WO1990001156A1 - Einrichtung zur visuellen betrachtung der chlorophyllfluoreszenz in der umwelt - Google Patents

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WO1990001156A1
WO1990001156A1 PCT/EP1989/000863 EP8900863W WO9001156A1 WO 1990001156 A1 WO1990001156 A1 WO 1990001156A1 EP 8900863 W EP8900863 W EP 8900863W WO 9001156 A1 WO9001156 A1 WO 9001156A1
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chlorophyll fluorescence
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chlorophyll
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Georg Diamantidis
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Georg Diamantidis
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    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
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    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6421—Measuring at two or more wavelengths

Definitions

  • the invention relates to a device for visual
  • Fluorescence radiation has already been used scientifically in various ways, for example to determine the degree of
  • the object of the present invention is to create a device of the type mentioned at the beginning with which the environment is viewed and screened with the aid of the human eye can be, the non-chlorophyll-containing
  • Objects should clearly stand out from objects containing chlorophyll. This object is achieved in that the device contains an optical filter, which
  • chlorophyll fluorescence except in the spectral range of chlorophyll fluorescence between about 680 and 800 nm has at least one additional transmission band in the range between 400 nm and 525 nm.
  • the additional permeability band proposed according to the invention in the short-wave range is not found in the known devices for investigating chlorophyll fluorescence mentioned above. It is explained by the physiological peculiarities of the human eye.
  • the human eye is more sensitive to brightness in the long-wave range (sensitivity to brightness) than in the dark (sensitivity to darkness).
  • the additional band proposed according to the invention brings the viewer's eye into the state of "brightness sensitivity". As a result, it can better recognize the chlorophyll fluorescence in the long-wave range (red) than would be the case if a filter were used which is permeable only in the chlorophyll fluorescence range.
  • a second effect of the additional, short-wave permeability band of the filter used according to the invention is that with a suitable one
  • a device in accordance with the invention is viewed as a green car in the (green) forest, the car appears in its natural green color against a red background which is formed by the forest emitting chlorophyll fluorescent light.
  • the filter according to the invention can be held directly in front of the human eye or used, for example, in binoculars. However, it is also possible for the filter to be followed by a television camera tube, the image of which can be viewed visually on a color television monitor.
  • Post-processing of the light passing through the filter can achieve an even higher resolution.
  • Night light devices that work with a residual light amplifier and are similar to binoculars are known per se. They can be equipped essentially unchanged with a filter according to the invention.
  • the permeability curve of the filter can be tailored to objects that do not contain chlorophyll. In general, this can be achieved in that the
  • Filter is composed of several individual filters placed one behind the other, the spectral permeability curve of the filter being produced by folding the spectral permeability curves of the individual filters. Using commercially available items intended for other purposes filter, it is possible to build a filter with the properties essential to the invention.
  • An additional parameter for optimizing the white balance is given when the permeability of the individual filters integrated over the entire wavelength range is different. By choosing the integrated permeability, the position and height of the maximum of the additional short-wave permeability band can also be influenced.
  • FIG. 1 shows schematically a filter for the visual observation of the chlorophyll fluorescence in the environment
  • FIG. 3 schematically the permeability characteristics of two filters, from which the permeability characteristic according to FIG. 2 can be approximated;
  • FIG. 4 Schematically the permeability characteristics of three filters, from which a permeability characteristic corresponding to FIG. 2 can also be obtained in better fine-tuning;
  • Figure 6 three permeability characteristics of commercially available filters, similar to Figure 5;
  • Figure 7 schematically a device for visual observation of chlorophyll fluorescence with the aid of a television camera tube;
  • Figure 8 schematically a device for visual inspection of chlorophyll fluorescence with the aid of a residual light amplifier;
  • Figure 9 schematically a device for recording
  • a filter is shown schematically in FIG. 1, which is identified overall by the reference number 1 and in turn is composed of two individual filters 2, 3.
  • a third individual filter 4 (shown in dashed lines) can optionally be added.
  • the filter 1 is used for direct observation of the environment by the human eye 5; It is intended to facilitate the direct detection of the chlorophyll fluorescence that all living, chlorophyll-containing plants emit when exposed to light.
