DE1069897B - - Google Patents

Description

In verschiedenen Zweigen der Optik, insbesondere bei der Farbenphotographie und dem Farbenfernsehen, müssen mehrere Farbenauszüge, desselben Objektfeldes gleichzeitig hergestellt werden. Die Teilung oder Vereinigung dieser Farbenauszüge soll mit mögliehst wenig Lichtverlust in dem betreffenden Spektralbereich vorgenommen werden, um die größtmögliche Wirkung bezüglich des Materials, von dem oder auf das das betreffende Bild entworfen wird, sicherzustellen. Als solche Materialien können photographisch empfindliche Emulsionen, durchscheinende Schirme für die additive Projektion, photoempfindliche Schirme von Fernsehkameras oder elektronenerregte Leuchtschirme von Fernsehempfängern auftreten.

Es sind verschiedene Anordnungen zur Erreichung der erwähnten Zwecke vorgeschlagen worden. Unter diesen ragen diejenigen Systeme hervor, welche von sogenannten Strahlenteilerflächen oder teils durchlässigen Reflektoren Gebrauch machen. Diese teilen einen einfallenden Lichtstrahl in einen durchgelassenen und einen reflektierten Strahl oder vereinigen zwei Teilstrahlen.

Derartige Systeme können eine oder mehrere Strahlenteilerflächen aufweisen. Eine einzige Fläche erzeugt zwei Strahlen für Zweifarbensysteme, kann aber auch zum Betrieb mit drei oder mehr Farbauszügen herangezogen werden, wenn zwei oder mehr übereinanderliegende oder ineinanderliegende leuchtende oder belichtete Flächen im Weg des einen oder beider Teilstrahlen angeordnet werden. Für Systeme mit mehr als zwei Teilstrahlen sind zwei oder mehr Strahlenteilerflächen erforderlich.

Bei Anordnungen, worin von zwei übereinanderliegenden bildaussendenden oder bildempfangenden Flächen Gebrauch gemacht wird, wird das die hintere dieser Fläche erreichende Licht durch die vordere Fläche beeinflußt. Dies ist in gewisser Hinsicht ein Nachteil, der jedoch oft durch die Tatsache aufgehoben wird, daß Zweistrahlanordnungen konstruktive Schwierigkeiten umgehen oder kürzere optische Weglängen aufweisen als gewisse Dreistrahlanordnungen.

Infolge der erwähnten unvermeidlichen Lichtverluste bei übereinanderliegenden Bildflächen (Bipacks) wird indessen die Aufnahmegeschwindigkeit der Hinterfläche durch die Lichtabsorption in den davorliegenden Schichten vermindert. Diese Schichten enthalten im Falle photographischer Aufnahmegeräte gewöhnlich Farbfilter zusätzlich zu der vorderen Emulsion und ihrem Träger. Um diese Wirkung möglichst klein zu halten, wird die vordere Emulsion oft ungewohnlich dünn gehalten. Hierdurch wird zwar mehr Licht durchgelassen, aber es treten andere Schwierigkeiten auf.

Die tatsächlich zur Wirkung kommenden Energie-Verfahren zur Herstellung

von Mehrfarbenauszügen

mit Interferenzfiltern

Anmelder:

Technicolor Motion Picture Corporation, Hollywood, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

LeRoy Matthew Dearing und Donald Horton Kelly,

Los Angeles, Calif. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

betrage der einzelnen Farbauszüge hängen also nicht allein von den Eigenschaften des Strahlenteilers ab, sondern werden auch von den Eigenschaften des optischen Weges (Absorption im Glas oder einer Emulsion zwischengeschaltete Farbfilter usw.) sowie der Natur der betreffenden Bildfläche beeinflußt. Dieser in dem betreffenden Lichtweg an einem bestimmten Bildempfänger eine Farbwirkung hervorrufende Energiebetrag wird in Zukunft als »effektive Farbempfindlichkeit« bezeichnet. Sie ist nach dem Gesagten häufig wesentlich verschieden von der eigenen Selektivität und Empfindlichkeit des Bildempfängers, z. B. den Eigenschaften der photographischen Emulsion oder der photoelektrischen Empfindlichkeitskurve des Schirmes einer Kathodenstrahlröhre.

Obwohl das Problem einer ungleichen effektiven Farbempfindlichkeit bei Anordnung mit zwei Teilstrahlen und drei Aufnahmeflächen besonders brennend ist, tritt es auch auf, wo drei Teilstrahlen zusammen mit drei getrennten Bildflächen verwendet werden. Dies rührt davon her, daß nach der Trennung und Anbringung in voneinander unabhängigen Öffnungen die drei Aufnahmeflächen im allgemeinen noch nicht hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit auf die betreffenden Farbauszugbilder aufeinander abgestimmt sind. Im Falle einer photographischen Aufzeichnung sind die Dicke der lichtempfindlichen Schicht, die absolute Lichtempfindlichkeit und die Korngröße miteinander verknüpft, so daß die Empfindlichkeitssteigerung in gegebenen Spektralbereichen, die ohne übermäßige Grobkörnigkeit und andere unerwünschten Eigenschaften erreicht werden kann, begrenzt ist. Beispiels-

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weise bewirkt ein gegebenes Korn im grünen oder roten Negativ einen viel störenderen Effekt im fertigen Abzug als dasselbe Korn in der blauen Aufnahme, da das Auge für die gelbe Subtraktivfarbe, in welcher die fertige blaue Teilaufnahme erscheint, eine geringere Kontrastempfindlichkeit aufweist. Infolgedessen kann die blaue Aufnahmeschicht grobkörnig und also lichtempfindlicher als die anderen zwei Schichten gemacht werden. Im Falle der roten und der grünen Aufnahmeschicht ist die Aufnahmegeschwindigkeit der Emulsion außerdem durch die Eigenschaften der verwendeten Sensibilisierungsfarbstoffe begrenzt. Beim gegenwärtigen Stand der Technik der Emulsionsherstellung ist meist die blaue Emulsion in einer Dreistrahlkamera am empfindlichsten, worauf das rote Negativ folgt, während das grüne Negativ die geringste Lichtempfindlichkeit aufweist. Es werden allerdings auch manchmal rote Aufnahmeemulsionen verwendet, die empfindlicher als die anderen Farbnegative sind.

Ein weiterer Faktor, welcher die effektive Farbempfindlichkeit beeinflußt, ist die Filterwirkung, die in den farbselektiven Interferenzüberzügen, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, und auch in den bekannten Absorptionsfiltern, welche die Interferenzüberzüge ergänzen, auftritt.

Da der Nutzen einer derartigen Anordnung von den Lichtenergien abhängt, die niemals im Überfluß verfügbar sind, ist ihr Gesamtwirkungsgrad, nämlich das Verhältnis der am Schluß ausgenutzten zu der anfänglich verfügbaren Lichtenergie von äußerster Wichtigkeit. Hiernach ist es klar, daß dieser Wirkungsgrad nicht nur von der Selektivität und Empfindlichkeit der einzelnen die Energie aufnehmenden oder abgebenden Flächen selbst (wie z. B. photographische, photoelektrische oder elektronenerregte Schichten) abhängt, sondern auch von der effektiven Farbempfindlichkeit in gegebenen Spektralbereichen, zusammen mit den Lichtabsorptionseigenschaften der Strahlenteilerelemente in diesen Spektralbereichen. Die effektive Farbempfindlichkeiten sollten soweit wie möglich derart gewählt sein, daß nur ein minimaler Betrag derjenigen Energie, die in der entsprechenden Bildfläche ausgenutzt werden kann, verlorengeht. In diesem Zusammenhang darf nicht vergessen werden, daß die Empfindlichkeits- und Selektivitätseigenschaften von gemeinsam verwendeten lichtempfindlichen Flächen sich manchmal überlappen. Diese Tatsache muß bei der Auswahl des günstigsten Strahlenteilerelementes für den betreffenden Zweck in Betracht gezogen werden. Eine weitere grundlegend wichtige Überlegung beim Entwurf derartiger Systeme betrifft die Auswahl des geeigneten Farbgleichgewichtes der einzelnen Spektralbereiche, indem nach psychophysiologischen Grundsätzen die Spektralwerte der verschiedenen Teilbilder in Beziehung gesetzt werden, um ein resultierendes Bild zu schaffen, das beim Betrachter ein Gefühl erzeugt, daß das Bild eine verläßliche und vielleicht sogar angenehme Nachbildung natürlicher oder künstlerischer Wirkungen darstellt.

