DE1772345A1

DE1772345A1 - Optische Speicheranordnung mit mehreren Kanaelen

Info

Publication number: DE1772345A1
Application number: DE19681772345
Authority: DE
Inventors: Kurt Kosanke; Erhard Dipl-Phys Dr Max
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1968-05-02
Filing date: 1968-05-02
Publication date: 1971-03-04
Also published as: FR2007630A1; GB1204279A; BE731342A

Description

IBM Deutschland InternallonuU UärthMutrhinfft C**rlUch<ift mbH

Böblingen, 29. April 1968 pr-hn

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket GE 968 036; GE 867 087 Optische Speicheranordnung mit mehreren Kanälen

Die Erfindung betrifft eine optische Speicheranordnung mit mehreren Kanälen. Unter Kanal wird im folgenden eine von mehreren, in Richtung eine* Abtastetrahle in hintereinanderliegenden Bereichen angeordneten Speicherplatzgruppen verstanden, deren entsprechende Speicherplätze jeweils gleichzeitig von ein und demselben Abtaststrahl durchsetzt werden.

In der Technik der Datenverarbeitung und in verwandten Gebieten ist es erforderlich, große Mengen von Informationen zu speichern und in möglichst kurzer Zeit auslesen zu können. Die dazu erforderlichen Speicher können aus Lochkarten, Lochstreifen, Magnetbändern, Magnetplatten, Magnetkernen, geschwärzt« Bereiche enthaltenden durchsichtigen Platten zur Abtastung mittels eines verschiebbaren Lichtstrahls, usw., bestehen. Da in vielen Fällen die Menge der zu speichernden Informationen außerordentlich groß ist, in manchen Anwendungen sind Informationsmengen von 10 - 10 Bit erforderlich, ist es von außer· ordentlicher Wichtigkeit, den Preis und den Raumbedarf je Bit möglichst niedrig KU halten. DU au· gelochten oder aus magnetisierbar» Trägern bestehenden

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Speicher haben einerseits bezogen auf das Bit einen relativ hohen Raumbedarf und Kostenaufwand,, der auch unter Anwendung modernster Techniken nicht unter ein bestimmtes Maß reduziert werden kann, andererseits können bei den genannten Speicherarten die Zugriffs zeiten, einen erträglichen technischen Aufwand vorausgesetzt, nicht beliebig verkleinert werden. Sehr hohe Speicherplatzdichten und sehr kurze Zugriffe zeiten können mit den oben ge* . nannten optischen Speichern erzielt werden. Diese Speicher haben jedoch den Nachteil, daß nur begrenzte Informationsmengen auf einem Trtger untergebracht werden können.

Bei den bekannten optischen Speichern werden die in den einzelnen Speicher· platzen enthaltenen Informationen durch das Vorhandensein oder Nicht Vorhandensein von lichtdurchlässigen, spiegelnden oder lichtabsorbierenden Bereichen dargestellt. Auch lichtempfindliche Schichten, die zwecks Informationsdarstellung durch einen ablenkbaren Lichtstrahl bereichsweise belichtet und anschließend entwickelt und fixiert werden, sind schon vorgeschlagen worden.

Obwohl die Informationsdichte bei diesen Speichern sehr hoch ist, reicht da· Fassungsvermögen einer derartigen lichtempfindlichen Schicht für viele Anwendungen bei weitem nicht aus. Es wurden daher Speicheranordnungen mit einer Vielzahl von in Strahlrichtung gesehen in hintereinander liegenden Speicherebenen angeordneten Platten vorgeschlagen, die durch mechanische Mittel wahlweise einzeln in den Bereich eines Abtaststrahl· verschoben werden konnten. Da die mechanische Verschiebung im Vergleich sur Abtastung durch

