DE2307482C3 - Verfahren zum Schreiben einer zusätzlichen Information in einen nur auszulesenden Speicher - Google Patents

Description

Speicherband mit einer Vielzahl von hierauf auf-

gezeichneten mehrphasigen Beugungsgittern und

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 4, welche eine Modifikation der in F i g. 4 gezeigten Ansicht dar-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 50 stellt.

Schreiben einer zusätzlichen Information in einen In F i g. 1 der Zeichnung ist ein Verfahren zum (nur auszulesenden Speicher. Ausbilden eines Beugungsgitters auf einem Aufin jüngster Zeit sind Halbleiterelemente oder ma- zeichnungsmedium dargestellt. Wie in Fig. 1 gegnetische Speicherelemente verwendet worden, um zeigt, ist ein Prägestempel 10 auf der freien Stirnnur auszulesende Speicher zu bilden. Solche Spei- 55 fläche mit einem einzelnen Beugungsgitter versehen, eher haben jedoch eine geringe Speicherkapazität. welches im Aufbau komplementär zu einem einzu-Andererseits wird die Verwendung optischer Spei- prägenden Beugungsgitter ist, und eine Vielzahl cherelemente auf dem Gebiet der Technik nur aus- paralleler Rillen mit vorbestimmtem Querschnitt und fculesender Speicher für vielversprechend gehalten, in vorbestimmten gleichen Intervallen angeordnet Weil die resultierende Dichte und Kapazität groß 60 aufweist. Der Prägestempel 10 ist in seiner vorbefcind. was zu geringen Kosten je Informationseinheit stimmten Winkellage ausgerichtet und wird unter führt. Bisher bekannte optische Speichersysteme ha- Druck auf einen Film 12 geeigneten transparenten ben jedoch den Nachteil, daß es unmöglich ist, eine Plastikmaterials gedruckt, um auf diesem ein Beu-Information nach der anderen je nach Wunsch und gungsgitter 14 auszubilden. Beispielsweise für solche leicht einzuschreiben. 65 Materialien sind Polyvinylchloride, Polyvinylazetate, Ziel der Erfindung ist e^ daher, einen verbesser- Polyethylenterephthalat, usw. Das so geformte Beuten nur auszulesenden Speicher mit geringen Kosten gungsgitter soll im folgenden Elementargitter ge-/u schallen, bei welchem zusätzliche Informationen nannt werden.

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Das auf den Plastikfilm eingeprägte Beugungs- Films aus Plastik durch Pfeile für das gebeugte Licht gitter ist in Fig. 2 beispielsweise mit sägezahnför- 18 dargestellt sind. Fi£. 3b zeigt ein Mehrphasenmigem Querschnitt gezeigt. Das in Fig. 2 gezeigte gitter oder Beugungsgitter 20 mit vier Elementargit-Beugungsgitter ist als Echelettegitter bekannt, wel- tern, welche vier Lichtstrahlen gebeugten Lichts 18 ches durch eine hohe Wirksamkeit der Beugung ge- 5 in verschiedene Richtungen abgeben können,
kennzeichnet ist. Wenn ein Stra'nl parallelen mono- Daher können eine Vielzahl von Elementargittern

chromatischen Lichts 16, wie Laserlicht, senkrecht mit einem gemeinsamen Beugungswinkel θ und verauf die hintere, flache Fläche des Films 12 auffällt, schiedenen Drehwinkeln ψ auf einem Film aus Piawird ein Strahl gebeugten Lichts 18 in einer Ricii- stik eingeprägt werden, um auf einfache Weise auf tung abgegeben, welcher einen Winkel '-> mit dem io diesem ein Mehrphasengittcr oder Beugungsgitter auffallenden Lichtstrahl bildet, wobei folgende Be- auszubilden. Im allgemeinen werden eine Vielzahl ziehr.nggilt: von Elementargittern mit verschiedenen Beugungs-

άύη θ — η λ winkeln θ durch Änderung von d oder Φ oder bei

den und mit verschiedenen Drehwinkeln ψ, die je-

wobei d eine Gitterkonstante oder die Breite der RiI- 15 weils für einen anderen der Beugungswinkel (-) auslen, /. die Wellenlänge des einfallenden Lichts und π gewählt werden, in überlagerter Anordnung an einer eine ganze Zahl ist. Zum Zweck der einfachen Dar- gemeinsamen Position auf dem Film aus Kunststoff stellung wird angenommen, daß η gleich 1 ist. Um eingeprägt werden, um auf diesem ein Mehrphasendem Strahl gelaugten Lichts 18 um einen Winkel (-) gitter oder Beugungsgitter auszubilden. Das so ausgein bezug auf den Strahl einfallenden Lichts abzulen- ao bildete Mehrphasengitter oder Beugungsgitter spricht ken. müssen folgende Beziehungen gelten: auf einen senkrecht auf seine hintere Ebene auffal

lenden Strahl monochromatischen Lichts mit der

φ — _tan-i sin H Abgabe einer Vielzahl von Strahlen gebeugte

r cos H Lichts mit verschiedenen Richtungen an, wie sie

25 durch die Beugungs- und Drehwinkel C-) und ψ der

^u Elementargitter bestimmt sind. So kann eine Kom-

₍j _ '■ ρ-, bination dieser Werte C-) und 1/' einem einzigen Fall

_sj_n (.) entsprechen.

