CN102934167B - 数据存储系统以及用于校准其的方法 - Google Patents

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Abstract

此处公开了光带技术的各方面。介质(1110)上的段(1210)包括带有长度(1230)的道(1220)。段(1210)可以被间隙/缺陷(1310)分离。在段(1210)内,每个道(1220)都表现出表示物理道地址的已调摆动的字段。道(1220)可能不会跨间隙(1310)对齐。当聚焦于特定道时并在遇到第一间隙之前,伺服系统(1150)可以记录特定道的指定的物理地址。一旦间隙(1310)经过光学感应元件(1120),伺服系统(1150)就可以命令感应元件(1120)重新聚焦并确定/记录它被聚焦于的间隙后的道的物理道地址。然后,伺服系统(1150)可以将单一逻辑地址指定到记录的物理地址。

Description

数据存储系统以及用于校准其的方法
背景技术
光学拾取单元可能不能将焦点保持在光学介质的某些缺陷上。
发明内容
此处公开了光带技术、光带制造,以及光带使用的各方面。光带技术的方法和系统公开了光带介质,包括:配置、组成、标记,以及结构;光带制造方法,系统,以及设备方法和系统包括:固化过程、涂敷方法、压花、鼓、测试、跟踪对准压模条带;光带方法和系统包括:适用于所公开的光带的拾取头;以及光带用途包括用于多媒体应用的光存储介质装置。
数据存储系统可包括具有将所述介质分割为具有多个道的段的缺陷的光学介质,每个道表现出表示物理道地址的已调摆动的字段;被配置成检测已调摆动的字段的光学拾取单元;以及可操作地与所述拾取单元置于一起的至少一个控制器,所述控制器被配置成(i)记录在所述缺陷的一侧的一个所述道的所述物理道地址,其中,当检测到表示所述一个道的所述物理道地址的已调摆动的所述字段时,所述拾取单元具有位置,(ii)随着所述缺陷被所述拾取单元移动,总体上维持所述拾取单元的所述位置,以及(iii)记录在所述缺陷的另一侧的所述道中第一个检测到的道的所述物理道地址。
此处所提及的所有参考文献都全部引用,作为参考。
附图说明
图1是包括光学伺服标记以及数据光道的光学介质的平面图。
图2是光学介质处理系统的透视图。
图3示出了第一表面入射(空气入射)WORM介质层的实施例。
图4示出了第一表面入射(空气入射)可重写介质层的实施例。
图5示出了第二表面入射(带基薄膜入射)WORM介质层的实施例。
图6示出了第二表面入射(带基薄膜入射)可重写介质层的实施例。
图7A和7B是表示本发明的可能的实施例的光学介质层叠的剖视图。
图8A和8B包括示出了周围带有亮的环的黑点的光学介质的图像。
图9是写入亮和写入暗介质的图像。
图10是写入亮和写入暗的信号比较。
图11是本发明的可能的实施例的框图。
图12是示出了本发明的光学介质的剖面的可能的实施例的示意图。
图13是示出了读取/伺服感应元件的可能的操作模式和可能的相对运动的序列的时间间隔图形。
图14示出了表示地址和同步信息的正弦信号的实施例。
图15示出了伺服系统解调器和解码器的框图实施例。
图16示出了图15中所示出的伺服系统解调器的各种信号输出的实施例。
图17示出了不同的光学标记和读回信号的实施例。
图18示出了被嵌入到相同光学介质光道上的数据字段白色标记的伺服暗标记的实施例。
图19示出了使用光带介质上的暗和白色标记从伺服字段和数据字段所产生的读回信号的实施例。
图20是本发明的可能的实施例的层类型和层叠的图形表示。
图21是当对图20的修改的实施例进行测试时某个信号活动的示波器显示。
图22是示出了在532nm波长入射光时3层WORM介质中的反射敏感性的图形。
图23是图22的扩展,示出了带有大致十倍于用来生成图22的图形的层厚度的层厚度的介质的反射率。
图24是示出了在680nm波长入射光时DVD介质中的反射敏感性的图形。
图25是示出了介质的反射敏感性的图形。
图26是示出了LOTS介质的反射敏感性的图形。
图27是示出了DVD介质对入射光的波长的反射敏感性的图形。
图28是示出了介质的交叉反射敏感性曲线的图形。
图29示出了写后直读(DRAW)光带拾取的实施例。
图30示出了写后直读(DRAW)光带拾取的实施例。
图31示出了用于光带系统中的次级射束的全息光学元件的实施例。
图32示出了用于光带系统中的DRAW射束的全息光学元件的实施例。
图33示出了光带系统中的第一激光二极管和第二激光二极管的朝向的实施例。
图34示出了带有被集成到一个芯片中的第一和第二电光集成电路的DRAW光带拾取头的实施例。
图35示出了紧凑型DRAW光带拾取头的实施例。
图36示出了紧凑型DRAW光带拾取头的实施例。
图37示出了适用于光带的光学跟踪系统的实施例以及带有移动以跟踪光带的单元的本发明的实施例。
图38示出了光学渐晕效应的实施例。
图39示出了集成光带拾取头设计的实施例。
图40示出了集成了写后直读特征的集成光带拾取头的实施例。
图41示出了在光带位置极值处光学头输送工具的重定向的实施例。
图42示出了光带拾音头输送工具的实施例,示出了带有独立焦点和光道控制的多个头通道。
图43示出了在光带位置极值处光学头输送工具的重定向的实施例。
图44示出了读取预先写入的数据并将信息提供到写入器以便写入接下来的信息的转换器组件的实施例。
图45示出了信号调制器以及信号解调器的高级别实施例。
图46示出了信号解调器的实施例。
图47示出了每个单个光学头的横向光带移动(LTM)以及剩余运动(RM)的实施例。
图48示出了伺服光道信号解码的的实施例。
图49示出了伺服信号的同步比特和地址比特的实施例。
图50示出了伺服系统解调器/解码器的实施例。
图51是垫片产生过程的可能的实施例的流程图。
图52压花鼓的平面组件的可能的实施例的侧视图和顶视图。
图53是滚轮轴的可能的实施例的等距视图。
图54是安装在图53的滚轮轴上的本发明的滚柱导轨组件的可能的实施例的侧视图。
图55是本发明的光带支撑设备的可能的实施例的侧视图。
图56是图55的可能的实施例的顶视图。
图57是本发明的导向滚轮的可能的实施例的剖面平面图。
图58A是用于在介质上压花伺服光道的通常形状的机械鼓的轮廓。
图58B是机械鼓上的本发明的调整区的实施例的透视图。
图59是调整区的平面图和摆动循环关系。
图60是本发明的光带介质位置和平面化支撑设备的可能的实施例的透视图。
图61是与光带介质和介质头一起使用的图60的实施例的端视图。
图62是本发明的另一个可能的实施例的透视图。
图63示出了带有质量降低开口的卷轴的单一侧面的实施例。
图64示出了卷轴组件的实施例。
图65示出了用于亚微米压花的压模垫片配置的实施例。
图66示出了压模垫片的截面以及使用差动螺钉的精确调准配置的实施例。
图67示出了使用集成了压电转换器、拾取头,以及处理电子设备的闭环系统的自动化对准的实施例。
图68是本发明的光带介质测试器的可能的实施例的透视图。
图69是修改的光带驱动器以及用于测试光带介质的光学介质测试器的可能的实施例的正面图。
图70是本发明的可能的实施例的侧视图,示出了垫片组件之前的压花鼓。
图71是组合了垫片的图1的可能的实施例的cutaway端视图。
图72是正在使用的本发明的对齐的裂缝的鼓的可能的实施例的端视图。
图73描绘了多层光学介质光带的改善的性能的过程。
图74描绘了本发明的光带的可能的实施例的剖视图。
图75示出了现有技术的简化的涂敷路径的侧视图。
图76示出了图75的可能的实施例的顶视图。
图77是示出了从衬底运动的方向查看时非均匀源分布对涂敷均匀度的影响的示意图。
图78是示出了垂直于沉积区域处的衬底的平面查看时非均匀源分布衬底的影响的示意图。
图79示出了本发明的一个实施例的示意图,示出了通过真空沉积区域的光带路径。
