DE2065737A1 - Image presenting appts. - has electronic cct. with store operating fluid crystal element - Google Patents
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Abstract
Description
7O91-7OA/H/Elf7O91-7OA / H / Elf
RCA Corporation, New York, N.Y.(V.St.A.)RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)
Bilddarstellgerät mit einer elektronischen Schaltung und mit einem Flüssigkristallelement Image display device with an electronic circuit and a liquid crystal element
Die Erfindung betrifft ein Bilddarstellgerät mit einer eine Speicherstufe enthaltenden elektronischen Schaltung und mit einem von der Schaltung gesteuerten Flüssigkristallelement, das aus einer zwischen zwei Elektroden angeordneten Flüssigkristallschicht gebildet ist.The invention relates to an image display device with a Storage stage containing electronic circuit and with a liquid crystal element controlled by the circuit that consists of a liquid crystal layer arranged between two electrodes is formed.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung mit einer möglichst zweckmässigen räumlichen Anordnung des Flüssigkristallelementes und der zugehörigen Schaltung anzugeben.The object of the invention is to provide a device with a spatial arrangement of the liquid crystal element that is as expedient as possible and the associated circuit.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung.The invention solves this problem by the in claim 1 marked device.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Vorrichtung sehr kompakt und raumsparend ausgebildet sein kann, und daß die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen den Elektroden des Flüssigkristallelementes und der elektronischen Schaltung einfach herstellbar sind.The invention has the advantage that the device can be made very compact and space-saving, and that the required electrical connections between the electrodes of the liquid crystal element and the electronic circuit are simple can be produced.
Die Erfindung wird nachstehend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel naher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below using a preferred exemplary embodiment. Show it:
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Figur 1 das Schaltschema einer elektrisch und optisch ansteuerbaren Speichereinheit;Figure 1 shows the circuit diagram of an electrically and optically controllable Storage unit;
Figur 2 ein Diagramm, das verschiedene Spannungsverläufe, die im Betrieb der Schaltung nach Figur 1 auftreten, wiedergibt;Figure 2 is a diagram showing various voltage profiles that occur in the operation of the circuit of Figure 1, reproduces;
Figur 3 den Grundriß einer integrierten MOS-Schaltungsausführung eines Teils der Schaltung nach Figur 1;Figure 3 is a plan view of a MOS integrated circuit design part of the circuit of Figure 1;
Figur 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 in Figur 3;FIG. 4 shows a section along section line 4-4 in FIG. 3;
Figur 5 das Schaltschema einer Seitenanordnung von Speichereinheiten nach Art der Schaltung nach Figur 1;FIG. 5 shows the circuit diagram of a page arrangement of memory units in the manner of the circuit according to FIG. 1;
Figur 6 eine schematische Darstellung eines elektronisch-optischen Speicherwerks mit der Seitenanordnung von Speichereinheiten nach Figur 5;Figure 6 is a schematic representation of an electronic-optical Storage unit with the page arrangement of storage units according to FIG. 5;
Figur 7 eine andere Ausfuhrungsform eines Teils des Speicherwerks nach Figur 6;FIG. 7 shows another embodiment of part of the storage unit according to Figure 6;
Figur 8 eine weitere Ausführungsform eines Teils des Speicherwerks nach Figur 6; undFIG. 8 shows a further embodiment of a part of the storage unit according to Figure 6; and
Figur 9 eine abgewandelte* Ausführungsform der Anordnung nach Figur 8.Figure 9 shows a modified * embodiment of the arrangement according to Figure 8.
In Figur 1 ist ein elektrisch und optisch setzbares bistabiles Speicherelement (Flipflop) gezeigt. Es enthält die überkreuz gekoppelten Transistoren T1 und T2 sowie die als Lastimpedanz für die Transistoren T, bzw. T2 dienenden Transistoren T3 und T4. Die Transistoren T- und T4 sind über die Leitung ν und einen Schalter 6 mit dem negativen Pol -V einer Spannungsquelle verbunden, deren anderer Pol an einem Bezugspotentialpunkt (Masse)In Figure 1, an electrically and optically settable bistable memory element (flip-flop) is shown. It contains the cross-coupled transistors T 1 and T 2 as well as the transistors T 3 and T 4 serving as load impedance for the transistors T and T 2 , respectively. The transistors T- and T 4 are connected via the line ν and a switch 6 to the negative pole -V of a voltage source, the other pole of which is connected to a reference potential point (ground)
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2 O r ί 'ΐ /2 O r ί 'ΐ /
liegt. Die Transistoren T1 bis T^ sind MOS-Feldeffekttransistoren. Jeder dieser Transistoren hat, wie für den Transistor T2 gezeigt, eine Emitterelektrode 7, eine Kollektorelektrode 8 und eine Gateelektrode 9. Das Flipflop mit den Transistoren T1 bis T4 ist an sich bekannter Art.lies. The transistors T 1 to T ^ are MOS field effect transistors. As shown for transistor T 2 , each of these transistors has an emitter electrode 7, a collector electrode 8 and a gate electrode 9. The flip-flop with transistors T 1 to T 4 is of a known type.
Das Flipflop dient als Speicherzelle in einer Matrix-Anordnung aus einer Vielzahl solcher Speicherzellen, in welcher Einrichtungen zum elektrischen Schreiben eines Informationsbits in , die Speicherzelle sowie zum Auslesen des Informationsbits aus der Speicherzelle vorgesehen sind. Die Ansteuereinrichtung enthält eine mit einer Spalten- oder Bitleitung dQ verbundene Bittreiber- und Leseschaltung oder kurz Bitschaltungen D_, eine mit einer Bitleitung d1 verbundene Bitschaltung D1 einen mit einer Zeilen- oder Wortleitung wQ verbundenen Worttreiber W. und einen ■it einer Wortleitung W1 verbundenen Worttreiber W1.The flip-flop serves as a memory cell in a matrix arrangement of a plurality of such memory cells, in which devices are provided for electrically writing an information bit into the memory cell and for reading out the information bit from the memory cell. The control device includes a with a column or bit line d Q connected Bittreiber- and reading circuit or short bit circuits D_, a d to a bit line 1 bit circuit D 1 is connected with a line or a word line w Q associated word driver W. and ■ it a word line W 1 word driver connected W1.
Die Bitleitung dQ ist über einen als Torglied dienenden Transistor T5 mit dem Kollektor (Ausgang) 10 des Transistors T1 sowie mit der Gateelektrode 9 des Transistors T2 verbunden. Der Transistor T^ wird durch ein seiner Gateelektrode über die Wortleitung W0 zugeleitetes Signal auf getastet. Die Bitleitung ä^ ist (j über einen als Torglied dienenden Transistor Tg an den Kollektor (Ausgang) 11 des Transistors T2 sowie an die Gatelektrode des Transistors T1 angekoppelt. Der Transistor Tg wird durch ein Signal aus der Wortleitung W1 aufgetastet.The bit line d Q is connected to the collector (output) 10 of the transistor T 1 and to the gate electrode 9 of the transistor T 2 via a transistor T 5 serving as a gate element. The transistor T ^ is gated on by a signal fed to its gate electrode via the word line W 0. The bit line ä ^ is (j coupled to the collector (output) 11 of the transistor T 2 and to the gate electrode of the transistor T 1 via a transistor Tg serving as a gate element. The transistor T g is gated on by a signal from the word line W 1.
Die Schaltung nach Figur 1 enthält ferner eine pn-Photodiode D, die mit ihrer Anode 13 an den Kollektor 10 des Transistors T1 und mit ihrer Kathode 14 an das Siliciumsubstrat des Transistors T1 angeschlossen ist. Bei Aufbau der Schaltung in integrierter Form kann das Siliciumsubstrat auch den Transistoren T2 bis T6 gemeinsam sein. Anstelle der Photodiode kann auch ein Phototransistor (nicht gezeigt) verwendet werden. Die Schaltung ent-The circuit according to FIG. 1 also contains a pn photodiode D, which is connected with its anode 13 to the collector 10 of the transistor T 1 and with its cathode 14 to the silicon substrate of the transistor T 1 . If the circuit is constructed in integrated form, the silicon substrate can also be common to the transistors T 2 to T 6 . A phototransistor (not shown) can also be used instead of the photodiode. The circuit is
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
hält außerdem ein einen Flüssigkristall enthaltendes Lichtventil LV, das zwischen den Kollektor 10 des Transistors T. und einen Masseleiter G geschaltet ist.also holds a light valve containing a liquid crystal LV, which is connected between the collector 10 of the transistor T. and a ground conductor G.
Figur 3 und 4 zeigen eine mögliche räumliche Ausführungsform des elektrisch und optisch setzbaren Speicherelementes nach Figur 1. Die Schaltung ist auf einem n-leitenden Siliciumsubstrat 20 aufgebaut, in welchem Gebiete aus p+-Silicium ausgebildet sind, die als Emitter- und Kollektorelemente der Transistoren dienen. Die p+-Gebiete und die dazwischenbefindlichen Gebiete sind mit einer Schicht 25 aus Siliciumdioxyd (SiO2), die einen elektrischen Isolator bildet, bedeckt, über den Gebieten zwischen den jeweiligen Emitter-und Kollektorelektroden sind leitende Gateelektroden angebracht. Auf der Siliciumdioxydschicht angebrachte elektrische Leiter kontaktieren durch öffnungen in der Siliciumdioxydschicht die darunterbefindlichen p+-Gebiete.FIGS. 3 and 4 show a possible spatial embodiment of the electrically and optically settable memory element according to FIG. 1. The circuit is built on an n-conducting silicon substrate 20 in which areas of p + silicon are formed, which serve as emitter and collector elements of the transistors . The p + regions and the regions in between are covered with a layer 25 of silicon dioxide (SiO 2 ), which forms an electrical insulator, and conductive gate electrodes are applied over the regions between the respective emitter and collector electrodes. Electrical conductors attached to the silicon dioxide layer contact the p + regions underneath through openings in the silicon dioxide layer.
