对可见光的反射率为5％～50％。该发声银幕130包括一幕基131、一反射层132、一碳纳米管层133、一第一电极134及一第二电极135。所述反射层132及碳纳米管层133依次设置在所述幕基131面向所述放映装置110的表面，所述反射层132设置于所述幕基131与所述碳纳米管层133之间，即所述反射层132设置在所述幕基131面向所述碳纳米管层133的表面。所述第一电极134与第二电极135间隔设置在所述幕基131表面相对的两端且分别与所述碳纳米管层133电连接。
所述幕基131用于承载所述反射层132、碳纳米管层133及第一电极134与第二电极135。该幕基131的材料包括塑料、纺织品、橡胶或玻璃，或者，该幕基131也可为墙体。进一步地，该幕基131面向所述碳纳米管层133的表面具有多个微结构。该微结构用于在所述幕基131形成一漫反射面，其可为幕基131本身的粗糙面或凹凸面，也可为人工设计的通孔或盲孔。在本实施例中，所述微结构为幕基131本身的粗糙面或凹凸面，请参阅图3，此时，所述幕基131各个表面或各个剖面都具有多个结构，即该微结构均匀分布在所述幕基131中。
所述反射层132设置在所述幕基131面向放映装置110的表面，用于对放映装置110投射过来的视频画面进行反射，该反射层132对可见光的反射率为5％～70％，以使所述发声银幕130的反射率在5％～50％之间。所述反射层132由绝缘耐热材料制成，该材料包括硫酸钡、无光漆、氧化锌、石墨晶体、碳化硅或玻璃。可以理解，当所述幕基131本身具有较好的对可见光的反射性能时，所述反射层132为发声银幕130的可选元件。当所述发声银幕130不包括反射层132时，所述幕基131由绝缘耐热材料制成，其面向所述碳纳米管层133的表面对可见光的反射率为5％～70％，即该幕基131面向放映装置110的表面对可见光的反射率为5％～70％，以使所述发声银幕130的反射率在5％～50％之间。
所述碳纳米管层133为所述发声银幕130的发声单元，其设置在所述反射层133与幕基131相背的表面并与所述第一电极134与第二电极135电连接。所述碳纳米管层133通过所述微结构部分悬空设置，增加所述碳纳米管层133与空气接触的面积。该碳纳米管层133为基本透明的，其对可见光的透光率为70％～99％，厚度小于10微米。优选地，所述碳纳米管层133的厚度小于50纳米，透光率为85％～99％。所述碳纳米管层133包括至少一碳纳米管膜。当所述碳纳米管层133包括多个碳纳米管膜时，该多个碳纳米管膜可相互并排或相互层叠设置，以形成碳纳米管层133。本实施例中，该碳纳米管层133面向观众设置。
所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管大致相互平行且平行于所述碳纳米管层133表面，相邻碳纳米管通过范德华力相结合。优选地，所述多个碳纳米管相互基本平行且沿其中第一电极134往第二电极135延伸。所述碳纳米管膜为一自支撑结构。所谓“自支撑结构”即该碳纳米管膜无需通过一支撑体支撑，也能保持自身特定的形状。
本实施例中，所述碳纳米管膜可通过采用一拉伸工具自一碳纳米管阵列中直接拉取而获得。请参阅图4，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管沿一个方向择优取向排列，该多个碳纳米管大致相互平行且通过范德华力首尾相连。所述碳纳米管膜的结构及其制备方法请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于2008年8月13日公开的第CN101239712A号大陆公开专利申请。为节省篇幅，仅引用于此，但所述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。
进一步地，所述碳纳米管膜中每一根碳纳米管表面可进一步包覆有至少一导电层，用于降低所述碳纳米管膜的方块电阻。具体地，该导电层的材料包括铁、钴、镍、钯、钛、铜、银、金或其任意组合的合金等。所述导电层的厚度为1纳米～20纳米。且由于所述导电层的厚度非常小，该碳纳米管膜对可见光的透过率仍能达到70％～95％。
所述第一电极134及第二电极135设置在所述碳纳米管层133相对的两端，且分别与所述功率放大器120的两个输出端122电连接，用于接收经由所述功率放大器120进行功率放大后的音频电信号。该功率放大后的音频电信号通过该第一电极134及第二电极135传导至该碳纳米管层133中。优选地，所述第一电极134及第二电极135为透明的柔性电极，该柔性电极的材料包括导电性聚合物、导电纤维或碳纳米管。该第一电极134及第二电极135也可为宽度较窄的金属层，如通过丝网印刷形成的宽度为1微米～5毫米导电银浆层。
