DE20305065U1 - Chassis for optical and electronic equipment is made of metal and includes holder for lamp and mountings for mirrors and prisms for scanning system - Google Patents
Chassis for optical and electronic equipment is made of metal and includes holder for lamp and mountings for mirrors and prisms for scanning systemInfo
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Abstract
Description
* 07665 DE-GM* 07665 DE-GM
Anordnung zur Aufnahme von optischen KomponentenArrangement for accommodating optical components
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Aufnahme von optischen Komponenten, wie Optical Engines, die zur Bilderzeugung für Daten/Videoprojektoren, Projektionsmonitore und Projektionsfernseher vorgesehen sind, wobei deren einzelne optische Funktionsbaugruppen für Beleuchtung, Strahlformung, Strahllenkung, Strahlmodulation sowie Abbildung auf einem Chassis angeordnet und befestigt werden.The invention relates to an arrangement for accommodating optical components, such as optical engines, which are intended for image generation for data/video projectors, projection monitors and projection televisions, wherein their individual optical functional assemblies for illumination, beam shaping, beam steering, beam modulation and imaging are arranged and fastened on a chassis.
Die Bilderzeugung moderner Daten-/Videoprojektoren, Projektionsmonitore und Projektionsfernseher erfolgt zumeist über ein bis drei Imager, Mikrodisplays, wie LCD-, DMD- oder LCOS-Chips, die als Teil einer sogenannten Optical Engine durch ein optisches System beleuchtet und über ein Projektionssystem auf einen Bildschirm abgebildet werden. In der Praxis werden die einzelnen optischen Funktionsbaugruppen einer Optical Engines für Beleuchtung, Strahlformung, Strahllenkung und Strahlmodulation sowie Abbildung in bekannter Weise auf einem Chassis aus Feinguss mit einer spanenden Nachbearbeitung monolithisch hergestellt und montiert. Die Genauigkeit des optischen Systems, bezüglich Bildgüte, Bildlage und Lichtausbeute hängt dabei wesentlich von den Toleranzen des Chassis ab. Das bedeutet, dass zur ErzielungThe image generation of modern data/video projectors, projection monitors and projection televisions is usually carried out by one to three imagers, microdisplays such as LCD, DMD or LCOS chips, which are illuminated by an optical system as part of a so-called optical engine and projected onto a screen via a projection system. In practice, the individual optical functional components of an optical engine for illumination, beam shaping, beam steering and beam modulation as well as imaging are manufactured and mounted monolithically in the known manner on a precision-cast chassis with machining. The accuracy of the optical system in terms of image quality, image position and light output depends largely on the tolerances of the chassis. This means that in order to achieve
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einer hohen Lagegenauigkeit für die optischen Funktionsbaugruppen eine aufwendige Technologie notwendig ist.To achieve a high level of positioning accuracy for the optical functional assemblies, complex technology is required.
Aus der Autoindustrie ist es, wie in der DE 101 00 989 A1 beschrieben bekannt, in einem Fahrzeug das Gehäuse mit den Gehäusewänden zur Aufnahme elektrischer und mechanischer Komponenten, wie Audio-, Video- oder Navigationssysteme, einstückig aus Metallblech auszustanzen, die Gehäusewände umzubiegen und anschließend die Funktionsund Verschlusselemente aus Kunststoff, die das Gehäuse zusätzlichFrom the automotive industry, as described in DE 101 00 989 A1, it is known to punch out the housing with the housing walls for accommodating electrical and mechanical components, such as audio, video or navigation systems, from sheet metal in one piece, bend the housing walls and then attach the functional and locking elements made of plastic, which additionally secure the housing.
