DE1572035B2 - Verfahren zur Aufzeichnung einer dritten Koordinate auf einer fotografischen Emulsion und Wiedergabe dieser Aufzeichnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeich- Die Belichtung kann nach der Erfindung mittels

nung einer dritten Koordinate auf einer fotogra- eines rasterartig über die Emulsion abgelenkten

fischen Emulsion durch Variation der Belichtungs- Strahls erfolgen, der entsprechend der angestrebten

intensität und anschließende Entwicklung und Belichtungsintensität hell und dunkel getastet wird.

Wiedergabe dieser Aufzeichnung. 5 Wird an einem Punkt eine hohe Belichtungsintensität

Auf einer Emulsion lassen sich zwei Koordinaten gewünscht, dann wird auf diesen Punkt der Strahl durch ihre räumliche Lage aufzeichnen. Es ist be- längere Zeit hell getastet, während er auf einem kannt, eine dritte Koordinate durch den Schwär- anderen Punkt, für den geringere Belichtungsintenzungsgrad oder durch Farbwerte aufzuzeichnen. sität gewünscht wird, kürzere Zeit einwirkt. Diese Diese beiden Verfahren haben für manche Aufzeich- io Art der rasterartigen Belichtung gestattet es, die nungsvorgänge Mängel, die einerseits in der beson- dritte Koordinate aus einer rasterartigen Messung deren Belichtung und andererseits in der Auswertung aufzuzeichnen. Man kann die Belichtung auch auf der Aufzeichnung bzw. ihrer Reproduzierbarkeit be- andere Weise steuern, z. B. über eine zwischengründet sind. geschaltete Maske, die entsprechend der angestrebten

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur 15 Belichtungsintensität geschwärzt ist. Die Schwär-Aufzeichnung einer dritten Koordinate auf einer Zungsstruktur der Maske — gleichmäßige Ausleuchfotografischen Emulsion so auszugestalten, daß es tung der Maske vorausgesetzt — bedingt dann den eine meßtechnisch einfach und auch mit hoher Ge- Abstand der Reflexionsschichten,
nauigkeit auswertbare Aufzeichnung der dritten Die Wiedergabe kann auf verschiedene Weise erKoordinate ermöglicht. 20 folgen, je nachdem was mit der Wiedergabe ange-

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Ver- strebt wird. Bestrahlt man eine fotografische Auffahren zur Aufzeichnung einer dritten Koordinate zeichnung, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verauf einer fotografischen Emulsion und Wiedergabe fahren entsteht, mit weißem Licht, dann wird aus dieser Aufzeichnung durch Variation der Beiich- diesem weißen Licht immer nur derjenige Teil reflektungsintensität und anschließende Entwicklung und 25 tiert, der in seiner Wellenlänge dem Schichten-Fixierung. Das Verfahren ist dadurch gekennzeich- abstand der betreffenden Stelle entspricht. Im refleknet, daß durch Belichtung einer mit einer Reflexions- tierten weißen Licht betrachtet, erscheint mithin die schicht hinterlegten Emulsion mit kohärentem mono- nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte chromatischem Licht, das nach Maßgabe der dritten Emulsion farbig. Da die Reflexionsschichten gegen-Koordinate intensitätsgesteuert wird, und anschlie- 30 über den ursprünglichen Bäuchen bei der Belichtung ßende Entwicklung und Fixierung Reflexionsschich- in ihrem Abstand mehr oder weniger zusammenten in der Emulsion erzeugt werden, deren Abstand rücken, sind die Reflexionsbedingungen nur erfüllt von der Belichtungsintensität abhängt. für Licht, das kurzwelliger ist als das kohärente

