DE1797599A1 - Verfahren und material zur herstellung von dreidimensionalen figur - Google Patents
Verfahren und material zur herstellung von dreidimensionalen figurInfo
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Description
HÖGER - STELLRECHT- G RIES S B AS H*-
A 40 293 b P 17 97 599.4-51
1-9 .Oktober 1973
WYN KELLY SWAINSON'
Harald Jensengade 5, IV Copenhagen, 3.V. Dänemark
Verfahren und Material zur Herstellung einer dreidimensionalen Figur
Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von Abbildungen, insbesondere von drexdimensxonalen Figuren, wobei von
den Parametern einer elektromagnetischen Strahlung Gebrauch gemacht wird, beispielsweise von der Intensität, der Wärme-
wirkung sowie deren Kombination oder dergleichen, wodurch ein
Volumen eines auf die Strahlung ansprechenden Mediums beeinflußt wird, das flüssig, fest oder gasförmig sein kann.
Mit den bisher bekannten photographischen Verfahren lassen sich
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zweidimensionale Abbildungen erzeugen, und zwar zum Teil mit
großer Geschwindigkeit und ohne daß besondere Werkzeuge und geschultes Personal erforderlich sind; ferner sind diese Verfahren
reproduzierbar. Ss war jedoch bisher unmöglich, sie zur
^ Erzeugung dreidimensionaler Figuren heranzuziehen. Selbst
dann, wenn dreidimensionale, lichtempfindliche Körper bei diesen Verfahren Verwendung fanden, so beispielsweise bei der Erzeugung
von Bildern in lichtempfindlichen Gläsern oder Kunststoffen oder bei der Herstellung von Reliefplatten für Druckerzwecke, lassen sich nur der Umfang der erzeugten Figur und Intensitätsschwarikungen
steuern, wie dies in der konventionellen Photographie üblich ist. Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei
dem die Gestalt der !Figur in der dritten, räumlichen Dimension teilweise wiedergegeben werden kann, wobei die topographische
* Höhe eines Modells durch die Zeit und Intensität der Belichtung mit im wesentlichen parallelen Lichtstrahlen bestimmt
wird, die durch ein Negativ mit variabler Sichte hindurch in einen bei Lichteinwirkung polymerisierbaren Kunststoffkörper
gerichtet werden. Jedoch führt auch dieses Verfahren nur zu · einem anrieh zweidimensionalen Erzeugnis Hit variabler Dicke
und es kann nicht zur. Herstellung getreuer, dreidimensionaler Abbildungen herangezogen werden, denn dabei süßte die Gestalt
n/ der zu erstellenden Figur auf allen Seiten beeifluöbar sein,
was bei diesem bekannten Verfahren nicht möglich ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu schaffen, das im wesentlichen dieselben Vorteile aufweist wie die bekannten Photοverfahren, mit dem jedoch die Herstellung
dreidimensionaler Figuren exakt möglich ist. Ausgehend M von einem Verfahren, bei dem ein dreidimensionales, reelles
Bild mittels einer Strahlung erzeugt wird, läßt sich diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch lösen, daß dieses Bild in einem
Volumen eines Mediums erzeugt wird, das eine auf einen Parameter der Strahlung ansprechende Eigenschaft aufweist. Im
Gegensatz zu den bekannten Verfahren lassen sich auf diese Weise freistehende, dreidimensionale Figuren erzeugen, die auf
allen Seiten von nicht an der Figurenbildung teilnehmenden Bereichen
umgeben sind. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für eine einfache und schnelle Vervielfältigung ^
eines dreidimensionalen Vorbilds mit beliebigem Abbildungsmaßstab, der jedoch in allen drei Dimensionen identisch sein kann.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich dauerhafte und sichtbare Figuren erzeugen, die in einer transparenten
Matrix liegen können. Es ist aber auch möglich, dreidimensionale, sich bewegende Abbildungen zu erzeugen, die ebenfalls
in einem transparenten Körper liegen, wobei die Bewegung reell oder scheinbar sein kann, indem man in rascher Aufeinanderfolge
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unterschiedliche,feststellende Abbildungen mit kurzen Auf- und
Abbauzeiten erzeugt. Es ist ferner möglich, farbige Bilder beziehungsweise Figuren zu erzeugen, so daß das erfindungsgemäße
Verfahren die Basis für ein dreidimensionales Färbfernsehsystem bilden kann. Schließlich ermöglicht dieses Verfahren
die Herstellung plastischer Produkte, die man vom ursprünglichen, der Bilderzeugung dienenden Medium trennen kann.
Es lassen sich aber auch auf die V/eise Figuren erzeugen, daß man die der Bilderzeugung dienenden Strahlen entsprechend den
gespeicherten Daten einer zu erzeugenden Figur steuert, beispielsweise mittels eines Rechners. Auch lassen sich mit Hilfe
des erfindungsgemäßen Verfahrens Formen oder Modelle für die Herstellung von Formen erzeugen, mit deren Hilfe die Vorlage
im Originalmaßstab oder mit geänderten Abmessungen in üblicher
Weise gegossen wird.
Gemäß der Erfindung wird mit einer geeigneten Vorrichtung ein
vorübergehendes oder dauerhaftes, dreidimensionales reelles ' Bild aus einander schneidenden Strahlen einer elektromagnetischen Strahlung geschaffen, wobei dieses Bild mindestens teilweise
in dem Volumen des auf die Strahlung ansprechenden Mediums liegt; die erzeugte Figur kann so klein wie der kleinste
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Punkt sein, dessen Erzeugung das Auflösungsvermögen der Abbildung und des bilderzeugenden Mediums noch zuläßt; große
Figuren lassen sich durch mehrfaches Belichten oder durch die Verwendung eines sich bewegenden, aktiven Bildes während eines
gewissen Zeitraums herstellen; eine v/eitere Möglichkeit besteht darin, eine große Zahl sich schneidender Strahlen einzeln
zu 'steuern,um so die verschiedenen Bildbereiche innerhalb
des lichtempfindlichen Mediums herzustellen. Schließlich ist es auch möglich, eine praktisch unendlich große Zahl von
Strahlungsschnittpunkten zu verwenden, um das die Figur bildende Bild auf einmal zu erzeugen, was beispielsweise mittels
eines Abbildungsverfahrens möglich ist, wie es in der Holographie oder bei der Abbildung mit Linsen üblich ist.
Das die Figur erzeugende Medium kann in der Form auf die Belichtung
ansprechen, daß gleiche einander schneidende Strahlen am Ort des Bildes eine verstärkte Wirkung hervorrufen, die dieses
Medium verändert; es ist aber auch möglich, daß es sich um ein solches Medium handelt ,in dem eine zur Bildung der Figur
führende Reaktion nur dann stattfindet, wenn wenigstens zwei ungleiche Strahlen gleichzeitig oder hintereinander in ein und
demselben Punkt zur Wirkung kommen. Da die die Figur erzeugenden Strahlen an den Ort des Bildes ohne wesentliche Schwächung
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vordringen können müssen, v/eisen geeignete Medien bezüglich der zur Figurenbildung herangezogenen elektroiaagnetischen
Strahlen eine Dichte von weniger als 20 pro bob auf, obwohl
auch dichtere Medien dann verwendet werden können, wenn der von ihnen gebildete Körper sehr klein ist oder aia.Ort des Bildes
eine geringe Tiefe aufweist.
