JPH0153441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高解像パターンを再生するための記録
担持体に関する。特にこの際、１平方粍当り大な
る情報量を収容するための記録担持体について考
慮される。

マイクロフイルム技術の発達にともなつて、大
量の記録内容（文庫、図面その他の記録文書）
が、非常に小さな空間に貯えられる様になつた。
マイクロフイルムに記録して置く限界は、用いら
れる像の解像力、即ち記録担持体の解像力に依存
する。即ちほぼ元通りの大きさに拡大した時の判
読可能性に依存する。上記の解像力は、通常の写
真用微粒子層を用いる場合には10乃至20μｍ程度
である。この際、製造業者によつて示されている
写真用微粒子層の解像力の値は直ちに、実用上達
成し得る縮少率を与えるものと考えてはならな
い。即ち上記解像力の値は１粍毎の線数を表わし
ているもの、即ち測光学的に確認できる再生可能
な格子縞の解像力を表わしているものである。こ
の際、照明されている格子の測光学的曲線は明ら
かに最大値と最小値を持つている。しかしながら
判続可能であるためには極めて明瞭なコントラス
ト、できれば、灰色対濃灰色という様なコントラ
ストでなく、白と黒という様なコントラストが必
要とされる。更に、精密な記録のためには輪郭が
鮮明であることが必要となる。このことにより、
製造業者により示されている解像力の値は、照明
された記録によつて再生される像の繊細さを示す
ものではないということになる。

従来公知のマイクロフイルム技術には更に次の
様な欠点が付加されている。即ち表現されている
パターンは、ゼラチン乳剤が時間の経過に従つて
収縮するため歪みが生じそして担持体自体が熱に
弱くそしてカラーフイルムの場合には光線に対す
る耐久性もないという欠点を有するものである。

写真的な微粒子層で大なる解像力を有するもの
として、フオトレジストの名称で知られている高
重合体の感光層がある。

化学線の照射又は電極又はイオンの作用によつ
て、上記フオトレジストの化学構造が変化する。
それによつて生起する特殊な現像溶液に溶解する
溶解度の変化が利用される。

微細写真製版術として知られる上記の方法は昔
から知られており、そして光学における精密な構
造物、例えば目盛り板、分割線等を製造するため
に用いられたし将来も用いられるであろう（ドイ
ツ国特許第902713号明細書参照）。近代において
は、上記微細写真製版術は半導体技術分野におい
て、微細な電気回路を構成するためのいわゆるプ
ラナーの方法において用いられている。この場合
にも大なる情報量が（例えば聖書の系列、非常に
縮少された、アメリカ大統領の月面着陸に関する
教書等）、クロームメツキされた硝子支持体上に、
微細写真製版術により造られる。

本発明の目的は、単位面積に収容可能な情報内
容が非常に多く、同時に前述した如き、変形する
こと、褪色すること、熱に弱いことの欠点が除か
れた記録担持体を提案することである。

上記の目的は本発明により、提案される記録担
持体、即ち、高解像パターンを再生するため、例
えば多色刷りの地図を微細に縮少する場合の如
く、特に大量の情報量を記録するための微細像担
持体により達成される。この際本発明による記録
担持体では、再生されるべきパターン、例えば地
図、印刷物又は技術的目的のための２進信号等の
像は、可視光線の相異なる波長範囲で干渉フイル
ターとして作動する少くとも２つのフイルター層
から多色的に形成され、該層は無機物質から成り
立つている。

即ち本発明の目的は次の様にして達成される。
大なる情報量の記録、特に多色微細像を所有しそ
して記録に対応した構造を形成する少くとも２箇
の層を表面に有する支持体から成り立つている記
録担持体において、記録は、可視光線の相異なる
２つの波長範囲のための少くとも２つの干渉フイ
ルターによつて多色的に形成され、その際夫々の
干渉フイルターは、可視光線波長範囲において吸
収が無い無機物質材料から成り且つ記録に対応し
た構造を持つていない干渉層の両側は夫々無機物
質材料から成る反射層１，２，３により境界され
ており、これらの反射層１，２，３の少くとも１
つが記録に対応した構造を形成している記録担持
体により達成される。本発明の記録担持体の変形
として、反射層として単一の薄い無機物質材料の
層を用いる代りに高屈折率の無機物質材料交互層
を用いることも提案される。