Wenn eine zu:>ätzliche Information einem bestimm-

wobei der Boden der Rille unter einem Winkel (-) 30 ten Beugungsgitter hinzugefügt werden soll, ist es zu der hinteren Ebene des Films 12 aus Plastik ge- nur erforderlich, ein Elementargitter mit einem Beuneigt ist und das Plastikmaterial des Films einen gungswinkel und/oder einem Drehwinkel wie durch Brechungsindex >· hat. Das heißt, Φ und d sollten so die zusätzliche Information bestimmt auf dem Beubestimmt werden, daß sie die obigen Beziehungen gungsgitter durch einen Einprägevorgang wie oben (1) und (2) erfüllen. Beispielsweise ist unter der An- 35 im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben zu Übernahme, daß r, / und Θ die Werte 1,5, 0,811 und lagern. Für mehr als eine zusätzliche Information 30 haben, der Winkel Φ 38° 17', während die Git- wird der gerade beschriebene Vorgang für jede z.uterkonstante d 1,6 μ ist. So kann (-) dadurch geän- sätzliche Information wiederholt. Ähnlich kann eine dert werden, daß Φ und d entweder einzeln oder zusätzliche Information auf einem Film aus Plastik beide geändert werden, um verschiedene Arten von 40 mit auf diesem eingeprägten Mehrphasengittern oder Beugungsgittern herzustellen. Andererseits kann. Beugungsgittern eingeschrieben werden. Im einzelnen während θ unverändert bleibt, die Richtung, in wel- werden eine Vielzahl von Prägestempeln zum Auscher der Strahl gebeugten Lichtes von dem Beu- bilden von Elementargittern mit verschiedenen Beugungsgitter ausgeht, verschieden um die optische gungswinkeln C-),, C-).,, fi>.,. . . , wie durch die zusätz-Achse des einfallenden Lichtes gedreht werden. 45 liehe Information bestimmt, aufeinanderfolgend aus-Genauer gesagt, kann der Prägestempel 10 um seine gewählt und an einer vorbestimmten gemeinsamen Längsachse und daher um die Normale zu der Ebene Position auf dem Film aus Plastik eingeprägt, weldes Films aus Plastik um einen Winkel ψ gegenüber eher Mehrphasengitter oder Beugungsgitter aufweist, der Richtung gedreht werden, in welcher ein Strahl um unter ausgewählten Drehwinkeln ψ_ν ψ*, y<_r . ., gebeugten Lichts von einem durch den gleichen 50 wie durch die Information vorbestimmt, vorherge-Prägestempel in dessen ursprünglicher Lage ausge- henden Beugungsgittern überlagert zu werden, um bildeten Beugungsgitter abgegeben wird. Der Win- einen Speicher oder ein Mehrphasengitter bzw. Beukcl ψ kann »Drehwinke!« genannt werden. So weist gungsgitter für die zusätzliche Information auszubildas Beugungsgitter eine Neigung Φ am Boden der den. Falls erforderlich, kann der gerade beschriebene Rillen, eine den Beugungswinkel θ bestimmende 55 Vorgang für jede der zusätzlichen Informationen Gitterkonstante d und einen Drehwinkel ψ oder wiederholt werden, wenn sich die Stanzposition auf Laufwinkel der Rillen relativ zu einer Bezugsgröße dem Film aus Plastik für jede Information ändert, als Parameter auf. Daten, welche durch eine Vielzahl von auf einem

Der gerade beschriebene Vorgang kann an einer Film aus transparentem Plastik auf die oben begemeinsamen Position des Films aus Plastik wieder- 60 schriebene Weis: eingeprägten Mehrphasengittern holt werden, wie es erforderlich ist, um ein Mehr- oder Beugungsgittern dargestellt werden, können mit phasengitter oder ein Beugungsgitter mit einer Viel- einem Datenreproduktionssystem, wie in Fig. 4 zahl von überlagert angeordneten Elementargittern gezeigt, wirksam ausgelesen werden. In der Anordmit verschu-denen Winkellagen auszubilden. F i g. 3 a nung nach F i g. 4 sind auf einem Speicherband 22 zeigt ein Beispiel eines solchen Mehrphasengitters fis <-Mne Vielzahl von Mehrphasengittern oder Beu- oder Beun'iincsnitters 20 mit drei Elementargittern. gungsgittern wie oben beschrieben in Zeilen und Das Beugung· LUter 20 gibt drei Strahlen gebeugten Spalten angeordnet. Das Speicherhand 22 ist mit Ab-Lichtes ab. deren Projektionen auf die Hhene des stand parallel zu einer datenabtastendcn Oberflache

24 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 O in dem Mittelpunkt der Ebene der datenabtaslenden Oberfläche 24, eine mit der Ebene der abtastenden Oberfläche zusammenfallende .Y-y-Ebene und eine von dem Speicherband 22 wegragi/ndc --Achse hat. Eine Vielzahl von Lichtsensoren 2.6 sind in einer Vielzahl von konzentrischen Kreisen um den Ursprung O angeordnet, wie es durch Kreise in F i g. 4 angedeutet ist.

Die Beugungsgitter geben, wenn sie mit einem Strahl monochromatischen Lichts 16 entlang der z-Achse beleuchtet werden, wie oben beschrieben. Strahlen gebeugten Lichts 18 in Richtungen ab, wie sie durch die Prägebcdingungcn H₁ und y, wie oben beschrieben bestimmt sind. Lediglich zum Zwecke der Darstellung ist ein einziger Strahl gebeugten Lichts 18 von einem Beugungsgitter 20 gezeigt, welcher in einer Richtung unter einem Winkel H₁ /u der r.-Achse und mit einem Winkel ψ_: gegenüber der -V-Achse. gemessen gegen den Uhrzeigersinn, abgegeben wird. Der Strahl gebeugten Lichts erreicht die ablastende Oberfläche 24 in einer Position P₁₁, welche auf einem Kreis mit dem Radius r, gleich L tan H₁ liegt, wobei ein Winkel ψ-, zwischen der .v-Achse und einer geraden Linie durch den Ursprung O und uic Position P_u gebildet wird. Ein an der Position P_n angeordneter Lichtsensor 26 spricht auf den ankommenden Strahl gebeugten Lichtes 18 an, um die zugehörigen Daten auszulösen.

Fig. 5, in welcher gleiche Bezugszeichen und Buchstaben den in F i g. 4 gezeigten Teilen entsprechende oder ähnliche Teile bezeichnen, stellt eine Modifikation der in F i g. 4 gez.eigten Anordnung dar. Die Anordnung ist der in Fi g. 4 gezeigten im wesentlichen gleich mit der Ausnahme, daß eine Linse 28 mit einer Brennweite / zwischen dem Speicherband 22 und der datenabtastenden Oberfläche 24 und mit einem Abstand zu der abtastenden Oberfläche 24 gleich der Brennweite / der Linse 28 angeordnet ist. 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 gebeugten monochromatischen Lichts 18 von einem Mehiphasengilter oder Beugungsgitter 20 in einer Richtung abgegeben, wie sie durch sowohl den Beugungswinkel H₁ sowie einen Drehwinkel ψ j bestimmt ist, fällt auf die Linse 28 und bildet einen Lichtpunkt 30 auf der datenabtaslenden Oberfläche 24 an einer Position f_(i. weiche definiert ist durch einen Radius r_t gleich / tan H₁- und einen Winkel y,, welcher zwischen der .»-Achse und einer durch den Ursprung O und die Position l'_u gehenden Geraden gebildet wird. In

in diesem Falle erfaßt ein nicht gezeigter Lichtsensor an der Position P_tj eine Kombination des Beugungswinkels H₁ und des Drehwinkels y, für den zugehörigen, nicht 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 durchgefühlt werden können, ohne vom Gedanken und

au Bereich der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel sind die an der freien Stirnfläche eines Prägestempels angeordneten Rillen nicht auf eine Echelctte-Konfiguration beschränkt und können jeden anderen Querschnitt, z. B. sinusförmigen oder rechteckigen Ouerschnitt haben. Auch können die Lichtsensoren dci datenabtastenden Oberfläche durch eine Aufnahmeröhre ersetzt werden. Während das Aufzeichnungsmedium als transparentes Medium beschrieben worden ist, versteht es sich, daß das Medium auch lichtundurchlässig sein kann. In diesem Fall wird da Strahl von dem Beugungsgitter auf dem Aufzeichnungsmedium gebeugten Lichts als von diesen reflektiertes Licht gebildet.

