DE2611097A1

DE2611097A1 - Verfahren zur herstellung von transparenten mit mehreren sich nicht ueberdeckenden flaechenbereichen

Info

Publication number: DE2611097A1
Application number: DE19762611097
Authority: DE
Inventors: Bruce Lee Booth
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1976-09-30
Also published as: FR2304949B1; FR2304949A1; US4017158A; IT1058441B; CA1049303A; GB1537286A; JPS51117645A

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EJSHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Anmelderin _Dr ._{|ng von Kreis|er + 1973}

E. I. du Pont de Nemours Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

and Company Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln

Wilmington, Delaware !9898 Sl

^U' ^S · ^A · Dipl.-Chem. AIeIc von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Seifing, Köln

Sg-Ax 5 KÖLN l 15. März 1976

DEICHMANNHAUS AM HAUPTCAHNHOF

Verfahren zur Herstellung von Transparenten mit mehreren sich nicht überdeckenden Flächenbereichen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Transparenten mit mehreren sich nicht überdeckenden Flächenbereichen, von denen jeder verschieden orientierte räumliche Frequenzträger aufweist.

In vielen Industrien, insbesondere in der Textilindustrie, hat ein Designer für Stylingzwecke das Bedürfnis, verschiedene Farbkombinationen eines Musters zu betrachten, in dem jede Farbe einzeln nach Belieben durch den gesamten Farbbereich verändert und manipuliert werden kann. Es wurden Systeme vorgeschlagen, die es ermöglichen, ausgewählte Farbkombinationen eines Musters auf einer Sicht- oder Wiedergabe-Einheit zu betrachten. Ein Beispiel eines solchen Systems ist ein optischer Betrachter, bei dem eine Lichtquelle und eine photographische Platte verwendet werden. Die photographische Platte ist mit einem räumlichen Frequenzträger für jeden Bereich des Musters codiert,

609840/1004

Telefon: (0221) 234541 - 4 · Telex: 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent Köln

wobei die codierten Bereiche Licht von der Lichtquelle beugen und hierdurch das Muster auf einer Wiedergabe- oder Anzeige-Einheit reproduzieren. Das Licht ist färbbar und ermöglicht es, das Muster in den verschiedensten Farbkombinationen darzustellen. Es ist ferner bekannt, eine Kamera zu verwenden, um das dargestellte Muster zu photographieren und einen Prüfabzug zu machen.

Bisher wurde der im vorstehend beschriebenen System verwendete codierte Frequenzträger unter Verwendung von Systemen auf Basis von Silberhalogeniden hergestellt. Bei dieser Methode wird ein Ronchi-Gitter auf eine das Silberhalogenid enthaltende Emulsion fokussiert, um das Silberhalogenid zu exponieren, worauf das belichtete Silberhalogenid entwickelt wird. Diese Art von Beugungsgitter kann nicht mehr als etwa 7 % des durchfallenden Lichts in die Beugung erster Ordnung beugen. Aus diesem Grunde werden diese Beugungsgitter häufig gebleicht, um das Silberhalogenid zu einem transparenten Salz zu verändern, das einen anderen Brechungsindex hat als die Emulsion, wodurch ein Phasenbeugungsgittermedium mit verbessertem Beugungswirkungsgrad entsteht. Durch den Bleichprozeß entstehen häufig Fehler in den Gittern, wodurch "Rauschen" entsteht, wenn Licht durch das Gitter fällt. In jedem Fall besteht das erhaltene Beugungsgitter aus Emulsionslinien, die rechteckigen Querschnitt und gewöhnlich eine Dicke von etwa 10 bis 15 μ haben und auf einen transparenten Träger, z.B. Glas oder auf einem Film aus einem organischen Harz, aufgebracht sind. Durch den rechteckigen Querschnitt der Gitterlinien in jedem Gittertyp wird ihre Frequenz vervielfacht und es entstehen höhere Beugungsordnungen. Die Verwendung eines Ronchi-Gitters setzt dem Abstand der Linien eine praktische Grenze von maximal etwa 200 Linien

609840/1004

pro mm. Ein dünnes Phasengitter kann theoretisch bis zu !

etwa 33* des durchfallenden Lichts in axe beugung 1.ürd- !

