Способ записи оптической информации на фототермопластический носитель Советский патент 1991 года по МПК G03G16/00 

05

с©

Изобретение относится к способу записи оптической информации на фототермопластический носитель и позволяет повысить качество записи и увеличить ее плотность. Фототермопластический носитель, включающий термопластический и полупроводниковый слои, сенсибилизируют зарядкой в поле коронного разряда. Величину плотности тока коронного разряда опре- . деляют из приведенного соотношения. После сенсибилизации носителя осуществляют поэлементное экспонирование его и одновременно проводят на- , грев непрерывно всей рабочей поверхности. После экспонирования последнего элемента носитьль дополнительно заряжают. Время этой зарядки соответствует промежутку между экспонированиями предыдущего и последующего элемента. с S

Изобретение относится к регистрации оптической информации на фототермопластическом носителе, а именно к накоплению на одном и том же кадре фототермопластического носителя проецируемой информации в течение длительного промежутка времени, и может найти применение в научной и прикладной фотографии, в системах записи и обработки информации.

Известен способ записи информации с помощью модулированного луча лазера на пластине, содержащей тонкую плзнку аморфного халькогенида.

Луч-)лазера расплавляет или испаряет пленку, образуя на ней выемки, представляющие информацию, которую оптически считывают. Указанный способ не позволяет регистрировать полутоновые изображения, кроме того из-за необратимого характера выплавления носитель может использоваться однократно.

Известен также способ записи оптических изображений на носителе с фоточувствительным полупроводниковым слоем при величине экспозиции, достаточной для образования фазовых

го

превращений в слое, причем в качестве материала фоточувствительного слоя используют стеклообразный халь- когенид мышьяка.

Такой способ может обеспечить многократную экспозицию различных участков одного и того же кадра носителя, но из-за низкой чувствительности способ не может использоваться для регистрации быстровременных процессов, например, с малыми временами экспозиции .

Наиболее близким к предлагаемому является способ записи, использующий в качестве регистрирующей среды мно- гоэлементные фототермопластические матрицы. Иа основе фототермопластического материала с использованием фотошаблонов изготовлены матрицы, содержащие 256, 1024 элементов.

Матрицы (содержащие 256, 1024 элементов) изготовлены на стеклянной подложке размером 80 к 80 мм и представляют собой ячейки, покрытые фо- тотермопластиком. Размер ячейки в матрице 2x2 мм, расстояние между центрами соседних ячеек 4,5 мм. Каждый элемент матрицы индивидуально нагревают импульсом тока через проводящий слой. Матрицу заряжают с помощью коронирующего устройства.

Для записи информации матрицу заряжают, поэлементно экспонируют и для проявления каждый отдельный экспонированный элемент разогревают. В освещенных местах поверхностный потенциал уменьшается, вследствие фотопроводимости материала. Образовавшийся на поверхности потенциальный рельеф преобразуется в геометрический в результате деформации размягченного материала. Этот рельеф соответствует распределению интенсивности света в изображении объекта. Быстрое охлаждение закрепляет рельеф.

В многоэлементной матрице имеется разброс характеристик отдельных элементов из-за различного их сопротивления и разной начальной температуры в процессе работы из-за сложности тепловой развязки отдельных элементов. Кроме того, из-за возрастания поверхностного потенциала во время непрерывной сенсибилизации проявляется нестабильность чувствительности во времени. Перечисленные недостатки приводят к снижению качества записи. Используемые для осуществле0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ния способа матрицы сложны в изготовлении, могут быть получены на стеклянных подложках ограниченной площади. Не могут использоваться ленточные носители на гибкой основе. Достигаемая плотность записи ограничивается размером ячеек матрицы.

Цель изобретения - повышение качества и плотности записи.

