DE10022948A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen von holographisch gespeicherten Informationen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen von holographisch gespeicherten InformationenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen von mindestens zwei holographischen Speichermedien, bei dem das technische Problem, verschiedene holographische Speichermedien schnell und mit einfachen Mitteln erfassen zu können, dadurch gelöst ist, daß mit Hilfe eines Lesestrahls 5, 7 aus kohärenter elektromagnetischer Strahlung in den mindestens zwei Speichermedien 8a, 8b, 8c Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c erzeugt werden und daß die Informationsstrahlen 10a, 10b, 10c mit Hilfe von Aufnahmemitteln 12, 14 für ein Erfassen der Informationen aufgenommen werden. DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Auslesen von in mindestens zwei holographischen Spei
chermedien gespeicherten Informationen.
Bei dem ständig wachsendem Bedarf an verfügbarer Informa
tion ist es notwendig, diese schnellstmöglich in großen
Mengen zu speichern, zu lesen, zu verschlüsseln und wei
ter zu verarbeiten. Die auf dem Markt bisher verfügbaren
Datenspeicher speichern die Daten seriell und müssen auch
seriell ausgelesen werden. Dies benötigt bei Datenmengen
von mehr als 10 GByte sehr viel Zeit und führt wegen des
seriellen Verarbeitens zu einer begrenzten Datenübertra
gungsrate.
Unter Informationen werden jegliche analoge oder digitale
Informationen verstanden, die holographisch im Speicher
medium gespeichert werden können. Neben zwei- oder drei
dimensionalen Bildern können auch digitale Daten, bei
spielsweise als zweidimensionale Bitmuster, ein- und aus
gelesen werden.
Beispielsweise wird für ein Speichern von digitalen Da
ten, also eines Daten-Bitmusters, eine von einem
Schreibstrahl durchleuchtete Flüssigkristallanzeige (LCD)
mit einer Auflösung von bspw. 1024 . 1024 Bildpunkten,
also 106 Bit, als Bildquelle verwendet. Das so erzeugte
Daten-Bitmuster wird dann mit Hilfe eines zum
Schreibstrahl kohärenten Referenzenstrahls in einem vorgegebenen
Raumbereich unter einem vorgegebenen Winkel im
Speichermedium holographisch eingeschrieben.
Holographische Daten- und Bildspeicher eröffnen somit
gänzlich neue Möglichkeiten. Das Speichern und Lesen von
Daten auf holographischem Weg erfolgt parallel, da je
weils ein komplettes Bild oder ein komplettes Bitmuster
holographisch gespeichert und anschließend beliebig oft
ausgelesen bzw. erfaßt werden kann.
Unter Erfassen der Informationen wird das Aufnehmen und
Aufbereiten der im Informationsstrahl enthaltenen opti
schen Informationen verstanden. Das Erfassen kann sowohl
eine Umwandlung der optischen Informationen in elektri
sche Signale, bspw. mit Hilfe einer CCD-Kamera, beinhal
ten als auch eine rein optische Weiterbehandlung umfas
sen. Durch ein Array von Lichtwellenleitern wird bspw.
eine optische Übertragung der Informationen der einzelnen
Punkte des Bitmusters realisierbar, die zukünftig bei der
Anwendung von optischen Computern ein hohes paralleles
Verarbeiten der Informationen ermöglicht.
Das Speichern und Auslesen von holographischen Informa
tionen im Speichermedium in mindestens zwei verschiedenen
Raumbereichen wird als Ortsmultiplexing bezeichnet. Da
durch wird das Volumen des Speichermediums, sofern es ei
ne Mindestgröße übersteigt, mehrfach für die Speicherung
von Hologrammen verwendet. Nach der bisher gängigen Tech
nik reichen dabei Volumina von wenigen Kubikmillimetern
aus, so daß eine Mehrzahl von unterschiedlichen Raumbe
reichen in einem Speichermedium separat mit Hologrammen
beschrieben werden kann.
Durch Rotation des holographischen Speichermediums über
einen vorzugsweise motorisierten und ansteuerbaren Dreh
tisch können zudem Informationen unter verschiedenen Win
keln in einem Raumbereich des Speichermediums hologra
phisch eingeschrieben und ausgelesen werden. Dieses wird
als Winkelmultiplexing bezeichnet. Insbesondere für das
Auslesen muß jeweils gewährleistet sein, daß der Ein
fallswinkel des Lesestrahls genau die Braggbedingung des
auszulesenden Hologramms erfüllt. Die Braggbedingung de
finiert auch den Ausfallwinkel des Informationsstrahls,
so daß die optischen Achsen des Lesestrahls und des In
formationsstrahls exakt vorgegeben sind und die Winkelpo
sition des Speichermediums dazu für das Winkelmultiple
xing eingestellt werden kann.
Durch Drehen des holographischen Speichermediums um z. B.:
0.01° kann die gleiche Datenmenge in den gleichen Raumbe
reich des holographischen Speichermediums eingeschrieben
werden, so daß Winkelmultiplexing in einem Winkelbereich
von +/-50° ca. 10.000 Hologramme mit einer Datenmenge von
je 106 Bit eingeschrieben werden können.
Zusätzlich können mittels Ortsmultiplexing verschiedene
Ortspositionen auf dem holographischen Speichermedium ge
nutzt werden, an denen die Hologramme gespeichert werden
können.
Damit läßt sich die Gesamtkapazität eines holographischen
Speichermediums beispielhaft wie folgt abschätzen:
Dreht man das Speichermedium von -50° bis +50° relativ zum
einfallenden Schreib- bzw. Lesestrahl, erhält man ca. 104
Winkelpositionen, an denen holographisch Informationen
mit einer Größe von jeweils 106 Bit gespeichert werden
können. Im Produkt mit z. B. 100 verschiedenen Raumberei
chen im holographischen Speichermedium ergibt sich damit
eine Speicherkapazität von ca. 1012 Bit bzw. ca. 1 Tbit
bei einer Größe des Speichermediums von 30 × 30 × 3 mm3
(Breite × Höhe × Dicke). Diese Datendichte kann bis heute
von keinem anderen Datenträger dieser Größe erreicht wer
den.
Durch eine geeignete Fixiertechnik können holographisch
eingeschriebene Daten zerstörungsfrei in Bezug auf eine
weitere Lichtbestrahlung, z. B. beim Ausleseprozeß, sowie
umweltverträglich über einen langen Zeitraum aufbewahrt
werden.
Weiterhin kann als Speichermedium jegliches holographi
sches Material zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann
das Speichermedium aus einem Kristall oder aus einer
Mehrzahl von zu einer Einheit verbundenen Teilkristallen
bestehen. Darüber hinaus kann das Speichermedium auch aus
einem organischen oder anorganischen photorefraktiven Me
dium bestehen also aus Materialien, die durch Lichtbe
strahlung ihren Brechwert bzw. ihrer Absorptionskoeffizi
enten ändern. Jedenfalls ist das holographische Material
des Speichermediums dafür geeignet, holographische Infor
mationen zu speichern.
Schließlich wird hervorgehoben, daß das nachfolgend be
schriebene Verfahren und die entsprechende Vorrichtung
allgemein mit einem Lesestrahl aus kohärenter elektroma
gnetischer Strahlung beliebiger Wellenlänge arbeiten kön
nen. Auch wenn im folgenden die Strahlung hauptsächlich
als optischer Laserstrahl beschrieben wird, ist dieses
nicht als Beschränkung auf optische Strahlung zu verste
hen.
Die Auslesegeschwindigkeit einzelner Hologramme ist durch
das gleichzeitige Erfassen eines gesamten Bildes oder Da
ten-Bitmusters wegen der hohen Parallelität das Erfassen
bereits sehr groß. Dennoch ergibt sich das Problem, daß
bisher in einer Auslesevorrichtung jeweils nur ein Spei
chermedium zu einem Zeitpunkt ausgelesen werden kann.