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einen mittels einer Kathodenstrahlröhre mit Leuchtschirm erzeugten oder durch elektrooptisch« Mittel verschobenen Lichtstrahl sehr langsam ist, wird die Zugriffezeit dieser Speicher durch die Einbeziehung einer mechanischen Verschiebung in den Adressier vor gang um mehrere Größenordnungen verlängert. «

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, die Nachteile der zuletzt genannten Anordnungen zu vermeiden und einen Speicher anzugeben, bei dem die Auswahl der einzelnen Speicherebenen in einer Weise erfolgt, die die Zugriffszeit nur in geringfügigem Maße oder überhaupt nicht verlängert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine optische Speicheranordnung mit mehreren Kanälen gelöst, bei der mehrere, in Richtung eines Abtaststrahle in hintereinanderliegenden Ebenen angeordnete Speicherplatzgruppen vorgesehen sind. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherplatzgruppen jeweils aus einem die informationsdarstellenden Bereiche tragenden Trägerelement bestehen, wobei das Trägerelement und/oder die die Informationen darstellenden Bereiche aus Substanzen bestehen, die zur Auswahl eines bestimmten T rager elemente β steuerbar aus einem den Abtaststrahl nicht beeinflussenden Zustand in einen den Abtaststrahl beeinflussenden Zustand und umgekehrt Überführbar, sind, wobei die Auswahl der der jeweils abzutastenden Speicherplatzgruppe zugeordneten Ebene durch die überführung des betreffenden Trägerelements und/oder der die Informationen darstellenden Bereiche in den zuletztgenannten Zustand erfolgt.

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Die Erfindung wird anschließend anhand der Figuren nlther erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkunge

weise des erfindungsgemäßen Speichers, *

Fig. 2: einen Schnitt durch eine Speicherplatte gemäß der Erfindung, Fig. 3: die perspektivische Darstellung einer erfindungegemäflen Speicher

platte mit den dazugehörigen Steuer-Lichtquellen,

Fig. 4: die Darstellung eines besonders vorteilhaften Ausführungsbei-

spiels der Erfindung.

Anhand der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anordnung soll die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Speichere erläutert werden. Das von der monochromatischen Lichtquelle 1 erzeugte Licht wird durch die Kondensatorlinse Z zu einem parallelen Lichtbündel gemacht, aus dem mit Hilfe der Lochblende 3 ein Bündel mit sehr kleinem Durchmesser ausgeblendet wird, das anschließend den Polarisator 4, den elektrooptischen Strahlablenker 5, die Speicherplatzgruppen 6 - 12 und die Linse 20 durchsetzt. Durch den elektrooptischen Lichtablenker 5 kann der Lichtstrahl la in eine Vielzahl von vorgegebenen Lagen verschoben werden, in denen er jeweils einen Speicherplatz der Speicherplatzgruppen 6-12 durchsetzt und durch die Linse 20 auf das lichtempfindliche Element 21 gerichtet wird. Die Speicherplatzgruppen weisen jeweils eine Glasplatte, beispielsweise eine Glasplatte 6a auf, die aus einer

