DE1772567B2

DE1772567B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Linsenrastern

Info

Publication number: DE1772567B2
Application number: DE1772567A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. 8022 Gruenwald Bestenreiner; Reinhold Dr. 8000 Muenchen Deml
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1968-06-04
Filing date: 1968-06-04
Publication date: 1980-10-23
Also published as: BE734021A; GB1276184A; CA933018A; CH522226A; US3775110A; DE1772567C3; FR2010108A1; DE1772567A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Linsenrasters, bei dem die unterschiedlichen optischen Weglängen von dessen Einzelelementen « durch periodisch unterschiedliche Belichtung und nachfolgende gerbende Entwicklung und Rehalogenierung einer fotografischen Schicht erzeugt werden.

Bisher wurden Linsenraster durch die bekannten Verfahren der Warmverformung von thermoplasti- ^r>o sehen Kunststoffen, wie Prägen, Fließpressen oder Spritzen hergestellt. Die Hauptschwierigkeit bei diesem Verfahren besteht in der Herstellung der Mutterform, die in ihrer Genauigkeit alle Ansprüche an die Güte der Einzellinsen erfüllen muß. Die Herstellung einer solchen *>*> Form wird umso schwieriger, je mehr Einzellinsen auf der Flächeneinheit eines Rasters enthalten sein sollen. Der Aufwand für eine solche Form erreicht nicht vertretbare Größenordnungen, wenn die Größe der Einzellinsen der Größe eines Bildpunktes entsprechen ^h" soll, wie es bei manchen neuzeitlichen Rastertechniken der Fall ist.

Aus Optik 15, Heft 2/3, S. 129 ist es bekannt, Reflexionsgitter durch Aufbelichten eines Interferenzmusters auf eine fotografische Schicht unter Verwen- ^hr> dung des bekannten Effektes der Reliefbildung zu erzeugen. Ferner ist es aus IBM Technical Disclosure Bulletin Vd. 10 No. 3, August 1967, S. 267-268, bekannt, mit fotografischen Methoden optisch wirksame Elemente zu erzeugen, die die Eigenschaften von Linsen, Prismen, Filtern, Gittern, Spiegeln oder dgl. aufweisen. Dabei handelt es sich um holografische Elemente, die durch Beugung und nicht durch Refraktion des einfallenden Lichtes wirken.

Die Verwendung von Interferenzmustern für die Erzeugung von optischen Elementen bringt den Nachteil mit sich, daß sich der Intensitätsverlauf der Interferenzstreifen nur mit Einschränkungen variieren läßt Andererseits verläuft die Gradation der verwendbaren fotografischen Schichten nach Durchführung der erforderlichen Prozesse nicht linear, so daß es wünschenswert wäre, Nichtlinearitäten der fotografischen Prozesse durch entsprechende Korrekturen bei der Aufbelichtung zu kompensieren.

Es ist das Ziel de.- Erfindung, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Linsenrastern auf fotografischem Weg zu schaffen, die eine einfache Beeinflussungsmöglichkeit des aufzuzeichnenden Musters zum Zweck der Kompensation von Nichtlinearitäten des fotografischen Prozesses bieten.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Rüder eines oder mehrerer im ganzzahligen Vielfachen des Rasterabstandes angeordneter Spalte mit konstanter Helligkeit und periodisch sich ändernder Relativgeschwindigkeit auf die Schicht aufbelichtet werden.

Versuche haben ergeben, daß auf diese Weise belichtete und nachbehandelte vollkommen kontrastlose fotografische Schichten bei Kontaktkopie in der Kopie ein Gitter abbilden. Dieser Effekt läßt sich erklären aus der Tatsache, daß derartige Schichten, die Silber nur in Form von Halogeniden enthalten, sowohl ein äußeres als auch ein inneres Relief der optischen Weglängen aufweisen. Das äußere Relief, das z. B. auch bei Diapositiven im schräg auffallenden Licht mit freiem Auge erkennbar ist und dessen Verwendung aus den eingangs aufgeführten Literaturstellen bekannt ist, ist vor allem bei niederen Ortsfrequenzen bis etwa 400 Linien pro mm ausgeprägt, während das innere Relief, eine örtliche Änderung des Brechungsindex, bei höheren Ortsfrequenzen die informationstragende Struktur bildei.

Inneres und äußeres Relief bewirken zusammen eine Veränderung der optischen Weglänge innerhalb eines bestimmten Flächenbereiches, z. B. innerhalb einer Periodenlänge eines Gitters. Unter bestimmten Umständen., d. h. bei einer bestimmten Funktion dieser Weglängenänderung in Abhängigkeit von der Ortskoordinate kann dies nun zu einer Fokussierung einfallendes Lichtes führen. Die Funktion der optischen Weglänge in Abhängigkeit von der Ortskoordinate kann durch die Art der Belichtung und der nachfolgenden chemischen Behandlung so gesteuert werden, daß die Schicht das Verhalten z. B. eines Zylinderlinsenrasters aufweist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die anhand von Figuren eingehend erläutert werden. Es zeigt

F i g. I das Prinzip der Verformung einer Wellenfront an einer erfindungsgemäßen Schicht,

Fig.2 eine optisch äquivalente Rasterlinse in herkömmlicher Form,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig.4 den Verlauf von Relativgeschwindigkeit und

Belichtungsintensität bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 3.

