DE10333196A1

DE10333196A1 - Verfahren zur Datenspeicher mit MEMS-Schaltfilter

Info

Publication number: DE10333196A1
Application number: DE2003133196
Authority: DE
Inventors: Monty Knopp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Verfahren zur Datenspeicherung mit MEMS-Schaltfiltern 2. Bekannte Verfahren zur Datenspeicherung speichern Daten in der Fläche Bit für Bit und lesen diese durch eine reflektierende Lichtquelle mit unterstützender Mechanik aus. DOLLAR A Technisch einfach und preiswert, erhöht dieses Verfahren die Speicherkapazität und den Datentransfer pro Pixel, ohne Laufwerk. Die Daten werden in einem Speicherarray 1 gespeichert, in dem ein elektrisches Feld die Winkelstellung der MEMS-Schaltfilter 2 ändert. Wird das Speicherarray 1 beispielsweise mit weißem Licht vorzugsweise mit einer Plasmaflachlampe oder Leuchtfolie 3 insgesamt durchleuchtet, können die gespeicherten Daten komprimiert auf einmal gelesen werden. Im Sensorenarray 4 wird das auftreffende Licht in unterschiedlicher Tiefe absorbiert und elektronisch Bit für Bit umgewandelt. DOLLAR A Gelöscht werden die Daten, indem der Stromfluß und die magnetische Anziehung zu den MEMS-Schaltfiltern 2 pro Pixel aufgehoben wird. Für eine Darstellung von beispielsweise 16,7 Millionen möglichen Daten, liegen 24 MEMS-Schaltfilter 5 mit unterschiedlichen Filtereigenschaften bzw. Intensitäten pro Pixel parallel hintereinander.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenspeicherung mit MEMS-Schaltfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. MEMS-Schaltfilter sind ein mikroelektromechanisches System, in dem Schalter und Filter miteinander verbunden sind. Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Speichern, komprimierten Lesen und Löschen von Daten. Hierbei werden die binären Daten zu jedem Pixel, für wenigstens die Dateninformationen eines Byte und höher, beispielsweise komplexe Wörter, in einer Wellenlängeninformation gespeichert.

Datenspeicherungen sind in mehreren Varianten bekannt. Die Speichertechnologien mit Transistoren, Lochkarten, mit magnetischen Materialien und die Rasterspeichertechnologie speichern die Daten Bit für Bit auf einer Fläche. Ebenfalls die optischen Speicher für CD und DVD, deren Daten von einem reflektierenden Laserstrahl Bit für Bit gelesen werden. Die Datenspeicherung in der Holographie, in photosensitivem Glas, in Farbfilmen sowie in den vorher genannten Verfahren prägen ebenfalls für jede Speicherung das Speichermaterial. Zum Stand der Technik gehört ebenso, Farben einem binären Wert zu zuordnen. Der Binär-Code, aus zwei Einheiten bestehend, wurde zu den damaligen technischen Möglichkeiten, für die Schaltzustände offen und geschlossen, der Transistorentechnologie entwickelt.

Um Nachrichten übertragen zu können, bedarf es immer der Codierung. Information ist ein Sachverhalt oder ein Ergebnis in codierter Form, ein Abbild der Realität. Diese Einzelinformationen, Daten oder Signale werden addiert zur ursprünglichen Information.

Eine höhere Bandbreite zur Übertragung und Speicherung von Informationen ist zu dem notwendig für den steigenden Bedarf nach Informationen, Geschwindigkeiten und Kapazitäten. Nur eine Wellenlänge (Frequenz, Farbe) ist zu wenig, als Träger von Informationen und genügt den Anforderungen nicht mehr.

Ziel der Erfindung ist es, mit dem vorgestellten Verfahren zur Datenspeicherung mit MEMS-Schaltfilter eine höhere Speicherkapazität und Datentransferrate pro Pixel zu erreichen. Einfacher und preiswerter ist es, die geteilten Informationen in ein Ausgangssignal zu komprimieren und als ein gemeinsames Signal ohne Laufwerk darzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu offenbaren, in dem mehrere binäre Einzelinformationen nach einer Übertragung zu einem Pixel im Speicher komprimiert und insgesamt als eine Wellenlänge reproduziert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1–8 gelöst.

Es entsteht aus einer mehrstelligen geteilten binären Information, komprimiert in einem Pixel, die gesamte ursprüngliche Information. Dieses Verfahren kann angewendet werden für mobile wie immobile Speicher beispielsweise in Computern und nur Ausgabegeräten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

1 zeigt das Schema der Datenspeicherung mit MEMS-Schaltfilter

2 zeigt die Datenspeicherung mit MEMS-Schaltfilter

An Hand von 1 wird ein Schema der Datenspeicherung mit MEMS-Schaltfiltern dargestellt. Ein MEMS-Schaltfilter 2 ist ein mikroelektromechanisches System, in dem Schalter und Filter miteinander verbunden sind. Eine Matrix 1 beispielsweise mit 24 parallel hintereinander liegenden MEMS-Schaltfiltern 2 pro Pixel, wird mit weißem Licht auf der ganzen Fläche beispielsweise aus einer Plasmaflachlampe oder Leuchtfolie 3 durchleuchtet. Auf einer weiteren Matrix angeordnete Lichtdetektoren 4 absorbieren die Wellenlängen der komprimierten Daten in unterschiedlich tiefen Schichten. Die daraus generierten elektrischen Signale werden von einer nicht dargestellten Dekomprimierungs- und Dekodierungseinheit in die ursprünglichen Daten Bit für Bit umgewandelt.

An Hand von 2 wird die Datenspeicherung mit MEMS-Schaltfiltern dargestellt.

Mit dem Datentransport für die Datenspeicherung gelangen beispielsweise die seriellen digitalen Daten vorzugsweise über einen nicht dargestellten Seriell-Parallel-Wandler bzw. über einen parallelen Ausgang und parallele Datenleitungen zu jedem, in einem Array 1 parallel hintereinander liegenden MEMS-Schaltfilter 2 pro Pixel. Die Datenspeicherung erfolgt vorzugsweise reihen- und spaltenweise.

Zur Speicherung einer binären Null wird der Schaltzustand eines MEMS-Schaltfilters 2 geändert. Die mit einem Filter kombinierten MEMS-Schalter 2 kommen aus dem Herstellungsprozeß in einem Winkel aufgestellt. Das Anliegen einer Spannung und der Stromfluß glätten den MEMS-Schaltfilter 2 und neigen diesen flach. Beispielsweise eine binäre Null wird mit einem nicht dargestellten NICHT-Logik-Gatter invertiert und schließt einen Schalter. Durch den Stromfluß legt sich der MEMS-Schaltfilter 2. Zur Aufrechterhaltung der Datenspeicherung wird der Energiefluß zu den MEMS-Schaltfiltern 2 nicht unterbrochen. Eine weitere Ausführung des Verfahrens besteht darin, den geschalteten MEMS-Schaltfilter 2 auf dem Speicherplatz des Array 1 magnetisch und stromlos in der waagerechten Position zu halten. Der MEMS-Schaltfilter 2 wird mit dem Magnetfeld seines kurzzeitig stromdurchflossenen Leiters, von dem des Dauermagneten im Speicherplatz des Array angezogen und gehalten.

Eine Datenspeicherung für beispielsweise 16,7 Millionen unterschiedliche Daten, kann mit 24 unterschiedlichen Lichtfiltern realisiert werden. Für ein Beispiel und einer möglichen Ausführungsform mit Farbfiltern entspricht das einer 24 Bit Darstellung pro Pixel mit 24 MEMS-Schaltfiltern 5, aufgeteilt in den Filtereigenschaften bzw. Intensitäten parallel und hintereinander, Blau: 1 zu 2 zu 4 zu 8 zu 16 zu 32 zu 64 zu 128, Grün: 1 zu 2 zu 4 zu 8 zu 16 zu 32 zu 64 zu 128 und Rot: 1 zu 2 zu 4 zu 8 zu 16 zu 32 zu 64 zu 128.