图80示出了通过图79所示出的方法通过涂敷区域的多次操作的效果的示意表示方式。
图81示出了其中单个惰轮辊被用来引导光带的图79的另一实施例。
图82示出了可以去除多余的涂敷的材料的当前过程的一个实施例的示意图。
图83示出了用于单遍双侧涂敷的当前过程的一个实施例的示意图。
图84示出了光存储介质的各实施例。
图85示出了与个人计算机集成的图1的光学记录介质的实施例,以及实施例的子集的细节。
图86示出了独立实施例中的图84的光学记录介质。
图87示出了照像机实施例中的图1的光学记录介质。
具体实施方式
光带技术、制造,以及应用可以高度互连,以实现提供在商业上可行的解决方案所需的成本、性能、密度,及其他目标。诸如在制造可靠的、高质量的光带的同时降低制造成本之类的目标可能需要制造技术方法以及系统方面的实质性的革新。为生产支持高密度存储器和高性能的光带,可能会在光带技术以及制造方法以及系统方面需要实质性的革新。因此,此处所公开的制造光带的方法和系统可以被用来制造此处所公开的光带,此处所公开的有关光带使用的方法和系统可以被用来使用此处所公开的光带。
此处公开了光带技术、光带制造,以及光带使用的各方面。光带技术的方法和系统公开了光带介质,包括:配置、组成、标记,以及结构;光带制造方法,系统,以及设备方法和系统,包括:固化过程、涂敷方法、压花、鼓、测试、跟踪对准压模条带;光带方法和系统,包括:适用于所公开的光带的拾取头;以及光带用途,包括用于多媒体应用的光存储介质装置。
光带介质上的使用导致光学伺服标记与光带介质上的数据标记可区别的方法所生成的光学伺服标记,如此处所描述的,可以用于光数据存储光带驱动器中。
参考图1,光学伺服标记110可以是跨越等于或大于光道130的“带”的高度120的重复的、基本上正弦的(或锯齿)图案。伺服标记110可以在光学上与数据标记140区别。用于使伺服标记110在光学上可区别的方法包括使伺服标记110比数据标记140宽得多。
可以通过使用一个或多个光学头(未示出)以标记光学介质,将光学伺服标记110包括在光学介质上。用于标记光学介质的过程可包括相位改变、烧制或挖沟中的一项或多项。过程可包括使用伺服光道写入设备或者光存储介质驱动器。生成光学伺服标记110的方法包括利用信号发生器来控制一个或多个光学头,该信号发生器被设置为随着光学介质以恒定的线性速度在一个或多个光学头下移动以正弦图案生成光学伺服标记110的频率。信号发生器的频率可以被选择为,以便它将满足将在其上面使用光学介质的光带驱动器系统的伺服跟踪系统的采样要求。
一个或多个光学头中的每个都可以专用于光学介质上的光道130的带,每个光学头都具有其自己的致动器,以便在“带”130内跟踪和聚焦。每个头的运动范围都可以与相邻的光学头的“带”重叠。
一旦可以完全地标记光学介质,沿着数据光道140读取的光学头将随着被标记的介质经过光学头而作为读取的脉冲150的图案来检测伺服标记110。脉冲读取图案150具有由伺服标记110图案所定义的频率160以及当光带被光学头移动时光带的速度。
脉冲读取图案150还具有占空比(dutycycle)170,该占空比170可以与头相对于专用于该头的“带”的边缘的位置成比例。脉冲读取图案150的频率160对于跨光道的“带”的所有头位置基本上都是相同的。由公式(Td1/Tf)%所计算出的占空比170可以对于如读脉冲图案111和113所示的每个光道而不同。
脉冲读取图案150可以被用来以基本上固定的方式将光学头定位在任何所需的光道上。预定的频率的锁相环可以被用来在定位光学头方面限定脉冲读取图案150。
用于在光带介质上生成跟踪伺服图案的方法,如此处所描述的,可以使用此处所描述的修改的光带处理设备来执行。
参考图2,可以通过带基薄膜烤箱-挤压机与伸展器220来准备光学介质带基薄膜210以供使用,以提供具有预定的厚度和抗张强度的光学介质带基薄膜210。然后,可以通过模具230来处理光学介质带基薄膜210,该模具230包括接触带基薄膜210的侧面的多个细微特征和间距开口250。模具230构成交替的高和低凹槽240,这些凹槽240的宽度可以窄些,并基本上沿着带基薄膜210的全长并基本上跨其全宽延伸。
另外,模具230还可以从一侧移动到另一侧,基本上垂直于带基薄膜210的运动轴,以及上下移动,基本上垂直于带基薄膜210的平面。带基薄膜210通过模具230的运动导致带基薄膜210中的细微凹槽240的图案。凹槽240的一种可能的用途可以用于伺服跟踪。
模具230的上下运动可以允许准确的槽深控制。仔细地控制模具230的从一侧到另一侧运动将生成预定图案的凹槽。一种这样的可能的图案可以是正弦图案,该图案可能已知对适当的伺服跟踪有好处。模具230可以生成预定的槽距260和预定的槽深270。尽管模具230可以被构建为用于生成多种凹槽到凹槽的间距和凹陷宽度,但是,一种可能的凹槽到凹槽间距可以是大致0.74μm。
如此处所描述的光带介质可以被构建为支持一写多读操作,或可重写操作。受支持的操作可以部分地由层材料的类型以及光带介质中的层的顺序来确定。
参考图3,第一表面入射(空气入射)WORM光带介质的实施例包括顶涂层302、外涂层304、相变层308、反射层310、压花层312、带基薄膜或衬底314,以及背涂层318。
顶涂层302,由溅射过程所施加的有机耐划薄膜,为介质的其他层提供保护层。顶涂层302可包括防反射特性(例如,低折射指数)以防止不希望的激光320从介质内的各层的反射。
在图3的可能的实施例中,外涂层304可以是在光学上透明的,由诸如ZnS(商品名称ZS80)之类的材料制成的接近于零吸收的保护层。可另选地,外涂层304也可以包含SiO2或可以保护较低层免受物理损坏的其他这样的材料。外涂层304可以通过溅射过程来施加,并可包括防反射材料,以使激光320更有效地穿透它。
在此可能的实施例中,相变涂层308可以是相变合金,如Ge-Sb-Te(锗-锑-碲),然而,也可以包括被称为写入亮(write-bright)相变材料的其他相变材料。当接受到来自激光320的充分的热量时,写入亮材料从无定形变为晶相。一旦变化,材料的成分防止它变回到无定形相。所产生的晶态点,比周围的无定形材料反射性更强,相对于周围的区域产生高对比度,可以是用于在WORM光带介质中存储数据的装置。在此可能的实施例中,可以使用溅射过程来创建相变薄膜308。
由诸如铝、或锑之类的金属材料制成的反射层310从穿过相变层308的激光320反射光。反射层310可以使用电子束来创建,可以热蒸发,可以溅射,可以离子束沉积,或者可以利用类似的过程来创建。反射层310进一步衰减来自上面的光,它还从下面反射光,从而衰减并阻止来自上方和下方的任何光穿过和与激光320混合,这可能会在额定的反射的激光320中产生噪声。反射层310还可有助于相变层308的结晶,通过促进晶核形成,来产生合适的热剖面。
压花层312包含用于伺服跟踪的物理凸区和凹槽结构。压花层312可以通过鼓压花和紫外线固化设备从单体流体制成,其中,它可以被压花有凸区和凹槽结构,并同时被固化。在固化时,它从液体单体转换固态聚合物,并可以永久地附着于衬底314。
在压花层312下面可以是提供机械支撑的衬底或带基薄膜314。可以从诸如聚萘二酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)之类的高性能热塑性聚酯薄膜,或具有适当的机械、热以及吸水性的用于数据存储产品的类似的材料来制造带基薄膜314。
背涂层318可以被沉积在带基薄膜314的背面。背涂层318可以是部分地导电层,以最小化静电荷的积累,并具有充当释放在光带子系统操作过程中所生成的残存空气的管道的纹理化表面。另外,背涂层318光学特性吸收和扩散穿透反射层310的入射激光320。背涂层318可以是从包括通过浆液涂敷、铝溅射层,以及镍铬溅射层所产生的炭黑薄膜的集合中选择的材料中的一种。
