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Material für die Herstellung von Aufsichtsbildern, insbesondere von farbigen photographischen Bildern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Material für Aufsichtsbilder, insbesondere für farbige photo- graphische Bilder.
Solche Bilder, bei denen sich die zur Farbwiedergabe dienenden Schichten auf einer undurchsichtigen, im allgemeinen auf weiss diffus reflektierenden Unterlage (Rückschicht) befinden, zeigen eine geringere Farbqualität als nach dem gleichen farbphotographischen Verfahren hergestellte transparente Bilder. Diese geringere Farbqualität erklärt sich durch die für die Betrachtung geltenden optischen und physiologischen Bedingungen.
Zunächst einmal tritt bei Aufsichtsbildern eine verhältnismässig starke scheinbare Versteilerung der Gradationskurve bei kleinen Dichten und eine Verfärbung heller Bildstellen auf. Dieser Effekt, im englischen Sprachgebrauch auch als "highlight stain' bezeichnet, beruht auf mehrfacher Reflexion innerhalb der Registerierschichten. Er bewirkt, dass die für die Remission gültige, in Aufsicht mit weisser Rückschicht gemessene charakteristische Kurve stärker nach oben durchgebogen ist und oberhalb der zu erwartenden Sollkurve liegt, die sich durch Verdoppelung der mit der gleichen Registrierung auf transparenter Unterlage in Durchsicht gemessenen Durchsichtsdichten ergibt. In der Folge erscheint das Bild an hellen Stellen weniger brilliant und im Ganzen verschwärzlicht.
Die dadurch bedingte erheblich geringere Leuchtkraft des Aufsichtsbildes im Vergleich zum Durchsichtsbild wird noch verstärkt durch die Möglichkeit des Auges bei der Betrachtung im hellen Raum das farbige Bild mit der Umgebung hinsichtlich Helligkeit und Farbqualität zu vergleichen. Diese störenden, teils optischen, teils physiologischen Nebenwirkungen fallen bei der Betrachtung von Durchsichtsbildern, insbesondere bei der Projektion im dunkeln Raum fort.
Eine weitere Qualitätsverringerung des Aufsichtsbildes gegenüber dem Durchsichtsbild ergibt sich durch den beim Aufsichtsbild geringeren ausnutzbaren Helligkeits-bzw. Farbumfang, d. i. die grösste erreichbare Differenz der Remission heller und dunkler Bildstellen bzw. der zugehörigen Farbkomponenten.
Die Begrenzung des Umfanges ergibt sich nach oben durch die maximale erreichbare Remission der Unterlage bei grösstmöglicher Transparenz der Wiedergabeschichten, nach unten durch das an der Bildoberfläche auftretende Streulicht. Letzteres hängt ab von der Oberflächenrauhigkeit sowie von der Körnung der unmittelbar unter der Oberfläche liegenden Schichten. Grössere Dichten der Wiedergabeschichten unterhalb dieser Werte werden durch das Streulicht überdeckt.
Bei Bildern, deren Registrierung entwickeltes Silber enthält, wird im allgemeinen ein Helligkeitsumfang von 1 : 40 (oder ausgedrückt im logarithmischen Massstab : von 1, 6) nicht überschritten. Bei der Verwendung einer hochglänzenden Oberfläche und nicht streuender Registrierschichten kann der Helligkeitsumfang bis auf etwa 1 : 70 (logarithmisch 1, 8) erweitert werden.
Die kleinste noch wiederzugebende Helligkeit bei der Betrachtung von Durchsichtsbildern insbesondere bei der Projektion im verdunkelten Raum liegt erheblich tiefer, da hier mit geringerem Streulicht gerechnet werden kann, so dass ein Helligkeitsumfang von logarithmisch 2,5 erreichbar ist.
Die Qualitätseinbusse eines Aufsichtsbitdes gegenüber einem gleichgearteten Durchsichtsbild ist also wesentlich bedingt durch die maximale zumindest scheinbar erreichbare Helligkeit und durch den Helligkeitsumfang. Durch die vorliegende Erfindung wird maximale Helligkeit und Helligkeitsumfang bei Aufsichtsbildern gesteigert und damit ihre Qualität verbessert.
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Die Erfindung betrifft ein Material für Aufsichtsbilder, insbesondere für farbige photographische Bil- der und ist dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem transparenten Träger der zur Bildaufzeichnung die- nenden Schicht eine reflektierende Schicht angeordnet ist, welche eine im Vergleich zu einem diffusen
Reflektor im räumlichen Winkelbereich beschränkte Reflexionscharakteristik besitzt.
Vorteilhafterweise besteht die reflektierende Schicht aus einem Raster aus sehr kleinen Reflexions- elementen, welche einfallendes Licht unabhängig von seinem Auftreffwinkel in der gleicnen Richtung zurückwerfen. Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist zwischen dem transparenten Träger und der Rasterschicht eine streuende Schicht angeordnet.
Die vorliegende Erfindung soll an Hand der Zeichnungen erläutert werden, welche Ausführungsbei- spiele der Erfindung darstellen. Fig. 1 zeigt eine Rückschicht nach Art der sogenannten Rückstrahler,
Fig. 2 und 3 zeigen vergrössert verschiedene Rasterlemente solcher Rückstrahler, Fig. 4 zeigt eine zusätz- liche Streuschicht, Fig. 5 zeigt ein Material, bei welchem an der nichtverspiegelten Rückfläche Total- reflexion auftritt, Fig. 6 zeigt ein Material mit Linsenraster, Fig. 7 zeigt ein Material mit einer räum- lich begrenzt diffus reflektierenden Schicht und Fig. 8,9 und 10 dienen zur Erläuterung des Begriffes der räumlich begrenzten diffusen Reflexion, Fig. 11 zeigt ein weiteres Material mit einer räumlich begrenzt diffus reflektierenden Schicht.
Die Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt vergrössert ein Material mit erfindungsgemässer Rückschicht.
Auf einem transparenten Träger 10 befinden sich in der üblichen Anordnung drei farbige Schichten 12,14 und 16, die dieRegistrierungderTeilfarbbilder enthalten und die üblicherweise von obennach unten gelb, purpurfarbig und blaugrün sind, wobei sich zwischen den farbigen Schichten gegebenenfalls noch weitere
Schichten 18 und 20 befinden, z. B. bei der Belichtung wirksame und bei der darauffolgenden Entwicklung ausgebleichte Filterschichten. Auf der Rückseite des Trägers 10 befindet sich ein Relief 22 aus transparen- tem Material, dessen rückwärtige Fläche mit einem spiegelnden Belag 24 versehen ist. Der spiegelnde
Belag ist nach aussen durch eine schützende Schicht 26 aus undurchsichtigem Material abgedeckt.
Relief 22 und spiegelnder Belag bilden die erfindungsgemässe Rückschicht. Wie die Zeichnung andeutet, wird die verspiegelte Fläche der transparenten Schicht 22 aus einer Vielzahl einzelner reflektierender Elemente zusammengesetzt, welche ein Raster bilden. Die einzelnen Elemente dieses Rasters sind aufgebaut nach Art der heute beispielsweise bei Fahrzeugen allgemein verwendeten Rückstrahler (Katzenaugen), wobei jedes einzelne Element das auffallende Licht parallel zu sich selbst reflektiert. Rückstrahlerelemente die- ser Art sind bekannt. Sie bestehen beispielsweise aus drei sich unter einem Winkel von je 900 schneidenden Flächen, die eine Würfel-Ecke bilden, deren Raumdiagonale meist senkrecht zur Hauptebene des ganzen Rückstrahlers liegt. Fig. 2 zeigt ein solches Element vergrössert in perspektivischer Darstellung.
Die reflektierenden Flächen werden gebildet durch die drei Flächen 30, 32 und 34 (verdeckt), die sich paarweise je unter einem Winkel von 900 schneiden. Das beispielsweise mit der Richtung 36 oder 38 auffallende Licht wird nach vorwiegend dreifacher Reflexion in der Richtung 40 bzw. 42, d. h. also parallel zu sich selbst zurückgeworfen. An jede der drei Ecken der Eingangsfläche schliessen jeweils weitere fünf identische Elemente an, wie dies in der Fig. 2 angedeutet ist. Alle Elemente in ihrer Gesamtheit bilden einen regelmässigen, die ganze Fläche bedeckenden Raster. Solche Elemente sind beispielsweise beschrieben in Pohl, Optik und Atomphysik, Springer [1940], S. 23. Die reflektierenden Dreiecksflächen 30, 32 und 34 können verspiegelt sein oder sie können mit Totalreflexion arbeiten.
In letzterem Falle besteht das ganze Element aus transparentem Material.
Die oben erwähnte zusätzliche Streuung kann auch erreicht werden durch unsymmetrische Dreiecksspiegel,, bei denen sich beispielsweise nur zwei Würfelflächen unter einem Winkel von 900 schneiden, während die Schnittwinkel mit der dritten Fläche von 900 verschieden sind. Auch kann die Orientierung der einzelnen Dreiecksspiegel gegenüber der Hauptfläche verschieden und unterschiedlich verteilt sein, so dass eine zusätzliche Streuung erreicht wird. Statt eines Rasters aus ebenen Flächen begrenzter Dreiecksspiegel kann auch ein Raster aus sphärischen Elementen verwendet werden, beispielsweise aus Kugeln oder sphärischen Hohlspiegeln.
Es muss noch erwähnt werden, dass selbstverständlich die einzelnen Elemente des rückstrahlenden Rasters genügend klein gewählt werden, damit sie für den Beschauer nicht als einzelne diskrete Elemente erscheinen, sondern dass ihre Einzelwirkungen zu einem Gesamteindruck einer gleichmässig hellen Fläche zusammenfliessen. Zu diesem Zwecke müssen die einzelnen Elemente mindestens unterhalb der Auflösungsgrenze der Augen beim normalen Betrachtungsabstand liegen. Bei photographischen Aufsichtsbildern der üblichen Formate genügt beispielsweise eine Rasterfeinheit von 4 bis 6 Elementen je mm.
Befindet sich bei def Betrachtung des in Fig. 1 dargestellten Materials die Lichtquelle im Rücken des Beobachters, so tritt durch die oben beschriebene rückstrahlende Wirkung der Rasterelemente eine
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Aufhellung des Bildes ein. Dies gilt im Vergleich mit Aufsichtsbildern, bei denen als Unterlage eine weisse diffus streuende Unterlage verwendet wird. Bei dieser wird das auftieffende Licht nach Art eines Lambert' sehen Strahlers in den gesamten Raumwinkel gestreut, so dass nur ein sehr kleiner Bruchteil in das Auge des Beschauers gelangt. Im Gegensatz zu solchen diffus reflektierenden Oberflächen erreicht bei dem er- findungsgemässen Material ein erheblich grösserer Anteil des auffallenden Lichtes den Beschauer. Es tritt also eine erhebliche Steigerung der scheinbaren Helligkeit des betrachteten Bildes ein.
Die maximale
Remission wird im Vergleich zu einem unter gleichen Lichtverhältnissen betrachteten Material mit diffus streuender Rückschicht vergrössert.
Mit der so erreichten Steigerung der maximalen Remission geht eine Vergrösserung des Umfanges ein- her. Dies ergibt sich dadurch, dass die Wirkung des reflektierenden Rasters bei grossen Dichten nicht mehr in Erscheinung tritt. Die kleinste Remission bleibt somit gegeben durch die Streuung an der Oberfläche bzw. in den bildnahen Schichten, da infolge der Adsorption in der Registrierung die Helligkeitserhöhung durch die gerichtete Reflexion der Rückschicht nicht wirksam wird. Durch die erfindungsgemäss verwen- dete Unterlage wird also sowohl eine Erhöhung der maximalen Helligkeit als auch des Umfanges erreicht.
Eine dem oben beschriebenen Raster ähnliche Wirkung kann erreicht werden mit Hilfe von Linsen- rastern, vorzugsweise spährischen oder auch zylindrischen Doppelrastern. Bei einem solchen bildet die der
Lichtquelle zugewandte Fläche einen Raster aus sphärischen oder zylindrischen Linsen. Die Rückfläche ist ebenfalls gerastert und bildet einen mit dem Linsenraster in der Teilung übereinstimmenden Raster aus einzelnen wiederum mindestens angenähert sphärischen oder zylindrischen Hohlspiegelelementen. Die Rasterlinsen der Vorderflächen sind dabei so geformt, dass ihre Brennpunkte immer jeweils in der Ober- fläche des gegenüberliegenden zugeordneten Spiegelelementes liegen. Die Fig. 3 zeigt vergrössert im Schnitt die Rasterlinse 50 und das zugeordnete Spiegelelement 52. Seitlich schliessen weitere Elemente an und bilden einen regelmässigen Raster.
Liegt jetzt beispielsweise der Krümmungsmittelpunkt 53 der Fläche des Spiegelelementes 52 in der vorderen Linsenfläche 50, so wird alles auf die vordere Linse des Elementes auffallende Licht parallel zu sich selbst zurückgeworfen, wie durch den Pfeil 54 angedeutet ist.
Die Tatsache, dass im allgemeinen die natürliche seitliche Streuung eines Rückstrahlrasters verhältnismässig gering ist, erschwert die Betrachtung des in der Fig. 1 dargestellten Materials, da sich Auge des Betrachters und Lichtquelle etwa in gleicher Richtung in bezug auf die Bildwiedergabe befinden müssen, falls die erwünschte Wirkung erzielt werden soll.
Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird deshalb gemäss dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zwischen Träger und transparenter Rasterschicht noch eine streuende Schicht 60 angeordnet. In seinen sonstigen Einzelheiten entspricht das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
Das auf das Material gemäss der Fig. 4 auftretende Licht durchsetzt zunächst die Registrierschich- ten, wird durch die Streuschicht 60 in einen begrenzten Umfang gestreut, wird durch Reflexionsraster 26 wieder in seine ursprüngliche Richtung zurückgeworfen, wird beim nochmaligen Durchtreten durch die Streuschicht nochmals gestreut und gelangt nach nochmaligem Durchtreten durch die Registrierschichten zum Beschauer. Die Streuschicht bewirkt eine gewisse Aufspreizung innerhalb eines begrenzten Raumwinkelbereiches. Die Aufhellung der Bildwiedergabe ist also innerhalb eines grösseren Winkelbereiches wirksam, als wie bei dem der Fig. 1. Diese erwünschte Aufspreizung kann, wie bereits erwähnt, dadurch erreicht werden, dass einzelne oder mehrere Flächen der Rasterelemente in ihrer Neigung und Anordnung vom idealen Würfelflächen-Modell abweichen.
Ein ähnliches Resultat wird erhalten, wenn an Stelle von glatten metallisch reflektierender Spiegelflächen streuende Flächen mit geringer Oberflächenstruktur verwendet werden. Selbstverständlich entspricht dem durch die zusätzliche Streuung vergrösserten Betrachtungsbereich eine gewisse Verringerung der durch die Rückschicht erreichbaren Helligkeitssteigerung. Bei richtiger Bemessung des Streuwinkels der Streuschicht besteht aber immer noch ein erheblicher Helligkeitsgewinn gegen-Jber den üblichen diffus reflektierenden Unterlagen mit Lambert'schem Verhalten.
Die Fig. 5 und 6 zeigen weitere Ausführungbeispiele, die sich von den weiter oben beschriebenen durch die Art der Unterlagen unterscheiden.
Bei der Fig. 5 wird als rückstrahlende Unterlage ein transparentes Material 74 verwendet, dessen Rückseite nicht verspiegelt ist, sondern an eine Luftschicht 76 angrenzt, so dass Totalreflexion auftritt.
Zum Schutze der Oberfläche der Schicht 74 ist eine Schutzschicht 78 angebracht, welche die Schicht 74 nicht oder höchstens in einigen wenigen Punkten berührt. Dies kann beispielsweise erreicht werden, wenn die Schutzschicht mit dem Träger lediglich entlang der Ränder durch eine Zwischenlage 80 verbunden ist.
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Bei der Anordnung der Fig. 6 wird zur Rückstrahlung ein Doppellinsen-Raster verwendet. An der vor- deren Oberfläche befindet sich ein Linsenraster 82 aus transparentem Material, während die Rückseite des Trägers 86 einen Raster aus korrespondierenden Linsen bildet. Auf diesem Linsenraster befindet sich eine
Spiegelschicht 88 und auf dieser eine Schutzschicht 90.
Die Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem eine Rückschicht verwendet ist, wel- che eine Streu-Charakteristik mit beschränktem Raumwinkel aufweist. Erreicht wird dies beispielsweise durch eine Schicht 100 mit mikroskopisch kleinen reflektierenden, beispielsweise blättchenförmigen Ele- menten 102 innerhalb eines transparenten Bindematerials. Bei einer solchen tritt keine strenge Reflexion des auffallenden Lichtes parallel zu sich selbst auf. Vielmehr erfolgt eine Streuung innerhalb eines beschränkten Winkelbereiches.
Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen die Winkellage des betrachteten Bildes in bezug auf das auffallende Licht zumindest innerhalb eines verhältnismässig grossen Schwenkungsbereiches gleichgültig war, solange nur der Betrachter und die Lichtquelle etwa sich in gleicher Richtung befanden, so ist die Anordnung der Fig. 7 von der Winkellage der Fläche abhängig.
Dagegen kann Betrachter und Lichtquelle beliebige Lage einnehmen, solange sie nur innerhalb des Streu- bereiches bleiben.
Die Fig. 8,9 und 10 sollen noch einmal den weiter oben verwendeten Begriff der diffusen Streuung mit beschränktem Raumwinkel erläutern.
Die Fig. 8 zeigt das sogenannte Lambert'sche Verhalten eines normal diffus streuenden Materials.
Das auf die Materialoberfläche 110 auffallende parallele Lichtbündel 112 wird nach allen Richtungen ge- streut, wie durch die Pfeile 114 angedeutet ist. Die Länge der Pfeile 114 deutet die Intensität der in die betreffende Richtung gestreuten Strahlung an. Bei einem Material, welches ein ideales Lambert'sches
Verhalten zeigt, liegen die Spitzen sämtlicher Pfeile 114 auf einem Kreis 116 - bzw. bei räumlicher
Betrachtung auf einer Kugelfläche - welcher das Material 110 im Auftreffpunkt des Bündels 112 berührt.
Die Fig. 9 zeigt das Verhalten eines Materials, welches auffallendes Licht parallel zu sich selbst zurückwirft und gleichzeitig dessen Streuung in einen begrenzten räumlichen Winkel bewirkt. Das Licht- bündel 120 trifft auf die Oberfläche des reflektierenden Materials 122. Die Pfeile 126 deuten wiederum
Richtung und Intensität der reflektierenden und dabei gestreuten Strahlung an. Die Pfeilspitzen bilden ein kelchförmiges Streudiagramm 124, dessen Hauptachse parallel zur Richtung des einfallenden Bündels 120 ist. Nach den früheren Erläuterungen dürfte es ausserdem klar sein, dass die Neigung der Materialober-
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auf die erwähnte gegenseitige Lage von Bündel 120 und Diagramm 124. Eine solche Streucharakteristik weist auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 4,5 und 6 hin.
Fig. 10 zeigt das Verhalten eines Materials, welches lediglich räumlich begrenzt diffus reflektiert, wie beispielsweise das Material der Fig. 7. Das auf das Material 130 auftreffende Lichtbündel 132 wird in den durch das Diagramm 136 umschriebenen räumlichen Winkelbereich gestreut, wobei die Pfeile 134 wiederum Richtung und Intensität der Strahlung in den verschiedenen Richtungen andeuten. Die Lage der Hauptachse 138 des Streu- Diagrammes 136 in bezug auf das einfallende Bündel 132 und die Oberfläche 130 ergibt sich nach den Gesetzen der Reflexion, d. h. die Richtung der Achse 138 stimmt überein mit der Richtung des reflektierten Strahles bei einem metallisch reflektierenden und gleichzeitig streuenden Material. Das im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 dargestellte Material weist eine der Fig. 10 entsprechende Streucharakteristik auf.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das eine solche der Fig. 10 entsprechende Streucharakteristik aufweist, ist in der Fig. 11 dargestellt. Die Anordnung der farbigen Schichten 12,14 und 16 sowie der Zwischenschichten 18 und 20 auf dem transparenten Träger ist unverändert. Dagegen weist derTräger 140 eine unregelmässig aufgerauhte, beispielsweise mattierte rückwärtige Grenzfläche 142 auf. Auf diese Grenzfläche ist eine weitere Schicht 144 aufgegossen, deren Brechungsindex von dem des Trägers abweicht, so dass die streuende Wirkung der Grenzfläche 142 erhalten bleibt. Die rückwärtige Fläche der Schicht 144 ist glatt und verspiegelt, beispielsweise durch eine aufgedampfte Schicht 146.
Das von oben durch die Registrierschichten eintretende Licht wird so an der verspiegelten Rückschicht 146 gespiegelt und gleichzeitig beim zweimaligen Durchtritt durch die Grenzfläche 142 gestreut, so dass eine Streucharakteristik nach Art der Fig. 10 erhalten wird.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich ist nur, dass eine Rückschicht Verwendung findet, welche weder rein diffus noch rein metallisch reflektiert, sondern welche eine Streuung des auffallenden Lichtes in einem begrenzten Raumwinkel bewirkt, wobei vorteilhafterweise noch zusätzlich die Hauptrichtung des gestreuten Lichtes der Richtung des auftreffenden Lichtes entgegengesetzt gerichtet ist. So sind beispielsweise
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streuende Schichten oder Rasterschichten verwendbar, welche für Projektionsschirme, Perlschirme, Rasterschirme, Rückstrahler usw. Verwendung finden, unter der Voraussetzung, dass ihre Elementengrösse genügend klein ist und nicht störend im Bild in Erscheinung tritt.
Diese störende Erscheinung des Rasters kann auch durch zusätzliches Streumittel verdeckt werden. Dabei können diese Streumittel gesonderte Streuschichten, mattierte Schichten usw. sein, die sich entweder auf der Oberfläche des Materials befinden oder zwischen registrierenden Schichten und Rückschicht angebracht sind. Der letztere Fall ist aber vorzuziehen, da bei ihm die Bildschärfe besser erhalten bleibt und der Helligkeitsumfang einen Höchstwert erreicht. Ferner können die Streuschichten mit der reflektierenden Rückschicht kombiniert sein.
Ferner kann bei den oben gegebenen Beispielen die Vorderfläche oder Rückfläche des transparenten Trägers selbst als gerichtet reflektierender Raster oder streuende Schicht ausgebildet sein oder es kann eine hinter der Rückschicht liegende Schicht als Träger dienen, während der in den Beispielen dargestellte transparente Träger fehlt.
Ferner ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf photographischeverfahren, sondern kann bei beliebigen Verfahren zur Herstellung von Aufsichtsbildern, wie z. B. Druckverfahren, verwendet werden. Ferner kann beispielsweise auch bei einfarbigen Aufsichtsbildern eine Steigerung des Helligkeitsumfanges und der absoluten Helligkeit von Vorteil sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Material für die Herstellung von Aufsichtsbildern, insbesondere von farbigen photographischen Bildern, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem transparenten Träger der zur Bildaufzeichnung dienenden Schicht eine reflektierende Schicht angeordnet ist, welche eine im Vergleich zu einem diffusen Reflektor
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