專利名稱：一種三波段帶通濾光裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及濾光片領域，更具體的說是一種用于光譜立體顯示技術中分割紅綠藍波段的三波段帶通濾光裝置。
背景技術：
目前的立體顯示技術可以分為裸眼式和眼鏡式兩大類別，裸眼式立體顯示技術主要應用在商用顯示方面，眼鏡式立體顯示技術則集中于消費級市場。而投入商業運行的主流眼鏡式立體顯示技術可以分為三類主動立體顯示技術、偏振立體顯示技術和光譜立體顯示技術。現階段立體顯示技術通過兩只眼睛分別看到左右鏡頭放映的不同圖像，從而得到立體畫面。主動立體顯示技術用刷新率極高的投影機交替輸出左右眼畫面，配合可以左右交 替開關的快門式立體眼鏡同步切換實現左、右眼圖像的分離。快門式立體眼鏡成本較高，頻繁開關閃爍會給眼睛帶來不適，亮度損失也很大。偏振立體顯不技術基于光的偏振態原理，放映光束通過偏振方向相反的圓偏振片形成兩束偏振光，把兩幅圖像投射到銀幕上。偏振立體投影對要求屏幕的增益較高，需要特制的金屬銀幕。此外，偏振立體投影技術存在嚴重的太陽效應和金屬眩光問題。光譜立體顯示技術利用三帶通濾光片對光譜中的紅綠藍頻段各自分割為高、低波長兩部分，將左、右眼圖像分離開。這種技術可以使用普通銀幕，不用更換金屬銀幕。但另一方面，光學性能良好的三帶通濾光片的制作成本也很高，導致光譜立體眼鏡是偏振式眼鏡價格的十數倍之多，是限制其市場份額重要因素。傳統的F-P濾光片主要利用在兩個方面，一是F — P諧振器，單腔工作實現多個波長同時起振的功能；二是窄帶濾光片，多腔組合工作實現選擇單個波長的功能。其特點是若通過多個波長，則波長的透射譜為三角形；若通過波長的透射譜為矩形，則只能通過單個波長。光譜立體顯示技術使用的三波段帶通濾光片要求不僅能同時濾出多個頻段，而且要求每個頻段的透射譜為矩形狀，因此傳統的F — P腔無法實現這一功能。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種三波段帶通濾光裝置，其含有單面鍍制的三波段帶通濾光片結構，使得濾光片在可見光頻段實現紅綠藍波段濾光。當裝置中含有兩片濾光片時，通過改變參考波長鍍制兩片互補的濾光片，可將紅綠藍頻段各自分為高、低波長兩部分，結合相關立體顯示設備實現立體顯示功能。本實用新型通過下述方案達到以上目的。一種三波段帶通濾光裝置，包括帶通濾光片，帶通濾光片為在基片單面鍍制由高低折射率材料組成的截止濾光膜制得，其膜系結構為
AI ^cxlLtBi Ha2L1B2Hcn^L爲Ha2L爲q | G[0011]其中A代表空氣，G代表基片，H表示高折射率層，L表示低折射率層， ^2'A' Pr q 代表系數。優選地，高折射率層的光學厚度為四分之一中心波長，低折射率層的光學厚度為四分之一中心波長。優選地，構成高折射率層的材料選自Ti02、Ta2O5或ZnS。優選地，構成低折射率層的材料選自SiO2、Al2O3或MgF2。優選地，基片的材料為可見區和近紅外區透明的材料。更優選為玻璃或塑料。作為一種優選的方案，各系數的取值為0 = 0.5，^ = I , ￡% = 4 ,爲=I ,爲=2，q = 4 ,帶通濾光片的膜系結構為AI (0. 5LHL2H4L2HLH0. 5L) 4 | G在上述優選膜系結構的基礎上，更優選的三波段帶通濾光裝置含有兩片帶通濾光片，即濾光片A和濾光片B。通過改變參考波長，選取參考波長為510nm和555nm，構造兩種互補的三波段帶通濾光片結構，經過計算機優化，其所達到的效果是濾光片A在 400nm-420nm、457nm-488nm、531nm-570nm、627nm-700nm 范圍截止，透射率小于 1%，在428nm-448nm、497nm-520nm、584nm-615nm范圍透光，平均透射率大于90% ;濾光片B在 400nm-450nm、500nm-530nm、575nm-620nm、685nm-700nm 范圍截止，透射率小于 1%，在460nm-490nm>540nm-565nm>635nm-670nm 范圍透光，平均透射率大于 90%。在上述優選方案中，濾光片A的三波段帶通428nm-448nm、497nm-520nm、584nm-615nm分別對應為藍光、綠光、紅光的低波頻段，濾光片B的三波段帶通460nm-490nm、540nm_565nm、635nm_670nm分別對應為藍光、綠光、紅光的高波頻段。本實用新型有以下有益效果(I)本實用新型在傳統F-P濾光片的基礎上，經過重新計算及設計，通過加入修正層、等效層等手段進行波形修正，提出了一種新型的濾光片結構，可實現同時濾出三個頻段的矩形透射譜，滿足了三波段帶通濾光片的要求；(2)本實用新型采用傳統的薄膜沉積工藝進行制備，方法簡單，成本低，可解決現階段光譜立體顯示技術的核心器件三波段帶通濾光片成本高的問題，并補充了國內這方面的技術缺失。(3)本實用新型的膜系結構適合通用的優化軟件，能夠達到更佳的效果。
