NO310590B1

NO310590B1 - Optical memory element and optical memory module formed therefrom, as well as methods for their manufacture

Info

Publication number: NO310590B1
Application number: NO19982964A
Authority: NO
Inventors: Hans Gude Gudesen; Per-Erik Nordal
Original assignee: Thin Film Electronics Asa
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2001-07-23
Also published as: NO982964D0; NO982964L

Description

Oppfinnelsen angår et optisk minneelement hvor data skrives og leses ved hjelp av mot minneelementet innfallende lys. Oppfinnelsen angår også fremgangsmåter til fremstilling av et optisk minneelement hvor data skrives og leses ved hjelp av mot minneelementet innfallende lys. Videre angår oppfinnelsen en optisk minnemodul, hvor minnemodulen omfatter to eller flere minneelementer hvor data skrives og leses ved hjelp av mot minneelementet innfallende lys, og hvor minneelementene er fremstilt ved en av fremgangsmåtene til deres fremstilling i henhold til oppfinnelsen. Endelig angår oppfinnelsen en fremgangsmåte til fremstilling av en optisk minnemodul, hvor minnemodulen omfatter to eller flere minneelementer hvor data skrives og leses ved hjelp av mot minneelementene innfallende lys, og hvor minneelementene er fremstilt ved en av fremgangsmåtene i henhold til oppfinnelsen. The invention relates to an optical memory element where data is written and read using light incident on the memory element. The invention also relates to methods for producing an optical memory element where data is written and read using light incident on the memory element. Furthermore, the invention relates to an optical memory module, where the memory module comprises two or more memory elements where data is written and read using light incident on the memory element, and where the memory elements are produced by one of the methods for their production according to the invention. Finally, the invention relates to a method for producing an optical memory module, where the memory module comprises two or more memory elements where data is written and read using light incident on the memory elements, and where the memory elements are produced by one of the methods according to the invention.

Optiske lagringsmedier til lagring av data og informasjon har etter hvert fått en stadig økende utbredelse og har på en rekke anvendelsesområder utkonkurrert datalagringsmedier basert på magnetiske sjikt, men også funnet anvendelse for lagringsformål hvor bruk av magnetiske lagringsmedier ikke er hensiktsmessig, men hvor det allikevel er ønskelig med stor lagringskapasitet, høy lagringstetthet og hurtig aksess. Optical storage media for storing data and information have gradually become increasingly widespread and have in a number of application areas outcompeted data storage media based on magnetic layers, but also found application for storage purposes where the use of magnetic storage media is not appropriate, but where it is still desirable with large storage capacity, high storage density and fast access.

Eksempelvis viser internasjonal publisert søknad WO91/11804 et optisk datalagringsmedium med lysfokuserende deler i form av foretrukket monodisperse gjennomsiktige kuler med en diameter i området 1-100 um. Disse kulene fokuserer innfallende lys på et lysfølsomt sjikt eller brennfilm med foranderlige optiske egenskaper, idet brennfilmen danner et plan hovedsakelig tangensielt til mikrokulene og følgelig ikke koinsident med bildeflatene eller fokalplanet til disse. I en foretrukket utførelse foreslår W091/11804 å overvinne denne ulempe ved å plassere mikrokulene i groper og anordnet brennfilm ved bunnen av gropene med noen avstand fra mikrokulen, mens formen av gropen er formet som en del av en sfærisk overflate konsentrisk med mikrokulen plassert i gropen, slik at ideell fokusering på brennfilmeri oppnås for alle innfallsvinkler. Dette opplegg er imidlertid vanskelig å oppnå i et produksjonsmiljø uten å ta i bruk kostbare justerings- og korreksjonstiltak for å oppnå den ønskede form på gropbunnen. For example, international published application WO91/11804 shows an optical data storage medium with light-focusing parts in the form of preferred monodisperse transparent spheres with a diameter in the range of 1-100 µm. These spheres focus incident light on a light-sensitive layer or focal film with variable optical properties, the focal film forming a plane mainly tangential to the microspheres and consequently not coincident with the image surfaces or the focal plane of these. In a preferred embodiment, W091/11804 proposes to overcome this disadvantage by placing the microspheres in pits and arranging the fuel film at the bottom of the pits at some distance from the microsphere, while the shape of the pit is formed as part of a spherical surface concentric with the microsphere placed in the pit , so that ideal focusing on burning film is achieved for all angles of incidence. However, this arrangement is difficult to achieve in a production environment without using expensive adjustment and correction measures to achieve the desired shape of the pit bottom.

Internasjonal publisert søknad W093/13529 viser et optisk minne hvor data lagres i et optisk sjikt 19 med foranderlige optiske egenskaper. Dette datasjiktet er adskilt fra en matrise av smålinser 21 med mange overflater og skriving av data i datasjiktet finner sted ved å føre lys fra registreringslyskilder via-en stråledeler og gjennom en optisk anordning som innbefatter smålinsematrisen, og til datasjiktet. For å lese data lagret i datasjiktet, belyses datasjiktet med en annen gruppe av lyskilder og avbildes gjennom den samme optiske anordning innbefattet linsematrisen 21, og på en sensormatrise plassert på den motsatte side av stråledeleren. Til forskjell fra det optiske datalagringsmedium i W091/11804, gir det optiske minnet i W093/13529 en temmelig voluminøs minnemodul og omfatter et temmelig komplisert arrangement for å adressere det egentlige datalagringsmedium. International published application W093/13529 shows an optical memory where data is stored in an optical layer 19 with changeable optical properties. This data layer is separated from a matrix of small lenses 21 with many surfaces and writing of data in the data layer takes place by passing light from recording light sources via a beam splitter and through an optical device which includes the small lens matrix, and to the data layer. To read data stored in the data layer, the data layer is illuminated with another group of light sources and imaged through the same optical device including the lens matrix 21, and on a sensor matrix placed on the opposite side of the beam splitter. Unlike the optical data storage medium in WO91/11804, the optical memory in WO93/13529 provides a rather voluminous memory module and includes a rather complicated arrangement for addressing the actual data storage medium.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe optiske lagringsmedier med høy lagringskapasitet og som muliggjør hurtig aksess til de lagrede data. En annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe komponenter for optiske lagringsmedier, idet det er et ønske å kunne fremstille komponentene billig og effektivt til dels ved bruk av kjente teknikker og metoder og benytte komponentene i optiske lagringsmedier med stor kapasitet. The purpose of the present invention is to provide optical storage media with a high storage capacity and which enable quick access to the stored data. Another purpose of the present invention is to obtain components for optical storage media, as there is a desire to be able to manufacture the components cheaply and efficiently partly using known techniques and methods and to use the components in optical storage media with large capacity.

Ytterligere er hensikten med den foreliggende oppfinnelse å skaffe fremgangsmåter til fremstilling av komponenter for optiske lagringsmedier og fremstilling av slike lagringsmedier, hvor de nevnte komponenter inngår. Furthermore, the purpose of the present invention is to provide methods for the production of components for optical storage media and the production of such storage media, in which the said components are included.

De ovennevnte og andre hensikter oppnås i henhold til oppfinnelsen med et The above and other purposes are achieved according to the invention with a

optisk minneelement som er kjennetegnet ved at minneelementet at utgjør en integrert enhet dannet av et helt eller delvis gjennomsiktig legeme, at legemet omfatter en lysfokuserende del og minst et lysfølsomt sjikt, at i det minste et parti av en overflate av minneelementet er parallell til eller tilnærmet sammenfallende med en bildeflate for det innfallende lys som fokuseres gjennom den lysfokuserende del, idet det lysfølsomme sjikt er anordnet tilstøtende minst ett parti av denne overflate og hovedsakelig konformalt med denne, og at det lysfølsomme sjikt omfatter et materiale hvis optiske egenskaper kan endres under påvirkning av det innfallende lys, idet den lysfokuserende del ved sin ytre form eller volumetriske brytningsindeksfordeling er innrettet til å fokusere det innfallende lys på det lysfølsomme sjikt. En første fremgangsmåte i heniiold til oppfinnelsen til optical memory element which is characterized by the fact that the memory element constitutes an integrated unit formed by a fully or partially transparent body, that the body comprises a light-focusing part and at least one light-sensitive layer, that at least part of a surface of the memory element is parallel to or approximately coinciding with an image surface for the incident light that is focused through the light-focusing part, the light-sensitive layer being arranged adjacent to at least one part of this surface and substantially conformal to this, and that the light-sensitive layer comprises a material whose optical properties can be changed under the influence of the incident light, as the light-focusing part, by its outer shape or volumetric refractive index distribution, is designed to focus the incident light on the light-sensitive layer. A first method in heniiold to the invention of

fremstilling av et slikt optisk minneelement er kjennetegnet ved å utføre minneelementet i form av et helt eller delvis gjennomsiktig legeme med et integrert anordnet lysfølsomt sjikt, å danne det helt eller delvis gjennomsiktige legeme med en lysfokuserende del av et materiale hvis brytningsindeks eller brytningsindeksgradient er slik at mot legemet innfallende lys fokuseres på en motsatt overflate av legemet, og å danne minst et lysfølsomt sjikt på den motsatte overflate eller i legemet umiddelbart innenfor den motsatte overflate og hovedsakelig konformalt med denne ved tilsetting av et lysfølsomt materiale, idet tilsettingen skjer ved belegging eller diffusjon av det lysfølsomme materiale fra henholdsvis gassfase, dampfase, væskefase, fastfase eller smeltefase. En annen fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen til fremstilling av et slikt optisk minneelement er kjennetegnet ved å utføre minneelementet i form av et helt eller delvis gjennomsiktig legeme, å danne det helt eller delvis gjennomsiktige legeme med en lysfokuserende del av et materiale hvis brytningsindeks eller brytningsindeksgradient er for lav til at mot legemet innfallende lys fokuseres til en motsatt overflate av den lysfokuserende del, å anordne et optisk gjennomsiktig sjikt på denne motsatte overflate av legemet, idet det gjennomsiktige sjikts tykkelse velges slik at det mot legemet innfallende lys bringes til fokus nær en ytterside av det gjennomsiktige sjikt, og å danne minst et lysfølsomt sjikt på og integrert med yttersiden av det gjennomsiktige sjikt ved tilsetting av et lysfølsomt materiale, idet tilsettingen skjer ved belegging eller diffusjon av det lysfølsomme materiale fra henholdsvis gassfase, dampfase, væskefase, fastfase eller smeltefase. production of such an optical memory element is characterized by making the memory element in the form of a fully or partially transparent body with an integrally arranged light-sensitive layer, forming the fully or partially transparent body with a light-focusing part of a material whose refractive index or refractive index gradient is such that light incident on the body is focused on an opposite surface of the body, and to form at least one light-sensitive layer on the opposite surface or in the body immediately within the opposite surface and mainly conformal to this by adding a light-sensitive material, the addition taking place by coating or diffusion of the light-sensitive material from gas phase, vapor phase, liquid phase, solid phase or melt phase respectively. Another method according to the invention for producing such an optical memory element is characterized by making the memory element in the form of a fully or partially transparent body, forming the fully or partially transparent body with a light-focusing part of a material whose refractive index or refractive index gradient is too low for light incident on the body to be focused to an opposite surface of the light-focusing part, to arrange an optically transparent layer on this opposite surface of the body, the thickness of the transparent layer being chosen so that the light incident on the body is brought to focus near an outer side of the transparent layer, and to form at least one light-sensitive layer on and integrated with the outer side of the transparent layer by adding a light-sensitive material, the addition taking place by coating or diffusion of the light-sensitive material from the gas phase, vapor phase, liquid phase, solid phase or melt phase, respectively .