Unter Beachtung der oben erläuterten Probleme und Bedingungen liegt das Hauptziel der Erfindung darin, eine Strahlenteileranordnung bzw. Strahlenvereinigungsanordnung zu schaffen, die ein Minimum der einfallenden oder abgestrahlten Energie vergeudet, während sie eine optimale Farbselektivität für die einzelnen Farbauszüge und ein richtiges Farbgleichgewicht im Endbild darbietet. Demgemäß soll das Licht von einem Objektfeld mit maximalem Wirkungsgrad geteilt werden, so daß kein Licht dadurch verlorengeht, daß es fälschlich auf eine Fläche gerichtet wird, wo sein Spektralbereich nicht benötigt wird, so daß jeder Teilstrahl nur Licht des ihm ausdrücklich zugeordneten Spektralbereiches mitführt, wobei diese Spektralbereiche scharf voneinander unterschieden sind, ohne sich mehr als nötig zu überlappen oder Randbereiche zu unterdrücken. Ferner soll die Strahlenteileranordnung unabhängig von Polarisationserscheinungen sein, die gelegentlich durch Reflexionen im Objektfeld verursacht werden. Das zu diesem ίο Zweck erfindungsgemäß angewandte Verfahren zur Herstellung von Mehrfarbenauszügen mit Hilfe von mindestens einem teildurchlässigen, selektiv spiegelnden, aus mehreren Einzelschichten bestehenden Interferenzfilter, das im Strahlengang geneigt angeordnet ist, wobei in mindestens einem Teilstrahlengang ein Farbfilter vorgesehen ist, um das Licht eines Spektralbereiches von einem in diesem Teilstrahlengang sich befindlichen lichtempfindlichen Bildempfänger fernzuhalten, falls dieser gegen Licht des betreffenden Spektralbereiches empfindlich ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Reflexions- und Durchlaßvermögen der Interferenzüberzüge in den einzelnen Spektralbereichen so gewählt wird, daß an den verschiedenen Abbildungsflächen in den einzelnen Färbbereichen gleichmäßige Farbwirkungen hervorrufende Energiebeträge zur Wirkung kommen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf die Farbenphotographie ist ein prismatischer Körper mit zwei gekreuzten Interferenzfiltern vorgesehen, deren Durchlaßreflexionsverhältnisse mit den drei effektiven Farbempfindlichkeiten in der erwähnten Art verknüpft sind.

Weitere in den Ansprüchen gekennzeichnete Einzelheiten und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung. Hierin sind

Fig. 1, 4 und 8 schematische Ansichten von Strah- ' lenteilersystemen gemäß der Erfindung,

Fig. 2, 5, 7 und 9 Diagramme zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Systeme nach Fig. 1, 4 und 8, Fig. 3 und 6 vergrößerte schematische Darstellungen von Überzügen nach Fig. 1 bzw. 4,

Fig. 10 eine schematische Ansicht ähnlich Fig. 1 eines Strahlenteilersystems anderer Art, das jedoch ebenfalls von der Erfindung Gebrauch macht,

Fig. 11 eine schematische Ansicht ähnlich Fig. 10, aber mit zwei reflektierenden Flächen, und

Fig. 12 eine schematische Ansicht einer Fernsehsendeanordnung unter Verwendung der Erfindung. In Fig. 1 bis 3 ist die Erfindung in Anwendung auf ein Strahlenteilersystem von der allgemeinen Art in der in der deutschen Patentschrift 708 247 beschriebenen Anordnung dargestellt. In Fig. 1 bedeutet L ein geeignetes Linsensystem, Pl und P 2 sind die Hälften eines in der Diagonale durchgeschnittenen würfelförmigen Prismas P, und B, G und R sind photographische Emulsionen, welche die Bildflächen im oben erläuterten Sinne darstellen und von Zelluloidfilmen Sb, Sg bzw. Sr getragen werden. Das Prisma trägt ein Viertelwellenlängenplättchen Q, ein blauabsorbierendes Gelbfilter Fb und ein ultraviolettabsorbierendes Filter Fv auf den äußeren Durchgangsflächen pl, pg bzw. pr, während die inneren, diagonal geneigten Flächen der Prismenhälften P1 und P2 einen optischen Interferenzüberzug D tragen. Der Interferenzüberzug D, dessen Aufbau im einzelnen aus Fig. 3 hervorgeht, läßt praktisch alle blauen Strahlen b und roten Strahlen r durch, reflektiert grüne Strahlen gl und läßt grüne Strahlen g2 durch. Bei Annähme eines bekannten, nicht selektiven Strahlen-

teilers ist die Lichtempfindlichkeit des Bipacks B, R in vielen Fällen geringer als diejenige des Vorderoder Hinterfilms jeweils allein, und zwar deshalb, weil einerseits die Belichtungsgeschwindigkeit des Hinterfilms durch die Lichtabsorption der verschiedenen Bauteile des Vorderfilms, die nicht vollkommen durchsichtig gemacht werden können, vermindert wird und weil andererseits die Emulsion des Vorderfilms ungewöhnlich dünn gemacht wird, um die Lichtabsorption in ihr herabzusetzen.

Die effektiven Farbempfindlichkeiten der drei Emulsionen B, G, R sind für ein bekanntes System in den Kurven Eb, Eg und Er der Fig. 2 dargestellt. Hier sind die erwähnten effektiven Farbempfindlichkeiten der einzelnen Emulsionen im Maß der relativen spektralen Empfindlichkeit gegen die Wellenlänge aufgetragen. Wie oben erwähnt, umfassen diese effektiven Farbempfindlichkeiten die Wirkungen des Strahlenteilerkörpers einschließlich Filtern in den Lichtwegen und der Farbstoffe in den Emulsionen sowie die farbenphotographischen Selektivitäten und Lichtempfindlichkeiten, welche den Emulsionen zu eigen sind. Die betreffenden Spektralbereiche werden hier als Blau, Grün und Rot bezeichnet, wodurch die Hauptfarben, die auf den betreffenden Emulsionen B, G und R aufgezeichnet werden, angenähert angedeutet sind, obwohl die Farbempfindlichkeiten sich in gewissen Bereichen des Spektrums etwas überlappen können.

