CH625615A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umsetzung von Helligkeitswerten einer informationstragenden Struktur in den Helligkeitswerten entsprechende Isochromaten. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Umsetzung von Grauwerten von photographischen Negativen auf transparentem Schichtträger in eine äquivalente Farbskala.

Das menschliche Auge ist nur unvollkommen in der Lage, Helligkeitsunterschiede zu differenzieren. Dagegen ist das Farbsehvermögen sehr gut ausgeprägt. Werden die entsprechenden Helligkeitswerte eines nur durch Grauwerte charakterisierten Bildes in unterschiedliche Farben umgesetzt, so erreicht man eine wesentlich kontrastreichere und damit genauere subjektive Wahrnehmung bei der Betrachtung.

Dieser Sachverhalt wird bei dem bekannten Äquidensiten-Verfahren ausgenutzt. Hierbei werden Schwarz-Weiss-Bilder in farbige Bilder umgewandelt. Durch ein entsprechendes farbge-bendes Entwicklungsverfahren werden dabei bestimmten Grauwerten bestimmte Farben zugeordnet. Eine ausführlichere Beschreibung des Äquidensiten-Verfahrens findet sich z.B. in der Zeitschrift «Bild der Wissenschaft» 3, Seiten 230-239,1973. Das Verfahren hat sich in erster Linie für wissenschaftliche und technische Zwecke bewährt.

5 Die vorliegende Erfindung geht von der gleichen Aufgabe aus. Im Gegensatz zum Äquidensiten-Verfahren soll die Umsetzung von Helligkeitswerten einer informationstragenden Struktur in eine entsprechende Farbskala jedoch nicht auf photochemischem Wege, sondern direkt mit physikalischen Hilfsmitteln io erfolgen.

Unter «Helligkeitswerten» sollen hier nicht nur die Grauwerte einer Schwarz-Weiss-Skala, sondern auch die Helligkeitsabstufungen einer Farbe verstanden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass 15 die informationstragende Struktur auf einer Flüssigkristallschicht, bestehend aus einer cholesterischen Mesophase, optisch abgebildet und in der Flüssigkristallschicht ein der informationstragenden Struktur entsprechendes Temperaturbild erzeugt wird, wobei die Helligkeitswerte der informationstragenden 20 Struktur in Isothermen in der Flüssigkristallschicht umgewandelt und die Isothermen aufgrund des Farb-Temperaturverhal-tens der Flüssigkristallschicht in Isochromaten umgesetzt werden.

Vorzugsweise wird die informationstragende Struktur mit 25 einer transparenten Flüssigkristallschicht in Kontakt gebracht und durch die Flüssigkristallschicht hindurch beleuchtet. Die optische Abbildung erfolgt also auf dem Wege des Kontaktkopierverfahrens.

Alternativ dazu kann die optische Abbildung auch mit Hilfe 3o eines Linsensystems erfolgen, das zwischen die informationstragende Struktur und die auf einer absorbierenden Trägerschicht aufgebrachte Flüssigkristallschicht geschaltet wird.

Zweckmässig benutzt man zur visuellen Betrachtung der 35 Flüssigkristallschicht dieselbe Lichtquelle, die bei der optischen Abbildung verwendet wird. Erfolgt die optische Abbildung jedoch mit Hilfe eines Linsensystems, so lässt sich zur visuellen Betrachtung der Flüssigkristallschicht auch eine andere Lichtquelle benutzen. Die Abbildungslichtquelle kann dann z.B. eine io reine IR-Lichtquelle sein, während zur Betrachtung der Flüssigkristallschicht eine Weisslichtquelle, z.B. Tageslicht, verwendet wird.

Der den Helligkeitswerten zugeordnete Isochromatenbreich kann durch in den Strahlengang eingeschaltete Filter und/oder « Polarisatoren eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Farbskala an die Helligkeitswerte des Informationsträgers ange-passt werden. Wesentlich einfacher erreicht man eine Verschiebung des Isochromatenbereiches auch durch Verändern der Beleuchtungsstärke am Ort der Flüssigkristallschicht. Die Be-50 leuchtungsstärke kann z.B. durch Verändern des Abstandes zwischen Lichtquelle für die optische Abbildung und Flüssigkristallschicht variiert werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren bietet folgende Vorteile:

1. Die Umsetzung von Helligkeitswerten in entsprechende 55 Isochromaten bedarf keines photochemischen Prozesses. Die Isochromaten können vielmehr unmittelbar sichtbar gemacht werden. Wird eine Dokumentation gewünscht, so kann das Farbbild mit Hilfe der konventionellen Farbphotographie aufgenommen werden.