Die Erfindung macht sich den sogenannten Lipp- monochromatische Licht, so daß die reflektierten mann-Effekt zunutze. Nach diesem Lippmann-Effekt 35 Anteile des weißen Lichtes kurzwelliger sind als das werden an den Bäuchen von in einer fotografischen zum Belichten verwendete Licht. Man kann nach der Emulsion stehenden Wellen die fotosensiblen Mole- Erfindung auch sehr leicht Linien gleichen Schichtenküle angeregt, so daß bei der nachfolgenden Ent- abstandes sichtbar machen, indem die Wiedergabe Wicklung in den Schichten dieser Bäuche Silber der Aufzeichnung mit Licht diskreter Spektralausgefällt wird, so daß sich in der Emulsion re- 40 bereiche erfolgt, die entsprechend den für die Wiederflektierende Schichten bilden, die im Abstand der gäbe gewünschten Reflexionsschichten mit bestimm-Bäuche der stehenden Welle zueinander angeordnet tem Abstand ausgewählt sind. Es ergibt sich dann, im sind. reflektierten Licht betrachtet, ein Höhenlinienbild

In der Praxis ist die Wirkung des Lippmann- ähnlich dem einer Landkarte, wobei die einzelnen

Effektes von der Intensität des belichtenden Lichtes 45 Höhenlinien in unterschiedlicher Farbe gezeichnet

abhängig, und darauf beruht die Erfindung. Ist die sind und Höhenlinien einer Farbe einem bestimmten

Intensität des belichtenden Lichtes sehr hoch, dann Schichtenabstand der Reflexionsschichten zugeordnet

werden starke Schichten in den Bäuchen gebildet. sind.

Das verbleibende Silberhalogenid der Emulsions- Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher

schicht, das im anschließenden Fixiervorgang aus- 50 erläutert. In der Zeichnung zeigt

gespült wird, ist gering, so daß durch das Ausspülen F i g. 1 die Anwendung des erfindungsgemäßen

dieser geringen Emulsionsanteile nur eine kleine Verfahrens in Verbindung mit der Kartographierung

Schrumpfung der fotografischen Emulsion stattfindet, eines Geländeabschnittes,

die die reflektierenden Schichten dichter zusammen- F i g. 1 a stark vergrößert und stark stilisiert im rücken läßt. Erfolgt die Belichtung dagegen mit nur 55 Querschnitt eine nach dem erfindungsgemäßen Versehr geringer Intensität, dann werden von der Be- fahren belichtete Emulsion,

lichtung nur sehr wenige Anteile der fotoempfind- Fig. 2 die in Fig. la gezeigte Emulsion nach er-

lichen Emulsion angeregt. Die reflektierenden Schich- folgter Entwicklung und Fixierung,

ten entstehen zwar zunächst mit dem gleichen Ab- F i g. 3 die Anwendung des erfindungsgemäßen

stand wie bei starker Belichtung — die gleiche 60 Verfahrens beim Benutzen einer Maske,

Wellenlänge des belichtenden Lichtes voraus- F i g. 4 die Wiedergabe der Aufzeichnung nach der

gesetzt —, rücken dann aber in dem auf die Fixie- Erfindung durch Projektion.

rung folgenden Schrumpfungsprozeß wesentlich dich- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der ter zusammen, weil bei der Fixierung mehr nicht Erfindung wird die Oberfläche eines geographischen belichtetes Silberhalogenid herausgelöst wird. Die 65 Terrains mittels eines Mikrowellen- oder Laser-Folge ist, daß der Abstand der reflektierenden Silber- Abtastsystems 1 wie in F i g. 1 angedeutet abgetastet, schichten von der Intensität des einfallenden Lichtes Solche Abtastsysteme sind bekannt und gestatten, abhängt. den Abstand zur abgetasteten Oberfläche aus der

