DE69222673T2

DE69222673T2 - Vorrichtung zur Montage optischer Geräte

Info

Publication number: DE69222673T2
Application number: DE69222673T
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Funada; Hiroshi Hamada; Hiroshi Nakanishi; Kazuhiro Shibata; Noriko Watanabe
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-04
Also published as: EP0507599A2; KR920020230A; EP0507599A3; US5554251A; EP0507599B1; DE69222673D1; KR960011399B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Montage optischer Vorrichtungen zum positionsmäßigen Ausrichten eines Satzes optischer Vorrichtungen, zu denen z.B. eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung in Matrixanordnung und ein Mikrolinsenarray gehören, und zum Befestigten der optischen Vorrichtungen durch ein durch Licht härtbares Kleberharz aneinander.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Derzeit werden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen mit zwei Substraten und einem dazwischen eingeschlossenen Flussigkristall nicht nur bei direkt betrachteten Anzeigevorrichtungen verwendet, bei denen ein Bild auf der Anzeigevorrichtung betrachtbar ist, sondern auch bei Projektions-Anzeigevorrichtungen zum Projizieren eines Bilds auf einen Schirm durch Hindurchstrahlen von Licht durch die Anzeigevorrichtung hindurch. Ein Beispiel einer Projektions-Anzeigevorrichtung wird als Projektionsfernseher verwendet.
Wenn das Vergrößerungsverhälnis zum Projizieren des Bilds auf dem Schirm bei einer Projektions-Anzeigevorrichtung verbessert wird, muss die Anzahl von Pixeln der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung erhöht werden. Eine Verbesserung des Vergrößerungsverhälnisses ohne Erhöhen der Anzahl der Pixel führt zu Bildern beeinträchtigter Qualität mit geringerer Genauigkeit.
Jedoch vergrößert eine Erhöhung der Anzahl der Pixel in nichtproportionaler Weise ein pixelfreies Gebiet, das nicht von Pixeln belegt ist. Demgemäß ist der Anteil einer das pixelfreie Gebiet bedeckenden Schwarzmatrix erhöht und der Anteil des Gebiets der ein Bild erzeugenden Pixel ist verringert. Dies bedeutet, dass der Öffnungsanteil der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung verringert ist. Ein derartiger Effekt verdunkelt die Bildebene der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beeinträchtigt und damit die Anzeigequalität,
Dieses Problem ist bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit Aktivmatrix besonders schwerwiegend.
Die japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichungen Nr. 60-165621 bis 60- 165624 offenbaren eine Vorrichtung zum Verhindern einer derartigen Beeinträchtigung der Anzeigequalität, wie sie durch eine Verringerung des Anteils der Öffnungen hervorgerufen wird. Gemäß diesen Patenten verfügt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung an einer ihrer Oberflächen über ein Mikrolinsenarray. Da das Mikrolinsenarray Mikrolinsen aufweist, die entsprechend den Pixeln der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung angeordnet sind, wird Licht, das ohne das Mikrolinsenarray durch die Schwarzmatrix ausgeblendet wirde, in die Pixel konvergiert. Im Ergebnis ist die Anzeigeebene heller, was die Anzeigequalität verbessert.
Zu Beispielen dieses Typs von Mikrolinse gehören eine halbkugelige Mikrolinse mit einem halbkugeligen, konkaven Abschnitt auf einer Oberfläche eines zugehörigen Substrats, und eine ebene Mikrolinse mit einem Brechungsfaktor, der innerhalb des zugehörigen Substrats verteilt ist.
Bei einer derartigen Vorrichtung wird das Mikrolinsenarray mit der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zusammengebaut. Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat in der japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 1- 187715 ein Beispiel für eine derartige Anordnung offenbart. Es wird ein durch Ultraviolettstrahlung härtbarer Klebstoff auf die gesamte Oberfläche eines der Substrate gestrichen und auf der Oberfläche werden Mikrolinsen platziert. Dann wird Ultraviolettstrahlung eingestrahlt, um den Klebstoff zu härten, wodurch das Mikrolinsenarray auf die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung geklebt wird.
Ein durch Ultraviolettstrahlung härtbarer Klebstoff ist aus den folgenden Gründen wünschenswert:
(1) Ein Substrat mit der darauf befindlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und ein Substrat mit dem Mikrolinsenarray bestehen möglicherweise aus verschiedenen Materialien. Wenn als Klebstoff ein durch Wärme härtbares Harz verwendet wird, werden die Substrate möglicherweise aufgrund einer Differenz der Wärmeexpansionskoeffizienten positionsmäßig verschoben oder voneinander getrennt.
(2) Ein bei Raumtemperatur härtendes Harz benötigt zum Härten längere Zeit und hat kleinere Haftfestigkeit als ein durch Licht oder Wärme härtendes Harz.
Das Mikrolinsenarray und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung müssen vor dem Zusammenbau positionsmäßig mit hoher Genauigkeit ausgerichtet werden. Die Positionsausrichtung erfolgt herkömmlicherweise z.B. durch ein Verfahren, wie es zum positionsmäßigen Ausrichten zweier Substrate einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung verwendet wird. Dieses Verfahren wird durch ein Beispiel beschrieben, bei dem die zwei Substrate einer Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung positionsmäßig ausgerichtet werden. Auf der Innenfläche jedes Substrats wird ein Elektrodenmuster ausgebildet. Der Zellenabstand zwischen den Substraten wird auf mehrere Mikrometer eingestellt. Die Substrate werden um einen mikroskopischen Abstand so gegeneinander verstellt, dass vorab auf den Substraten ausgebildete Markierungen in einem Gebiet der Brenntiefe des Mikroskops enthalten sind.
Nachdem die Positionsausrichtung beendet ist, werden die Substrate zeitweilig an mehreren Umfangsabschnitten mittels eines momentan klebenden Mittels oder durch teilweises Härten des durch Ultraviolettstrahlung härtbaren Harzes durch Lichtstrahlung aneinander geklebt. Dann werden die Substrate mit dem dazwischenliegenden Flüssigkristall erwärmt, um ein wärmehärtendes Harz zum Abdichten des Flüssigkristalls zu härten. Im Ergebnis sind die Substrate vollständig aneinander geklebt.
Die oben genannten Markierungen werden durch Emittieren von Licht von einer Halogenlampe ausgebildet, und die Ultraviolettstrahlung wird von einer anderen Lichtquelle als der Halogenlampe emittiert.
Wenn ein derartiges herkömmliches Verfahren dazu verwendet wird, ein Mikrolinsenarray und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu verkleben, tritt das folgende Problem auf. Eine Markierung, wie sie auf einer Oberfläche mit dem Mikrolinsenarray ausgebildet ist, ist mit einer der Markierungen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung auszurichten. Zwischen den auszurichtenden Markierungen liegt ein Zwischenraum vor, der der Dicke des Substrats mit der obigen der Markierungen entspricht. Da ein normales Mikroskop nicht gleichzeitig auf beide Markierungen fokussieren kann, kann eine genaue Positionsausrichtung nicht auf schnelle Weise erfolgen.
Das Dokument US-A-4 134 651 offenbart eine Vorrichtung zum Herstellen eines Mikrolinsenarrays durch Aufkleben einzelner Mikrolinsen auf eine transparente Platte. Die transparente Lage wird auf eine Mastermatrix gelegt, die an den gewünschten Positionen der Mikrolinsen über Bezugsmarkierungen verfügt. Es wird eine einzelne Mikrolinse auf die transparente Lage aufgelegt und dann an ihre korrekte Position bewegt, wobei eine der Bezugsmarkierungen als Führung verwendet wird. Dann wird die Mikrolinse mit UV-Licht bestrahlt, um den photoempfindlichen Kleber zu härten und die Mikrolinse an die transparente Lage zu haften. Dieser Ablauf wird dann für jede Mikrolinse wiederholt.
Die Erfindung schafft eine Anordnung einer Montagevorrichtung, ein Mikrolinsenarray, eine Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung mit einer Schwarzmatrix und einem Kleberharz, wie in Anspruch 1 dargelegt.
Die vorliegende Anmeldung schafft auch ein Verfahren zum Ausrichten eines Mikrolinsenarrays mit einer Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung mit einer Schwarzmatrix sowie zum Verkleben des Mikrolinsenarrays mit der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wie im Anspruch 20 dargelegt.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Verwenden einer Vorrichtung zum Montieren optischer Vorrichtungen, wie im Anspruch 26 spezifiziert.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in Ansprüchen 2 bis 19 und 21 bis 25 dargelegt.
Demgemäß ermöglicht es die hier beschriebene Erfindung, das Ziel zu erreichen, eine Vorrichtung zum Montieren optischer Vorrichtungen zum einfachen und genauen positionsmäßigen Ausrichten und Verkleben optischer Vorrichtungen mit einfachem Aufbau zu schaffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung kann vom Fachmann unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, und ihre zahlreichen Aufgaben und Vorteile werden daraus ersichtlich.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Montieren optischer Vorrichtungen gemäß einem ersten Beispiel der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Ansicht, die ein Prinzip zur Erzeugung von Moiréstreifen veranschaulicht.
Fig. 3 ist eine Ansicht, die die Moiréstreifen zeigt, wie sie erzeugt werden, wenn eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und ein Mikrolinsenarray eines Werkstücks positionsmäßig ausgerichtet werden.
Fig. 4 ist eine Ansicht, die die Moiréstreifen veranschaulicht, wie sie erzeugt werden, wenn die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und das Mikrolinsenarray unter einem bestimmten Winkel gegeneinander verstellt werden.
Fig. 5 ist eine Frontansicht eines Ausrichtungsmechanismus.
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht einer modifizierten Konstruktion des ersten Beispiels.
Fig. 7 ist eine Frontansicht eines optischen Verschlusses.
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Montieren optischer Vorrichtungen gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung.
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht einer modifizierten Konstruktion des zweiten Beispiels.
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Montieren optischer Vorrichtungen gemäß einem dritten Beispiel der Erfindung.
Fig. 11a bis 11d veranschaulichen die Beziehung zwischen dem auf das Werkstück fallenden Licht und einer Anordnung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und des Mikrolinsenarrays.
Fig. 12 ist eine schematische Ansicht einer modifizierten Konstruktion des dritten Beispiels.
Fig. 13 ist eine schematische Ansicht einer mit einem anderen Verschluss versehenen Konstruktion.
Fig. 14 ist eine Frontansicht des Verschlusses in Fig. 13.
Fig. 15 ist eine Frontansicht noch eines anderen Verschlusses.
Fig. 16 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Montieren optischer Vorrichtungen gemäß einem vierten Beispiel der Erfindung.
Fig. 17 ist eine Ansicht, die ein mit einem Filter versehenes Werkstück veranschaulicht.
Fig. 18 ist eine Ansicht, die ein mit einer Diffusionsplatte versehenes Werkstück veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand veranschaulichender Ausführungsbeispiele beschrieben.

