DE2826288A1

DE2826288A1 - Bildaufzeichnungsverfahren fuer ein strahlungsempfindliches material

Info

Publication number: DE2826288A1
Application number: DE19782826288
Authority: DE
Inventors: Yakov Abramovitsch Monosov
Original assignee: INST RADIOTEKH ELEKTRON
Current assignee: INST RADIOTEKH ELEKTRON
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1979-06-21
Also published as: ATA406378A; NL176345B; CS199144B1; FI68732B; FR2410305B1; NL176345C; DD137385A1; JPS5476241A; NL7806450A; IT1161983B; JPS5854676B2; IT7841603A0; AT375201B; DE2826288C2; US4293634A; FR2410305A1; CH632346A5; FI68732C; FI781879A; CA1132399A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-I NG. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · Dl PL.-1NG. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MD NCH EN 81 . TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E)

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Institut Radiotekhniki i Elektronik! Akademii Nauk SSR,

Moskau / UdSSR

Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches

Material

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Informationsdarstellung, -speicherung und -verarbeitung und bezieht sich auf ein Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material, bei welchem eine Schicht eines strahlungsempfindlichen Materials erzeugt und in ein Kraftfeld gebracht wird, auf diese Schicht ein Bild eines aufzuzeichnenden Objekts projiziert und dann das erhaltene Bild fixiert wird.

Die Bildaufzeichnung wird im Haushalt, der Photographie, bei Dreharbeiten, Fernsehübertragungen, in der Poligraphie, beim Kopieren von Dokumenten weitgehend verwendet und kann bei der optischen Verarbeitung von Informationen in elektronischen Rechenmaschinen, bei der automatischen Verarbeitung von auf einem Bildschirm in Bildform erscheinenden Informationen, bei der übertragung und dem Empfang von feinen und weit entfernten Objekten auf einem Großschirm, bei der Kommutierung von Fernsprechkanälen und bei holographischen Kinofilm- und Fernsehübertragungen weitgehende Anwendung finden.

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Es ist ein Bildaufzeichnungsverfahren für einen Photo- und Kinofilm bekannt, das durch Ausnutzung der photochemischen Reaktion von Licht mit Halogensilbersalzen arbeitet. Dieses Verfahren beruht auf der Verwendung eines Mangelstoffes - Silber und erfordert außerdem eine Dauerverarbeitung des aufgezeichneten Bildes, d.h. Entwicklung und Fixierung, und läßt kein Löschen des aufgezeichneten Bildes und keine Aufzeichnung eines neuen Bildes an derselben Stelle zu.

Es ist weiter ein Bildaufzeichnungsverfahren für eine keramische, aus Verbindungen von Blei, Zink, Lanthan und Titan zusammengesetzte Platte bekannt (vgl. IEEE, 65, I, 1977, S. 143), welches auf der Ausnutzung einer elektrooptischen Reaktion von Licht mit elektrisch polarisierter Keramik beruht. Dieses Verfahren gestattet es, ein Bild ohne Silberausnutzung aufzuzeichnen, bedarf keiner Dauerbehandlung und läßt ein Löschen und eine neue Bildaufzeichnung an der gleichen Stelle zu. Das Verfahren ist aber in fertigungstechnischer Hinsicht sehr kompliziert, ist durch niedrige Lichtempfindlichkeit, geringen Kontrast, kurze Speicherungszeit für das aufgezeichnete Bild gekennzeichnet und läßt nur eine geringe Zahl von Lösch- und Aufzeichnungszyklen für ein neues Bild sowie kein Farbbild zu.

Es ist weiter ein Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material bekannt, bei welchem eine Schicht eines lichtempfindlichen Materials erzeugt und in ein Kraftfeld gebracht und auf diese Schicht das Bild eines aufzuzeich-

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nenden Objekts projiziert wird, worauf das erhaltene Bild fixiert wird, (vgl. Kump H. I., Chang P. T., IBM Journal, May, 1966, S. 255).

Zur Bildaufzeichnung wird der Effekt der magnetischen Hysterese im Magnetband, d.h. der Effekt der Abhängigkeit des magnetischen Zustandes eines Ferromagnetikums - der Parameter der Domänenstruktur, der Richtung des Magnetisierungsvektors gegenüber irgend einer Kristallachse - von der Temperatur zu einem vorangegangenen Zeitpunkt ausgenutzt. Dieses Verfahren ist als thermomagnetisches Aufzeichnungsverfahren bekannt.

Die Bildaufzeichnung erfolgt mittels eines Laserstrahls, indem ein Magnetbandabschnitt durch eine Lichtstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt auf die Curie- oder eine Kompensationstemperatur erwärmt wird. Die Bildfixierung geschieht durch Abkühlung des Magnetbandes um einige zehn oder hundert Grad.

Die Betrachtung des aufgezeichneten Bildes erweist sich dadurch als möglich, daß die Änderung des magnetischen Zustandes des Bandes eine Änderung entweder der Größe magnetooptischer Effekte - Faraday- und Cotton-Mouton-Effekte - in Bändern vom MnBi-Typ oder eine Änderung in der Lage eines bei Bändern vom FeNi-Typ auf die Bandfläche aufgetragenen Magnetkolloides hervorruft .

Das thermomagnetische Bildaufzeichnungsverfahren ist durch eine äußerst niedrige Empfindlichkeit gekennzeichnet; die Dichte

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des minimalen Lichtstromes übertrifft 10 W/cm . Darüber hinaus wird das Verfahren durch eine äußerst niedrige Effektivität der Lichtausnutzung von 10 bis 10 bei der Bildbetrachtung gekennzeichnet, weil Werkstoffe eingesetzt werden, die eine geringe magnetooptische Güte besitzen. Aus diesem Grunde ist die Betrachtung nur mit Hilfe von Fotoempfängern hoher Empfindlichkeit möglich. Das Bildaufzeichnungsverfahren kann nur elementweise erfolgen, d.h. das gesamte Bild kann nicht auf einmal aufgezeichnet werden. Bei der thermomagnetischen Aufzeichnung erfolgt keine Wärmespeicherung bei einer Dauerwirkung von Licht; deshalb ist der zulässige Lichtstrom nach unten begrenzt. Die hohe Temperatur des magnetischen Phasenüberganges von ca. 100 C und eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Stoffes des Magnetbandes machen diese Begrenzung recht hart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Medium zu schaffen, bei dem ein solches strahlungsempfindliches Medium ausgenutzt wird, das es gestattet, eine Bildaufzeichnung in einem beliebigen Spektralbereich von Eigen- und Reflexionsstrahlungen, einschließlich der Schall-, Rundfunk-, Röntgen- und der optischen Strahlungen, vorzunehmen, eine Bildaufzeichnung auf einer keine Silbersalze enthaltenden Schicht sicherzustellen, ein Positivbild ohne zusätzliche Verarbeitung zu

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bekommen, eine visuelle Ablesung zu ermöglichen, ein Farbbild zu erhalten, die Empfindlichkeit und den Kontrast zu erhöhen und die Helligkeit des erhaltenen Bildes zu verstärken.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Projizierung mittels einer Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt erfolgt und als strahlungsempfindliches Material eine heterogene Mischung von Werkstoffen benutzt wird, von denen mindestens einer als Lösungsmittel zur Änderung des Aggregatszustandes in der Mischung unter der Wirkung der Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt geeignet ist, während der andere bzw. die anderen in der heterogenen Mischung in Form von Teilchen vertretenen Stoffe in der Lage sind; in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten, und die Fixierung des erhaltenen Bildes durch eine anschließende Änderung des Aggregatszustandes des als Lösungsmittel der heterogenen Mischung dienenden Werkstoffes erfolgt.

