NO870874L

NO870874L - PROCEDURE AND DEVICE FOR REPRODUCTION OF AN OPTICAL DATA STORAGE MEDIUM.

Info

Publication number: NO870874L
Application number: NO870874A
Authority: NO
Inventors: Andrew Edward Haughton
Original assignee: Holodisc Ltd
Priority date: 1985-07-04
Filing date: 1987-03-03
Publication date: 1987-04-30
Also published as: NO870874D0

Description

Oppfinnelsen angår reproduksjon av optisk lesbare datalagringsmedier. The invention relates to the reproduction of optically readable data storage media.

Man er helt klar over at optisk lesbare datalagringsmedier tilbyr teoretiske fordeler fremfor alternative teknikker, såsom magnetbånd eller magnetplater og konvensjonelle grammofonplater. En hovedfordel ved den optiske teknologi er de høyere lagringstettheter som kan oppnås, selv om det finnes andre fordeler ved spesielle anvendelser, såsom motstand mot slitasje eller beskadigelse. Det er et faktum at på tross av de teoretiske fordeler ved optisk datalagring har praktiske vanskeligheter og begrensninger hittil på mange områder hindret de optiske teknikker fra å erstatte eksiste-rende metoder. It is well recognized that optically readable data storage media offer theoretical advantages over alternative techniques such as magnetic tape or magnetic discs and conventional gramophone records. A main advantage of the optical technology is the higher storage densities that can be achieved, although there are other advantages in particular applications, such as resistance to wear or damage. It is a fact that despite the theoretical advantages of optical data storage, practical difficulties and limitations have so far prevented optical techniques from replacing existing methods in many areas.

Ett område på hvilket optiske teknikker har hatt kommersiell suksess, er med såkalte kompaktplater. Disse erstatter konvensjonelle grammofonplater, og til felles med disse plater er de av bare-lese-typen. Kompaktplaten antar tradisjonelt formen av en plate av plastmateriale som sprøyte-støpes eller presses ved en masseproduksjonsprosess som kopierer en original som er blitt produsert ved virkningen av en modulert laserstråle på lysfølsomt materiale. Plastplaten er metallisert, og variasjoner i reflektivitet av den metalli-serte plate kan da detekteres i en leseinnretning for å rekon-struere den informasjon som er inneholdt i den opprinnelige, modulerte laserstråle. One area in which optical techniques have had commercial success is with so-called compact discs. These replace conventional gramophone records, and in common with these records they are of the read-only type. The compact disc traditionally takes the form of a sheet of plastic material which is injection-molded or pressed by a mass production process that copies an original which has been produced by the action of a modulated laser beam on light-sensitive material. The plastic plate is metallized, and variations in the reflectivity of the metallized plate can then be detected in a reading device to reconstruct the information contained in the original, modulated laser beam.

En fagmann på området vil forstå at denne korte beskrivelse representerer en betydelig forenkling av en kom-plisert fremstillingsprosess som bare kan produsere plater økonomisk dersom meget store antall er nødvendige. Av denne grunn er produksjonen av kompaktplater overveiende konsentrert til grammofonindustrien, selv om anvendelse på datamaskin-leselagre (ROM-lagre) er blitt vurdert og såkalte CD-ROM-lagre er blitt foreslått. A person skilled in the art will understand that this brief description represents a significant simplification of a complicated manufacturing process which can only produce sheets economically if very large numbers are required. For this reason, the production of compact discs is predominantly concentrated in the gramophone industry, although application to computer-readable storage (ROM storage) has been considered and so-called CD-ROM storage has been proposed.

Det finnes to andre kategorier av anvendelser for optisk datalagring, og disse er videoplater og digitale, optiske plater. Dette er .imidertid et felt i rask utvikling, og sondringen mellom de to kategorier vil muligens ikke forbli klar. There are two other categories of optical data storage applications, and these are video discs and digital optical discs. This is, however, a rapidly developing field, and the distinction between the two categories may not remain clear.

Videoplater er blitt produsert av en rekke selskaper, og i teknologi likner de stort sett på kompaktplater, men med informasjonsinnholdet i form av video i stedet for lyd. Det som er blitt sagt foran i relasjon til omkostningene ved fremstilling av kompaktplater, gjelder med samme styrke for videoplater. Teknikken er også her "bare lesing", og på grunn av konkurranse fra videobåndopptakere, som selvsagt tilbyr både innspillings- og avspillingsmuligheter, har videoplater vært kommersielt vellykkede bare på de områder hvor de tilbyr spesielle fordeler. Ett slikt område består i til-veiebringelsen av undervisnings- eller instruksjonsmateriale, hvor evnen til å operere i en interaktiv modus er særlig nyttig. Et annet område er elektronisk forlagsvirksomhet hvor den høye lagringstetthet er verdifull og bare-lese-begrensningen ikke er viktig. På begge disse områder kan den omkostningsstraff som knytter seg til små produksjonsse-rier, være en begrensende faktor for anvendelsen av teknikken. Mange ytterligere anvendelser som innebærer små antall av reproduksjoner, kommer i det hele tatt ikke i betraktning på grunn av den økonomiske faktor. Video discs have been produced by a number of companies, and in technology they are largely similar to compact discs, but with the information content in the form of video instead of sound. What has been said above in relation to the costs of producing compact discs applies with equal force to video discs. The technique here is also "read only", and due to competition from VCRs, which of course offer both recording and playback capabilities, VCRs have been commercially successful only in those areas where they offer special advantages. One such area consists in the provision of teaching or instructional material, where the ability to operate in an interactive mode is particularly useful. Another area is electronic publishing where the high storage density is valuable and the read-only restriction is not important. In both of these areas, the cost penalty associated with small production series can be a limiting factor for the application of the technique. Many additional applications involving small numbers of reproductions are not considered at all due to the economic factor.

