DE2702015C2

DE2702015C2 - Projektionsvorrichtung zum Projizieren eines monochromen Bildes mit einer Phasenbeugungsgitterstruktur

Info

Publication number: DE2702015C2
Application number: DE2702015A
Authority: DE
Inventors: Michael Thomas Gattikon Gale
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1982-04-22
Also published as: CA1071447A; US4062628A; JPS5290959A; AU504976B2; FR2338503A1; DE2759957C2; AU2133477A; SE8300616L; NL8301985A; NL7700486A; SE8300616D0; GB1538342A; JPS5530607B2; CH614054A5; NL175763C; SE7700243L; BE850500A; SE442681B; NL175763B; DE2702015A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Projektionsvorrichtung ist aus der US-PS 32 363 bekannt Diese bekannte Projektionsvorrichtung enthält ein beugendes »subtraktives« Filter in Form eines einzigen amplitudenmodulierten sinusförmigen Beugungsgitters mit vorgegebenem Linienabstand, welches als Reliefmuster in die Oberfläche einer transparenten thermoplastischen Folie eingeprägt sein kann, Die Amplitude des Beugungsgitters, das eine Phasenbeugungsgitterstruktur darstellt, ändert sich von Punkt zu Punkt entsprechend einer aufgezeichneten bildhaften oder alphanumerischen Information. Ge* nauer gesagt hat das sinusförmige Gitter eine vorbestimmte Amplitudentiefe für alle »schwarzen« Punkte der aufgezeichneten bildlichen oder alphanumerischen Information, während eine Nullamplitude allen »weißen« Punkten der Information entspricht. Verschiedene Amplituden, die größer sind als Null, aber kleiner als die besagte vorbestimmte Amplitude, entsprechen Punkten verschiedener »Graustufen« der aufgezeichneten bildlichen oder alphanumerischen Information.
Die Auslesung oder Darstellung der aufgezeichneten

ίο bildlichen oder alphanumerischen Information kann gemäß der US-PS 37 32 363 mittels eines optischen Projektors erfolgen, indem die beugende Struktur mit weißem Licht beleuchtet wird und nur das Ausgangslicht nullter Ordnung auf einem Schirm abgebildet wird.

γτ Der größte Teil des Lichts, der auf jene Bereiche des Filters fällt, welche die obengenannte vorbestimmte Amplitude aufweisen und somit »schwarzen« Punkten entsprechen, wird nämlich in höhere Ordnungen gebeugt, so daß nur ein kleiner Teil des den »schwarzen« Punkten entsprechenden einfallenden Lichts in dem auf den Schirm abgebildeten Licht nullter Ordnung vorhanden ist. Daher weisen diese »schwarzen« Punkte eine geringe Helligkeit auf, und erscheinen im Bild praktisch schwarz. Das auf die mit Nullamplitude ausgebildeten und somit »weißen« Punkten entsprechenden Teile der beugenden Struktur fallende Licht jedoch dringt ungebeugt durch das Filter, so daß praktisch das gesamte den »weißen« Punkten entsprechende Licht innerhalb der nullten Ordnung verbleibt.

Daher weisen diese Punkte eine hohe Helligkeit auf und erscheinen im Bild weiß. Von anderen Bereichen der beugenden Struktur, an denen die Gitteramplitude irgendwelche dazwischenliegende Werte entsprechend Punkten verschiedener Graustufen hat, werden mehr oder weniger große Beträge der einfallenden Lichtmenge, die höher sind als bei den »weißen« Punkten aber niedriger als bei den »schwarzen« Punkten, durch Beugung von der nullten Ordnung substrahiert und in die höheren Ordnungen gebeugt Die Helligkeit solcher Punkte hat daher Zwischenwene und die Punkte erscheinen im Bild grau.

Der Kontrast eines Schwarz-Weiß-Bildes, welches man mit einer beugenden Struktur des in der US-PS 37 32 363 beschriebenen Typs mit einem optischen Projektor erzielen kann, ist abhängig vom Verhältnis zwischen der relativ niedrigen Helligkeit eines »schwarzen« Bildpunkts und der relativ hohen Helligkeit eines »weißen« Bildpunkts. Mit einem einzigen amplitudenmodulierten Siiius-Beugungsgitter, wie es in der besagten US-Patentschrift beschrieben ist, läßt sich kein besonders guter Kontrast erreichen. In einer Abhandlung mit dem Titel »Transmission Characteristics of Sinusoidal Phase Gratings« (vorgelegt beim 1973 Annual Meeting of the Optical Society of America, Rochester, New York, CS. Ih) wird jedoch festgestellt, daß der Kontrast in der nullten Beugungsordnung bei der Rekonstruktion eines Bildes in einem optischen Projektor verbessert werden kann, wenn man mehrere Sinuswellengitter überlagert.

In der DE-OS 26 02 790 ist ein Verfahren zur subträktiven Farbfilterung durch Ausnutzung von Beugungserscheinungen beschrieben. In dieser Schrift ist offenbart, daß der von einer beugenden Struktur in höheren Ordnungen gebeugte Anteil des einfallenden Lichts eine gegebene Funktion der Lichtwellenlänge (Farbe des Lichts) ist, die allein von der speziellen Gestalt des Profils der Beugungsstruktur (sinuswellen' förmig, rechteckwellenförmig, usw.) und von der

optischen Spitze-Spitze-Amplitude des Profils der Beugungsstruktur abhängt (die »optische« Spitze-Spitze-Amplitude ist die physikalische oder körperliche Spitze-Spitze-Amplitude multipliziert mit der Differenz zwischen dem Brechungsindex der Beugungsstruktur und dem Brechungsindex des umgebenden Mediums).

