DE1155538B - Verfahren zum Regeln der Lichtintensitaet und hierzu dienendes Filter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Lichtintensität unter Verwendung eines Systems mit im elektrischen Feld wandernden, dabei Konzentrationsänderungen hervorrufenden Komponenten sowie zwei Elektroden, von denen sich mindestens eine im Lichtweg befindet.

Nach einem älteren Vorschlag ist ein Verfahren zum Regeln der Lichtintensität unter Verwendung eines Systems mit im elektrischen Feld wandernden Komponenten, die Konzentrationsänderungen hervorrufen, sowie mit zwei Elektroden bekannt, von denen sich mindestens eine im Lichtweg befindet. Bei diesem Vorschlag ist zwischen den beiden Elektroden noch eine von zwei Membranen begrenzte Zwischenschicht vorgesehen, in welcher sich eine kolloidale Lösung befindet. Das Anlegen der elektrischen Spannung an die Elektroden bewirkt dabei eine Elektrophorese der kolloiden Teilchen im elektrischen Feld und dadurch eine Änderung der Brechungsindizes in den den Membranen benachbarten Grenzschichten infolge der durch die Elektrophorese bedingten Konzentrationsänderung. Diese Anordnung ist verhältnismäßig aufwendig, da mindestens drei voneinander getrennte Räume für die Träger der elektrischen Ladung erforderlich sind, wobei noch darauf geachtet werden muß, daß die Brechungsindizes sämtlicher in diesen Räumen befindlichen Flüssigkeiten gleich sind. Dieses Verfahren ist daher verhältnismäßig umständlich. Hinzu kommt, daß man nach diesem älteren Vorschlag den Lichtstrahl nicht senkrecht zur Elektrode einfallen lassen kann, sondern daß der Lichtstrahl schräg von der Seite auf eine Grenzfläche zwischen der kolloiden und der Elektrolytlösung gerichtet werden muß. Nur bei einem solchen seitlichen Einfall wird die Vorrichtung wirksam, weil dann von einem bestimmtenEinfallswinkel abdieTotalreflexion eintritt. Das Verfahren und die Vorrichtung nach dem älteren Vorschlag wirken daher ähnlich wie eine Kerr-Zelle, bei welcher ein Dielektrikum zwischen zwei Kondensatorplattenbei Stromdurchgang doppeltbrechend wird.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem durch eine einfache Lichtabsorption oder Lichtübertragung ein Filter variabler Dichte und gegebenenfalls neutraler Färbung gebildet wird. Die Filterwirkung soll vorwiegend bei senkrecht einfallendem Licht, aber auch bei Lichteinfall unter einem Winkel möglich sein. Eine Steigerung oder Herabsetzung der Filterdichte soll ohne mechanische Bewegung, und zwar von einem Bereich sehr geringer bis zu sehr hoher Dichte, d. h. praktischer Lichtundurchlässigkeit, durchgeführt werden können.

Verfahren zum Regeln der Lichtintensität
und hierzu dienendes Filter

Anmelder:

Eastman Kodak Company,
Rochester, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff und H. Bartels, Patentanwälte,
Stuttgart N, Lange Str. 51

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Februar 1958 (Nr. 712 700)

William Columbus Flanagan

und Clifford L. Miles, Rochester, N. Y. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf mindestens einer im Lichtweg befindlichen, in einem lichtdurchlässigen Elektrolyten eingetauchten Elektrode eine den Lichtweg beeinflussende Abscheidung erzeugt oder aufgelöst wird.

Dieses Verfahren zeichnet sich gegenüber dem älteren Verfahren durch die Verwendung besonders einfacher Mittel aus, wobei auch eine genaue gegenseitige Abstimmung der verschiedenen Elektrolytkonzentrationen unter Berücksichtigung der Brechungsindizes wegfallen kann. Außerdem wirkt das Verfahren auch bei senkrechtem Lichteinfall auf die Elektroden. Da die Abscheidung unmittelbar auf einer Elektrode erzeugt wird, ist es nicht notwendig, weitere, zusätzliche Mittel zwischen den beiden Elektroden anzubringen, die die Lichtintensität verändern oder den Lichtweg unterbinden. Dieses System arbeitet daher verhältnismäßig störungsfrei.