Beispiel 1

Fig. 1 veranschaulicht eine Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen gemäß einem ersten Beispiel der Erfindung.
Ein Werkstück 40 umfasst eine Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (nachfolgend als "LCD-Vorrichtung" bezeichnet) 42 und ein Mikrolinsenarray 44, die einander gegenüberstehen. Die LCD-Vorrichtung 42 verfügt über ein Paar Substrate 41 und eine dazwischen eingefügte Schwarzmatrix 49, die über Öffnungen 47 verfügt. Die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 sind zusammenzubauen. Die Schrittweite zwischen den Mikrolinsen 46 und die Schrittweite zwischen Pixeln der LCD-Vorrichtung 32 stimmen überein. Ein durch Licht härtbares Kleberharz 43 wird zwischen die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 gestrichen. Die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 sind in Bezug aufeinander verstellbar, während das durch Licht härtbare Kleberharz 43 dazwischen gehalten wird.
In Fig. 1 ist eine Lichtquelle 23 für Licht zur Positionsausrichtung auf der Seite der LCD-Vorrichtung 42 angeordnet, und eine Lichtquelle 24 für Licht zum Klebevorgang ist auf der Seite des Mikrolinsenarrays 44 angeordnet.
Das von der Lichtquelle 23 emittierte Licht wird durch ein kurze Wellen ausblendendes Filter 21 zum Werkstück 40 gelenkt. Das durch das Werkstück 40 hindurchgestrahlte Licht fällt durch einen Reflexionsspiegel 13 auf eine Ausrichtungserfassungsvorrichtung 60. Diese Ausrichtungserfassungsvorrichtung 60 ist vorhanden, um Moiréstreifen zu überwachen, wie sie durch das durch die Öffnungen 47 und die Mikrolinsen 46 hindurchgestrahlte Licht erzeugt werden. Die Positionsausrichtung der LCD-Vorrichtung 42 und des Mikrolinsenarrays 44 wird durch Überwachen der Moiréstreifen ausgeführt, wie dies später beschrieben wird.
Nachdem die Positionsausrichtung abgeschlossen ist, wird der Reflexions spiegel 13 weggenommen und das Licht für den Klebevorgang wird von der Lichtquelle 24 auf das Werkstück 40 gestrahlt, um dadurch das durch Licht härtbare Kleberharz 43 auszuhärten, um die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 aneinander zu kleben. Als durch Licht härtbares Kleberharz 43 wird beim ersten Beispiel ein durch Ultraviolettstrahlung härtbarer Klebstoff verwendet, in der Praxis das von Norland Corporation hergestellte Material NOA-61.
Die Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen mit dem Aufbau von Fig. 1 wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Die Lichtquelle 23 umfasst eine Lampe 11 und einen Konkavspiegel 12. Das Licht von der Lampe 11 wird auf den Konkavspiegel 12 konvergiert und zum kurze Wellen ausblendenden Filter 21 geführt. Als Lampe 11 wird z.B. eine Quecksilberdampflampe verwendet, die Licht sowohl mit einer Komponente im kurzen Wellenlängenbereich (nachfolgend als "kurzwellige Komponente" bezeichnet) und eine Komponente im langen Wellenlängenbereich (nachfolgend als "langwellige Komponente" bezeichnet) emittiert. Das kurze Wellen ausblendende Filter 21 sperrt die kurzwellige Komponente, auf die das durch Licht härtbare Kleberharz 43 empfindlich ist. Daher kann die Lampe 11 Licht einschließlich der kurzwelligen und der langwelligen Komponente emittieren. Die langwellige Komponente wird zur Positionsausrichtung verwendet.
Das durch das kurze Wellen ausblendende Filter 21 hindurchgestrahlte Licht wird auf das Werkstück 40 gelenkt. Nachdem das Licht die Öffnungen 47 und die Mikrolinsen 46 durchstrahlt hat, wird es durch den Reflexionsspiegel 13 reflektiert, um auf die Ausrichtungserfassungsvorrichtung 60 zu fallen. Diese Ausrichtungserfassungsvorrichtung 60 umfasst eine CCD-Kamera 62 und einen Überwachungsfernseher 63 zum Sichtbarmachen des Signals von der CCD- Kamera 62. Wie oben angegeben, bildet das durch die Öffnungen 47 und die Mikrolinsen 46 hindurchgestrahlte Licht Moiréstreifen.
Fig. 2 veranschaulicht das Prinzip der Erzeugung von Moiréstreifen. Wenn auf die über dem Mikrolinsenarray 44 liegende LCD-Vorrichtung 42 von einer Position E mit der Höhe H heruntergesehen wird, trifft die Blicklinie mit verschiedenen Einfallswinkeln Φ abhängig von den Pixeln der LCD-Vorrichtung auf die Mikrolinsen 46. Die Mikrolinsen 46 und die Pixel halten aufgrund des Substrats 41 (das aus Glas besteht) und anderer Elemente einen bestimmten Abstand D ein. Die Brennweite der Mikrolinsen 46 ist an den Abstand D angepasst. Wenn ein Betrachter beabsichtigt, auf einen Punkt einer der Pixel ausgehend von der Position E zu blicken, fällt die Blicklinie unter dem Einfallswinkel Φ auf das Zentrum der Mikrolinse 46 über dem Punkt. Wenn die Blicklinie die LCD-Vorrichtung 42 erreicht, befindet sich der Schnittpunkt "a" um den Abstand D x tanΦ vom Punkt "b" entfernt, und zwar rechtwinklig unter dem Zentrum der Mikrolinse 46. Der Betrachter blickt tatsächlich auf den Schnittpunkt "a".
Wenn die Blicklinie durch die Öffnung 47 geht, wie es durch (1) in Fig. 2 dargestellt ist, erfasst der Betrachter dank des Lichts, wie es von der Lichtquelle 23 durch das Werkstück 40 hindurchgestrahlt wird, einen hellen Abschnitt. Wenn die Blicklinie auf die Schwarzmatrix 49 trifft, wie durch (2) dargestellt, erfasst der Betrachter einen dunklen Abschnitt, da das Licht von der Lichtquelle 23 gesperrt wird. Auf diese Weise werden Moiréstreifen erzeugt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Moiréstreifen ermöglicht es dem Betrachter, die Öffnung 47 der Pixel zu erkennen, die zu mikroskopisch sind, als dass sie mit dem menschlichen Auge erkennbar wären. Die Moiréstreifen werden in vergrößertem Zustand durch die Ausrichtungserfassungsvorrichtung 60 erfasst.