Obwohl Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform darstellt, worin der Bipack aus der Blau- und Rotemulsion besteht, wobei die Blauemulsion den Vorderfilm des Bipacks darstellt und der Bipack sich im durchgelassenen Strahl befindet, können Abänderungen dieser Anordnung verwendet werden, so daß z. B. die Rot- und Grünemulsionen den Bipack bilden oder die grüne Bildfläche das durchgelassene anstatt des reflektierten Lichtes empfängt. Bei der Anordnung nach Fig. 1 liegen die Verhältnisse hinsichtlich. Wirkungsgrad, Farbselektivität und Farbgleichgewicht folgendermaßen:

Offenbar ist der Wirkungsgrad des Systems als Ganzes durch die am wenigsten empfindliche öffnung, d. h. in diesem Falle diejenige mit dem blauroten Bipack, begrenzt. Der Wirkungsgrad ist also durch denjenigen Bruchteil des Lichtes bestimmt, der die Bipack-Emulsionen erreicht, und zwar in denjenigen Farben, für welche der Bipack empfindlich ist. Die Selektivität ist durch den aus dünnen Schichten bestehenden dichroitisch selektiven Reflektor D und die Filter Fb und Fv bestimmt. Bei bekannten Anordnungen dieser Art kann sie nur mittels der Sensibilisierungsfarbstoffe beeinflußt werden, welche den Emulsionen während der Herstellung zugesetzt werden, sowie durch scharf abschneidende Filter, die in die Anordnung eingeführt werden, entweder in Form von Filterfolien, die dem Prisma benachbart sind oder von Farbstoffschichten, die auf den Film selbst aufgebracht werden, Ein Farbgleichgewicht ist vorhanden, wenn alle drei Aufnahmeflächen gleichmäßig auf eine gegebene Intensität weißen Lichtes ansprechen. Wenn die effektiven Farbempfindlichkeiten der drei Filme nicht gleich sind, wie es durch die Kurven E der Fig. 2 dargestellt ist, müssen sie einander angeglichen werden. Dies kann jedoch in bekannten Anordnungen nicht bewirkt werden, ohne daß entweder der Wirkungsgrad oder die Selektivität verschlechtert wird, weil die bekannten Strahlenteiler für praktische Zwecke keine selektiven Eigenschaften hinsichtlich der Spektralbereiche aufweisen, obwohl sie für ein durchschnittliches Reflexionsdurchlaßverhältnis, das für alle Spektralbereiche nahezu gleich ist, eingestellt werden können. So kann ein verhältnismäßig größerer Betrag an Licht auf die, öffnung mit der kleineren Selektivität, in vorliegendem Falle die Blaurotöffnung, gerichtet werden. Obwohl dieses Hilfsmittel die effektiven Farbempfindlichkeiten ausgleicht, ist es außerordentlich unwirtschaftlich, weil die unerwünschten Spektralbereiche vor den öffnungen, die diese Bereiche nicht aufzeichnen, ausgefiltert werden müssen.

ίο Es ist vorgeschlagen worden, in geringem Maße selektive Reflektoren zu verwenden, beispielsweise aus metallischem Gold oder dichroitischen Farbstoffen. Indessen ist die Selektivität dieser Reflektoren so gering und auf wenige Spektralbereiche beschränkt, daß sie den Wirkungsgrad derartiger Anordnungen nicht wesentlich verbessern können. Die,se Reflektoren aus Gold oder Farbstoff werden manchmal als dichroitische Reflektoren bezeichnet. Die Leistungsfähigkeit rechtfertigt diese Bezeichnung kaum, obwohl sie in verschiedenen Farben erscheinen, wenn sie in reflektiertem öder durchgelassenem Licht betrachtet werden. Der Leistungsverlust infolge mangelnder Selektivität des halbdurchlässigen Reflektors wird weniger schlimm, wenn die Selektivität der einen öffnung im Vergleich zu derjenigen der anderen, öffnung absinkt. Tatsächlich liegt die wirksamste Methode der Anwendung einer nichtselektiv reflektierenden Fläche darin, das Licht ohne Rücksicht auf die Farbe derart zu teilen, daß die öffnung mit geringer Selektivität bevorzugt wird. Der hierdurch erzielte Wirkungsgrad ist jedoch weit vom Ideal entfernt, da die höchsterreichbare Leistung der öffnung mit der geringsten Selektivität, im vorliegenden Beispiel derjenigen mit dem Bipack, nicht ausgenutzt wird. Bei dieser Ausführungsform würden beispielsweise nur 80% des einfallenden roten und blauen Lichtes den Bipack erreichen, so daß eine Steigerung der Belichtungsgeschwindigkeit um 25 %> erreicht werden könnte, wenn der Bipack alles Licht, für das er empfindlich ist, erhalten würde. Offensichtlich kann dies mit bekannten Reflektoren nicht erreicht werden, da diese eine große Menge grünes Licht dem Bipack zuführen, während sie, gleichzeitig viel rotes und blaues Licht in die grüne öffnung strahlen und verschwenden.

Wenn die Belichtungsgeschwindigkeit der grünen Aufnahme gesteigert werden könnte, wäre es möglich, den Strahlenteiler neu einzustellen, wodurch die, Empfindlichkeit der ganzen Anordnung in nur geringem Maße erhöht würde. Wenn andererseits die Belichtungsgeschwindigkeit des Bipacks gesteigert würde, würde die Gesamtbelichtungsgeschwindigke.it ebenfalls zunehmen, aber der Wirkungsgrad oder der nutzbare Teil dieser Empfindlichkeit würde in Wirklichkeit abfallen. Der nichtselektive Reflektor ist also nicht nur nachteilig bei Verwendung mit einem Film der zur Zeit verwendeten Art, sondern begrenzt auch den Nutzen vorhersehbarer Verbesserungen in der Herstellung photographischer Emulsionen. Dasselbe gilt für die erwähnten Metallreflektoren,, deren Selektivitat einen festen Wert hat und nicht veränderbar ist, so daß sie in zwei gegebenen Spektralbereichen durchlassen und reflektieren, wobei für die zwei Bereiche zwei verschiedene fe,ste Durchlaßreflexionsverhältnisse gelten. Beispielsweise läßt Gold sowohl den roten als auch den grünen Spektralbereich durch und reflektiert ihn zugleich, obwohl mehr grünes Licht durchgelassen und mehr rotes Licht reflektiert wird.

Erfindungsgemäß erhält man einen optimalen Wirkungsgrad durch Ausnutzung gewisser Möglichkeiten, die den nun erhältlichen dichroitischen Reflektoren

innewohnen, welche aus übereinandergelagerten, dünnen Schichten eines dielektrischen Materials mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex bestehen. Die Absorption dieser aus dünnen Schichten bestehenden Reflektoren ist sehr gering, so daß praktisch alles Licht einer Farbe, das nicht auf eine öffnung reflektiert wird, zur anderen Öffnung durchgelassen wird. Die Spektralselektivität dieser Reflektoren ist bestimmt durch die Dicke der einzelnen Schichten im Verhältnis zur Wellenlänge des zu reflektierenden Spektralbereiches, während der Wirkungsgrad eine Funktion der Gesamtzahl der verwendeten Schichten ist. Durch Niederschlag des betreffenden Materials mittels Aufdampfung oder Sublimierung in einer Anzahl von solchen dielektrischen Schichten können stark selektive Reflektoren dieser Art hergestellt werden, die bei Reflexion bzw. Durchlaß verschiedene, sehr leuchtende Farben darbieten, so daß der Ausdruck »dichroitisch« diesen Flächen mit weit mehr Berechtigung zuerkannt werden kann als den obenerwähnten Metall- oder Farbstoffreflektoren. Bei Anordnungen der hier geschilderten Art wären diese dünnen Interferenzschichten weit wirksamer als die bisher verwendeten mehr oder weniger neutralen Reflektoren, wenn die effektiven Farbempfindlichkeiten einigermaßen gut ausgeglichen wären. Dies ist jedoch nicht der Fall und wird wahrscheinlich, soweit man bisher sagen kann, auch nicht erreicht werden, so daß der einfache Ersatz der bisher verwendeten Reflektoren durch diese neuen Schichten keinen sehr bedeutenden Fortschritt hinsichtlich des Problems der Strahlenteilung mit optimalem Wirkungsgrad bei Aufrechterhaltung der richtigen Farbenselektivität und des richtigen Farbgleichgewichtes bietet. Beispielsweise kann im oben beschriebenen Fall der Bipack eines Systems mit unausgeglichener Selektivität gemäß den Kurven E der Fig. 2 schon 80% des Lichtes von einem neutralem Reflektor aufnehmen. Da dieser Faktor den Wirkungsgrad der Anordnung begrenzt, ergibt sich beim Einsatz eines Interferenzreflektors, der nach den bekannten Grundsätzen gestaltet ist, keinerlei Verbesserung der Aufnahmegeschwindigkeit.