In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens wird in den Lichtgang eine elektrolytische Zelle aus transparentem Material gebracht, von deren Elektroden mindestens eine im wesentlichen transparent ist und vorzugsweise eine optische Dichte von weniger als 1,0 besitzt. Zur Erhöhung oder Verminderung der optischen Dichte der Zelle wird durch diese Strom, zweckmäßig mit einer Stromdichte von 1 bis 100 mA/cm², geschickt. Dabei wird die Intensität

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eines durch die Zelle hindurchgehenden Lichtstrahls in Abhängigkeit vom Stromfluß in der Zelle variiert. Gleichzeitig ist aber ebenso die Möglichkeit gegeben, die Intensität des von der Elektrode reflektierten Lichtstrahls zu steuern.

Erfindungsgemäß besteht das Filter aus einem durchlässigen, z. B. gläsernen Behälter mit Ein- und Austrittsfenstern. Der Behälter enthält einen Elektrolyten, beispielsweise eine saure Lösung eines Metallsalzes. Es können verschiedene Arten von Elektrolyten verwendet werden, wie unten noch beschrieben werden wird. Zu dem Filter gehören ferner zwei Elektroden, von denen mindestens eine im wesentlichen lichtdurchlässig und senkrecht zu dem Lichtweg zwischen den Ein- und Austrittsfenstern des Behälters angeordnet ist

Diese transparente Elektrode kann für gewisse Ausführungsformen z. B. durch eine dünne Goldschicht schwach gefärbt oder auch neutral sein. In ähnlicher Weise kann der Elektrolyt gefärbt sein. Er ist aber gewöhnlich im wesentlichen transparent. Zum Ausgleich der Restfarbe des Elektrolyten oder zur selektiven Verstärkung der optischen Eigenschaften des Systems können Farbstoffe zugesetzt sein. Der Elektrolyt und die Elektrode können für diejenigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen kein hoher Transparenzgrad erforderlich ist, schwach diffundierend sein. Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind aber beide in hohem Maße transparent. Die Fläche, auf die die transparente Elektrode aufgebracht ist, kann aus beliebigen transparenten (oder in besonderen Ausführungsformen durchscheinenden) Materialien, wie einem Kunststoff oder Glas, bestehen. Sie ist im allgemeinen glatt und flach, kann aber in besonderen Ausführungsformen eine beliebig unregelmäßige Struktur aufweisen, z. B. eine sandgeblasene oder körnige Oberfläche haben, oder sie kann auch aus besonders orientierten optischen Flächen, wie winzigen Linsen oder Spiegeln, bestehen oder mit solchen versehen sein. In manchen Fällen kann die ganze Oberfläche eine nicht ebene Gestalt haben, konkav oder konvex sein, so daß das Filter auf das reflektierte oder durchgelassene Licht eine optische Kraft ausübt.

Die andere Elektrode kann entweder erstens ebenfalls transparent sein oder zweitens in Form eines Stabes oder Ringes außerhalb des verwendbaren Lichtweges zwischen den Fenstern angeordnet sein oder auch, besonders bei sehr großen Filtern für Fenster von Gebäuden, aus einem Maschenwerk feiner Drähte bestehen, das in dem Lichtweg zwischen den Fenstern des Filters angeordnet ist. Wenn ein Gleichstrom in einer Richtung durch diese Zelle geschickt wird, bewirkt er die Abscheidung von Metall oder einem anderen Stoff aus dem Elektrolyten an der transparenten Hauptelektrode, wodurch deren Dichte äußerst rasch anwächst. So bewirkt z. B. eine Stromdichte von 25 mA/cm² die Abscheidung von Silber in einer solchen Geschwindigkeit, daß eine Dichtezunahme von etwa 0,1 Einheiten pro Sekunde erfolgt. Dies ist etwas mehr, als im allgemeinen gebraucht wird, aber es liegt noch durchaus im Bereiche des Brauchbaren. Verläuft der Strom in die andere Richtung, dann wird das Metall von der Elektrode zu einer Ionenlösung weggelöst, und da diese transparenter als die überzogene Elektrode ist, nimmt die Dichte des Filters ab. Die andere Elektrode besteht gewöhnlich aus einem inerten Metall oder einem Leiter, wie Kohlenstoff, aber es macht nicht viel aus, wenn man ein Material verwendet, das zur Abgabe weiterer Ionen von dieser Elektrode an den Elektrolyten Anlaß gibt.

