Способ определения относительных освещенностей на границах слоев многослойного фотоматериала Советский патент 1992 года по МПК G03C5/02 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для определения функции передачи модуляции многослойного фотоматериала.

Известны способы последовательного нанесения один на другой несколько эмульсионных слоев при изготовлении черно-белых и цветных фотоматериалов. Посредством таких эмульсионных систем производят регулирование градационных и структурно-резкостных свойств фотоматериалов. Для определения функции передачи модуляции многослойного материал поступают следующим образом: эмульсии последовательно наносят на подложку, а затем производят измерение функции передачи модуляции по стандартной методике.

Недостатком такого способа является то, что он дает информацию лишь относительно конкретного вида многослойной системы и не позволяет предсказывать функцию передачи модуляции многослойного фотоматериала, исходя из свойств ис- ходных эмульсий. Для определения функции передачи модуляции с другими поверхностными концентрациями составляющих слоев или с другим их расположением необходимо изготовить новые многослойные системы и повторить Определение функции передачи модуляции, что приводит к необходимости перебора большого количества вариантов, что требует больших затрат дорогостоящего сырья и рабочего времени. Кроме того, таким способом невозможно

vj Ю О О

сл о

определить модуляцию освещенности на границах раздела слоев в многослойной системе, можно лишь получить информацию об усредненной по толщине функции передачи модуляции, т.е. на его основе нельзя оценить влияние на функцию передачи модуляции каждого слоя в многослойном фотоматериале.

Указанные недостатки частично устранены в способе определения характеристи- ческой кривой многослойного фотоматериала. Этот способ включает измерение оптических характеристик изолированных слоев из эмульсий, составляющих многослойный фотоматериал, и математиче- скую обработку значений этих характеристик. Ограниченность применимости этого способа в том, что он позволяет определить распределение освещенностей на границах раздела слоев лишь в случае освещения многослойно- го фотоматериала широким пучком света.

Цель изобретения-получение значений освещенности для заданной пространственной частоты наложенной экспозиции.

Пс с Ставленная цель достигается тем. что согласно способу определения относительных освещенностей на границах слоев многослойного фотоматериала на установке измеряют светимость в прошедшем и отраженном свете в центре изображения щели, спроецированное на эмульсионный слой, при ширине изображения щели в отсутствии образца, изменяющейся от 5 до 50 мкм с шагом 5 мкм, а также при ширине изображения щел в отсутствии образца равной 1 мм, для набора слоев из исходных эмульсий с различными поверхностными концентрациями серебра mi. Для этого же набора эмульсий и поверхностных концентраций серебра вычисляют коэффициенты rij и tij по формулам

nj - EK1),(О

tij Et(1)ij/Eo,(2)

где Ео - значение наложенной экспозиции в центре изображения щели при ширине изображения щели в отсутствии образца, равной 1 мм;,

Ei{1)ij и Et(1)ij- значения светимости в центре изображения щели, спроецированной на слой, при ширине изображения щели в отсутствии образца равной 1 мм в отраженном и прошедшем свете соответственно.

Кроме того, вычисляют коэффициенты RIJ и TIJ для частоты V по формулам

RIJ( v) 1 - 2 nv 2 (1 - CR(bk)ij ( bk),

k 1(3)

Tij(v) 1 - 2 nv V (1 - Ci(bk)i) sln( jri bk),

k 1

J(4) где v - частота, лин/мм;

Ьк - значение ширины изображения щели в отсутствии образца, мм,

CR(DK)IJ EKbk))ij,

Ст(Ьк)и - Et(bk)ij/ Јt(1)ij,

где Er(bk)ij и Et(bk)ij - значение светимости в. центре изображения щели, спроецированное на слой, при ширине щели в отсутствии образца равной bk в отраженном и прошедшем свете соответственно.

Из полученных зависимостей tij от mij и И от mij, RIJ от mi и TIJ от mij интерполяцией находят значения коэффициентов г| и tj, Rj и Tj. соответствующие составляющим слоям с заданными поверхностными концентрациями серебра mj по формулам

. . t i tj -tij -,

rj- rij + Tj TIJ + Rj - RIJ +

mij +i-mij Пг+1-гц

my +1 -mij Tij-H-Tij

mij +1 -mij Rij-H-Rij

(mj -mi), (mj - mij), (mj - mij), (mj4 - mij).

(5).

mij +1-mi

Найденные значения tj , n , Rj , Tj подставляют в следующие системы линейных уравнений:

:

Yf ,047 + Yt 2-0.4 Y| 2 0,957+ YT2-0.6 Yt 2 Y 2n + YT.3ti

Y J tj-2 YIJ-I + rj-2Yt j Yt J-tj-1 Yrj-l + j

(€)

Y; n + 2 Yj n Itn + Yt n + 2Гп Yf n + 2 Y| n + 2 АО : Yj rn-3 Y{, n-f2(1 -Ao) Yt n-t-3 0

X}1 1

Xi 1 0,047 + Xf 2 0,4

Xi2 0.953 + Xt2.0,6

Xj2 Xj2riRl + X73tlTl

:tj-2T -2X| j + j :tj-lTj-iXt + rj-iR -iX j

().

Xi.i 2 -- X i ri - . L X;f n + 2 nRn V n 2 : X | r, Ao

X| n .3 - x i n -АО) V.xjn з

где АО 0 - случай, когда многослойный фотоматериал имеет противоореольный слой и АО 0,6 в случае отсутствия противо- ореольного слоя;

n - количество слоев в многослойном фотоматериале.

Решая системы линейных уравнений, находят значения коэффициентов Yj ;. Yj j, X | , Xf j, которые подставляют в выражение

Емакс (У| j + YnXl+Mj). EMHHj (Yjj + YTjX1 -Mj),(8)

где Емакс и Емин - максимальная и минимальная освещенность на j границе раздела между слоями, составляющими многослойный фотоматериал при пространственной частоте наложенной экспозиции м Xjj+ XTj Mi j + .Ytj

Зная Е макс) и Емин). находят искомую функцию передачи модуляции J(v )j ня каждой границе раздела по формуле T(v

Бмакс - Емин) i Емакс) (о) Емин) (о) Емакс + EMHBJ Тгмзкс) (р) + EMHHJ (О)

где ЕмаксХО) и Емин(0) - максимальное и минимальное значение освещенности при v 0.

Существенными признаками, совпадающими с прототипом, являются: измерение оптических характеристик изолированных слоев, математическая обработка значений оптических характеристик.

Существенными отличительными признаками является: определение значений освещенности на границах слоев многослойного фотоматериала для заданной пространственной частоты наложенной экспозиции.

Установка для определения искомых значений освещенностей, представленная на фиг. 1, состоит из устройства измерения светимости в центре изображения щели в зависимости от ее ширины (I), блока сопряжения (II) и вычислительного комплекса ИПГ-0015 (III). Образец помещается в устройство измерения светимости в центре изображения щели в положение 7. Изображение щели 3 через объективы 5 и б и полупрозрачное зеркало 14 проецируется на образец. Изменение ширины изображения щели осуществляется изменением ширины щелиЗ. Отраженный or образца поток через объективы б и 10 попадает на щель 13. с

помощью которой рыделяотся члг.ть отраженного от эмульсионного споя погокл. соответствующая серелине изображения щели. Эта млеть погокл лоплдзгм ил фото 5 приемник 11, сигнал которого, прьгопцио- нальный Ei(bk)ij, через блок попрум-ония поступает на рычи слитель.ш- м комплекс ИПГ-0015. Аналогично часть потока, соот-. ветствующая светимости в центре изобра- 10 жения щели в прошедшем свете, через объектив 8 и щель 12 попадает на фотоприемник 9, сигнал с которого, пропорциональный Et(bk)ij. через блок сопряжения также поступает в вычислительный комплекс ИПГ- 15 0015. Значение Е0 определяется по.сигналу с фотоприомника 9 в отсутствии обрлзи Таким образом, в память ИПГ-0015 занос ся значения Er(bk)ij; Et(bk)ij; Er(1)ij; EtM)ij. .V В память ИПГ-0015 также заносятся знггче 0 ния и порядок расположения слоев в многослойном фотоматериале. Вычислительный комплекс обрабатывает данные и представляет результаты расчетов в виде таблицы на экране дисплея или выводит на печать. 5Применение такого способа определения освещенностей на границах слоев позволяет предсказать функцию передачи модуляции многослойного фотоматериала с любым количеством слоев, с любыми опти- 0 ческими характеристиками и любым порядком их расположения.

Пример 1. Определить значение освещенностей для пространственной частоты наложенной экспозиции, равной v - 5 30 лин/мм, на границах раздела слоев двухслойного фотоматериала, один из слоев которого состоит из эмульсии с размером микрокристаллов, равным 0,11 мкм, а другой - из эмульсии с размером микрокри- 0 сталлов 0,73 мкм. Например, верхний слой состоит из эмульсии с микрокристаллами 0,73 мкм и поверхностной концентрацией серебра mi 7,5 г/м , а нижний слой - из эмульсии с размером микрокристэллов 0.11 5 мкм и поверхностной концентрацией серебра та 3,0 г/м . Для определения функции передачи модуляции изготавливают набор слоев из исходных эмульсий с различными поверхностными концентрациями серебра. 0 Из установке, изображенной на фиг. 1. измеряют w по формулам (1), (2), (3), (4) находя; коэффиц;..:-м

Значение колффи диентот г,, дла частоты 30 лип /мм равны

tn. Rij. Ti;

Изобретение включает измерение коэффициентов пропускания и отражения для исходных слоев этого материала, а также методом интерполяции для слоев с заданными поверхностными концентрациями серебра, определение по этим коэффициентам величин восходящих Yt и нисходящих YI потоков на границах слоев для нулевой пространственной частоты и вычисление освещенности на границах слоев и ее измерение в центре проекции освещенной щели на слой при ступенчатом изменении ее ширины с шагом А, а коэффициенты отражения и пропускания jm-ro слоя определяют по формулам, приведенным в описании, определяют значения нисходящих XI и восходящих Xt потоков для искомой частоты tfi, а значения минимальной и максимальной освещенностей на границе слоя определяют по формулам, приведенным в описании. 1 ил. со с

Интерполяцией этих зависимостей по формулам (5) находят значения коэффициентов tj , rj , Rj1 для слоев с заданными поверхностными концентрациями серебра m i 7.5 (г/м2)та 3,0 (г/м2)

t i - 0,23t2 0.33

r i 0,49Г2 - 0,43

Ti 0,41Т2 0,54

Ri - 0,62R2 - 0,78

Подставляя найденные значения в системы (6) и (7), находим значения Y| j, Yf j. Xi j, Xj j Yn 1Xji-1

Yn 0,34Xi i-0,19

YT2-1.39Xi2 1,17

Y; 2 0,79XT 2 0,36

YJ з 0, 0,12

Y u 0,22Xt 3 0.044

Yt4 0,19X, 4 0,037

Yj4 0,11Xf4 0.016

Y| 5 0,076Xj 5 0,011

Ytч 0

Значения Емэкс и EMHHJ, рассчитанные по формулам (8) равны:

Емакс1 3,65Емин1 0,59

Емэкс2 0.81Емин2 0,49

ЕмзксЗ 0,34ЕминЗ 0,26

Значение Tj( v ) вычисляют по формуле (9) Ti( v} 0,72 для верхней границы 1 слоя Т2( v) 0,25 для границы между слоями Тз( v) 0.13 для нижней границы 2 слоя. Для проверки достоверности предложенного способа определения функции передачи модуляции изготавливают двухслойный материал из эмульсии 1 и 2 с поверхностными концентрациями серебра, равными m i 7,бита 3,0 г/м7 , и измеряют интегральную по толщине функцию передачи модуляции через почернения по методике (2). Полученныезиачения функции передачи модуляции сравнивают со значениями интегральной функции передачи модуляции через почернения, полученные из значений (10) способом, описанным в (3). Результаты сравнения приведены в табл. 1. Пример 2. Для двухслойного фотоматериала, верхний слой которого должен быть полит из эмульсии 3 (размеры микрокристаллов 1 мкм) с поверхностной концентрацией серебра тз 1 г/м , а нижний из эмульсии 4 (размеры микрокристаллов 1;5 мкм) с поверхностной концентрацией серебра ГП4 1,5 г/м2. определяют функции передачи модуляции на границах раздели слоев аналогично примеру I.

20

Подставляя найденные значения в сис5

0

темы (6) и (7), находим Yp 1 Yt 1 0,26 ,28 Yf ,54 Yt з 0,97 Yi 3 0,44 Y i 4 0,69 Yf 4 0,41 Yt5 0,28 YTs 0

X 1 XT ,11 Xi2 1.05 X T2-0.17 XJ3 0,51 Xf3 0,12 X |4 0,24 Xf4 0.15 Xj 5 0,096 Xf5 0

Значения EMaxcj и ЕМин) равны

.Емакс1 3,04Емин1 0,6

Емакс2 2.04Емин2 0,78

ЕмаксЗ 1.49ЕминЗ 0,71Значения Tj( v) равны Ti( v) 0,67 Т2( v ) 0.45 Тз( v) 0,35

Для проверки достоверности полученных результатов используют прием, описан- 45 ный в примере 1. Результаты сравнения приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, предлагаемый способ определения относительных освещенностей на границах слоев многослойного фотоматериала позволяет проводить анализ функций передачи модуляции различных многослойных систем с любым составом и числом слоев произвольной тол- щины, любым порядком их расположения. Такой экспрессный анализ многослойных систем особенно важен при создании цветных фотоматериалов, в технологии которых

наметились тенденции на значительное увеличение количества слоев.

Формула изобретения Способ определения относительных освещенностей на границах слоев многослой- ного фотоматериала, включающий измерение коэффициентов пропускания и отражения для исходных слоев этого материала, определение методом интерполяции указанных коэффициентов для слоев с заданными поверхностями концентрациями се- ребра определения по полученным значениям коэффициентов величин восходящих и нисходящих потоков на границах слоев для нулевой пространственной частоты и вычисления по полученным значениям освещенности на границах слоев, отличающийся тем, что, с целью получения значений освещенностей для заданной пространственной частоты исходного поля освещения, измеряют освещенность в центре проекции освещенной щели на слой при ступенчатом изменении ее широты, а коэффициенты опережения и пропускания j-ro слоя определяют по формулам

R|j-l-2 Vi2l (i-CR(bk)(2ttV( bk:)A; 5mk 1

ТГ 1 - 2 nv 2 (1 - Ci(bk)ij sin( 2nv; hk),

k 1

где CR(bk)ij Er(bk)ij/Erj; Cr(bk)ij Et(bk)ij/Eij,

0 Er(bk)ij и Et(bk)ij - значения светимости в центре изображения щели в прошедшем и отраженном свете при ширине изображения щели в отсутствие образца bk;

jA-шаг изменения ширины щели|

5 т- количество измерений для частот И , определяют значения нисходящих и восходящих потоков, а значения минимальной и максимальной освещенностей на границе слоя определяют по формулам

0 Емакс у j + yH + xj J + xt J- EMHHj yt J + yj j-xj j-xf j, где у t , у - значения восходящих и нисходящих потоков для нулевой частоты;

х и xf - значения нисходящих и восхо- 5 дящих потоков для искомой частоты .

Таблица 1

Таблица2

Г

fl7

ЙФм

П

и

г Чг

1Л

0

14

„J