Wenn große Teile eines Bildes oder das ganze Bild auf einmal erzeugt werden sollen, ist es möglich, hierfür Äbbildungssysteme
mit Spiegeln und Linsen zu verwenden. Werden jedoch größere und unverzerrte Abbildungen gewünscht, so ist ein Holographie-Verfahren
zu bevorzugen, das einzigartige Torteile aufweist. Die Verwendung eines zylindrischen Hologramms oder einer
das Medium umgebenden Anordnung flacher Hologramme gestattet die Erzeugung einer vollständigen Figur in einem Schritt.
Ein weiterer großer Vorteil bezüglich der Erzielung hoher Kontraste und großer Schärfe ist darin zu sehen, daß ein Hologramm
die Verwendung einer großen ■ numerischen Apertur ohne Verzerrungen erlaubt. Ein weiterer Vorteil der Erzeugung einer
Abbildung mit einem Hologramm ist darin zu sehen, daß sich eine Reihe von Phänomenen mit sichtbarem LiChIi9 Infrarot und Ultraviolettstrahlung,
Mikrowellen, Ultraschall» kurzwelligen Eönt-
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genstrahlen und anderen kohärenten Strahlungen in holographischer Form aufzeichnen lassen, worauf sie mit einer kohärenten
Strahlung unter Erzeugung eines reellen Bildes wiedergegeben v/erden können, so daß dieses Bild zur Erzeugung ™
einer dreidimensionalen Figur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung finden kann. Hologramme lassen sich auch
durch Comp-uter aus der Beschreibung eines hypothetischen Objekts erzeugen.Frühere Versuche zur Verwendung der Vorteile
holographischer Aufzeichnungen waren deshalb nicht sehr erfolgreich, weil sie eine kontinuierliche, kohärente Beleuchtung
erforderlich machten, wobei ein sichtbares, virtuelles Bild innerhalb des Hologramms entsteht, das wie durch ein Gitter
hindurch gesehen wird; außerdem eigneten sich konventio- I nelle Photoplatten eben nur zur Aufzeichnung in einer Ebene.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird aber ein reelles, dreidimensionales Bild anstelle eines virtuellen Bildes erzeugt,
ohne daß hierzu eine kontinuierliche, kohärente Beleuchtung erforderlich wäre. Ferner lassen sich bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren auch solche Figuren erzeugen, denen kein reelles Vorbild, sondern lediglieh eine Beschreibung zugrunde
liegt.
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Es ist bekannt, daß sich reelle Bilder mittels eines Hologramms
auf verschiedene Yfeise erzielen lassen» "beispielsweise
durch B9leuchten mit kohärentem Licht in der Weise, daß
^ der Lichtstrahl gleich verläuft wie der ursprüngliche Bezugsstrahl, jedoch mit umgekehrter Richtung. Weitere Vorteile des
Arbeitens mit einem Hologramm bestehen darin, daß man die Größe der Abbildung und die Verhältnisse ihrer Abmessungen durch
Vergrößern oder Verkleinern des Hologramms, Veränderung der Wellenlängen, Arbeiten mit konvergierenden oder divergierenden Lichtstrahlen sowie mit Linsen der verschiedensten Art
verändern kann. Ferner lassen sich umgekehrte und pseudoskopische Bilder allein oder gemeinsam mit normalen Bildern erzeugen;
alle diese Effekte lassen sich speziell nur mit der HoIo-
" graphietechnik erzielen. Holographisch erzeugte Bilder wurden
in einer Ebene schon auf üblichen Photoplatten aufgezeichnet, es war jedoch noch nie vorgeschlagen worden, daß die dreidimensionalen,
' mit Hilfe eines Hologramms erzeugten Bilder in der Weise aufgezeichnet werden können, wie dies das erfindungsgemäße
Verfahren vorschlägt.
Statt ein Hologramm zu verwenden, um gleichzeitig die Vielzahl der Strahlenschnittpunkte zu erzeugen, die das gewünsch-
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te Bild ergeben, ist es euch möglich, die gewünschte Figur mittels eines in gesteuerter V/eise verschiebbaren Bildpunktes,
einer Bildlinie oder eines anders geformten Bildelements hervorzurufen, beispielsweise nach Art einer Abtastbewegung
während eines begrenzten Zeitraums. Gemäß der Erfindung v/er- %
den mindestens zwei Strahlen bewegungsmäßig miteinander gekoppelt und dann so durch das Medium hindurchgeführt, daß ihr
Schnittpunkt die zu bildende Figur nachfährt. Eine derartige aktive Abbildung läßt sich beispielsweise mittels einer Linse
erzielen, es ist aber auch möglich,einzelne gesteuerte Strahlen so zu führen, daß sie sich an dem jeweiligen Bildpunkt zum
richtigen Zeitpunkt im Medium schneiden. Geeignete Strahlen bestehen theoretisch aus einer einzigen Welle einer elektromagnetischen
Strahlung, beispielsweise Licht, es können aber j auch viele derartiger Strahlen verwendet werden, um die Vielzahl
der StrahlungsSchnittpunkte hervorzurufen; schließlich is;
es möglich,einen Strahl so zu verbreitern, daß er eine Fläche oder eine Kurve bildet, die einen anderen Strahl schneidet. ·
Derartige Anpassungen sind besonders zweckmäßig im Zusammenhang mit gewissen fluoreszierenden und photochromen Materialien,
in denen ein erster Strahl eine sichtbare Änderung hervorruft, 'Während ein zweiter Strahl anderer Art dazu benutzt
wird, diese Änderung über die ganze Länge des ersten Strahls mit Ausnahme des Bildpunkts oder der Bildpunkte zu dämpfen,
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zu unterdrücken oder umzukehren. Die Größe der Überschneidung
der beiden Strahlen kann variiert werden, so daß breite
flache Oberflächen ebenso wie feine Details sich schnell abtasten lassen. Sofern es wünschenswert ist, können mehrere
fe · Strahlen und mehrere Überschneidungspunkte auf demselben
Strahl herangezogen werden, um ein und dieselbe oder verschiedene Figuren nachzufahren.
Wird ein Medium zur Figurenerzeugung verwendeten dem mindestens
die Wirkung eines Strahls unbeständig ist, so wird zweckmäßigerweise ein anderer Strahl später durch den selben Bereich
gerichtet. Die Absorbtionseigenschaften der erzeugten Figur sollten auch so gewählt werden, daß nachteilige Wechselwirkungen
mit solchen Strahlen vermieden werden, die später durch die Figur gerichtet werden, beispielsweise dann, wenn
die Oberfläche einer Einwölbung in der Nachbarschaft eines Vorsprungs abgefahren wird. Enthält das figurenerzeugende Medium
ein Element mit einem Schwellwert des Ansprechvermögens auf die Strahlung, so besteht ein wesentlicher Unterschied
zur konventionellen Photoreproduktion: bei dieser erhöhen Unterschiede in der Oberflächenhelligkeit der Kopie das Vermögen eines Betrachters,Oberflächenkonturen des Originals zu
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erkennen; "bei dem erfindungsgemäßen Verfahren führen zu große
Helligkeitsuntersehiede zum Verlust der Räumlichkeit der
Abbildung. Deshalb werden Oberflächeneffekte (Schattierungen oder Farben ) am besten in einem derartigen Medium durch das
Zusammenwirken wenigstens zweier getrennter Bilder und aktiver Systeme reproduziert. Wenn zu kopierende Gegenstände an
der Oberfläche große Unterschiede im Reflexionsvermögen aufweisen, so kann es manchmal wünschenswert sein,die Daten in_
einer Zwischenstufe zu modifizieren, um eine zufriedenstellende Aufzeichnung in dem figurenerzeugenden Medium zu erhalten.