Es wird auf das Handbuch »1957 Metal Finishing Guidebook Directory« Bezug genommen, das jährlich bei der Finishing Publications Inc., Westwood N. J., erscheint und in dem Systeme beschrieben sind, die

ίο zur Abscheidung eines leitenden Materials auf einer Kathode (oder in einzelnen Fällen einer Anode) führen. Diese Systeme sind reversibel und können verwendet werden, wobei die einzige Einschränkung der Ausrüstung darin besteht, daß eine der Elektroden im wesentlichen transparent und im Lichtweg zwischen Eintritts- und Austrittsfenstern angeordnet sein muß. Es ist zu beachten, daß die Anforderungen, die an das Plattiersystem oder die Plattiertechnik im vorliegenden Falle gestellt werden, nicht annähernd so streng sind wie diejenigen, die z. B. in dem genannten Handbuch für Metallverarbeitungsprozesse vorgeschrieben sind. Die meisten Metallverarbeitungsprozesse, die sich einer elektrolytischen Abscheidung bedienen, erfordern erstens eine gegen Abnutzung widerstandsfähige Fläche mit einer ziemlich dicken elektrolytischen Abscheidung, zweitens strenge Abreibefestigkeitsbedingungen, die ein hohes Ausmaß von Adhäsion zwischen dem abgelagerten Material und der anschließenden Unterschicht erfordern, drittens die Abscheidung einer nicht schwammartigen oder porösen Fläche, die frei von Anoden- oder Kathodenschlamm ist, viertens eine hohe Stromdichte sowohl im Elektrolyten als auch in den Elektroden und fünftens ein Wiederherstellungsverfahren für die Elektroden oder für das Elektrolytmaterial. Dies sind nicht unanfechtbare Bedingungen; wichtig ist nur, daß sie im vorliegenden Falle nicht erforderlich sind. Demnach sind viele chemische Elektrolyten und Elektroden für die Filter als geeignet befunden worden, obwohl sie für elektrolytische Abscheideverfahren bei der Metallverarbeitung unbrauchbar sind. So sind z. B. weiche Überzüge durchaus brauchbar. Eine Wiederaufarbeitung ist im allgemeinen unnötig, weil das Plattieren und Auflösen abwechselnd in umgekehrter Richtung erfolgt. Auch liegen die Abscheidedicken gewöhnlich unterhalb weniger Millimikron. Probleme für Plattierverfahren, die nur bei hohen Stromdichten auftreten, wie Gasbildung, sind bei den Filtern variabler Dichte im allgemeinen nicht gegeben. Es ist also möglich, die Zelle zum Schutz gegen Staub u. dgl. abzuschließen. Die Zelle kann aber auch zur Entfernung etwa entwickelter Gase gelüftet werden.

Bei gewissen Ausführungsformen wird der Elektrolyt durch Zusatz, z. B. von Gelatine, hochviskos gemacht, im allgemeinen so sehr, daß das System bis zu mindestens etwa 32° C fest ist. In ähnlicher Weise kann dem Elektrolyten als Frostschutzmittel Äthylenglykol zugefügt werden.

Filter variabler Dichte der beschriebenen Art haben eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten, z. B. bei Fenstern in einem Haus oder Büro oder in einem Land-, Luft- oder Raumfahrzeug. Dabei kann mit photoelektrischer Kontrolle gearbeitet werden, um die Dichte zu erhöhen, sobald außen die Lichtintensität hoch ist, und die Dichte zu vermindern, wenn außen die Lichtintensität abfällt. In den genannten Anwendungsfällen hat die Unterstützungs-

fläche für die transparente Elektrode im allgemeinen ein flaches Profil, sie kann aber auch eine beliebig unregelmäßige Struktur, z. B. eine körnige Oberfläche, aufweisen, wobei der Brechungsindex des Elektrolyten und der der transparenten Elektrode so gewählt werden, daß die körnige Oberfläche kaum durch Reflexion sichtbar ist, mindestens so lange, bis sich auf dieser körnigen Oberfläche der transparenten Elektrode eine hochreflektierende Schicht abgesetzt hat. Bei all diesen Ausführungsformen verwendet man als zweite Elektrode gewöhnlich ein feines leitendes Netz, das parallel zu dem Fenster angeordnet ist, so daß man über die verhältnismäßig große Fläche ein gleichmäßiges elektrisches Feld aufrechterhält. Auf der anderen Seite ist es auch möglich, absichtlich eine ungleichmäßige Beschichtung zu erzielen, indem man einfach die zweite Elektrode näher zu denjenigen Flächen bringt, auf denen eine stärkere Abscheidung bzw. Auflösung gewünscht wird.