Digitale, optiske plater er blitt foreslått av en rekke selskaper, og en betydelig mengde forskningsarbeid blir for tiden utført. Bortsett fra meget begrensede anvendelser hvor bare-lese-operasjon er tilstrekkelig, er det nødven-dig å forsyne brukeren med muligheten for innskriving av informasjon på platen. To metoder har utviklet seg: Optiske plater av typen "skriv én gang" tillater brukeren å innskrive informasjon på en ubrukt plate uten noen mulighet til deretter å modifisere denne informasjon, mens "raderbare/omskrivbare" plater tilveiebringer et stort antall omskrivingssykluser. Digital optical discs have been proposed by a number of companies, and a significant amount of research work is currently being carried out. Apart from very limited applications where read-only operation is sufficient, it is necessary to provide the user with the possibility of writing information on the disc. Two methods have evolved: "write once" optical discs allow the user to write information onto an unused disc without any possibility of subsequently modifying this information, while "erasable/rewritable" discs provide a large number of rewriting cycles.

En rekke ulemper har fremkommet med de forskjellige forslag til "skriv én gang" og "raderbare/omskrivbare", optiske plater. A number of drawbacks have emerged with the various proposals for "write once" and "erasable/rewritable" optical discs.

Ved en praktisk anvendelse ville det være nødvendig å tilveiebringe minst én og fortrinnsvis flere reserve- eller sikkerhetskopier av den originale plate, ved å gjenta skrive-operasjonen. Dette forbruker datamaskintid. De platekonstruk-sjoner som er blitt foreslått, er dessuten forholdsvis kost- bare, slik at behovet for reservekopier i vesentlig grad kan øke systemets driftsomkostninger. Denne økning innses lettes med skriv-én-gang-reservekopier som åpenbart ikke kan anvendes på nytt. De raderbare/omskrivbare plater har en tendens til å være dyrere, slik at behovet for å holde et øket lager av plater representerer en vesentlig tilleggsom-kostning selv om reservekopiene kan anvendes på nytt. In a practical application, it would be necessary to provide at least one and preferably several spare or back-up copies of the original disc, by repeating the write operation. This consumes computer time. The plate constructions that have been proposed are also relatively expensive, so that the need for back-up copies can significantly increase the system's operating costs. This increase is realized easily with write-once backup copies which obviously cannot be reused. The erasable/rewritable discs tend to be more expensive, so that the need to keep an increased stock of discs represents a significant additional cost even if the backup copies can be reused.

Ved utviklingen av nye plateteknikker er høy lagringstetthet og varighet faktorer som iblant står i motset-ning til hverandre. En teknologi som har evne til meget høy lagringstetthet, kan med andre ord være upraktisk av den grunn at den ikke kan motstå normal slitasje. Som et resultat kan spesielle håndterings-forholdsregler være nødvendige med visse plater dersom en akseptabel lagringstetthet skal oppnås. In the development of new plate techniques, high storage density and duration are factors that sometimes stand in opposition to each other. In other words, a technology capable of very high storage density may be impractical for the reason that it cannot withstand normal wear and tear. As a result, special handling precautions may be necessary with certain plates if an acceptable storage density is to be achieved.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for reproduksjon av datalagringsmedier som er enkel og forholdsvis billig og som tilveiebringer en reproduksjon som er varig, motstandsdyktig mot slitasje og krever minimale spesialhåndterings-forholdsregler. It is an object of the invention to provide a method for the reproduction of data storage media which is simple and relatively cheap and which provides a reproduction which is durable, resistant to wear and requires minimal special handling precautions.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for reproduksjon av datalagringsmedier som har evne til høye lagringstettheter samtidig som de ovennevnte fordeler bibeholdes. It is a further object of the invention to provide a method for the reproduction of data storage media which is capable of high storage densities while retaining the above-mentioned advantages.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for reproduksjon av datalagringsmedier som repeterer eller kopierer hvilken som helst optisk detekterbar sporingsinformasjon som er tilveiebrakt på de nevnte medier. It is a further object of the invention to provide a method for reproducing data storage media which repeats or copies any optically detectable tracking information provided on said media.

