DE2307482A1 - Verfahren zum schreiben einer zusaetzlichen information in einen nur auszulesenden speicher - Google Patents

Description

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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Verfahren zum Sohreiben einer zusätzlichen Information in einen nur auszulesenden Speicher

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schreiben einer zusätzlichen Information in einen nur auszulesenden Speicher.

In Jüngster Zeit sind Halbleiterelemente oder magnetische Speicherelemente verwendet worden, um nur auszulesende Speicher zu bilden. Solche Speicher haben jedoch eine geringe Speicherkapazität. Andererseits wird die Verwendung

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optischer Speicherelemente auf dem Gebiet der Technik nur auszulesender Speicher für vielversprechend gehalten, weil die resultierende Dichte und Kapazität groß sind, was zu geringen Kosten je Informationseinheit führt. Bisher bekannte optische Speichersysteme haben jedoch den Nachteil, daß es unmöglich ist, eine Information nach der anderen je nach Wunsch und leicht einzuschreiben.

Ziel der Erfindung ist es daher, einen verbesserten nur auszulesenden Speicher mit geringen Kosten zu schaffen, bei welchem zusätzliche Informationen leicht und nach Wunsch eingeschrieben werden können.

Dieses Ziel wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf einem Beugungsgitter, welches einen Speicher auf einem Aufzeichnungsmedium aus Plastikmaterial bildet, ein getrenntes Beugungsgitter durch eine plastische Verformung des Plastikmaterials infolge eines auf das Aufzeichnungsmedium ausgeübten Drucks ausgebildet wird, wobei das getrennte Beugungsgitter einen ausgewählten der Parameter des vorhergehenden Beugungsgitters bestimmt durch die zusätzliche einzuschreibende Information aufweist.

Das Beugungsgitter entsprechend der einzuschreibenden Information kann in überlagertem Verhältnis auf dem vorher auf dem Aufzeichnungsmedium ausgebildeten Beugungsgitter zweckmäßig dadurch ausgebildet werden, daß ein Prägestempel mit einem im Aufbau zu dem vorhergehenden Beugungsgitter komplementärei Beugungsgitter über dem vorhergehenden Beugungsgitter mit einer Winkellage in bezug auf eine Bezugsgröße angeordnet wird, wie sie durch die Information bestimmt ist, und der Prägestempel auf das vorhergehende Beugungsgitter auf dem Aufzeichnungsmedium gedrückt wird.

Erläuternde Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden zum besseren VerstänJ nis der

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Erfindung im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Pig. 1 eine perspektivische Teilansicht, welche ein Verfahren zum Ausbilden eines nur auszulesenden Speichers entsprechend den Prinzipien der Erfindung darstellt,

Pig. 2 eine Teilquerschnittsansicht eines Elementarbeugungsgitters vom Phasentyp zum Erläutern der durch das Beugungsgitter bewirkten Beugung eines Strahles monochromatischen Lichtes,

Fig. 3a eine Draufsicht auf ein mehrphasiges Beugungsgitter und auf von diesem gebeugte Strahlen monochromatischen Lichts,

Pig. 3b eine Ansicht ähnlich Fig. 3a, welche eine Modifikation des in Fig. 3a gezeigten Beugungsgitters darstellt,

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht eines Systems zum Reproduzieren von Daten von einem Speicherband mit einer Vielzahl von hierauf entsprechend den Prinzipien der Erfindung aufgezeichneten mehrphasigen Beugungsgittern, und

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 4, welche eine Modifikation der in Fig. 4 gezeigten Ansicht darstellt.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Verfahren zum Ausbilden eines Beugungsgitters auf einem Aufzeichnungsmedium entsprechend den Prinzipien der Erfindung dargestellt. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Prägestempel 10 auf der freien Stirnfläche mit einem einzelnen Beugungsgitter versehen, welches im Aufbau komplementär zu einem einzuprägenden Beugungsgitter ist, und eine Vielzahl paralleler Rillen mit vorbestimmtem Querschnitt und in

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vorbestimmten gleichen Intervallen angeordnet aufweist. Der Prägestempel 10 ist in seiner vorbestimmten Winkellage ausgerichtet und wird unter Druck auf einen Film 12 geeigneten transparenten Plastikmaterials gedrückt, um auf diesem ein Beugungsgitter 14 auszubilden. Beispiele für solche Materialien sind Polyvinylchloride, Polyvinylazetate, Polyäthylenterephthalat, dessen Film unter dem Warenzeichen "Mylar" erhältlich ist, usw. Das so geformte Beugungsgitter soll im folgenden Elementargitter genannt werden.

Das auf den Plastikfilm eingeprägte Beugungsgitter ist in Fig. 2 beispielsweise mit sägezahnförmigem Querschnitt gezeigt, Das in Fig. 2 gezeigte Beugungsgitter ist als Echelettegitter bekannt, welches durch eine hohe Wirksamkeit der Beugung gekennzeichnet ist. Wenn ein Strahl parallelen monochromatischen Lichts 16, wie Laserlicht, senkrecht auf die hintere, flache Fläche des Films 12 auffällt, wird ein Strahl gebeugten Lichts 18 in einer Richtung abgegeben, welcher einen Winkel θ mit dem auffallenden Lichtstrahl bildet, wobei folgende Beziehung gilt:

d sin θ - η λ.

wobei d eine Gitterkonstante oder die Breite der Rillen, die Wellenlänge des einfallenden Lichts und η eine ganze Zahl ist. Zum Zwecke der einfachen Darstellung wird angenommen, daß η gleich 1 ist. Um dem Strahl gebeugten Lichts 18 um einen einen Winkel Q in bezug auf den Strahl einfallenden Lichts abzulenken, müssen folgende Beziehungen gelten:

und

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sin θ

(2)

wobei der Boden der Rille unter einen Winkel 0 zu der hinteren Ebene des Films 12 aus Plastik geneigt ist und das Plastikmaterial des Films einen Brechungsindex \f hat. Das heißt, 0 und d sollten so bestimmt werden, daß sie die obigen Beziehungen (1) und (2) erfüllen. Beispielsweise ist unter der Annahme, daß V, Λ und θ die Werte 1,5, 0,8 λχ und 30° haben, der Winkel 0 38°17', während die Gitterkonstante d 1,6/U ist. So kann θ dadurch geändert werden, daß 0 und d entweder einzeln oder beide geändert werden, um verschiedene Arten von Beugungsgittern herzustellen. Andererseits kann, während θ unverändert bleibt, die Richtung, in welcher der Strahl gebeugten Lichtes von dem Beugungsgitter ausgeht, verschieden um die optische Achse des einfallenden Lichtes gedreht werden. Genauergesagt kann der Prägestempel 10 um seine Längsachse und daher um d ie Normale zu der Ebene des Films aus Plastik um einen Winkelf gegenüber der Richtung gedreht werden , in welcher ein Strahl gebeugten Lichts von einem durch den gleichen Prägestempel in dessen ursprünglicher Lage ausgebildeten Beugungsgitter abgegeben wird. Der Winkel ψ kann "Drehwinkel" genannt werden. So weist das Beugungsgitter eine Neigung 0 am Boden der Rillen, eine den Beugungswinkel θ best-lmmende Gitterkonstante d und einen Drehwinkels oder Laufwinkel der Rillen relativ zu einer Bezugsgröße als Parameter auf.

Der gerade beschriebene Vorgang kann an einer gemeinsamen Position des Films aus Plastik wiederholt werden, wie es erforderlich ist, um ein Mehrphasengitter oder ein Beugungsgitter mit einer Vielzahl von überlagert angeordneten Elementargittern mit verschiedenen Winkellagen auszubilden. Flg. 3a zeigt ein Beispiel eines solchen Nehrphasengitters oder Beu-

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gungsgitters 20 mit drei Elementargittern. Das Beugungsgitter 20 gibt drei Strahlen gebeugten Lichtes ab, deren Projektionen auf die Ebene des Films aus Plastik durch Pfeile für das gebeugte Licht 18 dargestellt sind. Fig. 3b zeigt ein Mehrphasengitter oder Beugungsgitter 20 mit vier Elementargittern, welche vier Lichtstrahlen gebeugten Lichts 18 in verschiedenen Richtungen abgeben können.

Daher können eine Vielzahl von Elementargittern mit einem gemeinsanen Beugungswinkel Q und verschiedenen Drehwinkeln ψ auf einem Film aus Plastik eingeprägt werden, um auf einfache Weise auf diesem ein Mehrphasengitter oder Beugungsgitter aus zubilden. Im allgemeinen werden eiie Vielzahl von Elementargittern mit verschjs denen Beugungswinkeln θ durch Änderung von d oder 0 oder beiden und mit verschiedenen Drehwinkeln ^, die jeweils für einen anderen der Beugungswinkel θ ausgewählt werden, in überlagerter Anordnung an einer gemeinsamen Position auf dem Film aus Kunststoff eingeprägt werden, um auf diesem ein Mehrphasengitter oder Beugungsgitter auszubilden. Das so ausgebildete Mehrphasengitter oder Beugungsgitter spricht auf einen senkrecht auf seine hintere Eberc auffallenden Strahl monochromatischen Lichts mit der Abgabe einer Vielzahl von Strahlen gebeugten Lichts mit verschiedenen Richtungen an, wie sie durch die Beugungs- und Drehwinkel 0 und ψ der Elementargitter bestimmt sind. So kann eine Kombination dieser Werte θ und /einem einzigen Fall entsprechen.