Vorteilhaft wird vor oder während der Bildaufzeichnung die Schicht der heterogenen Stoffmischung auf eine Temperatur nahe der Temperatur der Änderung des Aggregatszustandes des als Lösungsmittel dienenden Werkstoffes erhitzt oder abgekühlt.

Es ist weiter zweckmäßig, daß vor der Erzeugung der Schicht der heterogenen Stoffmischung ein Werkstoff zugesetzt wird, der

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die Strahlung absorbiert und einen Faktor für die Umformung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie oberhalb des Umformungsfaktors in dem Werkstoff der heterogenen Mischung aufweist, der in der Lage ist, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten, und dieser Werkstoff auf Teilchen aufgetragen wird, die geeignet sind, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten.

Zweckmäßig ist das Verfahren derart weitergebildet, daß die Schicht von mindestens einem Werkstoff erzeugt wird, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für die Umformung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie oberhalb des Umformungsfaktors von dem der Werkstoffe der heterogenen Mischung aufweist, der in der Lage ist, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten, und diese Schicht auf oder unter der Schicht der heterogenen Stoffmischung in bezug auf das aufzuzeichnende Objekt aufgebracht wird.

Vorteilliaft werden als die Strahlung absorbierende Stoffe £hotochemisch aktive Werkstoffe verwendet und die Schicht durch eine Vielzahl von mit den photochemisch aktiven Werkstoffen gefüllten Mikrokapseln gebildet.

Als die Strahlung absorbierender Werkstoff kann vorteilhaft ein Photoleitfähigkeit besitzender Werkstoff eingesetzt und auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet v/erden.

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Die Photoleitfähigkeit besitzende Schicht ist vorzugsweise unter der Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet und wird nach der Fixierung des Bildes zusätzlich bestrahlt.

Die Mikrokapseln werden zweckmäßig aus einem mindestens in einer Farbe gefärbten Material hergestellt.

Vorteilhaft werden den Farben des aufzuzeichnenden Objekts entsprechende Farben der Strahlung ausgesiebt und während der Bildaufzeichnung auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung reproduziert.

Es ist weiter zweckmäßig, daß das aufgezeichnete Bild vor oder nach seiner Fixierung zusätzlich bestrahlt und die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung höher als bei der Bildaufzeichnung eingestellt wird, wobei bei der Bestrahlung die Wellenlängen der Strahlung derart gewählt werden, daß sie die Schicht der heterogenen Stoffmischung passieren, ohne absorbiert zu werden.

Bevorzugt wird die zusätzliche Bestrahlung vor der Fixierung des Bildes vorgenommen und die Bestrahlungszeit um mindestens so viel kleiner als die Aufzeichnungszeit gewählt, um wie viel die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung die Strahlungsintensität bei der Aufzeichnung übersteigt, wenn die Wellenlängen der Strahlung bei der Aufzeichnung und bei der Bestrahlung zusammenfallen.

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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht schließlich darin, daß als strahlungsempfindliches Material eine heterogene Mischung von als Lösungsmittel dienendem und in der Mischung unter der Wirkung einer Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt zum Schmelzen geeignetem Paraffin und Eisenoxidteilchen verwendet wird und als Kraftfeld ein Magnetfeld verwendet wird, mit dem die Eisenoxidteilchen in Wechselwirkung treten, die Schicht der heterogenen Mischung auf einem durchsichtigen Substrat erzeugt, auf diese Schicht ein Bild des Objekts projiziert und dann das erhaltene Bild durch Abkühlung des Paraffins fixiert wird.

Das erfindungsgemäße Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Medium gestattet es, die Bildaufzeichnung in einem beliebigen Spektralbereich von Eigen- oder Reflexionsstrahlungen, einschließlich der Schall-, Rundfunk-, Röntgen- und der optischen Strahlungen vorzunehmen. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt die Bildaufzeichnung von beliebigen Objekten auf einer keine Silbersalze enthaltenden Schicht sicher. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt die Möglichkeit, ein keiner zusätzlichen Verarbeitung bedürfendes Positivbild zu erhalten und ermöglicht eine visuelle Ablesung des aufgezeichneten Bildes und das Herstellen von Kopien selbst in einem beleuchteten Raum. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt die Möglichkeit, die Empfindlichkeit sowie den Kontrast zu er-

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höhen und eine gute Austauschbarkeit für ein strahlungsempfindliches Medium zu erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Erhaltung eines Farbbildes. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt letztlich die Möglichkeit, die Helligkeit des erhaltenen Bildes gleichzeitig mit der Aufzeichnung zu verstärken.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 ein Diagramm der Abhängigkeit der Zähigkeit des Lösungsmittels für eine heterogene Mischung von der Temperatur, gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Schicht einer heterogenen Mischung mit einer Heizquelle im Querschnitt durch die Schicht, gemäß der Erfindung ,

Fig. 3 eine ungleichmäßig beleuchtete Schicht einer heterogenen Mischung in einem Magnetfeld mit einer Heizquelle im Querschnitt durch die Schicht, gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine Schicht einer heterogenen Mischung mit einer darauf aufgebrachten Schicht von Mikrokapseln,im Querschnitt, gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine Schicht von eine heterogene Mischung und photochemisch aktive Werkstoffe enthaltenden Mikrokapseln, im Querschnitt, gemäß der Erfindung,

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Fig. 6 eine Schicht einer heterogenen Mischung, auf der eine photoleitende Platte angeordnet ist, im Querschnitt, gemäß der Erfindung,

Fig. 7 eine Schicht einer belichteten heterogenen Mischung mit einer photoleitenden Platte, im Querschnitt, gemäß der Erfindung,

Fig. 8 eine Schicht einer heterogenen Mischung mit einem Erreger für elastische Schwingungen, im Querschnitt, gemäß der Erfindung, und

Fig. 9 eine Schicht einer heterogenen Mischung mit einem Lichtleiter, im Querschnitt, gemäß der Erfindung.

Das Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material besteht darin, daß eine Schicht eines strahlungsempfindlichen Materials erzeugt wird. Als solch ein Material kommt eine heterogene Stoffmischung in Frage. Eine als Lösungsmittel dienende Komponente dieser Mischung vermag darin Änderungen des Aggregatszustandes unter der Einwirkung einer Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt zu bewirken. Die andere in der heterogenen Mischung in Teilchenform vertretene Komponente besitzt die Fähigkeit, mit einem Kraftfeld in Wechsel-

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mm J ^y ma

wirkung zu treten. Es ist eine Variante möglich, wo als Lösungsmittel und Teilchen einige Komponenten verwendet werden.

Dann wird die Schicht der heterogenen Stoffmischung in das Kraftfeld gebracht und auf diese Schicht ein Bild des aufzuzeichnenden Objekts projiziert, was unter Benutzung der Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzu- zeichnenden Objekt geschieht. Die Fixierung des erhaltenen Bildes erfolgt durch eine anschließende Änderung des Aggregatszustandes des als Lösungsmittel der heterogenen Mischung dienenden Werkstoffes. Ist das Bild durch Erschmelzen des Lösungsmittels aufgezeichnet worden, erfolgt die Fixierung durch Abkühlen auf oder unter die Kristallisationstemperatur. Ist das Bild durch Sublimation des Lösungsmittels aufgezeichnet worden, erfolgt die Fixierung durch Abkühlung auf oder unter die Sublimationstemperatur.