在一个实施例中,图3的可能的实施例可以用于多波长读回到光学头中。
参考图4,可以示出第一表面入射(空气入射)可重写光带介质的实施例。在图4的实施例中,可以在相变层308和反射层310之间插入介电材料402。介电层402将相变层308中的热量限制到很小的量,以便促进写入和擦除过程。介电层402可以包括ZnS、SiO2,或类似的材料,并可以通过溅射过程来产生。厚度可能需要是这样的,以便它可以在光学上透明。
在图4的可能的实施例的介质中,相变层308可以由允许使用写入暗(write-dark)技术的晶体材料制成。写入暗技术使用高强度的激光来将晶体材料的区域转换为非反射区域,导致写入数据标记,并使用中等强度的激光,通过将数据标记返回到其晶态,来擦除数据标记。
参考图5,可以示出第二表面入射(带基薄膜入射)介质的实施例,示出了图3的各层的交替的排序。在此实施例中,激光320可以穿过顶涂层302、带基薄膜314、压花层312,以及外涂层304,被相变层308反射,并传播回光学头检测器。此介质中的各层的顺序可以是顶涂层302、衬底或带基薄膜314、压花层312、外涂层304、相变层308、反射层310,以及背涂层318。
图5的实施例提供了使顶涂层302上的任何杂质保持在激光320的焦平面之外的优点。另外,带基薄膜314还可以是在光学上透明的,低双折射性材料,以在激光320穿过带基薄膜314时防止激光320的失真。带基薄膜314的合适的材料可以是聚碳酸酯、SpaltanPET等等。
参考图6,可以示出第二表面入射(带基薄膜入射)可重写介质的实施例。此实施例在相变层308和反射层310之间包括介电层602。介电层602将相变层308中的热量限制到很小的量,以便促进写入和擦除过程。介电层602可以包括ZnS、SiO2,或类似的材料,并可以通过溅射过程来产生。厚度可能需要是这样的,以便它可以在光学上透明。
如此处所描述的,光带介质可以修改,以由于非晶性相位和晶态相位之间的介质过渡而产生高光学对比度。
参考图7A,本发明的一种可能的实施例包括具有常规几何形状的相变介质叠层710,该叠层710首先包括塑料或玻璃衬底730上的薄的金属层720,然后相变层740,然后,介电层750。相变介质叠层710可以适于使用空气入射激光束760的配置。参考图7B,包括图7A的各层的交替层叠的可能的替换实施例可以适合于衬底-入射激光770配置。
在图7A和7B的可能的实施例中,当金属层720可以是锑(Sb)时,相变层740可以是Te-Ge-Sb(碲锗-锑)三元合金,而介电层750可以ZnS/SiO2,介质叠层710表现出独特的写入特征。
参考图8A,以相对较低的激光写入功率施加于介质叠层10-110的相对较长的写入脉冲(大致50ns或更长)导致具有比未被写入的周围环境820更高的反射率的被写入点810。具体而言,利用相对较低的激光写入功率的相对较长的写入脉冲,材料达到结晶温度,该结晶温度可以低于熔解温度,将发生结晶,导致写入亮点810。
参考图8B,相对较短的写入脉冲(大致20ns或更少),以及相对较高的激光写入功率,导致写入亮和写入暗,包括由被亮环包围的暗中心构成的被写入点830。亮环可以由相变材料的部分结晶所导致。
参考图9,在相对较高的激光写入功率时,相变层740达到接近写入脉冲峰值的熔点,被熔化的材料的表面张力将材料从激光脉冲吸引到结晶的亮环910,并构成凹坑920。随着激光脉冲被去除材料快速地冷却,凹坑可以是永久性的。凹坑920与亮环910的对比度可以远远胜过图8A中的传统的亮点810以及其未被写入的周围环境。
参考图10,由写入亮1010和写入暗1020所生成的信号测量值的比较示出了由较大的振幅波形所表示的写入暗1020的卓越的对比度。
光带系统可包括如此处所描述的用于与使用预先格式化的光道布局的光带介质一起使用的伺服跟踪系统。
参考图11,格式化的光学介质1110可以具有分段的光道布局。光带输送子系统1130以相对于数据/伺服光学感应元件1120的基本上恒定的速度移动介质1110。伺服系统定序器1140从感应元件1120接收表示从光学介质1110检测到的信息的信号。通过使用检测到的信息,定序器1140从包括初始化、校准、跟踪、跳隙(Jump-gap)以及跳轨(Jump-track)的集合中选择伺服系统1150的操作模式。
在初始化模式下,伺服系统1150执行初始化步骤。在校准模式下,伺服系统1150可以确定对于跳隙、跳轨以及跟踪模式的最佳设置。初始化和校准模式可以在伺服系统1150通电期间发生。
参考图12,介质1110上的段1210包括带有长度1230的光道1220。段1210可以被长度1240的间隙(缺陷)分离。在段1210内,每个光道1220都表现出表示例如前同步信号1212、数据1214或后同步信号1216的已调摆动的字段,在一个实施例中,前同步信号1212包括多个同步1250和地址1260子字段。后同步信号1216字段可以在数据1214的末尾之后提供填充区域,并可包括与前同步信号1212相同类型的信息。随着介质1110跨越过光学感应元件1120,这些字段按顺序呈现给伺服系统1150,光学感应元件1120被配置成读取已调摆动的字段。由于前同步信号1212和后同步信号1216跨在间隙上,因此,光学感应元件1120的检测可以向伺服系统1150发出信号,光学感应元件1120正在接近(在后同步信号1216的情况下)或者远离间隙移动(在前同步信号1212的情况下)。如此,前同步信号1212和后同步信号1216表达间隙位置信息。
在初始化和/或校准模式下,伺服系统1150可以执行下列步骤以在执行跳隙之后学习在沿着介质1110行进的方向将光学感应元件1120定位在哪里。假设在此示例中数据1214最初被定位在与光学感应元件1120相邻,伺服系统1150可以命令介质1110移动(从右到左),直到光学感应元件1120检测到后同步信号1216。在检测到后同步信号1216之后,伺服系统1150还可以进一步命令介质1110在预定的时间段(在该时间段内,感应元件1120不尝试聚焦于介质1110上)移动(从右到左),以便接近间隙和前同步信号1212最终传递光学感应元件1120,并且间隙的另一侧的数据1214被定位于与光学感应元件1120相邻的位置。基于与介质1110相关联的规范,此被命令的移动的预定义的时间(“第一时间”)可以预先加载到伺服系统1150中。也可以使用诸如测试等等之类的其他技术来了解实现这样的定位所需的时间。然后,伺服系统1150可以命令光学感应元件1120重新聚焦。一旦光学感应元件1120被重新聚焦于数据1214,伺服系统1150就可以命令介质1110在相反方向上移动(从左到右),以便早先传递的间隙开始接近光学感应元件1120。伺服系统1150可以继续命令介质1110的这种移动,并可以跟踪与此移动相关联的时间(“第二时间”),直到光学感应元件1120检测到前同步信号1212或丢失焦点。在检测到前同步信号1212之后,伺服系统1150可以记录介质1110相对于光学感应元件1120的线性位置和/或记录“第二时间”。如果相反光学感应元件1120丢失焦点并且不能重新聚焦,则伺服系统1150可以将介质1110标识为有缺陷。
由于介质1110的间隙周期性地重复(如此处所讨论的,介质1110被具有间隙的压花鼓压花——如此,例如,鼓旋转十周将产生介质1110上的十组重复的间隙),因此,对于周期性的组的间隙中的每个,可以执行上面的步骤。伺服系统1110可以基于前同步信号1212和/或后同步信号1216中的信息来确定它正在遇到该组中的哪一个间隙,假设周期性的组的每一间隙都与独特的前同步信号1212和/或后同步信号1216相关联。
