DE1524880B2

DE1524880B2 - Speichervorrichtung mit im zeilen- und spaltenraster angeordneten speicherelementen

Info

Publication number: DE1524880B2
Application number: DE1967J0034983
Authority: DE
Inventors: William Leonard Wappingers Falls N.Y. Duda (V.StA.); Max, Erhard, 7030 Böblingen
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1965-05-27
Filing date: 1967-11-09
Publication date: 1977-04-14
Also published as: FI47513B; DE1524380B2; FR1541243A; BE681744A; US3309080A; NL148723B; GB1132938A; DE1799033B2; DE1524880A1; NO120861B; NL6607431A; CH470048A; CH452945A; FI47513C; DE1524380C3; SE337713B; DE1524380A1; DE1799033C3; DK119284B; DE1799033A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung mit im Zeilen- und Spaltenraster angeordneten Speicherelementen mit einem durch einen Ablenker auf adressierte Speicherelemente auslenkbaren optischen Abtaststrahl.

Aus der US-Patentschrift 32 45 049 ist eine Abtastvorrichtung bekannt, die ein Adreßregister aufweist, dem eine Schaltung zugeordnet ist, die bei einer einem fehlerhaften Speicherwort zugehörigen Adresse anspricht und über einen Festwertspeicher die falschen Bits der ausgelesenen Wortinformation korrigiert. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein fehlerhaftes Wort also korrigiert ausgelesen. Diese bekannte Vorrichtung verwendet jedoch keine optischen Abtaststrahlen.

Aus der US-Patentschrift 32 96 594 ist eine optische Abtastvorrichtung bekannt, bei der ein Abtaststrahl in zwei um 90° voneinander abweichende Richtungen aufgespalten wird. Dem einen durch Aufspaltung entstehenden Strahlanteil werden Informationen aufgeprägt, und dann werden die beiden Strahlen innerhalb eines Prismas zur Indifferenz gebracht, und das entstehende Indifferenzmuster wird ausgelesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Speichervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher neben der Ablesung der gespeicherten Information auch Markierungen über fehlerhafte Speicherungen ausgelesen werden können.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ablenker und Speicher ein einen horizontal polarisiert einfallenden Abtaststrahl rechtwinkelig ablenkendes und einen vertikal polarisiert einfallenden Abtaststrahl nicht ablenkendes Prisma vorgesehen ist, daß die Speicherelemente auf zwei gleich große Halbspeicher verteilt sind, von denen der erste Halbspeicher auf den nicht abgelenkten Abtaststrahl orientiert angeordnet ist -'und der zweite auf den abgelenkten Abtaststrahl orientiert angeordnet ist, und zwar unter gegenseitiger paarweiser räumlicher Zuordnung der Speicherelemente, daß von den beiden Ausfallstrahlen eines zirkulär polarisierten Abtaststrahls Speicherelemente gleicher Zeilen- und Spaltenzählung in beiden Halbspeichern getroffen werden, daß zwischen Ablenker und Prisma ein Korrelator angeordnet ist, der einen Strahlspalter aufweist, der einen zirkulär polarisiert einfallenden Abtaststrahl in zwei im wesentlichen parallellaufende, aber entsprechend dem Spaltenabstand der Halbspeicher versetzte, linear polarisierte Komponenten aufspaltet, einen horizontalen polarisiert einfallenden Abtaststrahl dagegen unbeeinflußt läßt, daß dem Strahlspalter eine erste optische Polarisationseinrichtung vorgeschaltet ist, die in zwei verschiedene Funktionszustände umschaltbar ist und im ersten Funktionszustand den in den Strahlspalter fallenden Abtaststrahl zirkulär polarisiert und im zweiten Funktionszustand den in den Strahlspalter

fallenden Abtaststrahl horizontal polarisiert (sofern er es nicht bereits ist), daß dem Strahlspalter eine zweite optische Polarisationseinrichtung nachgeschaltet ist, die in zwei verschiedene Funktionszustände umschaltbar ist und in ihrem ersten Funktionszustand funktionslos ist und in ihrem zweiten Funktionszustand linear polarisiert einfallendes Licht zirkulär polarisiert und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, durch die die beiden Polarisationseinrichtungen gemeinsam in ihren ersten beziehungsweise zweiten Funktionszustand schaltbar sind.

Die Erfindung ermöglicht es, abhängig davon, ob ein Element im Speicher M-O oder im Speicher MA adressiert ist, die gleichzeitige Abfrage zweier Elemente gleicher Position (N und N*) beziehungsweise zweier Elemente in Positionen, die sich um eine Stelle unterscheiden (N* und N+\), vorzunehmen. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 unter A und B diagrammatisch die Anordnung der Daten in einem Speicher,

F i g. 2 im Blockdiagramm eine optische Vorrichtung zur Abfragung eines Speichers, entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die Anordnung der einzelnen Informationen im Speicher wird anhand der F i g. 1A und 1B erläutert. Der Speicher ist in zwei Hälften unterteilt, die als Speicherhälfte M-O und als Speicherhälfte MA bezeichnet werden. Jede dieser Speicherhälften ist in eine Vielzahl von Streifen unterteilt. Diese Unterteilung in Streifen*ist eine physikalische. In Fig. IA und IB sind die Speicherhälften in senkrechte Streifen unterteilt, wobei jeder Streifen zwanzig Zellenpositionen enthält. In der Praxis enthalten die Streifen wesentlich mehr Zellenpositionen als zwanzig. Zum Zweck der Erläuterung sei angenommen, daß die Informationen auf einem Lippmann-Film-Speicher gespeichert werden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß fünfzehn Worte in jedem Streifen gespeichert werden können. Die zu speichernden Worte sind in Listen zu je fünfzehn Worten aufgezeichnet. Jede vollständige Liste wird in einem gesonderten Streifen gespeichert.