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Substanz beeteht, die unter der Einwirkung einer Strahlung der Wellenlänge fl in einen Zustand überführt wird, in der sie für das von der Lichtquelle 1 erzeugte Licht undurchlässig ist. Diese Strahlung wird durch die Lichtquelle 6b erzeugt. Wird die Glasplatte 6a einer Strahlung von der Wellenlänge λ ausgesetzt, so wird sie für das von der Lichtquelle« 1 ausgehende Licht durchlässig. Im vorliegenden Beispiel wird diese Strahlung durch die Lichtquelle 6c erzeugt. Die zu den anderen Speicherplatzgruppen gehörenden Glasplatten werden durch die ihnen jeweils zugeordneten Lichtquellen 7b, 8b- -12b bzw. 7c, 8c-12c steuerbar beeinflußt. In der Glasplatte 6a ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur eine öffnung 6g vorgesehen, die mit einer durchsichtigen, durch die Strahlungen λ oder Ά _ nicht beeinflussbaren Substanz ausgefüllt ist, die den gleichen Brechungsindex wie die Platte 6a hat. Sollen die in der Speicherplatzgruppe 6 enthaltenen Informationen ausgelesen werden, so wird die vorzugsweise als Blitzleuchte ausgebildete Lichtquelle 6b kurzzeitig betätigt, wodurch die Glasplatte 6a unter der Wirkung der Strahlung mit der Wellenlänge A lichtundurchlässig wird. Die den Speicherplatzgruppen 7-12 zugeordneten Glasplatten werden durch kurzzeitige Erregung der Lichtquellen 7c - 12c lichtdurchlässig gemacht. Wird Jetzt der Lichtstrahl la mit Hilfe des steuerbaren Strahlablenke rs 5 auf den adressierten Speicherplatz gerichtet, ao durchsetzt er die Bohrung 6g und gelangt durch die den Speicherplatzgruppen 7-12 zugeordneten lichtdurchlässigen Glasplatten 7a - 12a unbeeinflußt zur Linse 20, durch die er auf da· lichtempfindliche Element 21 gerichtet wird* Das am Aufgang des lichtempfindlichen Element· 21 auftretende elektrische Signal zeigt an, daß der adressierte SpeicherpUts der Speicherplatzgruppe 6 ein« Öffnung aufweist,

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die beispielsweise eine binäre Eins darstellt. Wird der Lichtstrahl la mit Hilfe des Strahlablenke rs 5 auf einen anderen Speicherplatz gerichtet, so wird er durch die undurchlässig gemachte Glasplatte 6a/mterb rochen, so daß kein Licht auf das lichtempfindliche Element 21 fallen kann. Da· Fehlen eines elektrischen Signals am Ausgang dieees Elementes zeigt an, AaO der adressierte Speicherplatz der Speicherplatzgruppe 6 keine Bohrung enthält, was bedeutet, daß dieser Speicherplatz eine binäre Null enthält. Ein beispielsweise zur Speicherplatzgruppe 9 gehörender Speicherplatz wird dadurch adressiert, daß die Lichtquellen 9b und 6c - 8c sowie 10c - IZc kurzzeitig erregt werden, wodurch die Glasplatte 9a lichtundurchläseig und die den Speicherplatzgruppen

Glasplatten
6-8 und 10 - 12 zugeordnetenVlichtdurchläesig gemacht werden. Wird nun der Lichtstrahl la mit Hilfe des Lichtablenke rs 5 auf einen beliebigen Speicherplatz gelenkt, so gelangt er unbeeinflußt durch die den Speicherplatz gruppen 6-8 zugeordneten Glasplatten zur Glasplatte 9a· die er bei Vorliegen einer Bohrung ebenfalls durchsetzt, um von dort unbeeinflußt durch die Speicherplatzgruppen 10 - 12 über die Linse 20 zum lichtempfindlichen Element 21 zu gelangen. In gleicher Weise kann jede der Speicherplatzgruppen 6-12 adressiert werden. Selbstverständlich muß die Länge der von

der Lichtquelle 1 ausgehenden Strahlung so bemessen sein, daß si« di· den Speicherplatzgruppen 6-12 zugeordneten
Durchlässigkeit derYGlasplatten nicht beeinflußt.

In den Fig. 2 und 3 wird eine besonders vorteilhafte Aueführungeform einer Speicherplatzgruppe dargestellt. Die in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Speicherplatzgruppe 6 besteht au« dem Trägerelement 26, da· au· einer planparallel geschliffenen Platte 27 au· handelsüblichen, lichtdurchlässigem Gla«

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besteht, aus einer Platte 28 aus einem durch eine Strahlung der Wellenlänge Λ , undurchsichtig und durch eine Strahlung von der Wellenlänge Λ durchsichtig werdenden Glas und aus einer planparallel geschliffenen Platte 29· die aus dem gleichen Glas wie die Platte 27 besteht. Die in den einzelnen Speicherplätzen gespeicherten binären Einsen sind durch in der Platte 28

angeordnete Bohrungen 26g dargestellt. Selbstverständlich kann auch eine dünne Schicht aus photochromem Material durch ein geeignetes Verfahren auf einem Träger aus Glas aufgebracht werden. Oie Information kann beispielsweise durch Ätzen eingeschrieben werden. Weiet ein Speicherplatz, keine Bohrung bzw. keinen von photochromem Glas freien Bereich auf, so bedeutet dies das Vorliegen einer binären Null. Die Platten 27, 28 und 29 weisen den gleichen Brechungsindex auf und sind mit einer Substanz von gleichem Brechungsindex'miteinander verkittet, die auch die Bohrungen 26g ausfüllt. Die von den Lichtquellen 6b und 6c ausgehende Strahlung wird mit Hilfe der keilförmigen lichtleitenden Elemente 6d und 6e so in den Bereich der Stirnseiten des Trägerelemente 26 gerichtet, daß sie diese*wie einen Lichtleiter durchsetzen, ohne die benachbarten Trägerelemente eu beeinflussen.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens wird in Fig. 4 dargestellt. Die von der punktfOrmigen Lichtquelle 1 ausgehenden, strichpunktiert dargestellten Strahlen Ib bilden den Beleuchtungestrahlengang, während der Abbildung se tr ahlengang durch die ausgezogenen Linien la dargestellt wird. Zwischen den beiden plankonvexen Teilen der Feldlinsen 30 befinden sich die nach der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Art ausgebildeten Trägerelemente 26 der einzelnen Speicherplatzgruppen, die mittels der

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Elemente 6e und 6d β ο wie der Blitzlampen 6c und 6b in den durchsichtigen bzw. in den undurchsichtigen Zustand überführt werden können. Es ist selbstverständlich auch möglich, anstelle der Elemente 26 die aus photochromem Glas bestehenden Elemente 28 (Fig. 2) zu setzen und mit den beiden Hälften der Feldlinsen zu verkitten. Die Abbildung der Elemente 26 bzw. 28 erfolgt über die Linsen 31. Wird beispielsweise durch Betätigung der Blitzlampe 6b der am linken Bildrand befindlichen Speicherplatzgruppe das Element 28 in seinen undurchsichtigen Zustand überführt, während die Elemente 28 bzw. der anderen Speicherplatzgruppen sich in ihrem durchsichtigen Zustand befinden, so werden die Ausnehmungen, die sich in dem in seinem undurchsichtigen Zustand befindlichen Element 26 befinden, auf der linken Fläche de· Lichtablenke rs 5 abgebildet. Durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen Ablenkstufen des Lichtablenkers^ wird das Bild so verschoben, dall der durch die die Ansteuerung der einzelnen Ablenkstufen bewirkenden Signale «dressierte Speicherplatz in den Bereich des lichtempfindlichen Elemente· 21 verschoben wird. Das Auftreten oder das Nichtauftreten eines elektrischen Signals am Ausgang dieses lichtempfindlichen Elementes 21 zeigt das Vorliegen oder das Nichtvorliegen einer Ausnehmung im adressierten Bereich de· durch die Betätigung einer Blitzlampe 6b ausgewählten Elemente· 26 an.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Optische Speicheranordnung mit mehreren Kanälen, bei der mehrere, in Richtung eines Abtaststrahls in hintereinanderliegenden Ebenen angeordnete Speicherplatzgruppen vorgesehen sind» dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherplatzgruppen jeweils aus einem die Informationen darstellenden Bereiche tragenden Trägerelement (26) bestehen, das steuerbar aus einem den Abtaststrahl nicht beeinflussenden Zustand in einen ™ den Abtaststrahl beeinflussenden Zustand und umgekehrt überführbar ist, wobei die Auswahl der jeweils abzutastenden Speicherplatzgruppe durch die überführung des betreffenden Trägerelement· in den zuletzt genannten Zustand erfolgt.

2. Optische Speicheranordnung mit mehreren Kanälen, bei der mehrere, in Richtung eines Abtaststrahl in hintereinanderliegenden Ebenen angeordnete Speicherplatzgruppen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Informationen darstellenden Bereiche in den einzelnen Speicherplatzgruppen aus Substanzen bestehen, die steuerbar aus einem den Abtaststrahl nicht beeinflussenden Zustand in einen Abtaststrahl beeinflussen den Zustand und umgekehrt überführbar sind, wobei die Auswahl der jeweils abzutastenden Speicherplatzgruppe durch die überführung der die die Informationen darstellenden Bereiche des betreffenden Trägerelementes in den zuletzt genannten Zustand erfolgt.

3. Optifche Spei ehe rplatsanordnung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, da-

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durch gekennzeichnet« daß die die Informationen darstellenden Bereiche und/oder die diese Bereiche tragenden Trägeralemente aus elektrooptisch oder magnetooptische aktiven Substanzen und magnetooptisch oder elektrooptisch inaktiven oder unterschiedlich aktiven Substanzen bestehen.

4. Optische Speicheranordnung nach den Ansprüchen 1 und 2* dadurch gekennzeichnet, daß die die Informationen darstellenden Bereiche und/oder die diese Bereiche tragenden Elemente aus doppelbrechenden und einfachbrechenden oder aus mit verschiedener Orientierung angeordneten doppelbrechenden Substanzen bestehen, und daß die Auswahl der jeweils abzutastenden Speicherplatzgruppe durch Kippen des betreffenden Trägerelemente in eine Lage erfolgt, in der die Brechungsindizes der die Informationen darstellenden Bereiche und des sie tragenden Elementes in bezug auf die Richtung des Abtaststrahl verschieden sind.

5. Optische Speicheranordnung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dafl die die einzelnen Speicherplatzgruppen bildenden Elemente und/oder die die Informationen darstellenden Bereiche aus unter der Wirkung von Strahlungen bestimmter Wellenlängen und/oder Intensitäten ihre Durchlässigkeit reversibel veränderbaren Substanzen be. stehen, und dall die Auswahl der jeweils abzutastenden Spelcherplatzgruppe durch Bestrahlung mit einer unterschiedliche Durchlässigkeiten der die Informationen darstellenden Bereiche und der diese Bereiche tragenden Elemente bildenden Substanzen bewirkenden Strahlung erfolgt, wan»

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rend die nicht abzutastenden Elemente einer die unterschiedliche Durchlässigkeiten aufhebenden Strahlung ausgesetzt werden.

6. Optische Speicheranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dafl die den einzelnen Speicherplatzgruppen zugeordneten Trägerelemente aus unter der Wirkung einer Strahlung bestimmter Wellenlänge ihr« Durchlässigkeit reversibel verändernden Glasplatten bestehen, in denen die Informationen durch mit einer durch diese Strahlung nicht veränderbaren Substanz gleichen Brechungsindexes ausgefüllten Bohrungen oder auf photol itographi«ehern Wege ereeugte Leerstellen dargestellt werden.

7. Optische Speicheranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils gewünschte Ubertragungseigenschaft der die die Informationen darstellenden Bereiche und/ oder der diese Bereiche tragenden Elemente nur während der Dauer der die Steuerung bewirkenden Felder, Strahlungen usw. vorliegen.

8. Optische Speicheranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dafl die jeweils gewünschten Ubertragungseigenschaften der die Informationen darstellenden Bereiche und/ oder der diese Bereiche tragenden Elemente durch eine einmalige, kurz ze lüge Steuereinwirkung bis xum Auftreten einer anderen Steuerung festgelegt werden.

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