In diesem Zusammenhang muß auch beachtet werden, daß die Grenzwellenlängen von Reflektoren aus dünnen Schichten durch die optischen Interferenzerscheinungen der betreffenden Schichten bestimmt sind, so daß nach Festlegung der Bandbreite und der Stelle größter Reflektion die Gestalt der Randkurven ziemlich festliegt, und zwar auf eine Weise, die nicht unbedingt ideal für die Farbentrennung in der Photographie, ist. So begrenzt der einfache Austausch der bekannten Farbfilter gegen Interferenzreflektoren bezüglich der Farbselektion die Leistung des Systems als Ganzes ziemlich, da eine unabhängige Einstellung der Kurvengestalt für die drei Aufnahmen nicht möglich ist. Hauptsächlich aus diesen Gründen sind die Vielfachschichten bisher nicht für photographische . Geräte mit Strahlenteileranordnungen für verschiedene Spektralbereiche und effektiven Farbempfindlichkeiten verwendet worden.

Erfindungsgemäß werden die drei Erfordernisse für eine ideale Strahlenteileranordnung bzw. Strahlenvereinigungsanordnung, nämlich befriedigender Wirkungsgrad, Farbselektivität und Farbengleichgewicht, folgendermaßen erreicht, wobei jedoch stets zu beachten ist, daß die Leistungsfähigkeit auch des besten . Strahlenteilers nicht ideal sein kann, sondern nur eine möglichst gute Qualität aufweist, solange die effektiven Farbempfindlichkeitskurven nicht ausgeglichen sind und einander überlappen. Ein vollkommener Wirkungsgrad und eine ideale Selektivität schließen sich sogar in der Theorie bei praktisch erhältlichen Materialien gegenseitig aus.

Man erhält optimalen Wirkungsgrad, optimale Selektivität und bestes Farbengleichgewicht, indem man anstatt der leicht erzielbaren, vollständig dichroitischen Selektivität der neuen Interferenzreflektoren nur eine Teilselektivität gemäß den nun zu erläuternden Grundsätzen verwendet. Die Farbselektionseigenschaften der erfindungsgemäßen Reflektoren sind durch die Kurven dl, d2 und d3 der Fig. 2 gegeben. Kurve dl zeigt z.B., daß die entsprechende Fläche D nur etwa ein Viertel des grünen Lichtes zu der Öffnung für die grüne Aufnahme reflektiert, jedoch etwa drei Viertel grünen Lichtes und nahezu alles rote und blaue Licht zum Bipack durchläßt und somit praktisch die gesamte begrenzte Aufnahmegeschwindigkeit des Bipacks ausnutzt. Es sei darauf hingewiesen, daß der Hauptzweck derartiger Reflektoren nicht nur die Farbselektivität ist, sondern auch das Farbengleichgewicht und der Wirkungsgrad des Systems als Ganzes. Sie sind viel wirksamer als stark selektive Interferenzüberzüge, die im wesentlichen als Filter wirken, die in einem Spektralbereich praktisch alles reflektieren und in einem anderen Bereich praktisch alles durchlassen. Beispielsweise erfüllt der Überzug der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung durchaus nicht vollkommen die Aufgabe der bekannten Farbtrennungsfilter. Er sendet noch einen unverwendbaren Anteil des grünen Lichtes, nämlich etwa zwei Drittel desselben zu der Bipack-öffnung, wo dieser Anteil durch bekannte Filter in Zusammenarbeit mit den Farbempfindlichkeitseigenschaften der Bipack-Emulsionen unwirksam gemacht wird. Trotzdem hat diese Anordnung einen fast 25% höheren Wirkungsgrad als Anordnungen mit nicht selektiven oder praktisch vollkommen selektiven Reflektoren, wobei zum Vergleich die effektive Farbempfindlichkeit bei photographischen Filmen, wie sie zur Zeit zur Herstellung von Farbaufnahmen erhältlich sind, herangezogen wurde. In diesem Sinne können Interferenzüberzüge der hier vorgeschlagenen Art als halbdichroitische oder halbselektive Strahlenteiler bezeichnet werden.

Der halbselektive Strahlenteiler gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 beeinflußt nicht die Gestalt aller drei Filmempfindlichkeitskurven, sonnur diejenige der grünen Kurve, in dem das Empfindlichkeitsband der grünen Aufnahme eher verengt wird, als daß es gleichmäßig erniedrigt wird. Obwohl der Reflektor die Empfindlichkeitskurven des roten und des blauen Filmes praktisch unverändert läßt, übermittelt er ihnen doch alles nutzbare rote und blaue Licht. In dieser Hinsicht ist er am wirksamsten, wenn die Grünempfindlichkeit etwas größer ist als diejenige des Bipacks.

Offenbar hängt die genaue Gestalt der charakteristischen Durchlaßreflexionskurve der halbdichroitischen Fläche in jedem praktischen Fall von den herrschenden effektiven Farbempfindlichkeiten ab. Die Eigenschaften des halbdichroitischen Reflektors können demgemäß geändert werden, wie es in den Kurven dl, d2 und d3 der Fig. 2 dargestellt ist, bei denen die Empfindlichkeitsverhältnisse etwa ein Fünftel, ein Drittel bzw. eineinhalb betragen.

Die sich ergebenden effektiven Farbempfindlichkeiten sind in Fig. 2 bei Ab, Ag und Ar angegeben, und zwar für die Reflektorkurve d 1 und die Emulsionsempfindlichkeiten E, wie sie bei einem nicht-

selektiven Reflektor verwendet werden. Wie man sieht, sind diese Selektivitäten A praktisch vollkommen ausgeglichen.

Verfahren zur Herstellung dielektrischer Reflektoren der erwähnten Art sind dem Fachmann bekannt. Eine gewisse Anzahl von Schichten aus nichtleitenden Substanzen mit vernachlässigbarer Lichtabsorption werden in festem Zustand auf eine Fläche aus Glas oder einem anderen durchsichtigen optischen Material mittels Aufdampfung in einer Vakuumkammer niedergeschlagen. Es ist wichtig, daß die Brechungsindizes benachbarter Schichten sich um einen erheblichen Betrag unterscheiden. Gewöhnlich werden nur zwei Materialien verwendet, wobei, abwechselnd Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex in der benötigten Anzahl niedergeschlagen werden. Die Dicke jeder Schicht stellt einen gewissen Bruchteil derjenigen Wellenlänge dar, bei welcher ein Gipfel in der Reflexionsdurchlaßkurve erwünscht ist.

Fig. 3 zeigt in stark vergrößertem Maßstab den Aufbau eines halbdichroitischefi Reflektors gemäß Fig. 1, der so berechnet und hergestellt ist, daß die Kurve dZ (Verhältnis ein Drittel) der Fig. 2 entsteht, d.h. eine Kurve, bei der fast 100°/o des blauen und des roten Spektralbereiches und etwa 40Vo des grünen Bereiches zur Bipack-öffnung durchgelassen werden, während 60°/o des grünen Lichtes zur GrünaufnahmeöfFnung reflektiert werden, wobei die letztere praktisch kein blaues oder rotes Licht empfängt. Es werden dreizehn Schichten angewandt, und jede Schicht hat eine optische Dicke (ausgedrückt durch die Formel η ■ t ■ cos Θ, wobei t die tatsächliche Dicke, η der Brechungsindex und Θ die Neigung der Fläche gegen einen ausgewählten Strahl ist), welche in Richtung parallel zum einfallenden Lichtstrahl gleich einem Viertel oder einem ungeraden Vielfachen derjenigen Wellenlänge ist, welche den Gipfel des zu reflektierenden Spektralbereiches entspricht. Das sind im vorliegenden Falle etwa 5300 Angstrom für Grün. Die bei dieser Ausführungsform verwendeten Materialien sind Zinksulfid (w = 2,36) und Bleifluorid (w=l,68). Es können geeignete andere Materialien mit hohem und niedrigem Brechungsindex verwendet werden, jedoch sollte beachtet werden, daß beide dielektrischen Medien für Interferenzschichten dieser Art, die in brechende Körper eingeschlossen sind, Brechungsindizes aufweisen sollen, die nicht wesentlich geringer als der Brechungsindex des Körpers sind. Die tatsächliche Dicke der einzelnen Schichten im Punkt C kann aus der folgenden Beschreibung errechnet werden: ^ ₅300

cos© · An '

Hierbei ist Θ der Brechungswinkel des Strahles für das betreffende dielektrische Material. Da Θ mit dem Brechungsindex des Glasprismas gemäß dem Snellschen Gesetz sich ändert, können feste Werte für t nicht angegeben werden. Beispielsweise berechnet sich im Falle eines Glasprismas mit einem Brechungsindex η = 1,57 die mechanische Dicke t der Zinksulfidschichten aus der obigen Formel zu etwa 0,33 Mikron.