Eine Abänderung der ursprünglichen Daten kann auch dann zweckmäßig
sein, um "verschiedene Effekte hervorzurufen, so beispielsweise zur Erzeugung von Punkten oder Streifen auf der
Figur oder zur Erhöhung des !Contrasts in bestimmten Medien. Durch
Abtastung erzeugte Bilder können auch so hervorgerufen werden, daß das aktive Bild leichte Überlappungen aufweist
oder zwischen den Abtastlinien Lücken liegen. Im letzteren Pail können Richtungseffekte bei der molekularen Polymerisation
ausgenutzt werden, um eine kontinierliche Figur ohne
zu große Dicke zu erzeugen.
Ein besonderer Vorteil solcher Medien, die auf die gleichzei-
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tige Einwirkung mindestens zweier verschiedener elektromagnetischer
Strahlen ansprechen ( an den Schnittpunkten ), "besteht darin, daß sie frei von den lachteilen sind, die ein
Schwellwert des Ansprechens bei anderen Medien mit sich "bringt, Oberflächeneffekte können durch Variieren der relativen Intensität
der unterschiedlichen Strahlen hervorgerufen werden, und im allgemeinen ist es leichter, scharfe Bilder zu erzeugen,
d.h. die Wirkung der !Figur ist wirkungsvoller auf den tatsächlichen Bildpunkt, nämlich auf den Schnittpunkt der
Strahlen "beschränkt.
Werden getrennte und einzeln geführte Lichtstrahlen sichtbaren
oder unsichtbaren Lichts verwendet, so führen die spektrale Selektivität, die Intensität und die scharfe Strahlbündelung
dazu, daß der Laser die geeignetste Strahlungsquelle darstellt. Natürlich können aber auch andere Lichtquellen
oder Elektronenstrahlquellen oder dergleichen in Kombination
mit einem geeigneten Aufzeichnungsmedium Verwendung finden. · Es ist ferner nicht erforderlich, für jeden Strahl einen be- .
sonderen Laser heranzuziehen, da ein Strahl aufgespalten werden kann, wobei mehrere Strahlen mit gleicher oder unterschiedlicher
Wellenlänge entstehen können, die an das spezielle Aufzeichnungsmedium
angepaßt sind. Die Strahlen lassen sich auf
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verschiedene Weise steuern, so beispielsweise elektronisch,
optisch, mechanisch oder in Kombinierter Weise, wie in Bildröhren, Skiatrons oder L.B.I.R.-Vorrichtungen; möglich sind
aber auch einfache Spiegelsysteme, die von Magneten und bewegten Spulen gesteuert werden. Bei Anwendung von Hologrammen
zur Herstellung eines Bildes kann die Figur eine Reproduktion eines Mustergegenstands sein, sie kann aber auch die Wiedergabe
theoretischer Informationen darstellen. Zur Führung der Strahlen lassen sich die verschiedensten Einrichtungen den-·
ken, im allgemeinen wird jedoch eine Vorrichtung vorgesehen
sein, die die Oberfläche des als Vorlage dienenden Gegenstands
abtastet, wobei diese Vorlage auch durch, eine Beschreibung, beispielsweise in Form eines Rechnerprogramms ersetzt werden
kann. Ferner wird eine Vorrichtung zur Erzeugung der aktiven
Strahlen vorgesehen sein, und schließlich eine Steuervorrichtung, die von der die Vorlage abtastenden Vorrichtung gesteuert
wird und die Strahlen der elektromagnetischen Strahlung so führt, daß sie sich s.tets in einem Punkt der Abbildung
schneiden, der dem gerade abgetasteten Punkt der Vorlage entspricht.
Zur Abtastung der Vorlage können einfache mechanische Sonden oder auch mit Lasern arbeitende Vorrichtungen oder Interferometer herangezogen werden. Selbstverständlich können
die die Koordinaten der Vorlage wiedergebenden Informationen gespeichert und auch so modifiziert werden, daß eine modifizierte
Abbildung entsteht, beispielsweise unter Änderung der
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Größe oder der Größenverhältnisse oder unter Streichung ausgewählter
Bildelemente.
Zur Beschreibung der der Figurenerzeugung dienenden Medien gemäß der Erfindung wird im folgenden mit der Bezeichnung
fe " aktives System " diejenige Komponente des Mediums, die mehrere
Elemente umfassen kann, bezeichnet, die auf die Anwesenheit
eines Bildes anspricht und dann die gewünschte Figur erzeugt. Viele der aktiven Systeme, die in erfindungsgemäßen Medien
Verwendung finden können, wurden für die zweidimensionale Photoreproduktion entwickelt. Häufig sind allerdings diese Materialien
in ihrer ursprünglichen Form, wie sie in der Photographie
angewandt werden, nicht zur Verwendung gemäß der Erfindung geeignet, jedoch läßt sich dies dadurch "beheben, daß
man gewissen Bestandteile modifiziert oder andere Bestandteile hinzufügt. Ein Beispiel einer solchen Modifikation ist die Verwendung
einer Vielzahl photoempfindlieher Zusammensetzungen, wie sie gegenwärtig für Papier-Photokopieverfahren Verwendung
finden, wobei zunächst mit Licht aufgezeichnet und dann durch Wärme entwickelt wird. Diese Materialien sind besonders
für die Erzeugung dreidimensionaler Figuren geeignet, wobei ein Bild durch Zusammenwirken ungleicher, einzeln geführter
Strahlen erzeugt wird, von denen der eine den .Lichteffekt und
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der andere die Erwärmung "bewirkt, so daß die verschiedenen
Bildpunkte eine dreidimensionale !Figur ergeben. In gleicher
Weise lassen sich diejenigen Materialien verwenden, die üblicherweise
für die Herstellung von Photowiderstands-und lithographischen
Platten Verwendung finden, wobei diese aller- " dings so- modifiziert werden, daß ein. im wesentlichen "transparenter
Körper entsteht,in dem Figuren gebildet werden können,
die unlöslich sind; dadurch gelingt es dann, eine dreidimensionale Figur zu erzeugen, die von der sie aufnehmenden
Matrix getrennt werden kann. Existiert für die Figurenbildung
ein Schwellwert, so müssen die bekannten aktiven Systeme so
modifiziert werden, daß der Kontrast ein Maximum erreicht. Werden unterschiedliche elektromagnetische Strahlen zur Erzeugung
des Bilds herangezogen, so können geeignete Medien J häufig dadurch erzeugt werden, daß man mindestens zwei aktive
Systeme der bekannten Art miteinander kombiniert, die selektiv
und unabhängig voneinander auf die verwendeten, besonderen Strahlen ansprechen, so daß sie beide zusammen die gewünschte
Figur ergeben, getrennt jedoch inaktiv sind. ■ "
Dasjenige Medium, das sich als am zweckmäßigsten erwiesen hat,
enthält aktive Systeme, die auf sichtbares und nicht sichtbares Licht, auf Wärme und auf die-Kombination'von Lichtwellen-
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längen allein oder mit Wärmeeffekten ansprechen. Andere Systeme
können auf eine atomare Strahlung, auf Elektronenstrahlen
oder ganz allgemein auf jede Form einer elektromagnetischen Energie ansprechen, die in die Form einzelner und steufc
erbarer Strahlen gebracht werden kann. Außerdem kann das Medium zahlreiche zusätzliche Komponenten enthalten, beispielsweise
Kat-.alysatoren, Inhibitoren, inaktive Zusatzstoffe, Farben,
Schmiermittel sowie Zusatzmittel zur Erleichterung der ' Löslichkeit,und insbesondere kann das Medium aktive Hilfssysteme
enthalten, die nicht zur Erzeugung der Figur mit Hilfe des erzeugten Bilds benötigt werden, sondern später im Zusammenhang
mit der erzeugten Figur, um beispielsweise eine geeig-r nete Beleuchtung hervorzurufen oder feste, homogene Figuren
zu erzeugen.
