DE2046608A1

DE2046608A1 - Lagerfähige Hologramm Bander bzw Filme

Info

Publication number: DE2046608A1
Application number: DE19702046608
Authority: DE
Inventors: Joseph Ralph Hights town NJ Frattarola (V St A )
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1969-09-29
Filing date: 1970-09-22
Publication date: 1971-04-15
Also published as: US3619024A

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland ■ Or.-Ing. R. König

Dipl.-Ing. Bergen

Patentanwälte · 4ddo Düsseldorf ; Cecilienallee 76 · Telefon 43H73S

Unsere Akte: 26 154 19. September 1970

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

"Lagerfähige Hologramm-Bänder bzw. -Filme"

Die Erfindung bezieht sich auf Bänder, insbesondere Hologramm-Kopien in Form flexibler Bänder bzw. Filme, die sich auf eine Rolle aufwickeln lassen und für die Lagerung, Wiedergabe und Darstellung von Informationen geeignet sind, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Kopien»

Ein Hologramm ist eine Aufzeichnung in Form eines Interferenzmusters der gesamten, in der Wellenfront des Lichtes enthaltenen Information, die man von einem mit räumlich monochromatischem Licht beleuchteten Objekt erhält. Das Bild des Originals kann mit Hilfe des Monogramms dadurch erhalten werden, daß das Hologramm mit räumlich kohärentem, monochromatischem Licht bestrahlt wird. Die in Form eines Hologramms gespeicherte Information ist nicht auf Interferenzmuster eines tatsächlichen Objektes beschränkt, vielmehr kann sie auch in Form verschlüsselter Informationen vorliegen.

Eine Form des Hologramms besteht in Schwärzungsunterschieden des Materials, das die holographischen Interferenzmuster enthält. Eine andere Hologrammart wird durch Dickenunterschiede verkörpert, bei denen das Interferenzmuster durch ein aus Erhöhungs- und Vertiefungsprofilen bestehendes Reliefmuster gebildet wird. Die relative Lage und Größe der Reliefmuster definiert dabei die holographischen

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Informationen. Derartige Hologramme werden Phasenhologramme genannt, da die Wiedergabe dieser holographischen Informationen auf den durch die Profilkonturen des Reliefmusters hervorgerufenen Phasenverschiebungen basiert.

In einer gesonderten Anmeldung wurde ein Verfahren zur Vervielfältigung von Phasenhologrammen beschrieben, durch das sich Kopien herstellen lassen, die in Form flexibler Bänder bzw. Filme auf einer Rolle gelagert werden können. Derartige Bänder sind besonders gut zum Lagern und Wiedergeben von Video-Aufzeichnungen geeignet und können als Massenartikel kostengünstig hergestellt werden, so daß das Publikum Filme, Bühnen- und Fernsehaufführungen sowie Lehrfilme u.dgl. im eigenen Fernsehgerät oder an einer Leinwand jederzeit abspielen kann.

Damit sich kopierte Phasenhologramme in Form flexibler Filme bzw. Bänder - im folgenden Holofilm-Kopien genannt für die Wiedergabe von Video-Aufzeichnungen eignen, müssen sie eine extrem hohe Auflösung besitzen. Außerdem muß die Tiefe und Form des Reliefmusters auch bei wiederholtem Gebrauch erhalten bleiben,, Mit dem Ausdruck Holofilmkopie wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl die Hologramm-Matrize, die im allgemeinen aus einem flexiblen Metallband besteht, als auch das mit ihr erzeugte plastische, flexible Band bezeichnet. Die durchschnittliche Tiefe zwischen Spitzen und Tälern des Reliefmusters beträgt nur etwa 500 S₀ Daraus ist ersichtlich, daß eine Abnutzung der Hologrammoberfläche nicht zugelassen werden kann. Wenn jedoch Holofilmkopien zum Lagern auf eine Rolle aufgewickelt werden, ergibt sich zwangsläufig dadurch eine gewisse Abnutzung, daß die Rückseite der Holofilmkopie auf die das Reliefmuster tragende Frontseite der benachbarten Lage gewickelt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Holofilm-