Eine der in der besagten Deutschen Offenlegungsschrift behandelten ProfHgestalten ist eine Sinuswellenform, und es wird nachgewiesen, daß ein sinusförmiges Profil im Vti'gleich zu einem rechteckwellenförmigen Profil eine relativ kleine Wellenlängen-Selektivität hat Daher ist es mit einem sinusförmigen Profil möglich, eine spezielle vorbestimmte optische Spitze-Spitze-Amplitude auszuwählen, so daß im wesentlichen das gesamte einfallende Licht irgend einer gegebenen Wellenlänge in der Mitte des sichtbaren Spektrums (d.h. irgendwo im Grünbereich) in die höheren Beugungsordnungen abgelenkt wird und gleichzeitig auch noch eine beträchtliche aber kleinere Menge des einfallenden Lichts aus den beiden entgegengesetzten Enden des sichtbaren Spektrums (d. h. aus dem roten und dem blauen Ende) in die höheren Ordnungen gebeugt wird. Daher ist die Farbe des in der nullten Beugungsordnung bleibenden Lichts, selbst ,venn seine Helligkeit relativ bei seinem Minimum liegt, nicht ein neutrales Schwarz oder ein neutrales dunkles Grau, sondern in Wirklichkeit ein dunkel getöntes Magenta. Dies liegt daran, daß die relative Intensität des noch in der abgebildeten nullten Beugungsordnung bleibenden Lichts sowohl in den roten als auch den bUuen Teilen des sichtbaren Spektrums wesentlich größer ist als im grünen Teil des sichtbaren Spektrums.

Außerdem ist in der Grauskala der Helligkeit des Lichts der nullten Beugungsordnung, die man mit der Methode nach der US-PS 37 37 363 erhält (d. h. durch Änderung der relativen »Grauheit« als eine kontinuierliche Funktion der Amplitude eines einzigen sinusförmigen Gitters zwischen Null und einem vorbestimmten Amplitudenwert, bei dem die Helligkeit des Lichts der nullten Beugungsordnung ein Minimum ist), der Farbton der nullten Beugungsordnung nicht konstant sondern unterschiedlich, weil sich die Wellenlängen- bzw. Farbselektierungseigenschaften eines sinuswellenförmigen Beugungsgitters als Funktion der Amplitude ändern. Wenn also ein »Schwarz« in Wirklichkeit als dunkel getöntes Magenta erscheint, dann erscheint ein »Hellgrau« als relativ heller Ton irgend einer anderen Farbe. Daher ist es mit der beugengen Struktur gemäß der US-PS 37 37 363 nicht möglich, beim Bildwiederaufbau in einem optischen Projektor ein praktisch neutrales Schwarz-Weiß-Bild zu liefern. Dies ist bei der bekannten Projektionsvorrichtung auch nicht nötig, da das Licht der nullten Ordnung durch einen nicht-farbse-Iektierten optisch-elektrischen Wandler in ein Schwarz-Weiß-Fernsehsignal oder ein Schwarz-Weiß-codiertes Farbfernsehsignal umgesetzt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche einen höheren Kontrast zwischen Schwarz und Weiß sowie ein im wesentlichen neutrales Schwarz und/oder eine Grauskala, deren Farbeigenschaft (Wellenlängenzusammensetzung) praktisch unabhängig von der Helligkeit und insbesondere neutral Grau ist, zu erzielen gestattet.

Diese Aufgabe wird bei einer Projektionseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Projektionsvorrichtung gemäß der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Projektionsvorrichtung gemäß der Erfindung liefert kontrastreiche Schwarz-Weiß-Büder mit neutralem Schwarz und neutraler Grauskala.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Projektionsvorrichtung gemäß der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

κι Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Projektor, der nur Licht projiziert, welches von einer ein Oberflächenrelief aufweisenden transparenten Phasenbeugungsgitterstruktur als Bündel nullter Ordnung durchgelassen wird; Fig.2 zeigt in einer graphischen Darstellung den Transmissionsgrad (Durchlaßgrad} der 0. Beugungsanordnung für sichtbares Licht als Funktion der Wellen-

2ti länge bei einem einzigen sinuswellenförmigen Gitter, welches eine derartige optische S . .ze-Spitze-Amplitude hat, daß der Traiisniissiurisgrad uf 0. Beugüngsordnung für Licht einer nahe der Mitte des sichtbaren Spektrums liegenden Wellenlänge sein Minimum hat;

F i g. 3a, 3b, 3c und 3d zeigen die Ausbildung von Berevhen einer Phasenbeugungsgitterstruktur zur Darstellung von Weiß, bzw. Hellgrau bzw. Dunkelgrau bzw. Schv/arz;

Fig. 4 zeigt in einer CIE-Farbtafel die farbmetrische

ίο Werte des von zwei sinusförmigen Gittern, die zueinander um 90° winkelversetzt sind und beide dieselbe optische Spitze-Spitze-Amplitude haben, in die nullte Ordnung durchgelassenen Lichtes;

F i g. 5a zeigt den Transmissionsgrad als Funktion der Wellenlänge über das sichtbare Spektrum für zwei Sinusgitter mit zwei unterschiedlichen vorbestimmten optischen Spitze-Spitze-Amplituden;

F i g. 5b zeigt die Kurve des Durchlaßgrades einer Phasenbeugungsgitterstruktur, welche aus z'Aei einander überlagerten Sinusgittern besteht, die zueinander um 90° winkelversetzt sind und vorbestimmte unterschiedliche optische Spitze-Spitze-Amplituden gemäß Fig. 5a aufweisen;
F i g. 6 zeigt in einer graphischen Darstellung das Maß der Abtragung eines Photoresists (Photolack) als Funktion der Belichtung für zwei unterschiedliche Arten der Entwicklung des Photoresists.

Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendeten beugenden Strukturen sind vom Typ der sogenannten Phasengitter (d. h. sie bewirken eine räumlich periodische Änderung der Phase des einfallenden Lichts) im Unterschied zu den sogenannten Absorptions- oder Amplitudengittern (bei denen die A'^v/p'itude der einfallenden Strahlung eine räumliche

periodische Änderung durch mehr oder weniger starke Absorption erfährt. Im Prinzip können die notwendigen Phasenunterschiede zur Bildung von beugenden Phasengittern erreicht werden durch: 1) eine gemäß dem gewünschten Gittermuster reflektierende Struktur ocier

2) eine dem gewünschten Gittermuster entsprechende Änderung im Berechungsindex eines lichtdurchlässigen Mediums oder 3) ein dem gewünschten Gittermuster entsprechendes Reliefmuster in der Überfläche eines lichtdurchlässigen Mediums, welches einen im wesentlichen gleichmäßigen, sich von der Umgebung unterschiedenden Brechungsindex hat, oder 4) irgend eine Kombination mancher oder aller der vorstehend genannten phasenbeeinflussenden Beugungsstiukturen.