Innen den kjente teknikk er det blitt erkjent at 1 mange tilfeller hvor en laser benyttes til å skrive informasjon på lysfølsomt materiale, kan holografiske teknikker by på fordeler. Det henvises i denne forbindelse til f.eks. EP-A-0 009 045, US-A-3 842 197, GB-A-1 351 202 og FR-A-2 217 760. I disse forskjellige, tidligere forslag omfatter skrive- og lese-prosessene holografi, slik at økede lagringstettheter ofte kan oppnås. Det finnes videre en motstand mot beskadigelse eller en feiltoleranse som skriver seg fra det faktum at det registrerte bilde ikke er et binært tegn, men et grenseflate-frynsemønster som er spredt over et område som kan være stort sammenliknet med størrelsen av en ripe, et fremmedlegeme eller en annen mulig kilde til feilavlesing. Selv om anvendelsen av holografi på denne måte kan forbedre en spesiell optisk teknologi, innebærer dette meget ofte betydelige omkostningsøkninger. Det har også vært betydelige vanskeligheter i forbindelse med referanseinnstilling av de lagrede data for avlesnings formål. Within the known technique, it has been recognized that in many cases where a laser is used to write information on light-sensitive material, holographic techniques can offer advantages. In this connection, reference is made to e.g. EP-A-0 009 045, US-A-3 842 197, GB-A-1 351 202 and FR-A-2 217 760. In these various earlier proposals the writing and reading processes include holography, so that increased storage densities can often be achieved. There is also a resistance to damage or an error tolerance that derives from the fact that the recorded image is not a binary character, but an interface fringe pattern that is spread over an area that can be large compared to the size of a scratch, a foreign body or another possible source of misreading. Although the application of holography in this way can improve a particular optical technology, this very often involves significant cost increases. There have also been considerable difficulties in connection with reference setting of the stored data for reading purposes.

Det henvises også til den publiserte FR-patentsøknad nr. 2 368 780 som viser en fremgangsmåte for kopiering av et optisk datalagringsmedium som er gjennomsiktig og hvor data kodes ved variasjoner i fasen av overført lys. Det fore-slås å belyse mediet med koherent lys for i et plan bortenfor mediet å etablere et frynsemønster som skriver seg fra interferens mellom lys som passerer normalt gjennom mediet, og lys som avbøyes eller brytes ved hvert tegn. Dette frynsemøns-ter registreres på lysfølsomt materiale for å frembringe et interferogram. Dette er ikke i stand til å frembringe et direkte betraktbart bilde, men bildet kan gjenskapes med det riktige optiske system dersom man passer på å separere de forskjellige ordener av refraksjon. Reference is also made to the published FR patent application no. 2 368 780 which shows a method for copying an optical data storage medium which is transparent and where data is coded by variations in the phase of transmitted light. It is proposed to illuminate the medium with coherent light in order to establish, in a plane beyond the medium, a fringe pattern that is written from interference between light that passes normally through the medium, and light that is deflected or refracted at each character. This fringe pattern is recorded on light-sensitive material to produce an interferogram. This is not capable of producing a directly observable image, but the image can be recreated with the right optical system if care is taken to separate the different orders of refraction.

Registreringsteknikken ifølge dette forslag er an-vendelig bare på én bestemt type av optisk datalagringsmedium. Den kan ikke brukes for eksempel med et datalagringsmedium hvor tegnene kan skjelnes fra hverandre ved hjelp av reflektivitet, idet denne kategori av plater representerer størstede-len av de som for tiden er i bruk. Dette tidligere dokument forutsetter dessuten tilstedeværelse av konvensjonell utrust-ning for frembringelse av interferogrammer. Man vil for eksempel forstå at frembringelsen av et interferogram eller et hologram krever at det under eksponeringstiden ikke må være noen relativ bevegelse mellom objektet og den fotografiske emulsjon eller et annet lysfølsomt materiale (eller at enhver sådan bevegelse må være liten sammenliknet med bølgelengden til det lys som benyttes). På grunn av dette krav frembringes hologrammer tradisjonelt på optiske plater eller bord som ved hjelp av sin solide montering og sine vibrasjonssikre opphengninger eliminerer plagsomme vibrasjoner. En ytterligere vanskelighet skriver seg fra det faktum at med mindre det datalagringsmedium som skal kopieres, har et stivt substrat (en fotografisk emulsjon belagt pa f.eks. glass), er det sannsynlig at termisk spenning eller kryping i mediet i en målestokk som er mikroskopisk, men ikke desto mindre betydelig sammenliknet med lysets bølgelengde, vil ødelegge interfero-grammet. Teknikken kan ikke anvendes på f.eks. lysfølsomt materiale med et tynt plastsubstrat. The recording technique according to this proposal is applicable only to one specific type of optical data storage medium. It cannot be used, for example, with a data storage medium where the characters can be distinguished from each other by means of reflectivity, as this category of discs represents the majority of those currently in use. This earlier document also assumes the presence of conventional equipment for producing interferograms. It will be understood, for example, that the production of an interferogram or a hologram requires that during the exposure time there must be no relative movement between the object and the photographic emulsion or other light-sensitive material (or that any such movement must be small compared to the wavelength of the light which is used). Because of this requirement, holograms are traditionally produced on optical discs or tables, which, with the help of their solid mounting and their vibration-proof suspensions, eliminate troublesome vibrations. A further difficulty arises from the fact that unless the data storage medium to be copied has a rigid substrate (a photographic emulsion coated on e.g. glass), it is likely that thermal stress or creep in the medium on a scale that is microscopic , but nevertheless significantly compared to the wavelength of the light, will destroy the interferogram. The technique cannot be applied to e.g. light-sensitive material with a thin plastic substrate.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for reproduksjon av datalagringsmedier, og særlig slike lagringsmedier som bærer et antall tegn som kan skjelnes fra hverandre ved refleksjon av lys. It is an object of the invention to provide an improved method for the reproduction of data storage media, and in particular such storage media which carry a number of characters which can be distinguished from each other by reflection of light.