Die dielektrischen Schichten werden nach bekannten Verfahren auf die Oberfläche des einen Prismas Pl oder P 2 aufgebracht, woraufhin die beiden Prismen zusammengekittet werden, um den Würfel P zu bilden.

In Übereinstimmung mit der bekannten Theorie dünner vielschichtiger Filme können die Werte der maximalen Reflexion dadurch erhöht werden, daß die Anzahl der abwechselnden Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex oder der Brechungsindexunterschied zwischen den Schichten erhöht wird. Der Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Reflexionsbändern und die Bandbreite selbst kann verringert werden, indem die einzelnen Schichtdicken um ungerade Vielfache der Viertelwellenlänge der gewünschten Maximalreflexion erhöht wird. Eine

ίο Zunahme der Schichtenanzahl hat ebenfalls die Wirkung, daß die Bandbreite verschmälert wird, ohne daß jedoch der Zwischenraum zwischen den Reflexionsbändern geändert wird. Die Gestalt der Reflexionskurve kann etwas verändert werden, indem man verschiedene Vielfache einer Viertelwellenlänge für die aufeinanderfolgenden Schichten verwendet. Obwohl also die beschriebene Anordnung zunächst nur für die Kurve d 2 von Fig. 3 gilt, können ganze Gruppen solcher zusammengesetzter Schichten mit entsprechenden Gruppen von Reflexionskurven ohne weiteres abgeleitet werden, indem man die erwähnten bekannten Grundsätze anwendet.

Wie erwähnt, sind die betreffenden Dickenabmessungen nur für einen axialen Punkt C in Fig. 1 streng gültig. Wenn die Wirkung des Strählenteilers über das ganze Bildfeld gleichmäßig sein soll, muß die optische Dicke jeder Schicht des Überzugs für ausgewählte Strahlen im ganzen Linsenfeld dieselbe bleiben. Bekanntlich wird eine vorbestimmte Verteilung des Farbtons über das Bildfeld erreicht, indem man den Überzug in Form eines Keils anordnet, wie in Fig. 1 angedeutet, wobei das dünnere Ende des Keils dem Linsensystem näher liegt. Diese Anordnung ergibt nach elementargeometrischen Grundsätzen gleiche Wegunterschiede für verschieden geneigte Strahlen. Feste Zahlenwerte für die Keilgestalt können nicht gegeben werden, da sie von den optischen Daten des Systems als Ganzes abhängen, also von der Brennweite der Linse, Abstand und Größe der Austrittspupille des Strahlenteilers und Abmessungen und Brechungsindex des Glaswürfels.

Der Keilwinkel kann empirisch bestimmt werden, indem man optische Messungen vorhandener Über^u züge mit der Lage in Beziehung setzt, in welcher die¹ zu überziehenden Flächen in der Aufdampfungsvorrichtung angebracht werden. Die Wellenlängenverteilung über das Bildfeld kann absichtlich von der theoretischen Gleichförmigkeit für ein gewähltes Strahlensystem abweichend gestaltet werden, um eine photographische Gleichmäßigkeit zu erreichen, die durch die Grenzwellenlängen der effektiven Farbempfindlichkeit geregelt wird.

Halbdichroitische Schichten der hier beschriebenen Art reflektierten unpolarisiertes und geradlinig polarisiertes Licht auf verschiedene Weise. Da in den Objektfeldern von Kino- und Fernsehaufnahmen etwas polarisiertes Licht auftreten kann, hauptsächlich infolge der Anwesenheit spiegelnder Gegenstände, würde dieses verschiedene Reflexionsvermögen falsche Spektralfarben dieser Gegenstände ergeben, weil das vertikal polarisierte Licht besser reflektiert wird. Die erwähnte Einfügung eines Viertelwellenlängenplättchens Q (Fig. 1) wandelt erfindungsgemäß die unerwünschte geradlinig polarisierte Lichtkomponente in zirkulär polarisiertes Licht für eine bestimmte Wellenlänge und in elliptisch polarisiertes Licht für die anderen Wellenlängen um. Versuche haben' gezeigt, daß dies eine genügende Korrektur für Strahlenteileranordnungen der beschriebenen Art darstellt:

Wenn eine besonders exakte Kompensation gewünscht

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wird, können sogenannte achromatische Viertelwellen-Jängenplättchen verwendet werden, die das geradlinig polarisierte Licht in einem genügend breiten Wellenlängenbereich in zirkulär polarisiertes Licht umwandeln.

Selbstverständlich sind die oben im einzelnen beschriebenen, zur Aufzeichnung verwendeten Spektralbereiche nicht die einzigen, auf welche die Erfindung angewandt werden kann. Es können alle Kombinationen einzelner oder übereinander angeordneter ■Emulsionen in den verschiedenen Aperturen verwendet werden, obwohl nicht alle von ihnen für den jeweiligen Zweck geeignet sein werden.

Wie schon gesagt, können die an Hand der Fig. 1 bis 3 geschilderten Grundsätze bei Anordnungen mit drei verschiedenen Lichtaustrittsöffnungen angewandt werden. Solche Anordnungen benötigen zwei durchscheinende Reflektorschichten. Abgesehen davon, daß sie für Photoapparate mit ,drei verschiedenen Filmträgern nützlich sind, sind sie besonders beim Fernsehen anwendbar, wo die lichtempfindliche Emulsion oder anderweitig photographisch wirksame Flächen durch photoelektrisch oder elektronisch erregte Flächen ersetzt sind. Auch bei Anordnungen mit drei öffnungen erhebt sich das Wirkungsgradproblem, denn auch^! !selbst wenn die drei Teilbilder getrennt und. in verschiedenen öffnungen angeordnet sind, sind sie im allgemeinen zunächst nicht für den betreffenden Zweck abgestimmt, sogar wenn eine geeignete spektrale¹ Unterscheidung hergestellt werden kann. Bei photographischen Systemen sind beispielsweise die Dicke der Emulsion, die Belichtungsgeschwindigkeit , und die Korngröße so miteinander verflochten, daß, wie erwähnt, die Steigerung der Emulsionsemprindlichkeit, die ohne übermäßige Grobkörnigkeit oder andere unerwünschte Eigenschaften erreicht werden kann, begrenzt ist. Bekanntlich rührt diese Begrenzung bei. photographischen Systemen hauptsächlich: von den Körnigkejtsbedingungen, die niedrigeren Kontrastempfindlichkeit des Auges für Gelb und den Beschränkungen in» der Belichtungsgeschwindigkeit der Emulsion her, die durch die Eigenschaften der Sensibilisjerungsfarbstoffe auferlegt werden. In einer Dreibildkamera ist das Negativ zur Aufzeichnung der blauen Komponente gegenwärtig am empfindlichsten, worauf die rote und dann die grüne Emulsion folgt, obwohl man auch anderen Empfindlichkeitsverteilungen begegnet. Bei Fernsehgeräten sind die Bedingungen ähnlich infolge der veränderlichen Empfindlichkeit der photoelektrisch erregten Flächen auf verschiedene Wellenlängen (die sich als Impedanzschwankungen äußert) bzw. der Emissionseigenschaften von Phosphoren oder anderen Leuchtstoffen der; Empfangsröhren, ob diese nun für weißes oder farbiges Licht bestimmt sind. In keiner dieser Anordnungen kann die höchstmögliche Bildselektivität aller drei Flächen gleichzeitig ausgenutzt werden.

. Kurz gesagt liegen die Gründe hierfür darin, daß entweder das Licht bezüglich der Wellenlänge ungünstig am Strahlenteiler aufgeteilt wird, oder daß die drei Emulsionen oder anderen optisch wirksamen Flächen dadurch ins Gleichgewicht gebracht werden, daß Licht eines oder mehrerer Strahlen anderswo im optischen System vernichtet wird, beispielsweise durch Filterabsorption. In jedem Falle wird das am geringsten wirksame bilderzeugende Material nicht von größtmöglichen Lichtmengen erreicht, was die Bedingung für den größten Gesamtwirkungsgrad darstellen würde. ,

Erfindungsgemäß können bei den erwähnten Anordnungen mit drei Lichtaustrittsöffnungen oder Lichteintrittsöffnungen optimale Bedingungen in folgender Weise verwirklicht werden.

Nimmt man als typisches Beispiel wieder die Farbphotographie, so muß angenommen werden, daß die relativen Belichtungsgeschwindigkeiten der drei Filme, nachdem ihre eigenen Spektralempfindlichkeiten und Beziehungen zwischen Emulsionsempfindlichkeit und Körnigkeit, wie oben festgestellt wurden, sich wie 200 für den Blaufilm, 100 für den grünempfindlichen Film und 150 für den rotempfindlichen Film verhalten. Da der grünempfindliche Film der unempfindlichste ist, muß er möglichst 100% des verfügbaren Lichtes in dem geeignet gewählten grünen Spektralbereich erhalten. Da es leichter ist, eine gut durchlassende dichroitische Fläche herzustellen, als eine gut reflektierende, wird es im allgemeinen vorzuziehen sein, die grüne Emulsion in dem durchgelassenen Strahl und die blauen und roten Emulsionen in den reflektierten Strahlen anzuordnen. Eine solche Anordnung wird nun an Hand von Fig. 4 bis 6 beschrieben.

Fig. 4 zeigt ein Prisma Pd ähnlich wie Fig. 1, das jedoch zwei durchscheinende Reflektoren aufweist, die sich unter rechtem Winkel schneiden. Diese Überzüge sind mit Db und Dr bezeichnet. Das Licht wird dem Prisma über das Linsensystem L zugeführt. Das Prisma selbst besteht aus vier dreieckigen Teilen P 5, P 6, P 7 und P 8. Die drei Teilfarbenbereiche sind wieder durch die Strahlen b, g und r bezeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Reflektoren Db und Dr, die den blauen und den roten Strahl abtrennen, nicht A^ollständig reflektierend in ihren betreffenden Farbbereichen, sondern reflektieren nur so viel Licht; daß in der blauen und der roten Emulsion aktinische Wirkungen hervorgerufen werden, welche denjenigen in der grünen Emulsion gleichkommen. Durch Begrenzung der Maximalreflexion dieser Flächen auf das zum Ausgleich notwendige Minimum reicht ihr Durchlaßvermögen bezüglich des grünen Strahls sehr nahe an lOO°/o heran.

Die Ausführungsform nach D (Fig. 4) beruht auf der obigen Annahme, daß die Lichtempfindlichkeit der blauen Emulsion zweimal so groß wie diejenige der grünen Emulsion ist. Die letztere empfängt praktisch alles grüne Licht, so daß der blaue Reflektor Db nur etwa 50'% des blauen Lichtes in die öffnung mit der Emulsion B senden muß. Die Spektral verteilung des die einzelnen öffnungen erreichenden Lichtes ist in Fig. 5 dargestellt. Die für die blaue öffnung geltende Kurve db stellt die Reflexionscharakteristik der Fläche Db dar, die den blauen Spektralbereich reflektiert und den grünen und roten Spektralbereich durchläßt, kombiniert mit der Durchlaßcharakteristik der Fläche Dr, die in Reihe mit Db liegt. Die für die rote öffnung geltende Kurve dr stellt die Reflexionscharakteristik der Fläche dr dar, welche den roten Spektralbereich reflektiert und den blauen und grünen Spektralbereich durchläßt, zusammen mit der Durchlaßcharakteristik der Fläche Db. Die für die grüne öffnung geltende Kurve dg ist aus db und dr nach der Formel dg —(1—Dr) (i — Db) abgeleitet. Die Integralwirkung der drei Kurven erzeugen zusammen mit der geeigneten Empfindlichkeit der betreffenden Filmemulsionen drei Aufnahmen mit annäherungsweise gleicher Belichtungsgeschwindigkeit, wobei kein verwendbares Licht verlorengegangen ist.

Wie in Fig. 6 gezeigt, sind fünf oder sechs Schichten mit hohem Brechungsindex aus Zinksulfid ab-

wechselnd mit vier oder fünf Schichten mit niedrigem Brechungsindex aus Bleifluorid, also zusammen neun oder elf Schichten für den blaureflektierenden Überzug Db ausreichend, da sie nach der Verkittung eine Maximalreflexion in dem blauen Bereich von. etwa 6O'°/'o hervorrufen. Der rote Reflektor Dr benötigt mehr Schichten, da die rote Aufnahmeemulsion etwas unempfindlicher ist, obwohl sie noch erheblich weniger als 100% des roten Lichtes braucht. Es wurde gefunden, daß zehn oder elf Zinksulfidschichten, die mit neun oder zehn Bleifluoridschichten abwechseln, also zusammen neunzehn oder einundzwanzig Schichten, nach der Verkittung eine Maximalreflexion von 85 %> hervorrufen, oder eine durchschnittliche Reflexion im roten Bereich von etwa 70'%. Bei diesen Werten wird das erforderliche Gleichgewicht der drei Emulsionsempfindlichkeiten erreicht.

Beim Vergleich der effektiven Farbempfindlichkeiten für das System nach Fig. 1 mit demjenigen nach Fig. 4 muß beachtet werden, daß im ersteren Falle, der sich auf ein System mit zwei öffnungen und einer einzigen halbdichroitischen Reflektorschicht bezieht, die kombinierte Blau-Rot-Öffnung eine geringere Belichtungsgeschwindigkeit als die grüne öffnung aufweist. Dagegen hat im letzteren Beispiel mit drei getrennten Öffnungen und zwei halbdichroitischen Strahlenteilern die grüne öffnung die geringste Belichtungsgeschwindigkeit, da die blaue und rote Aufnahmefläche, deren jede für sich genommen empfindlicher ist, voneinander getrennt sind, während sie im ersten Beispiel kombiniert sind, wodurch ihre resultierende Lichtempfindlichkeit geringer als diejenige der grünen Emulsion ist. Wie erwähnt, können korrigierende Absorptionsfilter Fb, Fg und Fr in die. Lichtwege der drei Öffnungen eingefügt werden, wenn eine weitere Abstimmung der Selektivitäten erwünscht ist. Die optische Dicke jeder Schicht des Blaureflektors Db ist ein ungerades Vielfaches einer Viertelwellenlänge des blauen Lichtes, beispielsweise drei Viertel von 4250 Angstrom. Die optische Dicke jeder Schicht des Rotreflektors Dr ist ebenfalls ein ungerades Vielfaches einer Viertelwellenlänge des roten Lichtes, z. B. drei Viertel von 6250 Angstrom. Die tatsächliche Dicke wird wieder aus der obigen Formel für t gefunden. Für die einzelnen Schichten können geringe Veränderungen in diesen Abmessungen erlaubt sein, um die Handbreite jedes Reflektors zu beeinflussen.

jeder Reflektor bildet einen Überzug auf einer Gruppe von Prismenflächen im rechten Winkel zu dem anderen Reflektor, so daß praktisch der ganze von einem Reflektor reflektierte Strahl vom anderen Reflektor .durchgelassen werden muß. Die Durchlaßreflexionskurven haben eine so scharfe Grenze, daß der Gesamtwirkungsgrad sehr wenig, darunter leidet, daß der von der einen Strahlenteilerfläche reflektierte Strahl die andere durchlaufen muß.

