Тепловой способ записи изображений

 

Союз Совет=ких

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<>792205 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву я 717706 (22) Заявлено 25.11. 77 (gI) 2543210/18-10 с присоединением заявки йо — 2553262/10 (23) Приоритет

Опубликовано Зц1280Бюллетень Н9 48

Дата опубликования описания 010181 (51)М. Нл.

G 03 G 5/00

G, 03 С 1/72

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеинй и открытий (53) УДК 772. 93 (088. 8) (72) Автор изобретения

Я. А. Моносов (71) Заявитель

Институт радиотехники и электроники AH СССР (54) ТЕПЛОВОЙ СПОСОБ ЗАПИСИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Изобретение относится к способам получения изображений с помощью световых, тепловых и электронных потоков, а также к фоточувствительным составам.

Известны фотографические способы записи изображения, заключающиеся в том, что изображение воспроизводят на светочувствительных слоях с серебром и затем проводят химико-фотографическую обработку (1) .

Недостатком известных способов является необходимость использования серебра наряду с химико-фотографической обработкой и невозможность повторно- 15 го использования экспонированных слоев.

Известен тепловой способ записи изображений, заключающийся в том, 20 что изображение объекта фиксируют непосредственно на оптически непрозрачную среду с высокой разрешающей способностью и возможностью быстрой и многократной перезаписи,при этом в качестве среды используют гетерогенную среду с воэможностью агрегатных превращений, размещают ее в силовом поле, а при фиксации иэображения растворитель гетерогенной среды остужают 30 ниже температуры агрегатного превращения (2j.

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 активно.

В качестве вещества используют фотопроводник, располагают его в контакте с гетерогенной средой и подают на него напряжение. фотопроводник может присоединятb ся к среде ссвещенной стороны, т.е. помещатьс я между:1с-.очником све792205 та и средой для записи, либо присоединяться к среде с неосвещенной стороны. В последнем случае увеличение чувствительности достигается за счет повышения контраста изображения, Записанного на экспонированной .среде .Это происходит потому, что интенсивI ность света, прошедшего к фотопровод.нику, и соответственно тепло, выделяющееся в нем, зависят от прозрачности экспонированной среды. Из-за этого больше прогреются и соответственно просветляются те места среды, которые были освещены при экспонировании.

После прогрева среды до температуры агрегатного превращения прозрач 1% ного растворителя происходит смещение непрозрачных частиц в силовом поле, приводящее к изменению прозрач ности среды, а при фиксации изображения растворитель остужают ниже тем-, Щ пературы агрегатного превращения.

Технические:характеристики способа можно оценить по следующим формулам.

Время экспозиции йк пропорционально И, где И вЂ” намагниченность единицы объема частицы. Обычно удобно использовать малое внешнее магнитное поле Н, не превышающее несколько десятков эрстед. В таком поле частица магнитно-мягкого материала, имеющая ® форму иглы, может быть намагничена практически до насыщения И = M .

Частица того же материала, имеющая .форму сферы, намагничивается до значения

Dt п (4) 3

М 4 . Н.

40 з б„

Здесь принято (c запасом), что среда для тепловой записи в отсутствии фотохимически активных веществ полgg ностью поглощает свет.

Работа по способу осуществляется следующим образом.

Пример 1. Иглообразные частицы маГнитного вещества с большой намагниченностью, например, окиси железа покрывают оболочкой из немаг-. нитного вещества, например, сажи, имеющего больший коэффициент поглощения, чем магнитные частицы. Такие

Ь0 частицы намагничивают до насыщения

М = 5-10 Гс в слабом магнитном поо ле Н = 50 Э. Это дает выигрыш по чувствительности по сравнению со сферическими магнитными частицами по

45 формуле 2, равный К, = 2 10 . где E

Выигрыш К во времени экспозиции, а следовательно, в чувствительности при использовании иглообразных частиц-носителей 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

Е>

6 =, () напряжение, приложенное к фотопроводнику; освещенная площадь фотопроводника; время, зависящее от интенсивности освещения, удельное сопротивление фотопроводника; толщина слоя фотопроводника.

Плотность поглощенной средой световой энергии где Р— световая мощность, поглощенная средой для записи в отсутствии фотопроводника.

Выигрыш К в чувствительности от использования фотопроводника составляет

« 4rl Е 6 Л -у Р

Плотность энергии, выделившейся смеси веществ, при фотохимической еакции можно подсчитать, .используя закон Вант-Гоффа-Эйнштейна где Р— падающая световая мощность, коэффициент поглощения фотохимически активного вещества; толщина слоя фотохимически активного вещества;

K;=1,05 10 Эрг сек — постоянная Планка, частота излучения, квантовый выход парцильной

1 -ой фотохимической реакции; теплота образования химического соединения при i-ой экзотермической фотохимической реакции, М вЂ” число Авогадро = 6,025-10 1/

/моль.