Der photoempfindliche Körper kann lediglich ein aktives System
enthalten, es ist aber auch möglich, daß er Mischungen aus mehreren aktiven Systemen aufweist.· So können beispiels-'
weise flüchtige, farbige und für ein dreidimensionales Fernsehsystem geeignete Figuren in einem Volumen aus einem Medium
erzeugt werden,das Mischungen aus fluoreszierenden oder phosphoreszierenden
Chemikalien enthält, wobei die Farbeffekte
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jeweils durch ganz "bestimmte emittierende Komponenten hervorgerufen
werden, die man mit Strahlungen unterschiedlicher Wellenlänge oder sonstiger unterschiedlicher Eigenschaften
erregt.
Die beigefügte Zeichnung stellt eine Einrichtung zur Wiedergabe
sieh bewegender Bilder dar, die beispielsweise für ein dreidimensionales Fernsehsystem geeignet ist, die aber auch
eine zwe!dimensionale Wiedergabe erlaubt. Mit A ist ein Laser
bezeichnet, der eine ultraviolette Strahlung aussendet, während ein im Infrarotgebiet emittierender Laser mit B bezeichnet
ist. O stellt einen Spiegel geeigneter Form dar, durch
den die vom Laser A ausgasandte Strahlung in Form horizontaler,
paralleler Linien in ein Medium D geleitet wird, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel fluoreszierende Stoffe enthal-
*■*■»■ . .
ten kann. Mit E und P sind Strahlenf ührungs vorri chtungen bezeichnet,
die jede geeignete Ausbildungsform haben können, um die infraroten und ultravioletten Strahlen in vorbestimmter
Weise zu lenken. Bei einer Betriebsweise wird der ultraviolette Strahl in einem regelmäßigen Muster kontinuierlich oder
schrittweise über das Medium geführt, beispielsweise in der
Art der Abtastung bei einer üblichen Kathodenröhre, wobei lediglich der Unterschied besteht, daß gegebenenfalls noch eine
dritte Dimension, nämlich die-Tiefe hinzu tritt. Der Haupt-
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informationsträger soll der Infrarotstrahl sein, der mit dem Ultraviolettstrahl synchronisiert ist, damit sich, die "beiden
Strahlen an den gewünschten Bildpunkten treffen. In Abhängigkeit vom fluoreszierenden Material kann an der Stelle, an der
sich die beiden Strahlen schneiden, die Emission des fluo-
W reszierenden Materials angeregt oder gedämpft werden. Das
Ausmaß dieses- Effekts wird von der Intensität des Infrarotstrahls bestimmt, die entsprechend der Information moduliert
ist. Tritt an der Stelle der Strahlüberschneidung eine Dämpfung ein, so können mehrere Infrarotstrahlen, breite Strahlen
oder durch Spiegel oder Prismen aufgespaltene Strahlen verwendet v/erden, um die Lumineszenz auf einen kleinen Bereich
der horizontalen Linie zu begrenzen, es können aber auch geeignete fluoreszierende Stoffe verwendet werden, damit die-
k ser Effekt durch das Abtasten erzielt wird. Es ist ferner
möglich,den ultravioletten Strahl zu führen statt abzutasten, damit die Figur lediglich an denjenigen Stellen entsteht,
an denen sich die beiden Strahlen schneiden; schließlich kann das fluoreszierende Material durch photochrome oder thermo- '
chrome Stoffe ersetzt werden, sofern die strahlerzeugenden Einrichtungen entsprechend abgeändert wurden.
Weist das die Figur erzeugende aktive System einen Schwell-
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wert auf, und wird mit der Verstärkung des Effekts mit Hilfe
mehrerer Strahlen gearbeitet, die sich schneiden und dabei das
Bild erzeugen, so muß insbesondere dann ein einen hohen Kontrast erzeugendes Medium verwendet v/erden, wenn eine Figur
mit hohem Auflösungsvermögen, d.h. mit minimaler Dicke erzeugt werden soll; das die Figur erzeugende Medium muß dann unter- "
schiedlich auf die maximale Intensität des jeweiligen Bildpunkts
und die mehr oder minder abrupt abfallende Intensität
der Strahlwirkung an anderen Stellen des Körpers reagieren.
Derartige Systeme können unter Verwendung eines einzigen Elements entstehen, das sowohl auf das Bild reagiert, als auch
die Figur erzeugt; es kann aber auch zu einer Vielzahl von
steil abfallend verlaufenden Reaktionen gegriffen werden, wenn man mehrere Elemente verwendet, von denen das eine auf
das Bild anspricht und eine zweite oder dritte u.s.f. Kompo- | nente so beeinflußt, daß die Figur beispielsweise durch Kristallisation, Polymerisation,Kreuzvernetzen, pH - oder Redu tions
- Oxydations - Effekte auf einen Indikator oder dergleichen
entsteht. Systeme mit einem einzigen Element geben ' den besten Kontrast, wenn sie einen ganz bestimmten und scharfen Schwellwert für eine wirksame Belichtung aufweisen, d.h.
einen Wert, unter dem keinerlei Effekt auf das photo empfindliche
Material ausgeübt Wird, und zwar unabhängig iron der
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Bellclrfcungszeit. Wärmeempfindliche Materialien können den
Vorteil aufweisen, daß sie ihren Zustand außerordentlich
rasch wechseln, indem sie beispielsweise schmelzen oder verdampfen, woraus ebenfalls ein sehr hoher Kontrast resultieren
kann. Die Erzeugung oder das Freigeben eines Gases durch thermische und/oder Li-cht-Effekte in Materialien des Kalvartyps
gestattet die Erzeugung einer sichtbaren Figur durch Lichtdiffusion,, während ein Aufschmelzen des Materials am
Ort des Bildpunkts zu einem Medium führen kann, in dem eine Reaktion zwischen im Medium enthaltenen Stoffen stattfindet.
Die erzeugten Figuren können einfach sichtbar oder durch eine andere Eigenschaft gekennzeichnet sein; so ist es beispielsweise
möglich, daß sie unlöslich sind, oder einen höheren
■'.■■■■
Schmelzpunkt als die nicht belichtete Matrix aufweisen. Insbesondere
dann, wenn abtrennbare Artikel oder Formen erzeugt werden, kann die brauchbare Figur aus dem Material auf beiden
Seiten der Fläche der Bildpunkte bestehen, statt aus der Fläche der Bildpunkte selbst. Besondere, von der Corning Gomp.
entwickelte Gläser gestatten sowohl die Herstellung vorübergehend als auch dauerhaft sichtbarer Figuren, die außerdem
eine andere Löslichkeit aufweisen. Ein weiterer Bereich un-
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terschiedlicher Eigenschaften kann jedoch bei der Verwendung
von Kunststoffen erschlossen werden. Vorübergehend sichtbare Figuren lasssen sich auch in solchen Medien erzeugen, die
thermochrome oder photochrome Elemente enthalten, beispielsweise Fulgide, Spiropyrane, Xanthyliden-Anthrone und beta-TiQi.