Für den Zweck eines beugenden substraktiven Filters eignet sich jedoch jene Ausführungsform eines Phasengitlers am besten, bei der sich ein Reliefmuster in der Oberfläche eines strahlungsdurchlässigen Mediums mit im wesentlichen gleichmäßigen Brechungsindex befreit, der sich vom Brechungsindex des umgebenden Mediums unterscheidet. Diese Ausführungsform hat nämlich den Vorteil, daß sie auf billige Weise durch Warmpressen eines im wesentlichen transparenten plastischen Materials reproduziert bzw. vervielfältigt werden kann und daß die Wiedergabe der darin enthaltenen Information mit Hilfe normaler Projektoren und Betrachtungsgeräte erfolgen kann. Daher wird bei der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung davon ausgegangen, daß das beugende substraktive Filter durch ein in die Oberfläche eines strahlungsdurchlässigen Mediums eingeprägtes Reliefmuster ist, wobei dieses Medium einen im wesentlichen gleichmäßigen Brechungsindex hat. der größer ist als der Brechungsindex der umgebenden Luft. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Prinzipien der vorliegenden Erfindung genausogut für andere Typen von Phasengittern gelten, wie sie oben beschrieben wurden.

Die F i g. 1 zeigt schematisch ein typisches Beispiel für einen Projektor, der nur das in 0. Ordnung gebeugte Ausgangslicht eines beugenden subtraktiven Filters 100 auf einen Schirm projiziert. Das beugende Filter 100 besteht vorzugsweise aus einem Blatt transparenten Materials (z. B. geprägter Kunststoff) mit einem im wesentlichen gleichmäßigen vorbestimmten Brechungsindex, der sich vom Brechungsindex der Umgebung (z. B. Luft) unterscheidet. Das Blatt hat auf seiner Oberfläche ein Reliefmuster aus räumlich verteilten Beugungselementen. Jedes Beugungselement hat eine bestimmte Profilgestalt und eine bestimmte optische Spitze-Spitze-Amplitude, wie es weiter unten ausführlicher erläutert werden wird.

Das beugende subtraktive Filter 100 wird mit vielfarbigem Licht aus einer Quelle beleuchtet, die vorzugsweise einen Glühfaden 102 aufweist, der breitbandiges weißes Licht aussendet Die Breite (d. h. der Durchmesser oder die größte Querschnittsausdehnung) des Glühfadens 102 sei gleich D, wie es in Fig. 1 gezeigt Zwei Sammellinsen 104 und 106 mit jeweils der Brennweite /sind gemäß der F i g. 1 so angeordnet, daß der Glühfaden 102 in der »vorderen« Brennebene der Sammellinse 104 liegt Das divergierende Lichtbündel 108 wird somit durch die Sammellinse 104 zu einem parallelen Lichtbündel 110 kollimiert Die Sammellinse 106 formt das, parallele Lichtbündel 110 in ein konvergierendes Lichtbündel 112 um.

Das beugende subtraktive Filter 100, welches in der gezeigten Weise relativ dicht an der Sammellinse 106 und im Weg des konvergierenden Lichtbündels 112 liegt, wird vom konvergierenden Lichtbündel 112 beleuchtet Das Ausgangslicht des Filters 100 besteht aus dem Beugungslicht 114 der 0. Ordnung und aus Beugungslicht der höheren Ordnungen, z. B. dem Beugungslicht 116 der Ordnungszahl —1 und dem Beugungszahl 118 der Ordnungszahl +1. Eine Projektionslinse 120, die nur im Weg des Beugungslichts 114 der 0. Ordnung liegt, projiziert allein das in der 0. Ordnung gebeugte Ausgangslicht 114 auf einen Schirm. Eine solche selektive Projektion ist möglich, weil das Ausgangslicht aller höheren Beugungsordnungen wie das Beugungslicht 116 der Ordnungszahl —1 und das Beugungslicht 118 der Ordnungszahl -M über die

Apertur der Projektionslinse 120 hinaus abgelenkt wird, wie es in F i g. 1 gezeigt ist der in F i g. I schemalisch dargestellte Projektor ist kompatibel mit herkömmlichen Projektions- und Betrachtungsgeräten wie z. B. Diaprojektoren und ^betrachtern und Kinoprojektofen. Beim Auslesen eines Bildes aus der 0. Beugungsordnung mittels eines herkömmlichen Projektors des in F i g. 1 dargestellten Typs übertragen diejenigen Bereiche des beugenden subtraktiven Filters 100, die keinerlei Beugungsgitter enthalten, das einfallende Licht ohne Beeinflussung, so daß diese Bereiche im Bild als weiße Zonen wiedergegeben werden. Diejenigen Bereiche, in denen das Gitter vorhanden ist, beugen zumindest einen Teil des einfallenden Lichts in die erste und die höheren Beugungsordnungen, die außerhalb der Apertur der Linse 120 fallen. Daher wird dieses gebeugte Licht von dem abgebildeten Licht der 0. Ordnung subtrahiert, so daß die letztgenannten Bereiche relativ dunkel erschei-

Bekanntlich steht der Richtungswinkel λ der Beugung I. Ordnung in solcher Beziehung zur räumlichen Periodenlänge d des Gitters (Gitterperiode oder »Gitterkonstante«), daß sin λ annäherend gleich ist dem Verhältnis der Wellenlänge λ zur Gitterperiode d Um sicherzustellen, daß kein Beugungslicht der 1. Ordnung das Beugungslicht der 0. Ordnung in der Ebene der Projektionslinse 120 überlappt, muß der Richtungswinkel * <Lt~ ersten Beugungsordnung genügend groß sein, und zwar über das gesamte sichtbare Spektrum zwischen 400 nm und 700 nm. Bei den meisten der derzeit handelsüblichen Projektoren beträgt die Apertur der Projektionslinse etwa F/2,8, so daß man mit einer Gitterperiode rfvon ungefähr 1,4 μηι volle Kompatilität erreicht (hierbei ändert sich α von etwa 17° am blauen Endes des Spektrums bis etwa 30⁰C am roten Ende des Spektrums. Bei Vorgabe dieser Gitterperiode sind im Prinzip viele verschiedene Reliefprofile zur Realisierung des Gitters möglich. Es ist jedoch wichtig, daß sich das gewählte Profil in der Praxis leicht aufzeichnen läßt Diese Forderung wird am besten durch ein sinuswellenförmiges Reliefprofil erfüllt welches als eine Interferenz zweier ebener kohärenter Wellenfronten (die von einem Laserstrahl abgeleitet werden) unter Verwendung eines Photoresist-Aufzeichnungsmediums aufgezeichnet werden kann. Andere Profilgestalten wie etwa Sägezahn- und Dreieckprofile lassen sich nicht gut mit Gitterperioden «/von etwa 1,4 μπι aufzeichnen.

