imported>Megatherium: /* Kantenfilter */

2024-06-17T11:08:55Z

Kantenfilter

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[[Datei:Optical filter.jpg|mini|hochkant=1.3]]
'''Optische Filter''' selektieren die einfallende [[Elektromagnetische Strahlung|Strahlung]] nach bestimmten Kriterien, z. B. nach der [[Wellenlänge]], dem [[Polarisation]]szustand oder (meist als Nebeneffekt) der [[Einfallswinkel|Einfallsrichtung]]. Die bekannteren optischen Filter ([[Farbfilter]], [[UV-Filter (Fotografie)|UV-Filter]]) sind im Artikel [[Filter (Fotografie)]] vorgestellt.

== Verlaufsfilter ==
Verlaufsfilter besitzen eine über die Filterfläche kontinuierlich veränderliche Filterwirkung. Sie werden eingesetzt, um stufenlos einstellbare Abschwächungen zu erreichen, beispielsweise als verschiebbarer Graukeil über einen schmalen Strahlengang – wo der Gradient des Filters vernachlässigt werden kann oder aber das Strahlprofil nicht beeinflusst wird (zum Beispiel wird ein Laserstrahl, wenn seine Intensitätsverteilung der gaußschen Glockenkurve folgt, nur seitlich versetzt).

Zu den Verlaufsfiltern zählen auch die üblicherweise [[neutralgrau]]en '''Centerfilter''', die in der Fotografie insbesondere bei extremen [[Weitwinkelobjektiv]]en eingesetzt werden, um den dort aufgrund des [[Cos4-Gesetz|'''Cos<sup>4</sup>-Gesetzes''']] auftretenden Randlichtabfall zu kompensieren.

== Kantenfilter ==
[[Datei:Ruby transmittance.svg|mini|Transmission von [[Rubin]] im optischen Bereich. Alle Wellenlängen größer als 600 nm werden durchgelassen.]]

Ein Kantenfilter besitzt zwei mehr oder weniger scharf voneinander getrennte Spektralbereiche, in denen der Filter transmittiert (durchlässig ist) beziehungsweise absorbiert (undurchlässig ist).
Er ist meist als [[Hochpass]] (z. B. [[Infrarotfilter#Infrarot sperrende Filter|Infrarot-Sperrfilter]]) ausgebildet, [[Tiefpass]]-Kantenfilter sind nur mit schlechter Offband-Unterdrückung zu realisieren. Da in der Optik eher von der Wellenlänge als von der Frequenz die Rede ist, spricht man statt von Hochpass eher vom [[Kurzpassfilter|Kurzpass-]] ({{lang|en|cut-off filter}}) und statt Tiefpass vom [[Langpassfilter]] ({{lang|en|cut-in filter}}), je nachdem, ob die kurzwelligen (hochfrequenten) oder langwelligen (niedrigfrequenten) Spektralanteile durchgelassen werden. Als Kante ({{lang|en|„cut“}}) wird die filterspezifische Wellenlänge bezeichnet, die den Absorptions- und Transmissionsbereich voneinander trennt.

== Polarisationsfilter ==
Der [[Polarisationsfilter]] besteht aus [[Anisotropie|anisotropen]] [[Folie]]n oder auch aus in [[Reflexion (Physik)|Reflexion]] arbeitenden [[Dielektrikum|dielektrischen]] Oberflächen. Es wird in der [[Fotografie]] genutzt, um Reflexionen zu beeinflussen.