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Kopie zu schaffen, die die aufgezeigten Nachteile nicht besitzt und insbesondere zur einwandfreien Lagerung und Wiedergabe ohne Qualitätseinbüße geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Band bzw. einen Film gelöst, das bzw. der einen mit einem Phasenhologramm-Reliefmuster versehenen Mittelteil bestimmter Dicke und gegenüber dem Mittelteil dicker ausgebildete Kantenteile in Form erhabener Ränder aufweist.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen, erhabenen Ränder werden Abstützungen für das aufzuwickelnde Band geschaffen, so daß keine Berührung mit dem holographischen Reliefmuster stattfindet. Die erfindungsgemaßen Maßnahmen sind sowohl für Holofilmmatrizen als auch für Holofilmkopien geeignet.

Zum Herstellen dieser Holofilmkopien und -matrizen wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, das gegebenenfalls auf einen Träger aufgebrachte Originalhologramm auf einem Stützband auszurichten, das eine größere Breite als das Originalhologramm besitzt, sodann die Oberfläche des Originalhologramms und des Stützbandes stromlos und/oder galvanisch mit einer geeigneten Metallschicht zu überziehen und die dadurch hergestellte Matrize vom Originalhologramm und Stützband abzuziehen. Mit dieser Matrize läßt sich eine Holofilmkopie erfindungsgemäß dadurch herstellen, daß das Reliefmuster der Matrize auf ein Kunststoffband geprägt wird, das die Matrize beidseitig überragt.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Holofilmkopie;

Fig. 2 zwei Lagen einer gemäß Fig. 1 ausgebildeten HoIo-

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filmkopie, im Querschnitt;

Fig, 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Holofilmkopie, im Querschnitt;

Fig. 5 und 6 Fertigungsschritte bei der Herstellung einer Holofilmkopie von einem Original-Hologramm; und

Fig. 7 zwei Lagen einer aufgewickelten, erfindungsgemäßen Hologramm-Matrize, im Querschnitt.

P Das in Fig. 1 dargestellte, bevorzugte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß en Holofilmkopie besteht aus einem flexiblen, thermoplastischen Band oder Film 100 mit einem Mittelteil 102 und demgegenüber dicker ausgebildeten Kantenteilen, die erhabene, das Mittelteil seitlich begrenzende Ränder 104 bzw. 106 bilden. Auf der Oberfläche des Mittelteils 102 befindet sich das holographische Reliefmuster 108. Die Ränder 104 und 106 der Holofilmkopie erheben sich auf derselben Seite des Bandes auf der sich auch das Relief muster 108 befindet, und zwar über letzteres hinaus, so daß ein Auflageschutz gebildet wird. Zwischen den Rändern 104 bzw. 106 und dem Mittelteil 102 befinden sich Rillen 110 bzw. 112. Die dem Reliefmuster 108

W gegenüberliegende, rückwärtige Oberfläche 114 des HoIofilms 100 ist vorzugsweise flach und glatt ausgebildet, wenn der Holofilm nach dem Durchleuchtungsprinzip verwendet wird.

In der Praxis werden gewöhnlich mehrere hundert Meter eines Holofilms auf eine Rolle gewickelt. Wenn dies mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Holofilm geschieht, kann das Reliefmuster die benachbarte Oberfläche weder berühren noch daran reiben oder sich selbst abnutzen. Dies geht deutlich aus der Darstellung gemäß Fig. 2 hervor, wonach die Berührung zweier benachbarter Lagen eines

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auf eine Rolle gewickelten Films auf die Stirnflächen der Ränder 104 und 106 beschränkt ist, die auf den rückwärtigen Randteilen der benachbarten Lage aufliegen. Das Hologrammrelief ist somit vor jeglichem Kontakt mit einer es möglicherweise beschädigenden Oberfläche geschützt.

In den Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Holofilmkopien 300 und 400 dargestellt, deren Ausbildung ebenfalls dafür sorgt, daß das Reliefmuster frei von irgendwelchem Kontakt mit anderen Oberflächen bleibt, wenn der Film auf eine Rolle aufgewickelt wird. Allerdings ist zu erwähnen, daß die Ausführung gemäß Fig. 1 bevorzugt wird, da sie einerseits eine relativ einfache Form besitzt und andererseits das Reliefmuster auch dann vor Beschädigungen geschützt ist, wenn der Holofilm mit nach unten gerichtetem Reliefmuster auf eine Platte gelegt oder über eine Kante oder einen Wiedergabekopf gezogen wird. Außerdem kann das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit einer Matrize hergestellt werden, die ihrerseits mit schützenden, erhabenen Rändern ausgestattet ist.

