基于切换实现不同色域的滤光器的制作方法

本实用新型属于光学元件技术领域，具体涉及一种基于切换实现不同色域的滤光器，利用滤光器的切换来产生不同色域。

背景技术：

目前的投影设备主要区分方式都是以亮度、色彩、设备寿命来做分別，一般高亮度产品都是主要都是色域小，颜色差，高亮度。高色彩产品主要都是色域大，颜色好，低亮度。高设备寿命主要是用高寿命的光源来让产品可以有比较长的寿命。高亮度产品由于滤光的部分都是固定的，单凭调整各颜色的电流也没办法让色彩有更进一步的提升。高色彩产品也由于滤光的部分都是固定的，所以也无法做有效提升亮度的动作。

投影设备在使用者介面上有许多不同的模式，在使用者去切换不同模式下，投影设备则是依照不同的模式去设定各颜色电流，利用不同的色量比来定义不同模式的差异。

以目前的投影技术来说，投影颜色是否鲜艳的取决不是在于光源部分(如: LD或是LED等光源....)就是在于色轮的滤光程度，所以目前在同一台投影设备上做出又有高亮模式，同时又能做到家庭剧院的色彩饱和度，通常是用调整各颜色的电流高低来做区分高亮模式跟鲜艳模式，如此的模式只能简单的调整各颜色的色量比，并不会让颜色的色座标或是色域有所改变，所以就算现在的投影设备有很多区分的模式，也看不出来在同一个设备上的色彩鲜艳度有很大的差异，目前也并没有投影设备可以同时在不同模式，各模式的色域也有所不同，以达到切换模式就可以有不同感受的设备。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于切换实现不同色域的滤光器。该滤光器可使同一台的机台上同时产生高亮模式跟鲜艳模式，而且在不同的模式下可以提供不同色域的光学效果。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案：基于切换实现不同色域的滤光器，其特征在于：在投影光路上的任一位置设置滤光器，所述滤光器具有两个工作位置，分别为参与投影光路的工作位和不参与投影光路的非工作位，当滤光器不在投影光路上的任一位置，投影的效果取决滤光器滤出后的颜色，当滤光器在投影光路上的任一位置出现时，投影的效果则是结合notch filter与滤光器同步滤出后的高亮模式跟鲜艳模式；

所述滤光器的镀膜采用多层膜结构，膜层大于20层，膜层结构：不同折射率的膜料采用不同的膜厚，膜料对应的膜厚数据通过专业软件计算，得出需要的光谱；通过镀膜设备的工作参数设置，对镀膜的膜层厚度修正，当波长偏短波时增加镀膜膜厚，反之偏长波时减小镀膜膜厚；

所述滤光器的多层膜的设置是在相应膜层的穿透率对应波长具有凹口，凹口宽度通过控制全穿透波段部分通带宽度来实现；第一、二凹口点波长位置的高低控制是通过调整高低折射率材料厚度比，进行调整，实测光线入射角度0度与20度对比第一、二凹口点波长位置穿透率，当穿透率0度>20度时，则将低折射率镀多高折射率材质镀少，当穿透率0度<20度时，则反之。

具体的，所述滤光器的多层膜的设置是在相应膜层的穿透率对应波长具有两个凹口，所述第一凹口点波长位置是495nm，穿透率落在50%~70%之间，凹口宽度的位置在485nm跟505nm，约与凹口点波长位置最低点差距10nm，第二凹口点波长位置点是580nm，穿透率落在20%~40%之间，凹口宽度的位置在560nm跟600nm，约与凹口点波长位置最低点差距20nm。

所述滤光器通过切换装置设置在光机上或外观机构件上，所述切换装置为手动翻转机构或自动移动机构。

所述自动移动机构包括固定滤光器的连接架，连接架上设有导向槽，导向槽配合有导向轮可实现连接架的移动，所述连接架上设有在滤光器位于非工作位时光线通过的通光孔，连接架边缘设有齿条，齿条与驱动齿轮啮合，驱动齿轮由马达驱动。

所述滤光器在投影光路上设置为多个。

本实用新型是利用滤光器上面的coating产生不同于滤光器的滤光效果，利用自动或是手动切换后产生不同于单纯只有滤光器呈现出来的颜色展现。当滤光器并不在投影光路上的任一位置时，投影的效果是取决滤光器滤出后的颜色，但滤光器在投影光路上的任一位置出现时(也就是从光源位置投射出光线开始通过光机系统，经过成像系统后投射到荧幕上)，投影的效果则是结合滤光器与滤光器同步滤出后的颜色。

1、首先定义滤光器（notch filter）的coating

notch filter在中文中没有统一的译文，本实用新型中所涉及的滤光器均为光学领域中英文所指的notch filter。notch filter的coating主要功能是让滤光器所滤完的光线透过此coatng呈现想要展现的颜色，如图1所示，此coating主要是利用控制凹口点波长位置C、E点的高低以及第一凹口宽度B到B点、第二凹口宽度D到D点的宽度来决定R、G、B单色的色座标以及二次色的能量强度，第一二凹口点波长位置C、E的位置越低，第一凹口宽度B到B点、第二凹口宽度D到D点的宽度越宽，代表RGB单色的光谱宽度越窄所产生颜色的色域就越大，二次色(C、M、Y)也会因为notch filter的关系变成完全由R、G、B三原色所组成的，也因此画面色彩的饱和度也大幅的提升，但也由于滤光的范围越大，相对的亮度也就越低。因此在针对不同的产品考量时，此滤光片也不光局限在第一二凹口点波长位置C、E点的高低以及第一凹口宽度B到B点、第二凹口宽度D到D点的宽度，可以任意选取想修正的波段来进行修正，若是单纯针对产品的Cyan色并不满意，则可以单纯的修正Cyan这个波段的光谱与宽度，其他的颜色也可以用同样的方式来处理。