Zur Verringerung der Aufzeichnungsenergie wird die Schicht der heterogenen Stoffmischung vor oder während der Bildaufzeichnung auf eine Temperatur nahe der Temperatur einer Änderung des Aggregatszustandes des als Lösungsmittel dienenden Werkstoffes erhitzt bzw. abgekühlt.

Zur weiteren Verringerung der Auf zeichnung energie wird vor der Erzeugung der Schicht der heterogenen Stoffmischung der Mischung ein 'Werkstoff zugesetzt, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für die Umformung

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von Strahlungsenergie in Wärmeenergie höher als der Umformungsfaktor "bei dem der Werkstoffe der heterogenen Mischung hat, der in der Lage ist, mit dem Kraftfeld in Wechselwirkung zu treten. Dieser Stoff wird auf zur Wechselwirkung mit dem Kraftfeld geeignete Teilchen aufgebracht.

Für die gleichen Zwecke wird eine Schicht von mindestens einem Werkstoff erzeugt, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für eine Umformung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie höher als der Umformungsfaktor bei dem der Werkstoffe der heterogenen Mischung hat, der in der Lage ist, mit dem Kraftfeld in Wechselwirkung zu treten. Diese Schicht wird auf oder unter der Schicht der heterogenen Stoffmischung in Bezug auf das aufzuzeichnende Objekt aufgebrachte Als die Strahlung absorbierender Stoff kommen entweder photochemisch aktive oder Photoleitfähigkeit aufweisende Werkstoffe in Frage. Bei Verwendung der photochemisch aktiven Werkstoffe werden sie in zahlreichen Mikrokapseln untergebracht, aus denen später eine Schicht ausgebildet wird. Bei Benutzung eines Photoleitfähigkeit besitzenden Werkstoffes wird eine an eine Stromquelle angeschlossene Platte aus einem Photowiderstand verwendet. Diese Platte wird auf die Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet.

Zur Erhöhung des Kontrastes beim aufgezeichneten Bild wird die Platte des Photowiderstandes unter der

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Schicht der heterogenen Stoffmischung untergebracht und die Schicht der heterogenen Stoffmischung nach der Fixierung zusätzlich bestrahlt.

Zur Erhaltung eines Farbbildes werden die Mikrokapseln aus einem mindestens in eine Farbe gefärbten Werkstoff gefertigt. Zu demselben Zweck wird ein räumlich inhomogenes Lichtfilter benutzt, das den Farben des aufzuzeichnenden Objekts entsprechende Farben der Strahlung aussiebt und sie während der Bildaufzeichnung auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung reproduziert.

Die gleichzeitig mit der Bildaufzeichnung oder danach vorgenommene Helligkeitsverstärkung bei einer Überschreibung des aufgezeichneten Bildes wird durch eine zusätzliche Bestrahlung des aufgezeichneten Bildes vor oder nach dessen Fixierung erzielt. Die Strahlungsstärke wird größer als bei der Bildaufzeichnung eingestellt. Hierbei werden bei der Bestrahlung die Wellenlängen der Strahlung derart gewählt, daß sie die Schicht der heterogenen Mischung, ohne absorbiert zu werden, passiert. Wird die Bestrahlung vor der Fixierung des Bildes durchgeführt und fallen die Wellenlängen bei der Aufzeichnung und bei der Bestrahlung zusammen, so wird die Bestrahlungszeit gegenüber der Aufzeichnungszeit um mindestens so viel kleiner gewählt, um wie viel die Strahlungsintensität blei der Bestrahlung die Strahlungsintensität bei der Bildaufzeichnung übertrifft,

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Zum besseren Verständnis des erfin— dungsgemäßen Verfahrens wird eine vereinfachte Theorie betrachtet

Als Grundoperation des Verfahrens tritt eine Änderung des Aggregatszustands ds Lösungsmittels der heterogenen Mischung unter dem Einfluß einer Strahlung von dem aufzuzeichnenden objekt auf, es geht also um Aggregatübergänge vom Typ Kristall - Flüssigkeit, Kristall - Gas. In der Umgebung derartiger Übergänge ändern sich die kinematischen Koeffizient ten des Lösungsmittels stark.In Fig. 1 ist die Abhängigkeit der Zähigkeit ( TJ ) von der Temperatur (T) dargestellt. Für das Wasser und Paraffin gilt beispielsweise das Verhältnis 7_max/ Y_min = 1O¹⁵ bis 10¹⁵ bei Δ T₁= 0,01 bis 10⁰G.

Bei solch einer großen Änderung der Zähigkeit des Lösungsmittels ändert sich genauso stark die Beweglichkeit von Teilchen der heterogenen Mischung, die als Ladungsträger oder Träger eines elektrischen oder magnetischen Dipplmomentes auftreten, oder von Teilchen, die in der Lage sind, mit einem elektrischen. Magnet-, Schwere- und beliebige Feldern zusammenzuwirken, die eine gerichtete Bewegung der Teilchen veranlassen. Bei derart gerichteten Bewegung der Teilchen fällt deren Dichte je Einheit beleuchtete Fläche einer Schicht der heterogenen Mischung ab. Sind die Teilchen undurchsichtig und das Lösungsmittel durchsichtig, so steigt die Durchsichtigkeit des beleuchteten Abschnitts der Schicht an. Sind die Teilchen durch-

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sichtig, weisen aber einen vom Brechungsindex des Lösungsmittels verschiedenen Brechungsindex auf, ändert sich der gesamte Brechungsindex des beleuchteten Abschnitts der Schicht. Die technischen Kenndaten des beschriebenen Verfahrens werden nach folgenden Formeln errechnet. Zur Vereinfachung wird angenommen, daß die Teilchen sphärisch mit einem Radius a sind. Das Auflösungsvermögen R wird als

definiert, wobei λ - die Wellenlänge der Strahlung bezeichnet.

Der maximale Kontrast ^_max ergibt sich im Falle der undurchsichtigen Teilchen zu

wobei q — den Undurchsichtigkeitskoeffizient des Lösungsmittels,

c< - den Absorptionskoeffizient des Werkstoffes bezeichnet, aus dem die Teilchen hergestellt sind.

Die Zeit t der Aufzeichnung und Fixierung des Bildes errechnet sich zu

t s t_n + t₂

*1 ^{= 10#} TT * / * ^c

wobei t - die Wärmediffusionszeit

tp - die Zeit der Verbindung der Teilchen unter der Wirkung des Kraftfeldes,

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k - Sie Wärmeleitzahl

/ - die Dichte

c - die Wärmekapazität ·
bezeichnet.

Die Zeit t^ hängt von der Zähigkeit V des Lösungsmittels u. der Energie der Wechselwirkung der Teilchen mit dem äußeren Kraftfeld ab und wird kleiner als die Zeit t. gewählt. Die Aufzeichnungszeit t, wird daher durch die ■ Zeit t, bestimmt, die auf die heterogene Mischung in folgender .Form anwendbar ist.