Sett fra én side består følgelig den foreliggende oppfinnelse i en fremgangsmåte for reproduksjon av et datalagringsmedium som bærer et antall tegn som kan skjelnes fra hverandre ved refleksjon av lys, hvilken fremgangsmåte omfatter de trinn å anbringe mediet nær et lysfølsomt materiale og belyse mediet med koherent lys, slik at interferens mellom det innfallende lys og lys som reflekteres fra mediet, registreres i det lysfølsomme materiale for å frembringe en holografisk reproduksjon av datalagringsmediet. Viewed from one side, the present invention therefore consists in a method for reproducing a data storage medium which carries a number of characters which can be distinguished from one another by reflection of light, which method comprises the steps of placing the medium close to a light-sensitive material and illuminating the medium with coherent light , so that interference between the incident light and light reflected from the medium is recorded in the light-sensitive material to produce a holographic reproduction of the data storage medium.

Det lysfølsomme materiale er med fordel normalt gjennomsiktig, og mediet belyses med koherent lys gjennom det lysfølsomme materiale. The light-sensitive material is advantageously normally transparent, and the medium is illuminated with coherent light through the light-sensitive material.

Mediet og det lysfølsomme materiale danner fortrinnsvis en integrert, stiv konstruksjon. The medium and the light-sensitive material preferably form an integrated, rigid construction.

Mediet og det lysfølsomme materiale holdes hensiktsmessig i kontakt med respektive, motsatte og parallelle flater av en gjennomsiktig plate, fortrinnsvis ved hjelp av en sugevirkning. The medium and the light-sensitive material are suitably held in contact with respective, opposite and parallel surfaces of a transparent plate, preferably by means of a suction effect.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en enkel reproduksjonsteknikk som kan anvendes med mange forskjellige konstruksjoner av datalagringsmedier som har tegn som kan skjelnes fra hverandre ved refleksjon av lys. Det lysfølsomme materiale kan være i form av fotografisk emulsjon som, selv for høykvalitetsklasser, er vesentlig mindre kostbar enn emner for optiske plater. The method according to the invention provides a simple reproduction technique that can be used with many different constructions of data storage media that have characters that can be distinguished from each other by reflection of light. The photosensitive material may be in the form of photographic emulsion which, even for high quality grades, is substantially less expensive than blanks for optical plates.

Når mediet og filmen holdes som en integrert struk-tur, blir problemene med vibrasjon og termisk generert bevegelse betydelig redusert, og det blir mulig å tilveiebringe gjengivelsesutrustning for skrivebordsbruk. When the medium and the film are kept as an integrated structure, the problems of vibration and thermally generated movement are significantly reduced, and it becomes possible to provide rendering equipment for desktop use.

Ved hjelp av den nye anvendelse av det lysfølsomme materiale i lysbanen, unngås behovet for en separat stråledeler. Dette ikke bare forenkler gjengivelsesutrustningen, men frembringer også et hologram som kan avleses på en måte som likner mye på den som benyttes med konvensjonelle optiske plater. By means of the new application of the light-sensitive material in the light path, the need for a separate beam splitter is avoided. This not only simplifies the reproduction equipment, but also produces a hologram that can be read in a manner very similar to that used with conventional optical discs.