圖I為實施例I的帶通濾光片的結構圖；圖中空氣I、高折射率層2、低折射率層3、基片4 ;圖2為參考波長為510nm的三波段帶通濾光片的透射率曲線；圖3為參考波長為555nm的三波段帶通濾光片的透射率曲線；圖4為兩個濾光片疊加后的透射率曲線；圖5為三波段帶通濾光裝置的實測光譜。
具體實施方式
實施例I、[0029]
以下結合附圖對本實用新型的三波段帶通濾光裝置做進一步的詳細說明。如圖I所示，本實施例提供了一種三波段帶通濾光裝置，包括帶通濾光片，濾光片由在玻璃和塑料等可見區和近紅外區透明的材料的基片上鍍制高低折射率交替的復合介質膜而制得，其中高折射率材料為Ti02、Ta2O5或ZnS，低折射率介質層為SiO2、Al2O3或MgF2。膜系結構為 AI (0. 5LHL2H4L2HLH0. 5L) '4 | G其中A代表空氣，G代表基片，H表示光學厚度為四分之一中心波長的高折射率層，L表不光學厚度為四分之一中心波長的低折射率層。本實施例的三波段帶通濾光裝置含有兩片帶通濾光片，即濾光片A和濾光片B。采用色彩管理技術計算，選擇510nm和555nm作為參考波長，將紅綠藍三色波段分割成高、低頻段。經過計算機優化，在參考波長510nm,濾光片A在400nm-420nm、457nm-488nm、·531 nm-57Onm> 627nm-7OOnm 范圍截止，透射率小于 1%，在 428nm-448nm、497nm-520nm、·584nm-615nm范圍透光，平均透射率大于90%，如圖2所示。在參考波長555nm，濾光片B在 400nm-450nm、500nm-530nm、575nm-620nm、685nm-700nm 范圍截止，透射率小于 1%，在460nm-490nm、540nm-565nm、635nm-670nm范圍透光，平均透射率大于90%，如圖3所示。其中，濾光片A的三波段帶通428nm-448nm、497nm-520nm、584nm-615nm分別對應為藍光、綠光、紅光的低波頻段，濾光片B的三波段帶通460nm-490nm、540nm-565nm、635nm-670nm分別對應為藍光、綠光、紅光的高波頻段。上述兩個濾光片疊加的光譜如圖4所示，使用石英晶振膜厚儀光學多層鍍膜機完全可以實現該設計結果。基于上述理論所設計的三波段帶通濾光片，使用光學多層鍍膜機進行了實驗制備。如圖5所示為實際制備的兩片三帶通濾光片的光譜曲線，與理論曲線一致。
權利要求1.一種三波段帶通濾光裝置，包括帶通濾光片，其特征在于帶通濾光片的膜系結構為 I)Aq IG 其中A代表空氣，G代表基片，H表示高折射率層，L表示低折射率層，Q1r S2' a3' A' Ar q 代表系數。
2.如權利要求I所述的三波段帶通濾光裝置，其特征在于高折射率層的光學厚度為四分之一中心波長，低折射率層的光學厚度為四分之一中心波長。
3.如權利要求I所述的三波段帶通濾光裝置，其特征在于構成高折射率層的材料選自Ti02、Ta2O5 或 ZnS0
4.如權利要求I所述的三波段帶通濾光裝置，其特征在于構成低折射率層的材料選自SiO2、Al2O3 或 MgF2。
5.如權利要求I所述的三波段帶通濾光裝置，其特征在于基片的材料為可見區和近紅外區透明的材料。
6.如權利要求5所述的三波段帶通濾光裝置，其特征在于基片的材料為玻璃或塑料。
7.如權利要求1-6中任一項所述的三波段帶通濾光裝置，其特征在于各系數的取值為
8.如權利要求7所述的三波段帶通濾光裝置，其特征在于所述帶通濾光片包括濾光片A 和濾光片 B,濾光片 A 在 400nm-420nm、457nm-488nm、531nm-570nm、627nm-700nm 范圍內透射率小于1%，在428nm-448nm、497nm-520nm、584nm-615nm范圍內平均透射率大于90% ;濾光片 B 在 400nm-450nm、500nm-530nm、575nm-620nm、685nm-700nm 范圍內透射率小于 1%，在460nm-490nm、540nm-565nm、635nm-670nm 范圍內平均透射率大于 90%。
9.如權利要求8所述的光三波段帶通濾光裝置，其特征在于濾光片A的三波段帶通428nm-448nm、497nm-520nm、584nm-615nm分別對應為藍光、綠光、紅光的低波頻段，濾光片B的三波段帶通460nm-490nm、540nm-565nm、635nm-670nm分別對應為藍光、綠光、紅光的高波頻段。
專利摘要本實用新型公開了一種三波段帶通濾光裝置，包括帶通濾光片，可應用于光譜立體顯示等領域。帶通濾光片由交替的高低折射率材料多層膜組成，通過選取各層膜的厚度，使得濾光片在可見光區實現紅綠藍波段濾光。改變參考波長鍍制兩片互補的濾光片，可將紅綠藍頻段各自分為高、低波長兩部分，結合相關立體顯示設備實現立體顯示功能。
文檔編號G02B5/20GK202512258SQ201220173570
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者劉耀暉, 江紹基, 鐘金池, 陳少飛 申請人:中山大學