Die in Figur 1 gezeigten Transistoren T1 bis Tg sind in Figur 3 mit den gleichen Bezeichnungen T1 bis T, versehen. Der Transistor T1 hat, wie man in Figur 3 und 4 sieht, einen p+-leitenden Emitter 21 im Abstand von einem p+-leitenden Kollektor 22. Eine dünne Siliciumdioxidschicht auf dem Flächenbereich zwischen Emitter 21 und Kollektor 22 bildet ein Isoliergebiet, über welchem eine leitende Gateelektrode 11* angebracht ist. Die Bitleiter dQ und dj sind auf der Oberseite der Siliciumdioxidschicht 25 angebracht. Der Masseleiter G auf der Siliciumdioxidschicht kontaktiert mit einem die Siliciumdioxidschicht durchsetzenden Kontaktbereich 24 das den Emitter 21 des Transistors T bildende p+-Material. Der Aufbau des als Lastimpedanz dienenden Transistors T3 ist ebenfalls sowohl in Figur 3 als auch in Figur 4 gezeigt. The transistors T 1 to T g shown in FIG. 1 have the same designations T 1 to T 1 in FIG. The transistor T 1 , as can be seen in FIGS. 3 and 4, has a p + -conducting emitter 21 at a distance from a p + -conducting collector 22. A thin silicon dioxide layer on the area between emitter 21 and collector 22 forms an insulating region over which a conductive gate electrode 11 * is attached. The bit lines d Q and dj are attached to the top of the silicon dioxide layer 25. The ground conductor G on the silicon dioxide layer makes contact with the p + material forming the emitter 21 of the transistor T with a contact region 24 penetrating the silicon dioxide layer. The structure of the transistor T 3 serving as load impedance is also shown both in FIG. 3 and in FIG.
Der Kollektor 22 des Transistors T1 ist in Figur 3 und 4 als aus p+-Material bestehend dargestellt, das sich längs des n-lei-The collector 22 of the transistor T 1 is shown in Figures 3 and 4 as consisting of p + material, which extends along the n-line
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tenden Siliciumsubstrats 20 bi· zu einer verhältnismäßig grossen quadratischen Fläche 22' erstreckt. Das p-f-Material der Fläche 22* bildet die Anode 13 der Photodiode D in Figur 1. Das n-leitende Material bildet die Kathode 14 der Photodiode D in Figur 1. Die große Fläche 22* aus p+-Material ist durch eine öffnung 25* in der Siliciumdioxidschicht sichtbar. Die Fläche 22' ist nicht mit Siliciumdioxid bedeckt, da sie auch als eine Elektrode des Lichtventils LV dient.extending silicon substrate 20 bi · to a relatively large square area 22 '. The p-f material of the surface 22 * forms the anode 13 of the photodiode D in FIG The n-conducting material forms the cathode 14 of the photodiode D in FIG. 1. The large area 22 * made of p + material is visible through an opening 25 * in the silicon dioxide layer. The area 22 ' is not covered with silica since it also serves as an electrode of the light valve LV.
Die Oberseite der integrierten Schaltung nach Figur 3 ist mit λ einer Schicht aus einem Flüssigkristall bedeckt, der in der Schnittdarstellung nach Figur 4 bei 30 dargestellt ist. Der noch zu beschreibende Flüssigkristall wird durch ein Glasplättchen 32 mit einem transparenten leitenden Belag 34 aus z.B. Zinnoxid auf der mit dem Flüssigkristall in Berührung stehenden Seite festgehalten. Die freiliegende Seite des Glasplättchens 32 1st mit einer opaken (lichtundurchlässigen) Maske 36 aus z.B. Aluminium mit einer öffnung 38 für den Durchtritt von Licht L^ zum und durch den Flüssigkristall versehen.The upper side of the integrated circuit according to FIG. 3 is covered with λ a layer made of a liquid crystal, which is shown at 30 in the sectional illustration according to FIG. The liquid crystal still to be described is held in place by a glass plate 32 with a transparent conductive coating 34 made of, for example, tin oxide on the side in contact with the liquid crystal. The exposed side of the small glass plate 32 is provided with an opaque (light-impermeable) mask 36 made, for example, of aluminum with an opening 38 for the passage of light L ^ to and through the liquid crystal.
Die Bodenfläche des n-leitenden Siliclumsubatrats 20 kann mit einer dünnen n+-Schicht 26 versehen sein, auf der eine metallische Grund- oder Masseschicht 28 angebracht ist. Die metallische f Masseschicht 28 ist durch eine äufiere Drahtverbindung 29 mit dem Masseleiter G auf der Oberseite der integrierten Schaltung verbunden. Die metallische Masseschicht 28 hat, wie in Figur 4 fezeigt, eine öffnung 39, die sich mit der öffnung 38 in der Maske 3· sowie mit der Fläche 22* der Photodiode D deckt. Die öffnung 39 in der metallischen Masseschicht 28 dient dazu, den vollständigen Durchtritt von einfallende« Licht I^ geeigneter Wellenlänge im Infrarotbereich durch die integrierte Schaltung zu ermöglichen, wenn dies der Zustand des Flüssigkristalls 30 zuläßt. Die öffnung 39 wird nicht gebraucht, wenn das Lichtventil mit Lichtreflexion arbeitet. In diesem Fall ergibt sich durch die p-leitende Fläche 22' der Photodiode eine partielle Licht-The bottom surface of the n-type silicon substrate 20 can with a thin n + layer 26 on which a metallic base or ground layer 28 is applied. The metallic f Ground layer 28 is through a continuous wire connection 29 with the Ground conductor G connected on top of the integrated circuit. As shown in FIG. 4, the metallic ground layer 28 has an opening 39 which is aligned with the opening 38 in the mask 3 · as well as with the area 22 * of the photodiode D covers. The opening 39 in the metallic ground layer 28 serves to ensure the complete passage of incident "light" of suitable wavelength in the infrared range through the integrated circuit allow if the state of the liquid crystal 30 allows. The opening 39 is not needed when the light valve works with light reflection. In this case, the p-conducting surface 22 'of the photodiode results in a partial light
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reflexion, die durch Anbringen eines teilreflektierenden Filmes auf der Fläche 22' noch vergröftert werden kann.reflection made by attaching a partially reflective film can still be enlarged on the surface 22 '.
Der Flüssigkristall 30 kann eine nematische Mesophasen-Zusammensetzung sein. Der Ausdruck "Mesophase" bezeichnet einen Aggregatzustand, der zwischen dem des kristallinen Feststoffes und dem der isotropischen Flüssigkeit liegt. Die übliche Bezeichnung für diesen Aggregatzustand 1st "Flüssigkristall". Der Ausdruck "nematisch" bezeichnet eine spezielle Art von Flüssigkristall. Zusammensetzungen mit einem mesomorphen Zustand (Mesophase) haben zwei "Schmelzpunkte". Der erste Schmelzpunkt liegt bei der Obergangstemperatur vom kristallinen Feststoffzustand zum mesomorphen Zustand, und der zweite Schmelzpunkt liegt bei der Übergangs temperatur vom mesomorphen Zustand zum isotropischen Flüssigkeitszustand. Zwischen diesen beiden Temperaturen befindet sich die Zusammensetzung im mesomorphen oder kristallinen Flüssigkeitszustand, in welchem sie sowohl das Verhalten einer Flüssigkeit, indem sie fließt und in koaleszierenden Tropfen vorhanden ist, als auch das Verhalten eines Feststoffes, indem sie optisch oder elektrisch anisotrop ist und eine ein- oder zweidimensional strukturelle Ordnung aufweist, zeigt.The liquid crystal 30 may be a mesophase nematic composition. The term "mesophase" denotes a state of aggregation which is between that of the crystalline solid and the the isotropic liquid. The common name for this physical state is "liquid crystal". The expression "Nematic" refers to a special type of liquid crystal. Compositions with a mesomorphic state (mesophase) have two "melting points". The first melting point is at Transition temperature from the crystalline solid state to the mesomorphic state, and the second melting point is at the transition temperature from the mesomorphic state to the isotropic liquid state. Located between these two temperatures the composition in the mesomorphic or crystalline liquid state, in which they both the behavior of a Liquid, in that it flows and is present in coalescing drops, as well as the behavior of a solid, in which it is optically or electrically anisotropic and has a one- or two-dimensional structural order.
Nematische Flüssigkristalle sind elektrisch und magnetisch anisotrop. Auf den Oberflächen wie Glas nimmt die nematische Phase im allgemeinen ein charakteristisches gewundenes oder geschraubtes Gefüge an, das zwischen gekreuzten Polaroiden oder Polarisatoren sichtbar wird. Es wird angenommen, daß dieses Gefüge aus vielen Büscheln besteht, in welchen die Flüssigkristallmoleküle eine feste Orientierung haben. Nach der Büscheltheorie nematischer Flüssigkristalle sind die Büschel normalerweise willkürlich orientiert, woraus sich die Lichtstreueigenschaften und das trübe Aussehen eines einigermaßen großen Volumens ergeben. Jedes Büschel 1st doppeltbrechend und hat eine Größe von ungefähr 1O~5 cm. Beim Anlegen eines elektrischen oder magnetischen FeI-Nematic liquid crystals are electrically and magnetically anisotropic. On surfaces such as glass, the nematic phase generally takes on a characteristic twisted or screwed structure that becomes visible between crossed polaroids or polarizers. It is assumed that this structure consists of many tufts in which the liquid crystal molecules have a fixed orientation. According to the tuft theory of nematic liquid crystals, the tufts are usually randomly oriented, which results in the light scattering properties and the cloudy appearance of a reasonably large volume. Each tuft 1st birefringent and has a size of about cm 1O ~ 5th When applying an electrical or magnetic field
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des an eine Schicht aus mesomorphen Kristallen zeigen die Büschel das Bestreben, sich in einer bestimmten Richtung zu orientieren, so daß sich die lichtstreuenden und doppeltbrechenden Eigenschaften der Schicht verändern. Der Grad der Orientierung hängt von der Größe des angelegten Feldes ab. Die lichtstreuenden Eigenschaften und die doppeltbrechenden Eigenschaften eines Volumens aus nematischem Flüssigkristall können daher durch ein elektrisches oder magnetisches Feld moduliert werden. Diese Eigenschaften sind für elektrooptische Bauelemente wie Kerr-Effekt-Elemente oder Kerr-Zellen, für Einrichtungen, bei denen die Polarisationsebene eines Lichtstrahls oder Lichtbündels gedreht wird, sowie für optische Darstellvorrichtungen, bei denen der Grad der Streuung eines hindurchtretenden oder reflektierenden Lichtstrahls moduliert wird, von Nutzen.des a layer of mesomorphic crystals show the Tuft the effort to move in a certain direction orientate so that the light-scattering and birefringent Change the properties of the layer. The degree of orientation depends on the size of the applied field. The light-diffusing Properties and the birefringent properties of a volume of nematic liquid crystal can therefore by a electric or magnetic field can be modulated. These properties are common to electro-optical components such as Kerr effect elements or Kerr cells, for facilities where the plane of polarization a light beam or light bundle is rotated, as well as for optical display devices in which the Degree of scattering of a passing or reflecting Light beam is modulated is useful.
