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    光學濾波器以及用于制備光學濾波器的方法技術

    技術編號:13332417 閱讀:117 留言:0更新日期:2016-07-12 01:17
    本發明專利技術涉及一種濾波器,包括第一濾波器材料(80)和第二濾波器材料(120),第一和第二濾波器材料(80,120)具有不同的光衰減屬性且可以沿分界表面互相接觸,該分界表面的截面包括曲線。本發明專利技術還涉及一種用于制備濾波器的方法,包括:組合第一表面(145)和元件(99)以形成由所述表面(145)以及所述元件(99)的模制表面劃界的模制腔體(120’;80’);以液態插入第一材料(120;80);允許所述第一材料(120;80)凝固;移除所述元件(99)以形成由所述表面(145)的第二部分以及所述凝固的第一材料(120;80)劃界的第二模制腔體(80’;120’);以及在第二模制腔體(80’;120’)中插入第二材料(80;120)。

    【技術實現步驟摘要】
    【國外來華專利技術】專利
    本專利技術涉及光學濾波器,尤其是梯度光學濾波器,以及用于制備光學濾波器的方法。
    技術介紹
    多通道投影顯示器是利用至少兩個投影儀來形成圖像的顯示系統。常見的是使多個圖像部分重疊并且校正亮度以便最終顯示一個無縫圖像。校正可以用具有光密度梯度的光學濾波器來實現,例如所謂的中性密度濾波器。對于一些應用,有利的是使濾波器在多個梯度等級之間具有連續過渡,以便不會引起衍射或散射或者會降低對比度或圖像質量的其他人工現象。還期望控制色調或者提供色彩中性濾波器。若可以獲得任意的傳輸分布并且濾波器容易制造的話,會是有益的。US6078442描述了一種濾波器,其包括具有不同直徑的多個光吸收層,以使濾波器的中心會比外圍具有更高的吸收度。然而,濾波器受限于徑向對稱性并且不提供上述任意的傳輸分布。該濾波器通過旋涂法制造,旋涂法是一種不適于沉積大量層的方法,并且旋涂法不能以合理的工作和成本來獲得平滑的任意傳輸分布。因此,US6078442不提供具有理想屬性的濾波器。專利技術概述本專利技術的目標在于提供由塊狀材料制成并且用鑄造工藝制造的梯度密度濾波器。通過改變濾波器材料的厚度,可以獲得傳輸中的梯度。這是基于Lambert-Beer定律,該定律說明傳輸取決于材料的厚度和消光系數(或折射率的虛部)。根據本專利技術一方面,提供了一種具有實質上平面的主體的梯度光學濾波器,該光學濾波器包括存在于所述主體的相應區域中的第一濾波器材料和第二濾波器材料,所述第一濾波器材料和所述第二濾波器具有其折射率的基本相同實部以及不同的光衰減屬性,其中第一濾波器材料和第二濾波器材料沿一分界表面互相接觸,且其中所述分界表面沿與所述主體垂直的平面的截面包括曲線。特別是,主體的每個“相應區域”的每一個表示:在其中在與主體平面垂直的方向上經過該主體的光線會僅經過第一濾波器材料的區域;以及在其中這一光線會僅經過第二濾波器材料的區域,除了在每個這樣的區域包含分界表面的部分中。出于投影目的,最小衰減材料最好存在于主體的位于中心的區域中。在一實施例中,分界表面沿著基本矩形的路徑,以補償在多個投影儀的矩形投影區域的重疊區中的過度亮度。術語“基本上平面”是指其厚度比其其余維度小得多的主體。第一濾波器材料和第二濾波器材料的組合厚度優選為至少0.5mm、更優選為至少1.5mm、最優選為至少3mm。在根據本專利技術的光學濾波器的一實施例中,曲線被成形以便向濾波器提供梯度等級之間的連續過渡。該實施例的優點為當濾波器被插入多通道投影顯示器的波束路徑中時,避免衍射或散射或其他人工現象。除非明確以其他方式指明,否則“折射率”在此僅指復數折射率的實部,即,不涉及材料衰減的實際折射率。在說明相應濾波器材料的折射率的實部基本相同時,意味著這些折射率彼此相同或非常接近。在一實施例中,第一濾波器材料的折射率與第二濾波器材料的折射率之差小于0.002。將會理解,考慮到光學濾波器的理想濾波特性,第一濾波器材料和第二濾波器材料可具有不同的光衰減屬性。這樣,這些材料之一可以提供濾波效應,而另一個材料可以提供退出平面以確保光不會在離開濾波器時被折射。優選的是,濾波器材料對于預期輻射是同質的,以避免內部結構改變輻射,例如通過散射或衍射而改變。鑄造可以通過使用模具來執行。模具可以是用于在第一材料中創建腔體以使另一材料可以在第二步驟中被添加的固體結構?;蛘?,它可以是第一材料被插入其中的中空結構,且然后第二材料可以被添加在第一材料周圍。這一模具可以通過基于例如擠壓、燒結或層疊的工藝來制造,或通過可提供任意形狀結構的任何其他適當方法來制造。為了進一步提高最高傳輸等級和最低傳輸等級之間的比率,可以使用具有高吸收度的濾波器材料。以此方式,通過完全除去濾波材料且留出沒有濾波材料的區域,提高了最高吸收等級而同時最低吸收等級可以保持為零。所述的亮度校正濾波器不限于用于多通道投影顯示系統,而也可例如用作用于背光顯示器的背光校正器或者期望梯度濾波器的任何應用。在根據本專利技術的光學濾波器的一實施例中,分界表面包括通用曲面。通用曲面描述了任意的傳輸分布。在根據本專利技術的光學濾波器的一實施例中,曲面由y=aln(bx)描述,其中x和y是所述平面中的坐標,x軸平行于所述主體,y軸垂直于所述主體,a和b是縮放常數。如以下將更詳細描述,對數的分界面分布將有利地導致光傳輸的線性空間變化。線性梯度可例如用于校正混合區中的參與圖像的亮度等級。在根據本專利技術的光學濾波器的一實施例中,選擇材料厚度以提供預定義的濾波器傳輸。預定義的傳輸可以通過改變濾波器材料的厚度來獲得(即,最小透射材料層在上述y坐標方向上的程度),例如根據Lambert-Beer定律。本專利技術各實施例的優點在于:光學濾波器可以被設計成具有沿平面主體的透射率的任何連續變化。特別是,不限于具有任何特定對稱性的透射率圖案,諸如徑向對稱。相應地,光學濾波器可以被設計成更準確地補償通常在多投影儀系統的相鄰投影圖像在其中重疊的區域中發生的過度曝光。在根據本專利技術的光學濾波器的一實施例中,所述材料中的至少一者被認為對于預期輻射是同質的。根據沒有內部結構或圖案的同質材料,可以減少或避免衍射和/或散射。在根據本專利技術的光學濾波器的一實施例中,向所述材料中的至少一者添加有制劑來增加吸收系數。這種制劑可以例如是炭黑。炭黑具有高消光(即吸收)系數,同時(實)折射率的變化可忽視。這有益于避免兩個材料間的分界面中的折射。另一個好處在于,通過使用炭黑作為吸收調節器,該實現方式與常規的照相乳劑、涂料和染料相比,在高流明照明環境中更可持續。在根據本專利技術的光學濾波器的一實施例中,所述材料中的至少一者包括樹脂,例如硅橡膠。橡膠部分促使硅在表面上保持非固態。在一實施例中,根據本專利技術的光學濾波器還包括覆蓋所述主體的第一側的第一發射板。在一實施例中,根據本專利技術的光學濾波器還包括覆蓋所述主體的第二側的第二發射板。術語“第一側”和“第二側”是指平面主體的主要表面。第一發射板和/或第二發射板可以是玻璃板或透明聚合物。因此,取決于理想的光學和機械屬性,根據本專利技術的光學濾波器可由純濾波器材料、濾波器材料和發射背光的組合、或者濾波器材料在兩個發射板之間的三明治結構組成。根據本專利技術一方面,提供了一種包括多個投影儀的投影系統,其中所述多個投影儀中的每一個都配備有上述的光學濾波器。優選的本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    一種具有實質上平的主體的梯度光學濾波器,所述光學濾波器包括存在于所述主體的相應區域中的第一濾波器材料(80)和第二濾波器材料(120),所述第一濾波器材料(80)和所述第二濾波器(120)具有其折射率的基本相同實部以及不同的光衰減屬性,其中所述第一濾波器材料(80)和所述第二濾波器材料(120)沿一分界表面互相接觸,且其中所述分界表面沿與所述主體垂直的平面的截面包括曲線。