所述碳纳米管层133通过热致发声原理工作，为一电阻性元件，具有较小的单位面积热容，且具有较大比表面积及较小厚度，具体地，其单位面积热容小于或等于2×10-4焦耳每平方厘米开尔文，优选地，所述碳纳米管层133的单位面积热容小于或等于1.7×10-6焦耳每平方厘米开尔文。从而使该碳纳米管层133可以将输入的电能转换为热能，并与周围介质充分快速的进行热交换，进而改变周围介质的密度发出声波。
所述放映系统100在工作时，所述放映装置110投影视频画面到所述发声银幕130，同时将与所述视频画面同步的音频传输给所述功率放大器120，该功率放大器120将所述音频电信号转换为功率放大的电压信号输出给该发声银幕130，该发声银幕130中的碳纳米管层133将电能转换为热能，从而改变所述碳纳米管层133周围气体的密度而发声。由于所述放映系统100的视频画面及声音均由所述发声银幕130所发出，因此，能够营造一个真实的舞台环境，使观众具备良好的视觉与听觉效果。且所述放映系统100无需额外安装扬声器，从而简化所述放映系统100的结构。同时，由于所述碳纳米管层133可以弯折而不破裂，在需要流动放映的场合，该发声银幕130可方便地卷成筒状，便于运输。
请参阅图5，为本发明第二实施例提供的一放映系统200，其包括一放映装置210、一功率放大器220及一发声银幕230。所述放映装置200将视频画面投影到所述发声银幕230。所述功率放大器220与所述放映装置210及发声银幕230分别电连接，该功率放大器220将所述放映装置210输出的音频电信号功率放大后传输出给所述发声银幕230，驱动所述发声银幕230发声。
所述发声银幕230包括一幕基231、一反射层232、一碳纳米管层233、一第一电极234及一第二电极235。所述反射层232设置在所述幕基231面向所述放映装置210的表面，所述碳纳米管层233设置在所述幕基231背向所述放映装置210的表面。所述第一电极234及第二电极235设置在所述幕基231相对的两端且与所述碳纳米管层233分别电连接。所述幕基231为具有多个孔隙形成的网状结构，以便声音均匀透过。
本发明实施例中的放映系统200与第一实施例中的放映系统100的结构与工作原理基本相同，其主要区别在于，本实施例中发声银幕230的碳纳米管层233设置在所述幕基231背向所述放映装置210的表面，即该反射层233设置于所述幕基231与所述碳纳米管层233相背的表面。所述幕基231为具有多个孔隙形成的网状结构，以便声音均匀透过。且此时，所述反射层232对可见光的反射率为5％～50％。可以理解，所述发声银幕230也可以不包括所述反射层232，此时，所述幕基231对可见光的反射率为5％～50％。
相对于第一实施例中的放映系统100，本实施例中放映系统200中的发声银幕230可将所述碳纳米管层233、第一电极234及第二电极235直接设置在传统的具有多个孔隙的银幕背向所述放映装置210的表面。制备方法比较简单。
请参阅图6，为本发明第三实施例提供的一放映系统，其包括一放映装置(未示出)、一功率放大器(未示出)及一发声银幕330。所述放映装置将视频画面投影到所述发声银幕330。所述功率放大器与所述放映装置及发声银幕330分别电连接，该功率放大器将所述放映装置输出的音频电信号功率放大后传输出给所述发声银幕330，驱动所述发声银幕330发声。
所述发声银幕330包括一幕基331、一反射层332、一碳纳米管层333、多个第一电极334及多个第二电极335。所述反射层332及碳纳米管层333依次设置在所述幕基331面向所述放映装置的表面，所述反射层332设置于所述幕基331与所述碳纳米管层333之间。
本发明实施例中的放映系统与第一实施例中的放映系统100的结构与工作原理基本相同，其主要区别在于，所述发声银幕330包括多个第一电极334及多个第二电极335。所述多个第一电极334与多个第二电极335均设置于所述幕基331的表面，并分别与所述碳纳米管层333电连接。所述多个第一电极334及多个第二电极335连续地交替且间隔设置，多个第一电极334之间电连接，多个第二电极335之间电连接，从而使多个相邻的第一电极334与第二电极335之间的碳纳米管层333形成并联。在本实施例中，所述多个第一电极334及多个第二电极335平行且等间距设置。
相对于第一实施例中的放映系统100，本实施例中放映系统中的发声银幕330包括多个第一电极334及多个第二电极335。从而降低驱动该碳纳米管层333发声所需的音频电信号的输入功率。
所述放映系统不包括额外设置的扬声器，所述放映系统的发声银幕能够在显示视频画面的同时播放声音。从而所述放映系统的结构较简单，运输较方便。且相对于传统的发声银幕，本实施例中发声银幕背对观众的一侧不需要设置扬声器，因此也可不需要将发声银幕制备成多孔结构，有利于提高该发声银幕更清晰地显示视频画面。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (27)

