-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zur Aufnahme von Funktionsgruppen in Optikmodulen der digitalen
Projektion, die zur Bilderzeugung für Daten-, Videoprojektoren,
Projektionsmonitore und Projektionsfernseher vorgesehen sind und
bei der die einzelnen optischen Funktionsgruppen für die Beleuchtung,
Strahlformung, Strahllenkung, Strahlmodulation sowie Abbildung auf
einem Chassis angeordnet und befestigt sind.
-
In der Praxis werden die einzelnen
optischen Funktionsgruppen eines Optikmoduls für Beleuchtung, Strahlformung,
Strahllenkung und Strahlmodulation sowie Abbildung allgemein auf
einem Chassis aus Feinguss mit einer spanenden Nachbearbeitung monolithisch
hergestellt und montiert. Vielfach wird aber nur der eigentliche
optische Teil eines Optikmoduls, bestehend aus einer Relayoptik
und einer Abbildungsoptik auf einem Minichassis mit entsprechenden
Schnittstellen zur Beleuchtung, wie Lampe, Farbrad und Bildgeber,
Mikrodisplay angeordnet. Aus Gründen
der Formstabilität
und der Steifigkeit sowie der thermischen und elektrischen Leitfähigkeit sind
bisher ausschließlich
Metallchassis bekannt, die zur Einsparung von Fertigungskosten über Druckguss-,
Feinguss- oder Thixomolding-Technologien urformtechnisch erzeugt
werden. Die Genauigkeit des optischen Systems, bezüglich Bildgüte, Bildlage und
Lichtausbeute hängt
dabei wesentlich von den Toleranzen des Chassis ab. Das bedeutet,
dass zur Erzielung einer hohen Lagegenauigkeit für die optischen Funktionsgruppen
eine aufwendige Technologie notwendig ist. Da die Lage- und Formgenauigkeiten
für das
Fassen der optischen Bauelemente und Baugruppen oder das Anordnen
anderer mechanischer Bauelemente und Baugruppen nicht ausreichen,
müssen
die genauigkeitsrelevanten Flächen anschließend kostenaufwendig
spanend nachgearbeitet werden. Weiterhin ist es oftmals erforderlich, dass
wichtige optische Bauelemente, wie das Objektiv und zum Teil auch
die Beleuchtungsoptik, gesondert aufgebaut und später an ein
Chassis montiert werden. Dadurch entstehen Toleranzketten, die ebenfalls
nur durch aufwendige und damit teure Bearbeitung der beteiligten
Mechanikkomponenten beherrscht werden. In einigen Industriezweigen,
wie der Autoindustrie, bei elektronischen Geräten für die Herstellung von Chassis
von Audio- und Videogeräten und
für Komponenten
für Kassettenrekorder
und bei Trägerkörpern zum
kompakten Aufbau von Grundbausteinen in der Elektronik kommt deshalb
die Outsert-Technologie zum Einsatz, bei der auf einem Metallblech
die unterschiedlichen Elemente zur Aufbau- und Verbindungstechnik
mittels Kunststoffspritzguss erzeugt werden und dadurch ein Metall-Kunststoff-Hybrid
entsteht, der die positiven Eigenschaften beider Werkstoffgruppen
verbindet. Diese Technologie ist jedoch für Minichassis unter Einbeziehung hochgenauer
Anforderungen zum Fassen von optischen Funktionsgruppen ungeeignet.
Dies betrifft die Genauigkeitsgrenzen durch Schrumpfen und Verziehen bei
der Herstellung und das thermische Verhalten unter Einsatzbedingungen
und Probleme bei der staubdichten Kapselung.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Anordnung zur Aufnahme von Funktionsgruppen in Optikmodulen der
digitalen Projektion für
ein Minichassis zu schaffen, mittels der der Herstellungsaufwand
für das
Minichassis zur Aufnahme der optischen Funktionsgruppen als auch
für die
auf dem Minichassis angeordneten Elemente der Aufbau- und Verbindungstechnik
für die
optischen Funktionsgruppen kostengünstig ist, unter Beachtung
von Formgenauigkeit, Lagegenauigkeit und Temperaturstabilität für die einzelnen
optischen Funktionsgruppen.
-
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch,
dass ein Minichassis ein genau ausgebildetes Metallchassis aufweist,
an das ein Kunststoffelement stoffschlüssig angeformt ist, wobei das
Metallchassis zusätzliche Anlageflächen und
Halteelemente für
Funktionsgruppen des Optikmoduls oder für den gesamten Optikmodul aufweist,
wobei das Kunststoffelement Aufnahmeelemente für weitere, nicht im Metallchassis vorgesehene
optische Funktionsgruppen oder Aufnahmeelemente zum Anschluss an
ein Hauptchassis enthält
und wobei das Metallchassis zusätzliche
angeformte Anlageflächen
und Halteelemente zur Aufnahme mechanischer Funktionsbaugruppen
aufweist.
-
Eine vorteilhafte Ausbildung wird
darin gesehen, dass an und in dem Metallchassis präzise und lagegenau eine
Beleuchtungs- und Abbildungsoptik in Abhängigkeit von einem Bildgeber
vorgesehen ist und dass das Metallchassis an einer äußeren Längsseite
einander gegenüberliegend
Anlagepunkte für ein
Mikrodisplay und eine Anlage für
eine Feldlinse aufweist.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das
Metallchassis einen seitlichen Anlagestutzen zur Aufnahme einer
Relayoptik und eines Lichtintegrators aufweist und an der dem Anlagestutzen
gegenüberliegenden
Seite eine Anlage für
einen Einkoppelspiegel oder ein Einkoppelprisma vorgesehen ist.
-
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen,
dass das Metallchassis an einer inneren Seite eine Anlage für ein Objektiv
oder eine Hinterfassung eines Objektivs bei Systemen mit festen
Brennweiten aufweist. Bevorzugt ist ebenso vorgesehen, dass bei
Aufnahme der Hinterfassung eines Objektivs an der inneren Seite
des Metallchassis auch eine weitere Anlage zur Aufnahme einer Vorderfassung
vorgesehen ist, und wobei die Verbindung zum Zwecke der Bildfokussierung
beweglich, beispielsweise über
ein Gewinde, ausgeführt
ist.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform bei
geringeren Genauigkeitsanforderungen besteht darin, dass das Kunststoffelement
Halteelemente zur Aufnahme der Relayoptik und des Lichtintegrators aufweist.
-
Eine weitere ebenso vorteilhafte
Ausführungsform
wird darin gesehen, dass das Kunststoffelement Befestigungspunkte
für die
Befestigung an einem Hauptchassis, insbesondere an einem Projektionschassis
und Anlagen für
einen Farbradhalter mit einem Farbrad aufweist.
-
Eine fertigungstechnisch günstige Ausführung wird
darin gesehen, dass das Minichassis zusätzliche Anlageflächen und
Halteelemente für
mechanische Funktionsbaugruppen, für Abdeckungsbauelemente und
für Elemente
zum Fixieren von elektrischen Leitungen aufweist und dass das Metallchassis
insbesondere aus einer Aluminiumlegierung vorgesehen ist, so dass
einerseits hohe Form- und Lagegenauigkeiten, Steifigkeit und Temperaturstabilität durch
das Metallchassis in den Bereichen der optischen Funktionsgruppen
gesichert ist, in denen sie funktionell erforderlich sind, und anderseits weniger
kritische Teile kostengünstig
in Kunststoff ergänzt
werden können.
-
Wesentlich an der neuen Anordnung
zur Aufnahme von Funktionsgruppen in Optikmodulen der digitalen
Projektion ist, dass durch einen derartigen Aufbau eines Minichassis
in Metall-Kunststoff-Technik sowohl der Herstellungsaufwand für das Minichassis
zur Aufnahme der optischen Funktionsgruppen als auch für die darauf
angeordneten Elemente der Aufbau- und Verbindungstechnik für die einzelnen
optischen Funktionsgruppen kostengünstig ist, da die einzelnen
Bereiche wie das Metallchassis und das Kunststoffelement unterschiedlich
in Abhängigkeit
von den zu integrierenden Komponenten ausgeführt und jederzeit kostengünstig ergänzt werden
können, abhängig davon,
welche Elemente entsprechend den Genauigkeitsanforderungen und der Zugänglichkeit
für die
Montage der optischen Funktionsgruppen in Metall oder Kunststoff
ausgeführt
werden.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand
eines schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
-
Es zeigt:
-
1 ein
Schema eines Minichassis in Draufsicht.
-
1 zeigt
ein Minichassis zur Aufnahme von Funktionsgruppen eines Optikmoduls,
dass für die
digitale Projektion, zur Bilderzeugung für Daten/Videoprojektoren, Projektionsmonitore
und Projektionsfernseher vorgesehen ist. Das Minichassis gemäß 1 ist als Metall-Kunststoff-Hybrid-Bauelement ausgebildet
und wird im Spritzgussverfahren hergestellt, in dem zunächst die
Lagegenauigkeit der Strahlengänge
einer Beleuchtungs- und
Abbildungsoptik in Verbindung zu einem Bildgeber präzise und lagegenau
an und in einem Metallchassis 1 ausgeführt wird und dann das Metallchassis 1 mit
Kunststoff umspritzt wird, um ein zusätzliches Kunststoffelement 7 anzuformen,
auf dem weitere einzelne optische Funktionsgruppen angeordnet werden.
In Abhängigkeit
von den Genauigkeiten und den Kosten können weitere zusätzliche
mechanische Funktionsbaugruppen, wie Abdeckungen als Staubschutz,
Abdeckungen und Blenden als Lichtschutz, Elemente zum Fixieren von
elektrischen Leitungen oder mechanische Aufnahmen für eine Lampe
oder einen Lichtfilter als Bestandteile des Kunststoffelements 7 des
Minichassis angespritzt werden.
-
Das Metallchassis 1 enthält insbesondere
an einer äußeren Längsseite
einander gegenüberliegende
Anlagepunkte 2a,2b,2c für ein Mikrodisplay und
eine innen nahezu parallel zum Mikrodisplay liegende Anlage 3 für eine Feldlinse.
weiterhin weist das Metallchassis 1 einen seitlichen Anlagestutzen 4 zur
Aufnahme einer Relayoptik und eines Lichtintegrators auf, die dazu
dienen, das Licht auf ein auf den im Metallchassis 1 in
den Anlagepunkten 2a,2b,2c vorgesehenes
Mikrodisplay abzubilden. An einer dem Anlagestutzen 4 gegenüberliegenden
Seite des Metallchassis 1 ist eine Anlage 6 für einen
Einkoppelspiegel oder ein Einkoppelprisma vorgesehen. Das Metallchassis 1 enthält weiterhin
an einer inneren Seite eine Anlage 5 für ein Objektiv oder eine Hinterfassung
eines Objektivs für
Systeme mit einer festen Brennweite, oder wenn das Metallchassis 1 an
der inneren Seite die Hinterfassung des Objektivs aufnimmt auch
eine weitere Anlage für
die Aufnahme einer Vorderfassung. Die Verbindung wird dabei zur Bildfokussierung
beweglich, beispielsweise über
ein Gewinde ausgeführt.
Das Metallchassis 1 ist insbesondere aus einer Aluminiumlegierung
vorgesehen. Das an das Metallchassis 1 angeformte Kunststoffelement 7,
das durch Umspritzen des Metallchassis 1 mit einem Kunststoff
entstanden ist, enthält
an einer äußeren Längsseite
insbesondere einander gegenüberliegende
Befestigungspunkte 8a,8b,8c für ein Hauptchassis,
insbesondere ein Projektorchassis, und an einer gegenüberliegenden äußeren Längsseite
Anlagen 9a,9b für einen Farbradhalter und ein Farbrad.
Außerdem
weist das Kunststoffelement 7 noch zusätzliche Aufnahmeelemente und
Halterungselemente zum Anschluss von Abdeckungen sowie für Elemente
zum Fixieren von elektrischen Leitungen und für mechanische Aufnahmen auf.
-
- 1
- Metallchassis
- 2a
- Anlagepunkt
für Mikrodisplay
- 2b
- Anlagepunkt
für Mikrodisplay
- 2c
- Anlagepunkt
für Mikrodisplay
- 3
- Anlage
für Feldlinse
- 4
- Anlagestutzen
für Relayoptik
und Lichtintegrator
- 5
- Anlage
für Objektiv
(Hinterfassung)
- 6
- Anlage
für Einkoppelspiegel
- 7
- Kunststoffelement
- 8a
- Befestigungspunkt
für Hauptchassis
- 8b
- Befestigungspunkt
für Hauptchassis
- 8c
- Befestigungspunkt
für Hauptchassis
- 9a
- Anlage
für Farbradhalter
und Farbrad
- 9b
- Anlage
für Farbradhalter
und Farbrad