伺服系统1150现在具有确定在跳隙操作完成时将光学感应元件1120定位在何处的信息。例如,假设伺服系统1150命令介质1110以一般而言恒定的速率移动(在任一方向),可以取“第一时间”和“第二时间”之间的差来确定在跳隙操作期间移动介质1110的时间的时长(在该时间内,光学感应元件1120不尝试聚焦于介质1110上)。介质1110在跳隙操作期间移动的线性距离可以通过取(I)“第一时间”和介质1110在“第一时间”内的移动速率的乘积和(ii)“第二时间”和介质1110在“第二时间”内的移动速率的乘积之间的差来确定。其他情形也是可能的。
参考图11和13,当由感应元件1120检测到后同步信号1216时,定序器1140将选择从跟踪模式改变为跳隙模式。当处于跳隙模式时,可以执行上文所讨论的使用当在校准模式下时确定的设置的间隙1310上的跳隙运动。跳隙运动将感应元件1120定位在估计的光道位置处,并可以启动跟踪模式。
由于光道1220可能不会跨间隙1310对齐,因此,在初始化和/或校准模式下,伺服系统1150可以执行下列步骤以了解哪一个间隙后光道最接近地与给定间隙前光道对齐。当聚焦于具有指定的物理地址的特定光道(可能在介质1110的边缘旁边)并在遇到重复的间隙组的第一间隙之前,伺服系统1150可以命令介质1110在第一方向(从右到左)移动,并记录该特定光道的指定的物理地址。在检测到前同步信号1214之后,当介质1110(以及,因此间隙1310)移动得经过感应元件1120时(当然,在该时间,感应元件不尝试聚焦于介质1110上),伺服系统1150可以命令光学感应元件1120一般性地保持其位置。一旦间隙1310经过光学感应元件1120,伺服系统1150就可以命令感应元件1120重新聚焦并确定/记录它被聚焦于的间隙后的光道的物理光道地址。伺服系统1150可以确定在间隙1310使用上文所描述的技术或任何其他合适的技术通过感应元件1120时光学感应元件1120不聚焦于介质1110的时长。由于光道1220可能不会跨间隙1310对齐,因此,记录的间隙前和间隙后光道地址可能不相同。然后,伺服系统1150可以将单一逻辑地址指定到记录的物理地址。
对于重复的间隙组的每个独特的间隙,伺服系统1150可以继续上面的过程。即,如果在重复的组中有四个独特的间隙,则伺服系统1150可以执行上面的过程四次,以便发现最接近地对齐的并且分别具有例如n,n+1,n-2和n+3的物理光道地址的一组四个分段的光道将被指定,例如,单一逻辑地址,n*(其中,n和n*具有整数值)。此信息可以通过光学感应元件1120被存储到介质1110(或存储在别处)和/或保存在与伺服系统1150相关联的存储器中。
为确定介质1110的其余光道的物理光道地址到逻辑光道地址的映射,伺服系统1150可以增大和/或缩小发现最接近地对齐的四个分段的光道(使用上面的示例)以及相对应的指定的逻辑地址。具体而言(再次使用上面的示例),伺服系统1150可以分别将物理光道地址n,n+1,n-2和n+3增大到n+1,n+2,n-1和n+4,并将相对应的逻辑地址n*增大到n*+1等等。表1示出了这样的增大和/或缩小以完成物理到逻辑地址映射的示例:
表1
物理地址到逻辑地址的映射
物理道地址 逻辑道地址
n-1,n,n-3,n+2 n*-1
n,n+1,n-2,n+3 n*
n+1,n+2,n-1,n+4 n*+1
n+2,n+3,n,n+5 n*+2
在正常的跟踪模式下,如果,例如,光学感应元件1120被聚焦于逻辑光道地址n*,随着介质1110(因此间隙)经过感应元件1120,伺服系统1150应该预期遇到物理光道地址n,n+1,n-2和n+3,以该相对顺序。继续上面的示例,如果在跳隙操作之后感应元件1120感应间隙前物理光道地址n,然后感应间隙后物理光道地址n+1,则伺服系统不必执行跳道操作。然而,如果感应元件1120在跳隙操作之后感应间隙前物理光道地址n和间隙后物理光道地址n-3,则伺服系统可能需要执行跳道操作以查找物理光道n+1。例如,伺服系统1150内的解调器/解码器可以处理同步1250和地址1260信息,以同步和解码感应元件1120可以被定位在其上的光道的地址。基于经解码的地址,伺服系统1150确定要跳到的光道的数量,以便移动到所需的光道,并可以启动跳道操作。
通过使用在校准和/或初始化模式下确定的设置,感应元件1120移动到所需的光道位置并启动跟踪模式。跟踪模式再一次解码光道地址,并基于此信息,启动另一个跳道,或在跟踪模式下继续。一旦可以验证所需的光道,跟踪模式就可以简单地使用反馈系统来跟随嵌入在介质中的跟踪信号(未示出)。
如此处所描述的编码有预定图案的光带介质可以对适用于解释编码的图案的光带系统有用。
参考图14,示出了正弦伺服信号1402和鉴别器滤波器输出信号1404。正弦曲线伺服信号1402的频率可以确定调制的载波频率以及伺服解调器1502的时间选择。在正弦伺服信号1402中,每两个周期都可以表示一个单元(cell)1418。每个单元1418都可以在索引和地址比特上携带信息。单元1418内的一个周期正弦相位翻转可以表示索引比特1410;索引比特1410可以表明地址字段1412的开始或锁相环(PLL)子字段1414。多个地址子字段1418可以构成伺服信号1402的全地址。在正弦伺服信号1402的任何单元1418中,两个正弦周期的不存在可以表示零比特,而两个正弦周期的存在可以表示一个比特的地址,因此,地址字段1412可以通过正弦伺服信号1402来表示。
鉴别器滤波器输出信号1404可以是正弦伺服信号1402的索引比特1410的表示形式。在一个实施例中,索引比特1410信号振幅可以大于预定的表示索引比特1410的索引阈值;索引比特1410可以表明地址字段1412的开始。
光道的地址字段1412可以重复许多次,以提供数据信号健壮性和改善的信噪比;对于光带的2Λm光道,地址字段1412可以具有M个单元。地址字段1412可以由相同长度的PLL字段1414交错,并可以确保PLL字段1414和定序器的正确操作。
参考图15,可以示出伺服解调器和解码器1502的框图实施例。伺服解调器和解码器1502可包括鉴别器滤波器1504、阈值检测器1508、PLL1510、同步器1512、同步的整流器1514、同步的可重新设置的积分器1518,以及第二阈值检测器1520。
鉴别器滤波器1504可以检测从介质检测到的图案信号的索引脉冲。索引脉冲(IdxPls)信号1604可以用于锁相环(PLL)1510。来自PLL1510的VCO信号可以通过同步器1512同步,并用于同步的整流1514和SigIn1522的可重新设置的积分1518。从同步的可重新设置的积分器1518中接收的阈值检测器1520可以允许检测地址1412。
参考图16,可以示出由伺服解调器和解码器1502所生成的信号的实施例。SigIn1602表示正弦伺服信号1402,并可包括索引比特1410、地址字段1412,以及PLL字段1414。IdxPlx信号1604可以表示地址字段1412的开始处的索引比特1410。SigRec1608可以是SigIn1602信号的整流信号,可以包含索引比特1410、地址字段1412,以及PLL字段1414的整流信号。IntOut1610和AddPls1612信号可以表示从伺服解调器和解码器1502输出的地址字段1412。
如此处所描述的,在光带相变介质上写入永久性的并且可区别的伺服标记,可以对适用于解释编码图案的光带系统有用。
此处所公开的方法和系统可包括在光学介质上写入本质上可以是永久性的以及可轻松地与数据区别开来的伺服标记的独特方法。