i nung ablenken, jedoch liegt in der Praxis die Größe für ' ein gebleichtes Gitter gewöhnlich im Bereich von 15 bis
20%. Es ist erwünscht, die in die Beugung 1. Ordnung ge- j brachte Lichtmenge zu steigern und zusätzlich die höheren; Ordnungen auszuschalten, da sie gelöscht werden müssen. j

i Gegenstand der Erfindung ist ein Transparent für die j Reproduktion von Flächendarstellungen von farbigen Berei-j chen eines Musters auf einer Wiedergabe-Einheit in einem | optischen Betrachter und seine Herstellung. Dieses Trans-i parent ist wertvoll bei einem Verfahren, bei dem Flächen-| darstellungen der farbigen Bereiche eines Musters auf > einer Wiedergabe-Einheit reproduziert werden. Zur Herstellung dieses Transparents werden mehrere Masken angefertigt, die einzeln so ausgebildet sind, daß die verschiedenen ^; Bereiche eines Musters, die einzelne Farben dieses Musters darstellen, einzeln belichtet werden können. Diese Masken; werden dann verwendet, um Bereiche eines photopolymerisierbaren Materials einzeln der Interferenz von zwei
Laserstrahlen auszusetzen und hierdurch einen räumlichen
Frequenzträger in jedem Bereich holographisch aufzuzeichnen. Jeder Bereich wird getrennt bei einer anderen
radialen Orientierung durch die Laserinterferenz exponiert, so daß man in der Lage ist, Licht in einer verschiedenen Richtung so zu beugen, daß mehrere radial
angeordnete Lichtquellen, deren Farbe nach Belieben veränderlich ist, durch das Transparent geführt und auf
eine Sichtanzeige oder Wiedergabe-Einheit fokussiert
werden können.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
Abbildungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Muster, das in sich gegenseitig ausschließende Teilflächen von unabhängig färbbaren

609840/1004

Bereichen des Musters unterteilt ist.

Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Muster, auf dem die Bereiche wiedergegeben und innerhalb ihrer Grenzen durch eindeutig räumliche Frequenzträger codiert sind.

Fig. 3 zeigt Auszugspositive für jeden der in Fig. 1 dargestellten Bereiche.

Fig. 4 zeigt Auszugsnegative für jeden der in Fig. 1 dargestellten Bereiche.

Fig. 5 zeigt ein aus einem Laserstrahlenteiler und Spiegeln bestehendes System zur holographischen Bildung eines Interferenzmusters auf dem Transparent.

Fig. 6 zeigt das Auszugstransparent, während der vorgewählte winkelorientierte räumliche Frequenzträger stufenweise für jeden Bereich darauf aufgebracht wird.

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf einen Kreis, der die Lichtquellen enthält, die zur Beleuchtung der räumlichen Frequenzträger verwendet werden.

Fig. 8 zeigt schematisch ein System zur Wiedergabe der Bereiche des Musters auf der Wiedergabe-Einheit.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden Auszugsnegative zur Herstellung eines Abbildes eines Musters ver-* wendet. Die Abbildung wird aus einem photopolymerisierbaren Material hergestellt, auf dem Flächenbereiche reproduziert und mit vorgewählten winkelorientierten räumlichen Frequenzträgern codiert werden. Die Abbildung dient dann in einem optischen Betrachter zur Reproduktion der Flächenbereiche auf einer Anzeige-Einheit. Die Flächenbereiche werden unabhängig mit ausgewählten Farben gefärbt.

Fig. 1 zeigt ein repräsentatives Muster 1, das aus fünf sich gegenseitig ausschließenden Flächenbereichen von unabhängig färbbaren Bereichen 2, 3, 4, 5 und 6 besteht.

609840/1004

Positive und negative Bereichsauszugstransparente, die in Fig. 3 bzw. Fig. 4 dargestellt sind, werden nach bekannten Verfahren für jeden in Fig. 1 dargestellten Flächenbereich hergestellt. Die Auszugspositive A bis E i in Fig. 3 werden zuerst hergestellt, wobei jedes Positiv j

einen undurchsichtigen Teil aufweist (die Punktierung j deutet Undurchsichtigkeit an), der die gleiche Form und j relative Lage wie der entsprechende Flächenbereich des Musters hat. Der Rest jedes Positivs ist durchsichtig. Aus j den Positiven werden dann die Auszugsnegative A bis E vonj Fig. 4 hergestellt. Die Negative werden dann in der Größe! unter Verwendung einer Kopierkamera verkleinert. Jedes Negativ hat einen transparenten Teil, der die gleiche Form und relative Lage hat wie die entsprechenden Flächenbereiche des Musters, während der Rest des Negativs | undurchsichtig ist. Das Transparent A in Fig. 4 zeigt ein Beispiel des Auszugsnegativs für den Flächenbereich 2 des, Musters. Der Teil, der der Teilfläche 2 entspricht, ist j durchsichtig, während der Rest des Negativs undurchsichtig ist. Das positive Transparent A von Fig. 3 ist gleich, wobei jedoch die undurchsichtigen und transparenten Bereiche umgekehrt sind.