Der Transmissionsgrad Tfür die 0. Beugungsordnung eines Phasengitters mit sinuswellenförmigem Reliefprofil ist durch folgende Gleichung gegeben:

Hierin ist J₀ die Besselfunktion 0. Ordnung erster Art, a ist die optische Tiefe (Spitze-Spitze) eines Sinuswellenprofils, a'isi die physikalische oder körperliche Tiefe (Spitze-Spitze) eines Reliefs mit sinuswellenfönnigem Profil in der Oberfläche eines lichtdurchlässigen Mediums, Δη ist die Differenz zwischen dem Brechungsindex dieses Mediums und dem Brechungsindex der Umgebung (gewöhnlich Luft), und λ ist die Wellenlänge irgend einer einfallenden Lichtkomponente im freien Raum.

Durch geeignete Wahl eines einzelnen sinusförmigen Profils mit einem passenden Wert für die körperliche Tiefe a' erhält man einen Transmissionsgrad, der bei

Grün ein Minimum hat und eine relativ niedrigere Helligkeit über den gesamten sichtbaren Bereich bringt. In F i g. 2 ist als Beispiel der Transmissionsgfad für die 0. Ordnung über dks sichtbare Spektrum für den Fall eines einzelnen Gitters dargestellt, welches durch ein sinuswellenförmiges Profil einer körperlichen Tiefe a' gleich 0,87 Jim in der Oberfläche eines transparenten Kucrtitoffs wie z. B. Polyvinylchlorid gebildet ist, dessen Brechungsindex den Nennwert n—1,5 hat. Man erkennt, daß der Tfansmissionsgrad am blauen Ende des Spektrums (400 nm) oberhalb 10% Iie5"<, im grünen Mittelteil des Spektrums (500 bis 600 nm) auf praktisch 0 absinkt und dann am roten Ende des Spektrums (700 nm) wieder auf etwas mehr als 10% ansteigt. Um ein neutrales Schwarz zu erreichen, sollte die Kurve des Transmissionsgrades für die 0. Beugungsordnung über den größten Teil des sichtbaren Spektrums (400 bis 700 nm) im wesentlichen flach verlaufen. Wie man in FIg? prlcpnnpn kann, vprläiift die Kurve des Trnnsmissionsgrades für die 0. Beugungsordnung bei einem sinusförmigen Gitter jedoch nicht praktisch flach über das sichtbare Spektrum sondern bringt eine beträchtliche Wellenlängen-Selektivität mit sich. Genauer gesagt wird eine Beleuchtung des in Fig. 2 gezeigten sinusförmigen Gitters mit weißem Licht dazu führen, daß das übertragene Beugungslichl der 0. Ordnung einen dunklen Magenta-Farbton. weil das Beugungslicht der 0. Ordnung im blauen und im roten Teil des Spektrums stärkere Komponenten als im grünen Teil des Spektrums enthält.

Γ .is beste Medium für eine Originalaufzeichnung eines sinusförmigen Reliefmusters ist ein positives Photoresist wie z. B. der Photolack SHIPLEY AZ1350. Durch geeignete Entwicklung dieses Photolacks (die ausführlich weiter unten beschrieben ist) läßt sich ein sinuswellenförmiges Reliefmuster mit hoher Auflösung und ziemlich guter Linearität aufzeichnen. Da jedoch eine vollständige Linearität nicht erreichbar ist, wird sicher eine gewisse Verzerrung der Sinuswellenform des Profils ergeben. Wenn man eine solche photolithographische Originalaufzeichnung verwendet, um daraus am Ende in an sich bekannter Weise geprägte Kunststoffkopien zu gewinnen, dann werden mit dem am Ende stehenden Präge- oder Preßvorgang zusätzliche Verzerrungen im Sinuswellenprofil eingebracht werden. Die Folge dieser Verzerrungen ist, daß die vorausgesagte theoretische Leuchtdichte der Beugung 0. Ordnung an den geprägten thermoplastischen Kopien in der Praxis nicht erreicht wird. Bei einem einzelnen sinuswellenförmigen Gitter mit einer optischen Tiefe a von 450 nm beispielsweise erreicht sich die theoretische Dichte der 0. Beugungsordnung für das Filter zu 2,05. Wegen der erwähnten Verzerrungen bringt jedoch ein geprägtes einzelnes Sinuswellengitter eine Dichte von typischerweise nur etwa 13- Das heißt, in der Praxis bringt ein geprägtes beugendes subtraktives Schwarz-Weiß-Filter, welches aus einem einzelnen sinuswellenförmigen Gitter besteht, einen relativ schlechten Kontrast.

Der von einem beugenden subtraktiven Schwarz-Weiß-Filter in der 0. Beugungsordnung erzielbare Kontrast läßt sich verbessern, indem man mindestens zwei zueinander winkelversetzte Sinuswellengitter überlagert Beispielsweise bringen zwei gekreuzte Sinuswellengitter mit einer optischen Tiefe a von 450 nm eine Dichte von theoretisch 3,59 in der 0. Beugungsordnung (statt 2,05 bei einem einzigen Sinuswellengitter), in der Praxis erhält man jedoch bei einer geprägten Kopie zweier gekreuzter Sinuswellen·· gitter für die 0. Beugungsordnung eine typische Dichte von nur etwa 1,8 (statt 1,3 bei einem einzelnen Sinuswellengitter). In det Praxis ist es also zur Erzielung eines guten Kontrasts notwendig, mindestens zwei überlagerte Gitter zu verwenden, obwohl theoretisch ein einzelnes Gitter genügen würde. Die oben in Verbindung mit Fig.2 beschriebene unerwünschte Wellenlängen-Selektivität (Fafbselektivität) eines einzelnen Sinuswellengitters wird jedoch wesentlich verstärkt, wenn man zwei gekreuzte Sinuswellengitter mit derselben optischen Amplitude a verwendet, so daß man ein »unreines« Schwarz mit erkennbarer Färbung und nicht das gewünschte neutrale »Schwarz« erhält.