Wenn eine zusätzliche Information einem bestimmten Beugungsgitter hinzugefügt werden soll, ist es nur erforderlich, ein - Elementargitter mit einem Beugungswinkel und/oder einem Drehwinkel wie durch die zusätzliche Information bestimmt auf dem Beugungsgitter durch einen Einprägevorgang wie oben im Zusam menhang mit Fig. 1 beschrieben zu überlagern. Für mehr als eine zusätzliche Information wird der gerade beschriebene Vorgang für jede zusätzliche Information wiederholt. Ähnlich

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kann ein zusätzlicher Fall auf einem Film aus Plastik mit auf diesem eingeprägten Mehrphasengittern oder Beugungsgittern eingeschrieben werden. Im einzelnen werden eine Vielzahl von Prägestempeln zum Ausbilden von Elementargittern mit verschiedenen Beugungswinkeln §_1# G₂, Θ-, .. _f wie durch den zusätzlichen Fall bestimmt, aufeinander folgend ausgewählt und an einer vorbestimmten gemeinsamen Position auf dem Film aus Plastik eingeprägt, welcher Mehrphasengitter oder Beugungsgitter aufweist* um unter ausgewählten Drehwinkeln J^₁, f ₂, M^ _ . ._f wie durch den Fall vorbestimmt, vorhergehenden Beugungsgittern überlagert zu werden, um einen Speicher oder ein Mehrphasengitter bzw. Beugungsgitter für den zusätzlichen Fall auszubilden. Falls erforderlich kann der gerade beschriebene Vorgang für jeden der zusätzlichen Fälle wiederholt werden, wenn sich die Stanzposition auf dem Film aus Plastik für jeden Fall ändert.

Daten , welche durch eine Vielzahl von auf einem Film aus transparentem Plastik auf die oben beschriebene Weise eingeprägen , Mehrphasengittern oder Beugungsgittern dargestellt werden, können mit einem Datenreproduktionssystem wie in Fig. 4 gezeigt wirksam ausgelesen werden. In der Anordnung nach Fig. 4 sind auf einem Speicherband 22 eine Vielzahl von Mehrphasengittern oder Beugungsgittern wie oben beschrieben in Zeilen und Spalten angeordnet. Das Speicherband 22 ist mit Abstand parallel zu einer datenabtastenden Oberfläche24 in einem Abstand L angeordnet, wobei der Mittelpunkt der abtastenden Oberfläche in einer durch die Längsachse des Speicherbandes 22 und senkrecht zu diesem verlaufenden Ebene liegt. Es wird angenommen, daß ein dreidimensionales orthogonales Koordinatensystem seinen Ursprung 0 in dem Mittelpunkt der Ebene der datenabtastenden Oberfläche 24, eine mit der Ebene der abtastenden Oberfläche zusammenfallende x-y-Ebene und eine vom dem Speicherband 22 wegragende z-Achse hat. Eine Vielzahl von Lichtsensoren 26 sind in einer Vielzahl von

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konzentrischen Kreisen um den Ursprung 0 angeordnet, wie es durch Kreise in Fig. 4 angedeutet ist.

Die Beugungsgitter geben, wenn sie mit einem Strahl monochromatischen Lichts 16 entlang der z-Aehse beleuchtet werden, wie oben beschrieben Strahlen gebeugten Lichts 18 in Richtungen ab, wie sie durch die Prägebedingungen O₁ und^ wie oben beschrieben bestimmt sind. Lediglich zum Zwecke der Darstellung ist ein einziger Strahl.gebeugten Llßhts 18 von einem Beugungsgitter 20 gezeigt, welcher in einer Richtung unter einem Winkel O₁ zu der z-Achse und mit einem Winkel ^gegenüber der x-Achse, gemessen gegen den Uhrzeigersinn,abgegeben wird. Der Strahl gebeugten Lichts erreicht die abtastende Oberfläche 24 in einer Position P.. , welche auf einem Kreis mit dem Radius r^ gleich L tan Θ, liegt, wobei ein Winkel j . zwischen der x-Aohse und einer geraden Linie durch den Ursprung 0 und die Post ion P₁, gebildet wird. Ein an der Position P₁J angeordneter Lichtsensor 26 spricht auf den ankommenden Strahl gebeugten Lichtes 18 an, um die zugehörigen Daten auszulösen.

Fig. 5# in welcher glelohe Bezugszeichen und Buchstaben den in Fig. 4 gezeigten Teilen entsprechende oder ähnliche Teile bezeichnen, stellt eine Modifikation der in Fig. 4 gezeigten Anordnung dar. Die Anordnung ist der in Fig. 4 gezeigten im wesentlichen gleich mit der Ausnahme, daß eine Linse 28 mit einer Brennweite f zwischen dem Speicherband 22 und der datenabtastenden Oberfläche 24 und mit einem Abstand zu der abtastenden Oberfläche 24 gleich der Brennweite f der Linse 28 angeordnet 1st. Es versteht sich, daß die optische Achse der Linse 28 In der z-Achse liegt.