本発明はこの際色彩論により導かれた知識、即
ち色による表現は単色（白と黒）の表現に対し、
単位面積当りの情報量が１次元だけ多くなるとい
うことから出発する。

上記のことの有力な証拠は、大なる情報量を精
密に収容することが必要な色刷りの地図である。
そしてこの様な地図で明瞭に判読できる可能性は
色彩によつて著るしく高められることである。

上記の理由から、本発明は色刷りの微細地図を
造る実施例によつて説明される。しかし本発明は
色刷りの微細地図に限定されるものではなく、一
般に、相互に相異なる色調および／または相異な
る飽和度で表現されている色調を表わす微細構造
を有する情報担持体に関する。

この場合色彩は、情報量を増大するためばかり
でなく、色彩感覚から生ずる心理学的な作用も考
慮に入れられるべきである。即ち本発明により、
例えば多くの技術的な像の多彩色な表現が可能に
なるが、そのことはまた生理学的および心理学的
に有利な表現になつている様に考慮される。

色彩の表現は絶えず研究され、リツプマン以来
薄い層の色彩によつて色彩写真を形成することか
ら始まり、カラーテレビのためのアイドフオール
法を経て近代の色彩写真に到達した。この色彩写
真は或る程度耐褪色性のなる有機色素を用いてい
る。

本発明の特徴の１つとして、光の干渉によつて
発生する色が用いられそして該色は、本発明によ
る干渉層が無機質の薄い層により形成されている
ため、時間、光及び熱に対して変化しないもので
ある。この様な無機物質の干渉層によつて多彩色
の微細像が形成される。

光を選択吸収することによつて着色している無
粒子の薄い層を用いることも本発明の思想に含ま
れている。該層の粒子の大きさは20nｍ以下であ
る。これらの粒子は1000倍の拡大によつても無粒
子と見なされる。

前述した記録担持体を造るためには、特に「微
細写真製版術」として知られ、その起源が写真の
始まりと時を同じくする一つの方法がもつとも適
当である（無粒子写真ラツカー）。この際この様
なフオトレジストの化学構造の変化は光線（紫外
線）の作用によつてばかりでなく、細い電子線
（走査電子線）および／またはレントゲン線又は
イオンゾンデの作用によつても実現される。公知
になつている上記複写方法の限界は、約0.5μｍの
線の太さまである。

本発明の思想の成果は、600×600mmの大きさの
地図〔例えばミユンヘン市バイエルン土地測量庁
発行のL8140「トラウンシユタイン」
（Traunstein）、縮尺１：50000〕を硝子板上の３
×３mmの大きさに色彩を変化させずまた高度の精
密さで表現した約100箇の多色微細地図において
見られるばかりでなく、更に耐久性（褪色性、対
熱性、色の再現性能）に関して従来実現すること
ができなかつた色彩記録担持体が提案されたこと
になる。

自然界にあらわれる色の大部分（蝶、甲虫）
は、構成物質が有機物質である限り、すべて本発
明による担持体により表わされた色の褪色性耐熱
性よりもおとつている。

次の記述において本発明による記録担持体の詳
細を説明するが、その際理解を容易にするため添
附されている図面を引用して説明する。この際例
として１：10000000の縮尺の微細地図を造ること
を目標とし、この様な微細地図は１：50000の縮
尺の地図から造るものとする。このことは縮少倍
率が１：200であることを意味する。この様にし
て造られた微細地図の３×３mm²の大きさの中に
は、原図となつた地図のあらゆる情報が含まれそ
して該情報は、原図の５倍の大きさ即ち縮尺で表
現すれば１：10000の地図まで拡大しても明瞭に
読みとることができるものである。