Werden Informationen aus verschiedenen Speichermedien be
nötigt, so ist es entweder erforderlich, zwei verschiede
ne Auslesevorrichtungen zu verwenden oder das Speicherme
dium in einer Auslesevorrichtung auszuwechseln und nach
einander die benötigten Informationen aus verschiedenen
Speichermedien auszulesen. Dieses führt entweder zu einem
erhöhten Aufwand durch die Verwendung mehrerer Auslese
vorrichtungen oder zu einem erhöhten zeitlichen Aufwand,
der durch das Wechseln der Speichermedien hervorgerufen
wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische
Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu
schaffen, durch die verschiedene holographische Speicher
medien schnell und mit einfachen Mitteln erfaßt werden
können.
Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird gemäß einer
ersten Lehre der vorliegenden Erfindung durch ein Verfah
ren gemäß Anspruch 1 gelöst, bei dem mit Hilfe eines Le
sestrahls aus kohärenter elektromagnetischer Strahlung in
den mindestens zwei Speichermedien Informationsstrahlen
erzeugt werden und bei dem die Informationsstrahlen mit
Hilfe von Aufnahmemitteln für ein Erfassen der Informa
tionen aufgenommen werden.
Erfindungsgemäß ist daher erkannt worden, daß der Lese
strahl nicht nur für das Auslesen eines holographischen
Speichermediums, sondern für mindestens zwei, insbesonde
re für eine Vielzahl von Speichermedien ausgenutzt werden
kann. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch das
Erzeugen des Informationsstrahl im Speichermedium nur ein
geringer Intensitätsanteil aus dem Lesestrahl abgebeugt
wird und daß sich der größte Teil der Intensität des ein
fallenden Lesestrahls im durch das Speichermedium hin
durch transmittierten Teilstrahl befindet. Dieser Teil
strahl ist durch das Auslesen der holographisch gespei
cherten Informationen bis auf den Intensitätsverlust un
berührt und kann somit ohne weiteres als weiterer Lese
strahl für ein weiteres Speichermedium verwendet werden.
Dort teilt sich dieser Lesestrahl erneut in einen die in
formationstragenden Informationsstrahl und einen trans
mittierten Teilstrahl auf. Auch hier ist der Intensitäts
verlust durch die Teilung so gering, daß der transmit
tierte Lesestrahl wiederum für das Auslesen weiterer ho
lographischer Speichermedien genutzt werden kann. Dieses
kann so oft wiederholt werden, bis die Intensität des
transmittierten Teilstrahls so gering ist, daß dessen In
tensität nicht mehr ausreicht, um einen Informations
strahl in einem weiteren Speichermedium zu erzeugen, der
mit den Aufnahmemitteln verarbeitet werden kann.
In weiter bevorzugter Weise kann mit Hilfe mindestens ei
nes Strahlteilers aus dem Lesestrahl mindestens ein Lese
strahlzweig abgezweigt werden, mit dessen Hilfe die In
formationen aus mindestens einem Speichermedium ausgele
sen wird. Insbesondere können eine Mehrzahl von Strahl
teilern den Lesestrahl in eine Mehrzahl von Lesestrahl
zweigen aufteilen. In jedem Lesestrahlzweig kann dann
mindestens ein Speichermedium, wiederum vorzugsweise eine
Mehrzahl von Speichermedien angeordnet sein, wie zuvor
beschrieben worden ist. Durch die Aufteilung des Lese
strahls in eine Mehrzahl von Lesestrahlzweigen kann eine
räumlich günstige Anordnung, also eine kompaktere Anord
nung der Mehrzahl von Speichermedien erreicht werden, als
wenn diese entlang eines nicht durch Strahlteiler in Le
sestrahlzweige aufgeteilten Lesestrahls angeordnet sind.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mit
Hilfe jeweils eines Aufnahmemittels jeder in den minde
stens zwei Speichermedien erzeugten Informationsstrahlen
erfaßt. Dadurch wird eine hohe Parallelität des Erfassens
der Informationen erreicht, was insbesondere für die Da
tenverarbeitung von Bedeutung ist. Denn unterschiedliche
Speichermedien, in denen bspw. Daten verschiedener The
menbereiche gespeichert sind, können gleichzeitig ausge
lesen werden, wobei die jeweiligen Aufnahmemittel einer
separaten Datenverarbeitung zugeordnet sind. Beispiels
weise ist die hohe Parallelität des Erfassens großer Men
gen von Daten für zukünftige Internet-Anwendungen oder
für Video on Demand geeignet.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden je
weils mit Hilfe eines Aufnahmemittels mindestens zwei In
formationsstrahlen, die in verschiedenen Speichermedien
erzeugt worden sind, erfaßt. Dieses führt zu einer Redu
zierung des technischen Aufwandes auf der Seite der Auf
nahmemittel. Dadurch wird die hohe Parallelität des Er
fassens der Informationen, wie sie zuvor beschrieben wor
den ist, zugunsten des geringeren technischen Aufwandes
verringert. Jedoch können einem Aufnahmemittel Speicher
medien ähnlichen oder zusammenhängenden Inhaltes zugeord
net werden, wobei die Größe des gesamten Informationsgehaltes
überwiegt und das parallele Erfassen nicht im Vor
dergrund steht.
In Kombination beider Vorgehensweisen können mit Hilfe
eines Lesestrahls entweder einzelne Speichermedien sepa
rat mit Aufnahmemitteln beaufschlagt sein, während ande
rerseits Gruppen von Speichermedien jeweils einem Aufnah
memittel zugeordnet sind. Wird zudem der Lesestrahl durch
die zuvor erwähnten Strahlteiler in mehrere Lesestrahl
zweige aufgeteilt, so ergibt sich anschaulich, daß eine
Vielzahl von Speichermedium in einem System mit dem er
findungsgemäßen Verfahren gleichzeitig oder nacheinander
ausgelesen werden können, wobei zwei wesentlich Vorteile
erzielt werden.
Zum einen benötigt das System zur Durchführung des Ver
fahrens nur eine Strahlquelle zur Erzeugung eines Lese
strahls und zum anderen können verschiedene holographi
sche Speichermedien ausgelesen werden, ohne daß diese
Speichermedien gewechselt werden müssen.
Im folgenden werden weitere Ausführungsformen der vorlie
genden Erfindung dargestellt, die sich auf das Ortsmulti
plexing, das Winkelmulitplexing als auch auf ein Zeitmul
tiplexing beziehen.
Für das Ortsmultiplexing werden mit Hilfe mindestens ei
nes im Strahlengang angeordneten räumlichen Strahlmodula
tors die Speichermedien räumlich begrenzt erfaßt. Dadurch
wird gezielt nur ein vorgegebener Raumbereich jeweils ei
nes Speichermediums, der die benötigte holographisch ge
speicherte Information beinhaltet, von den Aufnahmemit
teln erfaßt. Wahlweise wird dazu der mindestens eine
Strahlmodulator vor oder hinter dem oder den Speicherme
dien im Strahlengang angeordnet.
In einer besonders bevorzugten Weise ist der räumliche
Strahlmodulator im Strahlengang des Lesestrahls oder des
Lesestrahlzweiges angeordnet und mindestens ein Feld des
Strahlmodulators wird so angesteuert, daß das Feld den
darauf auftreffenden Teil des Lesestrahls als Teillese
strahl auf das Speichermedium leitet. Die anderen Felder
des Strahlmodulators werden so angesteuert, daß diese den
darauf auftreffenden Lesestrahl nicht auf das Speicherme
dium bzw. die Speichermedien leiten. Somit wird der Lese
strahl durch jedes der Felder je nach Ansteuerung entwe
der in Richtung des Speichermediums geleitet oder voll
ständig geblockt bzw. in Raumbereiche außerhalb des Spei
chermediums geleitet.
Alternativ zu der zuvor beschriebenen Anordnung kann der
räumliche Strahlmodulator im Strahlengang jeweils eines
Informationsstrahls oder mehreren Informationsstrahlen
angeordnet werden, wobei mindestens ein Feld des Strahl
modulators so angesteuert wird, daß der auf das Feld auf
treffende Teil des Informationsstrahls als Teilinformati
onsstrahl auf die Aufnahmemittel geleitet wird. Die ande
ren Felder des Strahlmodulators werden so angesteuert,
daß der auf die anderen Felder auftreffende Teil des In
formationsstrahls nicht auf die zugeordneten Aufnahmemit
tel geleitet wird. Somit wird nicht der Lesestrahl son
dern der Informationsstrahl ausgeblendet, der die Infor
mationen aus dem gesamten ausgeleuchteten Bereich des
Speichermediums enthält. Dieser wird mit Hilfe des
Strahlmodulators so selektiert, daß nur der Teil des In
formationsstrahls auf die Aufnahmemittel geleitet wird,
der die Informationen des gewünschten Raumbereiches des
Speichermediums enthält.