Die Positionsausrichtung verwendet beim ersten Beispiel von Fig. 1 das Prinzip, dass sich die Form der Moiréstreifen abhängig vom Verstellausmaß zwischen den Pixeln der LCD-Vorrichtung 42 und den Mikrolinsen 46 stark ändert.
Wenn z.B. die Öffnungen 47 und die Mikrolinsen 46 an regelmäßigen zugehöngen Positionen liegen, d.h., wenn die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 positionsmäßig ausgerichtet sind, zeigt sich das durch das Werkstück 40 hindurchgestrahlte Licht in Fig. 3 als heller Abschnitt M im Zentrum einer Anzeigeebene des Überwachungsfernsehers 63. Der helle Abschnitt M hat die vergrößerte Form der Öffnung 47. In diesem Zustand hat der helle Abschnitt M die größtmögliche Fläche. (D.h., dass der Konvergenzfleck der Mikrolinse 46 im Zentrum der Öffnung 47 liegt, wie es durch (3) in Fig. 2 dargestellt ist.)
Wenn das Mikrolinsenarray 44 um einen mikroskopischen Winkel gegen das Pixelarray der LCD-Vorrichtung 42 verstellt ist, werden viele kleine Öffnungen in schrägem Zustand auf dem Überwachungsfernseher 63 angezeigt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.
Demgemäß werden durch Verstellen der LCD-Vorrichtung 42 und des Mikrolinsenarrays 44 relativ zueinander in solcher Weise, dass die Fläche des hellen Abschnitts M maximiert ist, das Mikrolinsenarray 44 und die LCD-Vorrichtung 42 positionsmäßig ausgerichtet. Wenn die Größe des hellen Abschnitts M einer spezifizierten Größe entspricht, wird beurteilt, dass die Positionsausrichtung abgeschlossen ist, und es wird der Klebevorgang ausgeführt, wie oben angegeben.
Durch Einführen einer Feldlinse 32 zwischen den Reflexionsspiegel 13 und die CCD-Kamera 62 oder zwischen den Reflexionsspiegel 13 und das Mikrolinsenarray, wie in Fig. 1 dargestellt, kann die Schrittweite zwischen den hellen Abschnitten entsprechend der Brennweite der Feldlinse 32 variiert werden.
Die Positionsausrichtung wird in der Praxis dadurch ausgeführt, dass ein Ausrichtungsmechanismus 31 zum Verstellen der LCD-Vorrichtung 42 oder des Mikrolinsenarrays 44 in Richtungen X, Y und θ in einer horizontalen Ebene betätigt wird. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, umfasst der Ausrichtungsmechanismus 31 Verstellteile 71 und 72, ein rotierendes Teil 73 und einen Fixiertisch 74. Z.B. wird die LCD-Vorrichtung 42 durch das Verstellteil 71 entlang der X-Achse verstellt, sie wird durch das Verstellteil 72 entlang der Y-Achse verstellt, und sie wird durch das rotierende Teil 73 um den Winkel θ um die Z-Achse rechtwinklig zur X- und zur Y-Achse gedreht. In diesem Fall fixiert der Fixiertisch 74 das Mikrolinsenarray 44, und er trägt die LCD-Vorrichtung 42. Das Mikrolinsenarray 44 kann durch die Verstellteile 71 und 72 und das rotierende Teil 73 auf die obige Weise ver stellt werden. In einem solchen Fall fixiert der Fixiertisch 74 die LCD- Vorrichtung 42 und er trägt das Mikrolinsenarray 44. Die Verstellteile 71 und 72 sowie das rotierende Teil 73 werden durch einen Motor 75 auf die oben genannte Weise verstellt.
Nachdem die Positionsausrichtung abgeschlossen ist, werden die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 durch Einstrahlen von Licht für einen Klebevorgang aneinander geklebt.
Gemäß dem Aufbau von Fig. 1 kann die Positionsausrichtung mit einem einfachen Aufbau schnell und genau ausgeführt werden.
Obwohl die Lichtquelle 24 in Fig. 1 auf der Seite des Mikrolinsenarrays 44 angeordnet ist, kann die Lichtquelle 24 für den Klebevorgang auf der Seite der LCD-Vorrichtung 42 angeordnet sein.
Das sowohl zur Positionsausrichtung als auch für den Klebevorgang verwendete Licht kann unter Verwendung eines optischen Verschlusses 20 von der Lampe 11 emittiert werden, wie in Fig. 6 dargestellt. Da die Moiréstreifen durch das durch die LCD-Vorrichtung 42 und dann durch das Mikrolinsenarray 44 hindurchgestrahlte Licht erzeugt werden, sollten die Lampe 41 zum Emittieren des Lichts sowohl zur Positionsausrichtung als auch für den Klebevorgang auf der Seite der LCD-Vorrichtung 42 angeordnet sein, und die Ausrichtungserfassungsvorrichtung 60 sollte auf der Seite des Mikrolinsenarrays 44 angeordnet sein. In Fig. 6 tragen Elemente, die identisch zu solchen in Fig. 1 sind, identische Bezugszahlen.
Der optische Verschluss 20 enthält das kurze Wellenlängen ausblendende Filter 41 und einen Motor 22. Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, ist der optische Verschluss 20 geschlossen, wenn das kurze Wellen ausblendende Filter 21 durch den Motor 22 in eine spezielle Position gedreht ist. In diesem Zustand blendet das die kurzen Wellenlängen ausblendende Filter 41 die kurzwellige Komponente des von der Lampe 11 emittierten Lichts aus und lässt nur die langwellige Komponente durch. Der optische Verschluss 20 ist offen, wenn das kurze Wellen ausblendende Filter 21 in eine andere Position gedreht ist. In diesem Zustand kann das Licht mit den kurzwelligen und langweiligen Komponenten durchlaufen. Der optische Verschluss 20 wird zur Positionsausrichtung geschlossen und zum Klebevorgang geöffnet.
Gemäß dem Aufbau von Fig. 6 können die Positionsausrichtungen und der Klebevorgang durch eine Lichtquelle (Lampe 11) ausgeführt werden. Daher kann die Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen kompakt sein und sie kann mit geringen Kosten hergestellt werden.