Laufzeit von Impulsen, die an dieser Oberfläche reflektiert werden, zu ermitteln. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dient diese Abstandsmessung zur Steuerung der Abstrahlung einer Lichtquelle, die kohärentes monochromatisches Licht für die Aufzeichnung abstrahlt. Die Abtastung erfolgt rastermäßig, und eine Rasterlinie ist mit 2 bezeichnet. Diese Rasterlinie erstreckt sich also quer durch das Terrain, das kartographisch erfaßt werden soll. Die Echolaufzeit, das ist also diejenige Zeit, die ein Impuls benötigt, um von der Impulsquelle ausgehend entlang der gestrichelten Linie h auf das Terrain zu treffen und wieder reflektiert zum Sender zurückzulaufen, ändert sich bei den Punkten α bis / entsprechend dem Abstand dieser Punkte vom Sender. Diese Impulse steuern über einen Puffer 3 und einen Treiber 4 einen Verschluß 5, und zwar derart, daß jeweils mit Abstrahlung eines Radarimpulses der Verschluß geöffnet wird und mit Empfang des zugehörigen Echoimpulses der Verschluß wieder geschlossen wird. Dieser Verschluß 5 kann ein elektrooptischer sein und z. B. nach Art einer Kerr-Zelle ausgebildet sein. Der Verschluß 5 liegt im Strahlengang eines Laser 6. Der Laser-Strahl passiert ein Ablenksystem 9, das über einen an das Entfernungsmeßsystem 1 angeschlossenen Ablenkgenerator 7 betrieben wird, so daß der Laser-Strahl aus dem Laser 6 entlang der Linie 10 a über eine Emulsionsfläche abgelenkt wird, und zwar synchron mit der Bewegung des Abtaststrahls h, der Entfernungsmeßvorrichtung 1 entlang der Linie 2. Die entlang der Linie 10 α in der Emulsion aufgezeichneten Stellen entsprechen mithin nach Art einer kartographischen Übertragung den Punkten auf der Linie 2. Die Abtastung erfolgt, wie bereits erwähnt, auf einem Raster mit Rasterlinien quer zu der Rasterlinie 2, so daß auf diese Weise das abgetastete Terrain zweidimensional auf die Emulsion übertragen wird.

Auf der dem Laser-Einfall gegenüberliegenden Seite ist die Emulsion 10, wie aus Fig. la ersichtlich, mit einer Reflexionsschicht 11 beschichtet. Die Reflexionsschicht 11 besteht beispielsweise aus Quecksilber. Das kohärente monochromatische, aus dem . -r* Laser 6 in die Emulsion 10 einfallende Licht wird an - -^ der Reflexionsschicht 11 reflektiert, so daß in der Emulsion durch Interferenz stehende Wellen erzeugt werden. An den Bäuchen dieser stehenden Wellen hat die Energie ein Maximum. Die Maxima der Bäuche sind in F i g. 1 a mit 12 bezeichnet.

Im Bereich der Bäuche wird das Silberhalogenid der Emulsion angeregt. In F i g. 1 a sind die den Buchstaben α bis / zugeordneten Bereiche der durch den Laser-Strahl aufgezeichneten Linie mit den gleichen Buchstaben bezeichnet.

Wie aus Fig. la ersichtlich, haben die Schichten 12 in der Emulsion überall den gleichen Abstand, nämlich eine halbe Wellenlänge des Laser-Strahls. Die Menge des erregten Silberhalogenids ist jedoch in jedem der mit dem Buchstaben α bis / bezeichneten Bereiche unterschiedlich, und zwar proportional der Dauer, während derer der erregende Laser-Strahl in diesen Emulsionsbereich einfiel, und diese Dauer wiederum hängt bei diesem Ausführungsbeispiel von der Echolaufzeit entlang der Linie h ab.

Nachdem die Emulsion 10 in der beschriebenen Weise belichtet wurde, wird sie entwickelt und fixiert. Das erregte Silberhalogenid wird dabei in metallisches Silber verwandelt, während das überschüssige, nichterregte Silberhalogen entfernt wird. Das ausgefällte metallische Silber bleibt in Schichten 12 stehen, wodurch sich eine periodische Struktur einer Folge reflektierender Schichten ergibt, die Licht einer Wellenlänge, die doppelt so lang wie der Abstand dieser Schichten 12 ist, reflektiert.