&iacgr;&ogr; stabilisieren und verschließen in sogenannter Outsert-Technik auf die Gehäusewände aufzuspritzen, wobei die Verschlusselemente bewegbar ausgeführt sind, um eine kostengünstige und schnelle Fertigung in hohen Stückzahlen zu erhalten. Diese Outsert-Technik findet weiterhin Anwendung bei elektronischen Geräten für die Herstellung von Chassis von Audio- und Videogeräten und einzelnen Getriebeteilen und für Komponenten für Kassettenrekorder. Aus der DE 199 32 269 A1 ist eine andere Technologie mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Herstellung eines Verbundes zwischen einem Trägerkörper und darin enthaltenen Komponenten bekannt, um einen kompakten Aufbau von Grundbausteinen zum Einsatz in der Elektronik, Optik, Sensorik usw. zu erreichen, mit der der Herstellungsaufwand bei der Bestückung des Trägerkörpers mit den einzelnen Komponenten dadurch verringert wird, dass die Komponenten außerhalb des Trägerkörpers ausgerichtet werden und zumindest teilweise in den Trägerkörper eingeprägt und durch umschließendes Trägermaterial fixiert werden.γ stabilize and seal them using what is known as an outsert technique, whereby the closure elements are designed to be movable in order to achieve cost-effective and rapid production in large quantities. This outsert technique is also used in electronic devices for the manufacture of chassis for audio and video devices and individual gear parts and for components for cassette recorders. DE 199 32 269 A1 discloses another technology with a device and a method for producing a bond between a carrier body and the components contained therein in order to achieve a compact structure of basic modules for use in electronics, optics, sensors, etc., with which the manufacturing effort when equipping the carrier body with the individual components is reduced by aligning the components outside the carrier body and at least partially embossing them into the carrier body and fixing them in place by enclosing carrier material.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Aufnahme von optischen Komponenten zu schaffen, mittels der sowohl der Herstellungsaufwand für das Chassis zur Aufnahme der optischen Funktionsbaugruppen als auch für die darauf angeordneten Elemente der Aufbau- und Verbindungstechnik für die optischen Funktionsbaugruppen kostengünstig und schnell herstellbar sind, bei gleichzeitiger Erzielung einer hoher Lagegenauigkeit für die einzelnen optischen Funktionselemente. The invention is based on the object of creating an arrangement for accommodating optical components, by means of which both the manufacturing effort for the chassis for accommodating the optical functional assemblies and for the elements of the assembly and connection technology for the optical functional assemblies arranged thereon can be produced cost-effectively and quickly, while at the same time achieving a high positional accuracy for the individual optical functional elements.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass ein als Trägerkörper ausgebildetes Chassis aus Metall zur Aufnahme optischer Funktionsbaugruppen als möglichst billiges Stanz- Biegeteil vorgesehen ist, mit aus Kunststoff ausgebildeten sowie auf das Chassis aufgespritzten Halterungs- und Aufnahmeelementen für die optischen Funktionsbaugruppen der Optical Engines und wobei einzelne Elemente und/oder die gesamte optische Funktionsbaugruppe in die Halterungselemente eingesteckt und durch vorhandene oder zusätzliche Sicherungselemente gesichert sind.This object is achieved by providing a chassis made of metal designed as a carrier body for receiving optical functional assemblies as a stamped and bent part that is as inexpensive as possible, with mounting and receiving elements made of plastic and molded onto the chassis for the optical functional assemblies of the optical engines, and wherein individual elements and/or the entire optical functional assembly are inserted into the mounting elements and secured by existing or additional securing elements.
Vorteilhaft sind als Sicherungselemente federnde oder selbsthemmende Elemente, beispielsweise Schnapphaken vorgesehen, wobei einzelne optische Elemente oder optische Funktionsbaugruppen zusätzlich mittels Schrauben gesichert sind.Advantageously, spring-loaded or self-locking elements, such as snap hooks, are provided as securing elements, with individual optical elements or optical functional assemblies additionally secured by means of screws.
