DE10022948A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen von holographisch gespeicherten Informationen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen von mindestens zwei holographischen Speichermedien, bei dem das technische Problem, verschiedene holographische Speichermedien schnell und mit einfachen Mitteln erfassen zu können, dadurch gelöst ist, daß mit Hilfe eines Lesestrahls 5, 7 aus kohärenter elektromagnetischer Strahlung in den mindestens zwei Speichermedien 8a, 8b, 8c Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c erzeugt werden und daß die Informationsstrahlen 10a, 10b, 10c mit Hilfe von Aufnahmemitteln 12, 14 für ein Erfassen der Informationen aufgenommen werden. DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auslesen von in mindestens zwei holographischen Spei­ chermedien gespeicherten Informationen.

Bei dem ständig wachsendem Bedarf an verfügbarer Informa­ tion ist es notwendig, diese schnellstmöglich in großen Mengen zu speichern, zu lesen, zu verschlüsseln und wei­ ter zu verarbeiten. Die auf dem Markt bisher verfügbaren Datenspeicher speichern die Daten seriell und müssen auch seriell ausgelesen werden. Dies benötigt bei Datenmengen von mehr als 10 GByte sehr viel Zeit und führt wegen des seriellen Verarbeitens zu einer begrenzten Datenübertra­ gungsrate.

Unter Informationen werden jegliche analoge oder digitale Informationen verstanden, die holographisch im Speicher­ medium gespeichert werden können. Neben zwei- oder drei­ dimensionalen Bildern können auch digitale Daten, bei­ spielsweise als zweidimensionale Bitmuster, ein- und aus­ gelesen werden.

Beispielsweise wird für ein Speichern von digitalen Da­ ten, also eines Daten-Bitmusters, eine von einem Schreibstrahl durchleuchtete Flüssigkristallanzeige (LCD) mit einer Auflösung von bspw. 1024 . 1024 Bildpunkten, also 10⁶ Bit, als Bildquelle verwendet. Das so erzeugte Daten-Bitmuster wird dann mit Hilfe eines zum Schreibstrahl kohärenten Referenzenstrahls in einem vorgegebenen Raumbereich unter einem vorgegebenen Winkel im Speichermedium holographisch eingeschrieben.

Holographische Daten- und Bildspeicher eröffnen somit gänzlich neue Möglichkeiten. Das Speichern und Lesen von Daten auf holographischem Weg erfolgt parallel, da je­ weils ein komplettes Bild oder ein komplettes Bitmuster holographisch gespeichert und anschließend beliebig oft ausgelesen bzw. erfaßt werden kann.

Unter Erfassen der Informationen wird das Aufnehmen und Aufbereiten der im Informationsstrahl enthaltenen opti­ schen Informationen verstanden. Das Erfassen kann sowohl eine Umwandlung der optischen Informationen in elektri­ sche Signale, bspw. mit Hilfe einer CCD-Kamera, beinhal­ ten als auch eine rein optische Weiterbehandlung umfas­ sen. Durch ein Array von Lichtwellenleitern wird bspw. eine optische Übertragung der Informationen der einzelnen Punkte des Bitmusters realisierbar, die zukünftig bei der Anwendung von optischen Computern ein hohes paralleles Verarbeiten der Informationen ermöglicht.

Das Speichern und Auslesen von holographischen Informa­ tionen im Speichermedium in mindestens zwei verschiedenen Raumbereichen wird als Ortsmultiplexing bezeichnet. Da­ durch wird das Volumen des Speichermediums, sofern es ei­ ne Mindestgröße übersteigt, mehrfach für die Speicherung von Hologrammen verwendet. Nach der bisher gängigen Tech­ nik reichen dabei Volumina von wenigen Kubikmillimetern aus, so daß eine Mehrzahl von unterschiedlichen Raumbe­ reichen in einem Speichermedium separat mit Hologrammen beschrieben werden kann.

Durch Rotation des holographischen Speichermediums über einen vorzugsweise motorisierten und ansteuerbaren Dreh­ tisch können zudem Informationen unter verschiedenen Win­ keln in einem Raumbereich des Speichermediums hologra­ phisch eingeschrieben und ausgelesen werden. Dieses wird als Winkelmultiplexing bezeichnet. Insbesondere für das Auslesen muß jeweils gewährleistet sein, daß der Ein­ fallswinkel des Lesestrahls genau die Braggbedingung des auszulesenden Hologramms erfüllt. Die Braggbedingung de­ finiert auch den Ausfallwinkel des Informationsstrahls, so daß die optischen Achsen des Lesestrahls und des In­ formationsstrahls exakt vorgegeben sind und die Winkelpo­ sition des Speichermediums dazu für das Winkelmultiple­ xing eingestellt werden kann.

Durch Drehen des holographischen Speichermediums um z. B.: 0.01° kann die gleiche Datenmenge in den gleichen Raumbe­ reich des holographischen Speichermediums eingeschrieben werden, so daß Winkelmultiplexing in einem Winkelbereich von +/-50° ca. 10.000 Hologramme mit einer Datenmenge von je 10⁶ Bit eingeschrieben werden können.

Zusätzlich können mittels Ortsmultiplexing verschiedene Ortspositionen auf dem holographischen Speichermedium ge­ nutzt werden, an denen die Hologramme gespeichert werden können.

Damit läßt sich die Gesamtkapazität eines holographischen Speichermediums beispielhaft wie folgt abschätzen:

Dreht man das Speichermedium von -50° bis +50° relativ zum einfallenden Schreib- bzw. Lesestrahl, erhält man ca. 10⁴ Winkelpositionen, an denen holographisch Informationen mit einer Größe von jeweils 10⁶ Bit gespeichert werden können. Im Produkt mit z. B. 100 verschiedenen Raumberei­ chen im holographischen Speichermedium ergibt sich damit eine Speicherkapazität von ca. 10¹² Bit bzw. ca. 1 Tbit bei einer Größe des Speichermediums von 30 × 30 × 3 mm³ (Breite × Höhe × Dicke). Diese Datendichte kann bis heute von keinem anderen Datenträger dieser Größe erreicht wer­ den.

Durch eine geeignete Fixiertechnik können holographisch eingeschriebene Daten zerstörungsfrei in Bezug auf eine weitere Lichtbestrahlung, z. B. beim Ausleseprozeß, sowie umweltverträglich über einen langen Zeitraum aufbewahrt werden.

Weiterhin kann als Speichermedium jegliches holographi­ sches Material zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann das Speichermedium aus einem Kristall oder aus einer Mehrzahl von zu einer Einheit verbundenen Teilkristallen bestehen. Darüber hinaus kann das Speichermedium auch aus einem organischen oder anorganischen photorefraktiven Me­ dium bestehen also aus Materialien, die durch Lichtbe­ strahlung ihren Brechwert bzw. ihrer Absorptionskoeffizi­ enten ändern. Jedenfalls ist das holographische Material des Speichermediums dafür geeignet, holographische Infor­ mationen zu speichern.

Schließlich wird hervorgehoben, daß das nachfolgend be­ schriebene Verfahren und die entsprechende Vorrichtung allgemein mit einem Lesestrahl aus kohärenter elektroma­ gnetischer Strahlung beliebiger Wellenlänge arbeiten kön­ nen. Auch wenn im folgenden die Strahlung hauptsächlich als optischer Laserstrahl beschrieben wird, ist dieses nicht als Beschränkung auf optische Strahlung zu verste­ hen.

Die Auslesegeschwindigkeit einzelner Hologramme ist durch das gleichzeitige Erfassen eines gesamten Bildes oder Da­ ten-Bitmusters wegen der hohen Parallelität das Erfassen bereits sehr groß. Dennoch ergibt sich das Problem, daß bisher in einer Auslesevorrichtung jeweils nur ein Spei­ chermedium zu einem Zeitpunkt ausgelesen werden kann. Werden Informationen aus verschiedenen Speichermedien be­ nötigt, so ist es entweder erforderlich, zwei verschiede­ ne Auslesevorrichtungen zu verwenden oder das Speicherme­ dium in einer Auslesevorrichtung auszuwechseln und nach­ einander die benötigten Informationen aus verschiedenen Speichermedien auszulesen. Dieses führt entweder zu einem erhöhten Aufwand durch die Verwendung mehrerer Auslese­ vorrichtungen oder zu einem erhöhten zeitlichen Aufwand, der durch das Wechseln der Speichermedien hervorgerufen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die verschiedene holographische Speicher­ medien schnell und mit einfachen Mitteln erfaßt werden können.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung durch ein Verfah­ ren gemäß Anspruch 1 gelöst, bei dem mit Hilfe eines Le­ sestrahls aus kohärenter elektromagnetischer Strahlung in den mindestens zwei Speichermedien Informationsstrahlen erzeugt werden und bei dem die Informationsstrahlen mit Hilfe von Aufnahmemitteln für ein Erfassen der Informa­ tionen aufgenommen werden.

Erfindungsgemäß ist daher erkannt worden, daß der Lese­ strahl nicht nur für das Auslesen eines holographischen Speichermediums, sondern für mindestens zwei, insbesonde­ re für eine Vielzahl von Speichermedien ausgenutzt werden kann. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch das Erzeugen des Informationsstrahl im Speichermedium nur ein geringer Intensitätsanteil aus dem Lesestrahl abgebeugt wird und daß sich der größte Teil der Intensität des ein­ fallenden Lesestrahls im durch das Speichermedium hin­ durch transmittierten Teilstrahl befindet. Dieser Teil­ strahl ist durch das Auslesen der holographisch gespei­ cherten Informationen bis auf den Intensitätsverlust un­ berührt und kann somit ohne weiteres als weiterer Lese­ strahl für ein weiteres Speichermedium verwendet werden. Dort teilt sich dieser Lesestrahl erneut in einen die in­ formationstragenden Informationsstrahl und einen trans­ mittierten Teilstrahl auf. Auch hier ist der Intensitäts­ verlust durch die Teilung so gering, daß der transmit­ tierte Lesestrahl wiederum für das Auslesen weiterer ho­ lographischer Speichermedien genutzt werden kann. Dieses kann so oft wiederholt werden, bis die Intensität des transmittierten Teilstrahls so gering ist, daß dessen In­ tensität nicht mehr ausreicht, um einen Informations­ strahl in einem weiteren Speichermedium zu erzeugen, der mit den Aufnahmemitteln verarbeitet werden kann.

In weiter bevorzugter Weise kann mit Hilfe mindestens ei­ nes Strahlteilers aus dem Lesestrahl mindestens ein Lese­ strahlzweig abgezweigt werden, mit dessen Hilfe die In­ formationen aus mindestens einem Speichermedium ausgele­ sen wird. Insbesondere können eine Mehrzahl von Strahl­ teilern den Lesestrahl in eine Mehrzahl von Lesestrahl­ zweigen aufteilen. In jedem Lesestrahlzweig kann dann mindestens ein Speichermedium, wiederum vorzugsweise eine Mehrzahl von Speichermedien angeordnet sein, wie zuvor beschrieben worden ist. Durch die Aufteilung des Lese­ strahls in eine Mehrzahl von Lesestrahlzweigen kann eine räumlich günstige Anordnung, also eine kompaktere Anord­ nung der Mehrzahl von Speichermedien erreicht werden, als wenn diese entlang eines nicht durch Strahlteiler in Le­ sestrahlzweige aufgeteilten Lesestrahls angeordnet sind.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mit Hilfe jeweils eines Aufnahmemittels jeder in den minde­ stens zwei Speichermedien erzeugten Informationsstrahlen erfaßt. Dadurch wird eine hohe Parallelität des Erfassens der Informationen erreicht, was insbesondere für die Da­ tenverarbeitung von Bedeutung ist. Denn unterschiedliche Speichermedien, in denen bspw. Daten verschiedener The­ menbereiche gespeichert sind, können gleichzeitig ausge­ lesen werden, wobei die jeweiligen Aufnahmemittel einer separaten Datenverarbeitung zugeordnet sind. Beispiels­ weise ist die hohe Parallelität des Erfassens großer Men­ gen von Daten für zukünftige Internet-Anwendungen oder für Video on Demand geeignet.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden je­ weils mit Hilfe eines Aufnahmemittels mindestens zwei In­ formationsstrahlen, die in verschiedenen Speichermedien erzeugt worden sind, erfaßt. Dieses führt zu einer Redu­ zierung des technischen Aufwandes auf der Seite der Auf­ nahmemittel. Dadurch wird die hohe Parallelität des Er­ fassens der Informationen, wie sie zuvor beschrieben wor­ den ist, zugunsten des geringeren technischen Aufwandes verringert. Jedoch können einem Aufnahmemittel Speicher­ medien ähnlichen oder zusammenhängenden Inhaltes zugeord­ net werden, wobei die Größe des gesamten Informationsgehaltes überwiegt und das parallele Erfassen nicht im Vor­ dergrund steht.

In Kombination beider Vorgehensweisen können mit Hilfe eines Lesestrahls entweder einzelne Speichermedien sepa­ rat mit Aufnahmemitteln beaufschlagt sein, während ande­ rerseits Gruppen von Speichermedien jeweils einem Aufnah­ memittel zugeordnet sind. Wird zudem der Lesestrahl durch die zuvor erwähnten Strahlteiler in mehrere Lesestrahl­ zweige aufgeteilt, so ergibt sich anschaulich, daß eine Vielzahl von Speichermedium in einem System mit dem er­ findungsgemäßen Verfahren gleichzeitig oder nacheinander ausgelesen werden können, wobei zwei wesentlich Vorteile erzielt werden.

Zum einen benötigt das System zur Durchführung des Ver­ fahrens nur eine Strahlquelle zur Erzeugung eines Lese­ strahls und zum anderen können verschiedene holographi­ sche Speichermedien ausgelesen werden, ohne daß diese Speichermedien gewechselt werden müssen.

Im folgenden werden weitere Ausführungsformen der vorlie­ genden Erfindung dargestellt, die sich auf das Ortsmulti­ plexing, das Winkelmulitplexing als auch auf ein Zeitmul­ tiplexing beziehen.

Für das Ortsmultiplexing werden mit Hilfe mindestens ei­ nes im Strahlengang angeordneten räumlichen Strahlmodula­ tors die Speichermedien räumlich begrenzt erfaßt. Dadurch wird gezielt nur ein vorgegebener Raumbereich jeweils ei­ nes Speichermediums, der die benötigte holographisch ge­ speicherte Information beinhaltet, von den Aufnahmemit­ teln erfaßt. Wahlweise wird dazu der mindestens eine Strahlmodulator vor oder hinter dem oder den Speicherme­ dien im Strahlengang angeordnet.

In einer besonders bevorzugten Weise ist der räumliche Strahlmodulator im Strahlengang des Lesestrahls oder des Lesestrahlzweiges angeordnet und mindestens ein Feld des Strahlmodulators wird so angesteuert, daß das Feld den darauf auftreffenden Teil des Lesestrahls als Teillese­ strahl auf das Speichermedium leitet. Die anderen Felder des Strahlmodulators werden so angesteuert, daß diese den darauf auftreffenden Lesestrahl nicht auf das Speicherme­ dium bzw. die Speichermedien leiten. Somit wird der Lese­ strahl durch jedes der Felder je nach Ansteuerung entwe­ der in Richtung des Speichermediums geleitet oder voll­ ständig geblockt bzw. in Raumbereiche außerhalb des Spei­ chermediums geleitet.

Alternativ zu der zuvor beschriebenen Anordnung kann der räumliche Strahlmodulator im Strahlengang jeweils eines Informationsstrahls oder mehreren Informationsstrahlen angeordnet werden, wobei mindestens ein Feld des Strahl­ modulators so angesteuert wird, daß der auf das Feld auf­ treffende Teil des Informationsstrahls als Teilinformati­ onsstrahl auf die Aufnahmemittel geleitet wird. Die ande­ ren Felder des Strahlmodulators werden so angesteuert, daß der auf die anderen Felder auftreffende Teil des In­ formationsstrahls nicht auf die zugeordneten Aufnahmemit­ tel geleitet wird. Somit wird nicht der Lesestrahl son­ dern der Informationsstrahl ausgeblendet, der die Infor­ mationen aus dem gesamten ausgeleuchteten Bereich des Speichermediums enthält. Dieser wird mit Hilfe des Strahlmodulators so selektiert, daß nur der Teil des In­ formationsstrahls auf die Aufnahmemittel geleitet wird, der die Informationen des gewünschten Raumbereiches des Speichermediums enthält.

Vorzugsweise weist der Strahlmodulator eine Mehrzahl von jeweils elektrisch ansteuerbaren Feldern auf, die insbe­ sondere in Form einer Matrix angeordnet sind. Dabei sind die Felder einzeln oder gruppenweise ansteuerbar. Für das gezielte Auslesen von holographisch gespeicherten Infor­ mationen aus einem vorgegebenen Raumbereich des Speicher­ mediums wird durch ein vorgegebenes elektrisches Beschal­ ten des Strahlmodulators nur ein räumlich begrenzter Teil des aufgeweiteten Lesestrahls auf das Speichermedium bzw. des Informationsstrahls auf die Aufnahmemittel gelassen. Der Strahlmodulator kann somit auch als Selektor bezeich­ net werden, der aus dem aufgeweiteten Lesestrahl bzw. In­ formationsstrahl nur den Bereich selektiert, der für das Erfassen der Informationen benötigt wird.

Die Erfindung zeichnet sich demnach dadurch aus, daß die Ortsveränderung des Teillesestrahls durch eine rein elek­ trische Ansteuerung des Strahlmodulators sehr schnell vorgenommen werden kann.

Weiterhin bleibt die Strahlgeometrie der verschiedenen aufbereiteten Teillesestrahlen in Bezug auf die jeweilige Braggbedingung der eingeschriebene Informationen für alle Raumbereiche des holographischen Speichermediums erhal­ ten. Gleiches gilt für die Strahlgeometrie des Informati­ onsstrahls. Denn die entstehenden Teillesestrahlen bzw. Teilinformationsstrahlen verlaufen sämtlich parallel zu­ einander und erfüllen sämtlich die vorgegebene Bragg- Winkelbedingung. Durch die geeignete Anordnung der opti­ schen Elemente der Aufnahmemittel können somit alle an verschiedenen Orten des holographischen Speichermediums eingeschriebenen Informationen erfaßt werden. Ein mecha­ nisches Verstellen von optischen Elementen für das Ausle­ sen verschiedener Raumbereiche des Speichermediums für gleiche Winkelbedingungen wird somit wirkungsvoll vermie­ den. Ebenso entfällt ein Nachjustieren der Teillesestrah­ len in Bezug auf die vorgegebene Winkelbeziehung. Zudem zeichnen sich elektrisch ansteuerbare Strahlenmodulatoren im Gegensatz zu mechanischen Elementen durch einen gerin­ gen Verschleiß im Langzeiteinsatz aus.

Wird demnach der Lesestrahl mit Hilfe eines räumlichen Strahlmodulators beeinflußt, so werden die in dem so er­ zeugten Teillesestrahl angeordneten Speichermedien je­ weils an korrespondierenden Raumbereichen ausgelesen. Da­ durch ist nur ein Strahlmodulator erforderlich, um daß Ortsmultiplexing durchzuführen. Um jedoch in verschiede­ nen im gleichen Lesestrahl angeordneten Speichermedien in unterschiedlichen Raumbereichen Informationen auslesen zu können, können - wie zuvor beschreiben - auch die Infor­ mationsstrahlen mit räumlichen Strahlmodulatoren beauf­ schlagt sein, während die Speichermedien vom Lesestrahl jeweils im wesentlichen vollständig, zumindest aber über eine Mehrzahl von Raumbereichen ausgeleuchtet werden. Da­ bei ist es auch möglich, für eine Gruppe von Informati­ onsstrahlen verschiedener Speichermedien, die von einem gemeinsamen Aufnahmemittel erfaßt werden, mit nur einem räumlichen Strahlmodulator zu beaufschlagen. Letztlich muß für ein räumliches Selektieren der Informationsstrah­ len jedem Aufnahmemittel mindestens ein räumlicher Strahlmodulator zugeordnet sein.

Neben dem zuvor beschriebenen Ortsmultiplexing kann bei der vorliegenden Erfindung auch das Winkelmultiplexing zur Anwendung kommen. Dazu werden die Speichermedien mit Hilfe von Drehtischen unabhängig voneinander in unter­ schiedliche Winkelpositionen relativ zum Lesestrahl ein­ gestellt. Wie oben beschrieben, können in einem Raumbe­ reich des Speichermediums für eine Vielzahl von Winkelpo­ sitionen unterschiedliche Informationen abgespeichert und ausgelesen werden. Da nun in jedem Speichermedium unab­ hängig von den anderen Speichermedien der Informations­ strahl erzeugt wird, können diese unabhängig voneinander auch in ihrer Winkelposition eingestellt werden.

Durch die optischen Eigenschaften der holographischen Speichermedien wird beim Durchtritt des Lesestrahls als transmittiertem Teilstrahl in Abhängigkeit von der Win­ kelposition des Speichermediums relativ zum Lesestrahl ein Strahlversatz bzw. eine Parallaxe erzeugt. Auch wenn wegen der geringen Dicke der Speichermedien die jeweils auftretende Parallaxe gering ist, so kann in der Summe der einzelnen Parallaxen bei einer Mehrzahl von im glei­ chen Lesestrahl angeordneten Speichermedien ein so großer Strahlversatz auftreten, daß die Genauigkeit des Ausle­ sens von im Strahlengang hinten angeordneten Speicherme­ dien beeinträchtigt wird. Daher wird in bevorzugter Weise mit Hilfe eines optischen Elementes der Strahlversatz ei­ nes durch ein Speichermedium transmittierten Teilstrahls ausgeglichen, wobei vorzugsweise das optische Element synchron gegensinnig mit dem zugeordneten Speichermedium gedreht wird. Dazu weist das optische Element einen Bre­ chungsindex und eine Dicke auf, die im wesentlichen mit dem Brechungsindex und der Dicke des zugeordneten Spei­ chermediums übereinstimmen.

Zusätzlich zum Orstmultiplexing und Winkelmultiplexing kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein Zeit­ multiplexing angewendet werden. Dazu wird in bevorzugter Weise der Lesestrahl in mindestens zwei Lesestrahlzweige aufgeteilt und die Intensitätsverteilung auf die minde­ stens zwei Lesestrahlzweige wird zeitlich verändert. Dazu kann die Reflektionseigenschaft eines für die Aufteilung des Lesestrahl vorgesehenen Strahlteilers mit Hilfe von Einstellmitteln geändert werden. Die Einstellmittel sind dazu geeignet, die Reflektionsrichtung und/oder die Re­ flektionsintensität des Strahlteilers einzustellen. Wird die Reflektionsrichtung unterschiedlich eingestellt, so kann die volle Intensität des Lesestrahls auf unter­ schiedliche Lesestrahlzweige abwechselnd verteilt werden. Somit können verschiedene Lesestrahlzweige nacheinander aktiviert werden, indem ihnen die volle Intensität des von der Strahlungsquelle erzeugten Lesestrahls zugeteilt wird. Diese Eigenschaft kann beispielsweise dazu genutzt werden, daß während eines Wechselns oder Instandsetzens des Systems in einem Lesestrahlzweig ein anderer Lese­ strahlzweig die Aufgabe der Datenerfassung wahrnimmt. Darüber hinaus kann das zeitliche Multiplexing des Auf­ teilens der Intensität des Lesestrahls auf verschiedene Lesestrahlzweige auch für das Auslesen verschiedener Gruppen von Speichermedien mit unterschiedlichen Inhalten angewendet werden.

Wird dagegen die Reflektionsintensität des Strahlteilers verändert, so kann die einem Lesestrahlzweig zugeteilte Intensität des Lesestrahl zeitlich variabel eingestellt werden. Dabei handelt es sich nicht um das zuvor be­ schriebene Ein- und Ausschalten eines gesamten Lese­ strahlzweiges, sondern um die mehr oder weniger starke Ausleuchtung der in den Lesestrahlzweigen angeordneten Speichermedien.

Insgesamt läßt sich durch das zeitliche Multiplexing die Einsatzvielfalt des erfindungsgemäßen Verfahrens über das Ortsmultiplexing und das Winkelmultiplexing hinaus erwei­ tern.

Gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung wird das oben aufgezeigte technische Problem auch durch eine Vorrichtung zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahren gelöst. Diese Vorrichtung wird im folgenden an­ hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die beigefügt Zeichnung bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zum Auslesen von drei holo­ graphischen Speichermedien,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6 die Funktionsweise eines transmittierenden räum­ lichen Strahlmodulators in einer perspektivi­ schen Darstellung,

Fig. 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 8 einen reflektierenden räumlichen Strahlmodulator in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 9 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 10 ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung,

Fig. 11 ein optisches Element zum Ausgleich des Strahl­ versatzes und

Fig. 12 ein neuntes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

In den Fig. 1 bis 12 sind eine Mehrzahl von Ausführungs­ beispielen dargestellt, die überwiegend gleiche, aber un­ terschiedlich angeordnete Bauelemente aufweisen. Daher werden in sämtlichen Figuren gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauelemente verwendet, so daß bei der Beschrei­ bung der einzelnen Figuren jeweils nur auf die Besonder­ heiten Bezug genommen wird, ohne daß jeweils bereits vor­ her beschriebene Funktionsweisen von Bauelementen bzw. von Gruppen von Bauelementen erneut im Detail beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zum Auslesen von drei hologra­ phischen Speichermedien 8a, 8b und 8c. Die Vorrichtung weist eine Strahlungsquelle in Form eines Lasers 1 auf, der einen Laserstrahl erzeugt, der einen Polarisator 2 und Strahlaufweiter 3 mit Raumfrequenzfilterung mittels einer im Fokus einer ersten Sammellinse angeordneten Blende durchläuft. Der aufgeweitete Lesestrahl verläßt den Strahlaufweiter 3 als Lesestrahl 5. Der Lesestrahl 5 wird an einem Spiegel 4 reflektiert und fällt auf ein er­ stes holographisches Speichermedium 8a, das auf einem Drehtisch 9a installiert ist. Im Speichermedium 8a wird ein Informationsstrahl 10a durch Beugung am Hologramm er­ zeugt, das im Speichermedium 8a gespeichert ist. Der In­ formationsstrahl 10a wird mittels einer Optik 12a aufge­ weitet und der aufgeweitete Strahl 13a leuchtet eine CCD- Kamera 14a im wesentlichen vollständig aus. Die CCD- Kamera 14a wandelt das projizierte Hologramm in elektri­ sche Signale um, die dann für eine geeignete Weiterverar­ beitung zur Verfügung stehen. Die Optik 12a ist dabei so konzipiert, daß der abgebeugte Informationsstrahl 10a von allen Raumbereichen des Speichermediums 8a aus auf die CCD-Kamera 14 abgebildet wird.

Der auf das erste Speichermedium 8a auftreffende Lese­ strahl 5 tritt mit nur geringfügig veränderter Intensität als Teilstrahl 11a aus dem Speichermedium 8a aus und trifft anschließend auf ein zweites Speichermedium 8b, das ebenfalls auf einem Drehtisch 9b positioniert ist. Im Speichermedium 8b wird ein Informationsstrahl 10b er­ zeugt, der auf die Aufnahmemittel 12b, 13b und 14b der zuvor beschriebenen Art auftrifft.

Auch im Speichermedium 8b wird nur ein geringer Anteil der Intensität des eintreffenden Lesestrahls, also des Teilstrahls 11a in den Informationsstrahl 10b umgewandelt und der größte Anteil an Strahlintensität verläßt das Speichermedium 8b als Teilstrahl 11b. Dieser trifft dann auf ein drittes Speichermedium 8c, das ebenfalls auf einem Drehtisch 9c angeordnet ist. Auch hier wird ein In­ formationsstrahl 10c im Speichermedium 8c erzeugt, das von den Aufnahmemitteln 12c, 13c und 14c aufgenommen und erfaßt wird.

Somit bilden die durch die Speichermedien 8a und 8b transmittierten Teilstrahlen 11a und 11b den Lesestrahl für das im Strahlengang jeweils nachfolgende Speicherme­ dium 8b und 8c. Obwohl in Fig. 1 für das erste Ausfüh­ rungsbeispiel insgesamt drei Speichermedien 8a, 8b und 8c dargestellt sind, können bei einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung eine Vielzahl von Speichermedien 8 im Strahlen­ gang des Lesestrahls 5 bzw. der jeweils transmittierten Teilstrahlen 11 angeordnet sein, so daß die Informationen aus vielen Speichermedien 8 parallel erfaßt werden kön­ nen.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung. Im Strahlengang des Lesestrahls 5 sind zwei Strahlteiler 15a und 15b angeordnet, die je­ weils einen Teil der Intensität des Lesestrahls 5 als Le­ sestrahlzweige 5a und 5b abzweigen. In den Lesestrahl­ zweigen 5a und 5b ist jeweils ein Speichermedium 8a bzw. 8b angeordnet, die auf Drehtischen 9a und 9b angeordnet sind und in denen die Informationsstrahlen 10a und 10b erzeugt werden, die von den Aufnahmemitteln 12a und 14a sowie 12b und 14b erfaßt werden. Die in beiden Speicher­ medien 8a und 8b transmittierten Teilstrahlen 11a und 11b, die jeweils die Verlängerung der Lesestrahlzweige 5a und 5b darstellen, werden vorliegend von Strahlblockern 16a und 16b aufgefangen.

Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind beim zweiten Ausführungsbeispiel die beiden Speichermedien 8a und 8b nicht im gleichen Lesestrahl 5, son­ dern in verschiedenen Lesestrahlzweigen 5a und 5b ange­ ordnet. Selbstverständlich ist es möglich, daß in jedem Lesestrahlzweig 5a und 5b eine Mehrzahl von Speichermedi­ en 8 angeordnet sind, um die Vielzahl von erfaßten Spei­ chermedien 8 zu vergrößern. Die Aufteilung des Lese­ strahls 5 in unterschiedliche Lesestrahlzweige 5a und 5b ist dabei von Vorteil, daß die einzelnen Speichermedien 8 nicht entlang einer optischen Achse angeordnet werden müssen, sondern daß die Speichermedien 8 auf verschiedene Lesestrahlzweige 5a und 5b mit unterschiedlichen opti­ schen Achsen aufgeteilt werden können.