Eine Holofilm-Kopie besitzt normalerweise eine Dicke von 0,025 bis 0,15 mm, gemessen von der Berührungsfläche der Ränder bis zur rückwärtigen Oberfläche des Bandes» Die Höhe der Ränder relativ zum Reliefmuster beträgt bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen 1 μ und 0,025 mm, je nach Dicke des Holofilms, Selbstverständlich können die Ränder jede beliebige Stärke haben, vorausgesetzt, sie überragen die höchste Spitze der Konturen des Reliefmusters und sind andererseits nicht so stark, daß die Flexibilität des Films darunter leidet.

Als thermoplastisches Material für Holofilmkopien kommt vorzugsweise Dünnschicht-Vinyl infrage. Es hat sich her-

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ausgestellt, daß unter Anwendung der Prägetechnik mit diesem Material qualitativ hervorragende Holofilmkopien hergestellt werden können. Dieses Vinyimaterial kann gegebenenfalls auf geeignete Träger aufgebracht werden.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Holofilmkopien erläutert, das außerdem das Herstellen von Holofilmmetallmatrizen ermöglicht, die ebenfalls auf eine Rolle gewickelt werden können, ohne daß ihr Reliefmuster mit der Oberfläche der benachbarten Lage in Berührung kommt.

Das Verfahren wird anhand der Fig. 5 bis 7 näher erläutert, In Fig. 5 ist ein Reliefmuster 502 eines Originalphasenhologramms dargestellt, das sich auf einem Träger 504 befindet. Im allgemeinen besteht das Relief muster 502 aus einem lichtempfindlichen Material und der Träger 504 aus Kunststoff. Der Träger 504 wird mit seiner dem Reliefmuster 502 angewandten Seite auf ein Stützband 506 aufgebracht, das breiter als das Originalhologramm ist. Die obenliegenden Oberflächen des Trägers und des Stützstreifens werden sodann in bekannter Weise zur Aktivierung für eine stromlose Vernicklung behandelt. Die aktivierten Oberflächen werden dann stromlos mit einer Nickelschicht 508 versehen, wonach darauf gegebenenfalls ein Metall 510 elektroplattiert wird. Die Schichtdicke beträgt im allgemeinen 0,025 bis 0,1 mm. Die Metallschicht wird sodann vom Originalhologramm sowie dem Stützband abgezogen, wodurch eine flexible Nickel-Hologramm-Matrize 600 erzeugt wird, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Die derart hergestellte Metallmatrize 600 besitzt ein Mittelteil 602 einer bestimmten Dicke und Ränder 604 und 606 stärkerer Dicke, die das auf dem Mittelteil 602 befindliche Hologramm 608 schützend überragen.

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Danach wird das Reliefmuster der Nickelmatrize in einen flexiblen, thermoplastischen Streifen 610, vorzugsweise Gußvinyl, geprägt. Dies kann durch, gleichzeitiges Hindurchführen der Nickelmatrize und des Streifens 610 durch ein Kalanderwalzenpaar 612 und 614 geschehen. Die mit der Nickelmatrize in Verbindung stehende Kalanderwalze 612 wird auf eine Temperatur erwärmt, die etwa dem 0,3 bis 0,85-Fachen der Fließtemperatur von Vinylmaterial entspricht. Die genaue Temperatur wird in Abhängigkeit des speziellen Vinylmaterials, des angewandten Druckes und der Prägegeschwindigkeit gewählt. Bei Verwendung von Gußvinyl bewegen sich die Temperaturen im allgemeinen zwischen ungefähr 50 bis 130°C bei Drucken von entsprechend ungefähr 10 bis 0,7 kg/cm und Prägegeschwindigkeiten von 5 bis 500 mm/sec. Für ein optimales Ergebnis muß darüber hinaus mit zunehmender Prägegeschwindigkeit die Temperatur und/oder der Prägedruck erhöht werden.