¹ ®i ^o \5j

wobei k. - die Wärmeleitzahl des Werkstoffes des Teilchens, kp - die Wärmeleitzahl des Werkstoffes des Lösungsmittels,

γΐ - die Dichte des vVerkstoffes des Teilchens, Oρ - die Dichte des Werkstoffes des Lösungsmittels, C, -die Wärmeleitzahl des Werkstoffes des Teilchens, Cp - die Wärmeleitzahl des Werkstoffes des Lösungsmittels,
bezeichnet.

Die für eine Bildaufzeichnung verbrauchte Energie W

wird als

P . t^
W = -S-. (6)

definiert, wobei P - die Leistung der durch die sphärischen

Teilchen absorbierten Strahlung, s - die Flächendes beleuchteten Abschnitts der Schicht der heterogenen Mischung

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bezeichnet.

Das Verhältnis »wischen der Leistung P der durch die sphärischen Teilchen absorbierten Strahlung und der Temperatur, auf die das Lösungsmittel für die Zeit t, erhitzt wird (s. beispielsweise Goldenberg and Tranter "British Journal Applied Physic, 5, 1952, ρ· 296) ergibt sich zu

ir —. 2j- ^" ι.· λΤ C 7}

wobei r - den Abstand vom Zentrum der Sphäre^

Λ ^₀" den Temperaturzuwachs
bezeichnete

Setzt man in die Formel (6) die Ausdrücke (5) und (7) ein und nimmt man r i^S a an, so erhält man

W — 4-Oa Δ τ

^W1
Hier ist die Einfachheit halber die Parameteränderung bei

einer Änderung des Aggregats zustand nicht berücksichtigt, die das angegebene Ergebnis wenig beeinflußt. Die zur Aufzeichnung benötigte Strahlungsenergie von dem aufzuzeichnenden Objekt wird durch Zusatz zur heterogenen Stoffmischung von .Photoleitfähigkeit aufweisenden oder photochemisch aktiven Werkstoffen reduziert.

Fällt die Strahlung auf diese Yierkstoffe enthaltende Abschnitte der Schicht auf, wird das Energieverhältnis £ durch

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definiert, wobei lfiL - die Dichte der bei der Bestrahlung eines an eine Stromquelle angeschlossenen Photowiderstandes oder die im Ergebnis der Wechselwirkung der photochemisch aktiven Werkstoffe entwickelte Energie bezeichnet.

Die Dichte der im Volumen des Photowiderstandes bei einem Lichteinfall auf diesen erzeugten Energie ergibt sich zu

^ = E² . H , (10)

wobei E - die an den Photowiderstand angelegte Spannung, <O - den von der Lichtintensität abhängige spezifische Widerstandswert des Photowiderstandes, 1 - die Schichtdicke des Photowiderstandes bedeutet.

Dann wird £ definiert als

f- E² . s · (11)

<Γ· 1 .P

Die Dichte der im Stoffgemisch während der photochemischen Reaktion freigesetzten Energie wird unter Be-r nutzung der Yan't Hoffschen - jSinsteinschen Regel errechnet P (τ - P-⁰^-¹S t ^

. f. s

wobei P₀ - die auffallende Lichtleistung, oC— den Absorptionskoeffizient eines photochemisch aktiven Werkstoffes,

1* - die Schichtdicke eines photochemisch aktiven Werkstoffes,

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ii - die Plancksche Konstante, "h = 1,Ο5·Ί0~ erg.sek f - die Strahlungsfrequenz·,

. - die Quantenausbeute der i-ten photochemischen

Partialreaktion,
H₁- die Bildungswärme einer chemischen Verbindung bei

der i~ten exothermen photochemischen Reaktion, N - die Ävogadro-Zahl,

bezeichnet.

Dann wird B definiert als

Me Zeit t. des Eins ehalt ens einer zusätzlichen Bestrahlung für eine belichtete Schicht der heterogenen Mischung zu einer Überschreibung des aufgezeichneten Bildes unter einer Helligkeitsverstärkung bei einer Leistung von P. wird aus einer Doppelungleichüng

errechnet, wobei t - die Ürägheitszeit eines Bildempfängers,

te - die Bestrahlungszeit, bei der sich die Güte der Bildaufzeichnung verschlechtert,
bedeutet»

Ist das aufgezeichnete Bild fixiert und erhitzt die zusätzliche Bestrahlung die heterogene Mischung auf die Temperatur der Aggregatumwandlung nicht oder ist das Bild

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nicht fixiert, während die zusätzliche Bestrahlung durch die heterogene Mischung nicht absorbiert wird, so ist t,- uneingeschränkt. In diesem !"all ergibt sich der Helligkeitsverstärkungsfaktor G bei der Bildübertragung zu ^a = Τ" · -Ρ— ,

min

wobei D - ein maximales Verhältnis der Helligkeiten der Elemente des aufgezeichneten Bildes bezeichnet«

Ist das aufgezeichnete Bild nicht fixiert oder ist die zusätzliche Bestrahlung in der Lage, die heterogene Mischung auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur der Änderung des Aggregatszustandes zu erwärmen, so wird t,- aus der Beziehung

^P1 · S ^ ^Pmin · S ^O6)

gewählt, wobei I*_mj__n - eine minimale Leistung der aufgenommenen Strahlung bei der Bildaufzeichnung bedeutet.

In diesem Fall ergibt sich der Helligkeitsverstärkungsfaktor G bei der Bildübertragung zu

G= ^PI ^ ^fe5 . ^τ s I ^t3 (17)

^Pmin

Nachstehend sollen Ausführungsbeispiele des BiId-

<
jxchnungsverfahren"

dium angeführt werden.

aufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Me-

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Beispiel 1

Es wird eine heterogene Stoffmischung zubereitet. Als Lösungsmittel der heterogenen Mischung wird Paraffin 1 (Fig· 2), als leuchen 2 warfen feine magnetische Teilchen aus Eisenoxid, die einen auf sie einfallenden Lichtstrom fast vollständig absorbieren, verwendet. Es wird eine dünne Schicht (20 bis 30 U m) einer heterogenen Mischung auf einem Substrat 3 ^a^s Glas erzeugt, mit noch einer Glasplatte 4· bedeckt und diese Schicht in der Nähe einer Quelle 5 äußerer Erhitzung angeordnet. Die erzeugte Schicht ist dank den Teilchen 2 aus Eisenoxid praktisch undurchsichtig. Als Kraftfeld wird ein normal zur Schichtfläche gerichtetes: Magnetfeld H verwendet. . Dann wird auf die Schicht ein Objekt projiziert, von dem der Lichtstrahl L (Fig. 3) zur Schicht gerichtet ist. An den Stellen der Schicht, auf die mehr Licht einfällt, werden die Teilchen 2 besser erwärmt, an den Stellen der Schicht, auf die weniger Licht einfällt, werden die Teilchen 2 schlechter erhitzt. Die erwärmten Teilchen 2 durchwärmen das sie umgebende Paraffin 1. Übersteigt die Temperatur des Paraffins 1 dessen Schmelztemperatur, fällt dessen Zähigkeit ab, und die Lage der unter der Wirkung des Magnetfelde*3 H stehenden Teilchen ändert sich. Auf den am besten durchwärmten Abschnitten der Schicht vollzieht sich ein völliger Umbau der Lage der Teilchen 2, sie verbinden sich zu langen dünnen in !"eldrichtung H, d.h. senkrecht zur

