DE2307482B2 - Verfahren zum Schreiben einer zusätzlichen Information in einen nur auszulesenden Speicher - Google Patents

Description

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

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

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

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

Rillen und ein Aufzeichnungsmedium aus trans- Erläuternde Ausführungsbeispiele der Erfindung

parentem Plastikmaterial mit einem hierauf durch sind in der Zeichnung dargestellt und werden zum

Drücken des Prägestempels auf das Aufzeich- besseren Verständnis der Erfindung im folgenden

nungsmedium eingeprägten Beugungsgitter ver- 30 näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

wendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht, weiche

Prägestempel über dem Beugungsgitter derart an- ein Verfahren zum Ausbilden eines nur auszulesen-

geordnet wird, daß seine parallelen Rillen unter den Speichers darstellt,

einem Winkel in bezug auf eine Bezugsgröße, be- F i g. 2 eine Teilquerschnittsansicht eines Elemen-

stimmt durch die zusätzliche einzuschreibende 35 tarbeugungsgitters vom Phasentyp zum Erläutern

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

pel auf das vorhergehende Beugungsgitter auf eines Strahles monochromatischen Lichtes,

dem Aufzeichnungsmedium gedrückt wird, um F i g. 3 a eine Draufsicht auf ein mehrphasiges

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

gungsgitter überlagertes Beugungsgitter auszubil- 40 len monochromatischen Lichts,

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

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

4, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerten gungsgitters darstellt,

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

ben. 45 Ordnung zum Reproduzieren von Daten von einem

Speicherband mit einer Vielzahl von hierauf auf-

gezeichneten mehrphasigen Beugungsgittern und

F i g. 5 eine Ansicht ähnlich F i g. 4, welche eine Modifikation der in F i g. 4 gezeigten Ansicht dar-Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 50 stellt.

Schreiben einer zusätzlichen Information in einen In F i g. 1 der Zeichnung ist ein Verfahren zum

nur auszulesenden Speicher. Ausbilden eines Beugungsgitters auf einem Aufin jüngster Zeit sind Halbleiterelemente oder ma- zeichnungsmedium dargestellt. Wie in F i g. 1 gegnerische Speicherelemente verwendet worden, um zeigt, ist ein Prägestempel 10 auf der freien Stirnnur auszulesende Speieher zu bilden. Solche Spei- 55 fläche mit einem einzelnen Beugungsgitter versehen, eher haben jedoch eine geringe Speicherkapazität. welches im Aufbau komplementär zu einem einzu-Andererseits wird die Verwendung optischer Spei- prägenden Beugungsgitter ist, und eine Vielzahl cherelemente auf dem Gebiet der Technik nur aus- paralleler Rillen mit vorbestimmtem Querschnitt und zulesender Speicher für vielversprechend gehalten, in vorbestimmten gleichen Intervallen angeordnet weil die resultierende Dichte und Kapazität groß 60 aufweist. Der Prägestempel 10 ist in seiner vorbesind, was zu geringen Kosten je Informationseinheit stimmten Winkellage ausgerichtet und wird unter führt. Bisher bekannte optische Speichersysteme ha- Druck auf einen Film 12 geeigneten transparenten ben jedoch den Nachteil, daß es unmöglich ist, eine Plastikmaterials gedrückt, um auf diesem ein Beu-Information nach der anderen je nach Wunsch und gungsgitter 14 auszubilden. Beispielsweise für solche leicht einzuschreiben. 65 Materialien sind Polyvinylchloride, Polyvinylazetate,

Ziel der Erfindung ist es daher, einen verbesser- Polyäthylenterephthalat, usw. Das so geformte Beuten nur auszulesenden Speicher mit geringen Kosten gungsgitter soll im folgenden Elementargitter gezu schaffen, bei welchem zusätzliche Informationen nannt werden.

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

d sin Θ — ηλ,

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

Φ = tan"¹ —

sin θ

r — COS (-J
λ

sin θ

(O

(2)

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

Der gerade beschriebene Vorgang kann an einer gemeinsamen Position des Films aus Plastik wiederholt werden, wie es erforderlich ist, um ein Mehrphasengitter oder ein Beugungsgitter mit einer Vielzahl von überlagert angeordneten Elementargittern mit verschiedenen Winkellagen auszubilden. F i g. 3 a zeigt ein Beispiel eines solchen Mehrphasengitters oder Beugungsgitters 20 mit drei Elementargittern. Das Beugungsgitter 20 gibt drei Strahlen gebeugten Lichtes ab, deren Projektionen auf die Ebene des Films aus Plastik durch Pfeile für das gebeugte Licht 18 dargestellt sind. F i g. 3 b zeigt ein Mehrphasengitter oder Beugungsgitter 20 mit vier Elementargittern, welche vier Lichtstrahlen gebeugten Lichts IS in verschiedene Richtungen abgeben können.

Daher können eine Vielzahl von Elementargittern mit einem gemeinsamen Beugungswinkel Θ und verschiedenen Drehwinkeln ψ auf einem Film aus Plastik eingeprägt werden, um auf einfache Weise auf

ίο diesem ein Mehrphasengitter oder Beugungsgitter auszubilden. Im allgemeinen werden eine Vielzahl von Elementargittern mit verschiedenen Beugungswinkeln Θ durch Änderung von d oder Φ oder beiden und mit verschiedenen Drehwinkeln ψ, die jeweils für einen anderen der Beugungswinkel Θ ausgewählt werden, in überlagerter Anordnung an einer gemeinsamen Position auf dem Film aus Kunststoff eingeprägt werden, um auf diesem ein Mehrphasengitter oder Beugungsgitter auszubilden. Das so ausgebildete Mehrphasengitter oder Beugungsgitter spricht auf einen senkrecht auf seine hintere Ebene auffallenden Strahl monochromatischen Lichts mit der Abgabe einer Vielzahl von Strahlen gebeugten Lichts mit verschiedenen Richtungen an, wie sie durch die Beugungs- und Drehwinkel Θ und ψ der Elementargitter bestimmt sind. So kann eine Kombination dieser Werte Θ und y einem einzigen Fall entsprechen.

Wenn eine zusätzliche Information einem bestimmten Beugungsgitter hinzugefügt werden soll, ist es nur erforderlich, ein Elementargitter mit einem Beugungswinkel und/oder einem Drehwinkel wie durch die zusätzliche Information bestimmt auf dem Beugungsgitter durch einen Einprägevorgang wie oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben zu überlagern. Für mehr als eine zusätzliche Information wird der gerade beschriebene Vorgang für jede zusätzliche Information wiederholt. Ähnlich kann eine zusätzliche Information auf einem Film aus Plastik mit auf diesem eingeprägten Mehrphasengittern oder Beugungsgittern eingeschrieben werden. Im einzelnen werden eine Vielzahl von Prägestempeln zum Ausbilden von Elementargittern mit verschiedenen Beugungswinkeln Θ_ν Θ₂, Θ₃..., wie durch die zusätzliehe Information bestimmt, aufeinanderfolgend ausgewählt und an einer vorbestimmten gemeinsamen Position auf dem Film aus Plastik eingeprägt, welcher Mehrphasengitter oder Beugungsgitter aufweist, um unter ausgewählten Dreh winkeln ψ_ν )/'.·>, ψ₃. · ·»

wie durch die Information vorbestimmt, vorhergehenden Beugungsgittern überlagert zu werden, um einen Speicher oder ein Mehrphasengitter bzw. Beugungsgitter für die zusätzliche Information auszubilden. Falls erforderlich, kann der gerade beschriebene Vorgang für jede der zusätzlichen Informationen wiederholt werden, wenn sich die Stanzposition auf dem Film aus Plastik für jede Information ändert.

Daten, welche durch eine Vielzahl von auf einem

Film aus transparentem Plastik auf die oben beschriebene Weise eingeprägten Mehrphasengittern oder Beugungsgittern dargestellt werden, können mit einem Datenreproduktionssystem, wie in Fig. 4 gezeigt, wirksam ausgelesen werden. In der Anordnung nach F i g. 4 sind auf einem Speicherband 22 eine Vielzahl von Mehrphasengittern oder Beugungsgittern wie oben beschrieben in Zeilen und Spalten angeordnet. Das Speicherband 22 ist mit Abstand parallel zu einer datenabtastenden Oberfläche

24 in einem Abstand L angeordnet, wobei der Mit- Mehrphasengitter oder Beugungsgitter 20 in einer telpunkt der abtastenden Oberfläche in einer durch Richtung abgegeben, wie sie durch sowohl den Beudie Längsachse des Speicherbandes 22 und senkrecht gungswinkel 0₍ sowie einen Drehwinkel ψ; bestimmt zu diesem verlaufenden Ebene liegt. Es wird ange- ist, fällt auf die Linse 28 und bildet einen Lichtpunkt nommen, daß ein dreidimensionales orthogonales 5 30 auf der datenabtastenden Oberfläche 24 an einer Koordinatensystem seinen Ursprung O in dem Mittel- Position P_n, welche definiert ist durch einen Radius r, punkt der Ebene der datenabtastenden Oberfläche 24, gleich / tan O₁- und einen Winkel ψ-_η welcher zwischen eine mit der Ebene der abtastenden Oberfläche zu- der x-Achse und einer durch den Ursprung O und sammenfallende x-y-Ebene und eine von dem Spei- die Position P₁₁ gehenden Geraden gebildet wird. In cherband 22 wegragende z-Achse hat. Eine Vielzahl iu diesem Falle erfaßt ein nicht gezeigter Lichtsensor von Lichtsensoren 26 sind in einer Vielzahl von kon- an der Position P_n eine Kombination des Beugungszentrischen Kreisen um den Ursprung O angeordnet, winkeis Θ; und des Drehwinkels ψ j für den zugehöriwie es durch Kreise in F i g. 4 angedeutet ist. gen, nicht gezeigten Prägestempel als eine Einheit von

Die Beugungsgitter geben, wenn sie mit einem Informationen.

Strahl monochromatischen Lichts 16 entlang der ζ- ι;, Während die Erfindung im Zusammenhang mit Achse beleuchtet werden, wie oben beschrieben, einigen bevorzugten Ausführungsformen dargestellt Strahlen gebeugten Lichts 18 in Richtungen ab, wie und beschrieben worden ist, versteht es sich, daß sie durch die Prägebedingungen O, und γ-, wie oben zahlreiche Änderungen und Modifikationen durchbeschrieben bestimmt sind. Lediglich zum Zwecke geführt werden können, ohne vom Gedanken und der Darstellung ist ein einziger Strahl gebeugten ao Bereich der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel Lichts 18 von einem Beugungsgitter 20 gezeigt, wel- sind die an der freien Stirnfläche eines Prägestempels eher in einer Richtung unter einem Winkel S₁ zu der angeordneten Rillen nicht auf eine Echelette-Konfiz-Achse und mit einem Winkel %p_} gegenüber der guration beschränkt und können jeden anderen Querx-Achse, gemessen gegen den Uhrzeigersinn, abgege- schnitt, z. B. sinusförmigen oder rechteckigen Querben wird. Der Strahl gebeugten Lichts erreicht die ab- 25 schnitt haben. Auch können die Lichtsensoren der tastende Oberfläche 24 in einer Position P_n, welche datenabtastenden Oberfläche durch eine Aufnahmeauf einem Kreis mit dem Radius r_t gleich L tan 0_f röhre ersetzt werden. Während das Aufzeichnungsliegt, wobei ein Winkel y,· zwischen der jc-Achse und medium als transparentes Medium beschrieben woreiner geraden Linie durch den Ursprung O und die den ist, versteht es sich, daß das Medium auch licht-Position P_n gebildet wird. Ein an der Position P_n 30 undurchlässig sein kann. In diesem Fall wird der angeordneter Lichtsensor 26 spricht auf den ankom- Strahl von dem Beugungsgitter auf dem Aufzeichmenden Strahl gebeugten Lichtes 18 an, um die zu- nungsmedium gebeugten Lichts als von diesem gehörigen Daten auszulösen. reflektiertes Licht gebildet.

F i g. 5, in welcher gleiche Bezugszeichen und Kurz umrissen wird eine zusätzliche Information Buchstaben den in F i g. 4 gezeigten Teilen entspre- 35 dadurch in einen Speicher eingeschrieben, welcher chende oder ähnliche Teile bezeichnen, stellt eine die Form eines auf einem Film aus transparentem Modifikation der in F i g. 4 gezeigten Anordnung dar. Plastikmaterial durch Einprägen mit einem ein Beu-Die Anordnung ist der in F i g. 4 gezeigten im wesent- gungsgitter enthaltenden Prägestempel ausgebildeter liehen gleich mit der Ausnahme, daß eine Linse 28 Beugungsgitters hat, daß der gleiche Prägestempel ersi mit einer Brennweite / zwischen dem Speicherband 40 in eine Winkellage bestimmt durch die Information 22 und der datenabtastenden Oberfläche 24 und mit und gemessen in bezug auf eine Bezugsgröße gebrachi einem Abstand zu der abtastenden Oberfläche 24 und dann auf das Beugungsgitter auf dem Film gegleich der Brennweite / der Linse 28 angeordnet ist. drückt wird, um ein entsprechendes Beugungsgittei Es versteht sich, daß die optische Achse der Linse 28 in überlagertem Verhältnis zu dem vorhergehender in der z-Achse liegt. 45 Beugungsgitter auszubilden. Als Prägestempel kanr

Wie bei der Anordnung in Fig. 4 wird ein Strahl ein Prägestempel mit anderer Gitterkonstante als die

gebeugten monochromatischen Lichts 18 von einem jenige des ersten Prägestempels verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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

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

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

Information, aufweist. benden Information kann in überlagertem Verhältnis