(57)【要約】光学系において光学素子（２２）を実装板（１２）に実装するための装置および方法に関する。光学素子は、放射線硬化可能な接着剤（７２）および放射線硬化可能な接着剤を硬化するために、実装板において遮られない光路を提供する放射線透過部材（１８）によって実装板の表面に接着接合される。接着剤は、実装板を形成する材料と光学素子を形成する材料との間の熱膨張の差に適合し、実装板に対する光学素子の位置および角度配向を維持し、光学素子に対する損傷を防止する。接着剤接合を形成する接着剤の配合は、光学素子と実装板との間の間隔および平行度を維持するために作用するスペーサ素子を組み込んでもよい。
2005537511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面、該前面と反対の後面および該後面と該前面との間に延在する貫通孔を有する実装板と、
前記貫通孔を遮断するために、前記前面に隣接して位置決め可能な光学素子と、
前記貫通孔の少なくとも一部を遮る放射線透過部材と、
前記放射線透過部材を前記光学素子に固定する第１の量の放射線硬化可能な接着剤であって、前記実装板の前記後面から入射する放射線によって硬化することができる前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤と、
を具備し、前記放射線が前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤を硬化させるために前記光学素子を通して透過されないことを特徴とする光学アセンブリ。
【請求項２】
前記放射線透過部材を前記実装板に固定する第２の量の放射線硬化可能な接着剤であって、前記実装板の前記後面および前記前面の少なくとも一方から入射する放射線によって硬化することができる前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の光学アセンブリ。
【請求項３】
前記第１の量および前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤が、異なる配合を有することを特徴とする請求項２に記載の光学アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤が、前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤とは異なる剛性を有することを特徴とする請求項３に記載の光学アセンブリ。
【請求項５】
前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤が、前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤より大きな剛性を有することを特徴とする請求項４に記載の光学アセンブリ。
【請求項６】
前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤が、前記放射線透過部材と前記実装板との間に配置される複数のスペーサ素子をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の光学アセンブリ。
【請求項７】
前記スペーサ素子が、約５０μｍ〜約１００μｍの公称の直径をそれぞれが有するガラス回転楕円体であることを特徴とする請求項６に記載の光学アセンブリ。
【請求項８】
前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤が、紫外線および可視光の少なくとも一方に対する暴露によって硬化可能であることを特徴とする請求項２に記載の光学アセンブリ。
【請求項９】
前記貫通孔が、前記放射線透過部材用の実装面を具備し、前記実装面が前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤によって前記放射線透過部材と固定されることを特徴とする請求項２に記載の光学アセンブリ。
【請求項１０】
前記放射線透過部材が円形ディスクであり、前記実装面が前記貫通孔内部に位置決めされる環状の肩であることを特徴とする請求項９に記載の光学アセンブリ。
【請求項１１】
前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤が、前記放射線透過部材と前記実装板の前記実装面との間に配置される複数のスペーサ素子をさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載の光学アセンブリ。
【請求項１２】
前記放射線が、前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤を硬化するために前記放射線透過部材を通して透過されることを特徴とする請求項２に記載の光学アセンブリ。
【請求項１３】
前記放射線透過部材が円形ディスクであり、前記貫通孔が前記円形ディスクの直径より大きい直径を備えた円形の断面外形を有することを特徴とする請求項１に記載の光学アセンブリ。
【請求項１４】
前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤が、前記放射線透過部材と前記光学素子との間に配置される複数のスペーサ素子をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の光学アセンブリ。
【請求項１５】
前記スペーサ素子が、約５０μｍ〜約１００μｍの公称の直径をそれぞれが有するガラス回転楕円体であることを特徴とする請求項１４に記載の光学アセンブリ。
【請求項１６】
前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤が、紫外線および可視光の少なくとも一方に対する暴露によって硬化可能であることを特徴とする請求項１に記載の光学アセンブリ。
【請求項１７】
前記放射線透過部材が前記光学素子を形成する材料の膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する材料から形成され、前記実装板が前記光学素子を形成する材料とは異なる熱膨張係数を有する材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学アセンブリ。
【請求項１８】
前記放射線透過部材が、ガラス、アクリル、ポリカーボネートおよびスチレンからなる群から選択される材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学アセンブリ。
【請求項１９】
前面、該前面と反対の後面、該後面と該前面との間に延在する円形貫通孔および前記後面と前記前面との間に延在する楕円形貫通孔を有する実装板であって、前記楕円形貫通孔が前記円形貫通孔の中心と実質的に位置合せされる長軸および前記長軸に直交する短軸を有する実装板と、
前記実装板と連結される光学素子であって、前記実装板に対して可動であるようになっている前記光学素子と、
前記円形貫通孔内部に位置決めされる第１の円形部材であって、前記光学素子に接着によって固定される第１の部分および前記実装板に接着によって固定される第２の部分を有する前記第１の円形部材と、