In F i g. 1 ist ein Schnitt durch eine kontrastlose, also überall gleich durchsichtige Schicht 1 dargestellt. Durch die senkrecht zur Schicht verlaufenden Striche 2 mit unterschiedlichen Abständen soll die optische Weglänge aufgrund des örtlichen Brechungsindex bzw. deren Unterschiede angedeutet werden. Die durch die enger schraffierten Bereiche durchtretenden Teile einer von unten auf die Schicht 1 auftreffenden ebenen Wellen- u> front werden aufgrund des höheren Brechungsindizes in ihrer Fortbewegung stärker verzögert als die Teile in den schwächer schraffierten Bereichen. Hinter der Schicht ergibt sich deshalb eine durch die Pfeile 3 und den Wellenzug 4 angedeutete Form der Wellenfront, die ι "> jetzt nicht mehr eben, sondern wellenförmig gekrümmt ist. In einem gewissen Abstand von der Schicht ergibt sich hierbei in Bereichen mit höherer Brechzahl, die einem konvexen Bereich einer Linse entsprechen, eine reelle Fokussierung, während in den optisch dünneren Bereichen eine virtuelle Fokussierung auftritt.

In F i g. 2 sind die Linsenformen aufgezeichnet, die bei durchgehend gleicher Brechzahl optisch eine gleiche Wirkung ausüben. Die optisch dichteren Bereiche entsprechen Sammellinsen 5, während die optisch .» dünneren Bereiche Zerstreuungslinsen 6 entsprechen. Voraussetzung für eine solche Analogie zu zylindrischen oder sphärischen Linsen ist, daß das Weglangenrelief eine periodische, überall differenzierbare Funktion einer Ortskoordinate ist. '"

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in F i g. 4 gezeigt. Eine Lampe 10 leuchtet über einen Kondensor 11 einen Spalt 12 zeitlich konstant aus, der von einem Objektiv 13 auf den Schichtträger 14 π abgebildet wird. Die Platte 15 mit dem Spalt 12 ist in der Plattenebene senkrecht zur Spaltrichtung schwingungsfähig auf elastischen Säulen 16, 17 gelagert. Ein Schwingungsgenerator 18 überträgt eine erregende Frequenz auf die Platte 15. Der Schichtträger 14 ist in ι» Richtung des Pfeiles 19 kontinuierlich verschiebbar angeordnet, z. B. auf einem nicht dargestellten Schlitten. Wird nun gemäß Fig.5 die Geschwindigkeit des Schichtträgers 14 so gewählt, daß sie der Maximalgeschwindigkeit der mit konstanter Frequenz und Amplitude schwingenden Platte 15 entspricht, so ergibt sich zwischen dem Bild des Spaltes und dem Schichtträger 14 eine Relativgeschwindigkeit, die sich periodisch zwischen Null und der doppelten Maximalgeschwindigkeit der Platte 15 bewegt Daraus ergibt sich eine aus F i g. 5b hervorgehende, auf den Schichtträger auftreffende Lichtmenge / · r, die periodisch zwischen einem Mindest- und einem Größtwert alterniert. Der Mindestwert fällt dabei in den Bereich, in dem die Relativgeschwindigkeit ihren Größtwert aufweist, während der Größtwert erreicht wird, wenn das Bild des Spaltes zeitweise mit der gleichen Geschwindigkeit und Richtung wie der Schichtträger läuft. Die Verweilzeit des Spaltbildes auf dem Schichtträger ist dann am größten.

Die Mindestmenge des auf den Schichtträger auftreffenden Lichtes stört dabei die Güte des Linsenrasters nicht, da für dieses nur der Kontrast, d. h. der Unterschied zwischen Größt- und Kleinstwert von Bedeutung ist.

Anstelle von einem Spalt könnten nun auch mehrere Spalte im Rasterabstand oder in ganzzahligen Vielfachen davon angeordnet sein, um die Belichtung einer größeren Fläche abzukürzen.

Auf die beschriebene Weise hergestellte Linsenraster können jedoch auch vervielfältigt werden, indem das äußere Relief, das sich als Volumendeformation der Schicht ausdrückt, galvanisch abgeformt werden. Eine solche galvanisch erzeugte Form kann dann in bekannter Weise zur Verformung von Kunststoff verwendet werden, um Raster mit demselben Profil herzustellen.

Die zur Herstellung dieser Linsenraster erforderlichen chemischen Verfahrensschritte, wie Entwickeln, Rehalogenieren, Bleichen oder gerbend Entwickeln sind allgemein bekannt und deshalb nicht näher beschrieben. Sie sind auch nicht Gegenstand der Erfindung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Linsenrasters, bei dem die unterschiedlichen optischen Weglängen innerhalb der Einzelelemente durch periodisch unterschiedliche Belichtung und nachfolgende gerbende Entwicklung und Rehalogenierung einer fotografischen Schicht erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder eines oder mehrerer, im ganzzahligen Vielfachen des Rasterab- iu Standes angeordneter Spalte mit konstanter Helligkeit und periodisch sich ändernder Relativgeschwindigkeit auf die Schicht aufbelichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Rasters von sphärischen Linsen in quadratischer Anordnung zwei Systeme von aufeinander senkrecht siehenden ,Linien aufbelichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mengenherstellung von Linsenrastern ein nach einem der Ansprüche 1 bis 2 hergestelltes Linsenraster galvanisch abgeformt wird und diese Form zum Prägen, Gießen oder Spritzen weiterer Linsenraster verwendet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (15) des oder der Spalte (12) auf einem in der Spaltebene senkrecht zur Spaltrichtung schwingungsfähigen Gebilde (16,17) angeordnet ist, dessen Eigenfrequenz mit der erregenden Frequenz eines so Impulsgebers (18) übereinstimmt, und daß der Schichtträger (14) kontinuierlich quer zu dem Spalt gefördert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Schichtträ- ^ gers (14) in der Größenordnung der Maximalgeschwindigkeit des schwingenden Systems (15,16,17) liegt.