Die erste Wörterliste wird in die Zellen 0 bis 14 des Streifens 0 der Speicherhälfte M-O eingeschrieben. Diese Information, die so gespeichert ist, wird dann ausgelesen, um festzustellen, ob bei der Speicherung ein Fehler vorgekommen ist. In F i g. 1A soll der Buchstabe Cin einer Zellenposition bedeuten, daß das betreffende Wort korrekt eingeschrieben ist, während der Buchstabe / bedeutet, daß das Wort fehlerhaft eingeschrieben ist und daß in der betreffenden Zellenposition ein Farbeffekt vorliegt Der Buchstabe/? bedeutet, daß die betreffende Zellenposition weiß ist, und der Buchstabe A bedeutet, daß nur eine einzige Farbe in der betreffenden Zellenposition gespeichert ist. Im betrachteten Streifen 0 der Speicherhälfte M-O sind also alle Wörter korrekt eingeschrieben mit Ausnahme des in der Zellenposition 7. Der Operateur hat eine Liste aller inkorrekt eingeschriebenen Worte.

Die nächste Liste von fünfzehn Wörtern wird in den Streifen 0* der Speicherhälfte MA eingeschrieben. In diesem Fall wird jedoch die Zellenposition 7 weiß gelassen, damit eine Prüfzelle stehenbleibt für das unrichtig geschriebene Bit in der Zellenposition 7 des Streifens 0. Demzufolge werden die ersten sieben Wörter der neuen Liste in die Zellenpositionen 0 bis 6 des Streifens 0* und die letzten acht Wörter in die Zellenposition 8 bis 15 des Streifens 0* eingeschrieben, während die Zellenposition 7 weiß bleibt. Der Streifen 0* wird dann ausgelesen, und es wird dabei festgestellt, daß das Wort in der Zellenposition 14 fehlerhaft geschrieben ist, und dieses Wort wird auf die Fehlerliste des Operateurs geschrieben.

Jeder der Streifen bis zum Streifen 6 wird in der gleichen Weise, wie eben beschrieben, behandelt, und zwar erfolgt dies in folgender Reihenfolge: 0,0*, 1,1·, 2, 2*. 3, 3*, 4, 4·, 5, 5*, 6. Jedesmal, wenn ein Wort fehlerhaft eingeschrieben ist, wird die korrespondierende Zellenposition des nächsten Streifens weiß gelassen.

Diese weiß gelassenen Zellenpositionen dienen als Prüfzellen während des Auslesens. Beim Auslesevorgang, der weiter unten noch näher beschrieben wird, wird, wenn eine Zellenposition N bzw. N* ausgelesen wird, außerdem die Zellenposition N* bzw. (N+1) des nächstfolgenden Streifens mit ausgelesen. Wenn eine dieser Zellenpositionen weiß ist, dann bedeutet das, daß die fragliche Information fehlerhaft in den Speicher eingeschrieben wurde und daß die korrekte Information an anderer Stelle gesucht werden muß. Wenn zum Beispiel die Information der Zellenposition 7 des Streifens 0 ausgelesen werden soll, dann fragt der Auslesemechanismus auch die Zelle 7 des Streifens 0* ab. Da die Zellenposition 7 des Streifens 0* farblos, also weiß ist, erfährt der Auslesemechanismus, daß die fragliche Information fehlerhaft eingeschrieben wurde und daß die richtige an anderer Stelle gesucht werden muß.

Es sei darauf hingewiesen, daß die inkorrekte^ Aufzeichnung eines Wortes auch dazu führen kann, daOf weiß aufgezeichnet wird. Im Streifen 3 der Speicherhälfte M-O ist aufgrund einer solchen fehlerhaften Aufzeichnung in der Zelle 12 die Aufzeichnung weiß. Die Buchstabenfolge »IB« bedeutet, daß diese weiße Aufzeichnung nicht von vornherein in dieser Zelle vorgenommen wurde. Um einen solchen Fehler zu korrigieren, ist es nicht nötig, im Streifen 3* der Speicherhälfte MA die Zellenposition 12 weiß zu beaufschlagen, weil der Streifen 3 an der betreffenden Stelle weiß ist und der Auslesemechanismus deshalb erfährt, daß dort die Information inkorrekt eingeschrieben ist. Es muß jedoch sichergestellt werden, daß nicht durch die weiße Beschriftung der Zelle 12 des Streifens 3 die Information der Zelle 12 des Streifens 2* fehlerhaft ausgelesen wird. Wenn nämlich zum Beispiel der Auslesemechanismus die Information der Zelle 12 des Streifens 2* ausliest, liest er gleichzeitig, wie oben ausgeführt, die Zelle 12 des Streifens 3 aus. Da die Zelle 12 des Streifens 3 hier im Beispiel jedoch weiß ist, schließt der Auslesemechanismus daraus, daß die Information in der Zelle 12 des Streifens 2* fehlerhaft aufgezeichnet wurde. Im vorliegenden Fall wird nun die fragliche Information so behandelt, als wäre sie tatsächlich fehlerhaft aufgezeichnet und auf der Fehlerliste aufgezeichnet, um an anderer Stelle gespeichert zu werden. In dem erwähnten Beispiel folgert der Auslesemechanismus, daß die fragliche Information fehlerhaft eingeschrieben ist und sucht sie an anderer Stelle.

