DE2826288C2

DE2826288C2 - Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material

Info

Publication number: DE2826288C2
Application number: DE2826288A
Authority: DE
Inventors: Yakov Abramovi&ccaron; Moskau/Moskva Monosov
Original assignee: INSTITUT RADIOTECHNIKI I ELEKTRONIKI AKADEMII NAUK SSSR MOSKAU/MOSKVA SU
Current assignee: INSTITUT RADIOTECHNIKI I ELEKTRONIKI AKADEMII NAUK SSSR MOSKAU/MOSKVA SU
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1986-11-06
Also published as: CH632346A5; DD137385A1; NL176345C; FR2410305A1; NL7806450A; DE2826288A1; IT7841603A0; FI68732C; NL176345B; FI68732B; JPS5854676B2; IT1161983B; FI781879A; ATA406378A; SE7806625L; FR2410305B1; AT375201B; US4293634A; JPS5476241A; CA1132399A

Description

Die Erfindung betrifit ein Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material, bei weichere eine Materialschicht aus einer heterogenen Mischung aus Substanzen erzeugt wird, von denen mindestens eine, die als Bindemittelsubstanz bezeichnet ist, im heterogenen Mischungszustand bei Erwärmung die Fähigkeit zur Aggregat-Umwandlung aus einem kristallinen (festen) Zustand unter dem Einfluß der Eigenstrahlung oder Reflexionsstrahlung des aufzuzeichnenden Objektes besitzt und die ein Füllmaterial in Form von Teilchen enthält, welche Träger von elektrischen oder von magnetischen Momenten sind, wobei die Materialschicht in ein elektrisches oder magnetisches Feld gebracht wird und wobei das aufzuzeichnende Bild auf diese Schicht projiziert und dann das so erhaltene Bild durch eine nachfolgende Aggregat-Umwandlung der Mischung aus dem flüssen in den kristallinen Zustand durch Ausschaltung der Strahlung fixiert wird.

Aus der DE-OS 21 15 947 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Informationen bekannt. Die Aufzeichnungsvorrichtung enthält eine Vielzahl von Kapseln mit einer transparenten Wand. Diese tiansparente Wand umschließt einen Kern, welcher magnetische Teilchen, Teilchen eines lichtreflekiierenden Stoffes und einen die Bewegung der Teilchen hemmenden Trägerstoff aufweist Nach einer Ausführungsform können die magnetischen Teilchen selbst aus Kapseln gebildet sein. Diese Kapseln können einen Farbstoff oder ein Pigment enthalten, um den Kontrast zwischen den Kapseln und dem übrigen Kapselinhalt zu erhöhen. Diese zahlreichen Kapseln bilden eine Schicht, die dem Einfluß eines äußeren Magnetfeldes ausgesetzt werden kann.

Das Aufzeichnungsprinzip besteht darin, daß die Schicht aus den Kapseln einer Wärmebestrahlung ausgesetzt wird, wodurch das Bindemittelmaterial in dem gesamten Volumen der Kapseln zum Schmelzen gebracht wird. Die in den Kapseln enthaltenen undurchsichtigen magnetischen Teilchen wandern dann in Richtung des äußeren Magnetfeldes und sammeln sich auf der Seite der Kapsel, auf welcher sich der äußere Mb^jnet befindet Die Pigmentteilchen werden hierdurch in die entgegengesetzte Richtung gedruckt Die KapseischJcht ändert auf diese Weise bei Einwirkung der Wärme ihre Farbe. Zur Verwirklichung dieses Aufzeichnungsprinzips sind Mikrokapseln erforderlich mit den in ihnen vorgesehenen Teilchen, um auf diese Weise die Verschiebung der magnetischen Teilchen zu ermöglichen. Die Pigmentteilchen sind ebenfalls notwendig, um eine Farbveränderung hervorzurufen. Außerdem ist ein nicht einheitliches Magnetfeld notwendig, da sonst die magnetischen Teilchen nicht in einer geführten Weise verschoben werden. Außerdem muß die gesamte Mischung entsprechend dem Gesamtvolumen der Kapseln geschmolzen werden, da sonst die Pigmentteilchen und die magnetischen Teilchen nicht aneinander vorbei bewegt werden können. Bei dem bekannten Verfahren wird das aufgenommene Bild im Wege der Lichtrsflexion erhalten. Der Kontrast wird durch das Verhältnis des Reflexionskoeffizienten der Pigmentpartikel und des in der Kapsel befindlichen magnetischen Eisenpulvers definiert Der Reflexionsfaktor für atomisiertes Eisen beträgt ungefähr 0,33. Wenn angenommen wird, daß der Reflexionskoeffizient der Pigmentteilchen gleich 1 ist (z. B. Natrium), dann beträgt der Kontrast des Bildes der bekannten Vorrichtung höchstens 3.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem eine verbesserte Empfindlichkeil und Auflösungskraft und ein verbesserter Kontrast erzielt wird, wobei ein strahlungsempfindliches Medium verwendet werden soll, welches eine Bildaufzeichnung in einem definierten Spektralbereich von Eigen- und Reflexionsstrahlung, insbesondere von elektromagnetischen Strahlungen, Strahlungen im Ultraschal!-?ereich und von Strahlungen, die auf Elektronenströmen beruhen, gestattet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Teilchen des Füllmaterials in der Schicht willkürlich in einer solchen Menge verteilt sind, daß die Nicht-Transparenz der Schicht gewährleistet ist, wobei die Teilchen in dieser Verteilung die genannte Strahlung absorbieren und hierbei erwärmt werden, daß die Teilchen nach ihrer Erwärmung die Aggregat-Umwandlung der Bindemittelsubstanz aus dem kristallinen in den flüssigen oder einen gasförmigen Zustand in denjenigen Abschnitten der Mischung bewirken, die unmittelbar diesen erwärmten Teilchen benachbart sind, und daß sich dann diese Teilchen unter dem Einfluß des äußeren magnetischen oder elektrischen Feldes sowie aufgrund der eigenen sie umgebenden Dipolfelder zu Ketten verbinden, die in Richtung dieses äußeren Feldes orientiert sind.

Diese Träger von elektrischen oder magnetischen Momenten bzw. von Dipolfeldern neigen dazu, eine lineare Kettenbildung als bevorzugte Stellung einzunehmen, da sie in dieser Kettenstellung die maximale Anziehungskraft aufeinander ausüben. Bei der wärmebedingten Aggregat-Umwandlung gelangen nun einzelne Dipolelemente im Zuge des zeitlich voranschreitenden Umwandlungsprozesses aus dem kristallinen in den flüssigen Zustand im betreffenden bestrahlten Bereich zu einer bereits bestehenden Teilchenkette weitere Teilchen dazu. Dies bedeutet, daß diese ebenfalls sich an das obere oder unr,r<-Ende bevorzugt angliedern. Der Grund hierfür liegt darin, daß beim Auftreffen eines Dipolteilchens auf die Kette aufgrund der Inipulswirkung sowie aufgrund der Ausrichtung der Elementarteilchen sowohl im homogenen Magnetfeld als auch im heterogenen Magnetfeld der Teilchenkette eine Drehbewegung erfährt Diese Drehbewegung der Elementarteilchen sowie die impulsbedingte Auslenkung der Teilchenkette beinhalten gewissermaßen ein dynamisches Schwingverhalten mechanischer Natur. Daher neigen die hinzukommenden Elementarteilchen da2u. an der Kette entlang zu rollen, um dann eine Position einzunehmen, in der sie die stärkste Kraftwirkung auf die Teilchenkette ausüben. Diese Stellung ist entweder die obere oder untere Stellung in der Kette. Sowie Elementarteilchen nicht in linearer Weise der Teilchenkette angegliedert werden, bedeutet dies eine instabile Position, da die Berührung der angegliederten Elementarteilchen mit der Teilchenkette nicht mit maximaler Kraftwirkung aufeinander gegeben ist. Die maximale Kraftwirkung der Elementarteilchen aufeinander besteht in der linearen Ausrichtung (Nord-Südachse). Eine Ring- oder Klumpenb-ldung der Elementarteilchen bei bzw. nach der Aggregat-Umwandlung ist weitgehend vermieden, da die lineare Ausrichtung der elementaren Teilchen in Verbindung steht mit dem Maximum der jeweiligen Anziehungskräfte.