Diese Stoffe lassen sich mit unterschiedlichen Strahlen zur Bilderzeugung verwenden, wobei ein Strahl einen ausreichenden Lichteffekt hervorruft, während der andere Strahl erwärmt ·
oder gar aufschmilzt, wodurch das im figurenerzeugenden Medium
enthaltene Element an der Stelle des Bildpunkts, d.h. desjenigen Punkts, der von beiden Strahlen getroffen wird,
aktiviert wird. Der Farbwechsel wird dadurch fixiert, daß sich das Medium wieder verfestigt, und wenn es erwünscht ist,
so kann die Figur teilweise oder ganz dadurch wieder gelöscht | werden, daß man auf sie einen geeigneten Lichtstrahl richtet.
Wegen der äußerst vielfältigen Eigenschaften der Kunststoffe
ist die einzige zu stellende Forderung diejenige nach einer · ausreichenden Transparenz für die bilderzeugenden Strahlen.
Zum Teil enthalten die Kunststoffen selbst das aktive System, das entweder ein sichtbares^der hinsichtlich der Löslichkeitseigenschaften
unterschiedliches Bild erzeugt; es ist aber auch
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Ta-Ta
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eine Kombination "beider Eigenschaften möglicli. Je nach dem
besonderen Material kann das zum Herauslösen einer verwendungsfähigen Abbildung verv/endbare Lösungsmittel Wasser,
ein wässriges oder organisches Lösungsmittel oder dergleichen sein, wie es für die verschiedenen Kunststoffe ansich bekannt
ist. Üblicherweise beruhen Effekte,die zu einer TJnlöslichkeit
führen, auf einer Polymerisation und Kreuzvernetzung, und um Verzerrungen durch Schrumpfen möglichst weit zu un- ·
terdrücken, wird zweckmäßigerweise ein Material ausgewählt,
das von einem löslichen polymeren Zustand in einen unlöslichen polymeren Zustand und nicht von einem monomeren in einen polymeren
Zustand übergeht. Es kann aber auch mit einem Effekt gearbeitet werden, bei dem das bestrahlte Medium am Ort der
Bildpunkte löslich statt unlöslich wird.
Die gemäß der Erfindung aus der Matrix durch. Schmelzen, Lösen
oder dergleichen heraustrennbaren Erzeugnisse können die Form von Schalen haben, deren Form der Gesamtheit der Bildpunkte
entspricht; es ist aber auch möglich, daß diese Bildpunkte als Grenzfläche dienen, auf deren einer Seite das Material
der Matrix entfernt wird, so daß entweder eine positive oder eine negative Figur entsteht, wobei die letztere wieder als
Form verwendbar ist. Wexin es erwünscht ist, tonnen auch dik-
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kere Bilder dadurch, erzeugt werden, daß man die G-röSe eines
holographisch erzeugten Bildes während der Belichtung verändert,
oder durch die Verwendung einzeln geführter Strahlen. Am einfachsten läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen,
wenn das Ausgangsmaterial des die Figur erzeugenden Mediums fest ist oder wenigstens ein Gel "bildet. Die abgetrennte
Figur und die nicht veränderte Matrix im Innern oder Äußern dieser Figur "kann gegebenenfalls -weiter erhitzt oder
beleuchtet werden, tun einen homogenen Körper zu erzeugen. Ein anderer Weg zur Erzeugung eines homogenen, festen Körpers
besteht darin, daß man in das Medium ein photοempfindliches
Hilfssystem einbringt, das zwar durch die das eigentliche
Bild erzeugenden Strahlen nicht aktiviert wird,-, weiches man
aber nach der Bildung der Figur aktivieren kann, beispielsweise durch Belichtung mit einem Strahl besonderer Wellenlänge.
Wählt man eine Figurenfarbe,welche diese besondere
Wellenlänge ausfiltert, so läßt sich die eine oder andere Seite der Figur vor einer Beeinflussung schützen. Stoffe, in denen
eine Vernetzung durch eine derartige Belichtung verhindert
oder zerstört werden kann, fuhren zu positiven Körpern, während
andere Stoffe, die auf eine Belichtung dadurch reagieren, daß sie unlöslich werden, zu negativen Formen führen.
Besonders zweckmäßig- für derartige Zwecke sind die durch Be-
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lichtung abbaubaren Gele sowie durch Farbstoffe sensibilisierte Polymerisationssysteme, wie sie von Oster angegeben
wurden.
Im Zusammenhang mit verschiedenartigen Strahlen verwendete
aktive Systeme können Elemente enthalten, die durch Bestrahlung oxydiert oder reduziert werden, zusammen mit einem Element,
das bei Bestrahlung mit einem geeigneten Strahl ein Oxydätions- oder Reduktionsmittel ergibt. So ergeben beispielsweise
die leicht oxydierbaren Produkte, die bei der durch Belichten hervorgerufenen Zersetzung gewisser Diazo-Yerbindungen
entstehen, gefärbte Oxydationsprodukte und können deshalb mit einem photoempfindlichen Element kombiniert werden,
das sich durch eine Strahlung anderer Wellenlänge anregen läßt und ein Oxydationsmittel freisetzt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß das die Figur erzeugende
Medium einen durch Belichtung reduzierbaren Farbstoff enthält, bei dem es sich um eine Fluorescein- oder eine
Thiazin- Verbindung oder um gewisse Acridine oder Porphyrine wie beispielsweise bengalisch Rosa, um Acriflavin, Eosin
oder Erythrosin handelt, wobei ferner in diesem Medium Sub stanzen
enthalten sein müssen, die dann eine reduzierende Ver-
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bindung freigeben, wenn sie mit einem Strahl einer solchen
Wellenlänge belichtet v/erden, die vom Farbstoff nicht absorbiert wird; es entstehen dann sichtbare und/oder in ihrer
Löslichkeit sich von der Matrix unterscheidende Figuren, sofern man nur ungleiche Strahlen zur Erzeugung des Bildes ver- Q
wendet. Im folgenden werden einige Stoffe angegeben, die bei einer entsprechenden Belichtung ein Reduktionsmittel abgeben:
die Arylsulphonylester der Arylsulfonamidonaphtholsulphonsäür.en sowie Diazoverbindungen, die hergestellt wurden aus 1,2-
oder 1,4 - Aminohydroxy - und Dihydroxybenzolen sowie Naphthalinen, ρ - Aminodialkylanilinen oder ρ - Aminodiphenylaminen.
Spezielle Verbindungen sind beispielsweise die Zinkchlorid-Doppelsalze der 2 - Diazo - 1 - hydroxy - 6 - methyl - 4 - benzol-
SuI phonsäure, ρ - Diäthylamino - benzol - diazoniumchlorid
sowie die Schwefelsäure - und Borflußsäure - Derivate des diazotierten ρ - Aminodiäthylanilins und 1 - Methyl - 2 - diäthylaminobenzols.