Die Streifen 0 bis 6 sind die Originalinformationsstreifen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind einige Streifen länger als andere. Der Streifen 0 ist zum Beispiel bis zur vierzehnten Zellenposition beschriftet, während der Streifen 0* bis zur fünfzehnten Zellenposition beschriftet ist, und zwar, weil in dem Streifen 0* eine weiße Zelle eingefügt wurde, während dies im Streifen 0 nicht der Fall ist In dem Streifen 1* ist in die fünfzehnte Zellenposition ein A geschrieben, was

bedeutet, daß eine einzelne Farbe in diese Zellenposition eingeschrieben ist Eine einzelne Farbe bedeutet kein eingeschriebenes Wort; sie ist hier in die Zellenposition 15 des Streifens 1* eingeschrieben, damit die Zellenposition 15 des Streifens 1 ausgelesen werden kann. Wenn zum Beispiel der Auslesemechanismus zum Auslesen auf die Zellenposition 15 des Streifens 1 programmiert ist, fragt er auch die Zellenposition 15 des Streifens 1* ab.

Wenn das A in dem Streifen 1* nicht eingeschrieben wäre, dann würde der Auslesemechanismus das weiß lesen und vermuten, daß die Zellenposition 15 des Streifens 1 fehlerhaft beschriftet ist Die eingeschriebenen A dienen also dazu, einen solchen Fehler zu vermeiden. ij

Nachdem die Originalinformationen in die zugehörigen Streifen eingeschrieben sind, hat der Operateur eine Fehlerliste mit allen fehlerhaft eingeschriebenen Wörtern und den zugehörigen Adressen. Der Operateur weiß also, welche Wörter fehlerhaft eingeschrieben sind » und er kennt die Adressen, wo diese Wörter richtig hätten geschrieben werden müssen. Diese Fehlerliste wird dann in den Streifen 6* mit Redundanzen eingeschrieben, und zwar für jedes Wort in drei aufeinanderfolgende Zellenpositionen des Streifens 6*, wobei natürlich wieder weiße Zellen freigelassen werden für fehlerhafte Beschriftungen im Streifen 6.

Die dabei zugrunde gelegten Redundanzen dienen dazu, die Wahrscheinlichkeit, mit der diese Aufzeichnung fehlerhaft ist, herabzusetzen. Bei Aufzeichnung auf einen Lippmann-Film zum Beispiel ist die Fehlerwahrscheinlichkeit für die Beschriftung einer Zellenposition 0.01. Wenn ein Wort mithin dreimal geschrieben wird, ist die betreffende Fehlerwahrscheinlichkeit 0.01³, das ist also die Wahrscheinlichkeit, mit der ein dreimal aufgeschriebenes Wort dreimal fehlerhaft geschrieben wird. Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, daß hier natürlich in den Fig. IA und IB nur wenige Zellen eingezeichnet sind. Bei einem Lippmann-Film als Speicherelement sind in der praktischen Ausführung zum Beispiel 2¹⁶ Zellen pro Streifen verwendet worden und sehr viel mehr Streifen als hier gezeichnet.

Nachdem der Streifen 6* beschriftet ist, wird er von dem Operateur ausgelesen, der nun feststellt, daß die erste Zelle des Streifens 6* korrekt beschriftet ist. Der Operateur macht nun beispielsweise eine neue Liste, in die er einschreibt, daß dasjenige Wort das in die Zelle 7 des Streifens 0 eingeschrieben werden sollte, nun korrekt in die Zelle 0 des Streifens 6* eingeschrieben ist, daß das Wort, das in Zelle 14 des Streifens 1 gehört, in Zelle 3 des Streifens 6* eingeschrieben ist und so fort Diese neue Liste wird dann mit Redundanzen in den Streifen 7 eingeschrieben, wobei wiederum für jede unrichtige Aufzeichnung im voraufgehenden Streifen, hier im Streifen 6·, eine Zelle weiß gelassen wird. Die Wörter, die in die Zellen des Streifens 7 eingetragen sind, sind in zwei Teile unterteilt Der rechte Teil eines jeden Wortes ist die Adresse des korrespondierenden unrichtig geschriebenen Wortes, und die linke Hälfte ist die Adresse der Zellenposition des Streifens 6*, in der das zunächst unrichtig geschriebene Wort nun richtig aufgetragen ist. Der Ausdruck 0/0-7 aus Fig. IA bedeutet also folgendes: Das Wort war ursprünglich unrichtig geschrieben in die Zelle 7 des Streifens 0 und wurde richtig in die Zelle 0 des Streifens 6* eingeschrieben.

Nachdem der Streifen 7 beschriftet ist, werden diese Informationen wieder ausgelesen, um festzustellen, ob sie richtig eingeschrieben sind. Danach wird nun der Streifen 7* beschriftet, und zwar für jede richtig beschriebene Zelle des Streifens 7 wird die korrespondierende Zelle des Streifens 7* mit einer Farbe beschriftet

Um es noch einmal zusammenzufassen: eine Information wird in eine erste Gruppe von Streifen, nämlich die Originalinformationsstreifen, eingeschrieben und jede Information, die dabei inkorrekt eingeschrieben ist, wird in den ersten Redundanzstreifen eingeschrieben — den Streifen 6* —. Der zweite Redundanzstreifen — 7 — weist die Adressen aller unrichtig geschriebener Wörter und die zugehörigen Zellenadressen des ersten Redundanzstreifens auf, wo also die ursprünglich fehlerhaft beschriebenen Wörter nun korrekt eingeschrieben sind.