En optisk minnemodul basert på minneelementene i henhold til oppfinnelsen, er kjennetegnet ved de enkelte minneelementer er anordnet innbyrdes immobilisert i en todimensjonal flate. Endelig er en fremgangsmåte til fremstilling av en slik optisk minnemodul kjennetegnet ved å produsere minnemodulen fra en matrise ved forming, støping eller preging i en An optical memory module based on the memory elements according to the invention is characterized by the individual memory elements being arranged mutually immobilized in a two-dimensional surface. Finally, a method for producing such an optical memory module is characterized by producing the memory module from a matrix by forming, casting or embossing in a

kontinuerlig eller diskontinuerlig prosess eller en blanding av slike prosesser. continuous or discontinuous process or a mixture of such processes.

Øvrige trekk og fordeler ved henholdsvis minneelementet, minnemodulen og fremgangsmåtene til deres fremstilling fremgår av de vedføyde uselvstendige krav. Other features and advantages of the memory element, the memory module and the methods for their production, respectively, appear from the attached independent claims.

Oppfinnelsen skal nå forklares mer detaljert ved hjelp av utførelseseksempler og med henvisning til den ledsagende tegning, hvor figur la, b, c, d viser eksempler på minneelementer i henhold til The invention will now be explained in more detail by means of exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawing, where figures la, b, c, d show examples of memory elements according to

oppfinnelsen; the invention;

figur 2 skriving i et minneelement i henhold til oppfinnelsen; figur 3 noen trinn ved fremstillingen av individuelle figure 2 writing in a memory element according to the invention; figure 3 some steps in the production of individual

minneelementer i henhold til oppfinnelsen; memory elements according to the invention;

figur 4a, b trekk ved fremstilling av optiske minneelementer i figure 4a, b feature of manufacturing optical memory elements i

henhold til oppfinnelsen; according to the invention;

figur 5 trinn i en produksjonsprosess for fremstilling av optiske figure 5 steps in a production process for the manufacture of optical

figur 6 et snitt gjennom et parti av en minnemodul i henhold til figure 6 a section through a part of a memory module according to

oppfinnelsen; the invention;

figur 7 en produksjonsmetode for en minnemodul i henhold til figure 7 a production method for a memory module according to

oppfinnelsen; the invention;

figur 8 en annen produksjonsmetode for en minnemodul i figure 8 another production method for a memory module i

henhold til oppfinnelsen; according to the invention;

figur 9 skjematisk styringen av produksjonsprosessen for en Figure 9 schematically controls the production process for a

optisk minnemodul i henhold til oppfinnelsen; og optical memory module according to the invention; and

figur 10 et eksempel på hvordan et informasjonsbærende sjikt figure 10 an example of how an information-bearing layer

påføres en optisk minnemodul i henhold til oppfinnelsen. is applied to an optical memory module according to the invention.

Et optisk minneelement i henhold til oppfinnelsen er en liten, komplett komponent for optisk lagring av data eller informasjon, med et konstruksjonselement i form av gjennomsiktig legeme med en enkelt lysfokuserende del med stor numerisk apertur, og et sjikt eller volum som lagrer informasjon som romlig varierende optiske egenskaper. Figur 1 viser forskjellige typer av minneelementer. På figurene la, lb og lc er minneelementene vist med innfallende lysstråler fra tre forskjellige retninger. Figur la viser et minneelement som er fremstilt av en mikrokule med høy brytningsindeks, figur lb et minneelement som er fremstilt av mikrokule med kledning og figur lc et minneelement som er fremstilt av et formet glass- eller polymer stykke. Figuren ld viser en alternativ utførelse av et optisk minneelement i henhold til oppfinnelsen, hvor det benyttes en linse med gradert brytningsindeks eller en såkalt GRIN-linse. Denne består som vist på figur ld av et sylindrisk legeme hvor brytningsindeksen avtar fra sylinderaksen og utover. Et optisk minneelement kan fremstilles av en GRIN-linse ved kobling til et homogent materiale, dvs. et materiale som ikke har en gradert brytningsindeks, med et lysfølsomt sjikt anordnet på enden. Ved valg av brytningsindekser og brytningsindeksfordeling, sammen med lengdene li og 12, vil innfallende lys som treffer forsiden av GRIN-linsen fokuseres til det lysfølsomme sjikt. Av særskilt interesse er de tilfeller hvor lysstrålen fokuseres på GRIN-linsens bakside, dvs. 12 = 0.1 dette tilfelle kan minneelementet i henhold til den foreliggende oppfinnelse fremstilles av optiske fibre med gradert indeks (GRIN-fibre) som kappes i riktig lengde med plane snittflater, hvorav en av disse påføres et lysfølsomt sjikt. Analogt kan minnemoduler i henhold til den foreliggende oppfinnelse fremstilles av GRIN-fibre ved å pakke en rekke fiber-stykker av denne art i et knippe og lime dem sammen til en blokk. En slik fremgangsmåte og teknikk viser likheter med såkalte SLA (Selfoc Lens Arrays). SLA er brede bunter av parallelt anordnede og sammenlimte Selfoc-fiberlinser med gradert indeks. SLA benyttes som releoptikk i kopieringsmaskiner, faxmaskiner osv. og selges i store volumer. An optical memory element according to the invention is a small, complete component for optical storage of data or information, with a structural element in the form of a transparent body with a single light-focusing part with a large numerical aperture, and a layer or volume that stores information as spatially varying optical properties. Figure 1 shows different types of memory elements. In figures la, lb and lc, the memory elements are shown with incident light rays from three different directions. Figure la shows a memory element made from a high refractive index microsphere, figure 1b a memory element made from a coated microsphere and figure lc a memory element made from a shaped glass or polymer piece. The figure 1d shows an alternative embodiment of an optical memory element according to the invention, where a lens with a graded refractive index or a so-called GRIN lens is used. As shown in figure 1d, this consists of a cylindrical body where the refractive index decreases from the cylinder axis outwards. An optical memory element can be made from a GRIN lens by coupling to a homogeneous material, i.e. a material that does not have a graded refractive index, with a light-sensitive layer disposed on the end. By choosing refractive indices and refractive index distribution, together with the lengths li and 12, incident light that hits the front of the GRIN lens will be focused to the light-sensitive layer. Of particular interest are the cases where the light beam is focused on the backside of the GRIN lens, i.e. 12 = 0.1 in this case the memory element according to the present invention can be produced from optical fibers with a graduated index (GRIN fibers) which are cut to the correct length with flat cut surfaces , one of which is applied to a light-sensitive layer. Analogously, memory modules according to the present invention can be produced from GRIN fibers by packing a number of fiber pieces of this kind in a bundle and gluing them together into a block. Such a method and technique show similarities with so-called SLA (Selfoc Lens Arrays). SLAs are wide bundles of parallel arranged and bonded Selfoc fiber lenses with graduated index. SLA is used as relay optics in copy machines, fax machines, etc. and is sold in large volumes.

Ved minneelementet ME vist på figur 1 betegnes overflaten med den lysfokuserende del 1 forsiden, og overflaten på motsatt side, hvor bildedannelsen i mange tilfeller, men ikke alltid finner sted, betegnes som baksiden 2. Som vist på figur 1, kan selve hoveddelen eller legemet som utgjør minneelementet være et legeme av gjennomsiktig glass- eller polymermateriale, på en side formet slik at forsiden med den lysfokuserende del dannes og med baksiden slik formet at den blir konform med en bildeflate. Det mellomliggende volum er fylt av et glass- eller polymermateriale, med dimensjoner valgt for å optimere avbildningsprosessen for hvert spesifikt sett av arbeidsparametere. Det informasjonsbærende sjikt eller volum 3 kan bestå av en ekstremt tynn film, f.eks. med en tykkelse fra ca. ti til flere hundre ångstrøm, eller den kan strekke seg gjennom et parti av volumet til minneelementet. Praktisk talt hvilken som helst type informasjonsbærende sjikt som for tiden benyttes til optisk datalagring kunne benyttes i minneelementet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, herunder sjikt i kategoriene ROM, WORM (Write Once, Read Many Times) og ERASABLE. Det informasjonsbærende sjikt eller volum skal heretter betegnes som informasjonssjiktet og er i henhold til den foreliggende oppfinnelse et lysfølsomt sjikt som omfatter et materiale hvis optiske egenskaper endres under påvirkning av det innfallende lys. In the case of the memory element ME shown in figure 1, the surface with the light-focusing part 1 is called the front side, and the surface on the opposite side, where the image formation in many cases, but not always takes place, is called the back side 2. As shown in figure 1, the main part or the body itself can which constitutes the memory element be a body of transparent glass or polymer material, on one side shaped so that the front with the light-focusing part is formed and on the back so shaped that it conforms to an image surface. The intermediate volume is filled by a glass or polymer material, with dimensions chosen to optimize the imaging process for each specific set of operating parameters. The information-bearing layer or volume 3 can consist of an extremely thin film, e.g. with a thickness from approx. ten to several hundred angstroms, or it may extend through a portion of the volume of the memory element. Practically any type of information-bearing layer currently used for optical data storage could be used in the memory element according to the present invention, including layers in the categories ROM, WORM (Write Once, Read Many Times) and ERASABLE. The information-bearing layer or volume shall hereafter be referred to as the information layer and is, according to the present invention, a light-sensitive layer comprising a material whose optical properties change under the influence of the incident light.