Andere auf unterschiedliche Strahlen reagierende Medien können so hergestellt werden, daß man Diazoverbindungen unterschiedlicher
Eigenschaften in das Medium einbaut, beispielsweise die inaktiven Diazosulphonate oder Diazosulphinate. Bei einer
Belichtung oder Erwärmung wird die aktive Komponente
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freigesetzt. Da Diazosulphonate üblicherweise durch, ultraviolettes
Licht zersetzt werden, vrird die zweite Komponente üblicherweise so zu wählen sein, daß sie durch Wärme oder
sichtbares Licht aktiviert wird. Gegebenenfalls lassen sich
' solche Zusammensetzungen auch so aufbauen, daß sie auf
gleichzeitiges oder nacheinander erfolgendes Bestrahlen mit drei ungleichen Strahlen ansprechen. Auf diese V/eise verfügbar
werdende, reagierende Komponenten sind beispielsweise Reduktionsmittel, Oxydationsmittel, aktive Diazoverbindungen
sowie die geeigneten Koppler, die eine sichtbare Farbänderung hervorrufen. So erzeugt beispielsweise das Natriumsalz der
Naphthalin-beta-diazo-N-sulphonsäure eine aktive Diazoverbindung,
wenn man es mit ultraviolettem Li.cht bestrahlt; T : 2 Diazoxy-
3 - methoxy - 5 - H" - piperidylacetamido- Benzol ergibt
bei einer Belichtung durch sichtbares Licht einen Koppler; schließlich führt eine Erwärmung mit infrarotem Licht
bei einer substituierten Harnstoffverbindung oder Harnstoff zu einem alkalischen Entwickler. Werden zwei oder drei dieser ·
Elemente verwendet, so lassen sich die besten Ergebnisse dann erzielen, wenn man die elektromagnetischen Strahlen so filtert,
daß jeder Strahl hauptsächlich nur diejenige Wellenlänge aufweist, auf welche eine bestimmte Komponente am bes-
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ten anspricht. Ähnliche Medien lassen sich unter Verwendung
lichtempfindlicher, alkalische Verbindungen freisetzender Reagenzien wie beispielsweise Hexaminokobaltichlorid herstellen.
Verbindungen, die "bei einer UV-Bestrahlung Koppler erzeugen,
sind 1:2- Diazoxy-3 - dimethylaminomethyl - 5 - g
methylbenzol oder die Alkalisalze des Diazobenzols und seiner Derivate, die aktive Diazoverbindungen erzeugen.
Andere vielseitige aktive Systeme für Kunststoffe zur Erzeugung sichtbarer und unlöslicher Figuren basieren auf der
Verwendung folgender Verbindungen: freie Halogenradikale entwickelnde Verbindungen wie die lichtempfindlichen Verbinddungen,
die nur auf Strahlen bestimmter spektraler Zusammensetzung ansprechen, und n-Vinylamine, Amine, Styryl - oder
Cyaninfarbbasen oder Indikatoren; diese Verbindungen stellen * die die Figuren erzeugenden Bestandteile dar. Wird ein pH-Indikator
zusammen mit einer/derartigen Halogenverbindung verwendet, läßt sich der Kontrast besonders erhöhen, da die Figur
nicht direkt durch das Belichten erzeugt wird, sondern durch eine Sekundärreaktion, die ganz plötzlich abläuft,
wenn das durch die Belichtung hervorgerufene Produkt eine kritische Konzentration überschreitet; am schnellsten findet
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diese Reaktion in den intensiv "belichteten Bildpunkten statt.
Wenn man in einen polymerisierbaren Vinylkö'rper Farbstoffe
wie Cyanine, Merocyanine, Azanole, Hemicyanine, Styryle oder dergleichen, die in einem Bereich des Spektrums stark absorbieren,
zusammen mit einem Diazosulphonat oder - Sulphinat einbaut, wobei sich die letzteren durch eine Bestrahlung mit
einer Strahlung anderer spektraler Zusammensetzungen unter Bildung einer aktiven Diazοverbindung zersetzen, so ergibt sich
ein Medium, mit dem sowohl sichtbare als auch hinsichtlich ihrer Löslichkeitseigenschaften unterschiedliche Figuren erzeugt
werden können, wenn man es mit zwei unterschiedlichen Strahlen belichtet. Derartige Diazosulphonate lassen sich in bekannter
Weise aus primären aromatischen Aminen herstellen, beispielsweise aus ρ - 4-Morpholinylanilin, p-1-Pipyridylanilin, 4-Diäthylaminoanilin
oder p-Phenylendiamin.
Obwohl unlösliche, durch Polymerisation entstandene Figuren · auch auf andere V/eise erzeugt werden können, hat die Verwendung
der Photopolymerisationskatalysatoren, die freie Radikale bilden, den Vorteil, daß sich mit Inhibitoren äußerst hohe
Kontraste erzeugen lassen. Durch eine entsprechende Einstel-
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lung der Konzentration des Inhibitors, der Temperatur, der Katalysatoren und anderer Paktoren kann man erreichen, daß
die Polymerisation am Ort der Bildpunkte äußerst rasch abläuft und beendet ist, ehe die Konzentration des Inhibitors
in der weniger stark belichteten Matrix unter den Wert absinkt, bei dem die Polymerisation merkbar einsetzen würde.
Der Kontrast läßt sich ferner durch die Wahl eines Inhibitors wie beispielsweise Sauerstoff erhöhen, der ein Zwischenprodukt
erzeugen kann, welches selbst die Polymerisationsreaktion beschleunigt, wenn der Inhibitor verbraucht ist. Ein
anderer Weg besteht darin, einen Inhibitor anzuwenden, der
nicht nur durch freie Radikale, sondern auch durch Eigenschaften des Bilds, so beispielsweise durch eine Belichtung zerstört
wird. Schließlich lassen sich die Kontrasteigenschaften auch durch inerte Zusätze und solche Reagenzien modifizieren,
welche Ketten transferieren, und ganz besonders wirksam sind difunktionelie Monomere, die zwei oder mehr polymerisierbare
Gruppen enthalten, welche kreuzvernetzen können. Zu besonders hohen Kontrasten führen Medien, in denen die Polymerisation
durch Silbersalze katalysiert wird, wobei der Kontrast in hohem Maß von den Eigenschaften des Silbersalzes abhängt. Es
sind auch Verfahren bekannt, wie derartige Salze zur Erzeugung hoher Kontraste hergestellt werden. Mit Vorteil kann
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man auch Gebrauch von den inneren Korneffekten machen, die
durch eine lcurze Beleuchtung mit hoher Intensität durch einen
Laser hervorgerufen werden.
Im folgenden sollen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden.
200 cm eines Polyesterharzes, wie es unter der Bezeichnung
Scott Bader CI9IE vertrieben wird, sowie 4 g einer 50$ igen
Benzoylperoxyd-Katalysatorpaste werden sorgfältig gemischt und in eine Glasflasche gegeben. Diese wird dann auf eine rotierende
Platte gebracht und mit ungefähr 10 U/min gedreht. Dann entfernt man von drei 120 W Quecksirber-UXtraviolettlampen,
wie sie von der Firma Philips hergestellt werden, die dunkel gefärbten Schutzgläser, und durch, eine geeignete Anordnung
von Blenden und Reflektoren erhält man schließlich drei, enggebündelte Ultraviolett-Strahlen. Diese werden so gerichtet,
daß sie sich innerhalb des Mediums in einen Bildpunkt schneiden, welcher bei entsprechender Steuerung dieser lichtstrahlen
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einen Kreis mit einem Durchmesser von 3,75 cm durchläuft,
wenn man die Glasflasche dreht. Dabei tritt ein Strahl unter einem Winkel von ungefähr 2o ein, während der zweite und der
dritte Strahl unter Winkeln von 45 bzw. 70 gegenüber der Vertikalen eintreten. Diese besondere Anordnung mehrerer Strahlen
wird deshalb gewählt/ v/eil das hier beschriebene Medium keine besonders guten Kontrasteigenschaften aufweist. Nach "
einer Belichtung von drei Stunden wurde die Glasflasche mit Tetrahydrofuran gespült, wobei alles nicht polymerisierte und
lösliche Material auf allen Seiten über und unter der erzeugten Figur weggewaschen wurde, während eine weiche, reifähnliche
Figur im Lösungsmittel zurückblieb. Sie wurde dann dem Lösungsmittel entnommen und während einer weiteren Stunde auf einer
Platte mit ultraviolettem Licht bestrahlt, wodurch sich eine voll auspolymerisierte und steife Figur ergab.·
15g eines mit Samarium und Cer aktivierten Strontiumsulphid-
Phosphorpulvers (bekannt als infrarot-empfindlicher Phosphor)
wurden in einem Ltr. eines nicht wässrigen Lösungsmittels suspendiert
und kräftig gerührt, worauf man das ganze stehen ließ. Wenn sich die schwereren Teilchen abgesetzt hatten, wurde die
leicht getrübte, darüberstehende Suspension abgezogen, in ei-
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nen dunklen Raum gebracht, umgerührt und dann mit infrarotem
Licht bestrahlt, "bis man keine Lumineszenz mehr feststellen
konnte, was nach ungefähr 15 Std. der Pall iat. Unter einem
grünen Sicherheitslicht wurde dann das Medium in eine quaderförmige
Glaszelle aus einem für ultraviolettes Licht durch-P
lässigem Glas gebracht. Durch eine Seitenwand der Zelle richtete man einen entsprechend Beispiel 1 erzeugten, enggebündelten
ultravioletten Strahl in das Medium» während man durch
eine andere Seitenwand der Zelle einen ähnlichen Strahl infraroten Lichts in das Medium richtete. Es ergab sich ein freistehender,
grünlich fluoreszierender Punkt, den man durch Umrühren des Mediums auslöschen konnte, der jedoch dann wieder
erschien, wenn sich das Medium nicht mehr bewegte. Da dieser Phosphor bei der Einwirkung von alpha-Teilchen auch infrarotempfindlich
wird, könnte der ultraviolette Strahl durch eine geeignete radioaktive Strahlungsquelle ersetzt werden.
