DE2311206A1

DE2311206A1 - Ausgleichskoppelung von interferenzfiltern und anwendung auf die farbfotografie und farbfilmtechnik

Info

Publication number: DE2311206A1
Application number: DE19732311206
Authority: DE
Inventors: Armand Roux
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-23
Filing date: 1973-03-07
Publication date: 1973-12-06
Also published as: FR2185802B1; FR2185802A1

Description

Dipl.-lng. Heinz Lesier. Potentonwolt D-8 Mönchen 81. Cosimostioße 81 · Teielon: (0811) 95 38 20

Armand Roux 7. März 1973

Paris, Frankreich L 10.000

L/wa

Ausgleichskoppelung von Interferenzfiltern und Anwendung auf die Farbfotografie und Farbfilmtechnik

In zahlreichen technischen Bereichen, in denen farbiges Licht verwendet wird, wird eine im wesentlichen weiße Lichtquelle benutzt, mit der mit Hilfe von Filtern verschiedene chromatische Lichtstrahlenbündel erzeugt werden. In den meisten Fällen wird eine erste geometrische Trennung mit Hilfe eines halbtransparenten Spiegels vorgenommen, der ein direktes und ein reflektiertes Strahlenbündel erzeugt, wobei jedes dieser Strahlenbündel in demselben Verfahren noch einmal geteilt werden kann. Die einzelnen, auf diese Weise geometrisch geteilten Strahlenbündel können dann chromatisch gefiltert werden und ihre Intensität kann einzeln durch Blenden oder neutrale graue Keile reguliert werden, die in dem jeweiligen Strahlenbündel angeordnet sind*

Indem die einzelnen auf diese Weise gesteuerten chromatischen Strahlenbündel wieder gemischt werden, erhält man ein Licht mit je nach den jeweiligen Intensitätseinstellungen veränderlichem Chromatismus.

Es ist bekannt, daß die Verwendung von zweifarbigen Interferenzfiltern eine Vereinfachung derartiger technischer Ausführungen gestattet. Ein derartiger Interferenzfilter nimmt nämlich gleichzeitig eine geometrische Trennung und eine chromatische Strennung vor. Ein Teil des Strahlenbündels wird durch

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Dipl.-lng. Heinz Lesser, Potentanwalt D -8 München 81, Cosiinostroße 81 · Telefon: (0811) 95 38

das Interferenzfilter durchgelassen, das in einem 45°-Winkel zu der Achse des einfallenden Strahlenbündels angeordnet ist, und der andere Teil wird in 90° reflektiert. Die beiden Strahlenbündel besitzen komplementäre Chromatismen und ihre Mischung stellt je nach dem Anwendungsgebiet das ursprüngliche im wesentlichen weiße oder bereits gefärbte Licht wieder her.

Bekanntlich können derartige Interferenzfilter, die aus dünnen, auf einer transparenten Lamelle ubereinandergelegten Schichten j

bestehen, annähernd so berechnet und ausgeführt werden, daß man eine vorbestimmte Kurve der chromatischen Trennung bei Verwendung des Interferenzfilters in einer Neigung von 45° gegen die Achse des Strahlenbündels enthält. Da die Lichtquellen jedoch nicht punktförmig sein können, sind die zu trennenden Lichtrstrahlenbündel nie parallel. Die Lichtstrahlen haben eine mittlere Richtung und ihre Neigung gegen diese Achse, liegt zwischen 0 und einer gewissen "öffnung" £ . Ein derartiges Strahlenbündel hat somit einen Einfallswinkel oc= 45° +£ oder allgemein«. = i +£ an einem zweifarbigen Interferenzfilter. Die Kurve der chromatischen Trennung zwischen dem durchgelassenen Strahlenbündel und dem reflektierten Strahlenbündel ist also eine Funktion des Winkels oc , was auch experimentell festgestellt wird. Daraus ergab sich bisher ein großer Fehler in der Verwendung von zweifarbigen Interferenzfiltern: die durchgelassenen oder reflektierten Strahlenbündel haben keine gleichmäßige Färbung, vielmehr variiert diese kontinuierlich von rechts nach links des Strahlenbündels in der Symmetrieebene des Systems und symmetrisch außerhalb dieser Ebene.

Dieser Fehler konnte bisher nur durch Verwendung einer zweiten Lichtquelle mit sehr kleinen Abmessungen und einer äußerst kleinen öffnung verringert werden, die im Brennpunkt eines genau korrigierten und kostspieligen Kollimators angeordnet wird. Man konnte somit nur über eine Lichtintensität verfügen,

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Dipl.-Ιης. Heinz Lester, Palentanwalt D — 8 München 81, Cosimastroße 81 · Telefon: (0811) 95 38 20 .

die umso kleiner war, je höher die Gleichmäßigkeit der beiden getrennten Strahlenbündel sein sollte.

Erfindungsgemäß kann eine ausgedehnte Lichtquelle im Brennpunkt eines Kollimators benutzt werden, wobei für jeden Punkt der Lichtquelle ein Bündel von parallelen Strahlen mit veränderlicher Neigung gegen die mittlere Achse gebildet wird.. Hierbei sind zwei aufeinanderfolgende zweifarbige Filter auf der Achse angeordnet und in entgegengesetzter Richtung geneigt, so daß die Wirkungen der Änderungen der Neigung ausgeglichen werden. Die Filter können gleich sein, in diesem Fall betragen ihre entgegengesetzten Neigungen beide jeweils 45°. Es können auch verschiedene Filter benutzt werden. In diesem Fall wird mindestens einer der Winkel geändert, um einerseits ein chromatisch gleichmäßiges, durchgelassenes Strahlenbündel und andererseits die beiden reflektierten und anschließend durch bekannte Einrichtungen wieder vereinigten Strahlenbündel zu erhalten, wobei ein chromatisches Strahlenbündel wieder gebildet wird,das in dem gesamten Nutzbeleuchtungsfeld im wesentlichen gleichmäßig ist.

Die durch die Koppelung von zwei Interferenzfiltern erreichte Kompeneierung kann ferner mit in der Masse gefärbten Korrekturfiltern kombiniert werden, die die Spektralverteilungskurven auf ideale Werte bringen, die von den in der Praxis ex?· hältenen Kurven leicht abweichen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird. Es zeigt:

Fig. 1 Darstellungen von Spektralkurven der Transmission eines zweifarbigen Filters;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der trichromatlschen Teilung mit Hilfe von zweifarbigen Filtern und der Wiedervereinigung der Teilstrahlenbündel zu einem

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Dipl.-Ing. Heinz lesser, ΡοΙοηΙαην,αΗ D — 8 München 81, Cosiinostrofk· 81 · Telefon: (0R11) 95 38 20

Lichtstrahlenbündel mit einem gesteuerten Hauptbestandteil/ der einen Bereich eines Filmkopiergeräts beleuchtet.

Fig. 1 zeigt in durchgehender Linie die Transmissionskurve eines das Blau reflektierenden Filgers, Dichrovex-blau Nr. J. 4330, bei einer Neigung von 45°. In unterbrochener Linie wurde der Grenzteil der Kurve gezeichnet, der ihre Verschiebung auf die kurzen Wellenlängen zu bei zunehmender Neigung des Filters gegen die Achse des Lichtstrahlenbündels zeigt. Eine entgegengesetzte Verschiebung findet bei einer abnehmenden Neigung statt.

Fig. 2 zeigt den Faden F einer Lichtquelle im Brennpunkt eines Kollimators 1, der das Bild der Lichtquelle in das Unendliche sendet. Die parallelen Strahlen fallen auf ein zweifarbiges Filger 2, das das rote Licht durchläßt und ein blaues und grünes Strahlenbündel reflektiert. Ein Objektiv 3 fokussiert das rote Strahlenbündel bei FR. Ein Objektiv 4 fokussiert ein blaues Strahlenbündel bei FB nach Reflexion auf einem zweifarbigen Filter 5, das das grüne Strahlenbündel durchläßt, der anschließend an einem Spiegel 6 reflektiert wird und bei FV fokussiert wird. Auf diese Weise werden auf der schematischen Darstellung drei farbige Strahlenbündel mit parallelen Achsen gebildet. Diese drei Strahlenbündel werden auf einer gemeinsamen optischen Achse 12 mit Hilfe eines das rote Strahlenbündel reflektierenden Spiegels 7, eines zweifarbigen Filters 8, das dieses rote Strahlenbündel durchläßt und das blaue Strahlenbündel reflektiert, und eines zweifarbigen Filters 9, der das Blau und das Rot reflektiert und das Grün durchläßt, wieder miteinander vereinigt. Ein Objektiv sendet die Bilder von FB und FR und ein Objektiv 10 sendet das Bild von FV ins Unendliche.

Die drei vereinigten farbigen Strahlenbündel beleuchten nun den Bereich 13 einer Filmkopiervorrichtung. Die chromatische

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Dipl.-Ing. Heim Lcsier, Pcitentanwolt D —6 München 81, Cosimoslraßo 81 · Telefon: (0811) 95 38 20

Gleichmäßigkeit der Beleuchtung dieses Bereichs in seiner Breite wird durch drei zweifarbige Ausgleichsfilter R, B, V erreicht, die entgegen den ersten Filtern geneigt sind und jeweils auf den drei getrennten Wegen des blauen, roten und grünen Strahlenbündels angeordnet sind.

In diesem Anwendungsbeispiel werden die Ausgleichsfilter nur zur Kompensierung der durchgelassenen Strahlenbündel benutzt. Die reflektierten Reststrahlenbündel werden nicht benutzt und werden durch nicht dargestellte schwarze Schirme absorbiert, um Störungen durch diese Strahlen zu vermeiden.

Die Ausgleichsfilter werden hierbei nicht zur Kompensierung der Wirkung eines einzigen Hauptfilters, sondern zur Kompensierung des gesamten optischen Weges bei allen Reflexionen und Transmissionen benutzt. Hierzu wird auf dem Bereich 13 nacheinander jedes der drei farbigen Strahlenbündel isoliert, indem die beiden anderen abgedeckt werden, und wird die Neigung des Ausgleichsfilters geändert, bis man die chromatische Gleichmäßigkeit des beleuchteten Bereichs 13 erhält.

Wenn auf diese Weise die drei Wege nacheinander chromatisch kompensiert sind, kann jedes der Strahlenbündel bezüglich der Intensität durch bekannte, auf der Darstellung nicht gezeigte Einrichtungen, wie neutrale graue Keile oder Blenden, eingestellt werden, die beispielsweise in den jeweiligen Ebenen der Abbildungen VF, VB, VR des Fadens F angeordnet sind.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Anwendungsbeispiel beschränkt und läßt verschiedene Abwandlungen in der Art der Teilung, der Filtrierung, der Vereinigung und der Kompensierung der Strahlenbündel zu.

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Claims

Dipt.-lng. Heinz Lesser, Potentonwalt D —8 Münden 81, Cosirnastioße 81 · Telefon: (0811) 95 38 20

"6 Patentansprüche

Optisches System zur Trennung von Lichtstrahlenbündeln |

mit Hilfe mindestens eines zweifarbigen, transparenten \

und reflektierenden Interferenzfilters, das gegen die j

Achse des Strahlenbündels geneigt ist, g e k e η η - j

zeichnet durch mindestens ein zweites j

zweifarbiges Ausgleichsfilter (R,B,V), das in der Achse j

eines der abgetrennten Strahlenbündel mit einer der ί Neigung des ersten Filters (2,5) entgegengesetzten
Neigung angeordnet ist, so daß der Einfallswinkel bei

einem gegen die Achse sich neigenden Strahl an einem I

der Filter zunimmt und an dem anderen Filter abnimmt. |
2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Interferenzfilter (2,5) und das Ausgleichsfilter (R,B,V) gleich
sind und beide um 45 gegen die optische Achse geneigt
sind.
3. Optisches System nach Anspruch 1, gekennzeich
net durch mehrere Interferenzfilter (2,5),

die mehrere optische Wege erzeugen, deren jeder mit
mindestens einem Ausgleichsinterferenzfilter (R,B,V)
versehen ist, dessen Neigung gegen die optische Achse
so eingestellt ist, daß die Beleuchtung und der Chromatismus eines gemäß dieses isolierten optischen Weges beleuchteten Bereichs (13) ausgeglichen wird.
4. Optisches System nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Änderung der Lichtintensität auf mindestens einem der abgetrennten optischen ; Wege.

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Dipl.-lng. Hc-inz Ir'.wr, Potenlonwolt D —8 München 81, Cosimostroße 81 · Telefon: (0811) 95 38 20
5. Optisches System nach den Ansprüchen 3 oder 4, gekennzeichnet durch optische Einrichtungen (7, 8, 9) zur überlagerung von mindestens zwei der abgetrennten Strahlenbündel.
6. Optisches System nach den Ansprüchen 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Kombinierung von in der Masse gefürbten Filtern, die mit den Interferenzfiltern (2,5) zusammenwirken.
7. Optisches System nach Anspruch 5, gekennzeich net durch drei Strahlenbündel, und zwar ein rotes, ein grünes und ein blaues Strahlenbündel, mit verstellbarer Intensität, die an einem gemeinsamen Fenster zur Beleuchtung einer Filmkopiermaschien vereinigt sind.

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