Als nematische Flüssigkristallzusammensetzungen kommen solche der allgemeinen FormelAs the nematic liquid crystal compositions, there are those the general formula
CH - NCH - N
in Frage, worin X und Y gesättigte Alkoxyreste mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen oder gesättigte Acyloxyreste mit zwei bis fünf Kohlenstoffatomen sind, derart, daß, wenn X ein gesättigter Alkoxyrest ist, Y ein gesättigter Acyloxyrest 1st und umgekehrt. Der gesättigte Alkoxyrest hat mindestens 3 Kohlenstoffatome, wenn der gesättigte Acy^loxyrest nur zwei Kohlenstoffatome hat. Die Zusammensetzung oder das Gemsich kann bis zu 60 Gew.-% p-(Anisalamino)-Phenylacetat, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, enthalten. Ein Acyloxyrest ist ein Rest eines aliphatischen Esters der allgemeinen Formelin question, in which X and Y are saturated alkoxy radicals having 1 to 9 carbon atoms or saturated acyloxy radicals having two to five carbon atoms, such that when X is a saturated alkoxy radical Y is a saturated acyloxy radical and vice versa. The saturated alkoxy radical has at least 3 carbon atoms, when the saturated acyloxy radical has only two carbon atoms. The composition or the mixture can contain up to 60% by weight of p- (anisalamino) -phenyl acetate, based on the total weight of the Mixture, included. An acyloxy radical is a radical of an aliphatic ester of the general formula
R-C-O- .R-C-O-.
Β098Λ9/0807Β098Λ9 / 0807
Oer an das Kohlenstoffatom des Restes einfach gebundene Sauerstoff ist außerdem an einen aromatischen Hng gebunden/ beispielsweise inOxygen simply bound to the carbon atom of the remainder is also bound to an aromatic Hng / for example in
; CH3C-O ^J^- CH = N; CH 3 CO ^ J ^ - CH = N
eines der charakteristischen Merkmale der Zusammensetzungen oder , Gemische ist die verhältnismäßig niedrige Mindestbetriebstempera-™ tür aufgrund der niedrigen Kristall-Mesomorph-Ubergangstemperaturen der Mitglieder der genannten Gruppe von Zusammensetzungen. Es wurden Gemische gefunden, deren Kristal1-Mesomorph-tfbergangstemperatur unterhalb Zimmertemperatur liegt. Ein weiteres Merkmal ist der weite Temperaturbereich, in dem sich die neuartigen Bauelemente anwenden lassen. Ein Beispiel ist eine Verbindung mit einer Kristall-Mesomorph-Übergangstemperatur von ungefähr 50°C. und einer Mesomorph-Isotropflüssigkeits-Ubergangstemperatur von 113°C.one of the characteristic features of the compositions or mixtures is the relatively low minimum operating temperature due to the low crystal-mesomorphic transition temperatures of the members of the group of compositions mentioned. There are mixtures whose Kristal1-mesomorph-tfbergangstemperatur is below room temperature. Another feature is the wide temperature range in which the new components can be used. An example is a compound with a crystal-mesomorph transition temperature of approximately 50 ° C. and a mesomorph-isotropic liquid transition temperature of 113 ° C.
Figur 5 zeigt eine matrixförmige Anordnung oder Gruppierung von Speichereinheiten von der in Figur 1 gezeigten Art. In Wirklich- Wk keit enthält die integrierte Schaltungsanordnung 130 viele in Zeilen und Spalten ausgelegte Speichereinheiten MU. Jede der vier hier gezeigten Speichereinheiten MU enthält die Transistoren T. bis T- nach Figur 1 sowie eine Photodiode D und ein Licht-Figure 5 shows a matrix-shaped arrangement or grouping of memory units of the type shown in Figure 1. In really- Wk ness the integrated circuit arrangement 130 includes many laid out in rows and columns, memory units MU. Each of the four memory units MU shown here contains the transistors T. to T- according to Figure 1 as well as a photodiode D and a light
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ventil LV. Sämtliche Speichereinheiten einer gegebenen Spalte sind durch einen Satz von Bitleitern dQ und dj mit einem entsprechenden Satz von Bitschaltungen DQ und D1 verbunden. Ebenso sind die Speichereinheiten einer gegebenen Zeile über Worleitungen w_ und W. mit entsprechenden Worttreibern WQ und W. verbunden.valve LV. All of the memory units of a given column are connected by a set of bit lines d Q and dj to a corresponding set of bit circuits D Q and D 1 . The memory units of a given row are also connected to corresponding word drivers W Q and W via word lines w_ and W.
Die matrixartige, eine "Seite" darstellende Schaltungsanordnung 130 von Speicherelementen bildet eine übliche Halbleiterspeicherebene mit beliebigem oder wahlweisem Zugriff, die in der üblichenThe matrix-like circuit arrangement representing a "page" 130 of storage elements forms a conventional semiconductor memory level with random or optional access, which in the usual
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Weise elektrisch durch den Verarbeitungstell einer Datenverarbeitungs- oder Rechenanlage angesteuert wird. Die Ansteuereinrichtung enthält übliche Speicheradressierschaltungen, ein Datenregister und Steuerschaltungen, die sämtlich bekannt sind und daher hier nicht beschrieben zu werden brauchen.Way is controlled electrically by the processing position of a data processing or computing system. The control device contains conventional memory addressing circuits, a data register and control circuits, all of which are known and therefore need not be described here.
Statt MOS-Feldeffekttransistoren mit p-Kanal kann man für die Schaltungsanordnung 130 auch MOS-Feldeffekttransistoren mit M-Kanal oder komplementäre MOS-Feldeffekttransistoren verwenden. Ferner kann man die Schaltung sowohl auf einem Siliciumsubstrat als auch nach der Silicium-auf-Saphir-Technik ausbilden.Instead of MOS field effect transistors with p-channel you can use the Circuit arrangement 130 also use MOS field effect transistors with M-channel or complementary MOS field effect transistors. Furthermore, the circuit can be both on a silicon substrate as well as using the silicon-on-sapphire technique.
Es soll jetzt an Hand der Signalverläufe nach Figur 2 die Arbeitsweise der Schaltung nach Figur 1 erläutert werden. Es sei vorausgesetzt, daß das Flipflop sich zum Zeitpunkt tQ im gesetzten Zustand bei leitendem Transistor T und gesperrtem Transistor T2 befindet. Da die Schaltung auf ein optisches Eingangssignal (Eingangslichtsignal) Lr nur dann anspricht, wenn das Flipflop sich im rückgesetzten Zustand befindet, muß das Flipflop routinemässlg vor Anlegen eines Lichtsignals elektrisch rückgesetzt werden. Dies erfolgt zum Zeitpunkt tj durch Beaufschlagen der Bitleitung dQ mit einem negativen Impuls (Figur 2c) und gleichzeitiges Beaufschlagen der Hortleitung wQ mit einem negativen Impuls (Figur 2b), so dafljder Transistor T5 aufgetastet wird. Der den Transistor T5 durchlaufende negative Impuls gelangt zum Kollektor 10 des Transistors T. und zur Gateelektrode 9 des Transistors T2. Dadurch wird der Transistor T2 leitend und, durch Rückkopplung zwischen den überkreuz gekoppelten Transistoren, der Transistor T1 nichtleitend. Das Flipflop befindet sich sodann im rückgesetzten Zustand, wobei am Kollektor 10 des Transistors T1 und an der Photodiode D die Spannung -v liegt. Die Geschwindigkeit des Rücksetzens wird dadurch erreicht, daß gleichzeitig das Signal 2d der Wortleitung W1 und das Signal 2e der Bitleitung άχ zugeMtet werden. Die Photodiode wird jetzt auf die Spannung -v aufgeladen.The mode of operation of the circuit according to FIG. 1 will now be explained with reference to the signal curves according to FIG. It is assumed that the flip-flop is in the set state at time t Q with transistor T on and transistor T 2 off . Since the circuit responds to an optical input signal (input light signal) L r only when the flip-flop is in the reset state, the flip-flop must routinely be electrically reset before a light signal is applied. This takes place at time tj by applying a negative pulse to the bit line d Q (FIG. 2c) and simultaneously applying a negative pulse to the hoard line w Q (FIG. 2b), so that the transistor T 5 is gated on. The negative pulse passing through the transistor T 5 reaches the collector 10 of the transistor T. and the gate electrode 9 of the transistor T 2 . As a result, the transistor T 2 becomes conductive and, through feedback between the cross-coupled transistors, the transistor T 1 becomes non-conductive. The flip-flop is then in the reset state, the voltage -v being applied to the collector 10 of the transistor T 1 and to the photodiode D. The speed of the reset is achieved in that at the same time the signal 2d of the word line W 1 and the signal 2e of the bit line ά be zugeMtet χ. The photodiode is now charged to the voltage -v.
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Um die Schaltung lichtempfindlich , d.h. ansprechbereit für Licht zu machen, mufi die Photodiode D isoliert werden, damit verhindert wird, dafi sie durch Strom von irgendeiner Quelle im aufgeladenen Zustand gehalten wird. Nach dem Zeitpunkt t2 wird aus der Bitleitung dQ über den Transistor T5 kein Strom mehr angeliefert, und die Photodiode D kann mit Hilfe des Schalters der die Vorspannung -V (Figur 2a) abschaltet, zu einem Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt t2, zu welchem Eingangslicht empfangen werden kann, isoliert werden. Damit der Transistor T2 auf eine Spannungsänderung an seiner Gatelektrode ansprechen kann, wird die Bitleitung dj zum Zeitpunkt t2 beaufschlagt (T6: ist bereits aus der Wortleitung W1 aufgetastet, Figur 2d). Dadurch wird effektiv der Transistor T4 als Lastimpedanz für den Transistor T2 durch den Transistor T6 ersetzt.In order to make the circuit sensitive to light, ie ready to respond to light, the photodiode D must be isolated so that it is prevented from being kept charged by current from any source. After the time t 2 , no more current is supplied from the bit line d Q via the transistor T 5 , and the photodiode D can switch off the bias voltage -V (FIG. 2a) at a time before the time t 2 , with the aid of the switch. to which input light can be received can be isolated. So that transistor T 2 can respond to a voltage change at its gate electrode, bit line dj is acted upon at time t 2 (T 6 : has already been gated from word line W 1 , FIG. 2d). As a result, the transistor T 4 is effectively replaced as a load impedance for the transistor T 2 by the transistor T 6 .
Wenn während des Intervalls zwischen t2 und t4 kein Eingangslichtsignal auf die Photodiode D einfällt, wird die Ladung der Photodiode nur geringfügig durch Ableitung verringert, wie durch die gestrichelte Linie 15 in Figur 2f angedeutet. Zum Zeitpunkt t5, wenn die Vorspannung -V wiederhergestellt wird, bleibt dann das Flipflop im rückgesetzten Zustand.If no input light signal is incident on the photodiode D during the interval between t 2 and t 4 , the charge of the photodiode is only slightly reduced by dissipation, as indicated by the dashed line 15 in FIG. 2f. At time t 5 , when the -V bias is restored, the flip-flop then remains in the reset state.
Wenn dagegen nach dem Zeitpunkt t2 ein Eingangslichtsignal auf die Photodiode D auftrifft, wird die Photodiode leitend gemacht und ihre Ladung abgebaut, wie durch die Linie 16 in Figur 2f angedeutet. Diese Spannung wird auf die Gateelektrode des Transistors T2 gekoppelt, dessen Leitvermögen durch die entsprechende Spannungsverringerung erniedrigt wird, bis zum Zeitpunkt t3 die Schwellenspannung von T1 erreicht ist. Dann wird durch Rückkopplungswirkung der Transistor T1 leitend gemacht, und das Flipflop befindet sich im gesetzten Zustand. Der gesetzte Zustand des Flipflops wird durch Wiederherstellung der Vorspannung -V zum Zeitpunkt t4 vor Entfernen der Spannung -v zum Zeitpunkt t5 von der Bitleitung dx (Figur 2e) und von der Wortleitung W1 (Figur 2d) aufrechterhalten.If, on the other hand, an input light signal strikes the photodiode D after the time t 2 , the photodiode is made conductive and its charge is reduced, as indicated by the line 16 in FIG. 2f. This voltage is coupled to the gate electrode of transistor T 2 , the conductivity of which is lowered by the corresponding voltage reduction until the threshold voltage of T 1 is reached at time t 3. The transistor T 1 is then made conductive by the feedback effect, and the flip-flop is in the set state. The set state of the flip-flop is maintained by restoring the bias voltage -V at time t 4 before removing voltage -v at time t 5 from bit line d x (FIG. 2e) and from word line W 1 (FIG. 2d).
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Vorstehend wurde die Arbeitsweise der Schaltung nach Figur 1 für den Fall beschrieben, daß ein binäres Lichtsignal auf die Photodiode D gerichtet wird, durch das, wenn es eine binäre "1" darstellt, das Flipflop gesetzt wird, während bei Abwesenheit eines Eingangslichtsignals das Flipflop im O-Zustand bleibt.The mode of operation of the circuit according to FIG. 1 has been described above described for the case that a binary light signal is directed to the photodiode D, through which, if there is a binary "1" represents that the flip-flop is set, while in the absence of an input light signal, the flip-flop remains in the O state.
Es soll jetzt die Arbeitsweise der Schaltung nach Figur 1 für den Fall beschrieben werden, daß auf das Lichtventil LV ein Lichtstrahl oder Lichtstrahlenbündel gerichtet wird, das je nach dem Zustand des Flipflops durchgelassen oder weggestreut wird. Wenn das Flipflop sich im 1-Zustand befindet, führt der Kollektor 10 " des Transistors T eine Spannung von 0 Volt und der Kollektor 11 des Transistors T2 eine Spannung von -v Volt, wie in den Signalverläufen nach Figur 2f und 2g für den Zeitpunkt t5 angedeutet. In diesem Fall liegt am Flüssigkristall-Lichtventil LV keine Spannung. Das Lichtventil LV bleibt transparent (lichtdurchlässig) , und der Lichtstrahl wird durch das Lichtventil als optisches Inforraationssignal "1" übertragen.The operation of the circuit according to FIG. 1 will now be described for the case that a light beam or light beam bundle is directed onto the light valve LV and is transmitted or scattered away depending on the state of the flip-flop. When the flip-flop is in the 1 state, the collector 10 ″ of the transistor T carries a voltage of 0 volts and the collector 11 of the transistor T 2 has a voltage of -v volts, as in the signal curves according to FIGS. 2f and 2g for the point in time t 5. In this case, there is no voltage across the liquid crystal light valve LV. The light valve LV remains transparent (translucent), and the light beam is transmitted through the light valve as an optical information signal "1".
Wenn das Flipflop sich zum Zeitpunkt t5 im O-Zustand befindet, führt der Kollektor 10 eine Spannung von -v Volt, wie bei 17 in Figur 2f angedeutet. Diese am Lichtventil LV liegende negative Spannung bewirkt, daß der Flüssigkristall einen einfallenden Lichtstrahl streut oder abschwächt. Je nach den elektrooptischen Eigenschaften des verwendeten Flüssigkristalls kann es wünschenswert sein, die negative Spannung am Lichtventil auf einen negativeren Spannungswert V2 zu vergrößern. Zu diesem Zweck wird die Quellenspannung -V im Intervall zwischen tg und t? auf einen negativeren Wert erhöht, wie in Figur 2a angedeutet. Dies e negativere Spannung V2 liegt am Lichtventil LV und erzeugt eine entsprechend größere Streuung oder Abschwächung des einfallenden Lichtstrahls.If the flip-flop is in the 0 state at time t 5 , the collector 10 carries a voltage of −v volts, as indicated at 17 in FIG. 2f. This negative voltage applied to the light valve LV causes the liquid crystal to scatter or weaken an incident light beam. Depending on the electro-optical properties of the liquid crystal used, it may be desirable to increase the negative voltage at the light valve to a more negative voltage value V 2 . For this purpose the source voltage -V is set in the interval between tg and t ? increased to a more negative value, as indicated in Figure 2a. This e more negative voltage V 2 is applied to the light valve LV and generates a correspondingly greater scattering or attenuation of the incident light beam.
Es soll jetzt anhand der Figur 6 das elektronisch-optische Speicherwerk mit der Schaltungsanordnung 130 beschrieben werden. Das Speicherwerk enthält einen Laser 110, einen Polarisations-It will now be the electronic-optical storage unit with reference to FIG with the circuit arrangement 130 are described. The storage unit contains a laser 110, a polarization
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dreher 111 und einen Strahlablenker 112 mit einem Ablenker für die x-Richtung und einem Ablenker für die y-Richtung. Der Laser 110 kann ein üblicher Impuls-Feststofflaser sein, der mit einer einzigen transversalen Eigenschwingung arbeitet und ein polarisiertes, gut kollimiertes Strahlenbündel erzeugt. Der Polarisationsdreher ist eine übliche Einrichtung, die unter Steuerung durch elektrische Eingangssignale die Polarisation des empfangenen Laserstrahlenbündels in entweder die eine oder die andere von zwei um 90° versetzten Polarisationsrichtungen dreht. Der Polarisationsdreher 111 kann ein elektrooptisches Material wie Kaliumdehydrogenphosphat-KrIstall mit zwei Elektroden sein. Bei Anlegen einer geeigneten Spannung an die Elektroden wird die Polarisation eines einfallenden Strahles um 90° gedreht.Dreher 111 and a beam deflector 112 with a deflector for the x direction and a deflector for the y direction. The laser 110 can be a conventional pulse solid-state laser that can be used with a single transverse natural oscillation and a polarized, well collimated beam generated. The polarization rotator is a common device that is under control by electrical input signals the polarization of the received Rotates the laser beam in either one or the other of two polarization directions offset by 90 °. Of the Polarization rotator 111 can be an electro-optic material such as potassium dehydrogenphosphate crystal with two electrodes. at When a suitable voltage is applied to the electrodes, the polarization of an incident beam is rotated by 90 °.
Der Strahlablenker 112 kann ein bekannter digitaler Llchtablenker sein, der unter Steuerung durch elektrisch indizierte akustische Wellen in einem transparenten flüssigen oder festen Medium arbeitet. Oder aber er kann in bekannter Weise Stufen von Polarisationsdrehern enthalten, denen jeweils ein doppeltbrechender Kristall wie Kalzit (Kalkspat) nachgeschaltet ist.The beam deflector 112 may be a known digital light deflector that operates under the control of electrically indicated acoustic Waves works in a transparent liquid or solid medium. Or, in a known manner, it can have levels of Contain polarization rotators, each of which is followed by a birefringent crystal such as calcite (calcite).
