DE1622478A1

DE1622478A1 - Lichtfilter

Info

Publication number: DE1622478A1
Application number: DE19651622478
Authority: DE
Inventors: Rodman Shaw Schools; Glenn Tavernia Sincerbox
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-12-18
Filing date: 1965-05-12
Publication date: 1973-08-30
Also published as: GB1061319A; US3519355A; FR1464200A; NL6515917A

Description

Böblingen, 18. Juli 1972

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen« P 16 22 478.5

Aktenzeichen der Anmelderinχ PO 907 842

Lichtfilter

Die Erfindung betrifft ein. Lichtfilter mit in einer durchsichtigen Schicht equidistant angeordneten teilreflektierenden Flächen.

Es sind nach einem von Lippman angegebenen Verfahren hergestellte Filter bekannt, die aus einer Vielzahl von in einer durchsichtigen Schicht luldistant angeordneten teilreflektierenden Flächen bestehen. Die Abstände dieser Flächen sind gleich der halben Wellenlänge der zu reflektierenden oder durchzulassenden Strahlung und erlauben die Erzeugung sehr reiner Spektralfarben. Es ist weiterhin bekannt, daß beim Fixieren einer belichteten Emulsion, die aus einer durchsichtigen Schicht und aus in dieser suspendierten lichtempfindlichen Substanzen besteht, eine Schrumpfung eintritt, die von der Menge der durch den Fixiervorgang entfernten oder neutralisierten lichtempfindlichen Substanzen abhängig 1st.

Da die Menge der bei einem Fixiervorgang entfernten oder neutralisierten lichtempfindlichen Substanzen umgekehrt proportional der Belichtungsintensität ist, ist auch die Schrumpfung der Emulsion eine Funktion der Belichtungsintensität.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, Lichtfilter mit von Ort zu Ort unterschiedlicher Charakteristik und ein einfaches Verfahren zur Herstellung solcher Filter anzugeben.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Lichtfilter mit in einer durchsichtigen Schicht equidistant angeordneten teilreflektierenden Flächen gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abstände der teilreflektierenden Flächen von Ort zu Ort" entsprechend den örtlich jeweils durchzulassenden oder zu reflektierenden Wellenlängen unterschiedlich bemessen sind.

Eine besonders einfache Ausführungsform des Filters nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den teilreflektierenden Flächen keilförmig sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Licht mit steuerbar einstellbarer Wellenlänge unter Verwendung eines Lichtfilters mit von Ort zu Ort unterschiedlicher Charakteristik angegeben, die gekennzeichnet ist durch eine Quelle mehrere Wellenlängen enthaltenden Lichtes, ein das Licht auf einen auswählbaren_r Licht einer bestimmen, durch die örtlichen equidistanten Abstände der teilreflektierenden Flächen definierten Wellenlänge durchlassenden oder reflektierenden Bereich des Lichtfilters richtendes optisches System und ein das in diesem Bereich durchgelassene oder reflektierte Licht aufnehmendes aweites optisches System..

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Fortbildung des Erfindungsgedankehs wird eine Vorrichtung zur Ermittlung der spektralen Zusammensetzung von Licht unter Verwendung eines -Lichtfilters mit von Ort zu Ort unterschiedlicher Charakteristik angegeben, die gekennzeichnet ist durch ein das zu untersuchende Licht auf einen auswählbaren, Licht einer bestimmten, durch die örtlich equidistanten Abstände der teilreflektierenden Flächen bestimmten Wellenlänge durchlassenden oder reflektierenden Bereich des Lichtfilters richtendes optisches System, ein das in diesem Bereich durchgelassene oder reflektierte Licht aufnehmendes zweites ■ optisches System und einen von diesem Licht beaufschlagten Lichtdetektor zur Anzeige der Intensität des in den jeweils ausgewähl-

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ten Bereichen des Lichtfilters durchgelassenen bzw. reflektierten

Lichtes. . ' ■.-■■■■

^;Sine weitere besonders vorteilhafte Fortbildung des Erfindungsgedankens ist gekennzeichnet durch eine am Lichtfilter oder an seinem Träger angeordnete, die Wellenlängen dss in den einzelnen !©reichen durchgelassenen oder reflektierten Lichtes angebende Skala.