Das äußere, an die Schicht angelegte magnetische oder elektrostatische Feld bewirkt die Ausrichtung der einzelnen linearen Ketten der elementaren Teilchen in Richtung der Feldlinien.

Aufgrund der Vielzahl der Elementarteilchen einer Kette ergibt sich der Vorteil einer weitgehenden Lichtundurchlässigkeit der Schicht. In vorteilhafter Weise sind die einzelnen Teilchen willkürlich in der Schicht verteilt, welche ihre Nicht-Transparenz gewährleistet. Dies bedeutet, daß der Kontrast im Vergleich zur bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren sehr viel höher ist. Da die bekannten Kapseln eine Vielzahl von Teilchen innerhalb ihrer durchsichtigen Hülle aufweisen, können die Abmessungen der Kapseln nicht beliebig verringert werden, im Vergleich zu den Teilchen der vorliegenden Erfindung. Schon aus diesem Grund ist der höhere Kontrast bei der Erfindung erklärbar. Mit Hilfe der Erfindung ergibt sich der weitere Vorteil, daß eine Bildaufzeichnung auf einer keine Silbersalze enthaltenden Schicht möglich ist, so daß ein Positivbild ohne zusätzliche Verarbeitung erhalten wird.

ίο Vorteilhaft wird vor oder während der Bildaufzeichnung die Schicht der heterogenen Stoffmischung auf eine Temperatur nahe der Temperatur der Änderung des Aggregatzustandes des als Lösungsmittel dienenden Werkstoffes erhitzt oder abgekühlt.

Es ist weiter zweckmäßig, daß vor der Erzeugung der Schicht der heterogenen Stoffmischung ein Werkstoff

zugesetzt wird, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für die Umformung von Strahlungsenergie in

is Wärmeenergie oberhalb des Umformungsfaktors in dem Werkstoff der heterogenen Mischung aufweist, der in der Lage ist, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten, und dieser Werkstoff auf Teilchen aufgetragen wird, die geeignet sind, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten.

Zweckmäßig ist das Verfahren derart weitergebildet, daß die Schicht von mindestens einem Werkstoff

erzeugt wird, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für die Umformung von Strahlungsenergie in

Wärmeenergie oberhalb des Umformungsfaktors von dem der Werkstoffe der heterogenen Mischung aufweist,

der in der Lage ist, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten, und diese Schicht auf oder unter der Schicht der heterogenen Stoffmischung in bezug auf das aufzuzeichnende Objekt aufgebracht wird.

Vorteilhaft werden als die Strahlung absorbierende Stoffe photochemisch aktive Werkstoffe verwendet und die Schicht durch eine Vielzahl von mit dem photochemisch aktiven Werkstoffen gefüllten Mikrokapseln gebildet.

Als die Strahlung absorbierender Werkstoff kann vorteilhaft ein Photoleitfähigkeit besitzender Werkstoff eingesetzt und auf der Schicht der heterogenen Stoff mischung angeordnet werden.

Die Photoleitfähigkeit besitzende Schicht ist vorzugsweise unter aer Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet und wird nach der Fixierung des Bildes zusätzlich bestrahlt. Die Mikrokapseln werden zweckmäßig aus einem mindestens in einer Farbe gefärbten Material hergestellt.

Vorteilhaft werden den Farben des aufzuzeichnenden Objekts entsprechende Farben der Strahlung ausgesiebt und während der Bildaufzeichnung auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung reproduziert.

Es ist weiter zweckmäßig, daß das aufgezeichnete Bild vor oder nach der Fixierung zusätzlich bestrahlt und die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung höher als bei der Bildaufzeichnung eingestellt wird, wobei bei der Bestrahlung die Wellenlängen der Strahlung derart gewählt werden, daß sie die Schicht der heterogenen Stoffmischung passieren, ohne absorbiert zu werden.

Bevorzugt wird die zusätzliche Bestrahlung vor der Fixierung des Bildes vorgenommen und die Bestrahlungszeit um mindestens so viel kleiner als die Aufzeichnungszeit gewählt, um wie viel die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung die Strahlungsintensität bei der Aufzeichnung übersteigt, wenn die Wellenlängen der Strahlung bei der Aufzeichnung und bei der Bestrahlung zusammenfallen.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht schließlich darin, daß als strahlungsempfindliches Material eine heterogene Mischung von als Lösungsmittel dienendem und in der Mischung unter der Wirkung einer Eigenoder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt zum Schmelzen geeignetem Paraffin und Eisenoxidteilchen verwendet wird und als Kraftfeld ein Magnetfeld verwendet wird, mit dem die Eisenoxidteilchen in Wechselwirkung treten, die Schicht der heterogenen Mischung auf einem durchsichtigen Substrat erzeugt, auf diese Schicht ein Bild des Objekts projiziert und dann das erhaltene Bild durch Abkühlung des Paraffins fixiert wird.

Das erfindungsgemäße Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Medium gestattet es, die Bildaufzeichnung in einem definierten Spektralbereich von Eigen- oder Reflexionsstrahlungen, insbesondere der Ultraschall-, Rundfunk-, Röntgen- und der optischen Strahlungen vorzunehmen. Das erfindungsgemäße Verf.-S-ren stellt die Bildaufzeichnung von beliebigen Objekten auf einer keine Silbersalze enthaltenden Schicht sicher. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt die Möglichkeit, ein keiner zusätzlichen Verarbeitung bedürfendes Positivbild zu erhalten und ermöglicht eine visuelle Ablesung des aufgezeichneten Bildes und das Herstellen von Kopien selbst in einem beleuchteten Raum. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt die Möglichkeit, die Empfindlichkeit sowie den Kontrast zu erhöhen und eine gute Austauschbarkeit für ein strahlungsempfindliches Medium zu erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Erhaltung eines Farbbildes. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt letztlich die Möglichkeit, die Helligkeit des erhaltenen Bildes gleichzeitig mit der Aufzeichnung zu verstärken.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 ein Diagramm der Abhängigkeit der Zähigkeit des Lösungsmittels für eine heterogene Mischung von der Temperatur, gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Schicht einer heterogenen Mischung mit einer Heizquelle im Querschnitt durch die Schicht, gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine ungleichmäßig beleuchtete Schicht einer heterogenen Mischung in einem Magnetfeld mit einer Heizquelle im Querschnitt durch die Schicht, gemäß der Erfindung,

F i g. 4 eine Schicht einer heterogenen Mischung mit einer darauf aufgebrachten Schicht von Mikrokapseln, im Querschnitt, gemäß der Erfindung,

F i g. 5 eine Schicht von eine heterogene Mischung und photochemisch aktive Werkstoffe enthaltenden Mikrokapseln, im Querschnitt, gemäß der Erfindung,

Fig.6 eine Schicht einer heterogenen Mischung, auf der eine photoleitende Platte angeordnet ist, im Querschnitt, gemäß der Erfindung,

F i g. 7 eine Schicht einer belichteten heterogenen Mischung mit einer photoleitenden Platte, im Querschnitt, gemäß der Erfindung,

Fig.8 eine Schicht einer heterogenen Mischung mit einem Erreger für elastische Schwingungen, im Quervjiinitt, gemäß der Erfindung, und

F i g. 9 eine Schicht einer heterogenen Mischung mit einem Lichtleiter, im Querschnitt, gemäß der Erfindung.