  • the filter 1 has the spectral transmission curve shown schematically in FIG. 2. This is characterized by a high light transmittance in the long-wave range, in particular in the range from about 680 nm to at least 800 nm, in which the chlorophyll fluorescence is located. about the transmission in this
  • This additional band fulfills a double function: Firstly, it serves, together with the light let through in the long-wave range, to make the surroundings appear to the viewer - as long as they do not contain chlorophyll - in natural colors. Due to the exact position of the maximum of the additional band and the permeability at the point of this maximum, a so-called "white balance" of the human eye can be carried out, in which the subjective color impression is the most natural.
  • the spectral sensitivity of the eye is shifted to shorter wavelengths in the dark, while the maximum of the spectral sensitivity of the eye lies in the brightness at longer wavelengths. Due to the additional transmission band of the filter 1, the human eye works with the so-called "sensitivity to light", ie it is more sensitive in the wavelength range in which chlorophyll fluorescence occurs than would be without the additional band. This considerably facilitates the detection of chlorophyll fluorescence.
  • the overall characteristic of the spectral transmission of filter 1 shown in FIG. 2 can, as can already be seen in FIG. 1, generally be achieved by connecting a plurality of individual filters with different transmission curves in series.
  • a schematic example is shown in FIG. 3. This shows the through Permeability curves of the individual filters 2 and 3 of FIG. 1, from which an overall permeability curve, similar to FIG. 2, is obtained by folding.
  • the filter 2 appears
  • the filter 3 is yellow for the human eye; it essentially cuts off light with a wavelength below 500 nm.
  • the combination of the two individual filters 2, 3 results in an overall permeability curve for the filter 1 with a band, the maximum of which is approximately 470 nm, and with a broad permeability range above approximately 700 nm.
  • the filter can, as indicated by dashed lines in Figure 1, a fourth
  • Single filter 4 can be added.
  • the individual permeability curves can then look approximately as indicated in FIG. 4.
  • Permeability curves for the individual filters 2 and 3 essentially correspond to the curves in FIG. 3.
  • the single filter 4 has a permeability curve with a relatively wide band, which has a maximum at approximately 460 nm.
  • This single filter 4 opens for wavelengths above about 700 nm and appears light blue when viewed visually.
  • the overall characteristic, which results from the folding of the curves 2, 3, 4 of FIG. 4 is slightly modified compared to the overall characteristic, which results from the folding of the curves 2 and 3 of FIG. 3. Both the position and the height of the maximum of the additional, short-wave band are shifted slightly.
  • overall filters 1 can be tailored, which achieve the most natural, subjective observation impression possible.
  • FIG. 5 shows an example of actual, commercially available individual filters 2, 3, 4; this figure corresponds approximately to Figure 4, which should make the basic features clear.
  • FIG. 6 also shows the permeability curves of three commercially available individual filters 2, 3, 4, but this time offset in relation to each other for reasons of clarity. In contrast to the curves in FIG. 5, the
  • the individual filter 2 has an overall permeability
  • the single filter 3 a total permeability Y 3 of 20% and the single filter 4 a total permeability Y 4 of 30%. Due to the different total permeabilities Y 2 , Y 3 , Y 4 , the spectrals can also be used.
  • Positions of the permeability areas and the heights of the maxima of the resulting bands can be influenced, which can be used for "white balance".
  • the filter 1 shown in FIG. 1 can be seen not only for direct observation of the environment
  • FIG. It in turn comprises a filter 101 with essentially the total permeability curve shown in FIG.
  • Imaging optics 106 which images an image of the environment under consideration on a television camera tube 107, are connected upstream of the filter 101. That from the
  • the television camera tube 107 received image can then be viewed on a color image monitor.
  • the physiological peculiarities of the human eye sensitivity to light and sensitivity to dark
  • the device shown schematically in FIG. 8 also includes a filter 201, which consists of individual filters 202,
  • the filter 203, 204 is composed similar to the filter 1 shown in Figure 1.
  • the light that penetrates the filter 201 is imaged by an imaging optics 206 onto a residual light amplifier 208.
  • the image designed by the residual light amplifier 208 is then viewed directly by the human eye 205.