^ einer anderen besonders vorteilhaften Fortbildung des Eriindungsgedankens wird ein Verfahren zur Herstellung von Licht- ^ »iltern, die von Ort zu Ort für Licht unterschiedlicher Wellen- ™ länge durchlässig bzw· reflektierend sind, angegeben? das dadurch gekennzeichnet ist, da0 in einer lichtempfindlichen Schicht durch linwirkung einer'Strahlung mit von Ort zu Ort unterschiedlicher intensität stehende Wellen erzeugt werden und daß die auf diese Wslse belichtete Schicht anschließend einer eine von der Intensität der Belichtung abhängige Schrumpfung verursachenden Behandlung unterzogen wird.

•>as erfindungsgemäße Verfahren kann in besonders einfacher VJeise Hinter Verwendung von Halogensilber-Gelatineemulslonen durchgeführt

Ά'¹ .·■ besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die belichtete Emulsion während des Entwickeins mit Quecksilberfluorid zu beaaadeln, um die abgelagerten Silberschichten halbdurchlässig zu

Machen. ' . '

Wie schon eingangs erwähnt, eignen sich zur Herstellung der ©rfindungsgemäßen Filter und zur Durchführung des erfindungsgemSßen Verfahrens Halogensilber-Gelatineemulsionen besonders gut. * ist aber auch möglich, lichtempfindliche Emulsionen auf anderer 3 Gelatinebasis, beispielsweise lichtempfindliche Schichten auf h&- oder Kunststoffbasis zu verwenden. Ein Schrumpfen ist auch bsi den -·'?;· der modernen Farbphotographie bekannten Umkahrprasessen nicht ^a vermelden, so daß auch farbempfindliche Emulsionen

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zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar sind.

Die Erfindung wird, anschließend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung zur Belichtung einer lichtempfindlichen Emulsion in der Welse, daß die Abstände der in ihr entstehenden teilreflektierenden Flächen sich vom einen Ende der Schicht zum andern ändern, " _ *

Fig. 2 , eine vergrößerte Schnittansicht einer mit Hilfe

der Anordnung nach Fig. 1 erzeugten Schicht,

Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der jeweils reflektierten phasengerechten Wellenlänge vom Einfallort des Lichtes,

Flg. 4 einen Ausschnitt der in Flg. 2 dargestellten

Schicht, im Zusammenhang mit einer Anordnung zur Aussonderung einer 'gewünschten Wellenlänge aus einem Strahl weißen Lichtes,

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Flg. 5 einen Ausschnitt der in Fig. 2 dargestellten

Schicht, im Zusammenhang mit einer Anordnung sur Bestimmung der unbekannten Wellenlänge ©ines Lichtstrahls,

Fig. 6 ©inen geeichten Film mit einer Anordnung zu

seiner Bewegung zwecke Veränderung des Auftreffeines gegebenen Lichtstrahls.

der Anordnung saach Fig, 1 ist 2 eine lichtempfindliche Schicht einheitlicher Dick©, die auf einer spiegelnden Fläche eines Körpers 4 aufgebracht ist. Die Schicht enthält Halogenailbor, von dem Silber durch Belichtung durch stehende Wellen in in equidi-

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" ■ BAD¹ORIGSMaL

stanten Abständen voneinander liegenden Schichten abgelagert wird. Nach der Belichtung wird, die Schicht entwickelt und mit einer Fixierlösung behandelt, die alles verbleibende Halogensilber löst« Dieses Verfahren wurde früher in der Farbphotographie angewendet; der entstehende Film wird nach dem Begründer dieser Technik, Gabriel Lippmann, als Lippraann-Film bezeichnet.