参考图17,除由光学头接收到的读回信号1712之外,还示出了不同相变光带介质标记1710的实施例。不同的介质标记1710可包括无标记1702、白标记1704,以及暗标记1708。在一个实施例中,读回信号1712极性对于无标记可以是中性的,对于白标记1704可以是正的,而对于暗标记1708是负的。在“写入亮”相变介质中,可以通过对激光二极管施加特定量的功率以将光学介质的状态从无定形(低反射率)改变为晶态(高反射率),来写入数据标记。如果施加于激光二极管的功率超出此特定“带”,则可以在介质上创建永久性的暗标记1708(无反射率),由于其极性以及其大小,永久性的暗标记1708可以与由设备读写通道作出的数据写入标记1704区别开来。暗标记1708可以不被覆盖,因此,对于介质上的伺服图案形成是理想的。
参考图18,可以示出嵌入带有数据字段1810的伺服标记1812的实施例。在采样的伺服方法中,在预先格式化介质过程中,可以使用数据标记在相变介质1802中嵌入光道地址和伺服定位信息。在一个实施例中,使用暗标记1708在光学相变光带介质1802上形成伺服标记1812(伺服字段)可以与白标记1704数据字段1810区别开来。暗标记1708伺服字段1812可以被嵌入到白标记1704数据字段1810中,以为数据字段1810提供同步和地址信息。
参考图19,可以示出光带介质1802上的暗标记1804和白标记1808的接收到的读回信号1908的实施例。如在图18中所讨论的,伺服字段1812的暗标记1802可以被嵌入到光带介质1802上的白标记1808的数据字段1810中。如图171所示,暗标记1804可以将负的读回信号1902提供到光学头。白标记1808可以将正的读回信号1904提供到光学头。在一个实施例中,结果可以是可以为暗标记1804伺服字段1812和白标记1808数据字段1810两者提供可区别的极性信号的读回信号1908。读回信号1908的可区别的极性可以允许读取伺服字段1812和数据字段1810,这些伺服字段可以被写入在相同光带1802光道上。
参考图20,第一表面入射(空气入射)WORM光带介质的实施例包括顶涂层2002、外涂层2004、相变层2008、金属层2030、反射层2010、压花层2012、带基薄膜或衬底2014,以及背涂层2018。
顶涂层2002可以是由溅射过程所施加的有机耐划薄膜,为介质的其他层提供保护层。顶涂层2002可包括防反射特性(例如,低折射指数)以防止不希望的激光2020从介质内的各层的反射。
在图20的可能的实施例中,外涂层2004可以是在光学上透明的,由诸如ZnS(商品名称ZS80)之类的材料制成的接近于零吸收的保护层。可另选地,外涂层2004也可以包含SiO2或可以保护较低层免受物理损坏的其他这样的材料。外涂层2004可以通过溅射过程来施加,并可包括防反射材料,以使激光2020更有效地穿透它。
在此可能的实施例中,相变涂层2008可以是相位变化合金,如Te-Ge-Sb(碲-锗-锑),然而,也可以包括被称为写入亮相变材料的其他相变材料。当由Te-Ge-Sb制成时,相变涂层2008可以大致十九纳米厚。当接受到来自激光2020的充分热量时,写入亮材料从无定形变为晶相。一旦变化,材料的成分防止它变回到无定形相。所产生的晶态点,比周围的无定形材料反射性更强,相对于周围的区域产生高对比度,可以是用于在WORM光带介质中存储数据的装置。在此可能的实施例中,可以使用溅射过程来创建相变薄膜2008。
金属层2030可以是非常薄的铝层。在此实施例中,金属层2030可以大致由大致1到2纳米厚的铝制成。
撞击相变材料的激光的能量将其能量转移到带有三维高斯剖面的材料。激光撞击区的中心将快速地升温到相变材料熔点,而侧翼区域将只上升到结晶温度,该结晶温度可以低于熔解温度。此能量转移过程会产生类似于“甜甜圈”的标记,中间有一个孔,被亮的环包围。这样的标记会产生高对比度以及高信噪比的优点。另外,该过程可以非常快,使得以非常快的数据速率来使用这样的介质进行记录成为可能。然而,在没有金属层2030的情况下,带有大于大致0.3mW的读取功率的激光可以导致读取蚀刻,这可能是介质的相变层中的非故意的亮光道。
金属层2030增强介质,以便它不仅提供高对比度的所有理想的特征以及快速的WORM介质,而且对读取蚀刻的抵御力也非常强。利用此实施例,带有高达至少0.8直到差不多1mW的读取功率的激光将不会导致读取蚀刻问题。在此实施例中,不仅可以降低对读取蚀刻的敏感性,而且相对于没有金属层2030的光学介质,写入标记的载波噪声比可以改进大约5到10dB。
金属层2030可以通过在激光写入期间充当防止反射层2010中的金属迁移到相变层2008中的屏障来提供这些优点。可另选地,金属层2030中的特定原子铝可以在沉积期间迁移到相变层2008中也是可以的。这样的迁移可以推迟相变层2008结晶过程而不会在本质上改变熔解温度。
由诸如铝或锑之类的金属材料制成的反射层2010从穿过相变层2008和薄的金属层2030的激光2020反射光。当由锑制成时,反射层2010可以大致20到30纳米厚。反射层2010可以使用电子束来创建,可以热蒸发,可以溅射,可以离子束沉积,或者可以利用类似的过程来创建。反射层2010进一步从下面反射光,衰减并阻止来自下方的任何光穿过和与激光2020混合,这可能会在反射激光2020中产生噪声。反射层2010还可有助于相变层2008的结晶,通过促进晶核形成,来产生合适的热剖面。
压花层2012包含用于伺服跟踪的物理凸区和凹槽结构。压花层2012可以通过鼓压花和紫外线固化设备从单体流体制成,其中,它可以被压花有凸区和凹槽结构,并同时被固化。在固化时,它从液体单体转换成固态聚合物,并可以永久地附着于衬底2014。
在压花层2012下面可以是提供机械支撑的衬底或带基薄膜2014。可以从诸如聚萘二酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)之类的高性能热塑性聚酯薄膜,或具有适当的机械、热以及吸水性的用于数据存储产品的类似材料来制造带基薄膜2014。
背涂层2018可以被沉积在带基薄膜2014的背面。背涂层2018可以是部分导电层,以最小化静电荷的积累,并具有充当释放在光带子系统操作过程中所生成的残存空气的管道的纹理化表面。另外,背涂层2018光学特性吸收和扩散穿透反射层2010的入射激光2020。背涂层2018可以是从包括通过浆液涂敷、铝溅射层,以及镍铬溅射层所产生的炭黑薄膜的集合中选择的材料中的一种。背涂层2018,当由铝、镍铬或其他金属材料制成时,也可以应用于磁带介质,以实现类似的静电放电以及残存空气的释放。
图2可以是在对图20中所描绘的介质执行3T操作时捕捉到的测试信号的波形的表示形式,通过去除外涂层104修改了介质。由于外涂层2004可以是光学抗反射干扰层,因此,在3T写入操作期间,它不会显著地影响介质的剩余层的工作。
信号2110描绘了表示读取介质上的激光标记的结果的读取信号的时域电压测量值。信号2120描绘了用来确定读取信号何时具有相关数据的控制信号。从图21中可以看出,在当信号2120可以是低的时间段2125内,读取信号具有相关数据。可以使用5ms每个分时刻度来捕捉信号2110和2120,并将它们显示在示波器上。通过使用示波器的能力,可以使用1.46μs每个分时刻度,作为信号2140,选择并显示读取信号的代表性的部分2130。本领域技术人员将理解,图21的波形描绘了图20中所描绘的光学介质的实施例的载波噪声特征。
敏感性图表可以是示出了“微”变化对“宏”特性的影响的派生工具。图22、23、24以及25示出了对薄膜叠层中的每一层的厚度的变化的反射敏感性。在图22和23中,主要只对最后一层感兴趣;在图24中,主要只对第一和第三层感兴趣,而在图25中,主要只对第二和第四层感兴趣。
在图22,23以及24所示出的设计中,请注意,无定形和晶态曲线可以是平行的,无定形曲线可以始终低于晶态曲线。图23可以是图22的扩展,示出了甚至对于十倍的层厚度,曲线仍保持平行。图24的延长的曲线将示出相同的现象,并可以省略。