Das Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Materia! besteht darin, daß eine Schicht eines strahlungsempfindlichen Materials erzeugt wird. Als solch ein Material kommt eine heterogene Stoffmischung in Frage. Eine als Bindemittel dienende Komponente dieser Mischung vermag darin Änderungen des Aggregatzustandes unter der Einwirkung einer Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt zu bewirken. Die andere in der heterogenen Mischung in Teilchenform vertretene Komponente besitzt die Fähigkeit, mit einem Kraftfeld in Wechselwirkung zu treten. Es ist eine Variante möglich, wo als Bindemittel und Teilchen einige Komponenten verwendet werden.

Dann wird die Schicht der heterogenen Stoffmischung in das Kraftfeld gebracht und auf diese Schicht ein Bild des aufzuzeichnenden Objekts projiziert, was unter Benutzung der Eigen- oder Reflexionsstrahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt geschieht. Die Fixierung des erhaltenen Bildes erfolgt durch eine anschließende Änderung des Aggregatzustandes des als Bindemittel der heterogenen Mischung dienenden Werkstoffes. Ist das Bild durch Erschmelzen des Bindemittels aufgezeichnet worden, erfolgt die Fixierung durch Abkühlen auf oder unter die Kristallisationstemperatur. 1st das Bild durch Sublimation des Bindemittels aufgezeichnet worden, erfolgt die Fixierung durch Abkühlung auf oder unter die Sublimationstemperatur.

Zur Verringerung der Aufzeichnungsenergie wird die Schicht der heterogenen Stoffmischung vor oder während der Bildaufzeichnung auf eine Temperatur nahe der Temperatur einer Änderung des Aggregatzustandes des als Bindemittel dienenden Werkstoffes erhitzt bzw. abgekühlt.

Zur weiteren Verringerung der Aufzeichnungsenergie wird vor der Erzeugung der Schicht der heterogenen Stoffmischung der Mischung ein Werkstoff zugesetzt, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für die Umformung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie höher als der Umformungsfaktor bei dem der Werkstoffe <ier heterogenen Mischung hat, der in der Lage ist, mit dem Kraftfeld in Wechselwirkung zu treten. Dieser Stoff wird auf zur Wechselwirkung mit dem Kraftfeld geeignete Teilchen aufgebracht.

Für die gleichen Zwecke wird eine Schicht von mindestens einem Werkstoff erzeugt, der die Strahlung absorbiert und einen Faktor für eine Umformung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie höher als der Umformungsfaktor bei dem der Werkstoffe der heterogenen Mischung hat, der in der Lage ist, mit dem Kraftfeld in Wechselwirkung zu treten. Diese Schicht wird auf oder unter der Schicht der heterogenen Stoffmischung in bezug auf das aufzuzeichnende Objekt aufgebracht. Als die Strahlung absorbierender Stoff kommen entweder photochemisch aktive oder Phöioleiiiähigkeit aufweisende Werkstoffe in Frage. Bei Verwendung der photochemisch aktiven Werkstoffe werden sie in zahlreichen Mikrokapseln untergebracht, aus denen später eine Schicht ausgebildet wird. Bei Benutzung eines Photoleitfähigkeit besitzenden Werkstoffes wird eine an eine Stromquelle angeschlossene Platte aus einem Photowiderstand verwendet. Diese Platte wird auf die Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet.

Zur Erhöhung des Kontrastes beim aufgezeichneten Bild wird die Platte des Photowiderstandes unter der Schicht der heterogenen Stoffmischung untergebracht und die Schicht der heterogenen Stoffmischung nach der Fixierung zusätzlich bestrahlt.

Zur Erhaltung eines Farbbildes werden die Mikrokapseln aus einem mindestens in eine Farbe gefärbten Werkstoff gefertigt. Zu demselben Zweck wird ein räumlich inhomogenes Lichtfilter benutzt, das den Farben des aufzuzeichnenden Objekts entsprechende Farben der Strahlung aussiebt und sie während der Bildaufzeichnung auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung reproduziert.

Die gleichzeitig mit der Bildaufzeichnung oder danach vorgenommene Helligkeitsverstärkung bei einer Überschreibung des aufgezeichneten Bildes wird durch eine zusätzliche Bestrahlung des aufgezeichneten Bildes vor oder nach dessen Fixierung erzielt. Die Strahlungssti.rke wird größer als bei der Bildaufzeichnung eingestellt. Hierbei werden bei der Bestrahlung die Wellenlängen der Strahlung derart gewählt, daß sie die Schicht der heterogenen Mischung, ohne absorbiert zu werden, passiert. Wird die Bestrahlung vor der Fixierung des Bildes durchgeführt und fallen die Wellenlängen bei der Aufzeichnung und bei der Bestrahlung zusammen, so wird die Bestrahlungszeit gegenüber der Aufzeichnungszeit um mindestens so viel kleiner gewählt, um wie viel die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung die Strahlungsintensität bei der Bildaufzeichnung übertrifft

Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine vereinfachte Theorie betrachtet.

Als Grundoperation des Verfahrens tritt eine Änderung des Aggregatzustand des Bindemittels der heterogenen Mischung unter dem Einfluß einer Strahlung von dem aufzuzeichnenden Objekt auf, es geht also um Aggregatübergänge vom Typ Kristall—Flüssigkeit, Kristall—Gas. In der Umgebung derartiger Obergänge ändern sich die kinematischen Koeffizienten des Bindemittels stark. In F i g. 1 ist die Abhängigkeit der Zähigkeit (η) von der Temperatur (T) dargestellt. Für das Wasser und Paraffin gilt beispielsweise das Verhältnis ^_m3X/ _Vmm = io^l5bis 10¹⁶ beiz/T, = 0,01 bis 10⁰C

Bei solch einer großen Änderung der Zähigkeit des Bindemittels ändert sich genauso stark die Beweglichkeit von Teilchen der heterogenen Mischung, die als Ladungsträger oder Träger eines elektrischen oder magnetischen Dipolmomentes auftreten, oder von Teilchen, die in der Lage sind, mit elektrischen, magnetischen oder anderen Kraftfeldern zusammenzuwirken, die eine gerichtete Bewegung der Teilchen veranlassen. Bei derart gerichteten Bewegungen der Teilchen fällt deren Dichte je Einheit beleuchtete Fläche einer Schicht der hetero-

genen Mischung ab. Sind die Teilchen undurchsichtig und das Bindemittel durchsichtig, so steigt die Durchsichtigkeit des beleuchteten Abschnitts der Schicht an. Sind die Teilchen durchsichtig, weisen aber einen vom Brechungsindex des Bindemittels verschiedenen Brechungsindex auf, ändert sich der gesamte Brechungsindex des beleuchteten Abschnitts der Schicht. Die technischen Kenndaten des beschriebenen Verfahrens werden nach folgenden Formeln errechnet. Zur Vereinfachung wird angenommen, daß die Teilchen sphärisch mit einem Radius a sind. Das Auflösungsvermögen R wird als

definiert, wobei A — die Wellenlänge der Strahlung bezeichnet.
Der maximale Kontrast y_mMX ergibt sich im Falle der undurchsichtigen Teilchen zu

>W = q-e-2-i », (2)

q — den Undurchsichtigkeitskoeffizient des Bindemittels,

x\ — den Absorptionskoeffizient des Werkstoffes bezeichnet, aus dem die Teilchen hergestellt sind.

