DE10022955A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen von holographisch gespeicherten Informationen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen von in einem Speichermedium (8) holographisch gespeicherten Informationen, die in mindestens zwei verschiedenen Raumbereichen des Speichermediums (8) gespeichert sind, bei dem mit Hilfe eines Lesestrahls (5, 7) aus kohärenter elektromagnetischer Strahlung in dem Speichermedium (8) ein die holographischen Informationen enthaltender Informationsstrahl (10, 19) erzeugt wird und bei dem der Informationsstrahl (10, 19) mit Hilfe von Aufnahmemitteln (12, 14) für ein Erfassen der Informationen aufgenommen wird, bei dem das technische Problem, eine Vorrichtung zu schaffen, durch die in kürzester Zeit verschiedene holographisch beschriebene Raumbereiche eines holographischen Speichermediums mit einem Lesestrahl erfaßt werden können, dadurch gelöst ist, das mit Hilfe eines im Strahlengang angeordneten räumlichen Strahlmodulators (6, 15) das Speichermedium (8) räumlich begrenzt erfaßt wird. Der Strahlmodulator ist dabei anwahlweise vor oder hinter dem Speichermedium angeordnet. DOLLAR A Das technische Problem wird auch durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen von in einem Speichermedium holographisch gespeicherten Informa­ tionen, die in mindestens zwei verschiedenen Raumberei­ chen des Speichermediums gespeichert sind, bei dem mit Hilfe eines Lesestrahls aus kohärenter elektromagneti­ scher Strahlung in dem Speichermedium ein die holographi­ schen Informationen enthaltender Informationsstrahl er­ zeugt wird und bei dem der Informationsstrahl mit Hilfe von Aufnahmemitteln für ein Erfassen der Informationen aufgenommen wird.

Ebenso betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens mit einer Strahlungsquelle zum Er­ zeugen eines auf das Speichermedium gerichteten Lese­ strahls aus kohärenter elektromagnetischer Strahlung und mit Aufnahmemitteln zum Erfassen des im Speichermedium erzeugten Informationsstrahls.

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 vor­ gegebenen 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. ihren Absorptionskoeffizi­ enten ändern. Jedenfalls ist das holographische Material des Speichermediums dafür geeignet, holographisch 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 des Erfassens sehr groß. Hingegen ist insbesondere die Ortspositionie­ rung des Lesestrahls auf mechanischem Wege sehr zeitauf­ wendig. Wegen der großen gespeicherten Datenmenge muß ein holographischer nur lesbarer Speicher (Read Only Memory - ROM) allerdings schnell auslesbar sein. Daher sollte das holographische Speichermedium nicht nur schnell auf die benötigte Winkelposition gedreht werden können, sondern zum Auslesen der Informationen muß der Lesestrahl mög­ lichst instantan auf die verschiedenen Raumbereiche des Speichermediums positioniert werden können. Dabei muß ein vorgegebener Einstrahlwinkel auf das Speichermedium ein­ gehalten werden, um bei einer gegebenen Winkelposition des Speichermediums die Braggbedingung exakt zu erfüllen. Dieses kann im Stand der Technik mit mechanisch verstell­ baren Optiken oder durch optoakustische Ablenkvorrichtung nicht zuverlässig und ausreichend schnell bewerkstelligt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die verschiedene holographisch beschrie­ bene Raumbereiche eines holographischen Speichermediums mit einem Lesestrahl unter Beibehaltung des Einstrahlwin­ kels schnell und mit einfachen Mitteln erfaßt werden kön­ nen.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung durch ein Verfah­ ren gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß mit Hilfe eines im Strahlengang angeordneten räumlichen Strahlmodulator das Speichermedium räumlich begrenzt erfaßt. Dadurch wird gezielt nur ein vorgegebener Raumbereich des Speicherme­ diums, der die benötigte holographisch gespeicherte In­ formation beinhaltet, von den Aufnahmemitteln erfaßt. Wahlweise wird dazu der Strahlmodulator vor oder hinter dem Speichermedium im Strahlengang angeordnet.

In einer besonders bevorzugten Weise ist der räumliche Strahlmodulator im Strahlengang des Lesestrahls angeord­ net und mindestens ein Feld des Strahlmodulators wird so angesteuert, daß das Feld den darauf auftreffenden Teil des Lesestrahls als Teillesestrahl auf das Speichermedium leitet. Die anderen Felder des Strahlmodulators werden so angesteuert, daß diese den darauf auftreffenden Lese­ strahl nicht auf das Speichermedium leiten. Somit wird der Lesestrahl durch jedes der Felder je nach Ansteuerung entweder in Richtung des Speichermediums geleitet oder vollständig geblockt bzw. in Raumbereiche außerhalb des Speichermediums geleitet.

Alternativ zu der zuvor beschriebenen Anordnung kann der räumliche Strahlmodulator im Strahlengang des Informati­ onsstrahls angeordnet werden, wobei mindestens ein Feld des Strahlmodulators so angesteuert wird, daß der auf das Feld auftreffende Teil des Informationsstrahls als Tei­ linformationsstrahl auf die Aufnahmemittel geleitet wird. Die anderen Felder des Strahlmodulators werden so ange­ steuert, daß der auf die anderen Felder auftreffende Teil des Informationsstrahls nicht auf die Aufnahmemittel ge­ leitet wird. Somit wird nicht der Lesestrahl sondern der Informationsstrahl ausgeblendet, der die Informationen aus dem gesamten ausgeleuchteten Bereich des Speicherme­ diums enthält. Dieser wird mit Hilfe des Strahlmodulators so selektiert, daß nur der Teil des Informationsstrahls auf die Aufnahmemittel geleitet wird, der die Informatio­ nen 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 bzw. des Teilinforma­ tionsstrahls durch eine rein elektrische 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.

Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird das oben aufgezeigte technische Problem durch eine Vor­ richtung zum Auslesen von in einem Speichermedium holo­ graphisch gespeicherten Informationen gemäß Anspruch 5 dadurch gelöst, daß ein räumlicher Strahlmodulator im Strahlengang angeordnet ist. Der Strahlmodulator bewirkt in der zuvor anhand des Verfahrens beschriebenen Weise das teilweise Ausblenden des auftreffenden Strahls, wodurch gezielt verschiedene Raumbereiche innerhalb des Speichermediums separat ausgelesen werden können.

Wahlweise ist der Strahlmodulator im Strahlengang des Le­ sestrahls vor dem Speichermedium oder im Strahlengang des Informationsstrahls hinter dem Speichermedium angeordnet. Somit wird entweder der Lesestrahl oder der Informations­ strahl beeinflußt.

Es ist bevorzugt, den Lesestrahl mit Mitteln zum Aufwei­ ten aufzuweiten, so daß sowohl der Strahlmodulator als auch das holographische Speichermedium im wesentlichen vollständig ausgestrahlt werden.

In bevorzugter Weise weist der Strahlmodulator eine im wesentlichen der Größe der Oberfläche des Speichermediums entsprechende Oberfläche auf. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß der aufgeweitete Lesestrahl, der den Strahl­ modulator im wesentlichen vollständig ausleuchtet, in Form von ausgeblendeten Teillesestrahlen das gesamte Vo­ lumen des Speichermediums erreichen kann. Da der aufge­ weitete Lesestrahl im wesentlichen ein parallel verlau­ fendes Strahlenbündel darstellt, ist durch die Ansteue­ rung der einzelnen Felder des Strahlmodulators ein Aus­ leuchten separater Raumbereiche des Speichermediums mög­ lich, ohne daß es einer zusätzlichen Optik bedarf. Daher trifft der durch den Strahlmodulator ausgeblendete Teillesestrahl jeweils als paralleles Strahlenbündel un­ ter dem voreingestellten Winkel auf das Speichermedium. Ebenso gilt, daß die Oberfläche des Strahlmodulators die gesamte Querschnittsfläche des Informationsstrahls er­ faßt, so daß aus dessen gesamten Querschnitt gezielt ein­ zelne Abschnitte bzw. Strahlenbündel ausgeblendet werden können.

Daneben kann die Größe der Oberfläche des Strahlmodula­ tors von der des Speichermediums abweichen, insbesondere kleiner ausgebildet sein. Dann kann mit einer geeigneten Optik eine optische Abbildung der Oberfläche des Strahl­ modulators auf das Speichermedium erfolgen. Die zur An­ wendung kommende Optik weist dazu vorzugsweise zwei Sam­ mellinsen auf, die so angeordnet sind, daß deren Brenn­ punkte zusammenfallen. Somit wird das vom Strahlmodulator einfallende parallele Strahlenbündel in ein paralleles Strahlenbündel anderer Abmessung abgebildet, das dann bspw. auf das Speichermedium gerichtet ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorlie­ genden Erfindung ist der Strahlmodulator reflektierend ausgebildet, bspw. in Form einer Digitalspiegelvorrich­ tung. Diese besteht aus einer im wesentlichen in einer Ebene angeordneten Matrix von Spiegeln mit geringen Ab­ messungen, die einzeln für sich durch eine elektrische Ansteuerung in ihrer Winkelposition einstellbar sind. Beispielsweise sind zur elektrischen Einstellung jeweils Piezoelemente vorgesehen, die jeden einzelnen Spiegel der Digitalspiegelvorrichtung separat verstellen. Somit kön­ nen ein oder mehrere Spiegel der Spiegelmatrix so einge­ stellt werden, daß nur der auf sie aufgestrahlte Teil des Lese- bzw. Informationsstrahls auf das Speichermedium bzw. die Aufnahmemittel gerichtet ist, während die übri­ gen Spiegel eine andere Raumrichtung aufweisen und die auf sie auftreffende elektromagnetische Strahlung in ei­ nen Raumbereich außerhalb des Speichermediums bzw. der Aufnahmemittel reflektieren. Daher entspricht jeder Spie­ gel der Digitalspiegelvorrichtung einem der zuvor be­ schriebenen elektrisch ansteuerbaren Felder.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Strahlmodulator transmittierend aus­ gebildet, beispielsweise in Form einer Flüssigkristallan­ zeige (LCD). Durch elektrisches Ansteuern jedes der Bild­ elemente der Flüssigkristallanzeige können diese entweder transmittierend oder den Lese- bzw. Informationsstrahl blockierend sein. Somit entspricht jedes Bildelement bzw. jede Gruppe von Bildelementen der Flüssigkristallanzeige einem elektrisch ansteuerbaren Feld der zuvor allgemein beschriebenen Art.

Bei beiden zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Strahlmodulators können die elektrisch ansteuerbaren Fel­ der jeweils einzeln oder gruppenweise angesteuert werden, so daß abhängig vom auszulesenden Raumbereich des Spei­ chermediums ein beliebiger Teillesestrahl aus dem aufge­ weiteten, auf den Strahlmodulator auftreffenden Lese­ strahl bzw. ein beliebiger Teilinformationsstrahl aus dem auftreffenden Informationsstrahl ausgeblendet werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die bei­ gefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zum Auslesen holographisch gespeicherter Informationen in einer schemati­ schen Darstellung,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel in einer schematischen perspektivischen Darstel­ lung.

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung,

Fig. 4 das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel in einer schematischen perspektivischen Darstel­ lung und

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbei­ spiel erzeugt ein Laser 1 einen Laserstrahl, der einen Polarisator 2 und einen Strahlaufweiter 3 mit Raumfre­ quenzfilterung mittels einer im Fokus einer ersten Sam­ mellinse angeordneten Blende durchläuft. An dem in Refle­ xion arbeitenden räumlichen Strahlmodulator 6, der als Digitalspiegelvorrichtung ausgebildet ist, wird der auf­ geweitete Laserstrahl als Lesestrahl 5 reflektiert. An der Oberfläche des Strahlmodulators 6 wird der aufgewei­ tete Lesestrahl 5 nach Größe und Ort selektiert und der so erzeugte Teillesestrahl 7 fällt auf das holographische Speichermedium 8, um bestimmte Hologramme auszulesen.

Im holographischen Speichermedium 8 sind die verschiede­ nen Hologramme in verschiedenen Raumbereichen und unter verschiedenen Winkeln relativ zum einfallenden Teillese­ strahl 7 abgespeichert. Dort teilt sich der Teillese­ strahl 7 in einen die Information enthaltenden, unter dem Braggwinkel gebeugten Informationsstrahl 10 und in einen transmittierten Teilstrahl 11 auf.

Der vom Hologramm abgebeugte Informationsstrahl 10 wird mittels einer Optik 12 aufgeweitet, wobei der aufgeweite­ te Strahl 13 eine CCD-Kamera 14 im wesentlichen vollstän­ dig ausleuchtet. Die CCD-Kamera wandelt das projizierte Hologramm in elektrische Signale um, die dann für eine geeignete Weiterverarbeitung zur Verfügung stehen. Die Optik 12 ist dabei so konzipiert, daß der abgebeugte In­ formationsstrahl 10 von allen Raumbereichen des Speicher­ mediums 8 aus auf die CCD-Kamera 14 abgebildet wird.

Das holographische Speichermedium 8 ist weiterhin drehbar auf einem Drehtisch 9 angeordnet, so daß das Winkelmulti­ plexing für eine ausgewählten Raumbereich durchgeführt werden kann. Der Drehtisch 9 ist dabei mit dem Drehgeber ausgerüstet und kann angesteuert werden.

In Fig. 2 ist die Reflexion des aufgeweiteten Laser­ strahls 5 am reflektierenden Strahlmodulator 6 perspekti­ visch dargestellt. Der aufgeweitete Lesestrahl 5 beleuch­ tet den Strahlmodulator 6 im wesentlichen vollständig und vorzugsweise mit im wesentlichen homogener Intensität. Durch das elektrische Beschalten reflektiert der Strahl­ modulator 6 nur einen Teillesestrahl 7, wobei die Ortspo­ sition des Teillesestrahls 7 in Bezug auf das Speicherme­ dium 8 sowie der Durchmesser des Teillesestrahls 7 in Ab­ hängigkeit von dem von der eingeschriebenen holographi­ schen Information eingenommenen Raumbereich 18 im Spei­ chermedium 8 eingestellt wird.

Dazu können ein oder mehrere Felder 21 des Strahlmodula­ tors 6 für ein Reflektieren des Teillesestrahls 7 in Richtung des Speichermediums 8 geschaltet sein. Dieses ist exemplarisch als reflektierendes Fenster dargestellt, das aus insgesamt vier Feldern 21 besteht, wie mit ge­ strichelten Linien in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Querschnittsfläche des Teillesestrahls 7 ist an dem zu bestrahlenden Raumbereich des Speichermediums 8 ange­ paßt. Die anderen reflektierenden Felder 20 sind so ange­ steuert, daß diese den Lesestrahl 7 in eine andere Rich­ tung als in Richtung auf das Speichermedium reflektieren. Dieses ist der Übersichtlichkeit wegen nicht in Fig. 2 dargestellt.

Der Teillesestrahl 7 trifft auf das holographische Spei­ chermedium 8 und liest das an dem Raumbereich 18 unter dem eingestellten Winkel zwischen Teillesestrahl 7 und Speichermedium 8 gespeicherte Hologramm aus. Es entsteht der abgebeugte Informationsstrahl 10 und der transmit­ tierte Teilstrahl 11, der - wie Fig. 1 im übrigen zeigt - über die Optik 12 in den Strahl 13 aufgeweitet und in die CCD-Kamera 14 abgebildet wird. Die Daten der CCD-Kamera 14 werden von einem Computer übernommen und dort weiter verarbeitet.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie beim ersten Ausführungsbeispiel kennzeich­ nen. Ein Laser 1 erzeugt einen Laserstrahl, der einen Po­ larisator 2 und einen Strahlaufweiter 3 mit Raumfrequenz­ filterung durchläuft, als Lesestrahl 5 an einem Spiegel 4 reflektiert wird und danach einen Strahlmodulator 15 transmittiert. Der räumliche Strahlmodulator 15 ist dazu als Flüssigkristallanzeige (LCD) ausgebildet.

Dort wird der aufgeweitete Lesestrahl 5 nach Größe und Ort selektiert und fällt als Teillesestrahl 7 auf das holographische Speichermedium 8, um in einem vorgegebenen Raumbereich ein dort abgespeichertes Hologramm auszule­ sen. Hinter dem Speichermedium 8 teilt sich der Teillese­ strahl 7 in einen die Information enthaltenden abgebeug­ ten Informationsstrahl 10 und in einen transmittierten Teilstrahl 11 auf.

Der vom Hologramm abgebeugte Informationsstrahl 10 wird mittels einer Optik 12 aufgeweitet, wobei der aufgeweite­ te Strahl 13 die CCD-Kamera 14 im wesentlichen vollstän­ dig ausleuchtet. Die Optik 12 ist dabei so konzipiert, daß der abgebeugte Strahl 10 von allen Ortspositionen des Speichermediums 8 aus auf die CCD-Kamera 14 abgebildet wird.