Slik det skal beskrives nærmere i det følgende, kan minneelementer ME i henhold til den foreliggende oppfinnelse benyttes som individuelle komponenter eller de kan kobles fysisk sammen til montasjer som innbefatter en rekke, eksempelvis fra to til flere millioner minneelementer i en fast, innbyrdes romlige relasjon. I det siste tilfelle kan todimensjonale, regelmessige grupper av minneelementer i henhold til oppfinnelsen benyttes til å danne minnemoduler med stor lagringskapasitet og som gir mulighet for parallell skriving og lesing av data med høy hastighet. Slike montasjer av minneelementer i henhold til oppfinnelsen skal i det følgende betegnes minnemoduler MM. Typisk vil hver minnemodul MM i henhold til oppfinnelsen ha dimensjoner som kan være fra noen få hundre mikrometer til noen centimeter. As will be described in more detail in the following, memory elements ME according to the present invention can be used as individual components or they can be physically connected together into assemblies that include a number, for example from two to several million memory elements in a fixed, mutual spatial relationship. In the latter case, two-dimensional, regular groups of memory elements according to the invention can be used to form memory modules with a large storage capacity and which enable parallel writing and reading of data at high speed. Such assemblies of memory elements according to the invention shall hereafter be referred to as memory modules MM. Typically, each memory module MM according to the invention will have dimensions that can be from a few hundred micrometers to a few centimeters.

I det følgende skal det beskrives eksempler på minneelementer ME, hvor hoveddelen eller det gjennomsiktige legemet er dannet av et materiale med høy brytningsindeks. I eksemplene vil, og som vist på figurene, det gjennomsiktige legemet fremstå som en mikrokule, men det skal forstås at oppfinnelsen på ingen måte begrenset til mikrokuler, og at det gjennomsiktige legeme eller hoveddelen like gjerne kan være utført som vist på fig. lc eller fig. ld. In the following, examples of memory elements ME will be described, where the main part or the transparent body is formed from a material with a high refractive index. In the examples, and as shown in the figures, the transparent body will appear as a microsphere, but it should be understood that the invention is in no way limited to microspheres, and that the transparent body or the main part can just as well be made as shown in fig. lc or fig. ld.

Først skal fokuseringen av lys inne i mikrokuler behandles. I henhold til" geometrisk optikk fokuserer en kule med brytningsindeks 2,0 i luft (n=l) paraksiale lysstråler på sin bakside, dvs. overflaten motsatt av der hvor lysstrålene faller inn i kulen, jf. fig. 1. First, the focusing of light inside microspheres must be addressed. According to geometrical optics, a sphere with a refractive index of 2.0 in air (n=l) focuses paraxial light rays on its backside, i.e. the surface opposite to where the light rays fall into the sphere, cf. Fig. 1.

Hvis hele overflaten av mikrokulen belyses med kollimert lysstråle, vil sfærisk aberrasjon få stråler nær kanten til å bøyes sterkere og treffe den optiske akse ved punkter inne i kulen. Av denne grunn kan kuleformede partikler benyttes som retroreflekterende elementer i veiskilt osv. og fremstilles da med en brytningsindeks som er noe mindre enn 2, idet typiske verdier gjerne er 1,9 - 1,5. I det tilfelle fås de tilnærmet kollimerte innfallende og reflekterte .lysstråler ved at en stor andel av lyset fokuseres nær bakveggen til hver kule. Ukollimerte lysstråler vil falle i fokus innenfor eller utenfor kulen, avhengig av hvorvidt den innfallende lysstråle konvergerer eller divergerer når den treffer kulen. Således vil i hver tilfelle bildedannelse finne sted på eller nær baksiden av kulen, idet den optimale verdi av kulens brytningsindeks skal avhenge av "den belyste åpning eller apertur av kulen, strålekarakteristikkene til det innfallende lys, brytningsindeksen til eventuelle tilstøtende innleirings- eller tetningsmaterialer, såvel som av størrelsen av kulen relativt til lysets bølgelengde (diffraksjonseffekter). If the entire surface of the microsphere is illuminated with a collimated light beam, spherical aberration will cause rays near the edge to bend more strongly and hit the optical axis at points inside the sphere. For this reason, spherical particles can be used as retroreflective elements in road signs etc. and are then produced with a refractive index that is somewhat less than 2, with typical values often being 1.9 - 1.5. In that case, the approximately collimated incident and reflected light rays are obtained by focusing a large proportion of the light near the back wall of each sphere. Uncollimated light rays will fall into focus inside or outside the sphere, depending on whether the incident light beam converges or diverges when it hits the sphere. Thus in each case imaging will take place on or near the back of the sphere, the optimum value of the sphere's refractive index being dependent on "the illuminated opening or aperture of the sphere, the beam characteristics of the incident light, the refractive index of any adjacent embedding or sealing materials, as well as such as by the size of the sphere relative to the light's wavelength (diffraction effects).

Uansett enkelte forskjeller, er det nødvendig med en høy brytningsindeks i alle tilfeller hvor lyset ikke brått konvergerer når det treffer kulen. Dette gjør det utelukket å bruke mikrokuler fremstilt av de mest vanlige optiske gjennomsiktige polymerer, herunder kommersielt tilgjengelige polymerpartikler av samme størrelse fremstilt ved den såkalte ugelstad-prosessen (swollen emulsion polymerisation, jf. NO-PS nr. 141 367, Regardless of individual differences, a high refractive index is necessary in all cases where the light does not abruptly converge when it hits the sphere. This makes it impossible to use microspheres produced from the most common optically transparent polymers, including commercially available polymer particles of the same size produced by the so-called ugelstad process (swollen emulsion polymerisation, cf. NO-PS no. 141 367,

nr.142 082 og nr. 143 403). no. 142 082 and no. 143 403).

På den annen side fremstilles mikrokuler av glass med høy brytningsindeks eller andre materialer i meget store volumer til bruk i optisk reflekterende ark, i kjemi og i medisin. Disse mikrokulene er vanligvis ikke monodisperse eller av ensartet størrelse, men varierer temmelig meget mht. diameter innenfor hver sats. Sikting, sentrifugering, sedimentering eller syklonfraksjonering er industrielt anvendbare prosesser som kan benyttes i slike tilfeller for å velge kuler innenfor definerte størrelsesområder. Imidlertid vil slike prosesser være tilbøyelig til å øke kostnadene for mikrokulene, og dette må avveies mot fordelene som således fås. I den forbindelse skal det bemerkes at for kollimert, innfallende lys som treffer kuler med høy indeks og innenfor den geometrisk optiske tilnærmelse, vil fokus alltid dannes på baksiden av mikrokulen, uansett mikrokulens diameter. Den kortere brennvidde inne i små kuler blir automatisk justert av den sterkere krumning av kuleoverflaten. On the other hand, microspheres of high refractive index glass or other materials are produced in very large volumes for use in optical reflective sheets, in chemistry and in medicine. These microspheres are usually not monodisperse or of uniform size, but vary quite a lot in terms of diameter within each batch. Sifting, centrifugation, sedimentation or cyclone fractionation are industrially applicable processes that can be used in such cases to select spheres within defined size ranges. However, such processes will tend to increase the cost of the microspheres, and this must be weighed against the benefits thus obtained. In this connection, it should be noted that for collimated, incident light hitting high-index spheres and within the geometric optical approximation, the focus will always form on the back of the microsphere, regardless of the microsphere's diameter. The shorter focal length inside small spheres is automatically adjusted by the stronger curvature of the sphere surface.

I de fleste forventede anvendelser vil minneelementene ME i henhold til den foreliggende oppfinnelse være små, og når begrepet «mikrokuler» i det følgende er benyttet nedenfor om minneelementenes hoveddel eller gjennomsiktige legeme, impliserer dette at det gjennomsiktige legeme er en gjennomsiktig, massiv kule med diameter som kan være fra noen få mikrometer og inntil ca. 1 mm. In most anticipated applications, the memory elements ME according to the present invention will be small, and when the term "microspheres" is used below for the main part or transparent body of the memory elements, this implies that the transparent body is a transparent, massive sphere with a diameter which can be from a few micrometers and up to approx. 1 mm.

Det skal nå beskrives hvordan data lagres som et mønster av informasjonsbærende områder med optisk kontrast på en del av overflaten til mikrokulen, slik det skjematisk er vist på fig. 2, hvor skrivingen skjer på baksiden av en mikrokule med høy brytningsindeks. Bare sentralstrålen for 5 innfallende lysstråler er vist. Vinkeladressene er definert ved vinklene Ø,cp. It will now be described how data is stored as a pattern of information-bearing areas with optical contrast on part of the surface of the microsphere, as schematically shown in fig. 2, where the writing takes place on the back of a microsphere with a high refractive index. Only the central beam for 5 incident light beams is shown. The angular addresses are defined by the angles Ø,cp.

Baksiden 2 av mikrokulen er dekket til med en tynn film 3, også kalt brennfilm, som utgjør det informasjonsbærende sjikt, heretter kalt informasjonssjiktet. Denne filmen omformes fysisk og/eller kjemisk når den utsettes for intens bestråling med lys, med en samtidig forandring i den optiske respons, eksempelvis i form av refleksjon, transmisjon, fluorescens, spredning etc, når det benyttes sondelys, dvs. lys benyttet til å undersøke den optiske respons og som har for lav intensitet eller er for svakt til å forårsake tranformasjoner i det lysfølsomme sjikt eller informasjonssjiktet 3. The back side 2 of the microsphere is covered with a thin film 3, also called burn film, which forms the information-bearing layer, hereafter called the information layer. This film is transformed physically and/or chemically when it is exposed to intense irradiation with light, with a simultaneous change in the optical response, for example in the form of reflection, transmission, fluorescence, scattering, etc., when probe light is used, i.e. light used to examine the optical response and which has too low an intensity or is too weak to cause transformations in the light-sensitive layer or the information layer 3.