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Schichtfläche orientierten Fäden 6. An diesen Stellen wird die Schicht fast völlig transparent, weil die durch die undurchsichtigen Teilchen 2 eingenommene Fläche abnimmt, während die dünne Paraffinschicht "beinahe den gesamten auf sie einfallenden Lichtstrom durchläßt. Die weniger durchwärmten Abschnitte der Schicht werden weniger aufgehellt, an diesen Stellen erscheinen Halbtöne«

Dann werden die Bilder fixiert, indem die Schicht auf eine Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur des Paraffins 1 abgekühlt wird. Im Ergebnis wird ein auf der Schicht einer heterogenen Mischung aus dem Paraffin 1 und den Teilchen 2 aus Eisenoxid aufgezeichnetes positives Fertigbild erhalten.
Beispiel 2

Es werden die im Beispiel 1 beschriebenen Operationen ausgeführt, nur daß als Lösungsmittel Eis und eine Kühlquelle anstatt der Heizquelle verwendet, werden,, Indem die im Beispiel 1 beschriebenen Operationen wiederholt werden, wird ein auf der Schicht einer heterogenen Mischung aus dem Eis und den Teilchen 2 aus Eisenoxid aufgezeichnetes positives Fertigbild erzeugt·

Beispiel 3

Es werden die im Beispiel 1 beschriebenen Operationen ausgeführt, nur daß als Lösungsmittel ein Trockeneis verwendet wird, das bei Normaldruck und einer Temperatur nahe 18 C in der Lage ist, vom festen Zustand in

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den gasförmigen überzugehen. Im Ergebnis wird ein auf der Schicht einer heterogenen Mischung aus dem Trockeneis und den Teilchen 2 aus Eisenoxid aufgezeichnetes positives Fertigbild erhalten·

Beispiel 4·

Als Lösungsmittel der heterogenen Mischung kommt Paraffin 1 (Pig· 2), als Teilchen 2 feine magnetische Eisenoxidteilchen in Frage· Als Kraftfeld wird die Schwerekraft ausgenutzt» Es wird eine dünne Schicht der heterogenen Mischung auf einem Substrat 3 ^aus Glas erzeugt, von oben mit noch einer Glasplatte 4 bedeckt und in der Nähe einer Quelle 5 äußerer Erwärmung angeordnet·

Dann wird die Schicht auf die Schmelztemperatur des Paraffins 1 erwärmt und ein normal zur Schichtfläche gerichtetes äußeres Magnetfeld H erzeugt· Hierbei formieren sich die Teilchen zu langen dünnen, normal zur Schichtfläche orientierten Fäden 6 (Fig. 3). Dann wird die Schicht auf die Kristallisationstemperatur des Paraffins oder darunter abgekühlt.Die erhaltene Schicht der heterogenen Mischung wird fast völlig durchsichtig sein, weil die Oberflächendichte■ der undurchsichtigen Teilchen 2 nicht groß ist· Danach wird auf die Schicht ein Bild des Objekts projiziert, d.h. es wird eine ungleichmäßige Erhitzung der Teilchen 2 in der Schicht geschaffen. An den Stellen, wo mehr Licht einfällt, werden die Teilchen 2 mehr durch-

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wärmt, an den Stellen, wo weniger Licht einfällt, werden sie weniger durchwärmt, Die erwärmten Teilchen 2 durchwärmen das sie umgebende Paraffin 1. Sobald die Temperatur des Paraffins 1. die Schmelztemperatur überstiegen hat, fällt dessen Zähigkeit ab, und die Anordnung der Teilchen unter der Wirkung der Schwerekraft ändert sich ebenso wie der Verlauf von Konvekt ions strömen im flüssigen Paraffin» Auf den am meisten durchwärmten Abschnitten findet eine vollständige Desorientierung der vorher zu dünnen Fäden 6 zusammengefügten Teilchen statt. An diesen Stellen wird die Schicht beinahe vollkommen undurchsichtig, weil die durch die Teilchen besetzte Fläche zunimmt. Die weniger durchwärmten Abschnitte der Schicht werden weniger verdunkelt, an diesen Stellen treten Halbtöne auf· Dann wird die Schicht auf eine Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur des Paraffins 1 abgekühlt. Auf solche Weise wird ein auf der Schicht der heterogenen Mischung aus dem Paraffin und den Eisenoxidteilchen aufgezeichnetes positives I'ertigbild erzeugt·

Beispiel 5

Als Lösungsmittel der heterogenen Mischung kommt Paraffin 1, als Teilchen 2 feine undurchsichtige Teilchen von Bariummetafcitanat, als Kraftfeld ein zur Schichtfläche normal gerichtetes elektrisches Feld in Frage. Es wird eine dünne Schicht der heterogenen Mischung auf einem Substrat 3 aus Glas erzeugt, von oben mit noch einer

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Glasplatte 4 bedeckt und in der Nähe einer Quelle 5 äußerer Ifcwärmung angeordnet,

Perner werden die Operationen wie im Beispiel 1 bes ehrieb en durchgeführt·

Beispiel 6

Als heterogene Mischung werden Paraffin 1 (Pig· 4) und Teilchen 2 aus Eisenoxid, als Kraftfeld ein Magnetfeld und als photochemisch aktive Werkstoffe Chlor und Wasserstoff verwendet. Die letzteren werden bei Dunkelheit in Mikrokapseln 7 aus transparentem Polyvinylchlorid untergebracht. Es wird eine Schicht der heterogenen Mischung erzeugt, die auf einem Substrat 5 angeordnet wird. Es wird eine- Schicht aus den Mikrokapseln 7 gebildet und auf eine Schicht der heterogenen Mischung aufgetragen. Dann wird die Schicht der Mikrokapseln 7 mit einer Glasplatte 4 bedeckt. Das Bild des Objekts wird auf die Schicht der Mikrokapseln projiziert. Bei Beleuchtung des Chlor-^Wasserstoff-Gemisches läuft eine exotherme photochemische Reaktion ab. Die dabei entwickelte Wärme erhitzt die an den beleuchteten Abschnitten der Schicht der Mikrokapseln 7 anliegenden Abschnitte der heterogenen Mischung. Je besser die Mikrokapseln 7 beleuchtet sind, desto höher wird die Temperatur der anliegenden Schicht der heterogenen Mischung sein. Im weiteren wird das Verfahren in einer in den Beispieleni bis 5 angegebenen Reihen-

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folge verwirklicht·

Nach der Fixierung des Bildes wird die Schicht der heterogenen Mischung samt der Schicht der Mikrokapseln beleuchtet, wobei die Temperatur der Mischung in der Weise aufrechterhalten wird, daß beim Ablauf der photοchemischen Reaktion in der Schicht der Mikrokapseln die Temperatur äer heterogenen Mischung unterhalb der Schmelztemperatur des Lösungsmittels bleibt.

