DD275596A3

DD275596A3 - PHOTOTHERMOPLASTIC RECORDING DEVICE FOR REGISTERING OPTICAL INFORMATION

Info

Publication number: DD275596A3
Application number: DD28216885A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Tzschoppe; Frank Reichel
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1990-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen fotothermoplastischen Aufzeichnungstraeger zur Registrierung optischer Informationen. Die Erfindung ist auf dem Gebiet der optischen Bildverarbeitung anwendbar. Ziel der Erfindung ist ein fotothermoplastischer Aufzeichnungstraeger zur Erstellung von Positiv- und Negativbildern im Echtzeitbetrieb. Als Aufgabe ergibt sich, einen Aufzeichnungstraeger anzugeben, bei dem zur Erstellung von Negativbildern ein Umschreiben der optischen Information vermieden wird. Der erfindungsgemaesse Aufzeichnungstraeger besteht dazu aus einer Unterlage und einer Thermoplastschicht. Zwischen diesen beiden Schichten befindet sich eine strahlungsempfindliche Schicht aus einem absorbierenden Ferroelektrikum. Die Dielektrizitaetskonstante des Ferroelektrikums ist stark von der Temperatur abhaengig und besitzt bei der Curietemperatur ein Maximum.The invention relates to a photothermoplastic recording carrier for registration of optical information. The invention is applicable in the field of optical image processing. The aim of the invention is a photothermal recording device for the production of positive and negative images in real-time operation. The object is to specify a recording medium in which a rewriting of the optical information is avoided for the creation of negative images. The recording medium according to the invention consists of a base and a thermoplastic layer. Between these two layers is a radiation-sensitive layer of an absorbing ferroelectric. The dielectric constant of the ferroelectric strongly depends on the temperature and has a maximum at the Curie temperature.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen fotothermoplastischen Aufzeichnungsträger zur Registrierung optischer Informationen. Die Erfindung ist auf dem Gebiet der optischen Bildverarbeitung zur Speicherung von Bildinformationen anwendbar.The invention relates to a photothermoplastic recording medium for registration of optical information. The invention is applicable in the field of optical image processing for storing image information.

Characteristic of the known technical solutions

Fotothermoplastische Aufzeichnungsträger haben sich auf dem Gebiet der optischen Bildverarbeitung als Speicher für Phasenbilder bewährt. Von besonderem Vorteil ist dabei die Möglichkeit zur Mehrfachbenutzung des Aufzeichnungsmediums.Photothermoplastic recording media have proven themselves in the field of optical image processing as storage for phase images. Of particular advantage is the possibility of multiple use of the recording medium.

Im Stand der Technik sind auf die verschiedensten Aufgabenstellungen abgestimmte Aufzeichnungsträger bekannt, die sich nach Art und Material der Thermoplastschicht, der Fotohalbleiterschicht und weiterer Schichten wie Elektrodenschicht und/oder Schutzschichten unterscheiden.In the prior art, recording media adapted to the most varied of tasks are known, which differ according to the type and material of the thermoplastic layer, the photo-semiconductor layer and further layers such as electrode layer and / or protective layers.

So geben beispielsweise die in den Schriften DD-WP 207584, DD-WP 210178, DD-WP 207485, DE-OS 3032385 und DE-OS 2925765 offenbarten Lösungen unterschiedliche Aufzeichnungsträger mit einem spezifischen Aufbau an.For example, the solutions disclosed in the publications DD-WP 207584, DD-WP 210178, DD-WP 207485, DE-OS 3032385 and DE-OS 2925765 indicate different recording media with a specific structure.

Für einige Aufgaben der optischen Bildverarbeitung ist es nun erforderlich, daß sowohl Positiv- als auch Negativbilder, z. B. bei der Realisierung eines Kontrastausgleiches, zu verarbeiten sind.For some optical image processing tasks, it is now required that both positive and negative images, e.g. B. in the realization of a contrast compensation process.

