Тепловой способ записи изображений Советский патент 1980 года по МПК G03G5/00 G03C1/72 

Изобретение относится к способам получения изобрахсений с помощью световых, тепловых и электронных потоков, а также к фоточувствительным со ставам. Известны фотографические способы записи изображения, заключакяциеся в том, что изображение воспроизводят на светочувствительных слоях с се- . ребром и затем проводят хнмико-фотографическую обработку 1 . Недостатком известных способов яв ляется необходимость использования с ребра наряду с химико-фотографическо обработкой и невозможность повторного использования экспонированных сло ев . Известен тепловой способ записи изображений, заключающийся в том, что изображение объекта фиксируют не посредственно на оптически непрозрач ную среду с высокой разрешающей способностью и возможностью быстрой и многократной перезаписи,при этом в качестве среды используют гетерогенную среду с возможностью агрегатных превращений, размещают ее в силовом поле, а при фиксации изображения рас воритель гетерогенной среды остужают ниже температуры агрегатного превращения 2 . Недостатком известного способа является невысокая чувствительность вследствие того, что частицы гетерогенной среды выполняют сразу две функции: превращают излучение в тепло (частицы непрозрачны) и изменяют прозрачность среды (силовое поле создает направленное перемещение частиц) . Цель изобретения - увеличение чувствительности за счет увеличения коэффициента преобразования .излучения в тепло. Для этого по предлагаемому способу к гетерогенной среде добавляют вещество, коэффициент поглощения которого больше коэффициента поглощения ее частиц. Вещество наносят на частицы гетерогенной среды. Вещество фотохимически актипно. В качестве вещества используют фотопроводник, располагают его в контакте с гетерогенной средой и подают на него напряжение. Фотопроводник может присоединяться к среде с ссвещенной стороны, т.е. помещаться между источником света и средой для записи, либо присоединяться к среде с неосвещенной стороны. В последнем случае увеличение чувствительности достигается за счет повышения контраста изображения |3аписанного на экспонированной .среде Это происходит потому, что интенсивность света, прошедшего к фотопровод нику, несоответственно тепло, выделяющееся в нем, зависят от прозрачности экспонированной среды. Из-за этого больше прогреются и йоответст венно просветляются те места среды, которые были освещены при экспониро вании. После прогрева среды до температуры агрегатного превращения прозрач ного растворителя происходит смещение непрозрачных частиц в силовом поле, приводящее к изменению прозрач ности среды, а при фиксации изображения растворитель остужают ниже тем пературы агрегатного превращения. Технические -характеристики спосо ба можно оценить по следукяцим формулам , Время экспозиции t пропорциональ но М, где М - Нс1магниченность единицы объема частицы. Обычно удобно использовать малое внешнее магнитное поле Н, не превышакяцее несколько десятков эрстед. В таком поле частица магнитно-мягкого материала, имеклцая форму иглы, может быть намагничена практически до насыщения М Мд. Частица того же материала, имеющая .форму сферы, намагничивается до значенияМ.Н.(1) Выигрыш К во времени экспозиции а следовательно, в чувствительности при использовании иглообразных частиц-носителе магнитного дипольного заряда по сравнению со сферическими составляет Тепловая энергия, выделившаяся в объеме фотопроводника при попадании на него света, рассчитанная на единицу площади, выражается как Фпрез -рг напряжение, приложенное к фо топроводнику; освещенная площадь фотопроводника;время, зависящее от интенсив ности освещения, удельное сопротивление фотопроводника ; толщина слоя фотопроводника. Плотность поглощенной -средой световой энергии б- - п- и где Р - световая мощность, поглощенная средой для записи в отсутствии фотопроводника. Выигрыш К в чувствительности от использования фотопроводника составляетк, фп v ---ртг Плотность энергии, выделившейся b смеси веществ, при фотохимической реакции можно подсчитать, используя закон Вант-Гоффа-Эйнштейна а(,л-ъ) T-i ди где Рд - падающая световая мощность, j - коэффициент поглощения фотохимически активного вещества;Е - толщина слоя фотохимически активного вещества; 14.1,05-ю эрг сек - постоянная Планка, f - частота излучения, у - квантовый выход парцильной -t -ой фотохимической реакции -, теплота образования химического соединения при i-ой экзотермической фотохимической реакции, N - число Авогадро 6,025-10 1/ /моль. Выигрыш в чувствительности от использования фотохимической реакции К составляет ЙФЧ . «. Здесь принято (с запасом), что среа для тепловой записи в отсутствии отохимически активных веществ полностью поглощает свет. Работа по способу осуществляется следующУ1м образом. Пример 1. Иглообразные частицы маднитного вещества с большой намагниченностью, например, окиси железа покрывают оболочкой из немаг-. нитного вещества, например, сажи, имеющего больший коэффициент поглощения, чем магнитные частицы. Такие частицы намагничивают до насыщения Мд 5-10 Гс в слабом магнитном поле Н 50 Э. Это дает выигрыш по чувствительности по сравнению со сферическими магнитными частицами по формуле 2, равный К 2-10.

Следовательно, чувствительность повышается по сравнению с прототипом более чем в 1000 раз.

Пример 2. В качестве фотопроводника используют пластину Cu-Cd толщиной , к которой прикладывают постоянное напряжение Е 60 Удельное сопротивление такой пластины равно 10 Ом-см и падает до 10 ОмСМ при освещении лазером мощно тью Р Вт. Поэтому при минимальном сечении светового пучка S получают выигрыш в чувствительности согласно формуле 5 равный

К 1,8-10

Следовательно, чувствительность повышается по сравнению с прототипом более, чем в 100 раз.