Beispiel 7

Die Operationen werden in Analogie zum Beispiel 6 durchgeführt, nur daß die photochemisch aktiven Werkstoffe in Mikrokapseln 8 (Fig. 5) samt einer heterogenen Mischung untergebracht werden·

Beispiel 8

Als heterogene Mischung werden Parafin 1 (Fig. 6) und Teilchen 2 ausEisenoxid, als Kraftfeld ein Magnetfeld H verwendet. Als ein Photoleitfähigkeit besitzender Stoff wird eine dünne Platte 9 eines Photowiderstandes aus CdS + Cu verwendet. Die letztere wird zwischen durchsichtigen Elektroden 10 aus Indiummonoxid angeordnet, die an eine Stromquelle 11 angeschlossen werden. Dann wird auf die Platte 9 des Photowiderstandes ein Bild des Objekts projiziert. Bei Beleuchtung des Photowiderstandes fällt dessen Widerstandswert ab, und über die beleuchtete Stelle fließt ein starker Strom, Die hierbei an den be-

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leuchteten Stellen des Photowiderstandes erzeugte Wärme erhitzt die an ihnen anliegenden Abschnitte der Schicht der heterogenen Mischung. Je mehr die Abschnitte des Photowiderstandes beleuchtet sind, desto höher wird die Temperatur der angrenzenden Schicht der heterogenen Mischung liegen. Ferner werden die Operationen entsprechend den Beispielen 1 bis J> durchgeführt.

Beispiel 9

Es werden Operationen analog den im Beispiel 8 beschriebenen durchgeführt, nur daß auf einer Schicht der heterogenen Mischung vorher ein Bild aufgezeichnet wird, dessen Kontrast zu verstärken ist. Dann wird die Schicht der heterogenen Mischung von einer äußeren (in Fig. nicht angedeuteten) Lichtquelle in der Weise beleuchtet, daß sich eine Platte 9 (^ig· 7) eines Photowiderstandes von der unbeleuchteten Seite erweist.

In Fig. 7 ist der Kontrast des aufgezeichneten Bildes bedingt in Form einer Kurve 12 dargestellt.

Wenn der Lichtstrom L von der äußeren Quelle die heterogene Schicht gleichmäßig beleuchtet, wird der zur Platte 9 des Photowiderstandes durchgekommene Lichtstrom von der Durchsichtigkeit der Schicht der heterogenen Mischung abhängen· Je durchsichtiger der Abschnitt der heterogenen Mischung ist, ein desto größerer Lichtstrom erreicht die

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Platte 9 des PhotowiderStandes. Die an den beleuchteten Stellen des Photowiderstandes erzeugte Wärme erhitzt die an ihnen anliegenden Abschnitte der Schicht der heterogenen Mischung. Je durchsichtiger also die Abschnitte der Schicht der heterogenen Mischung waren, desto größer wird ihre Temperatur sein·

Ferner v/erden Operationen wie in den Beispielen 1 bis 5 beschrieben durchgeführt. Auf solche Weise erfolgt eine Verstärkung des Kontrastes des aufgezeichneten Bildes.

Beleuchtet der Lichtstrom L von der äußeren Quelle die Schicht der heterogenen Mischung ungleichmäßg, kann man in der oben beschriebenen Weise den Kontrast des aufgezeichneten Bildes zusätzlich verstärken oder schwächen.

Beispiel 10

Als Beispiel eines Lösungsmittels einer heterogenen Mischung wird Paraffin 1, als Teilchen 2 feine nadeiförmige magnetische Teilchen aus Eisenoxid, als Kraftfeld ein Magnetfeld verwendet. Auf die Teilchen 2 wird Ruß aufgebracht, der das Licht mehr als das Eisenoxid absorbiert. Im folgenden werden Operationen wie in den Beispielen 1 bis4uü9 durchgeführt.

Beispiel 11

Es werden sämtliche in den Beispielen 1 bis 10 beschriebenen Operationen durchgeführt, wobei auf einer Schicht der heterogenen Mischung ein räumlich inhomogenes

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Lichtfilter angeordnet wird.

Als Lichtfilter kommt eine Schicht von feinen Körnchen aus organischem Glas mit unterhalb 10Wm Durchmesser in Frage, dessen jedes in einer der Grundfarben rot, grün.und blau - gefärbt ist» Die Körnchen liegen auf einem durchsichtigen Substrat dien⁷ beieinander. Die Körnchen treten als Einzonen-Lichtfilter sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Betrachtung eines Fertigbildes auf. Wegen der kleinen Größe der Körnchen ist ein jedes im einzelnen durch das Auge; nicht unterscheidbar· Wenn die Körnchen untereinander chaotisch vermischt sind, so sieht das Lichtfilter bei der Betrachtung gegen Licht grau infolge einer Vermischung der Grundfarben im Auge aus. Die kleinen Zwischenräume zwischen den Körnchen werden durch einen undurchsichtigen Klebstoff aufgefüllt. Dann wird auf das Lichtfilter ein Bild projiziert.

Zur Bestimmtheit sei das Objekt von roter Farbe* Dann passiert das Licht vom Objekt nur die roten Körnchen und wird durch die grünen und blauen Körnchen abgefangen bzw, absorbiert. Deshalb wird das Bild nur dort aufgezeichnet, wo es an der Stelle der Projektion des Objekts auf dem Lichtfilter rote Körnchen gibt,

Ferner werden Operationen wie in den Beispielen 1 bis 10 beschrieben, durchgeführt.

Bei der Betrachtung des aufgezeichneten Bildes

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seitens des Lichtfilters wird ein in roter Farbe gefärbtes Bild des Objekts zu sehen sein. Auf solche Weise ergibt sich ein Bild, das das Aussehen und die Farbe des Objekts richtig wiedergibt und keiner weiteren Behandlung bedarf,

Beispiel 12

Es werden den Operationen im Beispiel 11 ähnliche Operationen durchgeführt, nur daß als Lichtfilter in eine der Grundfarben gefärbte, dünne Wände von Mikrokapseln aus Polyvinylchlorid oder innerhalb von durchsichtigen Kapseln 8 (Fig· 5) untergebrachte Farbstoffe ausgenutzt werden· Die Mikrokapseln werden chaotisch durchgemischt und in einer Schicht auf einem durchsichtigen Substrat 5 dicht aneinander angeordnet» Innerhalb der Mikrokapsel 8 wird eine heterogene Mischung untergebracht, Beispiel 15

Es werden Operationen analog den in den Beispielen 1, 2, 5, 8, 10, 11, 12 beschriebenen durchgeführt, nur daß zusätzlich in der Nähe der Schicht der heterogenen Mischung eine (in Fig. 8 nicht gezeigte) Quelle für ein äußeres magnetisches Wechselfeld H vorgesehen ist, das parallel zur Oberfläche der Schicht der heterogenen Mischung gerichtet ist, oder die Schicht auf einem piezoelektrischen Wandler 13 angeord«* net wird, der an eine ^eIIe 14 fiür Ultraschallschwingungen angeschlossen ist·

Nach der Bildaufzeichnung wird die Schicht der heterogenen Mischung auf die Schmelztemperatur des Paraffins

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erhitzt, wenn das Bild fixiert ist, oder nicht erhitzt, wenn das Bild nicht fixiert ist, und das normal zur Schichtfläche gerichtete äußere Magnetfeld H abgeschaltet. Dann wird entweder das magnetische Wechselfeld H kurzzeitig oder die Quelle 14 für Ultraschallschwingungen eingeschaltet. Eine "beliebige dieser Arbeitsgänge bewirkt eine Vermengung der Teilchen der Mischung, was zu einem Löschen des aufgezeichneten Bildes und zur Vorbereitung der Schicht der heterogenen Mischung für die Aufzeichnung eines neuen Bildes führt.