60 2. Die Farbskala kann beliebigen Helligkeitswerten zugeordnet werden. Es ist nicht erforderlich, eine einmal gewählte Zuordnung beizubehalten. Vielmehr kann während der Betrachtung des farbigen Bildes der Isochromatenbereich empirisch optimiert werden.

65 3. Da es sich bei dem erfindungsgemässen Verfahren um ein rein physikalisches Verfahren handelt, tritt kein Materialverbrauch auf. Insbesondere ist die Flüssigkristallschicht wiederverwendbar.

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4. Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht an die Über- schiedliche Erwärmung. Die auf die transparente Trägerfolie 4 tragung von Schwärzungswerten in eine entsprechende Farbska- (z.B. Terphane®-Folie mit einer Dicke von 5,6 (im) aufge-la gebunden. Vielmehr kann die informationstragende Struktur brachte Schicht 3 mikroverkapselter, cholesterischer Flüssigkri-in einem beliebigen Welleniängenbereich amplitudenmoduliert stalle befindet sich in gutem Wärmekontakt mit dem Röntgensein, d.h. sie muss Stellen unterschiedlicher Absorption aufwei- 5 negativ 5. Hierdurch wird das Wärmebild des Röntgennegativs sen. Bei Bestrahlung einer solchen Amplitudenstruktur entsteht 5 auf die Flüssigkristallschicht 3 übertragen. Es entsteht ein dem ein stationäres, unsichtbares Wärmebild. Dieses Wärmebild Wärmebild entsprechendes Farbbild in der Flüssigkristall-wird dann durch das Farb-Temperaturverhalten der Flüssigkri- schicht. Die zur Erzeugung der Farbwirkung notwendige Ab-stallschicht in ein farbiges Bild umgesetzt. sorption der von den Flüssigkristallen transmittierten Strahlung

Die bei dem erfindungsgemässen Verfahren angewandte io erfolgt in dem geschwärzten Röntgenfilm 5, dessen mittlere

Flüssigkristallschicht besteht aus einer cholesterischen Meso- Schwärzung für diesen Zweck ausreicht. Zur Verbesserung des phase. Solche Mesophasen wird man in einem geeigneten Bin- vorn Betrachter 6 wahrgenommenen Farbbildes kann eine zu-

demittel, z.B. Polyvinylalkohol, einkapseln. Die Herstellung sätzlich reflektierende, wärmeisolierende Folie 7 an der freien und die Eigenschaften solcher eingekapselten flüssigen Kristalle Seite des Röntgennegatives 5 vorgesehen werden.

sind in der Literatur ausführlich beschrieben (siehe z.B. US-PS is Geeignete Filter und/oder Polarisatoren 8 können in den

3 441 513 und 3 732 119). Strahlengang eingebracht werden, um wellenlängenselektiv

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs- und/oder polarisierend zu wirken. Hierdurch kann der Isochro-

beispielen und Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen matenbereich verschoben werden. Eine einfachere Möglichkeit

Figur 1 eine einfache Anordnung zur Umsetzung von Hei- zur Verschiebung des Isochromatenbereiches besteht darin,

ligkeitswerten in Isochromaten auf der Basis des Kontaktko- 20 dass die Bestrahlungsstärke in der Flüssigkristallschicht 3 durch pierverfahrens, Variation des Abstandes a zwischen Lichtquelle 1 und Flüssig-

Figur 2 + 3 den graphischen Zusammenhang zwischen der kristallschicht 3 variiert wird. Zu einer bestimmten Intensität J

Absorption (Schwärzung) des Informationsträgers und der bild- (a) stellt sich bei einem bestimmten Schwärzungsgrad S eine massigen Isothermen bzw. Isochromaten, Temperatur T (a,S) ein. Für zwei verschiedene Schwärzungen

Figur4 die Umsetzung von Helligkeitswerten in Isochroma- 25 Sj, S2 (z.B. Sj = 60%, S2 = 40%) ergeben sich bei konstantem ten unter Verwendung von prarallelem Licht und Betrachtung a = a! die Temperaturen T[ (ab S[), und T2 (a!,S2) (siehe Fig.

der Flüssigkristallschicht von der Rückseite her, 2). Das von der Flüssigkristallschicht 3 zurückgestrahlte Licht