Die Strahlblocker 16a und 16b können über die reine Bloc­ kierungsfunktion auch eine messende Funktion ausüben, wenn sie beispielsweise als Strahlintensitätsmesser aus­ gebildet sind. Dann können diese dazu verwendet werden, die transmittierte Intensität der Teilstrahlen 11a und 11b zu messen. Die transmittierte Intensität ist ein Maß dafür, wie genau die Bragg-Bedingung, also der Winkel zwischen den Speichermedium 8a bzw. 8b und den auftref­ fenden Lesestrahlen 5a und 5b erfüllt ist. Das Ausgangs­ signal des intensitätsmessenden Strahlblockierers 16a und 16b kann also als Regelgröße für die genaue Einstellung der Winkelposition der Speichermedien 8a und 8b verwendet werden. Dieses ist Gegenstand der separaten, nachveröf­ fentlichten Patentanmeldung DE 199 12 023.

Wie sich aus den beiden zuvor beschriebenen Ausführungs­ beispielen anhand der Fig. 1 und 2 ergibt, verlaufen die in den Speichermedien 8a, 8b und 8c erzeugten Informati­ onsstrahlen 10a, 10b und 10c parallel zueinander, so daß die zugeordneten Aufnahmemittel 12, 13 und 14 jeweils parallel zueinander verlaufende optische Achsen aufweisen. Den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß für jeden Informationsstrahl 10a, 10b und 10c jeweils separate Aufnahmemittel 12a und 14a, 12b und 14b sowie 12c und 14c vorgesehen sind. Somit können die Speichermedien 8a bis 8c jeweils gleichzeitig ausgelesen und die Informationsgehalte der Speichermedien 8a bis 8c parallel erfaßt werden.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, das in der Anordnung der Speichermedien 8a, 8b und 8c dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entspricht. Den drei In­ formationsstrahlen 10a, 10b und 10c ist jedoch ein ge­ meinsames Aufnahmemittel 12 und 14 zugeordnet, wobei ver­ schiedene optische Mittel in den Strahlengängen der In­ formationsstrahlen 10a, 10b und 10c vorgesehen sind, um diese dem gemeinsamen Aufnahmemitteln 12 und 14 zuzulei­ ten.

Dazu sind zunächst in den Strahlengängen der Informati­ onsstrahlen 10b und 10c Spiegel 17b und 17c vorgesehen, die die Informationsstrahlen 10b und 10c in Richtung auf den Informationsstrahl 10a reflektieren. Im Strahlengang des Informationsstrahles 10a sind dann Strahlteiler 18b und 18c angeordnet, die die Informationsstrahlen 10b und 10c in den Strahlengang des Informationsstrahls 10a ein­ koppeln. Somit treffen sämtliche Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c hinter dem in Fig. 3 oberen Strahlteiler 18c zusammen und können von den optischen Aufnahmemitteln 12 und 14 gemeinsam erfaßt werden.

Da jedoch in der Regel die Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c jeweils für sich erfaßt werden sollen, sind in den Strahlengängen der Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c separat steuerbare Verschlüsse 19a, 19b und 19c angeordnet. Durch eine geeignete elektrische Ansteuerung kön­ nen die Verschlüsse 19a, 19b und 19c wechselweise für ein Durchlassen oder Blockieren des zugeordneten Informati­ onsstrahl 10a, 10b oder 10c angesteuert werden, so daß wahlweise nur einer der Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c auf die Aufnahmemittel 12 und 14 gelangt. Somit kann in Abhängigkeit von der aus den Speichermedien 8a, 8b und 8c ausgelesenen Informationen die Reihenfolge des Erfas­ sens dieser Informationen festgelegt werden, weshalb die Ansteuerung der Verschlüsse 19a, 19b und 19c auch als zeitliches Multiplexing oder Zeitmultiplexing bezeichnet werden. Beispielsweise kann durch das zeitlich aufeinan­ der folgende Auslesen und Erfassen der Informationen der einzelnen Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c jeweils die Zeit des Erfassens eines Informationsstrahls 10a dazu genutzt werden, um eine neue Winkelposition der anderen Speichermedien 8b und 8c einzustellen, bevor deren zur neuen Winkelposition gehörende Informationen durch Um­ schalten der Verschlüsse 19a, 19b und 19c von den Aufnah­ memitteln 12 und 14 erfaßt werden.

Bei den zuvor dargestellten drei Ausführungsbeispielen wurde der Lesestrahl 5 in vollem aufgeweiteten Durchmes­ ser auf die Speichermedien 8a, 8b und 8c geleitet und die in den Speichermedien 8a, 8b und 8c erzeugten Informati­ onsstrahlen 10a, 10b und 10c wurden ebenfalls in ihrer vollen Breite auf die Aufnahmemittel 12 und 14 bzw. 12a bis 12c und 14a bis 14c geleitet. Da - wie oben beschrie­ ben worden ist - bei den aus dem Stand der Technik be­ kannten Speichermedien bereits geringe Volumina ausrei­ chen, um ein vollständiges Hologramm zu speichern, kann mit den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ein sehr kompakter Aufbau erreicht werden. Denn beispielswei­ se können Speichermedien mit Abmessungen im Bereich von 3 × 3 × 3 mm³ eingesetzt werden. Dementsprechend können die weiteren optischen Elemente und Aufnahmemittel ebenfalls sehr klein gewählt werden, so daß sehr geringe Abmessun­ gen der gesamten Vorrichtung erreichbar sind.

Fig. 4 zeigt ein weiteres im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung entsprechendes Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung, bei dem Speichermedien 8 eingesetzt werden, die in eine Mehrzahl von Raumberei­ chen aufgeteilt sind, in denen separat holographische In­ formationen gespeichert sind. Für ein gezieltes Auslesen der einzelnen Raumbereiche der Speichermedien 8 sind da­ her zusätzliche Maßnahmen erforderlich, die im folgenden beschrieben werden.

Im Strahlengang des am Spiegel 4 reflektierten aufgewei­ teten Lesestrahls 5 ist ein räumlicher Strahlmodulator 6 angeordnet. Der Strahlmodulator 6 bewirkt ein teilweises Ausblenden des auftreffenden Lesestahls 5, so daß gezielt einzelne Raumbereiche innerhalb der Speichermedien 8a, 8b und 8c ausgelesen werden. Dazu dient der Teillesestrahl 7, der vom räumlichen Strahlmodulator 6 durchgelassen wird, während der restliche Anteil des aufgeweiteten Le­ sestrahls 5 abgeblockt wird.

Der Strahlmodulator 6 weist eine im wesentlichen der Grö­ ße der Oberfläche der Speichermedien 8a, 8b und 8c ent­ sprechende Oberfläche auf. Dadurch wird sichergestellt, daß der aufgeweitete Lesestrahl 5, der den Strahlmodula­ tor 6 im wesentlichen vollständig ausleuchtet, in Form von ausgeblendeten Teillesestrahlen 7 die gesamte Volumi­ na der Speichermedien 8a, 8b und 8c erreichen kann. Da der aufgeweitete Lesestrahl 5 im wesentlichen ein paral­ lel verlaufendes Strahlenbündel darstellt, ist durch die Ansteuerung einzelner Felder des Strahlmodulators 6 ein Ausleuchten separater Raumbereiche der Speichermedien 8a, 8b und 8c möglich, ohne daß es einer zusätzlichen Optik bedarf. Daher trifft der jeweils durch den Strahlenmodu­ lator 6 ausgeblendete Teillesestrahl 7 als paralles Strahlenbündel unter dem voreingestellten Winkel auf die Speichermedien 8a, 8b und 8c.

