Filter (optik)

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Optisk filter.jpg

Optiske filtre vælger den indfaldendestråling efter bestemte kriterier, f.eks. B. i henhold til bølgelængden , polarisationstilstanden eller (mest som en bivirkning) indfaldsretningen . De mere kendte optiske filtre ( farvefiltre , UV-filtre ) præsenteres i artiklen Filtre (fotografering) .

Uddannet filter

Graduerede filtre har en filtereffekt, der løbende ændrer sig over filteroverfladen. De bruges til at opnå kontinuerligt justerbare dæmpninger, for eksempel som en forskydelig grå kile over en smal strålebane - hvor filterets gradient kan negligeres, eller stråleprofilen ikke påvirkes (f.eks. En laserstråle, hvis dens intensitetsfordeling følger den gaussiske klokkekurve, kun forskudt til siden).

Graduerede filtre inkluderer også de normalt neutrale grå centerfiltre , der bruges til fotografering, især med ekstreme vidvinkelobjektiver , for at kompensere for det perifere lysfald, der opstår der på grund af Cos 4- loven .

Kantfilter

Transmission af rubin i det optiske område. Alle bølgelængder større end 600 nm tillades igennem.

Et kantfilter har to mere eller mindre skarpt adskilte spektrale områder, hvor filteret transmitterer (er gennemtrængeligt) eller absorberer (er uigennemtrængeligt). Det er normalt udformet som en high-pass filter , low-pass edge filtre kan kun gennemføres med dårlig off-band undertrykkelse. Da vi i optik tale mere om bølgelængden end omkring frekvensen, taler vi om en kort-pass filter (cut-off filter) i stedet for en højpasfilter og en langpasfilter (cut-filter) i stedet for en lav- pass filter, afhængigt af om den kortbølgede (højfrekvente) eller langbølget (lavfrekvent) spektralkomponenter tillades at passere. Den filterspecifikke bølgelængde, der adskiller absorptions- og transmissionsområdet fra hinanden, kaldes "cut" .

Polarisationsfilter

Polarisationsfilteret består af anisotrope folier eller dielektriske overflader, der virker i refleksion . Det bruges i fotografering til at påvirke refleksioner.

Interferensfilter

Interferensfilteret er et filter baseret på interferenseffekter i optiske tynde film. Ud over kantfiltre, polarisationsfiltre og graduerede filtre kan der produceres interferensfiltre med et meget smalt passbånd og en høj grad af undertrykkelse af off-band-området. Transmissionsområdet (eller nyttigt område) er bølgelængdeområdet (eller spektralområdet), hvor filteret har en høj permeabilitet ( transmission (fysik) ). Spektralområdet uden for dette transmissionsområde kaldes " off-band ". Kvaliteten af ​​et filter er vist her i lavere transmissionsværdier: i tilfælde af interferensfiltre reflekteres denne stråling, og i tilfælde af "normale" farvefiltre absorberes det . Interferensfiltre bruges f.eks. Til at undertrykke infrarød stråling i billedsensorer i digitale kameraer og i projektionssystemer. Den internationale standard ISO 9211 (Optik og fotonik - optiske lag) bruges til at specificere optiske interferensfiltre. Dette består af delene

  • Del 1: Vilkår [1]
  • Del 2: Optiske egenskaber [2]
  • Del 3: Miljømodstand [3]
  • Del 4: Specifikke testmetoder. [4]

Bayer filter

Dette er et struktureret farvefilter, der forbinder et separat farveseparationsfilter til hver pixel af en CCD- eller CMOS -sensor , som kun tillader et bølgelængdeområde at passere (rød, grøn eller blå). Fire lysfølsomme pixels kombineres til en farvepixel, se Bayer-sensor .

Komplementær farvefilter

Dette filter er opbygget på samme måde som Bayer -filteret beskrevet ovenfor, men fungerer med deres (additive) komplementære farver ( magenta , cyan , gul ) i stedet for de primære farver i den additive farveblanding (rød, grøn, blå). Dette fordobler lysfølsomheden, fordi et primær farvefilter blokerer 2/3 af spektralområdet (et grønt filter blokerer f.eks. Rødt og blåt), mens et komplementær farvefilter kun blokerer 1/3 (f.eks. Et gult filter blokerer kun blå). Denne fordel kommer til prisen på mere kompleks elektronisk farveafkodning.

Komplementære farvefiltre installeres blandt andet i videokameraer for at kunne opnå store zoomfaktorer (25x og mere) med kompakte dimensioner og tilsvarende meget små sensorområder uden at øge den elektriske signalforstærkning i aflæsningskredsløbet og dermed også signalstøj. Supplerende farvefiltre findes derimod sjældent i nuværende digitale kameraer .

Individuelle beviser

  1. ISO 9211-1: Optik og fotonik - Optiske lag - Del 1: Vilkår (ISO 9211-1: 2010), Beuth Verlag.
  2. ISO 9211-2: Optik og optiske instrumenter - Optiske lag - Del 2: Optiske egenskaber (ISO 9211-2: 1994), Beuth Verlag. Denne standard er blevet revideret, og efterfølgerversionen er allerede tilgængelig som DIS (Draft International Standard).
  3. ISO9211-3: Optik og fotonik - Optiske lag - Del 3: Miljøbestandighed (ISO 9211-3: 2008), Beuth Verlag.
  4. ISO 9211-4: Optik og optiske instrumenter - Optiske lag - Del 4: Specifikke testmetoder (ISO 9211-4: 2006), Beuth Verlag.