前記楕円形貫通孔内部に位置決めされ、前記光学素子に接着によって固定される第２の円形部材であって、前記短軸に平行な前記楕円形貫通孔の幅に実質的に等しい直径を有する前記第２の円形部材と、
を具備し、前記第２の円形部材および前記楕円形貫通孔が協働して前記長軸に実質的に平行な方向への前記光学素子の移動を制限することを特徴とする光学アセンブリ。
【請求項２０】
前記光学素子および前記実装板が異なる熱膨張係数を有し、前記実装板に対する前記光学素子の移動が前記光学アセンブリの温度の変化から生じることを特徴とする請求項１９に記載の光学アセンブリ。
【請求項２１】
前記長軸を前記円形貫通孔の前記中心と接続する想像線が、前記光学素子の重心を通過する想像線と交差することを特徴とする請求項１９に記載の光学アセンブリ。
【請求項２２】
実装板を用いて光学素子を組立てる方法であって、
貫通孔を備えた前記実装板を設けるステップと、
前記実装板の前側に隣接して前記光学素子を位置決めし、前記光学素子の一部が前記貫通孔に対する入口を遮断するようにするステップと、
前記貫通孔の少なくとも一部が遮られるように、放射線透過部材を配置するステップと、
前記放射線透過部材と前記光学素子との間に第１の量の放射線硬化可能な接着剤を供給するステップと、
前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤を照射するために、前記実装板の後側から前記放射線透過部材を通る放射線に対して前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤を暴露し、前記放射線が前記放射線透過部材を前記光学素子と接着によって固定するように作用するステップと、を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記放射線透過部材と前記実装板との間に第２の量の放射線硬化可能な接着剤を供給するステップと、
前記放射線透過部材を前記実装板と接着によって固定するように作用する放射線に対して前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤を暴露するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤の暴露が、前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤を照射するために、前記放射線透過部材を通して放射線を方向付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記実装板の前記前側から前記放射線が方向付けられることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記放射線透過部材が紫外波長および可視波長の少なくとも一方を有する放射線を透過し、前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤の暴露が、前記放射線透過部材と前記光学素子との間に接着剤の固定を提供するのに十分な時間、放射線によって前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤を照射するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤の暴露が、前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤の暴露前に生じることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記照射の時間が、約３０秒未満であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
固定を行うための放射線に対して前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤および前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤を暴露する前に、前記光学素子を光軸に対して位置合せするステップをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
スペーサ素子を前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤の中に組込むことによって、暴露後、前記放射線透過部材と前記実装板との間の間隔を維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
スペーサ素子を前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤の中に組込むことによって、暴露後、前記光学素子と前記放射線透過部材との間の間隔を維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
スペーサ素子を前記第２の量の放射線硬化可能な接着剤の中に組込むことによって、暴露後、前記放射線透過部材と前記実装板との間の間隔を維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記放射線透過部材が紫外波長および可視波長の少なくとも一方を有する放射線を透過し、前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤の暴露が、前記放射線透過部材と前記実装板との間に接着剤の固定を提供するのに十分な時間、放射線によって前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤を照射するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記照射の時間が、約３０秒未満であることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
固定を行うための放射線に対して前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤を暴露する前に、前記光学素子を光軸に対して位置合せするステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３６】
スペーサ素子を前記第１の量の放射線硬化可能な接着剤の中に組込むことによって、前記光学素子と前記放射線透過部材との間の間隔を維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、光学素子の実装に関し、さらに詳細には、光学素子と光学系の実装板との間に確実に位置合せされた取付部を確立し、維持するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投影型画像ディスプレイ用の光学エンジンなどの光学系の性能は、構成光学素子の実装および位置合せに左右される。一般に、光学系は、それぞれ１つ以上の光軸に関して位置合せされる複数の光学構成部材または光学素子を組み込んでいる。１つの光学素子の数ミクロン（μｍ）のみの位置ずれまたは１つの光学素子の数十分の１の角度の回転ずれは、光学系によって伝送される画像の１つ以上の属性を低下させるのに十分である。