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Bevorzugt ist ein Halterungssystem vorgesehen, umfassend Halterungsund Sicherungselemente für eine Lampe, ein Wärmeblech und einen Lampenfilter, wobei die Lampe einfach und positionsgenau auswechselbar ist und wobei das Wärmeblech so ausgebildet ist, das positionsgenau ein optisches Filter einsteckbar ist. Eine fertigungstechnisch günstige Weiterbildung wird darin gesehen, dass zusätzlich am Chassis eine Gleitschiene vorgesehen ist, in der die Lampe geführt ist.Preferably, a mounting system is provided, comprising mounting and securing elements for a lamp, a heat plate and a lamp filter, wherein the lamp can be replaced easily and in a precise position and wherein the heat plate is designed such that an optical filter can be inserted in a precise position. A further development that is advantageous in terms of manufacturing technology is seen in that a slide rail is additionally provided on the chassis, in which the lamp is guided.
&iacgr;&ogr; Vorteilhaft ist weiterhin ein Halterungssystem für ein Farbrad und einen Fotointerrupter vorgesehen und ein Halterungssystems für ein- oder mehrere Relaylinsen sowie einen Lichtintegrator, wobei insbesondere das Halterungselement für den Lichtintegrator derart beweglich ausgebildet ist, dass die Lage in Richtung der optischen Achse und die Position des Ausganges des Lichtintegrators senkrecht zur optischen Achse feinfühlig justiert und fixiert werden kann.&iacgr;&ogr; Furthermore, a mounting system for a color wheel and a photo interrupter is advantageously provided, as well as a mounting system for one or more relay lenses and a light integrator, wherein in particular the mounting element for the light integrator is designed to be movable in such a way that the position in the direction of the optical axis and the position of the output of the light integrator perpendicular to the optical axis can be sensitively adjusted and fixed.
Des weiteren ist ein Halterungssystem für ein Prisma, eine Feldlinse und einen Imager-Chip vorgesehen, wobei diese optischen Funktionselemente neben schon vorhandenen Sicherungselementen noch durch zusätzliche Sicherungselemente, beispielsweise Schrauben gesichert sind und als vorteilhafte Variante ist vorgesehen, dass insbesondere die optische Feldlinse vor dem Einstecken in das Halterungselement mit einem Einkoppelprisma optisch verkittet ist.Furthermore, a mounting system for a prism, a field lens and an imager chip is provided, wherein these optical functional elements are secured by additional securing elements, for example screws, in addition to the already existing securing elements, and as an advantageous variant it is provided that in particular the optical field lens is optically cemented to a coupling prism before being inserted into the mounting element.
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Eine ebenso bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass ein Halterungssystem mit Halterungs- und Sicherungselementen für einen Imager, ein Objektiv oder Objektivgruppen vorgesehen ist. Eine besonders fertigungstechnisch vorteilhafte Ausführungsform zur Befestigung von einzelnen optischen Funktionselementen oder optischen Funktionsbaugruppen wird darin gesehen, dass die Halterungselemente zu einer konisch verjüngten Spitze ausgebildet sind.An equally preferred development is seen in that a mounting system with mounting and securing elements is provided for an imager, a lens or lens groups. A particularly advantageous embodiment for fastening individual optical functional elements or optical functional assemblies in terms of manufacturing technology is seen in that the mounting elements are designed to have a conically tapered tip.
&iacgr;&ogr; Wesentlich an der neuen Anordnung zur Aufnahme von optischen Komponenten ist, dass die Halterungselemente der Halterungssysteme für die optischen Funktionsbaugruppen und einzelne optische Funktionselemente aus Kunststoff auf ein Chassis aufgebracht sind, um Kosten beim Chassis sowie den Elementen der Aufbau- und Verbindungstechnik einzusparen. Die Halterungselemente sind teilweise elastisch ausgebildet und unterschiedlich ausgeformt in Abhängigkeit von der Verbindungstechnik. Dadurch können einzelne optische Elemente, beispielsweise der Lichtintegrator feinfühliger justiert und fixiert werden.&iacgr;&ogr; The key feature of the new arrangement for holding optical components is that the mounting elements of the mounting systems for the optical functional assemblies and individual optical functional elements are made of plastic and mounted on a chassis in order to save costs on the chassis and the elements of the assembly and connection technology. The mounting elements are partially elastic and have different shapes depending on the connection technology. This means that individual optical elements, such as the light integrator, can be adjusted and fixed more precisely.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für das Chassis Stanz-Biegebleche eingesetzt werden können, die besonders günstige Bedingungen für die Genauigkeit und die Wärmeableitung bieten und trotz der Verfahrensschritte wie Stanzen, Biegen und Spritzgießen eine ausreichend hohe Lagegenauigkeit der optischen Funktionselemente gewährleistet wird.A further advantage is that stamped and bent sheets can be used for the chassis, which offer particularly favorable conditions for accuracy and heat dissipation and, despite the process steps such as stamping, bending and injection molding, a sufficiently high positional accuracy of the optical functional elements is guaranteed.