Bei Phasenbildern ist es möglich, durch Eliminierung bestimmter Beugungsordnungen beim Auslesen des fotothermoplastischen Aufzeichnungsträgers die gespeicherten Informationen als Positiv- oder Negativbild zu erhalten. Diese Technik wird in den Schriften US-PS 4051463 und US-PS 4063222 beschrieben. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, daß unterschiedliche Ausleseverfahren mit dem entsprechenden apparativen Aufwand benötigt werden.In the case of phase images, it is possible to obtain the stored information as a positive or negative image by eliminating certain orders of diffraction when reading out the photothermoplastic recording medium. This technique is described in U.S. Patent Nos. 4051463 and 4063222. A disadvantage of these solutions is that different readout methods are required with the appropriate apparatus complexity.

Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, mit Hilfe eines Umschreibeverfahrens, dem das o.g. Arbeitsprinzip zu Grunde liegt, von einem gespeicherten Positivbild ein entsprechendes Negativbild herzustellen. In jedem Fall ergibt sich eine aufwendige Technik mit umfassend notwendigen Justierarbeiten, die es unmöglich macht, auch in zeitlicher Hinsicht, sowohl Positiv- als auch Negativbilder im Echtzeitbetrieb herzustellen.Furthermore, the possibility exists, with the help of a rewriting method, the o.g. The principle underlying the working principle is to produce a corresponding negative image from a stored positive image. In any case, results in a complex technique with extensive adjustment necessary, which makes it impossible, even in terms of time, both positive and negative images in real-time operation produce.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein fotothermoplastischer Aufzeichnungsträger, der die Einstellung von sowohl Positiv- als auch Negativbildern von Objekten im Echtzeitbetrieb und mit einfachen Mitteln ermöglicht.The aim of the invention is a photothermoplastic recording medium which allows the setting of both positive and negative images of objects in real time and by simple means.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fotothermoplastischen Aufzeichnungsträger anzugeben, bei dem zur Erstellung von Negativbildern ein notwendiges Umschreiben der optischen Information vermieden wird.The invention has for its object to provide a photothermoplastic recording medium, in which a necessary rewriting of the optical information is avoided for the creation of negative images.

Die Aufgabe wird mit einem fotothermischen Aufzeichnungsträger zur Registrierung von optischen Informationen, bei dem auf einer Unterlage eine strahlungsempfindliche Schicht und eine Thermoplastschicht angeordnet sind und der eine Masseelektrode zur Beaufschlagung des Aufzeichnungsträgers mit einem elektrischen Potential besitzt, dadurch gelöst, daß die Masseelektrode eine zwischen Unterlage und strahlungsempfindlicher Schicht angeordnete elektrisch leitende Elektrodenschicht ist und daß die strahlungsempfindliche Schicht aus einem absorbierenden Ferroelektrikum mit einer temperaturabhängigen und bei der Curietemperatur ein Maximum aufweisenden Dielektrizitätskonstante besteht.The object is achieved with a photothermal recording medium for registration of optical information, in which a radiation-sensitive layer and a thermoplastic layer are arranged on a substrate and which has a ground electrode for acting on the recording medium with an electrical potential, achieved in that the ground electrode between a pad and is radiation-sensitive layer disposed electrically conductive electrode layer and that the radiation-sensitive layer consists of an absorbent ferroelectric having a temperature-dependent and at the Curie temperature has a maximum dielectric constant.

Vorteilhaft kann als erfindungsgemäßes absorbierendes Ferroelektrikum für die strahlungsempfindliche Schicht Sr₀,59Ba₀,4i Nb₂O₆ mit einer Curietemperatur von 78°C eingesetzt werden.Advantageously, as an inventive absorbent ferroelectric for the radiation-sensitive layer Sr ₀ , 59Ba ₀ , 4i Nb ₂ O _{6 are used} with a Curie temperature of 78 ° C.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die elektrisch leitende Elektrodenschicht niederohmig ist.In some embodiments of the invention, it is also advantageous if the electrically conductive electrode layer is low-resistance.