Der Abstand dieser Silberschichten hängt jedoch von der Intensität des zum Belichten verwendeten Lichtes ab, und zwar wegen der Schrumpfung der ίο Emulsion beim Entfernen des überschüssigen Silberhalogenids. Dies wird nun im einzelnen an Hand der F i g. 2 erläutert. Der Punkt α hat für die Abtastung die größte Entfernung, die Echolaufzeit ist mithin besonders lang. Demzufolge ist auch die Belichtungszeit im Bereich α besonders lang. Es wird deshalb im Bereich α sehr viel Silber entwickelt, und es bleibt nur wenig überschüssiges Silberhalogenid zurück, das nachher entfernt werden muß. Die Schrumpfung der Emulsion durch das Entfernen des Silberhalogenids ist mithin sehr klein, und der Schichtenabstand ändert sich dadurch im Bereich α nur geringfügig.

Dem Geländepunkt c ist die kleinste Echolaufzeit zugeordnet, weil er den geringsten Abstand zum Entfernungsmeßsystem hat. Die Belichtungszeit für den Bereich c der Emulsion 10 ist mithin sehr kurz. Es verbleibt deshalb ein großer Teil Silberhalogenids, der entfernt werden muß, wodurch eine stärkere Schrumpfung der Emulsion ausgelöst wird, die wiederum zur Folge hat, daß die Schichten auf geringeren Abstand zusammenrücken. In F i g. 1 a und 2 werden diese Verhältnisse schematisch dargestellt, es sind nur sehr wenige Schichten eingezeichnet, in Wirklichkeit sind wesentlich mehr Schichten vorhanden. Man kann den Schichtenabstand und damit die Intensität der Belichtung durch den Laser sichtbar machen, indem man die entwickelte und fixierte Emulsion mit weißem Licht aus einer Lichtquelle 13 anstrahlt. Aus den einzelnen Bereichen wird dann Licht mit einer Wellenlänge reflektiert, die kleiner ist als die des monochromatischen belichtenden Laser-Strahls, weil der Schichtenabstand kleiner geworden ist. Im übrigen hängt die Wellenlänge des reflektierten Lichtes in jedem Bereich von der Dauer, mit der der belichtende Laser-Strahl einfiel, ab. Die Wellenlänge des reflektierten Lichtes ist mithin ein Maß für den Abstand der abgetasteten Terrainpunkte α bis /. Im Bereich α hat das reflektierte Licht die längste Wellenlänge, weil der Punkt a die größte Entfernung hatte. Im Bereich c hat das reflektierte Licht die kürzeste Wellenlänge, weil der Terrainpunkt c den kürzesten Abstand hatte. Wenn man die entwickelte und fixierte Emulsion mit Licht diskreter Wellenlängen bestrahlt, dann entstehen dadurch Konturlinien im reflektierten Licht, die den Höhenlinien des Terrains entsprechen.

F i g. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der zunächst eine Maske hergestellt wird, die dann dazu benutzt wird, in einer Emulsion, wie im Text zu Fig. 1 erläutert, Reflexionsschichten zu erzeugen. Gemäß F i g. 3 ist mit 22 eine Lichtquelle bezeichnet, die unter Zwischenschaltung eines Verschlusses 23 und eines Ablenkers 9 auf die Emulsion 21 gerichtet ist. Der Verschluß 23 und der Ablenker 9 werden in gleicher Weise wie im Text zu F i g. 1 beschrieben, betrieben. Entsprechend der Dauer des Lichteinfalls entsteht in der entwickelten Emulsion eine Schwärzung. Die so entwickelte Emulsion wird

als Maske dann in einen Strahlengang kohärenten monochromatischen Lichtes gestellt, der auf eine andere, mit einer Reflexionsschicht hinterlegten Emulsion gerichtet ist, so daß sich, wie im Text zu Fig. la erläutert, stehende Wellen ausbilden. Die Intensität der Anregung des Silberhalogens hängt von der Schwärzung der dazwischengeschalteten Maske ab, so daß sich das Schwärzungsbild der Maske, wie im Text zu F i g. 2 erläutert, beim Entwickeln der belichteten Emulsion in einen Schichtenabstand überträgt. Die dunkleren Bezirke der Maske, denen ein größerer Abstand entsprechend der gestrichelten Linie h aus Fig. 1 entspricht, verursachen eine größere Absorption des belichtenden Lichtes und mithin eine größere Schrumpfung der so belichteten Emulsion bei der Entwicklung.