Die Addition der Filtereigenschaften sowie das subtrahierte durchscheinende weiße Licht im Beispiel aus einer Plasmaflachlampe oder Leuchtfolie 3 durch das gesamte Speicherarray 1, kann die komprimierten Informationen des gesamtem Speichers 1 auf einmal wiedergeben. Gelesen werden die gespeicherten Daten durch, auf einer Sensorenmatrix angeordneten, Lichtdetektoren 4. Diese absorbieren die Wellenlängen des gefilterten Lichtes bzw. der komprimierten Daten in unterschiedlich tiefen Schichten, je nach Eindringtiefe des Lichtes wird eine andere Wellenlänge (Farbe) aus dem Spektrum absorbiert. Die veränderte Bandbreite bzw. spektrale Eigenschaft des Lichtes, das auf die Sensoren 4 trifft, entspricht der gespeicherten Information pro Pixel. Die von den Sensoren 4 generierten elektrischen Signale werden dann wiederum von einer nicht dargestellten Dekomprimierungs- und Dekodierungseinheit in die ursprünglichen Daten Bit für Bit umgewandelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Farb- bzw. Bildwandlern stehen für dieses Beispiel jedem einzelnen Pixel die vollen Farbinformationen zur Verfügung. Gelöscht werden die Daten, in dem der Stromfluß zu den jeweiligen nachgeordneten MEMS-Schaltfiltern 2 pro Pixel, die eine binäre Null speichern, unterbrochen bzw. abgestellt wird.

In einer weiteren Ausführungsform fließt kurzzeitig, für den Bruchteil einer Sekunde, ein Strom im Speicherplatz des Array 1 und im MEMS-Schaltfilter 2 in entgegengesetzter Richtung und dabei überwinden die magnetischen Feldlinien die magnetische Kraft des Dauermagneten und stoßen den MEMS-Schaltfilter 2 ab, der sich dann in die Winkelposition bewegt.

Höhere Speicherkapazitäten pro Pixel erfordern eine höhere Anzahl von unterschiedlichen MEMS-Schaltfiltern 2. Zu dem kann der Speicher 1 unterschiedliche Formen annehmen und mit einer Lichtquelle 3 zwischen zwei Speicherarrays 1 doppelseitig genutzt werden. Dieses Verfahren erfordert kein Laufwerk, die einzige Mechanik, die sich durch Anforderung bewegt, sind die mikroelektromechanischen Systeme (MEMS) 2 in der Schalter und Filter integriert sind. Diese Verfahren erzeugen auch Bilder, in dem das Sensorenarray 4 durch ein Display ersetzt, bzw. dieses integriert und das Sensorenarray 4 entfernt wird.

1: Speicherarray, Array, matrixförmige Anordnung elektronischer Bauelemente
2: MEMS-Schaltfilter, mikroelektromechanisches System, Schalter mit Filter
3: Lichtquelle, Plasmaflachlampe oder Leuchtfolie
4: Sensorenarray, das Licht wird in unterschiedlich tiefen Schichten absorbiert.
5: 24 MEMS-Schaltfilter parallel hintereinander, pro Pixel
6: Dauermagneten

Claims

Verfahren zur Datenspeicherung mit MEMS-Schaltfiltern (2) dadurch gekennzeichnet, dass mehrere binäre Einzelinformationen, parallel hintereinander pro Pixel, in einem Array (1) mit auf MEMS-Schalter kombinierte optische Filter (2), gespeichert und komprimiert zu einer gemeinsamen Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums von optischen Sensoren (4) pro Pixel gelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicherarray (1) eine binäre Null keinen Filter (2) darstellt und sich durch ein elektrisches Feld aus der Winkelposition bewegt.
Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicherarray (1) eine binäre Null keinen Filter (2) darstellt und durch ein magnetisches Feld stromlos in der Waagerechten gehalten wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Addition der Einzelinformationen der Filtereigenschaften (2), das durchscheinende und subtrahierte Licht (3) die gesamte Information enthält.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die parallel hintereinander liegende Filteranzahl (2) pro Pixel, gleich ist mit der Anzahl der Speicherkapazität in Bit pro Pixel.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Vereinen von binären Einzelinformationen, von mindestens zwei optischen Filtern (2) mit unterschiedlichen Filtereigenschaften erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten pro Pixel gelöscht werden, in dem der Stromfluß zu den dazugehörenden MEMS-Schaltfiltern (2) unterbrochen wird. Die MEMS-Schaltfilter (2) neigen sich nach Abschalten der elektronischen Steuerung in die Ausgangslage zurück.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten pro Pixel gelöscht werden, in dem im Speicherplatz die magnetische Haltekraft zwischen die MEMS-Schaltfilter (2) und Speicherarray (1) aufgehoben wird.