DE1499767C3 - Verfahren zum Ablesen von Informationen von einem Aufzeichnungsmaterial sowie Vorrichtung und Aufzeichnungsmaterial zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

ΊΒ

die Beziehung

3,5 B— -

Mä

befolgt wird.

6. Aufzeichnungsmaterial zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Aufzeichnungsmaterial eine Abstands- bzw. Zwischenschicht angeordnet ist.

7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands- bzw. Zwischenschicht eine Dicke von nicht mehr als etwa 200 μ hat.

8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Aufzeichnungsmaterial eine leitfähige Schicht enthalten ist.

9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht eine Dicke von nicht mehr als etwa 200 μ hat.

10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial eine solche Fluoreszenzabklingzeit aufweist, daß das Verhältnis von Fluoreszenzabklingzeit zur Verweilzeit des Elektronenstrahles kleiner als etwa 1,0 ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl einen Fleckdurchmesser von weniger als etwa 10 μ aufweist.

12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildspeicherschicht des Aufzeichnungsmaterials eine Dicke aufweist, die nicht mehr als das 3 fache des Durchmessers eines abzulesenden Informationspunktes beträgt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablesen von einer Vielzahl von vorher aufgezeichneten Informationspunkten von einem blattähnlichen Aufzeichnungsmaterial, dessen beide Hauptoberflächen im allgemeinen parallel zueinander ausgerichtet sind und dessen eine Oberfläche beim Auftreffen von beschleunigten Elektronen vorbestimmter Energie bildgemäß unterschiedlich Photonenenergie emittiert, wobei die über die Oberfläche zwischen aufeinanderfolfolgenden differentiellen Änderungen von vorbestimmter Intensität im Photonenenergieemissionsmuster gemessenen linearen Entfernungen die abzulesenden Informationselemente darstellen. Ferner

3 4

wird ein Aufzeichnungsmaterial ^ur Durchführung eines Informationselementes des Musters, A die

des Verfahrens vorgeschlagen. Querschnittsfläche des Kopfteils des Photonenmeß-

Die Aufzeichnung von Informationen auf blatt- geräts und B die kürzeste Entfernung zwischen dem

ähnliche Aufzeichnungsmaterialien und spätere Ab- Kopfteil des Photonenmeßgeräts und der erstgenannlesung dieser Informationen durch Anregung mit 5 ten Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials ist.

Hilfe von Elektronenstrahlen, um eine Photonen- An Hand der Zeichnungen werden bevorzugte

emission aus dem Aufzeichnungsmaterial zu erzielen, Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben,

ist bekannt. Dabei besteht das Prinzip darin, daß in in denen die

dem Aufzeichnungsmaterial, das anfangs eine gleich- Fig. 1 bis 4 schematische Querschnitte durch vermäßige Photonenemession aufweist, bei dem Auf- io schiedene Ausführungsformen von brauchbaren Auszeichnungsverfahren solche Veränderungen bewirkt führungsmaterialien sind und

werden, daß die Oberfläche des Aufzeichnungsmate- Fig. 5 ein schematisches Diagramm zeigt, das die

rials nachher in einer Weise unterschiedlich photo- Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens er-

nenemittierend wird, die der aufgezeichneten Infor- läutert,
mation genau entspricht. 15 Zur Klarstellung werden im folgenden bestimmte

Bisher war es jedoch, soweit bekannt, erforderlich, in der Beschreibung verwendete Begriffe definiert: das mit der Aufzeichnung versehene Aufzeichnungs- Unter dem in der Beschreibung verwendeten Bematerial von der gleichen Seite her mit Elektronen griff »Photonenenergie« wird Strahlungsenergie vom anzuregen, auf der anfangs die Informationen aufge- Ultraviolettbereich bis zum Infrarotbereich verstanzeichnet worden waren. Es wurde nun gefunden, daß 20 den, so daß das sichtbare Lichtspektrum (d. h. Energie es bei Verwendung eines in geeigneter Weise aufge- mit Wellenlängen von etwa 400 bis 700 μΐη), das von bauten Aufzeichnungsmaterials und beim Beschie- einem angeregten fluoreszierenden Material ausgeßen der Rückseite dieses Aufzeichnungsmaterials mit sendet wird, eingeschlossen ist. beschleunigten Elektronen möglich ist, ein Muster Der Begriff »aktinische Strahlung« bezieht sich unterschiedlicher Photonenemission von der Vorder- 25 nicht nur auf die im vorstehenden definierten Photoseite bzw. der Seite des Aufzeichnungsmaterials zu nenenergie, sondern auf sämtliche elektromagnetische erhalten, die die aufgezeichnete Information trägt. Strahlung und auch auf ionisierende Strahlung (teil-Das Ergebnis ist, daß es nicht nur möglich ist, die chenförmige Energie, wie α-Teilchen, Protonen, Lebensdauer der Aufzeichnungsmaterialien zu er- Elektronen, Neutronen, Nuklide und andere Elemenhöhen, da der eine hohe Energie aufweisende Elek- 30 tarteilchen eingeschlossen).

tronenstrahl hierbei denjenigen Teil des Aufzeich- Der Begriff »Verweilzeit« bezieht sich auf die

mmgsmaterials, der die aufgezeichnete Informa- durchschnittliche Zeit in Sekunden, die der von

tion trägt, nicht direkt trifft, sondern daß man auch einem sich bewegenden Elektronenstrahl gebildete

die bisher bestehenden physikalischen Probleme im Fleckdurchmesser in einem Bereich verweilt, der

Hinblick auf die zum Ablesen erforderlichen Vor- 35 seiner Größe gleich ist.

richtungen vermeiden kann. Diese Probleme resul- Der Begriff »Bildspeichermaterial« bezieht sich auf tierten daraus, daß man die Photonenmeßvorrichtun- ein Material, das beim Bestrahlen mit einem Muster gen auf der gleichen Seite des Aufzeichnungsmaterials aktinischer Strahlung unterschiedlicher Intensität eine anordnen mußte, auf die der Elektronenstrahl auf- im allgemeinen ebene Verteilung von photonenabsortreffen gelassen wurde, um das gewünschte Muster 40 bierenden Bereichen zu entwickeln vermag, die dem unterschiedlicher Photonenemission zum Ablesen des bei der Bestrahlung bzw. Belichtung des Bildspeicher-Aufzeichnungsmaterials zu erhalten. materials angewendeten Strahlungsmuster entspre-

Aüsgehend von diesem Stand der Technik liegt der chen.

Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Der Begriff »fluoreszierendes Material« bezieht

Ablesen derartig aufgezeichneter Informationen anzu- 45 sich auf ein photonenemittierendes, durch aktinische

geben, welches eine erhöhte Lebensdauer des Auf- Strahlung anregbares Material.

Zeichnungsmaterials und die Vermeidung physika- Der Begriff »sofortige Ablesbarkeit« bezieht sich

lischer Probleme bei der Anordnung der Photonen- auf die Tatsache, daß die Information von einem

meßvorrichtung bewirkt. Aufzeichnungsmaterial praktisch unmittelbar nach

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, 50 dem Aufzeichnungs- bzw. Speichervorgang abgelesen

daß man (a) den Kopfteil einer Vorrichtung zum bzw. wiedergewonnen werden kann, ohne daß irgend-

Feststellen bzw. Messen von Photonenenergie auf der eine Zwischenbehandlung erforderlich ist.

