WO1994028445A2

WO1994028445A2 - Variables farbfilter

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Publication number: WO1994028445A2
Application number: PCT/DE1994/000592
Authority: WO
Inventors: Andreas Biedermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-05-22
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 1994-12-08
Anticipated expiration: 1995-11-22
Also published as: WO1994028445A3; DE4317140A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein variables Farbfilter, mit dem auf einfache Art eine grosse Farbpalette erzeugt werden kann. Die Funktion des Farbfilters entsteht durch das Zusammenwirken einer Mehrzahl von polarisierenden Bauelementen, von denen mindestens ein Bauelement eine ausgeprägte Wellenlängenabhängigkeit der Transmission für eine Polarisationsrichtung aufweist.

Description

Variables Farbfilter

Stand der Technik

Farbiges Licht wird praktisch in allen Bereichen der Technik angewandt. Entsprechend bedeutsam sind Vorrichtungen zur Erzeugung von farbigem Licht. Wobei unter farbigem Licht in der Regel verstanden wird, ein Licht, dessen wellenlängenabhängige Intensitätsverteilung von der des Sonnenlichts abweicht.

Zur Erzeugung von farbigem Licht kann bereits die Lichtquelle ausgestaltet sein. Z.B. erzeugen Metalldampf-Lampen, bei denen sich im Plasma der Gasentladung Natrium befindet, sehr ausgeprägt gelbes Licht. Die wellenlängenabhängige Intensitätsverteilung solcher . Lampen ist aber nachträglich kaum zu verändern. In der Regel wird deshalb in der Technik der umgekehrte Weg beschritten: Es werden Lichtquellen verwendet, die w ißes Licht aussenden, oder zumindest kein ausgesprochen farbiges Licht. Danach wird mit einem Farbfilter die Wellenlängenabhängigkeit der Intensitätsverteilung geändert. Die Änderung erfolgt durch Beseitigen der unerwünschten Anteile des Lichts bis die gewünschte Wellenlängenabhängigkeit (Farbe) entsteht. Die Beseitigung der unerwünschten Anteile kann durch Nutzung aller physikalischen Effekte geschehen, welche eine Wellenlängenabhängigkeit zeigen, z.B. durch wellenlängenabhängige Brechung (Dispersion), Beugung, wellenlängen¬ abhängige Doppel- und Mehrfachbrechung, wellenlängenabhängige Licht¬ streuung, wellenlängenabhängige Absorption, Interferenz.

Für viele Anwendungen ist es wünschenswert und zum Teil unerläßlich, die durch das Filter erzeugte Farbe zu ändern. Z.B. ist es in der Farbbildtechnik häufig notwendig, einen Farbstich zu beseitigen. In der Regel wird die Farbänderung durch Austausch von Filtern erreicht. Es gibt auch Vorschläge für Anordnungen, die den Filterwechsel betreffen (z.B. DE P 2263689, DE P 38 37 732, DE P 36 00 209). Diese Wechsler erfordern die Bereitstellung einer Reihe von Filtern für die gewünschten Farben. Eine stufenlose Änderung der Farbe ist nicht möglich. Auch in der Beleuchtungstechnik ist es ein großes Problem, die volle Farbpalette zu erzeugen. Es liegen eine ganze Reihe von Vorschlägen vor (DE P 1 171 530, DE P 24 45 794, DE 2 408 615, DE P 27 24 304, DE P 34 33 265, DE P 35 15 062, DE P 35 25 120, DE 36 13 688, DE 36 16 497, DE P 38 16 512, DE P 39 15 421 , DE P 41 19 461 , DE P 41 27 564). Diese Vorschläge lösen das Problem aber nicht generell, weil sie einen komplizierten Aufbau erfordern, oder nur einen kleinen Abstimmbereich aufweisen oder einen geringen optischen Wirkungsgrad besitzen. Es ist hier nicht möglich, die Vielzahl aller bisher unternommenen Versuche zu diskutieren. Die Schwierigkeiten sind bekannt. Und tatsächlich ist auch kein einfach herzustellendes, variables Farbfilter mit einem großen Abstimmbereich z.B. zur Färbung des Lichts eines Scheinwerfers verfügbar oder durch Nutzung der bekannten Lehren machbar. Die Ursache dafür, daß das Problem bisher nicht generell gelöst werden konnte, liegen zum großen Teil begründet in der Wirkungsweise von Filtern. Filter wirken subtraktiv, d. h. sie entfernen einen Teil des Spektrums. Ein weiteres Filter kann diesen subtrahierten Teil nicht mehr hinzufügen, so daß es nicht einfach möglich ist, mehrere Filter derart zu kombinieren, daß sie nacheinander das Licht solange beeinflussen bis die gewünschte Farbe entsteht.

Will man eine große Farbpalette erzeugen, dann wird stattdessen der umgekehrte Weg der Farbsynthese beschritten, die Vorrichtungen dafür sind recht aufwendig (DE P 25 14 599, DE P 25 50 891 , DE P 28 39 823, DE P 37 09 025, DE P 39 03 019). Es sind entweder mehrere Lichtquellen notwendig, oder aus einer Lichtquelle werden Strahlengänge unterschiedlicher Farbe gewonnen. Die verschiedenen Farben werden in der Intensität getrennt geregelt und müssen, sauber zu einem resultierenden Strahlengang zusammengebracht werden. Die Grundlage der Farbsynthese liefert die Farbmetrik (beschrieben z.B. in Bergmann, Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd. III Optik, Walter de Gruyter, Berlin /New York 1987). Die Farbmetrik geht davon aus, daß das Farbsehen auf der Existenz von drei Zapfenartfen im Auge beruht, welche drei unterschiedliche spektrale Empfindlichkeitskurven besitzen. Oft wird die Farbsynthese durch das Zusammenfügen von drei verschiedenfarbigen Lichtstrahlen ausgeführt. D. h. aber nicht, daß auf diese Art die gesamte Farbpalette darstellbar wäre , die mit den drei unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeitskurven erfaßt (und gesehen) werden kann. Beispielsweise ist es nicht möglich ein schmalbandigeres Blau zu erzeugen, als wie es durch die blaue Komponente bei der Farbsynthese vorgegeben ist. Das Auge kann die Unterschiede in der Farbe aber sehr wohl unterscheiden, weil die spektralen Empfindlichkeitskurven sich überlappen. Auch die Synthese aus wenigen schmalbandigen Komponenten bringt Nachteile, denn dann tritt das Problem der bedingt-gleichen Farben auf. D. h. verschiedene Körper werden nur unter bestimmter Beleuchtung als gleichfarbig empfunden. Trotz der aufwendigen Bauweise und der nicht vollständigen Farbpalette, ist es bisher nicht gelungen die Notwendigkeit der Farbsynthese für bestimmte Anwendungen zu umgehen. Z.B. für Bühnenscheinwerfer, die einen Sonnenaufgang simulieren sollen. Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Farbfilter anzugeben, welches einfach hergestellt werden kann, bei dem die Farbe variiert werden kann und welches eine möglichst große Farbpalette erzeugen kann.

Beschreibung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein variables Farbfilter geschaffen wird, das (a) aus einer Mehrzahl von polarisierenden Bauelementen besteht, bei welchen die Transmission abhängig vom Polarisationszustand des auftreffenden Lichts ist, (b) die polarisierenden Bauelemente im Strahlengang des durchgehenden Lichts hintereinander angeordnet sind, (c) mindestens ein polarisierendes Bauelement nicht als Polarisator im üblichen Sinne ausgebildet ist, sondern derart, daß die Transmission für eine Polarisationsrichtung in farbgebenden Wellenlängenbereichen stark unterdrückt wird oder daß die Sperrung der Transmission für eine Polarisationsrichtung in farbgebenden Wellenlängenbereichen weitgehend aufgehoben wird, und (d) mindestens ein polarisierendes Interferenzbauelement so angeordnet ist, daß seine Polarisationsrichtungen bezüglich der Polarisationsrichtungen von wenigstens einem anderen polarisierenden Bauelement gedreht werden können.

Übliche Polarisatoren haben die Aufgabe, die Transmission für eine Polarisationsrichtung möglichst vollständig zu sperren, dagegen die andere Polarisationsrichtung möglichst ungehindert hindurchgehen zu lassen. Das erfindungsgemäße variable Farbfilter erfordert nun polarisierende Bauelemente, bei welchen die Aufgabenstellung für gewisse Wellenlängebereiche genau umgekehrt ist. Die Herstellung solcher Bauelemente ist oft sogar leichter, als die Herstellung von Polarisatoren. Bei Polarisatoren bemüht man sich, die Wellenlängenabhängigkeit zu unterdrücken, oder man kann sie dulden, wenn sowieso nur in einem bestimmten Wellenlängenbereich gearbeitet wird (z.B. bei Laser-Anwendungen).

Obwohl das erfindungsgemäße Farbfilter auch subtraktiv wirkt, ist es in der erfindungsgemäßen Anordnung überraschenderweise möglich mehrere - als Filter wirkende - polarisierende Bauelemente im Strahlengang nacheinander einzusetzen und eine sehr große Farbpalette zu erzeugen, wobei der Wirkungsgrad auch bei Verwendung einer größeren Zahl von Filtern erstaunlich groß bleibt.

Das Verständnis der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Polarisators erfordert eine saubere physikalische Analyse, weil eine Mehrzahl von Transmissionskurven vorhanden ist und die polarisierenden Bauelemente miteinander wechselwirken. Jedes der polarisierenden Bauelemente, die durch den Index i numeriert werden sollen, hat zwei Transmissionskurven Tp und Ts, getrennt nach s- und p- Komponente:

(2) TSJ = TSJ (λ).

Diese Transmissionskurven sind unterschiedliche Funktionen der Wellenlänge λ. Für einen reinen Polarisator können die Funktionen auch Konstanten sein, die Funktionen (1) und (2) sind aber bei einem Bauelement nie identisch. Die jeweilige Funktion ist durch den Art des polarisierenden Bauelements eindeutig bestimmt.

Das Verständnis für die Wirkungsweise des variablen Farbfilters, das erfindungsgemäß aus einer Mehrzahl von polarisierenden Bauelementen gebildet wird, wobei die polarisierenden Bauelemente im Strahlengang des durchgehenden Lichts hintereinander angeordnet sind, setzt sorgfältige Beachtung des Polarisationszustandes voraus. Die Begriffe s- und p- Polarisation stammen von dem Effekt, daß bei schrägem Lichteinfall das Licht physikalisch in folgende zwei Komponenten aufgespaltet werden kann: s-Komponente, deren elektrische Feldstärke liegt senkrecht zur Einfallsebene p-Komponente, deren elektrische Feldstärke liegt parallel zur Einfallsebene und daß diese beiden denkbaren Komponenten auch tatsächlich ein unterschiedliches Reflektionsverhalten zeigen.

Nun gibt es Polarisatoren, deren Wirkungsweise nicht auf dem Effekt unterschiedlicher Reflektion der Komponenten beruht. Z.B. Kristallpolarisatoren (Doppelbrechung) oder flache Folienpolarisatoren (Absorption). Trotzdem werden die Begriffe s- und p-Polarisation verwendet. Sie beziehen sich dann auf die spezielle Anwendung oder definieren nur bestimmte Richtungen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung muß man deshalb unterscheiden zwischen der Polarisationsrichtung des gesamten variablen Farbfilters und den Polarisationsrichtungen der einzelnen Bauelemente. Es kann nämlich durchaus sein, daß die p-Richtung des einen Bauelements für ein anderes Bauelement die s-Richtung darstellt. Deshalb werden im Folgenden für das gesamte variable Farbfilter die Polarisationsrichtungen pp und sp festgelegt, entsprechend in Fig. 1 einer Polarisation parallel zur Papierebene (eingezeichnet als pp) und einer Polarisation senkrecht zur Papierebene. Zunächst wird angenommen, daß sich im erfindungsgemäßen Farbfilter keine Anordnungen befinden, welche die Polarisationsebene drehen. Dann bleiben die Richtungen pp uns sp erhalten. Die in Fig. 1 eingezeichneten Winkel φj geben die Verdrehung zwischen den Polarisationrichtungen der einzelnen polarisierenden Bauelemente pj und Sj und den Richtungen pp bzw. sp an, derart, daß im Falle φj =0 die Richtungen pp parallel zu pj und sp parallel zu SJ sind. Faßt man die Richtungen als Einheitsvektoren auf, dann lassen sich die Einheitsvektoren pj und SJ darstellen aus den Komponenten pp uns sp durch (3) pj= pp cos(φj ) + sp sin (φj)

(4) SJ= sp cos(φj ) - pp sin (φj).

Unter der Annahme, daß die von den polarisierenden Bauelementen jeweils nicht hindurchgelassenen Anteile des Lichts aus dem Strahlengang entfernt werden ergibt sich für die Transmission des erfindungsgemäßen variablen Farbfilters i=N

(7) T = π (Tp_j (λ) cos2 (_φj ) + TSJ (λ) sin² (φj ) ) + i=o

i=N ü (TSJ (λ) cos² (_φj ) + Tpj (λ) sin² (_φj ) ) i=o mit N als der Anzahl der polarisierenden Bauelemente, wobei der Index i=0 den Polarisationszustand des einfallenden Lichts charakterisiert, insbesondere kann natürliches Licht beschrieben werden durch

(8) φ₀ = 0 Ts₀=0,5 Tp_o= 0,5.

Nun ist die Verwendung jedes polarisierenden Bauelements möglich, welches die erfindungsgemäße Voraussetzung erfüllt, daß es nicht als Polarisator im üblichen Sinne ausgebildet ist, sondern derart ausgebildet ist, daß die Transmission für eine Polarisationsrichtung in einem Wellenlängenbereich¹ stark unterdrückt wird oder daß die Sperrung der Transmission für eine Polarisationsrichtung in einem Wellenlängenbereich weitgehend aufgehoben wird. Z.B. ein geeignetes polarisierendes Folienbauelement, bei welchem ein nicht über den gesamten sichtbaren Bereich absorbierender Farbstoff eingesetzt wurde. Die Transmissionskurven eines derartigen Bauelements lassen sich aber nicht exakt berechnen, so daß im Folgenden physikalisch eindeutig definierte Interferenzschichtbauelemente behandelt werden. Die Funktion solcher polarisierenden Bauelemente ist eindeutig bestimmt, wenn folgende Parameter vorgegeben werden: Alle Brechzahlen, die Auftreffwinkel im Strahlengang auf optisch wirksame Flächen (insbesondere die Neigung der mit Interferenzschichten versehenen Flächen), die Schichtdicken der Interferenzschichten, evtl. auftretende Absorption oder Lichtstreuung. Die Funktionen können mit diesen Angaben eindeutig berechnet werden. Umgedreht ist die Berechnung der Parameter aus vorgegebenen Transmissionskurven allerdings in der Regel nicht möglich. Eine Näherung für physikalisch sinnvolle Vorgaben ist aber häufig mit gutem Ergebnis möglich. Bis auf die Auftreffwinkel, die von der Lage im Strahlengang abhängen, sind alle anderen Parameter nach der Herstellung des polarisierenden Bauelements kaum noch zu ändern. Durch geeigneten Aufbau des Schichtsystems können recht viele unterschiedliche Transmissionskurven realisiert werden. Insbesondere dann, wenn man eine hohe Schichtzahl zuläßt. Man kann aber auch mehrere (z.T. gleichartige) Schichtsysteme in einem Bauelement nacheinander anordnen. Dadurch wird die Berechnung der Funktion des erfindungsgemäßen Farbfilters etwas komplizierter, aber der Aufbau kann wesentlich vereinfacht werden. Deshalb wird im Folgenden diese Ausführung erläutert und verwendet. In Fig. 2 trifft ein von links kommender Lichtstrahl auf zwei schräg angeordnete, gleichartige Interferenzschichtsysteme I, die ein polarisierendes Bauelement bilden. Die Annahme, daß die reflektierte Komponente aus dem Strahlengang entfernt wird, ist hier nicht zutreffend. Und die Transmission muß aus der Summe der (unendlich vielen) versetzten Strahlengänge berechnet werden. Die Interferenzschichtsysteme seien nicht absorbierend. Dann ergibt Transmission T und Reflektion R zusammen T+R=1. Bei jedem Strahlengang T_n muß das Licht zweimal ein Schichtsystem durchdringen, wird aber unterschiedlich oft reflektiert. Mit den Bezeichnungen aus Fig. 2 ergibt sich:

(9) T_n =(1-R) 2R2π

O «7 °ö

(10) T = Σ T_n = Σ (1-R) 2R2n = (1_R) 2 ∑ R2n n=o n=o n=o

Die Summe in (10) enthält die Reihe 1 + R + R4 + R6 + RS + Rio + Diese Reihe läßt sich für R<1 durch 1/(1-R²) ausdrücken. So daß die Transmission durch zwei Schichtsysteme, welche jeweils einen Anteil R reflektieren, sich berechnen läßt nach

(11) T=(1-R) 2 /(1-R2).

Entsprechend (11 ) müssen dann die in (7) stehenden Faktoren, die jeweils die Transmission für das Bauelement bedeuten, korrigiert werden.

Die bis hierher genannten Beziehungen gestatten es, ein Ausführungsbeispiel zu erläutern. Aufgabe für dieses Ausführungsbeispiel soll sein, ein Farbfilter für einen Scheinwerfer zu schaffen. Das Farbfilter soll variabel sein und über eine große Farbpalette verfügen. Aufgebaut wird das Farbfilter aus fünf polarisierenden Baulementen, entsprechend der Fig. 1. Die Grenzflächen zwischen den einzelnen Bauelementen seien hinreichend entspiegelt. Die Wirkung der polarisierenden Bauelemente soll allein auf Interferenz beruhen, wobei die Schichtmaterialien absorptionsfrei sind. In jedem Bauelement sind zwei gleichartige Interferenzschichtsysteme angeordnet, die eingebettet sind in ein Material der Brechzahl 1,5, entsprechend Fig. 2, allerdings unter einem Winkel von 58°. Folgende Tabelle gibt den Aufbau der Schichtsysteme an:

Schichtdicken in nm für Bauelement Nr.

SchichtNr. Brechzahl 1 2 3 4 5

1 2,4 104 116 128 143 158

2 1,5 167 185 205 228 253

3 2,4 104 116 128 143 158 Verglichen mit anderen Interferenzschichtsystemen handelt es sich hier um sehr einfache Schichtsysteme: geringe Schichtzahl, reine λ 4 - Systeme, nur die Bezugswellenlänge wurde geändert. Diese Schichtsysteme können selbstverständlich, je nach Anwendungsfall optimiert werden. Die Reflektionskurven für die s-Komponente ausgehend von natürlichem Licht an jeweils einem einfachen Interferenzschichtsystem I der polarisierenden Bauelemente 1 und 5 sind in Fig. 3 dargestellt. Die Transmission ergibt sich wegen der Absorpionsfreiheit aus T = 1 - R. Das Licht trifft unter einem Einfallswinkel von 58° auf das Interferenzschichtsystem. Dieser Winkel entspricht bei den verwendeten Brechzahlen etwa dem Brewster-Winkel, so daß die Reflektion für die p-Komponente praktisch gleich Null ist. Die Figur verdeutlicht, daß die Sperrung der Transmission hier der s-Komponente erfindungsgemäß für farbgebende Wellenlängenbereiche weitgehend aufgehoben wird: Das polarisierende Bauelement 1 sperrt nicht im Bereich von etwa 400 - 500 nm, und läßt damit blaues Licht hindurch. Während das Bauelement 5 sowohl im roten als auch im blauen Bereich hindurchläßt. Die anderen Bauelemente zeigen prinzipiell das gleiche Verhalten, nur sind die Kurven bezüglich der Wellenlänge verschoben. Einzeln verwendet zeigen die polarisierenden Bauelemente nur geringe Farbtiefe, weil die p-Komponente praktisch ungehindert hindurchgelassen wird und die Farbe verweißlicht. Erst die erfindungsgemäße Anordnung einer Mehrzahl dieser Bauelemente schafft ein brauchbares Farbfilter. Wobei die Variation der Farbe verglichen mit herkömmlichen Anordnungen denkbar einfach auszuführen ist , dadurch daß erfindungsgemäß mindestens ein polarisierendes Interferenzbauelement so angeordnet ist, daß seine Polarisationsrichtungen bezüglich der Polarisationsrichtungen von wenigstens einem anderen polarisierenden Bauelement gedreht werden können. Diese Drehung läßt sich technisch sehr einfach ausführen, beispielsweise durch Drehen des jeweiligen polarisierenden Bauelements bezüglich einer Achse, die parallel zum Strahlengang des einfallenden Lichts liegt. Auch besteht die Möglichkeit zwischen den einzelnen Bauelementen Vorrichtungen anzuordnen, welche die Polarisationsebene des Lichts steuerbar drehen. Es gibt eine ganze Reihe physikalischer Effekte, die dies bewirken können (z.B. optische Aktivität, kristalline Flüssigkeiten, induzierte Doppelbrechung, Faraday-Effekt). So daß auch eine nichtmechanische Drehung der Polarisationsrichtungen möglich ist, die dann trägheitslos und unter Umständen sehr schnell erfolgen kann. Auch ist es dann nicht mehr notwendig, die polarisierenden Bauelemente als getrennte Körper einzusetzen. Bei der weiteren Behandlung wird nur vorausgesetzt, daß auf irgendeine Weise die Winkel φj verändert werden können. Diese Winkel φj bilden einen

Parametersatz, der im Folgenden durch (φ.- ,φ₂, φ₃, φ₄, φ₅) gekennzeichnet wird. Die Variation des Farbfilters geschieht nun allein durch Verändern des Parametersatzes. In Fig. 4 sind die Transmissionskurven für die Parametersätze

A: (0, 0, 0, 0, 0) B: (0, 45, 45, 0, 0) C: (0, 90 , 90, 0, 0) dargestellt, die Winkelangaben sind in Grad. Interessant ist für den Parametersatz A, daß nahezu weißes Licht hindurchgelassen wird, obwohl fünf polarisierende Bauelemente eingesetzt wurden, die jeweils beachtliche Wellenlängenabhängikeit zeigen. Die Variation B und C ist für die gleiche Schwerpunktwellenlänge und damit im Prinzip für die gleiche Farbe ausgeführt. Es gelingt aber offensichtlich, die Bandbreite der Farbe zu verändern, im Gegensatz zum Beispiel zu den wesentlich aufwendiger herzustellenden Geräten, die Farbsynthese ausführen. Auch die in Fig. 4 erkennbare Intensität der Farben ist erstaunlich groß. Wenn Farbsynthese mit drei Lampen ausgeführt wird und maximal 100 % Durchlaß erreicht wird, dann ergibt sich pro Lampe nur ein Wirkungsgrad von 33%. Obwohl bei dieser Ausführung des erfindungsgemäßen Farbfilters fünf polarisierende Bauelemente subtraktive Farbmischung betreiben, werden hier im Maximum 50% Wirkungsgrad erreicht.

Eine Variation der Schwerpunktwellenlänge der Farben ist in Fig. 5 dargestellt. Die Parametersätze

D: (0, 80, 40, 0, 0) E: (0, 40, 80, 0, 0) zeigen, daß es auf einfache Art möglich ist, die Schwerpunktwellenlänge zu verschieben. Diese Verschiebung kann noch wesentlich feinfühliger erfolgen.

Insgesamt gibt es eine sehr große Anzahl unterschiedlicher Parametersätze, und damit verfügt das erfindungsgemäße variable Farbfilter auch über eine große Farbpalette. Viele Parametersätze ergeben zwar ähnliche Farben, trotzdem ist eine Vielzahl von Farben erzeugbar, nicht nur "reine" Farben wie zum Beispiel durch den Parametersatz

F: (0, 0, 45, 0, 90) in Fig. 5 verdeutlicht wird.

Nicht für alle Anwendungen ist eine derart große Farbpalette notwendig. Beispielsweise, um in der Phototechnik einen Farbstich zu korrigieren. Im einfachsten Fall sind nur einige Blau- und Gelbfilter erforderlich. Eine derartige Aufgabe kann durch ein erfindungsgemäßes variables Farbfilter auch gelöst werden. Dann ist es unter Umständen ausreichend, wenn nur zwei polarisierende Bauelemente angeordnet werden. Es muß aber erfindungsgemäß mindestens ein polarisierendes Bauelement derart ausgebildet ist, daß die Transmission für eine Polarisationsrichtung in farbgebenden Wellenlängenbereichen stark unterdrückt wird oder daß die Sperrung der Transmission für eine Polarisationsrichtung in farbgebenden Wellenlängenbereichen weitgehend aufgehoben wird.

Umgedreht ist es natürlich auch möglich, die Anzahl der polarisierenden Bauelemente zu erhöhen, um dann über eine Farbpalette zu verfügen, die zwar für das Farbsehen nicht erforderlich ist, aber die Anwendung auf technische Bereiche (z.B. die Messung wellenlängenabhängiger Effekte) erweitert.

Die oben genannte Machbarkeit der trägheitslosen, schnellen Veränderung der Parametersätze ermöglicht darüber hinaus auch eine Kombination aus subtraktiver Farberzeugung und Farbsynthese mit dem erfindungsgemäßen variablen Farbfilter. Denn das Auge addiert schnell aufeinanderfolgende Farbeindrücke. In Gleichung (7) gehen die Transmissionsfunktionen für die s-Komponenten und für die p-Komponenten gleichberechtigt ein. So daß, anders als im oben ausgeführten Beispiel, es auch möglich ist, polarisierende Bauelemente zu verwenden, bei denen die Transmission der p-Komponente in farbgebenden Bereichen unterdrückt wird. Auch ist es zur Ausführung des erfindungsgemäßen Polarisators möglich, daß beide Komponenten eine ausgeprägte Wellenlängenabhängigkeit zeigen.

Claims

Patentansprüche

1. Variables Farbfilter, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Filter aus einer Mehrzahl von polarisierenden Bauelementen gebildet wird, bei welchen die Transmission abhängig vom Polarisationszustand des auftreffenden Lichts ist,

(b) die polarisierenden Bauelemente im Strahlengang des durchgehenden Lichts hintereinander angeordnet sind,

(c) mindestens ein polarisierendes Bauelement nicht als Polarisator im üblichen Sinne ausgebildet ist, sondern derart ausgebildet ist, daß die Transmission für eine Polarisationsrichtung in farbgebenden Wellenlängenbereichen stark unterdrückt wird oder daß die Sperrung der Transmission für eine Polarisationsrichtung in farbgebenden Wellenlängenbereichen weitgehend aufgehoben wird, und

(d) mindestens ein polarisierendes Interferenzbauelement so angeordnet ist, daß seine Polarisationsrichtungen bezüglich der Polarisationsrichtungen von wenigstens einem anderen polarisierenden Bauelement gedreht werden können.