上記の如き例では、先づ濃青色の文字と等深線
を有する海および河川の淡青色を表わす構造が本
発明に従つて造られる。この場合色調は同じであ
るがそれの飽和度によつて区別されている。印刷
過程にあつては上記の色調の差は青色の部分を印
刷する版の網目スクリーンの大小によつて表わさ
れる。

再生にために必要な青の色調（DINの仮規格
6164のNO17）は240nｍの光学厚みを有する干渉
層により定められる。この際正確な厚みの寸法
は、使用される反射層にもいくらか依存するもの
である。

前記の飽和度は干渉層に隣接している反射層の
反射／透過の比に依存する。該反射層は非常に薄
い銀（Ag）の層から成るか或いはまた高屈折
率／低屈折率の交互層から成る。このことに関し
ては、第１図又は第２図を用いて後述にて更に詳
しく、説明される。

「イオノグラフ」の名称で知られている装置を
用いて公知になつている方法により、清浄にされ
た支持体硝子小板上に反射層のパターンが形成さ
れる。この目的のため硝子小板は一つの装置の開
口に挿入される。該開口の内部には反射層を形成
するのに適合した材料により形成された若干箇の
陰極が配置され、好ましくは銀により形成された
陰極が配置される。硝子小板を挿入し、イオノグ
ラフ装置に清浄なアルゴンガスを満たした後で、
真空圧力約1Paで該装置に約3000VSS.27メガヘ
ルツの高周波電圧を、大容量のコンデンサーを介
して印加する。このコンデンサーは27メガヘルツ
の振動電圧に対しては数オームの抵抗を有するの
みであるが、直流電圧に対しては極端に大なる抵
抗値を示す。このような状態のもとにプラズマが
発生する。高周波電圧が正になつている半周期の
間、銀の陰極に貯えられている電子は、高周波電
圧が負になつている半周期の間、アルゴンイオン
と僅かしか結合しない。このため銀の陰極は負に
帯電されたままであり、このことにより、加速さ
れた銀イオンは銀を散乱させそして支持体、硝子
板上に、その後の取り扱いに充分耐える得る無粒
子の銀の反射層を形成する。銀の反射層の生成は
測定により精密に追跡されそして例えば16nｍの
厚さになつた時中断される。

一様な厚さの反射層が支持体硝子板上に形成さ
れた後で直ちに、いわゆる複写過程が行われる。
このため反射層表面にはフオトレジストが塗ら
れ、次に濃青色部分（青色の文字、海の中の等深
線を表わす濃青色の線）のみ化学線、電子線等を
透過させる微細なマスクがその表面に複写されそ
して現像される。マスクされている部分の銀層
は、イオノグラフにおいて極性を反対にすること
により、即ち支持体硝子板を陰極として使用する
ことにより、除去される。しかしフオトレジスト
により保護されている範囲の銀層は残留する。次
にフオトレジストはアセトン等の溶剤によつて洗
い流される。

次に残留銀層を有する支持体硝子板上に、改め
て一様な厚さの銀の反射層が付着させられ、別の
複写過程により青色部分、即ち淡青色および濃青
色部分（海と河川）のみ化学線、電子線等を透過
させる微細なマススクがその表面に複写され、そ
して上記の如く高周波プラズマの内部で取り除か
れそしてフオトレジストが洗い流される。

この様にして、支持体硝子板は今や、濃青色お
よび淡青色に着色すべき箇所を正確且つ繊細に表
現するための完成したパターン（地図）の無粒子
の銀層を有し、該銀層は、濃青色を表現する所は
32nｍの厚さ、淡青色を表現する所は16nｍの厚
さになつている。

次に残留銀層を有する支持体硝子板の表面に硝
子の如く透明な、光学的の厚さが238nｍの層が
蒸着される。この層は材料としてMgF₂を使用す
る場合には実際の厚さが172nｍである。その上
に再び16nｍの厚さの銀の層が一様な厚さに取り
付けられる。この銀層は上述した青色部分のため
の複写過程と全く同様な微細マスクを用いて複写
現像されそして前同様に除去される。

間隔を形成する層の厚さ、即ち上記の例では光
学的厚さ238nｍを変化させることによつて、
DIN6164に記載されている色調13乃至24が望み
通りに得られる。しかしこの規格の色調１乃至12
は得られない。即ち210nｍ以上の厚さの層では
紫外線の範囲の波長の干渉極大が可視光線の干渉
極大の範囲に混入し、この様にして色の混合が生
ずる。DIN規格6164による黄赤色調１乃至12を
作るということは、このため複雑な処置が必要と
なる。13乃至24の色調ではまた、DIN6164に定
められている飽和度が、銀層の厚さを適当に定め
ることによつて望み通りに得られる。

前述した様な無機質の層の構成が添附第１図に
示されている。同図において１，２，３の記号に
より、３回の複写過程を経て形成された銀の層が
示され、記号４は透明な干渉層（間隔層）を示し
ている。

この際厚さ16nｍの銀の層１は、淡青色のパタ
ーンの位置に対応し、層１に重ね合わされている
厚さが前同様に16nｍの層２と共に濃青色のパタ
ーンの位置を定める。何故ならば反射層において
反射された光に対して、全体として32mmの銀の厚
さが有効に作用することになるからである。銀の
層２の上には厚さ238nｍの干渉層がある。銀の
層３自体は再び16nｍの厚さになつている。

上記により、矢印５の範囲から射出される光は
濃青色（色調17：８）、矢印６の範囲から射出さ
れる光は淡青色（色調17：４）に見え、その側方
から射出される光、例えば矢印７の範囲の光は白
色（色調なし）に見える。

第２図は反射層として単一の薄い銀の層を用い
る代りに少くとも1.8の屈折率を有する、高屈折
率、少くとも１の屈折率を有する低屈折率交互層
を用いることができることを示している。この際
第２図の場合においても、青い色調が再生される
ことが出発点となり、この場合にも前同様な形成
の干渉層４が設けられている。第１図による実施
例と異なり、青色が再生されるべき範囲では、低
屈折率８および９は夫々高屈折率１０によつて、
干渉層に対しても、相互間でも更にまた外部に対
しても、覆われる如くはさまれている。この状態
は第２図の拡大された断面により表現されてい
る。このことにより、交互層の無い範囲、例えば
矢印１１の範囲では白色光（色調なし）が射出さ
れ、交互層が存在する範囲、即ち矢印１２に沿つ
た範囲では青い色調の光が射出される。

本発明にとつて、干渉層（間隔層）を形成する
ための材料として特に、MgF₂、SiO₂、ThF₄、
SiO、Ta₂O₅、Fe₂O₃等の酸化物、弗化物およ
び／または硫化物が適している。この際、本発明
の思想の別の特徴に従つて、干渉層は先づ適当な
反射層を備えた支持体の表面上に充分な厚さ
（個々の色調のために使用する厚さの約10倍の厚
さ）に形成されそして望み通りの色調に応じてプ
ラズマ化学的変化により除去される。完成した記
録担持体では干渉層が色調を定め、飽和度は、第
１図に関して前述した如く、反射層の反射率によ
つて定められる。

専門家にとつて次のことは明らかである。即ち
種々異なる色調を示す層を前述した方法で順々
に、即ち重畳される如く重ねて形成することによ
つて混合色が得られることは明らかである。この
際隣接して見える色調は次の様にして形成され
る。即ち１つの範囲において相異なる厚さの２つ
の干渉層が中間に反射層なしで重なり合い、そし
て全体の層の下側と上側は２枚の反射層で囲まれ
ており、隣接する他の範囲では、上記２つの干渉
層の間に第３の反射層が挿入され、かくしてこの
範囲において混合色が生ずる。

本発明の構成によれば、螢光を発する様に輝く
色調を有する多色構成を生み出すことも可能であ
り、その場合には干渉層の材料として、入射する
紫外線を可視光線に変換しそして該可視光線を放
射する様な材料を用いる。この様な材料として
MgF₂、ZnS等の材料が用いられる。

