在偏振光影响下具有旋光性的滤色镜装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在偏振光影响下具有旋光性的滤色镜装置，所述滤色镜装置安装在天然或人造的成象装置（８）前面。所述滤色镜装置包括第一旋光材料（１）和第一偏振器（２），二者具有对准同一方向的光轴和垂直于上述光轴的平面。滤色镜装置还包括在其材料中着色的滤色镜（５）。所述第一旋光材料（１）可以任意绕其光轴旋转，并且被置于成象装置（８）的前面。所述滤色镜装置的核心特点是通过它的非偏振光在感觉上保持其颜色或显示出单色效应，平面偏振光的颜色因此按预先规定的方式改变。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在偏振光影响下具有旋光性的滤色镜装置，优选地，但不是唯一地用于太阳眼镜和/或设置有光学元件的成象装置、图像记录或图象处理装置中。
技术介绍
在观看不同的景色(活的生物，物体，建筑物，风景)或是给上述不同的景色拍照时，或是一般利用天然的或人造的成象装置(比如，用人眼或照相机和任何其它的图象收集、图象记录或图象发送装置)摄取某一景色的图象的情况下，携带有各种不同景色细节信息的光以不同的偏振态进入有关的成象装置。例如，从反射表面(如水面，植物叶子，各种玻璃表面等)反射的光是(部分地或全部线性)偏振的。当入射在蒸汽微滴上的光的传播方向与由其散射的光传播方向基本上相互垂直时，漫射的太阳光也偏振。通过在光的传播方向放置适当的光学元件，可以根据需要将光的偏振状态(以后称为偏振)改变到任意程度。最众所周知的偏振改变元件是那些用各向异性材料(比如显示线性双折射)制成的偏振器，上述偏振器具有一种平面，薄片，板或层的形状，它只没有损失地透射相对于偏振器平行于一个固定方向(一个垂直于这个方向的方向称之为偏振器的消光方向)的(线性)偏振的射入光成分，同时部分或全部吸收具有与上述偏振不同的入射光的其它成分。这种所谓的二向色偏振器的说明可以在，比如由Michael Bass主编的“光学手册”(ISBN0-07-047974-7，Vol.11，pp.327-330)中找到。某些透明物质的通称为旋光性的性质是使光束通过的偏振面旋转在一定程度上与物质的厚度成正比，亦就是说，改变入射光的偏振(更详细情况见，比如A.Nussbaum和R.A.Phillips的“Modern Optics for Engineersand Scientists”，第14.6章)。这种现象是由D.F.J.Arago在1811年发现的，而由E.J.Fresnel在1825年确立对这种现象的解释，E.J.Fresnel认识到，在一种旋光性介质内，线偏振的入射光分裂成顺时针和逆时针圆偏振两种成分，这两种成分在介质中传播速度稍有不同。结果，在通过旋光性介质的过程中，各成分之间产生相移，并且在离开介质的表面处通过将各成分合成所得到的光偏振面相对于入射光的偏振面旋转一定角度。许多已知的物质显示旋光性，其中包括不同种类的糖溶液，松节油，氯酸钠(立方体)，结晶石英(SiO2，单轴)，亚硝酸钠(NaNO3，双轴)等。在单轴和双轴晶体中，可以平行于光轴最容易观察到上述现象。在单轴晶体情况下，如果传播沿着光轴进行，则常见的线性双折射不出现。然而，某些单轴晶体(其中也包括石英)沿着这个方向显示圆形双折射。在自然界，结晶石英具有右旋改变和左旋改变二种，它们的结晶形状彼此的反射。同时，石英玻璃(它实际上是一种过冷液体)由随机定位的SiO2分子形成，因此，石英玻璃一点也不影响通过它的平面偏振光的偏振面。有许多旋光现象的实际利用，比如通过研究清亮而透明的旋光物质或是在应用于应力分析测试的光弹性装置中。如在德国专利2,649,842中所述，该现象还可以用于对比度增强和减少光反射，或如美国专利5,115,341中所述，用于制备在飞机座舱中防止强烈阳光的遮光板装置，以保护飞行员的眼睛。另外，在观察远距离景色时，许多情况都需要增强景色的某些部分，亦即需要用更强的对比度来显示或记录某些细节。满足这种需要的可能性是考虑来自景色各个部分的光的不同偏振态。这种所谓的测偏振图象记录器应该只检测景色的纯线偏振，而不记录非偏振或圆偏振的光。美国专利4,490,016讨论了一种类似的测偏振图象记录器，它基于嵌入在碱金属卤化物晶体中的各向异性色心的重新定向，该碱金属卤化物晶体由于曝露于给定波长的电磁辐射中而重现远距离景色的纯偏振。然而，这些装置中所用的晶体的生产成本比较高。上述开发利用某些介质的旋光性的解决方案的共同缺点是，在实际使用中，不能相互独立地改变景色各独立部分的色调；然而，这个特点在各种成象
中是非常必要的，如通过太阳眼镜检查，或者用于图象记录和传送(比如照相法)。目前是采用本身已知的材料中着色的透明滤色镜来改变色调，上述透明滤色镜加到太阳眼镜片上或用于太阳眼镜中，或装在摄象机光学元件的前面。尽管如此，这些解决方案仍有某些缺点。利用以这种方式得到的所谓有色太阳眼镜，亦即通过它们进行观察，根据其特性，亦即其中使用的滤色镜的滤色性能，导致比如眼中的颜色接收细胞变得习惯于用滤色镜所特有的色调连续地感觉景色的所有细节，这种情况导致刺激透射强度的衰落。而且，由于颜色接收器的光谱灵敏度随颜色不同而改变，所以可能偶而通过太阳眼镜有色部分所感觉到的景色的某些细节的强度与实际强度相比降低很大程度，在某些情况下，这可能会产生干扰。另外，在摘下这种太阳眼镜后，眼睛一时感到在它的环境中不是实际的颜色组成，并且那样对佩戴者来说可以产生不舒服和异常的感觉。装备有滤色镜的成象装置还产生这样的图象，即这些图象在每个细节上都朝上述滤色镜所特有的颜色方向偏移。对于不同类型的滤色镜，即对于所谓的交叉滤色镜或半滤色镜，只有一半着色，并且它的着色沿着滤色镜的对角线逐渐改变成一种未着色的透明表面。两色或多色分离的滤色镜也用来给象场的某些部分着色。这些滤色镜在物镜的前面旋转式形成，因此，可以很容易选定图象待着色的部分。这里详述的颜色改变装置的共同特点是它们用所选的颜色显示某一图象部分的所有细部，并且在这方面它们毫无例外地不容许大多数情况下存在的所有不同颜色的其它细部进入所考虑的图象部分区域。例如，在风景中一些伸展到天空(待着色)的树必定开始受所用的滤色镜的影响，亦即它们被着色，而这一般是不希望。为了消除不合适着色的问题，分离的多色滤色镜也是已知的。然而，这些只能减少但不能解决问题。关于上述(交叉)滤色镜或滤色镜系列可以在提供摄象装置和产品的Hama公司产品目录(1998年在Hungarian出版)中找到。德国专利2,650,500公开了一种用于分开包括若干具有不同波长成分的激光束的单一成分(激光谱线)的滤色装置。该装置包括前后设置的一种比如由具有旋光性的石英制成的晶体和一个偏振专用光学装置，上述旋光性与晶体的厚度成正比，而上述偏振专用光学装置是比如一种实现为NiCol棱镜的分裂偏振立方体。进入装置的尤其是包括两种不同波长并因此具有不同颜色成分的激光束被结晶石英分开成两个单色光束，上述两个单色光束具有相互垂直的偏振态。通过适当调节设置在晶体后面的偏振专用光学装置，可以全部滤除无论哪一个单色光束。结果，剩下的光束将是单一完好限定的颜色。这种类型的滤色装置的缺点是，由于规定了其中所包括的晶体厚度，所以可以用来只对一种限定组成(波长上)的激光束进行滤色、分色和以及附带的颜色改变。总之，我们可以得出结论，一方面，已知双色偏振器的作用在一很宽的波长范围内相同，并因此实际上与入射光的颜色无关，而另一方面，已知在材料中着色的滤色镜的作用通常与入射光的偏振无关。因此，目前所用装置的最大缺陷是，在考虑光从景色的各个相应部分进入成象装置的光的偏振方向情况下，它们不适合用于改变所摄取景色图象的各单个部分的颜色。专利技术概述本专利技术的目的是消除已知装置的上述缺陷，亦即研制一种滤色镜装置，所述装置考虑入射光的偏振和/或构成滤色镜装置的光学元件的角位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装在天然或人造成象装置（８）前面，在偏振光影响下具有旋光性的滤色镜装置，其中所述滤色镜装置包括一个第一旋光材料（１）和一个第一偏振器（２），二者都具有一个基本上对准同一方向的光轴和一个基本上垂直上述光轴的平面，其特征在于：它具有在其材料中着色的滤色镜（５），并且第一旋光材料（１）可以绕其光轴任意旋转并被设置在第一偏振器（２）的前面，所述第一偏振器（２）可绕其光轴旋转任意并被设置在成象装置（８）的前面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：费伦茨基什，
申请(专利权)人：费伦茨基什，
类型：发明
国别省市：HU[匈牙利]