(57)【要約】  フレーム（１６）上に配された投射装置（１）の他の光学的活性素子（１４）のフレーム（１６）に投射装置（１）のマウント（Ｒ）を有するディスプレイ（９，１０，１１）その他の少なくとも１つの素子をフレームに対し又はフレーム上に位置づけし固定する方法であって、素子又はディスプレイ（９，１０，１１）のマウント（Ｒ）及びフレーム（１６）は、互いに接続されるべき樹脂部に形成される方法において、フレーム（１６）に対して素子特にディスプレイ（９，１０，１１）を位置づけし調整した後、素子特にディスプレイがポイントレーザ樹脂溶着その他のレーザ樹脂溶着によってフレームに接続される。
2007506132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに配される投射装置の光学的活性素子のフレームに、投射装置のマウントを有するディスプレイその他の少なくとも１つの素子をフレームに関係づけ又はフレーム上に位置づけし固定する方法であって、前記素子又は前記ディスプレイのマウント及び当該フレームのマウント部分は、互いに接続されるべき樹脂部に形成され、
・前記フレームに対して前記素子又はディスプレイを位置づけするステップと、
・前記フレームに対して前記素子を調整するステップと、
・ポイントレーザ樹脂溶着その他のレーザ樹脂溶着を用いて前記フレームに前記素子を接続するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記フレームに対する前記素子の調整は、当該相互に対向するエッジ又は前記素子及び／又はフレームの境界表面から少なくとも部分的に張り出す弾性的に移動可能な中間素子の相互接続その他の接続により行われる、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記素子と前記フレームとの間のレーザ樹脂溶着による接続は、張り出している中間素子の領域において行われる、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちいずれか１つに記載の方法であって、前記素子又は前記ディスプレイのマウントは、少なくとも前記フレームに接続される領域において、前記フレームの樹脂の吸収能力よりも低い吸収性の樹脂又は透光性樹脂により形成される、方法。
【請求項５】
画像情報を投射する投射装置であって、当該投射装置の光学的活性素子のフレームに対して位置づけられ当該フレームに対して固定されるべき少なくとも１つのディスプレイを有し、前記ディスプレイの少なくとも１つのマウントと前記フレームは、互いに接続されるべき領域において樹脂により形成され、前記ディスプレイのマウントは、レーザ樹脂溶着により生成される溶接スポット又は溶接継ぎ目により前記フレームに対するその位置において前記フレームに固定される、装置。
【請求項６】
請求項５に記載の投射装置であって、張り出している弾性的に移動可能な中間素子は、前記ディスプレイのマウント及び／又は前記フレームの相互に対向する表面に設けられ、前記中間素子には、前記フレームに対して前記ディスプレイを固定するように前記溶接スポット及び／又は溶接継ぎ目が形成される、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の投射装置であって、前記中間素子は、片側にクランプされ張り出している板バネ様樹脂製素子により形成され、当該樹脂製素子は、前記マウント及び前記フレームの境界表面のエッジに略平行に延び、いずれもコーナ領域において前記ディスプレイ又は前記フレームのマウントに固定される、投射装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の投射装置であって、前記中間素子は、前記フレームの略平行な境界表面において反対方向でそれらの自由端により方位づけられ、当該フレームは、略矩形又は四角い外形を有する、装置。
【請求項９】
請求項５ないし８のうちいずれか１つに記載の投射装置であって、前記ディスプレイの前記マウントは、前記マウントの隣接部分領域の断面よりも小さい断面をもって、レーザ樹脂溶着により前記フレームに固定される領域に構成される、装置。
【請求項１０】
請求項５ないし９のうちいずれか１つに記載の投射装置であって、前記ディスプレイのマウントは、前記フレーム又は中間素子の樹脂の吸収能力よりも低い吸収性の樹脂又は透過性樹脂により、少なくとも前記フレームに接続される領域において形成される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム上に又はフレームに対して少なくとも１つの素子を位置づけて固定する方法に関し、特に、当該フレームに配されたプロジェクション装置の他の光学的活性素子のフレームにおけるプロジェクション装置に係るマウントを有するディスプレイに対しての配置及び固定方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、画像情報を投射する投射装置にも関し、特に当該プロジェクション装置の他の光学的活性素子のフレームに対して位置づけられ当該フレームに固定されることを予定した少なくとも１つのディスプレイを有するものに関する。
【背景技術】
【０００３】
フレームに対し又はフレーム上に少なくとも１つの素子を配置し固定するこのような方法及びプロジェクション装置は、例えば米国特許出願に係る文献のＵＳ  ２００１／００３３６８Ａ１から知られている。この文献は、概して、支持体に対してフレームを位置づける方法及び装置を開示し、特にプロジェクション装置又はプロジェクションユニットに対して用いられ、かかるプロジェクション装置の構成は、基本的に図１に示される。白色光は、２つのカラースプリッタによって赤色ビーム、緑色ビーム及び青色ビームに分けられる。これら３つのカラービームは、それぞれ１つのディスプレイを照射し、全画像のそれぞれの色成分がそれぞれのディスプレイによって示される。再合成プリズムにおいて、当該３つのカラービームが合成され装置の光学部品により投射面に投射される投射ビームを形成する。このようなプロジェクション装置により当該投射面にシャープな画像を得ること及び／又は投射することができるようにするために、当該３つのディスプレイが互いにそして当該プリズムに対してさらには当該装置光学部品に対してそれらの位置に関して非常に正確に位置づけされることは特に重要である。当該フレームに対して当該素子又はディスプレイの適正な位置づけ及び調整の後、米国特許出願に係る文献の２００１／００３３３３６８Ａ１による既知の従来技術では、互いに接続（結合）されることになる素子と素子との間に粘着剤を用いることにより個々の部品が互いに固定され、この粘着剤は、例えばそれをＵＶ光に曝すことによって硬化される。ＵＶ光とともに又はＵＶ光により硬化するこのような粘着剤は、長らく知られている。このような固定の１つの短所は、互いに接続されるべき個々の部品の間にその接着剤を塗布するのに必要な動作の複雑さが増すことだけでなく、当該接着剤を確実に硬化するのに相当に長い時間が必要となることである。さらに、硬化の際、当該接着剤は、制御不可能な収縮を呈し、これにより、設定又は調整において達成することの可能な精度を考慮すると、互いのその個別の素子の相対位置は、正確で光学的に簡素でかつ永続的な接続を保証することができないので、当該接着剤の硬化の後に当該フレームに不正確に固定された素子又はディスプレイの比較的高い割合を想定しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、序文で述べたタイプの方法及びプロジェクション装置であって、上述した不利な点を回避した方法及び装置を提供することである。特に、この目的は、特にディスプレイやフレームなどの素子の間で短い期間で達成可能なより信頼性の高い簡単な接続をなさんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、フレームに配される投射装置の光学的活性素子のフレームに、投射装置のマウントを有するディスプレイその他の少なくとも１つの素子をフレームに関係づけ又はフレーム上に位置づけし固定する方法であって、前記素子又は前記ディスプレイのマウント及び当該フレームのマウント部分は、互いに接続されるべき樹脂部に形成され、基本的に、・前記フレームに対して前記素子又はディスプレイを位置づけするステップと、・前記フレームに対して前記素子を調整するステップと、・ポイントレーザ樹脂溶着その他のレーザ樹脂溶着を用いて前記フレームに前記素子を接続するステップと、を有する方法としている。
【０００６】
上述した目的を達成するため、画像情報を投射する投射装置であって、当該投射装置の光学的活性素子のフレームに対して位置づけられ当該フレームに対して固定されるべき少なくとも１つのディスプレイを有し、基本的に、前記ディスプレイの少なくとも１つのマウントと前記フレームのマウント部は、互いに接続されるべき領域において樹脂により形成され、前記ディスプレイのマウントは、レーザ樹脂溶着により生成される溶接スポット又は溶接継ぎ目により前記フレームに対するその位置において前記フレームに固定される、装置としている。
【０００７】
本発明による特徴により、フレーム対する特にディスプレイなどの素子の位置づけ及び調整の後に、素子又はディスプレイとフレームとの間の接続が、レーザ樹脂溶着特にポイントレーザ樹脂溶着を用いることによって簡単かつ確実な態様で達成可能となるという状況が得られる。ＵＶ光の下で硬化可能な接着剤を用いて固定又は接続をなすことに比べ、互いに接続されるべき素子を固定するために必要な時間は、レーザに係る本発明による用例により格段に短縮され、接着剤を付けるのにかかる時間を全くかけないですむ。さらに、素子又はディスプレイとフレームとの間の固定又は接続が非接触及び非振動の態様で行われ、さらに、本発明によるプロジェクション装置の素子を汚してしまう可能性のある粒子又は異物が放たれず、かかる素子は大抵は極めて純粋な雰囲気において共に結合されなければならないものである。レーザ樹脂溶着により、特に溶接スポットを形成するときに当該接続処置の間における熱により行われる互いに接続されるべき素子のゾーンは他の熱的方法と比較して小さいので、互いに接続されるべき素子の歪みは殆ど考えられないものと想定されている。
【０００８】
互いに接続されるべきもので少なくとも部分的にプラスチックからなる素子の接続に関連して、例えば米国特許出願に係る文献ＵＳ６，３９０，６２８Ｂ１において参照可能なように、レーザ樹脂溶着自体は知られている。しかしながら、この既知の従来技術においては、互いに正確に取り付けられるようにして製造されたハウジング部は、レーザ樹脂溶着により接続されるので、互いに接続されるべき素子は、なすべき接続の領域において一方が他方に対して同一高さすなわち平坦なものと考えられる。
【０００９】
これと対照的に、本発明による方法及び本発明によるプロジェクション装置の状況では、フレームに対する素子特にディスプレイの位置づけ、及び素子又はディスプレイのマウントとフレームとの間の調整の間は、ディスプレイや再合成プリズム、装置光学素子の間の上述した相対的位置付けを達成するために、互いに接続されるべき素子間において隙間又は間隙を作るようにしてもよく、かかる隙間又は間隙には、ＵＶ硬化可能接着剤が用いられるときには接着剤が充填される。本発明により提案されるレーザ樹脂溶着の場合、このような間隙又は隙間は橋がけ又は接続されない。
【００１０】
請求項２及び６の方策に請求されているように、少なくとも形成されるべき溶接スポットの領域において特に伸縮可能に移動可能な中間の素子を突き出させることをなすことによってディスプレイの素子又はマウントとフレームとの間の当該中間素子を介した軸受け接続があるので、互いに支え合うとともに互いに接続されるべき領域又は表面は、レーザ樹脂溶着により後の接続のために利用可能となる。
【００１１】
請求項３の方策に請求されているように、この信頼性ある軸受けは、少なくともレーザ樹脂溶着により作られるべき溶接スポットの領域において達成される。
【００１２】
請求項４及び１０の方策に記載されているように、レーザ樹脂溶着の間にディスプレイの素子又はマウントに外側から当てられるレーザビームは、当該素子又はマウントを貫通し、信頼性の高い接続に必要な溶融の熱は、フレーム及び中間素子のプラスチックの増大された吸収能力によって生成される。
【００１３】
請求項７の方策に記載されているように、請求項６の方策に補足するものとして、素子又はディスプレイとフレームとの間の確実な接続は、作るのに簡単な中間素子によって達成することができ、当該中間素子の配置も、通過する光ビーム又はそれぞれの色成分に必要な空間を制限しないという利点を奏する。
【００１４】
請求項８の方策に記載されているように、確実な取り付けは、簡単に当該中間素子とディスプレイのマウントとの間の軸受け（支持）接続の領域において溶接スポットを形成することによって、一方側にクランプされ突き出た中間素子を介して行うことができる。
【００１５】
請求項９の方策に記載のように、当該溶融及び接続ゾーンを形成する十分なレーザエネルギは、当該フレームのマウントの領域に導入されることが可能であり、かかるマウントは、増大された吸収能力を有する。
【００１６】
以下、本発明を図面に示される実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、投射面Ｐに設けられた投射スクリーン２に画像情報を投射するための投射装置１の光学的活性素子を通じる光ビームのビーム経路を示している。投射装置１は、例えば、水銀灯３を有し、この水銀灯から光Ｌが動作中に収束光学素子４に出力される。第１のカラースプリッタ５は、赤色光につき反射性があり赤色ビームＲ−ＦＳを出すのに対し、白色光Ｌの残りの色成分は、第２のカラースプリッタ６に当てられる。第２のカラースプリッタ６は、緑色光につき反射性があり、緑色ビームＧ−ＦＳを出すのに対し、白色光Ｌの残りの青色成分は、青色ビームＢ−ＦＳとして第１のミラー７により偏向される。
【００１８】
個々のカラービームＲ−ＦＳ，Ｇ−ＦＳ及びＢ−ＦＳは、ディスプレイ９，１０及び１１に送られ、付加的な偏向ミラー１２及び１３は、赤色ビームＲ−ＦＳ及び青色ビームＢ−ＦＳについて示されている。ディスプレイ９，１０及び１１は、いずれも、ディスプレイ９，１０及び１１の透過性によってそれぞれのカラービームＲ−ＦＳ，Ｇ−ＦＳ及びＢ−ＦＳが個々のディスプレイを照射して、当該画像を投射するためのそれぞれの画像情報を表すそれぞれのカラービームの反応成分が参照符号１４を伴う再合成プリズムの対応の反射表面に入射するように制御される。
【００１９】
加えて、装置光学素子は参照符号１５を伴い、再合成プリズム１４において当該３つのカラービームから再合成された投射ビームＰＳを投射面Ｐに出力する。
【００２０】
各ディスプレイ９，１０及び１１は、いずれも、マウント（支持具）素子Ｒに保持されており、これは、後続の図面においてより詳しく説明することにする。投射面Ｐ又は投射スクリーン２上の鮮明でシャープな画像を得るために、再合成プリズム１４と装置光学素子１５とに対するディスプレイ９，１０及び１１の正確な位置づけの必要があり、個々のディスプレイ９，１０及び１１又はそのマウントＲとフレームとの間の固定及び接続のための第１の実施例は、図２及び図３に詳しく示されており、当該フレームは、再結合プリズム１４に適合され又は当該再結合プリズムを搬送するための機能を果たす。
【００２１】
図２に示される図において、再合成プリズムはここでも参照符号１４を伴うものであり、ディスプレイ９，１０及び１１を固定するための３つの境界表面に応じて各々が参照符号１６を伴うフレームが再合成プリズム１４の外側表面に直接固定される。各フレーム１６は、当該ディスプレイに対向する境界表面上において、外側エッジ１７にほぼ平行に延びる中間素子１８を有し、この中間素子は、いずれも、ほぼ四角いフレーム１６のコーナ領域１９の一方側に固定され張り出されている。図２に示される図において、２つのディスプレイ９及び１１は、それらのマウントＲを介していずれもフレーム１６上に固定されているが、ディスプレイ１０は、あまり詳しく示されていない。
【００２２】
ディスプレイ９，１０及び１１のマウントＲの固定、並びにフレーム１６及び再合成プリズム１４に対しての相対的位置づけ及び調整のため、マウントＲは、中間素子１８特にその自由端２０と軸受け接続が施される。互いに又は再合成プリズム１４に対してディスプレイの適正な相対的位置付けを、それ自体は既知なのであまり詳しく示していない位置づけ装置によって行うと、マウントＲ及びディスプレイは、領域又はセクション特に凹み又は凹部２１におけるレーザ樹脂溶着によってフレーム１６に固定される。これは、図２におけるディスプレイ９について示されている。これら凹み又は凹部の領域では、プラスチックで形成されたマウントＲが、例えばマウントＲの断面の他の部分よりも小さい断面を有するので、個々のディスプレイ９，１０及び１１のマウントＲとフレーム１６との間の中間素子１８の相互接続による確実な接続が、対応の低エネルギレーザビームでも行われる。中間素子１８に対するレーザ樹脂溶着の領域は、参照符号２１´により図２において破線で示される。セクション２１及び２１´の領域において少なくとも１つの溶接継ぎ目又は溶接スポットを作ることによって、マウントＲしたがってディスプレイ９及び１１は、フレーム１６に対し、したがって再合成プリズム１４及び下流に接続される装置光学素子に対して確実にしっかりと固定される。
【００２３】
図２は、左側、特に右上の領域において示されるディスプレイ９に関してマウントＲとフレーム１６との相応に大きいスペースを示しており、この隙間又は間隙は、中間素子１８を設けることによって確実に橋がけされることができ、なされるべきレーザ樹脂溶着のためのマウントＲの対向表面における直接の支持は、中間素子１８の自由端２０を介して達成可能となる。
【００２４】
図３の破断図には、ディスプレイの１つのフレーム１６及び１つのマウントＲだけが示される。矢印２２によって示されるように、フレーム１６はここでも再合成プリズム１４に直接固定可能であることが分かる。さらに、一方の側においてクランプされ張り出された弾性的に変形可能な中間素子１８が設けられ、この素子は、いずれも自由端２０を介して、フレーム１６上、矢印２３の方向においてマウントＲの位置づけ又は調整の間、フレーム１６に対向するマウントＲの境界表面上の確実な支持をなす。図３の図においても、マウントＲの外側における領域２１は、他の部分の断面よりも小さい断面をもって示される。
【００２５】
図４に示される実施例では、再合成プリズム１４を保持するためにも、またディスプレイ９，１０及び１１並びにそのマウントＲのための参照符号２５を伴うフレームを設けるためにも、追加のマウント構成部２４が設けられる。図２及び図３に示される前の実施例のものと同様に、図４に示される実施例では、レーザ樹脂溶着によるフレーム２５に対するディスプレイ９，１０及び１１のそれぞれのマウントＲを介した固定（取り付け）がなされており、例えば中間素子１８は、ここでも、フレーム２５とディスプレイの個々のマウントＲとの間に設けられ、レーザ樹脂溶着のために、互いに接続されるべき素子の間直接支持が確実となるようにしている。
【００２６】
個々のディスプレイのマウントＲの凹み又は凹部領域２１を設けることの他に、マウントＲとフレーム１６若しくは２５又は相互接続された中間素子１８との間における適正な接続及び溶着のため、マウントＲが透光性プラスチックにより形成されること、又は少なくとも固定ポイント２１及び２１´の領域においてマウントＲを形成するプラスチックがフレーム１６及び２５又は中間素子１８のプラスチックに比べて低い吸収能力を有することが規定され、これらはレーザ樹脂溶着が用いられる場合にレーザ樹脂溶着をフレーム１６及び２５又は中間素子特にその自由端２０の領域における確実なゾーンの溶融を可能とするためである。また、互いに接続されるべき種々の透光性のプラスチックの組み合わせであって、例えば熱可塑性材料又は熱可塑性エラストマにより形成されるものの他にも、上述したように種々の吸収能力又は種々の被吸収性を考慮すれば、特定の顔料（色素）を用いた暗い（透過性の低い）プラスチックの組み合わせも可能である。
【００２７】
また、ＵＶ硬化性接着剤を用いた既知の接続処置の場合において当該接着剤を付けるのに必要な時間を省くことの他に、例えば１秒ぐらいのうちにレーザによる固定を行うことも可能である。これに対して硬化については、例えば２０秒ぐらいの硬化時間が必要である。さらに、接着剤を用いたときに比べてレーザ樹脂溶着に必要な材料の追加の使用がなく、プロジェクション装置１の素子を接続するために用いられる高純度雰囲気に異物又は異常粒子が放たれないと思われる。
【００２８】
フレーム１６又は２５に対するマウントＲの固定を信頼性高く確実なものとするために、ほぼ四角い又は通常は矩形のマウントＲの側方エッジにおいては接続が全く必要なく、むしろ例えば固定ポイント２１及び２１´の適正な選定に与えられた３つの溶接スポットにより達成されることもできる、と言える。
【００２９】
さらに言うことができるのは、本発明による方法は、投射装置１のフレーム１６又は２５上のディスプレイ９，１０，１１の位置づけ及び固定に限定されず、むしろ一般的な態様で、プラスチックを少なくとも一部として構成される素子がレーザ樹脂溶着により、特に中間素子１８の相互接続により互いに固定可能であることである。
【００３０】
また、プラスチックの適切な選定及び例えばマウントＲ上の固定ポイント２１の領域におけるスルーホールの場合、接続されるべき素子間に調整及び支持目的で設けられた中間素子１８も当該ディスプレイのそれぞれのマウントＲの境界表面上に設けられ、フレーム１６及び２５の表面に対する自由端２０の接続を行うことができる、と言える。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】画像情報を投射するための投射装置の光学的活性素子を通じる光ビームのビーム経路を概略的に示す図。
【図２】１つのディスプレイの場合においてフレームが示される、投射装置の概略的透視図。
【図３】図２の投射装置の透視法による部分的破断図。
【図４】投射装置の改変実施例の概略透視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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