Der thermoplastische Streifen 610, auf den das Reliefmuster geprägt ist, ist breiter als die Nickelmatrize 600, die zentrisch zum Streifen 610 angeordnet wird. Auf diese Weise wird eine thermoplastische Hologrammkopie erzeugt, die die i'n den Fig. 1 und 6 angegebene Querschnittsform besitzt.

Ein großer Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß nur ein einziger Verfahrensschritt benötigt wird, um gleichzeitig mit der Nachbildung des Hologrammmusters die erhabenen Ränder herzustellen. Außerdem ist dabei nicht nur die Hologrammkopie mit das Hologrammreliefmuster schützenden Rändern versehen, sondern auch die Nickelhologramm-Matrize, so daß auch diese unbeschädigt auf einer Rolle aufgehoben oder auf einer Platte bewegt werden kann, ohne daß eine Beschädigung des Hologramm-Musters befürchtet werden muß.

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In Fig. 7 sind zwei Lagen einer aufgewickelten, nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Metallmatrize dargestellt.

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Claims

RCA Corporation, New York, N_QY_e (V.St.A.)

Patentansprüche:

Aufwickelbares Band bzw. Film, gekennzeichnet durch einen Mittelteil (102, 602) bestimmter Dicke, der mit einem Phasenhologramm-Reliefmuster versehen ist, sowie durch gegenüber dem Mittelteil dicker ausgebildete Kantenteile in Form erhabener Ränder (104, 106, 604, 606).
2. Band bzw. Film nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem das Reliefmuster aufweisenden Vinyl-Material besteht und eine Dicke von 0,025 bis 0,15 mm besitzt.
3. Band bzw. Film nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch in Gußvinyl-Material geprägte Video-Informationen in Form eines holographischen Reliefmusters mit einer durchschnittlichen Tiefe von 500 S.
4. Aufwickelbare Holofilmkopie, gekennzeichnet durch ein ungefähr 0,025 bis 0,15 mm dickes, thermoplastisches Band mit einem Mittelteil und letzteres seitlich begrenzende Kantenteile, wobei die eine Seite des Bandes im Bereich des Mittelteiles ein Hologramm-Reliefmuster aufweist, während die andere Bandseite völlig glatt und die Kantenteile zumindest auf der das Reliefmuster tragenden Seite erhaben ausgebildet sind.
5. Holofilmkopie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die erhabenen Kantenteile die höchste Spitze des Reliefmusters überragen.
6. Holofilmkopie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Mittel-

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teil und. jedem Rand (104, 106) Rillen (110 bzw. 112) befinden.
7. Hologramm-Matrize, gekennzeichnet durch ein flexibles Metallband, dessen eine Seite mit einem Hologramm-Reliefmuster versehen ist, das seitlich durch erhabene Ränder begrenzt ist, die das Reliefmuster überragen.
8. Hologramm-Matrize nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Band eine Dicke von

™ ungefähr 0,025 bis 0,1 mm aufweist und zumindest teilweise aus stromlos abgeschiedenem Nickel besteht.
9. Hologramm-Matrize nach Anspruch 7_f dadurch gekennzeichnet, daß das ungefähr 0,025 bis 0,1 mm dicke, flexible Metallband aus stromlos und galvanisch abgeschiedenem Nickel besteht.
10. Verfahren zum Herstellen von Holofilmmatrizen gemäß den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gegebenenfalls auf einen Träger (504) aufgebrachte Originalhologramm (502) auf einem

fc Stützband (506) zentriert wird, das eine größere Breite als das Originalhologramm (502) besitzt, sodann die Oberfläche des Originalhologramms (502) und des Stützbandes (506) stromlos und/oder galvanisch mit einer geeigneten Metallschicht überzogen und die dadurch hergestellte Matrize (600) vom Originalhologramm (502) und Stützband (506) abgezogen wird.
11. Verfahren zum Herstellen von Holofilmkopien gemäß den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reliefmuster (608) der Matrize (600) auf ein Kunststoffband (610) geprägt wird, das die Matrize (600) beidseitig überragt.

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