Avhengig av filmmaterialet og belysningsmoden, vil den optiske respons til det lysfølsomme sjikt overfor sondelyset (i det følgende kalt den logiske tilstand) være av binær art (dvs. forandret eller uforandret) eller den kan være en multibitrespons, f.eks. uttrykt ved et trinn i en gråskala. Depending on the film material and the illumination mode, the optical response of the photosensitive layer to the probe light (hereinafter called the logical state) will be of a binary nature (ie changed or unchanged) or it can be a multibit response, e.g. expressed by a step in a gray scale.

Data skrives i minneelementene ME ved å belyse dem med en serie av intense impulser av kollimert lys som treffer mikrokulen fra en forhåndsbestemt gruppe retninger, som vist på fig. 2. I hvert tilfelle fokuseres lyset på baksiden av mikrokulen, hvor små punkter 3a dannes i det lysfølsomme sjikt eller informasjonssjiktet 3, et punkt for hver retning som lys faller inn med. Hvert punkt har en veldefinert posisjon med hensyn til et sett av referansepunkter som også skrives og som definerer et lokalt koordinatsystem. Således vil enhver posisjon i det informasjonsbærende sjikt på bakveggen være beskrevet av en entydig koordinat, f.eks. som vist på Data is written into the memory elements ME by illuminating them with a series of intense pulses of collimated light striking the microsphere from a predetermined group of directions, as shown in fig. 2. In each case, the light is focused on the back of the microsphere, where small dots 3a are formed in the photosensitive layer or information layer 3, one dot for each direction with which light is incident. Each point has a well-defined position with respect to a set of reference points which are also written and which define a local coordinate system. Thus, every position in the information-bearing layer on the back wall will be described by a unique coordinate, e.g. as shown on

fig. 2 ved polarvinklene cp, 9 for tilsvarende innfallende lysstråler som fokuseres til dette punktet. Punktene befinner seg i en gruppe av N tilgjengelige områder eller minneceller i informasjonssjiktet, og hvert av punktene av minnecellene er tilstrekkelig store til å kunne motta et innskrevet punkt, og hvert er identifisert av sine forhåndsbestemte koordinater 9j,<])j, hvor 1 < i < N. Således er dataene lagret i minneelementet i henhold til oppfinnelsen som en serie av adresser Øj, <j>j og den logiske tilstand for hver adresse. Data leses ved å belyse hver minnecelle etter med en sondestråle eller lesestråle og registrere den tilsvarende logiske tilstand med et system som detekterer og klassifiserer den optiske respons for dette stedet i informasjonssjiktet. - Som nevnt ovenfor, kan minneelementene i henhold til oppfinnelsen benyttes som enkeltstående, isolerte enheter eller fig. 2 at the polar angles cp, 9 for corresponding incident light rays that are focused to this point. The points are located in a group of N available areas or memory cells in the information layer, and each of the points of the memory cells is large enough to receive an inscribed point, and each is identified by its predetermined coordinates 9j,<])j, where 1 < i < N. Thus, the data is stored in the memory element according to the invention as a series of addresses Øj, <j>j and the logical state for each address. Data is read by illuminating each memory cell with a probe beam or reading beam and recording the corresponding logical state with a system that detects and classifies the optical response for this location in the information layer. - As mentioned above, the memory elements according to the invention can be used as individual, isolated units or

komponenter eller benyttes i en montasje av minneelementer for å danne minnemoduler MM i henhold til den foreliggende oppfinnelse. components or used in an assembly of memory elements to form memory modules MM according to the present invention.

Minneelementer som eksempelvis er basert på mikrokuler skal nå betraktes som isolerte enheter. Et minneelement med en diameter på 50 u.m kan typisk ha inntil 15 - 25000 punktposisjoner, som i binær koding av den logiske tilstand i informasjonssjiktet antyder en rådatamengde i størrelsesorden 2-3 Kbyte. Gråskalakoding vil øke dette tallet med en faktor på inntil 4-5. Således kan selv en enkelt mikroskopisk partikkel i form av et minneelement Memory elements that are, for example, based on microspheres must now be considered isolated units. A memory element with a diameter of 50 u.m can typically have up to 15 - 25,000 point positions, which in binary coding of the logical state in the information layer suggests a raw data quantity of the order of 2-3 Kbytes. Greyscale coding will increase this number by a factor of up to 4-5. Thus, even a single microscopic particle in the form of a memory element can

i henhold til oppfinnelsen omfatte informasjon av betydelig lengde og kompleksitet. En mulig anvendelse er bruk av minneelementet i henhold til foreliggende oppfinnelsen som et identifikasjonsmiddel, hvor slike minneelementer settes til objekter, bulkmaterialer eller væsker som deskriptorer for sammensetning, opprinnelse, historie og ekthet. Selv med en sterkt differensiert kode vil slike anvendelser kreve mindre enn den mulige lagringskapasitet til minneelementet i henhold til oppfinnelsen, og det vil således foreligge muligheter for redundans og forenklede utlesningsopplegg for å øke pålitelighet og den praktiske anvendelse av minneelementet i et slikt tilfelle. according to the invention include information of considerable length and complexity. One possible application is the use of the memory element according to the present invention as an identification means, where such memory elements are attached to objects, bulk materials or liquids as descriptors for composition, origin, history and authenticity. Even with a highly differentiated code, such applications will require less than the possible storage capacity of the memory element according to the invention, and there will thus be possibilities for redundancy and simplified readout schemes to increase reliability and the practical use of the memory element in such a case.

Figur 3a-c viser noen trinn i fremstillingen av individuelle minneelementer med det gjennomsiktige legeme i form av mikrokuler med høy brytningsindeks. Mikrokulene er festet ved hjelp av 3 forskjellige mekanismer, idet venstre kolonne viser bruk av lim med lav brytningsindeks, midtkolonnen elektrostatisk tiltrekning og høyre kolonne fastkiling i en trådduk eller en perforert membran. Figur 3a viser påføring av informasjonssjikt, figur 3b skriving av referansekoordinater og figur 3c frigjøring av minneelementene fra festeflaten. Figure 3a-c shows some steps in the production of individual memory elements with the transparent body in the form of microspheres with a high refractive index. The microspheres are attached using 3 different mechanisms, with the left column showing the use of low refractive index glue, the middle column electrostatic attraction and the right column wedging in a wire cloth or a perforated membrane. Figure 3a shows the application of an information layer, Figure 3b the writing of reference coordinates and Figure 3c the release of the memory elements from the attachment surface.

Eksemplene på figur 3 a-c på fremstilling av minneelementer ME i henhold The examples in figure 3 a-c of manufacturing memory elements ME according

til oppfinnelsen viser tilfeller hvor informasjonssjiktet eller det lysfølsomme sjiktet påføres ved spruting eller pådamping i vakuum. Mikrokulene er temporært immobilisert på en overflate med et festeverktøy, f.eks. på venstre figur 3a ved hjelp av limet som deretter fjernes ved oppvarming eller oppløsning etterfulgt av skylling, på midtre figur 3a ved hjelp av elektrostatisk tiltrekning og endelig på høyre figur 3a ved å kile mikrokulen fast i en trådduk eller en perforert membran, etterfulgt av mekanisk fjerning. to the invention shows cases where the information layer or the light-sensitive layer is applied by spraying or vapor deposition in a vacuum. The microspheres are temporarily immobilized on a surface with an attachment tool, e.g. on the left figure 3a by means of the adhesive which is then removed by heating or dissolution followed by rinsing, on the middle figure 3a by means of electrostatic attraction and finally on the right figure 3a by wedging the microsphere in a wire cloth or a perforated membrane, followed by mechanical removal.

Den eksponerte overflate på hver mikrokule, dvs. den som ikke vender mot festeverktøyet, blir deretter belagt med materialer som danner informasjonssjiktet. Selv om pådamping eller spruting i vakuum ble uttrykkelig nevnt i forbindelse med fig. 3, er disse naturligvis ikke de eneste påføringsmetoder som er mulig. Andre kan være bruk av diffusjon, sublimering, kondensasjon, elektrostatisk eller ballistisk sprøyting, elektrokjemisk avsetting etc. The exposed surface of each microsphere, i.e. that which does not face the attachment tool, is then coated with materials that form the information layer. Although steaming or spraying in vacuum was expressly mentioned in connection with fig. 3, these are of course not the only application methods that are possible. Others may be the use of diffusion, sublimation, condensation, electrostatic or ballistic spraying, electrochemical deposition, etc.

Det neste trinn vil være å skrive koordinatmerker og data inn i hvert minneelement ME. Som vist på fig. 3b, kan dette gjøres mens mikrokulen fortsatt er immobilisert i festeverktøyet, ved å belyse mikrokulene fra verktøysiden. Som vist på fig. 3a og 3b, innebærer dette at verktøyet og (i tilfelle av venstre fig. 3a limet) må være gjennomsiktig og ha tilstrekkelig optisk kvalitet til å gi adgang for skrivelyset. I tilfellet vist på høyre fig. 3a, må den mekaniske festestruktur likeledes gi adgang for lyset. For å oppnå de høyeste datakapasiteter for hvert minneelement, betyr dette en stor apertur med innfallsvinkler som strekker seg over et bredt område. The next step will be to write coordinate marks and data into each memory element ME. As shown in fig. 3b, this can be done while the microsphere is still immobilized in the attachment tool, by illuminating the microspheres from the tool side. As shown in fig. 3a and 3b, this means that the tool and (in the case of the left fig. 3a the glue) must be transparent and have sufficient optical quality to allow access for the writing light. In the case shown in the right fig. 3a, the mechanical fastening structure must also provide access for the light. To achieve the highest data capacities for each memory element, this means a large aperture with angles of incidence that extend over a wide area.

Avhengig av deres tiltenkte bruk, kan alle minneelementene ME på festeverktøyet skrives med den samme informasjon eller de kan inneholde individuelle budskap. I det første tilfelle kan minneelementene være vilkårlig posisjonert på festeverktøyet og skrives i den ønskede mengde retninger 6k,<bk, av brede stråler som belyser alle minneelementene samtidig. Dette kan gjøres med sekvensiell svitsjing mellom forskjellige belysnings- eller innfallsretninger, eller i et enkelt lysglimt gjennom en maske som er forkodet med det aktuelle budskap. I det siste tilfelle kan hvert minneelement skrives separat av et system som er i stand til å lokalisere minneelementet og rette lys mot det på en selektiv måte. Selv om dette kan oppnås på minneelementer som er vilkårlig anordnet over overflaten på et festeverktøy, f.eks. med automatiske, optiske søkesystemer, kan det fås betydelige fordeler ved på forhånd å anordne minneelementene i et tett, regelmessig mønster på festeverktøyet. I tillegg til å forenkle oppgaven med å lokalisere hvert minneelement, gjør dette at minneelementene kan anordnes tettere, noe som gir høyere utbytte og større produktivitet. Depending on their intended use, all the memory elements ME on the attachment tool can be written with the same information or they can contain individual messages. In the first case, the memory elements can be arbitrarily positioned on the fixing tool and written in the desired amount of directions 6k,<bk, by broad beams that illuminate all the memory elements simultaneously. This can be done with sequential switching between different lighting or incidence directions, or in a single flash of light through a mask that is pre-coded with the relevant message. In the latter case, each memory element can be written separately by a system capable of locating the memory element and directing light to it in a selective manner. Although this can be achieved on memory elements which are arbitrarily arranged over the surface of a fastening tool, e.g. with automatic optical search systems, significant advantages can be gained by pre-arranging the memory elements in a tight, regular pattern on the attachment tool. In addition to simplifying the task of locating each memory element, this allows the memory elements to be arranged more closely, resulting in higher yield and greater productivity.

Minneelementene kan fjernes fra festeverktøyet på forskjellige måter. I et første tilfelle hvor klebemiddel eller lim er benyttet, reduseres temperaturen slik at klebeforbindelsen oppheves ved differensrell ekspansjon eller at limet blir sprøtt. Dette k ;n kombineres med mekanisk sjokk eller vibrasjon. Eventuelt kan tem ^råturen økes til over limets smeltepunkt etterfulgt av fordampning av limet. Endelig kan temperaturen økes slik at limet mykner, og deretter fjernes ved oppløsning eller bortskylling av limrestene. The memory elements can be removed from the attachment tool in different ways. In a first case where adhesive or glue is used, the temperature is reduced so that the adhesive bond is canceled by differential expansion or that the glue becomes brittle. This can be combined with mechanical shock or vibration. Optionally, the temperature can be increased to above the glue's melting point followed by evaporation of the glue. Finally, the temperature can be increased so that the glue softens, and then the glue residues can be removed by dissolving or rinsing away.

I et annet tilfelle, hvor elektrostatisk tiltrekning er benyttet, slås spenningen ganske enkelt av, etterfulgt av et mekanisk sjokk, f.eks. ved bruk av en piezo-elektrisk hammer. I et tredje tilfelle, hvor minneelementene eller mikrokulene er fastkilt, benyttes mekanisk kraft, f.eks. i form av et sjokk eller vibrasjon, eventuelt med bruk av et luftstøt. In another case, where electrostatic attraction is used, the voltage is simply turned off, followed by a mechanical shock, e.g. using a piezo-electric hammer. In a third case, where the memory elements or microspheres are wedged, mechanical force is used, e.g. in the form of a shock or vibration, possibly with the use of an air blast.

Metoder for å avlese data fra minneelementer ME i form av isolerte enheter vil være kjent av fagfolk og skal derfor ikke omtales nærmere her. Methods for reading data from memory elements ME in the form of isolated units will be known to those skilled in the art and shall therefore not be discussed in more detail here.

Det skal nå omtales minnemoduler MM i form av montasjer av minneelementer ME i henhold til den foreliggende oppfinnelse og som er basert på mikrokuler med høy brytningsindeks, selv om det skal forstås at minnemodulen naturligvis ikke er begrenset til bruk av minneelementer med mikrokuler, men at minneelementene som inngår i mikromodulene også kan omfatte konstruksjonselementer eller gjennomsiktige legemer av en annen form, f.eks. som vist på figur lc eller ld. Reference will now be made to memory modules MM in the form of assemblies of memory elements ME according to the present invention and which are based on microspheres with a high refractive index, although it should be understood that the memory module is naturally not limited to the use of memory elements with microspheres, but that the memory elements which are part of the micromodules can also include structural elements or transparent bodies of a different shape, e.g. as shown in figure lc or ld.

Ved å immobilisere en rekke minneelementer i et regelmessig mønster på overflaten av en databærer i form av et bånd, folie, kort eller plate, blir det forholdsvis lett å anordne hvert minneelement i relasjon til maskinvaren for skriving og lesing. Samtidig frembringes et fysisk objekt, nemlig en minnemodul MM i henhold til oppfinnelsen og hvis lagringskapasitet kan økes praktisk talt vilkårlig ved stadig tilsetting av flere minneelementer. Dermed fås også muligheter for parallell lesing og skriving av data i stor skala. By immobilizing a number of memory elements in a regular pattern on the surface of a data carrier in the form of a tape, foil, card or disk, it becomes relatively easy to arrange each memory element in relation to the hardware for writing and reading. At the same time, a physical object is produced, namely a memory module MM according to the invention and whose storage capacity can be increased practically arbitrarily by constantly adding more memory elements. This also provides opportunities for parallel reading and writing of data on a large scale.

Tekniske prosedyrer for å fremstille mikrokulebaserte minneelementer skal bare kort omtales her, da de innfatter en rekke trinn, som hver især er kjent teknikk eller omtalt i patentsøknader. Technical procedures for producing microsphere-based memory elements shall only be briefly discussed here, as they include a number of steps, each of which is known in the art or disclosed in patent applications.

Hovedtrinnene i tilfelle av kuler med høy brytningsindeks vil være å velge den ønskede kulestørrelsefraksjon ved sikting eller lignende, og å organisere kulene i et todimensjonalt mønster. Dette kan gjøres f.eks. på en mønstret overflate som skal utgjøre den endelige fikstur som holder minneelementene på plass under deres tiltenkte bruk, eller det kan skje på et organiserende verktøy som deretter frigjør kulene og overfører dem til det korrekte arrangement på en annen overflate. Informasjonssjiktet eller det lysfølsomme sjikt kan også påføres kuler som er immobilisert i det ønskede mønster. Dette skjer i analogi med det ovennevnte tilfelle med minneelementer som isolerte enheter. Avhengig av minnemodulens arkitektur, skjer påføringen før, eller etter overføring i det tilfelle hvor det benyttes et organiserende verktøy. En mer detaljert forståelse av disse forhold kan fås ved beskrivelsen av det nær analoge tilfelle med minneelementer fremstilt av mikrokuler som delvis er kledd, se nedenfor med henvisning til figur 4 og med henvisning til figur 6. De siste trinn i fremstillingen er påføringen av et beskyttende belegg og ferdigstilling, f.eks. innkoding av kontrollmerker, testing etc. The main steps in the case of high refractive index spheres would be to select the desired sphere size fraction by sieving or the like, and to organize the spheres into a two-dimensional pattern. This can be done e.g. on a patterned surface that will form the final fixture that holds the memory elements in place during their intended use, or it can be on an organizing tool that then releases the beads and transfers them to the correct arrangement on another surface. The information layer or the light-sensitive layer can also be applied to spheres that are immobilized in the desired pattern. This happens in analogy to the above case with memory elements as isolated units. Depending on the architecture of the memory module, the application takes place before, or after transfer in the case where an organizing tool is used. A more detailed understanding of these conditions can be obtained by describing the closely analogous case of memory elements made from partially coated microspheres, see below with reference to figure 4 and with reference to figure 6. The last steps in the production are the application of a protective coating and finishing, e.g. encoding of control marks, testing etc.

Generelt vil mikrokuler med tilnærmet identisk diameter forenkle flere av fremstillingstrinnene og gi høyere datatettheter enn mikrokuler hvis diametre varierer sterkt. Det skal imidlertid understrekes at grunnkonseptet kan tillate mikrokuler med inhomogene størrelsesblandinger, dvs. multidisperse blandinger. In general, microspheres with an almost identical diameter will simplify several of the manufacturing steps and provide higher data densities than microspheres whose diameters vary greatly. However, it should be emphasized that the basic concept can allow microspheres with inhomogeneous size mixtures, i.e. multidisperse mixtures.

Som ovenfor beskrevet, skjer fokuseringen og adresseringen innenfor hver mikrokule med høy indeks i det store og hele uavhengig av kulens diameter. Når minneelementene er anordnet i et gittermønster, kan senteravstanden mellom tilstøtende minneelementer velges konstant og samtidig være tilstrekkelig til å tillate det største minneelement som foreligger. De ledige rom mellom minneelementene vil da variere slumpmessig og gjenspeile vilkårlig variasjoner i størrelsen av de nærmestliggende minneelementer. Innlysende vil en smal størrelsesfordeling av minneelementene gi et gittermønster med få ledige rom og således også høy datatetthet. As described above, the focusing and addressing within each high-index microsphere is largely independent of the sphere's diameter. When the memory elements are arranged in a lattice pattern, the center distance between adjacent memory elements can be chosen constant and at the same time be sufficient to allow the largest memory element present. The free spaces between the memory elements will then vary randomly and reflect arbitrarily variations in the size of the nearest memory elements. Obviously, a narrow size distribution of the memory elements will give a grid pattern with few free spaces and thus also a high data density.

Samtidig utlesning av data i Øj^j-posisjonene i alle minneelementer ME innenfor et stort område oppnås ved å belyse dem med en bred, kollimert lysstråle som faller inn i retningen Øj,<j>j. Hvert minneelement i montasjen reagerer i henhold til sitt datainnhold ved 9j,<j>j og emitterer eller transmitterer lys som overføres til en elektronisk gruppedetektor i en enkelt avbildningsoperasjon. Slike avbildninger vil være mulige da avbildnings- og deteksjoirssystemet bare skal optisk oppløse detaljer i datalagringsmediet, dvs. de individuelle minneelementer i montasjen, som i denne sammenheng er meget store. Punktene i brennfilmen eller i informasjonsbærende sjikt på hvert minneelement har en typisk diameter på under én mikrometer og kan bare skjelnes av et kraftig objektiv med et begrenset synsfelt og en oppløsningsdybde på ca. lum. Hvert minneelement har typisk en diameter på 10-1000 um og kan avbildes av et optisk system med stort synsfelt og en dybdeskarphet i området 100 um til 10 mm. Simultaneous reading of data in the Øj^j positions in all memory elements ME within a large area is achieved by illuminating them with a broad, collimated light beam falling in the direction Øj,<j>j. Each memory element in the assembly responds according to its data content at 9j,<j>j and emits or transmits light which is transmitted to an electronic array detector in a single imaging operation. Such images will be possible as the imaging and detection system will only optically resolve details in the data storage medium, i.e. the individual memory elements in the assembly, which in this context are very large. The points in the burning film or in the information-bearing layer of each memory element have a typical diameter of less than one micrometer and can only be distinguished by a powerful lens with a limited field of view and a resolution depth of approx. lum. Each memory element typically has a diameter of 10-1000 µm and can be imaged by an optical system with a large field of view and a depth of field in the range of 100 µm to 10 mm.