Wie oben ausgeführt, ist die Fehlerwahrscheinlichkeit beim Einschreiben für eine Zelle eins zu hundert, und da es sich in der Praxis um Speicher handelt, die Billionen von Wörtern speichern können, liegt natürlich eine hohe Anzahl fehlerhaft beschriebener Zellen vor. Mit den Redundanzen des Streifens 6* wird die Fehlerwahrscheinlichkeit für ein Wort auf eins zu einhundert Millionen reduziert. Aber auch unter diesen Umständen' ist es möglich, daß ein Wort fehlerhaft in die Originalinformationsstreifen eingeschrieben wird und nicht korrekt in den Redundanzstreifen eingeschrieben wird. Solche Wörter können in einem Hilfsspeicher untergebracht werden, der natürlich verhältnismäßig klein und deshalb als Leseschreibspeicher ausgebildet sein kann, statt nur als Lesespeicher.

Es werden nun zur Erläuterung eines Sachverhaltes, und nur zu diesem Zweck, einige Annahmen gemacht, und zwar wird angenommen, daß nur ein einzelner Speicher, der in zwei Hälften unterteilt ist, verwendet wird, daß jede Speicherhälfte acht Streifen aufweist, daß drei Bitpositionen benötigt werden, um jeden der acht Streifen zu identifizieren, und daß 2¹⁶ Zellen in jedem Streifen vorhanden sind und daß sechzehn Bitpositionen nötig sind, eine Zellenposition in einem Streifen zu identifizieren.

Diesen Annahmen folgt, daß eine beliebige Zellenposition mit einem 20 Bit umfassenden Wort identifiziert werden kann, kurzgeschrieben wie folgt:

Λ20 X\ 9ΛΊ 5ΛΊ 7... Λ3Λ2ΛΤ1

wobei X\s bis X\ die Zellen-Nummer-Adresse, X\₉ bis Χ\ί die Streifenadresse und Λ20 die Speicherhälften-Adresse ist Eine »0« in dep Position Xn adressiert die Speicherhälfte M-O und eine »1« die Speicherhälfte M-I.

Fig.2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer optischen Vorrichtung zur Abfragung bestimmter Zellen des Speichers. Die Abfragevorrichtung weist zwei digitale Lichtablenker 10, 20 auf. Der Lichtablenker 10 lenkt nach Maßgabe der Zellenpositionen das Licht in Schritten senkrecht zur Zeichenebene ab. Der Lichtablenker 20 ist der Streifenzahl zugeordnet und lenkt das Licht in Schritten in der Zeichenebene ab. Da insgesamt acht Streifen in jeder Speicherhälfte vorhanden sind, muß der Lichtablenker 20 das Licht in acht verschiedene Positionen ablenken.

Die Lichtablenker werden, wie weiter unten beschrieben, mit der Adresse der betreffenden Zelle adressiert und lenken ein Lichtstrahlenbündel so ab, daß es auf die adressierte Zelle gerichtet ist Aus Gründen, die oben dargelegt wurden, muß mit jeder Zelle gleichzeitig die zugehörige Prüfzelle abgefragt werden, und dazu dient ein Korrelator 30. Der Korrelator 30 spaltet das

Lichtstrahlenbündel so auf, daß, wenn eine Zelle im Streifen N adressiert ist, eines der abgespaltenen Strahlenbündel auf'die Zelle im Streifen /V' trifft, während der andere abgespaltene Strahlenbündelteil auf die entsprechende Zelle im Streifen N* trifft. Wenn dagegen eine Zelle im Streifen N* adressiert ist, dann läßt der Korrelator 30 das eine abgespaltene Strahlenbündel auf diese Zelle gelangen und das andere auf die korrespondierende Zelle des Streifens N+1.

Die Abfragevorrichtung enthält auch einen Strahlspalter 39 mit einem Paar Viertelwellenlängenblättchen 41 und 42 und einem Wollaston-Prisma 43. Der Strahlspalter 39 kann zum Beispiel ein Kristall sein, der in der einen Richtung linear polarisiertes Licht an einer inneren Reflektionsfläche 40 reflektiert, senkrecht dazu polarisiertes dagegen nicht. Hier wird nun davon ausgegangen, daß der Strahlspalter horizontal polarisiertes Licht reflektiert, vertikal polarisiertes dagegen passieren läßt. Konsequenterweise spaltet er auch zirkulär polarisiertes Licht an der erwähnten inneren Fläche 40 auf in einen horizontal polarisierten Anteil, der reflektiert wird, und einen vertikal polarisierten Anteil, der nicht reflektiert wird, sondern passiert.

Die Viertelwellenlängenblättchen 41 und 42 ändern die Polarisation des durchfallenden polarisierten Lichtes. Linear polarisiertes Licht wird zirkulär polarisiert, und zirkulär polarisiertes Licht wird linear polarisiert. Wenn also Licht zweimal durch ein Viertelwellenlängenblättchen passiert, dann ist das Ergebnis das gleiche, als hätte 'es ein Halbwellenlängenblättchen passiert. Wenn zum Beispiel horizontal polarisiertes Licht durch ein Viertelwellenlängenblättchen passiert, wird es zu zirkulär polarisiertem Licht, und wenn dieses zirkulär polarisierte Licht dann durch ein Viertelwellenlängenblättchen fällt, wird es vertikal polarisiert

Das Wollaston-Prisma dient dazu, das Licht, mit dem der Speicher abgefragt wurde und das nun die gespeicherte Information enthält, in zwei verschiedene Richtungen abzulenken. Ein Wollaston-Prisma erzeugt eine nach links oder rechts gerichtete Reflektion eines Lichtstrahlenbündels nach Maßgabe des jeweiligen Polarisationszustandes. In der Zeichnung ist davon ausgegangen, daß von dem Wollaston-Prisma 43 horizontal polarisiertes Licht nach rechts und vertikal polarisiertes Licht nach links abgelenkt wird.