In den Speichermedien 8a, 8b und 8c werden durch den aus­ geblendeten Teillesestrahl 7 bzw. durch die transmittier­ ten Strahlen 11a und 11b die räumlich begrenzten Informa­ tionsstrahlen 10a, 10b und 10c erzeugt. Diese werden durch die zugeordneten Aufnahmemittel 12 und 14 in der zuvor beschriebenen Weise aufgenommen und erfaßt.

Fig. 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung, das in seinem Aufbau dem in Fig. 2 dar­ gestellten zweiten Ausführungsbeispiel entspricht. Wie beim vierten Ausführungsbeispiel ist auch hier ein trans­ mittierender räumlicher Strahlmodulator 6 im Strahlengang vor dem ersten Speichermedium 8a sowie vor dem ersten Strahlteiler 15a angeordnet. Somit gelangen nur die Teillesestrahlzweige 7a und 7b auf die Speichermedien 8a und 8b, um darin die räumlich begrenzten Informations­ strahlen 10a und 10b zu erzeugen.

Fig. 6 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Funktionsweise des transmittierenden räumlichen Strahlmo­ dulators 6 in Form einer Flüssigkristallanzeige (LCD). Die Flüssigkristallanzeige 6 weist eine Mehrzahl von in einer Matrix angeordneten elektrisch ansteuerbaren Fel­ dern 20, auf die jeweils einzeln oder gruppenweise ange­ steuert werden können. Somit kann abhängig vom auszule­ senden Raumbereich 22 des Speichermediums 8 ein Teillesestrahl 7 aus dem aufgeweiteten, auf den Strahlenmodulator 6 auftreffenden Lesestrahl 5 ausgeblendet werden. Dazu ist ein aus vier Feldern 20 bestehendes Fenster 21 der Flüssigkristallanzeige 6 transmittierend angesteuert, während die anderen Felder 20 den Lesestrahl 5 blockie­ ren. Das Fenster 21 läßt somit den Teillesestrahl 7 pas­ sieren.

Der Teillesestrahl 7 trifft dann auf das holographische Speichermedium 8 und liest das in dem Raumbereich 22 un­ ter dem eingestellten Winkel zwischen Teillesestrahl 7 und Speichermedium 8 gespeicherte Hologramm aus. Es ent­ stehen der abgebeugte Informationsstrahl 10 und der transmittierte Teilstrahl 11. Der Informationsstrahl 10 wird über die Optik 12 in den Strahl 13 aufgeweitet und in die CCD-Kamera 14 abgebildet. Die Daten der CCD-Kamera 14 werden dann von einem Computer übernommen und dort weiter verarbeitet.

Fig. 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung, das einen Aufbau entsprechend dem drit­ ten Ausführungsbeispiel von Fig. 3 aufweist. Beim sech­ sten Ausführungsbeispiel trifft der aufgeweitete Lese­ strahl 5 auf einen reflektierenden räumlichen Strahlmodu­ lator 23, der beispielsweise als Digitalspiegelvorrich­ tung ausgebildet ist. Diese besteht aus einer im wesent­ lichen in einer Ebene angeordneten Matrix von Spiegeln mit geringen Abmessungen, die einzeln für sich durch eine elektrische Ansteuerung in ihrer Winkelposition einstell­ bar sind. Zur elektrischen Einstellung sind bspw. für je­ den Spiegel Piezoelement vorgesehen, die jeden einzelnen Spiegel der Digitalspiegelvorrichtung 23 separat verstel­ len. Somit können ein oder mehrere Spiegel der Digital­ spiegelvorrichtung 23 so eingestellt werden, daß nur der auf sie auftreffende Teil des Lesestrahls 5 in Richtung der Speichermedien 8a, 8b und 8c gerichtet ist. Die übri­ gen Spiegel der Digitalspiegelvorrichtung 23 weisen eine andere Raumrichtung auf und reflektieren die auf sie auf­ treffende elektromagnetische Strahlung in einen Raumbe­ reich außerhalb der Speichermedien 8a, 8b und 8c. Daher entspricht jeder Spiegel der Digitalspiegelvorrichtung 23 einem der zuvor beschriebenen elektrisch ansteuerbaren Felder eines allgemeinen räumlichen Strahlmodulators. Der räumlich begrenzte Teillesestrahl 7 sowie die transmit­ tierten Teilstrahlen 11a und 11b erzeugen in den Spei­ chermedien 8a, 8b und 8c die Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c, die in dem gemeinsamen Aufnahmemittel 12 und 14 aufgenommen und erfaßt werden. Dabei entspricht der Aufbau der optischen Elemente in den Strahlengängen der Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c dem des in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiels.

Fig. 8 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Funktionsweise der Digitalspiegelvorrichtung 23. Der auf­ geweitete Lesestrahl 5 beleuchtet den Strahlmodulator bzw. die Digitalspiegelvorrichtung 23 im wesentlichen vollständig und vorzugsweise mit im wesentlichen homoge­ ner Intensität. Durch das elektrische Beschalten reflek­ tiert der Strahlmodulator 23 nur einen Teillesestrahl 7, wobei dessen Position in Bezug auf das Speichermedium 8 sowie der Durchmesser des Teillesestrahls 7 in Abhängig­ keit von dem von der eingeschriebenen holographischen In­ formation eingenommenen Raumbereich 22 im Speichermedium 8 eingestellt wird. Dazu sind ein oder mehrere Felder 24 der Digitalspielgelvorrichtung 23 für ein Reflektieren des Teillesestrahls 7 in Richtung des Speichermediums 8 geschaltet. Dieses wird exemplarisch als reflektierendes Fenster 25 gezeigt, das aus insgesamt vier Feldern 24 besteht, wie im gestrichelten Linien in Fig. 8 dargestellt ist.

Fig. 9 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung, das in seinem Aufbau im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 entspricht. Beim siebten Ausführungsbeispiel wird der aufgeweitete Lesestrahl 5 in seinem gesamten Durchmesser auf die Spei­ chermedien 8a bzw. als Teilstrahlen 11a und 11b auf die Speichermedien 8b und 8c geleitet. Die somit erzeugten abgebeugten Informationsstrahlen 10a, 1Db und 10c enthal­ ten die Informationen sämtlicher ausgeleuchteter Raumbe­ reiche der Speichermedien 8a, 8b und 8c entsprechend dem Einfallswinkel.

Das siebte Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß in den Strahlengängen der Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c transmittierende räumliche Strahlmodulatoren 6a, 6b und 6c angeordnet sind, die aus den einfallenden Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c Teilinformations­ strahlen 26a, 26b und 26c ausblenden. Die Teilinformati­ onsstrahlen 26a, 26b und 26c entsprechend jeweils einem zugeordneten Raumbereich der jeweiligen Speichermedien 8a, 8b und 8c.

Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbei­ spielen, bei denen der Lesestrahl 5 vor dem Auftreffen auf die Speichermedien 8a, 8b und 8c räumlich auf den Teillesestrahl 7 begrenzt worden ist und bei denen somit jeweils korrespondierende Raumbereiche der Speichermedien 8a, 8b und 8c vorausgewählt wurden, können beim vorlie­ genden siebten Ausführungsbeispiel durch das vollständige Ausleuchten der Speichermedien 8a, 8b und 8c und durch räumliches Selektieren der Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c unterschiedliche Raumbereiche der einzelnen Spei­ chermedien 8a, 8b und 8c erfaßt werden. Dieses ist in Fig. 9 durch unterschiedliche Auftreffpositionen der In­ formationsteilstrahlen 26a, 26b und 26c auf den Optiken 12a, 12b und 12c dargestellt.

Fig. 10 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung, dessen Aufbau im wesentlichen dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht. Wie beim siebten Ausführungsbeispiel sind beim vorliegendem Ausführungsbeispiel in den Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c räumliche Strahlmodulatoren angeordnet. Im Strah­ lengang des Informationsstrahls 10a ist ein transmittie­ render räumlicher Strahlmodulator 6a angeordnet, während in den Strahlengängen der Informationsstrahlen 10b und 10c reflektierende Strahlmodulatoren 23b und 23c angeord­ net sind. Der Strahlmodulator 6a ist dabei als Flüssig­ kristallanzeige (LCD) ausgebildet, wie in Fig. 6 darge­ stellt und zuvor beschrieben worden ist. Die reflektie­ renden Strahlmodulatoren 23b und 23c sind dagegen als Di­ gitalspiegelvorrichtungen ausgebildet, wie in Fig. 8 dar­ gestellt und zuvor beschrieben worden ist. In jedem Fall können die räumlichen Strahlmodulatoren 6a, 23b und 23c einen Teilinformationsstrahl 26a, 26b und 26c ausblenden, wobei jeweils unabhängig voneinander in den verschiedenen Speichermedien 8a, 8b und 8c unterschiedliche Raumberei­ che erfaßt werden.

Die Teilinformationsstrahlen 26a, 26b und 26c werden dann in der Weise auf die gemeinsamen Aufnahmemittel 12 und 14 abgebildet, wie es oben anhand von Fig. 3 beschrieben worden ist. Da die Teilinformationsstrahlen 26a, 26b und 26c unterschiedlich räumlich ausgeblendet worden sind, ergeben sich im Strahlengang hinter dem letzten Strahlteiler 18c die versetzt angeordneten Strahlverläufe. Da­ bei ist der Stahlengang des Teilinformationsstrahls 26a mit durchgezogenen Linien dargestellt, während die Tei­ linformationsstrahlen 26b und 26c im Strahlverlauf hinter den Verschlüssen 19b und 19c gestrichelt dargestellt sind. Dieses soll veranschaulichen, daß lediglich der Blockierer 19a auf Durchlaß geschaltet ist, während die beiden Verschlüsse 19b und 19c die auf sie auftreffenden Teilinformationsinformationsstrahlen 26b und 26c blockie­ ren. Diese Vorgehensweise ist oben bereits als eine Form des Zeitmultiplexing beschrieben worden.

Bei sämtlichen zuvor dargestellten Ausführunsgbeispielen sind die verschiedenen Speichermedien 8a, 8b und 8c auf Drehtischen 9a, 9b und 9c angeordnet. Da es sich dabei um separate Bauelemente handelt, können diese unabhängig voneinander in der Drehstellung eingestellt werden. Dazu sind die Drehtische 9a, 9b und 9c mit steuerbaren Antrie­ ben versehen. Obwohl in den zuvor beschriebenen Figuren zur Darstellung der Ausführungsbeispiele die Speicherme­ dien 8a, 8b und 8c einen im wesentlichen gleichen Winkel zum auftreffenden Lesestrahl 5 bzw. Teilstrahl 11a und 11b aufweisen, können die Speichermedien 8a, 8b und 8c in vollständig unabhängig voneinander gewählten Winkelposi­ tionen eingestellt werden.

Da die Speichermedien einen vom umgebenden Medium (Luft) abweichenden Brechungsindex aufweisen, kommt es dann, wenn das Speichermedium unter einem von 90° abweichenden Winkel zum Lesestrahl 5 bzw. 7 eingestellt ist, zu einem parallelen Strahlversatz, der auch als Parallaxe bezeich­ net wird. Dieses ist in Fig. 11 anhand des Strahlenganges eines Teillesestrahls 7 dargestellt, der auf das Spei­ chermedium 8 auftrifft. Durch die Winkelstellung des.

Speichermediums 8 in Bezug auf den auftreffenden Teille­ sestrahl 7 kommt es durch optische Brechung zu einem Ver­ satz des austretenden Teilstrahls 11. Auch wenn der Strahlversatz gering ist, können doch bei einer Vielzahl von hintereinander angeordneten Speichermedien 8 deutli­ che Abweichungen der Teilstrahlen 11 in der Summe aller Strahlversätze entstehen. Als Ausgleich dafür ist, wie in Fig. 11 dargestellt ist, ein zusätzliches optisches Ele­ ment 27 in Form einer planparallelen Scheibe in Strahlen­ gang des Teilstrahls 11 angeordnet, das einen Brechungs­ index und eine Dicke aufweist, die im wesentlichen mit dem Brechungsindex und der Dicke des zugeordneten Spei­ chermediums 8 übereinstimmen. Korrespondiert die Winkel­ stellung des optischen Elementes 27 der des Speichermedi­ ums 8, so tritt ein paralleler Strahlversatz auf, der den in dem Speichermedium 8 auftretenden Strahlversatz aus­ gleicht. Dadurch wird erreicht, daß der aus dem optischen Element 27 austretende Teilstrahl 11 sich im wesentlichen in der räumlichen Verlängerung des Teillesestrahls 7 aus­ breitet. Ist darüber hinaus das optische Element 27 ge­ gensinnig synchron mit der Drehung des Drehtisches 9 drehbar, was durch ein geeignetes Getriebe realisiert ist, so findet automatisch ein Ausgleich der Parallaxe des Teilstrahls 11 für sämtliche Winkelstellungen des Drehtisches 9 bzw. des Speichermediums 8 statt.

Fig. 12 zeigt schließlich ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei dem ähnlich wie bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Le­ sestrahl 5 in Lesestrahlzweige aufgeteilt ist. Dazu ist im Strahlengang des Lesestrahls 5 ein reflektierender räumlicher Strahlenmodulator 23 angeordnet. Der Strahlen­ modulator 23 reflektiert zwei Teillesestrahlen 7a und 7b in zwei unterschiedliche Raumrichtungen, wie Fig. 12 zeigt. Dazu sind die Felder 24 des Strahlmodulators so angesteuert, daß zwei Fenster 25 (vergleiche Fig. 8) ge­ bildet werden, die die beiden Teillesestrahlen 7a und 7b erzeugen. In beiden Teillesestrahlen 7a und 7b ist je­ weils ein Speichermedium 8a bzw. 8b angeordnet, in denen Informationsstrahlen 10a und 10b erzeugt werden, die von den zugeordneten Aufnahmemitteln 12a und 14a sowie 12b und 14b aufgenommen und erfaßt werden. Obwohl Fig. 12 nur das Erzeugen von zwei Teillesestrahlzweigen 7a und 7b zeigt, kann die Digitalspiegelvorrichtung 23 zum Erzeugen einer Mehrzahl von Teillesestrahlzweigen verwendet wer­ den. Ebenso ist es möglich in jedem Teillesestrahlzweig 7a und 7b zwei oder mehr Speichermedien 8 anzuordnen, in denen jeweils Informationsstrahlen 10 erzeugt werden. So­ mit weist das neunte Ausführungsbeispiel einen weiteren Weg, wie mit Hilfe eines Lesestrahls 5 eine Vielzahl von Speichermedien 8 ausgelesen werden können.

Mit dem neunte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 ist dar­ über hinaus auch das Durchführen eines Zeitmultiplexing möglich. Die Digitalspiegelvorrichtung 23 entspricht in ihrer Funktion einen Strahlteiler. Zudem können die ein­ zelnen Felder 24 der Digitalspiegelvorrichtung einzeln angesteuert werden, so daß Einstellmittel zur Verfügung stehen, die die Reflektionseigenschaft des Strahlteilers beeinflussen können. Wird beispielsweise die Reflektions­ richtung des Strahlteilers bzw. der Digitalspiegelvor­ richtung 23 verändert, so können die Teillesestrahlzweige 7a und 7b ein- und ausgeschaltet werden. Ebenso ist es möglich, nicht nur ein Ein- und Ausschalten durchzufüh­ ren, sondern auch die Intensität der Teillesestrahlzweige 7a und 7b einzustellen, indem beispielsweise statt einer maximalen Anzahl von Feldern 24 eines Fensters 25 nur ein Teil der Felder für ein Reflektieren der Teillesestrahlzweige 7a und 7b im Vergleich zu der Anzahl von Feldern 24 verwendet werden, die für ein volles Reflektieren erfor­ derlich sind. Somit lassen sich sowohl die Reflektions­ richtung als auch die Reflektionsintensität des Strahl­ teilers bzw. der Digitalspiegelvorrichtung 23 einstellen. Beispielsweise ist somit möglich, eine Vielzahl von Teillesestrahlzweigen nacheinander mit der Strahlungsin­ tensität des Lesestrahls 5 zu versorgen.

