Способ записи и воспроизведения полутоновых фотографических изображений в инфракрасной области спектра

 

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК О ГЕ..А ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) :К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)21) 4780180/12

22) 09.01.90

148) 30.08.93. Бюл. ¹ 32

71) Государственный оптический институт м. С.И, Вавилова

72) Ю,А. Черкасов и Е.Л. Александрова

56) 1. U.Е. Efron, S,Т, Wu. L, Grinlerg, L.R, ess "Opteng", 1977, 1, 16-19.

54) СПОСОБ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕИЯ ПОЛУТОНОВЫХ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ В

ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА (57) Сущность способа заключается в том, то в качестве фоточувствительного материла выбирают фототермопластический маИзобретение относится к способам за- писи оптической информации, конкретнее к етодам регистрации полутоновых фотограических ИК-изображений, и может быть использовано в преобразователях полутонрвых статических изображений из видимрй области спектра в ИК-область спектра.

Целью изобретения является повышен е качества записи и воспроизведения пут м увеличения числа передаваемых г адаций яркости, Для этого в качестве фоточувствительн )го материала используют фототермоплас ический (ФТП) материал, чувствительный в Ф и видимой области спектра и имеющим в сокий коэффициент пропускания в ИК-обл сти спектра. Использование такого ФТПм териала, позволяющего регистрировать пс лутоновые изображения (передавать 64 градации яркости) за счет широкого динамичеркого диапазона (1,9 лог.ед.) при достаточ„„5U „„1837252 А1

niis G 03 G 5/00, 16/00 териал, чувствительный в видимой или ультрафиолетовой области спектра и прозрачный в инфракрасной области. Экспонируют материал лазерным излучением с одновременным синусоидэльным распределением интенсивности, пространственно промодулированным, находящимся в контакте с фототермопластическим материалом фотографическим негативом (позитивом), с пространственной частотой из области максимума частотной передаточной характеристики фототермопластического материала.

Проявление осуществляют термическим путем. Воспроизведение инфракрасных изображений производят с помощью теневой или фазоконтрастной системы. 1 табл. но высокой чувствительности в видимой и

УФ-области спектра So 2=0,05(л кс), представляется перспективным в качестве регистрирующей среды, на которую в видимой или УФ-области спектра регистрируют изображение, воспроизводимое затем в ИК-области спектра.

Использование ФТП-материала в качестве фоточувствительного слоя обусловливает существенные отличия заявляемого способа от известного, ФТП-материал экспонируют одномерным синусоидальным распределением интенсивности, промодулированным находящимся в контакте с ФТП-материалом фотографическим негативом (позитивом) с пространственной частотой записи из области максимума передаточной характеристи ки ФТП-материала..

Проявление фоточувствительного материала осуществляют термически, посредст1837252 вом нагрева ФТП-материала до температуры размягчения;

Воспроизведение изображения производят в ИК-области с помощью теневой или фазоконтрастной системы.

Толщину ФТП-слоя для качественной записи и воспроизведения выбирают из соотношения d > 2 4, где Л в — длина волны воспроизводящего (ИК) излучения, Следует отметить, что первое из перечисленных существенных отличий, которое возможно реализовать для ФТП-материала, позволяет также повысить качество зарегистрированного и воспроизводимого ИК-изображения за счет увеличения глубины модуляции, а именно, в 2 раза повысить динамический диапазон, что подтверждено примерами 1 и 3.

Согласно заявляемому способу процесс записи иэображения состоит из получения с полутонового статического видимого изображения фотографического негатива или позитива и регистрации его на ФТП-материал. Регистрация иэображения на ФТП-материал включает электростатическое очувствление ФТП-материала путем электризации его поверхности; экспонирование

ФТП-материала в видимой или УФ-области спектра одномерным синусоидальным раси ределением интенсивности, промодилурованным находящимся в контакте с

ФТП- материалом фотографическим негативом с пространственной частотой записи из области максимума частотной передаточной характеристики ФТП-материала с целью формирования скрытого изображения в виде потенциальною рельефа на поверхности материала, соответствующего подействовавшей экспозиции, термическое проявление скрытого изббражения повышением температуры материала до температуры размягчения путем воздействия на материал теплового импульса, в результате которого материал деформируется, и потенциальный рельеф превращается в фазовый, Воспроизведение фазового изображения в

И К-области спектра А --1,8-3,5 м км п роизводят с помощью теневой или фазоконтрастной системы. Изображение, полученное после воспроизведения фазового изображения, является ИК-изображением объекта.

Необходимо отметить среди преимуществ данного способа и то, что в предлагаемом способе в фокальной плоскости отсутствует тепловое изображение, усложняющее процесс регистрации и аппаратуру для ИК-записи и воспроизведения. Описанная совокупность операций позволяет воспроизводить в ИК-области спек5

55 тра полутоновые фотографические изображения, зарегистрированные в видимой или

УФ-области спектра, с передачей 64 градаций яркости и динамическим диапазоном

1,9 лог.ед., т.е. записывать и воспроизводить полутоновые фотографические ИК-изображения с высоким качеством, Полученное на ФТП-материале изображение может быть стерто подачей дополнительного теплового импульса и регистрирующий материал может быть использован неоднократно.

Пример 1. ФТП-материал, чувствительный к видимой области спектра (ЛЪ=400 — 700 нм) и прозрачный в ИК-области спектра (i d=1,8-3,5 мкм) с толщиной ФТП слоя d = 2da „-10 мкм, выбранной из соотношения d 2 4, подвергали электростатическому очувствлению, заключающемуся в нанесении на поверхность слоя коронирующим электродом электрического заряда до получения поверхностного потенциала V=1000 В, создающего электрическое поле Е =Ч(6 — 100

B/мкм. Далее на ФТП-материал проецировали фотографический негатив (позитив) через растр или с одновременной подсветкой растра излучением видимой области спектра. например, Не-Ne-лазером с длиной волны i4=633 нм. Проявление осуществляли подачей теплового импульса мощностью»

20 Вт за 0,3 с, Воспроизведение в ИК-области спектра полутонового фотографического изображения, зарегистрированного в видимой области спектра, производили теневой или фазоконтрастной системой.

Пример 2. ФТП-материал, чувствительный к видимой области спектра, подвергали последовательности операций аналогично примеру 1, только проецирование негатива через растр или с одновременной подсветкой растром заменяли экспонированием ФТП-материала, одномерным синусоидальным распределением интенсивности, промодулированным находящимся в контакте с ФТП-материалом негативом, с ifç=633 нм, пространственной частотой записи из области максимума передаточной частотной характеристики

ФТП-материала найденной из соотношения

vÎÐ1-" V2d, где d — толщина Фтп-материала.

Пример 3. ФТП-материал, чувствительный в УФ-области спектра, толщиной

10 мкм подвергали последовательности операций, описанных в примере 1. Проецирование в отличие от примера 1, производили аргоновым лазером с Л э=337 нм.

Пример 4. ФТП-материал, чувствительный к УФ области спектра, подвергали последовательности операций по примеру

1837252

Значение

0,5

0,8

0,9

1,9

1,0

16, только экспонирование производили на длине волны il з=337 нм.

Пример 5, ФТП-материал и последоательность операций та же, что в примере

1, только проявление производили нагревом 5

TR-материала ниже температуры размягчеия (подачей импульса 10 8т за 0,2 с).

Пример 6. ФТП-материал и последо1 ательность операций та же, что в примере ,только толщина ФТП-материала выбрана 10 з соотношения d < 2 =3 мкм.

Качество воспроизведенного в ИК-обасти изображения, зарегистрированного в идимой или УФ-области спектра характеизовали динамическим диапазоном и чис- 15 ом передаваемых градаций яркости. " пособность ФТП-материала передавать радацию яркости оценена по градационой характеристике, связывающей оптичекую плотность D с логарифмом экспозиции 20 при этом D=-!ут, где т — светопропускание, пределяемое величиной так называемой одуляционной эффективности МЭ. МЭ авна отношению интенсивности света, ифрагированного во все порядки дифрак- 25

1 ии (кроме нулевого) к интенсивности падающего света.

Динамический диапазон L передавае ых ФТП-материалом плотностей D опрееляется минимальной 0 и 30 аксимальной DMaKc и равен L=DM>«-0 „ соответствует максимальной МЭ, а

„ « — минимальному уровню рассеянного вета в теневой системе.

Дифракционная эффективность изме- 35 ена как отношение энергии, дифрагироанной в первый порядок, к падающей на реду. Полученные результаты приведены в аблице, Достигнутые значения L обеспечиУсловие регистрации изображения!

Прототип на пластине с микроканалами

Прототип на ЖК (1) ! Проецирование через раст, d 22 e, t > tpa M ! Экспонирование синусоидальным распределением интенсивности, d 2 в, t >1разм ! Экспонирование синусоидальным распределением интенсивности, d «2 Лв, t >эразм экспонирование синусоидальным распределением интенсивности, d 2 4,1> tpggM вают возможность воспроизведения не менее 64 градаций яркости изображения.

Формула изобретения

Способ записи и воспроизведения полутоновых фотографических изображений в инфракрасной области спектра, включающий преобразование инфракрасного излучения в видимое, регистрацию его на фотографический материал и получение фотографического изображения, экспонирование фоточувствительного материала путем проецирования полученного изображения через растр или с одновременной подсветкой растром, проявление фоточувствительного материала и последующее воспроизведение полученного изображения, отличающийся тем, что. с целью повышения качества записи и воспроизведения путем увеличения числа передаваемых градаций яркости, в качестве фоточувствительного материала используют фототермопластический материал, чувствительный в видимой или УФ-областях спектра и прозрачный в ИК-области, экспонирование осуществляют лазерным излучением с одновременным синусоидальным распределением интенсивности, пространственно промодулированным находящимся в контакте с фототермопластическим материалом фотографическим изображением с пространственной частотой записи из области максимума частотной передаточной характеристики фототермопластического материала, проявление осуществляют термически посредством нагрева фототермопластического материала до температуры размягчения, а воспроизведение изображений производят с помощью теневой или фазоконтрастной системы.