微細なパターンの構造をその表面に形成する支
持体は、硬質ガラス（Zerodur硝子および石英硝
子）が適している。この様な硬質ガラス板は熱線
吸収のための費用を必要とせず、大光量の拡大投
影に充分耐える。通常のカラーフイルムはこの様
な条件下では１秒以内で炭化して了う。支持体は
また反射する表面を有する不透明な板であること
も可能である。

第３図および第４図は上記の様な支持体硝子
板、２０，２０′上に形成されている第１および
２図に示した一つの干渉フイルターを夫々示して
いる。

次の記述において、本発明の構成を有利に実施
した例を述べる。この場合にもまた、説明を判り
易くするため、支持体硝子板上に微細地図を透明
陽画として造る実施例が採用される。

最初に支持体硝子板はCdS、Fe₂O₃又はAs₂O₃
又はその他類似の無機化合物の薄い層をもつて覆
われる。次いでフオトラツカーでコートされそし
て海と河川等の青色調部分のみ化学線、電子線等
を透過させない微細マスク、即ち青色調部分の陰
画の微細マスクが焼付けられる。その後で上記の
無機化合物の薄い層が海と河川の部分で支持体硝
子の表面まで取り除かれそしてその後でフオトラ
ツカーが溶かし流される。

支持体硝子板は、海と河川の部分で再び透明に
なり、その他の部分では薄いFe₂O₃層固有の色調
である黄褐色を帯びている。

次の過程として黄褐色の残留層を有する支持体
硝子板上に、すでに前述した如き青色をあらわす
層の構成要素が海と河川および森の部分のみ化学
線、電子線等を透過させる微細マスク、即ち海と
河川および森の陽画の微細マスクを複写すること
で残された銀の層として形成される。この様にし
て地図の青色の部分（海と河川）及び緑色の部分
（森）は、銀の層を取り除いた時、銀の残留層と
して残つている。緑色調の部分（森）の層の下に
はFe₂O₃の層（又は別の透過層）があり、青色調
の部分（海）の層の下の担持体硝子は透明であ
る。この様にして海と河は青色調（色調17）であ
り、森等の部分は黄色と青色の混合色の緑色調
（色調22）となる。その他の部分（野原等）は黄
色である。説明文字は色調なしの透明になつてい
る。

上記した２つの複写過程、即ち海と河川の陰画
の微細マスクおよび海と河川と森の陽画の微細マ
スクの複写過程を経て、全部で４つの色調、即ち
色調17：青、色調22：緑、色調２：黄および色調
０：色彩なしが得られる。

かくして本発明の重要な原理が明らかになつ
た。

上記の複写過程を繰り返すことによつて作られ
る新らしい色調は、すでにそれまでに作られてい
る色調と混色されることによつて、パターンの各
部分において２倍以上の新らしい色調を生ずる。
２進法カラーコードを用いて計算すれば、例えば
10回の複写過程により2¹⁰＝1024の色調が得られ
る。

それ故に地理学の４色調の原理に従えば２回の
複写過程が、種々異なる複雑な地図を造る上で理
論的に充分と言い得る。しかし実技上では本発明
の微細地図はもつと多くの色調を採用することに
よつて従来の地図に合わせている。例えば赤色調
（導路）、ぼかしおよび黒い文字を使用する。

赤色（DIN6164のNO8）は例えば次に記す構
成によつて得られる。

(1) 鉄陰極により化学反応を惹起しながら支持体
表面に蒸着過程を10分間。

(2) 道路その他（赤色）の陽画の微細マスクの複
写。

(3) フオトラツカーの溶解洗滌、赤色を表わすべ
き線（道路）上に、屈折率ｎ＝2.9、厚さ45nｍ
のFe₂O₃の層が残る。

(4) 上記残留層を有する支持体表面にMgF₂を
284nｍの厚さに蒸着する。この層は、後の工
程で付着された緑（森）および青（海）の色調
のためのMgF₂の層の厚さと銀反射層によつて
赤色を表わす。

(5) MgF₂の層の表面に20nｍの厚さの銀層が形
成される。

(6) 森の陽画の微細マスクの複写（複写過程２）。

(7) フオトラツカーを溶解し洗い流すまで２分
間。

(8) MgF₂を厚さ153nｍ蒸着（色調22：緑）し次
に銀層を厚さ20nｍに蒸着する。

(9) 森と道路の陽画の微細マスクの複写（複写過
程３）。

(10) フオトラツカーを溶解し洗い流すまで２分
間。

(11) 厚さ75nｍのMgF₂の中間層蒸着（紫外線の
干渉色）。

(12) 銀層を16nｍの厚さに蒸着。

(13) 濃青色線の陽画の微細マスクの複写（複写
過程４）。

(14) フオトラツカーを溶解し洗い流す。

(15) 銀層を16nｍの厚さに蒸着。

(16) 海と河川の陽画の微細マスクの複写（複写
過程５）。

(17) フオトラツカー溶解と洗滌。

(18) MgF₂を青色の干渉層の厚さに蒸着しその
後銀層を16nｍの厚さに蒸着する。

(19) 海、河川および道路の陽画の微細マスクの
複写（複写過程６）。

(20) フオトラツカーの溶解と洗滌。

(21) 保護層を蒸着。

(22) クローム層蒸着（黒色を表現する）。

(23) 黒い説明文字又は耕地記号等の陽画の微細
マスクの複写（複写過程７）。

(24) 覆われていないクローム層の除去。

(25) フオトラツカーの除去。

(26) 保護層蒸着。

本発明は上記の如き地図の微細構造によつて説
明されたが、本発明の記録担持体は内眼で観察し
得る様な記号の多色的表現にも応用可能である。
１：50000の縮尺の600×600mmの着色原画から、
１：10000000縮尺の３×３mmの大きさの画が得ら
れる。巨大なビツト数を含んでいる１：50000の
縮尺の地図の全情報が、上記により９mm²内に収容
されることになる。このことはドイツ連邦共和国
の地図が同じ縮尺で100×100mmの大きさの硝子板
上に微細な表現で再現可能に記録されることであ
り、その際個々の地図の詳細は１：50000の地図
の精密さと同じに表現されている。

なお本願発明記録担持体は、電子光学装置にお
ける固定値記憶装置等に応用される。また光学器
機においては目盛り板又は十字線板に用いられ
る。また微細地図は航空装置又は交通制御のため
にも用いられまたデイスプレー用地図の原図とし
て用いられる。この場合原図を作成するためには
光学装置で拡大して作られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による無機質の層の拡大断面
図、第２図は第１図と同様な拡大断面図である
が、この際薄い銀の反射層の代りに、高屈折率と
低屈折率を有する材料の交互層を用いた実施例を
示し、第３図は第１図に実技的な形成断面図、第
４図は第２図の実技的な形成断面図である。 図において、１，２，３……銀の反射層、４，
４′，４″……透明な干渉層、８，９……低屈折率
層、１０……高屈折率層、２０，２０′……、支
持体硝子小板である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大なる情報量の記録、特に多色微細像を所有
   しそして記録に対応した構造を形成する少くとも
   ２箇の層を表面に有する支持体から成り立つてい
   る記録担持体において、記録は、可視光線の相異
   なる２つの波長範囲のための少くとも２つの干渉
   フイルターによつて多色的に形成され、その際
   夫々の干渉フイルターは、可視光線波長範囲にお
   いて吸収が無い無機物質材料から成り且つ記録に
   対応した構造を持つていない干渉層、４，４′か
   ら成り立ち、これらの干渉層の両側は夫々無機物
   質材料から成る反射層１，２，３により境界され
   ており、これらの反射層１，２，３の少くとも１
   つが記録に対応した構造を形成していることを特
   徴とする記録担持体。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の記録担持体にお
   いて、反射層として単一の薄い無機物質材料の層
   を用いる代りに高屈折率、低屈折率の無機物質材
   料交互層８，９，１０を用いたことを特徴とする
   記録担持体。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の記録担持体にお
   いて、高屈折率反射層１０は少くとも1.8の屈折
   率ｎを有しそして低屈折率反射層８，９は少くと
   も１の屈折率ｎを有していることを特徴とする記
   録担持体。