Wird eine in der oben angegebenen Weise hergestellte Schicht durch Licht bestrahlt, bewirken die abgelagerten dünnen Silberschichten ein phassngereehtes reflektierendes Streuen von Licht nur in den Fällen, in denen zwischen der Frequenz und den Abständen zwischen den Schichten ein bestimmter Zusammenhang besteht. Die während der Belichtung der Schicht in den einzelnen Flächen abgelagerte Silbermenge ist eine Funktion der Lichtintensität. Wenn das nicht belichtete Halogenstiber während des Fixiervorganges gelöst wird,, schrumpft die Schicht in den verschiedenen Bereichen in einem Ausmaß? das im umgekehrten Verhältnis ihrer Belichtung steht. Die Abstände zwischen den reflektierenden Schichten werden bei stärker werdender Schrumpfung kleiner, so daß die Abstände zwischen diesen Schichten eine Funktion der Belichtungsintensität ist.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filters mittels der lichtempfindlichen Schicht 2 wird das von der Lichtquelle 6 ausgehende Licht in einer Linse 8 kollimiert und einem Schmalbandfilter 10 zugeführt, das nur Licht einer bestimmten Wellenlänge durchläßt. Zwischen dem Filter 10 und der Schicht 2 ist ein frequenzneutrales Dichte-Filter 12 angeordnet; dessen Durchlaßcharakteristik sich von.der einen Seite des Strahlenganges in Richtung zu seiner gegenüberliegenden Seite derart verändert, daß die aus dem Halogensilber ausgeschiedene Sllbermange eine lineare Funktion des senkrecht zur Strahlenrichtung verlaufenden Weges ist. Nachdem die lichtempfindliche Schicht dem mit Hilfe des Filters 12 räumlich modulierten Licht mit Örtlich unterschiedlicher Intensität ausgesetzt wurde, wird die reflektierende Fläche entfernt, so

BAD OfMOlNAL

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daft die belichtete Schicht entwickelt und in an sich bekannter Weise fixiert werden kann, um ein Lichtfilter 14 gemäß Pig. 2 herzustellen. Dieses Lichtfilter enthält aus durchsichtigem Gelatin bestehende Schichten 16, die von dünnen, aus Silber bestehenden Schichten 18 getrennt werden» Wie in Fig. 2 dargestellt, wird die Dicke des Lichtfilters von links nach rechts fortschreitend kleiner, da die Schicht 2 einer Belichtung ausgesetzt wurde, deren Intensität links am größten war, um nach rechts fortschreitend allmählich abzunehmen. Wie schon erwähnt, werden die nach der Belichtung verbleibenden Mengen von Halogensilber von links nach rechts fortschreitend immer größer und ihre Ent-™ fernung durch den Fixierer verursacht ein Größerwerden der Schrumpfung in der gleichen Richtung.

Während der Entwicklung wird die lichtempfindliche Schicht mit Quecksilberchlorid behandelt, um die Silberschichten teilweise in Silberchlorid umzuwandeln. Auf diese Weise werden die Silberschichten, s^r fern sie es nicht schon nach der Entwicklung sind, halbdurchlässig, d.h. teilreflektierend, so daß ein Teil des auf die Oberfläche.fallenden Lichtes durch jede dieser Schichten hindurchtreten kann. Hat das auf einen bestimmten Punkt der nunmehr ein Filter darstellenden Schicht gerichtete Licht eine Wellenlänge^ die doppelt so groß ist wie der Abstand zwischen ) zwei teilreflektierenden Schichten in diesem Punkt, so erfolgt eine phasengerechte reflektierende Lichtstreuung. Licht jeder anderen Wellenlänge wird von jeder der teilreflektierenden Schichten nicht phasengerecht reflektiert, so daß sich eine im Vergleich zur phasengerechten Reflexion wesentlich herabgesetzte Intensität ergibt. Die Wellenlänge des von den einzelnen Punkten des Lichtfilters phasengerecht reflektierten Lichtes sind aus dem Diagramm der Fig. 3 zu ersehen. Das besagte Lichtfilter kann z.B. als Frequenz-Generator oder als eine Anordnung zur Bestimmung der unbekannten Wellenlänge eines Lichtstrahls verwendet werden. In beiden Fällen ist es zweckmäßig, die in jedem Punkt phasengerecht reflektierten Wellenlängen am Rande des Filmes durch Markierungen gleichen Abstandes anzugeben«

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ϊη Pig. 4 wird ein vergrößerter Ausschnitt des Lichtfilters dargestellt, das als Frequenz-Generator verwendet wird. Ein von einer Lichtquelle 22 ausgehender Strahl 20 weißen Lichtes durchsetzt eine konvergente Linse 24 und gelangt durch eine eine kleine öffnung aufweisende Platte 26 su einer Linse 28, durch die er in Form eines kleinen Fleckes auf den Lichtfilter 14 fokussiert wird. Der Anteil des Lichtes, dessen Wellenlänge den halben Abständen der teilreflektierenden Schichten in diesem Bereich entspricht, wird phasengerecht reflektiert und gelangt als Strahl zu einer Linse 32, in der er kolliiniert wird« Durch eine waagrechte Verschiebung des Lichtfilters von links nach rechts oder umgekehrt wird Licht jeder beliebigen Wellenlänge erhalten. f

Zur Bestimmung der unbekannten Wellenlänge eines Lichtstrahles 36 (Pig. 5) wird der Lichtstrahl durch ein optisches System auf das Lichtfilter 14 gerichtet, das so lange verschoben wird, bis ein phasengerecht reflektierter Lichtstrahl 40 auftritt. Der Lichtstrahl 40 wird mittels einer Linse 42 auf einen Photodetektor 44 fokussiert, der ein Signal erzeugt, wenn ein phasengerecht reflektierter Lichtstrahl festgestellt wird. Bei Auftreten dieses Signals kann die am Rand© des Lichtsfilters 14 angegebene Skala abgelesen werden.

Die Anordnung nach Fig. 6 besteht aus Walzen 46, die drehbar λ gelagert sind und durch Knöpfe 48 gedreht werden können, über diese Walzen wird das als Film ausgebildete Lichtfilter 14 geführt und kann durch Drehung der Knöpfe 48 sur Durchführung der in den Fign. 4 und 5 dargestellten Vorgänge in jede beliebige Lage In bezug auf einen einfallenden Lichtstrahl gebracht werden. Am Rande des Lichtfilters 14 ist eine Skala 50 vorgesehen, die die Wellenlänge angibt, die in den betreffenden Bereichen des Lichtfilters phasengerecht reflektiert wird und dabei ßin das vVorliegen einer Strahlung mit dieser Wellenlänge erzeugendes elektrisches Signal am Ausgang des Photodetektors 44 erzeugt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Lichtfilter mit in einer durchsichtigen Schicht equidistant angeordneten teilreflektierenden Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der teilreflektierenden Flächen von Ort zu Ort entsprechend den örtlich jeweils durchzulassenden oder zu reflektierenden Wellenlängen unterschiedlich bemessen sind«

2. Lichtfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, daß die Abstände zwischen den teilreflektierenden Flächen keilförmig sind.

3. Vorrichtung zur Erzeugung von Licht mit steuerbar einstellbarer Wellenlänge unter Verwendung eines Llchtfilters nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Quelle (22) mehrere Wellenlängen enthaltenden Lichtes (20), ein das L' ;ht auf einen auswählbaren. Licht einer bestimmten, durch die örtlichen equidistanten Abstände der teilreflektierenden. Flächen definierten Wellenlänge durchlassenden oder reflektierenden Bereich des Lichtfilters (14) richtendes optisches System (24, 23) und ein das in diesem Bereich durchgelassene oder reflektierte Licht (30) aufnehmendes zweites optisches System (32).

4. Vorrichtung zur Ermittlung der spektralen Zusammensetzung von Licht unter Verwendung eines Lichtfilters nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ein das zu untersuchende Licht (36) auf einen auswählbaren, Licht einer bestimmten, durch die örtlichen equidistanten Abstände der teilreflöktierenden Flächen bestimmten Wellenlänge durchlassenden oder reflektierenden Bereich des Lichtfilters (14) richtendes optisches System, ein das in diesem Bereich durchgelassene oder reflektierte Licht

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BAD OMGINAL

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zur Anzeige der Intensität des in den jeweils ausgewählten Bereichen des Lichtfilters durchgelassenen oder reflektierten Lichtes.

5· Votrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5_f gekennzeichnet durch eine am Lichtfilter (14) oder an seinem Träger angeordnete , die Wellenlänge des in den einzelnen Bereichen durchgelassenen oder reflektierten Lichtes angebende Skala (50).

6. Verfahren zur Herstellung von Lichtfiltern nach den An-Sprüchen 1 und 2, die von Ort zu Ort für Licht unterschiedlicher Wellenlänge durchlässig oder reflektierend sind, dadurch gekennzeichnet_r daß in einer lichtempfindlichen Schicht (2) durch Einwirkung einer Strahlung mit von Ort zu Ort unterschiedlicher Intensität stehende Wellen erzeugt werden und daß die auf diese Weise belichtete Schicht anschließend einer eine von der Intensität der Belichtung abhängige Schrumpfung verursachenden Behandlung unterzogen wird.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Halogensilber-Gelatineeniulgion.

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8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die belichtete Emulsion (2) während des Entwickeins mit Quecksilberfluorid behandelt wird, um die abgelagerten Silberschichten halbdurchlässig zu machen.

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