Поставленная цель достигается способом записи оптической информации на фототермопластический носитель путем его сенсибилизации зарядкой в поле коронного разряда, разогрева и поэлементных экспонирований рабочей поверхности, при этом проводят непрерывный нагрев всей рабочей поверхности во время ее экспонирований при величине ппотности тока коронного разряда, устанавливаемой из соотношения:

jk $UT0 1- + g-§i«ji- y, (1)

где (j - предельное напряжение cqsnra

термопластического слоя; t0 - время зарядки; C,R - емкость и сопротивление термопластического слоя; C.R - емкость и темновое сопротивление полупроводникового слоя j,

диэлектрическая проницаемость термопластического слоя;

диэлектрическая проницаемость вакуума,

а по завершении экспонирований зарядку продолжают в течение времени,равного промежутку между предыдущим и последующим экспонированиями.

При таком осуществлении способа обеспечивается качественная запись поэлементно экспонируемой рабочей поверхности носителя, благодаря стабилизации его чувствительности в течение времени, необходимого для поэлементной регистрации информации на всей рабочей поверхности, либо в течение времени развития регистрируемого процесса. Это можно объяснить следующим.

Плотность тока коронного разряда должна обеспечить накопление некоторого поверхностного заряда на свободной поверхности термопластического слоя для придания фототермоплас- тическому носителю фотографической

6Ъчувствительности. Поэтому плотность тока коронного разряда должна быть больше, чем плотность сквозного тока через фототермопластический носитель. Обычно плотность тока коронного разряда выбирают такой, чтобы достичь наибольшей поверхностной плотности заряда (наибольшего поверхностного потенциала).

В этом случае возможно проводить только однократное экспонирование, так как при повторном экспонирований из-за большой поверхностной плотности заряда происходит интенсивное развитие деформации в темных участках, т.е. образуется значительный уровень вуали, приводящий к исчезновению изображения. Для устранения этого эффекта необходимо плотность тока коронного разряда выбрать таким образом, чтобы за время зарядки t0, т.е. за время, необходимое для поэлементной регистрации информации по всей площади кадра, либо за время, в течение которого происходит регистрируемое событие, плотность пондеромоторных сил, соответствующая плотности поверхностного заряда, не стала больше предельного напряжения сдвига используемого термопластического слоя, т.е. поверхностная плотность заряца за время te не должна превышать величину:

с Ј0еб:

Отсюда плотность тока, необходимая для накопления потенциала, определяется выражением:

j

а плотность тока утечки через носитель

Ч

Ci+C2 I

CtC2(R,+R2)j

и суммарная плотность тока:

. . . rpTHrflС +С2 1

+

В этом случае за время tQ деформация поверхности термопластического слоя образовываться не будет, а любой участок рабочей поверхности носителя будет сенсибилизирован и способен регистрировать оптическую информацию. Таким образом, управляя плотностью тока коронного разряда в зависимости от необходимого времени

съемки и параметров полупроводникового и термопластического слоев, определяющих величину тока утечки с через фототермопластический носитель, можно обеспечить качественную поэлементную регистрацию оптической информации на один участок рабочей поверхности носителя в течение не0 скольких десятков минут.

Способ осуществляется следующим образом.

Из паспортных характеристик фототермопластического носителя берут

5 значения удельных сопротивлений, толщин и диэлектрических постоянных полупроводникового и термопластического слоев. Экспериментально определяют величину предельного напряжения сдви0 га используемого термопластического слоя. Затем, зная площадь рабочей поверхности кадра S, по известным формулам рассчитывают сопротивление и емкости полупроводникового

5 и термопластического слоев. Определяют время зарядки ta в случае периодически возникающих сигналов: t0 - T(N+1), где Т - период времени между двумя возникающими сигналами,

Q N количество регистрируемых CMI- налов.

Из выражения (1) определяют необходимую плотность коронного тока. После этого в устройстве регистра- 5 ции устанавливают необходимый ток зарядки и осуществляют поэлементное экспонирование информации на фото- ,термопластическом носителе. После

экспонирования последнего элемента

зарядку продолжают в течение времени, необходимого для развития деформации поверхности термоплас.тичес- кого слоя, в соответствии с последгим проецируемым изобретением, т.е. в течение времени между предыдущим и последующим экспонированиями. Затем носитель в устройстве записи перематывают, выставляя новый участок для записи.