图25示出了带有交叉的无定形和晶态曲线的实施例。这意味着,可以设计相变系统(例如,作为光带介质的一部分)可以在无定形状态下具有高反射率,在晶态下具有低反射率,或者在晶态下具有高反射率,在无定形状态下具有低反射率。这可以是写入亮或者写入暗系统。
例如,常规的DVD光盘将不能在WORM光盘播放器中正常地运转,因为当光盘可能暴露给WORM激光束时,WORM光盘播放器将导致反射率的增大,而当被暴露于激光束时,DVD光盘将会导致反射率降低。
然而,LOTS驱动器可以是WORM驱动器,可擦除的光带可以用于LOTS驱动器中的唯一途径可以是在可以这样制造可擦除的光带以便当被暴露于激光束时其反射率增大的情况下。图26中所描绘的设计示出了当暴露于对应于LOTS波长的532nm的波长的激光束时反射率增大。
在各实施例中,由相变层组成的四层光带,随着各层的厚度的变化,无定形到晶态反射率变化可以从正的变为负的。
带有可以交叉的无定形和晶态反射率曲线的介质(例如,光带介质)可以在无定形状态下具有高反射率,在晶态下具有低反射率,或者在晶态下具有高反射率,在无定形状态下具有低反射率。这可以是写入亮或者写入暗系统。
在各实施例中,由相变层组成的四层光带,随着各层的厚度的变化,无定形到晶态反射率变化可以从正的变为负的。
光学介质的初始化器可以包括将足以将相变介质初始化为晶态的能量提供到光学介质的大功率激光器。大功率激光器可以被较低功率的激光器自动地聚焦到介质的相变层上。然而,当可以初始化带有平行的反射率曲线(例如,如图27所示)的介质时,较低功率的激光器可以饱和。
在各实施例中,可以利用通过较低功率的激光器自动地聚焦的大功率激光器来初始化其相变反射率曲线可能不平行的四层光带,其中,激光的波长可以大致是使反射率曲线交叉的那样(例如,如图28所示)。因此,其聚焦波长可能大致等于跨越波长的介质反射率的初始化器设备可能不被饱和。这样的设备对带有较短的波长的相变材料是有益的。
一种新颖的组成(REWORM)将包括在高反射率无定形状态沉积,初始化到低反射率晶态,以及写入到高反射率无定形状态。
这种组成的优点可包括更快的擦除时间,因为从晶态写入到无定形状态不取决于相变介质的本征晶体生长机制,这包括对从无定形状态变为晶态的最少时间的约束。
此处可以公开可以通过将相变介质返回到低反射率状态来擦除光带的设备。这样的设备将通过将高反射率信息改变为低反射率状态来擦除在高反射率状态下在光带上写入的任何信息。
这样的设备可以作为独立的、与用来在光带上写入以及读取信息的另一设备分开的设备。
具体而言,这样的设备可以用于使用写入亮光带的应用中。
此处可以公开这样的设备:当与光带介质一起使用时,向光带写入信息,掩盖光带上的任何预先写入的信息,使预先写入的信息不能被光带读取设备读取。
这可以具有防止光带上的敏感信息被掩盖以致于预先写入到光带的敏感信息将不可读的的优点。此优点将对具有光带上的必须被光带系统擦除的敏感信息的第一用户有利,因为它防止光带系统的第二用户在执行擦除之前读取敏感信息。
可以在连续的溅射涂敷机器上制造可擦除的相变光带介质,其中,可以将所有层同时沉积到介质上。这可以这样做到:通过在可以沉积第一层之后不久在沉积的第一层上面沉积第二层,并同时在介质的其他部分沉积第一层。在一个实施例中,这可以通过将溅射(层沉积)源定位在旋转的热量提取鼓(冷却鼓)周围并按顺序将介质移动得经过每个溅射源。如上文所描述的,可以沉积薄膜,第一层被沉积在聚合物类型的材料的织物上,该材料在介质移动得经过每个溅射源时可以与冷却鼓接触。
将此技术应用于一个或多个沉积层的基于碲的可擦除的相变配方,可以在各层之间产生分级的材料接口。
在各层之间带有分级的材料接口的此介质的优点可包括应变消除或热传导性过渡,这与所产生的相变结构相比可以导致性能提高。这样的性能改善可以被表现为信号抖动减少或擦除循环特性增强。
在各实施例中,整个多层介质中的每个接口的不同等级是理想的。
此处的各方面可以涉及适用于从/向光带读取和/或写入数据的改善的光学拾取头系统。光学头能够在光带上读取和/或写入数据。光带可在相变层中包括格式化的数字数据,它可以适用于被写入、被重新写入、擦除和/或从中读取。光学头可包括对于光学头、读头、写头、读/写头、写后直读头的输送工具,用于光学头定位的活节单元、用于解码光带上的数据的解调机构等等。光学头可包括光源、透镜、致动器、光束分离器、光束偏振器、电光集成电路,和/或其他系统。
应该理解,光学头能够读取、写入、读取和写入,写后直读,或者,它可以以别的方式被配置成满足特定应用的需要。此处描述了光学头以及相关的机构的几个不同方面;不同的方面可以合并到光学头中,或者,可以分别地使用。
在一个实施例中,如此处所描述的光学拾取头(OPH)可以与光带介质一起用于写后直读(DRAW)模式下。
在一个实施例中,低功率写后直读(DRAW)激光二极管可以和拾取头(PUH)中的较高功率的激光二极管一起使用。两个激光二极管可以具有基本上相同的波长。在一个实施例中,全息光学元件(HOE)可以被插入在DRAW激光束路径中,而+1(一阶)以及-1光束可以用于DRAW功能。+1阶光束可以用于介质运动的第一方向,而-1阶光束可以用于第二方向。
在PUH中可以有两种实现DRAW功能的方法。第一方法的实施例可以是对于读取、伺服读取,以及DRAW具有基本上相同的波长的用于只写入的较高功率激光二极管LD12902和较低功率的第二激光二极管LD22914。来自两个激光器的光束可以被组合以在PUH中产生除DRAW之外的所有所要求的功能。第二方法的实施例可以是让LD12902用于写入、读取,以及伺服功能,而较低功率的LD22914可以用于DRAW。
参考图29,可以示出对于读取、伺服环路,以及DRAW可以具有基本上相同的波长的用于只写入的较高功率激光二极管LD12902和较低功率的第二激光二极管LD22914的基于DRAW的方法1的实施例。可以有两个光路,一个用于大功率激光二极管LD12902,另一个用于低功率激光二极管LD22914。与LD12902相关联的路径可以向介质提供写入能量。被表示为COL12904的准直仪可以是提供校准的并且无像散光束的像散透镜,该光束可以由物镜聚焦到光带介质上。
与LD22914相关联的路径可以更复杂以提供读取、伺服环路以及DRAW功能。与此路径相关联的全息光学元件(HOE2)2920可以包含光栅以及全息装置,如图31所示。光栅202可以将传出的准直光束拆分为3个光束,即,0阶,+1阶以及-1阶光束。0阶光束可以用于提供聚焦和跟踪的伺服功能,并可以提供额定读取功能。+1和-1阶光束可以用于DRAW。HOE22920可以包含相位全息装置204,该相位全息装置204可以在正交方向衍射返回的+/-1阶光束,以在分段检测器上产生6个点。来自分段的检测器阵列的信号可以被用来同时生成聚焦和跟踪信号以及DRAW信号。分段的检测器阵列和信号放大器可以被集成到一个电光集成电路EOIC2上。由于LD22914可以是较低功率的激光二极管,因此,它可以与EOIC集成。
来自LD12902和LD22914的两个准直光束可以在物镜处被组合,以保持LD12902和LD22914的焦点。
可以通过下列公式,通过物镜的焦距,fobj,HOE22920的光栅202间距Λ,来控制0阶光束以及+1、-1阶光束的焦点之间的距离:
λ d = f obj · α ± 1 = _ f obj Λ
其中,λ可以是LD波长。
例如,如果可以使用0.1mm的Λ,650nm的LD波长,以及2.5mm的fobj,那么,α+1等于37度,d等于13微米。
参考图30,可以示出对于光学介质(例如,光带)的基于方法2的DRAW光学拾取头的实施例。可以有两个通过光学拾取头的光路,一个用于主光束,另一个用于次要光束,该次要光束用于DRAW。主光束可以主要用于写入、聚焦、跟踪,以及额定读取。
光源LD12902可以由透镜COL12904、然后通过全息光学元件(HOE1)3008进行准直。HOE1结构可以与图31中所描述的相同。在此情况下,可以只需光栅来使用三光束跟踪方案。如果可以使用单一返回光束来生成焦点和光道信号,则可以不需要光栅。可以使用全息装置来将返回光束衍射到LD12902源的侧面。
可以由透镜COL22918然后由HOE22920来准直激光源LD22914。由于次要光束的用途可以是写后直读,因此,HOE22920可以用于此用途。HOE22920中的光栅可以是0阶抑制光栅,大部分能量在+/-1阶衍射,如图32所示。+1阶可以在主光束点的焦点前面,而-1阶在主光束点的后面,远到跟踪方向能走多远。一个阶可以在介质可能在第一方向移动时用于DRAW,另一个可以用于介质可能在第二方向移动时。
在全息元件HOE13008中具有正确的槽深是重要的,以便控制0阶抑制。例如,如果全息元件HOE13008可以是带有1.55的折射率的玻璃板,则当使用带有655nm波长的光源时,槽深可能需要550nm,以完全地抑制0阶光束。对0阶光束的完全抑制可以是理想的,但可能不是必需的。即,可以使用较小的槽深。例如,当深度为380nm时,能量可以均匀分布在三个阶光束-0,+1以及-1。这可以适当地起作用。更多的0阶能量不合乎需要,因为它可能导致更大的相对强度噪声(RIN)。
如图32所示,全息元件HOE22920也可以包含相位全息装置。相位全息装置的用途可以是将返回的±1阶光束衍射到正确的位置以便进行数据检测。
参考图29和图31两者,可以使用偏振光束分光器PBS2910将主要和次要光束合并。利用偏振光束分光器PBS2910,反射光束可以返回到它们自己的原始方向。
参考图33,另一种特征可以是两个激光二极管的朝向。两个光束的偏振方向可以基本上彼此垂直。例如,光源LD12902可以在可以主要平行于光带运动和介质平面的方向的方向上偏振,而光源LD22914可以在可以垂直于光带运动但是可以平行于介质的平面的方向偏振。这可以使得在偏振光束分光器PBS2910处组合两个光束成为可能。由于从激光二极管发出的单个空间模光可以主要平行于P-N结平面3402地偏振,因此,光源LD12902和光源LD22914的P-N结平面3402可以彼此垂直。
如果激光二极管没有被集成到电光集成电路检测器阵列中,则两个光束的光路配置的许多其他版本也是可以的。然而,这样的配置可能没有集成LD-EOIC阵列紧凑。DRAW拾取头的另一种版本可以在图34中示出,其中,激光二极管和两个电光集成电路可以被集成到一个硅芯片上。
由于如图33所示在一个硅芯片上彼此成90度角地安装两个激光二极管可能存在一些制造挑战,因此,在图35和图36中示出了两个其他版本,其中,两个激光二极管具有相同的朝向。图35中所示出的实施例可以与图29中所讨论的第一实施例提供相同的功能。图36中所示出的实施例可以与基于图30的方法2中所讨论的实施例提供相同的功能。然而,在这些版本中,可以将另一种双折射板3602添加到次要光束中,以将其偏振旋转90度。
由于在各实施例中,光源LD12902可以用于写入而光源LD22914可以用于DRAW读取,光源LD22914功率要求可能不那么苛刻,并且成本低些,因此,较低功率的激光可以用于光源LD22914。
在一个实施例中,光学拾取头(OPH)可以适用于准许如此处所描述的光学介质(例如,光带)具有大的跟踪范围。
参考图37,示出了常规PUH3702的实施例(图37A)以及集成的电光组件3704的实施例(图37B)。使用光致动器3708只移动物镜可能导致相对于光学组件的其余部分的不希望有的光束移动;这可能会在光束焦点从适当的位置范围离开时导致伺服跟踪错误。通过使用光学组件3704,整个光学透镜组件可以被致动器3710移动以跟踪光带。这可以在电光集成电路3712上保持返回光束的适当的位置。如此,跟踪范围现在可以基于致动器的范围,而并非通过光学渐晕以及下面所讨论的光束行走问题。
参考图38,例图示出了当只能移动物镜以跟踪光带光道时导致的光学渐晕。常规拾取头(PUH)由于光学渐晕以及光束行走所导致的问题,可能具有跟踪范围限制。当光道中心在从物镜射出之前可能接近于高斯光束轮廓的中心时,可以在四元组检测器上获取完美的推拉图案。
当考虑中的光道由于介质偏转(runout)而从第一位置3804向下移动时,伺服环路可能导致透镜也向下移动。如此,焦点将试图跟踪中心;然而,这可能导致照射到物镜上的高斯光束轮廓不再以光圈为中心。这种微小的不平衡可能会导致检测器3802处的推拉图案也不平衡,导致小的错误信号。可以使用有限的共轭物镜3810,其中,照射到物镜上的光束具有发散波前。当透镜移动以跟踪偏转时,返回光束可能会在检测器3812上遭受光束行走问题。
在常规的PUH实施例中,检测器上的不平衡的推拉图案以及光束行走可能会在电光集成电路上产生不太希望的光束位置。不太希望的光束位置可能将PUH能够覆盖的光道的数量限制到数十个光道。
参考图39,可以示出本发明的实施例,带有电光集成电路(EOIC)3902、激光二极管(LD)3904、像散透镜3908、全息光学元件(HOE)3910、致动器3912,以及物镜3914,所有都是单一组件3918的组成部分。通过与组件3918一起移动物镜3914,可以消除光学渐晕以及光学偏移问题。准确地定位拾取头(PUH)组件3918要求充分的伺服带宽,如此,组件3918可能要求较低的重量。可以通过集成的设计来提供较低的重量。
在集成的设计中,可以将激光二极管LD3904直接安装在电光集成电路EOIC3902上。电光集成电路EOIC3902可包括带有分段的检测器、电流放大器,以及电压放大器的硅芯片。简单的光栅可以用于全息元件HOE3910;全息元件HOE3910可以将光束分割为0阶和±1阶。0阶可以具有50%的效率,而±1阶可以各自具有大致25%的效率。0阶光束可以用于读/写,以及聚焦/跟踪功能。当0阶光束可以被返回到全息元件HOE3910时,两个一阶光束可以向电光集成电路EOIC3902的左和右六段检测器衍射。每个衍射光束都可以用于聚焦/跟踪和读/写功能。两段中的信号可以相当,并可以相加以将SNR(信噪比)提高3dB。
在另一实施例中,简单光栅可以替换为轴上全息装置。它可以提供正的和负的透镜效应,以便,例如,一个六元件段可以接收来自最佳焦点之前的光,而其他六元件段可以接收来自介质上的最佳焦点之后的光。这可以允许使用微分点聚焦方法。全息装置的另一个显著优点可以是,传出的光束中的两个一阶光束可以焦点没对准;这可以产生少量的到检测器中的反射光。两个一阶点可能是不希望有的,因此,可以忽略少量的反射光。
在一个实施例中,通过在跟踪光带介质时移动整个组件,光电组件可以保持平衡的推拉图案,而不会在电光集成电路EOIC3902上的检测器处产生光束行走。带有光电组件的一致的平衡的推拉图案的改善的焦点可以在光带上提供更大数量的被覆盖的光道;集成光电组件能够覆盖数千光道。
参考图40,可以示出被合并到集成的设计组件3918中的写后直读(DRAW)特征的实施例。可以在图29到34中进一步描述DRAW。DRAW可以是可以提供±1阶光束的另一个低功率激光二极管。±1阶光束可以允许光学拾取头(PUH)紧随在写入之后执行读取以最小化写入错误。将DRAW合并到集成的设计组件3918中可以随着主光束从跟踪整个组件3918进行接收来向DRAW提供相同的改善的跟踪。
在一个实施例中,如此处所描述的走带机构可以适用于输送用来与光带机构中的光带连接的多个光学头。
光带驱动器可以具有光带导向系统,无需在可卸光带盒卷轴和卷带盘之间安置任何单独的导向机构。当可以将可卸光带盒插入到光带驱动器中时,可以使用卷带导杆将介质拉到卷带盘上,卷带导杆可以附接到介质盒中的导杆材料中。