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Die Erfindung wird folgend anhand eines schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown schematically in drawings.
It shows:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Chassis mit einem Halterungssystem für eine Lampe;Fig. 1 shows a section of a chassis with a mounting system for a lamp;
Fig.2 einen Ausschnitt eines Chassis mit einem Halterungssystem für &iacgr;&ogr; eine Beleuchtungsoptik;Fig.2 shows a section of a chassis with a mounting system for an illumination optic;
Fig.3 einen Ausschnitt eines Chassis mit einem Halterungssystem für ein Farbrad, einen Umlenkspiegel und ein Prisma;Fig.3 shows a section of a chassis with a mounting system for a color wheel, a deflection mirror and a prism;
Fig.4 einen Ausschnitt eines Halterungssystem für ein Objektiv.Fig.4 a section of a mounting system for a lens.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen die unterschiedlichen auf einem Chassis 1 angeordneten Halterungssysteme einer Einrichtung zur Herstellung von optischen Grundbausystemen, Optical Engines, die zur Bilderzeugung für Daten-/Videoprojektoren, Projektionsmonitore und Projektionsfernseher vorgesehen sind, wobei deren einzelne optische Funktionsbaugruppen
für die Beleuchtung, die Strahlformung, Strahllenkung und
Strahlmodulation sowie die Abbildung auf einem Chassis 1 angeordnet sind.Figures 1 to 4 show the different mounting systems arranged on a chassis 1 of a device for producing optical base systems, optical engines, which are intended for image generation for data/video projectors, projection monitors and projection televisions, whereby their individual optical functional assemblies
for lighting, beam shaping, beam steering and
Beam modulation and imaging are arranged on a chassis 1.
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Figur 1 zeigt einen Ausschnitt des Chassis 1 in Form eines Stanz-Biegebleches mit einem Halterungssystem für eine Lampe 2 mit einem Lampenhalter 3 für die Befestigung der Lampe 2, der die einfache aber positionsgenaue Auswechslung der Lampe 2 ermöglicht. Der Lampenhalter 3 ist in Outsert-Technik auf das Chassis 1 aufgespritzt und aus Kunststoff ausgebildet. Die Lampe 2 wird in den Lampenhalter 3 eingesteckt und dabei in einer integrierten Gleitschiene 4 aus Kunststoff bewegt und in der Endlage durch Verriegelungselemente 5, die durch Outsert-Technik im Lampenhalter 3 aus Kunststoff integriert sind, gesichert. Um das bilderzeugende System vor schädlicher UV- und Wärmestrahlung sowie kontrastminderndem Streulicht zu schützen, sind ein Wärmeblech und ein Lampenfilter erforderlich, die über nicht näher dargestellte Elemente, die ebenfalls mittels Outsert-Technik am Chassis 1 angebracht sind, befestigt. Das Wärmeblech ist dabei so ausgelegt, dass positionsgenau ein optisches Filter eingesteckt werden kann. Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Chassis 1 mit einem Halterungssystem für eine Beleuchtungsoptik 6, die mit in Outsert-Technik auf dem Chassis 1 aufgebrachten Halteelementen 7 und den in einer Abdeckhaube 8 angebrachten Federelementen gehalten wird. Bei den Imagerbasierten Optical Engines für Daten-/Videoprojektoren, Projektionsmonitore und Projektionsfernseher wird das Licht der Lampe 2 in geeigneter Weise auf den Imager-Chip abgebildet. Dazu dienen Relayoptik und Lichtintegrator. Relayoptik und Lichtintegrator werden in die Halteele-Figure 1 shows a section of the chassis 1 in the form of a stamped and bent sheet with a mounting system for a lamp 2 with a lamp holder 3 for fastening the lamp 2, which enables the lamp 2 to be replaced easily but precisely. The lamp holder 3 is molded onto the chassis 1 using outsert technology and is made of plastic. The lamp 2 is inserted into the lamp holder 3 and moved in an integrated plastic slide rail 4 and secured in the end position by locking elements 5 that are integrated into the plastic lamp holder 3 using outsert technology. In order to protect the image-generating system from harmful UV and thermal radiation as well as contrast-reducing scattered light, a heat sheet and a lamp filter are required, which are attached to the chassis 1 using elements (not shown in detail) that are also attached to the chassis 1 using outsert technology. The heat sheet is designed so that an optical filter can be inserted in a precise position. Figure 2 shows a section of the chassis 1 with a mounting system for an illumination optics 6, which is held by holding elements 7 applied to the chassis 1 using outsert technology and the spring elements mounted in a cover 8. In the imager-based optical engines for data/video projectors, projection monitors and projection televisions, the light from the lamp 2 is imaged in a suitable manner onto the imager chip. Relay optics and light integrators are used for this purpose. Relay optics and light integrators are integrated into the holding elements.
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mente 7 eingesteckt und durch die Federelemente in der Abdeckhaube gesichert. Optional ist der Halter für den Lichtintegrator durch bewegliche Elemente so ausgelegt, dass die Lage in Richtung der optischen Achse und die Position des Integratorausganges senkrecht zur optischen Achse feinfühlig justiert und fixiert werden kann. Figur 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Chassis 1 mit einem Halterungssystem für ein Farbrad, einen Umlenkspiegel und ein Prisma. Bei den Imager-basierten Optical Engines mit sequentieller Farberzeugung musselements 7 and secured by the spring elements in the cover. Optionally, the holder for the light integrator is designed with movable elements so that the position in the direction of the optical axis and the position of the integrator output perpendicular to the optical axis can be finely adjusted and fixed. Figure 3 shows a section of the chassis 1 with a mounting system for a color wheel, a deflection mirror and a prism. For the imager-based optical engines with sequential color generation,
&iacgr;&ogr; das Licht der Lampe 2 in geeigneter Weise farblich moduliert werden. Dazu dient ein Farbrad, wobei zur zeitlichen Synchronisation mit dem Imager die Position der Farbsegmente mit einem Fotointerrupter erkannt wird. Das Chassis 1 trägt dazu die in Outsert-Technik aufgebrachten Aufnahmeelemente 9 aus Kunststoff für das Farbrad und den Fotointerrupter. Farbrad und den Fotointerrupter werden in den vorgesehenen Aufnahmeelemente durch nicht dargestellte federnde oder selbsthemmende Elemente gesichert.Î the light of the lamp 2 can be color modulated in a suitable manner. A color wheel is used for this purpose, the position of the color segments being detected with a photo interrupter for temporal synchronization with the imager. The chassis 1 carries the plastic mounting elements 9 for the color wheel and the photo interrupter, which are applied using the outsert technique. The color wheel and the photo interrupter are secured in the mounting elements provided by spring-loaded or self-locking elements (not shown).