En vesentlig fordel med den foreliggende oppfinnelse består i at hologrammet reproduserer ikke bare de data som er lagret i datalagringsmediet, men også sporfølgingsmerkene som typisk tilveiebringes for å muliggjøre avlesing av dette medium. Uansett hvilken form for sporfølgingsmerker som tilveiebringes på mediet for optisk deteksjon ved konvensjonell lesing av mediet, vil de bli reprodusert i hologrammet og vil fremkomme i det rekonstruerte bilde. Bildet av sporføl-gingsmerkene vil da tjene de samme formål ved lesing av hologrammet som de opprinnelige merker gjør ved lesing av selve mediet. A significant advantage of the present invention is that the hologram reproduces not only the data stored in the data storage medium, but also the tracking marks that are typically provided to enable the reading of this medium. Whatever form of tracking marks are provided on the medium for optical detection by conventional reading of the medium will be reproduced in the hologram and will appear in the reconstructed image. The image of the tracking marks will then serve the same purpose when reading the hologram as the original marks do when reading the medium itself.

Det er mulig å forestilles seg et arrangement, særlig der hvor dataendringshastigheten er liten sammenliknet med frekvensen for lesing av dataene, hvor forholdsvis få raderbare/omskrivbare plater benyttes for datafangst, idet holografiske kopier ifølge oppfinnelsen tjener som arbeidskopier. Dette har økonomiske fordeler, særlig der hvor det er nødvendig at et antall arbeidskopier benyttes samtidig, og vil også tillate benyttelse av plater med høy lagringstetthet som selv muligens ikke ville være tilstrekkelig stabile eller varige for benyttelse som arbeidskopier. It is possible to imagine an arrangement, particularly where the data change rate is small compared to the frequency for reading the data, where relatively few erasable/rewritable discs are used for data capture, with holographic copies according to the invention serving as working copies. This has economic advantages, particularly where it is necessary for a number of working copies to be used at the same time, and will also allow the use of discs with a high storage density which themselves would possibly not be sufficiently stable or durable for use as working copies.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med ut førelseseksempler under henvisning til tegningen, der fig. 1 skjematisk viser en innretning ifølge oppfinnelsen for reproduksjon av en optisk datalagringsplate, fig. 2 illustrerer en fremgangsmåte for lesing av en reproduksjon som er dannet med innretningen på fig. 1, og fig. 3 og 4 illustrerer alternative lesemetoder. The invention shall be described in more detail in the following in connection with exemplary embodiments with reference to the drawing, where fig. 1 schematically shows a device according to the invention for reproducing an optical data storage disc, fig. 2 illustrates a method for reading a reproduction made with the device in fig. 1, and fig. 3 and 4 illustrate alternative reading methods.

Idet det henvises til fig. 1, er datalagringsmediet som skal reproduseres, vist ved 10. Dette medium er i form av en plate som på overflaten 10a har et spiralspor hvis reflektivitet er modulert på hvilken som helst passende måte. Platen 10 har en sentral åpning 10b som er utformet for montering av platen i en konvensjonell leseinnretning, og denne åpning 10b benyttes til å holde platen på plass på en dor 12 . Referring to fig. 1, the data storage medium to be reproduced is shown at 10. This medium is in the form of a disk having on its surface 10a a spiral groove whose reflectivity is modulated in any suitable manner. The plate 10 has a central opening 10b which is designed for mounting the plate in a conventional reading device, and this opening 10b is used to hold the plate in place on a mandrel 12.

En gjennomsiktig, sirkulær plate 14 av optisk glass er anbrakt på doren 12 koaksialt med platen 10. Denne plate 14 har to nøyaktig parallelle, motsatte sideflater av hvilke den ene er i kontakt med platens overflate 10a og den andre er i kontakt med den emulsjonsbærende overflate av et plate-formet emne av fotografisk film 16. Denne film er på forhånd utformet med en sentral åpning og er også anbrakt på doren 12. For å holde platen 10, platen 14 og filmen 16 sammen på solid måte, er det anordnet en periferisk mansjett 20 som tilveiebringer en utvendig forsegling mellom platen og filmen. Et utløp 22 er anordnet for å gjøre det mulig for i luften i mansjetten å uttrekkes slik at de forskjellige ele-menter presses tett sammen ved hjelp av lufttrykk. På denne måte tilveiebringes en integrert, stiv konstruksjon som i vesentlig grad reduserer sannsynligheten for relativ bevegelse mellom platen og filmen, enten det er et resultat av vibrasjon eller sådanne faktorer som varmepåkjenning. A transparent, circular plate 14 of optical glass is placed on the mandrel 12 coaxially with the plate 10. This plate 14 has two exactly parallel, opposite side surfaces, one of which is in contact with the plate surface 10a and the other is in contact with the emulsion-bearing surface of a plate-shaped blank of photographic film 16. This film is preformed with a central opening and is also placed on the mandrel 12. To hold the plate 10, the plate 14 and the film 16 firmly together, a circumferential sleeve 20 which provides an external seal between the plate and the film. An outlet 22 is arranged to make it possible for the air in the cuff to be extracted so that the various elements are pressed tightly together by means of air pressure. In this way, an integrated, rigid construction is provided which substantially reduces the likelihood of relative movement between the plate and the film, whether as a result of vibration or such factors as heat stress.