Die Erfindung ist besonders für optische Instrumente von Wert, bei denen mechanische Bewegung oder Erschütterung vermieden werden muß. Manche optische Instrumente sind für Änderungen im Polarisationszustand des einfallenden Lichtes empfindlich. Im Gegensatz hierzu wird vorteilhafterweise eine Anordnung zur Dichteregelung verwendet, bei der der Polarisationszustand des durchgehenden Lichtes nicht verändert wird. Eine besonders wichtige Anwendung der Erfindung liegt auf dem Gebiete der Zeitrafferphotographie. Zu diesem Zweck wird das Filter mit einem Teil vor die Kameralinse mit dem anderen Teil vor einer photoelektrischen Zelle angeordnet, die eine Spannungsquelle steuert, die ihrerseits die Dichte des Filters reguliert, wodurch das durchgelassene Licht konstant gehalten und so eine konstante Belichtung für eine Serie von Aufnahmen bei verhältnismäßig langen Zeitabständen gewährleistet wird. Neutrale Filter eignen sich besonders für die Farbphotographie, weil sie bei allen Dichten farbneutral bleiben und die Farbwiedergabe nicht beeinträchtigen. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Filter,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Filters für konstante Belichtung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 ein Filter für variable Reflexion.

In den Fig. 1 und 2 ist ein gläserner Behälter 10 mit einem Elektrolyten 11 teilweise gefüllt. Eine transparente Elektrode 12, die als Schicht auf eine gesonderte Glasplatte 13 aufgetragen ist, bedeckt eine Seite der Zelle, so daß das Licht 21 von der Lampe 20 auf dem Wege zu einer Photozelle 22 durch die Elektrode 12 hindurchgehen muß. Eine andere Elektrode 14 ist in Form eines U-förmigen Teiles dargestellt. Der Elektrolyt und die Elektroden können aus verschiedenen Stoffen in vielen Ausführungsformen bestehen. So kann der Elektrolyt beispielsweise aus einer Lösung von Kupferperchlorat, Cu(ClO₄)₂, in 10%iger Perchlorsäure mit einer Konzentration" von 1,5 g Kupfer pro Liter bestehen. Die transparente Elektrode kann aus einer aufgedampften dünnen Schicht aus Zinnoxyd bestehen, deren Dichte etwa 0,1 oder weniger beträgt. Ihr spezifischer Widerstand beträgt etwa 200 Ohm pro Quadratfläche, doch ergeben spezifische Widerstände bis zu etwa 3000 Ohm pro Quadratfläche immer noch recht gute Resultate. Selbst bei Widerständen mit noch zehnmal größeren Werten erhält man brauchbare Resultate. Die andere Elektrode ist ein goldüberzogener Stab, der in U-Form gebogen ist. Manchmal werden Puffersubstanzen in oder an dieser zweiten Elektrode angewandt, um jede Tendenz zur Abscheidung an dieser Elektrode zu

ίο unterbinden.

Durch eine Klemme 25 und Kabel 26 sind die Elektroden mit einem Umschalter 27 verbunden. In einer Stellung dieses Schalters 27 fließt der Strom aus einer Batterie 28 oder einer anderen Gleichstromquelle derart, daß sich Metall aus der Kupferperchloratlösung 11 auf der transparenten Zinnoxydelektrode 12 abscheidet und so deren Dichte vergrößert. Nur wenige Volt (z. B. 1,8 V) sind zur Erzeugung der erforderlichen Stromdichte an der Elektrode 12 nötig. Ein derartiger Strom erzeugt innerhalb 30 bis 60 Sekunden eine Dichte von 1,0.

In Fig. 3 ist ein Filter 30 variabler Dichte ähnlich dem in Fig. 1 und 2 gezeigten so angeordnet, daß ein Teil des Lichtes 31 hindurchgeht, gleich für welchen Zweck das Filter dient. Bei dem Licht 31 kann es sich z. B. um das durch ein optisches Instrument gehende Licht handeln, oder es kann einfach das durch ein Fenster gehende Tageslicht sein. Ein Teil 32 der Belichtung geht durch das Filter 30 mit variabler Dichte so hindurch, daß er dahinter auf eine photoelektrische Zelle 35 trifft. Diese ist an einem meßgerätartigen Schalter 36 angeschlossen, der in neutraler Stellung geöffnet ist, der sich aber gegen einen Kontakt 37 schließt, wenn der Strom zu hoch, und gegen einen Kontakt 38, wenn der von der photoelektrischen Zelle kommende Strom zu niedrig ist.