2、notch filter的摆放的位置以及结构设计

notch filter可以在投影光路上的任一位置出现，可以将它设在光源与光路之间(如图2)，所谓的光源则不局限于汞灯，镭射或是LED，只要能成为系统的发光元件都算光源，光路设计的部分就是在系统中扣除光源以及镜头的部分，其余都皆属于光路，也可以单纯的在光路设计上就加入进去(如图3)，可以设置在光路內任一位置，另外也可以设置在外观上(如图4)，不管在哪个位置的摆放都可以做手动或是自动的切换。

notch filter的结构设计在自动切换上可以利用马达带动notch filter的齿轮结构在不同颜色模式下去做ON/OFF的切换(如图5)，当光线通过notch filter为ON(如图6)，光线不通过notch filter为OFF(如图7)，这类的结构除了可以组装在光机上也可以在外观机构件上去做结合，主要还是让notch filter可以通过或是不通过投影光路上，另外图6只是参考图，此专利也可以同时进行多片的notch filter来做切换，不同的模式下，切换到不同的notch filter，以达到不同的色域效果。

采用上述技术方案的有益效果：本实用新型的优点在于，同一台的光机上可以同时产生高亮模式跟鲜艳模式，而且在不同的模式下可以提供不同色域的光学效果，在高亮模式下的色域提供一种色域，在鲜艳模式下提供另外一种广色域的效果。若是有多片notch filter来做切换，则可在不同的模式下，每个模式通过不同的notch filter则会产生不同的色域效果，不同的色域效果给人眼的感受程度是远大于只有相同色域大小不同的色量比的模式。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细的说明。

图1为 Notch filter 穿透率对应波长的示意图；

图2为notch filter设在光源与光路之间的结构示意图；

图3为notch filter设在光路中的结构示意图；

图4为notch filter固定在外观机构件上的结构示意图；

图5为自动移动机构的notch filter的结构示意图；

图6为notch filter在工作位的结构示意图；

图7为notch filter在非工作位的结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示的基于切换实现不同色域的滤光器，在投影光路3上的任一位置设置notch filter（滤光器）1，所述notch filter（滤光器）具有两个工作位置，分别为参与投影光路的工作位和不参与投影光路的非工作位，当notch filter不在投影光路上的任一位置，投影的效果取决滤光器滤出后的颜色，当notch filter在投影光路上的任一位置出现时，投影的效果则是结合notch filter与滤光器同步滤出后的高亮模式跟鲜艳模式；所述notch filter（滤光器）在投影光路上设置为多个。notch filter（滤光器）1也可以设在光源1与光路3之间。

所述notch filter的镀膜采用多层膜结构，膜层大于20层，膜层结构：不同折射率的膜料采用不同的膜厚，膜料对应的膜厚数据通过现有常用专业软件计算，得出需要的光谱；通过镀膜设备的工作参数设置，对镀膜的膜层厚度修正，当波长偏短波时增加镀膜膜厚，反之偏长波时减小镀膜膜厚；

所述notch filter的多层膜的设置是在相应膜层的穿透率对应波长具有凹口，凹口宽度通过控制全穿透波段部分通带宽度来实现；第一、二凹口点波长位置的高低控制是通过调整高低折射率材料厚度比，进行调整，实测光线入射角度0度与20度对比第一、二凹口点波长位置穿透率，当穿透率0度>20度时，则将低折射率镀多高折射率材质镀少，当穿透率0度<20度时，则反之。

所述notch filter的多层膜的设置是在相应膜层的穿透率对应波长具有两个凹口，所述第一凹口点波长位置是495nm，穿透率落在50%~70%之间，凹口宽度的位置在485nm跟505nm，约与凹口点波长位置最低点差距10nm，第二凹口点波长位置点是580nm，穿透率落在20%~40%之间，凹口宽度的位置在560nm跟600nm，约与凹口点波长位置最低点差距20nm。因为notch filter在CE两点穿透率低的关系，那光线在凹口这个波段的强度就变弱了，那也等于是控制这个波段的强度去调整其他颜色的强度。例如：R、G、Y这三个颜色不够鲜艳(因为Y的波段两侧是R跟G)，那假设R、G、B没有经过notch filter的强度比例是2:10:1，但经过notch filter后，因为E这个缺口往上截止的位置会连接到G的部分区域以及R的部分区域，所以可能导致经过notch filter的强度比例是1.5:7:1，强度的比例受到调整控制。

所述notch filter（滤光器）通过切换装置设置在光机上或外观机构件4上，所述切换装置为手动翻转机构或自动移动机构。当光路投影出的图像的色彩和强度不满意时，由手动方式动作手动翻转机构或操作自动移动机构，使notch filter（滤光器）参与光路的投影，可实现色彩及亮度的调节。所述手动翻转机构是由notch filter（滤光器）的外侧铰接在投影光路的壳体构件上。如图6、7所示，所述自动移动机构包括固定notch filter（滤光器）1的连接架5，连接架5上设有导向槽6，导向槽6配合有导向轮7可实现连接架的移动，所述连接架5上设有在notch filter（滤光器）位于非工作位时光线通过的通光孔8，连接架5边缘设有齿条9，齿条9与驱动齿轮10啮合，驱动齿轮由马达驱动。

因此在针对不同的产品考量时，此滤光片也不光局限在第一二凹口点波长位置C、E点的高低以及第一凹口宽度B到B点、第二凹口宽度D到D点的宽度，可以任意选取想修正的波段来进行修正，若是单纯针对产品的Cyan色并不满意，则可以单纯的修正Cyan这个波段的光谱与宽度，其他的颜色也可以用同样的方式来处理。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。