Im Falle der Ausnutzung von photochemisch aktiven Werkstoffen wird die Schicht der heterogenen Mischung und der Mikrokapseln nach der Bildaufzeichnung gegen Lichteinfall geschützt. Hierbei geht ein Teil der photochemisch aktiven Werkstoffe keine chemische Reaktion ein und kann zu einer mehrfachen Aufzeichnung und Löschung der Bilder verwendet werden. Auf solche Weise erfolgt eine mehrfache Aufzeichnung und Löschung des Bildes auf einer und derselben Schicht der heterogenen Stoffmischung.

Beispiel 14

Es werden in den Beispielen 1, 2, 5» 8» 10 beschriebene Operationen durchgeführt, nur daß zusätzlich in der Nähe der Schicht der heterogenen Mischung eine (in Fig. 9 nicht gezeigte) starke Lichtquelle angeordnet wird· Auf die Schicht der heterogenen Mischung wird ein über einen Licht-

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leiter 15 übertragenes Bild von dessen Stirnseiten über eine Linse 16 projiziert. Das Bild wird, wie in den Beispielen 1, H, 5» 8, 10 gezeigt, aufgezeichnet und dann kurzzeitig durch die starke Lichtquelle beleuchtet, die auf der Schicht eine größere Beleuchtungsstärke als bei der Aufzeichnung erzeugt. In diesem Fall erfolgt eine Überschreibung des Bildes auf eine andere Schicht unter Heilig* keitsverstärkung. Dieses nach der Helligkeit verstärkte Bild v/ird entweder auf die Stirnseite einer anderen Strekke des Lichtleiters (in Figo 9 nicht angedeutet) zur weiteren Übertragung oder auf einen Schirm zur Betrachtung projiziert«, Nach der Übertragung des Bildes wird es von der Schicht der heterogenen Mischung wie im Beispiel 13 gelöscht und dann ein neues über den Lichtleiter 15 übertragenes Bild aufgezeichnet, worauf der oben beschriebene Zyklus wiederholt wird.

Auf solche Weise wird eine Übertragung der nach der Helligkeit verstärkten Bilder in der Realzeit ohne Änderung ihres Kontrastes, ihrer Halbtöne und Farben gewährleistet.

Es ist bekannt, daß bei der Bildübertragung über den Lichtleiter neben der Lichtdämpfung auch eine Verzerrung des Mehrmoden-Bildes wegen einer Dispersion des Lichtleiters erfolgt. Das letztere kann durch Ausnutzung eines Korrekturfilters in Form einer Platte mit aufge-

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tragenen Linien kompensiert werden, was die Operation einer Rückfaltung des Bildes (s· beispielsweise IEEE, Leith, 65, 1, 1977, S. 18 bis 28) verwirklicht.

Die ib?t des Korrekturfilters, d.h. die Linienform, wird nach einer bekamt en Dispersionskurve des Lichtleiters ermittelt·

Wenn es also nötig ist, nicht nur die Helligkeit des Bildes zu verstärken, sondern auch bei der Übertragung entstandene Terzerrungen zu korrigieren, so wird zusätzlich hinter der Platte mit der Schicht der heterogenen Mischung eine Platte mit einem Korrekturfilter angeordnet·

Beispiel 15

Es werden im Beispiel 1A- dargelegte Operationen durchgeführt ·

Das nach der Helligkeit verstärkte Bild wird auf einen Schirm unter Vergrößerung der Bildabmessungen zur visuel· len Betrachtung projiziert. Auf solche V/eise werden verwirklicht i Fernsehübertragungen und Empfang von zeitlich wechselnden und keiner Umwandlung von Lichtbildern in eine Folge elektrischer Signale und umgekehrt bedürfenden ' Bildern; Empfang und anschließende Verarbeitung mit optischen Methoden von auf einem Bildschirm zeitlich wechseln» den Bildernj Übertragung und Empfang von Bildern feiner durch ein optisches Mikroskop auf einem Großschirm betrachteter Objekte} Übertragung und Empfang in der KeI-

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ligkeit verstärkter Bilder von durch ein Fernrohr (Fernglas, astronomisches Teleskop u· ä.) betrachteten weit entfernten Objekten,

Beispiel 16

Es werden im Beispiel 14 dargelegte Operationen durchgeführt.

Das in der Helligkeit verstärkte Bild wird auf einen Bildschirm über einen Multiplikator, beispielsweise über ein Diffraktionsgitter, projiziert. In diesem Fall wird auf dem Bildschirm mehrfach (an verschiedenen Stellen) ein. Ausgangsbild reproduziert. Sind auf dem Bildschirm vorher die Bilder verschiedener Objekte aufgezeichnet worden, so werden unter Verwendung des bekannten Korrelationsmeßverfahrens (s. beispielsweise J. Goodman "Introduction to Fourier Optics", Mc Graw-Hill Book Company, 1968) unbewegliche Bilder erkannt, es wird also die Tatsache der Koinzidenz des übertragenen verstärkten Bildes mit einem der auf dem Bildschirm aufgezeichneten festgestellt.

Auf solche Weise kann man zum Beispiel eine Kommutierung von durch Lichtleiter gebildeten Fernsprechkanälen ohne Ausnutzung mechanischer Schrittwähler verwirklichen.

Beispiel 17

Es werden im Beispiel 14 beschriebene Operationen durchgeführt, nur daß an Stelle eines Bildes des Objekts dessen Hologramm übertragen wird,

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In diesem Fall wird das in der Helligkeit verstärkte. Hologramm mit Hilfe eines bekannten Reproduktionsprozesses für Hologramme in ein Eaumbild (s. beispielsweise J. Goodman "Introduction to Fourier Optics", Mc Graw-Hill Book Company, 1968) verwandelt.

Die oben dargelegte vereinfachte Theorie wurde zu einer ungefähren Einscliätzung von Kenndaten des erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungsverfahrens für ein strahlungsempfindliches Medium herangezogen.

Es sei die heterogene Mischung aus Eisenoxidteilchen

und Paraffin mit folgenden Parametern gebildet

—4
a = 10 cm

M =s 5·10 - Sättigungsmagnetisierung eines Teilchens ο

Ic₁= 2.10"¹ W/cm«grd
= 4.10"⁴ W/cm.grd
5 g/cm⁵

= 0,9 g/cm⁵
= 0,9 J/g.grd
= 1,4 J/g.grd

= 10~²

Xf₁= 10⁵ I/cm

Nach Einsetzen dieser Werte in die Formeln (1), (2),

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(5),· (8) erhält man

R > 10⁵ %_, tf _>1Q3 _t ^ ^₁₀-⁵ sek, W

ium υ max ρ
J

Bei einer experimentellen Prüfung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eine 0,3 bis 0,5 ium dicke, auf eine Polyäthylenschicht aufgetragene Probe für die Schicht einer heterogenen Mischung aus Paraffin und Eisenoxydteilchen hergestellt. Die Probe wurde in ein Magnetfeld mit einer Stäüke von 50 Oe gebracht und auf eine Temperatur 4-2 G erhitzt. Bei der Beleuchtung der Probe wurden Bilder von Menschen durch Vergrößerung von einem Positivfilm, Laserstrahlung und andere Objekte aufgezeichnet.

Hierbei wurden folgende Kenndaten erzielt

Bei der Speicherung des fixierten Bildes sind keine Änderungen zu verzeichnen. Die Effektivität der Lichtausnutzung bei der Bildbetrachtung beträgt ca. 80%, die Übertragung von Halbtönen ist gut.

Eine weitere Verbesserung von Kenndaten, insbesondere eine Verringerung der Aufzeichnungsenergie, hängt mit der Verwendung von eine Photoleitfähigkeit besitzenden oder photοchemisch aktiven Werkstoffen zusammen.

Als Photowidex'Stand wurde eine CdS+Cu-Platte mit einer Stromquelle (s. beispielsweise Krumme J-P, Schmitt H. J·, IEEE !transaction on Magnetics N. 11,5, 1975i p. 1o97)

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verwendet ,die folgende Parameter besitzt.

-4
1 = 4.10 cm,

E β 60 V,

6¹= 10 Ώ . cm "bei P = 5.10"⁵W.

Setzt man die minimale Fläche des Bildelements S = 10" cm , dann erhält man nach der Formel (11)

£= 1,8.10²,

d.h. die Auf ze ichnungs energie verringert sich um mehr als das 10Ofacheο

Als photochemisch aktive Werkstoffe werden Chlor und Wasserstoff verwendet und unter Druck in einer Mikrokapsel untergebracht .Angenommen, daß die Strahlungs— absorption durch diese Werkstoffe dem Beersehen Gesetz genügt, erhält man

o£ = at ,.J* (18)

wobei c^- - dai Absorp'tionskoeffizient unter Normaldruck P bezeichnet.

Schreibt man die Parameter dieser Werkstoffe

AH = 4,5. 10 kal/mol,

c(_o= M- I/cm

aus und wählt P/P_Q = 10*-, die Größe der Mikrokapsel 1 = 10~"^p cm und die Wellenlänge der Strahlung Λ =3.10 cm . dann erhält man ' inach Einsetzen dieser Werte in die Formel (13)

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ε = ίο⁵,

d.h. die Auf zeichnungs energie verringert sich um einen Faktor 10⁵ und beträgt 10"¹⁰ -^U- .

cm

Bewertet wird abschließend der Helligkeitsverstärkungsfaktor bei einer Üb er Schreibung von Bildern mit Hilfe einer zusätzlichen Bestrahlung.

Wird die zusätzliche Strahlung durch die heterogene Mischung nicht absorbiert, hängt der Verstärkungsfaktor gemäß Formel (15) lediglich von der Leistung der Quelle für eine zusätzliche Bestrahlung ab und kann mit der Leistungssteigerung der Strahlungsquelle ansteigen.

Wird die zusätzliche Strahlung durch die heterogene Mischung absorbiert, ist der Verstärkungsfaktor begrenzt. Beispielsweise ist im Falle einer Fernsehübertragung

D = 10²

y ² sek.
Indem man dann t = 5.1O~"'^?sek wählt und diese Werte in die Formel (1?) einsetzt, erhält man G = 10.

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Claims

HOFFMANN · EITLK <& PARTNKR DR. ING. E. HOFFMANN (1V30 1976) . D IPL.-I NG. W.E1TLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · Dl PL.-1NG. W. IEH H DIPL.-INC. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSEi(STERNHAUS) . D-8000 MO N CH EN 81 . TELEFON (OB?) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH Π) 30 756 Institut Radiotekhniki i Elektronik! Akaderaii Nauk SSR, Moskau / UdSSR Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material Patentansprüche :

1. Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material, bei welchem eine Schicht eines strahlungsempfindlichen Materials erzeugt und in ein Kraftfeld gebracht wird, auf diese Schicht ein Bild eines aufzuzeichnenden Objekts projiziert und dann das erhaltene Bild fixiert wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Projizierung mittels einer Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt erfolgt und als strahlungsempfindliches Material eine heterogene Mischung von Werkstoffen benutzt wird, von denen mindestens einer als Lösungsmittel zur Änderung des Aggregatszustandes in der Mischung unter der Wirkung der Eigen- oder Reflexionsstrcihlung von dem aufzuzeichnenden Objekt geeignet ist, während der andere bzw. die anderen in der heterogenen Mischung in Form von ■Teilchen vertretenen Stoffe in der Lage sind, in Viechseiwirkung mit dem Kraftfeld zu treten, und die Fixierung des erhaltenen Bildes durch eine anschließende Änderung des Aggregatszustandes des als Lösungsmittel der heterogenen Mischung dienenden Werkstoffes erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß vor oder während der Bildaufzeichnung

ORIGINAL INSPECTED

die Schicht der heterogenen Stoffmischung auf eine Temperatur nahe der Temperatur der Änderung des Aggregatszustandes des als Lösungsmittel dienenden Werkstoffes erhitzt oder abgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß vor der Erzeugung der heterogenen Stoffmischung ein Werkstoff zugesetzt wird, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für die Umformung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie oberhalb des Umformungsfaktors in dem Werkstoff der heterogenen Mischung aufweist, der in der Lage ist, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten, und dieser Werkstoff auf Teilchen aufgetragen wird, die geeignet sind, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schicht von mindestens einem Werkstoff erzeugt wird, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für die Umformung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie oberhalb des Umformungsfaktors von dem der Werkstoffe der heterogenen Mischung aufweist, der in der Lage ist, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten, und diese Schicht auf oder unter der Schicht der heterogenen Scoffmischung in bezug auf das aufzuzeichnende Objekt aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß als die Strahlung absorbierende Stoffe photochemisch aktive Werkstoffe benutzt werden und die Schicht "durch eine Vielzahl von mit den photochemisch aktiven Werkstoffen gefüllten Mikrokapseln gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß als die Strahlung absorbierender Werkstoff ein Photoleitfähigkeit besitzender Werkstoff eingesetzt und eine Schicht dieses Werkstoffes auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet wird.

909825/0593 . ³ ~

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Photoleitfähigkeit besitzende Schicht unter der Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet und nach der Fixierung des Bildes zusätzlich bestrahlt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Mikrokapseln aus einem mindestens in einer Farbe gefärbten Material hergestellt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß den Farben des aufzuzeichnenden Objekts entsprechende Farben der Strahlung ausgesiebt und während der Bildaufzeichnung auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung reproduziert werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das aufgezeichnete Bild vor oder nach seiner Fixierung zusätzlich bestrahlt und die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung höher als bei der Bildaufzeichnung eingestellt wird, wobei bei der Bestrahlung die Wellenlängen der Strahlung derart gewählt werden, daß die Strahlung die Schicht der heterogenen Stoffmischung passiert, ohne absorbiert zu werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Bestrahlung vor der Fixierung des Bildes vorgenommen und die Bestrahlungszeit um mindestens so viel kleiner als die Aufzeichnungszeit gewählt wird, um wie viel die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung die Strahlungsintensität bei der Aufzeichnung übersteigt, wenn die Wellenlängen der Strahlung bei der Bestrahlung und bei der Aufzeichnung zusammenfallen.

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12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als strahlungsempfindlicb.es Material eine heterogene Mischung von als Lösungsmittel dienendem und in der Mischung unter der Wirkung einer Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt zum Schmelzen geeigneten Paraffin und Eisenoxidteilchen verwendet wird und als Kraftfeld ein Magnetfeld verwendet wird, mit dem die Eisenoxidteilchen in Wechselwirkung treten, die Schicht der heterogenen Mischung auf einem durchsichtigen Substrat erzeugt, auf diese Schicht ein Bild des Objekts mittels ReflexionsStrahlung projiziert und dann das erhaltene Bild durch Abkühlung des Paraffins fixiert wird.

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