定位框架的方法
2023-06-09 11:37:31
專利名稱：定位框架的方法
技術領域：
本發明涉及相對於框架或在框架上定位和固定至少一個元件的方法，尤其是將投影裝置的具有支架的顯示器定位和固定在用於投影裝置的另一個光學有效元件的框架上，該另一個光學有效元件安裝在該框架上。
本發明還涉及一種用於投影圖像信息的投影裝置，包括至少一個顯示器，所述顯示器要相對於投影裝置的另一個光學有效元件的框架進行定位並且固定在所述框架上。
背景技術：
這樣的相對於框架或在框架上定位和固定至少一個元件的方法和這樣的投影裝置是例如從US2001/003368A1中獲知的。該文獻總體上公開了一種用於相對於支架定位框架的方法，其中這具體用在投影裝置或投影單元上，在附圖1中從原理上給出了這樣一種投影裝置的設計方案。用兩個彩色分光器將白光分成紅色光束、綠色光束和藍色光束。這三個彩色光束各自照射一個顯示器，其中整個圖像的各個顏色分量是由相應的顯示器顯示的。在再組合(recombination)稜鏡中，對這三個彩色光束進行合成，以形成投影光束，該投影光束由裝置的光學器件投射到投影平面上。為了能夠藉助這種投影裝置獲得清晰圖像和/或將清晰圖像投影到投影平面上，尤其重要的一點是，在三個顯示器相對於彼此的位置的方面還有相對於稜鏡和裝置光學器件的位置方面，要對這三個顯示器精確地定位。在按照US2001/00333368A1的現有技術中，在合乎要求地相對於框架定位和調節了元件或顯示器之後，通過在要相互連接起來的元件之間使用粘接劑將各個部分相互固定起來，其中該粘接劑是例如通過將其暴露於UV光下來進行固化的。這種使用UV光或在UV光下進行固化的粘接劑是早已公知的。這種固定方法的一種缺點是，不僅在要相互連接起來的各個部分之間施加粘接劑所需的操作的複雜性得到了增加，而且相應地需要更多的時間來可靠地固化該粘接劑。而且，在進行固化的時候，粘接劑表現出不可控制的收縮，考慮到在設定或調節各個元件相互之間的相對位置的時候能夠達到的精度，這種不可控制的收縮不能確保精確的、光學上完全的和永久的連接，從而預計到在粘接劑固化之後，未正確固定在框架上的元件或顯示器的比例相對較高。
發明內容
本發明的目的是提供一種緒言中提到的那種類型的方法和投影裝置，按照這種方法和裝置，前面提到的缺點得到了避免。具體來說，目標是可以在較短的時間段內實現元件之間的更加可靠和更加簡單的連接，具體來說是顯示器和框架之間的連接。為了實現上述目的，一種相對於或在框架上定位和固定至少一個元件的方法，尤其是將投影裝置的具有支架的顯示器定位和固定在用於投影裝置的另一個光學有效元件的框架上，該另一個光學有效元件安裝在該框架上，其中該元件或顯示器的支架和框架的安裝部分是形成在要相互連接起來的塑料部分上的，主要包括下述步驟相對於框架定位該元件，具體來說是顯示器；相對於框架調節該元件；通過使用雷射塑料焊接，尤其是點雷射塑料焊接，將元件與框架連接起來。
為了實現上面提到的目的，在用於投影圖像信息的投影裝置中，包括至少一個顯示器，所述顯示器要相對於投影裝置的另一個光學有效元件的框架進行定位並且固定在所述框架上，主要規定顯示器的至少一個支架和框架的安裝部分在要進行相互連接的區域上是由塑料形成的，其中顯示器的支架是通過由雷射塑料焊接產生的焊點或焊縫以其相對於框架的位置固定在框架上的。
藉助按照本發明的特徵，實現了這樣的情況在相對於框架對所述元件進行了定位和調節之後，具體來說是對顯示器進行了定位和調節之後，可以通過使用雷射塑料焊接，尤其是點雷射塑料焊接，以簡單可靠的方式實現該元件或顯示器與框架之間的連接。與使用可以在UV光下固化的粘接劑進行的固定和連接相比，在按照本發明使用雷射的情況下，固定要相互連接起來的元件所需的時間得到了大大降低，並且可以完全避免施加粘接劑所花費的時間。此外還想到，元件或顯示器與框架之間的固定或連接是以無接觸和無振動的方式進行的，而且不會釋放出可能對按照本發明的投影裝置的元件造成汙染的顆粒或外來材料，這些元件通常必須是與高純度氣體氛圍連接在起一起的。可以想到，與其它熱學方法相比，藉助雷射塑料焊接，尤其是在形成焊點的時候，這些元件要相互連接起來的(在連接操作期間受加熱影響的)區域要比其它加熱方法小，從而可以預見到要相互連接起來的元件實際上不會發生變形。
對於要相互連接起來並且至少部分地由塑料構成的元件的連接，雷射塑料焊接本身是公知的，可以從例如US6390628B1中獲知。不過，在這一現有技術中，生產外殼部分，從而將它們相互精確地裝配起來，再通過雷射塑料焊接進行連接，從而可以想到，要相互連接起來的元件彼此之間在要進行連接的區域內是平齊地或平坦地支承的。
相反，在按照本發明的方法和按照本發明的投影裝置的情況下，在相對於框架對元件(具體來說是顯示器)進行定位和在元件或顯示器的支架與框架之間進行調節期間，為了實現上面提到的顯示器與再組合稜鏡和裝置光學器件之間的相對定位，可以在要相互連接起來的元件之間產生縫隙或間隔，當使用可UV固化的粘接劑時，可以用粘接劑將這些縫隙或間隔填充起來。在按照本發明所提出的雷射塑料焊接的情況下，不對這些間隔或縫隙進行跨接或連接。
按照權利要求2和6的方案所要求保護的，獲得了這樣的優點通過至少在形成焊點的區域中提供突出的(尤其是可彈性移動的)中間元件，藉助這些中間元件在元件或顯示器的支架與框架之間形成了支承連接，從而彼此相互支承和要彼此連接起來的區域或表面可用於藉助雷射塑料焊接的後續連接。
按照權利要求3的方案所要求保護的，這一可靠的支承是至少在要由雷射塑料焊接產生的焊點的區域內實現的。
按照權利要求4和10的方案所要求保護的，確保了在雷射塑料焊接期間，從外部命中元件或顯示器的支架的雷射束穿過該元件或支架，並且由於框架和中間元件的塑料的吸收能力增大，產生了可靠連接所需的熔化熱量。
按照權利要求7的方案所要求保護的，作為對權利要求6的方案的補充，獲得了這樣的優點元件或顯示器與框架之間的可靠連接可以通過生產簡單的中間元件來實現，其中中間元件的結構並不限制光束或各個顏色分量穿過所需的空間。
按照權利要求8的方案所要求保護的，獲得了這樣的優點可以藉助中間元件(該中間元件一端被卡住並且該中間元件突出)、簡單地通過在中間元件與顯示器的支架之間的支承連接的區域內提供焊點，來進行可靠的固定。
按照權利要求9的方案所要求保護的，獲得了這樣的優點可以將形成熔化和連接區的充足雷射能量引入到框架的支架區域內，所述支架具有增大的吸收能力。
將參照附圖中所示出的實施方式的實例對本發明進行進一步介紹，不過，本發明並不局限於此。
附圖1以總體方式表示光束經過用於投影圖像信息的投影裝置的光學有效元件的光束路徑。
附圖2表示投影裝置的示意性立體圖，其中示出了僅有一個顯示器在框架上的情況，附圖3表示附圖2的投影裝置的立體局部分解圖。
附圖4表示投影裝置的修改實施方式的的立體示意圖。
具體實施例方式
附圖1表示光束經過用於將圖像信息投射到設置在投影平面P內的投影屏幕2上的投影裝置1的光學有效元件的光束路徑。投影裝置1包括例如水銀蒸汽燈3，在工作期間，白光從該水銀蒸汽燈3輸出到會聚光學器件4。第一彩色分光器5對於紅色光是反射的，並且發出紅色光束R-FS，而白光L的剩餘顏色分量到達第二彩色分光器6。第二彩色分光器6對於綠色光是反射的，並且發出綠色光束G-FS，而白光L的剩餘藍色分量由第一反射鏡7偏轉為藍色光束B-FS。
利用為紅色光束R-FS和藍色光束B-FS給出的附加偏轉反射鏡12和13，將各個彩色光束R-FS、G-FS和B-FS饋送給顯示器9、10和11。在各種情況下，將顯示器9、10、11控制成，取決於顯示器9、10、11的透明度，使得各個彩色光束R-FS、G-FS和B-FS照射單獨的顯示器，以致使得代表用於投影圖像的各個圖像信息的各個彩色光束的反應結果入射到再組合稜鏡(標有附圖標記14)的相應反射面上。
此外，裝置光學器件標有附圖標記15，所述裝置光學器件將在再組合稜鏡14中由三個彩色光束重新組合成的投影光束PS輸出到投影平面P上。
各個顯示器9、10和11在各種情況下容納在支架元件R內，在後面的附圖中將對該支架R進行更加詳細的解釋。為了在投影平面P或投影屏幕2上獲得清楚且清晰的圖像，需要相對於再組合稜鏡13和裝置光學器件15精確定位顯示器9、10和11，附圖2和3中詳細示出了用於各個顯示器9、10和11或者它們的支架R與框架之間的固定和連接的第一實施方式，該框架安裝在再組合稜鏡14上或者用於承載再組合稜鏡。
在附圖2中所示的示意圖中，再組合稜鏡再次用附圖標記14標註，其中，按照用於固定顯示器9、10和11的三個邊界面，各自用附圖標記16標註的框架直接固定在再組合稜鏡14的外表面上。各個框架16在面向顯示器的邊界面上具有中間元件18，這些中間元件18基本上與外邊緣17平行，這些中間元件在各種情況下都在一段處固定在基本上成正方形的框架16的拐角區域19內並且伸出。在附圖2所示的示意圖中，兩個顯示器9和11在各種情況下都是經由它們的支架R固定在框架16上的，而顯示器10沒有詳細示出。
為了固定顯示器9、10和11的支架R和相對於框架16和再組合稜鏡14進行相對定位和調節，使支架R與中間元件18進行軸承連接，尤其是與它們的自由端20進行軸承連接。一旦通過定位裝置(該定位裝置本身是公知的並且沒有詳細示出)實現了顯示器相互之間和相對於再組合稜鏡14的正確相對定位，然後就通過在附圖2中對顯示器9示出的區域或部分(具體來說是凹陷或切口21)內進行雷射塑料焊接將支架R(因此將顯示器)固定到框架16上。在這些凹陷或切口21區域內，由塑料製成的支架R具有例如小於支架R的橫截面的其餘部分的橫截面，以致即使使用對應的低能量雷射束，各個顯示器9、10和11的支架R與框架16之間通過中間元件18進行的相互連接也能夠實現可靠連接。在附圖2中用附圖標記21』以虛線的形式示出了對中間元件18進行雷射塑料焊接的區域。通過在部分21和21』的區域內設置至少一個焊縫或焊點，使支架R因此顯示器9和11可靠地且堅固地固定到框架16上，並且因此相對於再組合稜鏡14和連接在下遊的裝置光學器件得到了可靠地且堅固地固定。
附圖2表示關於左手邊示出的顯示器9的支架R與框架16之間的相應較大的間隔，尤其是右邊、頂部區域內的間隔，其中這個間隙或間隔可以通過設置中間元件18，並且可以藉助中間元件18的自由端20為所要進行的雷射塑料焊接實現在支架R的面對表面上的直接支承。
在附圖3所示的分解圖中，僅僅示出了用於顯示器的一個框架16和一個支架R。可以看出，框架16可以再次如箭頭22所示直接固定在再組合稜鏡14上。而且，設置了在一端處卡住並且突出的可彈性變形的中間元件18，在沿著箭頭23將支架R定位或調節在框架16上期間，這些中間元件在各種情況下都藉助自由端20實現對支架R面向框架16的邊界面的可靠支承。在附圖3的圖中，同樣，將支架R的外側上的區域21再次表示為具有小於其餘橫截面的橫截面。
按照附圖4中所示的實施方式，可以看出，提供了另外的安裝結構24，用來支撐住再組合稜鏡14，還用來提供用於顯示器9、10和11以及它們的支架R的框架(用附圖標記25標註)。按照與前面附圖2和3中所示的實施方式類似的方式，在附圖4所示的實施方式中，也是通過雷射塑料焊接藉助顯示器9、10和11的支架R對它們進行固定的，其中例如將中間元件18再次設置在框架25和各個顯示器的支架R之間，以便為雷射塑料焊接確保要相互連接的元件之間的直接支撐。
除了提供各個顯示器的支架R的凹陷或凹入區域21之外，為了在支架R與框架16或25或者相互連接的中間元件18之間進行正確的連接和焊接，此外還提供了，支架R是由透明塑料形成的，或者至少在固定點21和21』的區域內，形成支架R的塑料與框架16和25或中間元件18的塑料相比具有較低的吸收能力，以便在使用雷射塑料焊接時能夠在框架16和25或中間元件(尤其是其自由端)的區域內得到可靠的熔化區。除了例如由熱塑性塑料或熱塑性彈性體形成的要相互連接起來的不同的透明塑料組合之外，使用專用色素的深色塑料的組合也是可行的，只要如前所述那樣考慮了不同的吸收能力或不同的吸收性。
除了省去了在使用可UV固化的粘接劑的公知連接操作的情況下施加粘接劑所需的時間之外，藉助雷射進行固定可以在例如大約1s內完成，而對於固化而言，需要例如大約20s的固化時間。而且可以想到，與使用粘接劑時相比，雷射塑料焊接不需要使用額外的材料，並且不會將外來的物質或顆粒釋放到用於連接投影裝置1的各元件的高純度氣體氛圍內。
值得一提的是，要可靠且牢固地將支架R固定到框架16或25上，不需要在基本上為正方形或通常為矩形的支架R的所有側邊緣上進行連接，而是倘若適當選擇固定點21和21』，也可以例如通過三個焊點來實現。
此外還值得一提的是，按照本發明的方法並不局限於將顯示器9、10、11定位和固定在投影裝置1的框架16或25上，而是按照一般性的方式，可以通過雷射塑料焊接將至少部分地由塑料構成的元件相互固定起來，尤其是使用中間元件18進行互連。
此外還值得一提的是，倘若適當選擇塑料並且例如在支架R上固定點21的區域內設置通孔，則在為了要進行連接的元件之間進行調節和支承的目的而提出的中間元件也可以設置在顯示器的相應支架R的邊界面上，據此於是可以進行自由端20與框架16和25的表面的連接。
權利要求
1.一種相對於或在框架上定位和固定至少一個元件的方法，尤其是將投影裝置(1)的具有支架(R)的顯示器(9，10，11)定位和固定在用於投影裝置(1)的另一個光學有效元件(14)的框架(16，25)上，該另一個光學有效元件(14)安裝在該框架上，其中該元件或顯示器的支架和框架的安裝部分是形成在要相互連接起來的塑料部分上的，所述方法包括下述步驟-相對於框架(16，25)定位該元件，具體來說是顯示器(9，10，11，R)；-相對於框架調節該元件(9，10，11，R)；-通過使用雷射塑料焊接，尤其是點雷射塑料焊接，將元件(9，10，11，R)與框架(16，25)連接起來。
2.按照權利要求1所述的方法，其中元件(9，10，11，R)相對於框架(16，25)的調節是通過具體是可彈性移動的中間元件(18)的相互連接進行的，該中間元件(18)至少部分地從元件和/或框架的相互面對的邊緣或邊界面伸出。
3.按照權利要求2所述的方法，其中元件(9，10，11，R)與框架(16，25)之間通過雷射塑料焊接進行的連接是在中間元件(18)伸出的區域內進行的。
4.按照權利要求1到3中任何一項所述的方法，其中元件或顯示器(9，10，11)的支架(R)至少在要與框架(16，25)相連的區域內是由透明塑料或吸收低於框架的塑料的吸收能力的塑料形成的。
5.一種用於投影圖像信息的投影裝置，包括至少一個顯示器(9，10，11)，所述顯示器要相對於投影裝置(1)的另一個光學有效元件(14)的框架(16，25)進行定位並且固定在所述框架上，其中至少一個顯示器(9，10，11)的支架(R)和框架(16，25)在要進行相互連接的區域上是由塑料形成的，其中顯示器(9，10，11)的支架(R)是通過由雷射塑料焊接產生的焊點或焊縫以其相對於框架的位置固定在框架(16，25)上的。
6.按照權利要求5所述的投影裝置，其中具體將突出的可彈性移動的中間元件(18)設置在顯示器(9，10，11)的支架和/或框架(16，25)的相互面對的表面上，在這些中間元件(18)上形成焊點和/或焊縫，以便將顯示器固定在框架上。
7.按照權利要求6所述的投影裝置，其中中間元件(18)是由一端卡住並且突出的片簧狀塑料元件形成的，這些塑料元件基本上是平行於支架(R)和框架(16，25)的邊界面的邊緣延伸的，並且在各種情況下都在拐角區域(19)處固定在顯示器的支架或框架上。
8.按照權利要求6或7所述的投影裝置，其中這些中間元件(18)是由它們的自由端沿著相反的方向在基本上平行的框架(16)的邊界面上取向的，該框架具有基本上為矩形的或正方形的外輪廓。
9.按照權利要求5到8中任何一項所述的投影裝置，其中將顯示器(9，10，11)的支架(R)設計成，在通過雷射塑料焊接固定到框架(16，25)上的區域內，具有小於支架的相鄰部分區域的橫截面(21)的橫截面。
10.按照權利要求5到9中任何一項所述的投影裝置，其中將顯示器(9，10，11)的支架至少在與框架(16，25)連接的區域(21)內是由透明塑料或吸收低於框架或中間元件的塑料的吸收能力的塑料製成的。
全文摘要
在一種相對於或在框架上定位和固定至少一個元件的方法中，尤其是將投影裝置(1)的具有支架(R)的顯示器(9，10，11)定位和固定在用於投影裝置(1)的另一個光學有效元件(14)的框架(16)上，該另一個光學有效元件(14)安裝在該框架(16)上，其中該元件或顯示器(9，10，11)的支架(R)和框架(16)是形成在要相互連接起來的塑料部分上的，規定在相對於框架(16)對所述元件進行了定位和調節之後，具體來說是對顯示器(9，10，11)進行了定位和調節之後，通過雷射塑料焊接，尤其是點雷射塑料焊接，將該元件，具體來說是顯示器，與框架連接起來。
文檔編號B29C65/16GK1853418SQ200480026905
公開日2006年10月25日 申請日期2004年9月14日 優先權日2003年9月18日
發明者P·普羅查斯卡 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司