JPS5811718B2 - 光メモリ装置 - Google Patents
光メモリ装置Info
- Publication number
- JPS5811718B2 JPS5811718B2 JP14032476A JP14032476A JPS5811718B2 JP S5811718 B2 JPS5811718 B2 JP S5811718B2 JP 14032476 A JP14032476 A JP 14032476A JP 14032476 A JP14032476 A JP 14032476A JP S5811718 B2 JPS5811718 B2 JP S5811718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light
- optical
- lenses
- deflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光を用いて情報の書込みおよび読出しをおこな
う光メモリ装置、特に1ビツト毎の情報が記憶材料の異
なる場所に記憶されるビットオリエンテッド(bit
oriented)光メモリ装置、なかでも一定量の情
報をまとめて書込み、読出しを行なうページ記録方式の
光メモリ装置に関するものである。
う光メモリ装置、特に1ビツト毎の情報が記憶材料の異
なる場所に記憶されるビットオリエンテッド(bit
oriented)光メモリ装置、なかでも一定量の情
報をまとめて書込み、読出しを行なうページ記録方式の
光メモリ装置に関するものである。
メモリ装置の性能を決める主要なパラメータは記憶容量
とアクセスタイムであり、光メモリは特に高密度情報記
録の特長を活かした大容量メモリとしての実用化が期待
されている。
とアクセスタイムであり、光メモリは特に高密度情報記
録の特長を活かした大容量メモリとしての実用化が期待
されている。
現在広く使用されている磁気ディスクメモリでも高密度
化、大容量化の技術開発がおこなわれているが、情報記
録密度には記録原理から受ける限界があり大容量化は必
然的に装置の大型化を伴い、また読出し機構に機械的な
可動部分を含むためにアクセスタイムも数10m5以下
にすることができない。
化、大容量化の技術開発がおこなわれているが、情報記
録密度には記録原理から受ける限界があり大容量化は必
然的に装置の大型化を伴い、また読出し機構に機械的な
可動部分を含むためにアクセスタイムも数10m5以下
にすることができない。
一方光メモリにおいてもその高密度記録特性は証明され
ながらもいまだ実用化のレベルに達しているとはいえな
い。
ながらもいまだ実用化のレベルに達しているとはいえな
い。
その理由は記憶材料など重要な構成部分の開発がまだ充
分でないこともあるが、機械的なアクセス機構を使わず
に大容量の情報を書込み、読出す有効な方式が確立して
いないことも一因をなしている。
分でないこともあるが、機械的なアクセス機構を使わず
に大容量の情報を書込み、読出す有効な方式が確立して
いないことも一因をなしている。
本発明の目的は機械的な可動部分をもたずしたがって高
速でアクセスできる高密度大容量光メモリ装置を提供す
ることにある。
速でアクセスできる高密度大容量光メモリ装置を提供す
ることにある。
本発明は光偏向器、レンズ、レンズアレイおよびページ
コンポーザの有効な組合せによって上記目的を達成しよ
うとするものである。
コンポーザの有効な組合せによって上記目的を達成しよ
うとするものである。
以下図面に従って本発明の詳細な説明をおこなう。
第1図は本発明の一実施例を示す原理図である。
1は連続発振またはパルス発振のレーザであり、実質的
に平行なレーザビーム2は光偏向器3によって進行方向
を予め定められた方向に変えられて第1の偏向レンズ4
に入射する。
に平行なレーザビーム2は光偏向器3によって進行方向
を予め定められた方向に変えられて第1の偏向レンズ4
に入射する。
ここで光偏向器2は紙面内のみでなく紙面と直角方向に
も光ビームを偏向させることができるようになっており
、通常の一次元で偏向できる光偏向器を2個直列に結合
することでそのような機能が実現できる。
も光ビームを偏向させることができるようになっており
、通常の一次元で偏向できる光偏向器を2個直列に結合
することでそのような機能が実現できる。
また第1の偏向レンズ4は前側焦点が光偏向の中心すな
わち第1図では光偏向器3の出射側端面に一致するよう
に配置されている。
わち第1図では光偏向器3の出射側端面に一致するよう
に配置されている。
したがって第1の偏向レンズ4を通過した光ビームはわ
ずかに集光されながら光軸に平行に進み第1のレンズア
レイ5に入射する。
ずかに集光されながら光軸に平行に進み第1のレンズア
レイ5に入射する。
第1のレンズアレイ5は凸または凹で同じ仕様のレンズ
を2次元的に配列したもので、第1の偏向レンズ4から
きたビームはこれら複数個のレンズのうちただ1個のレ
ンズに入射するように光偏向器3で偏向角が制御されて
いる。
を2次元的に配列したもので、第1の偏向レンズ4から
きたビームはこれら複数個のレンズのうちただ1個のレ
ンズに入射するように光偏向器3で偏向角が制御されて
いる。
第1のレンズアレイ5を通過したビームはレンズアレイ
を構成するのが凸レンズの場合集光されて集光スポット
6を作る。
を構成するのが凸レンズの場合集光されて集光スポット
6を作る。
第1のレンズアレイ5が凹レンズで作られている場合に
はビームは集光されないが、虚光源を作る。
はビームは集光されないが、虚光源を作る。
いずれの場合も同等に使用できるのでここでは集光スポ
ット6が作られる場合について説明を進める。
ット6が作られる場合について説明を進める。
集光スポット6から発散したビームは第2の偏向レンズ
7に入射し、方向を変えてコンデンサレンズ8に入射す
る。
7に入射し、方向を変えてコンデンサレンズ8に入射す
る。
コンデンサレンズ8は第2の偏向レンズ7の焦点面に配
置されていてコンデンサレンズ8を通過したビームが集
束光となるように焦点距離を選んである。
置されていてコンデンサレンズ8を通過したビームが集
束光となるように焦点距離を選んである。
ここで注意すべきことは第1図で点線で光路を示したよ
うに光偏向器3で異なる方向に偏向されたビームもコン
デンサレンズ8の同じ位置に入射し、入射する角度だけ
が異なるという点である。
うに光偏向器3で異なる方向に偏向されたビームもコン
デンサレンズ8の同じ位置に入射し、入射する角度だけ
が異なるという点である。
次にコンデンサレンズ8を出射した集束光はページコン
ポーザ9に入射する。
ポーザ9に入射する。
ページコンポーザ9は第2図に示すようにマトリックス
状に配列された開口を開または閉とすることで記録すべ
き情報を表示する機能をもち、開口1個が1ビツトの情
。
状に配列された開口を開または閉とすることで記録すべ
き情報を表示する機能をもち、開口1個が1ビツトの情
。
報を表示する。
例えば開口10を開とすることで1”の情報を、また開
口11を閉とすることで0”の情報を表現する。
口11を閉とすることで0”の情報を表現する。
この表示は図示されていない制御装置により制御されて
おり、ページコンポーザ9で1度に表示できる情報を1
ページの情報と呼ぶ。
おり、ページコンポーザ9で1度に表示できる情報を1
ページの情報と呼ぶ。
また開口9,10は機械的なシャッタである必要はなく
、単に、光を通過させる状態と通過させない状態を区別
できる機能をもつものであればよいので、たとえば、液
晶やその他の電気光学効果を有する結晶、あるいは電気
的に変位、変形を生せしめるようにした素子などにより
構成された電気光学的弁が利用できる。
、単に、光を通過させる状態と通過させない状態を区別
できる機能をもつものであればよいので、たとえば、液
晶やその他の電気光学効果を有する結晶、あるいは電気
的に変位、変形を生せしめるようにした素子などにより
構成された電気光学的弁が利用できる。
次にページコンポーザ9で空間変調された光ビームはビ
ームスプリッタ12を通過した後第3の偏向レンズ13
に入射してなお集束しながら方向を変えて第2のレンズ
アレイ14のうちの1個のレンズに入射する。
ームスプリッタ12を通過した後第3の偏向レンズ13
に入射してなお集束しながら方向を変えて第2のレンズ
アレイ14のうちの1個のレンズに入射する。
ここで第3の偏向レンズ13はその焦点がコンデンサレ
ンズ8の面上にくるように配置されており、したがって
第2のレンズアレイに入射するビームは光軸に平行にな
っている。
ンズ8の面上にくるように配置されており、したがって
第2のレンズアレイに入射するビームは光軸に平行にな
っている。
またコンデンサレンズ8から出射した集束光が第2の偏
向レンズの屈折を受けて丁度第2のレンズアレイ14の
上で集光されるように第2の偏向レンズ7、コンデンサ
レンズ8および第3の偏向レンズ13の焦点距離を選ん
である。
向レンズの屈折を受けて丁度第2のレンズアレイ14の
上で集光されるように第2の偏向レンズ7、コンデンサ
レンズ8および第3の偏向レンズ13の焦点距離を選ん
である。
つまり集光スポット6の像が第2のレンズアレイ14の
上に作られるようにレンズ系が構成されているわけであ
る。
上に作られるようにレンズ系が構成されているわけであ
る。
たゾしページコンポーザで空間変調されているので単純
にスポットの像が出来るのでなく、ページコンポーザ9
で表示された開口アレイのパターンの空間周波数スペク
トルを表わすパターンが作られる。
にスポットの像が出来るのでなく、ページコンポーザ9
で表示された開口アレイのパターンの空間周波数スペク
トルを表わすパターンが作られる。
第2のレンズアレイ14は第1のレンズアレイ5と同数
のレンズから成り、またレンズの配列が相似の関係にな
っており、光偏向器3で選択された第1のレンズアレイ
5の1つ1つのレンズに対して第2のレンズアレイ14
の中のレンズが1対1で対応するようになっている。
のレンズから成り、またレンズの配列が相似の関係にな
っており、光偏向器3で選択された第1のレンズアレイ
5の1つ1つのレンズに対して第2のレンズアレイ14
の中のレンズが1対1で対応するようになっている。
レンズアレイ5を通過したビームは記憶材料15に入射
し、ここで情報が記録される。
し、ここで情報が記録される。
この記憶材料15はページコンポーザ9の位置と共役な
位置に設置されており、したがってページコンポーザ9
の開口のパターンの像が記憶材料15の面上に結像する
。
位置に設置されており、したがってページコンポーザ9
の開口のパターンの像が記憶材料15の面上に結像する
。
記憶材料15は表面に形成された光の強度分布を何らか
の原理、プロセスで記憶する機能をもち、また記憶した
状態の表面に光をあてたときその反射光の強度、偏向方
向または位相などを変調する機能をもつものであるとす
る。
の原理、プロセスで記憶する機能をもち、また記憶した
状態の表面に光をあてたときその反射光の強度、偏向方
向または位相などを変調する機能をもつものであるとす
る。
また写真乾板のように透過光の強度を変調するタイプの
記憶材料の場合は記憶材料の裏面にアルミなどの反射面
をつくることで反射光を変調するタイプに変換できる。
記憶材料の場合は記憶材料の裏面にアルミなどの反射面
をつくることで反射光を変調するタイプに変換できる。
以上説明してきたプロセスによって記憶材料15の上に
ページコンポーザ9で表示された情報がそのまXの形で
縮小されて記憶される。
ページコンポーザ9で表示された情報がそのまXの形で
縮小されて記憶される。
次にページコンポーザ9で別の情報を表示し光偏向器3
で偏向方向を変えることによって第1図で点線で示した
ように記憶材料15の異なる場所に異なる情報が記憶さ
れる。
で偏向方向を変えることによって第1図で点線で示した
ように記憶材料15の異なる場所に異なる情報が記憶さ
れる。
このようにしてレンズアレイを構成するレンズの数と同
じページ数の情報を書込むことができる。
じページ数の情報を書込むことができる。
次に記憶した情報の読出しの方法を同じく第1図で説明
する。
する。
まずページコンポーザ9の開口をすべて開の状態にして
おき、読出すべきページに対応する第2のレンズアレイ
14の中の1個のレンズ、またこのレンズに対応する第
1のレンズアレイ5の中の1個のレンズを選択するよう
光偏向器3を制御して光ビームを偏向させる。
おき、読出すべきページに対応する第2のレンズアレイ
14の中の1個のレンズ、またこのレンズに対応する第
1のレンズアレイ5の中の1個のレンズを選択するよう
光偏向器3を制御して光ビームを偏向させる。
光ビームは必要に応じてパワーを減少させであるものと
する。
する。
すでに述べてきたプロセスを経て記憶材料15の読出す
べきページの箇所にページコンポーザ9の開口のパター
ンが結像される。
べきページの箇所にページコンポーザ9の開口のパター
ンが結像される。
記憶するときと読出すときとで全く同一の光学系を使用
しているから記憶されている情報の1ビツトずつを上記
開ロバターンで照明することになる。
しているから記憶されている情報の1ビツトずつを上記
開ロバターンで照明することになる。
記憶材料15で反射された光は強度、偏光方向または位
相が変調され、再び第2のレンズアレイ14および第3
の偏向レンズ13を通過した後ビームスプリッタ12で
反射され光検知器アレイ16に入射する。
相が変調され、再び第2のレンズアレイ14および第3
の偏向レンズ13を通過した後ビームスプリッタ12で
反射され光検知器アレイ16に入射する。
光検知器アレイ16は記憶材料15の面と共役になる位
置に配置されており、したがって第1図の構成ではペー
ジコンポーザ9と同寸法のパターンとして1ペ一ジ分の
情報が結像される。
置に配置されており、したがって第1図の構成ではペー
ジコンポーザ9と同寸法のパターンとして1ペ一ジ分の
情報が結像される。
このパターンを光検知器アレイ16で電気信号に変換す
ることで情報の読出しがおこなわれる。
ることで情報の読出しがおこなわれる。
記憶材料の種類によっては偏光板17またはその外の補
助的な部品を必要とすることもあるがこれは記憶材料1
5で変調された光を情報の1”と′0”に対応して光検
知器アレイ16に入射する光が強度が異なるように変換
する必要のある場合に使用する。
助的な部品を必要とすることもあるがこれは記憶材料1
5で変調された光を情報の1”と′0”に対応して光検
知器アレイ16に入射する光が強度が異なるように変換
する必要のある場合に使用する。
光検知器アレイ16は代表的にはページコンポーザの開
口と同数のフォトダイオードから成るアレイでよいが、
テレビカメラのような検知器でもよい。
口と同数のフォトダイオードから成るアレイでよいが、
テレビカメラのような検知器でもよい。
またビームスプリッタ12と光検知器アレイ16の間に
別の光学系を挿入して検知器の寸法に合わせて結像倍率
を変換してもよい。
別の光学系を挿入して検知器の寸法に合わせて結像倍率
を変換してもよい。
このようにして記憶材料15に記憶されている情報を読
出すことができる。
出すことができる。
光偏向器3で任意のページを選択できるからページに関
してはランダムアクセスが可能であり、光検知器アレイ
16がフォトダイオードアレイであれば完全なランダム
アクセスが可能となることがわかる。
してはランダムアクセスが可能であり、光検知器アレイ
16がフォトダイオードアレイであれば完全なランダム
アクセスが可能となることがわかる。
これは高速読出しに必要な条件である。
第3図は本発明の他の実施例の一部を示す図であり、第
2のレンズアレイ14と記憶材料15の間に第3のレン
ズアレイ18を挿入して第1図の実施例のもつ欠点を除
去するよう改善したものである。
2のレンズアレイ14と記憶材料15の間に第3のレン
ズアレイ18を挿入して第1図の実施例のもつ欠点を除
去するよう改善したものである。
即ち第1図では読出しに際して記憶材料15からの反射
光は必ずしも入射光と逆方向となっていないため、光検
知器アレイ16の面上ですべてのビットが一様の強度で
結像されなかったり、光の一部が隣接するレンズに入射
して雑音となったりする欠点をもっている。
光は必ずしも入射光と逆方向となっていないため、光検
知器アレイ16の面上ですべてのビットが一様の強度で
結像されなかったり、光の一部が隣接するレンズに入射
して雑音となったりする欠点をもっている。
第3のレンズアレイ18は第2のレンズアレイ14と同
数のレンズから成り、構成するレンズの焦点面が第2の
レンズアレイの位置と一致するように配置されている。
数のレンズから成り、構成するレンズの焦点面が第2の
レンズアレイの位置と一致するように配置されている。
したがって、第3図からも解るように幾何光学的には記
憶材料15に入射するビームと反射するビームが逆向き
になって、第1図の実施例のもつ欠点が大巾に改善され
る。
憶材料15に入射するビームと反射するビームが逆向き
になって、第1図の実施例のもつ欠点が大巾に改善され
る。
以上述べてきたように本発明によって機械的な可動部分
を使用することなしに書込みと読出しを行なう光メモリ
装置を実現することができる。
を使用することなしに書込みと読出しを行なう光メモリ
装置を実現することができる。
光メモリの高密度記録特性は、この場合主として第2の
レンズアレイ14の結像特性に依存しているが、近年レ
ンズ状媒質を用いた小型レンズが市販されるようになっ
ており、現状でも磁気ディスクメモリより高密度の記録
が可能である。
レンズアレイ14の結像特性に依存しているが、近年レ
ンズ状媒質を用いた小型レンズが市販されるようになっ
ており、現状でも磁気ディスクメモリより高密度の記録
が可能である。
またページコンポーザ9は記憶材料15の面上への結像
系の設計によってかなりの自由度でその寸法を選択する
ことができる。
系の設計によってかなりの自由度でその寸法を選択する
ことができる。
また本発明による光メモリ装置ではページコンポーザと
光検知器アレイを用いて一定量の情報をまとめて記憶、
読出しをおこなうため光偏向器としてはページを選択す
るに必要な解像度をもつだけでその役割を果すことがで
き、このことが大容量情報記録を可能にしている。
光検知器アレイを用いて一定量の情報をまとめて記憶、
読出しをおこなうため光偏向器としてはページを選択す
るに必要な解像度をもつだけでその役割を果すことがで
き、このことが大容量情報記録を可能にしている。
1ビツシ毎に光偏向器でビームの方向を変える場合の系
を想定したときには、光偏向器の現状が高さ1000ス
ポツト程度しか分解し得ないことを考えれば本発明の特
長は明らかである。
を想定したときには、光偏向器の現状が高さ1000ス
ポツト程度しか分解し得ないことを考えれば本発明の特
長は明らかである。
またすでに述べたように本発明による光メモリ装置は最
低ページ選択についてランダムアクセスが可能であり、
また光検知器アレイの種類を選ぶことでビットアクセス
もランダムアクセスにすることができる。
低ページ選択についてランダムアクセスが可能であり、
また光検知器アレイの種類を選ぶことでビットアクセス
もランダムアクセスにすることができる。
このことが高速アクセスを可能にする。
以上の説明から、本発明によって高密度、大容量、高速
アクセス光メモリ装置の実現が可能となることが明らか
である。
アクセス光メモリ装置の実現が可能となることが明らか
である。
第1図は本発明の一実施例を示す原理図、第2図はペー
ジコンポーザの説明図、第3図は本発明の他の実施例の
部分を示す図である。 図中1はレーザ、2はレーザ光、3は光偏向器、4,7
.13は偏向レンズ、8はコンデンサレンズ、5,14
はレンズアレイ、9はページコンポーザ、12はビーム
スプリッタ、15は記憶材料、16は光検知器アレイを
示す。 なお、図中同一符号は同一部品を示す。
ジコンポーザの説明図、第3図は本発明の他の実施例の
部分を示す図である。 図中1はレーザ、2はレーザ光、3は光偏向器、4,7
.13は偏向レンズ、8はコンデンサレンズ、5,14
はレンズアレイ、9はページコンポーザ、12はビーム
スプリッタ、15は記憶材料、16は光検知器アレイを
示す。 なお、図中同一符号は同一部品を示す。
Claims (1)
- 1 光源より発せられる光ビームを偏向する光偏光器、
この光偏向器により偏向された光ビームの方向を変える
第1の偏向レンズ、複数個のレンズが2次元的に配列さ
れ、同時にはその中の予め定められた1個のレンズが前
記第1の偏向レンズ通過後のビームを集光または発散さ
せて実または虚の光スポットをつくるように配置された
第1のレンズアレイ、上記光スポットから発散したビー
ムの進行方向を変える第2の偏向レンズ、該第2の偏向
レンズを通過した発散光を集束光に変えるコンデンサレ
ンズ、上記集束光の光路中に配置されたページコンポー
ザ、該ページコンポーザを通過したビームの進行方向を
変える第3の偏向レンズ、上記第1のレンズアレイと同
数のレンズから成り、上記光スポットと共役な位置に配
置された第2のレンズアレイ、上記ページコンポーザと
共役の位置に配置された記憶素子、上記ページコンポー
ザと上記第3の偏向レンズの間に配置されたビームスプ
リッタおよび上記記憶素子と共役な位置に配置された光
検知器とを備えたことを特徴とする光メモリ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14032476A JPS5811718B2 (ja) | 1976-11-22 | 1976-11-22 | 光メモリ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14032476A JPS5811718B2 (ja) | 1976-11-22 | 1976-11-22 | 光メモリ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5364435A JPS5364435A (en) | 1978-06-08 |
JPS5811718B2 true JPS5811718B2 (ja) | 1983-03-04 |
Family
ID=15266158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14032476A Expired JPS5811718B2 (ja) | 1976-11-22 | 1976-11-22 | 光メモリ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5811718B2 (ja) |
-
1976
- 1976-11-22 JP JP14032476A patent/JPS5811718B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5364435A (en) | 1978-06-08 |
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