Das vom Wollaston-Prisma nach rechts abgelenkte Licht enthält die Informationen aus der Speicherhälfte M-O und wird vermittels der Linse 48 auf das Prisma 50 fokussiert. Die Lichtfarben, die die einzelnen Bitinformationen repräsentieren, werden durch das Prisma 50 aufgespalten und auf einen der Speicherhälfte M-O zugeordneten Fotodetektor 100 gerichtet. Das mittels des Wollaston-Prismas 43 nach links abgelenkte Licht gelangt über die Linse 44 an das Prisma 46, wo es in Farben zerlegt wird. Anschließend gelangt es in den dem Halbspeicher M-I zugeordneten Fotodetektor 200. Die Fotodetektoren 100 und 200 nehmen also Informationen der beiden Zellen auf, die jeweils gleichzeitig abgefragt werden.

Bei den digitalen Lichtablenkern kann es sich um Ablenker handeln, bei denen mehrere, zum Beispiel 16 elektrooptische, auf Viertelwellenbasis beruhende Schalter im Strahlengang angeordnet sind und 16 doppelbrechende Kristalle vorgesehen sind, die unterschiedliche Länge haben, von einer Einheit bis zu sechzehn Einheiten, wobei eine Einheit der Länge entspricht, die nötig ist, um das Licht von einer Zellenposition des Speichers auf die nächste abzulenken. Der den Zellenpositionen zugeordnete Lichtablenker 10 lenkt also das Licht in 2¹⁶ verschiedene Positionen. Gemäß F i g. 2 erfolgt diese Ablenkung senkrecht zur Zeichenebene, ebenso wie sich gemäß F i g. 2 die einzelnen Zellenpositionen der Speicherhälften M-I und M-O senkrecht zur Zeichenebene erstrecken, also für den Beschauer hintereinanderliegen. In F i g. 2 ist mithin jeweils nur eine Art Draufsicht auf die Speicherhälften sichtbar. Die Nummern 0 bis 7 und 0* bis 7* in F i g. 2 bezeichnen die einzelnen Streifen der Speicherhälften entsprechend wie in F i g. 1.

Der den Streifen zugeordnete Lichtablenker 20 kann entsprechend wie der Lichtablenker 10 aufgebaut sein, wofür jedoch drei elektrooptische Schalter auf Viertelwellenbasis und drei doppelbrechende Kristalle genügen. Dieser Lichtablenker lenkt das Licht in acht verschiedene Positionen entsprechend den acht Streifen in jeder Speicherhälfte. In F i g. 2 erfolgt die zugehörige Ablenkung in der Zeichenebene oder vertikal.

Wie bereits ausgeführt, kann die Adresse jeder Zelle durch ein 20 Bit umfassendes Wort festgelegt werden, wobei die ersten 16 Bits die Zellennummer, die drei nächsten Bits die Streifennummer und das letzte Bit den zugehörigen Halbspeicher bestimmen. Die Adressierung der Lichtablenker kann auf binäre Weise erfolgen, und zwar, indem das Bit niedrigster Ordnung zur Erregung des ersten elektrooptischen Schalters des Lichtablenkers 10 herangezogen wird, während die anderen Bits über zugeordnete Antivalenzglieder an die anderen elektrooptischen Schalter gelangen. An den zweiten Eingang eines jeden dieser Antivalenzglieder gelangt dann das benachbarte Bit niedrigerer Ordnung aus dieser Adresse. Eine solche Gruppe von Antivalenzgliedern ist in dem Adressierkreis 60 gemäß F i g. 2 vorgesehen. In dem Adressierkreis 60 wird das Adressenwort eingespeist. Mit Ausnahme des Bits Λ20 werden die Ausgänge des Adressenkreises an die elektrooptischen Schalter der Lichtablenker 10 und 20 gelangen. Es sei angenommen, daß eine binäre Eins auf einer Ausgangsleitung des Adressierkreises den Lichtablenker tastet, eine binäre Null dagegen nicht.

Zum Zwecke der Erläuterung sei weiter angenommen, daß der Lichteingang in den Lichtablenker 10 horizontal polarisiert ist und daß die doppelbrechenden Kristalle vertikal polarisiertes Licht ablenken, horizontal polarisiertes dagegen passieren lassen. Der Ausgang der Lichtablenker kann entweder horizontal oder vertikal polarisiert sein, je nachdem, wie viele elektrooptische Schalter erregt Waren. Wenn eine geradzahlige Anzahl von elektrooptischen Schaltern erregt ist, ist der Ausgang horizontal polarisiert; wenn dagegen eine ungeradzahlige Anzahl erregt ist, ist der Ausgang vertikal polarisiert. Eine Prüfvorrichtung, wie zum Beispiel der Modulo-2-Addierer 62, kann dazu vorgesehen sein, anzuzeigen, ob der Ausgang der Lichtablenker horizontal oder vertikal polarisiert ist. Wenn_o eine geradzahlige Anzahl von elektrooptischen Schaltern erregt ist, dann gelangt eine geradzahlige Anzahl von Eingängen in den Modulo-2-Addierer, und der Ausgang des Modulo-2-Addierers ist eine binäre Null, die dann anzeigt, daß am Ausgang des Lichtablenkers bzw. am Eingang des Korrelators 30 horizontal polarisiertes Licht vorliegt. Wenn dagegen andererseits eine ungeradzahlige Anzahl von elektrooptischen Schaltern in den Lichtablenkern erregt wird, führt dies zu vertikal polarisiertem Lichtausgang und zu einer binären Eins am Ausgang des Modulo-2-Addierers 62.
Die Position der Ausgangsstrahlung der Lichtablen-