Oppgaven til avbildings- og deteksjonssystemet vil være å bestemme den optiske respons ovenfor belysning, slik at den kan detekteres fra hvert minneelement som en enhet med koordinatene x,y og hver gitt belysningsretning 9j,<|)j. Her kan x,y-verdier utledes fra plasseringen av minneelementets bilde på gruppedetektoren, mens belysningsretningene 0,<j) defineres av belysningsorganet i avlesningsenheten og er derfor kjente. The task of the imaging and detection system will be to determine the optical response to illumination, so that it can be detected from each memory element as a unit with coordinates x,y and each given illumination direction 9j,<|)j. Here, x,y values can be derived from the location of the memory element's image on the group detector, while the lighting directions 0,<j) are defined by the lighting device in the reading unit and are therefore known.

Det skal nå omtales hvordan minneelementer ME og minnemoduler MM i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles av mikrokuler som er delvis kledd. It will now be discussed how memory elements ME and memory modules MM according to the invention can be produced from microspheres that are partially coated.

En rekke polymermaterialer benyttet til optiske komponenter har en brytningsindeks n = 1,6 eller mindre, og kuler fremstilt av slike materialer ville fokusere kollimert lys til punkter utenfor kulen. A number of polymer materials used for optical components have a refractive index n = 1.6 or less, and spheres made from such materials would focus collimated light to points outside the sphere.

Figur 4a viser et minneelement ME fremstilt av en delvis kledd kule og med lysstråler som faller inn fra tre forskjellige retninger. Som vist på figur 4a, kan minneelementet ME i dette tilfelle konstrueres ved å kle baksiden av kulen slik at det dannes en grenseflate konsentrisk med kulen og med en brennfilm eller et informasjons sjikt på den korrekte avstand fra kulesenteret for å skaffe et optimert fokus. Kledningstykkelsen kan avhenge av brytningsindeksene til kulen og kledningsmaterialene, som kan være identiske, for de enkelte minneelementer. Figur 4b viser hvordan en minnemodul MM som utgjør en optisk struktur i stor skala frembringes ved å koble minneelementer ME i en todimensjonal, sammenhengende arkkonstruksjon. Figure 4a shows a memory element ME made of a partially coated sphere and with light rays incident from three different directions. As shown in figure 4a, the memory element ME can in this case be constructed by coating the back of the sphere so that an interface is formed concentrically with the sphere and with a burning film or an information layer at the correct distance from the sphere center to obtain an optimized focus. The cladding thickness may depend on the refractive indices of the ball and cladding materials, which may be identical, for the individual memory elements. Figure 4b shows how a memory module MM which constitutes an optical structure on a large scale is produced by connecting memory elements ME in a two-dimensional, continuous sheet construction.

En stor del av beskrivelsen av minneelementer fremstilt av mikrokuler med høy brytningsindeks vil også være relevant for minneelementer fremstilt med kledning, enten de benyttes enkeltvis eller i montasje. I det siste tilfelle blir igjen parallell skriving og lesing i stor skala mulig. Det skal imidlertid bemerkes at en montasje fremstilt av mikrokuler som har forskjellig innbyrdes størrelse, ikke kan gjøres så enkelt der hvor kledning er nødvendig. Kuler av forskjellige størrelser og med høy brytningsindeks kan organiseres i et todimensjonalt mønster på en overflate, etterfulgt av en in situ påføring av brennfilm, beskyttende sjikt etc. Dette kan gjøres fordi hver mikrokule danner et fokalpunkt på sin bakside, uansett kulens diameter. Mikrokuler med delvis kledning vil på den annen side kreve en forskjellig kledningstykkelse for hver kulediameter. Tilgangen på mikrokuler av én størrelse er derfor meget fordelaktig og tillater en samtidig påføring av kledning på et stort antall mikrokuler organisert på en overflate. Denne antagelsen vil også bli gjort i den etterfølgende beskrivelse. A large part of the description of memory elements made from microspheres with a high refractive index will also be relevant for memory elements made with cladding, whether they are used individually or in assembly. In the latter case, parallel writing and reading on a large scale becomes possible again. However, it should be noted that an assembly made of microspheres that have different relative sizes cannot be done so easily where cladding is required. Spheres of different sizes and with a high refractive index can be organized into a two-dimensional pattern on a surface, followed by an in situ application of fuel film, protective layer, etc. This can be done because each microsphere forms a focal point on its backside, regardless of the sphere's diameter. Partially coated microspheres, on the other hand, will require a different coating thickness for each sphere diameter. The availability of microspheres of one size is therefore very advantageous and allows a simultaneous application of coating to a large number of microspheres organized on a surface. This assumption will also be made in the following description.

Minnemodulen MM på figur 4b er et eksempel på en rekke mulige arkitekturer som hver vil kreve en spesifikk sekvens av fremstillingstrinn. The memory module MM in Figure 4b is an example of a number of possible architectures, each of which will require a specific sequence of manufacturing steps.

Figur 5 viser fremstillingstrinn, med to forskjellige prosessveier, hvor den første kan betraktes som en in situ-prosess med kulene etterlatt i et organiserende verktøy som blir en integrert del av minnemodulens optiske struktur, og en annen som en prosess hvor kulene overføres fra det organiserende verktøy til en limdekket overflate. I det første tilfelle vil derfor det organiserende verktøy være mekanisk integrert med minnemodulen etter fremstillingen av minneelementet. Lesing og skriving finner sted ved å la lyset gå gjennom det organiserende verktøy. I det annet tilfelle vil minneelementet som nevnt overføres til og immobiliseres på et separat festeflate, etter at de enkelte minneelementer er fremstilt ved påføring av kledning og informasjons sjikt på mikrokulene. Figure 5 shows manufacturing steps, with two different process paths, where the first can be considered as an in situ process with the spheres left in an organizing tool that becomes an integral part of the memory module's optical structure, and another as a process where the spheres are transferred from the organizing tools to an adhesive-covered surface. In the first case, the organizing tool will therefore be mechanically integrated with the memory module after the manufacture of the memory element. Reading and writing take place by letting light pass through the organizing tool. In the second case, as mentioned, the memory element will be transferred to and immobilized on a separate attachment surface, after the individual memory elements have been produced by applying a coating and an information layer to the microspheres.

Det skal nå omtales hvordan minneelementer og minnemoduler i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles ved direkte forming i sammenhengende ark. For å oppnå de små fokalflekkstørrelser og således høye datatettheter må minneelementene ha en stor numerisk apertur og tillate innfallsvinkler som sterkt avviker fra normalen og uten at det fører til unødige avbildningsfeil. Dette betyr at frontflaten eller forsiden, dvs. den fokuserende del av minneelementet i henhold til oppfinnelsen, skal være asfærisk med en form som må optimeres for hvert valg av parametere, såsom området av innfallsvinkler og brytningsindeksen til materialet i minneelementets hoveddel eller gjennomsiktige legeme. Et fleksibelt og billig alternativ er å fremstille minneelementene ved forming, støping eller preging av et gjennomsiktig polymermateriale, idet den presise form for hvert minneelement kopieres fra en modermatrise. Dette muliggjør uavhengig optimering av både forsiden eller den fokuserende del og baksiden, dvs. der hvor bildedannelsen finner sted, og av avstanden som skiller de to overflater. Forming, støping eller preging av minneelementene i henhold til oppfinnelsen gir med andre ord stor frihet med hensyn til utformingen av minneelementets hoveddel eller gjennomsiktige legeme. De prosesser som er tenkt brukt i den forbindelse, er vel kjent i dagens teknikk og vil derfor ikke omtales i nærmere detalj her. Det er imidlertid viktig å kunne påføre det lysfølsomme sjikt, dvs. informasjonssjiktet, og eventuelt utføre andre behandlingsoperasjoner på en effektiv og økonomisk måte. I praksis vil dette innebære at et stort antall legemer for optiske minneelementer er orientert samme vei under behandlingsfasen, eventuelt i et forhåndsbestemt todimensjonalt mønster. Etter ferdig behandling, som innbefatter innskriving av data, frigjøres de enkelte optiske minneelementer fra hverandre. En enkel metode for midlertidig å feste de optiske minneelementer innbyrdes er å valse, støpe eller prege dem parallelt i et større antall, med en fysisk materiell forbindelse mellom tilstøtende elementer. Forbindelsene kan være utført som materialbroer med tynt materiale, bruddanvisningsriss eller bruddanvisningskløfter, slik at minneelementene lett kan brekkes fra hverandre når fremstillingsprosessen er over. En slik løsning innebærer at de hulrom i et benyttet formingsverktøy som former de enkelte minneelementer, er forbundet med et nettverk av tverrforbindelser som ved plastisk forming eller støping gir den fysiske materialforbindelse mellom de enkelte minneelementer. It will now be discussed how memory elements and memory modules according to the invention can be produced by direct forming in continuous sheets. In order to achieve the small focal spot sizes and thus high data densities, the memory elements must have a large numerical aperture and allow angles of incidence that strongly deviate from the normal and without this leading to unnecessary imaging errors. This means that the front surface or face, i.e. the focusing part of the memory element according to the invention, must be aspherical with a shape that must be optimized for each choice of parameters, such as the range of incident angles and the refractive index of the material in the memory element's main part or transparent body. A flexible and cheap alternative is to produce the memory elements by shaping, casting or embossing a transparent polymer material, the precise shape of each memory element being copied from a mother matrix. This enables independent optimization of both the front or the focusing part and the back, i.e. where the image formation takes place, and of the distance separating the two surfaces. Shaping, casting or embossing the memory elements according to the invention, in other words, gives great freedom with regard to the design of the memory element's main part or transparent body. The processes that are intended to be used in that connection are well known in today's technology and will therefore not be discussed in more detail here. However, it is important to be able to apply the light-sensitive layer, i.e. the information layer, and possibly perform other processing operations in an efficient and economical way. In practice, this will mean that a large number of bodies for optical memory elements are oriented in the same way during the processing phase, possibly in a predetermined two-dimensional pattern. After finished processing, which includes writing in data, the individual optical memory elements are released from each other. A simple method of temporarily attaching the optical memory elements to each other is to roll, cast or emboss them in parallel in a larger number, with a physical material connection between adjacent elements. The connections can be made as material bridges with thin material, fracture indication grooves or fracture indication gaps, so that the memory elements can be easily broken apart when the manufacturing process is over. Such a solution implies that the cavities in a used forming tool which shape the individual memory elements are connected by a network of cross connections which, by plastic forming or casting, provide the physical material connection between the individual memory elements.

