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Messung von ND-Filtern | Workshop    Ausgabe 11-12/17

Die Wahrheit über Neutralität

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Viele Jahre lang war die Herstellung von Neutralgraufiltern (NDs, Neutral Density Filter) eine Herausforderung für alle Hersteller von optischen Filtern. Emmy-Preisträger Ron Engvaldsen erklärt, wie Messungen von NDs durchgeführt und die Ergebnisse bewertet werden sollten.

Zu kalt? Zu warm? Zu viel magenta oder grün? Zu dicht oder nicht dicht genug? Mit einer ­Erfahrung von mehr als 20 Jahren im Prüfen von NDs von fast allen Herstellern glaube ich für jeden sprechen zu können, der es versucht hat oder noch versuchen wird, das »perfekte« Neutralgrau zu produzieren, indem ich sage, »perfekt« ist und bleibt etwas schwer Erreichbares.

Wenn also ein Neutralgrau nicht erreicht werden kann, müssen einige Fragen gestellt werden – sowohl grundlegende als auch weitergehende. Grundlegend: Wie werden ND-Filter momentan auf Neutralität gemessen? Ist der gemessenen Filter nicht perfekt neutral, wie nah ist nah genug? Weitergehend: Wie sollten ND-Filter auf Neutralität gemessen werden? Wie können wir eine Methode für strenge Qualitätsüberwachung fest­legen? Bevor diese Fragen beantwortet werden können, wollen wir etwas Basistheorie streifen.

Wie wird Neutralität definiert?

Die Definition von Neutralität lautet »Die spektrale Gleichheit von rot, grün und blau.« Das ist so allerdings überproportional grundlegend und um zu verstehen, wie diese Definition besonders auf diese Abhandlung anwendbar ist, ist die Defini­tion von Neutralität als »Die spektrale Gleichheit ­aller Werte der Transmission für jede Wellenlänge innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von sichtbarem Licht« passender. Viele Jahre lang ­haben Filterhersteller eine einzige Methode zur Bestimmung der Neutralität benutzt – die Spektralfotometrie. Ein Spektralfotometer ist ein ­Instrument zum Scannen der Lichttransmission durch ein Probestück (Filter) über einen aus­gewählten Wellenlängenbereich.

Bei dem gewünschten Ergebnis eines Spektrogramms für perfekt neutral ist die % Transmission (%T) identisch innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 400 nm bis 800 nm (1 Nanometer (nm) = 1x10 –9m). Hinweis: In der Theorie umfasst das sichtbare Lichtspektrum (Abbildung 1) den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm. Abbildung 2 zeigt ein durch einen beliebigen ­ND-Filter genommenes Beispiel eines Spektrogramms (Plotten der Transmission): Es ist gut zu sehen, dass %T (y-Achse) über den Wellenlängenbereich (x-Achse) ungefähr gleich ist. Das entscheidende Wort in der vorherigen Aussage ist »ungefähr«. Ich werde darauf zurückkommen.


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