Die Funktion des zeitlich einstellbaren Strahlteilers kann auch durch einen Drehspiegel realisiert werden, der zeitlich nacheinander in verschiedene Raumrichtungen re­ flektiert, um somit unterschiedliche Lesestrahlzweige an­ zusteuern. Die Ausgestaltung als Drehspiegel ist nicht in der Zeichnung dargestellt.

Claims (35)

1. Verfahren zum Auslesen von mindestens zwei hologra­ phischen Speichermedien,
bei dem mit Hilfe eines Lesestrahls (5, 7) aus kohä­ renter elektromagnetischer Strahlung in den minde­ stens zwei Speichermedien (8a, 8b, 8c) Informations­ strahlen (10a, 10b, 10c) erzeugt werden und
bei dem die Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c) mit Hilfe von Aufnahmemitteln (12, 14) für ein Erfassen der Informationen aufgenommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mit Hilfe minde­ stens eines durch ein Speichermedium (8a, 8b) trans­ mittierten Teilstrahls (11a, 11b) die Informationen eines im Strahlengang nachfolgenden Speichermedium (8b, 8c) ausgelesen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mit Hilfe mindestens eines Strahlteilers (15a, 15b, 23) aus dem Lesestrahl (5, 7) mindestens ein Lesestrahlzweig (5a, 5b, 5c; 7a, 7b, 7c) abgezweigt wird und bei dem mit Hilfe des mindestens einen Lesestrahlzweigs (5a, 5b, 5c; 7a, 7b, 7c) die Informationen aus mindestens zwei Speichermedien (8a, 8b, 8c) ausgelesen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem mit Hilfe jeweils eines Aufnahmemittels (12, 14) je­ der Informationsstrahl (10) erfaßt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem mit Hilfe jeweils eines Aufnahmemittels (12, 14) mindestens zwei Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c) erfaßt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, bei dem mit Hilfe mindestens eines im Strahlengang angeordneten räum­ lichen Strahlmodulators (6, 23) die Speichermedien (8a, 8b, 8c) räumlich begrenzt erfaßt werden.

7. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Speichermedien (8a, 8b, 8c) mit Hilfe von Drehti­ schen (9a, 9b, 9c) unabhängig voneinander in unter­ schiedliche Winkelpositionen relativ zum Lesestrahl (5, 7) eingestellt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem mit Hilfe eines optischen Elements (27) der Strahl­ versatz eines durch ein Speichermedium (8) transmit­ tierten Teilstrahls (11) ausgeglichen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das optische Ele­ ment (27) synchron gegensinnig mit dem Speichermedi­ um (8) gedreht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Lesestrahl (5, 7) in mindestens zwei Lese­ strahlzweige (5a, 5b; 7a, 7b) aufgeteilt wird und bei dem die Intensitätsverteilung auf die mindestens zwei Lesestrahlzweige (5a, 5b; 7a, 7b) zeitlich ver­ ändert wird.

11. Vorrichtung zum Auslesen von mindestens zwei holo­ graphischen Speichermedien,
mit einer Strahlungsquelle (1) zum Erzeugen eines Lesestrahls (5, 7) aus kohärenter elektromagneti­ scher Strahlung,
mit mindestens zwei im Strahlengang des Lesestrahls (5, 7) angeordneten Speichermedien (8a, 8b, 8c) und
mit Aufnahmemitteln (12, 14) zum Erfassen der in den mindestens zwei Speichermedien (8a, 8b, 8c) erzeug­ ten Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der mindestens eine durch ein Speichermedi­ um (8a, 8b) transmittierte Teilstrahl (11a, 11b) den Lesestrahl für ein im Strahlengang nachfolgendes Speichermedium (8b, 8c) bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens ein Strahlteiler (15a, 15b; 23) im Strahlengang des Lesestrahls (5, 7) an­ geordnet ist und daß die Speichermedien (8a, 8b, 8c) zumindest teilweise in dem mindestens einen durch den Strahlteiler (15a, 15b; 23) abgezweigten Lese­ strahlzweig (5a, 5b, 5c; 7a, 7b, 7c) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest teilweise die in den Speichermedien (8a, 8b, 8c) erzeugten Informati­ onsstrahlen (10a, 10b, 10c) parallel zueinander ver­ laufen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß für jeden Informations­ strahl (10a, 10b, 10c, 26a, 26b, 26c) ein Aufnahme­ mittel (12a, 12b, 12c; 14a, 14b, 14c) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß für jeweils mindestens zwei Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c, 26a, 26b, 26c) gemeinsame Aufnahmemittel (12, 14) vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß optische Mittel (17a, 17b, 17c; 18a, 18b, 18c; 19a, 19b, 19c) für ein abwechselndes Projizie­ ren jeweils eines der Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c; 26a, 26b, 26c) auf die gemeinsamen Aufnah­ memittel (12, 14) vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein räumlicher Strahlmodulator (6, 23) im Strahlengang angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß der Strahlmodulator (6, 23) eine Mehrzahl von elektrisch ansteuerbaren Feldern (20, 24) auf­ weist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 23) eine im wesentlichen der Oberfläche der Speichermedien (8) entsprechende Oberfläche aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6) transmittierend, vorzugsweise als Flüssigkristallan­ zeige ausgebildet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (23) reflektierend, vorzugsweise als Digitalspiegelvor­ richtung ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 23) im Strahlengang vor dem ersten Speichermedium (8a) angeordnet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 23) im Strahlengang vor dem ersten Strahlteiler (15a) angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Strahlmodulator (6a, 6b, 6c; 23b, 23c) im Strahlengang mindestens eines Informationsstrahls (10a, 10b, 10c) angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, da­ durch gekennzeichnet, daß die Speichermedien (8a, 8b, 8c) auf Drehtischen (9a, 9b, 9c) angeordnet sind, die vorzugsweise steuerbare Antriebe aufwei­ sen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drehtische (9a, 9b, 9c) unabhängig von­ einander in der Drehstellung einstellbar sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, daß im Strah­ lengang eines in einem in Strahlrichtung zuvor durchlaufenen Speichermedium (8) erzeugten Teil­ strahls (11) ein den Strahlversatz ausgleichendes optisches Element (27) vorgesehen ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich­ net, daß das optische Element (27) als planparallele Scheibe ausgebildet ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das optische Element (27) einen Brechungsindex und eine Dicke aufweist, die im we­ sentlichen mit dem Brechungsindex und der Dicke des zugeordneten Speichermediums (8) übereinstimmen.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, da­ durch gekennzeichnet, daß das optische Element (27) gegensinnig synchron mit der Drehung des Drehtisches (9) drehbar ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß Einstellmittel zum Ändern der Reflektionseigenschaft mindestens eines des Strahlteiler (15a, 15b; 23) vorgesehen sind.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einstellmittel die Reflektionsrichtung und/oder die Reflektionsintensität des Strahlteilers (15a, 15b; 23) einstellen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strahlteiler als Digitalspie­ gelvorrichtung (23) ausgebildet ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strahlteiler als Drehspiegel ausgebildet ist.