Wenn der Kontakt 37 geschlossen ist, fließt Strom von einer Batterie 40, erregt eine Relaisspule 41 und schließt zwei Schalter 42 derart, daß von einer weiteren Batterie 45 Strom zu der Zelle 30 in solchem Sinne fließt, daß eine Abscheidung an der transparenten Elektrode stattfindet. Dadurch wird deren Dichte erhöht, und die auf die photoelektrische Zelle 35 fallende Lichtmenge wird vermindert. Dies bewirkt, daß sich der Kontakt 37 öffnet und die Kontaktnadel 36 in ihrer mittleren Stellung bleibt, solange die Intensität des auf die Zelle 35 fallenden Lichtes im richtigen Bereich bleibt.

Die Photozelle 35 kann im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich empfindlich sein. In ähnlicher Weise wird, wenn das Licht nicht hell genug ist, der Kontakt 38 geschlossen und dadurch eine Relaisspule 46 erregt und so ein Schalter 47 geschlossen, wodurch Strom von der Batterie 45 in solchem Sinne fließt, daß er die Abscheidung auf der transparenten Elektrode der Zelle 30 auflöst. Das Licht 31 wird in genau der gleichen Weise kontrolliert wie das Licht 32, und es bleibt daher das durch die Zelle hindurchgelassene Licht im wesentlichen konstant. Diese einfache Ausführungsform der Erfindung ist besonders brauchbar für die Zeitrafferphotographie. Eine Lauffilmkamera, die z. B. so angeordnet ist, daß sie eine Aufnahme pro Minute macht, kann hinter dem Filter angeordnet werden, so daß sie das z. B. von einer sich im Tageslicht öffnenden Blütenknospe kommende Licht aufnimmt. So, wie sich die Intensität des Tageslichtes verändert, d. h. verhältnismäßig langsam, wird die Belichtung mit

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den einfachen, in Fig. 3 gezeigten Mitteln konstant sich der Oberflächenstruktur an. Der optische

gehalten. Brechungsindex des Elektrolyten wird in diesem Fall

In Fig. 4, das eine andere Ausführungsform der so gewählt, daß die Kombination nur leicht diffus ist.

Zelle zeigt, ist eines der Fenster 50 so gewölbt, daß Wenn aber Stoff aus dem transparenten Elektrolyten der Elektrolyt als Linse wirkt, und das andere Fenster 5 auf der transparenten Elektrode abgeschieden wird,

51 ist in Form einer negativen Linse gestaltet, deren kann die Lichtdiffusion durch die abgeschiedene

Fläche 52 die transparente Elektrode bildet. Die an- Menge des Stoffes und des Brechungsindex relativ zu

dere Elektrode 53 ist in Berührung mit den abgele- dem der Elektrode selbst und des Elektrolyten ge-

genen Winkeln des Behälters angeordnet. Dieser be- regelt werden.

sondere Behälter ist verschlossen, und Leitungen 54 io Einige Beispiele für transparente Elektroden sind

gehen durch den Deckel 55 der Zelle hindurch. die folgenden:

Fig. 5 zeigt die Wirkung der Erfindung hinsichtlich Eine Schicht aus Gold—Wismutoxyd mit einer Licht 60, das unter einem Winkel auf die transpa- optischen Durchlässigkeit von 75% (einer Dichte rente Elektrode, die durch die gebrochene Linie 61 von 0,13) hat einen spezifischen Widerstand von nur dargestellt ist, einfällt. Hierdurch ergibt sich ein An- 15 6 Ohm pro Quadratfläche. Dies ist die Einheit des wendungszweck in Gestalt eines variablen Strahlungs- spezifischen Widerstandes für eine leitende Schicht teilers oder einfach die eines variablen Spiegels. nicht meßbarer Dicke. Der Widerstand ist nach üb-Die Filterzelle 62 enthält den Elektrolyten und liehen Normen im wesentlichen der gleiche für jede zwei Elektroden, von denen 61 die transparente mit den Elektroden gleiche Fläche. Eine Goldschicht Hauptelektrode und 67 ein in gleichmäßigem Ab- 20 der gleichen Dichte hat einen spezifischen Widerstand stand von der Elektrode 61 angeordnetes Drahtnetz von weniger als 5 Ohm pro Quadratfläche, Cadmiumist. Den Elektroden wird Strom durch Leitungen 63 oxyd der gleichen Dichte hat einen spezifischen zugeführt. Das Licht 60, das unter einem Winkel auf Widerstand von etwa 80 Ohm pro Quadratfläche, und die Elektrode 61 auftrifft, wird entlang der Geraden Indiumoxyd der gleichen Dichte hat einen Wider- 66 teilweise reflektiert, teilweise wird es entlang der 25 stand von etwa 1500 Ohm pro Quadratfläche. Zinn-Geraden 65 durchgelassen, und teilweise wird es ab- oxyd gleicher Dichte mit einem spezifischen Widersorbiert. Sowohl das hindurchgelassene Licht 65 als stand von etwa 3000 Ohm pro Quadratfläche ist auch das reflektierte Licht 66 können leicht diffus ebenfalls in durchaus befriedigender Weise versein. So, wie die Filterschicht 61 an Dichte zunimmt, wendbar.

sinkt die Intensität des durchgelassenen Lichtes ab 3° Filter gemäß der Erfindung bedienen sich rever- und steigt die des reflektierten Lichtes 66 an. sibler Reaktionen und können daher als elektro-Die Durchlässigkeit der Elektrode selbst ist ein optische Speichereinheiten dienen, indem man einwichtiger Faktor der Erfindung. Für die meisten fach die Richtung des an das System angelegten Zwecke ist eine möglichst transparente Elektrode er- Stromes entsprechend den zu speichernden Daten wünscht, mindestens für den Spektralbereich, in dem 35 steuert. Wenn das elektrische Feld quer über das das Filter verwendet wird. Gleichzeitig ist es von Filter aufgehoben wird, bleibt die optische Dichte Vorteil, den spezifischen Widerstand der Elektrode über lange Zeiträume im wesentlichen konstant, ziemlich niedrig zu halten, so daß verhältnismäßig Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfinniedrige Spannungen hohe Stromdichten ergeben. Je dung stellt die transparente Elektrode ein Mosaik einniedriger der Widerstand ist, desto niedriger ist die 40 zelner Elektroden dar, von denen eine oder mehrere optische Durchlässigkeit eines beliebigen Materials. beliebige jeweils zur Abscheidung oder Auflösung Der mit elektrolytischen Abscheideverfahren vertraute unter Strom gesetzt werden können. Fachmann zieht die Verwendung von Elektroden mit Bei allen Ausführungsformen kann die Dicke des hohem Widerstand im allgemeinen gar nicht in Er- Elektrolyten weniger als einige Mikron oder sogar wägung. Es hat sich aber gezeigt, daß auch diese 45 weniger als 1 μ betragen, solange nur noch Platz für Elektroden zum Versehen mit sehr dünnen Über- die zweite Elektrode ist. Die Behälterwände müssen zügen für optische Filter recht brauchbar sind. nur dick genug sein, um eine genügende mechanische Die Erfindung umfaßt das Filtrieren und Reflek- Widerstandsfähigkeit aufzuweisen. Da dies im allgetieren von Licht im ultravioletten, sichtbaren und meinen größere Dicke erfordert als die Minimaldicke infraroten Bereich. Bei denjenigen Ausführungs- 50 des Elektrolyten, ist die wirkliche Begrenzung der formen, bei denen nur das reflektierte Licht ausge- Filterdicke rein durch mechanische Festigkeitswerte wertet wird, kann die Reflexion von beiden Seiten gegeben.