  • the additional band in the short-wave range has no significance in the transmission characteristic of the filter 201 in the image processing by the residual light amplifier 208, but is then considered when the image generated by the residual light amplifier 208 is viewed by the human being
  • FIG. 9 schematically shows a photographic device for visual inspection of the chlorophyll fluorescence. It also contains a filter 301, which is composed of three individual filters 302, 303 and 304 corresponding to the individual filters 2, 3, 4 of the filter 1 from FIG.
  • a UV filter 309 is connected upstream of the filter 301, the function of which, however, is of minor importance here.
  • the light that penetrates the UV filter 309 and the filter 301 is imaged by an imaging optics 306 onto a light-sensitive film 310.
  • the overall filter 1, 101, 201 or 301 was composed of a plurality of individual filters.

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Abstract

Eine Einrichtung zur visuellen Betrachtung der Chlorophyllfluoreszenz in der Umwelt enthält ein optisches Filter, welches nicht nur in demjenigen spektralen Bereich durchlässig ist, in welchem die Chlorophyllfluoreszenz auftritt, sondern darüber hinaus mindestens eine zusätzliche Durchlässigkeitsbande aufweist, die im Bereich zwischen etwa 400 nm und 525 nm liegt. Diese zusätzliche Bande hat den Sinn, das Arbeiten des menschlichen Auges in seiner ''Helligkeitsempfindlichkeit'' zu ermöglichen, in welcher der Empfindlichkeitsbereich weiter zu großen Wellenlängen reicht. Das Auge wird so für die Chlorophyllfluoreszenz empfindlicher. Durch geeignete Wahl der Höhe und der Lage des Maximums dieser zusätzlichen Bande läßt sich ein ''Weißabgleich'' in der Weise bewirken, daß das menschliche Auge diejenigen betrachteten Gegenstände, welche keine Chlorophyllfluoreszenz aussenden, im wesentlichen in natürlichen Farben erblickt, während die chlorophyllhaltigen Gegenstände rot erscheinen.

Description

Einrichtung zur visuellen Betrachtung der Chlorophyllfluoreszen in der Umwelt
Beschreibung
============
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur visuellen
Betrachtung der Chlorophyllfluoreszenz in der Umwelt.
Aus den verschiedensten Gründen, sowohl im militärischen als auch im wissenschaftlichen Bereich, kann es wichtig werden, in der Umwelt, in der die Menschen leben, die
chlorophyllhaltigen Pflanzen von anderen Gegenständen
unterscheiden zu können. Es ist bekannt, daß im Verlaufe der Photosynthese, die in den chlorophyllhaltigen Teilen lebendiger Pflanzen unter Lichteinwirkung stattfindet, eine Fluoreszenzstrahlung entsteht, deren Wellenlänge
zwischen etwa 685 und 710 nm liegt. Die Existenz dieser
Fluoreszenzstrahlung wurde bereits verschiedentlich wissenschaftlich ausgenutzt, beispielsweise, um den Grad der
Schädigung bestimmter Pflanzen festzustellen, wie in der
DE-PS 33 02 510, oder zur pauschalen Feststellung des
Vorhandenseins von Pflanzen, wie in der WO 86/00420. Bei diesen Einrichtungen wurden auch bereits Filter eingesetzt, welche aus dem gesamten dargebotenen Umgebungslicht denjenigen spektralen Bereich herausfilterten, in welchem
die Chlorophyllfluoreszenz auftritt. Bei diesen Geräten erfolgte jedoch die Erfassung und Auswertung des Lichtes, welches das Filter durchtrat, quantitativ auf elektrischem Wege und nicht visuell. Eine direkte Unterscheidungsmöglichkeit derjenigen Objekte in der betrachteten Umgebung, die als lebendige Pflanze Chlorophyll enthalten, und anderer, insbesondere toter Objekte ist mit derartigen Einrichtungen nicht möglich. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Umwelt mit Hilfe des menschlichen Auges betrachtet und durchmustert werden kann, wobei sich die nicht chlorophyllhaltigen
Gegenstände deutlich von den chlorophyllhaltigen Gegenständen abheben sollen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung ein optisches Filter enthält, welches
außer im spektralen Bereich der Chlorophyllfluoreszenz zwischen etwa 680 und 800 nm mindestens eine zusätzliche Durchlässigkeitsbande im Bereich zwischen 400 nm und 525 nm aufweist.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene zusätzliche Durchlässigkeitsbande im kurzwelligeren Bereich findet sich bei den oben erwähnten bekannten Einrichtungen zur Untersuchung der Chlorophyllfluoreszenz nicht. Sie erklärt sich aus physiologischen Besonderheiten des menschlichen Auges.