Пример 3. В микрокапсулу диаметром с прозрачными стенками помещают под давлением р 100 ат фотохимически активные вещества и среду для записи. В качестве фотохи иически активных веществ выбирают такие/которые вступают в экзотермическую реакцию, например, хлор и водород, хлор и метан, хлор и угарный газ и другие. Выигрыш в чувствительности от использования пары хлор, С1д и водород HI, для которых ТГ 10. дН 4,5-10 кал/моль, d 4 см , составляет, согласно формуле 7 К, 10.

Чувствительность возрастает в 100000 раз.

Таким образом, данный способ дает существенное, от 100 до 100000 раз повышение чувствительности.

Для записи.цветных изображейий в способе к среде, на которой получают изображение, присоединяют светофильтр, производящий пространствен ный анализ и синтез цвета.

Этот светофильтр может быть выполнен так же, как в аддитивном растровом способе цветной фотографии, т.е. может представлять собой однослойный пространственно неоднородный светофильтр, производящий смешение цветов по принципу пуантелизма.

На среду проектируют изображение цветного объекта через светофильтр. Нагрев среды происходит при поглощении света, именно тех его спектральных составляющих, которые пропускаются фильтром. После прогрева среды до температуры агрегатного превращения происходит изменение ее оптической плотности, которое фиксируется при остывании среды, вызывающем обратное агрегатное превращение. Оптическая плотность изображения, зафиксированного на среде, определяется интенсивностью и спектральньви составом света, отраженного (или излученного) цветным объектом. При наблюдении экспонированной среды через светофильтр, присоединенный к ней.

будет видно изображение, которое хорошо, передает вид и цвета объекта.

Пример. 4. .В качестве светофильтра используется слой из мелких (поперечник менее 10 мкм) зерен из оргстекла, каждое из которых окрашено в один из основных цветов (красный, зеленый-, синий) и расположенных на прозрачной подложке вплотную друг к другу. Зерна служат однозонными светофильтрами как .при съемке, так и

0 при наблюдении готового изображения. Благодаря малости зерен, каждое в отдельности не различимо глазом и если зерна хаотически перемешаны между собой, то светофильтр при рассматрива5нии на просвет выглядит бесцветньш из-за смешения основных цветов в глазу. Мелкие промежутки между зернами могут быть заполнены непрозрачным клеющим веществом. При записи изобра женин свет от объекта попадает на

0 среду для записи через светофильтр. Пусть для определенности объект имеет красный цвет. Тогда свет от объекта сможет пройти лишь через красные зерна и будет задержан (поглощен) зе5леными и синими зернами. Поэтому оптическая плотность среды при изменении ее агрегатного состояния изменится лишь там, где в месте расположения проекции объекта на светофильтр

0 имеются красные зерна. Изменение оптической плотности будет зафиксировано при обратном агрегатном изменении среды. При наб.людении среды со стороны светофильтра будет видно изо5бражение объекта, окрашенное в красный цвет. Таким образом получается изображение, правильно передающее вид и цвет объекта и не требующее какой-либо дальнейшей обработки.,

Копия изображения получается тем

0 же способом, которым было изготовлено исходное изображение. Записанное изображение можно стереть путем нагрева среды выше температуры ее агрегатного превращения.

5

Пример 5. В качестве светофильтра используют тонкие стенки микрокапсул (поперечник около 10 мкм) из полихлорвинила, окрашенных в один из основных цветов, или красящие ве0щества, помещенные внутри прозрачных микрокапсул. Микрокапсулы хаотически перемешаны и расположены в один слой на прозрачной подложке вплотную друг к другу. Внутри микро5капсул помещают среду для записи, поэтому каждая из микрокапсул непрозрачна. При записи изображения свет от объекта попадает на среду для записи через стенки окрашеннрлх микрокапсул или через красящие ве0щества.

Пусть для определенности объект имеет красный цвет. Тогда свет от объекта сможет прюйти к среде, мещенной лишь Р красных микрокапсулах, и будет задержан (поглощен) стенками зеленых и синих микрокапсул или содержащимися там красящими веществами. Поэтому изменение оптической плотности произойдет лшш в красных микрокапсулах, расположенных под проекцией изображения на среду. При наблюдении пленки со средой для.записи будет видно изображение объекта, окрашенное в красный цвет.

Таким образом, получаютизображение, правильно передающее вид и цвет объекта и не требующее какой-либо дальнейшей обработки. Копия изображения получается тем же способом, которым было изготовлено исходное изображение. Записанное изображение мож1ЙО стереть путем нагрева среды вьш1е температуры агрегатного превращения. Таким образом, получается изображение, правильно передакяцее вид и цвет объекта и допускающее копирование, не требующее дополнительной обработки и допускающее стирание и перезапись изображений.

Формула изобретения

1. Тепловой способ записи изображений по авт. св. № 717706, заключающийся в том, что, с целью увеличения чувствительности за счет увеличения коэффициента преобразования излучения в тепло, в нем к гетероген ной среде добавляют вещество, коэффициент поглощения которого больше коэффициента поглощения ее частиц.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что вещество наносят на частицы гетерогенной среды,

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что вещество фотохимически активно.

4. Способ по п. 1, отличаю 5 Щ и и с я тем, что в качестве вещества используют фотопроводник, располагают его в контакте с .гетерогенной средой и подают на него напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Неблит К. Б. и фотография, ее материалы и процессы., М., 1958,

25 с. 161.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2462902/18-10,

кл. G 03 G 5/00, 1977 (прототип).