Vorzugsweise weist der Strahlmodulator eine Mehrzahl von
jeweils elektrisch ansteuerbaren Feldern auf, die insbe
sondere in Form einer Matrix angeordnet sind. Dabei sind
die Felder einzeln oder gruppenweise ansteuerbar. Für das
gezielte Auslesen von holographisch gespeicherten Infor
mationen aus einem vorgegebenen Raumbereich des Speicher
mediums wird durch ein vorgegebenes elektrisches Beschal
ten des Strahlmodulators nur ein räumlich begrenzter Teil
des aufgeweiteten Lesestrahls auf das Speichermedium bzw.
des Informationsstrahls auf die Aufnahmemittel gelassen.
Der Strahlmodulator kann somit auch als Selektor bezeich
net werden, der aus dem aufgeweiteten Lesestrahl bzw. In
formationsstrahl nur den Bereich selektiert, der für das
Erfassen der Informationen benötigt wird.
Die Erfindung zeichnet sich demnach dadurch aus, daß die
Ortsveränderung des Teillesestrahls durch eine rein elek
trische Ansteuerung des Strahlmodulators sehr schnell
vorgenommen werden kann.
Weiterhin bleibt die Strahlgeometrie der verschiedenen
aufbereiteten Teillesestrahlen in Bezug auf die jeweilige
Braggbedingung der eingeschriebene Informationen für alle
Raumbereiche des holographischen Speichermediums erhal
ten. Gleiches gilt für die Strahlgeometrie des Informati
onsstrahls. Denn die entstehenden Teillesestrahlen bzw.
Teilinformationsstrahlen verlaufen sämtlich parallel zu
einander und erfüllen sämtlich die vorgegebene Bragg-
Winkelbedingung. Durch die geeignete Anordnung der opti
schen Elemente der Aufnahmemittel können somit alle an
verschiedenen Orten des holographischen Speichermediums
eingeschriebenen Informationen erfaßt werden. Ein mecha
nisches Verstellen von optischen Elementen für das Ausle
sen verschiedener Raumbereiche des Speichermediums für
gleiche Winkelbedingungen wird somit wirkungsvoll vermie
den. Ebenso entfällt ein Nachjustieren der Teillesestrah
len in Bezug auf die vorgegebene Winkelbeziehung. Zudem
zeichnen sich elektrisch ansteuerbare Strahlenmodulatoren
im Gegensatz zu mechanischen Elementen durch einen gerin
gen Verschleiß im Langzeiteinsatz aus.
Wird demnach der Lesestrahl mit Hilfe eines räumlichen
Strahlmodulators beeinflußt, so werden die in dem so er
zeugten Teillesestrahl angeordneten Speichermedien je
weils an korrespondierenden Raumbereichen ausgelesen. Da
durch ist nur ein Strahlmodulator erforderlich, um daß
Ortsmultiplexing durchzuführen. Um jedoch in verschiede
nen im gleichen Lesestrahl angeordneten Speichermedien in
unterschiedlichen Raumbereichen Informationen auslesen zu
können, können - wie zuvor beschreiben - auch die Infor
mationsstrahlen mit räumlichen Strahlmodulatoren beauf
schlagt sein, während die Speichermedien vom Lesestrahl
jeweils im wesentlichen vollständig, zumindest aber über
eine Mehrzahl von Raumbereichen ausgeleuchtet werden. Da
bei ist es auch möglich, für eine Gruppe von Informati
onsstrahlen verschiedener Speichermedien, die von einem
gemeinsamen Aufnahmemittel erfaßt werden, mit nur einem
räumlichen Strahlmodulator zu beaufschlagen. Letztlich
muß für ein räumliches Selektieren der Informationsstrah
len jedem Aufnahmemittel mindestens ein räumlicher
Strahlmodulator zugeordnet sein.
Neben dem zuvor beschriebenen Ortsmultiplexing kann bei
der vorliegenden Erfindung auch das Winkelmultiplexing
zur Anwendung kommen. Dazu werden die Speichermedien mit
Hilfe von Drehtischen unabhängig voneinander in unter
schiedliche Winkelpositionen relativ zum Lesestrahl ein
gestellt. Wie oben beschrieben, können in einem Raumbe
reich des Speichermediums für eine Vielzahl von Winkelpo
sitionen unterschiedliche Informationen abgespeichert und
ausgelesen werden. Da nun in jedem Speichermedium unab
hängig von den anderen Speichermedien der Informations
strahl erzeugt wird, können diese unabhängig voneinander
auch in ihrer Winkelposition eingestellt werden.
Durch die optischen Eigenschaften der holographischen
Speichermedien wird beim Durchtritt des Lesestrahls als
transmittiertem Teilstrahl in Abhängigkeit von der Win
kelposition des Speichermediums relativ zum Lesestrahl
ein Strahlversatz bzw. eine Parallaxe erzeugt. Auch wenn
wegen der geringen Dicke der Speichermedien die jeweils
auftretende Parallaxe gering ist, so kann in der Summe
der einzelnen Parallaxen bei einer Mehrzahl von im glei
chen Lesestrahl angeordneten Speichermedien ein so großer
Strahlversatz auftreten, daß die Genauigkeit des Ausle
sens von im Strahlengang hinten angeordneten Speicherme
dien beeinträchtigt wird. Daher wird in bevorzugter Weise
mit Hilfe eines optischen Elementes der Strahlversatz ei
nes durch ein Speichermedium transmittierten Teilstrahls
ausgeglichen, wobei vorzugsweise das optische Element
synchron gegensinnig mit dem zugeordneten Speichermedium
gedreht wird. Dazu weist das optische Element einen Bre
chungsindex und eine Dicke auf, die im wesentlichen mit
dem Brechungsindex und der Dicke des zugeordneten Spei
chermediums übereinstimmen.
Zusätzlich zum Orstmultiplexing und Winkelmultiplexing
kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein Zeit
multiplexing angewendet werden. Dazu wird in bevorzugter
Weise der Lesestrahl in mindestens zwei Lesestrahlzweige
aufgeteilt und die Intensitätsverteilung auf die minde
stens zwei Lesestrahlzweige wird zeitlich verändert. Dazu
kann die Reflektionseigenschaft eines für die Aufteilung
des Lesestrahl vorgesehenen Strahlteilers mit Hilfe von
Einstellmitteln geändert werden. Die Einstellmittel sind
dazu geeignet, die Reflektionsrichtung und/oder die Re
flektionsintensität des Strahlteilers einzustellen. Wird
die Reflektionsrichtung unterschiedlich eingestellt, so
kann die volle Intensität des Lesestrahls auf unter
schiedliche Lesestrahlzweige abwechselnd verteilt werden.
Somit können verschiedene Lesestrahlzweige nacheinander
aktiviert werden, indem ihnen die volle Intensität des
von der Strahlungsquelle erzeugten Lesestrahls zugeteilt
wird. Diese Eigenschaft kann beispielsweise dazu genutzt
werden, daß während eines Wechselns oder Instandsetzens
des Systems in einem Lesestrahlzweig ein anderer Lese
strahlzweig die Aufgabe der Datenerfassung wahrnimmt.
Darüber hinaus kann das zeitliche Multiplexing des Auf
teilens der Intensität des Lesestrahls auf verschiedene
Lesestrahlzweige auch für das Auslesen verschiedener
Gruppen von Speichermedien mit unterschiedlichen Inhalten
angewendet werden.
Wird dagegen die Reflektionsintensität des Strahlteilers
verändert, so kann die einem Lesestrahlzweig zugeteilte
Intensität des Lesestrahl zeitlich variabel eingestellt
werden. Dabei handelt es sich nicht um das zuvor be
schriebene Ein- und Ausschalten eines gesamten Lese
strahlzweiges, sondern um die mehr oder weniger starke
Ausleuchtung der in den Lesestrahlzweigen angeordneten
Speichermedien.
Insgesamt läßt sich durch das zeitliche Multiplexing die
Einsatzvielfalt des erfindungsgemäßen Verfahrens über das
Ortsmultiplexing und das Winkelmultiplexing hinaus erwei
tern.
Gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung
wird das oben aufgezeigte technische Problem auch durch
eine Vorrichtung zur Durchführung der zuvor beschriebenen
Verfahren gelöst. Diese Vorrichtung wird im folgenden an
hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf
die beigefügt Zeichnung bezug genommen wird. In der
Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Vorrichtung zum Auslesen von drei holo
graphischen Speichermedien,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 6 die Funktionsweise eines transmittierenden räum
lichen Strahlmodulators in einer perspektivi
schen Darstellung,
Fig. 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 8 einen reflektierenden räumlichen Strahlmodulator
in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 9 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 10 ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Vorrichtung,
Fig. 11 ein optisches Element zum Ausgleich des Strahl
versatzes und
Fig. 12 ein neuntes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung.
In den Fig. 1 bis 12 sind eine Mehrzahl von Ausführungs
beispielen dargestellt, die überwiegend gleiche, aber un
terschiedlich angeordnete Bauelemente aufweisen. Daher
werden in sämtlichen Figuren gleiche Bezugszeichen für
gleiche Bauelemente verwendet, so daß bei der Beschrei
bung der einzelnen Figuren jeweils nur auf die Besonder
heiten Bezug genommen wird, ohne daß jeweils bereits vor
her beschriebene Funktionsweisen von Bauelementen bzw.
von Gruppen von Bauelementen erneut im Detail beschrieben
werden.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung zum Auslesen von drei hologra
phischen Speichermedien 8a, 8b und 8c. Die Vorrichtung
weist eine Strahlungsquelle in Form eines Lasers 1 auf,
der einen Laserstrahl erzeugt, der einen Polarisator 2
und Strahlaufweiter 3 mit Raumfrequenzfilterung mittels
einer im Fokus einer ersten Sammellinse angeordneten
Blende durchläuft. Der aufgeweitete Lesestrahl verläßt
den Strahlaufweiter 3 als Lesestrahl 5. Der Lesestrahl 5
wird an einem Spiegel 4 reflektiert und fällt auf ein er
stes holographisches Speichermedium 8a, das auf einem
Drehtisch 9a installiert ist. Im Speichermedium 8a wird
ein Informationsstrahl 10a durch Beugung am Hologramm er
zeugt, das im Speichermedium 8a gespeichert ist. Der In
formationsstrahl 10a wird mittels einer Optik 12a aufge
weitet und der aufgeweitete Strahl 13a leuchtet eine CCD-
Kamera 14a im wesentlichen vollständig aus. Die CCD-
Kamera 14a wandelt das projizierte Hologramm in elektri
sche Signale um, die dann für eine geeignete Weiterverar
beitung zur Verfügung stehen. Die Optik 12a ist dabei so
konzipiert, daß der abgebeugte Informationsstrahl 10a von
allen Raumbereichen des Speichermediums 8a aus auf die
CCD-Kamera 14 abgebildet wird.
Der auf das erste Speichermedium 8a auftreffende Lese
strahl 5 tritt mit nur geringfügig veränderter Intensität
als Teilstrahl 11a aus dem Speichermedium 8a aus und
trifft anschließend auf ein zweites Speichermedium 8b,
das ebenfalls auf einem Drehtisch 9b positioniert ist. Im
Speichermedium 8b wird ein Informationsstrahl 10b er
zeugt, der auf die Aufnahmemittel 12b, 13b und 14b der
zuvor beschriebenen Art auftrifft.
Auch im Speichermedium 8b wird nur ein geringer Anteil
der Intensität des eintreffenden Lesestrahls, also des
Teilstrahls 11a in den Informationsstrahl 10b umgewandelt
und der größte Anteil an Strahlintensität verläßt das
Speichermedium 8b als Teilstrahl 11b. Dieser trifft dann
auf ein drittes Speichermedium 8c, das ebenfalls auf einem
Drehtisch 9c angeordnet ist. Auch hier wird ein In
formationsstrahl 10c im Speichermedium 8c erzeugt, das
von den Aufnahmemitteln 12c, 13c und 14c aufgenommen und
erfaßt wird.
Somit bilden die durch die Speichermedien 8a und 8b
transmittierten Teilstrahlen 11a und 11b den Lesestrahl
für das im Strahlengang jeweils nachfolgende Speicherme
dium 8b und 8c. Obwohl in Fig. 1 für das erste Ausfüh
rungsbeispiel insgesamt drei Speichermedien 8a, 8b und 8c
dargestellt sind, können bei einer erfindungsgemäßen Vor
richtung eine Vielzahl von Speichermedien 8 im Strahlen
gang des Lesestrahls 5 bzw. der jeweils transmittierten
Teilstrahlen 11 angeordnet sein, so daß die Informationen
aus vielen Speichermedien 8 parallel erfaßt werden kön
nen.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung. Im Strahlengang des Lesestrahls
5 sind zwei Strahlteiler 15a und 15b angeordnet, die je
weils einen Teil der Intensität des Lesestrahls 5 als Le
sestrahlzweige 5a und 5b abzweigen. In den Lesestrahl
zweigen 5a und 5b ist jeweils ein Speichermedium 8a bzw.
8b angeordnet, die auf Drehtischen 9a und 9b angeordnet
sind und in denen die Informationsstrahlen 10a und 10b
erzeugt werden, die von den Aufnahmemitteln 12a und 14a
sowie 12b und 14b erfaßt werden. Die in beiden Speicher
medien 8a und 8b transmittierten Teilstrahlen 11a und
11b, die jeweils die Verlängerung der Lesestrahlzweige 5a
und 5b darstellen, werden vorliegend von Strahlblockern
16a und 16b aufgefangen.
Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1
sind beim zweiten Ausführungsbeispiel die beiden Speichermedien
8a und 8b nicht im gleichen Lesestrahl 5, son
dern in verschiedenen Lesestrahlzweigen 5a und 5b ange
ordnet. Selbstverständlich ist es möglich, daß in jedem
Lesestrahlzweig 5a und 5b eine Mehrzahl von Speichermedi
en 8 angeordnet sind, um die Vielzahl von erfaßten Spei
chermedien 8 zu vergrößern. Die Aufteilung des Lese
strahls 5 in unterschiedliche Lesestrahlzweige 5a und 5b
ist dabei von Vorteil, daß die einzelnen Speichermedien 8
nicht entlang einer optischen Achse angeordnet werden
müssen, sondern daß die Speichermedien 8 auf verschiedene
Lesestrahlzweige 5a und 5b mit unterschiedlichen opti
schen Achsen aufgeteilt werden können.
Die Strahlblocker 16a und 16b können über die reine Bloc
kierungsfunktion auch eine messende Funktion ausüben,
wenn sie beispielsweise als Strahlintensitätsmesser aus
gebildet sind. Dann können diese dazu verwendet werden,
die transmittierte Intensität der Teilstrahlen 11a und
11b zu messen. Die transmittierte Intensität ist ein Maß
dafür, wie genau die Bragg-Bedingung, also der Winkel
zwischen den Speichermedium 8a bzw. 8b und den auftref
fenden Lesestrahlen 5a und 5b erfüllt ist. Das Ausgangs
signal des intensitätsmessenden Strahlblockierers 16a und
16b kann also als Regelgröße für die genaue Einstellung
der Winkelposition der Speichermedien 8a und 8b verwendet
werden. Dieses ist Gegenstand der separaten, nachveröf
fentlichten Patentanmeldung DE 199 12 023.
Wie sich aus den beiden zuvor beschriebenen Ausführungs
beispielen anhand der Fig. 1 und 2 ergibt, verlaufen die
in den Speichermedien 8a, 8b und 8c erzeugten Informati
onsstrahlen 10a, 10b und 10c parallel zueinander, so daß
die zugeordneten Aufnahmemittel 12, 13 und 14 jeweils
parallel zueinander verlaufende optische Achsen aufweisen.
Den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist
gemeinsam, daß für jeden Informationsstrahl 10a, 10b und
10c jeweils separate Aufnahmemittel 12a und 14a, 12b und
14b sowie 12c und 14c vorgesehen sind. Somit können die
Speichermedien 8a bis 8c jeweils gleichzeitig ausgelesen
und die Informationsgehalte der Speichermedien 8a bis 8c
parallel erfaßt werden.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, das in der
Anordnung der Speichermedien 8a, 8b und 8c dem ersten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entspricht. Den drei In
formationsstrahlen 10a, 10b und 10c ist jedoch ein ge
meinsames Aufnahmemittel 12 und 14 zugeordnet, wobei ver
schiedene optische Mittel in den Strahlengängen der In
formationsstrahlen 10a, 10b und 10c vorgesehen sind, um
diese dem gemeinsamen Aufnahmemitteln 12 und 14 zuzulei
ten.
Dazu sind zunächst in den Strahlengängen der Informati
onsstrahlen 10b und 10c Spiegel 17b und 17c vorgesehen,
die die Informationsstrahlen 10b und 10c in Richtung auf
den Informationsstrahl 10a reflektieren. Im Strahlengang
des Informationsstrahles 10a sind dann Strahlteiler 18b
und 18c angeordnet, die die Informationsstrahlen 10b und
10c in den Strahlengang des Informationsstrahls 10a ein
koppeln. Somit treffen sämtliche Informationsstrahlen
10a, 10b und 10c hinter dem in Fig. 3 oberen Strahlteiler
18c zusammen und können von den optischen Aufnahmemitteln
12 und 14 gemeinsam erfaßt werden.
Da jedoch in der Regel die Informationsstrahlen 10a, 10b
und 10c jeweils für sich erfaßt werden sollen, sind in
den Strahlengängen der Informationsstrahlen 10a, 10b und
10c separat steuerbare Verschlüsse 19a, 19b und 19c angeordnet.
Durch eine geeignete elektrische Ansteuerung kön
nen die Verschlüsse 19a, 19b und 19c wechselweise für ein
Durchlassen oder Blockieren des zugeordneten Informati
onsstrahl 10a, 10b oder 10c angesteuert werden, so daß
wahlweise nur einer der Informationsstrahlen 10a, 10b und
10c auf die Aufnahmemittel 12 und 14 gelangt. Somit kann
in Abhängigkeit von der aus den Speichermedien 8a, 8b und
8c ausgelesenen Informationen die Reihenfolge des Erfas
sens dieser Informationen festgelegt werden, weshalb die
Ansteuerung der Verschlüsse 19a, 19b und 19c auch als
zeitliches Multiplexing oder Zeitmultiplexing bezeichnet
werden. Beispielsweise kann durch das zeitlich aufeinan
der folgende Auslesen und Erfassen der Informationen der
einzelnen Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c jeweils
die Zeit des Erfassens eines Informationsstrahls 10a dazu
genutzt werden, um eine neue Winkelposition der anderen
Speichermedien 8b und 8c einzustellen, bevor deren zur
neuen Winkelposition gehörende Informationen durch Um
schalten der Verschlüsse 19a, 19b und 19c von den Aufnah
memitteln 12 und 14 erfaßt werden.
Bei den zuvor dargestellten drei Ausführungsbeispielen
wurde der Lesestrahl 5 in vollem aufgeweiteten Durchmes
ser auf die Speichermedien 8a, 8b und 8c geleitet und die
in den Speichermedien 8a, 8b und 8c erzeugten Informati
onsstrahlen 10a, 10b und 10c wurden ebenfalls in ihrer
vollen Breite auf die Aufnahmemittel 12 und 14 bzw. 12a
bis 12c und 14a bis 14c geleitet. Da - wie oben beschrie
ben worden ist - bei den aus dem Stand der Technik be
kannten Speichermedien bereits geringe Volumina ausrei
chen, um ein vollständiges Hologramm zu speichern, kann
mit den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ein
sehr kompakter Aufbau erreicht werden. Denn beispielswei
se können Speichermedien mit Abmessungen im Bereich von 3
× 3 × 3 mm3 eingesetzt werden. Dementsprechend können die
weiteren optischen Elemente und Aufnahmemittel ebenfalls
sehr klein gewählt werden, so daß sehr geringe Abmessun
gen der gesamten Vorrichtung erreichbar sind.
Fig. 4 zeigt ein weiteres im wesentlichen der in Fig. 1
dargestellten Vorrichtung entsprechendes Ausführungsbei
spiel der vorliegenden Erfindung, bei dem Speichermedien
8 eingesetzt werden, die in eine Mehrzahl von Raumberei
chen aufgeteilt sind, in denen separat holographische In
formationen gespeichert sind. Für ein gezieltes Auslesen
der einzelnen Raumbereiche der Speichermedien 8 sind da
her zusätzliche Maßnahmen erforderlich, die im folgenden
beschrieben werden.
Im Strahlengang des am Spiegel 4 reflektierten aufgewei
teten Lesestrahls 5 ist ein räumlicher Strahlmodulator 6
angeordnet. Der Strahlmodulator 6 bewirkt ein teilweises
Ausblenden des auftreffenden Lesestahls 5, so daß gezielt
einzelne Raumbereiche innerhalb der Speichermedien 8a, 8b
und 8c ausgelesen werden. Dazu dient der Teillesestrahl
7, der vom räumlichen Strahlmodulator 6 durchgelassen
wird, während der restliche Anteil des aufgeweiteten Le
sestrahls 5 abgeblockt wird.
Der Strahlmodulator 6 weist eine im wesentlichen der Grö
ße der Oberfläche der Speichermedien 8a, 8b und 8c ent
sprechende Oberfläche auf. Dadurch wird sichergestellt,
daß der aufgeweitete Lesestrahl 5, der den Strahlmodula
tor 6 im wesentlichen vollständig ausleuchtet, in Form
von ausgeblendeten Teillesestrahlen 7 die gesamte Volumi
na der Speichermedien 8a, 8b und 8c erreichen kann. Da
der aufgeweitete Lesestrahl 5 im wesentlichen ein paral
lel verlaufendes Strahlenbündel darstellt, ist durch die
Ansteuerung einzelner Felder des Strahlmodulators 6 ein
Ausleuchten separater Raumbereiche der Speichermedien 8a,
8b und 8c möglich, ohne daß es einer zusätzlichen Optik
bedarf. Daher trifft der jeweils durch den Strahlenmodu
lator 6 ausgeblendete Teillesestrahl 7 als paralles
Strahlenbündel unter dem voreingestellten Winkel auf die
Speichermedien 8a, 8b und 8c.
In den Speichermedien 8a, 8b und 8c werden durch den aus
geblendeten Teillesestrahl 7 bzw. durch die transmittier
ten Strahlen 11a und 11b die räumlich begrenzten Informa
tionsstrahlen 10a, 10b und 10c erzeugt. Diese werden
durch die zugeordneten Aufnahmemittel 12 und 14 in der
zuvor beschriebenen Weise aufgenommen und erfaßt.
Fig. 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung, das in seinem Aufbau dem in Fig. 2 dar
gestellten zweiten Ausführungsbeispiel entspricht. Wie
beim vierten Ausführungsbeispiel ist auch hier ein trans
mittierender räumlicher Strahlmodulator 6 im Strahlengang
vor dem ersten Speichermedium 8a sowie vor dem ersten
Strahlteiler 15a angeordnet. Somit gelangen nur die
Teillesestrahlzweige 7a und 7b auf die Speichermedien 8a
und 8b, um darin die räumlich begrenzten Informations
strahlen 10a und 10b zu erzeugen.
Fig. 6 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die
Funktionsweise des transmittierenden räumlichen Strahlmo
dulators 6 in Form einer Flüssigkristallanzeige (LCD).
Die Flüssigkristallanzeige 6 weist eine Mehrzahl von in
einer Matrix angeordneten elektrisch ansteuerbaren Fel
dern 20, auf die jeweils einzeln oder gruppenweise ange
steuert werden können. Somit kann abhängig vom auszule
senden Raumbereich 22 des Speichermediums 8 ein Teillesestrahl
7 aus dem aufgeweiteten, auf den Strahlenmodulator
6 auftreffenden Lesestrahl 5 ausgeblendet werden. Dazu
ist ein aus vier Feldern 20 bestehendes Fenster 21 der
Flüssigkristallanzeige 6 transmittierend angesteuert,
während die anderen Felder 20 den Lesestrahl 5 blockie
ren. Das Fenster 21 läßt somit den Teillesestrahl 7 pas
sieren.
Der Teillesestrahl 7 trifft dann auf das holographische
Speichermedium 8 und liest das in dem Raumbereich 22 un
ter dem eingestellten Winkel zwischen Teillesestrahl 7
und Speichermedium 8 gespeicherte Hologramm aus. Es ent
stehen der abgebeugte Informationsstrahl 10 und der
transmittierte Teilstrahl 11. Der Informationsstrahl 10
wird über die Optik 12 in den Strahl 13 aufgeweitet und
in die CCD-Kamera 14 abgebildet. Die Daten der CCD-Kamera
14 werden dann von einem Computer übernommen und dort
weiter verarbeitet.
Fig. 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung, das einen Aufbau entsprechend dem drit
ten Ausführungsbeispiel von Fig. 3 aufweist. Beim sech
sten Ausführungsbeispiel trifft der aufgeweitete Lese
strahl 5 auf einen reflektierenden räumlichen Strahlmodu
lator 23, der beispielsweise als Digitalspiegelvorrich
tung ausgebildet ist. Diese besteht aus einer im wesent
lichen in einer Ebene angeordneten Matrix von Spiegeln
mit geringen Abmessungen, die einzeln für sich durch eine
elektrische Ansteuerung in ihrer Winkelposition einstell
bar sind. Zur elektrischen Einstellung sind bspw. für je
den Spiegel Piezoelement vorgesehen, die jeden einzelnen
Spiegel der Digitalspiegelvorrichtung 23 separat verstel
len. Somit können ein oder mehrere Spiegel der Digital
spiegelvorrichtung 23 so eingestellt werden, daß nur der
auf sie auftreffende Teil des Lesestrahls 5 in Richtung
der Speichermedien 8a, 8b und 8c gerichtet ist. Die übri
gen Spiegel der Digitalspiegelvorrichtung 23 weisen eine
andere Raumrichtung auf und reflektieren die auf sie auf
treffende elektromagnetische Strahlung in einen Raumbe
reich außerhalb der Speichermedien 8a, 8b und 8c. Daher
entspricht jeder Spiegel der Digitalspiegelvorrichtung 23
einem der zuvor beschriebenen elektrisch ansteuerbaren
Felder eines allgemeinen räumlichen Strahlmodulators. Der
räumlich begrenzte Teillesestrahl 7 sowie die transmit
tierten Teilstrahlen 11a und 11b erzeugen in den Spei
chermedien 8a, 8b und 8c die Informationsstrahlen 10a,
10b und 10c, die in dem gemeinsamen Aufnahmemittel 12 und
14 aufgenommen und erfaßt werden. Dabei entspricht der
Aufbau der optischen Elemente in den Strahlengängen der
Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c dem des in Fig. 3
dargestellten dritten Ausführungsbeispiels.
Fig. 8 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die
Funktionsweise der Digitalspiegelvorrichtung 23. Der auf
geweitete Lesestrahl 5 beleuchtet den Strahlmodulator
bzw. die Digitalspiegelvorrichtung 23 im wesentlichen
vollständig und vorzugsweise mit im wesentlichen homoge
ner Intensität. Durch das elektrische Beschalten reflek
tiert der Strahlmodulator 23 nur einen Teillesestrahl 7,
wobei dessen Position in Bezug auf das Speichermedium 8
sowie der Durchmesser des Teillesestrahls 7 in Abhängig
keit von dem von der eingeschriebenen holographischen In
formation eingenommenen Raumbereich 22 im Speichermedium
8 eingestellt wird. Dazu sind ein oder mehrere Felder 24
der Digitalspielgelvorrichtung 23 für ein Reflektieren
des Teillesestrahls 7 in Richtung des Speichermediums 8
geschaltet. Dieses wird exemplarisch als reflektierendes
Fenster 25 gezeigt, das aus insgesamt vier Feldern 24 besteht,
wie im gestrichelten Linien in Fig. 8 dargestellt
ist.
Fig. 9 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung, das in seinem Aufbau im wesentlichen
dem ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 entspricht.
Beim siebten Ausführungsbeispiel wird der aufgeweitete
Lesestrahl 5 in seinem gesamten Durchmesser auf die Spei
chermedien 8a bzw. als Teilstrahlen 11a und 11b auf die
Speichermedien 8b und 8c geleitet. Die somit erzeugten
abgebeugten Informationsstrahlen 10a, 1Db und 10c enthal
ten die Informationen sämtlicher ausgeleuchteter Raumbe
reiche der Speichermedien 8a, 8b und 8c entsprechend dem
Einfallswinkel.
Das siebte Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus,
daß in den Strahlengängen der Informationsstrahlen 10a,
10b und 10c transmittierende räumliche Strahlmodulatoren
6a, 6b und 6c angeordnet sind, die aus den einfallenden
Informationsstrahlen 10a, 10b und 10c Teilinformations
strahlen 26a, 26b und 26c ausblenden. Die Teilinformati
onsstrahlen 26a, 26b und 26c entsprechend jeweils einem
zugeordneten Raumbereich der jeweiligen Speichermedien
8a, 8b und 8c.
Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbei
spielen, bei denen der Lesestrahl 5 vor dem Auftreffen
auf die Speichermedien 8a, 8b und 8c räumlich auf den
Teillesestrahl 7 begrenzt worden ist und bei denen somit
jeweils korrespondierende Raumbereiche der Speichermedien
8a, 8b und 8c vorausgewählt wurden, können beim vorlie
genden siebten Ausführungsbeispiel durch das vollständige
Ausleuchten der Speichermedien 8a, 8b und 8c und durch
räumliches Selektieren der Informationsstrahlen 10a, 10b
und 10c unterschiedliche Raumbereiche der einzelnen Spei
chermedien 8a, 8b und 8c erfaßt werden. Dieses ist in
Fig. 9 durch unterschiedliche Auftreffpositionen der In
formationsteilstrahlen 26a, 26b und 26c auf den Optiken
12a, 12b und 12c dargestellt.
Fig. 10 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung, dessen Aufbau im wesentlichen dem in
Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht. Wie
beim siebten Ausführungsbeispiel sind beim vorliegendem
Ausführungsbeispiel in den Informationsstrahlen 10a, 10b
und 10c räumliche Strahlmodulatoren angeordnet. Im Strah
lengang des Informationsstrahls 10a ist ein transmittie
render räumlicher Strahlmodulator 6a angeordnet, während
in den Strahlengängen der Informationsstrahlen 10b und
10c reflektierende Strahlmodulatoren 23b und 23c angeord
net sind. Der Strahlmodulator 6a ist dabei als Flüssig
kristallanzeige (LCD) ausgebildet, wie in Fig. 6 darge
stellt und zuvor beschrieben worden ist. Die reflektie
renden Strahlmodulatoren 23b und 23c sind dagegen als Di
gitalspiegelvorrichtungen ausgebildet, wie in Fig. 8 dar
gestellt und zuvor beschrieben worden ist. In jedem Fall
können die räumlichen Strahlmodulatoren 6a, 23b und 23c
einen Teilinformationsstrahl 26a, 26b und 26c ausblenden,
wobei jeweils unabhängig voneinander in den verschiedenen
Speichermedien 8a, 8b und 8c unterschiedliche Raumberei
che erfaßt werden.
Die Teilinformationsstrahlen 26a, 26b und 26c werden dann
in der Weise auf die gemeinsamen Aufnahmemittel 12 und 14
abgebildet, wie es oben anhand von Fig. 3 beschrieben
worden ist. Da die Teilinformationsstrahlen 26a, 26b und
26c unterschiedlich räumlich ausgeblendet worden sind,
ergeben sich im Strahlengang hinter dem letzten Strahlteiler
18c die versetzt angeordneten Strahlverläufe. Da
bei ist der Stahlengang des Teilinformationsstrahls 26a
mit durchgezogenen Linien dargestellt, während die Tei
linformationsstrahlen 26b und 26c im Strahlverlauf hinter
den Verschlüssen 19b und 19c gestrichelt dargestellt
sind. Dieses soll veranschaulichen, daß lediglich der
Blockierer 19a auf Durchlaß geschaltet ist, während die
beiden Verschlüsse 19b und 19c die auf sie auftreffenden
Teilinformationsinformationsstrahlen 26b und 26c blockie
ren. Diese Vorgehensweise ist oben bereits als eine Form
des Zeitmultiplexing beschrieben worden.
Bei sämtlichen zuvor dargestellten Ausführunsgbeispielen
sind die verschiedenen Speichermedien 8a, 8b und 8c auf
Drehtischen 9a, 9b und 9c angeordnet. Da es sich dabei um
separate Bauelemente handelt, können diese unabhängig
voneinander in der Drehstellung eingestellt werden. Dazu
sind die Drehtische 9a, 9b und 9c mit steuerbaren Antrie
ben versehen. Obwohl in den zuvor beschriebenen Figuren
zur Darstellung der Ausführungsbeispiele die Speicherme
dien 8a, 8b und 8c einen im wesentlichen gleichen Winkel
zum auftreffenden Lesestrahl 5 bzw. Teilstrahl 11a und
11b aufweisen, können die Speichermedien 8a, 8b und 8c in
vollständig unabhängig voneinander gewählten Winkelposi
tionen eingestellt werden.
Da die Speichermedien einen vom umgebenden Medium (Luft)
abweichenden Brechungsindex aufweisen, kommt es dann,
wenn das Speichermedium unter einem von 90° abweichenden
Winkel zum Lesestrahl 5 bzw. 7 eingestellt ist, zu einem
parallelen Strahlversatz, der auch als Parallaxe bezeich
net wird. Dieses ist in Fig. 11 anhand des Strahlenganges
eines Teillesestrahls 7 dargestellt, der auf das Spei
chermedium 8 auftrifft. Durch die Winkelstellung des.
Speichermediums 8 in Bezug auf den auftreffenden Teille
sestrahl 7 kommt es durch optische Brechung zu einem Ver
satz des austretenden Teilstrahls 11. Auch wenn der
Strahlversatz gering ist, können doch bei einer Vielzahl
von hintereinander angeordneten Speichermedien 8 deutli
che Abweichungen der Teilstrahlen 11 in der Summe aller
Strahlversätze entstehen. Als Ausgleich dafür ist, wie in
Fig. 11 dargestellt ist, ein zusätzliches optisches Ele
ment 27 in Form einer planparallelen Scheibe in Strahlen
gang des Teilstrahls 11 angeordnet, das einen Brechungs
index und eine Dicke aufweist, die im wesentlichen mit
dem Brechungsindex und der Dicke des zugeordneten Spei
chermediums 8 übereinstimmen. Korrespondiert die Winkel
stellung des optischen Elementes 27 der des Speichermedi
ums 8, so tritt ein paralleler Strahlversatz auf, der den
in dem Speichermedium 8 auftretenden Strahlversatz aus
gleicht. Dadurch wird erreicht, daß der aus dem optischen
Element 27 austretende Teilstrahl 11 sich im wesentlichen
in der räumlichen Verlängerung des Teillesestrahls 7 aus
breitet. Ist darüber hinaus das optische Element 27 ge
gensinnig synchron mit der Drehung des Drehtisches 9
drehbar, was durch ein geeignetes Getriebe realisiert
ist, so findet automatisch ein Ausgleich der Parallaxe
des Teilstrahls 11 für sämtliche Winkelstellungen des
Drehtisches 9 bzw. des Speichermediums 8 statt.
Fig. 12 zeigt schließlich ein neuntes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bei dem ähnlich wie bei dem in
Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Le
sestrahl 5 in Lesestrahlzweige aufgeteilt ist. Dazu ist
im Strahlengang des Lesestrahls 5 ein reflektierender
räumlicher Strahlenmodulator 23 angeordnet. Der Strahlen
modulator 23 reflektiert zwei Teillesestrahlen 7a und 7b
in zwei unterschiedliche Raumrichtungen, wie Fig. 12
zeigt. Dazu sind die Felder 24 des Strahlmodulators so
angesteuert, daß zwei Fenster 25 (vergleiche Fig. 8) ge
bildet werden, die die beiden Teillesestrahlen 7a und 7b
erzeugen. In beiden Teillesestrahlen 7a und 7b ist je
weils ein Speichermedium 8a bzw. 8b angeordnet, in denen
Informationsstrahlen 10a und 10b erzeugt werden, die von
den zugeordneten Aufnahmemitteln 12a und 14a sowie 12b
und 14b aufgenommen und erfaßt werden. Obwohl Fig. 12 nur
das Erzeugen von zwei Teillesestrahlzweigen 7a und 7b
zeigt, kann die Digitalspiegelvorrichtung 23 zum Erzeugen
einer Mehrzahl von Teillesestrahlzweigen verwendet wer
den. Ebenso ist es möglich in jedem Teillesestrahlzweig
7a und 7b zwei oder mehr Speichermedien 8 anzuordnen, in
denen jeweils Informationsstrahlen 10 erzeugt werden. So
mit weist das neunte Ausführungsbeispiel einen weiteren
Weg, wie mit Hilfe eines Lesestrahls 5 eine Vielzahl von
Speichermedien 8 ausgelesen werden können.
Mit dem neunte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 ist dar
über hinaus auch das Durchführen eines Zeitmultiplexing
möglich. Die Digitalspiegelvorrichtung 23 entspricht in
ihrer Funktion einen Strahlteiler. Zudem können die ein
zelnen Felder 24 der Digitalspiegelvorrichtung einzeln
angesteuert werden, so daß Einstellmittel zur Verfügung
stehen, die die Reflektionseigenschaft des Strahlteilers
beeinflussen können. Wird beispielsweise die Reflektions
richtung des Strahlteilers bzw. der Digitalspiegelvor
richtung 23 verändert, so können die Teillesestrahlzweige
7a und 7b ein- und ausgeschaltet werden. Ebenso ist es
möglich, nicht nur ein Ein- und Ausschalten durchzufüh
ren, sondern auch die Intensität der Teillesestrahlzweige
7a und 7b einzustellen, indem beispielsweise statt einer
maximalen Anzahl von Feldern 24 eines Fensters 25 nur ein
Teil der Felder für ein Reflektieren der Teillesestrahlzweige
7a und 7b im Vergleich zu der Anzahl von Feldern 24
verwendet werden, die für ein volles Reflektieren erfor
derlich sind. Somit lassen sich sowohl die Reflektions
richtung als auch die Reflektionsintensität des Strahl
teilers bzw. der Digitalspiegelvorrichtung 23 einstellen.
Beispielsweise ist somit möglich, eine Vielzahl von
Teillesestrahlzweigen nacheinander mit der Strahlungsin
tensität des Lesestrahls 5 zu versorgen.
Die Funktion des zeitlich einstellbaren Strahlteilers
kann auch durch einen Drehspiegel realisiert werden, der
zeitlich nacheinander in verschiedene Raumrichtungen re
flektiert, um somit unterschiedliche Lesestrahlzweige an
zusteuern. Die Ausgestaltung als Drehspiegel ist nicht in
der Zeichnung dargestellt.
Claims (35)
1. Verfahren zum Auslesen von mindestens zwei hologra
phischen Speichermedien,
bei dem mit Hilfe eines Lesestrahls (5, 7) aus kohä renter elektromagnetischer Strahlung in den minde stens zwei Speichermedien (8a, 8b, 8c) Informations strahlen (10a, 10b, 10c) erzeugt werden und
bei dem die Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c) mit Hilfe von Aufnahmemitteln (12, 14) für ein Erfassen der Informationen aufgenommen werden.
bei dem mit Hilfe eines Lesestrahls (5, 7) aus kohä renter elektromagnetischer Strahlung in den minde stens zwei Speichermedien (8a, 8b, 8c) Informations strahlen (10a, 10b, 10c) erzeugt werden und
bei dem die Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c) mit Hilfe von Aufnahmemitteln (12, 14) für ein Erfassen der Informationen aufgenommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mit Hilfe minde
stens eines durch ein Speichermedium (8a, 8b) trans
mittierten Teilstrahls (11a, 11b) die Informationen
eines im Strahlengang nachfolgenden Speichermedium
(8b, 8c) ausgelesen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mit Hilfe
mindestens eines Strahlteilers (15a, 15b, 23) aus
dem Lesestrahl (5, 7) mindestens ein Lesestrahlzweig
(5a, 5b, 5c; 7a, 7b, 7c) abgezweigt wird und bei dem
mit Hilfe des mindestens einen Lesestrahlzweigs (5a,
5b, 5c; 7a, 7b, 7c) die Informationen aus mindestens
zwei Speichermedien (8a, 8b, 8c) ausgelesen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem
mit Hilfe jeweils eines Aufnahmemittels (12, 14) je
der Informationsstrahl (10) erfaßt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem
mit Hilfe jeweils eines Aufnahmemittels (12, 14)
mindestens zwei Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c)
erfaßt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, bei dem mit Hilfe
mindestens eines im Strahlengang angeordneten räum
lichen Strahlmodulators (6, 23) die Speichermedien
(8a, 8b, 8c) räumlich begrenzt erfaßt werden.
7. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 6, bei dem die
Speichermedien (8a, 8b, 8c) mit Hilfe von Drehti
schen (9a, 9b, 9c) unabhängig voneinander in unter
schiedliche Winkelpositionen relativ zum Lesestrahl
(5, 7) eingestellt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem
mit Hilfe eines optischen Elements (27) der Strahl
versatz eines durch ein Speichermedium (8) transmit
tierten Teilstrahls (11) ausgeglichen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das optische Ele
ment (27) synchron gegensinnig mit dem Speichermedi
um (8) gedreht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem
der Lesestrahl (5, 7) in mindestens zwei Lese
strahlzweige (5a, 5b; 7a, 7b) aufgeteilt wird und
bei dem die Intensitätsverteilung auf die mindestens
zwei Lesestrahlzweige (5a, 5b; 7a, 7b) zeitlich ver
ändert wird.
11. Vorrichtung zum Auslesen von mindestens zwei holo
graphischen Speichermedien,
mit einer Strahlungsquelle (1) zum Erzeugen eines Lesestrahls (5, 7) aus kohärenter elektromagneti scher Strahlung,
mit mindestens zwei im Strahlengang des Lesestrahls (5, 7) angeordneten Speichermedien (8a, 8b, 8c) und
mit Aufnahmemitteln (12, 14) zum Erfassen der in den mindestens zwei Speichermedien (8a, 8b, 8c) erzeug ten Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c).
mit einer Strahlungsquelle (1) zum Erzeugen eines Lesestrahls (5, 7) aus kohärenter elektromagneti scher Strahlung,
mit mindestens zwei im Strahlengang des Lesestrahls (5, 7) angeordneten Speichermedien (8a, 8b, 8c) und
mit Aufnahmemitteln (12, 14) zum Erfassen der in den mindestens zwei Speichermedien (8a, 8b, 8c) erzeug ten Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der mindestens eine durch ein Speichermedi
um (8a, 8b) transmittierte Teilstrahl (11a, 11b) den
Lesestrahl für ein im Strahlengang nachfolgendes
Speichermedium (8b, 8c) bildet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß mindestens ein Strahlteiler (15a,
15b; 23) im Strahlengang des Lesestrahls (5, 7) an
geordnet ist und daß die Speichermedien (8a, 8b, 8c)
zumindest teilweise in dem mindestens einen durch
den Strahlteiler (15a, 15b; 23) abgezweigten Lese
strahlzweig (5a, 5b, 5c; 7a, 7b, 7c) angeordnet
sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß zumindest teilweise die in
den Speichermedien (8a, 8b, 8c) erzeugten Informati
onsstrahlen (10a, 10b, 10c) parallel zueinander ver
laufen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß für jeden Informations
strahl (10a, 10b, 10c, 26a, 26b, 26c) ein Aufnahme
mittel (12a, 12b, 12c; 14a, 14b, 14c) vorgesehen
ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß für jeweils mindestens
zwei Informationsstrahlen (10a, 10b, 10c, 26a, 26b,
26c) gemeinsame Aufnahmemittel (12, 14) vorgesehen
sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß optische Mittel (17a, 17b, 17c; 18a, 18b,
18c; 19a, 19b, 19c) für ein abwechselndes Projizie
ren jeweils eines der Informationsstrahlen (10a,
10b, 10c; 26a, 26b, 26c) auf die gemeinsamen Aufnah
memittel (12, 14) vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß mindestens ein räumlicher
Strahlmodulator (6, 23) im Strahlengang angeordnet
ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich
net, daß der Strahlmodulator (6, 23) eine Mehrzahl
von elektrisch ansteuerbaren Feldern (20, 24) auf
weist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 23) eine
im wesentlichen der Oberfläche der Speichermedien
(8) entsprechende Oberfläche aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da
durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6)
transmittierend, vorzugsweise als Flüssigkristallan
zeige ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da
durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (23)
reflektierend, vorzugsweise als Digitalspiegelvor
richtung ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, da
durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6,
23) im Strahlengang vor dem ersten Speichermedium
(8a) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, da
durch gekennzeichnet, daß der Strahlmodulator (6, 23)
im Strahlengang vor dem ersten Strahlteiler (15a)
angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, da
durch gekennzeichnet, daß ein Strahlmodulator (6a,
6b, 6c; 23b, 23c) im Strahlengang mindestens eines
Informationsstrahls (10a, 10b, 10c) angeordnet ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, da
durch gekennzeichnet, daß die Speichermedien (8a,
8b, 8c) auf Drehtischen (9a, 9b, 9c) angeordnet
sind, die vorzugsweise steuerbare Antriebe aufwei
sen.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich
net, daß die Drehtische (9a, 9b, 9c) unabhängig von
einander in der Drehstellung einstellbar sind.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, daß im Strah
lengang eines in einem in Strahlrichtung zuvor
durchlaufenen Speichermedium (8) erzeugten Teil
strahls (11) ein den Strahlversatz ausgleichendes
optisches Element (27) vorgesehen ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich
net, daß das optische Element (27) als planparallele
Scheibe ausgebildet ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch ge
kennzeichnet, daß das optische Element (27) einen
Brechungsindex und eine Dicke aufweist, die im we
sentlichen mit dem Brechungsindex und der Dicke des
zugeordneten Speichermediums (8) übereinstimmen.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, da
durch gekennzeichnet, daß das optische Element (27)
gegensinnig synchron mit der Drehung des Drehtisches
(9) drehbar ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 31, da
durch gekennzeichnet, daß Einstellmittel zum Ändern
der Reflektionseigenschaft mindestens eines des
Strahlteiler (15a, 15b; 23) vorgesehen sind.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeich
net, daß die Einstellmittel die Reflektionsrichtung
und/oder die Reflektionsintensität des Strahlteilers
(15a, 15b; 23) einstellen.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Strahlteiler als Digitalspie
gelvorrichtung (23) ausgebildet ist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Strahlteiler als Drehspiegel
ausgebildet ist.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
DE2000122948 DE10022948A1 (de) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen von holographisch gespeicherten Informationen |
AU2001274018A AU2001274018A1 (en) | 2000-05-11 | 2001-05-10 | Method and device for reading out holographically stored information |
PCT/EP2001/005325 WO2001086646A1 (de) | 2000-05-11 | 2001-05-10 | Verfahren und vorrichtung zum auslesen von holographisch gespeicherten informationen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000122948 DE10022948A1 (de) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen von holographisch gespeicherten Informationen |
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ID=7641563
Family Applications (1)
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DE2000122948 Withdrawn DE10022948A1 (de) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen von holographisch gespeicherten Informationen |
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KR0171076B1 (ko) * | 1994-05-13 | 1999-04-15 | 배순훈 | 서로 다른 파장의 레이저 비임을 동시에 각각 발생하여 한쪽면에 복수개의 기록층을 가지는 광디스크를 기록/재생하는 광 픽업 시스템 |
US6020985A (en) * | 1998-01-30 | 2000-02-01 | Siros Technologies, Inc. | Multilayer reflection microhologram storage in tape media |
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-
2001
- 2001-05-10 AU AU2001274018A patent/AU2001274018A1/en not_active Abandoned
- 2001-05-10 WO PCT/EP2001/005325 patent/WO2001086646A1/de active Application Filing
Also Published As
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