Bei der Herstellung des Überzuges werden vorzugsweise zwei Prismenteile, die einander gegenüber angeordnet werden sollen (z. B. PS und PT), je auf zwei Seiten überzogen, und zwar zuerst mit dem einen Überzug (z. B. Dr), während die beiden anderen Flächen, die den Überzug Dft aufnehmen sollen, einander berühren und dann mit dem anderen Überzug Db, während die Flächen mit dem ersten Überzug Dr einander berühren. Die vier Prismen werden dann zusammengekittet, wobei die beiden gleichen Überzugsteile fluchten, während die Scheitel der beiden überzogenen Prismen sich an der Kreuzungsstelle nahezu berühren.

Aus den oben angegebenen Gründen werden die¹ Reflektorüberzüge vorzugsweise in Keilform aufgebracht, und ein Viertelwellenlängenplättchen Q ist, wie oben beschrieben, vorgesehen.
Wie erwähnt, ist die Anordnung nach Fig. 4 bis 6 besonders für eine rote Emulsion geeignet, die etwas unempfindlicher als die blaue Emulsion ist. Nun ist es möglich, hochempfindliche Emulsionen für Rot herzustellen. Erfindungsgemäß kann die Anordnung nach

ίο Fig. 4 bis 6 so abgeändert werden, daß sie eine optimale Energieausnutzung bei solchen hochempfindlichen Rotfilmen gestattet.

Während die allgemeine Anordnung hierzu ebenso wie in Fig. 4 ist, sind die relativen Selektivitäten der drei Aperturen und somit die Durchlaß reflexionscharakteristiken der zwei gekreuzten Interferenzüberzüge verschieden von denjenigen nach Fig. 5. Sie sind in Fig. 7 dargestellt.

Fig. 7 zeigt bei db 1 die Reflexionscharakteristik

so des dichroitischen Überzuges, welcher den blauen Spektralbereich reflektiert und den grünen und roten durchläßt, kombiniert mit der Durchlaßcharakteristik des rotflektierenden Überzuges, durch welchen das Licht ebenfalls hindurchgehen muß. Die für die rote öffnung geltende Kurve dr 1 zeigt, daß gemäß der vorliegenden Ausführungsform der rotreflektierende Überzug hier im roten Bereich einen erheblichen Teil durchläßt. Die resultierende Kurve'dgl für die grüne öffnung zeigt, daß zusätzlich zu dem grünen Licht auch rotes Licht in die grüne öffnung gelangt. Dieses rote Licht wird durch ein geeignetes Filter Fg unterdrückt. Die geeigneten Überzüge sind ähnlich Fig. 6 aufgebaut, wobei jedoch in diesem Falle der rotreflek,-tierende Überzug, der dem Überzug Dr in Fig. 6 ent-' spricht, eine geringere Anzahl von Schichten: auf-^J weist, wobei im ganzen neun oder elf Schichten ausreichen, je nach den Eigenschaften der roten Emulsionen, während der blaureflektierende Überzug die Anzahl von Schichten besitzt, die für optimale Färb-Selektivität ausreichen, also z. B. einundzwanzig Schichten, wie es in Fig. 6 für den .rotreflektierenden Überzug Dr gezeigt ist.

Das Prinzip der Erreichung optimaler effektiver Farbempfindlichkeiten, indem man absichtlich einen vorbestimmten Betrag einer an und für sich unnötigen und vermeidbaren Lichtmenge in einem ausgewählten Spektralbercich durchläßt, wird weiter durch das folgende Beispiel an Hand der Fig. 8 und 9 erläutert. Diese Anordnung ist vorzuziehen, wenn die ro'tempfindliche Emulsion den geringsten Betrag an Energie erfordert, während die blau- und grünempfindliche Emulsion weniger empfindlich sind. Wie in Fig. 8 und 9 gezeigt, reflektiert der Überzug Dg das grüne Licht vollständig und läßt das blaue Und rote Licht durch, während der Überzug Dr blaues und grünes Licht durchläßt, jedoch rotes Licht sowohl reflektiert als auch durchläßt. Ein Filter Fb vernichtet dieses unerwünschte durchgelassene rote Licht. Der Überzug Dg hat wieder diejenige Anzahl von Schichten (etwa neunzehn bis zwanzig), welche zur praktisch vollständigen Reflexion des. grünen Bereiches erforderlich ist, während der rotreflektierende Überzug Dr eine geringere Anzahl von Schichten aufweist, ;:. B. elf bis dreizehn, um die erforderliche geringerc Reflexion des roten Lichtes zu erzeugen.

Anstatt eines würfelförmigen Prismas nach Fig. 1

können auch dreieckige Strahlenteiler nach Fig. 10 verwendet werden. Diese Figur zeigt eine Strahlenteileranordnung dieser Art, die ursprünglich für Zwecke der Zweifarbenphotographie entwickelt wurde,'

Claims (13)

wpbei die Farbüberzüge zweier Spektralbereiche auf abwechselnden Bildern eines einzigen Filmstreifens auf gezeichnet werden.;, . 'In der Ausführungsform nach Fig. 10 besteht das Prisma Pt aus zwei dreieckigen Teilen P3 und P'4, die durch eine halbdichroitische Reflektorfläche Dt der erwähnten Art getrennt sind. Das Prisma P 3 kann ein . Viertelwellenlängenplättchen Q tragen, und die Aufnahmeöffnungen können mit Absorptionsfiltern F:b und Fo versehen sein, die nur verwendet werden, wenn aus irgendeinem Grunde die Grenze des Reflektors Dt nicht den genauen Selektivitätsbereich liefert, der zur Aufnahme in den entsprechenden öffnungen erforderlich ist. Der Träger S trägt eine Emulsion, auf welcher in abwechselnden Teilbildern Bg und RO der blau-grüne bzw. der rot-orange Farbauszug aufgezeichnet werden. Die Reflexions- und Durchlaßbereiche sind entsprechend Fig. 2, 5, 7 und 9 so gewählt, daß die effektiven Farbempfindlichkeiten praktisch gleich sind und das richtige Farbgleichgewicht mit optimalem Gesamtwirkungsgrad erreicht wird. Anstatt von gekreuzten Reflektoren der an Hand der Fig. 4 und 8 beschriebenen Art können bei Gerjäien, mit drei öffnungen auch Reflektoren verwendet wenden, die sich außerhalb des Gesichtsfeldes schneiden. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in Fig. 11 .gezeigt. Das dort dargestellte Prismensystem entspricht der Anordnung nach der deutschen Patentschrift 693 783. Das System nach Fig. 11 besitzt ein Prisma Pw mit drei dreieckigen Teilprismen PlO, PAl und P12, die durch zwei dichroitische Schichten getrennt werden, nämlich Dg, welche das grüne Licht reflektiert und das rote Licht durchläßt, und Db, die das blaue Licht reflektiert und grünes und rotes Licht durchläßt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Schicht Dg ohne Rücksicht auf den blauen Bereich entworfen werden kann, da sie von dem an Db reflektierten blauen Licht nicht erreicht wird. Es können wieder Filter Fb, Fg und Fr vorgesehen sein, um die Grenzwellenlängen der Reflektoren und der Emulsionen in bessere Übereinstimmung zu bringen. Ferner ist wieder das ein Viertelwellenlängenplättchen Q vorgesehen, wenn die Anordnung unter Bedingungen arbeiten soll, bei denen möglicherweise geradlinig polarisiertes Licht auftritt. Die Emulsionen B und G können auf einen sogenannten Breitfilm in einer Doppelöffnung aufgebracht sein, während die Emulsion R in einer zweiten normalen öffnung geführt werden kann. Wie erwähnt, kann die Erfindung für andere Zwecke als für photographische Aufnahmen verwendet werden, z. B. zur Sendung von Fernsehbildern. Zur Erläuterung solcher Möglichkeiten zeigt Fig. 12 eine Fernsehsendeanordnung unter Verwendung einer Strahlenteileranordnung einer dritten Art mit rechtwinklig gekreuzten Reflektoren. Fig. 12 zeigt ein Prisma Pb, das aus sechs Glasblöcken P15/P16, P17, P18, P19, P20 besteht. Ein halbdichroitischer Keilreflektor Dr reflektiert das rote Licht und läßt blaues und grünes Licht durch, während ein ebensolcher Reflektor Dg das blaue Licht reflektiert und grünes und rotes Licht durchläßt. Eine Kameraröhre Tw ist neben den Lichtaustrittsöffnungen des Prismas, die mit geeigneten Filtern Fb, Fg und Fr versehen sein können, angeordnet. Das Linsensystem L wirft das ankommende, ein Bild mit sich führende weiße Licht auf die Signalempfangsfläche der Röhre, nachdem es in drei Teilstrahlen in den geeigneten Spektralbereichen aufgeteilt wurde. Wie man sieht, sind erfindungsgemäße Strahlenteiler besonders geeignet für Farbfernsehsystem^ mit einer einzigen Röhre, wie sie beispielsweise in Fig. 12 dargestellt ist, da solche Röhren nicht ohne weiteres eine elektrische Steuerung des Farbgleichgewichtes gestatten. . Offenbar können ähnliche Systeme auch für Zwecke der Fernsehwiedergabe sowie allgemein für die Farbenphotographie verwendet werden, einschließlich beispielsweise der additiven Projektion von FiImaufnahmen auf Betrachtungsschirme, Hintergründe oder Schirme für Fernsehgeräte mit Kameraröhren nach Fig. 12 oder mit getrennten lichtempfindlichen Ausrüstungen, beispielsweise drei Photoröhren in einem Sender mit Leuchtfleckabtastung. Während die Erfindung zur Teilung von Lichtstrahlen besonders geeignet ist, kann sie auch für die additive Kombination bildtragender Strahlen verwendet werden, insbesondere wenn ein zusätzliches schwarzweiß Bild in der Art eines neutralen Grundbildes nicht schädlich ist. Ein solches Bild entsteht aus der verringerten Farbsättigung, die mit der gesteigerten Schirmhelligkeit bei Anwendung der Erfindung einhergeht. Wenn Anordnungen dieser Art für die additive Auflösung von Teilbildern verwendet werden, wird der oben erläuterte Begriff der effektiven Farbempfindlichkeit auf die Licht aussendenden Flächen des Systems anstatt auf die Licht aufnehmenden Flächen angewandt. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt.alle im Rahmen des Erfindungsgedankens liegenden Abänderungen. P A T E N T Λ N S 1' K C C H E :

1. Verfahren zur Herstellung von Mehrfarbenauszügen mit Hilfe von mindestens einem teildurchlässigen, selektiv spiegelnden, aus mehreren Einzelschichten bestehenden Interferenzfilter, das im Strahlengang geneigt angeordnet ist, wobei in mindestens einem Teilstrahlengang ein Farbfilter vorgesehen ist, um das Licht eines Spektralbereiches von einem in diesem Teilstrahlengang sich befindlichen lichtempfindlichen Bildempfänger fernzuhalten, falls dieser gegen Licht des betreffenden Spektralbereiches empfindlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Reflexionsund Durchlaßvermögen der Interferenzüberzüge in den einzelnen Spektralbereichen so gewählt wird, daß an den verschiedenen Abbildungsflächen in den einzelnen Farbbereichen gleichmäßige Farbwirkungen hervorrufende Energiebeträge zur Wirkung kommen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Interferenzüberzug nahezu alles blaue und rote Licht durchläßt und grünes Licht in einem bestimmten A^erhältnis sowohl reflektiert als auch durchläßt (Fig. 1).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Interferenzüberzug nahezu alles blaue und rote Licht reflektiert und grünes Licht in einem bestimmten Verhältnis sowohl reflektiert als auch durchläßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung von zwei gekreuzten Strahlenteilerflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenzüberzüge nahezu alles grüne Licht durchlassen, blaues und rotes Licht jedoch sowohl durchlassen als auch reflektieren.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Überzug nahezu alles blaue

und grüne Licht durchläßt und nahezu alles rote Licht reflektiert, während der zweite Überzug nahezu alles grüne und rote Licht durchläßt und blaues Licht sowohl durchläßt als auch reflektiert (Fig. 4).

6. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung von zwei gekreuzten Strahlenteilerflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Interferenzüberzüge nahezu alles blaue Licht reflektieren, nahezu alles grüne Licht durchlassen und rotes Licht sowohl durchlassen als auch reflektieren (Fig. 7).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Überzug nahezu alles blaue und grüne Licht durchläßt und rotes Licht sowohl durchläßt als auch reflektiert, während der andere Überzug nahezu alles grüne und rote Licht durchläßt und nahezu alles blaue Licht reflektiert.

8. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung von zwei gekreuzten Strahlenteilerflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Interferenzüberzüge nahezu alles blaue Licht durchlassen, rotes Licht sowohl durchlassen als auch reflektieren und nahezu alles grüne Licht reflektieren (Fig. 8 und 9).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Überzug nahezu alles grüne Licht reflektiert und nahezu alles blaue und rote Licht durchläßt, während der zAveite Überzug nahezu alles blaue und grüne Licht durchläßt und rotes Licht sowohl durchläßt als auch reflektiert.

10. \'^rerfahren nach Anspruch 5, 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der teil reflektierende Überzug etwa die Hälfte bis drei A^iertel der Schichtenanzahl des anderen Überzugs aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung in einer Farbfilmkamera, bei der im einen Strahlenweg ein Bipack aus einer rotempfindlichen, aber nur wenig grünempfindlichen Emulsion und einer darüber angeordneten blauempfindlichen, aber nur wenig grün- und rotempfindlichen Emulsion angeordnet ist, während im anderen Strahlenweg sich eine grünempfindliche Emulsion befindet, wobei die effektive Farbempfindlichkeit des grünen Teilstrahles erheblich höher als diejenige des anderen Teilstrahles ist, während der strahlenteilende Interferenzüberzug in den einzelnen Spektralbereichen das Licht derart teilweise reflektiert, daß in Richtung des grünen Farbstrahles ein Teil des grünen Lichtes reflektiert wird, während in Richtung des anderen Teilstrahles der andere Teil des grünen Lichtes und im wesentlichen alles blaue und rote Licht durchgelassen wird, wobei das Verhältnis des durchgelassenen und reflektierten grünen Lichtes so gewählt wird, daß zusammen mit den gegebenen effektiven Farbempfindlichkeiten eine im wesentlichen ausgeglichene Farbverteilung erreicht wird, während im Weg des blauen und roten Lichtstrahles ein Filter angeordnet ist, welches das grüne Licht absorbiert.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des grünen Lichtstrahles ein Grünfilter angeordnet wird, dessen Durchlaßbereich enger als der Empfindlichkeitsbereich der grünen Emulsion ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des blauen und roten Lichtstrahles ein violettabsorbierendes Filter und im Weg des grünen Lichtstrahles ein blauabsorbierendes Filter angeordnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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