In Fig. 4 ist der Durchgang des aufgeweiteten Lesestrahls 5 durch den transmittierenden Strahlmodulator 15 perspek­ tivisch dargestellt. Der aufgeweitete Lesestrahl 5 be­ leuchtet den Strahlmodulator 15 vollständig und vorzugs­ weise mit im wesentlichen homogener Intensität. Durch das elektrische Beschalten transmittiert nur ein Teillese­ strahl 7 den Strahlmodulator 15, wobei die Ortsposition des Teillesestrahls 7 in Bezug auf das holographische Speichermedium 8 sowie der Durchmesser des Teillese­ strahls 7 in Abhängigkeit von dem von der eingeschriebe­ nen holographischen Information eingenommenen Raumbereich im Speichermedium 8 eingestellt wird.

Dazu können ein oder mehrere Felder 17 des Strahlmodula­ tors 15 für ein Durchlassen des Teillesestrahls 7 ge­ schaltet sein. Das exemplarisch geöffnete Fenster, das aus insgesamt vier Feldern 17 besteht, wie mit gestri­ chelten Linien in Fig. 4 dargestellt ist, läßt den Teillesestrahl 7 passieren.

Der Teillesestrahl 7 trifft auf das holographische Spei­ chermedium 8 und liest das an dem Raumbereich 18 unter dem eingestellten Winkel zwischen Teillesestrahl 7 und Speichermedium 8 gespeicherte Hologramm aus. Es entsteht der abgebeugte Informationsstrahl 10 und der transmit­ tierte 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 von einem Computer übernommen und dort weiter verarbei­ tet.

Wie sich aus dem Vergleich zwischen beiden in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten und zweiten Ausführungsbei­ spielen ergibt, ist der Raumbedarf beim ersten Ausfüh­ rungsbeispiel geringer als beim zweiten Ausführungsbei­ spiel, da der Strahlmodulator 6 des ersten Ausführungs­ beispiels die Funktion des Spiegels 2 im zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel einnimmt. Daher ist im Strahlengang zwi­ schen dem reflektierendem Strahlmodulator 6 und dem Spei­ chermedium 8 kein weiteres optisches Element erforder­ lich, so daß die beiden Baugruppen näher aneinander ange­ ordnet werden können. Darüber hinaus besitzt ein reflek­ tierender Strahlmodulator den Vorteil, daß die Intensität des Teillesestrahls 7 im Vergleich zur durch die Absorp­ tion innerhalb der Flüssigkristallanzeige 15 abgeschwäch­ ten Intensität im zweiten Ausführungsbeispiel erheblich größer ist. Daher können geringere Strahlleistungen des Lasers 1 eingesetzt werden und/oder eine weniger empfind­ liche CCD-Kamera 14 kann zur Aufnahme der Informationen aus dem Informationsstrahl 10 verwendet werden. Insbeson­ dere können dazu kommerziell erhältliche CCD-Kameras ein­ gesetzt werden. Dadurch wird neben dem geringerem Raumbe­ darf auch ein Kostenvorteil erzielt. Der Vorteil einer Flüssigkristallanzeige gegenüber einer Digitalspiegelvor­ richtung liegt wiederum im geringeren Preis und in der größeren Verfügbarkeit. Ebenso ist es vorteilhaft, daß mit einer Flüssigkristallanzeige mit einer stufenweisen Intensitätsmodulation auch Graustufen erzeugt werden kön­ nen.

Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung, wobei auch hier gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie bei den zuvor beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen kennzeichnen. Ein Laser 1 erzeugt einen Lesestrahl, der einen Polarisator 2 und einen Strahlauf­ weiter 3 mit Raumfrequenzfilterung durchläuft, als Lese­ strahl 5 an einem Spiegel 4 reflektiert wird und auf das holographische Speichermedium 8 auftrifft. Dort werden die in sämtlichen Raumbereichen des Speichermediums 8 enthaltenen Informationen unter dem vorgegebenen Winkel ausgelesen.

Hinter dem Speichermedium 8 teilt sich der Lesestrahl 5 in einen die Information enthaltenden abgebeugten Infor­ mationsstrahl 10 und in einen transmittierten Teilstrahl 11 auf.

Der vom Hologramm abgebeugte Informationsstrahl 10 trans­ mittiert einen Strahlmodulator 15, der wie im zweiten Ausführungsbeispiel als Flüssigkristallanzeige (LCD) aus­ gebildet ist. Dort wird der Informationsstrahl 10 nach Größe und Ort zu einem durchgelassenen Teilinformations­ strahl 19 selektiert, so daß die holographischen Informa­ tionen nur von einem spezifischen Raumbereich des Spei­ chermediums erfaßt werden und zur Auswertung gelangen.