For å frembringe en holografisk reproduksjon av platen, frembringes en kollimert stråle av laserlys ved hjelp av en laser 24 og en stråleekspander 26. Denne stråle innfal-ler på filmen 16 som i den ufremkalte tilstand er gjennomsiktig. En hoveddel av strålen overføres gjennom platen 14, idet de optiske egenskaper til denne plate er valgt for å minimere spredning og refleksjon ved grensene. Lys reflekteres ved platens 10 overflate 10a, og dette reflekterte lys interfererer med det innfallende lys for å frembringe et hologram<;>i filmen 16. Mer detaljert kan hvert tegn eller billedelement på platen 10 betraktes som en sekundær kilde som, når den belyses av den plane, innfallende bølge, tilveiebringer en sfærisk bølge som interfererer med den innfallende bølge i planet for den fotografiske emulsjon, for å frembringe et frynsemønster (fringe pattern). Utstrekningen av dette frynsemønster i planet parallelt med den optiske akse er i store trekk lik adskillelsen mellom platen og emulsjonen. Av grunner som skal beskrives i det følgende, er det ønskelig at denne avstand holdes liten, men underlagt den tvang at det må frembringes tilstrekkelige frynser til å tilveiebringe et riktig hologram av billedelementet. Det antas at en tykkelse av platen 14 på ca. 1 mm er å foretrekke. Det vil innses at det frembringes et volum-hologram hvor frynsene strekker seg gjennom filmens tykkelse. In order to produce a holographic reproduction of the plate, a collimated beam of laser light is produced by means of a laser 24 and a beam expander 26. This beam falls on the film 16 which in the undeveloped state is transparent. A major part of the beam is transmitted through plate 14, the optical properties of this plate being chosen to minimize scattering and reflection at the boundaries. Light is reflected at the surface 10a of the plate 10, and this reflected light interferes with the incident light to produce a hologram<;>in the film 16. In more detail, each character or image element on the plate 10 can be considered a secondary source which, when illuminated by the plane incident wave provides a spherical wave which interferes with the incident wave in the plane of the photographic emulsion to produce a fringe pattern. The extent of this fringe pattern in the plane parallel to the optical axis is roughly equal to the separation between the plate and the emulsion. For reasons to be described below, it is desirable that this distance be kept small, but subject to the constraint that sufficient fringes must be produced to provide a correct hologram of the image element. It is assumed that a thickness of the plate 14 of approx. 1 mm is preferable. It will be realized that a volume hologram is produced where the fringes extend through the thickness of the film.

Idet det nå henvises til fig. 2, er det der i skjematisk form vist et arrangement av en leseinnretning ifølge oppfinnelsen. Hologrammet 16 er montert på en platebærer 28 med en sentral drivtapp 29 som passerer gjennom åpningen i hologrammet. Et lite trykkstempel 30 er anordnet for å drive platebæreren, med hologrammet i stilling, til kontakt med en optisk glassplate 32 som bæres på den hule aksel 34 av en drivmotor 36. Referring now to fig. 2, there is shown in schematic form an arrangement of a reading device according to the invention. The hologram 16 is mounted on a plate carrier 28 with a central drive pin 29 which passes through the opening in the hologram. A small pressure piston 30 is arranged to drive the plate carrier, with the hologram in position, into contact with an optical glass plate 32 which is carried on the hollow shaft 34 by a drive motor 36.

En sporfølgings- eller sporingsmontasje 40 frembringer en laserstrålebunt 42 som normalt er innfallende på hologrammet via en stråledeler 44. Da denne strålebunt er både normalt innfallende og kollimert, reproduseres registrerings-prosessens optiske geometri, selv om bare en liten del av platen belyses til enhver tid. Som man vil forstå, frembringes et bilde av det opprinnelige billedelement (pixel) som er adskilt fra hologrammet med en avstand som er ekvivalent med tykkelsen av platen 14. For å være i stand til å benytte, så mye som mulig, en leseinnretning som er i stand til også å lese den opprinnelige plate, må denne avstand holdes så liten som mulig og innenfor lasersystemets fokuseringskorrek-s j on. A tracking or tracking assembly 40 produces a laser beam beam 42 which is normally incident on the hologram via a beam splitter 44. As this beam beam is both normally incident and collimated, the optical geometry of the registration process is reproduced, even though only a small part of the plate is illuminated at any one time . As will be appreciated, an image is produced of the original image element (pixel) which is separated from the hologram by a distance equivalent to the thickness of the plate 14. In order to be able to use, as much as possible, a reading device which is able to also read the original disc, this distance must be kept as small as possible and within the laser system's focusing correction.

En detektor eller detektoroppstilling 48 er forsynt med avbildingsoptikk 47 og er i stand til, via stråledeleren 44, å avsøke bildet av billedelementet. Et passende arrangement er anordnet for å bevege sporingssystemet radialt. A detector or detector arrangement 48 is provided with imaging optics 47 and is able, via the beam splitter 44, to scan the image of the image element. A suitable arrangement is provided to move the tracking system radially.