Kurz umrissen wird eine zusätzliche Inforniatior dadurch in einen Speicher eingeschrieben, welche: die Form eines auf einem Film aus transparenten Piastikmaterial durch Einprägen mit einem ein Beu gungsgittcr enthaltenden Prägestempel ausgebildeter Beugungsgitters hat, daß der gleiche Prägestempel ers

in eine Winkellage bestimmt durch die Informatior und gemessen in bezug auf eine Bezugsgröße gebrach und dann auf das Beugungsgitter auf dem Film gedrückt wird, um ein entsprechendes Beugungsgilte in überlagertem Verhältnis zu dem vorhergehender

Beugungsgitter auszubilden. Als Prägestempel kam ein Prägestempel mit anderer Gitterkonstantc als die jenige des ersten Prägestempels verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunger

Claims (5)

leicht und nach Wunsch eingeschrieben werden Patentansprüche: können. Dieses Ziel wird mit einem Verfahren der ein-

1. Verfahren zum Schreiben einer zusätzlichen gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch Information in einen nur auszulesenden Spei- 5 erreicht, daß auf einem Beugungsgitter, welches eher, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Speicher auf einem Aufzeichnungsmedium aus einem Beugungsgitter, welches einen Speicher Plastikmaterial bildet, ein getrenntes Beugungsgitter »uf einem Aufzeichnungsmedium aus Plastikma- durch eine plastische Verformung des Plastikmatelerial bildet, ein getrenntes Beugungsgitter durch rials infolge eines auf das Aufzeichnungsmedium eine plastische Verformung des Plastikmaterials io ausgeübten Drucks ausgebildet wird, wobei das geinfolge eines auf das Aufzeichnungsmedium aus- trennte Beugungsgitter einen ausgewählten der Parageübten Drucks ausgebildet wird, wobei das ge- meter des vorhergehende!» Beugungsgitters, bestimmt !rennte Beugungsgitter einen ausgewählten der durch die zusätzliche einzuschreibende Information, Parameter des vorhergehenden Beugungsgitters, aufweist.

bestimmt durch die zusätzliche einzuschreibende 15 Das Beugungsgitter entsprechend der einzuschrei-

Information, aufweist. benden Information kann in überlagertem Verhältnis

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- auf dem vorher auf dem Aufzeichnungsmedium kennzeichnet, daß der ausgewählte Parameter ausgebildeten Beugungsgitter zweckmäßig dadurch eine Gitterkonstante ist. ausgebildet werden, daß ein Prägestempel mit einem

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 im Aufbau zu dem vorhergehenden Beugungsgitter kennzeichnet, daß der ausgewählte Parameter ein komplementären Beugungsgitter über dem vorherge-Winkel des Verlaufs paralleler Rillen des Beu- henden Beugungsgitter mit einer Winkellage in begungsgitters in bezug auf einen Bezugswert ist. zug auf eine Bezugsgröße angeordnet wird, wie sie

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis durch die Information bestimmt ist, und der Präge-

3, bei welchem ein Prägestempel mit einem Beu- 25 stempel auf das vorhergehende Beugungsgitter auf gungsgiuer aus einer Vielzahl von parallelen dem Aufzeichnungsmedium gedrückt wird.

Rillen und ein Aufzeichnungsmedium aus trans- Erläuternde Ausführungsbeispiele der Erfindung parentem Plastikmaterial mit einem hierauf durch sind in der Zeichnung dargestellt und werden zum Drücken des Prägestempels auf das Aufzeich- besseren Verständnis der Erfindung im folgenden nungsmedium eingeprägten Beugungsgitter ver- 30 näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
wendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht, welche Prägestempel über dem Beugungsgitter derart an- ein Verfahren zum Ausbilden eines nur auszulesengeordnet wird, daß seine parallelen Rillen unter den Speichers darstellt,

einem Winkel in bezug auf eine Bczugsgröße, be- Fig. 2 eine Teilquerschnittsansicht eines Elemen-

stimmt durch die zusätzliche einzuschreibende 35 tarbeugungsgitters vom Phasentyp zum Erläutern

Information, verlaufen und daß der Prägestem- der durch das Beugungsgiter bewirkten Beugung

pel auf das vorhergehende Beugungsgitter auf eines Strahles monochromatischen Lichtes,

dem Aufzeichnungsmedium gedrückt wird, um Fig. 3a eine Draufsicht auf ein mehrphasiges

ein entsprechendes, dem vorhergehenden Beu- Beugungsgitter und auf von diesem gebeugte Strah-

gungsgitter überlagertes Beugungsgitter auszubil- 40 len monochromatischen Lichts,

den. Fig. 3b eine Ansicht ähnlich Fig. 3a, welche

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis eine Modifikation des in Fig. 3a gezeigten Beu-

4, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerten gungsgitters darstellt,

Beugungsgitter eine Echelette-Konfiguration ha- F i g. 4 eine perspektivische Teilansicht einer An-

ben. 45 Ordnung zum Reproduzieren von Daten von einem