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DE1772567A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Linsenrastern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Linsenrastern

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DE1772567A1 DE19681772567 DE1772567A DE1772567A1 DE 1772567 A1 DE1772567 A1 DE 1772567A1 DE 19681772567 DE19681772567 DE 19681772567 DE 1772567 A DE1772567 A DE 1772567A DE 1772567 A1 DE1772567 A1 DE 1772567A1
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Description

AGFA-GEVAERTAKTIENGESELLSCHAFT 1772567 4· Junl
Leverkusen 10-hu-kl
PO 116/MO 167
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Linsenrastern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Linsenrastern.
Bisher wurden Linsenraster durch die bekannten Verfahren der Warmverformung von thermoplastischen Kunststoffen, wie Prägen, Fließpressen oder Spritzen hergestellt. Die Hauptsehwierigkeit bei diesem Verfahren besteht in der Herstellung der Mutterform, die in ihrer Genauigkeit alle Ansprüche an die Güte der Einzellinsen erfüllen muß. Die Herstellung einer solchen Form wird umso schwieriger, je mehr Einzellinsen auf der Flächeneinheit eines Rasters enthalten sein sollen. Der Aufwand für eine solche Form erreicht nicht vertretbare Größenordnungen, wenn die Größe der Einzellinsen der Größe eines Bildpunktes entsprechen soll, wie es bei manchen neuzeitlichen Rastertechniken der Fall ist.
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Ziel der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung von Linsenrastern zu schaffen, das eine hinreichend genaue Fertigung auch von sehr feinen Linaenrastern mit vertretbarem Aufwand ermöglicht.
Gemäß der Erfindung wird bei der Herstellung von Linsenrastern die unterschiedliche optische Weglänge durch geeignete periodisch unterschiedliche Belichtung und nachfolgende Entwicklung und Rehalogenierung und /oder gerbende Entwicklung einer fotografischen Schicht erzeugt.
Versuche haben nämlich ergeben, daß auf diese Weise belichtete und nachbehandelte vollkommen kontrastlose fotografische Schichten bei Kontaktkopie in der Kopie ein Gitter abbilden. Dieser Effekt läßt sich erklären aus der Tatsache, daß derartige Schichten, die Silber nur in Form von Halogeniden enthalten, sowohl ein äußeres als auch ein inneres Relief der optischen Weglängen aufweisen. Das äußere Relief, das z.B. auch bei Diapositiven im schräg auffaltenden Licht mit freiem Auge erkennbar ist, ist vor allem bei niederen Ortsfrequenzen bis etwa 400 Li; i an pro mm ausgeprägt, während das innere Relief, eine or«liehe Änderung des Brechungsindex, bei höheren Ortsfrequenzen die informationstragende Struktur bildet.
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Inneres und äußeres Relief bewirken zusammen eine Veränderung der optischen Weglänge innerhalb eines bestimmten Flächenbereiches, z.B. innerhalb einer Periodenlänge eines Gitters. Unter bestimmten Umständen, d.h. bei einer bestimmten Funktion dieser Weglängenänderung in Abhängigkeit von der Ortskoordinate kann dies nun zu einer Fokussierung einfallenden Lichtes führen» Die Funktion der optischen Weglänge in Abhängigkeit von der ™ Ortskoordinate kann durch die Art der Belichtung und der nachfolgenden chemischen Behandlung so gesteuert werden, daß die Schicht das Verhalten z.B. eines Zylinderlinsenrasters aufweist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die anhand von Figuren eingehend erläutert sind. Es zeigen a
Fig. 1 das Prinzip der Verformung einer Wellenfront an einer erfindungsgemäßen Schicht,
Fig. 2 eine optisch äquivalente Rasterlinse in herkömmlicher Form,
Fig. 3 eine prinzipielle Anordnung zur Belichtung von Linsenrastern,
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Fig. 4 eine andere Anordnung zur Linsenrasterbelichtung und
Pig» 5 den "Verlauf von Relativgeschwindigkeit und Belichtungsintensität bei einer Anordnung gemäß Fig» 4.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine kontrastlose, also überall gleich durchsichtige Schicht 1 dargestellt. Durch die senkrecht zur Schicht verlaufenden Striche 2 mit unterschiedlichen Abständen soll die optische Weglänge aufgrund des örtlichen Brechungsindex bzw. deren Unterschiede angedeutet werden. Die durch die enger schraffierten Bereiche durchtretenden Teile einer von unten auf die Schicht 1 auftreffenden ebenen Wellenfront werden aufgrund des höheren Brechungsindizes in ihrer Fortbewegung stärker verzögert als die Teile in den schwächer schraffierten Bereichen. Hinter der Schicht ergibt sich deshalb eine durch die Pfeile 3 und den Wellenzug 4 angedeutete Form der Wellenfront, die jetzt nicht mehr eben, sondern wellenförmig gekrümmt ist. In einem gewissen Abstand von der Schicht ergibt sich hierbei in Bereichen mit höherer Brechzahl, die einem konvexen Bereich einer Linse entsprechen, eine reelle Fokussierung^ während in den optisch dünneren Bereichen eine virtuelle Fokussierung auftritt.