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ker entspricht der adressierten Zelle in dem Halbspeicher Af-O, wenn dieses Strahlenbündel direkt durch den Strahlspalter 39 hindurchfällt. Gemäß F i g. 2 würde der direkte Strahl 70 den Streifen 2 des Halbspeichers Af-O treffen. Da er jedoch von dem Strahlenspalter 39 abgelenkt wird, trifft er den Streifen 2* des Halbspeichers M-X. Wenn also der Strahl 70 in zirkulär polarisiertes Licht umgewandelt wird, spaltet er sich an der internen Fläche 40 und trifft auf den Streifen 2 des Halbspeichers M-O und den Streifen 2* des Halbspeichers Af-I.

Wie bereits oben ausgeführt, dient der Korrelator 30 dazu, sicherzustellen, daß das Lichtbündel immer die beiden jeweils einander zugeordneten Zellen trifft. Der Korrelator 30 weist drei elektrooptische Viertelwellenlängenblättchen 32, 34 und 38 und einen doppelbrechenden Kristall 36 auf, welch letzterer eine Trennbreite von einer Einheit entsprechend dem Abstand zweier Streifen im Speicher hat. Die elektrooptischen Viertelwellenlängenblättchen arbeiten wie normale Viertelwellenlängenblättchen, wenn sie mit einer binären Eins beaufschlagt werden; sie haben jedoch keine Wirkung auf das durchfallende Licht, wenn sie mit einer binären Null beaufschlagt werden. Der doppelbrechende Kristall 36 läßt eine Type linear polarisierten Lichtes passieren und lenkt die senkrecht dazu polarisierte andere Type ab. Zur Erläuterung wird davon ausgegangen, daß der doppelbrechende Kristall vertikal polarisiertes Licht, wie den mit ^bezeichneten Strahl, ablenkt, dagegen horizontal polarisiertes Licht entsprechend dem mit H bezeichneten Strahl passieren läßt. Wenn also zirkulär polarisiertes Licht an den doppelbrechenden Kristall 36 gelangt, wird dies in eine vertikale und eine horizontale Komponente aufgespalten, wie eingezeichnet.

Die Grundprinzipien, nach denen die elektrooptischen Schalter auf Viertelwellenlängenbasis des Korrelators 30 erregt werden, sind am besten zu verstehen, wenn man vorher die angestrebte Wirkung sich klarmacht.

Am Ausgang des ModuIo-2-Addierers 62 liegt eine Information darüber vor, ob das Strahlenbündel 70 horizontal oder vertikal polarisiert ist. Außerdem ist bekannt, daß die Position dieses Strahlenbündels bestimmt ist durch die Lage der adressierten Zellen gemäß den Adressierungsbits X^ bis X\. Wenn der adressierte Halbspeicher der Halbspeicher Af-O ist, ist der Prüfstreifen in der anderen Speicherhälfte Af-I der gleiche; wenn dagegen der adressierte Halbspeicher der Speicher Af-I ist, dann hat der zugehörige Prüf streif en im Halbspeicher Af-O die gleiche Numerierung, vermehrt um eine Einheit. Wenn zum Beispiel die adressierte Zelle im Streifen 2 des Halbspeichers Af-O liegt, dann liegt die Prüfzelle im Streifen 2* des Halbspeichers Af-I. Wenn dagegen die adressierte Zelle im Streifen 2* des Halbspeichers Af-I liegt, dann liegt die Prüfzelle im Streifen 3 des Halbspeichers Af-O.

Wenn also die adressierte Zelle im Halbspeicher Af-O liegt, dann muß der Korrelator 30 das Strahlenbündel 70 ohne Ablenkung passieren lassen und sicherstellen, daß das Strahlenbündel 70 am Ausgang des Korrelators 30 zirkulär polarisiert ist. Wenn das Strahlenbündel, das in den Strahlspalter 39 einfällt, nicht aufgespalten ist und zirkulär polarisiert ist, dann trifft es auf Streifen gleicher Numerierung in beiden Halbspeichern.