Beispiel 2

Fig. 8 veranschaulicht eine Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung.
In Fig. 8 sind die Lichtquelle 23 für Licht zur Positionsausrichtung und die Ausrichtungserfassungsvorrichtung 60 auf der Seite des Mikrolinsenarrays 44 angeordnet, während die Lichtquelle 24 für Licht für den Klebevorgang auf der Seite der LCD-Vorrichtung 42 angeordnet ist. Moiréstreifen wie sie vom durch das Werkstück 40 reflektierte Licht erzeugt werden, werden durch die Ausrichtungserfassungsvorrichtung 60 überwacht. Das kurze Wellen ausblendende Filter 41 ist auf der Seite des Mikrolinsenarrays 44 angeordnet, und anstelle des Reflexionsspiegels 13 ist ein Halbspiegel 33 vorhanden. Mit Ausnahme dieser Pumpe ist der Aufbau von Fig. 8 identisch mit dem Aufbau von Fig. 1. Das Werkstück 40 hat identische Konstruktion wie dasjenige der Konstruktion von Fig. 1. Elemente, die mit solchen der Konstruktion von Fig. 1 übereinstimmen, tragen identische Bezugszahlen.
Die Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen gemäß dem Aufbau von Fig. 8 wird nun detailliert beschrieben.
Das von der Lampe 11 der Lichtquelle 23 emittierte Licht wird durch das kurze Wellen ausblendende Filter 21 und den Halbspiegel 33 auf das Werkstück 40 gerichtet.
Das auf das Werkstück 40 fallende Licht wird durch die Mikrolinsen 46 hindurchgestrahlt, durch die Schwarzmatrix 49 reflektiert und dann durch die Mikrolinsen 46 hindurchgestrahlt. Auf diese Weise werden die Moiréstreifen erzeugt. Das durch das Werkstück 40 reflektierte Licht wird durch den Halbspiegel 33 teilweise nach rechts in Fig. 8 reflektiert, und es fällt durch die Feldlinse 42 auf die CCD-Kamera 62. So werden die Moiréstreifen von der CCD-Kamera 62 aufgenommen und in vergrößertem Zustand auf dem Überwachungsfernseher 63 dargestellt. Die Positionsausrichtung wird dadurch ausgeführt, dass die auf dem Überwachungsfernseher 63 angezeigten Moiréstreifen überwacht werden.
Die Positionsausrichtung erfolgt in der Praxis dadurch, dass der beim ersten Beispiel beschriebene Ausrichtungsmechanismus 31 betätigt wird.
Nachdem die Positionsausrichtung abgeschlossen ist, wird Licht von der Lichtquelle 24 auf das Werkstück 40 emittiert. Da derartiges Licht durch die Schwarzmatrix 49 ausgeblendet wird, ist es erforderlich, die Lichtmenge zu erhöhen und das Licht zu streuen, um das Licht auf einen Abschnitt des durch Licht härtbaren Kleberharzes 43 aufzuweiten, der durch die Schwarzmatrix 49 abgeschattet ist. Auf diese Weise wird das durch Licht härtbare Kleberharz 43 vollständig gehärtet. Als durch Licht härtbares Kleberharz 43 wird ein durch Ultraviolettstrahlung härtbarer Klebstoff, in der Praxis das von Norland Corporation hergestellte Material NOA-61 verwendet.
Durch Einfügen der Feldlinse 32 zwischen den Halbspiegel 33 und die CCD- Kamera 62 oder zwischen den Halbspiegel 33 und das Werkstück 40 wird die Schrittweite zwischen den hellen Abschnitten der Moiréstreifen entsprechend der Brennweite der Feldlinse 32 variiert. Durch Auswählen einer gewünschten Schrittweite kann die Positionsausrichtung einfacher ausgeführt werden. Die Konstruktion von Fig. 8 hat dieselben Wirkungen wie die des ersten Beispiels.
Die Lichtquelle 24 für das Licht für den Klebevorgang kann auf der Seite des Mikrolinsenarrays 44 angeordnet werden. In diesem Fall kann das Licht, das sowohl zur Positionsausrichtung als auch für den Klebevorgang verwendet wird, von der Lampe 11 emittiert werden, wobei der optische Verschluss 20 mit dem kurze Wellen ausblendenden Filter 21 versehen ist, wie in Fig. 9 dargestellt ist. (In Fig. 9 tragen Elemente, die mit solchen von Fig. 8 übereinstimmen, identische Bezugszahlen.)
Aus den folgenden Gründen ist es erwünscht, einen Lichtabsorber 61 auf der Seite der LCD-Vorrichtung 42 anzubringen: Wenn ein Betrachter nach Abschluss der Positionsausrichtung rechtwinklig auf die Anzeigeebene des Überwachungsfernsehers 63 blickt, ist eine Öffnung 47 im Zentrum der Anzeigeebene als helle Öffnung erkennbar. Jedoch ist der Umfangsabschnitt der Öffnung 47 hell, da Licht durch die Schwarzmatrix 49 reflektiert wird. Demgemäß ist der Kontrast zwischen der Öffnung 47 und dem Umfangsabschnitt dieser Öffnung 47 verringert und Moiréstreifen können nur schwer betrachtet werden. Der Lichtabsorber 61 überwindet diesen Mangel und macht die Anzeigeebene klar. Im Ergebnis wird eine genauere Positionsausrichtung erzielt.

Beispiel 3

Fig. 10 veranschaulicht eine Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen gemäß einem dritten Beispiel der Erfindung.
Die Lampe 11 zum Emittieren von Licht, wie es sowohl zur Positionsausrichtung als auch für Klebevorgänge verwendet wird, ist auf der Seite des Mikrolinsenarrays 44 angeordnet. Auf der Seite der LCD-Vorrichtung 42 ist ein Schirm 19 angeordnet. Das Werkstück 40 hat identischen Aufbau wie das des ersten Beispiels.
Der Konkavspiegel 12 ist in der Nähe der Lampe 11 angeordnet. Das von der Lampe 11 emittierte Licht wird durch den Konkavspiegel 12 konvergiert und durch den Reflexionsspiegel 13 zum optischen Verschluss 20 gelenkt. Da der optische Verschluss 20 die kurzwellige Komponente zum Härten des durch Licht härtbaren Kleberharzes 43 ausblendet, ist das durch den optischen Verschluss 20 hindurchgestrahlte Licht nur zur Positionsausrichtung verwendbar. Dann wird das Licht durch eine Integriereinrichtung 15 fokussiert, durch einen Reflexionsspiegel 15 reflektiert, und es wird durch eine Feldlinse 66 hindurchgestrahlt. Die Feldlinse 66 ist vorhanden, um den Zustand des Lichts vom konvergierten Zustand auf einen diffusen Zustand zu ändern. Nachdem das Licht durch die Feldlinse 66 hindurchgestrahlt ist, wird es auf das Werkstück 40 gelenkt. Das durch die Mikrolinsen 46 und die Öffnungen 47 hindurchgestrahlte Licht erzeugt Moiréstreifen, die durch die Projektionslinse 17 und einen Reflexionsspiegel 18 auf den Schirm 19 projiziert werden. Die Positionsausrichtung wird dadurch ausgeführt, dass die Moiréstreifen auf dem Schirm 19 betrachtet werden.
Die Feldlinse 66 ist entlang dem Pfad des Lichts A, wie es auf diese Feldlinse 66 fällt, verstellbar. Durch Verstellen der Feldlinse 66 durch einen bekannten Mechanismus (nicht dargestellt), wird das einfallende Licht vom konvergierten Zustand in den streuenden Zustand, einschließlich des parallelen Zustands, eingestellt.
Die Moiréstreifen werden dadurch auf eine gewünschte Größe eingestellt, dass der Zustand des auf das Werkstück 40 fallenden Lichts vom konvergierten Zustand in den streuenden Zustand geändert wird. Z.B. wird, wenn die Schrittweite zwischen den Öffnungen 47 und die Schrittweite zwischen den Mikrolinse 46 nicht übereinstimmen, das Licht so eingestellt, dass es parallel verläuft. Wenn die obigen Schrittweiten übereinstimmen, wird das Licht konvergiert.
Im ersteren Fall wird konvergiertes Licht in unerwünschter Weise durch die Mikrolinsen 46 und die Öffnungen 47 hindurchgestrahlt (Fig. 11a), jedoch wird paralleles Licht durch die Schwarzmatrix 49 teilweise reflektiert (Fig. 11b), wodurch die Moiréstreifen erzeugt werden. Im letzteren Fall wird paralleles Licht in unerwünschter Weise durch die Mikrolinsen 46 und die Öffnungen 47 hindurchgestrahlt (Fig. 11c), jedoch wird konvergiertes Licht durch die Schwarzmatrix 49 teilweise reflektiert (Fig. 11d), wodurch die Moiréstreifen erzeugt werden.
Wenn die Moiréstreifen gegen eine spezifizierte Position auf dem Schirm 19 versetzt sind, bedeutet diese Tatsache, dass die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 nicht positionsmäßig ausgerichtet sind. Die spezifizierte Position wird vorab unter Verwendung eines Probenwerkstücks bestimmt, das dadurch hergestellt wurde, dass eine LCD-Vorrichtung und ein Mikrolinsenarray genau ausgerichtet wurden. Die spezifizierte Position kann durch Berechnung erhalten werden. Die Positionsausrichtung erfolgt durch Betätigen des Ausrichtungsmechanismus 31 zum Positionieren der Moiréstreifen an der spezifizierten Position.
Anstelle der Feldlinse 66 kann eine Kollimatorlinse verwendet werden. In diesem Fall wird eine konvergierende Linse oder eine divergierende Linse in den Pfad des Lichts A auf der Einfallsseite oder der Austrittsseite der Kollimatorlinse eingesetzt.
Nachdem die Positionsausrichtung abgeschlossen ist, wird der Verschluss 20 geöffnet, damit Licht einschließlich der kurzwelligen und langwelligen Komponenten hindurchlaufen kann. So wird Licht einschließlich der kurzwelligen Komponente auf das durch Licht härtbare Kleberharz 43 gestrahlt, wodurch die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 aneinander geklebt werden. Als durch Licht härtbares Kleberharz 43 wird ein durch Ultraviolettstrahlung härtbarer Klebstoff verwendet, in der Praxis das von Norland Corporation hergestellte Material NOA-61.
Gemäß der Konstruktion von Fig. 10 können die Positionsausrichtungen und der Klebevorgang durch eine Lichtquelle (Lampe 11) ausgeführt werden. Daher kann die Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen kompakt sein, und sie kann mit geringen Kosten hergestellt werden.
Anstatt dass die Meirestreifen auf den Schirm 19 projiziert werden, kann die Positionsausrichtung unter Verwendung einer Ausrichtungserfassungsvorrichtung 50 erfolgen. Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, enthält die Ausrichtungserfassungsvorrichtung 50 ein Paar Objektivlinsen 51 zum Konvergieren des durch das Werkstück 40 hindurchgestrahlten Lichts, ein Paar CCD- Kameras 52 und ein Paar Überwachungsfernseher 53, die jeweils mit den CCD- Kameras 52 verbunden sind. Jeder Überwachungsfernseher 53 ist vorhanden, um das Signal von der jeweiligen CCD-Kamera 52 auf spezielle Weise zu verarbeiten, um den Konvergenzfleck einer Mikrolinse 46 in vergrößertem Zustand anzuzeigen. Die Positionsausrichtung erfolgt durch Einstellen des Konvergenzflecks zum Positionieren des Zentrums der Öffnung 47.
Es ist erforderlich, eine Relativverdrehung des Mikrolinsenarrays 44 und der LCD-Vorrichtung 42 unter einem Winkel von θº in einer Ebene zu vermeiden, die rechtwinklig zur optischen Achse der Objektivlinse 51 verläuft. Zu diesem Zweck können die Objektivlinsen 51 und die CCD-Kameras 52 mehrfach vorhanden sein, oder es können eine Objektivlinse 51 und eine CCD-Kamera 52 einstückig entlang den Achsen X und Y verstellt werden, um vier Ecken des Werkstücks 40 zu betrachten.
Die Positionsausrichtung unter Verwendung der Ausrichtungserfassungsvorrichtung 50 hat dieselben Wirkungen wie die Positionsausrichtung unter Verwendung des Schirms 19. Die Verwendung sowohl des Schirms 19 als auch der Ausrichtungserfassungsvorrichtung 50 führt zu einer genaueren Positionsausrichtung.
Wie es in Fig. 12 dargestellt ist, kann zwischen der Feldlinse 66 und dem Werkstück 40 auf dem Pfad des Lichts A eine Diffusionsplatte 48 vorhanden sein. Diese Diffusionsplatte 42 wird durch einen Mechanismus (nicht dargestellt) in einer Richtung eingeschoben, die den Pfad des Lichts A schnei det. In Fig. 12 tragen Elemente, die mit solchen in Fig. 10 übereinstimmen, dieselben Bezugszahlen.
Die Diffusionsplatte 48 ist vorhanden, um das Licht von der Feldlinse 66 zu streuen, bevor es auf das Werkstück 40 fällt, wodurch die Moiréstreifen aus dem Schirm 19 verschwinden.
Die Feldlinse 66 wird an der Position befestigt, an der die Moiréstreifen erzeugt werden. Die Positionsausrichtung wird dadurch ausgeführt, dass die Erzeugung der Moiréstreifen durch Einführen der Diffusionsplatte 48 kontrolliert wird. Dank der Diffusionsplatte 48 verschwinden die Moiréstreifen aus dem Schirm 19. Demgemäß können fremde Gegenstände, wie sie zufällig zwischen der LCD-Vorrichtung 42 und dem Mikrolinsenarray 44 vorhanden sind, erfasst werden, wodurch eine genauere Positionsausrichtung erzielt wird.
Als Diffusionsplatte 48 wird im Allgemeinen mattiertes Glas verwendet. Außerdem wird eine als "Zitronenhaut" bezeichnete Glasplatte mit unregelmäßigem konkavem und konvexern Muster auf der Oberfläche oder ein Mikrolinsenarray verwendet. Im Vergleich mit mattiertern Glas hellen die "Zitronenhaut" und das Mikrolinsenarray die Anzeigeebene des Schirms 19 in vorteilhafter Weise zur Untersuchung auf.
Anstelle des optischen Verschlusses 20 kann ein Verschluss 20' verwendet werden, wie er in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist. Gemäß dem Verschluss 20' verfügt das kurze Wellen ausblendende Filter 21 über eine Blende 23 auf einer zugehörigen Fläche. Die Blende 23, die ein feines Loch 23a aufweist, wird in Verbindung mit dem Öffnungs- und Schließvorgang des kurze Wellen ausblendenden Filters 21 betätigt. Wenn das kurze Wellen ausblendende Filter 21 in eine Position zum Schließen des Verschlusses 20' verstellt wird, wird das Licht mit Ausnahme eines Teils desselben ausgeblendet, das durch das feine Loch 23a hindurchgestrahlt wird. Wenn das kurze Wellen ausblendende Filter 21 in eine Position zum Öffnen des Verschlusses 20' verstellt wird, kann das Licht hindurchlaufen. Im ersteren Fall wird das Licht ausschließlich der kurzwelligen Komponente in einem Zustand emittiert, der ähnlich dem von Licht ist, das von einer Punktlichtquelle emittiert wird. Demgemäß wird im Wesentlichen paralleles Licht erhalten. Im Ergebnis ist der Kontrast der Moiréstreifen auf dem Schirm 19 erhöht.
Ferner kann anstelle des optischen Verschlusses 20 ein in Fig. 15 dargestellter Verschluss 20a verwendet werden. Der Verschluss 20a umfasst eine Platte 20b mit Fenstern 20c und 20d. In das Fenster 20c ist ein kurze Wellen ausblendendes Filter 21 eingesetzt. Zusätzlich zu diesem kurze Wellen ausblendenden Filter 21 kann eine Blende mit einem feinen Loch in das Fenster 20c eingesetzt sein. Die Platte 20b wird so gesteuert, dass sie anhält, nachdem sie durch einen Motor (nicht dargestellt) um 180º gedreht wurde.