Zum einen ist bekannt, daß das menschliche Auge bei Helligkeit im langwelligen Bereich empfindlicher ist (Helligkeits— empfindlichkeit) als in der Dunkelheit (Dunkelheitsempfindlichkeit). Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene zusätzliche Bande wird das Auge des Betrachters in den Zustand der "Helligkeitsempfindlichkeit" gebracht. Hierdurch kann es die im langwelligen Bereich (rot) liegende Chlorophyllfluoreszenz besser erkennen als dies bei Verwendung eines Filters wäre, welches ausschließlich im Bereich der Chlorophyllfluoreszenz durchlässig ist. Ein zweiter Effekt der zusätzlichen, kurzwelligen Durchlässigkeitsbande des erfindungsgemäß eingesetzten Filters ist, daß bei geeigneter
Wahl der Höhe und der Lage des Maximums dieser Bande die Farben derjenigen Gegenstände, die kein Chlorophyll enthalten, praktisch unverändert und natürlich bleiben. Betrachtet man somit durch eine erfindungsgemäße Einrichtung beispielsweise ein grünes Auto im (grünen) Wald, so erscheint das Auto in seiner natürlichen grünen Farbe vor einem roten Hintergrund, der von dem Chlorophyllfluoreszenzlicht aussendenden Wald gebildet wird. Das erfindungsgemäße Filter kann unmittelbar vor das menschliche Auge gehalten werden oder beispielsweise in Ferngläser eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich, daß dem Filter eine Fernsehkameraröhre nachgeschaltet ist, deren Bild auf einem Farbfernsehmonitor visuell betrachtbar ist. Durch die elektrische
Nachbearbeitung des das Filter passierenden Lichtes läßt sich ein noch höheres Auf lösungsvermögen erzielen.
Alternativ ist auch eine solche Einrichtung denkbar, bei welcher dem Filter ein Restlichtverstärker nachgeschaltet ist, der ein visuell betrachtbares Farbbild entwirft.
Nachtlichtgeräte, die mit einem Restlichtverstärker arbeiten und ähnlich einem Fernglas zu handhaben sind, sind an und für sich bekannt. Sie können im wesentlichen unverändert mit einem erfindungsgemäßen Filter ausgestattet werden.
Schließlich ist es auch möglich, einen im wesentlichen handelsüblichen fotografischen Apparat für die erfindungsgemäßen Zwecke einzusetzen. In diesem Falle ist ein lichtempfindlicher Farbfilm vorgesehen, auf welchen das Licht, welches das Filter durchtreten hat, durch eine Abbildungsoptik abgebildet wird. Bei der Betrachtung des entwickelten Farbbildes treten dann die sehphysiologischen Wirkungen des erfindungsgemäßen Filters ein.
Zur Optimierung des sogenannten "Weißabgleiches", also des natürlichen, subjektiven Farbeindruckes derjenigen
Objekte, die kein Chlorophyll enthalten, kann die Durchlässigkeitskurve des Filters maßgeschneidert werden. Im allgemeinen läßt sich dies dadurch erreichen, daß das
Filter aus mehreren, hintereinander gelegten Einzelfiltern zusammengesetzt ist, wobei die spektrale Durchlässigkeitskurve des Filters durch Faltung der spektralen Durchlässigkeitskurven der Einzelfilter entsteht. Unter Verwendung handelsüblicher, für andere Einsatzzwecke gedachter Einzel filter ist es so möglich, ein Filter mit den erfindungswesentlichen Eigenschaften aufzubauen.