Am Chassis 1 ist ebenfalls ein Aufnahmeelement 10 für einen justierbaren Umlenkspiegel, ein Aufnahmeelement 11 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten, bekannten Einkoppelprismas angeordnet. Bei den Imager-basierten Optical Engines muss dazu das Licht der Lampe 2 durch einen Lichtintegrator und eine Reiayoptik in geeignete Weise positionsgenau abgebildet und gelenkt werden. Dazu dient ein spezielles Einkoppelprisma, das vielfach mit einer Feldlinse kombiniert ist, wobeiAlso arranged on the chassis 1 is a receiving element 10 for an adjustable deflection mirror and a receiving element 11 for receiving a known coupling prism (not shown in detail). In the case of imager-based optical engines, the light from the lamp 2 must be imaged and directed in a suitable, positionally accurate manner by a light integrator and a ray optic. A special coupling prism is used for this purpose, which is often combined with a field lens, whereby
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beide bereits vorher optisch verkittet sein können. Der justierbare Umlenkspiegel und das Einkoppelprisma werden in die Aufnahmeelemente 10 und 11 eingesteckt und durch vorhandene oder zusätzliche Sicherungselemente gesichert. Weiterhin sind in dem in Figur 3 dargestellten Ausschnitt aus dem Chassis 1 Dome 12 zur Befestigung der Elektronik angeordnet, die ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet und angespritzt sind.
Figur 4 zeigt einen Ausschnitt aus dem Chassis 1 mit einem Halterungssystem für ein Objektiv. Bei den Imager-basierten Optical Engines muss das vom Imager erzeugte Bild sehr genau auf den Bildschirm oder die Projektionswand abgebildet werden. Dazu dient ein spezielles Objektiv, wobei Objektiv und Imager eine definierte Lage zueinander einnehmen müssen. Auf dem Chassis 1 sind dazu Aufnahmeelemente 13 in Outsert-Technik aufgebracht, in die Imager und Objektiv bzw. Objektivgruppen eingesteckt und durchfedernde oder selbsthemmende Elemente oder Schrauben gesichert werden.both can already be optically cemented beforehand. The adjustable deflection mirror and the coupling prism are inserted into the receiving elements 10 and 11 and secured by existing or additional securing elements. Furthermore, domes 12 for fastening the electronics are arranged in the section of the chassis 1 shown in Figure 3, which are also made of plastic and molded on.
Figure 4 shows a section of the chassis 1 with a mounting system for a lens. In the imager-based optical engines, the image generated by the imager must be projected very precisely onto the screen or projection wall. A special lens is used for this purpose, whereby the lens and imager must assume a defined position relative to one another. For this purpose, mounting elements 13 are attached to the chassis 1 using outsert technology, into which the imager and lens or lens groups are inserted and secured with spring-loaded or self-locking elements or screws.
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1 Chassis1 Chassis
2 Lampe2 Lamp
3 Lampenhalter3 lamp holders
4 Gleitschiene4 Slide rail
5 Verriegelungselement5 Locking element
6 Beleuchtungsoptik6 Lighting optics
7 Halteelement für Beleuchtungsoptik &iacgr;&ogr; 8 Abdeckhaube7 Holding element for lighting optics &iacgr;&ogr; 8 Cover
9 Aufnahmeelement für Farbrad9 Mounting element for colour wheel
10 Aufnahmeelement für Umlenkspiegel10 Mounting element for deflection mirror
11 Aufnahmeelement für Prisma11 Prism mounting element
12 Dom12 Cathedral
13 Aufnahmeelement für Objektiv13 Lens mount
Claims (9)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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| DE20305065U Expired - Lifetime DE20305065U1 (en) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | Chassis for optical and electronic equipment is made of metal and includes holder for lamp and mountings for mirrors and prisms for scanning system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20305065U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006031203A1 (en) * | 2006-07-03 | 2008-01-10 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Mounting system for lamps in projectors |
| US7883217B2 (en) | 2006-07-05 | 2011-02-08 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | Lamp mount system for projector lamps with mount piece and clips |
-
2003
- 2003-03-28 DE DE20305065U patent/DE20305065U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102006031203A1 (en) * | 2006-07-03 | 2008-01-10 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Mounting system for lamps in projectors |
| US7883217B2 (en) | 2006-07-05 | 2011-02-08 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | Lamp mount system for projector lamps with mount piece and clips |
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