Figur 5 die Abbildung der informationstragenden Struktur durchläuft den Wellenlängenbereich von rot bis blau (z.B. X2 rot auf die Flüssigkristallschicht mit Hilfe von Linsen, wobei die =650 nm, X] blau = 380 nm) auf dem Temperaturbereich Tj -

Flüssigkristallschicht ebenfalls von der Rückseite her betrachtet 30 T2 = AT = 1,7 °C und T2 = 31 °C (Rotpunkt). Durch Varia-

wird. tion von a kann das Temperaturintervall AT und damit das

Bestrahlt man z.B. ein Röntgennegativ mit einer Lichtquel- Farbintervall AX=/.2 - auf verschiedene Schwärzungsinter-

le, so führt die Absorption der elektromagnetischen Strahlung valle AS = Sj -S2 abgebildet werden (vergleiche Fig. 2 und 3).

zu einer Erwärmung des Bildes. Diese Erwärmung ist einerseits Dabei ist Tj > T2 und }H < 1.2 (s. oben).

eine Funktion der optischen Eigenschaften, insbesondere der 35 Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel 1 besteht im AusAbsorption, und andererseits der spektralen Zusammensetzung führungsbeispiel 2 (siehe Fig. 4) die informationstragende der Strahlung. Grundsätzlich werden sich die stärker geschwärz- Struktur 10 nicht aus Gebieten unterschiedlicher Schwärzung ten Partien des Bildes stärker erwärmen als die transparenten auf einem sonst transparenten Hintergrund, sondern aus Gebie-Bereiche. Bringt man mit dem Röntgennegativ eine Flüssigkri- ten, die in einem bestimmten Spektralbereich eine Absorption stallschicht in Kontakt, so wird die erwähnte Temperaturvertei- 40 zeigen. Diese Gebiete wirken also als Filter für die hier parallel lung auf die Flüssigkristallschicht übertragen. Die so erzeugte einfallende elektromagnetische Strahlung 9. Die informations-Temperaturverteilung in der Flüssigkristallschicht bewirkt in tragende Struktur 10 stellt demnach wie im ersten Beispiel eine dieser Schicht eine wellenlängenselektive Reflexion, die einen Amplitudenstruktur dar, wobei die Amplitudenmodulation je-Farbeindruck entsprechend dem photographischen Schwarz- doch in einem bestimmten Spektralbereich wirksam ist. Hinter Weiss-Bild bewirkt. 45 der informationstragenden Struktur 10 ist in geringem Abstand Die Flüssigkristallschicht wird in Form einer mikroverkap- (ca. 1-2 mm) eine stark absorbierende Schwarzschicht 11 angeselten, in einem Bindemittel dispergierter, cholesterischer Me- ordnet, auf deren Rückseite die Flüssigkristallschicht 3 aufge-sophase auf einem transparenten Träger, z.B. einer durchsichti- bracht ist. In der absorbierenden Schwarzschicht 11 erzeugt der gen Folie, aufgebracht. Aufgrund der optischen Transparenz objektmodulierte transmittierte Anteil der einfallenden Strah-von Flüssigkristallschicht und Träger tritt keine wesentliche Er- so ]Ung ein Negativbild der informationstragenden Struktur als wärmung auf. Aus diesem Grunde kann der mechanische Kon- Wärmebild. Ein Bereich starker Absorption 10a in der informa-takt zwischen dem Informationsträger (Röntgennegativ) schon tionstragenden Struktur führt zu einer geringeren Strahlungsin-vor der Lichteinwirkung hergestellt werden. Beim Einschalten tensität in der Schwarzschicht 11 als ein Bereich geringer Ab-der Lichtquelle entsteht dann sofort ein farbiges Bild. Durch sorption 10b. In der Schwarzschicht 11 liegt dann die Tempera-Änderung der Beleuchtungsstärke am Ort der Flüssigkristall- 55 tur des Bereiches IIa unter der T emperatur des Bereiches IIb. schicht kann die durch die temperaturabhängige, spektrale Se- Das Schwarzbild 11 besteht hier aus einer schwarz eingefärbten lektion der Flüssigkristalle erzeugte Farbskala unterschiedlichen Folie, die mit Flüssigkristallen beschichtet ist. Die Flüssigkristal-Grauwerten zugeordnet werden. le stehen damit in direktem Wärmekontakt mit der Schwarz-