Die Auszugsnegative A bis E in Fig. 4 werden als Masken verwendet, um die in Fig. 2 dargestellte Abbildung durch die in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellte stufenweise Methode zu codieren. Um die erste Teilfläche zu codieren, wird das Negativ 4A als Maske 8 verwendet, die die photopolymerisierbare Schicht 7 abdeckt. Das Licht aus dem Laser 9 wird in zwei Strahlen von praktisch gleicher Lichtstärke durch den Strahlspalter 10 gespalten, der die beiden Strahlen auf Spiegel 11 und 12 richtet. Das Licht vom Spiegel 12 wird auf den Spiegel 13 gerichtet. Die Lichtstrahlen von den Spiegeln 11 und 13 werden durch Fokus sierlinsen 14 bzw. 15, dann durch Raumfilter 16 bzw. 17 und schließlich durch Kollimationslinsen 1b und iy gerichtet. Die Raumfrequenzfilter sind im allgemeinen Löcher

609840/1004

— O —

von 5 bis 25 u in einem undurchsichtigen Flächengebilde_; das im Brennpunkt der Fokussierlinsen 14 und 15 angeordnet ist, um Rauschen (d.h. nicht-paralleles Licht), das von den Linsen 14 oder 15 gebeugt wird, zu beseitigen. Die Anwesenheit dieses Rauschens ist im allgemeinen entweder auf Fehler oder Staub auf den Linsen oder den Spiegeln zwischen dem Laser 9 und den Fokussierlinsen und 15 zurückzuführen. Die beiden Kollimationslinsen sind wahlweise vorhanden. Die Spiegel 11 und 13 sind so i angeordnet, daß die aus den Linsen 18 und 19 austretenden parallel gebündelten Lichtstrahlen 20 und 21 ein Interferenzmuster auf dem Flächengebilde 7 erzeugen, das im wesentlichen im Winkel von 90° zu dem aus der Linse 18 austretenden, parallel gebündelten Lichtstrahl 20 ange-

ordnet ist. Der Winkel oO zwischen den interferierenden j parallel gebündelten Strahlen 20 und 21 beträgt im allgemeinen etwa 17°, um eine räumliche Frequenz von 500 bis 750 Linien pro nun sicherzustellen. Das durch die beiden j Laserstrahlen erzeugte Interferenzbild verursacht die Bildung eines Beugungsgitters oder räumlichen Frequenzträgers in der lichthärtbaren Schicht. Bei dem bevorzugten Verfahren wird das photopolymerisierbare Material nach kurzer Zeit erneut mit einem einzelnen Laserstrahl 20 belichtet, um das übrige Material zu härten, ohne einen Träger darin zu codieren. Das Flächengebilde 7 ist vorzugsweise eine Schicht eines Photopolymeren, die auf einen geeigneten Träger, z.B. Glas, aufgebracht ist.

Um somit ein Auszugstransparent gemäß der Erfindung herzustellen, wird das Negativ A von Fig. 4 in die in Fig. dargestellte Lage 8 gebracht, wo es als Maske dient, und die Blende eines Lasers wird 10 Sekunden geöffnet, um den Bereich 2 des flächigen Materials 7 mit einem räumlichen Frequenzträger, der die für die Fläche 2 des flächigen Materials 7 in Fig. 6 angedeutete Orientierung hat, zu belichten. Es ist zu bemerken, daß die Belichtungszeit von 10 Sekunden und andere hier genannte Zeitinter-

