DE2653419A1 - Verfahren zur umsetzung von helligkeitswerten in isochromaten - Google Patents
Verfahren zur umsetzung von helligkeitswerten in isochromatenInfo
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Description
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT, 509 Leverkusen 1, Bayerwerk
CAWO PHOTOCHEMISCHE FABRIK GMBH, 8898 Sehrobenhausen
22. Now.
Ki/eb
Verfahren zur Umsetzung von Helligkeitswerten in Isochromaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umsetzung von Helligkeitswerten
einer informationstragenden Struktur in den Helligkeitswerten entsprechende Isochromaten. Das Verfahren eignet
sich insbesondere zur Umsetzung von Grauwerten von photografischen
Negativen auf transparentem Schichtträger in eine äquivalente Farbskala.
Das menschliche Auge ist nur unvollkommen in der Lage, Helligkeitsunterschiede
zu differenzieren. Dagegen ist das Farbsehvermögen sehr gut ausgeprägt. Werden die entsprechenden Helligkeitswerte
eines nur durch Grauwerte charakterisierten Bildes in unterschiedliche Farben ungesetzt, so erreicht man eine
wesentlich kontrastreichere und damit genauere subjektive Wahrnehmung bei der Betrachtung,,
Dieser Sachverhalt wird bei dem bekannten Äquidensiten-Verfahren ausgenutzt. Hierbei werden Schwarz-Weiß-Bilder in farbige Bilder
umgewandelt. Durch ein entsprechendes farbgebendes Entwicklungsverfahren
werden dabei bestimmten Grauwerten bestimmte Farben zugeordnet. Eine ausführlichere Beschreibung des Äquidensiten-Verfahrens
findet sich z.B. in der Zeitschrift "Bild der Wissenschaft" 5, Seiten 2^0 - 239, 1973. Das Verfahren hat sich in
erster Linie für wissenschaftliche und technische Zwecke bewährt.
Die vorliegende Erfindung geht von der gleichen Aufgabe aus. Im Gegensatz zum Äquidensiten-Verfahren soll die Umsetzung
von Helligkeitswerten einer informationstragenden Struktur in eine entsprechende Farbskala jedoch nicht auf photochemischem
Wege, sondern direkt mit physikalischen Hilfsmitteln erfolgeno
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Unter "Helligkeitswerten" sollen hier nicht nur die Grauwerte einer Schwarz-Weiß-Skala, sondern auch die Helligkeitsabstufungen
einer Farbe verstanden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die informationstragende
Struktur auf einer Flüssigkristallschicht optisch abgebildet und in der Flüssigkristallschicht ein der
informationstragenden Struktur entsprechendes Temperaturbild erzeugt wird, wobei die Helligkeitswerte der informationstragenden
Struktur in Isothermen in der Flüssigkristallschicht umgewandelt und die Isothermen aufgrund des Farb-Temperaturverhaltens
der Flüssigkristallschicht in Isochromaten umgesetzt werden.
"Vorzugsweise wird die informationstragende Struktur mit einer
transparenten Flüssigkristallschicht in Kontakt gebracht und durch die Flüssigkristallschicht hindurch beleuchtet. Die optische
Abbildung erfolgt also auf dem Wege des Kontaktkopierverfahrens·
Alternativ dazu kann die optische Abbildung auch mit Hilfe eines Liisensystemes erfolgen, das zwischen die informationstragende
Struktur und die auf einer absorbierenden Trägerschicht aufgebrachte Flüssigkristallschicht geschaltet wird.
Zweckmäßig benutzt man zur visuellen Betrachtung der Flüssigkristallschicht
dieselbe Lichtquelle, die bei der optischen Abbildung verwendet wird. Erfolgt die optische Abbildung jedoch
mit Hilfe eines Linsensystemes, so läßt sich zur visuellen Betrachtung der Flüssigkristallschicht auch eine andere Lichtquelle
benutzen. Die Abbildungslichtquelle kann dann z.B. eine reine IR-Lichtquelle sein, während zur Betrachtung der
Flüssigkristallschicht eine Weißlichtquelle, z.B. Tageslicht, verwendet wird.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der den Helligkeitswerten zugeordnete Isochromatenbereich durch
in den Strahlengang eingeschaltete Filter und/oder Polarisatoren eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann die Farb-
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skala an die Helligkeitswerte des Informationsträgers angepaßt werden. Wesentlich einfacher erreicht man eine Verschiebung des
Isochromatenbereiches auch durch Verändern der Beleuchtungsstärke am Ort der Flüssigkristallschicht. Die Beleuchtungsstärke
kann z.B. durch Verändern des Abstandes zwischen Lichtquelle für die optische Abbildung und Flüssigkristallschicht variiert
werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet folgende Vorteile:
1. Die Umsetzung von Helligkeitswerten in entsprechende
Isochromaten/bedarf keines photochemischen Prozesses. Die Isochromaten können vielmehr unmittelbar sichtbar gemacht werden. Wird eine Dokumentation gewünscht, so kann das Farbbild mit Hilfe der konventionellen Farbphotographie aufgenommen werden.
Isochromaten/bedarf keines photochemischen Prozesses. Die Isochromaten können vielmehr unmittelbar sichtbar gemacht werden. Wird eine Dokumentation gewünscht, so kann das Farbbild mit Hilfe der konventionellen Farbphotographie aufgenommen werden.
2. Die Farbskala kann beliebigen Helligkeitswerten zugeordnet
werden. Es ist nicht erforderlich, eine einmal gewählte Zuordnung beizubehalten. Vielmehr kann während
der Betrachtung des farbigen Bildes der Isochromatenbereich
empirisch optimiert werden.
5» Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein
rein physikalisches Verfahren handelt, tritt kein Materialverbrauch
auf. Insbesondere ist die Flüssigkristallschicht wiederverwendbar.
K» Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht an die übertragung
von Schwärzungswerten in eine entsprechende
Farbskala gebunden. Vielmehr kann die informationstragende Struktur in einem beliebigen Wellenlängenbereioh amplitudenmoduliert sein, d. h. sie muß Stellen unterschiedlicher Absorption aufweisen. Bei Bestrahlung einer solchen Amplitudenstruktur entsteht ein stationäres,
unsichtbares Wärmebild. Dieses Wärmebild wird dann durch das Farb-Temperaturverhalten der Flüssigkristallschicht in ein farbiges Bild umgesetzt.
Farbskala gebunden. Vielmehr kann die informationstragende Struktur in einem beliebigen Wellenlängenbereioh amplitudenmoduliert sein, d. h. sie muß Stellen unterschiedlicher Absorption aufweisen. Bei Bestrahlung einer solchen Amplitudenstruktur entsteht ein stationäres,
unsichtbares Wärmebild. Dieses Wärmebild wird dann durch das Farb-Temperaturverhalten der Flüssigkristallschicht in ein farbiges Bild umgesetzt.
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Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Flüssigkristallschicht
besteht aus eingekapselten cholesterischen Mesophasen,
die in einem geeigneten Bindemittel, z. B. Polyvinylalkohol, eingebettet sind. Die Herstellung und die Eigenschaften solcher
eingekapselten flüssigen Kristalle sind in der Literatur ausführlich beschrieben (siehe z.B. US-PS 5 441 513 und J 752 II9).
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine einfache Anordnung zur Umsetzung von Helligkeitswerten in Isochromaten auf der Basis des Kontaktkopierverfahrens,
Figur 2*~3 den graphischen Zusammenhang zwischen der Absorption
(Schwärzung) des Informationsträgers und der bildmäßigen.- Isothermen bzw. Isochromaten,
Figur 4 die Umsetzung von Helligkeitswerten in Isochromaten
unter Verwendung von parallelem Licht und Betrachtung der Flüssigkristallschicht von der Rückseite her,
Figur 5 die Abbildung der informationstragenden Struktur auf die Flüssigkristallschicht mit Hilfe von Linsen, wobei
die Flüssigkristallschicht ebenfalls von der Rück seite her betrachtet wird.
Bestrahlt man z.B. ein Röntgennegativ mit einer Lichtquelle,
so führt die Absorption der elektromagnetischen Strahlung zu einer Erwärmung des Bildes. Diese Erwärmung ist einerseits
eine Funktion der optischen Eigenschaften, insbesondere der Absorption,und andererseits der spektralen Zusammensetzung
der Strahlung. Grundsätzlich werden sich die stärker geschwärzten Partien des Bildes stärker erwärmen als die transparenten
Bereiche. Bringt man mit dem Röntgennegativ eine Flüssigkristallschicht in Kontakt, so wird die erwähnte Temperaturverteilung
auf die Flüssigkristallschicht übertragen. Die so erzeugte
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Temperaturverteilung in der Flüssigkristallschicht bewirkt in dieser Schicht eine wellenlängendelektive Reflexion, die
einen Farbeindruck entsprechend dem photographischen Schwarz-Weiß-Bild bewirkt.
Die Flüssigkristallschicht wird in Form von mikroverkapselten, in einem Bindemittel dispergierten, cholesterischen Mesophasen
auf einem transparenten Träger, z.B. einer durchsichtigaiFolie, aufgebracht. Aufgrund der optischen Traasparenz von Flüssigkristallschicht
und Träger tritt keine wesentliche Erwärmung 'auf. Aus diesem Grunde kann der mechanische Kontakt zwischen
dem Informationsträger (Röntgennegativ) schon vor der Lichteinwirkung
hergestellt werden. Beim Einschalten der Lichtquelle entsteht dann sofort ein farbiges Bild. Durch Änderung der Beleuchtungsstärke
am Ort der Flüssigkristallschicht kann die durch die temperaturabhängige, spektrale Selektion der Flüssigkristalle
erzeugte Farbskala unterschiedlichen Grauwerten zugeordnet werden.
Eine hierfür geeignete Anordnung wird anhand von Ausfünrungsbeispiel
1 (Figur l) beschrieben. Das Licht der Strahlungsquelle 1 (z.B. eine Glühlampe mit einer Leistung von 200 - 500 Watt)
wird vom Reflektor 2 in ein divergentes Lichtbündel umgewandelt, das die Flüssigkristallschicht 5 auf dem durchsichtigen Träger
4 durchsetzt und in das darunter liegende Röntgenbild 5 eintritt.
Die Beleuchtungsstärke am Ort der Flüssigkristallschicht 3 ist weitgehend konstant.
Die im Röntgennegativ 5 absorbierte elektromagnetische Strahlung bewirkt eine der Schwärzung entsprechende unterschiedliche Erwärmung.
Die auf die transparente Trägerfolie 4 (z.B. Terphane vtv ■
Folie mit einer Dicke von 5*6 yum) aufgebrachte Schicht 5
mikroverkapselter, cholesterischer Flüssigkristalle befindet sich in gutem Wärmekontakt mit dem Röntgennegativ 5. Hierdurch
wird das Wärmebild des Röntgennegatives 5 auf die Flüssigkristallschicht 3 übertragen. Es entsteht ein dem Wärmebild entsprechendes
Farbbild in der Flüssigkristallschicht. Die zur
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Erzeugung der Farbwirkung notwendige Absorption der von den Flüssigkristallen transmittierten Strahlung erfolgt in dem
geschwärzten Röntgenfilm 5, dessen mittlere Schwärzung für diesen Zweck ausreicht. Zur Verbesserung des vom Betrachter 6
wahrgenommenen Farbbildes kann eine zusätzlich reflektierende, wärmeisolierende Folie 7 an der freien Seite des Röntgennegatives
5 vorgesehen werden.
Geeignete Filter und/oder Polarisatoren 8 können in den Strahlengang
eingebracht werden, um wellenlängenselektiv und/oder polarisierend zu wirken. Hierdurch kann der Isochromatenbereich
verschoben werden. Eine einfachere Möglichkeit zur Verschiebung des Isochromatenbereiches besteht darin, daß die Bestrahlungsstärke
in der Flüssigkristallschicht J durch Variation des Abstandes a zwischen Lichtquelle 1 und Flüssigkristallschicht
3 variiert wird. Zu einer bestimmten Intensität J (a) stellt sich bei einem bestimmten Schwärzungsgrad S eine Temperatur
T (a,S) ein. Für zwei verschiedene Schwärzungen S,, S2 (z.B.
S, = 60 %, Sp = 40 %) ergeben sich bei konstantem a = a, die
Temperaturen T, (a,,S1) und Tp (a,,Sp) (siehe Fig. 2 u.2).Das von
der Flüssigkristallschicht 3 zurückgestrahlte Licht durchläuft den Wellenlängenbereich von rot bis blau (z.B. λ ρ ΓΟ = 650 nm,
blau ^80 nm auf dem Temperaturbereich T1 - T2 =ΔΤ = 1,7° C
1 1 2
und Tp = 31° C (Rotpunkt). Durch Variation von a kann das Temperaturintervall
Δ Τ und damit das FarbintervallÄK= ^2 - K,
auf verschiedene Schwärzungsintervalle a S = S1- S2 abgebildet
werden.
Ausführungsbeispiel 2 (siehe Fig. 4·)
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel 1 besteht hier die informationstragende
Struktur 10 nicht aus Gebieten unterschiedlicher Schwärzung auf einem sonst transparenten Hintergrund,
sondern aus Gebieten, die in einem bestimmten Spektralbereich
eine Absorption zeigen. Diese Gebiete wirken also als Filter für die hier parallel einfallende elektromagnetische Strahlung
9. Die informationstragende Struktur 10 stellt demnach wie
im ersten Beispiel eine Amplitudenstruktur dar, wobei die Amplitudenmodulation jedoch in einem bestimmten Spektralbereich
wirksam ist.Hinter der informationstragenden Struktur 10 ist in ge-
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ringem Abstand (ca. 1-2 mm) eine stark absorbierende Schwarzschicht
11 angeordnet, auf deren Rückseite die Flüssigkristallschicht
5 aufgebracht ist. In der absorbierenden Schwarzschicht
11 erzeugt der objektmodulierte transmittierte Anteil der einfallenden Strahlung ein Negativbild der informationstragenden
Struktur als Wärmebild. Ein Bereich starker Absorption 10a in der informationstragenden Struktur führt zu einer geringeren
Strahlungsintensität in der Schwarzschicht 11 als ein Bereich geringer Absorption 10b. In der Schwarzschicht 11 liegt dann
die Temperatur des Bereiches 11a unter der Temperatur des Bereiches lib. Das Schwarzbild 11 besteht hier aus einer schwarz
eingefärbten Folie, die mit Flüssigkristallen beschichtet ist. Die Flüssigkristalle stehen damit in direktem Wärmekontakt mit
der Schwarzschicht 11.
Die Rückseite, d.h. die der Schwarzschicht 11 abgewandte Seite der Flüssigkristallschicht j5, wird mit weißem Licht, z.B. Tageslicht
12 beleuchtet. Der Betrachter 6 sieht dann auf dem Hintergrund der Schwarzschicht ein farbiges, der informationstragenden
Struktur entsprechendes Bild. Auf diese Ausführungsform wird man insbesondere dann zurückgreifen, wenn die Bereiche
10a der informationstragenden Struktur in einem nicht sichtbaren
Spektralbereich, z.B. IR absorbieren. Es muß dann nur
Sorge dafür getragen werden, daß auch das Abbildungslicht 9
hinreichend starke Anteile in diesem Spektralbereich besitzt.
Die Anordnung gemäß Fig. 5 ist vom Prinzip her ähnlich der
eben beschriebenen. Die informationstragende Struktur 10 besteht
wieder aus einer wellenlängenselektiven Amplitudenstruktur. Die Flüssigkristallschicht J>
ist,wie oben beschrieben, auf einer Schwarzschicht 11 aufgebracht und wird von der dem
Informationsträger 10 abgewandten Seite betrachtet. Die Abbildung der informationstragenden Struktur Io erfolgt jedoch
nicht mit parallelem Licht, sondern mit Hilfe einer Linse IJ.
Zu diesem Zweck wird die informationstragende Struktur vom
Kondensor 14 her mit parallelem Licht beleuchtet. Diese An ordnung hat den Vorteil, daß die informationstragende Struktur
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10 verkleinert oder vergrößert auf die Schwarzschicht 11 abgebildet
werden kann. Ähnlich wie unter Fig. 1 beschrieben, kann auch hier durch Variation der Beleuchtungsstärke die Farbskala
/\ ^ verschoben werden.
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A1
Leerseite
Claims (8)
- Patentansprüche;l»1 Verfahren zur Umsetzung von Helligkeitswerten einer informationstragenden Struktur, insbesondere von photographischen Negativen auf transparentem Schichtträger, in den Helligkeitswerten entsprechende Isochromaten, dadurch gekennzeichnet, daß die informationstragende Struktur auf eine Flüssigkristallschicht optisch abgebildet und in. der Plüssigkristallschicht ein der informationstragenden Struktur entsprechendes Temperatur-Bild erzeugt wird, wobei die Helligkeitswerte der informationstragenden Struktur in Isothermen in der Flüssigkristallschicht umgewandelt und die Isothermen aufgrund des Farb-Temperaturverhaltens der Flüssigkristallschicht in Isochromaten umgesetzt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ihformatlonstragende Struktur mit einer transparenten Flüssigkristallschicht in Kontakt gebracht wird und die Flüssigkristallschicht hindurch beleuchtet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Abbildung mit Hilfe eines Linsensystemes erfolgt, das zwischen die informationstragende Struktur und die auf eine absorbierende Trägerschicht aufgebrachte Flüssigkristallschicht geschaltet wird.
- 4«, Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur visuellen Betrachtung der Flüssigkristallschicht dieselbe Lichtquelle verwendet wird, die bei der optischen Abbildung benutzt wird.
- 5· Verfahren nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abbildung der informationstragenden Struktur eine andere Lichtquelle benutzt wird als zur visuellen Betrachtung der Flüssigkristallschicht.Le A 1? 558 - 9 -809822/0097 .ORiQiNAL
- 6β Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die informationstragende Struktur verkleinert oder vergrößert abgebildet wirdo
- 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6S dadurch gekennzeichnet, daß der Isochromatenbereich durch in den Strahlengang eingeschaltete Filter und/oder Polarisatoren"eingestellt wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß der Isochromatenbereich durch Verändern der Beleuchtungs· ' stärke am Ort der Plüssigkristallschicht eingestellt wird«9· Verfahren nach Anspruch 85 dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsstärke durch Verändern des Abstandes zwischen Lichtquelle für die optische Abbildung und Plüssigkristallschicht variiert wird.Le A 17 558 - 10 -809822/0097
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