Mit dem in der vorbeschriebenen Art und Weise aufgebauten fotothermoplastischen Aufzeichnungsträger ist es möglich, je nach Bedarf Positiv- oder Negativbilder von Objekten zu erhalten, ohne daß zusätzliche Aufwendungen an technischen Mitteln bzw. Umschreibeprozesse notwendig sind. Es ist eine Arbeit im Echtzeitbetrieb realisierbar.With the photothermal recording medium constructed in the manner described above, it is possible to obtain positive or negative images of objects as needed without requiring additional expenditures on technical means or circumscribing processes. It is a work realizable in real time.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Möglichkeit, auf einfache Weise einen Kontrastausgleich bei der Informationsspeicherung durchführen zu können, indem die Fähigkeit des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers zur wahlweisen Registrierung von Positiv- und Negativbildern ausgenutzt wird.A further advantage of the invention results from the possibility of being able to easily carry out a contrast compensation in the storage of information by exploiting the capability of the record carrier according to the invention for the selective registration of positive and negative images.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Der erfindungsgemäße Aufzeichnungsträger besteht in seinem Grundaufbau aus der vom Stand der Technik her bekannten Schichtenabfolge: Unterlage, strahlungsempfindliche Schicht und Thermoplastschicht. Zur Sensibilisierung des Aufzeichnungsträgers ist eine Beaufschlagung desselben vor und/oder während der Belichtung mit einem elektronischen Potential notwendig. Diese Sensibilisierung kann beispielsweise mit einer Koronaentladung erfolgen. Für die Beaufschlagung mit einem elektrischen Potential besitzt der Aufzeichnungsträger deshalb eine Masseelektrode, die erfindungsgemäß in Form einer elektrisch leitenden Elektrodenschicht zwischen Unterlage und strahlungsempfindlicher Schicht angeordnet ist. Weiterhin ist diese Elektrodenschicht so dimensioniert, daß sie niederohmige Eigenschaften besitzt.The recording medium according to the invention consists in its basic structure of the layer sequence known from the prior art: backing, radiation-sensitive layer and thermoplastic layer. To sensitize the recording medium, it is necessary to apply the same to it before and / or during exposure to an electronic potential. This sensitization can be done, for example, with a corona discharge. For the application of an electrical potential, the recording medium therefore has a ground electrode, which according to the invention is arranged in the form of an electrically conductive electrode layer between the base and the radiation-sensitive layer. Furthermore, this electrode layer is dimensioned so that it has low-resistance properties.

Entsprechend der Erfindung besteht die strahlungsempfindliche Schicht aus einem absorbierenden Ferroelektrikum, dessen Dielektrizitätskonstante beidseitig von der Curietemperatur stark von der Temperatur abhängt. Bei der Curietemperatur ist dabei die Dielektrizitätskonstante maximal. Entsprechend dieser Forderung wird als Material für die strahlungsempfindliche Schicht ein Ferroelektrikum der Zusammensetzung Sr_o,s9Ba₀^iNb₂O₈ mit einer Curietemperatur von 78⁰C eingesetzt. Bei einem solchen Ferrroelektrikum als strahlungsempfindliche Schicht kann, wenn die Curietemperatur des Ferroelektrikums kleiner als die Glastemperatur der Thermoplastschicht ist, durch Erwärmen des Aufzeichnungsträgers auf eine Temperatur bis unterhalb der Curietemperatur und anschließender Belichtung mit der optischen Information eine Zunahme der Kapazität der ferroelektrischen strahlungsempfindlichen Schicht infolge der absorbierten Strahlungsmenge an den stark belichteten Stellen des Aufzeichnungsträgers erreicht werden. Das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers auf die entsprechende Temperatur ist dabei mit Hilfe eines geeignet gewählten Aufheizimpulses, z. B. über die niederohmig ausgeführte Elektrodenschicht, möglich. Geschieht das innerhalb der Zeit, in der unmittelbar nach Beginn der Sensibilisierung des Aufzeichnungsträgers die Umverteilung der Potentiale an der Thermoplast- und Ferroelektrikumschicht stattfindet, werden die Oberflächenpotentiale der Thermoplastschicht an den stärker belichteten Stellen höher sein als an den weniger belichteten Stellen. Der fotothermoplastische Aufzeichnungsträger verhält sich dabei elektrisch äquivalent zu einem RC-Glied mit in Reihe geschalteter belichtungsabhängiger Kapazität. Aus diesem Ladungsverhalten resultiert eine direkte Proportionalität der Oberflächenpotentiale an der Thermoplastschicht und der damit erreichbaren Deformationstiefe zur Belichtung, was einer Registrierung von Positivbildern der aufzuzeichnenden optischen Informationen entspricht. Diese können dann durch einen entsprechend dimensionierten Heizimpuls entwickelt und fixiert werden.According to the invention, the radiation-sensitive layer consists of an absorbing ferroelectric whose dielectric constant depends strongly on the temperature on both sides of the Curie temperature. At the Curie temperature, the dielectric constant is maximum. According to this requirement, the material used for the radiation-sensitive layer, a ferroelectric composition of Sr _o , s9Ba ₀ ^ iNb ₂ O _{8 is used} with a Curie temperature of 78 ⁰ C. In such a ferroelectric as a radiation-sensitive layer, when the Curie temperature of the ferroelectric is smaller than the glass transition temperature of the thermoplastic layer, by heating the recording medium to a temperature below the Curie temperature and then exposing to the optical information, an increase in the capacity of the ferroelectric radiation-sensitive layer due to absorbed radiation amount can be achieved at the heavily exposed areas of the recording medium. The heating of the recording medium to the appropriate temperature is in this case by means of a suitably chosen heating pulse, z. B. on the low-resistance electrode layer, possible. If this takes place within the time in which the redistribution of the potentials takes place at the thermoplastic and ferroelectric layer immediately after the sensitization of the recording medium begins, the surface potentials of the thermoplastic layer will be higher at the more exposed areas than at the less exposed areas. The photothermoplastic recording medium behaves electrically equivalent to an RC element with series-connected exposure-dependent capacity. This charge behavior results in a direct proportionality of the surface potentials on the thermoplastic layer and the deformation depth which can be achieved therewith for the exposure, which corresponds to a registration of positive images of the optical information to be recorded. These can then be developed and fixed by a correspondingly dimensioned heat pulse.

Erfolgt im Gegensatz dazu, z. B. mittels eines etwas stärker bemessenen Aufheizimpulses als dem erstgenannten, eine Erwärmung des Aufzeichnungsträgers auf eine Temperatur oberhalb der Curietemperatur, tritt eine Umkehr der geschilderten Ladungsverhältnisse ein: Durch die Belichtung erfolgt nun eine Abnahme der Kapazität der ferroelektrischen Schicht infolge der absorbierten Strahlungsmenge an den stärker belichteten Bildstellen. Die Oberflächenpotentiale der Thermoplastschicht werden jetzt an den belichteten Stellen kleiner sein als an den weniger belichteten Stellen, woraus eine umgekehrte Proportionalität der Oberflächenpotentiale und damit der erreichbaren Deformationstiefe zur Belichtung resultiert. Die Aufzeichnung der optischen Informationen erfolgt jetzt als Negativbild nachdem Entwickeln und Fixieren durch einen entsprechenden Heizimpuls.In contrast, z. B. by means of a somewhat stronger heating pulse than the former, a heating of the recording medium to a temperature above the Curie temperature, reversing the described charging conditions occurs: By the exposure now takes place a decrease in the capacity of the ferroelectric layer due to the absorbed radiation amount of the stronger exposed image areas. The surface potentials of the thermoplastic layer will now be smaller at the exposed areas than at the less exposed areas, resulting in a reverse proportionality of the surface potentials and thus the achievable depth of deformation for exposure. The recording of the optical information is now done as a negative image after developing and fixing by a corresponding heat pulse.

Je nach Lage der Curietemperatur in bezug auf die Glastemperatur der Thermoplastschicht ergeben sich noch Modifizierungsmöglichkeiten hinsichtlich einer Vereinfachung des Aufzeichnungsprozesses bei prinzipiell gleichen und oben näher erläutertem Ladungsverhalten der Aufzeichnungsträgerschichten.Depending on the location of the Curie temperature with respect to the glass transition temperature of the thermoplastic layer, there are still possibilities of modification with regard to a simplification of the recording process with basically the same and further described charge behavior of the record carrier layers.

Liegt die Curietemperatur der ferroelektrischen Schicht nur wenig oberhalb der Raum- bzw. Umgebungstemperatur des Aufzeichnungsträgers, ist kein Aufheizimpuls für das Positiv- bzw. Negativbild notwendig, wenn die Belichtungsmenge für das Negativbild ausreichend größer als für das Positivbild gewählt wird. Die Sensibilisierung und die Belichtung erfolgen dabei parallel, die Entwicklung und Fixierung mit einem Heizimpuls oberhalb der Glastemperatur darauffolgend. Weitere Varianten ergeben sich, wenn die Curietemperatur gleich oder größer als die Glastemperatur der Thermoplastschicht ist. Im ersten Fall ist nur ein Aufheizimpuls notwendig, der zweite Impuls ist gleichzeitig der Heizimpuls für Entwicklung und Fixierung. Im zweiten Fall sind die Aufheizimpulse gleichzeitig die Heizimpulse für Entwicklung und Fixierung. Sensibilisierung, Belichtung, Entwicklung und Fixierung erfolgen parallel bzw. überlappt. Bei allen angeführten Varianten ergeben sich als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers Möglichkeiten für eine Speicherung von Negativ- und Positivbildern zum Zwecke der Realisierung eines Kontrastausgleiches gemeinsam auf einem Aufzeichnungsträger.If the Curie temperature of the ferroelectric layer is only slightly above the room or ambient temperature of the recording medium, no heat-up pulse for the positive or negative image is necessary if the exposure amount for the negative image is sufficiently larger than that selected for the positive image. The sensitization and the exposure take place in parallel, the development and fixation with a heat pulse above the glass transition temperature. Other variants are obtained when the Curie temperature is equal to or greater than the glass transition temperature of the thermoplastic layer. In the first case, only one heating pulse is necessary, the second pulse is also the heating pulse for development and fixation. In the second case, the heat-up pulses are at the same time the heating pulses for development and fixation. Sensitization, exposure, development and fixation take place in parallel or overlap. In all the variants mentioned, there are possibilities for storing negative and positive images for the purpose of realizing a contrast compensation jointly on a recording medium as a particular advantage of the recording medium according to the invention.

Claims

1. Photothermoplastic recording medium for registration of optical information, in which a radiation-sensitive layer and a thermoplastic layer are arranged on a substrate and having a ground electrode for acting on the recording medium having an electrical potential, characterized in that the ground electrode arranged between a substrate and radiation-sensitive layer electrically is conductive electrode layer and that the radiation-sensitive layer consists of an absorbent ferroelectric having a temperature-dependent and at the Curie temperature has a maximum dielectric constant.

2. Photothermoplastic recording medium according to item 1, characterized in that the radiation-sensitive layer of Sro, 59Bao, 4iNb20e with a Curie temperature of 78 ° C consists.

3. photothermoplastic recording medium according to item 1, characterized in that the electrode layer is low impedance.