Ein zusätzlicher Parameter zur Optimierung des Weißabgleiches ist dann gegeben, wenn die über den gesamten Wellenlängenbereich integrierte Durchlässigkeit der Einzelfilter unterschiedlich ist. Durch Wahl der integrierten Durchlässigkeit lassen sich nämlich ebenfalls Lage und Hohe des Maximums der zusätzlichen kurzwelligen Durchlässigkeitsbande beeinflussen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen Figur 1: schematisch ein Filter zur visuellen Betrachtung der Chlorophyllfluoreszenz in der Umwelt;
Figur 2: Schematisch die Durchlässigkeitscharakteristik
eines Filters nach Anspruch 1;
Figur 3: schematisch die Durchlässigkeitscharakteristiken zweier Filter, aus denen die Durchlässigkeitscharakteristik nach Figur 2 angenähert werden kann;
Figur 4: Schematisch die Durchlässigkeitscharakteristiken dreier Filter, aus denen ebenfalls in besserer Feinabstimmung eine Durchlässigkeitscharakteristik entsprechend der Figur 2 erhalten werden kann;
Figur 5: die Durchlässigkeitscharakteristiken dreier
im Handel erhältlicher Filter entsprechend etwa den Verhältnissen in Figur 4; Figur 6: drei Durchlässigkeitscharakteristiken handelsüblicher Filter, ähnlich der Figur 5; Figur 7: schematisch eine Einrichtung zur visuellen Betrachtung der Chlorophyllfluoreszenz mit Hilfe einer Fernsehkameraröhre; Figur 8: schematisch eine Einrichtung zur visuellen Betrachtung der Chlorophyllfluoreszenz mit Hilfe eines Restlichtverstärkers;
Figur 9: schematisch eine Einrichtung zur Aufzeichnung
der Chlorophyllfluoreszenz auf einem fotografischen Medium.
In Figur 1.ist schematisch ein Filter dargestellt, welches ingesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist und seinerseits aus zwei Einzelfil tern 2, 3 zusammengesetzt ist. Ein drittes Einzelfilter 4 (gestrichelt dargestellt) kann ggf. noch hinzugefügt werden.
Das Filter 1 dient der direkten Betrachtung der Umwelt durch das menschliche Auge 5; es soll die direkte Erkennung der Chlorophyllfluoreszenz, die alle lebenden, chlorophyllhaltigen Pflanzen bei Lichteinstrahlung aussenden, erleichtern. Hierzu weist das Filter 1 die in Figur 2 schematisch dargestellte spektrale Durchlässigkeitskurve auf. Diese ist gekennzeichnet durch eine hohe Lichtdurchlässigkeit im langwelligen Bereich, insbesondere im Bereich von etwa 680 nm bis mindestens 800 nm, in welchem die Chlorophyllfluoreszenz angesiedelt ist. über die Transmission in diesem
Bereich, der für die Erfassung der Chlorophyllfluoreszenz selbstverständlich notwendig ist, hinaus findet sich in der Durchlässigkeitskurve des Filters 1 mindestens eine zusätzliche Durcjülässigkeitsbande im Bereich zwischen etwa 400 nm und etwa 525 nm. Diese zusätzliche Bande erfüllt eine doppelte Funktion: Zum ersten dient sie dazu, gemeinsam mit dem im langwelligen Bereich durchgelassenen Licht dem Betrachter die Umgebung - soweit sie nicht chlorophyllhaltig ist - etwa in natürliehen Farben erscheinen zu lassen. Durch die genaue Lage des Maximums der zusätzlichen Bande sowie der Durchlässigkeit an der Stelle dieses Maximums läßt sich ein sogenannter "Weißabgleich" des menschlichen Auges durchführen, bei welchem der subjektive Farbeindruck am natürlichsten ist.
Betrachtet man somit durch ein Filter mit der Durchlässigkeitskurve/entsprechend Figur 2 die Umwelt, in der sich sowohl lebendige, chlorophyllhaltige Pflanzen als auch unbelebte Gegenstände befinden, die keine Chlorophyllfluoreszenzstrahlung aussenden, so heben sich die chlorophyllhaltigen Gegenstände rot gegenüber den anderen Gegenständen ab, die im wesentlichen ihre natürliche, bekannte Farbe beibehalten.