Beispiel 4

Fig. 16 veranschaulicht eine Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen gemäß einem vierten Beispiel der Erfindung.
Anstelle der Feldlinse 66 ist eine Kollimatorlinse 66 zum parallelen Ausrichten von Licht vorhanden. Mit Ausnahme dieses Punkts hat das vierte Beispiel einen Aufbau, der mit dem von Fig. 10 identisch ist. Das Werkstück 40 hat einen Aufbau, der identisch mit dem von Fig. 10 ist. Die Schrittweite zwischen den Mikrolinsen 46 sowie die Schrittweite zwischen den Pixeln stimmen überein. Elemente, die mit solchen von Fig. 10 übereinstimmen, tragen dieselben Bezugszahlen.
In Fig. 16 wird eine Anzeigeebene der LCD-Vorrichtung 42 in vergrößertem Zustand auf den Schirm 19 projiziert. Die Positionsausrichtung wird dadurch ausgeführt, dass die Helligkeit der auf den Schirm 19 projizierten Anzeigeebene eingestellt wird.
Das von der Lampe 11 emittierte Licht wird durch einen optischen Verschluss 20 hindurchgestrahlt. Da dieser optische Verschluss 20 die kurzwellige Komponente zum Aushärten des durch Licht härtbaren Kleberharzes 43 ausblendet, ist das durch den optischen Verschluss 20 hindurchgestrahlte Licht nur zur Positionsausrichtung verwendbar. Das Licht wird durch eine Kollimatorlinse 16 parallel ausgerichtet und auf das Werkstück 40 gelenkt. Das durch das Werkstück 40 hindurchgestrahlte Licht wird durch die Projektionslinse 17 und den Reflexionsspiegel 18 auf den Schirm 19 projiziert, um dadurch die Anzeigeebene der LCD-Vorrichtung 42 auf den Schirm 19 zu projizieren.
Das durch die Projektionslinse 17 konvergierte Licht wird durch den Reflexionsspiegel 18 reflektiert und in vergrößertem Zustand auf den Schirm 19 projiziert. Da die projizierte Bildebene der Anzeigeebene der LCD-Vorrichtung 42 entspricht, kann die Positionsbeziehung zwischen der LCD-Vorrichtung 42 und dem Mikrolinsenarray 44 visuell auf Grundlage der Helligkeit der Anzeigebene überprüft werden. Wenn das durch die Mikrolinse 46 konvergierte Licht durch das Zentrum der Öffnung 47 hindurchgestrahlt wird (Fig. 17), hat die Anzeigeebene auf dem Schirm 19 die höchstmögliche Helligkeit. In diesem Zustand sind die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 positionsmäßig ausgerichtet. Die Positionsausrichtung erfolgt in der Praxis durch Betätigen des Ausrichtungsmechanismus 31 zum Verstellen der LCD-Vorrichtung 42 oder des Mikrolinsenarrays 44 um einen mikroskopischen Abstand in einer Richtung zum Erzielen der hellstmöglichen Anzeigeebene auf dem Schirm 19.
Da beim vierten Beispiel als durch Licht härtbares Kleberharz 43 der durch Ultraviolettstrahlung härtbare Klebstoff verwendet wird, wird das Filter 45 wie in Fig. 17 dargestellt dazu verwendet, Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von 400 nm oder kürzer auszublenden, worauf der durch Ultraviolettstrahlung härtbare Klebstoff empfindlich ist. Dank des Filters 45 wird das durch Licht härtbare Kleberharz 43 zuverlässiger an einem Aushärten gehindert.
Nachdem die Positionsausrichtung abgeschlossen ist, wird das Filter 45 entfernt. Der Verschluss 20 wird geöffnet, damit das Licht mit den kurzwelligen und langwelligen Komponenten hindurchlaufen kann und es auf das Werkstück 40 gerichtet wird. So wird das Licht einschließlich der kurzwelligen Komponente auf das durch Licht härtbare Kleberharz 43 gestrahlt, wodurch die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44 aneinander geklebt werden. Als durch Licht härtbares Kleberharz 43 wird ein durch Ultraviolettstrahlung härtbarer Klebstoff, in der Praxis das von Norland Gorporation hergestellte Material NOA-61 verwendet.
Um zu verhindern, dass das zum Härten des durch Licht härtbaren Kleberharzes 43 verwendete parallele Licht in den Öffnungen 47 konvergiert (Fig. 17) ist eine Diffusionsplatte 48 vorhanden (Fig. 18).
Gemäß dem vierten Beispiel können die Positionsausrichtungen und der Klebevorgang durch eine Lichtquelle ausgeführt werden. Daher kann die Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen kompakter sein und sie kann mit geringeren Kosten hergestellt werden. Ferner können, da die Anzeigeebene der LCD-Vorrichtung 42 in vergrößertem Zustand auf den Schirm 19 projiziert wird, Kratzer auf einer Mikrolinsen 46 oder Blasen im durch Licht härtbaren Kleberharz 43 im Zustand der Positionsausrichtung erkannt werden. Daher wird das Fehlerverhältnis abgesenkt und die Ausbeute der Erzeugnisse ist erhöht.
Anstatt dass die Anzeigeebene der LCD-Vorrichtung 42 auf den Schirm 19 projiziert wird, kann die Positionsausrichtung unter Verwendung der Ausrichtungserfassungsvorrichtung 50 ausgeführt werden. In diesem Fall wird der Konvergenzfleck der Mikrolinse 46 überwacht.
Nachdem die Positionsbeziehung zwischen der LCD-Vorrichtung 42 und dem Mikrolinsenarray 44 visuell unter Verwendung der auf den Überwachungsfernsehern 43 erzeugten Bilder überprüft wurde, erfolgt die Positionsausrichtung durch Betätigen des Ausrichtungsmechanismus 31, bis das durch jede Mikrolinse 46 hindurchgestrahlte Licht im Zentrum der Öffnung 47 konvergiert wird.
Es ist erforderlich, eine Relativverdrehung zwischen dem Mikrolinsenarray 44 und der LCD-Vorrichtung 42 um einen Winkel θº in einer Ebene zu verhindem, die rechtwinklig zur optischen Achse der Objektivlinse 51 verläuft. Zu diesem Zweck können die Objektivlinsen 51 und die CCD-Kameras 52 mehrfach vorhanden sein, oder es können eine Objektivlinse 53 und eine CCD- Kamera 52 einstückig entlang den Achsen X und Y verstellt werden, um vier Ecken des Werkstücks 40 zu betrachten.
Die Positionsausrichtung unter Verwendung der Ausrichtungserfassungsvorrichtung 50 hat dieselben Wirkungen wie die Positionsausrichtung unter Verwendung des Schirms 19. Die Verwendung sowohl des Schirms 19 als auch der Ausrichtungserfassungsvorrichtung 50 führte zu einer genaueren Positionsausrichtung.
Bei der Konstruktion, bei der die Lichtquelle für das Licht zur Positionsausrichtung auf der Seite der Mikrolinse 44 angeordnet ist und die Anzeigeebene der LCD-Vorrichtung 42 und der Konvergenzfleck der Mikrolinse 46 erfasst werden, nachdem das Licht durch die LCD-Vorrichtung 42 gelaufen ist, kann Licht zur Positionsausrichtung und Licht zum Klebevorgang von verschiedenen Lichtquellen emittiert werden. In einem derartigen Fall wird das Licht zur Positionsausrichtung von der Lichtquelle emittiert, die auf der Seite des Mikrolinsenarrays 44 angeordnet ist, und das Licht für den Klebevorgang wird von der Lichtquelle emittiert, die auf der Seite der LCD- Vorrichtung 42 angeordnet ist. Nur das Licht zur positionsausrichtung muss durch die Kollimatorlinse 16 laufen, um parallel ausgerichtet zu werden.
Wenn die Schrittweiten zwischen den Mikrolinsen 46 und den Pixeln nicht übereinstimmen, werden durch das durch die Mikrolinsen 46 und die Öffnungen 47 hindurchgestrahlten parallelen Licht Moiréstreifen erzeugt. Um einen derartigen Effekt zu vermeiden, wird geeignet konvergierendes oder divergierendes Licht dadurch auf das Werkstück 40 gerichtet, dass die Kollimatorlinse 16 entlang dem Pfad des auf diese Kollimatorlinse 16 fallenden Lichts verstellt wird.
Beim vierten Beispiel kann anstelle des Verschlusses 20 ebenfalls der Verschluss 20' oder der Verschluss 20a verwendet werden.
Beim ersten und zweiten Beispiel ist, da die Positionsausrichtung unter Verwendung von Moiréstreifen erfolgt, kein paralleles Licht erforderlich. Demgemäß ist kein großes System, das dafür sorgt, dass das Licht parallel verläuft, wie beim vierten Beispiel verwendet, erforderlich, wodurch eine kompaktere Vorrichtung erzielt wird.
Wenn der Überwachungsfernseher 63 verwendet wird, ist die Montagevorrichtung für optische Vorrichtungen kompakter als im Fall der Verwendung des Schirms 19.
Bei den Beispielen 1 bis 4 umfasst das Werkstück 40 die LCD-Vorrichtung 42 und das Mikrolinsenarray 44. Die Erfindung kann auch auf ein Werkstück mit anderem Aufbau angewandt werden.
Wenn der durch Ultraviolettstrahlung härtbare Klebstoff als durch Licht härtbares Kleberharz 43 verwendet wird, wird wünschenswerterweise das Filter 45 zum Ausblenden von Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von 400 nm oder kürzer verwendet, worauf der durch Ultraviolettstrahlung härtbare Klebstoff empfindlich ist. Je kürzer die Wellenlänge des Lichts ist, desto schädlicher ist das Licht für die Eigenschaften der LCD-Vorrichtung 42 und dergleichen. Daher ist es wünschenswert, diejenige Komponente, die kürzer als es zum Härten des Klebstoffs erforderlich ist, im höchstmöglichen Maß auszublenden. Als durch Ultraviolettstrahlung härtbarer Klebstoff werden z.B. NOA-61, 63 und 65, hergestellt von Norland Corporation, 363 und 349, hergestellt von Locktite Corporation, und AVR-100, hergestellt von Threebond Corporation, verwendet.
Als durch Licht härtbares Kleberharz 43 kann ein Klebstoff verwendet werden, der aus einem durch sichtbares Licht härtbaren Harz besteht. In einem derartigen Fall wird ein Filter zum Ausblenden von Licht mit einer solchen Wellenlänge verwendet, die zum Härten des durch sichtbares Licht härtbaren Harzes dient. Wenn z.B. von ICI Japan Corporation verwendetes LCR verwendet wird, wird ein Filter zum Ausblenden von Licht mit einer Wellenlänge von 520 nm oder kürzer verwendet.
Als Lampe 11 kann eine Quecksilberdampflampe, eine Quecksilber-Xenon-Lampe, eine Metallhalogenidlampe oder eine Xenonlampe verwendet werden. Wenn der durch sichtbares Licht härtbare Klebstoff verwendet wird, ist eine Xenonlampe wünschenswert. Licht zur Positionsausrichtung und Licht für Klebevorgänge kann von verschiedenen Lichtquellen emittiert und durch einen dichroitischen Spiegel kombiniert werden.
Es ist zu beachten, dass dem Fachmann verschiedene andere Modifizierungen erkennbar sind und von ihm leicht ausgeführt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll der Schutzumfang der beigefügten Ansprüche nicht auf die hier dargelegte Beschreibung beschränkt sein, sondern vielmehr enthalten die Ansprüche alle Merkmale, die vom Fachmann auf dem Gebiet der Technik, zu dem die Erfindung gehört, als Äquivalente angesehen werden.