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In Figo 2 aind die Linsenformen aufgezeichnet, die bei durchgehend gleicher Brechzahl optisch eine gleiche Wirkung ausüben. Die optisch dichteren Bereiche entsprechen Sammellinsen 5, während die optisch dünneren Bereiche Zerstreuungslinsen 6 entsprechen» Voraussetzung für eine solche Analogie zu zylindrischen oder sphärischen Linsen ist, daß das Weglängenrelief eine periodische, überall differenzierbare Punktion einer Ortskoordinate ist.
Die Belichtung derartiger Linsenraster kann nun durch Belichtung eines geeigneten Schichtträgers mit sehr hoher Auflösung mit dem Überlagerungsbild zweier kohärenter Strahlen erfolgen« Ein solches Zweistrahlinterferenzmuster hat grundsätzlich eine Intensitätsverteilung senkrecht zur Streifenrichtung von C · (1 + cos ZZLx)/ wobei C eine Konstante, L die Ortsfrequenz (z„B0 Linien pro Millimeter) und χ die Ortskoordinate darstellt« Zur Erzeugung eines Zweistrahlinterferenzmusters kann z.B. im Strahlengang einer Quelle für monochromatisches Licht ein Biprisma vorgesehen sein, während im Überlagerungsgebiet der beiden kohärenten Strahlen der Schichtträger auf einer in den BeIichtungspausen quer zur Streifenrichtung fortschaltbaren Transporteinrichtung angeordnet ist. Je nach dem Gradationsverlauf der fotografischen
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Schicht, für die sich die Scientia 8 E 70-Platten der Gevaert-Agfa U.V. bewährt haben, und die chemische Nachbehandlung kann nun diese Funktion verzerrt oder unverzerrt ale Änderung der optischen Weglänge wiedergegeben werden. Um verschiedene Intensitätsverteilungen zu realisieren, können auch aufgrund einer Fourier-Analyse die periodischen Punktionen ermittelt werden, deren Überlagerung die gewünschte Intensitätsverteilung ergibt.
Durch zweimalige Belichtung eines Schichtträgers mit unter 90° zueinander versetzten Strichgittern kann auch ein Raster von sphärischen Linsen erzeugt werden. Haben die Strichgitter ungleiche Schrittweite, so ist es ohne weiteres möglich, Linsenraster zu erzeugen, die die Wirkung von torischen Linsen haben.
Eine Anordnung zur Belichtung derartiger fotografischer Linsenraster ist in Fig. 3 gezeigt. Ein Spalt 7 ist von einer nicht näher dargestellten Lichtquelle gleichmäßig ausgeleuchtet. Dieser Spalt wird durch ein Objektiv 8 auf einen Schichtträger 9 abgebildet. Es kann nun der Spalt 7 mit einer periodisch veränderbaren Geschwindigkeit gegenüber dem Schichtträger 9 verschoben werden» so daß die auf den Schichtträger auftreffende Lichtmenge
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ebenfalls eine periodische Punktion der Ortskoordinate ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Helligkeit des Spaltbildes durch entsprechende Steuerung einer trägheitslos ausgebildeten Lampe, z.B. einer Xenonlampe, periodisch zu verändern. Die Impulsform und -frequenz der Lampe ist dabei unter Verwendung eines geeigneten Generators in weiten Grenzen zu verändern.
Eine andere Möglichkeit zur Aufbelichtung eines solchen Linsenrasters ist in den Pig. 4 und 5 gezeigt. Eine Lampe 10 leuchtet über einen Kondensor 11 einen Spalt 12 zeitlich konstant aus, der von einem Objektiv 13 auf den Schichtträger 14 abgebildet wird. Die Platte 15 mit dem Spalt 12 ist in der Plattenebene senkrecht zur Spaltrichtung schwingungsfähig auf elastischen Säulen 16, 17 gelagert. Ein Schwingungsgenerator 18 überträgt eine erregende Frequenz auf die Platte 15. Der Schichtträger 14 ist in Richtung des Pfeiles 19 kontinuierlich verschiebbar angeordnet, z.B. auf einem nicht dargestellten Schlitten. Wird nun gemäß Pig. 5 die Geschwindigkeit des Schichtträgers 14 so gewählt, daß sie der Maximalgeschwindigkeit der mit konstanter Frequenz und Amplitude schwingenden Platte 15 entspricht, so ergibt sich zwischen dem Bild des Spaltes und dem Schichtträger 14 eine
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Relativgeschwindigkeit, die sich periodisch zwischen Null und der doppelten Maximalgeschwindigkeit der Platte 15 bewegt. Daraus ergibt sich eine aus Fig. 5b hervorgehende, auf den Schichtträger auftreffende Lichtmenge I · t, die periodisch zwischen einem Mindest- und einem Größtwert alterniert. Der Mindestwert fällt dabei in den Bereich, in dem die Relativgeschwindigkeit ihren Größtwert aufweist, während der Größtwert erreicht wird, wenn das Bild des Spaltes zeitweise mit der gleichen Geschwindigkeit und Richtung wie der Schichtträger läuft. Die Verweilzeit des Spaltbildes auf dem Schichtträger ist dann am größten.
Die Mindestmenge des auf den Schichtträger auftreffenden Lichtes stört dabei die Güte des Linsenrasters nicht, da für dieses nur der Kontrast, d.h. der Unterschied zwischen Größt- und Kleinstwert von Bedeutung ist.
Anstelle von einem Spalt könnten nun auch mehrere Spalte im Rasterabstand oder in ganzzahligen Vielfachen davon angeordnet sein, um die Belichtung einer größeren Fläche abzukürzen.
Auf die beschriebene Weise hergestellte Linsenraster können jedoch auch vervielfältigt werden, indem das äußere Relief
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das sich als Volumendeformation der Schicht ausdrückt, galvanisch abgeformt werden. Eine solche galvanisch erzeugte Form kann dann in bekanter Weise zur Verformung von Kunststoff verwendet werden, um Raster mit demselben Profil herzustellen.
Die zur Herstellung dieser Linsenraster erforderlichen chemischen Verfahrensschritte, wie Entwickeln, Rehalogenieren, Bleichen oder gerbend Entwickeln sind allgemein bekannt und deshalb nicht näher beschrieben. Sie sind auch nicht Gegenstand der Erfindung.
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Claims (10)

  1. PO 116/M0 167
    Patentansprüche
    1„ Verfahren zur Herstellung von Linsenrastern, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedliche optische Weglänge durch geeignete, periodisch unterschiedliche Belichtung und nachfolgende Entwicklung und Rehalogenierung und / oder gerbende Entwicklung einer fotografischen Schicht erzeugt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Zylinderlinsenrastern auf die Schicht ein Muster von annähernd parallelen, gleichartigen, äquidistanten Linien, vorzugsweise ein sich
    ψ bei der Überlagerung zweier kohärenter Strahlen ergebendes Interferenzmuster aufbelichtet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien als Überlagerung mehrerer Zweistrahlinterferenzmuster ungleicher Ortsfrequenz aufbelichtet werden.
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  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild eines oder im ganzzahligen Vielfachen des Rasterabstandes angeordneter, mehrerer Spalte mit konstanter Geschwindigkeit und periodisch sich ändernder Helligkeit oder konstanter Helligkeit und periodisch sich ändernder Relativgeschwindigkeit auf die Schicht aufbeüchtet werden.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Rasters von sphärischen Linsen in quadratischer Anordnung zwei Systeme von aufeinander senkrecht stehenden Linien aufbelichtet werden.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mengenherstellung von Linsenrastern ein nach einem der An£prüche 1 bis 5 hergestelltes Linsenraster galvanisch, abgeformt wird und diese Form zum Prägen, Gießen oder Spritzen weiterer Linsenraster verwendet wird.
  7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang einer Quelle für monochromatisches Licht ein Biprisma vorgesehen ist und im Überlagerungsgebiet der beiden
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    kohärenten Strahlen der Schichtträger auf einer in Belichtungspausen fortschaltbaren Transporteinrichtung angeordnet ist.
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch· 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den oder die Spalte (7) ausleuchtende Lichtquelle als trägheitslos einem Steuerimpuls folgende Lampe, z.B. als Xenonlampe, ausgebildet ist, und ein Impulsgenerator für Impulse geeigneter Frequenz und Impulsform vorgesehen ist.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (15) des oder der Spalte (12) auf einem in der Spaltebene eenkrecht zur Spaltrichtung schwingungsfähigen Gebilde (16, 17) angeordnet ist, dessen Eigenfrequenz vorzugsweise mit der erregenden Frequenz eines Irnpulsgebers (18) übereinstimmt, und daß der Schichtträger (14) kontinuierlich quer zu dem Spalt gefördert wird.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Schichtträgers (14) in der Großen-' Ordnung der Maximalgeschwindigkeit des schwingenden Systems (15, 16, 17) liegt.
    ::ierzu 2 Blatt Zeichnungen
    ! U y B / 8 / 0 8 b 1
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    Leerseite
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