En konvensjonell leser for optiske plater vil typisk benytte en fokusert laserstrålebunt for maksimal oppløsning ved lesing. For å frembringe en leseinnretning med den minimale forandring, er det i en forskjellig utførelse foreslått å benytte en sammensatt lyskilde som vist på fig. 3. Sporings-montasjen 50 er innrettet, hensiktsmessig ved benyttelse av fiberoptikk, til å frembringe en strålebunt 52 av hvitt lys som belyser det riktige område 54 av hologrammet for å gjenskape bildet av ett billedelement 56. Det vil innses at dette er mulig med hvitt lys på grunn av at hologrammet er et volum i stedet for et todimensjonalt hologram. Det frembringes videre en fokusert laserstrålebunt 58 som sammen med en detektor 60 og detektoroptikk 62 er i stand til på stort sett konvensjonell måte å avlese det gjenskapte bilde. A conventional optical disc reader will typically use a focused laser beam beam for maximum resolution when reading. In order to produce a reading device with the minimal change, it is proposed in a different embodiment to use a composite light source as shown in fig. 3. The tracking assembly 50 is arranged, suitably using fiber optics, to produce a beam 52 of white light which illuminates the correct area 54 of the hologram to reproduce the image of one image element 56. It will be appreciated that this is possible with white light due to the hologram being a volume rather than a two-dimensional hologram. A focused laser beam bundle 58 is also produced which, together with a detector 60 and detector optics 62, is capable of reading the reproduced image in a largely conventional manner.

En ytterligere utførelse av oppfinnelsen er vist på fig. 4. Dette arrangement benytter en diodelaser 70 og har den fordel at det er kompakt og pålitelig. En linse 72 er anordnet, og denne er fortrinnsvis en linse med gradert brytningsindeks for å kompensere for den stråledivergens som typisk oppvises av en diodelaser. Innfallsvinkelen i forhold til platen ligger i området 20-30°, og det anses at dette vil forbedre signal/støy-forholdet sammenliknet med normal innfallsvinkel, dersom sådan forbedring er nødven-dig. En separat belysningsanordning (som kan være hvitt lys) kan være tilveiebrakt for først å gjenskape bildet. Dette kan være hele bildet av platen eller bare den del som innehol-der det billedelement som skal avleses. En todimensjonal detektoroppstilling 74 er anordnet sammen med en detektorlinse 76. Benyttelsen av en oppstilling av detektorer bør forbedre sporfølgingen. A further embodiment of the invention is shown in fig. 4. This arrangement uses a diode laser 70 and has the advantage of being compact and reliable. A lens 72 is provided, and this is preferably a graded refractive index lens to compensate for the beam divergence typically exhibited by a diode laser. The angle of incidence in relation to the plate is in the range of 20-30°, and it is considered that this will improve the signal/noise ratio compared to a normal angle of incidence, if such an improvement is necessary. A separate illumination device (which may be white light) may be provided to first reproduce the image. This can be the entire image of the disc or just the part that contains the image element to be read. A two-dimensional detector array 74 is arranged together with a detector lens 76. The use of an array of detectors should improve tracking.

Oppfinnelsen er blitt beskrevet bare ved hjelp av eksempler, og et stort antall modifikasjoner er mulige uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. Således kan for eksempel andre former for lysfølsomt materiale benyttes, såsom et fotokromt materiale eller en fotoresist i kombinasjon med et passende, etsbart lag. For eksempel har et fotokromt materiale den fordel fremfor fotografisk emulsjon at det ikke forekommer noen krympning eller endring i brytningsindeks som skriver seg fra fremkalling. Uttrykket "lysfølsomt" er også ment å omfatte de plastmaterialer som er følsomme for den lokale varme som frembringes av en innfallende laserstråle. Den beskrevne metode med eksponering av hele filmen eller annet lysfølsomt materiale samtidig, kan varieres ved benyttelse av en smalere strålebunt som sveipes over platens overflate. En pulset laser kan også benyttes. The invention has been described only by way of example, and a large number of modifications are possible without departing from the scope of the invention. Thus, for example, other forms of light-sensitive material can be used, such as a photochromic material or a photoresist in combination with a suitable, etchable layer. For example, a photochromic material has the advantage over photographic emulsion that there is no shrinkage or change in refractive index that occurs from development. The term "photosensitive" is also intended to include those plastic materials which are sensitive to the local heat produced by an incident laser beam. The described method of exposing the entire film or other light-sensitive material at the same time can be varied by using a narrower beam that is swept over the plate's surface. A pulsed laser can also be used.

Dersom falske refleksjoner fra utenfor den plate som skal reproduseres, byr på vanskeligheter, kan et mattert, svart belegg anbringes på platens bakside. If false reflections from outside the plate to be reproduced present difficulties, a matte black coating can be applied to the back of the plate.