Claims

1. Anordnung, die in Kombination folgendes aufweist:

- ein Mikrolinsenarray (44);

- eine Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) mit einer Schwarzmatrix (49);

- einen durch Licht härtbaren Kleberharz (43) zwischen der Flüssigkristall- Matrixanzeigevorrichtung (42) und dem Mikrolinsenarray (44), um die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) am Mikrolinsenarray (44) zu befestigen; und

- eine Montagevorrichtung zur Verwendung bei, erstens, der Positionsausrichtung der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und dem Mikrolinsenarray (44), jeweils relativ zueinander, und, zweitens, der Lichthärtung des Kleberharzes (43);

- wobei die Montagevorrichtung folgendes aufweist:

(a) eine Lichtquelleneinrichtung (23, 24), die so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie, im Gebrauch, eine erste Art von Licht, das zur Verwendung bei der Positionsausrichtung der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und des Mikrolinsenarrays (44) geeignet ist, und eine zweite Art von Licht, das zur Verwendung bei der Lichthärtung des Kleberharzes (43) geeignet ist, zur Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und zum Mikrolinsenarray (44) emittiert;

(b) eine Positionserfassungseinrichtung (60), die so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie, im Gebrauch, die erste Art von Licht von der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und dem Mikrolinsenarray (44) empfängt und aus dem so empfangenen Licht eine unerwünschte Positionsabweichung gegenüber der Ausrichtung der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und des Mikrolinsenarrays (44) erfasst; und sie eine gewünschte Positionsausrichtung der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und des Mikrolinsenarrays (44) erfasst;

(c) einen Positionsausrichtungsmechanismus (31), der im Gebrauch auf die Positionserfassungseinrichtung (60) reagiert, um die Positionsausrichtung der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und des Mikrolinsenarrays (44) durch eine Relativverschiebung, jeweils relativ zueinander, der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und des Mikrolinsenarrays (44) zu bewirken; und

(d) eine Einrichtung, die im Gebrauch so arbeitet, dass sie die Lichtquelleneinrichtung (23, 24) dazu veranlasst, die zweite Art von Licht anstelle der ersten Art von Licht zu emittieren, nachdem, durch den Positionsausrichtungsmechanismus (31), die Positionsausrichtung der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und des Mikrolinsenarrays (44) erzielt wurde.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelleneinrichtung (23, 24) eine erste Lichtquelle (23) zum Emittieren des Lichts zur Positionsausrichtung sowie eine zweite Lichtquelle (24) zum Emittieren des Lichts für den Klebevorgang aufweist, wobei das von der ersten Lichtquelle (23) im Gebrauch emittierte Licht so gelenkt wird, dass es von der Seite des Mikrolinsenarrays (44) auf dieses Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall- Matrixanzeigevorrichtung (42) fällt, und die Positionserfassungseinrichtung (60) einen Teil des von der ersten Lichtquelle (23) zur Positionsausrichtung emittierten Lichts empfängt, wobei dieser Teil durch das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) hindurchgestrahlt wurde.

3. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelleneinrichtung (23, 24) eine Lichtquelle (11) zum Emittieren sowohl des Lichts zur Positionsausrichtung als auch des Lichts für den Klebevorgang sowie einen Verschluss (20) zum Ausblenden des Lichts für den Klebevorgang im geschlossenen Zustand aufweist, wobei das Licht zur Positionsausrichtung im Gebrauch so gelenkt wird, dass es von der Seite des Mikrolinsenarrays (44) durch den Verschluss (20) hindurch auf das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) fällt, wobei die Positionserfassungseinrichtung (60) einen Teil des von der Lichtquelle (11) emittierten Lichts zur Positionsausrichtung empfängt, wobei dieser Teil durch das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) hindurchgestrahlt wurde.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der das Licht zur Positionsausrichtung im Gebrauch paralleles Licht ist und die Positionserfassungseinrichtung (60) eine Projektionseinrichtung (19) zum Projizieren der Anzeigeebene der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung auf einen vergrößerten Zustand aufweist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, bei der das Licht zur Positionsausrichtung im Gebrauch paralleles Licht ist und die Positionserfassungseinrichtung eine Überwachungseinrichtung (63) zum Überwachen eines Konvergenzflecks der Mikrolinsen (46) des Mikrolinsenarrays (44) in vergrößertem Zustand aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelleneinrichtung (23, 24) eine erste Lichtquelle (23) zum Emittieren des Lichts zur Positionsausrichtung sowie eine zweite Lichtquelle (24) zum Emittieren des Lichts für den Klebevorgang aufweist, wobei das von der ersten Lichtquelle (23) im Gebrauch emittierte Licht so gelenkt wird, dass es von der Seite des Mikrolinsenarrays (44) auf dieses Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall- Matrixanzeigevorrichtung (42) fällt, und die Positionserfassungseinrichtung (60) einen Teil des von der ersten Lichtquelle (23) zur Positionsausrichtung emittierten Lichts empfängt, wobei dieser Teil durch das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) reflektiert wurde.

7. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelleneinrichtung (23, 24) eine Lichtquelle (11) zum Emittieren sowohl des Lichts zur Positionsausrichtung als auch des Lichts für den Klebevorgang sowie einen Verschluss (20) zum Ausblenden des Lichts für den Klebevorgang im geschlossenen Zustand aufweist, wobei das Licht zur Positionsausrichtung im Gebrauch so gelenkt wird, dass es von der Seite des Mikrolinsenarrays (44) durch den Verschluss (20) hindurch auf das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) fällt, wobei die Positionserfassungseinrichtung (60) einen Teil des von der Lichtquelle (11) emittierten Lichts zur Positionsausrichtung empfängt, wobei dieser Teil durch das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) reflektiert wurde.

8. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelleneinrichtung (23, 24) eine erste Lichtquelle (23) zum Emittieren des Lichts zur Positionsausrichtung sowie eine zweite Lichtquelle (24) zum Emittieren des Lichts für den Klebevorgang aufweist, wobei das von der ersten Lichtquelle (23) im Gebrauch emittierte Licht so gelenkt wird, dass es von der Seite der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) auf diese Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und das Mikrolinsenarray (44) fällt, und die Positionserfassungseinrichtung (60) einen Teil des von der ersten Lichtquelle (23) zur Positionsausrichtung emittierten Lichts empfängt, wobei dieser Teil durch das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) hindurchgestrahlt wurde.

9. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelleneinrichtung (23, 24) eine Lichtquelle (11) zum Emittieren sowohl des Lichts zur Positionsausrichtung als auch des Lichts fir den Klebevorgang sowie einen Verschluss (20) zum Ausblenden des Lichts für den Klebevorgang im geschlossenen Zustand aufweist, wobei das Licht zur Positionsausrichtung im Gebrauch so gelenkt wird, dass es von der Seite der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (42) durch den Verschluss (20) hindurch auf das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) fällt, wobei die Positionserfassungseinrichtung (60) einen Teil des von der Lichtquelle (11) emittierten Lichts zur Positionsausrichtung empfängt, wobei dieser Teil durch das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) hindurchgestrahlt wurde.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 3, 7 oder 9, bei der das Licht für den Klebevorgang im Gebrauch zum Mikrolinsenarray (44) und zur Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) emittiert wird, wenn der Verschluss (20) offen ist.

11. Anordnung nach Anspruch 3, bei der die Lichtquelleneinrichtung (23, 24) im Gebrauch in Zusammenhang mit einem Zustand des Verschlusses (20) betrieben wird und sie ferner eine Blendeneinrichtung (23a) aufweist, die es in geschlossenem Zustand ermöglicht, dass das von der Lichtquelleneinrichtung (23, 24) zur Positionsausrichtung emittierte Licht im Zustand von Licht vorliegt, das durch eine Punktlichtquelle emittiert wurde.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei der die Positionserfassungseinrichtung (60) im Gebrauch Moiréstreifen erfasst, wie sie durch das durch die Schwarzmatrix (49) der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) reflektierte Licht zur Positionsausrichtung, das durch Mikrolinsen (46) des Mikrolinsenarrays (44) hindurchgestrahlt wurde, erzeugt werden.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der die Positionserfassungseinrichtung (60) im Gebrauch Moiréstreifen überwacht, wie sie durch das durch eine Öffnung der Schwarzmatrix (49) der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und Mikrolinsen (46) des Mikrolinsenarrays (44) hindurchgestrahltes Licht zur Positionsausrichtung erzeugt werden.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der die Positionserfassungseinrichtung (60) eine Umschalteinrichtung zum Umschalten von Bedingungen des Lichts zur Positionsausrichtung, wie es auf das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) fällt, aufweist, und im Gebrauch den Zustand von Moiréstreifen abhängig von den Bedingungen des Lichts einstellt.

15. Anordnung nach Anspruch 14, bei der die Umschalteinrichtung eine Linse aufweist, die entlang dem Pfad des Lichts zur Positionsausrichtung in diesem Pfad verstellbar ist.

16. Anordnung nach Anspruch 14, bei der die Umschalteinrichtung eine Linse (66) aufweist, die zwischen einer Position im Pfad des Lichts zur Positionsausrichtung und einer Position außerhalb des Pfads beweglich ist.

17. Anordnung nach Anspruch 14, bei der die Umschalteinrichtung eine Diffusionsplatte aufweist, die entlang dem Pfad des Lichts zur Positionsausrichtung in diesem Pfad verstellbar ist.

18. Anordnung nach Anspruch 14, bei der die Umschalteinrichtung eine Diffusionsplatte aufweist, die zwischen einer Position im Pfad des Lichts zur Positionsausrichtung und einer Position außerhalb des Pfads beweglich ist.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, bei der die Diffusionsplatte ein Mikrolinsenarray aufweist.

20. Verfahren zum Ausrichten eines Mikrolinsenarrays mit einer Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung mit einer Schwarzmatrix, und zum Befestigen des Mikrolinsenarrays an der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wobei das Mikrolinsenarray und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung jeweils über periodische Struktur verfügen, mit den folgenden Schritten:

- Anbringen eines durch Licht härtbaren Harzes zwischen dem Mikrolinsenarray und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung;

- Emittieren von Licht zur Positionsausrichtung zum Mikrolinsenarray und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung;

- Empfangen des Lichts zur Positionsausrichtung vom Mikrolinsenarray und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, und optisches Erfassen einer Verschiebung des Mikrolinsenarrays in bezug auf die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung unter Ausnutzung der periodischen Struktur des Mikrolinsenarrays und der Flüssigkristallanzeige;

- Verstellen des Mikrolinsenarrays relativ zur Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung entsprechend dem Erfassungsergebnis der Positionserfassungseinrichtung, um das Mikrolinsenarray und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung auszurichten; und

- Strahlen von Licht mit einer zum Härten des Kleberharzes geeigneten Wellenlänge zum Mikrolinsenarray und zur Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, um dadurch das Mikrolinsenarray an der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu befestigen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des Erfassens der Verschiebung des Mikrolinsenarrays relativ zur Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung das Überwachen von Moiréstreifen umfasst, die durch das an der Schwarzmatrix (49) der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) reflektierte und durch die Mikrolinsen (46) des Mikrolinsenarrays (44) hindurchgestrahlte Licht zur Positionsausrichtung erzeugt werden.

22. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des Erfassens der Verschiebung des Mikrolinsenarrays relativ zur Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung das Überwachen von Moiréstreifen umfasst, die durch das durch eine Öffnung der Schwarzmatrix (49) der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) und durch Mikrolinsen (46) der Mikrolinsenanordnung (44) hindurchgestrahltes Licht zur Positionsausrichtung erzeugt wurden.

23. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem als Licht zur Positionsausrichtung paralleles Licht emittiert wird und der Schritt zum Empfangen des Lichts zur Positionsausrichtung die Projektion der Anzeigeebene der Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung in vergrößertem Zustand umfasst.

24. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem paralleles Licht als Positionsausrichtung emittiert wird und der Schritt des Empfangens von Licht zur Positionsausrichtung das Überwachen eines Konvergenzflecks von Mikrolinsen (46) des Mikrolinsenarrays (44) in vergrößertem Zustand umfasst.

25. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des Erfassens der Verschiebung des Mikrolinsenarrays das Umschalten von Bedingungen des Lichts zur Positionsausrichtung, das auf das Mikrolinsenarray (44) und die Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung (42) fällt, und das Einstellen eines Zustands von Moiréstreifen entsprechend den Bedingungen des Lichts umfasst.

26. Verfahren zur Verwendung einer Montagevorrichtung für optische Geräte mit einer Lichtquelle (23, 24), einer Positionserfassungseinrichtung (60) und einem Positionsausrichtungsmechanismus (31), mit den folgenden Schritten:

- Emittieren von Licht zu einem Mikrolinsenarray (44) und einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (42) mit einer Schwarzmatrix, wobei das Mikrolinsenarray und die Schwarzmatrix der Flüssigkristallanzeige beide periodische Struktur aufweisen;

- Verwenden der Positionserfassungseinrichtung zum optischen Erfassen einer Verschiebung des Mikrolinsenarrays in bezug auf die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung unter Verwendung der periodischen Struktur des Mikrolinsenarrays und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung;

- Ausrichten des Mikrolinsenarrays in bezug auf die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung unter Verwendung des Positionsausrichtungsmechanismus; und

- Bestrahlen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und des Mikrolinsenarrays mit Licht geeigneter Wellenlänge zum Härten eines durch Licht härtbaren Harzes, das zwischen das Mikrolinsenarray und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eingefügt wurde.