    【技術特征摘要】
    【國外來華專利技術】2013.11.08 EP 13192199.11.一種具有實質上平的主體的梯度光學濾波器,所述光學濾波器包括存
    在于所述主體的相應區域中的第一濾波器材料(80)和第二濾波器材料(120),
    所述第一濾波器材料(80)和所述第二濾波器(120)具有其折射率的基本相
    同實部以及不同的光衰減屬性,其中所述第一濾波器材料(80)和所述第二濾
    波器材料(120)沿一分界表面互相接觸,且其中所述分界表面沿與所述主體
    垂直的平面的截面包括曲線。
    2.如權利要求1所述的光學濾波器,其特征在于,所述第一濾波器材料
    和所述濾波器材料的組合厚度優選地至少為0.5mm。
    3.如權利要求1或2所述的光學濾波器,其特征在于,所述曲線被成形
    以便向所述濾波器提供各梯度等級之間的連續過渡。
    4.如任一前述權利要求所述的光學濾波器,其特征在于,所述第一濾波
    器材料(80)的折射率的實部以及所述第二濾波器材料(120)的折射率的實
    部之差小于0.002。
    5.如任一前述權利要求所述的光學濾波器,其特征在于,所述曲線由y=
    aln(bx)描述,其中x和y是所述平面中的坐標,x軸平行于所述主體,y軸垂
    直于所述主體,a和b是縮放常數。
    6.如任一前述權利要求述的光學濾波器,其特征在于,所述材料厚度被
    選擇以提供預定義的濾波器傳輸。
    7.如任一前述權利要求所述的光學濾波器,其特征在于,所述第一濾波
    器材料(80)和所述第二濾波器材料(120)中的至少一者被觀察為對于預期
    輻射是同質的。
    8.如任一前述權利要求所述的光學濾波器,其特征在于,已經向所述第
    一濾波器材料(80)和所述第二濾波器材料(120)中的至少一者添加用于增
    加吸收系數的制劑。
    9.如權利要求8所述的光學濾波器,其特征在于,所述用于增加吸收度
    的制劑是炭黑。
    10.如任一前述權利要求所述的光學濾波器,其特征在于,所述第一濾波
    器材料(80)和所述第二濾波器材料(120)中的至少一者包括樹脂。
    11.如任一前述權利要求所述的光學濾波器,其特征在于還包括覆蓋所述
    主體的第一側的第一發射板(145)。
    12.如任一前述權利要求所述的光學濾波器,其特征在于還包括覆蓋所述
    主體的第二側的第二發射板(140)。
    13.如權利要求11-1...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:K·韋梅爾什,P·格雷茨,B·范登博瑟,
    申請(專利權)人:巴科股份有限公司,
    類型:發明
    國別省市:比利時;BE

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