Selv om det er nevnt at det medium som skal kopieres, har tegn anordnet i et spiralspor, er andre arrangementer mulige, såsom konsentriske sirkler. Although it is mentioned that the medium to be copied has characters arranged in a spiral track, other arrangements are possible, such as concentric circles.

Fordelen er blitt beskrevet med å benytte en gjennomsiktig plate for å sikre at optimal avstand tilveiebringes mellom mediet og det lysfølsomme materiale samtidig som dan-nelsen av en integrert, stiv konstruksjon likevel muliggjøres. Det vil være klart for en fagmann på området at eksempelvis kommersielt fremstilte kompaktplater bærer et gjennomsiktig beskyttelsesbelegg. Dersom det medium som skal kopieres, antar en sådan form, kan selve beskyttelsesbelegget tjene som den gjennomsiktige avstandsplate. The advantage has been described of using a transparent plate to ensure that an optimal distance is provided between the medium and the light-sensitive material while still enabling the formation of an integrated, rigid construction. It will be clear to a person skilled in the art that, for example, commercially produced compact discs carry a transparent protective coating. If the medium to be copied takes such a form, the protective coating itself can serve as the transparent spacer plate.

Det skal også bemerkes at det finnes mange alternative måter for frembringelse av en sugevirkning for å holde sammen mediet og det lysfølsomme materiale. Selvsagt kan det også benyttes andre måter for frembringelse av en stiv, integrert konstruksjon som ikke benytter en sugevirkning. It should also be noted that there are many alternative ways of producing a suction effect to hold the medium and the photosensitive material together. Of course, other ways can also be used to produce a rigid, integrated construction that does not use a suction effect.

Selv om beskrivelsen har vært begrenset til kolli-merte strålebunter, idet disse menes å være fordelaktige, vil det under visse forhold være riktig å benytte andre arrangementer, såsom en divergerende strålebunt. Although the description has been limited to collimated beam bundles, as these are believed to be advantageous, under certain conditions it will be correct to use other arrangements, such as a divergent beam bundle.

Selv om oppfinnelsen har spesiell anvendelse ved reproduksjon av plater som avleses ved refleksjon, kan visse sider ved oppfinnelsen anvendes på effektiv måte i alternative arrangementer. Det er også tilfelle at plater som produseres i hovedsaken slik som beskrevet foran, under visse omstendig-heter kan avleses ved overføring i stedet for ved refleksjon. Selv om beskrivelsen har vært begrenset til medier i plate-form, må likeledes oppfinnelsen ikke betraktes som om den er begrenset til dette. Although the invention has particular application in the reproduction of plates which are read by reflection, certain aspects of the invention can be used effectively in alternative arrangements. It is also the case that plates produced mainly as described above can under certain circumstances be read by transmission instead of by reflection. Although the description has been limited to media in disc form, the invention must likewise not be regarded as being limited to this.

Claims

1. Method for reproducing a data storage medium carrying a number of characters that can be distinguished from each other by reflection of light, CHARACTERIZED IN THAT it comprises the steps of placing the medium close to a light-sensitive material and illuminating the medium with coherent light, so that interference between the incident light and light reflected from the medium are recorded in the light-sensitive material to produce a holographic reproduction of the data storage medium.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the data storage medium is illuminated through the light-sensitive material.

3. Method according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT the data storage medium and the light-sensitive material are held together to form a rigid, integrated construction.

4. Method according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT the data storage medium and the light-sensitive material are held together by means of a suction effect.

5. Method according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT the data storage medium and the light-sensitive material rest against respective opposite, parallel side surfaces of a transparent plate.

6. Method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the medium is illuminated by means of a normally incident laser beam bundle.

7. Method according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT the cross-sectional area of the laser beam bundle is essentially the same as the cross-sectional area of the data storage medium.

8. A method of reproducing a data storage medium carrying a number of optically readable characters, CHARACTERIZED BY comprising the steps of placing the medium in close proximity to light-sensitive material, holding the medium and the light-sensitive material together to form a rigid, integrated structure, and illuminating the medium with coherent light to produce a holographic reproduction of the data storage medium in the light-sensitive material.

9. Device for reproducing a data storage medium carrying a number of characters that can be distinguished from one another by reflection of light, CHARACTERIZED IN THAT it comprises a device for locating the data storage medium near a plate of light-sensitive material, and a device for illuminating the medium with coherent light, so that interference between the incident light and light reflected from the medium is recorded in the light-sensitive material to produce a holographic reproduction of the data storage medium.

10. Device according to claim 9, CHARACTERIZED IN THAT the localization device comprises a device for holding together the data storage medium and the plate of light-sensitive material to form an integrated construction.

11. Disc, CHARACTERIZED IN THAT it carries a holographic reproduction of a data storage medium and is produced using the method according to claim 1.