Der abgelenkte Strahl (Strahlenbündel) vom Laser 110 kann einem der Strahlengänge 114 und 114' oder irgendeinem anderen Strahlengang folgen. Nach Reflexion durch einen Umlenkspiegel 115 trifft der abgelenkte Strahl auf ein Polarisationsprisma 117, das Lichtstrahlen r mit der Polarisation "Lesen" auf Spiegel 134 und 135 sowie auf ein holographisches Speichermedium 126 reflektiert und Lichtstrahlen W mit der Polarisation "Schreiben" nach einem Strahlspalter 120 durchläßt. Der Strahlengang vom Polarisationsprisma 117 wird durch die elektrische Erregung des Polarisationsdrehers 111 zum Lesen oder Schreiben bestimmt.The deflected beam (bundle of rays) from laser 110 can be one of beam paths 114 and 114 'or any other beam path follow. After reflection by a deflecting mirror 115, the deflected beam hits a polarization prism 117, the Light rays r with the polarization "reading" are reflected on mirrors 134 and 135 and on a holographic storage medium 126 and transmits light rays W with the polarization "writing" after a beam splitter 120. The beam path from the polarizing prism 117 is determined by the electrical excitation of the polarization rotator 111 for reading or writing.
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Das Polarisationsprisma 117 kann in bekannter Weise aus zwei doppeltbrechenden Dreieckskristallen des gleichen Materials, die mit unterschiedlichen Orientierungen ihrer optischen Achsen zusammengefügt sind, oder aber aus einem doppeltbrechenden Kristallplättchen, das in eine Flüssigkeit mit entsprechendem Brechungsindex eingetaucht ist, bestehen. Der Strahlspalter 120 kann in bekannter Weise ein teilversilberter Spiegel sein.The polarization prism 117 can in a known manner from two birefringent triangular crystals of the same material, the are assembled with different orientations of their optical axes, or from a birefringent crystal plate, which is immersed in a liquid with a corresponding refractive index. The beam splitter 120 can be a partially silver-plated mirror in a known manner.
Das löschbare holographische Speichermedium 126 kann aus einer etwa 5 χ 10 cm dicken Schicht aus Manganwismut auf einem "The erasable holographic storage medium 126 can consist of an approximately 5 × 10 cm thick layer of manganese bismuth on a "
orientierten Substrat wie Glimmer oder Saphir bestehen. Durch anfängliches Erhitzen der Anordnung wird der Manganwismutfilm in einkristalline Form gebracht, und die Anordnung wird sodann einem starken Magnetfeld ausgesetzt, durch das alle magnetischen Atome mit ihren Nordpolen in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Films ausgerichtet werden. Die Magnetisierung elementarer Flächenbereiche oder Flächenelemente des Filmes kann dort geändert werden, wo optische Energie von einem Laser auftrifft und Wärme erzeugt. Dies wird als Curie-Punkt-Aufzeichnung bezeichnet. Wenn das so im magnetischen Zustand des Films aufgezeichnete optische Muster ein Phasenhologramm ist, wird ein auf den Film gerichteter Lese-Referenzstrahl (Lese-Referenzbün- m del) mit einer Polarisationsdrehung aufgrund des Magneto-Kerr-Effektes reflektiert, wodurch das optische Bild in einer Auswertungsebene wieder er zeugtjwird. Stattdessen kann das Ablesen auch mit Hilfe von auf dem Faraday-Effekt beruhender magnetooptischer Drehung eines durch den Manganwismutfilm hindurchtretenden Referenzstrahls erfolgen. Der Lese-Referenzstrahl hat eine geringere Intensität als der Schreibstrahl, so daß das aufgezeichnete Hologramm nicht zerstört wird. Stattdessen kann man auch dem Lese-Referenzstrahl eine so hohe Intensität geben, daß eine zerstörende Ablesung erfolgt. Das heißt, das Hologramm wird beim Ablesen der optisch gespeicherten Information gelöscht.oriented substrate such as mica or sapphire. By initially heating the assembly, the manganese bismuth film is formed into a single crystal form and the assembly is then subjected to a strong magnetic field which aligns all magnetic atoms with their north poles in a direction perpendicular to the surface of the film. The magnetization of elementary surface areas or surface elements of the film can be changed where optical energy from a laser hits and generates heat. This is called the Curie point record. If the recorded as in the magnetic state of the film optical pattern is a phase hologram, is a directed to the film read reference beam (read Referenzbün- m del) having a polarization rotation due to the magneto-Kerr effect reflected, whereby the optical image into an Evaluation level is generated again. Instead, the reading can also take place with the aid of magneto-optical rotation, based on the Faraday effect, of a reference beam passing through the manganese bismuth film. The read reference beam has a lower intensity than the write beam so that the recorded hologram is not destroyed. Instead, the reading reference beam can also be given such a high intensity that a destructive reading takes place. This means that the hologram is erased when the optically stored information is read.
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Der Strahlspalter 120 reflektiert einen Teil, z.B. die Hälfte des empfangenen Lichtstrahls und läßt den restlichen Teil des empfangenen Lichtstrahls durch. Der hindurchtretende Teil des empfangenen Lichtstrahls folgt einem Strahlengang nach einem Spiegel 124 und von dort auf ein Flächenelement des löschbaren holographischen Speichermediums 126. Es ist dies der Strahlengang für einen Referenzstrahl W, der für die Erzeugung eines Hologramms auf dem Speichermedium 126 verwendet wird. Der Spiegel 124 im Strahlengang des ReferenzStrahls dient dazu» den Referenzstrahl in einem angemessenen Winkel, z.B. 30° oder 45°, auf die Oberfläche des holographischen Speichermediums 126 zu richten. Der vom Strahlspalter 120 reflektierte Teil des Lichtstrahls wird durch Linsen 121 und 122 auf eine Anordnung 127 von Beleuchtungshologrammen gerichtet, deren jedes ein empfangenes schmales Strahlenbündel so divergiert oder spreizt, daß die "Seite" oder Schaltungsanordnung 130 von binären Speichereinheiten ausgeleuchtet wird. In der Nähe der Schaltungsanordnung 130 ist eine Seitenlinse 128 eingeschaltet, die das gespreizte Lichtbündel auf ein kleines Flächenelement 132 des holographischen Speichermediums 126 konvergiertο Beispielsweise wird der mittlere unabgelenkte Strahl 114, der auf ein Beleuchtungshologramm 129 in der Anordnung 127 auftrifft, in Richtung zur Seitenlinse 128 und Schaltungsanordnung 130 konisch oder pyramidal aufgeweitet und von dort konisch oder pyramidal eingeengt, so daß das Licht ein Flächenelement 132 auf dem holographischen Speichermedium 126 erreicht. Ebenso wird der abgelenkte Lichtstrahl 114' beim Auftreffen auf ein Hologramm in der Anordnung 127 konisch oder pyramidal in Richtung zur Seitenlinse 128 und Schaltungsanordnung 130 aufgeweitet und von dort auf ein Flächenelement 1321 des holographischen Speichermediums 125 konvergiert. The beam splitter 120 reflects a portion, for example half of the received light beam and transmits the remaining part of the received light beam. The part of the received light beam passing through follows a beam path to a mirror 124 and from there to a surface element of the erasable holographic storage medium 126. This is the beam path for a reference beam W that is used to generate a hologram on the storage medium 126. The mirror 124 in the beam path of the reference beam is used to direct the reference beam at an appropriate angle, for example 30 ° or 45 °, onto the surface of the holographic storage medium 126. The portion of the light beam reflected by the beam splitter 120 is directed through lenses 121 and 122 onto an arrangement 127 of illumination holograms, each of which diverges or spreads a received narrow beam so that the "side" or circuit arrangement 130 is illuminated by binary storage units. In the vicinity of the circuit arrangement 130, a side lens 128 is switched on, which converges the spread light bundle onto a small surface element 132 of the holographic storage medium 126 o For example, the middle undeflected beam 114, which strikes an illumination hologram 129 in the arrangement 127, is directed towards the side lens 128 and circuit arrangement 130 widened conically or pyramidal and from there conically or pyramidal narrowed so that the light reaches a surface element 132 on the holographic storage medium 126. Likewise, when it strikes a hologram in the arrangement 127, the deflected light beam 114 'is widened conically or pyramidal in the direction of the side lens 128 and circuit arrangement 130 and from there converges on a surface element 132 1 of the holographic storage medium 125.
Einige der beschriebenen Bauteile dienen dazu, die durch einen Planspiegel bewirkte Bildumkehr zu kompensieren. Wie erinnerlich folgt zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt der LichtstrahlSome of the components described serve to compensate for the image reversal caused by a plane mirror. How rememberable at any given point in time the ray of light follows
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einem einzigen der beiden dargestellten Strahlengänge oder irgendeinem anderen Strahlengang. Da ferner der Strahl sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung abgelenkt wird, kann er auch einem Strahlengang folgen, der sich unterhalb oder oberhalb der Zeichenebene der Figur 6 befindet.a single of the two beam paths shown or any other beam path. Furthermore, since the beam is deflected in both the x-direction and the y-direction, it can also follow a beam path which is located below or above the plane of the drawing in FIG.
Die Anordnung 127 von Beleuchtungshologrammen besteht aus einer Anzahl von einzelnen Phasenhologrammen, von denen jeweils eines durch einen einfallenden Lichtstrahl ausgeleuchtet wird. Wenn der einfallende Lichtstrahl unabgelenkt ist und dem Strahlen- J gang 114 folgt, wird das Beleuchtungshologramm 129 ausgeleuchtet, und das von ihm austretende Licht leuchtet die gesamte Fläche der Schaltungsanordnung 130 aus. Das Beleuchtungshologramm 129 ist so konstruiert, daß unter Verwendung der Lichtventile in der Schaltungsanordnung 130 als Objekt das Beleuchtungshologramm 129 lediglich die Lichtventile in sämtlichen diskreten Speichereinheiten der Schaltungsanordnung 130 ausleuchtet und kein Licht für die Zwischenräume zwischen den Lichtventilen vergeudet wird. Wenn der auf die Anordnung 127 gerichtete Strahl abgelenkt ist, so daß er ein anderes einzelnes Hologramm 129' ausleuchtet, wird in entsprechender Weise die Schaltungsanordnung 130 der einzelnen Speichereinheiten ausgeleuchtet.The arrangement 127 of illumination holograms consists of a number of individual phase holograms, one of which in each case is illuminated by an incident light beam. When the incident light beam is undeflected and the beam- J Corridor 114 follows, the lighting hologram 129 is illuminated, and the light emerging from it illuminates the entire Area of the circuit arrangement 130. The lighting hologram 129 is constructed using the light valves in the circuit arrangement 130 as the object the illumination hologram 129 only the light valves in all discrete Storage units of the circuit arrangement 130 illuminates and no light for the spaces between the light valves is wasted. When the beam directed at the array 127 is deflected to form another single hologram 129 ' is illuminated, the circuit arrangement 130 of the individual storage units is illuminated in a corresponding manner.
Die Schaltungsanordnung 130 ist eine integrierte Anordnung von elektrisch und optisch ansteuerbaren Speichereinheiten, von denen jede ein bistabiles Transistorflipflop, eine Photodiode, die bei Empfang von Licht das entsprechende Flipflop setzt, und ein Lichtventil, das unter Steuerung durch den Zustand des Flipflops das Licht entweder durchläßt oder sperrt, enthält, wie schon im einzelnen anhand der Figuren 1 bis 5 beschrieben wurde.The circuit arrangement 130 is an integrated arrangement of electrically and optically controllable memory units from each of which is a bistable transistor flip-flop, a photodiode, which sets the corresponding flip-flop when light is received, and a light valve, which is controlled by the state of the As already described in detail with reference to FIGS. 1 to 5, flip-flops either let through or block light became.
Das durch Lichtventile in der Schaltungsanordnung 130 hindurchtretende Licht ist auf ein Flächenelement 132 des holographischen Speichermediums 126 gerichtet. Das heißt, im Flächenele-That passing through light valves in the circuit arrangement 130 Light is directed onto a surface element 132 of the holographic storage medium 126. That is, in the area element
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ment 132 erscheint ein optisches Bild der Seitenanordnung (Schaltungsanordnung 130) von Lichtventilen mit Lichtpunkten, die von unerregten Lichtventilen stammen, und fehlenden Lichtpunkten, die von erregten Lichtventilen stammen, die das einfallende Licht gestreut haben. Durch Einwirkung des Schreib-Referenzstrahls w wird im Flächenelement 132 ein Hologramm der Seitenanordnung erzeugt. Die im Hologramm enthaltene Information wird später wiedergewonnen und auf die Seitenanordnung durch Einwirkung eines Lese-ReferenzStrahls r rtickübertragen. Der Lese-Referenzstrahl r leuchtet das Flächenelement 132 aus und erzeugt durch Reflexion auf der Schaltungsanordnung 130 ein optisches Bild der zuvor aufgezeichneten Seitenanordnung von Lichtventilen. Das heißt, das Originalbild der Anordnung von Lichtventil/wird auf der Anordnung von Photodetektoren in der Schaltungsanordnung 130 wiedererzeugt und leuchtet diese aus. Auf diese Weise werden die Flipflops der Schaltungsanordnung 130 gleichzeitig auf Werte gesetzt, welche die ursprünglich in der Schaltungsanordnung 130 elektrisch gespeicherte Binärinformation darstellen.ment 132, an optical image of the page arrangement appears (circuit arrangement 130) of light valves with light points that originate from unexcited light valves and missing light points, which come from energized light valves that have scattered the incident light. By the action of the write reference beam w, a hologram of the page arrangement is generated in the surface element 132. The information contained in the hologram becomes later retrieved and retransmitted to the page array by the action of a read reference beam r. The reading reference beam r illuminates the surface element 132 and generates an optical one by reflection on the circuit arrangement 130 Image of the previously recorded side arrangement of light valves. That is, the original image of the arrangement of light valve / becomes on the arrangement of photodetectors in the circuit arrangement 130 and illuminates them. Be that way the flip-flops of the circuit arrangement 130 are simultaneously set to values which were originally in the circuit arrangement 130 represent electrically stored binary information.
Information kann vom holographischen Speichermedium 126 gleichzeitig in sämtliche Speichereinheiten MU optisch übertragen werden, wenn die Photodioden der Speichereinheiten durch elektrische Erregung entsprechend den Signalverläufen nach Figur 2 aktiviert werden. Die in sämtlichen Speichereinheiten MU gespeicherte Information kann zu einem späteren Zeitpunkt gleichzeitig auf das holographische Speichermedium 126 optisch übertragen werden.Information can be stored from the holographic storage medium 126 simultaneously in all storage units MU are optically transmitted, if the photodiodes of the storage units by electrical Excitation can be activated in accordance with the signal curves according to FIG. The information stored in all storage units MU can be optically transferred to the holographic storage medium 126 at the same time at a later point in time.
Die Ausdrücke "elektrisches Schreiben" und "elektrisches Lesen" beziehen sich hier auf den elektrischen Betrieb des elektrischen Halbleiterspeichers in der Schaltungsanordnung 130. Die entsprechenden Informationsübertragungen erfolgen zwischen der Schaltungsanordnung 130 und dem Verarbeitungsteil einer Datenverarbeitungsanlage. Die Ausdrücke "Schreiben" und "Lesen" beziehen sich auf das optische Einschreiben (Aufzeichnung) bzw.As used herein, the terms "electrical writing" and "electrical reading" refer to the electrical operation of the electrical Semiconductor memory in the circuit arrangement 130. The corresponding information transfers take place between the Circuit arrangement 130 and the processing part of a data processing system. The terms "writing" and "reading" relate to optical writing (recording) or optical writing.
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Ablesen (Wiedergabe) des optischen Speichermediuras 126. Diese Übertragungen erfolgen zwischen der Schaltungsanordnung 130 und dem optischen Speichermedium 126.Reading (playback) of the optical storage medium 126. These transmissions take place between the circuit arrangement 130 and the optical storage medium 126.
Figur 7 zeigt eine andere Konstruktion, die in der Einrichtung nach Figur 6 zwischen der Anordnung 127 von Beleuchtungshologrammen und dem holographischen Speichermedium 126 vorgesehen sein kann. In Figur 7 sind zwischen der Schaltungsanordnung und dem Speichermedium 126 zusätzliche Linsen 138 und 139 eingeschaltet. Diese zusätzlichen Linsen sind so konstruiert und an- i geordnet, daß sie die Schaltungsanordnung 130 effektiv vergrössern. Das heißt, deren Bild erscheint an der Linse 139 in vergrößerter Form, bevor es als sehr kleines Bild auf das kleine Flächenelement 132 des Speichermediums 126 projiziert wird. Die optische Anordnung nach Figur 7 ist auch insofern vorteilhaft, als das durch die Schaltungsanordnung 130 in beiden Richtungen hindurchtretende Licht durch die Linsen 128 und 138 kollimiert wird.FIG. 7 shows another construction which can be provided in the device according to FIG. 6 between the arrangement 127 of illumination holograms and the holographic storage medium 126. In FIG. 7, additional lenses 138 and 139 are connected between the circuit arrangement and the storage medium 126. These additional lenses are designed and subsequently i arranged that they effectively enlarge the circuitry 130. That is, their image appears on the lens 139 in enlarged form before it is projected as a very small image onto the small surface element 132 of the storage medium 126. The optical arrangement according to FIG. 7 is also advantageous in that the light passing through the circuit arrangement 130 in both directions is collimated by the lenses 128 and 138.
Das hier beschriebene Lichtventil arbeitet mit einem Flüssigkristall, der bei Abwesenheit eines elektrischen Feldes lichtdurchlässig ist und bei Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld einfallendes Licht streut. Das Lichtventil braucht, wenn es elektrisch erregt ist, das einfallende Licht nicht zu sperren. Die Streuung des Lichtes reicht aus, um die Aufzeichnung eines holographischen Bildes im Flächenelement 132 des Speicherraediums 126, wie in Figur 6 und 7 gezeigt, zu verhindern, weil nur eine unbedeutende Menge des gestreuten Lichtes das Flächenelement erreicht. Ferner zeichnet sich das aus MnBi bestehende Speichermedium 126 dadurch aus, daß es für Licht unterhalb eines gegebenen Schwellwertes unempfindlich ist.The light valve described here works with a liquid crystal, which is translucent in the absence of an electric field and in the presence of an electric field Field scatters incident light. When it is electrically excited, the light valve does not need to block the incident light. The scattering of the light is sufficient to record a holographic image in the surface element 132 of the storage medium 126, as shown in Figures 6 and 7, to prevent because only an insignificant amount of the scattered light the surface element achieved. Furthermore, the storage medium 126 made of MnBi is characterized in that it is suitable for light below a given Threshold value is insensitive.
Als Flüssigkristall 30 kann auch ein Genjsch verwendet werden, das bei Anwesenheit eines elektrischen Feldes Licht absorbiert statt streut. Der Flüssigkristall kann einen dichromischen Farb-A Genjsch can also be used as the liquid crystal 30, which absorbs instead of scatters light in the presence of an electric field. The liquid crystal can have a dichromic color
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stoff enthalten, der bei Licht der vom Laser 110 gelieferten Wellenlänge seine Lichtabsorptionseigenschaften ändert.Contain substance that changes its light absorption properties in light of the wavelength supplied by the laser 110.
Das Lichtventil kann stattdessen auch so konstruiert sein, daß es statt einer Streuung oder Absorption eine Polarisationsdrehung des einfallenden Lichtes bewirkt. Durch die Polarisationsdrehung des Lichtes durch ein erregtes Flüssigkristall-Lichtventil wird die Aufzeichnung eines Hologramms auf dem holographischen Speichermedium 126 verhindert, weil bei der holographischen Aufzeichnung der Objektstrahl und der Referenzstrahl die gleiche Polarisation haben müssen. Bei Verwendung eines solchen elektrooptischen Flüssigkristall-Lichtventils zeichnet daher das holographische Speichermedium das durch unerregte Lichtventile hindurchtretende Licht auf, während Licht, das durch erregte Lichtventile unter Drehung seiner Polarisationsrichtung hindurchtritt, nicht aufgezeichnet wird.The light valve can instead also be constructed in such a way that instead of scattering or absorption there is a polarization rotation of the incident light. By the polarization rotation of the light through an excited liquid crystal light valve is the recording of a hologram on the holographic Storage medium 126 prevented because of the holographic recording the object beam and the reference beam must have the same polarization. When using such an electro-optical Liquid crystal light valve therefore draws the holographic storage medium through the unexcited light valve light passing through, while light passing through excited light valves with rotation of its polarization direction, is not recorded.
Die optische Anordnung nach Figur 7 ist besonders brauchbar in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung 130 unter Verwendung von elektrooptischen Flüssigkristall-Lichtventilen. Der Vorteil ergibt sich daraus, daß das durch die Seitenanordnung hindurchtretende Licht durch die Linen 128 und 138 kollimiert ist. Die unterschiedlichen Winkel, in denen das kollimierte Licht infolge seiner Herkunft von verschiedenen Stellen der Anordnung 127 von Beleuchtungsholograromen durch die Schaltungsanordnung 130 hindurchtritt, können dadurch kompensiert werden, daß man die sämtlichen Speichereinheiten in der Schaltungsanordnung 130 zugeleitete Spannung -V2 (Figur 2a) entsprechend verändert, oder aber dadurch , daß man die Masseseite sämtlicher Liehtventile LV an eine entsprechende Spannwag legt.The optical arrangement of Figure 7 is particularly useful in conjunction with a circuit arrangement 130 using electro-optic liquid crystal light valves. The advantage arises from the fact that the light passing through the side assembly is collimated by the lines 128 and 138. The different angles at which the collimated light passes through the circuit arrangement 130 as a result of its origin from different points in the arrangement 127 of lighting holograms can be compensated by appropriately compensating for the voltage -V 2 (FIG. 2a) supplied to all storage units in the circuit arrangement 130 changed, or by placing the ground side of all Liehtventile LV on a corresponding tensioning carriage.
Figur 8 und 9 zeigen optische Systeme für Seitenanordnungen mit einen Flüssigkristall enthaltenden Lishtventilen LV, die statt mit Lichtübertragung mit Lichtreflexion arbeiten. Die Anordnungen nach Figur 8 und 9 weichen von den zuvor beschriebenenFigures 8 and 9 show optical systems for side assemblies with a liquid crystal containing Lishtventilen LV, which take place work with light transmission with light reflection. The arrangements according to FIGS. 8 and 9 differ from those previously described
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Anordnungen auch darin abf, daß anstelle des Beleuchtungshologramms 127 mit Lichtübertragung ein Beleuchtungshologramm 127' vom Reflexionstyp verwendet wird. Die Lichtventile in der Schaltungsanordnung 130 nach Figur 8 und 9 reflektieren Licht von derselben Seite der Anordnung, die Licht empfängt. Figur 9 unterscheidet sich von Figur 8 einfach darin, daß das Beleuchtungshologramm 127' und das holographische Speichermedium 126 optisch wirksamere Orientierungen in bezug auf die Schaltungsanordnung 130 haben.Arrangements also from f that instead of the illumination hologram 127 with light transmission, an illumination hologram 127 'of the reflection type is used. The light valves in the circuit arrangement 130 of Figures 8 and 9 reflect light from the same side of the arrangement that receives light. FIG. 9 differs from FIG. 8 simply in that the illumination hologram 127 'and the holographic storage medium 126 have optically more effective orientations with respect to the circuit arrangement 130.
Der lichtübertragende Typ der Seitenanordnung ist im allgemeinen dem lichtreflektierenden Typ vorzuziehen. Wenn die Seitenanordnung als integrierte Silicium-MOS-Anordnung ausgebildet ist, wie in Figur 4 gezeigt, überträgt das η-leitende Siliciumsubstrat 20 bei einer Dicke von ungefähr 0,1 mm ungefähr 50% eines einfallenden Infrarotlichtstrahls mit einer Wellenlänge von 1,1 λχ. Der Laser 110 kann ohne weiteres so eingerichtet werden, daß er Licht dieser Frequenz liefert. Die restlichen 50% des Lichtes, die nicht durch das Siliciumsubstrat 20 hindurchtreten, werden im η-leitenden Siliciumsubstrat 20 und im p-leitenden Silicium** der Fläche 22' absorbiert, was für den Betrieb der Photodiode, die einen pn-übergang zwischen diesen Materialien aufweist, not- J wendig ist. Es muß daher die Lichtübertragungscharakteristik des Silicium unter dem Flüssigkristall 30 auf die für den Betrieb der deckungsgleichen Photodiode erforderliche Lichtabsorptionscharakteristik des Siliciums abgestimmt werden.The light transmitting type of side assembly is generally preferable to the light reflecting type. When the side array is formed as an integrated silicon MOS array, as shown in Figure 4, the η-conductive silicon substrate 20 transmits about 50% of an incident infrared light beam having a wavelength of 1.1λχ at a thickness of about 0.1 mm. The laser 110 can easily be set up to provide light of this frequency. The remaining 50% of the light that does not pass through the silicon substrate 20 is absorbed in the η-conductive silicon substrate 20 and in the p-conductive silicon ** of the area 22 ', which is important for the operation of the photodiode, which has a pn junction between them Has materials, is necessary. The light transmission characteristics of the silicon under the liquid crystal 30 must therefore be matched to the light absorption characteristics of the silicon required for the operation of the congruent photodiode.
Wenn die Seitenanordnung statt nach der Siliciumkörpertechnik gemäß Figur 4 nach der bekannten Silicium-auf-Saphir-Technik hergestellt ist, kann sie mit Lichtübertragung unter Verwendung von sichtbarem Licht arbeiten, da Saphir für sichtbares Licht durchlässig ist. In diesem Fall kann man die η-leitenden und p-leitenden Siliciumschichten auf dem Saphir so dick machen, daß eine für den einwandfreien Betrieb der Photodiode ausreichen-If the side arrangement instead of the silicon body technique according to FIG. 4 by the known silicon-on-sapphire technique it can work with light transmission using visible light, since sapphire is for visible light is permeable. In this case, the η-conducting and p-conducting silicon layers on the sapphire can be made so thick that one is sufficient for the correct operation of the photodiode
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de Lichtabsorption sichergestellt ist.de light absorption is ensured.
Wenn die Seitenanordnung gemäß Figur 8 und 9 mit Lichtreflexion arbeiten soll, kann man sie nach der Siliciumkörpertechnik gemäß Figur 4 ausbilden und mit sichtbarem Licht arbeiten, da das verwendete Licht vom Silicium reflektiert statt durchgelassen wird. Das p-leitende Material der Fläche 22' der Photodiode bewirkt von sich aus eine Reflexion von ungefähr 30% des einfallenden sichtbaren Lichtes. Der Anteil des reflektieren Lichtes kann dadurch vergrößert werden, daß man vor dem Anbringen des Flüs- w sigkristalls 30 einen teilweise reflektierenden Metallfilm auf die Fläche 22' aufbringt.If the side arrangement according to FIGS. 8 and 9 is to work with light reflection, it can be designed according to the silicon body technology according to FIG. 4 and work with visible light, since the light used is reflected by the silicon instead of being transmitted. The p-conducting material of the surface 22 'of the photodiode by itself causes a reflection of approximately 30% of the incident visible light. The proportion of the reflected light can be increased in that one applies w sigkristalls before attaching the liquid-30, a partially reflective metal film on the surface 22 '.
Es soll jetzt die Arbeitsweise des gesamten Speicherwerks beschrieben werden. Die Schaltungsanordnung 130 von Speicherelementen MU umfaßt einen üblichen, elektrisch und wahlweise zugreifbaren Halbleiterspeicher. Durch übliche Speicheransteuerschaltungen wird Binärinformation elektrisch in sämtliche Speichereinheiten eingeschrieben. Dies geschieht normalerweise wortweise unter Steuerung durch den zentralen Verarbeitungsteil einer Datenverarbeitungsanlage, wie üblich. Die elektrisch in die Speichereinheiten eingeschriebene Information wird durch die Flipflops •| der Speichereinheiten gespeichert.The operation of the entire storage facility will now be described will. The circuit arrangement 130 of memory elements MU comprises a conventional, electrically and optionally accessible Semiconductor memory. Binary information is electrical in all memory units by means of conventional memory control circuits enrolled. This is usually done word by word under the control of the central processing part of a data processing system, as usual. The information electrically written into the memory units is made by the flip-flops • | stored in the storage units.
Die in den Flipflops der Schaltungsanordnung 130 elektrisch gespeicherte Information wird dann als Hologramm auf eines der vielen Flächenelemente des holographischen Speichermediums 126 übertragen. Das jeweils für die Speicherung der Informationsseite gewählte Flächenelement wird durch den Betrag der x- und y-Ablenkung des Lichtstrahls vom Laser 110 bestimmt. Wenn das mittlere Flächenelement 132 des holographischen Speichermediums 126 das holographische Bild der Seitenanordnung aufnehmen soll, ist keine Ablenkung des Laserstrahls durch den Strahlablenker 112 erforderlich.The electrically stored in the flip-flops of the circuit arrangement 130 Information is then stored as a hologram on one of the many surface elements of the holographic storage medium 126 transfer. The surface element selected in each case for the storage of the information page is determined by the amount of the x and y-deflection of the light beam from the laser 110 is determined. When the middle surface element 132 of the holographic storage medium 126 is intended to capture the holographic image of the page array is not a deflection of the laser beam by the beam deflector 112 required.
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Wenn die Information der Seitenanordnung auf das holographische Speichermedium 126 aufgezeichnet werden soll, erhält der Laserstrahl durch den Polarisationsdreher 111 eine Polarisation, die dem Schreib-Zustand entspricht. Wenn der Laserstrahl in der Schreib-Richtung polarisiert und unabgelenkt ist, folgt er dem Strahlengang 114 direkt durch das Polarisationsprisma zum Strahlspalter 120. Der vom Strahlspalter 120 reflektierte Teil des Lichtstrahls trifft auf ein Beleuchtungshologramm in der Anordnung 127 von Beleuchtungshologrammen auf und wird dadurch konisch (oder pyramidal) aufgefächert , so daß er die Schaltungsanordnung 130 von Speichereinheiten ausleuchtet.When the page arrangement information is to be recorded on the holographic storage medium 126, the Laser beam through the polarization rotator 111 a polarization which corresponds to the writing state. When the laser beam is polarized and undeflected in the writing direction, it follows the beam path 114 directly through the polarization prism to the beam splitter 120. The part of the light beam reflected by the beam splitter 120 hits an illumination hologram in of the arrangement 127 of illumination holograms and is thereby fanned out conically (or pyramidal) so that it is the Circuit arrangement 130 illuminated by memory units.