【０００３】
一旦位置合せがなされると、光学系の光学素子は、運搬、保管および動作環境のために衝撃、振動および熱応力に耐えるように確実に保持されなければならない。光学素子を実装板または実装板上の実装パッドと連結するための従来の装置および方法には種々の欠陥があるために、光学系の組立中に確立される光学素子の位置合せはその後に失われる可能性がある。温度における比較的大きな変化は、従来通り実装された光学素子にその並進位置および／またはその実装板および光学系における他の光学素子に対する角度配向を変化させる可能性がある。光学素子の正確な位置決めおよび位置合せは光学系の実効性能にとってきわめて重要であるため、個別の光学素子の任意の熱によって誘発される変位または回転は全体として光学系の性能を劣化させる。極端な場合には、実装板に対する熱によって誘発される移動は実際に、光学素子への物理的な損傷を生じうる。
【０００４】
１つの従来の実装方法は、光学素子、一般にガラスをたとえば金属から形成される実装板上の実装パッドに接着接合することを含む。接着剤の室温硬化は、完全な硬化を実現するために、７２時間もかかる可能性がある時間のかかるプロセスである。硬化は、接着剤を高温に加熱することによって著しく加速されてもよい。硬化時間が加熱によって短縮するが、接着剤が完全に硬化する時間は依然として数時間程度である。したがって、光学素子を実装板に連結する接着剤の硬化は、光学系に関する組立プロセスの処理能力を遅くする。硬化温度が組立処理能力の速度を速めて、硬化を加速するために上昇させると、光学素子は熱処理によって損傷を受ける恐れがある確率が高くなる。さらに、熱処理を実行するために硬化炉を購入しなければならないため、組立プロセスの費用が著しく増大する。さらに、硬化炉は、光学系の組立領域において貴重な床面積を占める。
【０００５】
硬化時間を短縮するために、放射線硬化可能な接着剤を用いて、光学素子を実装板上の実装パッドに接着接合してもよい。従来の放射線硬化可能な接着剤は一般に、下にある接着剤を放射するために光学素子によって透過される電磁スペクトの紫外線部分からの放射によって硬化される。しかし、接着剤への光学素子による硬化放射線の透過は、熱または紫外線暴露のいずれかによって光学素子に回復不可能な損傷を生じる大きな危険性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、運搬、保管および動作環境から生じる衝撃、振動および熱応力に耐えるように光学素子が確実に保持され、実装動作が光学素子に損傷を与えないような実装板に光学素子を実装するための装置および方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、投影型画像ディスプレイシステムにおいて光学エンジンの構成部材として、実装板に実装される光学素子などの光学系において光学素子を実装するための前述の欠点および他の欠点を克服する。本発明の原理によれば、前面と、反対にある後面と、後面と前面との間に延在する貫通孔と、を有する実装板を具備する光学アセンブリが設けられる。光学アセンブリはさらに、貫通孔を防ぐために前面に隣接して位置決め可能な光学素子と、貫通孔の少なくとも一部を遮断する円形ディスクなどの放射線透過部材と、放射線透過部材を光学素子に固定する第１の量の放射線硬化可能な接着剤と、を具備する。第１の量の放射線硬化可能な接着剤は、実装板の後面から入射し、放射線透過部材を透過する放射線によって硬化することができる。第１の量の放射線硬化可能な接着剤を硬化するために用いられる放射線は、硬化を行うために光学素子によって透過されることはない。
【０００８】
本発明の別の実施形態において、光学アセンブリは、放射線透過部材を実装板に固定する第２の量の放射線硬化可能な接着剤をさらに具備してもよい。第２の量の放射線硬化可能な接着剤は、実装板の後面または前面の少なくとも一方から入射する放射線によって硬化されることができる。第２の量の放射線硬化可能な接着剤を硬化するために用いられる放射線は、硬化を行うために光学素子によって透過されることはない。
【０００９】
本発明の原理によれば、前面と、前面と反対の後面と、後面と前面との間にそれぞれが延在する１つの円形貫通孔および１つの楕円形貫通孔と、を有する実装板を具備する光学アセンブリが設けられる。楕円形貫通孔は、円形貫通孔の中心と実質的に一直線をなす長軸および長軸に直交する短軸を有する。光学アセンブリは、光学素子が実装板に対して可動であるように、実装板と連結される光学素子をさらに具備している。第１の円形部材は、円形貫通孔内部に位置決めされ、光学素子および実装板に接着によって固定される。接着によって光学素子のみに固定される第２の円形部材は、楕円形貫通孔内部に位置決めされる。第２の円形部材は、短軸に沿って楕円形貫通孔の幅に実質的に等しい直径を有する。第２の円形部材および楕円形貫通孔は、長軸に実質的に平行な方向への光学素子の移動を抑制するために協働する。
【００１０】
本発明の原理によれば、実装板を用いて光学素子を組立てる方法が提供される。この方法は、貫通孔を備えた実装板を設けるステップと、光学素子の一部が貫通孔への入口を遮るように実装板の前面に隣接する光学素子を位置決めするステップと、貫通孔の少なくとも一部が遮断されるように放射線透過部材を配置するステップと、放射線透過部材と光学素子との間に第１の量の放射線硬化可能な接着剤を供給するステップと、第１の量の放射線硬化可能な接着剤を照射するために、実装板の後面から放射線透過部材を通って放射線に第１の量の放射線硬化可能な接着剤を暴露するステップと、を含む。放射線は、光学素子を備えた放射線透過部材を接着によって固定するのに効果的である。
【００１１】
本発明の別の実施形態において、この方法は、放射線透過部材と実装板との間に第２の量の放射線硬化可能な接着剤を供給するステップと、光学素子を備えた放射線透過部材を接着によって固定するのに効果的であるように、放射線に第２の量の放射線硬化可能な接着剤を暴露するステップと、をさらに含んでもよい。
【００１２】
本発明は、投影型スクリーンディスプレイにおいて用いるための光学エンジンの光学素子などの光学系の光学素子を所定の位置に正確に実装して硬化させることができ、それによって、運搬、保管および動作中、光学素子の移動を制御することができる。合成画像を形成するために、複数の画像成分を組合せる光学エンジンなどの光学系において、個別の画像成分の微細なピクセルサイズは、相当変化しうるが、約１０μｍ程度ほど小さくてもよく、動作中正確な位置合せを維持する実装技術を必要とする。ピクセルサイズの一部に等しい距離分の個別の画像成分の１つにおける変位は、光学系による画像出力の品質を劣化させるのに十分である。
【００１３】
本発明の原理によれば、光学素子と実装板との間を接合する接着剤は、たとえば、光学素子と実装板との間の熱膨張係数における不整合に起因する示差熱膨張から生じる光学系の動作中の光学素子の位置ずれおよびミスオリエンテーションを防止する。光学素子と実装板との間の接着剤層の可撓性は示差熱膨張に適合すると同時に、光学素子を実質的に静止および角度をなすように向けたまま維持する。その結果、光学素子の位置は光学系の動作中に制御され、光学素子は熱効果による位置ずれまたはミスオリエンテーションが生じにくくなる。さらに、示差熱膨張は、光学素子の表面に害を与えるまたは他の方法で損傷を与えることはほとんどない。本発明の原理はまた、衝撃および振動による実装される光学素子の故障発生度を低減する効果がある。
【００１４】
本発明の原理によれば、接着剤層の硬化時間は、放射線硬化可能な接着剤の使用によって著しく加速される。さらに、放射線透過部材の使用によって、その上に接着によって固定される光学素子に対向する実装板の面から直接光路における放射線硬化可能な接着剤の直接照射を可能にする。その結果、放射線硬化可能な接着剤は、実装される光学素子を通して照射されることがなく、硬化放射線による光学素子の損傷の危険性を著しく低減または削減する。具体的に言えば、後面照射は、光学素子への熱の伝達を減少し、特に、後面から紫外線による硬化は光学素子を劣化しにくい。さらに、少なくとも光学素子と放射線透過部材との間の空間的な許容差および平行度は、放射線硬化可能な接着剤中のスペーサ素子によって維持されてもよい。
【００１５】
本発明の上記の目的および他の目的および利点は、添付図面およびその説明から明白となるものとする。
【００１６】
本願明細書の一部に組み込まれ、構成している添付図面は本発明の実施形態を示しており、上述の本発明の一般的な説明および以下の実施形態の詳細な説明は本発明の原理を説明するために機能する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は次に一定の実施形態に関連して説明されるが、本発明は任意のある特定のタイプの光学系における実行に制限されるわけではない。投影型スクリーンディスプレイ用の光学系に制限されるわけではないが、このような光学系をはじめとする種々の光学系に関して本発明を用いることができることが考慮される。本発明の説明は、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の精神および範囲内に包含されると思われるすべての代替物、修正物および等価な構成を網羅することを意図している。特に、当業者は、本願明細書に記載される本発明の構成部材が複数の異なる方法で配置されうることを認識されたい。
【００１８】
図１および図３を参照すると、光学系（図示せず）用の光学アセンブリ１０は、前面または前側１１および後面または後側１３と、実装板１２の前側１１に実装される光学素子１４と、これも実装板１２の前側１１に実装される光学素子１６と、それぞれが１組の貫通孔１９、２１の対応する１つに収容される１組の放射線透過部材またはディスク１８、２０と、を具備している。光学系の光軸に対する光学素子１４、１６を正確に位置決めすることができ、運搬、保管および動作中、衝撃、振動および熱応力に耐えるような位置決めを維持することができることが光学アセンブリ１０の動作に不可欠である。一般に、光学素子１４、１６はガラスから形成され、実装板１２はアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウムまたはステンレス鋼などの金属から形成される。あるいは、実装板１２はまた、可能であれば光学素子１４、１６の取付けのためにその中に設けられる金属実装パッドインサートを備えた熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂またはセラミック材料から形成されてもよい。
【００１９】
光学素子１４、１６は、レンズ、プリズム、ミラー、フィルタ、イメージャなどの任意の光学構成部材または部品であり、共に組立てられる複数のプリズムなどの複数の光学部品の組立も含むことが考えられる。図１および図３に示されているように、光学素子１６は同様の寸法である２つのプリズム２２、２４と、より小さな矩形の寸法を有する１組のプリズム２６、２８と、を具備するカッドプリズムアセンブリである。プリズム２２、２４、２６、２８は、プリズム２６、２８の上面および下面がプリズム２２、２４の対向する上面および下面を含む個別の平面より下に凹んでいる。光学素子１４は、光の入射ビームを２つの個別の偏光ビームに分割し、偏光ビームの一方を光学素子１６のプリズム２４の隣接する側面に供給する偏光ビームスプリッタとして図１および図３に示されている。光学アセンブリ１０は、たとえば、大型後方投影テレビに表示するためのフルカラー画像のストリームを生成するために用いられる光学エンジンの構成部材であってもよい。
【００２０】
続いて図１および図３を参照すると、複数、たとえば２つの位置決めピン３０、３２が実装板１２に設けられ、実装板１２に対する光学素子１６の並進および回転位置決めに関する位置決めガイドとして機能する。位置決めピン３０、３２は、光学素子１６のプリズム２２とプリズム２８との間の境界に実質的に平行な横軸に沿って個別の位置に位置決めされる。光学素子１６が実装板１２と実質的に接触する関係にあるとき、位置決めピン３０は、プリズム２８の下に位置するプリズム２２、２４の交差によって形成される陥凹隅に位置し、光学素子１６の重心と交差する垂直軸と略共線をなしている。位置決めピン３２から横軸に沿った位置決めピン３０への間隔は、実装板１２と光学素子１６との間の相対的な回転を防止する。位置決めピン３０、３２の位置決めは、組立中に光学素子１６に印加される力の集中を緩和する。同様に、光学素子１４に隣接して設けられる複数、たとえば、３つの位置決めピン３４、３５、３６は、実装板１２への組立中、位置決めガイドとして機能する。位置決めピン３４、３５、３６は、実装板１２の厚さを通って延在する３つのクリアランスホール３８、３９、４０の対応する１つを通って回収することによって、アセンブリから除去可能である。位置決めピン３０、３２は、位置決めピン３４、３５、３６に類似の態様で光学アセンブリ１０の組立構造から除去可能であってもよく、図１に示されているように光学アセンブリ１０に保持される永久固定具であってもよいことが本発明によって考慮される。
【００２１】
放射線透過ディスク１８、２０は、接着剤接合による実装板１２への光学素子１６の実装を容易にする。放射線透過ディスク１８、２０は、可視電磁スペクトルまたは紫外線電磁スペクトルのすべてのまたは一部に広がりうる少なくとも１つの波長または波長の帯域の入射放射線を透過することができる任意の材料から構成される。たとえば、ディスク１８、２０を形成するのに適した放射線透過材料としては、ガラス、アクリル、ポリカーボネートおよびスチレンが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。特定の位置実施形態において、放射線透過ディスク１８、２０を形成する材料は、単独波長または波長の帯域の紫外線をほとんど吸収または遮断することなく透過する。本発明の用途に適した具体的な紫外線透過材料は、３６５ｎｍの波長で９８％を超える紫外線透過率を有するＢＫ−７ホウケイ酸光学ガラスである。ディスク１８は、放射線透過材料の厚さによって分離される前面４２および対向する後面４４を有する。同様に、ディスク２０は、これも放射線透過材料の厚さによって分離される前面４６および対向する後面４８を有する。放射線透過ディスク１８、２０は、ディスク１８の対向する面４２、４４が平面かつ平行であり、ディスク２０の対向する面４６、４８もまた平面かつ平行である平レンズであってもよいが、本発明はディスク１８、２０が種々の異なる幾何形状および形をとってもよいという点においてそのように制限されているわけではない。
【００２２】
図２Ａを参照すると、実装板１２の前側１１の下に凹み、貫通孔２１の垂直中心軸に対して半径方向に同心円状に延在する環状の肩５０が貫通孔２１のほぼ周囲に延在している。環状の肩５０は、放射線透過ディスク１８の後面４４の外部環状周縁に嵌合する上に面する環状の実装面を提供する。そのために、環状の肩５０の内部半径方向の寸法は、放射線透過ディスク１８の半径方向の寸法より小さく、ディスク１８用の確実な垂直位置止めを提供する。ディスク１８が貫通孔２１内に配置されるとき、環状の肩５０と実装板１２の前側１１との間の貫通孔２１の部分の外部半径方向の寸法は、ディスク１８の横移動を制限するために、放射線透過ディスク１８の半径方向の寸法よりわずかに大きい。放射線透過ディスク１８を実装板１２に実装する実装動作から生じる任意の過度の接着剤を捕捉するための逃げ空間またはレセプタクルとして作用する環状の凹部５２が、環状の肩５０を同心円状に包囲している。貫通孔２１、環状の肩５０および凹部５２は、当業者にはなじみのある従来の技術によって実装板１２に注型、成形または機械加工されてもよい。貫通孔１９は、環状の肩５０および凹部５２と同一の環状の肩および凹部を具備することを十分に理解されたい。
【００２３】
本発明の原理により、図２Ａ〜図２Ｅおよび図４を参照すると、接着剤接合によって光学素子１６を実装板１２に取付けまたは実装するために、実装手順が提示される。以下の説明は放射線透過ディスク１８に関連しているが、実装手順は光学素子１６を実装板１２に実装するための放射線透過ディスク２０の用途にも等しく適用可能であることを十分に理解されたい。光学素子１６を実装板１２に接着接合するための一般的な動作において、放射線透過ディスク２０を用いる実装手順は、放射線透過ディスク１８を用いる実装手順と同時に行われる。
【００２４】
図２Ａを参照すると、下塗剤の層５４が上部に面している環状の肩５０に塗布され、硬化される。下塗剤層５４は、環状の肩５０の面を形成する材料との接着を促進するための任意の適切な材料である。同様に、図２Ｂを参照すると、下塗剤の層５６が放射線透過ディスク１８の後面４４の環状部分に塗布され、硬化される。一般に、下塗剤層５６の半径方向の寸法は、環状の肩５０の半径方向の寸法以下である。下塗剤層５６は、放射線透過ディスク１８の面を形成する材料との接着を促進するための任意の適切な材料である。下塗剤層５４、５６は、環状の肩５０を形成する材料に対する放射線透過ディスク１８を形成する材料の接着剤接合を促進する。
【００２５】
続いて図２Ｂを参照すると、一定量の接着剤または接着剤の層５８が環状の肩５０上の下塗剤層５４に塗布され、放射線透過ディスク１８が実装板１２の前側１１に近い貫通孔２１の入口へ一般に矢印６０によって示される方向に挿入され、下塗剤層５６が接着剤層５８に接触するようになっている。放射線透過ディスク１８の前面４２は、実装板１２の前側１１の上に突出する。放射線透過ディスク１８は、貫通孔２１の少なくとも一部を遮断し、一般に貫通孔２１を覆うかまたは塞ぐが、本発明はそれに制限されているわけではない。接着剤層５８の接着剤は任意の接着剤または結合剤であってもよく、本発明の用途に適した特性を有する放射線硬化可能であることが好ましいが、それに制限されているわけではない。具体的に言えば、接着剤層５８は、ディスク１８を環状の肩５０に接着接合するために選択される配合、一般的にはガラスをアルミニウムなどの金属に接着接合するために選択される配合を有する。接着剤層５８の配合はまた、環状の肩５０を形成する材料とディスク１８を形成する材料との間の熱膨張差に適合するように十分な可撓性を有するように選択される。これら２つの材料は、補償されないのであれば、そうでなければ、動作加熱期間中、接着剤接合における応力を生じる不整合の熱膨張係数を有することは十分に理解されるためである。
【００２６】
図２Ｃを参照すると、接着剤層５８は、放射線硬化可能であれば、層５８において接着剤を硬化させるのに有効な放射線によって照射される。そのために、光源６２の出力口は、実装板１２の前側１１に隣接するように位置決めされる。光源６２は、矢印６４によって概略的に示される放射線を放射線透過ディスク１８の前面４２（図２Ｂ）に向けるように動作する。放射線６４は、放射線透過ディスク１８の厚さを通過し、接着剤層５８を照射するために後面４４から出る。接着剤層５８は、一般に約３０秒未満の時間、最終的な接合のために硬化を促進させるのに効果的な波長または波長の帯域で放射線６４に暴露される。硬化された接着剤層５８の最終的な接合により、放射線透過ディスク１８を肩５０の上に面する実装面に固定する。一定の実施形態において、従来の時限式硬化動作は、図２Ｃの硬化動作に取って代わられてもよいことを十分に理解されたい。しかし、光源６２からの放射線６４を用いた接着剤層５８の硬化は、実装手順を終了するために必要な時間を短縮する。
【００２７】
図２Ｄを参照すると、下塗剤の層６６は、放射線透過ディスク１８の前面４２に塗布され、硬化される。下塗剤層６６は、接着剤接合を促進するために、放射線透過ディスク１８の前面４２を形成する材料を活性化して密閉するための任意の適切な材料である。同様に、下塗剤の層６８は、一般にディスク形状であり、光学素子１６のプリズム２２の底面１０２に塗布され、硬化される。下塗剤層６８は、プリズム２２の面を形成する材料との接着剤接合を促進するための任意の適切な材料である。
【００２８】
続いて図２Ｄを参照すると、一定量の接着剤または接着剤の層７２がディスク１８の前面４２に塗布され、プリズム２２の底面１０２がディスク１８の前面４２に近づけられる。接着剤層７２の接着剤は、本発明の用途に適した特性を有する任意の放射線硬化可能な接着剤であってもよい。具体的に言えば、接着剤層７２は、プリズム２２をディスク１８と接着接合するために選択される配合、一般的にはガラスをガラスに接着接合するために選択される配合を有する。接着剤層７２の配合はまた、プリズム２２を形成する材料とディスク１８を形成する材料との間の任意の熱膨張差に適合するように十分な可撓性を有するように選択される。これら２つの材料は、接着剤層７２の可撓性によって補償されないのであれば、そうでなければ、動作加熱期間中、接合における応力を生じる不整合の熱膨張係数を有しうることは十分に理解されるためである。
【００２９】
図４において最もよく分かるように、接着剤層５８および７２の配合物への均等な分散によって、一定の濃度のスペーサ素子１１８が組み込まれる。スペーサ素子１１８の濃度は、配合物の総重量の約１．０重量％未満であってもよく、約０．５重量％が一般的である。接着剤層５８が硬化された後、スペーサ素子１１８は、圧縮不能であり、上に面している環状の肩５０と放射線透過ディスク１８の後面４４との間に一定の間隔を維持するため、および後面４４を上に面している環状の肩５０によって提供される実装面と略平行に維持するために作用する。同様に、接着剤層７２が硬化された後、スペーサ素子１１８は、光学素子１６の底面１０２とディスク１８の前面４２との間を一定の間隔に維持し、ディスク１８の前面４２を光学素子１６の底面１０２と略平行に維持する。スペーサ素子１１８の公称の直径は、環状の肩５０の上に面している実装面と放射線透過ディスク１８の後面４４との間の間隔および光学素子１６の底面１０２と放射線透過ディスク１８の前面４２との間の間隔を決定する。
【００３０】
接着剤層５８および７２と混合されるスペーサ素子１１８は、光学アセンブリ１０の構成部材に関して最大の膨張を予測する熱膨張計算の結果によって一般に決定される均一な最大寸法を有してもよい。スペーサ素子１１８に関して一般的な最大寸法は、このような計算によって示される予測最大熱膨張の約３倍であると推測される。スペーサ素子１１８は、光学アセンブリ１０を組み込んだ光学系の動作中、著しい寸法の変化に対して耐性のあるガラスなどの任意の材料から形成されてもよい。スペーサ素子を形成する材料は、接着剤層５８および７２における接着剤を硬化するのに適した波長範囲で放射線透過であることが好ましい。本発明の特定の実施形態において、スペーサ素子１１８は、約７５μｍの公称の直径を有するガラスの回転楕円体またはビードである。本発明の用途に適したソーダ石灰ガラスの球状ビードは、約５０μｍ〜約１００μｍの範囲の種々の交渉の直径でペンシルバニア州バリーフォージュのポッターズ・インダストリーズ（Ｐｏｔｔｅｒｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｖａｌｌｅｙ  Ｆｏｒｇｅ，ＰＡ））から市販されている。
【００３１】
図２Ｄを参照すると、光学素子１６は一般に矢印７５の方向において実装板１２に近い位置まで移動され、光学系の１つ以上の基準点または少なくとも１つの光軸に対して位置合せされる。下塗剤層６８によって覆われるプリズム２２の底面１０２の部分は、接着剤層７２と接触関係に配置され、接着剤層７２は硬化動作に作用するために放射線に暴露される。
【００３２】
図２Ｅを参照すると、光源７４の出力口が、実装板１２の後側１３に隣接するように位置決めされる。光源７４は、硬化動作を行うために、矢印７６によって概略的に示される放射線を実装板１２の後側１３にある貫通孔２１の入口に向けるように動作する。放射線７６は後面４４から前面４２まで放射線透過ディスク１８の厚さを通過し、接着剤層７２を照射する。接着剤層７２は、一般に約３０秒未満の時間、最終的な接合のために硬化を促進させるのに効果的な波長または波長の帯域で放射線７６に暴露される。
【００３３】
硬化された接着剤層７２の最終的な接合により、光学素子１６のプリズム２２を放射線透過ディスク１８に固定し、図３に示される組立構造を提供する。接着剤層５８は、放射線透過ディスク１８と実装板１２との間に第１の接着結合を提供する。接着剤層７２は、放射線透過ディスク１８と光学素子１６との間に第２の接着結合を提供する。第１の接着結合および第２の接着結合を提供する接着剤層５８および７２と、最終的な接合状態を特徴付ける下塗剤層５４、５６、６６、６８は、図４を参照すると最もよく視覚化される。類似の実装手順において、光学素子１６のプリズム２４が、放射線透過ディスク２０および複数の放射線硬化可能な接着剤層、任意に下塗剤層によって実装板１２に固定される。本発明の原理によれば、図２Ａ〜図２Ｅに示される実装手順は、光学素子を実装するために単独の放射線透過ディスクおよび単独の貫通孔に左右されてもよいことが考慮される。
【００３４】
接着剤層５８および７２の接着剤は、紫外線、可視光またはその両方などの放射線への暴露によって硬化されてもよい。接着剤層５８および７２は、同一の配合または異なる配合の接着剤であってもよいことを十分に理解されたい。たとえば、接着剤層５８、７２を形成する接着剤の剛性率または剛度は、２つの接着剤の接合のそれぞれに関して特別な剛性または可撓性を提供するために、個別に調整されてもよい。たとえば、接着剤層７２が接着剤層５８より高い剛性率を有し、接着剤層５８がより高い可撓性を有するように、接着剤層５８、７２は調整されてもよい。低減した剛性の結果として、プリズム２２の底面１０２に作用する応力が著しく減少される。接着剤層５８、７２を形成する接着剤の配合は下塗剤の必要性を排除する、またはそれぞれにおいてスペーサ素子１１８の公称の直径を変化させることによって２つの接着結合に関して異なる間隔を提供するなどの他の結果を実現するように調整されてもよいことが考慮される。
【００３５】
接着剤層５８、７２を形成する接着剤は、複数の異なる形をとってもよい。たとえば、接着剤層５８および／または接着剤層７２の放射線硬化可能な接着剤が関連する接着剤接合を提供するのに役立つような下塗剤を必要としない場合には、下塗剤層５４、５６または下塗剤層６６、６８は省略されてもよいことが考慮される。この分類において具体的な紫外線硬化可能な接着剤としては、イリノイ州エルジンのＤＳＭデソテック（ＤＳＭ  Ｄｅｓｏｔｅｃｈ（Ｅｌｇｉｎ，ＩＬ））から市販されている「デソボンド（ＤＥＳＯＢＯＮＤＯ）９５６−１０６」光学接着剤およびコネチカット州トリントンのダイマックス・コーポレーション（Ｄｙｍａｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｔｏｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＣＴ））から市販されている「ＯＰ−３０」光学接着剤が挙げられる。
【００３６】
別の実施形態において、各貫通孔１９、２１の環状の肩５０および放射線透過ディスク１８、２０は、放射線透過ディスク１８と実装板１２との間の第１の接着結合が実装板１２の後側１３に隣接して位置決めされる光源（図示されていないが光源７４に類似している）からの照射によって硬化されるように構成されてもよい。ディスク１８、２０に類似の放射線透過ディスク（図示せず）および貫通孔１９、２１に類似の貫通孔（図示せず）が本願明細書に記載される光学素子１６に類似の態様で光学素子１４を実装板１２に実装するために、光学素子１４の下にある実装板１２に形成されうることは当業者には理解される。
【００３７】
類似の参照符号が図１〜図４における類似の特徴を指す図５および図６Ａ〜図６Ｂを参照し、本発明の別の実施形態において、光学系（図示せず）用の光学アセンブリ８０は、前面または前側８１および後面または後側８３を有する実装板８２と、実装板８２の前側８１に実装される光学素子１６と、１組の放射線透過ディスク８４、８６と、を具備している。円形の第１の貫通孔８８および円形の第２の貫通孔９０は、実装板８２において離隔された関係で形成される。放射線透過ディスク８４は第１の貫通孔８８に挿入され、放射線透過ディスク８６は第２の貫通孔９０に挿入される。放射線透過ディスク８４、８６はそれぞれ、貫通孔８８、９０の対応する１つの少なくとも一部を遮り、貫通孔８８、９０のそれぞれの１つを覆うか、または塞いでもよい。各ディスク８４、８６のそれぞれ上に面している面８５、８７は、放射線硬化可能な接着剤の対応する量または層９８、１００によってプリズム２２、２４の対応する１つの上で下に面する平面１０２、１０４のディスク形状部分にそれぞれ接着接合される。さらに、各ディスク８４、８６の外周または縁は、貫通孔８８、９０の対応する１つの周囲を包囲する実装板８２の部分に接着接合されてもよい。
【００３８】
ディスク８４、８６は、光学素子１６のプリズム２２、２４を形成する材料の熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する材料から形成されてもよい。たとえば、ディスク８４、８６は、プリズム２２、２４を形成するガラスの熱膨張係数以下の熱膨張係数を有するガラスから形成されてもよい。別の例として、ディスク８４、８６は、プリズム２２、２４を形成するガラスの熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有するアクリル、ポリカーボネートまたはスチレンなどのポリマーから形成されてもよい。プリズム２２、２４およびディスク８４、８６を形成する材料は一般に、実装板８２を形成する材料より低い熱膨張係数を有するため、動作加熱期間中、実装板８２の寸法の変化は一般にプリズム２２、２４およびディスク８４、８６の寸法の変化より大きい。中間結合素子としてのディスク８４、８６の存在は、実装板８２のより大きな相対的な膨張および実装板８２に対する取付部の接着接合される点においてプリズム２２、２４に作用する力のために、プリズム２２、２４が損傷を受けたり、誤った方向を向いたりまたは光学系の光軸に対する位置決めがずれていたりする確率を低減する。実装板１２がセラミック材料から形成される場合には、実装板８２の熱膨張係数はプリズム２２、２４およびディスク８４、８６を形成する材料の熱膨張係数以下であってもよいことを十分に理解されたい。
【００３９】
本発明の原理によれば、図６Ａ〜図６Ｂを参照すると、光学素子１６を実装板８２に取付けまたは実装するための実装手順が提示される。光学素子１６は、本願明細書に述べるように、下塗剤を必要としない接着剤を用いて実装板８２に実装される。本発明の精神および範囲を逸脱することなく、塗剤層（図示せず）がプリズム２２の底面１０２におけるディスク形状の領域、プリズム２４の底面１０４の領域、ディスク８４、８６の対応する１つが挿入および取付けられることになっている貫通孔８８、９０のそれぞれの周囲の実装板８２に塗布されてもよいことが考慮される。これらの下塗剤層を形成する材料は、下塗剤層５４、５６、６６、６８（図１〜図４）の対応する１つを形成する材料に同一であってもよく、接着剤層９８、１００のそれぞれの接着剤が適切に選択される。
【００４０】
光学素子１６は、一般に矢印１０５の方向において実装板８２に向かって移動され、少なくとも１つの光軸または別の基準点に対して位置合せされる。接着剤層９８、１００を形成するために、放射線硬化可能な接着剤の各量は、各ディスク８４、８６の上に面している面８５、８７にそれぞれ分散される。ディスク８４、８６は、矢印１０６の一般的な方向において実装固締具の各アーム１０８、１１０によって貫通孔８８、９０の中およびプリズム２２、２４のそれぞれ近い底面１０２、１０４の近くに移動される。別の量の放射線硬化可能な接着剤１１２ａ、１１２ｂが、各貫通孔８８、９０に導入されて、ディスク８４、８６の対応する１つの隣接面および実装板８２を濡らして相互に接続してもよい。別の量の放射線硬化可能な接着剤１１２ａ、１１２ｂは、接着剤層９８、１００から始まってもよいことを十分に理解されたい。
【００４１】
図６Ｂを参照すると、接着剤層９８、１００および一定量の接着剤１１２ａ、１１２ｂは、適切な硬化ランプ（図示せず）からの放射線１１４に対する暴露によって硬化される。放射線１１４は、ディスク８４、８６の個別の下に面する面１１６、１１８に向かって実装板８２の後側８３から貫通孔８８、９０に方向付けられる。放射線１１４は、一般に大きな吸収または強度の損失を生じることなく、ディスク８４、８６のそれぞれを貫通し、接着剤層９８、１００の対応する１つを照射する。放射線１１４に対する暴露は、一般に約１秒〜約３０秒程度の時間で、接着剤層９８、１００の硬化を促進して最終的な接合にするのに効果的な紫外線および／または可視光を特徴とする波長を含む波長または波長の帯域であるが、そのような波長に限定されるわけではない。接着剤層９８、１００は、放射線透過ディスク８４、８６の対応する１つと光学素子１６との間のそれぞれ第１の接着結合を提供する。一定の量の１１２ａ、１１２ｂは、放射線透過ディスク８４、８６のそれぞれとそれぞれの貫通孔８８、９０の内周の周囲の実装板８２との間にそれぞれ第２の接着結合を提供する。本発明の原理によれば、図６Ａ〜図６Ｂに示される実装手順は、光学素子を実装するために単独の放射線透過ディスクおよび単独の貫通孔に左右されてもよいことが考慮される。
【００４２】
類似の参照符号が図１〜図４における類似の特徴を指す図７および図８を参照し、本発明の別の実施形態において、光学素子１６は、実装板１２２の前面または前側１２０に取付けられ、実装板１２２と一体である１組の三角形パッド１２４、１２５によって支持される。三角形パッド１２４、１２５は、実装板１２２の周囲の領域の上に盛り上がるか、または高くなっている。三角形パッド１２４、１２５は、ほぼ同一直線の斜辺を有する直角三角形として形成され、光学素子１６の中心線を通って延在する平面１２６と略並行に位置合せされる。位置決めピン３０、３２は、光学素子１６を実装板１２２に実装する実装手順中に、実装板１２２の厚さを通って延在するクリアランスホール１２１、１２３の対応する１つを通る回収によって除去可能である。
【００４３】
続いて図７および図８を参照すると、三角形パッド１２４に形成される円形貫通孔１３０は、実装板１２２の厚さを通って延在する。また、スロット付き貫通孔または楕円形貫通孔１３２が、三角形パッド１２５に形成され、実装板１２２の厚さを通って延在する。楕円形貫通孔１３２の長軸１３４は、円形貫通孔１３０の中心と位置合せされる。光学素子１６の膨張が垂直想像線１３７の周囲でバランスを保つように、円形貫通孔１３０の中心と長軸１３４を接続する想像線１３５は、光学素子１６の重心を通過する垂直想像線１３７と交差してもよい。長軸１３４が円形貫通孔１３０の中心と正確に位置合せされることに限定される必要はなく、本発明の精神および範囲を逸脱することなく約５°未満の角度偏差内で実質的に位置合せしていてもよいことは、本発明によって考慮される。楕円形貫通孔１３２は、長軸１３４に沿って測定される長さ、その中心点で長軸１３４に垂直である短軸、中心点で短軸に沿って測定される幅を有する。
【００４４】
放射線透過部材またはディスク１３６は、円形貫通孔１３０内部に位置決めされる。放射線透過部材またはディスク１３８は、楕円形貫通孔１３２内部に位置決めされ、楕円形貫通孔１３２の幅にほぼ等しい外径を有する。楕円形貫通孔１３２の幅と放射線透過ディスク１３８の外径との間のあそびは約０．１２５インチ未満であってもよく、一般に約０．０２５ｍｍ以下である。
【００４５】
続いて図７および図８を参照すると、放射線透過ディスク１３６の上に面している面１４０は、放射線硬化可能な接着剤の対応する層１４２によってプリズム２２における下に面する平面１０２のディスク形状部分に接着接合される。接着剤量１４２ａはまた、円形貫通孔１３０の内周の周囲の実装板１２２と放射線透過ディスク１３６を接着固定する。放射線硬化可能な接着剤の層１４６は、放射線透過ディスク１３８の上に面している面１４４をプリズム２４における下に面する平面１０４のディスク形状部分に接着接合される。しかし、放射線透過ディスク１３８は、接着実装板１２２に固定されない。
【００４６】
接着剤層１４２、１４６および接着剤量１４２ａにおける接着剤は、実装板１２２の後側１４８から入射する可視光および／または紫外線１４５に対する暴露によって硬化される。接着剤層１４２、１４６および接着剤量１４２ａにおける接着剤は、本願明細書に述べるように、下塗剤を必要としない。下塗剤層（図示せず）は、プリズム２２の底面１０２におけるディスク形状領域、プリズム２４の底面１０４および放射線透過ディスク１３６、１３８の面１４０、１４４にそれぞれ本発明の精神および範囲を逸脱することなく、塗布されてもよいことが考慮される。これらの下塗剤層を形成する材料は、適切に選択される接着剤層１４２、１４６のそれぞれの接着剤および接着剤量１４２ａに関して、下塗剤層５４、５６、６６、６８（図１〜図４）の対応する１つを形成する材料と同一であってもよい。
【００４７】
実装手順中、続いて図７および図８を参照すると、光学素子１６は、光学系の１つ以上の基準点または少なくとも１つの光軸に対して位置合せされる。放射線透過ディスク１３６は、実装固締具（図示せず）のアームを用いて、実装板１２２の後面または後側１４８から円形貫通孔１３０の後方に面する入口に挿入される。同様に、放射線透過ディスク１３８は、実装固締具の別のアームを用いて、実装板１２２の後側１４８から楕円形貫通孔１３２の後方に面する入口に挿入される。接着剤層１４２、１４６は挿入前または挿入後のいずれかに面１４０、１４４において分散され、接着剤量１４２ａは放射線透過ディスク１３６と円形貫通孔１３０の内周との間に設けられる。接着剤層１４２、１４６および接着剤量１４２ａにおける接着剤は、実装板１２２の後側１４８から入射する放射線１４５に対する暴露によって硬化される。放射線１４５は、放射線透過ディスク１３６、１３８の厚さを貫通し、接着剤層１４２、１４６および接着剤量１４２ａにおける接着剤を硬化させる。硬化後に、実質的に完全な位置決めピン３０、３２が、クリアランスホール１２１、１２３を通って回収される。
【００４８】
本発明の原理によれば、楕円形貫通孔１３２および放射線透過ディスク１３８は協働して、長軸１３４に実質的に平行な方向に光学素子１６の移動を制限する。移動は、たとえば実装板１２２および光学素子１６が構成部材である光学系の動作中に生じる光学素子１６および実装板１２２の熱によって誘発される寸法の変化から生じる。光学素子１６および実装板１２２が異なる熱膨張係数を有するため、異なる寸法の変化が生じる。放射線透過ディスク１３６、１３８は、実装板１２２に対する光学素子１６のための位置決め素子として作用する。具体的に言えば、楕円形貫通孔１３２は、楕円形貫通孔１３２の長軸１３４と実質的に平行であるように放射線透過ディスク１３８の移動を誘導して制限する。その結果、光学素子１６は、一般に参照符号１４７（図８）と付けられた双方向矢印によって示されるように、膨張するときに長軸１３４に平行に並進してもよい。しかし、放射線透過ディスク１３６は、短軸に沿って楕円形貫通孔１３２の長軸１３４を横切る方向において著しい量だけ移動することはできない。その結果、放射線透過ディスク１３６は円形貫通孔１３０内部で回転することはできないため、光学素子１６は実装板１２２に対する著しい回転に対して制限される。一般に、長軸１３４に平行な方向における楕円形貫通孔１３２内部の放射線透過ディスク１３６の移動は、約５０μｍ未満に制限される。
【００４９】
本発明の原理によれば、硬化放射線によって放射線硬化可能な接着剤を直接照射することができることによって、接着剤の硬化速度を著しく向上することができ、それによって、従来の空気硬化接着剤を用いて実装される光学素子に比べて、光学素子を実装板に実装するために必要な時間を大幅に短縮する。具体的に言えば、放射線透過ディスクおよび実装板における対応する貫通孔の利用によって、実装板の後側に隣接して位置決めされる放射線源によって硬化を行うことができる。その結果、光学系に関連する製作工程は、著しく処理能力が増大する。さらに、接着剤を硬化するために作用する放射線は、接着剤を硬化させるために実装板の後側から入射し、各放射線透過ディスクの厚さを通って伝播されてもよいため、光学素子によって透過されることはない。その結果、光学素子は、硬化放射線による被る損傷の危険性を著しく低減する。具体的に言えば、後側照射により、光学素子への熱の伝達を削減し、特に、後側からの紫外線による硬化は光学素子を劣化しにくい。
【００５０】
本発明は、種々の実施形態の説明によって示され、これらの実施形態が相当詳細に説明されているが、このような詳細に添付の特許請求の範囲を制限または多少なりとも限定することを本願出願者は示唆していない。さらなる利点および修正は、当業者には容易に明白となるであろう。したがって、そのより広い態様において、本発明は特定の詳細、代表的な装置および方法、図示および示された例示の実施例に限定されるわけではない。したがって、本願出願者らの一般的な本発明の概念の精神または範囲を逸脱することなく、そのような詳細からの逸脱が行われると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の原理による光学素子および実装板の組立の分解組立斜視図である。
【図２Ａ】実装板への光学素子の実装を概略的に示す図１の線２−２に沿って一般に切り取った断面図である。
【図２Ｂ】実装板への光学素子の実装を概略的に示す図１の線２−２に沿って一般に切り取った断面図である。
【図２Ｃ】実装板への光学素子の実装を概略的に示す図１の線２−２に沿って一般に切り取った断面図である。
【図２Ｄ】実装板への光学素子の実装を概略的に示す図１の線２−２に沿って一般に切り取った断面図である。
【図２Ｅ】実装板への光学素子の実装を概略的に示す図１の線２−２に沿って一般に切り取った断面図である。
【図３】図１の光学素子および実装板の組立斜視図である。
【図４】図２Ｅの組立られた光学素子および実装板の部分の拡大図である。
【図５】図１に類似の分解組立斜視図であるが、明確にするため光学素子を除去し、本発明の原理による実装板を備えた光学素子の組立の別の実施形態を概略的に示している。
【図６Ａ】実装板への光学素子の実装を概略的に示す図５の線６Ａ−６Ａに沿って一般に切り取った断面図である。
【図６Ｂ】実装板への光学素子の実装を概略的に示す図５の線６Ａ−６Ａに沿って一般に切り取った断面図である。
【図７】本発明の原理による実装板を備えた光学素子の組立の別の実施形態を概略的に示す図１に類似の分解組立斜視図である。
【図８】光学素子および実装板の組立を概略的に示す図７の線８−８に沿って一般に切り取った断面図である。
【図１】
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2005537511.tif 000004
2005537511.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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2005537511.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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