Выигрыш в чувствительности от использования фотохимической реакции К составляет

792205

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

Пример 2. В качестве фотопроводника используют пластину Cu-Cds толщиной 4.10 см, к которой прикладывают постоянное напряжение Е = 60 В

Удельное сопротивление такой пластины равно 10 Ом см и падает до

10 Ом см при освещении лазером мощнос тью Р = 5.10 Вт. Поэтому при минимальном сечении светового пучка S — 10 . см получают выигрыш в чувствительности согласно формуле 5 равный

Кт = 1 8.10

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

Пример 3. В микрокапсулу диаметром 10 см с прозрачными стенками помещают под давлением р = 100 ат фотохимически активные вещества и среду для записи. В качестве фотохимически активных веществ выбирают такие, которые вступают в экзотермическую реакцию, например, хлор и водород, хлор и метан, хлор и угарный гаэ и другие. Выигрыш в чувствительности от использования пары хлор. С1>

-5 и водород Н, для которых 7 = 10 дН = 4,5 10 кал/моль, Ав = 4 см составляет, согласно формуле 7

К -10

Чувствительность возрастает в

100000 раз.

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

Для записи. цветных иэображений 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 пуантелиэма.

На среду проектируют иэображение 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 спектральным 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 иэ которых окрашено в один иэ основных цветов (красный, зеленый; синий) и расположенных на прозрачной подложке вплотную друг к другу. Зерна служат однозонными светофильтрами как .при съемке, так и

1О при наблюдении готового иэображения.

Благодаря малости зерен, каждое в отдельности не различимо глазом и если зерна хаотически перемешаны мелщу со" бой, то светофильтр при рассматрива15 нии на просвет выглядит бесцветным из-за смешения основных цветов в гла" эу. Мелкие промежутки между зернами могут быть заполнены непрозрачным клеющим веществом. При записи изобра

2О жения свет от объекта попадает на среду для записи через светофильтр.

Пусть дл определенности объект имеет красный цвет. Тогда свет от объекта сможет пройти лишь через красные эерна и будет задержан (поглощен) зелеными и синими зернами. Поэтому оптическая плотность среды при иэменении ее агрегатного состояния изменится лишь там, где в месте расположения проекции объекта на светофильтр

3О имеются красные зерна. Изменение оптической плотности будет зафиксировано при обратном агрегатном измене, нии среды. При наблюдении среды со стороны светофильтра будет видно иэо35 бражение объекта, окрашенное в красный цвет. Таким образом получается иэображение, правильно передающее вид и цвет объекта и не требующее какой-либо дальнейшей обработки., gg Копия изображения получается тем же способом, которым было иэго явлено исходное изображение. Записанное изображение можно стереть путем нагрева среды выше температуры ее агрегатного превращения.

Пример 5. В качестве светофильтра используют тонкие стенки микрокапсул (поперечник около 10 мкм) из полихлорвинила, окрашенных в один иэ основных цветов, или красящие веN0 щества, помещенные внутри прозрачных микрокапсул. Микрокапсулы хаотически перемешаны и расположены в один слой на прозрачной подложке вплотную друг к другу. Внутри микро55 капсул помещают среду для записи, поэтому каждая иэ микрокапсул непрозрачна. При записи изображения свет от объекта попадает на среду для записи через стенки окрашенных о микрокапсул или через красящие вещества.

Пусть для определенности объект имеет красный цвет. Тогда свет от объекта сможет пройти к среде, помещенной лишь красных микрокапсу"

792205 лак, и бУдет задержан (поглощен) стенками зеленых и синих микрокапсул или содержащимися там красящими веществами. Поэтому изменение оптической плотности произойдет лиш в красных микрокапсулах, расположенных под проекцией иэображения на среду. При наблюдении пленки со средой для записи будет видно изображение объекта, окрашенное в красный цвет.

Таким образом, получают изображе- © ние, правильно передающее вид и цвет объекта и не требующее какой-либо дальнейшей обработки. Копия изображения получается тем же способом, которым было изготовлено исходное изо- 15 бражение. Записанное иэображение мож-(но стереть путем нагрева среды вьиае температуры агрегатного превращения.

Таким образом, получается изображение, правильно передающее вид и 20 цвет объекта и допускающее копирование, не требующее дополнительной обработки и допускающее стирание и перезапись изображений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Неблит К. Б. и фотография, ее материалы и процессы., M., 1958, 25 с. 161.

Формула изобретения

Составитель Л. Теплова

Редактор Т. Горячева Техред M.ÊoøTÓÐ Корректор М. Демчик

Заказ 10134/46 Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Тепловой способ записи изображений по авт. св. Р 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, о т л и ч а ю шийся тем, что вещество наносят на частицы гетерогенной среды, 3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что вещество фотохимически активно.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве вещества используют фотопроводник, располагают его в контакте с .гетерогенной средой и подают на него напряжение.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2462902/18-10, кл. G 03 G 5/00, 1977 (прототип).