Пример. Производят запись с экрана радиолокационной трубки местоположения садящегося самолета. Время посадки 6 мин, период появления светящейся точки 6 с. Время

t0 составляет 366 с, а количество записываемых сигналов 60. После последнего экспонирования зарядку фототермопластического носителя продолжают 6 с - время, равное промежутку между двумя экспонированиями. Для записи используют фототермоплас- тический носитель, состоящий из фо- точувствительного слоя из твердого раствора 30% AsjS (5 Se,,i5 70% As2Se-j толщиной 2,1 мкм и термопластического слоя из сополимера стирола с бутилметакрилатом толщиной 1,5 мкм. Удельное сопротивление полупроводникового слоя при температуре записи равной 68 С составляет 7, Ом-м, э термопластического слоя - Э Л10 Ом м. Площадь рабочей поверх- чости носителя 24 20 мм2, а диаметр спроецированной светящейся точки составляет 0,1 мм.

Предельное напряжение сдвига G указанного фототермопластического

носителя для температуры 68 С (из табличных данных) составляет 5,9 Х10 Н/М2.

По формуле (1) рассчитывают необходимую плотность коронного тока jK, которая равна 425 мкА/м2. Затем фототермопластический носитель помещают в устройство регистрации оптической информации. Устанавливают на блоке управления время зарядки, равное 366 с, температуру записи и ток коронного разряда с учетом заряжаемой площади носителя 0,2 мкА. С помощью объектива с экрана радиолокационной трубки проеци- руют изображение траектории посадки самолета на фототермопластический носитель, который регистрирует это изображение.

Контраст полученного на фототер- мопластическом носителе изображения составляет 6,5 для первой точки изображения траектории движения и 6,0 для последней.

По времени экспонирования каждого элемента и интенсивности излучения чувствительность составляет 10м2/1ж.

При таком осуществлении способа создается возможность регистрировать на определенной площади носителя, ко торая разогрета до температуры проявления и заряжена до определенного потенциала (очувствлена), без дополнительных циклов охлаждения, перемещения на другой участок, последую- щего разогрева и очувствления перед каждым циклом регистрации, требуемое количество изображений регистрируемого объекта. Количество записываемой

информации определяется разрешающей способностью носителя.

Предлагаемый способ не требует для своего осуществления сложного в изготовлении матричного носителя, расширяется круг носителей, на которых может быть осуществлена запись, так как могут использоваться материалы на стеклообразной или гибкой основе. Значительным преимуществом является также отсутствие необходимости применения системы адресации для осуществления записи. Носитель информации не ограничивает плотност записи, которая зависит только от размеров проецируемого изображения.

Формула изобретени

Способ записи оптической информации на фототермопластический носитель, включающий термопластический и полупроводниковый слои, заключающийся в сенсибилизации носителя зарядкой в поле коронного разряда, поэлементном экспонировании рабочей поверхности носителя с одновременным нагревом, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества записи и увеличения ее плотности, нагрев проводят непрерывно по всей рабочей поверхности носител а после экспонирования последнего элемента носитель дополнительно заряжают в течение времени, равного промежутку между экспонированием предыдущего и последующего элементов, причем величину плотности тока коронного разряда jK определяют из соотношения

i IrtPp 1 Г1- + -2ii9i-1

JK HG&fc0 to c,C2(R,+Ra)J

где 6 - предельное напряжение сдвига фототермопластического носителя;

Сj, RJ- емкость и сопротивление термопластического слоя; С, RЈ- емкость и темновое сопротивление полупроводникового слоя;

Ј - диэлектрическая проницаемость термопластического слоя;

Ј0- диэлектрическая проницаемость вакуума; t - время зарядки.