DE977360C

DE977360C - Optical system

Info

Publication number: DE977360C
Application number: DET5404A
Authority: DE
Inventors: Frank Charles Rock Jun; Donald Horton Kelly
Original assignee: Technicolor Corp of America
Current assignee: Technicolor Corp of America
Priority date: 1951-08-13
Filing date: 1951-12-07
Publication date: 1966-02-03

Description

Optisches System Optische Interferenzschichten aus dielektrischem Material werden neuerdings für die verschiedensten Zwecke verwendet, z. B. zur Vermeidung von Glanz- und Blenderscheinungen, zur Filtration, Polarisation und Vereinigung von Lichtstrahlenbündeln mit oder ohne spektraler Aufspaltung. Bei frei liegenden Interferenzschichten können die optischen Eigenschaften des Trägerkörpers im allgemeinen unbeachtet bleiben. Sie spielen jedoch in gewissen Fällen bei zwischen Trägerkörpern eingeschlossenen Interferenzschichten eine Rolle, wenn nämlich solche Interferenzüberzüge auf bestimmten Trägertypen in Apparate eingebaut werden, die in bezug auf Lichtdurchlaß und Reflexion bei einem Minimum an Intensitätsverlusten und optimaler Gleichmäßigkeit in einem weiten Bereich besonders genau arbeiten sollen. Die Erfindung betrifft hochwirksame, in einen lichtdurchlässigen Körper eingebettete optische Interferenzüberzüge, die für die verschiedensten Zwecke geeignet und unabhängig von dem Träger, auf den sie aufgebracht werden, sind, sowie Systeme, die mit einem Minimum an Intensitätsverlust durch unerwünschte Reflexions- oder Polarisationserscheinungen Licht reflektieren oder durchlassen. Solche Strahlenteiler finden in der Farbfotografie, beim Farbfernsehen und in ähnlichen Apparaten Verwendung und können so gebaut werden, daß sie eine gewünschte Menge Licht, bis nahe dem theoretischen Maximum, in bestimmten begrenzten Bändern oder Bereichen des optischen Spektrums reflektieren und gleichermaßen Licht in anderen Bereichen durchlassen. Mit den erfindungsgemäßen Systemen wird eine größere Sättigung und Reinheit der Farbe als bisher möglich erzielt, insbesondere auch bei den durchgelassenen Lichtstrahlen.Optical system Optical interference layers made of dielectric Materials have recently been used for a wide variety of purposes, e.g. B. to avoid of gloss and glare, for filtration, polarization and unification of light beams with or without spectral splitting. When exposed Interference layers can affect the optical properties of the carrier body in general go unnoticed. In certain cases, however, they play a role between carrier bodies included interference layers play a role, namely when such interference coatings be installed on certain types of support in apparatuses that allow light to pass through and reflection with a minimum of intensity losses and optimal uniformity should work particularly precisely in a wide range. The invention relates to highly effective optical interference coatings embedded in a translucent body, which are suitable for a wide variety of purposes and independent of the carrier on the they are applied, as well as systems that work with a minimum of loss of intensity reflect light due to undesired reflection or polarization phenomena or let through. Such beam splitters can be found in color photography and color television and used in similar apparatus and can be constructed to provide a desired amount of light, up to near the theoretical maximum, in certain limited Bands or areas of the optical spectrum reflect light as well as light let through in other areas. With the systems according to the invention, a larger Satiety and purity the color achieved as previously possible, in particular also with the transmitted light rays.

Die hier beschriebenen optischen Systeme können vor allem für verhältnismäßig weite Feldwinkel Anwendung finden, was bei den bisher bekannten, Interferenzschichten enthaltenden Systemen nicht der Fall ist.The optical systems described here can be used primarily for relatively Wide field angles are used, which is the case with the previously known interference layers containing systems is not the case.

Die optischen Systeme gemäß der Erfindung sind sowohl zur Farbanalyse als auch -synthese in fotografischen Fernseh- und ähnlichen Apparaten geeignet, bei denen möglichst viel oder zweckmäßig alles Licht in einem eng begrenzten Bereich des optischen Spektrums durchgelassen, während gleichzeitig das Licht eines anderen, dicht neben dem ersten liegenden Spektralbereichs vollständig reflektiert wird. Die Dicken der aus dielektrischen Stoffen bestehenden Interferenzschichten entsprechen dabei Bruchteilen von Wellenlängen oder Vielfachen davon. Sie können ohne weiteres nach technisch durchführbaren Methoden aufgebracht werden, und zwar unter Berücksichtigung der gewünschten Eigenschaften. Sie sind außerdem bezüglich ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften miteinander verträglich.The optical systems according to the invention are both for color analysis as well as synthesis in photographic television and similar apparatus, in which as much or expediently all light as possible in a narrowly limited area of the optical spectrum, while at the same time the light of another, is completely reflected close to the first lying spectral range. The thicknesses of the interference layers made of dielectric materials correspond thereby fractions of wavelengths or multiples thereof. You can without further ado are applied according to technically feasible methods, taking into account the desired properties. They are also related to their chemical and physical properties compatible with each other.

Mit den erfindungsgemäßen Systemen wird Licht der insbesondere für die Farbfotografie und das Farbfernsehen in Betracht kommenden Wellenbereiche, nämlich rotes, grünes und blaues Licht bis zu 9o o/o und mehr reflektiert bzw. durchgelassen.With the systems according to the invention, light is used in particular for the color photography and the color television are considered wavebands, namely red, green and blue light up to 9o / o and more reflected or transmitted.

Die erfindungsgemäßen Systeme umfassen solche mit sich kreuzenden Interferenzüberzügen.The systems according to the invention include those with intersecting Interference coatings.

Es sind optische Systeme zur Erzeugung einer möglichst vollkommenen Polarisation des einfallenden Lichtes bekannt, bei denen auf einen Trägerkörper mehrere Interferenzschiehten mit abwechselnd verschiedenen Brechungsindizes aufgebracht sind. Ferner ist ein reflexverminderndes Filter bekannt, bei dem sechs hochbrechende Schichten mit der Brechung 2,4 und fünf tiefbrechende Schichten mit der Brechung 1,45 in einem Medium der Brechung 1,45 eingebettet sind. Hierbei wurde jedoch auf die bei schrägem Lichteinfall mögliche Totalreflexion nicht eingegangen. Ziel der Erfindung ist dagegen gerade die Vermeidung jeglicher Totalreflexions- und Polarisationsverluste.There are optical systems to produce a perfect as possible Polarization of the incident light known in which on a carrier body several interference layers with alternately different refractive indices are applied are. Furthermore, a reflection reducing filter is known in which six high refractive index Layers with the refraction 2,4 and five deep-index layers with the refraction 1.45 are embedded in a medium of refraction 1.45. However, this was on the total reflection possible with oblique incidence of light is not included. goal of In contrast, the invention is precisely the avoidance of any total reflection and polarization losses.

Gemäß der Erfindung ist ein optisches System, in dem das Licht unter einem weiten Feldwinkel auf einen lichtdurchlässigen Körper, der zwei zu einer äußeren Einlaßfläche geneigte innere Flächen besitzt, einfällt und innerhalb des Körpers weder Totalreflexion noch eine wesentliche Polarisationswirkung erfährt, wobei zwischen den inneren Flächen des Körpers ein aus mehreren Interferenzschichten mit abwechselnd verschiedenen Brechungsindizes bestehender Überzug vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrigere der Brechungsindizes aller abwechselnden Schichten merklich höher als der Brechungsindex des Körpers ist.According to the invention is an optical system in which the light is below a wide field angle to a translucent body, the two to an outer Inlet surface has sloping interior surfaces, inclines and within the body experiences neither total reflection nor a significant polarization effect, with between the inner surfaces of the body one of several interference layers with alternating different refractive indices existing coating is provided, characterized in that, that the lower of the refractive indices of all alternating layers is markedly higher than is the refractive index of the body.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht das eine der Medien aus Bleifluorid und das andere aus Zinksulfid. Diese Materialien können durch ein beliebiges anderes Stoffpaar ersetzt werden, bei dem einer der Stoffe einen merklich höheren Brechungsindex als der Trägerkörper und der andere einen Brechungsindex höher als- derjenige des ersten Stoffes besitzt. Zum Beispiel hat sich Titandioxyd als geeigneter Ersatz für Zinksulfid erwiesen. Als lichtdurchlässiger Trägerkörper wird Glas verwendet, z. B. helles Bariumkronglas mit einem Brechungsindex von 1,5725. Die Brechungsindizes der durch Verdampfen aufgebrachten Interferenzschichten variieren natürlich etwas, je nach der Herkunft des Stoffes und der Aufbringungstechnik, und die Stoffe müssen daher gemäß der Erfindung entsprechend dem Brechungsindex des Trägerkörpers und dem Herstellungsverfahren ausgewählt werden.According to one embodiment of the invention, there is one of the media made of lead fluoride and the other made of zinc sulfide. These materials can be used by a any other pair of fabrics can be replaced in which one of the fabrics is noticeable higher refractive index than the support body and the other one refractive index higher than that of the first substance. For example, it has titanium dioxide Proven to be a suitable substitute for zinc sulfide. As a translucent support body glass is used, e.g. B. light barium crown glass with a refractive index of 1.5725. The refractive indices of the interference layers applied by evaporation vary of course something, depending on the origin of the fabric and the application technique, and the substances must therefore according to the invention according to the refractive index of the Carrier body and the manufacturing process can be selected.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Überzug auf eine innere Fläche eines optischen Körpers aufgebracht und so ausgeführt, daß er 8o '/o oder mehr des unpolarisierten einfallenden Lichtes in einem bestimmten Wellenlängenbereich reflektiert. Ein zweiter Überzug, welcher 8o % oder mehr des unpolarisierten einfallenden Lichtes in einem anderen bestimmten Wellenlängenbereich reflektiert, wird auf den ersten aufgebracht. Der Trägerkörper kann im wesentlichen einen Würfel mit inneren Unterteilungsflächen darstellen, die diagonal zwischen zwei entgegengesetzten Kanten des Würfels verlaufen. Alle Schichten können auf eine der Flächen aufgebracht und dann mit der anderen verkittet sein, oder der eine Überzug kann auf die eine und der andere auf die zweite Fläche aufgebracht werden, wobei die Körper dann unter Berührung der beiden Überzüge miteinander verkittet werden. Sich schneidende Flächen können auf ähnliche Weise mit optischen Interferenzüberzügen versehen werden, wobei natürlich keine der Schichten der Überzüge einen niedrigeren Brechungsindex als derjenige des Trägerkörpers haben darf.In another embodiment of the invention, a coating is applied applied to an inner surface of an optical body and designed so that it 80 '/ o or more of the unpolarized incident light in a certain wavelength range reflected. A second coating which is 80% or more of the unpolarized incident Light in a different specific wavelength range is reflected on the first applied. The carrier body can be essentially a cube with inner Represent subdivision surfaces that are diagonally between two opposite edges of the cube. All layers can be applied to one of the surfaces and then be cemented to the other, or the one coating can be on one and the other to be applied to the second surface, with the body then under Touching the two coatings are cemented together. Intersecting surfaces can be provided with optical interference coatings in a similar manner, wherein of course, none of the layers of the coatings have a lower refractive index than that of the carrier body may have.

Andere Ausführungsformen der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigen.Other embodiments of the invention will become apparent from the following Description can be seen in more detail with reference to the drawings. In the drawings demonstrate.

Fig. i und 2 schematische Darstellungen bestimmter Strahlengänge aus Luft bzw. Glas in ein und aus einem Überzugsmedium, Fig. 3 eine schematische Darstellung, die die Erscheinung der Totalreflexion und der Reflexionspolarisation gemäß der Erfindung zeigt, Fig. q. und 5 schematische Darstellungen, welche die Erscheinung der Totalreflexion gemäß der Erfindung zeigen, Fig.6 und 7 schematische Schnittansichten von Prismen mit selektiver Reflexion wie in Fig. 2, die die erfindungsgemäße Regelung der Totalreflexion zeigen, Fig. 8 eine schematische Darstellung ähnlich wie Fig. 5, die die Polarisationserscheinung gemäß der Erfindung zeigt, Fig. g und io Schnittansichten von Prismen, entsprechend Fig. 6 bzw. 7, die die Regelung der Reflexionspolarisation gemäß der Erfindung zeigen, Fig. i i eine schematische Schnittansicht durch eine besondere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 12 eine schematische Schnittansicht ähnlich Fig. 7 und io für die Regelung der Totalreflexion und der Polarisation bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 13 ein Vergleichsdiagramm der Wirkungseigenschaften, Fig. 14 einen schematischen Querschnitt durch ein dichromatisches Prisma gemäß der Erfindung und Fig. 15 ein Leistungsdiagramm eines Prismas gemäß Fig. 1q..FIGS. I and 2 show schematic representations of certain beam paths Air or glass in and out of a coating medium, FIG. 3 is a schematic representation, the appearance of total reflection and reflection polarization according to the Invention shows, Fig. Q. and Fig. 5 are diagrams showing the appearance 6 and 7 show schematic sectional views of total reflection according to the invention of prisms with selective reflection as in Fig. 2, which the inventive scheme the total reflection, FIG. 8 shows a schematic representation similar to FIG. 5, which shows the polarization phenomenon according to the invention, FIGS. G and 10 are sectional views of prisms, corresponding to Fig. 6 and 7, which regulate the reflection polarization show according to the invention, Fig. i i a schematic sectional view through a particular embodiment of the invention, Fig. 12 is a schematic Sectional view similar to FIGS. 7 and 10 for the regulation of the total reflection and the Polarization in another embodiment of the invention, Fig. 13 is a comparative diagram of the properties of action, FIG. 14 shows a schematic cross section through a dichromatic one Prism according to the invention and FIG. 15 shows a performance diagram of a prism according to Fig. 1q ..

In der folgenden theoretischen Beschreibung und Erläuterung spezifischer Ausführungsformen der Erfindung haben jeweils bestimmte Ausdrücke die folgende Bedeutung.More specific in the following theoretical description and explanation Embodiments of the invention each have certain terms having the following meanings.

Ein »optischer Interferenzüberzug« (oder der Kürze halber »Überzug«) besteht aus mindestens zwei Interferenz-»Schichten« aus durchsichtigen Medien mit verschiedenem Brechungsindex. Die Überzüge werden auf eine Oberfläche oder Oberflächen .eines Trägers oder »Trägerkörpers« aus optisch geeignetem Material aufgebracht und stellen eine »optisch dichte Vorderseite« bzw. »Rückseite« dar. Diese Überzüge vereinigen verschiedener ichtstrahlbündel mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften wie z. B. verschiedener Wellenlänge. Als Beispiel sei ein spektralselektiver Überzug genannt, der ein weißes Lichtstrahlbündel mit verschiedenen farbigen Bündeln in Zusammenhang bringt, und zwar entweder durch Aufspaltung des weißen Bündels wie in einer Kamera oder durch Vereinigung der farbigen Bündel wie in einem Projektionsapparat.An "optical interference coating" (or, for the sake of brevity, "coating") consists of at least two interference "layers" of transparent media with different refractive index. The coatings are applied to a surface or surfaces .A carrier or "carrier body" made of optically suitable material is applied and represent an "optically tight front" or "back". These coatings combine different bundles of light rays with different optical properties such as B. different wavelength. An example is a spectrally selective coating called, which is a white bundle of light with different colored bundles in Brings context, either by splitting the white bundle such as in a camera or by combining the colored bundles as in a projection apparatus.

Der Ausdruck »Aufnahme« wird nachstehend für bleibende Wiedergaben oder Darstellungen von Bildern oder Symbolen in einem beliebigen Medium wie z. B. metallischem Silber, Farbe, Tinte oder für Wiedergaben, die durch molekulare oder atomare Veränderungen hervorgerufen sind, wie z. B. für latente Silberhalogenidaufnahmen, Vectogramme usw. fluoreszierende Schichten in elektronenstrahlgesteuerten Sendern und Potentialmuster verwendet. Der Ausdruck »Bild« wird andererseits für das »optische Gegenstück eines Gegenstandes, das durch ein beliebiges optisches System erzeugt wurde«, verwendet. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß der Begriff »Abbilden« nicht auf die Abbildung in einer einzelnen Richtung beschränkt ist, sondern auch das Abbilden eines Bildes auf einem anderen in jeder Richtung mittels eines »Bildträgerstrahlenbündels« einschließt. »Oberfläche« wird im wesentlichen in der geometrischen Bedeutung verwendet, d. h., es bedeutet einen ebenen oder gekrümmten zweidimensionalen Raum. Eine »Zwischenfläche« ist eine Fläche, die zwei nicht aus Luft bestehende Medien mit verschiedenen Brechungsindizes voneinander trennt. »Bildfläche« bedeutet eine Fläche, auf der entweder eine Aufnahme oder ein Bild, wie oben definiert, erscheint oder festgestellt werden kann. Bildflächen sind unter anderem Projektionsschirme, fotografische Aufnahmefilme, Bildschirme von Elektronenabtastgeräten, wie z. B. Fernsehsende- oder Empfangsröhren und andere aktuelle Geräte. Eine »Vereinigungsfläche« vereinigt entweder durch Kombination oder Analyse eine Mehrzahl von Bildträgerstrahlenbündeln.The term "recording" is used below for permanent reproductions or representations of images or symbols in any medium such as e.g. B. metallic silver, paint, ink, or for reproductions made by molecular or atomic changes are caused, such. B. for latent silver halide images, Vectograms etc. fluorescent layers in electron beam controlled transmitters and potential patterns are used. The term "image", on the other hand, is used for the "optical Counterpart of an object created by any optical system was used. In this context it should be noted that the term "mapping" is not limited to imaging in a single direction, but also the mapping of one image onto another in each direction by means of an "image carrier beam" includes. »Surface« is used essentially in the geometric meaning d. that is, it means a flat or curved two-dimensional space. An "intermediate surface" is a surface that comprises two non-air media with different indices of refraction separates from each other. »Image area« means an area on which either a recording or an image as defined above appears or can be detected. Picture surfaces include projection screens, photographic recording films, screens of electron scanning devices such as B. television transmission or reception tubes and others current devices. A "union surface" either unites through combination or analysis of a plurality of image carrier beams.

Der hier verwendete Ausdruck »Spektrum« umfaßt nicht nur kontinuierliche Teile, Bänder oder Linien des sichtbaren Spektrums, wie z. B. den blauen, grünen und roten in der Farbfotografie oder beim Farbfernsehen verwendeten Bereich, sondern auch unsichtbare Bereiche, soweit sie in Systemen der allgemeinen hier beschriebenen Art verwendet werden können, wie z. B. den ultraroten und ultravioletten Bereich. Dieses Spektrum wird daher als das »optische Spektrum« bezeichnet.The term "spectrum" used here does not only encompass continuous ones Parts, bands or lines of the visible spectrum, such as B. the blue, green and red area used in color photography or in color television, but rather also invisible areas, insofar as they are in the general systems described here Kind can be used, such as B. the ultra-red and ultra-violet range. This spectrum is therefore called the "optical spectrum".

Optische Interferenzüberzüge auf freie Flächen, d. h. Platten mit parallelen Oberflächen, sind in vielen Fällen praktisch, jedoch für manche Zwecke, die sich selbst durch diese Überzüge ergeben, unbefriedigend. Solche Zwecke sind z. B. die Farbanalyse und -synthese in der Fotografie, beim Fernsehen und auf anderen Gebieten, wobei strahlungssteuernde Systeme möglichst alles Licht eines eng begrenzten Bereichs des optischen Spektrums durchlassen sollen, während sie möglichst alles Licht in einem anderen eng angrenzenden Bereich reflektieren. Strahlenvereinigende Interferenzüberzüge vom Typ des offenen Spiegels sind in vielen Fällen für diese und andere Verwendungen ungeeignet, und zwar unter anderem deshalb, weil sie ungleiche Strahlungswege im Glas ergeben und mechanisch unbefriedigend sind. Optische Prismen mit inneren optischen Interferenzüberzügen, die zu einer Lichteintrittsfläche geneigt angeordnet sind, sind Flächen oder Platten vorzuziehen, wenn eine sehr hohe Präzision und optimale Bildqualität erforderlich sind.Optical interference coatings on free surfaces, d. H. Plates with parallel surfaces, are useful in many cases, but for some purposes, which result from these coatings themselves, unsatisfactory. Such purposes are z. B. Color analysis and synthesis in photography, television and others Areas in which radiation-controlling systems as possible all light of a narrowly limited area The range of the optical spectrum should let through, while keeping everything possible Reflect light in another closely spaced area. Unifying rays Open mirror type interference coatings are in many cases for these and other uses inappropriately, partly because they are unequal Resulting radiation paths in the glass and are mechanically unsatisfactory. Optical prisms with internal optical interference coatings inclined towards a light entry surface are arranged, surfaces or plates are preferable for very high precision and optimal image quality are required.

Es hat sich indessen gezeigt, daß für Platten bestimmte Interferenzüberzüge nur schlecht arbeiteten, wenn sie auf andere Trägerkörper als freie Flächen aufgebracht, z. B. wenn sie in optische Würfel eingebettet wurden. In einigen dieser Fälle waren sie sogar unbrauchbar. Obgleich es sich gezeigt hat, daß optische Interferenzschichten mit im wesentlichen freiem Lichteinfall in Luft und solche mit Lichteinfall durch Glaskörper (z. B. Überzüge auf freien Flächen bzw. in Prismen) nicht gleichwertig sind, nahm man doch an, daß zur Erzielung gleicher Wirkungen in jedem Fall als Hilfsmittel eine bloße Änderung der Dicke und der Anzahl der Schichten ausreichen würden und daß die optimalen Brechungsindizes für die Schichten unabhängig von dem Medium und der Gestalt des den Überzug tragenden Körpers seien. Diese Annahme hat sich als unhaltbar erwiesen, und zwar aus den folgenden Gründen: Bekanntlich entspricht in bezug auf die optischen Erscheinungen in einem Körper B ein in Fig. i gezeigter streifend unter einem Winkel von 9o° durch Luft auf eine Fläche A des Körpers B mit dem Brechungsindex nb einfallender Lichtstrahl Ra, einem Lichtstrahl Rg, der unter einem viel kleineren Winkel cpg durch ein optisch dichteres Medium G, wie z. B. Glas, mit einem Brechungsindex ng einfällt. Das Verhältnis der Winkel ist gegeben durch die relativen Indexwerte i : nb bzw. rag : rab. Es sei beispielsweise angenommen, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, ein optischer Interferenzüberzug C in dem Prisma P i, P2 eines üblichen Kamerasystems mit einem Objektiv L entsprechend der USA.-Patentschrift 2 oha o9 i eingebettet ist. Der Winkel p g beträgt in diesem Beispiel etwa q.0°. Der Strahl Rg (vgl. Fig. i) schneidet daher eine parallel zu der Achse des Systems verlaufende Linie S in einem Winkel von etwa 5°. Berücksichtigt man, daß der Strahl Rg dem streifenden Strahl Ra (Fig. i) in Luft äquivalent ist, so folgt daraus, daß die Wirkung eines Interferenzüberzugs bei Strahlen, die unter einem Winkel cpg (Fig. i) größer als q.0° in einem kubischen System gemäß Fig.2 einfallen, nicht unbedingt auch mit dem gleichen Überzug auf einer Platte erzielt werden kann, da größere Winkel als (p g in Glas imaginären Winkeln V in Luft entsprechen können. Größere Winkel als q.0° in Glas können daher wohl den axial gerade durch das Linsensystem und den Würfel parallel zu S verlaufenden Strahl einschließen. Alle Strahlenwinkef in einem Interferenzüberzug, der in Glas, und zwar in einem Winkel zu der Lichteintrittsfläche eingebettet ist, werden viel größer verglichen mit entsprechenden Winkeln in einem an Luft angrenzenden Überzug. Infolgedessen sind vom Einfalls- und Brechungswinkel abhängige Erscheinungen an den grundsätzlichen Unterschied gebunden, der für an Luft bzw. an Glas angrenzende Überzüge besteht. Tatsächlich können optische Interferenzüberzüge, die an Luft angrenzend durchaus befriedigend sind, oft ungünstig für solche Strahlen sein, die in Glas mit Winkeln einfallen, welche anderweitig gewünscht oder durch die optische Einrichtung, in die der Überzug eingebracht wird, vorgeschrieben sind.It has been shown, however, that certain interference coatings worked poorly for plates when they were applied to substrates other than free surfaces, e.g. B. when embedded in optical cubes. In some of these cases they were even unusable. Although it has been shown that optical interference layers with essentially free incidence of light in air and those with incidence of light through glass bodies (e.g. coatings on free surfaces or in prisms) are not equivalent, it was assumed that in order to achieve the same effects in any case, a mere change in the thickness and number of layers would suffice as an aid and that the optimum indices of refraction for the layers were independent of the medium and the shape of the body carrying the coating. This assumption has proved to be untenable, and this for the following reasons: As is known, corresponds with respect to the optical phenomena in a body B a i shown in Fig glancing at an angle of 9o ° by air on an area A of the body B with. the refractive index nb incident light beam Ra, a light beam Rg, which at a much smaller angle cpg through an optically denser medium G, such as. B. glass, with a refractive index ng. The ratio of the angles is given by the relative index values i : nb and rag : rab. It is assumed, for example, that, as shown in FIG. 2, an optical interference coating C is embedded in the prism P i, P2 of a conventional camera system with an objective L according to US Pat. No. 2 oha o9 i. In this example, the angle p g is approximately q.0 °. The ray Rg (see FIG. I) therefore intersects a line S running parallel to the axis of the system at an angle of approximately 5 °. If one takes into account that the ray Rg is equivalent to the grazing ray Ra (Fig. I) in air, it follows that the effect of an interference coating on rays which at an angle cpg (Fig. I) greater than q.0 ° in a cubic system according to FIG probably include the ray running axially straight through the lens system and the cube parallel to S. All ray angles in an interference coating embedded in glass at an angle to the light entry surface are much larger compared to corresponding angles in one adjacent to air As a result, phenomena that depend on the angle of incidence and the angle of refraction are linked to the fundamental difference that exists for coatings adjacent to air and to coatings. Indeed, optical interference coatings, which are quite satisfactory in adjacent air, can often be detrimental to rays entering glass at angles which are otherwise desired or prescribed by the optical device into which the coating is being applied.

In bezug auf das vergleichbare Verhalten von unter einem Winkel eingebetteten und von einer Platte getragenen Interferenzüberzügen ist zu beachten, daß die Wirkungsweise einer überzogenen freien Fläche unverändert bleibt, ohne Rücksicht darauf, auf welcher Seite der Platte der Überzug sitzt. Es ist belanglos, ob das Licht nach dem Durchgang durch den Überzug (erster Oberflächenspiegel) oder vorher (zweiter Oberflächenspiegel) durch die Platte geht, solange nur die Flächen der Platte parallel sind. Ähnliche Erwägungen gelten für die den Überzug in einem Winkel einbettenden oder einschließenden Körper gemäß der Erfindung. Diese beeinflussen die Wirkungsweise des auf oder in ihnen angeordneten Überzugs immer dann, wenn der Strahlenweg innerhalb des Überzugs durch das Material und die Winkelgeometrie eines solchen Körpers beeinflußt wird.In terms of the comparable behavior of those embedded at an angle and interference coatings carried by a plate, note that the mode of operation a covered free area remains unchanged, regardless of which Side of the plate the cover sits. It doesn't matter whether the light is after the passage through the coating (first surface mirror) or before (second surface mirror) goes through the plate as long as only the faces of the plate are parallel. Similar Considerations apply to those embedding or including the coating at an angle Body according to the invention. These influence how the auf or in them arranged coating whenever the beam path is within the coating is influenced by the material and the angular geometry of such a body.

Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß die Wirkung von Überzügen, die auf nicht plattenförmige Trägerkörper aufgebracht werden, weitgehend von bestimmten Erscheinungen abhängt, zu denen besondere Strahlenwinkel gehören, wie sie aus den Brechungsindizes sowohl der Interferenzschichten als auch Trägerkörper gegeben sind.The invention is based on the knowledge that the effect of Coatings that are applied to non-plate-shaped support bodies, largely depends on certain phenomena, to which special ray angles belong, as it is from the refractive indices of both the interference layers and the carrier body given are.

Diese Erscheinungen sind in der Hauptsache Totalreflexion und Polarisation an reflektierenden und brechenden Zwischenflächen, hier Reflexionspolarisation genannt. Totalreflexion ergibt sich für Strahlen, die von einem Medium mit höherem in ein solches mit niedrigerem Brechungsindex eintreten und sich außerhalb eines Strahlungskegels befinden, der durch den »kritischen Einfallswinkel<: gegeben ist. Reflexionspolarisation umfaßt sowohl reflektiertes als auch gebrochenes Licht, das sowohl beim Eintritt aus einem Medium mit niedrigerem in ein solches mit höherem Brechungsindex als auch beim Eintritt von einem Medium mit höherem in ein solches mit niedrigerem Brechungsindex auftritt. Obwohl diese Erscheinungen dem Fachmann bekannt sind, erfordern sie bei ihrer etwas ungewöhnlichen Anwendung gemäß der Erfindung doch eine besondere Aufmerksamkeit und sollen daher unter Bezugnahme auf Fig. 3 kurz erläutert werden.These phenomena are mainly total reflection and polarization at reflective and refractive intermediate surfaces, here called reflection polarization. Total reflection results for rays emanating from a medium with higher in a those with a lower refractive index occur and are outside a radiation cone which is given by the »critical angle of incidence <:. Reflection polarization includes both reflected and refracted light, both upon entry from a medium with a lower to one with a higher refractive index as well when entering from a medium with a higher into one with a lower refractive index occurs. Although these phenomena are known to the person skilled in the art, they require special attention is paid to their somewhat unusual application according to the invention and will therefore be explained briefly with reference to FIG. 3.

In Fig. 3 tritt ein Strahl R aus dem dichten Medium 1171a mit dem Brechungsindex n.h in das optisch dünnere Medium 317 mit dem Brechungsindex n.7 ein. Er wird bei h unter dem Einfallswinkel (p' reflektiert und um den Winkel (p gebrochen. Wenn Cf' sich für den Strahl Rc dem Winkel g' c nähert, beginnt Totalreflexion für alle Strahlen außerhalb des Strahlungskegels, der durch den kritischen Einfallswinkel (p c für die Totalreflexion bei einem Winkel (p c von 9o° gegeben ist.In FIG. 3, a ray R enters the dense medium 1171a with the refractive index nh into the optically thinner medium 317 with the refractive index n.7. It is reflected at h at the angle of incidence (p 'and refracted by the angle (p. When Cf' approaches the angle g 'c for the ray Rc, total reflection begins for all rays outside the radiation cone, which is determined by the critical angle of incidence (pc for total reflection at an angle (pc of 90 ° is given.

Der kritische Winkel ist durch das Verhältnis sin gegeben, wobei ri der Brechungsindex des dünneren Mediums und der relative Brechungsindex ist. Der kritische Winkel nimmt also mit wachsendem ra oder kleiner werdendem n ab, d. h. allgemein gesprochen mit zunehmendem Unterschied zwischen n und n'. Totalreflexion tritt beim Durchgang aus einem dünneren in ein dichteres Medium wie z. B. an Punkt i von Fig. 3 nicht auf, wo sin 99c immer kleiner ist als Eins.The critical angle is given by the ratio sin given, where ri is the refractive index of the thinner medium and is the relative index of refraction. The critical angle thus decreases with increasing ra or decreasing n, that is to say generally speaking with increasing difference between n and n '. Total reflection occurs when passing from a thinner medium into a denser medium such as e.g. B. does not appear at point i of FIG. 3, where sin 99c is always less than one.

Ferner fällt in Fig. 3 ein Strahl R aus unpolarisiertem Licht bei i ein und wird von ATh in einem Winkel 99 reflektiert und in 211 in einem Winkel cf,' gebrochen. Mit Ausnahme für den Fall, wo (p gleich o° ist, werden sowohl die reflektierten als auch die gebrochenen Strahlenbündel teilweise in einer Ebene polarisiert, wie durch Punkte und Querstriche angezeigt ist, welche die Schwingungsebenen senkrecht bzw. parallel zur Einfallsebene (die Papierebene) angeben. Wenn der Strahl R sich dem »Polarisationswinkel« (p b (bestimmt nach dem Brewsterschen Gesetz) nähert, wie dies durch Rb angezeigt ist, wird der reflektierte Strahl stärker polarisiert. Bei diesem Winkel ist .das gesamte reflektierte Licht senkrecht zur Einfallsebene polarisiert. Es sei bemerkt, daß sich der Polarisationswinkel, wie in Fig. 3 gezeigt, innerhalb des vorerwähnten kritischen Winkels befindet. Der Polarisationswinkel wird definiert durch das Verhältnis wobei n immer der Brechungsindex des Einfallmediums (des ersten) und n der Index des brechenden (zweiten) Mediums ist. Diese Beziehung besteht dann, wenn der Winkel zwischen den reflektierten und den gebrochenen Strahlen 9o° beträgt. Vereinigt man den obigen, die Polarisation an jeder Zwischenfläche beschreibenden Ausdruck mit dem Snellschen Gesetz, so erhält man einen Ausdruck, der den Polarisationswinkel in dem Medium des Trägerkörpers zu den Brechungsindizes der zwei Überzugsstoffe in Beziehung bringt. Dieser Ausdruck lautet wobei, wie oben erwähnt, roi der Brechungsindex des Stoffes ist, der auf denjenigen mit dem Brechungsindex tt folgt. Wie ersichtlich, kann im allgemeinen (p b durch Erhöhung des Brechungsindex eines der beiden Stoffe vergrößert werden. Die graphische Darstellung von Fig. 3 zeigt das Polarisationsverhältnis an jeder Zwischenfläche, wobei cIi- mit lt bezeichneten Kurven sich auf die Reflexien einer Zwischenfläche mit höherem zu einer ##olchen mit niederem Brechungsindex, wie z. B. an der mit h bezeichneten Zwischenfläche, beziehen. Die mit l bezeichneten Kurven beziehen sich auf die Reflexion an einer Zwischenfläche mit niedrigem zu einer solchen mit hohem Brechungsindex, wie sie z. B. an der Zwischenfläche l stattfindet. Sich entsprechende Winkel sind dabei mit (p blt und c. b! be-;.cichnet. Die Kurve besitzt zwei Äste entsprechend den zwei Polarisationsebenen, wie durch Punkte und Ouerstriche angezeigt ist, die den für die Strahlen im oberen Teil der Fig. 3 verwendeten entsprechen. Das Verhältnis von Polarisationswinkel zti Brechungsindizes ist durch geschläi.gelte Pfeile bei den Kurven L und la angegeben. D:e mit lac bezeichnete Kurve bezieht sich auf die Totalreflexion an der Zwischenfläche h.Furthermore, in FIG. 3, a ray R of unpolarized light is incident at i and is reflected by ATh at an angle 99 and refracted at 211 at an angle cf '. With the exception of the case where (p is equal to o °, both the reflected and the refracted beams are partially polarized in a plane, as indicated by dots and dashes, which define the planes of vibration perpendicular and parallel to the plane of incidence (the plane of the paper) As the ray R approaches the " angle of polarization" (p b (determined by Brewster's law), as indicated by Rb, the reflected ray becomes more polarized. At this angle, all reflected light is polarized perpendicular to the plane of incidence It should be noted that the polarization angle is within the aforementioned critical angle as shown in Fig. 3. The polarization angle is defined by the ratio where n is always the refractive index of the incident medium (the first) and n is the index of the refractive (second) medium. This relationship exists when the angle between the reflected and refracted rays is 90 degrees. If the above expression describing the polarization at each interface is combined with Snell's law, an expression is obtained which relates the angle of polarization in the medium of the carrier body to the refractive indices of the two coating materials. That expression reads where, as mentioned above, roi is the refractive index of the substance following that with the refractive index tt. As can be seen, in general (p b of the two substances The graph of Fig can be obtained by increasing the refractive index can be increased.. 3 shows the polarization ratio at each interface, wherein CII having lt curves marked on the Reflexien an interface with higher to a ## olchen with a low refractive index, such as at the interface labeled h. The curves labeled l relate to the reflection at an interface with a low to one with a high refractive index, such as those. takes place at the interface l. Corresponding angles are indicated by (p blt and c. b! be - ;. cichnet. The curve has two branches corresponding to the two planes of polarization, as indicated by dots and dashes, which correspond to the rays im upper part of Fig. 3. The ratio of the polarization angle to the refractive indices is indicated by curved arrows in the curves L and la give. D: e curve labeled lac relates to the total reflection at the interface h.

Auf Platten aufgebrachte optische Interferenz-Überzüge werden durch die vorstehend beschriebenen Erscheinungen nicht ungünstig beeinflußt. Die Br(:clluilgswinkel für diese Platten haben solche Größen, daß eine Totalreflexion unmöglich ist und sich ehl ganz spitzer Polarisationswinkel ergil)t. Daher wird die Wirkungsweise der von Platten getragenen optischen Interferenzüberzüge weder durch Totalreflexion noch durch eine vollständige Reflexionspolarisation beeinflußt. Indessen bewirkt aus den vorstehend angegebenen Gründen der Lichteinfall in einen dichten (geschlossenen) Körper, wie z. B. ein Prisma, daß die durch den kritischen Winkel (p c und den Polarisationswinkel cp b bestimmten Kegel gell bzw. viel schmaler und die Grenzbedingungen wesentlich verändert werden, was die in Fig. 4., 5 und 8 erläuterte Wirkung ergibt.Optical interference coatings applied to disks are not adversely affected by the phenomena described above. The angles of collision for these plates are so large that total reflection is impossible and a very acute angle of polarization is achieved. Therefore, the performance of the optical interference coatings carried by disks is not affected by either total internal reflection or full reflection polarization. However, for the reasons given above, the incidence of light in a tight (closed) body, such as e.g. B. a prism that the determined by the critical angle (pc and the polarization angle cp b cone gell or much narrower and the boundary conditions are significantly changed, which results in the effect explained in Fig. 4., 5 and 8).

In Fig.,. ist eine Zwischenfläche- zwischen einem Glaskörper (wie z. B. P i von Fig. 2) und einer verhältnismäßig dichten optischen Interferenzschicht Ch. Eine andere Zwischenfläche Ich trennt die Schicht Ch mit hohem Brechungsindex von einer Schicht Cl mit niederem Brechungsindex eines optischen Interferenzüberzugs C. Die Zwischenfläche Icl trennt die Schicht Cl von einer weiteren schicht Ch mit hohem Brechungsindex usw. Die optischen Interferenzschichten sind von der üblichen Art, wobei der Brechungsindex der CL-Schichten niedriger ist als derjenige des Glaskörpers P i, wie symbolisch durch die vorspringenden Längen der Schichten an der linken Seite von Fig. q. angedeutet ist. Ein Strahl R bildet mit der Senkrechten auf 1g einen Winkel 9p. Der Strahl R wird zuerst bei Ig und dann abermals bei Ich reflektiert und gebrochen. Bei 1g kann keine Totalreflexion stattfinden, da der Brechungsindex von Ch höher ist als' derjenige von P i. Wenn jedoch der Brechungsindex der Schicht Cl wesentlich kleiner ist als derjenige von Ch, so nähert sich der Winkel (p' dem kritischen Winkel T c, was bedeutet, daß cp" sich cgo° nähert, d. h. also, daß (wie ebenfalls in Fig. q. durch die parallel zu dem Strahl R im Glaskörper P i verlaufende Linie Ra. angegeben ist), jede optisch dünne Schicht mit einem niedrigeren Brechungsindex als Glas die Totalreflexion eines Strahls bewirken kann, welcher aus Glas kommend die Zwischenfläche 1g zu der ersten dichten Schicht Ch durchsetzt, wobei für gewöhnlich aus anderen Gründen die Schicht Ch in der Regel die Schicht mit dem höheren Brechungsindex ist.In Fig.,. is an interface between a glass body (such as P i of Fig. 2) and a relatively dense optical interference layer Ch. Another interface Ich separates the high refractive index layer Ch from a low refractive index layer Cl of an optical interference coating C. The interface Icl separates the layer Cl from another layer Ch with a high refractive index, etc. The optical interference layers are of the usual type, the refractive index of the CL layers being lower than that of the glass body P i, as symbolized by the protruding lengths of the Layers on the left of Fig. Q. is indicated. A ray R forms an angle 9p with the normal at 1g. The ray R is reflected and refracted first at Ig and then again at Ich. Total reflection cannot take place at 1g, since the refractive index of Ch is higher than that of P i. If, however, the refractive index of the layer Cl is significantly smaller than that of Ch, the angle (p 'approaches the critical angle T c, which means that cp "approaches cgo °, i.e. that (as also in Fig. q. is indicated by the line Ra. running parallel to the ray R in the glass body P i), each optically thin layer with a lower refractive index than glass can cause the total reflection of a ray which, coming from glass, passes the interface 1g to the first dense layer Ch, the layer Ch usually being the layer with the higher refractive index for other reasons.

Gemäß der Erfindung ist der Brechungsindex der optisch dünneren Schichten Clg höher als derjenige des Glaskörpers P i, wie in Fig. 5 angegeben. In dieser Figur bezeichnet (p c ebenfalls den kritischen b`.'ü:kel der Totalreflexion. Aus Fig. 5 wird im Vergleich mit Fig. d. ersichtlich, daß hier der kritische Winkel cp c, der mit Sicherheit von den steilsten, ungünstigsten durch Glas ankommenden Strahlen vermieden wird, innerhalb des Interferenzüberzugs C niemals erreicht werden kann und somit eine Totalreflexion auf jeden Fall ausgeschlossen ist. Die einzige Möglichkeit für das Auftreten einer Totalreflexion besteht für den einfallenden Strahl darin, daß er auf eine Schicht auftrifft, deren Brechungsindex niedriger ist als derjenige des Glaswürfels. In Fig. 5 zeigt die linke Kante der Schichtabschnitte wiederum das Indexverhältnis an. Es ist klar, daß, während eine Erhöhung des Brechungsindex der dünneren Schichten erfindungsgemäß den kritischen Winkel und somit auch das Gesichtsfeld erweitern wird, eine Änderung des Brechungsindex der dichten Schichten keine Wirkung auf die Totalreflexionseigenschaften des optischen Interferenzgebildes ausübt, das einen dichten Trägerkörper, wie z. B. das in Fig. 2 gezeigte Prisma P' i, P 2 besitzt.According to the invention, the refractive index of the optically thinner layers Clg is higher than that of the glass body P i, as indicated in FIG. In this figure (pc also denotes the critical angle of total reflection. From Fig. 5, in comparison with Fig. D., It can be seen that here the critical angle cp c, which is definitely from the steepest, most unfavorable through Glass incoming rays are avoided, can never be reached and thus total reflection is excluded in any case within the interference coating C. The only possibility for total reflection to occur is for the incident ray to strike a layer whose refractive index is lower The left edge of the layer sections again indicates the index ratio in Fig. 5. It is clear that while an increase in the refractive index of the thinner layers according to the invention will expand the critical angle and thus also the field of view, a change in the refractive index the dense layers have no effect on the total reflection properties of the optical interference ebildes exerts a tight support body, such as. B. has the prism P 'i, P 2 shown in FIG.

Fig. 6 und 7, die Fig. q. bzw. 5 entsprechen, zeigen praktische Ausführungsformen von Interferenzüberzügen, wie sie bisher verwendet wurden (Fig.6) und gemäß der Erfindung (Fig.7). In Fig.6 bestehen die Schichten Clz aus Zinksulfid und die Schichten Cl aus Kryolit. Ein unter einem Winkel von etwa 5q.° auf die erste Zwischenfläche Ig auftreffender Strahl R wird an der zweiten Zwischenfläche Ich total reflektiert, und wenn die nachfolgende Schicht dick genug ist, so wird er vom weiteren Durchgang durch den und von der Interferenzauswahl innerhalb des Überzugs C ausgeschlossen. In Fig. 7 ist die praktische Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Anordnung wie in Fig. 5 durch den Strahl R und ebenfalls durch einen hypothetischen umgekehrt verlaufenden Strahl Ri angezeigt, der innerhalb des Vielfachschichtenüberzugs erzeugt wird. Dieser Strahl Ri würde von dem Glas selbst total reflektiert werden, bevor er go° in der Schicht Clg mit dem niederen Brechungsindex erreicht. Die Schicht Clg besteht in diesem Fall aus Bleifluorid mit einem etwas höheren Brechungsindex als derjenige des Glasprismas P i, wie nachstehend ausführlicher besprochen wird.Figs. 6 and 7, Fig. Q. and 5, respectively, show practical embodiments of interference coatings as they have been used up to now (FIG. 6) and according to the invention (FIG. 7). In FIG. 6 the layers Clz consist of zinc sulfide and the layers Cl consist of cryolite. A ray R impinging on the first interface Ig at an angle of about 5 ° is totally reflected at the second interface Ich , and if the subsequent layer is thick enough it will be removed from further passage through and from the interference selection within the coating C excluded. In Fig. 7 the practical operation of an arrangement according to the invention as in Fig. 5 is indicated by the ray R and also by a hypothetical inversely extending ray Ri which is generated within the multilayer coating. This ray Ri would be totally reflected by the glass itself before it reaches go ° in the layer Clg with the low refractive index. The layer Clg in this case consists of lead fluoride with a slightly higher refractive index than that of the glass prism P i, as will be discussed in more detail below.

Im folgenden wird die Kontrolle der infolge der Polarisation auftretenden ungünstigen Wirkungen näher erläutert. Bezugnehmend auf Fig.2 und 3 sei bemerkt, daß zur Verbesserung des Feldwinkels der Polarisationswinkel (p b so groß als möglich sein sollte, wobei dieser Winkel wichtiger ist als der kritische Winkel, da er der optischen Achse des Systems, in welchem der dichte Trägerkörper wie z. B. der Vorderteil eines kubischen Prismas verwendet wird, näher liegt. Aus Fig. 3 geht ferner hervor, daß, wenn man sich dem Winkel 99 b nähert, mit fortschreitendem Strahl immer weniger parallel zur Einfallsebene schwingendes Licht reflektiert wird. Der Winkel (p b stellt daher einen Grenzwert oder mit anderen Worten ein Maximum von 5o% für den Höchstwert der Reflexion von unpolarisiertem Licht über einen beträchtlichen Wellenlängenbereich bei einer unbegrenzten Schichtanzahl dar. Während im allgemeinen eine Erhöhung der Schichtanzahl die Reflexionsintensität verbessert, ist dieses Maximum unabhängig von der Anzahl der verwendeten Schichten. Das erklärt sich durch die in Verbindung mit Fig. 3 besprochene Tatsache, daß der Reflexionsfaktor an allen Zwischenflächen für die in der Einfallsebene schwingende Strahlkomponente im Polarisationswinkel gleich Null ist. Diese Erscheinung wiederholt sich lediglich selbst durch den ganzen Überzug hindurch, so daß eine größere Dicke oder Anzahl der Schichten überhaupt keine Wirkung darauf hat.The control of the adverse effects occurring as a result of polarization is explained in more detail below. Referring to FIGS. 2 and 3, it should be noted that, in order to improve the field angle, the polarization angle (p b should be as large as possible, this angle being more important than the critical angle, since it corresponds to the optical axis of the system in which the dense carrier body 3, as the angle 99b is approached, light oscillating parallel to the plane of incidence is reflected less and less as the beam progresses (p b therefore represents a limit value or in other words a maximum of 50% for the maximum value of the reflection of unpolarized light over a considerable wavelength range with an unlimited number of layers. While an increase in the number of layers generally improves the reflection intensity, this maximum is independent of the number of layers used This is explained by the fact discussed in connection with FIG that the reflection factor at all intermediate surfaces for the beam component oscillating in the plane of incidence in the polarization angle is equal to zero. This phenomenon merely repeats itself throughout the entire coating, so that greater thickness or number of layers has no effect on it.

Fig. 8 erläutert das Gesagte noch weiter. Ein Strahl R nähert sich dem Überzug C unter einem Winkel O, wird an der Zwischenfläche Ig reflektiert, nach Ich hin gebrochen usw., bis er bei Ihg austritt. Der Winkel 0 ergibt sich aus der Gleichung wobei zig, xah und n1 die Brechungsindizes von Glas bzw. dem Material mit dem hohen bzw. dem Material mit dem niedrigeren Brechungsindex bedeuten. Der Winkel 0 ist der Brewstersche Winkel (9 b für den durch Glas auf die Fläche Ig einfallenden Strahl. Wenn daher der Winkel 0 so gewählt wird, daß die Winkel (p und c9' immer kleiner als O b sind, so ist immer reflektiertes Licht mit einer nichtpolarisierten Komponente in dem reflektierten Strahlenbündel vorhanden, wobei die genauen Anteile der Polarisation in den einzelnen Schwingungsebenen sich gemäß Fig. 3 ergeben. Praktische Ausführungsbeispiele, die diesen Vorgang erläutern, sind schematisch in Fig. g und io gezeigt, welche den den Vorgang der Totalreflexion erläuternden Fig. 6 und 7 entsprechen.8 further explains what has been said. A ray R approaches coating C at an angle O, is reflected at the interface Ig, refracted towards Ich , and so on, until it emerges at Ihg. The angle 0 results from the equation where zig, xah and n1 are the refractive indices of glass and the material with the high and the material with the lower refractive index, respectively. The angle 0 is Brewster's angle (9 b for the ray incident through glass on the surface Ig. Therefore, if the angle 0 is chosen so that the angles (p and c9 'are always smaller than O b , then there is always reflected light with a non-polarized component present in the reflected beam, the exact proportions of the polarization in the individual oscillation planes being shown in Fig. 3. Practical exemplary embodiments which explain this process are shown schematically in Figs 6 and 7 correspond to FIGS. 6 and 7 which explain total reflection.

In Fig. g sind die Schichten Cda und CL eines üblichen Überzugs wieder Zinksulfid bzw. Kryolit. Der Strahl R wird an der ersten Zwischenfläche gebrochen und an der zweiten Zwischenfläche unter einem Winkel von 28° reflektiert. Der gebrochene Strahlanteil tritt aus dieser Zwischenfläche in einem Winkel von 62° aus, was zwischen reflektierten und gebrochenen Strahlen an der zweiten Zwischenfläche einen Winkel von go° ergibt. Das bedeutet eine fast vollständige Polarisation des reflektierten Strahlenbündels an dieser und allen folgenden Zwischenflächen mit der vorstehend erörterten ungünstigen Beschränkung des Reflexionsmaximums. In Fig. io, bei der die gezeigte Anordnung des Interferenzüberzugs die gleiche ist wie in Fig. 7 mit Zinksulfid und Bleifluorid als die Schichten mit hohem bzw. niederem Brechungsindex, ist der Winkel zwischen den reflektierten und gebrochenen Strahlen für einen Einfallswinkel gemäß Fig. 7 wesentlich kleiner als go°, was gemäß dem Brewsterschen Gesetz eine Totalpolarisation ergäbe. Der in Fig. io gezeigte Grenzwinkel des einfallenden Strahls R, bei dem die Totalpolarisation an der zweiten Grenzfläche eintritt, beträgt 25°, was für die Erzielung eines genügenden Gesichtsfeldes in den betrachteten optischen Systemen gut ausreicht.In Fig. G, layers Cda and CL of a conventional coating are again zinc sulfide and cryolite, respectively. The ray R is refracted at the first interface and reflected at the second interface at an angle of 28 °. The refracted beam portion emerges from this intermediate surface at an angle of 62 °, which results in an angle of go ° between reflected and refracted rays at the second intermediate surface. This means an almost complete polarization of the reflected beam at this and all following intermediate surfaces with the unfavorable restriction of the reflection maximum discussed above. In Fig. 10, in which the arrangement of the interference coating shown is the same as in Fig. 7 with zinc sulfide and lead fluoride as the high and low refractive index layers, respectively, the angle between the reflected and refracted rays is for an angle of incidence as shown in Fig. 7 much smaller than go °, which would result in total polarization according to Brewster's law. The critical angle of the incident beam R, shown in FIG. 10, at which total polarization occurs at the second interface, is 25 °, which is well enough to achieve a sufficient field of view in the optical systems under consideration.

Der Polarisationswinkel ist, wie vorstehend betont, sowohl eine Funktion des Materials mit dem hohen als auch desjenigen mit dein niedrigen Brechungsindex und -soweit die Geometrie des Trägerkörpers die Winkel innerhalb des Überzugs bestimmt - auch in geringem Maße eine Funktion des Brechungsindex des Glases. Gemäß der Erfilidung wird zur Verbesserung des Anwendungsbereichs der Polarisationswinkel durch geeignete Walil der Brechungsindizes der Interferenzschichten vergrößert. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert, vergrößert eine Erhöhung des Brechungsindex entweder einer Schicht oder sowohl der dichten als auch der optisch dünneren Schicht den Polarisationswinkel (p b. Wie durch die obige Gleichung für sin (p b angegeben, erhält man bei weitem die größte Verbesserung innerhalb des möglichen Bereiches durch eine Erhöhung des Brechungsindex des Materials mit dem niederen Index. In der Regel kann, wenn der Brechungsindex des Materials mit dem niederen Index wesentlich höher gehalten wird als der Index des Glasprismas, eine Totalreflexion, wie vorstehend erklärt, vollständig ausgeschaltet und der Polarisationswinkel über den zweckmäßigen Feldwinkel hinaus vergrößert werden, in dessen Bereich ein hohes Reflexionsmaximum angestrebt wird. Eine Erhöhung des Brechungsindex des Materials mit dem niederen Index ergibt jedoch für eine gegebene Anzahl von Schichten eine verminderte Reflexion, so daß man mehr Schichten braucht, wenn nicht die Differenz zwischen den Brechungsindizes der beiden aneinandergrenzenden Medien durch ebenfalls eine Erhöhung des Brechungsindex des Mediums mit dem hohen Index vergrößert wird. Andererseits kann die Polarisation, abgesehen von dem Wunsch, die Anzahl der Schichten so klein wie möglich zu halten, theoretisch durch eine Erhöhung entweder des niederen oder des hohen Brechungsindex vermindert werden. Um jedoch die Anzahl der Schichten möglichst klein zu halten, ist es in vielen Fällen am besten, den niederen Brechungsindex gerade hoch genug zu wählen, um eine Totalreflexion auszuschalten und den hohen Index so weit zu erhöhen, daß man optimale Polarisationsverhältnisse bekommt. Eine praktische. Grenze in bezug auf die Erhöhung des hohen Brechungsindex ergibt sich aus den chemischen und physikalischen Eigenschaften der zugänglichen dielektrischen Stoffe, so daß, wenn der Betrag, um den der niedere Index zur Vermeidung einer Totalreflexion erhöht werden muß, einen unzweckmäßig niederen relativen Index ergibt und somit ungünstiger wird, man eine große Anzahl von Schichten für jeden Überzug zulassen muß. In anderen Worten, eine Erhöhung des niederen Brechungsindex ist, obwohl wichtig, auch nachteilig. Der Vorteil besteht darin, daß je höher der niedere Brechungsindex über dem von Glas liegt, um so weniger Polarisationsschwierigkeiten auftreten. Der Nachteil einer Erhöhung des niederen Brechungsindex liegt darin, daß dadurch der Abstand zwischen den beiden Indizes verringert wird und deshalb die zur Erzielung einer bestimmten Reflexion erforderliche Anzahl von Schichten sich erhöht. Es ist daher, wie vorstehend betont, im allgemeinen vorteilhafter, den niederen Brechungsindex weitmöglichst dem von Glas anzunähern, und zwar gerade weit genug, um die sich durch die Totalreflexion ergebende Schwierigkeit zu überwinden und das Material mit dem hohen Brechungsindex zur Überwindung der Polarisationsschwierigkeit, so dicht als möglich zu wählen.The angle of polarization is, as emphasized above, a function of both the material with the high and that with the low refractive index and, insofar as the geometry of the support body determines the angles within the coating, also to a small extent a function of the refractive index of the glass. According to the invention, in order to improve the range of application, the polarization angle is increased by means of suitable values of the refractive indices of the interference layers. As explained in connection with FIG. 3, increasing the refractive index of either one layer or of both the dense and the optically thinner layers increases the polarization angle (p b. As indicated by the above equation for sin (p b , one obtains by far the greatest improvement within the possible range by increasing the refractive index of the lower index material. In general, if the refractive index of the lower index material is kept much higher than the index of the glass prism, total internal reflection, as explained above, can be complete switched off and the polarization angle increased beyond the appropriate field angle, in the area of which a high reflection maximum is sought. However, an increase in the refractive index of the material with the lower index results in a reduced reflection for a given number of layers, so that more layers are required. if not the difference between the B The calculation index of the two adjacent media is also increased by increasing the refractive index of the medium with the high index. On the other hand, apart from the desire to keep the number of layers as small as possible, the polarization can theoretically be decreased by increasing either the low or the high refractive index. However, in order to keep the number of layers as small as possible, in many cases it is best to choose the low refractive index just high enough to eliminate total reflection and to increase the high index to such an extent that optimal polarization ratios are obtained. A practical one. Limit with respect to the increase in the high refractive index results from the chemical and physical properties of the accessible dielectric materials, so that if the amount by which the low index must be increased to avoid total reflection, an inappropriately low relative index results and thus becomes less favorable, you get a big one Number of layers for each coating must allow. In other words, an increase in the lower refractive index, while important, is also disadvantageous. The advantage is that the higher the lower refractive index is above that of glass, the fewer polarization difficulties occur. The disadvantage of increasing the lower refractive index is that it reduces the distance between the two indices and therefore increases the number of layers required to achieve a specific reflection. It is therefore generally more advantageous, as pointed out above, to approximate the lower refractive index as closely as possible to that of glass, just far enough to overcome the difficulty arising from total reflection and the material with the high refractive index to overcome the polarization difficulty, see above to choose as close as possible.

Man kann durch Erhöhung des Brechungsindex des dichten Mediums, soweit die zugänglichen Materialien eine solche erlauben, eine beliebige Verbesserung erzielen. Einige Materialien (wie z. B. Antimonsulfid) sind im allgemeinen zufriedenstellend, besitzen jedoch Absorptionsbanden, die ihre Verwendung beim Arbeiten im sichtbaren Spektrum ausschließen. Zinksulfid hat sich als zweckmäßiges Medium mit hohem Index und Bleifluorid als solches mit niederem Index erwiesen.One can, by increasing the refractive index of the dense medium, so far the available materials allow any improvement to be achieved. Some materials (such as antimony sulfide) are generally satisfactory, however, have absorption bands that make their use when working in the visible Exclude spectrum. Zinc sulfide has proven to be a useful high index medium and lead fluoride were found to have a low index.

Die Verwendung des zuletzt erwähnten Stoltes, nämlich Bleifluorid als gut geeignetes Medium mit niederem Index beruht darauf, daß sein wirksamer Brechungsindex etwa 1.68 beträgt, was dem Brechungsindex eines Glases sehr nahe kommt, das für Prismen, die in den erfindungsgemäßen Systemen verwendet werden, sehr geeignet ist. Bleifluorid hat einen Kristallindex zwischen 1,8 und 1,9 und wurde deshalb für einen Stoff mit hohem Brechungsindex gehalten. Seine Verwendung als solcher wurde tatsächlich bisher des öfteren vorgeschlagen. Es hat sich indessen gezeigt, daß sein Brechungsindex im verdampften Zustand nur etwa 1,68 beträgt, d. h., wenn es als Interferenzschicht aufgebracht wird. Es kann daher als Material mit niederem Brechungsindex verwendet werden, und zwar ist es für diesen Zweck in vielen praktischen Fällen besonders geeignet, da es sich mit Zinksulfid verträgt. Diese beiden Materialien bieten ausreichend günstige Bedingungen, wie aus Fig. 7 und io zu ersehen ist.The use of the last mentioned stole, namely lead fluoride as a well-suited low-index medium relies on its effective refractive index is about 1.68, which is very close to the refractive index of a glass that is used for Prisms that are used in the systems of the invention is very suitable. Lead fluoride has a crystal index between 1.8 and 1.9 and was therefore considered to be a High refractive index fabric held. As such, its use was actually made suggested several times so far. It has been shown, however, that its refractive index in the vaporized state is only about 1.68, i.e. i.e. if it is used as an interference layer is applied. It can therefore be used as a low refractive index material it is special for this purpose in many practical cases suitable because it is compatible with zinc sulfide. These two materials are sufficient favorable conditions, as can be seen from FIGS. 7 and 10.

Fig. i i zeigt alle wesentlichen Einzelheiten eines selektiv reflektierenden Prismas gemäß der Erfindung zur Aufspaltung eines Strahlenbündels aus weißem Licht in eine Strahlenkomponente von reflektiertem blauem und rotem und wenig grünem Licht und in eine Strahlenkomponente von durchgelassenem grünem Licht. Das Zinksulfid und das Bleifluorid können durch andere geeignete Materialien ersetzt werden. An Stelle von Zinksulfid kann z. B. Titandioxyd und an Stelle von Bleifluorid kann Siliciummonoxyd verwendet werden. Die Kombination von Bleifluorid mit Titandioxyd ergibt sogar eine noch deutlichere Verbesserung als diejenige von Zinksulfid und Bleifluorid. Bei Schichten mit hohem Index aus Titandioxyd und solchen mit niederem Index aus Bleifluorid verschwindet nicht nur der kritische Winkel, sondern auch der Polarisationswinkel vollständig, wie aus Fig. 12 zu ersehen ist, welche Fig. 7 und io ähnelt. Für diese Zusammenstellung optischer Interferenzschichten beträgt der Polarisationswinkel in Glas 87,5°. Da der kritische Winkel einer zwischen Luft und Glas liegenden Fläche eines Würfels, wie vorstehend beschrieben, d.0° beträgt (vgl. Fig. 2), würde ein von dem Überzug reflektierter vollständig polarisierter Strahl auf die Oberfläche des Würfels unter einem Winkel auftreffen, der 2,5° größer ist als der kritische Winkel an dieser Fläche. Diese Bedingung ist durch den innerhalb des Überzugs der Fig. 12 beginnenden gedachten Strahl Ri gezeigt. Das Licht kann so im Polarisationswinkel nicht in den oder aus dem Würfel gelangen. Da ferner der Brechungsindex der aus Bleifluorid bestehenden Schicht mit niederem Brechungsindex doch etwas höher ist als derjenige von Glas, ist eine innere Totalreflexion an den Zwischenflächen des Überzugs unmöglich. Die Verwendung von Titandioxyd- und Bleifluoridschichten schaltet somit vollständig die beiden Faktoren aus, welche den Gesichtswinkel für gesättigte Farben in dem optischen Würfel begrenzen.Fig. I i shows all the essential details of a selectively reflective Prism according to the invention for splitting a beam of white light into a ray component of reflected blue and red and little green light and into a ray component of transmitted green light. The zinc sulfide and the lead fluoride can be replaced by other suitable materials. At Place of zinc sulfide can, for. B. titanium dioxide and can instead of lead fluoride Silicon monoxide can be used. The combination of lead fluoride with titanium dioxide gives an even greater improvement than that of zinc sulfide and Lead fluoride. For layers with a high index made of titanium dioxide and those with a low Index made of lead fluoride disappears not only the critical angle, but also the polarization angle completely, as can be seen from Fig. 12, which Fig. 7 and io is similar. For this combination of optical interference layers is the polarization angle in glass is 87.5 °. Because the critical angle one between air and glass lying face of a cube, as described above, d is 0 ° (See Fig. 2), one reflected from the coating would become fully polarized Beam hit the surface of the cube at an angle that is 2.5 ° greater is called the critical angle on that surface. This condition is by the within The imaginary ray Ri beginning of the coating of FIG. 12 is shown. The light can so that they cannot get into or out of the cube at the angle of polarization. Furthermore, since the Refractive index of the lead fluoride layer with a low refractive index but is slightly higher than that of glass, is a total internal reflection on the Intermediate surfaces of the coating impossible. The use of titanium dioxide and lead fluoride layers thus completely eliminates the two factors which the angle of view for limit saturated colors in the optical cube.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Zinksulfid oder Bleifluorid als Schichten mit hohem Brechungsindex und Kryolit oder Magnesiumfluorid als solche mit niederem Brechungsindex zu verwenden. All diese Kombinationen sind jedoch sowohl in bezug auf die Totalreflexion als auch auf die Polarisation unbefriedigend. Insbesondere die Verwendung von Bleifluorid, das in der USA.-Patentschrift 2 392978 als Schicht mit hohem Brechungsindex im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Verwendung dieses Materials als Schicht mit niederem Brechungsindex vorgeschlagen wurde, läßt den Winkel der Totalreflexion unverändert, während der Polarisationswinkel, anstatt steiler zu werden, sich in Wirklichkeit gerade umgekehrt ändert, so daß, während die Reflexion bei einem Winkel von 8° auf einer Seite des Feldes auf 50% beschränkt ist, die Durchlässigkeit bei einem Winkel von 1.4° auf der anderen Seite gleich o ist. Dies entspricht wahrscheinlich dem ungünstigsten optischen Würfel, den man sich in bezug auf die Erzeugung von Feldern mit gutgesättigter Farbe vorstellen kann.It has been suggested to use zinc sulfide or lead fluoride as layers with a high refractive index and cryolite or magnesium fluoride as such with a low To use refractive index. However, all of these combinations are both related on the total reflection as well as on the polarization unsatisfactory. In particular the use of lead fluoride disclosed in U.S. Patent 2,392,978 as a layer with a high refractive index in contrast to the use of this material according to the invention proposed as a low refractive index layer, the angle of the Total internal reflection unchanged, while the angle of polarization, instead of becoming steeper will, in reality, change just the other way around, so that while the reflection at an angle of 8 ° on one side of the field limited to 50% is, the transmittance is the same at an angle of 1.4 ° on the other side o is. This is probably the worst optical cube one can get think of themselves in terms of creating fields of well-saturated color can.

Um die Wirkung der erfindungsgemäßen Systeme noch weiter zu erläutern, sollen nachstehend die Reflexionseigenschaften einiger praktischer Ausführungsformen im Vergleich mit einem lichtaufspaltenden Überzug der üblichen Art verglichen werden.In order to explain the effect of the systems according to the invention even further, the following are the reflective properties of some practical embodiments can be compared with a light-splitting coating of the conventional type.

In Fig. 13 sind Höchstwerte der Reflexion von selektiv reflektierenden Überzügen in Prismen gegen die Anzahl von Schichten für drei verschiedene Stoffkombinationen aufgetragen. (Die Schichtenanzahl ist in diesen Beispielen deshalb ungerade, da eine Schicht mit hohem Brechungsindex an jede Glasfläche angrenzt.) Die übliche .Zinksulfid-Kryolit-Kombination gemäß Fig. 6 und 9, bei der der Brechungsindex der optisch dünneren Schichten (Kryolit) niedriger als derjenige von Glas ist, ist bei ZC aufgetragen, wogegen die zwei erfindungsgemäßen Kombinationen bei TL und ZL aufgetragen sind. Die Kurve TL bezieht sich auf ein System gemäß Fig. 12 mit Titandioxyd und Bleifluorid als Schichten mit hohem bzw. niederem Brechungsindex. Die Kurve ZZ entspricht einem System gemäß Fig. 7, io und i i mit Zinksulfid-und Bleifluoridschichten. Es sei bemerkt, daß der Höchstwert der Reflexion der Zinksulfid-Bleifluorid-Kombination viel rascher ansteigt als derjenige der Zinksulfid-Kryolit-Kombination, obwohl deren Indexdifferenz kleiner ist. Da der Polarisationswinkel der Zinksulfid-Kryolit-Kombination 4.5,5° beträgt und da diese Kurven für Licht aufgezeichnet wurden, welches parallel zur Achse des Linsensystems verläuft, steigt der Höchstreflexionswert der Kryolitkombination langsam weiter auf über 5o%, beträgt jedoch bei 27 Schichten nur 55%, während die Bleifluoridkombination mit 17 Schichten mehr als 9o % reflektiert. Darüber hinaus sind die Höchstreflexionswerte von mit einer Bleifluorid-Zinksulfid-Kombination hergestellten Würfel über einen beträchtlichen Öffnungswinkelbereich hin annehinbar konstant, während diejenigen des mit Kryolitschichten hergestellten Würfels in der Nähe des Polarisationswinkels sich wesentlich ändern. Die Titandioxyd-Bleifluorid-Kornbination ist sogar besser, da sie vollständig polarisationsfrei arbeitet und zur Erzielung einer maximalen Reflexion eine verhältnismäßig viel kleinere Anzahl von Schichten braucht.In FIG. 13, maximum values of the reflection of selectively reflective coatings in prisms are plotted against the number of layers for three different combinations of substances. (The number of layers is odd in these examples because a layer with a high refractive index is adjacent to each glass surface.) The usual .Zinc sulfide-cryolite combination according to FIGS. 6 and 9, in which the refractive index of the optically thinner layers (cryolite) is lower than that of glass is applied to ZC, whereas the two combinations according to the invention are applied to TL and ZL. The curve TL relates to a system according to FIG. 12 with titanium dioxide and lead fluoride as layers with a high and low refractive index, respectively. The curve ZZ corresponds to a system according to FIG. 7, io and ii with zinc sulfide and lead fluoride layers. It should be noted that the peak value of the reflectance of the zinc sulfide-lead fluoride combination increases much more rapidly than that of the zinc sulfide-cryolite combination, although their index difference is smaller. Since the polarization angle of the zinc sulfide-cryolite combination is 4.5.5 ° and since these curves were recorded for light which runs parallel to the axis of the lens system, the maximum reflection value of the cryolite combination increases slowly to over 50%, but is only 55 with 27 layers %, while the lead fluoride combination with 17 layers reflects more than 90%. In addition, the maximum reflectance values of cubes made with a lead fluoride-zinc sulfide combination are almost constant over a considerable range of opening angles, while those of the cube made with cryolite layers change significantly in the vicinity of the polarization angle. The titanium dioxide-lead fluoride combination is even better because it works completely free of polarization and requires a relatively much smaller number of layers to achieve maximum reflection.

Obwohl Systeme dieser allgemeinen Art mit dein üblichen Überzugsmaterial für gewisse Zwecke durchaus zufriedenstellend sind, für die flache Platten als Träger verwendet oder für die der Winkel, unter dem der Überzug in -die Prismen-Systeme eingebettet wird, auf bestimmte Werte beschränkt werden kann, ergibt sich aus dem Vorstehenden, daß Interferenzüberzüge gemäß der Erfindung deshalb besser sind, weil sie nicht nur große Feldwinkel zulassen, sondern auch eine bessere Farbselektivität durch eine beträchtliche Erhöhung des Reflexionshöchstwertes für eine gegebene Anzahl von Schichten ermöglichen. Das wird nachstehend an Hand der Fig. 14 erläutert, welche einen sogenannten Magentareflektor darstellt mit übereinandergelagerten rot- und blaureflektierenden Überzugskomponenten oder Schichtengruppen. Dieses System bietet bei Anwendung der Eifindung eine wesentliche Verbesserung gegenüber bereits früher vorgeschlagenen analogen Einrichtungen, und zwar insbesondere deshalb, da die Eigenschaften der früheren Überzugssyteme, wenn sie für Prismen verwendet wurden, lediglich für bestimmte Einbettungswinkel galten, während die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Überzüge in einem verhältnismäßig sehr weiten Winkelbereich hervorragend sind, wo die früher vorgeschlagenen überzugsmaterialien unbefriedigend waren.Although systems of this general type with your usual covering material are quite satisfactory for certain purposes, for the flat plates as supports used or for which the angle at which the coating in -the prismatic systems is embedded, can be limited to certain values, results from the Above that interference coatings according to the invention are better because they not only allow large field angles, but also better color selectivity by significantly increasing the reflection peak for a given number enable layers. This is explained below with reference to FIG. 14, which represents a so-called magenta reflector with superimposed red and blue reflective coating components or groups of layers. This system offers when using the finding a significant improvement over earlier proposed analog devices, in particular because of the properties of the earlier coating systems, if they were used for prisms, only for certain embedment angles were applied, while the properties of the invention Coatings in a relatively very wide angular range are excellent where the previously proposed coating materials were unsatisfactory.

Fig. 1.4 zeigt ein Linsensystem L und ein aus Teilen P1 und P2 bestehendes Würfelprisma, welches lichtdurchlässige Außenflächen p i, p2 und p 3 und eine innere Trennfläche C besitzt, welche aus zwei Schichtengruppen Cw i und Cw2 der bezüglich Fig. 11 beschriebenen Art besteht. Das durchgelassene Strahlenbündel g zeichnet das Grünbild auf eine Emulsion G auf einem Träger Sg auf, während die reflektierten Strahlenbündel b, y die Blau- und Rotbilder auf die auf Trägern Sb bzw. Sr angeordneten Emulsionen B und 1i übertragen. Eine Viertelwellenplatte 0 wird zweckmäßig zwischen dem Linsen- und dem Prismen-System angeordnet. Filter F i und F 2 können in den zwischen dem Prisma und den Sichtöffnungen angeordnet werden, wenn es zweckmäßig erscheinen sollte, die Farbselektivität zu modifizieren oder bestimmte Wellenlängen des Spektralbereichs aus dem jeweiligen Strahlenbündel herauszunehmen.Fig. 1.4 shows a lens system L and consisting of parts P1 and P2 cube prism light transmissive outer surfaces pi, p2 and p3 and an inner parting surface C has, consisting of two layers of groups Cw i and Cw2 regarding FIG. Kind 11 described. The transmitted bundle of rays g records the green image on an emulsion G on a support Sg, while the reflected bundles of rays b, y transfer the blue and red images to the emulsions B and 1i arranged on supports Sb and Sr, respectively. A quarter-wave plate 0 is expediently arranged between the lens system and the prism system. Filters F i and F 2 can be arranged in the between the prism and the viewing openings if it should appear expedient to modify the color selectivity or to remove certain wavelengths of the spectral range from the respective bundle of rays.

Fig. 15 zeigt die verbesserten optischen Eigenschaften eines Systems gemäß Fig. 14., die bei einem Feldwinkel erzielt wurden, der völlig zu den in der praktischen Farbkinematographie verwendeten Objektivlinsen paßt. In dieser Figur ist die Durchlässigkeit für unpolarisiertes Licht gegen die Wellenlänge aufgetragen. Es sei bemerkt, daß die erzielte Leistung im Vergleich mit denjenigen früher vorgeschlagener Einrichtungen der gleichen allgemeinen Art äußerst günstig ist.Figure 15 shows the improved optical properties of a system according to FIG. 14, which were achieved at a field angle that is completely different from that in the practical color cinematography objective lenses used. In this figure the transmittance for unpolarized light is plotted against the wavelength. It should be noted that the performance achieved is compared with that previously suggested Facilities of the same general type are extremely inexpensive.

Obwohl die hier beschriebenen, in Bild erzeugenden optischen Systeme verwendeten Ausführungsformen jeweils in Trägerkörpern mit demselben Brechungsindex eingebettet sind, wobei die Überzüge in einem Winkel von q.5° zur Systemachse verlaufen, können natürlich für bestimmte Zwecke z. B. in nichtbilderzeugenden optischen Systemen die Indizes verschieden sein. In diesem Fall muß der Index der Überzugsschichten mit dem niederen Brechungsindex im wesentlichen dem höheren Brechungsindex des Trägers gleich sein. Ebenso kann der Überzug in verschiedenen Winkeln von äußeren Flächen des Trägerkörpers geschnitten werden.Although the image-generating optical systems described here Embodiments used in each case in support bodies with the same refractive index are embedded, with the coatings running at an angle of q.5 ° to the system axis, can of course for certain purposes z. B. in non-imaging optical systems the indices may be different. In this case, the index of the coating layers with the lower refractive index essentially the higher refractive index of the support be equal. Likewise, the coating can be at different angles from external surfaces of the carrier body are cut.

Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren, ohne daß dadurch ihr Rahmen verlassen wird.The invention can be subject to extensive modifications without thereby is out of scope.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Optisches System, in dem das Licht unter einem weiten Feldwinkel auf einen lichtdurchlässigen Körper, der zwei zu einer äußeren Einlaßfläche geneigte innere Flächen besitzt, einfällt und innerhalb des Körpers weder Totalreflexion noch eine wesentliche Polarisationswirkung erfährt, wobei zwischen den inneren Flächen des Körpers ein aus mehreren Interferenzschichten mit abwechselnd verschiedenen Brechungsindizes bestehender Überzug vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrigere der Brechungsindizes aller abwechselnden Schichten merklich höher als der Brechungsindex des Körpers ist. PATENT CLAIMS: i. Optical system in which the light under one wide field angle to a translucent body, the two to an outer Inlet surface has sloping interior surfaces, inclines and within the body experiences neither total reflection nor a significant polarization effect, with between the inner surfaces of the body one of several interference layers with alternating different refractive indices existing coating is provided, characterized in that, that the lower of the refractive indices of all alternating layers is markedly higher than is the refractive index of the body.

2. Optisches System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Interferenzschicht mit dem niedrigeren Index 1,65 bis 1,8 beträgt. 2. Optical system according to claim i, characterized characterized in that the refractive index of the interference layer with the lower Index is 1.65 to 1.8.

3. Optisches System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Interferenzschicht mit dem höheren Index 2 oder mehr ist. 3. Optical system according to claim i, characterized in that that the refractive index of the interference layer with the higher index is 2 or more is.

4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenzschicht aus Bleifluorid besteht. 4. System according to claim 2, characterized in that the interference layer consists of lead fluoride.

5. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenzschicht aus Siliciummonoxyd besteht. 5. System according to claim 2, characterized in that the interference layer consists of silicon monoxide.

6. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenzschicht aus Zinksulfid besteht. 6. Optical system according to claim 3, characterized in that the interference layer consists of zinc sulfide.

7. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenzschicht aus Titandioxyd besteht. B. 7th Optical system according to Claim 3, characterized in that the interference layer consists of titanium dioxide. B.

Optisches System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex des lichtdurchlässigen Körpers 1,6 oder weniger beträgt. Optical system according to claim i, characterized in that that the refractive index of the transparent body is 1.6 or less.

9. Optisches System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige Körper im wesentlichen würfelförmig ist und die Innenflächen diagonal zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten des Würfels verlaufen. io. 9. Optical system according to claim i, characterized in that the translucent Body is essentially cube-shaped and the inner surfaces are diagonally between two opposite edges of the cube run. ok

Optisches System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug Soo/o oder mehr des unpolarisierten Lichtes eines bestimmten Wellenlängenbereichs reflektiert. i i. Optical system according to claim i, characterized in that the coating is Soo / o or more of the unpolarized light of a certain wavelength range. i i.

Optisches System nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug mit einem zweiten überlagerten Überzug kombiniert ist, der Soo/o oder mehr des unpolarisierten Lichtes eines anderen, bestimmten Wellenbereichs reflektiert. Optical system according to claim i to io, characterized in that the coating is superimposed with a second Coating is combined, the Soo / o or more of the unpolarized light of another, reflected in a certain wave range.

12. Optisches System nach Anspruch i bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Überzüge auf ein und dieselbe Innenfläche aufgebracht werden. 12. Optical system according to claim i to ii, characterized in that the two coatings are on one and the same inner surface be applied.

13. Optisches System nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß der eine überzug auf die eine und der andere innere Überzug auf die andere Fläche aufgebracht wird. 13. Optical system according to claim i to i i, characterized in that that one coating on one surface and the other inner coating on the other is applied.

14. Optisches System nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein zweites Paar, das erste Paar schneidende Innenflächen, die einen aus einer Vielzahl von Interferenzschichten mit abwechselnd verschiedenem Brechungsindex bestehenden Überzug tragen, wobei der niedrigere der beiden Brechungsindizes merklich höher als der Brechungsindex des Körpers ist. 14. Optical system according to claim i, characterized by a second pair, the first pair of interior intersecting surfaces, one of a plurality of interference layers with alternately different refractive indices Wear coating, with the lower of the two refractive indices noticeably higher than is the refractive index of the body.

15. Optisches System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige Körper auf den jeweiligen Seiten der Innenflächen verschiedene Brechungsindizes besitzt, wobei der höhere Brechungsindex des Körpers merklich niedriger als der niedrigere Brechungsindex der Interferenzschicht ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung p 27366IK/42hD (bekanntgemacht am 29.3. 1951); USA.-Patentschriften Nr. 2 o72 091, 2 312 978, 2 399 86o, 2 403 731,2 449 287; französische Patentschrift Nr. 885 617; Mayer, Physik dünner Schichten, 195o, S. 288, Abb. 142; Geffken, Glastechnische Berichte, 1951, S. 143 bis 151; Zeiss-Nachrichten, 1943, S. 253 bis 264.15. Optical system according to claim i, characterized in that the transparent body has different refractive indices on the respective sides of the inner surfaces, the higher refractive index of the body being significantly lower than the lower refractive index of the interference layer. Considered publications: German patent application p 27366IK / 42hD (published on March 29, 1951); . USA. Patent Nos 2 091 O72, 2,312,978, 2,399 86o, 2 403 731.2 449 287; French Patent No. 885,617; Mayer, Physics of thin layers, 195o, p. 288, Fig. 142; Geffken, Glass Technical Reports, 1951, pp. 143 to 151; Zeiss-Nachrichten, 1943, pp. 253 to 264.