Außerdem ist die unerwünschte Farbe in der 0. Beugungsanordnung nicht konstant, sondern sie ändert sich mit dem Wert der optischen Tiefe a der Gitter, was in einer Grauskala höchst unerwünscht ist. Bei typischen Projektions- und Betrachtungsanlagen ist diese Färbung der 0. Beugungsordnung bei Leuchtdichten von etwa t.8, wie man sie mit geprägten Kopien zweier gekreuzter Sinuswellengitter erhält, leicht wahrnehmbar. Die beobachtete Farbe folgt der allgemeinen Farbenreihe als Funktion der optischen Gitteramplituden a, wie es weiter unten in F i g. 4 ausführlicher beschrieben werden wird.

Die F i g. 3a, 3b, 3c und 3d zeigen schematisch ein beugendes subtraktives Farbfilter, welches zwei gekreuzte Sinuswellengitter enthält und eine Grauskala praktisch ohne Wellenlängenselektivtät liefert. Im einzelnen zeigt die Fig. 3a schematisch einen »weiß« darstellenden Bereich 300, in dem keinerlei Beugungsstrukturen vorhanden sind. Daher bleibt im wesentlichen alles auf den weißen Bereich 300 fallende Licht ungebeugt, d. h. es bleibt im Bild der Beugung 0. Ordnung. Ein in der F i g. 3b gezeigter »hellgrau« darstellender Bereich 302 und ein in Fig. 3c gezeigter »dunkelgrau« darstellender Bereich 304 eines beugendes subtraktiven Filters sind beide jeweils in Teiiflächen unterteilt, von denen die einen beugende Strukturen tragen (z. B. die mit den Beugungsstrukturen bedeckteii Teilflächen 302a in Fig.3b und die mit den Beugungsstrukturen 304a bedeckten Teilflächen in Fig.3c), und von denen die anderen frei von solchen Beugungsstruktüren sind (z. B. die Teüflächen 3026 in F i g. 3b und 3046 in Fig. 3c). Der einzige wesentliche strukturelle Unterschied zwischen dem »hellgrauen« Bereich 302 und dem »dunkelgrauen« Bereich 304 besteht darin, daß die von den beugenden Strukturen bedeckten Teilflächen 304a einen größeren Anteil an der Gesamtfläche des »dunkelgrauen« Bereichs 304 ausmachen als die von Eeugungsstrukturen bedeckten Teiiflächen 302a auf der Gesamtfläche des »hellgrauen« Bereichs 302. Ein »ganz schwarz« darstellender Bereich 306 eines beugenden subtraktiven Filters, der in Fig.3d gezeigt ist, ist auf seiner gesamten Oberfläche mit einer Beugungsstruktur 306a versehen. Abgesehen von ihrer jeweiligen Ausdehnung sind alle beugenden Strukturen 302a, 304a und 306a im wesentlichen einander gleich.

Im einzelnen besteht jede der beugenden Strukturen 302a, 304a, und 306a aus zwei überlagerten gekreuzten Sinuswellengittern, die um 90° zueinander winkelversetzt sind. Obwohl die optischen Tiefen a% und 22 und die entsprechenden körperlichen Tiefen a\ und a 2 der beiden gekreuzten Sinusgitter einander im Grunde gleich sein können, werden sie vorzugsweise unterschiedlich bemessen, um ein neutrales »Schwarz« zu erreichen, wie es weiter unten beschrieben wird In

jedem Fall werden die optischen Tiefen der beiden Sinusgitter so gewählt, daß für jede Teilfläche, die von einer beugenden Struktur 302a oder 304a oder 306a bedeckt ist, die Helligkeit der Beugung 0. Ordnung praktisch ein Minimum ist Die Größe jeder einzelnen beugenden Teilfläche 302a und 304a und die Größe jeder einzelnen nichtbeugenden Teilfläche 302Z? und 3046 sowohl Her hellergrauen Bereiche 302 als auch der dunklefgraucil Bereiche 304 sollten außerdem genügend klein sein, damit sie im Beugungsbild der 0. Ordnung praktisch nicht mehr einzeln auflösbar sind, jede einzelne der beugenden Teilflächen sollte andererseits aber noch groß gegenüber dem Linienabstand d der sie bildenden Sinusgitter sein.

Die Fig. 4 zeigt in einer CIE-Farbtafel eine Ortskurve 400, welche die Wellenlängen-Selektivität (Farbselektivität) des Beugungslichts der 0. Ordnung von zwei überlagerten gekreuzten sinuswellenförmigen Gittern mit gleicher optischer Tiefe (at = 32) aufzeigt, und zwar als Funktion des Werts dieser optischen Tiefe. In Fig.4 ist für die effektive weiße Farbe Wder die beugende Struktur beleuchtenden Lichtquelle der Wert 3200° K angenommen. Die Ortskurve 400 in F i g. 4 zeigt nur die Farbwerte der Beugung 0. Ordnung. Zur Erzielung einer praktisch neutralen Grauskala über den gesamten Helligkeitsbereich von Weiß bis Schwarz müßten die Farbwerte für alle im Bereich von 0 bis etwa 450 nm liegenden optischen Tiefen der beiden gekreuzten Sinusgitter in der Nähe des Punkts Wbletben, wie es beispielsweise für den Punkt Z gilt. Die Ortskurve 400 zeigt jedoch, daß sich der Farbwert bei zwei gekreuzten Sinusgittern gleicher optischer Tiefe in weitem Bereich als Funktion des Werts der optischen Tiefe ändert und über den größten Teil seiner Ortskurve »Farbeindruck«-Punkte (in der untenstehenden Tabelle I angegeben) überstreicht, die fern von den Punkten W und Z liegen. Daher ist die von gekreuzten Sinuswellengittern derselben optischen Tiefe erzeugte Grauskala nicht neutral sondern bei jedem Grauwert merklich gefärbt Außerdem ist diese wahrnehmbare Farbe über den Grauskalenbereich von Schwarz nach Weiß nicht konstant, sondern sie ändert sich mit dem Wert der optischen Tiefe, wie es die Gestalt und Lage der Ortskurve 400 innerhalb der CIE-Farbtafel der Fig.4 zeigt Die nachstehende Tabelle I gibt einige Beispiele hierzu:

Tabelle I

Optische Tiefe

Farbeindruck

350 nm	rotbraun
410 nm	magenta
450 nm	blau

50

55

Der Transmissionsgrad T des Beugungslichts der 0. Ordnung bei zwei gekreuzten Sinuswellengittern als Funktion der Wellenlänge ist

T=

(2)

Durch geeignete unterschiedliche Bemessung der optischen Tiefen Z\ und &i für die beiden gekreuzten Sinuswellengitter kann man ein wenig heSas und im wesentlichen neutrales Schwarz erzielen. Unter Zugrundelegung der obigen Gleichung (I) zeigt die Fi g. 5a, in einer graphischen Darstellung zwei Kurven 500 und 502, welche den Transmissionsgrad der 0. Beugungsordnung als Funktion der Wellenlänge über das sichtbare Spektrum bei Sinuswellengittern zweier verschiedener optischer Tiefen darstellen. Die Kurve 500 gilt für eine optische Tiefe a\ von 790 nm, und die Kurve 502 gilt für eine optische Tiefe a? von 450 nm. Wie die beiden Kurven 500 und 502 zeigen, schwankt der Transmissionsgrad der 0. Beugungsordnung als Funktion der Wellenlänge sowohl beim Sinusgitter mit der optischen Tiefe a\ von 790 nm als auch beim Sinusgitter mit der optischen Tiefe a-> von 450 nm zwischen 0 und etwa 15%. Beim Sinusgitter der optischen Tiefe 790 nm und der Transmissionsgrad des Lichts der 0. Beugungsordnung eine Nullstelle bei einer Wellenlänge von etwa 450 nm, während beim Sinusgitter der optischen Tiefe a? von 450 nm der Durchlaßgrad für das Licht der 0. Beugungsordnung eine Nullstelle bei einer Wellenlänge von ungefähr b(JÜ nm hat.

Die Fig. 5b ist eine graphische Darstellung der obigen Gleichung (2) für den Fall zweier gekreuzter Sinuswellengitter, deren eines eine optische Tiefe a\ von 790 nm und deren anderes eine optische Tiefe von ai von 450nm hat. Der mit der Kurve 504 in Fig.5b gezeigte Transmissionsgrad der 0. Beugungsordnung ist das Produkt der Transmissionsgrade der 0. Beugungsordnung der einzelnen Sinuswellengitter bei jeder Wellenlänge im sichtbaren Spektrum. Wie die Kurve 504 offenbart, ist der Transmissionsgrad der 0. Beugungsordnung bei zwei gekreuzten Sinuswellengittern mit unterschiedlichen optischen Tiefen im Vergleich zu den mit den Kurven 500 und 502 gezeigten Transmissionsgraden der 0. Beugungsordnung bei den einzelnen Sinuswellengittern relativ klein und über den größten Teil des sichtbaren Spektrums relativ unabhängig von der Wellenlänge. Daher hat das beugende subtraktive Filter mit dem durch die Kurve 504 dargestellten Verlauf seines Transmissionsgrades der 0. Beugungsordnung eine Übertragungsfunktion, die zu einem relativ dichten und neutralen Schwarz führt, dessen effektiver »Farbwert« beim Purist Z in der CIE-Tafel der F i g. 4 liegt.

Der spezielle Wert von 790 nm für die optische Tiefe a\ des einen der beiden gekreuzten Sinusgitter und der spezielle Wert von 450 nm für die optische Tiefe ai des anderen der beiden gekreuzten Sinuswellengitter sind lediglich als Beispiel anzusehen. Um ein neutrales »Schwarz« als bei den bisher bekannten Fällen zu erzielen, muß nur dafür gesorgt werden, daß die verschiedenen Werte der optischen Tiefen wie a\ und a-i von mindestens zwei überlagerten winkelversetzten Sinusgittern derart gewählt sind, daß in jedem einzelnen Fall der Transmissionsgrad der 0. Beugungsordnung ähnlich wie die Kurven 500 und 502 innerhalb des sichtbaren Spektrums ein Minimum durchläuft und daß die jeweiligen Minima des Transmissionsgrades der 0. Beugungsordnung für jede gewählte optische Tiefe bei gesonderten und jeweils verschiedenen Wellenlängen im sichtbaren Spektrum liegen. Vorzugsweise sollten sich die optischen Tiefen zweier Sinuswellengitter um mindestens 100 nm voneinander unterscheiden, um einen mehr oder weniger optimalen Verlauf des resultierenden Transmissionsgrades der 0. Beugungsordnung (ähnlich wie die Kurve 504) zu erhalten, der einen im wesentlichen neutralen Farbwertpunkt in der Nähe der Punkte Wund Zin der Farbtafel nach F ϊ g. 4 bringt

Obwohl die vorliegende Erfindung auch mit einer Beugungsstruktur realisiert werden kann, die aus mehr als zwei gekreuzten Sinuswellengittern mit jeweils unterschiedlichen optischen Tiefen besteht, bringt ein solches Vorgehen wenig Vorteil. Dies liegt daran, daß die gemischten höheren Beugungsordnungen enger neben der 0. Beugungsordnung austreten können, so daß unter Umständen auch sie von der Projektionslinse gesammelt werden, was die Dichte des Filters und den Kontrast weiter reduziert. Wenn man beispielsweise drei Gitter verwendet, die zueinander um 120° winkelversetzt sind und alle die gleiche Gitterperiode d haben, dann tritt das Licht der (l,l,l)-Beugungsordnung parallel zur Richtung der 0. Beugungsordnung aus. Dies kann nut vermieden werden, indem man eine oder mehrere der GiUerperioden um einen Faktor von 2 oder mehr vermindert und außerdem optimale Orientierungen wählt. Eine solche Verminderung der Gitterperiode ist jedoch vom Standpunkt der Aufzeichnungstechnik her gesehen unerwünscht. Ähnliche Überlegungen gelten für Kombination von mehr als zwei Gittern. Obwohl man also im Grunde mehr als zwei überlagerte winkelversetzte Gitter verwenden kann, sind zwei gekreuzte Sinuswellengitter mit um 90° zueinander versetzten Orientierungen zu bevorzugen.

Nachstehend sei ein Verfahren zum Aufzeichnen einer Beugungsstruktur beschrieben, die als Originalaufzeichnung zur Gewinnung von beugenden subtraktiven Filtern dienen kann. Als Aufzeichnungsmedium wird das positive Photoresist SHIPLF.Y AZl350 genommen, welches sich bei Behandlung mit den verschiedenen Entwicklern AZ1350 und AZ303 (die beide von der SHIPLEY CO., Inc., Newton, Mass. hergestellt werden) unterschiedlich verhält. Die gemessenen Einflüsse dieser Entwickler für eine Belichtungswellenlänge λ = 436 nm sind in F i g. 6 dargestellt. Wie die Kurve 600 zeigt, fuhrt eine 6 Sekunden lange Entwicklung des Positivresists AZl350 in einer um 1 :4 verdünnten wäßrigen Lösung des Entwicklers AZ303 zu einer annähernd linearen »Entwicklungskennlinie«, d. h. die jeweils entfernte Resistmenge ist eine annährend lineare Funktion der bei der vorhergehenden Belichtung auf das Photoresist gefallenen Lichtmenge. Demgegenüber zeigt die Kurve 602 den Fall einer 30 Sekunden dauernden Entwicklung des Positivresists AZl350 in einer Lösung, die den Entwickler AZ1350 und Wasser im Verhältnis 1 :1 enthält Dies führt zu einer steileren, nicht-linearen Entwicklungskennlinie, bei der man höhere Belichtungs-Werte benötigt, während andererseits aber das Photoresist an unbelichteten Bereichen nicht angegriffen wird. Die genaue Form dieser Kurven hängt von der Wellenlänge beim Aufzeichnen und von der Entwicklungszeit ab, ihre allgemeinen Merkmale bleiben jedoch gleich. Ähnliche Ergebnisse zeigen sich auch bei anderen positiven Photoresists mit geeigneten Entwicklern.

Zur Herstellung eines Originals für ein beugendes subtraktives Filter wird zunächst ein AZ1350-Photoresistfilm unter Schleuderung auf ein geeignetes Substrat etwa aus Glas oder Plexiglas bis auf eine Filmdicke von mindestens 2,5 μπι aufgetragen, damit sich ein tiefes Wellenprofil bilden läßt Das Photoresist wird mit einem Sinusgitterbild belichtet, welches den passenden Linienabstand d hat und in herkömmlicher Weise durch Interferenz zweier Lichtstrahlen aus einem HeCd-Laser geschaffen werden kann. Die Belichtungsinsnge wird gemäß der Kurve 600 so gewählt, daß sich nach Entwicklung eine vorbestimmte körperliche Tiefe a\ (die das /ln-fache der optischen Tiefe a\ ist) für das ers.e der beiden Sinuswellengitter ergibt. Das mit dem Photoresist beschichtete Substrat wird dann um 90° gedreht und dann ein zweites Mal zur Bildung des zweiten Sinuswellengitters belichtet. Diese beiden Belichtungen können in einem Verhältnis von 16:9 erfolgen, um die jeweiligen Gittertiefen zu erreichen, die zu einem optimalen neutralen Schwarz in der 0. Beugungsordnung führen, wie es weiter oben beschrieben wurde. Anschließend wird das Photoresist etwa u Sekunden lang in einer 1 :4-Verdünnung des Entwicklers AZ305 entwickelt, um eine Struktur aus gekreuzten Sinuswellengittern zu erhalten, worin jedes der beiden Sinuswellengitter eine andere, jeweils geeignete Gittertiefe hat. Der Entwicklungsvorgang läßt sich überwachen, indem man den Transmissionsgrad der 0. Beugungsordnung im Rotbereich mißt (z. B. unter Verwendung eines HeNe-Lasers). Die optimale Tiefe für das Original zur Herstellung von Polyvinylchlorid-Duplikaten ist erreicht, kiifZ iiuchdeffi ein minimUni ΐϊϊϊ Rot-Transmissionsgrad der 0. Beugungsordnung erreicht ist (falls man diesen Transmissionsgrad bei trockener Resistschicht in Luft mißt) oder wenn der Rot-Transmissionsgrad der 0. Beugungsordnung auf etwa 27% fällt (falls man die Messung mit der Resistschicht im Wasser durchführt). Das resultierende Resistgitter ist ein noch lichtempfindliches Rohstück und muß daher im Dunkeln oder unter einer gelben oder roten Sicherheits-Fiirblampe gelagert und behandelt werden.

Das insoweit beschriebene resultierende Resistgitter-Rohstück kann gewünschtenfalls in dieser Form als Mutteraufzeichnung verwendet werden, um daraus beugende substraktive Filter als Duplikate in ein thermoplastisches Material, wie z. B. Polyvinylchlorid zu prägen. Ein solches beugendes subtraktives Filter, welches ein im wesentlichen gleichförmiges neutrales »vollschwarzes« Bild ähnlich wie der Gegenstand der F i g. 3d ergeben würde, kann bereits für sich nützlich sein. Beispielsweise kanr ein solches geprägtes »vollschwarzes« subtraktives Beugungsfilter als Beugungsgittersubstrat zur Herstellung von Aufzeichnungsträger-Rohlingen verwendet werden, wie sie in den US-Patentschriften 36 99 673 und 37 43 507 beschrieben sind.

In den meisten Fällen wird jedoch der resultierende Photoresist-Gitterrohling, der aus zwei gekreuzten Sinuswellengittern mit jeweils unterschiedlicher körperlicher und optischer Tiefe besteht nicht direkt in dieser

so Form zur Gewinnung von beugenden subtraktiven Filterduplikaten verwendet Der resultierende Photoresist-Gitterrohling wird stattdessen mit einem Bild belichtet, welches Objektinformationen enthält und von einem positiven Transparentbild abgeleitet wird. Im einzelnen kann das positive Transparentbild entweder über ein Abbildungssystem oder im Kontakt auf den Photoresist-Gitterrohling übertragen werden, wobei entweder Licht von einem HeCd-Laser oder inkohärentes Licht von einer ultravioletten Lampe verwendet wird. Vorzugsweise nimmt man ein positives Transparent in dem die Objektinformation beieits in der »Halbtonform« vorliegt In diesem Fall wird die Grauskala des in den F i g. 3a, 3b, 3c und 3d gezeigten Typs von sich aus mit der Bildbelichtung geschaffen, ohne eine zusätzliche Rasterung vornehmen zu müssen. Diese Lösung führt zu den besten Ergebnissen. Wenn jedoch die Objektinformation im positiven Transparentbnd nicht die »Halbtonform« hat, kann das vom

positiven Transparent kommende Objektinformationslicht vor dem Auftreffen auf den Photoresist-Gitterrohling durch einen geeigneten Raster geleitet werden, der ähnlich den in der Drucktechnik zur Bildung von Halbtönen verwendeten Rastern ist. Die »Halbtonform« wird dann bei der nachfolgenden Entwicklung geschaffen.

Der mit dem Bild belichtete Photoresist-Gitterrohling wird anschließend mit dem Entwickler AZl 350 kontrastreich entwickelt, wie es in Verbindung mit F i g. 6 beschrieben wurde, um während des Entwicklungsvorgangs alle diejenigen Flächen und Teilflächen des Photoresist-Gitterrohlings vollständig zu entfernen, die während der Bildbelichtung irgendwelchem Licht ausgesetzt worden sind. Alle jene Flächen und Teilflächen des Photoresist-Rohlings, die während der Bildbelb'itung unbelichtet geblieben sind, bleiben jedoch während des Entwicklungsvorgangs durch den Entwickler AZ1350 praktisch unbeeinflußt. Dies ist deswegen so, weil gemäß F i g. 6 bei Verwendung des experimentell nachgewiesen, indem man Gitter, die in der oben beschriebenen Weise in einem Photoresist aufgezeichnet worden waren, für 30 Sekunden in eine 1 :1-Lösung des Entwicklers AZ1350 tauchte. In diesem Fall war keine Änderung in der Dichte oder der Farbe des Beugungslichts der 0. Ordnung beobachtbar.

Da alle diejenigen Flächen oder Teilflächen des Photoresist-Gitterrohlings, die während der zweiten Belichtung mit dem Objektinformaticnsbild irgendwelchem Licht ausgesetzt waren, während der Behandlung mit dem Entwickler AZ1350 vollständig entfernt werden, wie die gesamte gekreuzte Sinusgitterstruktur aus diesen speziellen belichteten Flächen und Teilflächen entfernt, so daß an diesen Stellen freigelegte ebene Substratflächen übrigbleiben. Diese ebenen Flächen und Teilflächen des Substrats bilden die weißen Bereiche im wiederaufgebauten Bild, während die anderen Flächen und Teilflächen die schwarzen Bereiche im wiederaufgebauten Bild schaffen. Der letzte Schritt besteht darin, aus der resultierenden Original-Photoresistaufzeich-

Entwicklers AZ1350 wesentlich höhere Be'ichtungswer- nung eine Metallmatrize herzustellen, mit der Kopien

te erforderlich sind als bei Verwendung des Entwicklers AZ303. Daher kann die vorangegangene Belichtung mit allein dem Gitterbild nicht dazu führen, daß während der späteren Entwicklung des Objektinformationsbildes mit dem Entwickler AZ1350 wesentliche Photoresistmengen entfernt werden. Diese Tatsache wurde durch Warmpressen in thermoplastische Folien geprägt werden können. Mit diesem Verfahren konnten Aufzeichnungen geschaffen werden, die hochwertige Bilder in der Nullten Beugungsordnung mit voller neutraler Grauskala und einer Schwarzdichte von etwa 1,8 bringen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Projektionsvorrichtung zum Projizieren eines monochromen Bildes, mit einem Aufzeichnungsträger, der eine Phasenbeugungsgitterstruktur mit im wesentlichen sinuswellenförmigem Profil und solchem Profil und solchem Strichabstand enthält, daß durch die Apertur eines Projektionsobjektives eine Trennung des gebeugten Lichtes nullter Ordnung vom gebeugten Licht aller höheren Ordnungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungsgitterstruktur (100) zum Erzeugen eines neutral schwarz-weißen Bildes unter Beleuchtung der Phasenbeugungsgitterstrukturen mit weißem Licht zwei gegeneinander verdrehte Phasengitter enthält, deren von Spitze zu Spitze gerechnete optische Amplitude unterschiedlich gewählt ist, so daß die Minima des spektralen Transmissionsgrades der beiden einzelnen Phasengitter in der nullten Beugungsordnung bei verschiedenen Wellenlängen, aber innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereiches liegen.

2. Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beugende Struktur aus zwei einander überlagerten Phasengittern besteht, die in bezug aufeinander um im wesentlichen 90° verdreht sind und sich in ihren von Spitze zu Spitze gerechneten optischen Amplituden um mindestens 100 Nanometer unterscheiden.

3. Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenbeugungsgitterstruktur ein Rdiefmu! .er in dem aus einem im wesentlichen transparenten Medium bestehenden Aufzeichnungsträger bildet.

4. Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von Spitze zu Spitze gerechneten optischen Amplituden der beiden Phasengitter 450 Nanometer bzw. 790 Nanometer betragen.

5. Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Schwarz darstellende Teilflächen, die von der Beugungsgitterstruktur eingenommen werden, sowie Weiß darstellende Teilflächen, die frei von der Beugungsgitterstruktur sind, enthält und daß Grautöne darstellende Teilflächen ein Raster aus Schwarz und Weiß darstellenden Teilflächen enthalten.