Die Zeit (der Aufzeichnung und Fixierung des Bildes errechnet sich zu t = (ι + (2 (3)

'' ^{= 10} ' T ' ^p " ^c W

fi — die Wärmediffusionszeit

t₂ — die Zeit der Verbindung der Teilchen unter der Wirkung des Kraftfeldes,

k — die Wärmeleitzahl

ρ — die Dichte

c — die Wärmekapazität

bezeichnet.

Die Zeit f₂ hängt von der Zähigkeit η des Bindemittels und der Energie der Wechselwirkung der Teilchen mit dem äußeren Kraftfeld ab und wird kleiner als die Zeit t\ gewählt Die Aufzeichnungszeit (3 wird daher durch die Zeit fi bestimmt, die auf die heterogene Mischung in folgender Form anwendbar ist.

/ι -* /1 = 10 ——Vp]P₂C]C₂ (5)

VT]-k₂

k\ — die Wärmeleitzahl des Werkstoffes des Teilchens,

ki — die Wärmeleitzahl des Werkstoffes des Lösungsmittels,

p] — die Dichte des Werkstoffes des Teilchens,

pi — die Dichte des Werkstoffes des Bindemittels,

c\ — die Wärmeleitzahl des Werkstoffes des Teilchens,

C₂ — die Wärmeleitzahl des Werkstoffes des Bindemittels,

bezeichnet
Die für die Bildaufzeichnung verbrauchte Energie Wwird als

definiert, wobei

P — die Leistung der durch die sphärischen Teilchen absorbierten Strahlung, s — die Fläche des beleuchteten Abschnitts der Schicht der heterogenen Mischung bezeichnet

Das Verhältnis zwischen der Leistung P der durr.h die sphärischen Teilchen absorbierten Strahlung und der Temperatur, auf die das Bindemittel für die Zeit i3 erhitzt wird (s. beispielsweise Goldenberg and Tranter »British Journal Applied Physics, 3,1952, p. 296; ergibt sich zu

r — den Abstand vom Zentrum der Sphäre,
AT_n — den Temperaturzuwachs

bezeichnet.
Setzt man in die Formel (6) die Ausdrücke (5) und (7) ein und nimmt man r « a an, so erhält man io

W = 40a ■ Δ T₀ ■ -^- ' VPiP₂C₁Q (8)

Hier ist der Einfachheit halber die Parameteränderung bei einer Änderung des Aggregatzustands nicht 15 berücksichtigt, die das angegebene Ergebnis wenig beeinflußt. Die zur Aufzeichnung benötigte Strahlungsenergie von dem aufzuzeichnenden Objekt wird durch Zusatz zur heterogenen Stoffmischung von Photoleitfähigkeit aufweisenden oder photochemisch aktiven Werkstoffen reduziert

raut uic jträiiiung aiii uigsc Werkstoffs enthaltende Abschnitte der Schicht auf, wird das Cncrgicvci häiüiii e durch 20

definiert, wobei W\ — die Dichte der bei der Bestrahlung eines an eine Stromquelle angeschlossenen Photowi- 25 derstandes oder die im Ergebnis der Wechselwirkung der photochemisch aktiven Werkstoffe entwickelte Energie bezeichnet.

Die Dichte der im Volumen des Photowiderstandes bei einem Lichteinfall auf diesen erzeugten Energie ergibt sich zu

E — die an den Photowiderstand angelegte Spannung,

ο — den von der Lichtintensität abhängigen spezifischen Widerstandswert des Photowiderstar.des, / — die Schichtdicke des Photowiderstandes

bedeutet ₄₀

Dann wird ε definiert als

P-s ^e= (»J

Die Dichte der im Stoffgemisch während der photochemischen Reaktion freigesetzten Energie wird unter Benutzung der Van't Höfischen — Einsteinschen Regel errechnet _. . . .

w\ - . ^rAU, ₍₁₂₎

a-f-s ν 50

Po — die auffallende Lichtleistung,

<x — den Absorptionskoeffizient eines photochemisch aktiven Werkstoffes, 55

/' — die Schichtdicke eines photochemisch aktiven Werkstoffes,

H — die Plancksche Konstante, h — 1,05 · 10-²⁷erg ■ s

f — die Strahlungsfrequenz,

yi — die Quantenausbeute der /-ten photochemischen Partialreaktion,

AH, — die Bildungswärme einer chemischen Verbindung bei der /-ten exothermen photochemischen Reak- 60

tion,

Ν — die Avogadro-Zahl,

N = 6,025- 10²³-r/-j-

MoI ₆₅

bezeichnet

Dann wird ε definiert als

NHf

Die Zeit U d£3 Einschaltens einer zusätzlichen Bestrahlung für eine belichtete Schicht der heterogenen Mischung zu einer Uberschreibung des aufgezeichneten Bildes unter einer Helligkeitsverstärkung bei einer Leistung von P\ wird aus einer Doppelungleichung

Ib :£ U < is (H)

errechnet, wobei

to — die Trägheitszeit eines Bildempfängers, is — die Bestrahlungszeit, bei der sich die Güte der Bildaufzeichnung verschlechtert,

bedeutet.

Ist das aufgezeichnete Bild fixiert und erhitzt die zusätzliche Bestrahlung die heterogene Mischung auf die Temperatur der Aggregatumwandlung nicht oder ist das Bild nicht fixiert, während die zusätzliche Bestrahlung durch die heterogene Mischung nicht absorbiert wird, so ist fe uneingeschränkt In diesem Fall ergibt sich der Helligkeitsverstärkungsfaktor G bei der Bildübertragimg zu

D P_mi„

wobei D — ein maximales Verhältnis der Helligkeiten der Elemente des aufgezeichneten Bildes bezeichnet

Ist das aufgezeichnete Bild nicht fixiert oder ist die zusätzliche Bestrahlung in der Lage, die heterogene Mischung auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur der Änderung des Aggregatzustandes zu erwärmen, so wird r$ aus der Beziehung

Pl- ts Z Pam- h (16)

gewählt, wobei P_mm — eine minimale Leistung der aufgenommenen Strahlung bei der Bildaufzeichnung bedeutet

In diesem Fall ergibt sich der Helligkeitsverstärkungsfaktor G bei der Bildübertragung zu

G= <A. . JL<J- ■ Λ. (17)

«, P_mlnD ^ t₅ D D t₀

Nachstehend sollen Ausführungsbeispiele des Bildaufzeichnungsverfahrens für ein strahlungsempfindliches Medium angeführt werden.

B e i s ρ i e 1 1

Es wird eine heterogene Stoffmischung zubereitet. Als Bindemittel der heterogenen Mischung wird Paraffin 1 (F i g. 2), als Teilchen 2 werden feine magnetische Teilchen aus Eisenoxid, die einen auf sie einfallenden Lichtstrom fast vollständig absorbieren, verwendet Es wird eine dünne Schicht (20 bis 30 μΐη) einer heterogenen

so Mischung auf einem Substrat 3 aus Glas erzeugt, mit noch einer Glasplatte 4 bedeckt und diese Schicht in der Nähe einer Quelle 5 äußerer Erhitzung angeordnet Die erzeugte Schicht ist dank den Teilchen 2 aus Eisenoxid praktisch undurchsichtig. Als Kraftfeld wird ein normal zur Schichtfläche gerichtetes Magnetfeld H verwendet. Dann wird auf die Schicht ein Objekt projiziert, von dem der Lichtstrahl L (F i g. 3) zur Schicht gerichtet ist. An den Stellen der Schicht, auf die mehr Licht einfällt, werden die Teilchen 2 besser erwärmt, an den Stellen der Schicht, auf die weniger Licht einfällt, werden die Teilchen 2 schlechter erhitzt Die erwärmten Teilchen 2 durchwärmen das sie umgebende Paraffin 1. Obersteigt die Temperatur des Paraffins 1 dessen Schmelztemperatur, fällt dessen Zähigkeit ab, und die Lage der unter der Wirkung des Magnetfeldes Hstehenden Teilchen ändert sich. Auf den am besten durchwärmten Abschnitten der Schicht vollzieht sich ein völliger Umbau der Lage der Teilchen 2, sie verbinden sich zu langen dünnen in Feldrichtung H, d. h. senkrecht zur Schichtfläche orientierten Fäden 6. An diesen Stellen wird die Schicht fast völlig transparent, weil die durch die undurchsichtigen Teilchen 2 eingenommene Fläche abnimmt, während die dünnen Paraffinschicht beinahe den gesamten auf sie einfallenden Lichtstrom durchläßt. Die weniger durchwärmten Abschnitte der Schicht werden weniger aufgehellt, an diesen Stellen erscheinen Halbtöne.

Dann werden die Bilder fixiert, indem die Schicht auf eine Temperatur unterhalb der Kristallisationstempera-

Ci tür des Paraffins 1 abgekühlt wird. Im Ergebnis wird ein auf der Schicht einer heterogenen Mischung mis dem Paraffin I und den Teilchen 2 aus Eisenoxid aufgezeichnetes positives Fertigbild erhalten.

Beispiel 2

Es werden die im Beispiel 1 beschriebenen Operationen ausgeführt, nur daß als Bindemittel Eis und eine Kühlquelle anstatt der Heizquelle verwendet werden. Indem die im Beispiel 1 beschriebenen Operationen wiederholt werden, wird ein auf der Schicht einer heterogenen Mischung aus dem Eis und den Teilchen 2 aus Eisenoxid aufgezeichnetes positives Fertigbild erzeugt

Beispiel 3

Es werden die im Beispiel 1 beschriebenen Operationen ausgeführt, nur daß als Bindemittel ein Trockeneis verwendet wird, das bei Normaldruck und einer Temperatur nahe 18° C in der Lage ist, vom festen Zustand in den gasförmigen überzugehen. Im Ergebnis wird ein auf der Schicht einer heterogenen Mischung aus dem Trockeneis und den Teilchen 2 aus Eisenoxid aufgezeichnetes positives Fertigbild erhalten.

Beispiel 4

Als Bindemittel der heterogenen Mischung kommt Paraffin 1 (Fig.2), als Teilchen 2 feine magnetische Eisenoxidteilchen in Frage. Als Kraftfeld wird die Schwerkraft ausgenutzt. Es wird eine dünne Sctiicht der heterogenen Mischung auf einem Substrat 3 aus Glas erzeugt von oben mit noch einer Glasplatte 4 bedeckt und in der Nähe einer Quelle 5 äußerer Erwärmung angeordnet

Dann wird die Schicht auf die Schmelztemperatur des Paraffins 1 erwärmt und ein normal zur Schichtfläche gerichtetes äußeres Magnetfeld H erzeugt Hierbei formieren sich die Teilchen zu langen dünnen, normal zur Schichtfläche orientierten Fäden 6 (F i g. 3). Dann wird die Schicht auf die Kristallisationstemperatur des Paraffins oder darunter abgekühlt Die erhaltene Schicht der heterogenen Mischung wird fast völlig durchsichtig sein, weil die Oberflächendichte der undurchsichtigen Teilchen 2 nicht groß ist Danach wird auf die Schicht ein Bild des Objekts projiziert, d. h. es wira eine ungleichmäßige Erhitzung der Teilchen 2 in der Schicht geschaffen. An den Stellen, wo mehr Licht einfällt, werden die Teilchen 2 mehr durchwärmt, an den Stellen, wo weniger Licht einfällt werden sie weniger durchwärmt Die erwärmten Teilchen 2 durchwärmen das sie umgebende Paraffin 1. Sobald die Temperatur des Paraffins 1 die Schmelztemperatur überstiegen hat fällt dessen Zähigkeit ab, und die Anordnung der Teilchen unter der Wirkung der Schwerkraft ändert sich ebenso wie der Verlauf von Konvektionsströmen im flüssigen Paraffin. Auf den am meisten durchwärmten Abschnitten findet eine vollständige Desorientierung der vorher zu dünnen Fäden 6 zusammengefügten Teilchen statt An diesen Stellen wird die Schicht beinahe vollkommen undurchsichtig, weil die durch die Teilchen besetzte Fläche zunimmt Die weniger durchwärmten Abschnitte der Schicht werden weniger verdunkelt an diesen Stellen treten Halbtöne auf. Dann wird die Schicht auf eine Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur des Paraffins 1 abgekühlt Auf solche Weise wird ein auf der Schicht der heterogenen Mischung aus dem Paraffin und den Eisenoxidteilchen aufgezeichnetes positives Fertigbild erzeugt.

Beispiel 5

Als Bindemittel der heterogenen Mischung kommt Paraffin 1, als Teilchen 2 feine undurchsichtige Teilchen von Bariummetatitanat, als Kraftfeld ein zur Schichtfläche normal gerichtetes elektrisches Feld in Frage. Es wird eine dünne Schicht der heterogenen Mischung auf einem Substrat 3 aus Glas erzeugt von oben mit noch einer Glasplatte 4 bedeckt und in der Nähe einer Quelle 5 äußerer Erwärmung angeordnet.

Ferner werden die Operationen wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.

Beispiel 6

Als heterogene Mischung werden Paraffin 1 (F i g. 4) und Teilchen 2 aus Eisenoxid, als Kraftfeld ein Magnetfeld und als photochemisch aktive Werkstoffe Chlor und Wasserstoff verwendet. Die letzteren werden bei Dunkelheit in Mikrokapseln 7 aus transparentem Polyvinylchlorid untergebracht. Es wird eine Schicht der heterogenen Mischung erzeugt, die auf einem Substrat 3 angeordnet wird. Es wird eine Schicht aus den Mikrokapseln 7 gebildet und auf eine Schicht der heterogenen Mischung aufgetragen. Dann wird die Schicht der Mikrokapseln 7 mit einer Glasplatte 4 bedeckt Das Bild des Objekts wird auf die Schicht der Mikrokapseln projiziert. Bei Beleuchtung des Chlor-Wasserstoff-Gemisches läuft eine exotherme photochemische Reaktion ab. Die dabei entwickelte Wärme erhitzt die an den beleuchteten Abschnitten der Schicht der Mikrokapseln 7 anliegenden Abschnitte der heterogenen Mischung. Je besser die Mikrokapseln 7 beleuchtet sind, desto höher wird die Temperatur der anliegenden Schicht der heterogenen Mischung sein. Im weiteren wird das Verfahren in einer in den Beispielen 1 bis 3 angegebenen Reihenfolge verwirklicht.

Nach der Fixierung des Bildes wird die Schicht der heterogenen Mischung samt der Schicht der Mikrokapseln beleuchtet, wobei die Temperatur der Mischung in der Weise aufrechterhalten wird, daß beim Ablauf der photochemischen Reaktion in der Schicht der Mikrokapseln die Temperatur der heterogenen Mischung unterhalb der Schmelztemperatur des Bindemittels bleibt.

B e i s ρ i e 1 7

Die Operationen werden in Analogie zum Beispiel 6 durchgeführt, nur daß die photochemisch aktiven Werkstoffe in Mikrokapseln 8(F i g. 5) samt einer heterogenen Mischung untergebracht werden.

Beispiel 8

Als heterogene Mischung werden Paraffin 1 (F i g. 6) und Teilchen 2 aus Eisenoxid, als Kraftfeld ein Magnetfeld //verwendet Ak ein Photoleitfähigkeit besitzender Stoff wird eine dünne Platte 9 eines Photowiderstandes aus CdS + Cu verwendet. Die letztere wird zwischen durchsichtigen Elektroden 10 aus Indiumoxid angeordnet, die an eine Stromquelle 11 angeschlossen werden. Dann wird auf die Platte 9 des Photowiderstandes ein Bild des Objekts projiziert. Bei Beleuchtung des Photowiderstandes fällt dessen Widerstandswert ab, und über die beleuchtete Stelle fließt ein starker Strom. Die hierbei an den beleuchteten Stellen des Photowiderstandes erzeugte Wärme erhitzt die an ihnen anliegenden Abschnitte der Schicht der heterogenen Mischung. Je --nehr Abschnitte des Photowiderstandes beleuchtet sind, desto höher wird die Temperatur der angrenzenden Schicht der heterogenen Mischung liegen. Ferner werden die Operationen entsprechend den Beispielen 1 bis 3 durchgeführt

Beispiel 9

Es werden Operationen analog den im Beispiel 8 beschriebenen durchgeführt, nur daß auf einer Schicht der heterogenen Mischung vorher ein Bild aufgezeichnet wird, dessen Kontrast zu verstärken ist Dann wird die Schicht der heterogenen Mischung von einer äußeren (in Fig. nicht angedeuteten) Lichtquelle in der Weise beleuchtet, daß sich eine Platte 9 (F i g. 7) eines Photowiderstandes von der unbeleuchteten Seite erweist

In F i g. 7 ist der Kontrast des aufgezeichneten Bildes bedingt in Form einer Kurve 12 dargestellt

Wenn der ijchtstrom L von der äußeren Quelle die heterogene Schicht gleichmäßig beleuchtet, wind der zur Platte 9 des Photowiderstandes durchgekommene Lichtstrom von der Durchsichtigkeit der Schicht der heterogenen Mischung abhängen. Je durchsichtiger der Abschnitt der heterogenen Mischung ist, ein desto größerer Lichtstrom erreicht die Platte 9 des Photowiderstandes. Die an den beleuchteten Stellen des Photowiderstandes erzeugte Wärme erhitzt die an ihnen anliegenden Abschnitte der Schicht der heterogenen Mischung. Je durchsichtiger also die Abschnitte der Schicht der heterogenen Mischung waren, desto größer wird ihre Temperatur sein.

Ferner werden Operationen wie in den Beispielen 1 bis 3 beschrieben durchgeführt Auf solche Weise erfolgt eine Verstärkung des Kontrastes des aufgezeichneten Bildes.

Beleuchtet der Lichtstrom L von der äußeren Quelle die Schicht der heterogenen Mischung ungleichmäßig, kann man in der oben beschriebenen Weise den Konrast des aufgezeichneten Bildes zusätzlich verstärken oder schwächen.

Beispiel 10

Als Beispiel eines Bindemittels einer heterogenen Mischung wird Paraffin 1, als Teilchen 2 feine nadeiförmige magnetische Teilchen aus Eisenoxid, als Kraftfeld ein Magnetfeld verwendet Auf die Teilchen 2 wird RuS aufgebracht, der das Licht mehr als das Eisenoxid absorbiert. Im folgenden werden Operationen wie in den Beispielen 1 bis 4 und 9 durchgeführt

Beispiel 11

Es werden sämtliche in den Beispielen 1 bis 10 beschriebenen Operationen durchgeführt, wobei auf einer Schicht der heterogenen Mischung ein räumlich inhomogenes Lichtfilter angeordnet wird.

Als Lichtfilter kommt eine Schicht von feinen Körnchen aus organischem Glas mit unterhalb 10 μηι Durchmesser in Frage, dessen jedes in e>ner der Grundfarben — rot, grün, blau — gefärbt ist. Die Körnchen liegen auf einem durchsichtigen Substrat dicht beieinander. Die Körnchen treten als Einzonen-Lichtfilter sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Betrachtung eines Fertigbildes auf. Wegen der kleinen Größe der Körnchen ist ein jedes im einzelnen durch das Auge nicht unterscheidbar. Wenn die Körnchen untereinander chaotisch vermischt sind, so sieht das Lichtfilter bei der Betrachtung gegen Licht grau infolge einer Vermischung der Grundfarben im Auge aus. Die kleinen Zwischenräume zwischen den Körnchen werden durch einen undurchsichtigen Klebstoff aufgefüllt Dann wird auf das Lichtfilter ein Bild projiziert.

Zur Bestimmtheit sei das Objekt von roter Farbe. Dann passiert das Licht vorn Objekt nur die roten Körnchen und wird durch die grünen und blauen Körnchen abgefangen bzw, absorbiert. Deshalb wird das Bild nur dort aufgezeichnet, wo es an Stelle der Projektion des Objekts auf dem Lichtfilter rote Körnchen gibt.
Ferner werden Operationen wie in den Beispielen 1 bis 10 beschrieben durchgeführt

Bei der Betrachtung des aufgezeichneten Bildes seitens des Lichtfilters wird ein in roter Farbe gefärbtes Bild des Objekts zu sehen sein. Auf solche Weise ergibt sich ein Bild, das das Aussehen und die Farbe des Objekts richtig wiedergibt und keiner weiteren Behandlung bedarf.

Beispiel 12

Es werden den Operationen im Beispiel 11 ähnliche Operationen durchgeführt, nur daß als Lichtfilter in eine der Grundfarben gefärbte, dünne Wände von Mikrokapseln aus Polyvinylchlorid oder innerhalb von durchsichtigen Kapseln 8 (F i g. 5) untergebrachte Farbstoffe ausgenutzt werden. Die Mikrokapseln werden chaotisch durchgemischt und in einer Schicht auf einem durchsichtigen Substrat 3 dicht aneinander angeordnet. Innerhalb der Mikrokapsel 8 wird eine heterogene Mischung untergebracht.

Beispiel 13

Es werden Operationen analog den in den Beispielen 1,2,5,8,10,11,12 beschriebenen durchgeführt, nur daß zusätzlich in der Nähe der Schicht der heterogenen Mischung eine (F i g. 8 nicht gezeigte) Quelle für ein äußeres magnetisches Wechselfeld H vorgesehen ist, das parallel zur Oberlfäche der Schicht der heterogenen Mischung gerichtet ist, oder die Schicht auf einem piezoelektrischen Wandler 13 angeordnet wird, der an eine Quelle 14 für Ultraschallschwingungen angeschlossen ist.

Nach der Bildaufzeichnung wird die Schicht der heterogenen Mischung auf die Schmelztemperatur des Paraffins 1 erhitzt, wenn das Bild fixiert ist, oder nicht erhitzt, wenn das Bild nicht fixiert ist, und das normal zur Schichtfläche gerichtete äußere Magnetfeld H abgeschaltet Dann wird entweder das magnetische Wechselfeld H kurzzeitig oder die Quelle 14 für Ultraschallschwingungen eingeschaltet. Einer dieser Arbeitsgänge bewirkt eine Vermengung der Teilchen der Mischung, was zu einem Löschen des aufgezeichneten Bildes und zur Vorbereitung der Schicht der heterogenen Mischung für die Aufzeichnung eines neuen Bildes führt

Im Falle der Ausnutzung von photochemisch aktiven Werkstoffen wird die Schicht der heterogenen Mischung und der Mikrokapseln nach der Bildaufzeichnung gegen Lichteinfall geschützt Hierbei geht ein Teil der photochemisch aktiven Werkstoffe keine chemische Reaktion ein und kann zu einer mehrfachen Aufzeichnung und Löschung der Bilder verwendet werden. Auf solche Weise erfolgt eine mehrfache Aufzeichnung und Löschung des Bildes auf einer und derselben Schicht der heterogenen Stoffmischung.

Beispiel 14

Es werden in den Beispielen 1, 2, 5,8 10 beschriebene Operationen durchgeführt, nur daß :-usätziich in der Nähe der Schicht der heterogenen Mischung eine (in F i g. 9 nicht gezeigte) starke Lichtquelle angeordnet wird. Auf die Schicht der heterogenen Mischung wird ein über einen Lichtleiter 15 übertragenes Bild von dessen Stirnseiten über eine Linse 16 projiziert Das Bild wird, wie in den Beispielen 1,2,5,8,10 gezeigt aufgezeichnet und dann kurzzeitig durch die starke Lichtquelle beleuchtet, dur-auf der Schicht eine größere Beleuchtungsstärke als bei der Aufzeichnung erzeugt In diesem Fall erfolgt eine Überschreibung des Bildes auf eine andere Schicht unter Helligkeitsverstärkung. Dieses nach der Helligkeit verstärkte Bild wird entweder auf die Stirnseite einer anderen Strecke des Lichtleiters (in F i g. 9 nicht angedeutet) zur weiteren Übertragung oder auf einen Schirm zur Betrachtung projiziert Nach der Übertragung des Bildes wird es von der Schicht der heterogenen Mischung wie im Beispiel 13 gelöscht und dann ein neues fiber den Lichtleiter 15 übertragenes Bild aufgezeichnet, worauf der oben beschriebene Zyklus wiederholt wird.

Auf solche Weise wird eine Übertragung der nach der Helligkeit verstärkten Bilder in der Realzeit ohne Änderung ihres Kontrastes, ihrer Halbiöne und Farben gewährleistet

Es ist bekannt, daß bei der Bildübertragung über den Lichtleiter neben der Lichtdämpfung auch eine Verzerrung des Mehrmoden-Bildes wegen einer Dispersion des Lichtleiters erfolgt Das letztere kann durch Ausnutzung eines Korrekturfiiters in Form einer Piatte mit aufgetragenen Linien kompensiert werden, was die Operation einer Rückfaltung des Bildes (s. beispielsweise IEEE, Leith, 65,1,1977, S. 18 bis 28) verwirklicht

Die Art des Korrekturfilters, d. h. die Linienform, wird nach einer bekannten Dispersionskurve des Lichtleiters ermittp't.

Wenn es also nötig ist, nicht nur die Helligkeit des Bildes zu verstärken, sondern auch bei der Übertragung entstandene Verzerrungen zu korrigieren, so wird zusätzlich hinter der Platte mit der Schicht der heterogenen Mischung eine Platte mit einem Korrekturfilter angeordnet

Beispiel 15

Es werden im Beispiel 14 dargelegte Operationen durchgeführt.

Das nach der Helligkeit verstärkte Bild wird auf einen Schirm unter Vergrößerung der Bildabmessungen zur visuellen Betrachtung projiziert Auf solche Weise werden verwirklicht: Fernsehübertragungen und Empfang von zeitlich wechselnden und keiner Umwandlung von Lichtbildern in eine Folge elektrischer Signale und umgekehrt bedürfenden Bildern; Empfang und anschließende Verarbeitung mit optischen Methoden von auf einerr Bildschirm zeitlich wechselnden Bildern; Übertragung und Empfang von Bildern feiner durch ein optisches Mikroskop auf einem Großschirm betrachteter Objekte; Übertragung und Empfang in der Helligkeit verstärkter Bilder von durch ein Fernrohr (Fernglas, astronomisches Teleskop u. ä.) betrachteten weit entfernten Objekten.

Beispiel 16

Es werden im Beispiel 14 dargelegte Operationen durchgeführt.

Das in der Helligkeit verstärkte Bild wird auf einen Bildschirm über einen Multiplikator, beispielsweise über ein Diffraktionsgitter, projiziert. In diesem Fall wird auf dem Bildschirm mehrfach (an verschiedenen Stellen) ein Ausgangsbild reproduziert. Sind auf dem Bildschirm vorher die Bilder verschiedener Objekte aufgezeichnet worden, so werden unter Verwendung des bekannten Korrelationsmeßverfahrens (s. beispielsweise J. Goodman »Introduction to Fourier Optics«, McGraw-Hill Book Company, 1968) unbewegliche Bilder erkannt, es wird also die Tatsache der Koinzidenz des übertragenen verstärkten Bildes mit einem der auf dem Bildschirm aufgezeichneten festgestellt.

Auf solche Weis? kann man zum Beispiel eine Kommutierung von durch Lichtleiter gebildeten Fernsprechkanälen ohne Ausnutzung mechanischer Schrittwähler verwirklichen.

Beispiel 17

Es werden im Beispiel 14 beschriebene Operationen durchgeführt, nur daß an Stelle eines Bildes de,« Objekts dessen Hologramm übertragen wird.

In diesem Fall wird das in der Helligkeit verstärkte Hologramm mit Hilfe eines bekannten Reproduktionsprozesses für Hologramme in ein Raumbild (s. beispielsweise J. Gooman »Introduction to Fourier Optics«, McGraw-Hill Book Company, 1968) verwandelt.

Die oben dargelegte vereinfachte Theorie wurde zu einer ungefähren Einschätzung von Kenndaten des erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungsverfahrens für ein strahlungsempfindliches Medium herangezogen, ίο Es sei die heterogene Mischung aus Eisenoxidteilchen und Paraffin mit folgenden Parametern gebildet

a —	*XO-cm**
*M₀ -*	5 · 10² — Sättigungsmagnetisierung eines Teilchens
*k\ —*	2 · 10-' W/cm · grd
15 kl —	4 · ΙΟ-⁴ W/cm grd
*P\ -*	5 g/cm³
Pi —	0$ g/cm²
Ci -	03 J/g · grd
rs _	ι ά i/g . grd
*20 JTi* -**	I⁰C
JT₀ -	ΙΟ-². Jr₁
9 -	2
*»\ -*	10^s//cm

Nach Einsetzen dieser Werte in die Formeln (1), (2), (5), (8) erhält man Ä> ΙΟ³ ,y_m«> 1O³^₃ =» 5· 10-⁵S, W=* 5· Κ

Bei einer experimentellen Prüfung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eine 03 bis 0,5 mm dicke, auf

eine Polyäthylenschicht aufgetragene Probe für die Schicht einer heterogenen Mischung aus Paraffin und

Eisenoxydteilchen hergestellt. Die Probe wurde in ein Magnetfeld mit einer Stärke von 50 Oe gebracht und auf

eine Temperatur 42°C erhitzt. Bei der Beleuchtung der Probe wurden Bilder von Menschen durch Vergröße rung von einem Positivfilm, Laserstrahlung und andere Objekte aufgezeichnet.

Hierbei wurden folgende Kenndaten erzielt _R _ _10> Linien > ίο³ f 10~³s W=10~⁵ ^

" ^mm " ^{3 =} ' ^

Bei der Speicherung des fixierten Bildes sind keine Änderungen zu verzeichnen. Die Effektivität der Lichtausnutzung bei der Bildbetrachtung beträgt ca. 80%, die Übertragung von Halbtönen ist gut

Eine weitere Verbesserung von Kenndaten, insbesondere eine Verringerung der Aufzeichnungsenergie, hängt mit der Verwendung von eine Photoleitfähigkeit besitzenden oder photochemisch aktiven Werkstoffen zusammen.

Als Photowiderstand wurde eine CdS + Cu-Platte mit einer Stromquelle (s. beispielsweise Krumme J-P, Schmitt H. J, IEEE Transaction on Magnetics N. 11Ä1975, p. 1097) verwendet, die folgende Parameter besitzt.

/ = 4 · 10-* cm, E = 60 V, <7= 10n-cmbeiP=5- 10-³W.

Setzt man die minimale Fläche des Bildelements S = 10~⁶ cm², dann erhält man nach der Formel (11)

ε = 1,8 - 10²,

d. h. die Aufzeichnungsenergie verringert sich um mehr als das lOOfache.

Als photochemisch aktive Werkstoffe werden Chlor und Wasserstoff verwendet und unter Druck in einer Mikrokapsel untergebracht Angenommen, daß die Strahlungsabsorption durch diese Werkstoffe dem Beerschen Gesetz genügt erhält man

wobei oco — den Absorptionskoeffizient unter Normaldruck P₀ bezeichnet Schreibt man die Parameter dieser Werkstoffe

γ = ίο⁵,

ΔΗ = 4,5 · 10⁴kcal/mol, η

Λο = 4 //cm

aus und wühlt P/Po = ΙΟ², die Größe der Mikrokapsel /= lO-'cm und die Wellenlänge der Strahlung 5 A = 3 · 10~⁵ cm, dann erhält man nach Einsetzen dieser Werte in die Formel (13)

e = 10^s,

d. h. die Aufzeichnungsenergie verringert sich um einen Faktor 10⁵und beträgt 10—¹⁰—j-.

Bewertet wird abschließend der Helligkeitsverstärkungsfaktor bei einer Überschreibung von Bildern mit
Hilfe einer zusätzlichen Bestrahlung.

Wird die zusätzliche Strahlung durch die heterogene Mischung nicht absorbiert, hängt der Verstärkungsfaktor gemäß Formel (15) lediglich von der Leistung der Quelle für eine zusätzliche Bestrahlung ab und kann mit der 15 Leistungssteigerung der Strahlungsquelle ansteigen.

Wird die zusätzliche Strahlung durch die heterogene Mischung absorbiert, ist der Verstärkungsfaktor begrenzt. Beispielsweise ist im Falle einer Fernsehübertragung

D = 10² 20

= 5 · 10-2 s.

Indem man dann fo = 5 · 10~⁵s wählt und diese Werte in die Formel (17) einsetzt, erhält man G = 10.

h = 5 · 10-2 s.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 25

Claims

Patentansprüche:

I. Bildaufzeichnungsverfahren für ein strahlungsempfindliches Material, bei welchem eine Materialschicht aus einer heterogenen Mischung aus Substanzen erzeugt wird, von denen mindestens eine, die als Bindemittelsubstanz bezeichnet ist, im heterogenen Mischungszustand bei Erwärmung die Fähigkeit zur Aggregat-Umwandlung aus einem kristallinen (festen) Zustand unter dem Einfluß der Eigenstrahlung oder Reflexionsstrahlung des aufzuzeichnenden Objektes besitzt und die ein Füllmaterial in Form von Teilchen enthält, welche Träger von elektrischen oder von magnetischen Momenten sind, wobei die Materialschicht in ein elektrisches oder magnetisches Feld gebracht wird und wobei das aufzuzeichnende Bild auf diese Schicht

ίο projiziert und dann das so erhaltene Bild durch eine nachfolgende Aggregat-Umwandlung der Mischung aus dem flüssigen in den kristallinen Zustand durch Ausschaltung der Strahlung fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen (2) des FüUmaterials in der Schicht (1) willkürlich in einer solchen Menge verteilt sind, daß die Nicht-Transparenz der Schicht gewährleistet ist, wobei die Teilchen (2) in dieser Verteilung die genannte Strahlung (L) absorbieren ursd hierbei erwärmt werden, daß die Teilchen (2) nach ihrer Erwärmung die Aggregat-Umwandlung der Bindemittelsubstanz aus dem kristallinen in den flüssigen oder einen gasförmigen Zustand in denjenigen Abschnitten der Mischung bewirken, die unmittelbar diesen erwärmten Teilchen (2) benachbart sind, und daß sich dann diese Teilchen (2) unter dem Einfluß des äußeren magnetischen oder elektrischen Feldes (H) sowie aufgrund der eigenen sie umgebenden Dipolfelder zu Ketten (61 verbinden, die in Richtung dieses äußeren Feldes (H) orientiert sind.
2. Bildayfzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während der Bildaufzeichnung die Schicht (1) der heterogenen Stoffmischung auf eine Temperatur nahe der Temperatur der Umwandlung des Aggregatzustandes der als Bindemittel dienenden Substanz erhitzt oder abgekühlt wird.
3. Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Erzeugung der heterogenen Stoffmischung eine Substanz zugesetzt wird, die die Strahlung absorbiert, einen Faktor für die Umformung von Strahliß^senergie in Wärmeenergie oberhalb des Aggj;egatumwandlungsiaktors in der Bindemittelsubstanz der Materialschicht (1) aufweist und der in der Lage fst, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld (H) zu treten, und daß diese Substanz auf Teilchen aufgetragen wird, die geeignet sind, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld zu treten.
4. Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) aus mindestens einem Werkstoff gebildet wird, der die Strahlung (L) absorbiert und einen Faktor für die Umformung von Stir.hlung^ nergie in Wärmeenergie oberhalb des Aggregatumwandlungsfaktors der Bindemittelsubstanz der heterogenen Mischung aufweist und der in der Lage ist, in Wechselwirkung mit dem Kraftfeld (H) zu treten, und &-"v diese Schicht auf oder unter der Schicht (1) der heterogenen Stoffmischung in bezug auf das aufzuzeichnende Objekt aufgebracht wird.
5. Biidaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die die Strahlung absorbierende Substanz photochemisch aktive Substanzen verwendet werden, die in eine exotherme Reaktion gelangen und einen entsprechend großen Quantenausgangswert aufweisen, und daß die Schicht aus einer Vielzahl von Mikrokapseln (7) gebildet ist, die mit den photochemisch aktiven Substanzen gelullt sind.
6. Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als die Strahlung absorbierender Werkstoff ein Photoleitfähigkeit besitzender Werkstoff eingesetzt und eine Schicht dieses Werkstoffes auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet wird.
7. Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Photoleitfähigkeit besitzende Schicht unter der Schicht der heterogenen Stoffmischung angeordnet und nach der Fixierung des Bildes zusätzlich bestrahlt wird.
8. Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln (7) aus einem mindestens in einer Farbe gefärbten Material hergestellt werden.
9. Bildaufzeichnungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurcfcgekennzeichnet, daß den Farben des aufzuzeichnenden Objekts entsprechende Farben der Strahlung ausgesiebt und während der Bildaufzeichnung auf der Schicht der heterogenen Stoffmischung reproduziert werden.
10. Biidaufzeichnungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgezeichnete Bild vor oder nach seiner Fixierung zusätzlich bestrahlt wird und daß die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung höher als bei der Bildaufzeichnung eingestellt wird, wobei bei der Bestrahlung die Wellenlängen der Strahlung derart gewählt werden, daß die Strahlung die Schicht der heterogenen Stoffmischung passiert, ohne absorbiert zu werden.
I1. Biidaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Bestrahlung vor der Fixierung des Bildes vorgenommen und die Bestrahlungszeit um mindestens so viel kleiner als die Aufzeichnungszeit gewählt wird, als die Strahlungsintensität bei der Bestrahlung die Strahlungsintensität bei der Aufzeichnung übersteigt, wenn die Wellenlängen der Strahlung bei der Bestrahlung und bei der Aufzeichnung zusammenfallen.
12. Biidaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als strahlungsempfindliches Material eine heterogene Mischung aus Paraffinkristallen und aus Eisenoxid-Teilchen verwendet wird, wobei die Paraffinkristalle in der Mischung die Bindemittelsubstanz bilden und daß die Eisenoxid-Teilchen das Füllmaterial bilden, daß die Schicht aus der heterogenen Mischung der Substanzen auf einem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet wird.