Seite der erstgenannten Oberfläche des Aufzeich- Der Begriff »Zwischenschicht« bezieht sich auf

nungsmaterials praktisch parallel zu dieser anordnet eine durchsichtige bzw. durchlässige Schicht eines

und daß man (b) gleichzeitig einen unmodulierten 55 festen Materials, wie z. B. ein Trägermaterial od. dgl.,

Elektronenstrahl gegen die Rückseite des Aufzeich- die sich zwischen der Schicht des fluoreszierenden

nungsmaterials in einem Bereich richtet, aus dem ein Materials und der Schicht des Bildspeichermaterials

Muster unterschiedlicher Photonenenergieemission befindet.

aus der erstgenannten Oberfläche gewünscht wird, Der Begriff »lumineszierende Punktlichtquellen« wobei die Energie des Elektronenstrahls ausreicht, 60 bezieht sich auf die einzelnen Zentren der durch die eine durchschnittliche Entfernung zwischen lumines- aktinische Bestrahlung erzeugten Photonenenergiezierenden Punktlichtquellen innerhalb des Aufzeich- emission in einem vorher mit Aufzeichnungen vernungsmaterials und den Informationspunkten auf sehenen Aufzeichnungsmaterial, das erfindungsgemäß der erstgenannten Oberfläche, die sich normalerweise abgelesen wird. Größe und Charakter dieser einzelüber den Punktlichtquellen befinden, aufrechtzuer- 65 nen Zentren sind nicht nur von den Materialien abhalten, die nicht größer als der ungefähre Wert der hängig, aus denen sich das Aufzeichnungsmaterial

Beziehung IB ■ ~ ist, worin s die kleinste Breite zusammensetzt sondern auch von der Natur der ein-

^b γ A ' fallenden, zur Photonenenergieerzeugung verwende-

5 6

ten aktinischen Strahlung. Im allgemeinen ist die irgendeiner photoelektrischen Vorrichtung in elekdurchschnittliche Größe dieser Zentren gleich groß trische Signale umgewandelt werden soll. Wenn zum wie oder kleiner als die Größe des kleinsten einzel- Ablesen übliche optische Verfahren angewendet wernen Informationspunktes, der abgelesen werden soll. den, ist für ein gegebenes Ausmaß an Elektronen-Unter dem Begriff »Information« ist ein Photonen- 5 anregung ein größeres Ausmaß an Photonenemission energie unterschiedlich absorbierendes Muster auf wünschenswert. Im allgemeinen wurde gefunden, daß einem Aufzeichnungsmaterial zu verstehen. die Leistungsanforderungen sowohl unter elektrischen Im allgemeinen weisen die bei der Durchführung als auch unter optischen Ablesebedingungen erfüllt des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbaren Auf- werden, wenn die fluoreszierende Schicht mit Hilfe Zeichnungsmaterialien die folgenden Bestandteile auf: io von Elektronenstrahlen angeregt wird, die Stromdichten von nicht mehr als etwa 100 A/cm² auf-

a) eine Schicht eines fluoreszierenden Materials, weisen.

die eine charakteristische Photonenenergie Im allgemeinen richtet sich die Auswahl einer spe-

gleichmäßig emittiert, wenn sie durch aktinische ziellen fluoreszierenden Masse nach dem Verwen-

Strahlung gleichmäßig angeregt wird, und . 15 dungszweck des Aufzeichnungsmaterials. Weiterhin

b) eine Vielzahl von Abscheidungen bzw. Über- kann es wünschenswert sein, ein gegebenes Aufzügen von praktisch nicht fluoreszierenden Ma- Zeichnungsmaterial auch für andere Zwecke als zur terialien (im Vergleich zu dem fluoreszierenden elektronischen Ablesung verwenden zu können, wie Material), an einer Seite des Aufzeichnungs- z.B. in einem üblichen optischen Projektionssystem, materials, wobei jeder einzelne Überzug befähigt 20 Für eine solche Verwendung sollte die in dem Aufist, zumindest einen Teil der von der fluoreszie- Zeichnungsmaterial vorhandene fluoreszierende Masse renden Material emittierten Photonenenergie zu für Photonen praktisch durchlässig sein, um eine absorbieren, vorzugsweise mehr als 10%. Diese direkte Projektion und eine leichte visuelle Inspek-Vielzahl von Abscheidungen bzw. Überzügen tion der vorher aufgezeichneten Information zu erstellt eine Schicht eines Bildspeichermaterials 25 lauben. In diesem Falle erweist es sich als bequem, dar. als fluoreszierende Massen organische Szintillatoren

zu verwenden.

Die Schicht des fluoreszierenden Materials und die Vorzugsweise werden solche fluoreszierenden Mas-

Abscheidungen der praktisch nicht fluoreszierenden sen verwendet, die sich in den Aufzeichnungsmate-Materialien können miteinander kombiniert werden 30 rialien mit den benachbarten Bestandteilen verankern oder können in einem Aufzeichnungsmaterial in lassen bzw. an diesen haften. Vorzugsweise werden Form von gesonderten Schichten nebeneinander oder weiterhin fluoreszierende Materialien verwendet, die durch eine oder mehrere Zwischenschichten vonein- unter Hochvakuumbedingungen verwendet werden ander getrennt vorliegen, vorausgesetzt, daß diese können, ohne daß ihre fluoreszierenden Eigen-Zwischenschichten mindestens 10% der von dem 35 schäften beeinträchtigt werden, und die gehandhabt fluoreszierenden Material emittierten charakteristi- und gelagert werden können, ohne daß eine Verschen Photonenenergie hindurchlassen. schlechterung oder andere unerwünschte bzw. nach-

Fluoreszierende Materialien als solche sind wohl- teilige Nebenwirkungen eintreten, bekannt. Diese Materialien weisen jeweils eine cha- Da die Herstellung von fluoreszierenden Massen

rakteristische Nachwirkungszeit auf, worunter die 40 gut bekannt ist und keinen Teil der vorliegenden ErZeit nach Entfernung der für die Photonenemission findung darstellt, ist eine Diskussion ihrer Herstelerforderlichen Anregung zu verstehen ist, die zum lung und ihrer Eigenschaften im Rahmen der vor-Abklingen der Photonenemission auf etwa 1 % ihres liegen Beschreibung nicht erforderlich. Wertes zum Zeitpunkt des Aufhörens der Anregung Zur Herstellung einer Vielzahl von Abscheidungen

erforderlich ist. Zum Beispiel weist der P-1-Leucht- 45 von praktisch nicht fluoreszierenden Materialien kann stoff (Zinksilikattyp) eine Nachwirkungszeit von man ganz allgemein Substanzen verwenden, die bei 0,05 Sekunden auf, während .der P-15-Leuchtstoff Bestrahlung mit aktinischer Strahlung solche Abschei-(Zinkoxydtyp) eine Nachwirkungszeit von 1 μ Se- . düngen bilden. Die chemische Natur dieser Abscheikunde aufweist. Organische fluoreszierende Verbin- düngen hängt von der Natur der Ausgangssubstanzen düngen, die in geeigneten Polymerisatbindemitteln 50 ab. Zu derartigen Materialien gehören photographigelöst sind (derartige Massen werden im allgemeinen sehe Silberhalogenidemulsionen. Derartige Emulsioals Szintillatoren bezeichnet), weisen im allgemeinen nen liefern nach Bestrahlung mit aktinischer Strah-Nachwirkungszeiten von nur 10~⁸ Sekunden auf; lung und bei Entwicklung Silberabscheidungen, die z. B. beträgt die Nachwirkungszeit von p-Terphenyl im direkten Verhältnis zur Intensität der auftreffenetwa 10~⁸ Sekunden. Im allgemeinen liegen die Lu- 55 den Strahlung stehen. Andere brauchbare Substanzen mineszenznachwirkungszeiten der gebräuchlichen sind z. B. diejenigen, die derartige Abscheidungen fluoreszierenden Massen innerhalb des Bereichs von unmittelbar nach der Bestrahlung bilden. Außer den etwa 0,05 Sekunden bis zu etwa 10~⁹ Sekunden. Zur vorstehend genannten sind geeignete Maskierungs-Erzielung bester Ergebnisse sollte die Lumineszenz- bzw. Bildspeichermaterialien u. a. die thermographinachwirkungszeit einer fluoreszierenden Schicht an- 60 sehen Systeme (die beim Erwärmen dunkel werden), genähert nicht größer sein als die Verweilzeit des bei denen eine photoinitiierte Halogenwasserstoffzum Ablesen verwendeten Elektronenstrahles. abspaltung stattfindet (wobei beim Erwärmen ein

Das Photonenemissionsvermögen einer in einem " Dunkelwerden stattfindet), die Diazoniumsalz-Kupp-Aufzeichnungsmaterial, das für das Verfahren nach ler-Systeme (die durch Behandlung mit Ammoniakder Erfindung geeignet ist, verwendeten fluoreszieren- 65 dämpfen oder anderen alkalischen Substanzen entden Masse sollte ausreichen, um ein zufriedenstellen- wickelt werden) und andere chemische und physides Signal-Störpegel-Verhältnis zu gewährleisten, kaiische Systeme, die in Abhängigkeit von dem anwenn die Emission während der Ablesung mit Hilfe gewendeten Muster unterschiedlicher Bestrahlungs-

intensität selektiv durchlässige bzw. für Photonen undurchlässige Bereiche bilden. Da derartige Materialien bekannt sind, ist eine detaillierte Beschreibung nicht erforderlich.