609840/1004

valle als Beispiele angegeben sind und je nach der Empfindlichkeit des Photopolymeren oder anderen verwendeten lichtempfindlichen Materials und der Stärke des verwendeten Lichts variieren können. Nach 60 Sekunden wird die Blende des Lasers 9 für 120 Sekunden bei blokkiertem Strahl 21 geöffnet, um das im Bereich 7 des flächigen Materials 7 verbliebene restliche Monomere zu photopolymerisieren. Das. Negativ A wird dann von der Schicht 7 genommen und durch das Negativ B ersetzt .Die gesamte Anordnung von 7 und 8 wird dann um 72° um die Achse 22 gedreht, wie in Fig. 5 dargestellt. Diese Achse steht senkrecht zur Ebene der übereinanderliegenden Maske 7 und Schicht 8. Die Blende des Lasers 9 wird erneut 10 Sekunden geöffnet, wobei die interferierenden Strahlen aus der Strahlspalteinheit 10 verwendet werden, um den belichteten Bereich 3 der Schicht 7 mit einem räumlichen Frequenzträger, der die für den Bereich 3 der Schicht 7 in Fig. 6 angedeutete Orientierung hat, zu codieren. Nach 60 Sekunden wird die Blende des Lasers 9 mit blockiertem Strahl 21 für 120 Sekunden geöffnet, um das im Bereich 3 der Schicht 7 verbliebene nicht polymerisierte Material zu photopolymerisieren. Das Negativ B wird dann von der Schicht 7 entfernt und durch das Negativ C ersetzt. Die gesamte Anordnung aus 7 und 8 wird dann um weitere 72° um die Achse 22 gedreht, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Blende des Lasers 9 wird erneut 10 Sekunden geöffnet, wobei die interferierenden Strahlen 20 und 21 aus der Strahlspalteinheit 10 verwendet werden, um den Bereich 4 der Schicht 7 mit einem räumlichen Frequenzträger zu codieren, der eine andere Orientierung hat, wie für den Bereich 4 der Schicht 7 in Fig. 6 dargestellt. Nach 60 Sekunden wird die Blende des Lasers 9 erneut mit blockiertem Strahl 21 für 120 Sekunden geöffnet, um das im Bereich 4 der Schicht 7 verbliebene nicht photopolymerisxerte Material zu photopolymerisieren. Das Negativ C wird dann von der Schicht "

609840/1004

entfernt und durch das Negativ D ersetzt. Die Anordnung aus 7 und 8 wird erneut um weitere 72° um die Achse 22 gedreht. Die Blende 9 des Lasers wird erneut 10 Sekunden geöffnet, wobei die interferierenden Strahlen 20 und 21 aus der Strahlspalteinheit 10 verwendet werden, um den belichteten Bereich 5 der Schicht 7 mit einem Raumfrequenzträger, der die neue Orientierung hat, wie sie für den Bereich 7 der Schicht 7 in Fig. 6 angedeutet ist, zu codieren. Nach 60 Sekunden wird die Blende des Lasers 9 mit blockiertem Strahl 21 erneut 120 Sekunden geöffnet, um das im Bereich 5 der Schicht 7 verbliebene nicht photopolymerisierte Material zu photopolymerisieren. Das Negativ D wird dann von der Schicht 12 entfernt. Abschließend wird die Schicht 7 dann um weitere 72° um die Achse 22 gedreht. Die Blende des Lasers 9 wird erneut 10 Sekunden geöffnet, wobei die interferierenden Strahlen 20 und 21 aus der Strahlspalteinheit 10 verwendet werden, um den Bereich 6 der Schicht 7 mit einem räumlichen Frequenzträger, der die in Fig. 6 für die Fläche 6 der Schicht 7 angezeigte andere Orientierung hat, zu codieren. Nach 60 Sekunden wird dann die Blende des Lasers 9 mit blockiertem Strahl 21 geöffnet, um das im Bereich 6 der Schicht 7 verbliebene nicht photopolymerisierte Material zu photopolymerisieren. Es ist zu bemerken, daß nach dem Codieren jedes Bereichs 2 bis 5 der Schicht 7 mit j dem räumlichen Frequenzträger das in jedem Bereich ver- j bliebene nicht photopolymerisierte Material so photopolymerisiert wurde, daß keine zusätzliche Trägercodierung stattfand. Dies bedeutet, daß bei der Belichtung des Bereichs 6 zur Codierung durch den räumlichen Frequenzträger keine Maske notwendig war und somit keine Notwendigkeit bestand, das Negativ E herzustellen. Wenn diese Photopolymerisation des nicht photopolymerisierten Materials, das nach jeder Codierung durch den räumlichen Frequenzträger verbleibt, nicht vorgenommen wird, muß das Negativ E als Maske 8 in der letzten Stufe verwendet wer-j

609840/1004

den. Das Negativ E ist auch notwendig, wenn eine Silberhalogenidemulsion verwendet wird. Das verbliebene nicht photopolymerisierte Material in jedem maskierten Bereich; kann dann auf einmal durch Belichtung der gesamten Schicht 7 mit gewöhnlichem Licht photopolymerisiert werden. Es ist zu bemerken, daß vor der Beendigung der letzten Codierung durch den räumlichen Träger die Schicht 7 aus photopolymerisierbarem Material im Dunkeln! oder unter Farblicht gehalten werden muß, um sie gegen | Belichtung durch Wellenlängen des Lichts, die Photopolymerisation auslösen, mit Ausnahme der vorstehend be- j schriebenen speziellen Belichtungsstufen zu schützen. ; Natürlich kann eine größere oder kleinere Zahl von Teilflächen verwendet werden. Da bei dem vorstehend beschrie-

i benen Fall fünf Teilflächen verwendet wurden, ist die j Winkelorientierung der räumlichen Frequenzträger im , wesentlichen gleichmäßig um 72° getrennt. Bei Verwendung, einer größeren Zahl von Teilflächen sind die Abstände natürlich kleiner. Bisher war es bei Verwendung von räumlichen Frequenzträgern auf Basis von gebleichtem Silberhalogenid, die unter Verwendung von Ronchi-Gittern hergestellt wurden, notwendig, ein Minimum von etwa 72° zwischen der radialen Orientierung jedes räumlichen Frequenzträgers einzuhalten, wodurch die Zahl der Teilflächen auf einem Transparent begrenzt wurde. Die Transparente gemäß der Erfindung funktionieren ohne "Übersprechen" zwischen den Teilflächen, wenn die radiale

Orientierung zwischen jedem räumlichen Frequenzträger nur 20° beträgt, so daß in ein Transparent bis zu 18 Teilbereiche codiert sein können. Dies ist hauptsächlich auf die Eliminierung der höheren Beugungsordnungen zurückzuführen, die von einigen Musterbereichen schwierig zu maskieren sind.

Nachdem das Transparent hergestellt worden ist, kann es vom Träger entfernt und zwischen dünnen Glasscheiben unter Verwendung von optischem Zement montiert werden.

609840/1004

Um das kombinierte Bild der aufgezeichneten Muster im Compoundgitter zu rekonstruieren und jeden Bildbereich in verschiedenen unendlich variablen Farben zur Betrachtung vorzuführen, wird ein geeignetes Vorführsystem unter Bezug-', nähme auf Fig. 7 und Fig. 8 beschrieben. Um die Information, die auf dem in der beschriebenen Weise hergestellten, die fünf Teilflächen aufweisenden Transparent 7 aufgezeichnet worden ist, wiederzugeben _f werden fünf Lichtquellenpositionen 23, 24, 25, 26 und 2 7 im gleichen Abstand um den Umfang eines gedachten Kreises 28 angeordnet, wie in Fig.7 dargestellt, der in einer Ebene parallel zum Transparent 7 und zum Wiedergabebild 29 steht, wie in Fig. 8 dargestellt. In jeder dieser fünf Positionen befinden sich drei Lichter. Das innere Licht jeder Position ist mit Blaulichtfiltern 30, 31, 32, 33 und 34 versehen, und die Lichtquellen sind auf das Transparent 7 gerichtet, das im Raum so angeordnet ist, daß die Oberflächensenkrechte durch den Mittelpunkt des die Lichter enthaltenden gedachten Kreises geht. Die Winkelverschiebung der Lichter von der Senkrechten ist durch den Braggschen Winkel bestimmt, der eine Funktion des durch die Blaufilter 30, 31, 32, 33 und 34 fallenden Lichts und der räumlichen Frequenz ist, die im Transparent 7 j codiert ist. Die Gleichung zur Bestimmung des Braggschen Winkels lautet

sin (Θ/2) =X/2d.

Hierin ist Θ/2 der Braggsche Winkel, Tc die Wellenlänge des Lichts in mm und 1/d die Zahl der im räumlichen Frequenzträger codierten Linien pro mm. Das mittlere Licht jeder der fünf Lichtquellenpositionen ist von der Mitte des gedachten Kreises 28, in dem sie enthalten sind, radial weiter versetzt als der innere Kreis von Lichtern. Alle fünf mittleren Lichtquellen sind mit Grünfiltern 35, 36, 37, 38 und 39 versehen. Auch hier ist der Abstand, den die Lichtquellen vom Mittelpunkt des gedachten Kreises 28 habend durch den Braggschen Winkel bestimmt. Ein drittes Licht

609840/1004

jeder der fünf Lichtquellenpositionen ist vom Mittelpunkt i des gedachten Kreises 28, in dem sie enthalten sind, radial! weiter versetzt als die mittleren Lichter. Alle fünf äuße- j ren Lichtquellen sind mit Rotfiltern 40, 41, 42, 43 und 44 ; versehen. Auch hier ist der Abstand der Lichtquellen vom I Mittelpunkt des Kreises durch den Braggschen Winkel ; bestimmt. Jede Position der drei Lichter hat um den Kreis ! einen Abstand von 72° zur benachbarten Position von drei Lichtern.

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Systems zur Reproduktion der Teilflächen des Trans- j parents 7 auf der Wiedergabe-Einheit 2 9. Der ÜbersiehtIiehr keit halber ist nur eine Lichtquellenposition allgemein bei 23 dargestellt. Jede Lichtquellenposition umfasst drei Lampen 45, 46 und 47, die mit einer Kollimationslinse 48, 49 und 50 versehen sind. Die drei Einzellampen 45, 46 und 47 sind ferner mit Blaufilter 30, Grünfilter 35 und Rotfilter 40 versehen.Jede Lampe 45, 46 und 47 ist ferner mit nicht dargestellten Mitteln zur Veränderung ihrer Lichtstärke versehen. Geeignet hierzu sind beispielsweise ein Regelwiderstand oder Regeltransformator zur Regelung des jeder Lampe zugeführten Stroms oder eine Lichtblende oder ein Abschwächungsfilter zwischen den einzelnen Lampen und ihren Kollimationslinsen. Durch Veränderung der relativen Mengen von Rotlicht, Grünlicht und Blaulicht kann die durch die Lichtquellenposition 23 erzeugte Farbe nach Belieben unendlich variiert werden. Die Teilfläche des Transparents 7, die der Lichtquellenposition 23 zugeordnet werden soll, wird durch Drehen so ausgerichtet, daß das Licht von der Lichtquellenposition 23 zur Linse 51 abgebeugt und auf die Vorführeinheit 2 9 fokussiert wird. Jede der drei einzelnen Lichtquellen, die die Lichtquellenposition 2 3 bilden, ist radial von der Achse 52 um eine Strecke versetzt, die durch den Braggschen Winkel bestimmt ist, der durch die im Transparent 7 codierte räumliche Frequenz und die Wellenlänge des durch die Filter 30, 35 und 40

609840/ 1 004

fallenden Lichts festgelegt ist. Das Licht aus der Lichtquellenposition 23, das nicht auf den Teilbereich fällt, der der Lichtquellenposition 2 3 zugeordnet ist, wird wegen des Unterschiedes in der Orientierung des räumlichen Frequenzträgers nicht abgebeugt. Licht von nullter Ordnung,; d.h. Licht, das durch das Transparent 7 fällt, ohne gebeugt zu werden, wird durch die Sperre 53 blockiert. In der gleichen Weise wird das Licht von den übrigen Lichtquellenpositionen 24, 25, 26 und 2 7 durch das Transparent 7, die Fokussierlinse 51 und das Fenster der Sperre 53 gerichtet,

um die Teilbereiche 2, 3, 4, 5 und 6 auf der Vorführeinheit 2 9 zu reproduzieren. Es ist nochmals zu bemerken, daß Lieh ti von höherer Ordnung bei der bevorzugten Ausführungsform unter Verwendung von Photopolymeren nicht vorhanden ist und daher nicht blockiert werden muß. ■

Eine andere Methode der Aufzeichnung eines Musters auf > einem Gitter und der Wiedergabe eines Bildes auf dem : Schirm besteht darin, daß man konvergierendes Licht sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der Wiedergabe anstelle des im vorstehenden Beispiel verwendeten parallel gebündel-, ten Lichts verwendet. Eine weitere Alternative ist die > Verwendung von divergierendem Licht sowohl für die Aufzeichnung des Musters als auch für die Wiedergabe des ^: Bildes. Als weitere Möglichkeit kann die Verwendung einer Xenonlampe oder anderen Weißlichtlampe anstelle der Wolframlampen in Betracht gezogen werden. Anstelle von drei getrennten Lichtquellen für jede der fünf Positionen kann eine einzelne Xenonlampe in Verbindung mit einer Reihe von ι Spiegeln oder Faseroptiken verwendet werden, um das Licht aus der einzelnen Lichtquelle zu den fünf mit glei-

i ehern Abstand angeordneten Positionen auf dem Umfang jedes

der drei Kreise von Lichtern zu übertragen.

Die Erfindung ist mit einer anderen Zahl von Masken als j den beschriebenen vier Masken zur Aufzeichnung verschiedener Muster, z.B. mit 2 bis 20 verschiedenen Masken durchführbari.

609840/1004

Ferner kann man die Zahl der Farb-Filter ändern und beispielsweise 2 bis 6 Filter verwenden.

Das Transparent 7 wird vorzugsweise durcn Gießen einer photopolymerisierbaren Masse auf eine Glasplatte oder einen anderen Träger und anschließendes stufenv/eises Belichten nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt. : Geeignete photopolymerisierbare Materialien werden in der US-PS 3 658 526 beschrieben. Im allgemeinen enthalten diese photopolymerisierbaren Massen (1) wenigstens eine additionspolymerisierbare, nicht-gasförmige, äthylenisch ungesättigte monomere Verbindung, die einen Siedepunkt oberhalb von 1OO°C bei Normaldruck hat und ein Hochpolymeres durch eine durch freie Radikale initiierte, unter Kettenverlängerung ablaufende Additionspolymerisation zu bilden vermag, und (2) einen freie Radikale bildenden Polymerisationsinitiator oder ein durch aktinische Strahlung aktivierbares System. Außer den Komponenten (1) und (2) kann das photopolymerisierbare Material ein organisches Bindemittel, einen Weichmacher für das Bindemittel, einen Inhibitor der thermischen Polymerisation und einen Kettenüberträger oder Polymerisationsbeschleuniger und andere Komponenten enthalten.

Eine geeignete Masse für die Zwecke der Erfindung besteht aus 5,2 g Celluloseacetobutyrat (etwa 17% Butyryl, etwa 29,5% Acetyl und atwa 1,5% Hydroxyl; Viskosität 117 Poise, bestimmt nach der ASTM-Methode D-1343-54T in Lösung als Formulierung A, ASTM-Methode D-871-54T), 5,8 g Triäthylenglykoldiacrylat, 0,6 g 2-o-Cnlorphenyl-4,5-di(m-methoxyphenyl)imidazolyldimeres, 0,3 g (3,4-Dimethoxyphenyl)- j bis(2-methyl-4-diäthylaminophenyl)methan, 0,02 g N-Phenyl- ι glycin, 0,2 ml Äthyl-bis(2-oxyäthyl)acetat und 80 g eines \ Lösungsmittels, das aus 10 Gew.-% 1,2-Dichloräthan und 90% Di chlorine than besteht. Diese Masse wird durch Mischen hergestellt, dann auf eine Glasplatte gegossen und im Dunkeln an der Luft getrocknet, worauf das Schichtgewicht

2
5 mg/cm beträgt.

609840/1004

Wenn das photopolymerisierbare Material richtig belichtet wird, kann es ein Transparent mit einem Träger mit einer räumlichen Frequenz bis zu etwa 3000 Linien/mm bilden. Die im Transparent erzielte Zahl der Linien pro mm ist eine Funktion der Wellenlänge des durch den Laser 9 erzeugten Lichts und des Winkels #. (Fig. 5) zwischen dem Referenzstrahl 20 und dem gespaltenen Strahl 21 bei der Bildung des Interferenzbildes auf dem Transparent 7. Bevorzugt wird ein Bereich von 500 bis 750 Linien pro mm. Dieser bevorzugte Frequenzbereich kann unter Verwendung eines Argon-Lasers (4380 A) und eines Winkels oC· zwischen dem Referenz strahl 20 und dem gespaltenen Strahl 21 von etwa 17° erhalten werden.

Das mit dem räumlichen Frequenzträger gemäß der Erfindung codierte Transparent hat im allgemeinen eine Dicke von 50 bis 100 ju. Dem steht eine Dicke von etwa 10 bis 15 μ gegenüber, die ungefähr das typische Optimum bei den Silberhalogenid-Beugungsgittern ist, die unter Verwendung entweder des Ronchi-Gitters oder durch Holographie hergestellt werden. Die Verwendung von Laser-Interferenzstrahlen zur Bildung des Raumfrequenzträgers hat zur Folge, daß der Träger aus transparenten wellenartigen Photopolymerbereichen gebildet wird, die in transparentes Photopolymerisat eingebettet sind, das einan etwas anderen Brechungsindex als die wellenartigen Bereiche hat. Diese wellenartigen Bereiche sind durch die Dicke des Transparents hindurch in einem kleinen Winkel zur Senkrechten zur Oberfläche angeordnet, wobei dieser Winkel im wesentlichen die Bisektrix des Winkels der beiden Stranlen 20, 21 ist, der zu ihrer Bildung verwendet wird. Die Tatsache, daß es transparent ist, ermöglicht praktisch 1OO%ige Lichttrans.- ' mission durch das Transparent. Dadurch, daß das Transparent ein dickes Gitter ist, kann es etwa 98 bis 99% des durch- > fallenden Lichts in die Beugungsordnung +1 abbeugen. In der Praxis werden etwa 50 bis 60% des Lichts gebeugt, ; während der Rest gerade hindurchgeht. Auf Grund dieser

609840/1004

Tatsache ist die Lichtstärke des die Wiedergabe-Einheit erreichenden Lichts bei Verwendung des Transparents gemäß der Erfindung 2,5- bis 1Omal größer als bei Verwendung der unter Verwendung des Ronchi-Gittersystems und von Silberhalogenidemulsionen oder gebleichten Silberhalogenidemulsionen hergestellten dünnen Gitter. Silberhalogenidgitter, die nach der Ronchi-Gittermethode hergestellt werden, sind bei der Art der hier beschriebenen Vorführungsvorrichtung im allgemeinen in der Auflösung auf eine obere Frequenz von etwa 200 Linien pro mm beschränkt. Im Gegensatz hierzu wurde für das Transparent gemäß der Erfindung ein praktischer Bereich der räumlichen Frequenz von 500 bis 750 Linien pro mm festgestellt. Dies führt zu einem viel größeren Braggschen Winkel und damit zu einer größeren Winkeltrennung der Wellenlängen, wodurch es möglich ist, für die Wiedergabevorrichtung direkt Einzellampen als Lichtquelle zu verwenden, ohne daß die Verwendung von Spiegeln oder Faseroptiken erforderlich ist. Bei dieser Raumfrequenz für ein Transparent von 40 μ Dicke beträgt der Annahmewinkel (acceptance angle) für sichtbares Licht etwa + 2,5°. Bei dickeren Gittern kann der Eingangswinkel sehr klein, d.h. bis hinab zu + 1 ° sein. Auf Grund des Laserstrahl-Interferenzbildes, das zur holographischen Exposition des lichtempfindlichen Materials verwendet wird, kann das Verfahren gemäß der Erfindung dazu dienen, Silberhalogenid-Transparente herzustellen, bei denen der größere Teil des dadurch gebeugten Lichts in der Beugungsordnung +1 liegt.

Die Wiedergabe von farbigen Bereichen eines Musters auf dem Bildschirm eines optischen Betrachters, wobei das farbige Muster auf einem transportierbaren Prüfabzug aufgezeichnet wird, ist nicht nur vorteilhaft in der Textilindustrie für die Hersteller von Fasern und Stoffen, für die Verarbeiter und Stoffdrucker, sondern auch für

609840/1004

den Entwurf, die Betrachtung und den Vertrieb von Wand- und Fußbodenbelägen, für Entwürfe für die Werbung, Warenverpackungen, für die Innendekoration, Kunsterziehung und für Lehrzwecke auf dem Textilgebiet, Architektur, für Papierprodukte (z.B. Grußkarten, Exnwickelpapier, Partyartikel) , Produkte der Industrie der Lacke und Farben, für das Automobilstyling, das Baugewerbe u.dgl.

609840/1004

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Transparenten mit mehreren sich nicht überdeckenden Flächenbereichen, von denen jeder verschieden orientierte räumliche Frequenzträger aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus lichtempfindlichem Material mit einer Maske abdeckt, auf der mit der Maske abgedeckten Schicht aus lichtempfindlichem Material ein Interferenzmuster zweier durch Strahlenteilung entstandener Laserstrahlen erzeugt, die Schicht aus lichtempfindlichem Material um ihre Flächennormale herum in eine Stellung dreht, die einen Winkelabstand von wenigstens etwa 15° zu jeder Stellung hat, in der vorher belichtet wurde, die Maske durch eine andere Maske ersetzt, die einen anderen Flächenbereich der Schicht aus lichtempfindlichem Material freiläßt, und auf diesem anderen Flächenbereich ebenfalls ein Laser-Interferenzmuster erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als lichtempfindliches Material ein photopolymerisierbares Material verwendet.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein photopolymerisierbares Material verwendet, das ein photopolymerisierbares Monomeres enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man nach jeder Belichtung der Schicht mit dem Laser-Interferenzmuster eine Belichtung des betreffenden Flächenbereichs mit nur einem der Laserstrahlen durchführt und hierdurch das verbliebene nicht polymerisierte Monomere polymerisiert.

609840/1004

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Beendigung der Codierung des letzten Flächenbereiches oder der letzten gleichzeitig zu codierenden Flächenbereiche mit den beiden Laserstrahlen eine Belichtung der gesamten Schicht ohne aufgelegte Maske durchführt, bei der das verbliebene unpolymerisierte Monomere in jedem Bereich polymerisiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichartig zu codierende Flächenbereiche gleichzeitig mit demselben Interferenzmuster versehen werden.

7. Filmförmiges Transparent mit einer Stärke von ca. 50 bis 200 μ, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere sich nicht überlagernde Flächenbereiche verschiedenartige räumliche Frequenzträger in der Form von Strichmustern aus einem photopolymerisierten organischen Harz aufweisen, wobei die Strichdichte zwischen etwa 200 und 2,000 Linien pro mm beträgt.

8. Transparent nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichdichte zwischen 500 und 750 Linien pro mm beträgt.

609840/1004