专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置，包括用于发出至少三种具有不同颜色光束的至少三个发光板，光板刚性连接到一个框用于将三个光束组合为投射到屏幕上的组合的光束；用于空间定位三个发光板的定位装置；和用于相对于组合装置固定各个发光板的位置的固定装置，该位置可以在定位装置的辅助下被调整。
在本发明的范围内，术语发光板被理解成至少为透射液晶显示器或LCD、反射液晶显示器或R-LCD，和数字镜装置器或DMD等。这样的光学器件为本领域技术人员所公知并不需要任何进一步的解释。
在根据本发明的显示装置中，多个光束被组合为用于投射到屏幕上的组合的光束，相应的发光板相对于合并装置以及彼此之间的正确定位是很重要的，从而获得屏幕上的清晰聚焦的图象，同时光束以正确的方式会聚。因为发光板与可能具有35mm的主体尺寸的最终图象相比相当小，所以有必要相对于诸如棱镜等组合装置在大约±5微米的公差内定位发光板。因为获得与用于显示装置的元件的测量偏差一样的精确度在商业上是不切实际的，已知可以通过外部操纵装置并通过随后固定所述位置来使发光板相对于框正确定位。
美国专利US5,653,522描述了一种在开头段落中提出的显示装置，其中透射发光板通过三个固定元件被固定到安装支架，第一固定元件以在沿着发光板表面区域的所有方向上都是刚性的棒的形式，第二固定元件以在发光板的一个方向上有刚性的夹具的形式，以及第三固定元件，它也以夹具的形式在垂直于第二固定元件的固定方向的方向上是刚性的。这样的固定方式设想了加热期间结构上没有应力的热膨胀的吸收。在显示装置的制造过程中，固定元件被调整到它们的正确位置，在此之后它们通过粘合剂被刚性连接到相应的发光板，该粘合剂在紫外光的影响下固化。这样的固定方法的缺点是发光板的处理只可能在有限度的范围内，从而在各个器件的生产过程中以及在装配过程中使用的公差需求相对苛刻。该处理特别可能以限制的方式在需要聚焦图象的方向上实现。
本发明的一个目的是提供一种提供在优选实施例或不在优选实施例中的解决方案的显示装置。另外，该显示装置应当被完全固定地限定，以便发光板中的机械应力的风险被相当程度地减小。这样的应力可能引起图象图像扰动。为此，本发明特征在于定位装置包括三个用于每个发光板的板状元件，这些元件与相应的发光板成直角并且每个都沿一连接边刚性连接到框上，并且每个都与连接边的具有一定距离枢轴连接到相应的发光板。在本发明的范围内，枢轴被理解为用于正确定位发光板所需要的一定范围内的枢转转动。
沿着边刚性结合到框上的板状元件，比如板弹簧，具有关于板状元件的平面上延伸的三个自由度(两次平移，一次旋转)有很大刚性的特性。但是从板状元件的平面上延伸的三个其他自由度(一次平移，两次旋转)具有相对小的刚性。通过利用枢轴连接将这些刚性特性转移到发光板，本发明有利地利用了该特性。一个例外是板状元件的平面内相对刚性的旋转。由于板状元件和相应的发光板之间的连接的枢轴特性，发光板对关于垂直于板状元件的轴的旋转不呈现刚性。聚焦和会聚发光板所需的发光板的受限制的运动在原则上是可能的，只要这些都垂直于板状元件的平面进行。原则上，发光板的旋转也可能发生在板状元件的平面内。从而每个板状元件从相关的发光板获得两个自由度。通过每个发光板使用三个板状元件，发光板的所有六个自由度都能够被固定。通过操作使发光板相对于合并装置和其他发光板处于正确的空间位置后，该正确位置由固定装置的作用而被固定。
通过使板状元件与相关发光板成一个角度，能够获得发光板和板状元件之间连接的最优化的刚性。
如果两个板状元件彼此垂直取向这也可以同样适用。
如果板状元件中的两个彼此平行取向，则它们能够被构造成与发光板的两个相对边相符合。
根据特定优选实施例，所有的板状元件在相关发光板的垂直投影内充分延伸。以这种方式获得一个紧凑的结构。
如果至少一个并且最好全部板状元件连接到面对连接边一侧的相关的发光板，则最佳利用了板状元件的材料，从而空间的占用和获得的刚性之间的比保持尽可能小。
对板状元件和相应发光板之间的枢轴连接，每个板状元件最好设有旋转延伸到相应发光板的凹口的侧突出部分。这样的突出部分可以例如直接在板状元件的冲压期间提供。
突出部分最好通过弹性粘合剂接合连接到凹口。弹性粘合剂接合允许转动到足够聚焦和会聚相关发光板的程度。
根据特定优选实施例，固定装置包括用于每个板状元件的用于将其连接边分离地并刚性地连接到框的夹固装置。这种连接的可分离特性提供分别更换有缺陷的发光板的可能性。
如果夹固装置是大致U形的，则获得这种夹固装置的特定的简化的实施例。接着夹固面由U形的腿的内侧形成，同时U形的下面的下底部可以使两个腿向着彼此弯曲。
夹固装置最好具有至少与连接边的长度一样大的长度，以便沿着该连接边获得最佳刚性连接，该连接边不允许被夹住的板状元件关于垂直于板状元件的平面的轴做任意的旋转。
参照下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将很显然并将被阐明。
在附图中
图1是根据本发明的显示装置的光学系统的一部分的透视的正视图。
图2是发光板的固定的垂直示意平面图。
图3是板弹簧和发光板之间的连接的示意的正视图。
图1示出了根据本发明的显示装置的光学系统的一部分。从以下的文字将很显然知道，为了清楚的目的许多部件在图1中没有示出。对这些部件，可以参照图2和图3。图1示出了形成显示装置的部分的单元1。光学单元1包括棱镜2，它在与作为平板的LCDs结合使用时与US5,653,522的图7中所示的一样。棱镜2主要由在横向方向上具有反射面3A、3B和3C的三个棱镜部分2A、2B、2C构成，后两个面是双色性的，即它们只对给定颜色敏感。根据波长，这些反射面具有反射或折射入射光的特性，其中入射角等于出射角。以R-LCD形式的发光板4A、4B和4C平行于相关棱镜部分排列在每个棱镜部分3A、3B、3C的外侧。为了连接的目的，每个R-LCD在它的周围具有框(未示出)。三个板弹簧5A、5B和5C为R-LCD所专用，板弹簧以对框6所描述的方式在一端被固定，并且另一端固定到R-LCD 4C的框。板弹簧5A和5C彼此平行，而板弹簧5B相对于板弹簧5A和5C垂直取向。板弹簧5A、5B和5C具有相等的宽度。板弹簧5A和5B的有效长度是板弹簧5C的两倍，从而板弹簧5A和5B的组合的刚性等于板弹簧5C的刚性。尽管这没有示出，R-LCD 4A和4B也以相同的排列提供有这种板弹簧。棱镜2以及偏振光束分光器7(下文中称为PBS)被刚性连接到框6。在PBS7中，偏振反射面8以45°角设置，其将以该光束的给定偏振状态专门反射一个光束。
光学单元1如下操作。来自光源(未示出)的白光以偏振状态传播到呈进入方向9的光学单元1。光具有光路不受偏振反射面8影响的偏振现象。通过PBS7传递后，光进入棱镜2，它将白光分为三种颜色红、蓝和绿，这些颜色分别传到R-LCD 4A、4B和4C。为此，红色部分在双色性面3B和反射面3A上反射，蓝光通过双色性面3B，随后它连续在面3C和3B反射，同时绿色部分将不被阻碍地通过面3A、3B和3C。从反射光的R-LCD，从它的名字已经知道，它可以反射光，光在相反的方向上沿相同的路径继续。R-LCD 4A、4B和4C具有使入射光偏振90°的特性，从而偏振反射面8沿出射方向10反射，以便使光返回，该光再次被从双色性面3B合并。
在光学单元1的制造过程中，对它的操作来说R-LCD 4A、4B和4C相对于棱镜2并相对于彼此正确地固定从而获得最佳的图象质量是非常重要的。为此，采用外部操纵装置，它能够以正确的相互关系空间定位这三个R-LCD 4A、4B和4C。
类似地，原则上，每个部件，各个R-LCD 4A、4B和4C每个具有六个自由度，即在用单箭头11A、11B和11C表示的x、y和z方向上的平移，在由双箭头12A、12B和12C表示的绕平行于x、y和z方向的轴旋转。当以正确的方式开始定位R-LCD 4A，4B和4C的操作时，板弹簧5A、5B和5C分别在点13A、13B和13C处被连接到的相关R-LCD。
图2更详细地示出了固定的方法。对该固定，板弹簧5A具有在固定点13a处的销形突出部分14。该销形部分14通过孔15突出，该孔提供在R-LCD 4C的框上。该连接通过粘合剂接合16建立，该粘合剂接合16具有具有这种机械特性，即在方向11B和11C的板弹簧5A和R-LCD 4C之间获得相对刚性连接，同时只有在其他自由度获得有限的刚性。由于它的相对小的尺寸，粘合剂接合16表现为滚珠轴承或肩状轴承枢轴那样。该有限的刚性使R-LCD 4C的运动在所述其他自由度仍有一些自由，从而防止了R-LCD 4C被过分固定，过分固定可能造成R-LCD 4C中的机械应力。板弹簧5B和5C和R-LCD 4C之间的连接以相同的方式建立。每个板弹簧从R-LCD 4C得到两个自由度，同时静态固定的状态是通过三角形连接的特性获得。直到板弹簧5A、5B和5C被固定地连接到框上之后才获得该状态。
板弹簧5A、5B和5C和相关发光板4C以及其他发光板的固定可以以图3所示的方式实现。为此，连接块17被提供，它以没有进一步示出的方式刚性连接到框6。连接块17具有垂直于图的平面并等于板弹簧5A、5B和5C的宽度的宽度。每个板弹簧5A、5B或5C，连接块17被提供锁眼形凹口18A、18B、18C。在锁眼形凹口18A、18B、18C和与相关板弹簧5A、5B、5C相对的连接块17的自由边之间留有小的桥部厚度19A、19B、19C，从而凹口18A、18B、18C的各个边能够在弯曲力的影响下向着彼此弯曲，该弯曲力能够由螺钉20A、20B、20C带来，从而这些凹口能够给出各个板弹簧5A、5B、5C提供夹固配合。直到相关R-LCD 4C和其他的R-LCD 4A和4B已经以正确的方式定位后这才进行。为了允许自由运动，有必要正确地定位R-LCD，具有大于螺钉20A、20B和20C的尺寸的洞21A、21B、21C在螺钉20A、20B、20C的位置设在板弹簧5A、5B、5C上。
权利要求
1.一种显示装置，包括用于发出至少三种具有不同颜色光束的至少三个发光板，刚性连接到一个框用于将三个光束组合为用来投射到屏幕上的组合光束的组合装置，用于空间定位三个发光板的定位装置，和用于相对于组合装置固定各个发光板的位置的固定装置，该位置可以在定位装置的辅助下被调整，其特征在于定位装置包括三个用于每个发光板的板状元件，这些元件与相应的发光板成直角并且每个都沿一连接边刚性连接到框上，并且每个都以距连接边的一定距离枢轴连接到相应的发光板。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于板状元件与相关发光板成直角。
3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于两个板状元件互相垂直。
4.如权利要求1、2或3所述的显示装置，其特征在于两个板状元件互相平行。
5.如前述任一权利要求所述的显示装置，其特征在于至少一个并且最好全部板状元件基本上在相关发光板的垂直投影内延伸。
6.如前述任一权利要求所述的显示装置，其特征在于至少一个并且最好全部板状元件都在面对连接边的一侧连接到相关发光板。
7.如前述任一权利要求所述的显示装置，其特征在于每个板状元件具有旋转延伸到相关发光板的凹口的横向突出部分。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于该突出部分通过弹性粘合剂接合连接到凹口。
9.如前述任一权利要求所述的显示装置，其特征在于固定装置包括用于可分离地并刚性地将板状元件的连接边连接到框架的用于每个板状元件的夹固装置。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于夹固装置基本上是U形的。
11.如权利要求9或10所述的显示装置，其特征在于夹固装置具有至少与连接边的一样的长度。
全文摘要
本发明涉及一种图象显示装置，它包括用于发出至少三种具有不同颜色光束的至少三个发光板，刚性连接到一个框用于将三个光束组合为投射到屏幕上的组合光束的合并装置，用于空间定位三个发光板的定位装置，和用于相对于组合装置固定各个发光板的位置的固定装置，该位置可以在定位装置的辅助下被调整，其中定位装置包括三个用于每个发光板的板状元件，这些元件与相应的发光板成直角并且每个都沿一连接边刚性连接到框上，并且每个都以距连接边的一定距离枢轴连接到相应的发光板。
文档编号G03B21/00GK1401192SQ01805123
公开日2003年3月5日 申请日期2001年11月29日 优先权日2000年12月18日
发明者N·E·T·扬森, R·范德拉安 申请人:皇家菲利浦电子有限公司