10g beta-Tetrachlorketonaphthalin wurden mit 100 cm Tetrachlorkohlenstoff
verrührt und die Lösung in eine kleine Zelle gegossen, die aus 4x 5- Glasplatten sowie vier Streifen eines
Ultraviolett-durchlässigen Glases so gebildet wurde, daß
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zwischen den Glasplatten ein Spalt von ungefähr 2 mm entstand. Die Zelle wurde dann in eine horizontale Lage gebracht, so
daß ein ultravioletter Strahl durch eine der schmäleren Seiten in das Medium gerichtet werden konnte. Dann wurde eine Infrarot-Lampe
auf die Oberfläche der Zelle gerichtet, wobei eine solche Maske verwendet wurde, daß das Zentrum der Zelle gegenüber
dem infraroten Licht abgeschirmt war, während die Bereiche nahe der Eintritts-und der Austrittsstelle des ultravioletten
Strahls mit Infrarot-Licht bestrahlt wurden. Durch die Wirkung beider Strahlen auf das Medium in der Zelle entstand
ein freistehender Bezirk mit roter Färbung im Zentrum der Zelle. Entfernte man die den Mittelbereich der Zelle abschirmende
Maske, so wurde durch das Infrarotlicht die sichtbare rote Linie ausgelöscht.
^ Beispiel 4
Wie in Beispiel 1 wurde ein Polyesterharz mit sirupartiger Konsistenz hergestellt und in ein 1 Ltr. - Becherglas gegossen,
dessen Außenseite schwarz gestrichen war. Das letztere wurde dann unter eine Linse mit einem Durchmesser von 20,3 cm
und mit einer Brennweite von 7,6 cm gebracht, die in einer horizontalen Lage gehalten wurde und mit einer blauen Kunststoffolie
bedeckt war. Das Ganze wurde dann zur Mittagszeit
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ins Freie gebracht und so justiert, daß die Abbildung der Sonne in einer Tiefe von ungefähr 2,5 cm im Becherglas
erschien. Nach einer Belichtungszeit von 45 min. wurde mit Tetrahydrofuran der zurückgebliebene Sirup weggewaschen und
die entstandene Figur herausgelöst, wie dies bereits im Beifc spiel 1 beschrieben worden ist. Die erzeugte Figur war etwas
langgestreckt, was auf die Bewegung der Sonne und damit der Abbildung während der Belichtungszeit zurückzuführen ist.
Es wurde eine ähnliche Einrichtung wie in Beispiel 1 verwendet,
jedoch nur mit zwei Lampen. Die obere in Quarz eingeschlossene Lampe wurde mit einem Filter versehen, um das
nahe dem ultravioletten Teil des Spektrums liegende Licht W auszufiltern, während die untere Lampe durch Fensterglas hindurch
gerichtet wurde, um das sehr kurzwellige ultraviolette Licht auszufiltern. lieben dem Benzoylperoxyd-Iiatalysator enthielt
das Polyester-Medium als für kurzwelliges Ultraviolett empfindlichen Beschleuniger 0,2 56 Resorcinolmonobenzoat. Es
ergab sich ein ähnliches Produkt wie in Beispiel 1.
Beispiel 6
Auf eine Drehscheibe wurde aufrecht eine dünnwandige und ein-
Auf eine Drehscheibe wurde aufrecht eine dünnwandige und ein-
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seitig mittels eines Korks verschlossene Glasröhre gestellt.
Dann wurden mit drei 250 YT-Projektorlampen drei 1 mm -Lichtstrahlen
erzeugt und mit Einfallsv/inkein von 0°, + 45° und
-45° relativ zur Horizontalen in die Glasrohre gerichtet, und zwar so, daß sie sich in deren Zentrum trafen. Das strahlungsempfindliche
Medium wurde durch Mischen von 50 cm^ CI9IE - Polyesterharz,
1 g Benzoylperoxyd- Paste, 10 g Indol, und 5g
Tetrajodkohlenstoff hergestellt. Die zuletzt erwähnte Komponente
wurde zunächst mit etwas Styren gemischt, und das Ganze wurde unter leichtem Erwärmen umgerührt. Dann wurde das Medium,
während es gedreht wurde, ungefähr 10 min. lang "belichtet, bis
die rötlich-braune Figur in der Mitte des Mediums undurchsichtig war. Während des Belichtens wurde mit einem Ventilator gekühlte
Luft in den Behälter geblasen, um Überhitzungserscheinungen zu verhindern. Wenn sich die zu erzeugende Figur genügend
ausgebildet hatte, konnte man das Medium von oben unge- j fähr 80 min. lang unter Ausschluß jeglichen sichtbaren Lichts
mit einer 120 ¥ - Quecksilberlampe (Kodak 18 A ) belichten, und zu diesem Zweck wurde ein lediglich ultraviolettes Licht durchlassendes
Filter der Firma Kodak verwendet. Wenn das Harz hart war, wurde die Glasrohre zerbrochen, und man konnte feststellen,
daß das ganze Medium mit Ausnahme eines zylindrischen Bereichs polymerisiert war, wobei dieser Bereich dem von der TJV- Lampe
erzeugten Abbildung entsprach, an den sich ein weiterer nichtpolymersierter Bereich anschloß, welcher durch die als innere
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Maske wirkende undurchsichtige Figur abgeschirmt war.
Die Verwendung e-inander in einem photoempfindlichen Medium
fe schneidender Strahlen zur Erzeugung dreidimensionaler Figuren ist nicht nur neu, sondern widerspricht geradezu den
bisher gekannten Vorstellungen über die Verwendung ähnlicher Medien. So heißt es beispielsweise in einem Artikel, der sich
mit der Erzeugung "dreidimensionaler" Bilder in photoempfindlichen Glaskörpern befaßt: " Wegen der dreidimensionalen Hatur
der Abbildung sollte das Licht parallel sein oder von einer kleinen Lichtquelle stammen. Tritt das Lichen das Glas unter
verschiedenen Winkeln ein, so entsteht ein verwaschenes Bild." (Artikel von S.D.Stoockey, Industrial and Engineering
Chemistry, April 1949, Seite 859).