Mens enkelte minneelementer ME kan støpes eller formes for bruk som identifikasjonsmidler etc., jevnfør beskrivelsen av minneelementer basert på mikrokuler i det ovenstående, skal nå minnemoduler omtales nærmere, dvs. montasjer av minneelementer hvor de enkelte minneelementene er sammenkoblet ved siden av hverandre for å danne et todimensjonalt ark. Som tidligere omtalt i forbindelse med mikrokulebaserte minneelementer frembringer dette minnekomponenter med potensielt meget høye datakapasiteter og igjen mulighet for parallell skriving og lesing av data med høy hastighet. While individual memory elements ME can be molded or shaped for use as means of identification etc., according to the description of memory elements based on microspheres in the above, memory modules shall now be discussed in more detail, i.e. assemblies of memory elements where the individual memory elements are connected next to each other to form a two-dimensional sheet. As previously discussed in connection with microsphere-based memory elements, this produces memory components with potentially very high data capacities and again the possibility of parallel writing and reading of data at high speed.

Fig. 6 viser et snitt av en minnemodul MM og dens optiske struktur, med sammenhengende minneelementer ME som er smeltet sammen slik at de danner et plant ark. Minnemodulen er her vist med informasjonssjiktet frembragt ved kontrollert diffusjon av et fargestoff fra baksiden. Løsningen som er vist på fig. 6, er teknisk meget enkel. De enkelte minneelementer og forbindelsene mellom dem frembringes av samme materiale i en integrert konstruksjon som vist. Konstruksjonen som er vist i tverrsnitt på fig. 6, kan naturligvis omfatte et meget stort antall identiske minneelementer. Tilsammen danner de en todimensjonalt ark, og dette kan fremstilles i et gjennomsiktig polymermateriale ved hjelp av en rekke prosesser som er velkjente i teknikken og som tillater et høyt produksjonsvolum kombinert med lave kostnader. Fig. 6 shows a section of a memory module MM and its optical structure, with connected memory elements ME which are fused together so that they form a flat sheet. The memory module is shown here with the information layer produced by controlled diffusion of a dye from the back. The solution shown in fig. 6, is technically very simple. The individual memory elements and the connections between them are produced from the same material in an integrated construction as shown. The construction shown in cross-section in fig. 6, can naturally include a very large number of identical memory elements. Together they form a two-dimensional sheet, and this can be produced in a transparent polymer material using a number of processes well known in the art and which allow a high production volume combined with low costs.

Fig. 7 viser skjematisk hvordan en minnemodul MM fremstilles ved at den optiske struktur dannes av smeltet polymermateriale når dette sprøytes inn i et hulrom. En slik sprøytestøpeprosess er velkjent fra produksjon av Fig. 7 schematically shows how a memory module MM is produced by the optical structure being formed from molten polymer material when this is injected into a cavity. Such an injection molding process is well known from the production of

kompaktplater (CD-er) hvor nøyaktighetskravene er like eller overstiger dem som er relevante ved den foreliggende oppfinnelse. Imidlertid må de krumme overflater på forsiden og baksiden være justert i forhold til hverandre, dvs. at de må registrere innbyrdes. Dette stiller krav til støpeformen hvor toleransene vil avhenge av størrelsen av hvert minneelement ME, den ønskede compact discs (CDs) where the accuracy requirements are equal to or exceed those relevant to the present invention. However, the curved surfaces on the front and back must be aligned in relation to each other, i.e. they must register with each other. This places demands on the mold where the tolerances will depend on the size of each memory element ME, the desired one

fokalflekkdiameter i hvert minneelement og det samlede antall minneelementer i hvert sammenkoblet ark. For store klasser av relevante parameterverdier kan den ønskede nøyaktighet oppnås med dagens kjente teknikk. I tilfelle av minneelementer hvor avbildningskravene ikke er altfor høye, kan bildeflaten være plan og problemet med en registrering mellom forsiden og baksiden kan diskuteres. focal spot diameter in each memory element and the total number of memory elements in each interconnected sheet. For large classes of relevant parameter values, the desired accuracy can be achieved with today's known techniques. In the case of memory elements where the imaging requirements are not too high, the imaging surface can be planar and the problem of a registration between the front and the back can be discussed.

Fig. 8 viser fremstillingen av minnemodulen i henhold til oppfinnelsen ved en produksjonsprosess hvor den optiske struktur formes mellom oversiden og undersiden av et planart polymerark 5 som føres mellom to profilvalser 6, 7. Varmvalsing av polymerer i kontinuerlige prosesser er velkjent i industrien og graden av pålitelighet og oppløsning i mønstrene som kan fås er eksemplifisert f.eks. ved produksjon av hologrammer hvor nøyaktigheten som kreves vil være brøkdeler av lysets bølgelengde. De profiler som her er av interesse, er generelt dypere enn de holografiske og kan f.eks. omfatte bruk av et lagdelt eller laminert planart utgangsark med lette formbare, polymere sjikt på oversiden og undersiden av en stivere, sentral kjerne. Igjen vil bildeflaten på baksiden helt enkelt kunne holdes flat i tilfeller hvor avbildningen i minneelementene ikke er kritisk. Fig. 8 shows the manufacture of the memory module according to the invention by a production process where the optical structure is formed between the upper and lower sides of a planar polymer sheet 5 which is fed between two profile rollers 6, 7. Hot rolling of polymers in continuous processes is well known in the industry and the degree of reliability and resolution in the patterns that can be obtained are exemplified e.g. in the production of holograms where the accuracy required will be fractions of the light's wavelength. The profiles that are of interest here are generally deeper than the holographic ones and can e.g. include the use of a layered or laminated planar base sheet with light moldable polymeric layers on top and bottom of a stiffer central core. Again, the image surface on the back can simply be kept flat in cases where the image in the memory elements is not critical.

Når det benyttes høytetthetsmontasjer av minneelementer i henhold til oppfinnelsen, vil registreringen av forsiden og baksiden av minneelementene mellom de to valser kreve en kritisk styring av vinkelposisjonene av valsene relativt til hverandre. Istedenfor å benytte meget nøyaktige mekaniske mekanismer, kan en valse slavestyres av den andre via et aktivt tilbakekoblet kontrollsystem som utleder korreksjonssignaler fra det mønstrede ark etterhvert som det kommer ut av valsene. Dette kan oppnås ved optisk deteksjon som i tillegg kan benyttes til tykkelseskontroll av minnemodularket. Et eksempel på dette er vist på fig. 9, som skjematisk gjengir optisk styring av valseseparasjon og valserotasjon over en tilbakekoblet sløyfe. På denne figuren betegner 8 belysningsenheten, 9 et optisk deteksjonssystem og 10 kontrollsignalet som tilbakekobles til valsene 6, 7. Kollimert lys fra belysningsanordningen 8 rettes direkte ned på fokuseringsflaten, og registrering og tykkelsesfeil detekteres i deteksjonssystemet 9 ved analyse av lysstrålen som kommer ut fra undersiden av arket 5. When high-density assemblies of memory elements according to the invention are used, the registration of the front and back of the memory elements between the two rollers will require a critical control of the angular positions of the rollers relative to each other. Instead of using very precise mechanical mechanisms, one roller can be slaved by the other via an active feedback control system that derives correction signals from the patterned sheet as it exits the rollers. This can be achieved by optical detection, which can also be used for thickness control of the memory module sheet. An example of this is shown in fig. 9, which schematically represents optical control of roll separation and roll rotation over a feedback loop. In this figure, 8 denotes the illumination unit, 9 an optical detection system and 10 the control signal which is fed back to the rollers 6, 7. Collimated light from the illumination device 8 is directed directly down onto the focusing surface, and registration and thickness errors are detected in the detection system 9 by analyzing the light beam coming out from the underside of sheet 5.

Et viktig trekk som bidrar til å muliggjøre produksjonsmetoden basert på valsing, er muligheten av å utføre valseoperasjonen på et ark i form av et bånd i en kontinuerlig prosess, idet båndet kan kappes til de ønskede lengder på et senere tidspunkt. Dette gjør at det automatiske tilbakekoblingskontrollsystem kan innhente data og frembringe stabilisering etter oppstarting. Det ved begynnelsen av båndet tilsvarende parti som ikke registrerer og mulige etterfølgende partier av båndet som ikke har den ønskede kvalitetsstandard, kan lett merkes med blekk eller med andre midler slik at de kan vrakes i senere trinn av produksjonsprosessen. An important feature that helps to enable the production method based on rolling is the possibility of carrying out the rolling operation on a sheet in the form of a band in a continuous process, as the band can be cut to the desired lengths at a later time. This allows the automatic feedback control system to acquire data and produce stabilization after start-up. At the beginning of the tape, the corresponding part that does not register and possible subsequent parts of the tape that do not have the desired quality standard, can be easily marked with ink or by other means so that they can be scrapped in later stages of the production process.

Båndformatet er meget hensiktsmessig for en rekke av produksjonstrinnene som etterfølger formingen av oversiden og undersiden. Glatting av de formede overflater kan utføres ved å føre båndet forbi en infrarød varmekilde som forårsaker delvis overflatesmelting, eller ved overflatespenning og regulering. Det samme resultat kan fås ved fysisk eller kjemisk polering. Et annet eksempel på en etterbehandlingsprosess er bruken av et lysfølsomt brennsjikt som informasjonssjikt. Figur 10 viser et eksempel på påføring av informasjonssjiktet 3 i form av blekk eller farge 11, er en applikator for blekk eller farge, mens !!■ er en mottrykkspute. På figur 10 føres eksempelvis fargestoffmolekyler til bildeflaten i en kontrollert diffusjon som her foregår i en kontinuerlig løpende prosess. The strip format is very suitable for a number of the production steps that follow the shaping of the upper and lower sides. Smoothing of the formed surfaces can be accomplished by passing the tape past an infrared heat source which causes partial surface melting, or by surface tension and regulation. The same result can be obtained by physical or chemical polishing. Another example of a finishing process is the use of a light-sensitive firing layer as an information layer. Figure 10 shows an example of application of the information layer 3 in the form of ink or color 11 is an applicator for ink or color, while !!■ is a counter pressure pad. In Figure 10, for example, dye molecules are brought to the image surface in a controlled diffusion which here takes place in a continuously running process.

En fagmann vil se at en rekke av dagens kjente tekniske prosesser for fremstilling av informasjonsbærende medier, uansett materiale, også vil kunne tillempes til bruk ved fremstillingen av minneelementer og montasjer av disse i minnemoduler og sammenhengende strukturer, og det innenfor rammen av oppfinnelsen. A person skilled in the art will see that a number of today's known technical processes for the production of information-carrying media, regardless of material, will also be able to be adapted for use in the production of memory elements and their assembly in memory modules and connected structures, and that within the scope of the invention.

Claims

1. Optical memory element (ME) where data is written and read using light incident on the memory element, characterized in that the memory element (ME) constitutes an integrated unit formed by a fully or partially transparent body, that the body (ME) comprises a light-focusing part (1) and at least one light-sensitive layer (3) integrated with the light-focusing part (1), that at least part of a surface (2) of the memory element (ME) is parallel to or approximately coincides with an image surface for the incident light that is focused through the light-focusing part (1), the light-sensitive layer (3) being arranged on at least one part of this surface (2) and mainly conformal with this, and that the light-sensitive layer (3) comprises a material whose optical properties can be changed under the influence of the incident light, the light-focusing part (1) by its outer shape or volumetric refractive index distribution being adapted to focus the incident light on the light-sensitive layer (3 ).

2. Optical memory element according to claim 1, characterized in that the light-focusing part (1) has a refracting surface profile.

3. Optical memory element according to claim 2, characterized in that the surface profile is a section of a spherical surface.

4. Optical memory element according to claim 1, characterized in that the light-focusing part (1) has a diffractive surface profile.

5. Optical memory element according to claim 1, characterized in that the light-focusing part (1) is a lens with a graduated refractive index (GRIN lens).

6. Method for manufacturing an optical memory element (ME), where data is written and read using light incident on the memory element, characterized by to make the memory element (ME) in the form of a fully or partially transparent body with an integrated light-sensitive layer (3), forming the fully or partially transparent body (ME) with a light-focusing part (1) of a material whose refractive index or refractive index gradient is such that light incident on the body (ME) is focused on an opposite surface (2) of the body, and to form at least one light-sensitive layer (3) on the opposite surface (2) or in the body (ME) immediately within the opposite surface (2) and mainly conformal with this by adding a light-sensitive material, the addition being by coating or diffusion of the light-sensitive material from gas phase, vapor phase, liquid phase, solid phase or molten phase respectively.

7. Procedure according to claim 6, characterized in that the coating or diffusion of the light-sensitive material is carried out by temporarily arranging and mounting a series of bodies (ME) on a surface using a fastening agent with an adhesive effect, the adhesive effect being controlled respectively by thermal, chemical or physical influence.

8. Procedure according to claim 6, characterized in that the coating or diffusion of the light-sensitive material is carried out with the bodies (ME) temporarily or permanently arranged in openings in a net or a membrane.

9. Procedure according to claim 8, characterized in that the openings in the net or membrane form a predetermined pattern.

10. Procedure according to claim 6, characterized in that the coating or diffusion of the light-sensitive material is carried out with the bodies (ME) temporarily or permanently arranged in a topographical pattern on a surface.

11. Procedure according to claim 6, characterized in that the body (ME) is formed by a sphere, and that the sphere's refractive index or refractive index gradient is adapted depending on the wavefront of the incident light.

12. Method according to claim 6, characterized in that the body (ME) is formed by a cylindrical rod (1), that at least one part (10) of the rod (1) has a graded refractive index (GRIN rod), and that a possible further part (12) of the rod (1) adjacent to the aforementioned part (li) has a homogeneous refractive index, the length of the possible further part (12) of the rod (1) being adapted to the length of the part (li) with graduated refractive index (GRIN rod).

13. Method according to claim 12, characterized in that where the cylindrical rod (1) only consists of the GRIN rod (li), one end of the GRIN rod is arranged integrated with the light-sensitive layer or layers (3), and that where a further part (12) adjacent to the GRIN rod (li) with a homogeneous refractive index is formed, arranged on the surface (2) opposite to the GRIN rod (li) of this further part (12) the light-sensitive layer or layers (3) .

14. Procedure according to claim 12, characterized in that the cylindrical GRIN rod (li) is formed by cutting an optical fiber with a graded refractive index (GRIN fiber).

15. Procedure according to claim 6, characterized in that the body (ME) is formed by plastic forming, preferably of a polymer or glass material.

16. Procedure according to claim 6, characterized in that the body (ME) is formed by casting, preferably of a polymer or glass material.

17. Method for producing an optical memory element (ME) where data is written and read using light incident on the memory element, characterized by to perform the memory element (ME) in the form of a fully or partially transparent body, to form the fully or partially transparent body (ME) with a light-focusing part (1) of a material whose refractive index or refractive index gradient is too low for light incident on the body to be focused to an opposite surface (2) of the light-focusing part (1), to arrange an optically transparent layer (4) on this opposite surface (2) of the light-focusing part (1), the thickness of the transparent layer (4) being chosen so that the light incident on the body (ME) is brought into focus near an outer side of the transparent layer, and to form at least one light-sensitive layer (3) on and integrated with the outer side of the transparent layer (4) by adding a light-sensitive material, the addition taking place by coating or diffusion of the light-sensitive material from gas phase, vapor phase, liquid phase, solid phase or melt phase respectively .

18. Procedure according to claim 17, characterized in that the coating or diffusion of the light-sensitive material is carried out by temporarily arranging and mounting a series of bodies (ME) on a surface using a fastening agent with an adhesive effect, the adhesive effect of the coating or diffusion being controlled by thermal, chemical or physical influence, respectively.

19. Procedure according to claim 17, characterized in that the coating or diffusion of the light-sensitive material is carried out with the bodies (ME) temporarily or permanently arranged in openings in a net or a membrane.

20. Procedure according to claim 19, characterized in that the openings in the net or membrane form a predetermined pattern.

21. Procedure according to claim 17, characterized in that the coating or diffusion of the light-sensitive material is carried out with the bodies (ME) temporarily or permanently arranged in a topographical pattern on a surface.

22. Procedure according to claim 17, characterized in that the body (ME) is formed by a sphere, and that the sphere's refractive index or refractive index gradient is adapted depending on the wavefront of the incident light.

23. Procedure according to claim 17, characterized in that the body (ME) is formed by a cylindrical rod (1), that at least one part (li) of the rod (1) has a graded refractive index (GRIN rod), and that a possibly further, to the aforementioned part (1) ) adjacent part (I2) of the rod (1) has a homogeneous refractive index, as the length of the possible further part (12) of the rod (1) is adapted to the length of the part (li) with graduated refractive index (GRIN rod).

24. Procedure according to claim 23, characterized in that where the cylindrical rod (1) only consists of the GRIN rod (li), one end of the GRIN rod is arranged integrated with the light-sensitive layer or layers (3), and that where an additional GRIN rod ( li) adjacent further part (12) with homogeneous refractive index, the light-sensitive layer (3) is arranged on the surface (2) opposite to the GRIN rod (li) of this further part (12).

25. Procedure according to claim 23, characterized in that the cylindrical GRIN rod (li) is formed by cutting an optical fiber with a graded refractive index (GRIN fiber).

26. Procedure according to claim 17, characterized in that the body (ME) is formed by plastic forming, preferably of a polymer or glass material.

27. Procedure according to claim 17, characterized in that the body (ME) is formed by casting, preferably of a polymer or glass material.

28. Optical memory module (MM), where the memory module comprises two or more memory elements (ME) according to one of claims 1-5, where data is written and read using light incident on the memory elements, and where the memory elements are produced by a method in according to one of claims 6-16 or one of claims 17-27, characterized in that the individual memory elements (ME) are arranged mutually immobilized in a two-dimensional surface.

29. Optical memory module (MM) according to claim 28, characterized in that the memory elements (ME) are arranged in a predetermined two-dimensional pattern.

30. Optical memory module according to claim 28 or 29, characterized in that one side of the memory module (MM) is flat and so arranged that it is located close to the image surfaces of the optical memory elements (ME), or tangentially or intersects the image surfaces of the optical memory elements (ME).

31. Optical memory module (MM) according to claim 28 or 29, characterized in that one side of the memory module (MM) has a surface profile that corresponds to a surface profile formed by the surfaces facing the incident light of the optical memory elements (ME) which is included in the memory module, while another, opposite surface of the memory module has a surface profile that follows the image plane of the memory elements (ME), corresponding to respective areas of the memory module (MM) that are physically covered by each individual memory element (ME).

32. Method for manufacturing an optical memory module (MM), where the memory module comprises two or more memory elements (ME) where data is written and read using light incident on the memory elements (ME), and where the memory elements (ME) are produced by a method according to one of claims 6-16 or one of claims 17-27, characterized by producing the memory module (MM) from a matrix by forming, casting or embossing in a continuous or discontinuous process or a mixture of such processes.

33. Procedure according to claim 32, characterized in that adjacent lenticular surface structures are formed on one side of the memory module (MM), while another, opposite side of the memory module is planar.

34. Method according to one of claims 32, characterized in that one side of the memory module (MM) is given a surface profile that corresponds to a surface profile formed by the surfaces facing the incident light of the optical memory elements (ME) that are included in the memory module, while another, opposite side of the memory module (MM) is given a surface profile that follows the image surfaces of the memory elements (ME), corresponding respective areas of the memory module (MM) that are physically covered by each individual memory element (ME).

35. Procedure according to claim 32, characterized in that the memory module (MM) is produced by plastic forming.

36. Procedure according to claim 32, characterized in that the memory module (MM) is produced by injection molding.

37. Procedure according to claim 32, characterized in that the memory module (MM) is produced by forming or embossing a planar base material between pistons or rollers.

38. Procedure according to claim 37, characterized in that the planar base material is in the form of an elongated band which is gradually or continuously fed to a forming or embossing zone, and that the band is cut to a predetermined format after embossing.