Außer den Abscheidungen von praktisch nicht fluoreszierenden Materialien und den fluoreszierenden Materialien können die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchbaren Aufzeichnungsmaterialien leitfähige Materialien (wie z. B. elektrisch leitfähige Schichten), Trägermaterialien (wie z. B. Abstands- bzw. Zwischenschichten) und sonstige Materialien enthalten, wie z. B. Grundierschichten u. dgl. Es versteht sich jedoch, daß die Dicke und die Zusammensetzung eines Aufzeichnungsmaterials so gewählt werden muß, daß sie mit dem Energieniveau der zum Ablesen der vorher aufgezeichneten Information verwendeten Elektronenenergie im Einklang steht.

Im allgemeinen werden Aufzeichnungsmaterialien verwendet, auf denen vorher Informationen gespeichert bzw. aufgezeichnet worden sind. Die Informationen können nach jedem bekannten Verfahren gespeichert bzw. aufgezeichnet werden. Beim Aufzeichnen können optische Verfahren, Elektronenabtastsstrahlen oder die verschiedensten Formen von nicht sichtbarer aktinischer Strahlung od. dgl. angewendet werden. Da die Aufzeichnung keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt, wird sie im einzelnen nicht weiter erläutert.

Nach dem Aufzeichnungsvorgang ist es bisweilen erforderlich, die Maskierungs- bzw. Bildspeicherschicht in den Aufzeichnungsmaterialien zu entwikkeln, um die gewünschte Maskierung zu erzielen. Da die Entwicklungsverfahren ebenfalls keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen, werden sie ebenfalls nicht im einzelnen erläutert. Bei der Entwicklung können physikalische oder chemische Behandlungen erfolgen.

Nach dem Aufzeichnen bzw. Speichern der Information und (falls erwünscht bzw. erforderlich) der Entwicklung wird das Aufzeichnungsmaterial in eine Vakuumkammer gebracht und diejenige Seite, die derjenigen gegenüberliegt, aus der das Muster unterschiedlicher Photonenemission erhalten werden soll, mit Elektronen bestrahlt (wie z.B. mit Hilfe eines unmodulierten Elektronenabtaststrahlers, der z.B. mit Hilfe einer Elektronenkanone erzeugt wird).

Wenn ein Aufzeichnungsmaterial, das aufgespeicherte Informationen trägt, nachfolgend mit einem unmodulierten Elektronenstrahl angeregt wird, wird das fluoreszierende Material zur Emission von Photonenenergie veranlaßt. Beim Hindurchtreten dieser Photoenergie durch die Photonenmaskierungsschicht (d. h. die Bildspeicherschicht) wird ein Teil nicht hindurchgelassen, entsprechend den maskierten < und den unmaskierten Bereichen, so daß nur ein bildgemäßes Muster der Photonenemission aus dem ! Aufzeichnungsmaterial heraustritt. Dieses Photonenj emissionsmuster wird visuell, photoelektronisch, mit Hilfe eines zweiten photonenempfindlichen Aufzeichnungsmaterial oder durch irgendeine andere Form eines Photonenenergiedetektors beobachtet bzw. aufgenommen. Photonenenergiedetektoren sind wohlbekannt, dazu gehören das Auge, Kameras, Photozellen u. dgl.

Wenn das Aufzeichnungsmaterial, das die aufgespeicherte Information trägt, also mit energiereichen Elektronen, wie z. B. mit Hilfe eines unmodulierten Elektronenstrahles, bestrahlt und zur Fluoreszenz angeregt wird, verläßt ein Muster unterschiedlicher Photonenemission die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials. Elektronenstrahlen können in bequemer

Weise verwendet werden, um die Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials mit energiereichen Elektronen zu fluten.

Gewöhnlich ist es wünschenswert, ein elektronenoptisches System mit einer Elektronenkanone zu verwenden, um die zum erfindungsgemäßen Ablesen erforderlichen Elektronenstrahlen zu erhalten. Es kann jedes bekannte elektronenoptische System verwendet werden, das die gewünschte Konzentration an beschleunigten Elektronen pro Flächeneinheit der ab-

zulesenden Fläche zu liefern vermag. In bestimmten Fällen können die beschleunigten Elektronen zu einem kleinen Strahl fokussiert werden, der über das beim erfindungsgemäßen Ablesen angewendete Ablesefeld abtastend bewegt werden kann. Der erzeugte Elektronenstrahl ist nicht moduliert. Die Ablesung läßt sich oftmals bequem durch eine bloße visuelle Inspektion der mit der Aufzeichnung versehenen Oberfläche erreichen. Bisweilen sind übliche optische Systeme wünschenswert, um die photonenemissionsfähige Oberfläche eines mit Aufzeichnungen versehenen Aufzeichnungsmaterials beim Ablesen mit Hilfe eines abtastenden, unmodulierten Elektronenstrahles zu vergrößern.

Die Ablesung kann mit einer größeren Geschwindigkeit als die vorhergehende Aufzeichnung erfolgen. Die Qualität der Ablesung hängt von dem Verhältnis der optischen Dichte zwischen den mit Aufzeichnung versehenen Bereichen und den Hintergrundbereichen in der Maskierungs- bzw. Bildspeicherschicht ab, während die Schnelligkeit, mit der die aufgezeichnete Information abgelesen werden kann, hauptsächlich von der Abklingzeit des photonenemissionsfähigen Materials und der Reaktionszeit der Meßvorrichtung (wie z.B. einem Photovervielfacher) abhängig

ist. Ein Bild, das mit einer Geschwindigkeit von z. B. 5 Megahertz aufgezeichnet worden ist, kann daher z. B. mit einer Geschwindigkeit von 50 Megahertz abgelesen werden.

Da die Lichtabsorption keine Zerstörung der Materialien bewirkt, die das Licht absorbieren, findet bei dem Ableseverfahren keine Zerstörung des Bildes statt. Bei den bisherigen Verfahren zur elektronischen Ablesung von unterschiedlich photonenemissionsfähigen Aufzeichnungsmaterialien trat bekannt-Hch gewöhnlich eine gelegentliche Zerstörung der Maskierungs- bzw. Bildspeicherschicht auf. Bei dem Verfahren nach der Erfindung kann jedoch die Spannung der Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung leicht eingestellt werden, so daß der Elektronenstrahl die fluoreszierende Schicht nicht vollständig durchdringt bzw. — falls doch — die Zwischenschicht nicht vollständig durchdringen gelassen wird, so daß die Maskierungsschicht — vom Aufzeichnungsvorgang abgesehen — nicht mehr von Elektronenstrahlen berührt wird. Dadurch wird eine Zerstörung der Bildspeicherschicht vermieden, so daß sich das erfindungsgemäße Ableseverfahren nicht nachteilig auf das mit der Aufzeichnung versehene Aufzeichnungsmaterial auswirkt.