stattfinden, und die Art der zweiten Elektrode ist Da das Filter auch ganz undurchsichtig gemacht nicht kritisch, besonders dann nicht, wenn sie hinter werden kann, kann es als optischer Verschluß dienen, der transparenten Elektrode, die in diesem Fall die 55 Bei einigen Ausführungsformen kann eine genaue reflektierende ist, angeordnet ist. Die optische Qua- Kontrolle durch Zusatz eines Chemikals, wie Chlorlität der reflektierenden Flächen bei den für die Re- wasserstoffsäure, erzielt werden. Hierdurch wird die flexion angepaßten Ausführungsformen der Erfindung Abscheidung chemisch angegriffen, erzeugt oder von ist durchaus vergleichbar mit handelsüblichen Spie- der transparenten Elektrode entfernt. Die elektrische geln optischer Qualität, die durch andere Verfahren ⁶° Abscheide-oder Auflösungsgeschwindigkeit ist größer hergestellt werden. als die Geschwindigkeit der chemischen Entfernung, Ein eine besondere Ausführungsform der Erfindung und der Gesamteffekt besteht in der Summe oder der darstellendes Filter bezieht sich auf optische Diffu- Differenz der beiden Effekte. Der Behälter muß natürsionseigenschaften, die durch die Oberfläche der lieh so beschaffen sein, daß er von dem speziellen vertransparenten Elektrode bestimmt sind. Hierbei ist 65 wendeten Elektrolyten nicht angegriffen wird. Wenn die Fläche mit Sand beblasen, so daß eine ganz will- man z. B. Fluoborat-Elektrolyte verwendet, die Glas kürlich gestaltete Oberfläche gebildet ist. Eine auf angreifen, empfiehlt es sich, einen Behälter aus Kunsteinen solchen Träger aufgedampfte Elektrode paßt stoff zu verwenden, wobei mindestens die Fenster

transparent sein müssen. Zu den üblichen Elektrolyten gehören z. B. Kupferperchlorat, saures Zinksulfat, Bleinitrat, Silbernitrat und Silbercyanid.

Die Wiederherstellung des Elektrolyten, wie sie in Elektroplattierverfahren üblich ist, kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgen, ist aber im allgemeinen wegen der niedrigen Stromdichten und der Wiederverwendung der aus dem Eelektrolyten abgeschiedenen Materie im allgemeinen nicht nötig. ίο

Die transparente Elektrode wird im allgemeinen durch Aufsprühen oder Aufdampfen von Metallen auf Glas oder andere transparente Träger hergestellt, doch ist für sehr große Elektroden eine chemische Behandlung des Glases, wie sie beispielsweise zur Erzeugung sogenannter leitender Gläser angewandt wird, vorzuziehen.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: 30

1. Verfahren zum Regeln der Lichtintensität unter Verwendung eines Systems mit im elektrischen Feld wandernden Komponenten, die dabei Konzentrationsänderungen hervorrufen, und mit zwei Elektroden, von denen sich mindestens eine _a5 im Lichtweg befindet, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer im Lichtweg befiricT-lichen, in einem lichtdurchlässigen Elektrolyten (11) eingetauchten Elektrode (12) eine den Lichtweg beeinflussende Abscheidung erzeugt oder aufgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lichtgang eine elektrolytische Zelle (10) aus transparentem Material gebracht wird, von deren Elektroden (12,14) mindestens eine (12) im wesentlichen transparent ist und vorzugsweise eine optische Dichte von weniger als 1,0 hat, und daß man zum Erhöhen oder Vermindern der optischen Dichte der Zelle Strom, zweckmäßig mit einer Stromdichte von 1 bis 100 mA/cm², durch die Zelle schickt.

3. Filterzelle variabler Dichte, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Eintritts- und Austrittsfenster (50 oder 51), ein die Fenster enthaltender, zur Aufnahme des Elektrolyten dienender Behälter (10), eine im wesentlichen transparente, senkrecht zum Lichtweg zwischen den Fenstern angeordnete Elektrode (12), eine weitere Elektrode (14), die so angeordnet ist, daß sie den Lichtweg nicht wesentlich stört, und Mittel (25,26) zum Anlegen einer Gleichspannung zwischen den Elektroden (12,14) vorgesehen sind und daß der Elektrolyt (11) so gewählt ist, daß der aus ihm an der transparenten Elektrode (12) abgeschiedene Stoff eine erhebliche optische Dichte aufweist.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Elektrolyten eine Lösung einer Metallverbindung enthält und daß die transparente Elektrode (12) und die Oberfläche der zweiten Elektrode (14) aus leitendem, gegenüber dem Elektrolyten inerten Material bestehen.

5. Filter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein Kolloid, wie Gelatine, in einer Menge enthält, die hinreicht, ihn bei Temperaturen bis zu etwa 32° C in festem Zustand zu halten.

6. Filter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (14, 67) ebenfalls im wesentlichen transparent und zu der ersten Elektrode (12,61) parallel angeordnet ist.

7. Filter nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (67) in Form eines vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand von der ersten transparenten Elektrode (61) angeordneten feinen Drahtnetzes ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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