Die Beleuchtungshologramme der Anordnung 127 sind vorzugsweise so konstruiert, daß nur die Lichtventile der Speichereinheiten unter Aussparung der Zwischenräume zwischen den Lichtventilen, wo das Licht nutzlos wäre, beleuchtet werden. Die Lichtventile der Schaltungsanordnung 130 sind zu diesem Zeitpunkt so konditioniert, daß sie je nach dem Zustand der entsprechenden Flipflops der Speichereinheiten das einfallende Licht durchlassen oder sperren.The illumination holograms of the arrangement 127 are preferably constructed in such a way that only the light valves of the storage units be illuminated leaving out the spaces between the light valves where the light would be useless. The light valves of the circuit arrangement 130 are conditioned at this point in time in such a way that they allow the incident light to pass through depending on the state of the corresponding flip-flops of the memory units or lock.
Um Energie zu sparen, werden die Lichtventile entsprechend dem Zustand der dazugehörigen Flipflops nur in dem Augenblick betätigt, wenn der Laserstrahl zum optischen Einschreiben eingepulst wird. Das durch die geöffneten und geschlossenen Lichtventile erzeugte Lichtpunktmuster wird auf das Flächenelement des holographischen Speichermediums 126 projiziert.In order to save energy, the light valves are actuated according to the status of the associated flip-flops only at the moment when the laser beam is pulsed for optical writing. The light point pattern generated by the opened and closed light valves is applied to the surface element of the holographic storage medium 126 is projected.
Gleichzeitig wird auf das Flächenelement 132 des Speichermediums 126 ein holographischer Referenzstrahl w gerichtet. Dieser Referenzstrahl wird durch denjenigen Teil des Strahls gebildet, der durch den Strahlspalter 120 hindurchtritt und dem Strahlengang über den Spiegel 124 zum Flächenelement 132 des holographischen Speicherraediums 126 folgt. Durch Interferenz zwischen dem Objektstrahl von der Schaltungsanordnung 130 und dem Referenzstrahl wAt the same time, the surface element 132 of the storage medium is applied 126 a holographic reference beam w directed. This reference beam is formed by that part of the beam which passes through the beam splitter 120 and the beam path via the mirror 124 to the surface element 132 of the holographic Storage medium 126 follows. By interference between the object beam from the circuit arrangement 130 and the reference beam w
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wird im Flächenelement 132 des Speichermediums 126 ein Seitenholograram erzeugt. Das so aufgezeichnete Seitenhologramm bleibt auf dem Manganwismut-Spelchermedium solange erhalten, bis es absichtlich gelöscht wird. Zum Löschen eines einzelnen Seitenhologramms auf dem Speichermedium 126 kann das Hologramm mit einer Lichtstärke, die geringer ist als der für das Curie-Punkt-Schreiben erforderliche Wert, bei Anwesenheit eines Magnetfeldes, dessen Stärke für das Löschen der unausgeleuchteten Seitenhologramme nicht ausreicht, beleuchtet werden.a page hologram becomes in the surface element 132 of the storage medium 126 generated. The side hologram recorded in this way remains on the manganese bismuth Spelcher medium until it is intentionally is deleted. To erase an individual page hologram on the storage medium 126, the hologram can be provided with a Light intensity that is less than the value required for Curie point writing, in the presence of a magnetic field, the strength of which is insufficient for erasing the unilluminated side holograms.
Das Seitenhologramm kann statt im Flächenelement 132 des holographischen Speichermediums 126 auch an irgendeiner anderen gewählten Stelle des Speichermediuma 126 aufgezeichnet werden, indem die x- und y-Ablenkung des Laserstrahls durch den Strahlablenker 112 entsprechend gesteuert wird.The side hologram can instead of in the surface element 132 of the holographic Storage medium 126 can also be recorded in any other selected location of the storage medium 126 by the x and y deflection of the laser beam by the beam deflector 112 is controlled accordingly.
Wenn die als Hologramm im Flächenelement 132 des Speichermediums 126 gespeicherte Informationsseite herausgeholt und verwertet werden soll, wird der Polarisationsdreher 111 für den Lesevorgang erregt und der Laser 110 eingepulst. Der Strahlablenker 112 wird so eingestellt, daß er den Strahl weder in der x- noch in der y-Richtung ablenkt. Der Strahl 114 mit Lese-Polarisation wird durch das Polarisationsprisma 117 in den Lesestrahl r über die Spiegel 134 und 135 zum Flächenelement 132 des holographischen Speichermediums 126 reflektiert. Der Auftreffwinkel des Strahls auf dem Hologramm im Flächenelement 132 ist genau zum Auftreffwinkel des Strahls w beim Einschreiben des Hologramms konjugiert.When the information page stored as a hologram in the surface element 132 of the storage medium 126 is retrieved and used is to be, the polarization rotator 111 is excited for the reading process and the laser 110 is pulsed. The beam deflector 112 is adjusted so that it deflects the beam neither in the x nor in the y direction. The read polarization beam 114 becomes through the polarization prism 117 into the reading beam r via the mirrors 134 and 135 to the surface element 132 of the holographic Storage medium 126 is reflected. The angle of incidence of the beam on the hologram in the surface element 132 is exactly the angle of incidence of the beam w conjugated when writing the hologram.
Der auf das Hologramm auftreffende Lesestrahl r wird als konisches oder pyramidales Bündel auf dia Photodioden der Schaltungsanordnung 130 rückreflektiert. Die entsprechend dem empfangenen Lichtmuster erzeugten elektrischen Ausgangssignale der Photodioden setzen die entsprechenden Flipflops der betreffenden Speichereinheiten entsprechend dem vom Hologramm des Speichermediums 126The reading beam r impinging on the hologram is called a conical or pyramidal bundle reflected back on the photodiodes of the circuit arrangement 130. Which according to the received Light patterns generated electrical output signals from the photodiodes set the corresponding flip-flops of the relevant storage units in accordance with the hologram of the storage medium 126
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wiedererzeugten Bild. Danach kann bei in den Flipflops der Schaltungsanordnung 130 festgehaltener Digitalinformation diese wortweise elektrisch ausgelesen und vom Verarbeitungsteil einer Datenanlage verwertet werden.regenerated image. Thereafter, in the case of digital information recorded in the flip-flops of the circuit arrangement 130, this electrically read out word by word and used by the processing part of a data system.
Das vorstehend beschriebene Speicherwerk mit elektrischem und optischem Zugriff enthält eine Seitenanordnung von Speichereinheiten/ in der durch die räumlich vereinte Gruppierung der einzelnen Speicherelemente, Photodioden und Lichtventile die optischen Deckungsprobleme entfallen, die bei Konstruktion mit räum- ι lieh getrennten Elementen auftreten. Die Anordnung der für das Ablesen eines auf dem optischen Speichermedium aufgezeichneten Hologramms verwendeten Photodioden befindet sich in vollkommener Deckung mit der Anordnung der für die Aufzeichnung des Hologramms ursprünglich verwendeten Lichtventile, da die einzelnen Photodioden und dazugehörigen Lichtventile jeweils deckungsgleich übereinander angeordnet sind. Leistungsfähigkeit und Wirkungsgrad der Anordnung 127 der Beleuchtungshologramme können dadurch sichergestellt werden, daß man die Seitenanordnung von Lichtventilen als Objekt zusammen mit einer Systemoptik wie der Seitenlinse bei der Erzeugung des Beleuchtungshologramms verwendet. Das vorstehend beschriebene Speicherwerk arbeitet zwar mit holographi- λ scher Optik, jedoch eignet sich die Seitenanordnung der Speichereinheiten auch für Systeme mit herkömmlicher Optik.The storage unit with electrical and optical access described above contains a page arrangement of storage units / in which the spatial grouping of the individual storage elements, photodiodes and light valves eliminates the optical coverage problems that occur in construction with spatially separated elements. The arrangement of the photodiodes used for reading a hologram recorded on the optical storage medium is in perfect alignment with the arrangement of the light valves originally used for recording the hologram, since the individual photodiodes and associated light valves are each arranged congruently one above the other. The performance and efficiency of the arrangement 127 of the illumination holograms can be ensured by using the side arrangement of light valves as an object together with system optics such as the side lens in the generation of the illumination hologram. Although the storage plant described above operates with holographic λ shear optics, however, the side arrangement of the memory units is also suitable for systems with conventional optics.
Während vorstehend die Erfindung in ihrer Anwendung auf ein holographisches Speicherwerk erläutert wurde, eignet sich die beschriebene Seitenanordnung von Speichereinheiten auch für Sichtoder Bilddarstellgeräte und Projektionsdarstellgeräte sowie für andere Arten von Speicherwerken und Datenverarbeitungsanlagen.While above the invention in its application to a holographic storage unit was explained, the described page arrangement of storage units is also suitable for viewing or Image display devices and projection display devices and for other types of storage units and data processing systems.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702065737 DE2065737C3 (en) | 1969-10-15 | 1970-10-15 | Device with an electronic circuit and with a liquid crystal element |
Applications Claiming Priority (3)
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US86664569 | 1969-10-15 | ||
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Publications (3)
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DE2065737A1 true DE2065737A1 (en) | 1975-12-04 |
DE2065737B2 DE2065737B2 (en) | 1976-07-22 |
DE2065737C3 DE2065737C3 (en) | 1977-03-10 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2910779A1 (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-25 | Siemens Ag | Modular liq. crystal number display with fluorescence plate - is single moulding with embedded and integrated operating circuit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2910779A1 (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-25 | Siemens Ag | Modular liq. crystal number display with fluorescence plate - is single moulding with embedded and integrated operating circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2065737B2 (en) | 1976-07-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |