(57)【要約】 【課題】  技術的プレロードを必要とすることなく、電子カラープロジェクション装置のイルミネーション経路にカラーセパレータプリズムを取り付ける。【解決手段】  プリズム(30)のベース面の有効口径を懸架するための、取り付けブラケット(40)は、懸架されたプリズム(30)の有効口径を光が通過することを可能にする、水平な支持表面を提供するフレームを有している。第1、第2、および第3の支持要素(44, 46)は、プリズム(30)のベース面を支え有効口径を懸架するフレーム上に距離を置いて離れている。第2および第3の支持要素(44)は、有効口径の周囲にある。垂直に投影されたプリズム(30)の重心は、第1、第2、および第3の支持要素(44, 46)により形作られた三角形上、あるいは内部にある。【選択図】図３a
2004334194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリズムのベース表面の有効口径を懸架する取り付けブラケットであって、
（ａ）水平な支持表面を提供するフレームと、
（ｂ）プリズムの前記ベース表面を支える前記フレーム上に距離を置いて離れている、前記プリズムの前記有効口径を懸架する、第１、第２および第３の支持要素であって、前記第２、第３の支持要素は前記有効口径の周囲に存在する支持要素とを含み、
そこで、垂直に投影された前記プリズムの重心は、前記第１、第２および第３の支持要素により形作られた三角形上、あるいは内部に存在する取り付けブラケット。
【請求項２】
前記プリズムが、前記第１、第２および第３の支持要素のうちの少なくとも１つの上の前記フレームに、接着剤で取り付けられている、請求項１に記載の取り付けブラケット。
【請求項３】
前記プリズムが、カラーセパレーターである、請求項１に記載の取り付けブラケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、光学装置内にプリズムを取り付けるための装置および方法に関し、特に、電子カラープロジェクションシステムの高エネルギーイルミネーションサブシステムにおける使用のための、プリズム取り付け装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
初期においては、ビジネスプレゼンテーションマーケットのための小規模画像化装置として導入された、電子カラープロジェクターは、総合的画像化能力、および光出力容量における着実な改良がなされてきた。しかしながら、電子映写機が、劇場で使用される従来の映画フィルムプロジェクターと競い合うには、未だ多くの重要な技術的ハードルが残っている。これらのハードルの中には、大規模イメージプロジェクションアプリケーションに対して、十分なイルミネーションを提供する必要性がある。
【０００３】
電子カラープロジェクションのための光路全体は、3つの基本的なサブシステムを有するものとして、考えることができる。十分な明るさで、赤色光、および緑色光、および青色光を供給するための、イルミネーション・サブシステム。各色の光を変調する空間光変調器などの装置を含む変調サブシステム。そして、変調された光を、ディスプレイスクリーンに向かって合成し、投影するための、プロジェクションサブシステム。電子プロジェクターのイルミネーション・サブシステムの設計において、解決を要する主要な問題は、十分に明るい光を変調構成要素およびプロジェクション構成要素へ供給することである。
【０００４】
図1aを参照すると、単一の白色光源20から、変調用の赤色光、緑色光、および青色光を提供するイルミネーション装置10が示されている。通常、キセノンランプ、もしくは他の高強度白色光源である光源20は、光軸Oに沿い、統合バーあるいはレンズレットアレイなどの均一化光学素子22を経由して、レンズ24により、カラーセパレータプリズム30へと方向付けられる光を供給する。色分離プリズム30は、特許文献１(ムラカミ（Murakami）他)、および特許文献２ (コンノ（Konno）他)に開示されているように、図1aに示される、Vキューブ構成あるいはVプリズム構成を有していてもよい。色分離プリズム30は、代替的に、Xキューブ、あるいはXプリズム、フィリップスプリズム、あるいは同様の装置であってもよい。色分離プリズム30は、光をその成分色に分離するために、通常、接着一体化プリズムセグメント、Sl、S2、S3上の、一組の二色性コーティング表面を用いる。その後、変調用赤色光は赤色光軸Orに沿って、そして青色光は青色光軸Obに沿って、緑色光は緑色光軸Ogに沿って、方向付けられる。
【０００５】
図1aのブロック図から容易に理解可能なように、色分離プリズム30の役割においては、その入力に高強度光、従って、高熱を扱うことが必要となる。個々のカラーチャンネルの輝度を増加させるには、色分離プリズム30が扱われなければならない光の総合輝度を増加させる必要がある。高温ガラス部分は適当なコーティングを施され、さらに光学接着剤により接着されている。外部取り付け構成要素からの機械的ドリフトおよびストレスは、色むらや光量低下などのマイナスの効果を伴う、色分離プリズム30内の二色性表面の僅かな角度シフトを引き起こすこともある。こうした理由で、プロジェクターシャーシ内に色分離プリズム30を取り付ける支持構成要素は、熱関連ファクターを考慮しなければならず、さらに、発熱性を最小にし、取り付けメカニズムの所望しない熱封じ込めに起因する、熱膨張の影響を最小にするように設計されなければならない。
【０００６】
従来の解決策の1つは、色分離プリズム30をできるだけ大きくし、それによって、熱の影響をかなり大きな塊全体に広げることである。しかしながら、この大雑把なアプローチは、よりコンパクトなプロジェクション装置の設計を妨げることになる。一方、色分離プリズム、および他の感熱性プリズムアプリケーション用の、従来のプリズム取り付け技術は、機械的な複雑さ、過剰な制約、密集度、精密修正、および熱の影響に対する適切な調整および許容度によって特徴付けられる。
例えば、特許文献３ (ウン（Wun）他)は、プリズムの動きおよび膨張に複数の制約をもたらし、さらに、多数の調整を有する、複合シートメタルフレーム内に、プリズムを封入する、光学コンバイナアプリケーション内のプリズムに対して用いられる、調整可能な光学フレームを開示している。
特許文献４ (メルツ（Merz）他)は、圧縮アセンブリを採用する光偏向システムでの使用のための、プリズムホルダを開示している。
特許文献５ (ジーグラー（Ziegler）他)は、チューブ内に封入されたプリズムのためのプリズム取り付け装置を開示しているが、これはプリズムの封入に起因する高温環境に良好には適合していないようである。
特許文献６ (ブライス（Brice他)は、他の光学構成要素の取り付けの支持に用いられる若干数のフレーム部分を伴う複数のセクションを有する、複雑なフレーム構造内の5つの側面上に封入された、カラーコンバイナあるいはセパレータープリズムを開示している。
特許文献７ (ウシヤマ（Ushiyama）他)は、複雑な整列手順を必要とし、著しい粘着性要件を提示する、特大の構成要素を用いた二色性プリズム取り付け方法を開示している。  そして、特許文献８ (マキ（Maki）他)は、高温アプリケーションには最適とは言えない上、プリズムを制約し過ぎることにもなりかねない構成において、プリズムを囲んだダイカスト保持部材を用いるプロジェクション装置のための、プリズム取り付け装置を開示している。
【０００７】
非特許文献１で議論されているように、経験則として、プリズムの取り付けについての文献は、一般に、機械的な圧縮などの運動学的な構成を用いることを推奨している。
【特許文献１】米国特許第５，９４４，４０１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３５７，２８９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１８１，４９０号明細書
【特許文献４】米国特許第３，８４８，９７３号明細書
【特許文献５】米国特許第４，５７１，０２８号明細書
【特許文献６】米国特許第５，７４９，６４１号明細書
【特許文献７】米国特許第６，１４１，１５０号明細書
【特許文献８】米国特許第６，０１０，２２１号明細書
【非特許文献１】「オプトメカニカル工学ハンドブック(Handbook of Optomechanical Engineering)」(アニーズアーマド（Anees Ahmad）編、CRC プレス（Press）社、ニューヨーク、NY.1997の202‐２１０ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、スプリングの力、フレーム、もしくは他の機械的制約を用いて、適切なプリズム取り付け装置を提供する試みは、主として熱膨張および冷却の必要性のため、色分離プリズムに対して、高輝度プロジェクション装置における安定した取り付けを提供するタスクには不十分であると判明している。さらに、制約もしくはプレローディング力を適用するいかなるタイプの機械装置も、光路を塞ぐ可能性があり、その結果、利用可能な輝度を減少させてしまう。カラーセパレーターとしてイルミネーション経路にVプリズムを取り付ける場合には、例えば、プリズムの複数の面に、妨害を受けない光路を出来る限り確保する必要がある。概して、色分離プリズムの大きさを最小にし、同時にその光伝達用実効面積を最大にすることが望ましい。Vプリズム、もしくは他のタイプの色分離プリズムは、接着剤接合されたプリズム構成要素のアセンブリとして製造されているので、取り付け計画は、接着剤接合された継ぎ目上での機械的ストレスを最小にするか、均等にするか、あるいは除去しなければならない。また、どのプリズム表面に対しても印加される束縛力に起因する、所望しない応力複屈折が引き起こされることもある。色分離プリズムに当てはまる、これら同一の熱および取り付けストレス問題は、投影のための、および、他のアプリケーションにおける光路を分離し、もしくは結合するために使用されるプリズムのための、分離した単色変調経路を結合して、色出力ビームを形成するカラーコンバイナープリズムにも当てはまる場合があるだろう。
【０００９】
従って、電子色プロジェクション装置の高エネルギーイルミネーションサブシステム内の、色分離プリズム、あるいはカラーコンバイナープリズムに用いる、特に良好に適合したプリズム取り付け装置および方法が必要とされていることが分かる。
【００１０】
本発明の目的は、機械的プレロードを必要とすることなく、従って、機械的ストレスを最小にするか、もしくは除去して、電子色プロジェクション装置のイルミネーション経路に色分離プリズムを取り付けるための装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を念頭に置き、本発明は、プリズムのベース面の有効口径を懸架するための取り付けブラケットを提供する。取り付けブラケットは以下を含む。
(a) 水平な支持表面を提供するフレーム。
(b) プリズムのベース面を支えるフレーム上に距離を置いて離れている、プリズムの有効口径を懸架する、第1、第2、および第3の支持要素。第2、および第3の支持要素は有効口径の周囲にある。そこで、垂直に投影されたプリズムの重心は、第1、第2、および第3の支持要素により形作られた三角形上、あるいは内部にある。
【００１２】
他の態様では、本発明は、開口部にわたるプリズムのベースの有効口径を懸架する取り付けブラケットを提供する。取り付けブラケットは以下を含む。
(a) 水平な支持表面を提供し、さらに、光が有効口径を通り抜けるのを可能にする開口部を形作るフレーム。
(b) プリズムのベース面を支えるフレーム上に距離を置いて離れている、それによって、開口部にわたるプリズムのベースの有効口径を懸架する、第1、第2、および第3の支持要素。そこで、第2、第3の支持要素は開口部の周囲に存在する。さらに、そこで、垂直に投影されたプリズムの重心は、第1、第2、および第3の支持要素により形作られた三角形上、あるいは内部にある。
【００１３】
本発明の特徴は、1つの実施例において、取り付けメカニズムが、接着接合部分にストレスを導入しないよう、Vプリズムの単一のガラス部分上での3点懸架取り付けを提供することである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の利点は、プリズムを冷却する空気流への妨害を最小限にすることである。
【００１５】
本発明のさらなる利点は、シングルピース取り付けブラケットの要素がプリズムに接触しており、その結果、熱膨張による機械的な効果を最小にすることである。本発明の装置および方法は、構造的に強固であり、機械的制約を課すことも、プリズム上に軸負荷あるいは剪断負荷といった力を印加することもない、非運動学的取り付け解決策を提供する。本発明のシングルピース取り付けブラケットは、大規模な電子プロジェクション装置のイルミネーション要件に適合する大きさの、色分離プリズムの重量を支持可能である。
【００１６】
本発明のさらなる利点は、プリズム内のガラスの継ぎ目にストレスを与えない、取り付け解決策を提供することである。
【００１７】
本発明のさらなる利点は、安定した取り付け位置へのプリズムの簡便な据付を可能にすることである。
【００１８】
本発明のさらなる利点は、比較的安価な、プリズムの懸架取り付け用解決策を提供することである。
【００１９】
本発明のさらなる利点は、均一な熱膨張を可能にする、レンズ取り付け計画を提供することである。
【００２０】
本発明の、これらの、および他の目的、特徴および利点は、本発明の実例実施例が示され、説明されている図面と関連して、以下の詳細な説明を読むことにより、当業者にとって明らかなものとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本願明細書が本発明の主題を特に指摘して、明瞭に請求する請求項により結論付ける一方で、添付図面と関連して以下の説明から、本発明をさらに良く理解されると信じられる。
【００２２】
本説明は、特に本発明に従う装置の部分を形づくる要素、もしくは、より直接に関連する要素に向けられている。特に示されないか、説明されていない要素が、当業者によく知られている様々な形をとり得ることは理解されるべきである。
【００２３】
図1aに示されるように、色分離プリズム30は、複数の光伝達部分を有している。これらの「光学的にアクティブな」領域は、プリズムの「有効口径」と呼ばれている。図1bを参照すると、色分離プリズム30の各有効口径は、破線による輪郭線で表されている。軸Oに沿う白色光は、入力有効口径AOに入り、青色有効口径Abで軸Obに沿って出る青色光、緑色有効口径Agで軸Ogに沿って出る緑色光、および赤色有効口径Arで軸Orに沿って出る赤色光に分離される。各カラーチャンネルに最大輝度を供給するための、色分離プリズム30の理想的な取り付け解決策は、これらの有効口径AO、Ab、Ar、Agを妨害されない状態に保つことである。本発明の目的に対する特別な関心は、色分離プリズム30のベースでの赤色有効口径Arである。本発明の取り付け解決策は、赤色有効口径Arを妨害のない状態に保つ一方で、同時に、安定した取り付け配置で色分離プリズム30を支持する。
【００２４】
図2および図3aを参照するとベース表面B上で、色分離プリズム30、好ましい実施例におけるVプリズム、の懸架取り付けをする、取り付けブラケット40が示されている。取り付けブラケット40は、水平な支持表面を備え、赤色有効口径Arを通って、すなわち、色分離プリズム30のベースBの光伝達部分を通って、妨害されない光路を実現する、開口部42を縁どっている。図示された実施例では、図3aにおいて、破線で表されている光円錐Lの断面により示されるように、妨害されない光路は開口部42を通過している。光円錐Lは、図3aにおいては、概して円形として表されている。しかしながら、実際には、光円錐Lは、丸形長方形の断面形状を持つ場合もある。開口部42は、最小限、光円錐Lから、有効口径Arへの、もしくは色分離プリズム30のベースBの「作用部分」への光通路を実現していなければならない。好ましい実施例のVプリズムでは、色分離プリズム30のベースBの有効口径Arは、図1a、図1b、および2に示されるように、プリズムセグメントS1の下にあるベースBの一部である。図3aに最も明確に示されているように、開口部42は、色分離プリズム３０がその懸架取り付け位置に配置された際に、色分離プリズム30の下からの、より実質的な空気流を実現するために、光円錐Lに必要な領域を超えてさらに拡張可能である。3点座位は、色分離プリズム30のベースBに対し、支持要素として用いられる2つの後部取り付けパッド44、および１つの前部取り付けパッド46によって提供される。図3aおよび図3bに示されるように、色分離プリズム30の安定した懸架のために、後部取り付けパッド44は、過剰制約を課すことなく、若干の熱膨張のために、実質的に色分離プリズム30の重心Cgravと整列させることが可能である。
【００２５】
カラーセパレーター30の構造が本質的に均質であるので、重心Cgravは、その体積の中心と一致する。概して、均質3次元装置については、重心Cgravは、従来のx、y、およびz軸の座標を用いて、それぞれ数１の式を解くことにより各座標が得られる、点数２となる。
【数１】
2004334194.tif 000003
【数２】
2004334194.tif 000004
【００２６】
ここで、Vは体積を表している。図2および図3aで色分離プリズム30として用いられるVプリズムでは、その対称な3つの平面は、その体積の中心、すなわち、重心Cgravで交差する。均質構造の重心を計算する方法は、機械技術でよく知られており、標準的な工学テキストで見出すことが出来る。
【００２７】
開口部42上の色分離プリズム30の安定した懸架のために、後部取り付けパッド44、および前部取り付けパッド46は、色分離プリズム30の重心Cgravに対して、適切に位置決めされなければならない。図3bを参照すると、この関係がどのようにして形成されるかが示されている。前部および後部の取り付けパッド46、44は、取り付けブラケット40により形作られる水平面に沿った三角形Tを形成する。色分離プリズム30の重心Cgravの垂直投影は、三角形Tの境界上、あるいは内部になければならない。さもなければ、プリズム30に対する取り付けは、前部および後部の取り付けパッド46、44の取り付け点で不安定となり、ストレスを生成することになるだろう。好ましい実施例では、色分離プリズム30の重心Cgravは、後部取り付けパッド44の間の線上にある。この配置は、開口部42上に懸架された色分離プリズム30の有効口径の、相対的な許容可能サイズを最大にする。
【００２８】
色分離プリズム30のためのVプリズム構成、および、図2および図3aに示されるような、取り付けブラケット40内のその配置が与えられた場合、従来の設計慣例が、図3aにおいてラベル付けされたように、代替的取り付け点51、52、53に位置する取り付けパッドあるいは要素を用いることを示唆し得ることに留意するのは有用であろう。しかしながら、代替的取り付け点53に取り付け機構を提供することは、以下の2つの妥協のいずれかを要することが分かる。(i) 色分離プリズム30の拡大、もしくは、(ii) 光円錐Lの部分的な妨害。しかしながら、設計により、色分離プリズム30は、各色に対する光路長を均等化するように設計されている。従って、色分離プリズム30の1本の脚を拡大することは、嵩および重さを追加する、他の構成要素の補償的リサイズが必要となる。光円錐Lの妨害は、対応する色経路(図1aの実施例における赤色光経路)に対する開口部42を通して、従って、色分離プリズム30の有効口径を通して利用可能な光を減少させるという、望ましくない影響を有している。50での追加的取り付け機構が、振動およびリフトに対する感度を減少させる一方で、こうした追加的支持の必要性は、図3bについて説明したように、色分離プリズム30の重心Cgravに対する後部取り付けパッド44の慎重な整列により、最小にされる。
【００２９】
図2に示されたように座位されると、色分離プリズム30は、取り付けパッド44、46に対して接着固定される。この3点座位配置は、色分離プリズム30の重心Cgravに対する、取り付けパッド44、46の位置決め規則に従っており、その結果、冗長性を伴わず、さらに取り付けブラケット40内に一体化された調整機構もしくは整列機構を必要とすることなく、色分離プリズム30のための、十分な機械的な制約を提供する。好ましい実施例では、前部取り付けパッド46の接着にはエポキシ・タイプの接着剤が使用され、後部取り付けパッドの双方には、RTVタイプの接着剤など、よりフレキシブルな接着剤が使用される。接着剤のこの組み合わせを使用することにより、前部取り付けパッド46での強固な固定的接触と同時に、後部取付け位置44での取り付けに対する僅かな柔軟性が可能となり、接着点での過剰制約を最小にし、その結果、応力複屈折の可能な原因を最小にし、あるいは排除することが出来る。光機械技術において周知の通り、他の接着剤タイプ、および接着剤タイプの組み合わせも、色分離プリズム30を取り付けパッド44、46に接着固定するために使用可能であろう。
【００３０】
容易に1ポンド(0.5kg以上)の重さとなる場合がある色分離プリズム30の質量を支持するには、取り付けブラケット40は構造的に強固なものでなければならない。好ましい実施例では、取り付けブラケット40は、鋳造のシングルピースあるいは機械加工された、アルミニウムである。比較すれば、例えば米国特許第5,749,641号明細書で開示されているもののような、シートメタル構造を用いる従来技術解決策では、色分離プリズム30に対する重量要件を適切に扱うために、追加的支持機能を必要とすることになるだろう。加えて、シートメタルフレーム構造は、好ましくないレベルの熱シフトを受けることもあるだろう。
【００３１】
前部および後部の取り付けパッド44、46は、好ましい実施例ではステンレススチールパッドである。代替的に、1つ以上の取り付けパッド44もしくは46は、ブラケット40内へ部分的に鋳造された、あるいは機械加工された、一体構造機構であることも可能であろう。
【００３２】
プリズムをフレーム内に収容する従来技術解決策と異なり、取り付けブラケット40は、開口部４２に起因する取り付けブラケット４０のベースBでの空気流の最少の妨害を伴う、色分離プリズム30の表面上、あるいは周りの、妨害を受けない空気流を許容する。この配置により、予想される高温部位は、排除されるか、あるいは最小化される。
【００３３】
取り付けブラケット40は、概して、カラープロジェクション装置内のシャーシ構造への取り付けのための、垂直な取り付け表面48を提供する。図4を参照すると、取り付けブラケット40を用いるプロジェクション装置内での、光学構成要素を支えるコンパクトな配置が示されている。光軸の指示は、図1aおよび図1bに示されたものと同一である。光軸Oに沿って供給される白色光は、レンズ24を通過して、ミラー38により、色分離プリズム30へ向かうよう方向付けられる。色分離プリズム30は、図4の構成では上向きに、軸Obに沿って青色光を提供する。青色カラーフィルタ34bは、カラーセパレーター30および出力Ob内の内部二色性表面(図示せず)から反射された、青色光のスペクトル特性を改良するために提供される。緑色光は、図3で示される構成では軸Ogに沿って左へ提供される。緑色カラーフィルタ34gは、Ogに沿った緑色光出力を調整する。赤色光は、図3の構成では軸Orに沿って下向きに提供され、鏡38により再び方向付けられる。赤色カラーフィルタ34rは、赤色イルミネーション経路に提供される。赤色カラーフィルタ34rは、図2でも示されるように、取り付けブラケット40の開口部42内に支えられている。
【００３４】
複数の調整および制約を有する、従来の複雑なシートメタル取り付けと異なり、シングルピースの取り付けブラケット40は、重力補助による3点取り付けを提供する。3点取り付けは、色分離プリズム30とその取り付けブラケット40との接触を最小にすることが可能である上に、非常に安定した支持配置を提供している。取り付けブラケット40により提供される、非運動学的取り付け解決法により、色分離プリズム30に適用されるいかなる外部ローディング力も存在せず、その結果、色分離プリズム30内の接着表面上へのストレスは最小となる。有利にも、色分離プリズム30としてのVプリズムの使用により、3つの取り付けパッド44、46の全部を、単一のガラス表面(図2で示されるように、部分S2のベース)に接触して配置し、それにより、接着されたプリズム表面上にいかなる妨害ストレスも生じさせない。
【００３５】
色分離プリズム30の整列
本発明の取り付けブラケット40を用いることにより、色分離プリズム30は、座位および接着のための感受性調整もしくは整列を必要としない。とりわけ、色分離プリズム30の整列のためのいかなるデータム（datum）面も、取り付けブラケット40自体の内部に設ける必要はない。従来の方法を用いると、図2で示されるように、取り付け表面48に整列した、あるいは平行な、垂直なデータム面もしくはデータム点が、取り付けブラケット40上に提供可能であろう、その後、色分離プリズム30は、取り付けブラケット40内へのアセンブリ中に、こうしたデータム面に対して整列されることになろう。光機械技術の当業者ならば、慣習上備えられる内蔵データム面は、追加的制約を導入し、場合によっては非対称な熱膨張を引き起こして、色分離プリズム30の接着剤接合表面に追加的機械的ストレスを導入することがあるのを理解することができる。
【００３６】
外部固定具は、例えば接着回復時間中の機械的整列を簡素化する簡便な方法により、色分離プリズム30を取り付けブランケット40内に正確に取り付けるために提供可能である。従来の固定具計画では、取り付けブラケット40は、固定具により提供される表面に、一時的に取り付けられる。その後、カラーセパレーター30は、光学部品アセンブリ技術で熟知されている整列技術を採用して、固定具により提供される機械的データム点を用い、使い取り付けブラケット40上の所定の位置に整列される。
【００３７】
図7は、取り付けブランケット40と共に使用する、整列固定具50の一例を示している。取り付け固定具40は、それ自体、整列および硬化中に、整列固定具50に取り付けられる。図7に示された、x、y、z座標軸の参照組を用いて、データム点54、55は、色分離プリズム30のy方向の位置を固定する。その後、データム点56は、色分離プリズム30のx方向の位置を固定する。取り付けブラケット40自体の上の取り付けパッド44、46が、色分離プリズムのz‐方向の位置を固定する。所望であれば、データム点54、55を、取り付けブラケット40内に組み込むことが可能であるのは、容易に理解され得る。
【００３８】
追加支持要素の使用
上の発明の背景部分で言及したように、従来の設計習慣は、運動学的な技術を用いたプリズムの取り付けを提案している。本発明の装置および方法は、白色光入力および単色光出力のための、最小の制約および妨害のない光路を伴う、プリズムの取り付けを提供する。しかしながら、場合によっては、光路を妨害することなく、さらに不当に過度な追加的制約を課することなく、取り付けブラケット40に対して追加要素を加えることが可能である。例えば、振動レベルが問題を引き起こしたり、あるいは取り付けブラケット40を用いるプロジェクション装置に高度の携帯性が要求される場合には、これが僅かに過度な制約となる危険性を有していても、追加支持力の適用は正当化されることもあろう。図5を参照すると、ここでは、色分離プリズム30の反対表面上の対応する対称点領域R'(点線で図示)と対を成している、1つの任意の接触点領域Rが示されている。点領域R、R'間に僅かな量の運動学的力を適用すると、光路を妨害することなく、追加的安定性が提供される。図5に示されたように、点領域R、R'のための最良位置は、プリズムセグメントS2の中央であろう。代替的な接触点も使用可能であろう。しかしながら、図示された構成のVプリズムでは、色分離プリズム30の接着剤接合上へのストレスを最小にする最良の配置は、プリズムセグメントS2上の接触点のみを用いることであろう。接触点には、RTVタイプの接着剤など、フレキシブルな接着剤が使用可能である。(点領域R、R'の双方での金属とガラスとの直接接触は、推奨出来ないであろう。) 図5に示された任意の接触点領域R、R'の使用は、例示としてのみ説明されていることを強調しなければならない。他の従来の方法も、アプリケーションにより必要となる場合には、プリズムの取り付けに安定性を加えるために使用可能であろう。追加的支持は、制約の弾性域内で、適用される特定の負荷に従って設計されなければならない。いかなる場合でも従う必要のある主要な原則は、色分離プリズム30のための妨害のない有効口径を維持すること、および、冷却用空気流を実現するために色分離プリズム30の周りのオープンスペースを最大にすること、および、色分離プリズム30上への不当なストレスを最小にすることである。
【００３９】
本発明の装置と方法は、色分離プリズム30に対して、プリズム30を最小サイズにし、同時に、プリズムの各有効口径に対して、許容可能な最大光路の提供を可能にする、懸架取り付け解決策を提供することが分かる。
【００４０】
代替的実施例
図2、図3a、および図3bの実施例では、取り付けブラケット40は、色分離プリズム30のベースBの懸架された有効口径を通過する光路のための開口部42を形成している。上で図4を参照して言及したように、取り付けブラケット40が、カラーフィルタ34rに対して適当なハウジングを簡便に供給するので、開口部42がこのように形成されることは有用である。しかしながら、代替的実施例では、色分離プリズム30のベースBの有効口径Arは、特に形成された開口部42を伴わずに懸架されてもよい。図6を参照すると、この方法で、色分離プリズム30を懸架取り付けするための、代替的取り付けブラケット40'が示されている。図２から図5の第1の実施例に関して説明したのと同一の基本原理を用いて、図6の代替的取り付けブラケット40'は、色分離プリズム30を座位させる、前部および後部の取り付けパッド44、46を提供する。図6の代替的構成は、上で図3bを参照して説明したものと同一の、取り付けパッド44、46と、色分離プリズム30の重心Cgravとの関係を用いている。
【００４１】
説明された実施例が、カラーセパレーターとして使用されるプリズムの懸架取り付けのためのものである一方で、本発明の装置および方法は、特に高温条件が適用される他のアプリケーションでのプリズム構成要素により広く適用可能であろう。例えば、若干のタイプの電子カラープロジェクターの設計では、色分離プリズム30と同一の総合的V構造を有するカラーコンバイニングプリズムが使用される場合もある。カラーコンバイニングプリズムにおいては、単色および白色光は、プリズムへの入力として提供される赤色光、緑色光、および青色光、投影のための出力としての合成された白色光を伴って図1aおよび図1bに示されるのとは反対方向に進む。
【００４２】
取り付けブラケット40は、開口部上へのプリズムの安定した懸架を可能にする一方で、プリズムの上方、および下方、および各側面の光路に対する妨害を、最小にし、あるいは皆無にする。従って、取り付けブラケット40は、上に説明したVプリズム構成に加えて、広範囲のプリズム設計と共に使用可能である。
【００４３】
従って、提供されるものは、電子カラープロジェクションシステム内の、プリズムの懸架取り付けのための装置および方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１ａ】電子プロジェクション装置のイルミネーション経路の基本的な構成要素を示す概略ブロック図である。
【図１ｂ】Vプリズム設計の色分離プリズムの有効口径を特定する斜視図である。
【図２】本発明に従うプリズム取り付けを示す斜視図である。
【図３ａ】プリズムを垂直方向に移動させた取り付けブラケットを示す分解斜視図図である。
【図３ｂ】本発明の方法を用いて、取り付けパッドに対する重心の垂直投影を示す、斜視図である。
【図４】イルミネーション経路内に、カラーフィルタおよび他の支持構成要素を伴う構成における、本発明のプリズム取り付けを示す斜視図である。
【図５】補助的支持が過剰な制約を伴わずに提供され得る、プリズム上の、１対の可能位置のうちの1つを示す斜視図である。
【図６】本発明の他の実施例におけるプリズム取り付けを示す斜視図である。
【図７】本発明の取り付けブラケット内のプリズム整列用固定具を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
３０  色分離プリズム、４０  取り付けブラケット、４２  開口部、４４  後部取り付けパッド、４６  前部取り付けパッド、４８  垂直な取り付け表面、５１  代替的取り付け点、５２  代替的取り付け点、５３  代替的取り付け点。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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