k是光傳播經(jīng)過的介質的消光系數(shù)。更一般而言，可以用任何理想曲線來描述分界面分布，該分界面分布對應于與濾波器的主體垂直的平面中的兩種不同的濾波器材料之間的分界表面。特別是，分界表面可以是任何常見的曲面。
[0067]原則上，傳輸可以用任何函數(shù)或形狀來描述。線性情況是可用于為多通道顯示系統(tǒng)創(chuàng)建梯度濾波器的實施例的示例。如果傳輸是已知的，則厚度將與傳輸?shù)膶?shù)以及介質的消光系數(shù)與成比例。以此方式，可能在改變介質厚度的幫助下獲得目標傳輸。重要的是在兩種材料之間具有平滑和清楚的分界面。由于楔形著色介質80和周圍介質(例如空氣)之間存在(實部)折射率之差，因此第二種材料120是避免這兩種介質之間的折射的手段。傳輸調制通過楔形著色介質80的厚度來提供。材料的消光系數(shù)確定了傳播經(jīng)過該材料的光的衰減量。分界面不應包含任何空氣夾雜物或雜質以避免散射及其他圖像人工產(chǎn)物。
[0068]然而，本發(fā)明不限于可見光的傳輸控制，而可以擴展至所涉及的輻射的任何材料屬性和波長范圍。下文中“濾波器材料”是指正在執(zhí)行某種類型的輻射濾波的材料?！案蓛舨牧稀笔侵笡]有這種濾波屬性但其(實部)折射率基本相同或非常接近于濾波器材料。兩者的示例會是同一種材料的著色版本和非著色版本。
[0069]圖8圖示本發(fā)明一實施例，其中a)是光傳播軸130的側視圖，b)是光傳播軸130垂直于紙張平面的俯視圖。玻璃板140和145被分別指定為“a”和“b”，玻璃板140和145具有抗反射層150并且包含濾波器材料80和干凈材料120 ο分界面110在全部三個維度中是非線性的。
[0070]添加劑可以被混合到該材料中以便進一步增加最大吸收等級。這不會影響可能的最低吸收等級，最低吸收等級仍可以使楔形薄至零厚度來實現(xiàn)。也可能留出特定厚度的濾波材料用于獲得最小吸收等級。材料的非平形狀將折射該光，因此在著色分布的頂部添加了相同材料、或者具有實質相同(實部)折射率的另一種材料的非著色形式。組合件將具有平的平行表面并且不會折射該光。如果材料是同質著色的，則不會有導致衍射或散射危險的任何內部結構。
[0071]在當前實施例中，為簡潔起見考慮線性的傳輸梯度，但理論上可能通過計算或測量系統(tǒng)輸出亮度而實現(xiàn)任意的傳輸梯度。這意味著濾波器可以根據(jù)它將用于的系統(tǒng)的亮度分布來調整。
[0072]本發(fā)明還涉及一種包括多個投影儀的投影系統(tǒng)，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。
[0073]圖9圖示本發(fā)明的實施例的制造方法。該過程包括以下所述的步驟。
[0074]在160中，包含可以以任何次序執(zhí)行的準備步驟170和180。在170中，獲得期望的傳輸特性。已知要使用的濾波器材料的材料消光系數(shù)，使用例如Lambert-Beer定律(I)計算相應的厚度分布。制造一模具，該模具可以是表示所計算的厚度分布的負數(shù)的固體結構?；蛘撸梢园硎舅嬎愕暮穸确植嫉那惑w。這可以通過基于例如3D打印、擠壓、燒結或層疊的過程來完成，或者通過任何可以提供任意形狀的結構的適當?shù)臏p法或加法。一個任選的步驟是將添加劑混合到濾波材料中。然后，溶液被保留以停留在真空腔室中，以便收回通過混合引入的空氣氣泡。氣泡可以引起光的散射并且減少對比度。實質上，濾波器材料的邊界上的氣泡可以導致局部地不正確的厚度，隨之而來的是不正確的傳輸?shù)燃?。添加劑可以是影響吸收、折射、導電率、色彩、機械強度或者任何其他期望屬性的添加劑。
[0075]在190中，玻璃板被放置在一起，并且保持與具有受控厚度的非彈性墊片材料分開。這可以例如是小的鋼、陶瓷或硬聚合物或任何其他堅固且非反應的材料的棒然后，玻璃板用夾持裝置固定在一起。