Damit keine Ablenkung stattfindet, ist es notwendig, daß der Eingang des doppelbrechenden Kristalls 36 horizontal polarisiert ist. Dies wird bewirkt durch entsprechende Beaufschlagung der elektrooptischen Schalter 32 und 34. Wenn zum Beispiel der Ausgang aus dem Lichtablenker horizontal polarisiert ist, dann ist der Ausgang des Modulo-2-Addierers 62 eine binäre Null, und der elektrooptische Schalter 34 bleibt unerregt. Auch wenn die binäre Bitposition Λ20 eine binäre Null ist, die anzeigt, daß der Halbspeicher Af-O angesprochen wird, ist der Ausgang des Antivalenzglieds 64 eine Null, so daß der elektrooptische Schalter 32 unerregt ist. Da die beiden elektrooptischen Schalter 32 und 34 in diesem Beispiel unerregt sind, passiert das horizontal polarisierte Strahlenbündel 70 diese beiden elektrooptischen Schalter ohne irgendwelche Beeinflussung und passiert auch den doppelbrechenden Kristall 36 ohne Ablenkung. Um das Strahlenbündel vor dem Strahlenspalter 39 zirkulär zu polarisieren, gelangt der Ausgang ΑΓ20 der eingespeisten Adresse an einen Nichtkreis, der am Ausgang eine binäre Eins erzeugt, wenn am Eingang eine binäre Null vorliegt, und eine binäre Null am Ausgang erzeugt, wenn eine binäre Eins am Eingang vorliegt. Im vorliegenden Fall ist der Halbspeicher Af-O angesprochen, und die Bitposition Λ20 ist eine binäre Null, und demzufolge ist der Ausgang des Nichtkreises 68 eine binäre Eins, wodurch der elektrooptische Schalter 38, der ebenfalls auf Viertelwellenlängenbasis aufgebaut ist, erregt wird. Der erregte elektrooptische Schalter 38 wandelt die Polarisation des linear polarisiert einfallenden Strahlenbündels in zirkuläre Polarisation. Der zirkulär polarisierte Strahl wird an der inneren Fläche 40 des Strahlspalters in eine vertikale und eine horizontale Komponente zerlegt. Die horizontale Komponente wird abgelenkt und gelangt über das Viertelwellenlängenblättchen 42 in den betreffenden Streifen des Halbspeichers Af-I. Das Viertelwellenlängenblättchen 42 wandelt die Polarisation in zirkuläre Polarisation um und das von der angesprochenen Zelle reflektierte Licht enthält nun alle die Farben, die in der betreffenden Zelle gespeichert waren, und ist zirkulär polarisiert mit dem gleichen Drehsinn wie das auf die Zelle treffende Licht. Das reflektierte Licht passiert wieder das Viertelwellenlängenblättchen 42 und verläßt es vertikal polarisiert. Da das von dem Halbspeicher Af-I reflektierte Licht nun vertikal polarisiert ist, passiert es die interne Fläche 40 des Strahlspalters 39 ohne Ablenkung und gelangt in das Wollaston-Prisma 43, wo es nach links in den Fotodetektor 200 abgelenkt wird.

Wenn das zirkulär polarisierte Licht, das in den Strahlspalter 39 einfällt, auf die interne Fläche 40 trifft, wird der vertikal polarisierte Anteil nicht abgelenkt, und dieser trifft auf die adressierte Zelle des Halbspeichers Af-O, und zwar infolge der Wirkung der zwischengeschalteten Viertelwellenlängenblättchen 41 zirkulär polarisiert Das reflektierte Licht wird in dem Viertelwellenlängenblättchen 41 horizontal polarisiert und wird an der Grenze 40 abgelenkt und gelangt in das Wollaston-Prisma 43, wo es nach rechts in den Fotodetektor 100 abgelenkt wird. ,

Wenn die adressierte Zelle im Halbspeicher Af-I liegt, dann muß der Korrelator 30 das Strahlenbündel aufspalten. Dieser Fall ist in F i g. 2 eingezeichnet, wo das Strahlenbündel 70 aufgespalten in den Strahlenspalter 39 gelangt Um eine solche Aufspaltung im Korrelator 30 zu erzielen, muß in dem doppelbrechenden Kristall 36 zirkulär polarisiertes Licht einfallen. Die beiden Strahlanteile, die in den Strahlenspalter 39 gelangen, müssen linear bzw. horizontal, oder allgemeiner gesagt, senkrecht zueinander polarisiert sein.

Wenn die adressierte Zelle innerhalb des Halbspeichers M-I liegt, dann ist am Ausgang X₂o eine binäre Eins und der Ausgang des Nichtkreises 68 eine binäre Null, so daß der elektrooptische Schalter 38 unbeaufschlagt ist. Der elektrooptische Schalter 38 hat demzufolge auf das durchfallende Licht keinen Einfluß. Die binäre Eins gelangt außerdem als Einer-Eingang an das Antivalenzglied 64. Um das Licht zirkulär zu polarisieren, ist es nötig, daß einer, aber auch nur einer der elektrooptischen Schalter 32 und 34 erregt ist. Wenn beide Schalter erregt sind, dann ist der Eingang für den doppelbrechenden Kristall 36 linear polarisiert. Wenn der Ausgang Λ20 eine binäre Eins ist, dann ist nach den in Fig.2 eingezeichneten Eingängen für die beiden elektrooptischen Schalter 32 und 34 einer dieser Schalter erregt, und zwar auch nur einer, unabhängig davon, ob der Ausgang des Modulo-2-Addierers 62 eine Eins oder eine Null ist. Wenn zum Beispiel das aus den Lichtablenkern ausfallende Lichtstrahlenbündel 70 horizontal polarisiert ist, dann ist der Ausgang des Modulo-2-Addierers 62 eine binäre Null, und der elektrooptische Schalter 32 ist erregt, während der elektrooptische Schalter 34 nicht erregt ist. Wenn dagegen das Strahlenbündel 70 am Ausgang des Lichtablenkers vertikal polarisiert ist, liegt eine binäre Eins am Ausgang des Modulo-2-Addierers 62 vor, und der elektrooptische Schalter 34 ist erregt, der elektrooptische Schalter 32 dagegen nicht. Das zirkulär polarisierte Licht wird innerhalb des !Correlators 30 in einen horizontalen Anteil, der unabgelenkt den Korrelator passiert und in einen vertikalen Anteil, der abgelenkt wird, aufgespalten. Die Ablenkung ist dabei so bemessen, daß der vertikal polarisierte Strahlanteil um den Abstand zweier Streifen in einem Halbspeicher gegenüber dem nicht abgelenkten Strahlanteil — hier also dem horizontal polarisierten — versetzt ist. Das horizontal polarisierte Licht fällt in den Strahlspalter 39 und wird dort an der Fläche 40 abgelenkt. Der abgelenkte, horizontal polarisierte Lichtstrahl passiert das Viertelwellenlängenblättchen 42, wird zirkulär polarisiert und trifft auf die adressierte Zelle, hier eine Zelle innerhalb des Streifens 2*. Das vertikal polarisierte Lichtbündel passiert unabgelenkt den Strahlspalter 39 und trifft, nachdem es das Viertellängenwellenblättchen 41 durchsetzt hat, auf die Prüfzelle im Halbspeicher M-O, die in diesem Falle im Streifen 3 liegt und die reflektierten Strahlanteile gelangen dann entsprechend — wie oben beschrieben — in den zugeordneten Fotodetektor 100 bzw. 200.

Die Abfragevorrichtung gemäß F i g. 2 arbeitet also so, daß bei jeder adressierten Zelle immer die adressierte Zelle und die zugeordnete Prüfzelle abgefragt wird, wobei die Information der abgefragten Zelle innerhalb des Halbspeichers M-O in den Fotodetektor 100 gelangt und die aus dem Halbspeicher M-I in den Fotodetektor 200. Eine logische Schaltung, die weiter unten beschrieben wird, dient dazu, festzustellen, ob die so ausgelesenen Informationen ordnungsgemäß in dem betreffenden Speicher gespeichert waren und weiche der beiden abgefragten Zellen die originaladressierte Zelle war.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Speichervorrichtung mit im Zeilen- und Spaltenraster angeordneten Speicherelementen, mit einem durch einen Ablenker auf adressierte Speicherelemente auslenkbaren optischen Abtaststrahl, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ablenker (10,20) und Speicher (M-O, M-I) ein einen horizontal polarisiert einfallenden Abtaststrahl rechtwinkelig ablenkendes und einen vertikal polarisiert einfallenden Abtaststrahl nicht ablenkendes Prisma (39) vorgesehen ist, daß die Speicherelemente auf zwei gleich große Halbspeicher (M-O, M-I) verteilt sind, von denen der erste Halbspeicher if, (M-O) auf den nicht abgelenkten Abtaststrahl orientiert angeordnet ist und der zweite auf den abgelenkten Abtaststrahl orientiert angeordnet ist, und zwar unter gegenseitiger paarweiser räumlicher Zuordnung der Speicherelemente, daß von den beiden Ausfallstrahlen eines zirkulär polarisierten Abtaststrahls Speicherelemente gleicher Zeilen- und Spaltenzählung in beiden Halbspeichern getroffen werden, daß zwischen Ablenker und Prisma ein Korrelator (30) angeordnet ist, der einen Strahlspalter (36) aufweist, der einen zirkulär polarisiert einfallenden Abtaststrahl in zwei im wesentlichen parallellaufende, aber entsprechend dem Spaltenabstand der Halbspeicher versetzte, linear polarisierte Komponenten aufspaltet, einen horizontal polari-■siert einfallenden Abtaststrahl dagegen unbeeinflußt läßt, daß dem Strahlspalter (36) eine erste optische Polarisationseinrichtung (32, 34) vorgeschaltet ist, die in zwei verschiedene Funktionszustände umschaltbar ist und im ersten Funktionszustand den in den Strahlspalter (36) fallenden Abtaststrahl zirkulär polarisiert und im zweiten Funktionszustand den in den Strahlspalter fallenden Abtaststrahl horizontal polarisiert (sofern er es nicht bereits ist), daß dem Strahlspalter (36) eine zweite optische Polarisationseinrichtung (38) nachgeschaltet ist, die in zwei verschiedene Funktionszustände umschaltbar ist und in ihrem ersten Funktionszustand funktionslos ist und in ihrem zweiten Funktionszustand linear polarisiert einfallendes Licht zirkulär polarisiert und daß eine Steuereinrichtung (62, 64, 68) vorgesehen ist, durch die die beiden Polarisationseinrichtungen gemeinsam in ihren ersten beziehungsweise zweiten Funktionszustand schaltbar sind.

2. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzellen der beiden Halbspeicher die einfallenden Abtaststrahlen in sich zurückwerfend ausgebildet sind, daß diesen Halbspeichern einerseits und dem Prisma (39) andererseits je ein Viertelwellenlängenplättchen (41, 42) zwischengeschaltet ist, daß ein Wollaston-Prisma (43) im Strahlengang der von den Halbspeichern zurückgeworfenen, aus dem Prisma (39) ausfallenden Strahlen vorgesehen ist, und daß im Strahlengang hinter dem Wollaston-Prisma den beiden Halbspeichern jeweils zugeordnete Fotodetektoren (100,200) vorgesehen sind.

3. Speichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenker (10, 20) einen vertikal oder horizontal polarisierten Abtaststrahl erzeugend ausgebildet ist, daß die erste Polarisationseinrichtung (32, 34) aus zwei für sich aktiv und inaktiv schaltbaren Viertelwellenlängenplättchen (32, 34) besteht, von denen im ersten Funktionszustand eines erregt ist und im zweiten Funktionszustand abhängig von der Polarisationsrichtung des einfallenden Abtaststrahls keines oder beide erregt sind.

4. Speichervorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Polarisationseinrichtung (38) ein aktiv und inaktiv schaltbares Viertelwellenlängenplättchen ist.