Die zweite Funktion der zusätzlichen, im kurzwelligeren
Bereich liegenden Durchlässigkeitsbande des Filters 1
berücksichtigt eine physiologische Besonderheit des menschlichen Auges: Die spektrale Empfindlichkeit des Auges ist nämlich in der Dunkelheit eher zu kürzeren Wellenlängen verschoben, während das Maximum der spektralen Empfindlichkeit des Auges in der Helligkeit bei größeren Wellenlängen liegt. Aufgrund der zusätzlichen Durchlässigkeitsbande des Filters 1 arbeitet das menschliche Auge mit der sogenannten "Hellempfindlichkeit", ist also in dem Wellenlängenbereich, in welchem die Chlorophyllfluoreszenz auftritt, empfindlicher als es dies ohne die zusätzliche Bande wäre. Dies erleichtert das Erkennen der Chlorophyllfluoreszenz erheblich.
Die in Figur 2 dargestellte Gesamtcharakteristik der spektralen Durchlässigkeit des Filters 1 läßt sich, wie dies bereits der Figur 1 zu entnehmen ist, im allgemeinen durch Hintereinanderschalten mehrerer Einzelfilter mit unterschiedlichen Durchlässigkeitskurven erzielen. Ein schematisches Beispiel ist in Figur 3 dargestellt. Diese zeigt die Durch lässigkeitskurven der Einzelfilter 2 und 3 von Figur 1, aus denen durch Faltung eine Gesamtdurchlässigkeitskurve, ähnlich der Figur 2 gewonnen wird. Das Filter 2 erscheint dem
Auge in der Farbe blau-rot und weist ein Durchlässigkeitsmaκimum bei etwa 450 nm auf. Darüber hinaus ist es im Bereich über etwa 685 nm weitgehend durchlässig. Das Filter 3 ist für das menschliche Auge gelb; es schneidet im wesentlichen Licht mit einer Wellenlänge unterhalb von 500 nm ab. Durch die Kombination der beiden Einzelfilter 2, 3 ergibt sich eine Gesamtdurchlässigkeitskurve für das Filter 1 mit einer Bande, deren Maximum etwa bei 470 nm liegt, sowie mit einem breiten Durchlässigkeitsbereich über etwa 700 nm. Um den sogenannten "Weißabgleich", also den natürlichen subj ektiven Farbeindruck , zu verbessern , kann dem Fi l ter , wie in Figur 1 gestrichelt angedeutet, noch ein viertes
Einzel filter 4 hinzugefügt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel können dann die einzelnen Durchlässigkeitskurven etwa so aussehen, wie dies in Figur 4 angedeutet ist. Die
Durchlässigkeitskurven für die Einzelfilter 2 und 3 entsprechen im wesentlichen den Kurven der Figur 3. Das Einzel fil ter 4 hat eine Durchlässigkeitskurve mit einer verhältnismäßig breiten Bande, die ein Maximum bei etwa 460 nm aufweist.
Dieses Einzelfilter 4 öffnet für Wellenlängen über etwa 700 nm und erscheint bei visueller Betrachtung hellblau. Durch die Hinzufügung des Einzelfilters 4 wird die Gesamtcharakteristik, die sich durch die Faltung der Kurven 2, 3, 4 von Figur 4 ergibt, gegenüber der Gesamtcharakteristik, die sich durch Faltung der Kurven 2 und 3 von Figur 3 ergibt, geringfügig modifiziert. Sowohl die Lage als auch die Höhe des Maximums der zusätzlichen, kurzwelligeren Bande werden geringfügig verschoben. Auf diese Weise lassen sich durch Einsatz herkömmlicher, handelsüblicher Einzelfilter Gesamtfilter 1 maßschneidern, die einen möglichst natürlichen, subjektiven Beobachtungseindruck erzielen. In Figur 5 ist ein Beispiel für tatsächliche, handelsübliche Einzelfilter 2, 3, 4 dargestellt; diese Figur entspricht etwa der Figur 4, welche schematisch die Grundzüge deutlich machen sollte.
Auch Figur 6 zeigt die Durchlässigkeitskurven dreier handelsüblicher Einzelfilter 2, 3, 4, diesmal aber aus übersichtlichkeitsgründen in Drdinatεnrichtung gegeneinander versetzt. Im Gegensatz zu den Kurven der Figur 5 weisen hier die
Einzelfilter 2, 3, 4 unterschiedliche Gesamtdurchlässigkeit (also über das gesamte Spektrum hinweg integriert) auf.
Das Einzelfilter 2 besitzt eine Gesamtdurchlässigkeit
Y2 von 1,5 %, das Einzelfilter 3 eine Gesamtdurchlässigkeit Y3 von 20 % und das Einzelfilter 4 eine Gesamtdurchlässigkeit Y4 von 30 % . Durch die unterschiedlichen Gesamtdurchlässigkeiten Y2, Y3, Y4 können ebenfalls die spektralen
Positionen der Durchlässigkeitsbereiche sowie die Höhen der Maxima der entstehenden Banden beeinflußt werden, was zum "Weißabgleich" eingesetzt werden kann.
Das in Figur 1 dargestellte Filter 1 läßt sich nicht nur zur unmittelbaren Betrachtung der Umwelt mit dem Auge
sondern auch zur visuellen Betrachtung unter Einschaltung von weiteren Hilfsmitteln verwenden.
In Figur 7 ist ein Beispiel für eine derartige Einrichtung dargestellt. Sie umfaßt wiederum ein Filter 101 mit im wesentlichen der in Figur 2 dargestellten Gesamtdurchlässigkeitskurve. Dem Filter 101 ist eine Abbildungsoptik 106 vorgeschaltet, welche ein Bild von der betrachteten Umwelt auf eine Fernsehkameraröhre 107 abbildet. Das von der
Fernsehkameraröhre 107 empfangene Bild kann dann auf einem Farbbildmonitor betrachtet werden. Zwar gelten die physiologischen Besonderheiten des menschlichen Auges (Hellempfindlichkeit und Dunkelempfindlichkeit) für die Fernsehkameraröhre 107 selbstverständlich nicht; diese Besonderheiten werden aber dann bei der visuellen Betrachtung des Fernseh bildes wieder relevant.
Auch die in Figur 8 schematisch dargestellte Einrichtung umfaßt ein Filter 201, welches aus Einzelfiltern 202,
203, 204 ähnlich dem in Figur 1 dargestellten Filter 1 zusammengesetzt ist. Das Licht, welches das Filter 201 durchdringt, wird von einer Abbildungsoptik 206 auf einen Restlichtverstärker 208 abgebildet. Das vom Restlichtverstärker 208 entworfene Bild wird dann direkt vom menschliehen Auge 205 betrachtet. Erneut hat die zusätzliche, im kurzwelligeren Bereich liegende Bande in der Durchlässigkeitscharakteristik des Filters 201 keine Bedeutung bei der Bildverarbeitung durch den Restlichtverstärker 208, wird dann aber bei der Betrachtung des vom RestlichtVerstärker 208 erzeugten Bildes durch das menschliche
Auge 205 relevant.
In Figur 9 schließlich ist eine fotografische Einrichtung zur visuellen Betrachtung der Chlorophyllfluoreszenz schematisch dargestellt. Auch sie enthält ein Filter 301, welches aus drei Einzelfiltern 302, 303 und 304 entsprechend den Einzelfiltern 2, 3, 4 des Filters 1 von Figur Ij zusammengesetzt ist. Dem Filter 301 ist ein UV-Filter 309 vorgeschaltet, dessen Funktion jedoch hier von untergeordneter Bedeutung ist. Das Licht, welches das UV-Filter 309 sowie das Filter 301 durchdringt, wird von einer Abbildungsoptik 306 auf einen lichtempfindlichen Film 310 abgebildet.
Nach photografischer Entwicklung kann das auf dem lichtempfindlichen Film 310 entstandene Bild visuell betrachtet werden. In diesem Augenblick kommen dann die beiden oben erwähnten Funktionen der zusätzlichen, kurzwelligeren
Bande der Durchlässigkeitscharakteristik des Filters 301 zum tragen. Selbstverständlich ist es bei der Einrichtung nach Figur 9 notwendig, Filmmaterial zu verwenden, welches für Licht mit einer Wellenlänge bis zu ca. 800 nm empfindlich ist. Das üblicherweise auf dem Markt befindliche, insbesondere für den Fotoamateur bestimmte Filmmaterial ist hierfür weniger geeignet.
Betrachtet man durch eine der in den Figuren 1 bzw. 7
bis 9 dargestellten Einrichtungen direkt oder mittelbar etwa ein grünes Auto im Wald, so ist das normalerweise für das Auge nicht sofort erkennbare Auto hier inmitten eines roten Waldes in seiner natürlichen grünen Farbe
leicht auszumachen. An diesem Beispiel wird die Verwendbarkeit der beschriebenen Einrichtungen sowohl für militärische Zwecke oder Luftaufnahmen als auch für wissenschaftliche Untersuchungen ohne weiteres deutlich.
Bei allen oben anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispielen der Erfindung wurde das Gesamtfilter 1, 101, 201 bzw. 301 aus mehreren Einzelfiltern zusammengesetzt.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, durch geeignete Farbmischungen bereits mit einem einzigen Filter die Durchlässigkeitscharakteristifc zu erzielen, die schematisch in Figur 2 dargestellt und für die Durchführung der Erfindüng von entscheidender Bedeutung ist.

Claims

Patentansprüche ===============
1. Einrichtung zur visuellen Betrachtung der Chlorophyllfluoreszenz in der Umwelt, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein optisches Filter (1; 101; 201; 301) enthält, welches außer im spektralen Bereich der Chlorophyllfluoreszenz zwischen etwa 680 und 800 nm mindestens eine zusätzliche Durchlässigkeitsbande im Bereich zwischen 400 nm und 525 nm aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Filter (101) eine Fernsehkameraröhre (107) nachgeschaltet ist, deren Bild auf einem Farbfernsehmonitor visuell betrachtbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Filter (201) ein Restlichtverstärker (208) nachgeschaltet ist, der ein visuell betrachtbares Farbbild entwirft.
4» Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtempfindlicher Farbfilm (310) vorgesehen ist, auf welchem das Licht, welches das Filter (301) durchtreten hat, durch eine Abbildungsoptik (306) abgebildet wird.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (1; 101; 201; 301) aus mehreren, hintereinander gelegten Einzelfiltern (2, 3, 4; 102, 103, 104; 202, 203, 204; 302, 303, 304) zusammengesetzt ist, wobei die spektrale Durchlässigkeitskurve des Filters durch Faltung der spektralen Durchlässigkeitskurven der Einzelfilter entsteht.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die über den gesamten Wellenlängenbereich integrierte Durchlässigkeit (Y2 Y3, Y4) dsr Einzel^filter (2, 3, 4) unterschiedlich ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011101205A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 Selex Galileo Limited Target detection apparatus and method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19738007C1 (de) * 1997-08-30 1999-04-29 Dornier Gmbh Verfahren zur Erkennung des Erfolgs von Dekontaminationsübungen
EP1503205A1 (de) * 2003-08-01 2005-02-02 Georg Diamantidis Optisches Filter sowie optische Einrichtung mit einem solchen Filter
DE102005054741B4 (de) * 2005-05-02 2012-02-09 Noctron S.A.R.L. Fernglas
ATE415642T1 (de) 2005-05-02 2008-12-15 Noctron S A R L Fernglas

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1069901B (de) *
US2874302A (en) * 1955-02-16 1959-02-17 Warren M Mallory Fluoroscope
EP0097359A2 (de) * 1982-06-23 1984-01-04 Maximilian F. Prof. Dr. Mutzhas Strahlenschutzfilter für Pflanzen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE443050B (sv) * 1984-06-25 1986-02-10 Enpece Ab Metod och anordning for beroringsfri detektering av vexter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1069901B (de) *
US2874302A (en) * 1955-02-16 1959-02-17 Warren M Mallory Fluoroscope
EP0097359A2 (de) * 1982-06-23 1984-01-04 Maximilian F. Prof. Dr. Mutzhas Strahlenschutzfilter für Pflanzen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011101205A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 Selex Galileo Limited Target detection apparatus and method

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