1.一种发声银幕，该发声银幕对可见光的反射率为5％～50％，其特征在于，该发声银幕包括一幕基、一碳纳米管层设置在所述幕基表面、以及一第一电极和一第二电极间隔设置并与所述碳纳米管层电连接。
2.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述幕基面向所述碳纳米管层的表面具有多个微结构。
3.如权利要求2所述的发声银幕，其特征在于，所述微结构包括通孔、盲孔以及幕基表面本身的粗糙面或凹凸面。
4.如权利要求2所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管层通过所述微结构至少部分悬空设置。
5.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述幕基的材料为塑料、纺织品、橡胶或玻璃。
6.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述发声银幕进一步包括一反射层，该反射层设置在所述幕基与所述碳纳米管膜相背的表面，该反射层对可见光的反射率为5％～50％。
7.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述发声银幕进一步包括一反射层设置所述幕基与所述碳纳米管膜相对的表面或所述幕基与碳纳米管膜之间，该反射层对可见光的反射率为5％～70％。
8.如权利要求6或权利要求7所述的发声银幕，其特征在于，所述反射层由绝缘耐热材料制成，该材料包括硫酸钡、无光漆、氧化锌、石墨晶体、碳化硅或玻璃。
9.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管层包括至少一碳纳米管膜，该碳纳米管膜为一自支撑结构。
10.如权利要求9所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管层包括多个碳纳米管膜相互并排或相互层叠设置。
11.如权利要求9所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管基本相互平行且平行于碳纳米管层表面。
12.如权利要求11所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连，且基本沿同一方向择优取向排列。
13.如权利要求12所述的发声银幕，其特征在于，所述多个碳纳米管大致沿第一电极向第二电极方向延伸。
14.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管层的厚度小于10微米，其对可见光的光透过率为70％～99％。
15.如权利要求14所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管层的厚度小于50纳米，其对可见光的光透过率为85％～99％。
16.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管层的单位面积热容小于2×10-4焦耳每平方厘米开尔文。
17.如权利要求16所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管层的单位面积热容为1.7×10-6焦耳每平方厘米开尔文。
18.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述碳纳米管层包括大量均匀分布的碳纳米管，每个碳纳米管表面包覆有一导电层。
19.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述第一电极及第二电极为柔性透明电极，该柔性电极的材料包括金属、导电性聚合物、导电纤维或碳纳米管。
20.如权利要求1所述的发声银幕，其特征在于，所述发声银幕包括多个交替且间隔设置的所述第一电极及第二电极，所述多个第一电极之间电连接，所述多个第二电极之间电连接。
21.一种放映系统，其包括一发声银幕及一放映装置，所述放映装置设置在发声银幕的一侧，用于向所述发声银幕投射视频画面，其特征在于，所述发声银幕进一步包括一幕基、一碳纳米管层设置在所述幕基的表面以及一第一电极和一第二电极间隔设置并与所述碳纳米管层电连接，所述放映装置与所述第一电极和第二电极电连接，并通过所述第一电极和第二电极向所述碳纳米管层输送音频电信号。
22.如权利要求21所述的放映系统，其特征在于，所述放映系统进一步包括一功率放大器，该功率放大器具有一个输入端及两个输出端，所述两个输出端分别与所述第一电极及第二电极电连接，所述输入端接收放映装置的音频电信号，并将所述音频电信号转换为放大的电压信号输出给该第一电极及第二电极，驱动所述碳纳米管层发声。
23.如权利要求21所述的放映系统，其特征在于，所述放映装置包括胶片电影放映机或数字电影放映机，该放映装置进一步包括一音频输出端与所述银幕电连接，一视频输入端投射视频画面到所述银幕。
24.如权利要求21所述的放映系统，其特征在于，所述碳纳米管层设置于所述幕基靠近放映装置的表面。
25.如权利要求24所述的放映系统，其特征在于，所述放映装置进一步包括一反射层设置于所述幕基与所述碳纳米管层之间。
26.如权利要求21所述的放映系统，其特征在于，所述碳纳米管层设置于所述幕基远离放映装置的表面。
27.如权利要求26所述的放映系统，其特征在于，所述放映装置进一步包括一反射层设置于所述幕基靠近放映装置的表面。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CI01 Publication of corrected invention patent application

Correction item: Applicant|Address|Co-applicant

Correct: Tsinghua University| 100084. Haidian District 1, Tsinghua Yuan, Beijing, Tsinghua University, Room 401, research center of Tsinghua Foxconn nanometer science and technology|Hung Fujin Precision Industrial (Shenzhen) Co., Ltd.

False: Hongfujin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd.|518109 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Longhua Town Industrial Zone tabulaeformis tenth East Ring Road No. 2 two

Number: 02

Volume: 27

CI02 Correction of invention patent application

Correction item: Applicant|Address|Co-applicant

Correct: Tsinghua University| 100084. Haidian District 1, Tsinghua Yuan, Beijing, Tsinghua University, Room 401, research center of Tsinghua Foxconn nanometer science and technology|Hung Fujin Precision Industrial (Shenzhen) Co., Ltd.

False: Hongfujin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd.|518109 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Longhua Town Industrial Zone tabulaeformis tenth East Ring Road No. 2 two

Number: 02

Page: The title page

Volume: 27

ERR Gazette correction

Free format text: CORRECT: APPLICANT; ADDRESS; CO-APPLICANT; FROM: HONGFUJIN PRECISION INDUSTRY (SHENZHEN) CO., LTD.;518109 NO. 2, EAST RING 2ND ROAD, YOUSONG 10TH INDUSTRIAL ZONE, LONGHUA TOWN, BAO AN DISTRICT, SHENZHEN CITY, GUANGDONG PROVINCE TO: TSINGHUA UNIVERSITY;100084 ROOM 401, TSINGHUA-FOXCONN NANOTECHNOLOGY RESEARCH CENTER, TSINGHUA UNIVERSITY, NO. 1, TSINGHUAYUAN, HAIDIAN DISTRICT, BEIJING; HONGFUJIN PRECISION INDUSTRY (SHENZHEN) CO., LTD.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant