专利名称：定位框架的方法
技术领域：
本发明涉及相对于框架或在框架上定位和固定至少一个元件的方法，尤其是将投影装置的具有支架的显示器定位和固定在用于投影装置的另一个光学有效元件的框架上，该另一个光学有效元件安装在该框架上。
本发明还涉及一种用于投影图像信息的投影装置，包括至少一个显示器，所述显示器要相对于投影装置的另一个光学有效元件的框架进行定位并且固定在所述框架上。
背景技术：
这样的相对于框架或在框架上定位和固定至少一个元件的方法和这样的投影装置是例如从US2001/003368A1中获知的。该文献总体上公开了一种用于相对于支架定位框架的方法，其中这具体用在投影装置或投影单元上，在附图1中从原理上给出了这样一种投影装置的设计方案。用两个彩色分光器将白光分成红色光束、绿色光束和蓝色光束。这三个彩色光束各自照射一个显示器，其中整个图像的各个颜色分量是由相应的显示器显示的。在再组合(recombination)棱镜中，对这三个彩色光束进行合成，以形成投影光束，该投影光束由装置的光学器件投射到投影平面上。为了能够借助这种投影装置获得清晰图像和/或将清晰图像投影到投影平面上，尤其重要的一点是，在三个显示器相对于彼此的位置的方面还有相对于棱镜和装置光学器件的位置方面，要对这三个显示器精确地定位。在按照US2001/00333368A1的现有技术中，在合乎要求地相对于框架定位和调节了元件或显示器之后，通过在要相互连接起来的元件之间使用粘接剂将各个部分相互固定起来，其中该粘接剂是例如通过将其暴露于UV光下来进行固化的。这种使用UV光或在UV光下进行固化的粘接剂是早已公知的。这种固定方法的一种缺点是，不仅在要相互连接起来的各个部分之间施加粘接剂所需的操作的复杂性得到了增加，而且相应地需要更多的时间来可靠地固化该粘接剂。而且，在进行固化的时候，粘接剂表现出不可控制的收缩，考虑到在设定或调节各个元件相互之间的相对位置的时候能够达到的精度，这种不可控制的收缩不能确保精确的、光学上完全的和永久的连接，从而预计到在粘接剂固化之后，未正确固定在框架上的元件或显示器的比例相对较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种绪言中提到的那种类型的方法和投影装置，按照这种方法和装置，前面提到的缺点得到了避免。具体来说，目标是可以在较短的时间段内实现元件之间的更加可靠和更加简单的连接，具体来说是显示器和框架之间的连接。为了实现上述目的，一种相对于或在框架上定位和固定至少一个元件的方法，尤其是将投影装置的具有支架的显示器定位和固定在用于投影装置的另一个光学有效元件的框架上，该另一个光学有效元件安装在该框架上，其中该元件或显示器的支架和框架的安装部分是形成在要相互连接起来的塑料部分上的，主要包括下述步骤相对于框架定位该元件，具体来说是显示器；相对于框架调节该元件；通过使用激光塑料焊接，尤其是点激光塑料焊接，将元件与框架连接起来。
为了实现上面提到的目的，在用于投影图像信息的投影装置中，包括至少一个显示器，所述显示器要相对于投影装置的另一个光学有效元件的框架进行定位并且固定在所述框架上，主要规定显示器的至少一个支架和框架的安装部分在要进行相互连接的区域上是由塑料形成的，其中显示器的支架是通过由激光塑料焊接产生的焊点或焊缝以其相对于框架的位置固定在框架上的。
借助按照本发明的特征，实现了这样的情况在相对于框架对所述元件进行了定位和调节之后，具体来说是对显示器进行了定位和调节之后，可以通过使用激光塑料焊接，尤其是点激光塑料焊接，以简单可靠的方式实现该元件或显示器与框架之间的连接。与使用可以在UV光下固化的粘接剂进行的固定和连接相比，在按照本发明使用激光的情况下，固定要相互连接起来的元件所需的时间得到了大大降低，并且可以完全避免施加粘接剂所花费的时间。此外还想到，元件或显示器与框架之间的固定或连接是以无接触和无振动的方式进行的，而且不会释放出可能对按照本发明的投影装置的元件造成污染的颗粒或外来材料，这些元件通常必须是与高纯度气体氛围连接在起一起的。可以想到，与其它热学方法相比，借助激光塑料焊接，尤其是在形成焊点的时候，这些元件要相互连接起来的(在连接操作期间受加热影响的)区域要比其它加热方法小，从而可以预见到要相互连接起来的元件实际上不会发生变形。
对于要相互连接起来并且至少部分地由塑料构成的元件的连接，激光塑料焊接本身是公知的，可以从例如US6390628B1中获知。不过，在这一现有技术中，生产外壳部分，从而将它们相互精确地装配起来，再通过激光塑料焊接进行连接，从而可以想到，要相互连接起来的元件彼此之间在要进行连接的区域内是平齐地或平坦地支承的。
相反，在按照本发明的方法和按照本发明的投影装置的情况下，在相对于框架对元件(具体来说是显示器)进行定位和在元件或显示器的支架与框架之间进行调节期间，为了实现上面提到的显示器与再组合棱镜和装置光学器件之间的相对定位，可以在要相互连接起来的元件之间产生缝隙或间隔，当使用可UV固化的粘接剂时，可以用粘接剂将这些缝隙或间隔填充起来。在按照本发明所提出的激光塑料焊接的情况下，不对这些间隔或缝隙进行跨接或连接。
按照权利要求2和6的方案所要求保护的，获得了这样的优点通过至少在形成焊点的区域中提供突出的(尤其是可弹性移动的)中间元件，借助这些中间元件在元件或显示器的支架与框架之间形成了支承连接，从而彼此相互支承和要彼此连接起来的区域或表面可用于借助激光塑料焊接的后续连接。
按照权利要求3的方案所要求保护的，这一可靠的支承是至少在要由激光塑料焊接产生的焊点的区域内实现的。
按照权利要求4和10的方案所要求保护的，确保了在激光塑料焊接期间，从外部命中元件或显示器的支架的激光束穿过该元件或支架，并且由于框架和中间元件的塑料的吸收能力增大，产生了可靠连接所需的熔化热量。
按照权利要求7的方案所要求保护的，作为对权利要求6的方案的补充，获得了这样的优点元件或显示器与框架之间的可靠连接可以通过生产简单的中间元件来实现，其中中间元件的结构并不限制光束或各个颜色分量穿过所需的空间。
按照权利要求8的方案所要求保护的，获得了这样的优点可以借助中间元件(该中间元件一端被卡住并且该中间元件突出)、简单地通过在中间元件与显示器的支架之间的支承连接的区域内提供焊点，来进行可靠的固定。
按照权利要求9的方案所要求保护的，获得了这样的优点可以将形成熔化和连接区的充足激光能量引入到框架的支架区域内，所述支架具有增大的吸收能力。
将参照附图中所示出的实施方式的实例对本发明进行进一步介绍，不过，本发明并不局限于此。
附图1以总体方式表示光束经过用于投影图像信息的投影装置的光学有效元件的光束路径。
附图2表示投影装置的示意性立体图，其中示出了仅有一个显示器在框架上的情况，附图3表示附图2的投影装置的立体局部分解图。
附图4表示投影装置的修改实施方式的的立体示意图。
具体实施例方式
附图1表示光束经过用于将图像信息投射到设置在投影平面P内的投影屏幕2上的投影装置1的光学有效元件的光束路径。投影装置1包括例如水银蒸汽灯3，在工作期间，白光从该水银蒸汽灯3输出到会聚光学器件4。第一彩色分光器5对于红色光是反射的，并且发出红色光束R-FS，而白光L的剩余颜色分量到达第二彩色分光器6。第二彩色分光器6对于绿色光是反射的，并且发出绿色光束G-FS，而白光L的剩余蓝色分量由第一反射镜7偏转为蓝色光束B-FS。
利用为红色光束R-FS和蓝色光束B-FS给出的附加偏转反射镜12和13，将各个彩色光束R-FS、G-FS和B-FS馈送给显示器9、10和11。在各种情况下，将显示器9、10、11控制成，取决于显示器9、10、11的透明度，使得各个彩色光束R-FS、G-FS和B-FS照射单独的显示器，以致使得代表用于投影图像的各个图像信息的各个彩色光束的反应结果入射到再组合棱镜(标有附图标记14)的相应反射面上。
此外，装置光学器件标有附图标记15，所述装置光学器件将在再组合棱镜14中由三个彩色光束重新组合成的投影光束PS输出到投影平面P上。
各个显示器9、10和11在各种情况下容纳在支架元件R内，在后面的附图中将对该支架R进行更加详细的解释。为了在投影平面P或投影屏幕2上获得清楚且清晰的图像，需要相对于再组合棱镜13和装置光学器件15精确定位显示器9、10和11，附图2和3中详细示出了用于各个显示器9、10和11或者它们的支架R与框架之间的固定和连接的第一实施方式，该框架安装在再组合棱镜14上或者用于承载再组合棱镜。
在附图2中所示的示意图中，再组合棱镜再次用附图标记14标注，其中，按照用于固定显示器9、10和11的三个边界面，各自用附图标记16标注的框架直接固定在再组合棱镜14的外表面上。各个框架16在面向显示器的边界面上具有中间元件18，这些中间元件18基本上与外边缘17平行，这些中间元件在各种情况下都在一段处固定在基本上成正方形的框架16的拐角区域19内并且伸出。在附图2所示的示意图中，两个显示器9和11在各种情况下都是经由它们的支架R固定在框架16上的，而显示器10没有详细示出。
为了固定显示器9、10和11的支架R和相对于框架16和再组合棱镜14进行相对定位和调节，使支架R与中间元件18进行轴承连接，尤其是与它们的自由端20进行轴承连接。一旦通过定位装置(该定位装置本身是公知的并且没有详细示出)实现了显示器相互之间和相对于再组合棱镜14的正确相对定位，然后就通过在附图2中对显示器9示出的区域或部分(具体来说是凹陷或切口21)内进行激光塑料焊接将支架R(因此将显示器)固定到框架16上。在这些凹陷或切口21区域内，由塑料制成的支架R具有例如小于支架R的横截面的其余部分的横截面，以致即使使用对应的低能量激光束，各个显示器9、10和11的支架R与框架16之间通过中间元件18进行的相互连接也能够实现可靠连接。在附图2中用附图标记21’以虚线的形式示出了对中间元件18进行激光塑料焊接的区域。通过在部分21和21’的区域内设置至少一个焊缝或焊点，使支架R因此显示器9和11可靠地且坚固地固定到框架16上，并且因此相对于再组合棱镜14和连接在下游的装置光学器件得到了可靠地且坚固地固定。
附图2表示关于左手边示出的显示器9的支架R与框架16之间的相应较大的间隔，尤其是右边、顶部区域内的间隔，其中这个间隙或间隔可以通过设置中间元件18，并且可以借助中间元件18的自由端20为所要进行的激光塑料焊接实现在支架R的面对表面上的直接支承。
在附图3所示的分解图中，仅仅示出了用于显示器的一个框架16和一个支架R。可以看出，框架16可以再次如箭头22所示直接固定在再组合棱镜14上。而且，设置了在一端处卡住并且突出的可弹性变形的中间元件18，在沿着箭头23将支架R定位或调节在框架16上期间，这些中间元件在各种情况下都借助自由端20实现对支架R面向框架16的边界面的可靠支承。在附图3的图中，同样，将支架R的外侧上的区域21再次表示为具有小于其余横截面的横截面。
按照附图4中所示的实施方式，可以看出，提供了另外的安装结构24，用来支撑住再组合棱镜14，还用来提供用于显示器9、10和11以及它们的支架R的框架(用附图标记25标注)。按照与前面附图2和3中所示的实施方式类似的方式，在附图4所示的实施方式中，也是通过激光塑料焊接借助显示器9、10和11的支架R对它们进行固定的，其中例如将中间元件18再次设置在框架25和各个显示器的支架R之间，以便为激光塑料焊接确保要相互连接的元件之间的直接支撑。
除了提供各个显示器的支架R的凹陷或凹入区域21之外，为了在支架R与框架16或25或者相互连接的中间元件18之间进行正确的连接和焊接，此外还提供了，支架R是由透明塑料形成的，或者至少在固定点21和21’的区域内，形成支架R的塑料与框架16和25或中间元件18的塑料相比具有较低的吸收能力，以便在使用激光塑料焊接时能够在框架16和25或中间元件(尤其是其自由端)的区域内得到可靠的熔化区。除了例如由热塑性塑料或热塑性弹性体形成的要相互连接起来的不同的透明塑料组合之外，使用专用色素的深色塑料的组合也是可行的，只要如前所述那样考虑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固化的粘接剂的公知连接操作的情况下施加粘接剂所需的时间之外，借助激光进行固定可以在例如大约1s内完成，而对于固化而言，需要例如大约20s的固化时间。而且可以想到，与使用粘接剂时相比，激光塑料焊接不需要使用额外的材料，并且不会将外来的物质或颗粒释放到用于连接投影装置1的各元件的高纯度气体氛围内。
值得一提的是，要可靠且牢固地将支架R固定到框架16或25上，不需要在基本上为正方形或通常为矩形的支架R的所有侧边缘上进行连接，而是倘若适当选择固定点21和21’，也可以例如通过三个焊点来实现。
此外还值得一提的是，按照本发明的方法并不局限于将显示器9、10、11定位和固定在投影装置1的框架16或25上，而是按照一般性的方式，可以通过激光塑料焊接将至少部分地由塑料构成的元件相互固定起来，尤其是使用中间元件18进行互连。
此外还值得一提的是，倘若适当选择塑料并且例如在支架R上固定点21的区域内设置通孔，则在为了要进行连接的元件之间进行调节和支承的目的而提出的中间元件也可以设置在显示器的相应支架R的边界面上，据此于是可以进行自由端20与框架16和25的表面的连接。
权利要求
1.一种相对于或在框架上定位和固定至少一个元件的方法，尤其是将投影装置(1)的具有支架(R)的显示器(9，10，11)定位和固定在用于投影装置(1)的另一个光学有效元件(14)的框架(16，25)上，该另一个光学有效元件(14)安装在该框架上，其中该元件或显示器的支架和框架的安装部分是形成在要相互连接起来的塑料部分上的，所述方法包括下述步骤-相对于框架(16，25)定位该元件，具体来说是显示器(9，10，11，R)；-相对于框架调节该元件(9，10，11，R)；-通过使用激光塑料焊接，尤其是点激光塑料焊接，将元件(9，10，11，R)与框架(16，25)连接起来。
2.按照权利要求1所述的方法，其中元件(9，10，11，R)相对于框架(16，25)的调节是通过具体是可弹性移动的中间元件(18)的相互连接进行的，该中间元件(18)至少部分地从元件和/或框架的相互面对的边缘或边界面伸出。
3.按照权利要求2所述的方法，其中元件(9，10，11，R)与框架(16，25)之间通过激光塑料焊接进行的连接是在中间元件(18)伸出的区域内进行的。
4.按照权利要求1到3中任何一项所述的方法，其中元件或显示器(9，10，11)的支架(R)至少在要与框架(16，25)相连的区域内是由透明塑料或吸收低于框架的塑料的吸收能力的塑料形成的。
5.一种用于投影图像信息的投影装置，包括至少一个显示器(9，10，11)，所述显示器要相对于投影装置(1)的另一个光学有效元件(14)的框架(16，25)进行定位并且固定在所述框架上，其中至少一个显示器(9，10，11)的支架(R)和框架(16，25)在要进行相互连接的区域上是由塑料形成的，其中显示器(9，10，11)的支架(R)是通过由激光塑料焊接产生的焊点或焊缝以其相对于框架的位置固定在框架(16，25)上的。
6.按照权利要求5所述的投影装置，其中具体将突出的可弹性移动的中间元件(18)设置在显示器(9，10，11)的支架和/或框架(16，25)的相互面对的表面上，在这些中间元件(18)上形成焊点和/或焊缝，以便将显示器固定在框架上。
7.按照权利要求6所述的投影装置，其中中间元件(18)是由一端卡住并且突出的片簧状塑料元件形成的，这些塑料元件基本上是平行于支架(R)和框架(16，25)的边界面的边缘延伸的，并且在各种情况下都在拐角区域(19)处固定在显示器的支架或框架上。
8.按照权利要求6或7所述的投影装置，其中这些中间元件(18)是由它们的自由端沿着相反的方向在基本上平行的框架(16)的边界面上取向的，该框架具有基本上为矩形的或正方形的外轮廓。
9.按照权利要求5到8中任何一项所述的投影装置，其中将显示器(9，10，11)的支架(R)设计成，在通过激光塑料焊接固定到框架(16，25)上的区域内，具有小于支架的相邻部分区域的横截面(21)的横截面。
10.按照权利要求5到9中任何一项所述的投影装置，其中将显示器(9，10，11)的支架至少在与框架(16，25)连接的区域(21)内是由透明塑料或吸收低于框架或中间元件的塑料的吸收能力的塑料制成的。
全文摘要
在一种相对于或在框架上定位和固定至少一个元件的方法中，尤其是将投影装置(1)的具有支架(R)的显示器(9，10，11)定位和固定在用于投影装置(1)的另一个光学有效元件(14)的框架(16)上，该另一个光学有效元件(14)安装在该框架(16)上，其中该元件或显示器(9，10，11)的支架(R)和框架(16)是形成在要相互连接起来的塑料部分上的，规定在相对于框架(16)对所述元件进行了定位和调节之后，具体来说是对显示器(9，10，11)进行了定位和调节之后，通过激光塑料焊接，尤其是点激光塑料焊接，将该元件，具体来说是显示器，与框架连接起来。
文档编号B29C65/16GK1853418SQ200480026905
公开日2006年10月25日 申请日期2004年9月14日 优先权日2003年9月18日
发明者P·普罗查斯卡 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司