[0076]在200中，第一濾波器材料被插入在玻璃板之間。如果模具是厚度分布的負數(shù)，則濾波器材料將被放置并且在模具周圍，如果模具是表示厚度分布的中空結構，則濾波器材料將被置于模具內。材料的大部分被制成凝固且堆疊被留下停留以使空氣逃逸。濾波器材料的邊界最好不被允許完全凝固，即，凝固濾波器材料的表面在與模具分開時仍可以有點“濕”。該效應可以通過軟化劑在模具中的存在而獲得，它抑制了濾波器樹脂在接觸分界面處的完全固化。優(yōu)選的是，使用對玻璃有低粘度的濾波器材料。然后，在210中可能移除玻璃板和模具之一，而不損壞它們中的任一個。濾波器材料的厚度于是會保持正確，并且提供指定目標的傳輸?shù)燃墶Ｔ?20中，插入第二材料，第二材料被制成凝固并且留下以使空氣逃逸。玻璃板可僅用于制模具的目的一一玻璃板非常平滑的表面使其特別適用于該目的一或者它們中的一者或兩者可以作為最終產(chǎn)品的一部分保持在適當位置。
[0077]以下文字將描述本發(fā)明各實施例之一的示例。
[0078]確定多通道投影顯示系統(tǒng)的兩個投影儀的期望亮度分布，目標是具有線性傳輸分布的濾波器。模具用Polyjet OBJET Connex 3D打印機來制造，該打印機在z方向上每英寸層打印1600個點。模具材料是Tango Black Plus，該材料具有橡膠狀和致密的結構。致密結構是重要的，以使模具材料與濾波器材料產(chǎn)生平滑的分界面，并且使濾波器材料不穿透該模具。
[0079]對于濾波器材料，使用Momentive (來自美國俄亥俄州的哥倫布)所售賣的橡膠硅。為了增加濾波部分的吸收度，染色與橡膠硅混合。染色是來自S1en化學公司的炭黑色漿，染色及橡膠硅樹脂之間的比率為10%/90%。炭黑色漿完全與橡膠硅樹脂混合。溶液被置于真空腔室內以提取從混合工藝引入的空氣。
[0080]對于外壁，使用具有抗反射涂層的玻璃板。它們以平行排列放置，并且一層置于另一層上，其間有鋼棒作為墊片，且它們用夾具固定在一起。
[0081]著色的樹脂溶液使用注射器被引入在各玻璃板之間，然后留出某些時間休息來停留使空氣逃逸。然后，具有濾波器材料的玻璃板被置于50-60°C達3 — 4小時以固化。大部分是凝固但材料外邊界保持部分未固化被證明為是重要的。
[0082]—塊玻璃板和模具被移除，而不損壞模具或樹脂，第二材料(非著色樹脂)被置于已經(jīng)由模具形成的腔體內。(新)玻璃板再次被平行放置且置于第一玻璃板頂部并且用夾具固定。具有樹脂的玻璃單元再次在50_60°C中被固化3 — 4小時。
[0083]圖10和11圖示根據(jù)本發(fā)明的方法的兩個相應實施例的各步驟。在無一般性損失的情況下，圖示具有第一種材料的方形區(qū)的方形濾波器。由于附圖的比例，未正確地詳細表示非線性分界面。陰影中的變化僅意圖幫助辨別個別表示的部分，而不意圖表示所述部分的實際色彩或透明度。在示出模具腔體處，本領域的技術人員將理解，在模制步驟期間可能要添加更多的模制元件以形成充分定界的外殼。在根據(jù)本發(fā)明的方法的全部實施例中，第一材料和第二材料是具有實質相同(實部)折射率的不同材料，如上所述。在描述這些步驟時，諸如“頂部”和“底部”的術語是指圖示各元件的方向，而不以任何方式將本發(fā)明的范圍限制為該特定方向相關的方法。此處不重復材料的細節(jié)、它們的制備、模具的選擇和生產(chǎn)等等，但可以如結合其他實施例所述來應用。
[0084]參照圖10，根據(jù)本發(fā)明的制造光學濾波器的方法的實施例包括以下步驟。在該實施例中，濾波器的中央部分在外圍部分之前被模制。
[0085]在第一步驟510中，第一發(fā)射板145和模制元件99被組合以形成第一模制腔體120’。該模制腔體120’由第一發(fā)射板145的面(在圖示情況中，所述板的頂部)的一部分被定界于一側(在圖示情況中，腔室的底部)，并且由模制元件99的表面沿一邊緣，特別是其外邊緣定界。該邊緣具有非線性特性，如以上更詳細描述。
[0086]在第二步驟520中，第一材料120以液態(tài)被插入第一模制腔體120’。然后，允許第一材料120的至少大部分凝固。在該步驟中，可以任選地應用板以關閉第一模制腔體120’的頂部并且確保平的頂面一一成品的第二發(fā)射板140(如下所述在步驟550中被置于其最終位置中)可任選地用于此目的。
[0087]在第三步驟530中，模制元件99(以及該情況可能的任選的頂板)被移除或溶解，以便在之前由模制元件99所占據(jù)的空間中產(chǎn)生第二模制腔體80’。