Wie bei der Anordnung In Fig. 4 wird ein Strahl von einem Mehrphasengitter oder. Beugungsgitter 20 gebeugten monoohromatisohen Lichts I8in einer Richtung abgegeben, wie sie durch sowohl den Beugungswinkel Q. sowie einen Drehwinkel j, be-

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stimmt ist, fällt auf die Linse 28 und bildet einen Lichtpunkt 30 auf der datenabtastenden Oberfläche 24 an einer Position Pi, , welche definiert ist durch einen Radius r* gleich f tan O. und einen Winkel^ , welcher zwischen der x-Aohse und einer durch den Ursprung 0 und die Position P₁₁ gehenden Geraden gebildet wird. In diesem Falle erfaßt ein nicht gezeigter Lichtsensor an der Position P₁^ eine Kombination des Beugungswinkels Q^ und des Drehwinkels γ., für den zugehörigen nioht gezeigten Prägestempel als eine Einheit von Informationen.

Während die Erfindung im Zusammenhang mit einigen bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Bereich der Erfindung abzuwelohen. Zum Beispiel sind die an der freien Stirnfläche eines Prägestempels angeordneten Rillen nicht auf eine Echelette-Konflguration beschränkt und können jeden anderen Querschnitt, z.B. sinusförmigen oder reohteokigen Querschnitt haben. Auch können die Lichtsensoren der datenabtastenden Oberfläche duroh eine Aufnahmeröhre ersetzt werden. Bei der Durchführung der Erfindung wird ein Einprägevorgang als sehr wirksam angesehen, es kann jedooh nach Wunsch auoh jeder ander· Vorgang verwendet werden. Während das Aufzeichnungsmedium als transparentes Medium besahrieben worden *t, versteht es sich, daß das Medium auoh liohtundurchlässig sein kann. In diesem Fall wird der Strahl von dem Beugungsgitter auf dem Aufzeichnungsmedium gebeugten Lichts als von diesem reflektiertes Licht gebildet.

Kurz umrissen wird nach der Erfindung eine zusätzliche Information dadurch in einen Speicher eingeschrieben, weloher die Form eines auf einem Film aus transparentem Platikmaterial duroh Einprägen mit einem ein Beugungsgitter enthaltenden Prägestempel ausgeblld&en Beugungsgitters hat, dafi der gleiohe

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Prägestempel erst in eine Winkellage bestimmt durch die Information und gemessen in bezug auf eine Bezugsgröße gebracht und dann auf das Beugungsgitter auf dem Film gedrückt wird, um ein entsprechendes Beugungsgitter in überlagertem Verhältnis zu dem vorhergehenden Beugungsgitter auszubilden. Als Prägestempel kann ein Prägestempel mit anderer Oitterkonstante als diejenige des ersten Prägestempels verwendet werden.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   / XJ Verfahren zum Sohreiben einer zusätzlichen Information in einen nur auszulesenden Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Beugungsgitter, welches einen Speioher auf einem Aufzeichnungsmedium aus Plastikmaterial bildet, ein getrenntes Beugungsgitter duroh eine plastische Verformung des Plastikmaterials Infolge eines auf das Aufzeichnungsmedium ausgeübten Drucks ausgebildet wird, wobei das getrennte Beugungsgitter einen ausgewählten der Parameter des vorhergehenden Beugungsgitters bestimmt durch die zusätzliche einzuschreibende Information aufweist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Parameter eine Gitterkonstante 1st.
3. 3 . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Parameter ein Winkel des Verlaufs paralleler Rillen des Beugungsgitters in bezug auf einen Bezugswert ist.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüohe 1 bis J3, bei welchem ein Prägestempel mit einem Beugungsgitter aus einer Vielzahl von paralleln Rillen und ein Aufzeichnungsmedium aus transparentem Plastikmaterial mit einem hierauf durch Drücken des Prägestempels auf das Aufzeichnungsmedium eingeprägten Beugungsgitter verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägestempel über dem Beugungsgitter derart angeordnet wird, daß seine parallelen Rillen unter einem Winkel in bezug auf eine Bezugsgröße bestimmt durch die zusätzliche einzuschreibende Information verlaufen, und daß der Prägestempel auf das vorhergehende Beugungsgitter auf dem Aufzeichnungsmedium gedrückt wird, um ein entsprechendes, dem vorhergehen-

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   den Beugungsgitter überlagertes Beugungsgitter auszubilden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

   dadurch gekennze lehn et, daß die überlagerten Beugungsgitter eine Echelette-Konfiguration haben.

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