(57)【要約】中心軸（Ｗ）を備える第一の多面体のワークピース（１５）をアライニングし、中心軸とさらにアラインした第二のワークピース（１９）と第一のワークピースを接合するためのツール及び方法。このアライニングツールは、第一のワークピースの中心軸（Ｗ）に沿って互いからオフセットされた２セットの促す要素（１３、１４）を有し、各セットは、他のセットのバイアス方向から反対で、中心軸を交差する方向で第一のワークピースを促すためにバイアスされた促す要素（１３ａ−１３ｄ、１４ａ−１４ｄ）を有する。本発明は、例えば、ローター（１９）に対する回転可能なプリズム（１５）のアライニング及び接合において有用である。
2005527391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸Ｗに対して平行な少なくとも３つの平面側と、該中心軸Ｗを交差する２つの端部とを有する多面体のワークピースをアライニングするためのアライメントツールであって、該アライメントツールはさらに、中心軸Ａを有し、且つ該アライメントツールの該中心軸Ａを備えるアライメントに前記ワークピースの中心軸Ｗを促すための反対方向でバイアスされた促す要素の少なくとも第一及び第二セットを有し、該促す要素の第一及び第二セットは、前記アライメントツールの前記中心軸Ａに沿って互いに関して置換され、該促す要素の各セットは、前記ワークピースの反対側面上に均衡した促す力を提供するための少なくとも２つの反対の促す要素を有することを特徴とするアライメントツール。
【請求項２】
前記促す要素は、前記アライメントツールの前記中心軸Ａを交差する方向の円形の断面を有し、円の周囲は、前記ワークピースの側面との促す接触を成すための接触表面を定義することを特徴とする請求項１に記載のアライメントツール。
【請求項３】
前記促す要素の前記円形の断面の直径は、実質的に等しいことを特徴とする請求項２に記載のアライメントツール。
【請求項４】
前記促す要素は、球体であることを特徴とする請求項２に記載のアライメントツール。
【請求項５】
前記促す要素の各セットは、前記ワークピースの各側面のための一つの促す要素を有することを特徴とする請求項１に記載のアライメントツール。
【請求項６】
前記ツールは、備品を設置するために適応された設置表面を有し、該備品は、前記多面体のワークピースの一つの端部と接触する別のワークピースを保持するために適応されたことを特徴とする請求項１に記載のアライメントツール。
【請求項７】
前記ツールは、前記ツールの前記中心軸Ａに対して平行な円筒状の壁によって定義されるアライメントチャンバーを有し、前記促す要素は、前記チャンバー内に保持されることを特徴とする請求項３に記載のアライメントツール。
【請求項８】
前記促す要素の前記第一及び第二のセットは、前記チャンバー内に位置する第一及び第二の部分的に回転可能なケージによって保持され、該ケージは反対方向で前記中心軸Ａの周りを回転するようにバイアスされることを特徴とする請求項７に記載のアライメントツール。
【請求項９】
前記ケージの各々は、反対関係の前記促す要素を保持するための保持するリブを有し、前記ケージの各々はバネによってバイアスされて、該バネの各々の一つの端部は円筒状の壁に付加され、別の端部は保持するリブに付加されることを特徴とする請求項８に記載のアライメントツール。
【請求項１０】
第一及び第二のワークピースの中心の回転軸Ｗ、Ｒに沿って該第一及び第二のワークピースをアセンブルするためのアセンブルツールであって、前記第一のワークピースは該第一のワークピースの中心軸Ｗに対して平行な少なくとも３つの側面を有し、前記アセンブルツールは回転軸Ａに沿って互いに関して移動可能な第一及び第二の備品を有し、該第一の備品は前記中心軸Ａを備えるアライメントでアライメントツールを固定して保持し、該第二の備品は前記中心軸Ａを備えるアライメントで前記第二のワークピースを保持し、前記アライメントツールは、前記アライメントツールの前記中心軸Ａを備えるアライメントに前記第一のワークピースの中心軸Ｗを促すために反対方向でバイアスされた少なくとも第一及び第二のセットの促す要素を有し、該第一及び第二のセットの促す要素は、前記アライメントツールの前記中心軸Ａに沿って互いに関して置換されることを特徴とするアセンブリツール。
【請求項１１】
第一の多面体のワークピースを相互にアラインされた中心軸Ｗ、Ｒを備える第二のワークピースとアセンブルするための方法で、前記多面体のワークピースは該ワークピースの中心軸Ｗに対して平行な少なくとも３つの平面の側面を有する方法であって、該方法は、
ａ．前記第一のワークピースの反対の側面に対して均衡した促す力を作用するように、位置づけされた促す要素の２つのセットによってアライメントに前記第一のワークピースを促すことによって参照の中心軸Ａと前記第一のワークピースの前記中心軸Ｗをアライニングすることを有し、該２つのセとの促す要素は、前記ワークピースの前記中心軸Ｗに沿って互いに置換して、前記ワークピースの前記中心軸Ｗを交差する反対方向で前記促す力を作用し、
前記方法は、
ｂ．前記参照の中心軸Ａと前記第二のワークピースの前記中心軸Ｒをアライニングすることを有し、
前記方法は、
ｃ．前記２つのワークピースをアセンブリに接触させることを有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第一及び第二のワークピースは、接着層と接合されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記接着層は、少なくとも光の硬化が可能であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第一のワークピースは光学上透明であり、光は前記接着層を硬化するために前記ワークピースにより導かれることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記光は、紫外線であることを特徴とする請求項１３及び１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記接着層はまた、熱で硬化可能であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
多面体のワークピースの中心軸Ｗを参照軸Ａにアライニングするための方法で、前記ワークピースは前記ワークピースの中心軸Ｗに対して平行な少なくとも３つの平面の側面を有する方法であって、該方法は、第一のワークピースの反対の側面に対して均衡した促す力を作用するように位置付けされた２セットの促す要素の手段によってアライメントに前記第一のワークピースを促すことを有し、該２セットの促す要素は、前記ワークピースの前記中心軸Ｗに沿って互いに関して置換され、前記ワークピースの前記中心軸Ｗに交差する反対方向で前記促す力を作用することを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記ワークピースは４つの側面を有し、前記促す要素の各セットは４つの促す要素を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記促す要素は、ほぼ等しい円形の断面を有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記促す要素は、球体であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークピースをアライニング（aligning）且つアセンブルするためのツール及び方法に関し、より詳細には、多平面のワークピース及びその中心軸に沿った基本要素をアライニング且つアセンブルするためのツール及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単一パネルをスクロールするカラープロジェクションディスプレイ・システムは、個々のピクチャー素子又はピクセルのラスターを有する液晶ディスプレイパネルのような単一の光変調器パネルによって特徴づけられ、そのパネルは、水平に引き伸ばされた赤、緑及び青の照明バー又はストライプによって照らされる。ストライプは、パネルを垂直に横切り連続してスクロールされ、一方で、ピクセルの照明された列は、後の入射ストライプの色と対応するディスプレイ情報と同調してアドレスされる。例えば、特許文献１及び２を参照のこと。
【０００３】
そのような単一パネルのカラープロジェクションディスプレイ・システムにおける光エンジンは、スクロールするバー又はストライプを生じるために回転プリズムを一般的に活用する。それらのプリズムは、典型的には、回転の中心軸に対して実質的に平行な４側面と、正方形の断面を有する多面体である。プリズムがスキャナモーターの回転軸に対してかなり正確に中心付けされるが、安価な製造工程に関連した広大な規模の耐久性により、これは実際には困難である。
【０００４】
このセンタリングは、現行上、（側面の）ランアウト（runout）を測定し、チャック（chuck）を調節し、再度ランアウトを測定する、旋盤のチャックに対してプリズムをクランプすることによって、実行される。この工程は、プリズムが耐性内において中心にされるまで繰り返される。次に、接着剤は、ローターに隣接するプリズムの端部面に適用される。後者は旋盤のストックに（そのシャフトによって）中心で保持される。その後、接触がローター間でなされ、プリズムが作られるまで、ストックは前進させられる。接着剤が硬化された後、アセンブリが開放される。この方法は、厄介で時間を消費する傾向があり、多くのプリズム／ローターのアセンブリの生産にはこのように魅力がない。
【特許文献１】米国特許第５，４１０，３７０号
【特許文献２】米国特許第５，４１６，５１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、調節と測定を繰り返す方法において現在必要とされる時間よりも少ない時間で、幾何学的な問題点にかかわらず、別のワークピースを備えた多角体のワークピースのセンタリング及びアセンブリを可能にする、アライン、且つアセンブル（align-and-assemble）方法及びツールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、アライメントツールは請求項１に特定される。他の実施態様は、請求項２乃至９に特定される。
【０００７】
この目的を達成するために、アセンブリツールは請求項１０に特定される。
【０００８】
この目的を達成するために、アセンブリングのための方法は、請求項１１に特定される。
【０００９】
他の実施態様は、請求項１２乃至１６に特定される。好ましい実施態様において、ワークピースは放射線で硬化可能な接着剤層で接合され、ワークピースのいずれか又は両者は光学上透明であり、光は、粘着層に対していずれかのワークピース又は両ワークピースによって接着剤の硬化を促進するように導かれる。
【００１０】
この目的を達成するために、アライニングのための方法は、請求項１７で特定される。他の実施態様は、請求項１８乃至２０で特定される。
【００１１】
ワークピースを接合する紫外線で開始した又は紫外線及び熱で硬化可能な接着剤などの迅速な硬化接着剤の使用は、処理時間をさらに短縮できる。
【００１２】
本発明の前述及び他の態様は下記に記載の実施態様から明白であり、下記に記載の実施態様に関して詳述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ここで本発明のアライメントツール１０の一つの実施態様の中心軸Ａに沿った図である、図１を参照するに、円筒状の壁１２によって定義されるアライメントチャンバー１１は、球状の促す要素１３ａから１３ｄ及び１４ａから１４ｄの２セットの１３と１４をそれぞれ含む。それらの促す要素１３及び１４のすべては、ほとんど等しいサイズで、すべては壁１２の内面１２ａと４つの側面のプリズム１５の一つの側面と接触する。認識されるように、チャンバー１４の内面１４ａと促す要素１３及び１４の規模がより正確になると、アライメントツール１０の中心軸Ａに対するワークピース１５の中心軸Ｗのアライメントはより正確になる。
【００１４】
図２の側面図で最良に見られるように、促す要素１３と１４の２セットは、ワークピース１５の中心軸Ｗに沿って互いに置換される。ワークピース１５のアライメントは、中心軸Ｗと交わる反対方向の促す要素１３及び１４の２セットをバイアスすることによって認識される。そのようなバイアスすることは、チャンバー１１の中心に力をかける、プリズム１５の側面に対する、レバーにより球体を押す、バネの手段によって達成される。図２に示されるようにセンタリングは２つの異なる位置で独立して生じるので、図４に示されるように長方形の断面を有したとしても、プリズム１５はその全体の長さに沿って中心付けされるか、又はその全体の長さに沿って先細にされる。
【００１５】
図１Ａは、バイアスする配置の一つの実施態様を示し、それは、４つのバネ１６ａ乃至１６ｄとライン１７ａ乃至１７ｈによって表わされる８つのレバーの１セットと、球体１３と１４のバイアスの両セットである。図１Ｂは、球体１３ａと１４ａの２つにおけるバイアスする配置を示す概略の斜視図である。各球体はケージに保持されて、各ケージ（２１、２２）は、上部（２１ａ、２２ａ）と、底部（２１ｂ、２２ｂ）と、側部（２１ｃ、２２ｃ）とを有する。ケージ２１の底部２１ｂとケージ２２の上部２２ａは、壁１２のスロット（２３、２４）により延在し、次いで、ブラケット（２１ｄ、２２ｄ）を形成するようにそれぞれ下方及び上方に曲がる。バネ１６ａは、ライン１７ａ及び１７ｂに対応するレバーとして作用する、側面２１ｃ及び２２ｃにバイアス力が帰着する、ブラケット２１ｄ及び２２ｄに付加される。この配置は、プリズム１５の側面１５ａ及び１５ｂのそれぞれに対する球体１３ａ及び１４ａ上の等しい反対の力となる。
【００１６】
図２は、壁１２の一つの端部に備品１８を設置することによって達成されるアセンブリツールの一つの実施態様を示す。備品１８は、壁１２の設置リム１２ｂに対して快適に適合するような規模の意図されたリッジ１８ａを有する。備品１８は、中心軸Ａとアラインし、第二のワークピースのローター１９のスピンドル１９ａを受けるような規模にされたスルーホール１８ｂを有する。ローター１９がスピンドル１９の中心を通過する中心軸Ｒを有するので、備品の設置は軸Ａ、Ｗ及びＲのアライメントとなる。
【００１７】
アライメントチャンバー１１の一つの端部での備品１８の設置は、ローター１９の設置表面１９ｂをプリズム１５の設置表面１５ｆに近接される。ローター１９に向かってプリズム１５がわずかに移動することは、ギャップを閉じて、接着層２０と接触させる。好ましくは、接着層２０はＵＶで硬化可能な接着剤であり、硬化はプリズム１５の表面１５ｅで紫外線ビームを導入することによって達成される。次いで、光線は、側面１５ａから１５ｄ、次いで、表面１５ｆから接着層２０の全体の内部反射によって送られる。
【００１８】
好ましくは、二重の硬化接着剤（つまり、ＵＶと熱で硬化可能）が使用される。これは、オーブンでの全熱（及び／又はＵＶ）の硬化に続く、アライメントツールでの短い露出を可能にする。後者の硬化は、バッチ工程となることができ、したがって、最小限の処理を必要とする。
【００１９】
図３は、本発明のアライメントツール３０におけるバイアスする配置の別の実施態様を示す。この実施態様において、２つだけの球体（３１ａ、３１ｂ）が各セットで採用される。それらの球体３１ａ及び３１ｂは、壁３４のアパーチャ３４ａ及び３４ｂにより延在し、バネ３４ａ及び３４ｂに付加される、レバー３３ａ及び３３ｂに付加したリブ３２ａ及び３２ｂを有する回転可能なケージ３２によって全く反対の関係で維持される。リブ３２ａ及び３２ｂは、バネのバイアス作用により球体の側面に対して受ける。
【００２０】
反対の球体の図３の配置は、反対の力が均衡している限り、偶数の側面を有する如何なる多面体のワークピースにおいて採用できる。例えば、各セットの３つの球体は、六面体のワークピースで使用されてよく、各セットの４つの球体は八面体のワークピースで使用されてよい。
【００２１】
促す要素は、ツールの中心軸と交差する円形の断面を有する限り、球体である必要はない。図５は、ケージ５２のリブ５１ａ及び５１ｂによってプリズム１５の側面１５ａ及び１５ｃに対して促された、１セットの円筒状の促す要素５０ａ及び５０ｂを示す。
【００２２】
図６は、本発明のアセンブリツール６０の一つの実施態様を概略して例示する。基部６１上への摺動可能な設置は、反対の備品６２及び６３のペアであり、各々は、中心軸Ａと正確にアラインされる設置チャック（６２ａ、６３ａ）を有する。アライメントツール６４が備品６２上に設置される場合、正確にアラインされたワークピース６５は、中心軸Ａとアラインしたそのワークピースの中心軸Ｗを有する。基部６１の反対の端部で、チャック６３ａを使用して備品６３上への第二ワークピース６６の設置は、中心軸Ａとアラインしているそのワークピースの中心軸Ｒとなる。２つの備品６２及び６３は、中心軸Ａに対して縦方向に平行で摺動するように基部６１に設置され、したがって、それら備品の相互のアライメントを維持する一方で、アセンブリのために２つのワークピースをもたらすことを可能にする。
【００２３】
本発明は、限られた数の実施態様に関して必然的に記述された。この記載から、他の実施態様及び実施態様の変形は、当業者によって明白となり、本発明及び請求項の範囲内に完全に包含されるように意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】ツールの２セットの反対にバイアスされたアライニングの球体と、名目上正方形の断面の平面側のワークピース（プリズム）との関係を示す、本発明の円筒状のアライメントツールの中心軸に沿った概略図である。
【図１Ｂ】異なるセットからの１ペアの反対にバイアスされた球体のためのバイアスをかける配置の詳細な斜視図である。
【図２】図１のアライメントツールと、接着剤層によってプリズムに接する別のワークピースを保持する、合致する備品とを含み、本発明のアセンブリツールの側面図である。
【図３】リブされたケージによって適所に維持された全く反対のアライニング球体を示す、図１のアライメントツールの別の実施態様の中心軸に沿った断面図である。
【図４】アライニング球体の１セットと長方形の断面のプリズムとの関係を示す、図１と同様の図である。
【図５】アライニング球体が円筒状の要素によって置き換えられる、図３に示したのと同様のケージの斜視図である。
【図６】本発明のアセンブリツールの一つの実施態様を該楽する正面図である。
2005527391.tif 000003
【図２】
2005527391.tif 000004
【図３】
2005527391.tif 000005
【図４】
2005527391.tif 000006
【図５】
2005527391.tif 000007
【図６】
2005527391.tif 000008
【国際調査報告】
2005527391.tif 000009
2005527391.tif 000010