Eine hierfür geeignete Anordnung wird anhand von Aus- schicht 11.

führungsbeispiel 1 (Figur 1) beschrieben. Das Licht der Strah- 60 Die Rückseite, d.h. die der Schwarzschicht 11 abgewandte lungsquelle 1 (z.B. eine Glühlampe mit einer Leistung von 200- Seite der Flüssigkristallschicht 3, wird mit weissem Licht, z.B. 500 Watt) wird vom Reflektor 2 in ein divergentes Lichtbündel Tageslicht 12 beleuchtet. Der Betrachter 6 sieht dann auf dem umgewandelt, das die Flüssigkristallschicht 3 auf dem durch- Hintergrund der Schwarzschicht ein farbiges, der informationssichtigen Träger 4 durchsetzt und in das darunter liegende tragenden Struktur entsprechendes Bild. Auf diese Ausfüh-Röntgenbild 5 eintritt. Die Beleuchtungsstärke am Ort der Flüs- 65 rungsform wird man insbesondere dann zurückgreifen, wenn die sigkristallschicht 3 ist weitgehend konstant. Bereiche 10a der informationstragenden Struktur in einem nicht

Die im Röntgennegativ 5 absorbierte elektromagnetische sichtbaren Spektralbereich, z.B. IR absorbieren. Es muss dann

Strahlung bewirkt eine der Schwärzung entsprechende unter- nur berücksichtigt werden, dass das Abbildungslicht 9 eine hin-

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reichend starke Strahlungsintensität in diesem Spektralbereich besitzt.

Die Anordnung gemäss Fig. 5 ist vom Prinzip her ähnlich der eben beschriebenen. Die informationstragende Struktur 10 besteht wieder aus einer wellenlängenselektiven Amplitudenstruktur. Die Flüssigkristallschicht 3 ist, wie oben beschrieben, auf einer Schwarzschicht 11 aufgebracht und wird von der dem Informationsträger 10 abgewandten Seite betrachtet. Die Abbildung der informationstragenden Struktur 10 erfolgt jedoch nicht mit parallelem Licht, sondern mit Hilfe einer Linse 13. Zu diesem Zweck wird die informationstragende Struktur vom Kondensor 14 her mit parallelem Licht beleuchtet. Diese An-5 Ordnung hat den Vorteil, dass die informationstragende Struktur 10 verkleinert oder vergrössert auf die Schwarzschicht 11 abgebildet werden kann. Ähnlich wie unter Fig. 1 beschrieben, kann auch hier durch Variation der Beleuchtungsstärke die Farbskala A X verschoben werden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

625 615 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Umsetzung von Helligkeitswerten einer informationstragenden Struktur in den Helligkeitswerten entsprechende Isochromaten, dadurch gekennzeichnet, dass die informationstragende Struktur auf eine Flüssigkristallschicht, bestehend aus einer cholesterischen Mesophase, optisch abgebildet und in der Flüssigkristallschicht ein der informationstragen-den Struktur entsprechendes Temperatur-Bild erzeugt wird, wobei die Helligkeitswerte der informationstragenden Struktur in Isothermen in der Flüssigkristallschicht umgewandelt und die Isothermen aufgrund des Farb-Temperaturverhaltens der Flüssigkristallschicht in Isochromaten umgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die informationstragende Struktur mit einer transparenten Flüssigkristallschicht in Kontakt gebracht und die genannte Sturktur durch die Flüssigkristallschicht hindurch beleuchtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Abbildung mit Hilfe eines Linsensystems erfolgt, das zwischen die informationstragende Struktur und die auf eine absorbierende Trägerschicht aufgebrachte Flüssigkristallschicht geschaltet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur visuellen Betrachtung der Flüssigkristallschicht dieselbe Lichtquelle verwendet wird, die bei der optischen Abbildung benutzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abbildung der informationstragenden Struktur eine andere Lichtquelle benutzt wird als zur visuellen Betrachtung der Flüssigkristallschicht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die informationstragende Struktur verkleinert oder ver-grössert abgebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Isochromatenbereich durch in den Strahlengang eingeschaltete Filter und/oder Polarisatoren eingestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Isochromatenbereich durch Verändern der Beleuchtungsstärke am Ort der Flüssigkristallschicht eingestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsstärke durch Verändern des Abstandes zwischen Lichtquelle für die optische Abbildung und Flüssigkristallschicht variiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man photographische Negative auf einem transparenten Schichtträger herstellt.