== Interferenzfilter ==
Der [[Interferenzfilter]] ist ein Filter, der auf [[Interferenz (Physik)|Interferenzeffekten]] in [[Dünnschichttechnologie|optischen Dünnschichten]] basiert. Neben Kantenfiltern, Polarisationsfiltern und Verlaufsfiltern können Interferenzfilter mit einem sehr schmalen Durchlassbereich und einem hohen Unterdrückungsgrad des Offband-Bereiches hergestellt werden. Der Durchlassbereich (oder Nutzbereich) ist derjenige Wellenlängenbereich (oder Spektralbereich), in dem der Filter eine hohe Durchlässigkeit ([[Transmission (Physik)]]) besitzt. Den Spektralbereich außerhalb dieses Durchlässigkeitsbereiches bezeichnet man als „{{lang|en|off-band}}“. Hier zeigt sich die Güte eines Filters in niederen Transmissionswerten: im Fall von Interferenzfiltern wird diese Strahlung [[Reflexion (Physik)|reflektiert]], bei „normalen“ Farbfiltern [[Absorption (Physik)|absorbiert]]. Interferenzfilter werden beispielsweise zur Unterdrückung infraroter Strahlung bei Bildsensoren in Digitalkameras und in Projektionssystemen eingesetzt. Zur Spezifikation von optischen Interferenzfiltern gibt es die Internationale Norm [[ISO]] 9211 (Optik und Photonik – Optische Schichten). Diese besteht aus den Teilen
* Teil 1: Begriffe<ref name="iso9211-1">ISO 9211-1: Optik und Photonik – Optische Schichten – Teil 1: Begriffe (ISO 9211-1:2010), Beuth Verlag.</ref>
* Teil 2: Optische Eigenschaften<ref name="iso9211-2">ISO 9211-2: Optik und optische Instrumente – Optische Schichten – Teil 2: Optische Eigenschaften (ISO 9211-2:1994), Beuth Verlag. Diese Norm wurde überarbeitet und die Nachfolgeversion liegt bereits als DIS (Draft international Standard) vor.</ref>
* Teil 3: Umweltbeständigkeit<ref name="iso9211-3">ISO9211-3: Optik und Photonik – Optische Schichten – Teil 3: Umweltbeständigkeit (ISO 9211-3:2008), Beuth Verlag.</ref>
* Teil 4: Spezifische Prüfmethoden.<ref name="iso9211-4">ISO 9211-4: Optik und optische Instrumente – Optische Schichten – Teil 4: Spezifische Prüfmethoden (ISO 9211-4:2006), Beuth Verlag.</ref>

== Bayer-Filter ==
Dies ist ein strukturierter [[Farbfilter]], der jedem [[Pixel]] eines [[CCD-Sensor|CCD]]- oder [[CMOS]]-[[Sensor]]s einen eigenen Farbauszugsfilter vorschaltet, der nur je einen [[Wellenlänge]]nbereich durchlässt (rot, grün oder blau). Jeweils vier lichtempfindliche Pixel werden dabei zu einem Farbpixel zusammengefasst, siehe [[Bayer-Sensor]].

== Komplementärfarbenfilter ==
Dieser Filter ist ebenso strukturiert wie der oben beschriebene Bayer-Filter, arbeitet jedoch statt mit den [[Primärfarbe]]n der [[Additive Farbmischung|additiven Farbmischung]] (rot, grün, blau) mit deren (additiven) Komplementärfarben ([[Magenta (Farbe)|magenta]], [[cyan]], [[gelb]]). Dadurch wird die Lichtempfindlichkeit verdoppelt, denn ein Primärfarbfilter sperrt 2/3 des [[Spektralfarbe|Spektralbereiches]] (ein Grünfilter beispielsweise sperrt Rot und Blau), während ein Komplementärfarbenfilter nur 1/3 sperrt (beispielsweise sperrt ein Gelbfilter nur Blau). Dieser Vorteil wird erkauft mit einer komplexeren elektronischen Farbdekodierung.

Komplementärfarbenfilter werden u. a. in [[Camcorder]]n eingebaut, um hier bei kompakten Abmessungen und entsprechend sehr kleinen Sensorflächen noch große [[Zoomfaktor]]en (25-fach und mehr) realisieren zu können, ohne die elektrische Signalverstärkung in der Ausleseschaltung und damit auch das Signalrauschen übermäßig ansteigen zu lassen.
In aktuellen [[Digitalkamera]]s hingegen sind Komplementärfarbenfilter kaum anzutreffen.

== Siehe auch ==
* [[Röntgenfilter]]
* [[Streustrahlenraster]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Optisches Bauteil]]
[[Kategorie:Optisches Filter|!]]
[[Kategorie:Fotoausrüstung]]
[[Kategorie:Physikalisches Prinzip eines Optischen Bauteils]]

Filter (Optik) - Versionsgeschichte

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