Die Erfindung betrifft einen optischen Kamerafilter, welcher wenigstens einen Polarisationsfilter umfasst.

In der Optik, zum Beispiel in der Fotografie, ist es ein bekanntes Verfahren zur Reduktion von Reflexen einen drehbaren Polarisationsfilter einzusetzen, wobei die maximale Polarisation bei Reflektion unter dem sogenannten Brewster Winkel entsteht. Hierbei wird das reflektierte und polarisierte Licht durch die Filterwirkung des Polfilters herausgefiltert und nicht weiter genutzt. Übliche Polarisationsfilter können dabei linear und/oder oder zirkulär polarisiert ausgebildet sein. Typischerweise weisen die heute verwendeten Filter sowohl eine lineare als auch eine zirkulär polarisierende Schicht auf, um das

Autofokussystem von modernen Kameras nicht negativ zu beeinträchtigen.

Die Aufgabe besteht darin, einen derartigen optischen Kamerafilter hinsichtlich der Möglichkeiten zur Verwendung weiter zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen optischen Kamerafilter mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen optischen Kamerafilter ist es vorgesehen, dass dieser neben wenigstens einem Polarisationsfilter, welcher prinzipiell als herkömmlicher an sich bekannter Polarisationsfilter mit einer oder mehreren Schichten ausgebildet sein kann, wenigstens eine Schicht aus einem

doppelbrechenden Material aufweist.

Durch die Verwendung eines doppelbrechenden Mediums wie z.B.

Polycarbonat in Lichtrichtung vor dem Polarisationsfilter erscheint das polarisierte Licht in unterschiedlichen Farben, je nach Doppelbrechung und Ausrichtung des eingefügten Materials und je nach Orientierung des Polfilters, wobei sich alle Polarisationsrichtungen komplementär zu weiß ergänzen.

Über den erfindungsgemäßen optischen Kamerafilter lassen sich also die Lichtanteile, die ansonsten über den Polarisationsfilter herausgefiltert werden würden, nutzen, um gezielt optische Farbeffekte zu erzeugen. Um die gewünschten Effekte zu erzeugen wird der optische Weg unterschied von ordentlichem und außerordentlichem Strahl im doppelbrechenden Medium in der Art und Weise gewählt, dass der gewünschte Farbeffekt erscheint.

Dadurch lässt sich der Polarisationszustand des einfallenden Lichts sofort anhand der entsprechend erscheinenden Farbe erkennen. Die Wahl des optischen Wegunterschieds zwischen ordentlichem und außerordentlichem Strahl lässt sich dabei durch das Material und sein Herstellungsverfahren in der gewünschten Art und Weise einstellen. Beispielsweise kann Polycarbonat verwendet werden, welches durch entsprechende Herstellungsverfahren, wie beispielsweise Extrudieren entsprechende doppelbrechende Eigenschaften in der gewünschten Art und Weise mitbringt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee ist es dabei vorgesehen, dass der wenigstens eine Polarisationsfilter und die wenigstens eine

doppelbrechende Schicht relativ zueinander drehbeweglich ausgebildet sind. Durch eine solche Anordnung der optischen Komponenten drehbeweglich zueinander ist es möglich, die optische Retardation einzustellen. Die

vorteilhafte Weiterbildung des optischen Filters erlaubt also eine Variation der sichtbaren Farben durch eine Drehbewegung des Polarisationsfilters und der wenigstens einen doppelbrechenden Schicht relativ zueinander.

Ein sehr einfacher und auch mechanisch kompakter Aufbau lässt sich dabei erzielen, wenn die Drehbewegung um die optische Achse erfolgt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Drehachse nicht mit der optischen Achse zusammenfällt. Eine solche Drehbewegung„off-axis" kann ebenfalls zu sehr interessanten optischen Farbeffekten führen. Dabei ist natürlich auch eine Kombination denkbar, was dann jedoch wenigstens zwei doppelbrechende Schichten erfordert, von welchen eine relativ zu dem Polarisationsfilter um die optische Achse und die andere um eine nicht mit der optischen Achse zusammenfallende Drehachse drehbar ausgebildet wären.

Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen optischen Kamerafilters sieht es vor, dass der wenigstens eine Polarisationsfilter und/oder die wenigstens eine doppelbrechende Schicht durch Aktuatoren, gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung insbesondere Piezo-Aktuatoren, aktiv beeinflussbar ist. Dies kann beispielsweise ein Verschieben, ein Verformen und/oder ein Beaufschlagen mit einer mechanischen Spannung umfassen. Auch hierdurch lassen sich interessante optische Farbeffekte erzeugen, welche unterschiedliche Farben und Farbintensitäten in dem reflektierten und/oder polarisierten Licht erzeugen können.

Besonders intensive Farben lassen sich dabei bei einer optischen Retardation von in etwa 500 nm bis 1700 nm erzielen. Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung sieht es außerdem vor, dass zwei relativ zueinander drehbewegliche doppelbrechende Schichten vorgesehen sind. Ein solcher Aufbau mit zwei relativ zueinander drehbeweglichen optischen Schichten, welche wieder„on-axis", also mit der optischen Achse als Drehachse oder„off-axis", mit einer von der optischen Achse

abweichenden Drehachse ausgebildet sein können, ermöglicht durch die Drehbewegung der beiden doppelbrechenden Schichten zueinander eine entsprechend hohe Flexibilität bei der Einstellung der optischen Farbeffekte.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung dieser Idee sieht es dabei vor, dass die beiden Schichten aus doppelbrechendem Material unterschiedliche Retardationen aufweisen. Insbesondere kann die in Richtung des einfallenden Lichts erste Schicht aus doppelbrechendem Material eine kleinere Retardation als die zweite Schicht aufweisen. In der Praxis haben sich insbesondere Ausgestaltungen in der Art als sehr effizient erwiesen, bei denen die erste Schicht gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee eine Retardation von in etwa 600 nm aufweist, während die zweite Schicht eine optische

Retardation von in etwa 1 100 nm aufweist.

Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung dieser Idee kann es dabei ferner vorsehen, dass die sogenannte schnelle optische Achse der zweiten Schicht unter 45° zum Polarisationsfilter relativ zum Polarisationsfilter fixiert ist. Durch diese Orientierung, welche mechanisch außerordentlich einfach und effizient ist, da die zweite Schicht aus doppelbrechendem Material direkt mit dem Polarisationsfilter fixiert ausgeführt sein kann, werden außerordentlich intensive Farben erzielt, da durch die Ausrichtung die beiden Lichtanteile des ordentlichen und des außerordentlichen Strahls die gleiche Intensität aufweisen, was zu einer maximalen Farbintensität bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Filters führt.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des optischen Kamerafilters sieht es ferner vor, dass eine Flüssigkristallschicht in Ergänzung zu der wenigstens einen doppelbrechenden Schicht vorgesehen ist. Eine solche

Flüssigkristallschicht kann beispielsweise vor oder nach der

doppelbrechenden Schicht, jedoch in Richtung des einfallenden Lichts vor dem Polarisationsfilter, angeordnet sein. Durch eine Beaufschlagung mit elektrischer Spannung in der gewünschten Art und Weise lassen sich die doppelbrechenden Eigenschaften dieser Flüssigkristallschicht sehr detailliert beeinflussen, um so einen besonders fein detaillierten und sehr gut

steuerbaren optischen Farbeffekt durch den erfindungsgemäßen optischen Kamerafilter realisieren zu können. Der Polarisationsfilter selbst kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee mit einer zirkulär polarisierenden Schicht und einer linear polarisierenden Schicht ausgebildet sein. Ein solcher Polarisationsfilter beim Einsatz in dieser vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen optischen Filters erlaubt herkömmlichen Kameras weiterhin die Nutzung ihres Autofokus, ohne diesen nachteilig zu beeinflussen. Als doppelbrechendes Material kann gemäß einer außerordentlich günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der Idee Polycarbonat eingesetzt werden, beziehungsweise die doppelbrechenden Schichten können aus Polycarbonat bestehen. Dadurch, dass die doppelbrechenden Schichten Polycarbonat umfassen oder aus diesem bestehen, lassen sie sich außerordentlich einfach, effizient und kostengünstig herstellen. Gleichzeitig sind sie durch die

Verwendung von Polycarbonat ausreichend stabil, um im Praxiseinsatz effizient zu funktionieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des optischen Kamerafilters ergeben sich ferner aus den restlichen Unteransprüchen und werden auch anhand der

Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt sind.

Dabei zeigen:

Figur 1 eine mögliche Ausführungsform eines optischen Kamerafilters gemäß der Erfindung;

Figur 2 eine weitere mögliche Ausgestaltung eines optischen

Kamerafilters gemäß der Erfindung; und

Figur 3 eine weitere alternative Ausgestaltung eines optischen

Kamerafilters gemäß der Erfindung.

Durch entsprechende Anordnung der optischen Komponenten kann die optische Retardation bzw. der Farbeffekt eines optischen Kamerafilters 1 eingestellt werden. Die intensivsten Farben erhält man bei einer Retardation von ca. 500nm bis 1700nm (vgl. Newtonsche Interferenzfarben oder Michel Levy Tafel der Doppelbrechung). Somit ist der Aufbau des Kamerafilters 1 in der Reihenfolge in welcher dieser vom Licht (das Licht kommt von links in den Figuren) durchdrungen wird der folgende:

• eine drehbare doppelbrechende Schicht 2 beispielsweise aus Polymer oder aus doppelbrechendem Material wie z.B. Polycarbonat mit einer Retardation von beispielsweise 600nm. Die doppelbrechende Schicht 2 als optisches Verzögerungselement kann auch als Flüssigkristallschicht ausgeführt sein, um über eine elektronische Ansteuerung die optische Verzögerung bzw. die Polarisationsrichtung zu variieren. Eine weiter Variante ist dieses Verzögerungselement mechanisch zu verspannen, z.B. mit Hilfe von mechanischen, elektromechanischen Elementen oder Piezo Aktuatoren, um dadurch Spannungsdoppelbrechung zu erzeugen. Um einen statischen Kamerafilter 1 zu erzeugen kann wahlweise auf die doppelbrechende Schicht 2 verzichtet werden.

• eine doppelbrechende Schicht 3 mit einer Retardation von

beispielsweise 1 100nm. Deren sogenannte schnelle Achse kann vorzugsweise unter 45° zum darauffolgenden Polarisationsfilter 4 orientiert werden, um möglichst intensive Farben zu erzielen, der sogenannten Diagonalstellung (bekannt aus der Mikroskopie). Durch diese Ausrichtung haben die beiden Lichtanteile (der ordentliche und der außerordentliche Strahl) die gleiche Intensität, was zur maximalen Farbintensität führt.

• ein drehbarer Polarisationsfilter 4, dieser kann als bekannter und

üblicher Polarisationsfilter, also mit wenigstens einer zirkulär

polarisierenden Schicht ausgeführt werden. Wie im vorherigen Punkt erwähnt kann dabei die doppelbrechende Schicht 3 mit dem

Polarisationsfilter 4 in der Diagonalstellung von 45° fixiert ausgeführt werden, was den Aufbau außerordentlich einfach und effizient in der Handhabung macht.

• eine optionale separat rotierbare off-axis Scheibe 5 aus

doppelbrechendem Material um eine dynamischen Farbeffekt zu erzeugen. Vorteil von der off-axis Variante: Dieses Element kann separat gesteuert werden.

Diese möglichen Varianten sind nun in den Figuren zu erkennen. Figur 1 zeigt einen sehr einfachen Aufbau des optischen Kamerafilters 1 . Zentral um eine mit A bezeichnete optische Achse sind in Richtung R des einfallenden Lichts vor der Kamera zuerst die drehbare optionale und daher gestrichelt

dargestellte doppelbrechende Schicht 2 zu erkennen. Im Anschluss darauf folgt die zweite doppelbrechende Schicht 3, insbesondere mit den oben beschriebenen Werten der Retardation. Im Anschluss folgt der

Polarisationsfilter 4. Zumindest eine der Schichten 2,3 ist dabei um die

Drehachse B dreh beweg lieh. Diese Drehachse B füllt in Figur 1 mit der optischen Achse A zusammen.

In der Darstellung der Figur 2 ist dieser Aufbau nochmals aufgegriffen und um die separat rotierbare Scheibe 5 um eine Drehachse B, welche einen

Wegabstand x von der optischen Achse A aufweist, angeordnet.

In der Darstellung der Figur 3 ist letztlich wieder ein Aufbau analog zur

Darstellung in Figur 1 gewählt. Beispielsweise in Richtung des einfallenden Lichts R vor der ersten - bei einem statischen Kamerafilter 1 optionalen - doppelbrechenden Schicht 2 befindet sich eine Flüssigkristallschicht 6. Diese lässt sich über entsprechende Steuerungsspannungen in ihrer Eigenschaft beeinflussen, sodass die doppelbrechenden Eigenschaften der

Flüssigkristallschicht 6 weitgehend frei eingestellt werden können. In der Darstellung der Figur 3 ist dies durch zwei angedeutete Elektroden 7 gezeigt. Alternativ oder ergänzend hierzu können an einer der doppelbrechenden Schichten, beispielsweise an der optionalen doppelbrechenden Schicht 2, einer oder mehrere Aktuatoren 8 vorhanden sein, von denen einer in der Darstellung der Figur 2 prinzipmäßig angedeutet ist. Auch dieser lässt sich entsprechend ansteuern, beispielsweise als Piezo-Aktuators, welcher zur mechanischen Beeinflussung der doppelbrechenden Schicht 2 ausgebildet ist. Er kann diese entsprechend verschieben, verformen und/oder mit einer mechanischen Spannung beaufschlagen, sodass sich die doppelbrechenden Eigenschaften der Schicht 2 verändern und damit letztlich auch die Farbeffekte beeinflussbar sind.

Mit Hilfe von diesem Kamerafilter 1 ist es möglich polarisiertes Licht in einstellbaren Farben erscheinen zu lassen. Dies kann sowohl für fotografische als auch für filmische Zwecke genutzt werden. So lassen sich während der Filmaufnahme die polarisierten Lichtanteile von z.B. Reflexionen farblich modulieren welches einen visuell reizvollen Effekt erzeugt.