Mittels einer Optik 12 wird der selektierte Teilinforma­ tionsstrahl 19 aufgeweitet, wobei der aufgeweitete Strahl 13 die CCD-Kamera 14 im wesentlichen vollständig aus­ leuchtet. Die Optik 12 ist dabei so konzipiert, daß der Teilinformationsstrahl 19 von allen Raumbereichen des Speichermediums 8 bzw. alle Ortspositionen des Strahlmo­ dulators 15 aus auf die CCD-Kamera 14 abgebildet wird.

Bei dem zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel kann in einer weiteren, in der Zeichnung nicht darge­ stellten Ausführungsform der Strahlmodulator auch reflek­ tierend ausgebildet sein. Dadurch wird der Strahlengang innerhalb der Vorrichtung nochmals gefaltet, wodurch der Raumbedarf der Vorrichtung weiter verringert wird.

Claims (14)

1. Verfahren zum Auslesen von in einem Speichermedium (8) holographisch gespeicherten Informationen, die in mindestens zwei verschiedenen Raumbereichen des Speichermediums (8) gespeichert sind,
bei dem mit Hilfe eines Lesestrahls (5, 7) aus kohä­ renter elektromagnetischer Strahlung in dem Spei­ chermedium (8) ein die holographischen Informationen enthaltender Informationsstrahl (10, 19) erzeugt wird und
bei dem der Informationsstrahl (10, 19) mit Hilfe von Aufnahmemitteln (12, 14) für ein Erfassen der Informationen aufgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit Hilfe eines im Strahlengang angeordneten räumlichen Strahlmodulators (6, 15) das Speicherme­ diums (8) räumlich begrenzt erfaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 15) vor dem Speicherme­ dium (8) im Strahlengang angeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem mindestens ein Feld (17) des Strahlmodulators (6, 15) so angesteu­ ert wird, daß der auf das Feld (17) auftreffende Teil des Lesestrahls (5) als Teillesestrahl (7) auf das Speichermedium (8) geleitet wird, und bei dem die anderen Felder (16) des Strahlmodulators (6, 15) so angesteuert werden, daß der auf die anderen Felder (16) auftreffende Teil des Lesestrahls (5) nicht auf das Speichermedium (8) geleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 15) hinter dem Speicher­ medium (8) im Strahlengang angeordnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem mindestens ein Feld (17) des Strahlmodulators (6, 15) so angesteu­ ert wird, daß der auf das Feld (17) auftreffende Teil des Informationsstrahls (10) als Teilinformati­ onsstrahl (19) auf die Aufnahmemittel (12, 14) ge­ leitet wird, und bei dem die anderen Felder (16) des Strahlmodulators (6, 15) so angesteuert werden, daß der auf die anderen Felder (16) auftreffende Teil des Informationsstrahls (10) nicht auf die Aufnahme­ mittel (12, 14) geleitet wird.

6. Vorrichtung zum Auslesen von in einem Speichermedium (8) holographisch gespeicherten Informationen, die in mindestens zwei verschiedenen Raumbereichen des Speichermediums (8) gespeichert sind,
mit einer Strahlungsquelle (1) zum Erzeugen eines auf das Speichermedium (8) gerichteten Lesestrahls (5, 7) aus kohärenter elektromagnetischer Strahlung und
mit Aufnahmemitteln (12, 14) zum Erfassen des im Speichermedium (8) erzeugten Informationsstrahls (10),
dadurch gekennzeichnet,
daß ein räumlicher Strahlmodulator (6, 15) im Strah­ lengang angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der räumliche Strahlmodulator (6, 15) im Strah­ lengang vor dem Speichermedium (8) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der räumliche Strahlmodulator (6, 15) im Strah­ lengang hinter dem Speichermedium (8) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 15) eine Mehrzahl von elektrisch ansteuerbaren Fel­ dern (16, 17) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Felder (16, 17) in einer Matrix angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Felder (16, 17) einzeln oder grup­ penweise ansteuerbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 15) eine im wesentlichen der Oberfläche des Spei­ chermediums (8) entsprechende Oberfläche aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6) reflektierend, vorzugsweise als Digitalspiegelvor­ richtung ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (15) transmittierend, vorzugsweise als Flüssigkristallan­ zeige ausgebildet ist.