Die Dicke der gegebenenfalls verwendeten Zwischen- bzw. Abstandsschicht beeinflußt nicht die Qualität des emittierten Lichtes, vorausgesetzt, daß die Zwischenschicht nicht die von dem fluoreszieren-

ίο

den Material emittierten Wellenlängen absorbiert. Sie beeinflußt jedoch die erzielbai-e Auflösung. Der Abstand zwischen der fluoreszierenden Schicht und der Maskierungsschicht wird mit der weiter unten folgenden Formel (1) angegeben, wobei die Zwischenschicht berücksichtigt ist. Die Zwischenschicht darf jedoch nicht so groß sein, daß die maximal zulässige Entfernung zwischen den lumineszierenden Punkten und der Maskierungsschicht überschritten wird. Vorzugsweise wird die fluoreszierende Schicht in die Zwischenschicht einverleibt, um mehr Information pro Rolle Aufzeichnungsmaterial speichern zu können, da bei Entfernung der Zwischenschicht automatisch die Dicke des Aufzeichnungsmaterials geringer wird. Weiterhin wird bei einer Entfernung der Zwischenschicht die Lichtquelle näher an die Maskierungsschicht herangebracht und eine größere Auflösung erzielt, denn nach der weiter unten folgenden Formel (1) dürfen die lumineszierenden Punkte eine Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren ganz allgemein dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Vorrichtung zum Aufnehmen bzw. Messen von Photonenenergie auf derjenigen Seite eines mit Aufzeichnungen versehenen Aufzeichnungsmaterials anordnet, das bei Anregung mit Hilfe eines Elektronenstrahles ein Muster unterschiedlicher Photonenemission liefert, während man gleichzeitig einen unmodulierten Elektronenstrahl gegen die gegenüberliegende Seite des Aufzeichnungsmaterials richtet, um das Muster unterschiedlicher, bildgemäßer Photonenemission auf der ersten Seite zu erzielen, so werden doch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Elektronenstrahlen verwendet, die bestimmte Eigenschaften aufweisen. So reicht die Energie des Elektronenstrahles aus, einen durchschnittlichen Abstand zwischen den lumineszierenden Punkten in dem abgelesenen Aufzeichnungsmaterial und der auf der anderen Oberfläche befindlichen In-

bestimmte Maximalentfernung von den undurchsich- ao formation aufrechtzuerhalten, der nicht größer als i Abhid ih übhi d i Ab d fäh W K i d fld

tigen Abscheidungen nicht überschreiten, und in Abhängigkeit von der Größe der Inf ormationspunkte in den mit Aufzeichnung versehenen Bereichen müssen die lumineszierenden Punkte näher an die Maskierungsschicht herangebracht werden, um eine erhöhte Auflösung zu erzielen. Zum Beispiel können Informationspunkte mit einer Größe von 10 μ leicht abgelesen werden, wenn Zwischenschichten von etwa 12,5 μ Dicke verwendet werden.

Beim erfindungsgemäßen Ablesen von Informationspunkten von einem Aufzeichnungsmaterial ist es wünschenswert, das ganze Verfahren unter einem Vakuum von etwa 10~^s bis 10~⁵ mm Hg im Bereich des Elektronenstrahles (und der zu seiner Erzeugung und Regelung verwendeten Vorrichtungen) und des Aufzeichnungsmaterials durchzuführen.

Die zum Aufnehmen der Unterschiede in der Photonenemission des Auizeichnungsmaterials gegebenenfalls verwendete optische Meßvorrichtung wird ebenfalls in bequemer Weise unter Vakuum gehalten, zumindest der Meßkopf dieser Vorrichtung. Es versteht sich jedoch, daß die weitere Behandlung der Photonenemission nach der Aufnahme durch eine derartige Vorrichtung, wie z. B. mit Hilfe von Linsender ungefähre Wert von K in der folgenden Formel (1) ist:

(1)

Dabei ist s die kleinste Breite eines Elementes des aus dem Aufzeichnungsmaterial abzulesenden Musters, A die Querschnittsfläche des Photonenmeßteils der zum Sammeln der Photonenenergieemission verwendeten, parallel zu dem Aufzeichnungsmaterial angeordneten Vorrichtung und B die kürzeste Entfernung zwischen dem Photonenmeßteil und der nächsten Fläche des Aufzeichnungsmaterials. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist K nicht größer als

3,55·

l/Z

So wird gemäß obiger Formel (1) ein Aufzeichnungsmaterial, bei dem der kleinste Abstand s etwa 14 μ beträgt, unter Verwendung einer Photoverviel-

systemen, Photovervielfachern od. dgl., leicht außer- 45 facherröhre abgelesen, die einen kreisförmigen Pho-

halb des Vakuums durchgeführt werden kann.

Für das Verfahren nach der Erfindung sollten Aufzeichnungsmaterialien verwendet werden, bei denen die Photonenemissionen aus dem fluoreszierenden Material bzw. Photonen emittierenden Material eine charakteristische Wellenlänge mit einem solchen Wert aufweist, daß das Maskierungsmaterial diese Strahlung selektiv absorbiert. Weiterhin ist es wünschenswert, daß die optische Meßvorrichtung gegenüber der von dem fluoreszierenden Material emittierten charakteristischen Photonenemission empfindlich ist. Gemäß einer am meisten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert das fluoreszierende Material bei Anregung durch den tonenmeßteil mit einem Radius von etwa 2,54 cm aufweist, der in einer Entfernung von etwa 10 cm von der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials angeordnet wird, die bei aktinischer Bestrahlung das Muster unterschiedlicher Photonenenergie emittiert. In einem solchen Falle kann die Zwischenschicht etwa 125 bis 200 μ dick sein, ohne daß merkliche Verluste an Auflösung eintreten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden Zwischenschichten mit einer Dicke von etwa 12,5 bis 25 μ verwendet. Vorzugsweise beträgt bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Abstand zwischen der photoelektrischen Vorrichtung, wie z. B. dem üblichen Photovervielfacher, und der Oberfläche des

Elektronenstrahl einen charakteristischen Photonen- 60 Aufzeichnungsmaterials, die das Muster unterschiedausstoß, bei dem der Wellenlängenbereich maximaler licher Photonenenergie emittiert, mindestens das Intensität etwa dem Spektralenergiebereich ent- 10Ofache des durchschnittlichen Abstandes zwischen spricht, auf das die Photonenmeßvorrichtung an- den einzelnen Informationspunkten, spricht. In ähnlicher Weise absorbieren die Maskie- In Fig. 1 wird eine Ausführungsform eines bei rungsbereiche bzw. -abscheidungen in dem Aufzeich- 65 dem Verfahren nach der Erfindung verwendbaren nungsmaterial diejenigen Frequenzen, die der charak- Aufzeichnungsmaterials erläutert. Hier ist eine beteristischen Photonenemission des fluoreszierenden sondere fluoreszierende Schicht durch einen Kunst-Materials entsprechen. stoffilm, der als Abstand haltende Zwischenschicht

13 14

weise solche Aufzeichnungsmaterialien verwendet, lung der eintretenden aktinischen Energie in emitdie für das Photonen emittierende bzw. fluoreszie- tierte Photonenenergie. Unter »Kontrast der nicht rende Material und für das Maskierungs- bzw. Bild- fluoreszierenden Maskierungsabscheidungen« ist die speichermaterial gesonderte Schichten aufweisen. Bei Fähigkeit des nicht fluoreszierenden Materials zu Verwendung gesonderter Schichten kann man eine 5 verstehen, Photonenenergie in einer feststellbaren, große Menge fluoreszierendes Material in einem klei- ausgeprägten Weise im Vergleich zu den Hinter-

nen Bereich unterbringen und weiß weiterhin genau, grundbereichen zu absorbieren,

wo sich das Bildspeichermaterial befindet. Infolge- Im allgemeinen hat eine bildgetreue elektronische

dessen kann man die Energie des Elektronenstrahles Ablesung des aufgezeichneten Bildes zur Voraus-

derart regeln, daß keine Möglichkeit (wie im Falle io setzung, daß die Fluoreszenzabklingzeit des fluo-

eines noch empfindlichen Bildspeichermaterials in reszierenden Materials kleiner als die Verweilzeit des

einem mit Aufzeichnungen versehenen, abzulesenden zum Ablesen verwendeten Elektronenstrahls ist, d. h.

Aufzeichnungsmaterial) für die energiereichen Elek- das Verhältnis Abklingzeit zu Verweilzeit ist kleiner

tronen des Elektronenstrahles besteht, durch das als etwa 1,0. Zum Beispiel entspricht die elektronische

fluoreszierende Material hindurchzutreten und die 15 Ablesung einer einzelnen Aufzeichnungszeile mit

Bildspeicher- bzw. Maskierungsschicht während der einer Breite von 10 μ und einer Länge von 0,5 cm

Ablesung mit weiterer Aufzeichnung zu versehen bzw. bei einer Geschwindigkeit von 1 Megahertz mit einem

sie weiter einzufärben oder die vorhandene Aufzeich- Elektronenstrahl von 10 μ Fleckdurchmesser einer

nung zu vernichten. Ablesung mit einer Verweilzeit von etwa 5 · 10~⁷ Se-

Aus" Fi g. 5 ist weiterhin ersichtlich, daß es für so künden. In ähnlicher Weise entspricht eine Verweileinige Verwendungszwecke vorteilhaft ist, wenn sich zeit von 10~⁷ Sekunden einer Ablesung mit einer zwischen der fluoreszierenden Schicht und der.Bild- Geschwindigkeit von 5 Megahertz. So muß die Fluospeicher- bzw. Maskierungsschicht überhaupt keine reszenzabklingzeit eines fluoreszierenden Materials, Abstands- bzw. Zwischenschicht befindet. Dies ist das zum Ablesen bei einer Geschwindigkeit von z. B. dann der Fall, wenn man auf eine Informations- 25 1 Megahertz brauchbar sein soll, kleiner als '5 · 10~⁷ speicherung und -wiedergabe mit hoher Dichte Wert Sekunden sein und für eine Ablesegeschwindigkeit legt. In solchen Fällen wird die Abstandsschicht vor- von 5 Megahertz kleiner als 10~⁷ Sekunden sein, zugsweise entfernt, wobei dann die fluoreszierende Fluoreszierende organische Materialien im allgemei-Schicht in dem Aufzeichnungsmaterial sowohl als nen und organische Szintillatoren im besonderen Trägerschicht als auch als fluoreszierendes Material 30 weisen Abklingzeiten von weniger als 10~⁸ Sekunden dient. In diesem Falle kann die Trägerschicht z. B. auf und stellen eine besonders brauchbare Klasse von ein organischer Film, wie z. B. ein Polyäthylentere- fluoreszierenden Materialien dar.
phthalatfilm, sein, der ein Szintillatormaterial, wie Die Ablesequalität ist hauptsächlich von dem z.B. Dimethylaminochalcon, p-Terphenyl, Perylen Fluoreszensumwandlungsfaktor abhängig. Da die od. dgl., gelöst enthält. 35 zum Auffangen des Lichtes und zum Verstärken der

Aus Fig. 5 ist weiterhin ersichtlich, daß die für Lichtimpulse verwendeten elektrischen Vorrichtungen

den Photovervielfacher bzw. die andere verwendete von sich aus einen Hintergrundstörpegel aufweisen,

Meßvorrichtung zum Ablesen erforderliche Menge an muß ausreichend Licht aufgefangen werden, um einen

Licht von der Bandbreite der abzulesenden Infor- Betrieb bei Werten gut oberhalb des Störpegels zu

mation abhängig ist. 4° ermöglichen. Ein hoher Umwandlungsfaktor garan-

Aus der vorstehenden Beschreibung der Fig. 5 ist tiert, daß dieser Wert erreicht wird. Theoretisch ersichtlich, daß es sich bei dem zum Ablesen nach reichen beim Ablesen bei hohen Frequenzen (d.h. dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Auf- bei 1,0 bis 5 Megahertz) etwa 10-'Watt an der Zeichnungsmaterial nicht um ein einziges, aus einem Photoröhre ankommender Photonenenergie aus, um einheitlichen Ganzen bestehendes Stück handeln muß. 45 einen Signalausstoß zu gewährleisten, der mindestens Aus Fig. 3 ist vielmehr z.B. ersichtlich, daß die das lOfache des Hintergrundstörpegels beträgt. Da Bildspeicherschicht unmittelbar vor oder zum Zeit- 10^-8WaIt Leistung der typische Höchstwert ist, der punkt der Ablesung über einer fluoreszierenden gewöhnlich von einem Elektronenstrahl von 10 μ Schicht angeordnet werden kann, indem geeignete Fleckgröße und 10 ~⁷ Sekunden Verweilzeit an die fluoreszierende Schichten und Bildspeicherschichten 50 fluoreszierende Schicht geliefert werden kann, ohne in innige Berührung gebracht werden. Gewöhnlich daß eine bedeutende Strahlungsschädigung eintritt, besitzen Kunststofffolie ausreichende elektrostatische _{würde dne Umwan}dlungsausbeute von ™-L. = 10-* Anziehungskräfte füreinander, um ein geeignetes 10-³
Haften der benachbarten Schichten untereinander zu erforderlich sein, wenn sämtliche in der fluoreszierengewährleisten. 55 den Schicht erzeugte Photonenenergie an der Photo-

Bei einem Aufzeichnungsmaterial gibt es drei Para- röhre ankäme. Tatsächlich wird jedoch nur etwa 1 %>

meter, die die Ablesung beeinflussen: Fluoreszenz- des erzeugten Lichtes von der Photoröhre aufgefan-

abklingzeit, Fluoreszenzumwandlungsfaktor und Kon- gen, so daß Umwandlungsfaktoren von mehr als 10~²

trast des nicht fluoreszierenden Materials bzw. der erforderlich sind. Die organischen Szintillatoren stel-

Maskierungsabscheidungen im Verhältnis zu den 60 len eine bevorzugte Klasse von Materialien dar, da

Hintergrundbereichen. Die Definition der »Fluo- sie Umwandlungsfaktoren aufweisen, die größer als

reszenzabklingzeit« ist derjenigen der Nachwirkungs- 10~² sind.

zeit eines Leuchstoffes ähnlich. Es ist die Zeit, die In für die Durchführung des erfindungsgemäßen zur Abnahme des Fluoreszenzphötonenenergieaus- Verfahrens optimal geeigneten Aufzeichnungsmatestoßes im Gleichgewichtszustand auf etwa 37% des 65 rialien ist die fluoreszierende Schicht vorzugsweise so Gleichgewichtszustandswertes nach der Entfernung dünn wie nur irgend möglich, in Abhängigkeit von der Anregungsenergie erforderlich ist. »Fluoreszenz- der Lichtmenge, die zum Ablesen erzeugt werden umwandlungsfaktor« ist die prozentuale Umwand- muß. Dennoch muß diese Schicht dick genug sein,

13 14

weise solche Aufzeichnungsmaterialien verwendet, lung der eintretenden aktinischen Energie in emitdie für das Photonen emittierende bzw. fiuoreszie- tierte Photonenenergie. Unter »Kontrast der nicht rende Material und für das Maskierungs- bzw. Bild- fluoreszierenden Maskierungsabscheidungen« ist die speichermaterial gesonderte Schichten aufweisen. Bei Fähigkeit des nicht fluoreszierenden Materials zu Verwendung gesonderter Schichten kann man eine 5 verstehen, Photonenenergie in einer feststellbaren, große Menge fluoreszierendes Material in einem klei- ausgeprägten Weise im Vergleich zu den Hinternen Bereich unterbringen und weiß weiterhin genau, grundbereichen zu absorbieren, wo sich das Bildspeichermaterial befindet. Infolge- Im allgemeinen hat eine bildgetreue elektronische

dessen kann man die Energie des Elektronenstrahles Ablesung des aufgezeichneten Bildes zur Vorausderart regeln, daß keine Möglichkeit (wie im Falle io setzung, daß die Fluoreszenzabklingzeit des fluoeines noch empfindlichen Bildspeichermaterials in reszierenden Materials kleiner als die Verweilzeit des einem mit Aufzeichnungen versehenen, abzulesenden zum Ablesen verwendeten Elektronenstrahls ist, d. h. Aufzeichnungsmaterial) für die energiereichen Elek- das Verhältnis Abklingzeit zu Verweilzeit ist kleiner tronen des Elektronenstrahles besteht, durch das als etwa 1,0. Zum Beispiel entspricht die elektronische fluoreszierende Material hindurchzutreten und die 15 Ablesung einer einzelnen Aufzeichnungszeile mit Bildspeicher- bzw. Maskierungsschicht während "der einer Breite von 10 μ und einer Länge von 0,5 cm Ablesung mit weiterer Aufzeichnung zu versehen bzw. bei einer Geschwindigkeit von 1 Megahertz mit einem sie weiter einzufärben oder die vorhandene Aufzeich- Elektronenstrahl von 10 μ Fleckdurchmesser einer nung zu vernichten. Ablesung mit einer Verweilzeit von etwa 5 · 10~⁷ Se-

Aus Fig. 5 ist weiterhin ersichtlich, daß es für so künden. In ähnlicher Weise entspricht eine Verweileinige Verwendungszwecke vorteilhaft ist, wenn sich zeit von 10~⁷ Sekunden einer Ablesung mit einer zwischen der fluoreszierenden Schicht und der.Bild- Geschwindigkeit von 5 Megahertz. So muß die FIuospeicher- bzw. Maskierungsschicht überhaupt keine reszenzabklingzeit eines fluoreszierenden Materials, Abstands- bzw. Zwischenschicht befindet. Dies ist das zum Ablesen bei einer Geschwindigkeit von z. B. dann der Fall, wenn man auf eine Informations- 25 1 Megahertz brauchbar sein soll, kleiner als "5 · 10~⁷ speicherung und -wiedergabe mit hoher Dichte Wert Sekunden sein und für eine Ablesegeschwindigkeit legt. In solchen Fällen wird die Abstandsschicht vor- von 5 Megahertz kleiner als 10~⁷ Sekunden sein. · zugsweise entfernt, wobei dann die fluoreszierende Fluoreszierende organische Materialien im allgemei-Schicht in dem Aufzeichnungsmaterial sowohl als nen und organische Szintillatoren im besonderen Trägerschicht als auch als fluoreszierendes Material 30 weisen Abklingzeiten von weniger als 10~⁸ Sekunden dient. In diesem Falle kann die Trägerschicht z. B. auf und stellen eine besonders brauchbare Klasse von ein organischer Film, wie z. B. ein Polyäthylentere- fluoreszierenden Materialien dar. phthalatfilm, sein, der ein Szintillatormaterial, wie Die Ablesequalität ist hauptsächlich von dem

z.B. Dimethylaminochalcon, p-Terphenyl, Perylen Fluoreszensumwandlungsfaktor abhängig. Da die od. dgl., gelöst enthält. 35 zum Auffangen des Lichtes und zum Verstärken der

Aus Fig. 5 ist weiterhin ersichtlich, daß die für Lichtimpulse verwendeten elektrischen Vorrichtungen den Photovervielfacher bzw. die andere verwendete von sich aus einen Hintergrundstörpegel aufweisen, Meßvorrichtung zum Ablesen erforderliche Menge an muß ausreichend Licht aufgefangen werden, um einen Licht von der Bandbreite der abzulesenden Infor- Betrieb bei Werten gut oberhalb des Störpegels zu mation abhängig ist. ■ 40 ermöglichen. Ein hoher Umwandlungsfaktor garan-

Ausder vorstehenden Beschreibung der Fig. 5 ist tiert, daß dieser Wert erreicht wird. Theoretisch ersichtlich, daß es sich bei dem zum Ablesen nach Teichen beim Ablesen bei hohen Frequenzen (d.h. dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Auf- bei 1,0 bis 5 Megahertz) etwa 10-'Watt an der Zeichnungsmaterial nicht um ein einziges, aus einem Photoröhre ankommender Photonenenergie aus, um einheitlichen Ganzen bestehendes Stück handeln muß. 45 einen Signalausstoß zu gewährleisten, der mindestens Aus Fig. 3 ist vielmehr z.B. ersichtlich, daß die das lOfache des Hintergrundstörpegels beträgt. Da Bildspeicherschicht unmittelbar vor oder zum Zeit- 10-'Watt Leistung der typische Höchstwert ist, der punkt der Ablesung über einer fluoreszierenden gewöhnlich von einem Elektronenstrahl von 10 μ Schicht angeordnet werden kann, indem geeignete Fleckgröße und 10~⁷ Sekunden Verweilzeit an die fluoreszierende Schichten und Bildspeicherschichten 50 fluoreszierende Schicht geliefert werden kann, ohne in innige Berührung gebracht werden. Gewöhnlich daß eine bedeutende Strahlungsschädigung eintritt, besitzen Kunststoffilme ausreichende elektrostatische _{würde eme Umwan}dlungsausbeute von -^- = 10-4 Anziehungskräfte füreinander, um em geeignetes ■ 1O~³

Haften der benachbarten Schichten untereinander zu erforderlich sein, wenn sämtliche in der fluoreszierengewährleisten. 55 den Schicht erzeugte Photonenenergie an der Photo-

Bei einem Aufzeichnungsmaterial gibt es drei Para- röhre ankäme. Tatsächlich wird jedoch nur etwa 1 % meter, die die Ablesung beeinflussen: Fluoreszenz- d^es erzeugten Lichtes von der Photoröhre aufgefanabklingzeit, Fluoreszenzumwandlungsfaktor und Kon- gen, so daß Umwandlungsfaktoren von mehr als 10~² trast des nicht fluoreszierenden Materials bzw. der erforderlich sind. Die organischen Szintillatoren stel-Maskierungsabscheidungen im Verhältnis zu den 60 len eine bevorzugte Klasse von Materialien dar, da Hintergrundbereichen. Die Definition der »Fluo- sie Umwandlungsfaktoren aufweisen, die größer als reszenzabklingzeit« ist derjenigen der Nachwirkungs- 10"² sind.

zeit eines Leuchstoffes ähnlich. Es ist die Zeit, die In für die Durchführung "des erfindungsgemäßen

zur Abnahme des Fluoreszenzphotonenenergieaus- Verfahrens optimal geeigneten Aufzeichnungsmatestoßes im Gleichgewichtszustand auf etwa 37% des 65 rialien ist die fluoreszierende Schicht vorzugsweise so Gleichgewichtszustandswertes nach der Entfernung dünn wie nur irgend möglich, in Abhängigkeit von der Anregungsenergie erforderlich ist. »Fluoreszenz- der Lichtmenge, die zum Ablesen erzeugt werden umwandlungsfaktor« ist die prozentuale Umwand- muß. Dennoch muß diese Schicht dick genus; sein,

um den größtmöglichen Prozentanteil der einfallenden Elektronenenergie auszunutzen und in Photonen umzuwandeln. Die Dicke der Maskierungs- bzw. Bildspeicherschicht scheint tatsächlich kein so wichtiger Faktor wie die Dicke der fluoreszierenden bzw. photonenemissionsfähigen, durch Elektronenstrahlen anregbaren Schicht und — falls vorhanden — der zwischen dieser fluoreszierenden Schicht und der Bildspeicherschicht befindlichen Abstands- bzw. Zwischenschicht zu sein. Im allgemeinen sollte jedoch die Dicke der Maskierungsschicht der Dicke der fluoreszierenden Schicht vergleichbar sein. Weiterhin sollte die Dicke der Maskierungsschicht nicht mehr als etwa das 2- oder 3 fache der Größe eines abzulesenden Informationspunktes betragen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Durchmesser des zur Erzeugung der Photonenenergieemission verwendeten Elektronenstrahles vorzugsweise auf etwa dem Wert des Durchmessers eines einzelnen Informationspunktes gehalten. Dies ist natürlich gegeben, wenn zum Aufzeichnen der Information und zu ihrer Ablesung von dem gegebenen Aufzeichnungsmaterial der gleiche Elektronenstrahl verwendet wird. Wenn jedoch zum Aufzeichnen der Information auf dem Aufzeichnungsmaterial und zum späteren Ablesen verschiedene Elektronenstrahlerzeugungsapparaturen verwendet werden, muß zur Erzielung bester Ergebnisse darauf geachtet werden, daß der Durchmesser des zum Ablesen verwendeten Elektronenstrahles nicht viel größer als der Durchmesser eines einzelnen Informationspunktes ist.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als am besten erwiesen, Aufzeichnungsmaterialien zu verwenden, die zur Erzeugung punktförmiger Lichtquellen geeignet sind, um soviel Photonenenergie wie nur möglich auf der kleinstmöglichen Fläche an fluoreszierendem Material erzeugen zu können. Dieses Ziel wird gewöhnlich erreicht, wenn der Durchmesser des zum Ablesen verwendeten Elektronenstrahles im Vergleich zum Durchmesser des zum Aufzeichnen verwendeten Elektronenstrahles kleiner gemacht wird.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

In Fig. 1 wird eine Ausführungsform eines Aufzeichnungsmaterials gezeigt, das von der Rückseite abgelesen werden kann. Die fluoreszierende Schicht, die aus einer Lösung von 4-Dimethylaminochalcon in Polymethylmethacrylat besteht, wird auf einen etwa 5 μdicken Polyesterfilm aufgetragen. Der Polyesterfilm trägt einen Aluminiumaufdampfüberzug mit einer optischen Durchlässigkeit von 50%>. Über diesen Überzug wird die zur späteren Maskierung dienende Schicht aufgetragen, die aus einer fahlgelb gefärbten Masse besteht, die 10 Gewichtsprozent des Farbstoffes 4-Phenylazodiphenylamin in einem Vinylidenchlorid-n-Butylacrylat-Mischpolymerisat enthält.

Das Aufzeichnungsmaterial kann in eine Vakuumkammer gebracht und zur Aufzeichnung eines Bildes mit einem Elektronenstrahl abgetastet werden. Die Aufzeichnung erfolgt unter Anwendung eines Elektronenstrahles mit einer Fleckgröße von 10 μ, einem Beschleunigungspotential von 20 kV, einer Verweilzeit von 10~⁷ Sekunden und 10 μΑ Stromstärke. In Veo Sekunde werden 262 Abtastlinien auf einem quadratischen Raster von etwa 0,9 cm Seitenlänge aufgezeichnet. Die optische Dichte in den mit Bildaufzeichnung versehenen Bereichen entspricht etwa 0,78 optischen Dichteeinheiten. Das Bild ist kornfrei und weist eine tief rote Farbe auf. Seine maximale Absorption liegt bei etwa 5500 A-. Die nicht mit Bildaufzeichnung versehenen Bereiche sind gelb. Das Aufzeichnungsmaterial wird aus der Vakuumkammer herausgenommen, umgedreht und in die Vakuumkammer zurückgebracht. Es wird nunmehr mit einem unmodulierten Elektronenstrahl von 12 bis 15 kV Beschleunigungspotential, 10 μ Fleckgröße, 10~⁷ Sekunden Verweilzeit und ¹Ao μΑ Stromstärke abgetastet. Der Elektronenstrahl trifft auf die fluoreszierende, das Dimethylaminochalcon enthaltende Schicht auf und erzeugt eine gelbe Photonenemission, die durch die Abstands- bzw. Zwischenschicht und sodann durch die Maskierungsschicht hindurchtritt. In den roten Bereichen der Maskierungsschicht wird das Licht absorbiert, so daß ein Muster unterschiedlicher, bildgemäßer Photonenemission entsteht. Diese Emisison wird von einem Photovervielfacher aufgenommen und an ein Fernsehkontrollgerät weitergegeben. Auf dessen Bildschirm wird ein Bild mit ausgezeichnetem Kontrast erhalten. Die Abtastlinien des Rasters sind klar zu erkennen, und zwischen den Abtastlinien und dem Hintergrund besteht ein guter Kontrast mit charakteristischen scharfen Kanten und ohne Unscharfen. Die Bildqualität hat nach 20 000 Ablesungen noch nicht abgenommen, was bedeutet, daß das fluoreszierende Material durch den Elektronenstrahl nicht in bedeutendem Maße abgebaut wird. Es ist zu beachten, daß zum Ablesen viel weniger Energie verwendet wird als zum Aufzeichnen.

An Stelle eines Elektronenstrahles kann man zur Herstellung der Aufzeichnung in der Maskierungsschicht ultraviolettes Licht verwenden. So kann man z. B. ein 40^t-Raster auf die Maskierungsschicht legen und unter Verwendung einer 4-Watt-Sterilisationslampe, deren Ausstoß im Ultraviolettbereich bei 2537 A liegt, einen Kontaktabzug herstellen. Eine Belichtungszeit von etwa 10 Sekunden liefert eine Maske mit der erforderlichen Änderung der optischen Dichte um 0,5 Einheiten. Das Bild ist die Maske. Sie besteht aus dunkelroten, sich kreuzenden Linien auf einem gelben Hintergrund, wobei jede Linie etwa 80 μ von der benachbarten parallelen Linie entfernt ist, gemessen von Linienmitte zu Linienmitte. Wenn das erhaltene Aufzeichnungsmaterial in der oben beschriebenen Weise abgelesen wird, werden gleichwertige Ergebnisse erhalten.

Beispiel 2

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Aufzeichnungsmaterial abgelesen, das dem in F i g. 4 gezeigten Aufzeichnungsmaterial ähnelt, an Stelle des leitfähigen Materials jedoch einen durchsichtigen Träger aufweist. Das Aufzeichnungsmaterial besteht aus einer üblichen Silberhalogenidemulsion auf einem Methylcelluloseträger. Dieser Film wird mit sichtbarem Licht belichtet, mit dessen Hilfe ein photographisches Bildstabmuster aufgezeichnet wird. Sodann wird der Film in üblicher Weise entwickelt, jedoch werden in den Entwicklertank 10 Gewichtsprozent Natriumfluorescein eingeführt. Infolgedessen wird dieser fluoreszierende Farbstoff in die Gelatine sowie in den Acetatfilmträger einverleibt. Nach dem Fixieren und geringstmöglichen Waschen wird das

S09 A40/13

17 18

nunmehr entwickelt Negativ getrocknet, und das Schicht wird in der folgenden Weise hergestellt. Die

fluoreszierende Natriumfluorescein ist nunmehr in der trockenen Bestandteile, 2 Gewichtsprozent 4-Di-

Gelatineemulsion eingeschlossen. methlyaminochalcon und 89 Gewichtsprozent PoIy-

Sodann wird der auf diese Weise entwickelte Film äthylenterephthalat, wurden 2 Stunden vermischt, auf in eine Vakuumkammer gebracht und mit einem 5 etwa 200° C erhitzt und diese Schmelze auf eine Elektronenstrahl von 20 kV Beschleunigungspoten- Gießwalze tropfen gelassen und in Form eines Filmes tial, 1 μΑ Stromstärke und einem Fleckdurchmesser von etwa 6,2 μ Dicke ausgepreßt. Sodann wurde ein von etwa 10 μ in einem Fernsehrastermuster abge- Aluminiumaufdampfüberzug von 6O<Vo Lichtdurchtastet. Der Film wird derart angeordnet, daß der Elek- lässigkeit auf einer Oberfläche des Polyäthylenteretronenstrahl auf die mit der Emulsion überzogene io phthalatfilms aufgebracht, gefolgt von einer Maskie-Seite des Negativs auftrifft. Das erzeugte Lichtmuster rungs- bzw. Bildspeicherschicht eines Diazoniumwird auf eine Photovervielfacherröhre auftreffen ge- materials mit einer Trockendichte von etwa 5 μ, die lassen, die in einer Entfernung von etwa 13 cm von durch Auftragen einer Lösung hergestellt wurde, die der Seite des Films angeordnet ist, die der mit der aus 1,1 g Citronensäure, 0,5 g Thioharnstoff, 0,3 g Emulsion überzogenen Oberfläche gegenüberliegt. 15 3,5-Resorcylsäureamid, 0,15 g p-DiäthylaminobenzoI-Der Ausstoß des Photovervielfachers wird einem diazoniumhexafluorphosphat, 2,2 g Polyvinylacetat, Fernsehkontrollgerät zugeführt, auf dessen Bild- 2,2 g Celluloseacetat und 40 g Aceton hergestellt schirm eine klare Reproduktion des anfangs vor- worden war.

liegenden Bildstabmusters entsteht. Dieses Aufzeichnungsmaterial wird in eine Va-

■ ■.... 20 kuumkammer gebracht und mit photonenabsorbie-

B ei spiel 3 renden Abscheidungen (Maskierungs- bzw. BiId-

Es wird ein Aufzeichnungsmaterial der in F i g. 2 bereichen) versehen, indem die Diazoniumschicht mit erläuterten Art verwendet. Der fluoreszierende Trä- einem Elektronenabtaststrahl von 10 μ Fleckdurchger wird hergestellt, indem p-Terphenyl in Poly- messer, 5 μΑ Stromstärke, 10~⁶ Sekunden Verweiläthylenterephthalat gelöst und das Polymerisat so- 25 zeit und 20 kV Beschleunigungspotential bestrahlt dann zu einem Film von etwa 127 μ Dicke ausgepreßt wird, wonach außerhalb der Vakuumkammer mit wird. Auf einer Oberfläche des Filmes werden auf Ammoniakdämpfen entwickelt wird. Praktisch sofort einem durch Vakuumaufdampfung aufgebrachten, entsteht in den nicht von dem Elektronenstrahl ge-50% lichtdurchlässigen Aluminiumüberzug mit Hilfe troffenen Bereichen ein rotes Bild, das dem von dem eines Fettstiftes Zeichen bzw. Markierungen ange- 30 Elektronenstrahl erzeugten Raster entspricht,
bracht. Zur elektronischen Ablesung wird das mit der

Das Aufzeichnungsmaterial wird dann in einer Bildaufzeichnung versehene Aufzeichnungsmaterial

solchen Weise in eine Vakuumkammer gebracht, daß in eine Vakuumkammer gebracht, wobei die fluo-

die Polyäthylenterephthalatseite der Elektronenquelle reszierende Polyäthylenterephthalatschicht der Elek-

gegenüberliegt, während die mit dem Fettstift mar- 35 tronenquelle gegenüber angeordnet wird, während

kierte Seite dem Meßkopf des Photovervielfachers sich eine R.C.A.-8054-Photovervielfacherröhre in der

gegenüberliegt, der sich etwa 10 cm entfernt befindet. Vakuumkammer etwa 5,1cm von dem Aufzeich-

Das Aufzeichnungsmaterial wird mit einem Elektro- nungsmaterial entfernt auf einer mit der Elektronen-

nenabtaststrahl mit 20 kV Beschleunigungspotential, quelle koaxialen Linie befindet, jedoch auf der gegen-

10 μ Strahlfleckgröße, 10~⁷ Sekunden Verweilzeit und 40 liegenden Seite des Aufzeichnungsmaterials in bezug

Vio μΑ Stromstärke bestrahlt. Das von dem Photo- auf die Elektronenquelle.

vervielfacher aufgenommene Lichtsignalmuster wird Die fluoreszierende Schicht wird mit einem Ferneinem Verstärker zugeführt und auf dem Bildschirm sehraster bestrahlt, das von einem Elektronenabtasteines Fernsehkontrollgerätes betrachtet. Die Fettstift- strahl mit den folgenden Parametern gebildet wird: markierungen werden getreu mit scharfen Kanten 45 10 μ Strahldurchmesser, 0,1 μΑ Stromstärke, 1O^-7Se- und ausgezeichnetem Kontrast reproduziert. Die Ab- künden Verweilzeit und 20 kV Beschleunigungslesung kann mehrere tausend Male wiederholt wer- potential. Das die Photoröhre erreichende bildgemäß den, d. h., man kann mindestens 20 Sekunden un- modulierte Lichtsignal wird verstärkt und auf dem unterbrochen ablesen, ohne daß eine Qualitäts- Bildschirm eines Fernsehkontrollgeräts betrachtet,
abnähme des auf dem Bildschirm des Fernsehkon- 50 Das erhaltene Bild ist eine getreue Reproduktion trollgerätes vorliegenden Bildes feststellbar ist. des Abtastlinienmusters. Diese Linien sind mit schar-. ·ι₄ f^en Kanten und ausgezeichnetem Kontrast klar er^eisP^ie sichtlich. Die Ablesung kann viele Sekunden lang

Es wird ein Aufzeichnungsmaterial der in F i g. 2 erfolgen, ohne daß eine Abnahme der Bildqualität

beschriebenen Art verwendet. Die fluoreszierende 55 feststellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ablesen von einer Vielzahl von vorher aufgezeichneten Informationspunkten von einem blattähnlichen Aufzeichnungsmaterial, dessen beide Hauptoberflächen im allgemeinen parallel zueinander ausgerichtet sind und dessen eine Oberfläche beim Auftreffen von beschleunigten Elektronen vorbestimmter Energie bildgemäß unterschiedlich Photonenenergie emittiert, wobei die über diese Oberfläche zwischen aufeinanderfolgenden differentiellen Änderungen von vorbestimmter Intensität im Photonenenergieemissionsmuster gemessenen linearen Entf ernunnungen die abzulesenden Informationselemente darstellen, dadurchgekennzeichnet, daß man (a) den Kopfteil einer Vorrichtung zum Feststellen bzw. Messen von Photonenenergie auf der Seite der erstgenannten Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials praktisch parallel zu dieser anordnet und daß man (b) gleichzeitig einen unmodulierten Elektronenstrahl gegen die Rückseite des Aufzeichnungsmaterials in einem Bereich richtet, aus dem ein Muster unterschiedlicher Photonenenergieemession aus der erstgenannten Oberfläche gewünscht wird, wobei die Energie des Elektronenstrahls ausreicht, eine durchschnittliche Entfernung zwischen den lumineszierenden Punktlichtquellen innerhalb des Aufzeiehnungsmaterials und den Informationspunkten auf der erstgenannten Oberfläche, die sich normalerweise über den Punktlichtquellen befinden, aufrechtzuerhalten, die nicht größer als der ungefähre Wert

der Beziehung 7 B · —f=- ist, worin s die kleinste

Breite eines Informationselementes des Musters, A die Querschnittsfläche des Kopfteils des Photonenmeßgeräts und B die kürzeste Entfernung zwischen dem Kopfteil des Photonenmeßgeräts und der erstgenannten Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials ist.

2. Aufzeichnungsmaterial zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial eine fluoreszierende Schicht enthält, deren Fluoreszenznachwirkungszeit nicht größer als die Verweilzeit des zum Ablesen verwendeten Elektronenstrahles ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man erste Teile einer Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials mit Elektronen vorbestimmter Energie bombardiert, um zweite Teile der gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsmaterials, die sich den von den Elektronen getroffenen ersten Teilen gegenüber befinden, zur differenzierten Emission von Photonenenergie anzuregen, wobei die auf dieser Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials zwischen aufeinanderfolgenden Änderungen der Photonenenergieemession vorbestimmter Intensität gemessenen linearen Entfernungen systematisch den einzelnen abzulesenden Informationspunkten entsprechen.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil der Photonenenergiemeßvorrichtung in einer Entfernung von der zweitgenannten

Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials angeordnet ist. die mindestens etwa das lOOfache der durchschnittlichen Entfernung zwischen den einzelnen, abzulesenden Informationspunkten beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Beziehung