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Claims (1)
- A 40 293 b19.Oktober 1973Patentansprüche :1. Verfahren zur Erzeugung eines reellen, dreidimensionalen Bildes mit Hilfe mindestens zweier steuerbarer Strahlen, die an den jeweiligen Kreuzungspunkten ihrer Strahlenwege physikalische Wirkungen in einem Medium auslösen, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium ein Material verwendet wird, in welchem die Bedingungen am Kreuzungspunkt der Strahlenwege der mindestens zwei Strahlen eine zumindest für eine gewisse Zeit verbleibende Änderung hervorrufen, so dass sich eine dem Bild entsprechende, dreidimensionale Figur ergibt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Strahlen gleichzeitig in das Medium gerichtet werden und dass sich die verbleibende Änderung am Kreuzungspunkt der mindestens zwei Strahlen ergibt.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Strahlen nacheinander in das Medium gerichtet werden, und dass sich die verbleibende Änderung am Kreuzungspunkt der Strahlenwege ergibt.4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlen elektromagnetische Strahlen verwendet werden.- 38 -409835/0863A 40 293 b - 38 -19.Oktober 19735. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Strahlen der Strahlung einzeln so geführt werden, dass die .Gesamtheit ihrer Schnittpunkte das Bild bildet.6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Strahlenschnittpunkten erzeugt wird, und dass Strahlen veränderlichen Querschnitts verwendet werden.7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Bildes ein Medium verwendet wird, welches an den Kreuzungspunkten der Strahlen bzw. Strahlenwege keine Strahlung emittiert.8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Medium mit einem Schwellwert für das Ansprechen auf die Strahlung verwendet wird.9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Medium verwendet wird, das mindestens zwei aktive Systeme enthält, deren jedes auf einen von mindestens zwei unterschiedlichen bilderzeugenden Strahlen anspricht, derart, dass bei Erregen lediglich eines Systems kein Bild erzeugt wird, während- 39 -409835/0863A 40 293 b19.Oktober 1973 ~59~eine Erregung beider Systeme ein Bild erzeugt.10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Medium verwendet wird, das auf mindesiTens einen der folgenden Strahlungsparameter anspricht: Wärmeerzeugung im Medium, Lichtinten- λ sitat einschließlich der Intensität nichtsichtbarer Strahlung', Kombination von Wärme und Licht, Kombination von Strahlungen verschiedener Wellenlänge, Intensität atomarer. Teilchen - Strahlung, Elektronenstrahlintensität.11.. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Lasers als Strahlungsquelle.12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein sichtbares Bild erzeugt wird.13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüchtiges Bild erzeugt wird.14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die das Bild er-409835/0863 _40_b-b -40-19.Oktober 1973gebenden Bereiche des Mediums von den übrigen Bereichen in einer physikalischen Eigenschaft derart unterscheiden, daß ein dem Bild entsprechendes Produkt'hergestellt werden kann.15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet t daß ein Medium verwendet wird, dessen das Bild ergebende Bereiche sich von den übrigen Bereichen des Mediums in ihr-er. löslichkeit unterscheiden.16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Kopie die das Bild erzeugende Strahlung entsprechend der Ausbildung eines Musters gesteuert wird,17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung entsprechend einer Abbildungsfunktion gesteuert wird, die das Verhältnis zwischen Abbildung und . Muster beispielsweise bezüglich des Maßstabes festlegt.18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Originalbildes die Strahlung entsprechend den Eigenschaf--41-409835/0863A ,4O 293 bI)-T) -41-19.Oktober 1973ten des zu erzeugenden Originals gesteuert wird.19· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,.'■<-■/ dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugung zeitabhängig ^ geführt wird, daß die Strahlen sich nicht gleichzeitig in den Bildpunlcten schneiden, sondern daß zurückbleibende Strahlungsfolgen nacheinander auf die Bildpunkte gerichteter Strahlen zur Erzeugung des Bildes verwendet v/erden.20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Medium mit einem zweiten aktiven System verwendet wird, das für eine zweite elektromagnetische Strahlung spezifisch empfindlich ist,für die die durch das erste aktive System und eine erste ™ Strahlung erzeugte Figur undurchlässig ist, und daß das zweite aktive System gegenüber der ersten Strahlung unempfindlich ist, sodaß die Figur gegenüber der zweiten Strahlung als Filter verwendet wird, derart, daß die bestrahlten Bereiche und die von der als Filter wirkenden Figur geschützten Bereiche des Mediums unterschieden werden können.21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An--42-409835/0883A 40 293 bb-b -42--I9.0kto,ber 1973sprüche, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Figur als selektives Filter verwendet wird zum Schutz der auf ihrer Rückseite gelegenen Bereiche vor allgemeiner Bestrahlung.22. Photoempfindliches Medium, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ein im wesentlichen transparentes, polymerisierbares Viny!material als■ photoempfindliches Reagenz ein organischer, durch Bestrahlung reduzierbarer Farbstoff sovrie ein Reduictionsmittel-Entwiekler eingebaut sind, und daß der letztere ein Arylsulphonylester der Arylsulphonamidonaphtholsulphonsäuren oder eine aus einer der folgenden Verbindungen hergestellte k Dia ζ o-Verbindung ist: 1 ,2 - oder 1,4 - Aminohydroxy - oder Dihydroxybenzole oder -naphthaline oder ρ - Aminodialk.ylaniline oder ρ - Aminodiphenylamine.23. Photoempfindliches Medium, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen transparenter, organischer Kunststoff enthält: als photoempfindliche Substanz einen lichtempfindlichen Alkali- Erzeuger-Entwickler, eine lichtempfindliche, Koppler-erzeugende Dia-409835/0863 -43-A 40 293 bb-b -43-19.Oktober 1973zo-Verbindung und eine lichtempfindliche Komponente zur Erzeugung einer aktiven Diazo-Verbindung, die mit dem erzeugten Koppler in Anwesenheit des vom Entwickler erzeugten alkalischen Mediums reagiert, wobei diese lichtempfindliehe Komponente ein Diazosulphonat, ein Diazosulphinat oder ein alkalisches Salz des Diazobenzols oder dessen | Derivate sein kann.24. Photoempfindliches Medium, insbesondere zur Durchführung' des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen durchsichtiger· Vinylkörper als photoempfindliches Element enthält rein Diazosulphonat eines primären, aromatischen Amins in Kombination mit einem der folgenden Farbstoffe: Azofarbstoffe, Cyanin - Farbstoffe, Azanol - Farbstoffe, Oxanol - Farbstoffe, Styryl - Farbstoffe, Hemicyanin - Farbstoffe und Merocyanin - Farbstoffe.25. Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eines der lichtempfindlichen Elemente durch ein wärmeempfindliches Element ersetzt ist, das zu einem Zersetzungsprodukt mit derselben V/irkung wie das ersetzte lichtempfindliche Element führt.-44-409835/0863A 40 293 b
19.Oktober 197326. Medium nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Komponenten durch ein Element ersetzt ist mit derselben V/irkung wie das Zersetzungsprodukt der ersetzten Komponente, so daß eine Belichtung durch zwei Strahlen verschiedener spektraler Zusammensetzung zur Figurenerzeugung ausreichend ist.SAD ORIGINAL 409835/0863
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Legal Events
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OHW | Rejection |