An Hand der F i g. 4 wird nun erläutert, wie vorzugsweise das Schichtenbild in einer Emulsion sichtbar gemacht werden kann. Gemäß Fig. 4 wird weißes Licht 31 über ein verstellbares Interferometer 32 und einen halbdurchlässigen Spiegel 33 auf die, wie im Text zu F i g. 1 und 2 beschrieben, entwickelte und fixierte Emulsion 10 gestrahlt. Das Interferometer ist so justiert, daß die Wellenlänge des durchfallenden Lichtes bestimmten Geländeabständen, z.B. 20 Meter, 25 Meter usw. entspricht. Die in der Emulsion 10 reflektierten Wellen werden im halbdurchlässigen Spiegel 33 reflektiert und über eine Linse 34 auf der Projektionsleinwand 35 abgebildet. Auf der Projektionsleinwand 35 ergibt sich dann ein Höhenlinienbild des abgetasteten Geländes. Über die Projektionsleinwand 35 kann eine durchsichtige Geländekarte gelegt werden, die die übrigen Merkmale des Geländes anzeigt.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Ausführungsbeispielen beschriebene Anwendung in Verbindung mit fotoempfindlichen Metallhalogenide^ wie z. B. Silber-, Gold- oder Platinhalogenid, beschränkt. Die Erfindung ist auch mit anderen lichtempfindlichen Materialien anwendbar. Zum Beispiel wird ein thermoplastisches Material, das in seiner Oberfläche aufgeladen ist, durch Lichteinfall deformiert. Dieser Effekt kann in Verbindung mit der Erfindung Anwendung finden. Entsprechendes gilt für Polyvinylalkohol, in dem Chromsalze enthalten sind. Bei Lichteinfall ergibt sich Aushärtung und Schrumpfung. Auch verschiedene diazoplastische Materialien, deren Stärke unter Lichteinfall zunimmt, können in Verbindung mit der Erfindung Verwendung finden. Die Stärkenvariationen können dabei mittels Lichtinterferenzen abgelesen werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufzeichnung einer dritten Koordinate auf einer fotografischen Emulsion und Wiedergabe dieser Aufzeichnung durch Variation der Belichtungsintensität und anschließende Entwicklung und Fixierung, dadurch gekennzeichnet, daß durch Belichtung einer mit einer Reflexionsschicht hinterlegten Emulsion mit kohärentem monochromatischem Licht, das nach Maßgabe der dritten Koordinate intensitätsgesteuert wird, und anschließende Entwicklung und Fixierung Reflexionsschichten in der Emulsion erzeugt werden, deren Abstand von der Belichtungsintensität abhängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung mit einem rasterartig über die Emulsion abgelenkten Strahl erfolgt, der entsprechend der angestrebten Belichtungsintensität hell und dunkel getastet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung über eine zwischengeschaltete Maske erfolgt, die entsprechend der angestrebten Belichtungsintensität geschwärzt ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabe der Aufzeichnung mit Hilfe von weißem Licht erfolgt, bei der entsprechend den Abständen der Reflexionsschichten bestimmte Spektralbereiche des weißen Lichtes reflektiert werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabe der Aufzeichnung mit Licht diskreter Spektralbereiche erfolgt, die entsprechend den für die Wiedergabe gewünschten Reflexionsschichten mit bestimmtem Abstand ausgewählt sind.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zur Aufzeichnung laufzeitabhängiger Messungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung mit einem Sendeimpuls der Laufzeitmessung eingeschaltet und mit einem Echoimpuls der Laufzeitmessung abgeschaltet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufzeichnung eines Laufzeitreliefs die Belichtung und die Laufzeitmessung punktweise, rastermäßig, synchron zueinander erfolgen und daß in jedem Punkt die Belichtung entsprechend der zugehörigen Laufzeit gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen