DE1472133A1

DE1472133A1 - Elektro-optische Anordnung zum Auslesen eines Lippmann-Speichers

Info

Publication number: DE1472133A1
Application number: DE1965I0027883
Authority: DE
Inventors: Max Erhard; Sincerbox Glenn T
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-05-25
Filing date: 1965-04-10
Publication date: 1969-02-13
Also published as: FR1436343A; DE1472133B2; GB1039254A; US3396266A

Description

Neue Änmeidüngsunterlagen

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH 14/2133

Böblingen, 30. April 1968 sa-sr

Anmelder: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: P 14 72 133. 6 (J 27 883 DCa/42h)

Aktenz. der Anmelder in: Docket 7743; IE 58/63

Elektro-optische Anordnung zum Auslesen eines Lippmann-Speichers

Die Erfindung betrifft eine elektro-optische Anordnung zum Auslesen eines Lippmann-Speichers, bei dem in einem durchsichtigen Material, vorzugsweise einem Film, Informationen in Form von reflektierenden Schichten gespeichert sind, deren Abstände bestimmten Lichtquellenlängen entsprechen.

Derartige Speichermittel sind zuerst als sogenannte Lippmann-Platten zur Herstellung von farbenphotographischen Aufnahmen bekannt geworden. Diese Platten besitzen eine extrem feinkörnige und durchsichtige Emulsion. Das von der Glasseite her einfallende Licht wird nach dem Durchgang durch die Emulsionsschicht durch Quecksilber, das den Film bedeckt, reflektiert. Es bilden sich stehende Lichtwellen aus, durch die in denjenigen Ebenen, in denen der elektrische Vektor einen Schwingungsbauch besitzt, die Emulsion geschwärzt wird. Die einzelnen geschwärzten Schichten bestehen dabei aus Ablagerungen von reflektierenden Silberteilchen. Läßt man auf die entwickelte Platte weißes Licht nahezu senkrecht auffallen, so erscheint im reflektierten Licht die Spektralfarbe derjenigen Wellenlänge, die dem doppelten Abstand der geschwärzten Ebenen entspricht.

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Neue Verlagen

Neue Anmeldungsuntertagerr

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Ein solches Material kann in der Weise als Speicher verwendet werden, daß bei der Eingabe einer bestimmten Information eine bestimmte Lichtwellenlänge zugeordnet wird. Dabei können sich innerhalb desselben Speicherbereichs mehrere Wellenlängen, die jeweils in bestimmten Ebenen reflektierende Schichten hervorrufen, überlagern. Das Auslesen eines derartigen Speichers geschieht sodann in der Weise, daß ein Speicherbereich nacheinander mit Lichtstrahlen aller vorkommenden Wellenlängen abgetastet wird. Im Falle einer eingegebenen Information, also einer Reihe von reflektierenden Schichten in einer bestimmten Wellenlänge entsprechenden Abständen, erhält man einen reflektierten Lichtstrahl, der durch ein photoempfindliches Element nachgewiesen werden kann.

Durch die Erfindung wird eine Anordnung zum Auslesen eines derartigen optischen Speichers geschaffen, die ein hohes Diskriminierungsverhältnis für die verschiedenen Wellenlängen beim Auslesen des Speichers besitzt, und die gleichzeitig die Möglichkeit bietet, eine Prüfung der ausgelesenen Informationen zu erhalten.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Abtastlichtbündel die folgenden Elemente in Lichtrichtung nacheinander durchdringt: einen Polarisator, ein Umlenkprisma, das nur Licht einer bestimmten Polarisations richtung reflektiert, ein/\/4-Plättchen zur Herstellung zirkulär polarisierten Lichts, einen optischen Speicher, der Licht einer bestimmten Wellenlänge bevorzugt reflektiert und durchläßt, wobei der reflektierte Anteil nach Durchdringen des A /4-Plättchens und des Umlenkprismas auf einen ersten Photo-Detektor fällt, während in Lichtrichtung des durchgelassenen Anteils die folgenden Elemente angeordnet sind: ein zweites /[ /4-Plättchen zur Herstellung linear polarisierten Lichts, ein zweites Umlenkprisma, das Licht einer bestimmten Polarisationsrichtung durchläßt, einen Planspiegel, der das auffallende Lichtbündel in sich selbst zurückwirft, das Umlenkprisma, das A /4-Plättchen, den optischen Speicher, wobei der nunmehr am Speicher reflektierte Anteil nach Durchdringen des/\ /4-Plättchens im Umlenkprisma reflektiert und auf einen zweiten Photo-Detektor gelenkt wird, während der vom optischen Speicher durchgelassene Anteil in die Lichtquelle zurückreflektiert wird. 809807/0460 ^BAD

Neue Anmeldung unterlagen

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Die erfindungsgemäße Anordnung ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß der Abtastlichtstrahl durch einen elektro-optischen, eine Kombination von doppelbrechenden und elektro-optischen, die Polarisationsebene des Lichts steuerbar um 90 drehenden Elemente entha
bereiche des Films gelenkt wird.

um 90 drehenden Elemente enthaltenden Lichtablenker auf die einzelnen Speicher-

Vorzugsweise ist die Anordnung so ausgebildet, daß ein bestimmter Speicherbereich nacheinander mit durch eine Filtereinrichtung ausgewähltem Licht verschiedener Wellenlängen abgetastet wird.

Ein besonderer Vorteil wird dadurch erreicht, daß eine Reihe von Laser-Lichtquellen verschiedener Wellenlängen vorgesehen ist, wobei zur Erzielung der Laser-Wirkung das den Speicherfilm durchdringende Licht in die Lichtquelle zurückgespiegelt wird.

Eine Prüfung der ausgelesenen Angaben erhält man in vorteilhafter Weise dadurch, daß die beiden Photo-Detektoren mit einer UND-Schaltung und mit einer exklusiven ODER-Schaltung verbunden sind, so daß am Ausgang der UND-Schaltung ein durch doppelte Abtastung geprüftes Signal, am Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung bei einseitiger Abtastung eines Wertes ein Fehlersignal entnehmbar ist.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

In der Figur ist mit 10 ein Film aus durchsichtigem Material bezeichnet, in welchem Informationen in Form von lichtreflektierenden Schichten gespeichert sind, die abhängig von der Wellenlänge des Lichtes, dem der Film vorher ausgesetzt wurde, verschiedene Abstände voneinander besitzen. Wenn eine bestimmte

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Stelle eines unbelichteten Films dem Licht einer gegebenen Wellenlänge ausgesetzt wird, ergeben sich reflektierende Schichten in periodischen Intervallen, die der Wellenlänge dieses Lichtes direkt proportional sind. Wird dieselbe Stelle des Films noch dem Licht anderer Wellenlängen ausgesetzt, so ergeben sich weitere reflektierende Schichten in Punkten, die diesen Wellenlängen proportional sind. Wird nun Licht auf den entwickelten Film geworfen, das eine Wellenlänge, die die Bildung einer reflektierenden Schicht verursacht hat, enthält, so erhält man eine Refle xion von Licht dieser Wellenlänge. Wird ein Speicherbereich des Films dem Licht verschiedener Wellenlängen ausgesetzt, und werden anschließend diejenigen Wellenlängen, deren Licht reflektiert wird, festgestellt, so ist es möglich, verschiedene, in demselben Bereich gespeicherte Informationsbits zu erkennen.

Es sind noch zu beschreibende Mittel vorgesehen, die bewirken, daß ein einziger Abtastlichtstrahl den Speicherbereich des Filmes zweimal ausliest und für jedes Auslesen eine getrennte Anzeige liefert, so daß es möglich ist, entweder die Anzeigen zur Fehlererkennung zu vergleichen oder zur Erzielung einer größeren Ausgangsenergie zu kombinieren.

Ein Abtastlichtstrahl der gewünschten Wellenlänge wird dadurch erzeugt, daß zunächst das alle möglicherweise bei der Speicherung von Information vorgekommenen Wellenlängen enthaltende Licht der Lichtquelle 12 durch die KoILimatorlinse 14 auf das steuerbare Filter 16 geworfen wird. Das Licht einer ausgewählten Wellenlänge gelangt sodann vom Filter 16 durch den Polarisator 18 auf den Lichtablenker 20. Der Lichtablenker 20 besteht aus einer Kombination von doppelbrechenden Kristallen und elektro-optischen, die Polarisationsebene des Lichts um 90 drehenden Elementen, die bewirken, daß das Licht sich entweder als ordentlicher oder seitenversetzt als außerordentlicher Strahl durch die Kristalle fortpflanzt. Das aus dem Lichtablenker 20 austretende

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Licht ist demnach entsprechend der Steuerung des Lichtablenkers seitenversetzt und entweder parallel oder senkrecht zur Zeichenebene linear polarisiert. Im Lichtweg ist das Umlenkprisma 22 angeordnet, von dem das Licht nach oben gelenkt wird. Damit diese Umlenkung erfolgen kann, muß das auftreffende Licht senkrecht zur Zeichenebene polarisiert sein. Um diese Polarisierung sicherzustellen, ist die Viertelwellen-Platte 24 am Ausgang des Lichtablenkers 20 angeordnet, die die lineare Polarisation in zirkuläre ändert. Das Licht durchdringt sodann den Polarisator 26, der die Polarisierung in der angegebenen Ebene bewirkt.

Vom Umlenkprisma 22 gelangt das nach oben gerichtete, senkrecht zur Zeichenebene polarisierte Licht zur Viertelwellen-Platte 28, die wieder zirkuläre Polarisation hervorruft. Dieses Licht trifft auf den Film 10 und wird, wenn seine Wellenlänge einer der durch die reflektierenden Schichten des Filmes bestimmten Wellenlänge entspricht, zum Teil auf die Viertelwellen-Platte 28 zurückgeworfen, die sodann eine Polarisierung des Lichtes parallel zur Zeichenebene verursacht. Das in dieser Richtung polarisierte Licht durchdringt ohne Ablenkung das Umlenkprisma 22 und gelangt auf den Photo-Detektor 32, der einen elektrischen Impuls abgibt.

Das vom Film 10 nicht reflektierte Licht durchdringt die weitere Viertelwellen-Platte 34, die die Polarisation vom zirkulären in den zur Zeichenebene parallelen, linearen Zustand ändert. Das so polarisierte Licht durchdringt das Umlenkprisma 36 bis zum Spiegel 38, wird an ihm reflektiert und durch das Umlenkprisma 36 und die Viertelwellen-Platte 34 auf den Film 10 zurückgeworfen. Wenn dieses Licht die Viertelwellen-Platte 34 durchdringt, wird es wieder zirkulär polarisiert, und ein Teil davon wird von denselben Schichten des Filmes 10, die beim

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ersten Durchgang durch den Film das Licht auf die Platte 28 reflektierten, auf die Platte 34 zurückgeworfen. Das nunmehr auf die Platte 34 zurückgeworfene Licht durchdringt diese und wird so polarisiert, daß es vom Umlenkprisma 36 abgelenkt und auf das lichtempfindliche Element 40 geworfen wird, das einen elektrischen Impuls erzeugt. Derjenige Anteil des Lichts, der nicht auf die Platte 34 reflektiert wurde, durchdringt den Film 10 und die Viertelwellen-Platte 28 und gelangt auf das Umlenkprisma 22. Da das Licht beim Durchgang durch die Platte 28 in zur Zeichenebene senkrechten Richtung linear polarisiert wird, wird es durch das Umlenkprisma 22 aus dem Strahlengang des Photo-Detektors 32 abgelenkt. Werden als Lichtquellen auf verschiedenen Frequenzen abgestimmte Laser verwendet, so dient der in die Lichtquelle zurückgespiegelte Anteil dazu, in diesem Bereich den Laser-Effekt hervorzurufen.

Um zu bestimmen, ob die Information des Filmes 10 bei jedem Lichtdurchgang durch den Film richtig gelesen wurde, sind die Photo-Detektoren 32 und 40 jeweils über die Verstärker 42 und 44 und die Impulßformer 46 und 48 mit der UND-Schaltung 50 und der exklusiven ODER-Schaltung 52 verbunden. Wenn beide Photodetektoren einen Impuls liefern, was eine Übereinstimmung beim Auslesen einer gespeicherten Information bedeutet, erhält man ein Ausgangssignal an der Leitung 54 der UND-Schaltung. Wenn nur einer der Photo-Detektoren einen Impuls liefert, was eine Nichtübereinstimmung beim Auslesen der Information bedeutet, entsteht an der Leitung 54 kein Aus gangs signal, dafür aber ein Fehlersignal an der Leitung 56 der exklusiven ODER-Schaltung 52. Das Fehlen sowohl eines Auslesesignals als auch eines Fehlersignals bedeutet, daß keine Information von dem Film gelesen wurde.

Ist der Lichtstrahl durch den Lichtablenker 20 auf einen bestimmten Punkt des Filmes 10 gerichtet, so kann das Filter 16 so gesteuert werden, daß es nacheinander Licht verschiedener Wellenlängen hindurchläßt. Gleichzeitig liefern die Ausgänge de

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Schaltungen 50 und 52 eine Anzeige der gespeicherten Informationen. Nachdem ein Punkt abgetastet worden ist, wird der Lichtstrahl mittels des Lichtablenkers 20 auf den nächsten auszulesenden Punkt gerichtet. Die an den Ausgängen der Schaltungen 50 und 52 erhaltenen Signale können geeigneten, nichtdarge stellten Mitteln zur Anzeige der Information oder des Fehlers zugeleitet werden.

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Claims

PAT ENT ANSPRÜCHE

1. Elektro-optische Anordnung zum Auslesen eines Lippmann-Speichers, bei dem in einem durchsichtigen Material, vorzugsweise einem Film, Informationen in Form von reflektierenden Schichten gespeichert sind, deren Abstände bestimmten Lichtwellenlängen entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastlichtbündel die folgenden Elemente in Lichtrichtung nacheinander durchdringt: einen Polarisator (26), ein Umlenkprisma (22), das nur Licht einer bestimmten Polarisations richtung reflektiert, ein A/4-Plättchen (28) zur Herstellung zirkulär polarisierten Lichts, einen optischen Speicher (10), der Licht einer bestimmten Wellenlänge bevorzugt reflektiert und durchläßt, wobei der reflektierte Anteil nach Durchdringen des/l/4-Plättchens (28) und des Umlenkprismas (22} auf einen ersten Photo-Detektor (32) fällt, während in Lichtrichtung des durchgelassenen Anteils die folgenden Elemente angeordnet sind: ein zweitesX/4-Plättchen (34) zur Herstellung linear polarisierten Lichts, ein zweites Umlenkprisma (36), das Licht einer bestimmten Polarisationsrichtung durchläßt, einen Planspiegel (38), der das auffallende Lichtbündel in sich selbst zurückwirft, das Umlenkprisma (36), das/t /4-Plättchen (34), den optischen Speicher (10), wobei der nunmehr am Speicher (10) reflektierte Anteil nach Durchdringen des/L/4-Plättchens (34) im Umlenkprisma (36) reflektiert und auf einen zweiten Photo-Detektor (40) gelenkt wird, während der vom optischen Speicher (10) durchgelassene Anteil in die Lichtquelle (12) zurückreflektiert wird.

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastlichtstrahl durch einen elektro-optischen, eine Kombination von doppelbrechenden und elektro-optischen, die Polarisationsebene des Lichts steuerbar um 90 drehenden Elemente enthaltenden Lichtablenker (20' auf die einzelnen Speicherbereiche des Films gelenkt-wird.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein bestimmter Speicherbereich nacheinander mit durch eine Filtereinrichtung (16) ausgewähltem Licht verschiedener Wellenlängen abgetastet wird.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Laser-Lichtquellen verschiedener Wellenlängen vorgesehen ist, wobei zur Erzielung der Laser-Wirkung das den Speicherfilm durchdringende Licht in die Lichtquelle zurückgespiegelt wird.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Photo-Detektoren (32, 40} mit einer UND-Schaltung (50) und mit einer exklusiven ODER-Schaltung (52) verbunden sind, so daß am Ausgang der UND-Schaltung ein durch doppelte Abtastung geprüftes Signal, am Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung bei einseitiger Abtastung eines Wertes ein Fehlersignal entnehmbar ist.

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