参考图41,可以示出在光带位置极值光学头输送工具的重定向的实施例。头输送工具4102可以被定位在盒卷轴4104和卷带盘4108之间。头输送工具4102可以被定位在允许横向定位以便从头输送工具4102到介质的距离可以被控制的机制上;可能需要头输送工具4102与介质有某一距离,以便进行最优的读/写操作。随着介质可以从盒卷轴4104移到卷带盘4108,可以针对到介质的变化的距离,调整头输送工具4102机制。随着介质可以在各卷轴之间移动,还可针对介质与头输送工具4102的变化的角度,调整头输送工具4102。在一个实施例中,随着介质从盒卷轴4104移到卷带盘4108,相对于头输送工具4102的角度和距离可以基于每个卷轴上的介质的量而变化;在光带驱动器的操作期间,角度和距离可以连续地变化。可以通过伺服控制的机制的补偿系统中的算法来确定头输送工具4102的准确位置。
在单一头输送工具中可以使用多个头,以增大光驱动器的数据传输速率。每个单个头都可以使用其自己的伺服控制定位系统来进行头的准确定位,然后,可以使用头输送工具4102来大致将头阵列定位于光带的附近。这可以大大地最小化使用许多光学头的复杂性。
参考图42,头输送工具4102可包括多个光学头4202,其中每个光学头4202都有其自己的伺服控制的传动器以及定位系统。光学头4202可以如此排列,以便每个光学头4202都可以负责读取光带的区域4204中的数据以及在其中写入数据。在一个实施例中,光带的区域4204可以是若干个光带光道。在头输送工具1102中可以有足够的光学头4102,以覆盖光带的所有区域4204或光道。每个光学头4202都可以能够被定位到光学头4202的区域4204内的记录光道中的任何一个中,而不会影响其他光学头4202;每个光学头4202的运动范围都可以完全在伺服控制的传动器运动范围内。另外,每个光学头4202的聚焦控制都可以具有足够的运动范围,以使每个光学头4202在光带从光带的开始处移动到末尾时在光带的旋转运动过程中保持聚焦;聚焦的保持可以在光带运动的任一方向。
再次参考图41的光带驱动器,可以没有固定光带的位置的引导部件4112,因此,头输送工具4102可以横向地移动和旋转以与光带保持适当的朝向。在一个实施例中,头输送工具4102可以具有其自己的闭环伺服系统,信息从单个光学头4202产生。此系统的优点可以是,头输送工具4102可以使用来自光学头4202的传感器信息,可以不要求头输送工具4102的额外的传感器。
系统和方法还可允许在介质的两侧4110都有头输送工具4102,至少两个头输送工具41024110可以连接到同一个头输送系统。
图42示出了包含若干个单个头4202的头输送工具的实施例。在一个实施例中,头输送工具4102中的单个光学头4202的数量可以基于头输送工具4102的大小和需要被覆盖的光道的数量以及光带宽度。例如,如果光学介质上有一千个光道并且每个单个光学头4202能够覆盖一个区域4204内的两百个光道,则头输送工具4102中可以只有五个单个光学头4202。在一个实施例中,光学头4202的数量可以不直接与光道的数量以及每个单个光学头4202可以覆盖的光道的数量相关;在单个光学头4202之间可以有一定数量的重叠的光道,因此,增大特定数量的光道所需的光学头4202的数量。每个光学头4202都可以在其控制聚焦和数据光道获取的能力方面是独立的。每个光学头4202都可以对齐到专门的区域4204内的多个数据磁道中的任何一个。
在一个实施例中,如此处所描述的,可以针对使用光带介质的高密度存储器来修改光带驱动器。
在典型的光带驱动器中,可以有将介质从盒卷轴,穿过头输送工具引导到卷带盘的旋转辊。这些切削加工的辊的用途之一可以是减少由盒和卷带盘所产生的横向光带运动;然而,辊本身可以比卷轴以较高频率产生横向光带运动。在各实施例中,头组合件的伺服控制的定位系统可以为这样的系统产生补偿来自卷轴的低频运动的能力,可以改善该能力,并可以优于对于辊较高频率的能力。
参考图43,可以示出头输送工具4102到光带极值4302的重定向的实施例。一个方面可能具有光带导向系统,无需在可卸光带盒卷轴4104和卷带盘4108之间安置任何单独的导向机构。当可以将可卸光带盒4104插入到光带驱动器中时,可以使用卷带导杆将介质拉到卷带盘4108上,卷带导杆附接到介质盒中的导杆材料中。
头输送工具4102可以被定位在盒卷轴4104和卷带盘4108之间。头输送工具4102可以被定位在允许横向定位以便从头组件到介质的距离可以被准确地控制的机制上。在无接触记录的情况下,可能需要头与介质有某一距离。随着介质可以从盒卷轴4104移到卷带盘4108,随着每个卷轴上的光带的量变化,光带的角度可以不断地变化。随着介质可以从盒卷轴4104移到卷带盘4108,可以针对到介质的变化的距离,调整头输送工具4102。可以针对介质与头输送组合件4102的变化的角度,调整头输送工具4102。可以通过伺服控制的机制的补偿系统中的算法来确定头输送工具4102的准确位置。
此光带路径中的横向光带运动(LTM)只能从供带卷轴4104和卷带盘4108产生。在一个实施例中,可以将这两个组件的制造公差控制到大于光带宽度的千分之几英寸;因此,可以给光带提供适当的引导,无需使用导辊。LTM的频率可以基本上与卷轴的旋转频率相同;频率可以是10到400Hz。此频率可以比导辊可以引入的频率小得多;导辊4112LTM频率可以是数百赫兹。在较低的频率时,通过使用大约1kHz的带宽,伺服控制的头输送工具4102定位系统可以非常有效。对于由卷盘到卷盘光带运动所产生的较低频率LTM,头输送工具4102伺服控制能够更好地调整。有效的定位头输送工具4102可能具有改善的光带跟踪,因此,能够读和写高密度光带光道。
尽管在一个实施例中,可以依赖于旋转引导4112部件的不存在,但是,可以具有用于保持介质在头输送工具4102中的位置一致性的一个或多个固定的不旋转的导杆4112。
在一个实施例中,还可在介质的两侧使用头输送工具41024110,因为可能没有由于引导辊4112所造成的在一侧的过度的磨损。在介质的另一侧使用第二头输送工具4110和记录数据还可增大高密度记录。
激光头跟踪系统可以跟踪移动的光带介质上的数据的位置,以便在介质上的相对于介质上以前写入的数据的正确位置写入数据。
参考图44,可以示出本发明的实施例。可以有可包括激光源4404、光束分离器4408、检测器4410,以及可移动透镜4412的转换器组合件4402。可移动的透镜4412可以独立于转换器组合件4402的其余部分移动,或者也可以作为完整的单元与转换器组合件4402一起移动。激光源4404可以提供可以被可移动透镜4412聚焦于介质上的光。光可以通过可移动的透镜4412反射回到光束分离器4408,该光束分离器4408可以将反射的光引向检测器4410。检测器4410可以与能够解释从介质反射的光的处理器相关联。
可以通过使用转换器4402来确定信息在介质上的位置,该转换器4402可以测量以前可能已经写入介质上的信息的位置。在一个实施例中,可以有可以计算要由写入器4414写入的信息的下一个正确位置的处理器。写入器4414可包括激光源、光束分离器、检测器,以及可移动的透镜。写入器4414可以具有传动器4424,该传动器4424可以将写入器4414定位于要写入数据的位置;传动器4424可以移动可移动的透镜,或者也可以移动整个写入器4414组合件。写入器4414可以在介质上写入新信息。
在一个实施例中,写入器4414可以通过错误校正反馈机构4418从转换器4402接收定位信息。在一个实施例中,转换器4402可以读取以前在介质上写入的数据4420,并可以将定位信息馈送到纠错机构4418;信息的馈送可以是实时的。以前写入的数据4420可以由转换器检测器4410接收;检测器4410可以将以前写入的数据4420位置馈送到错误校正反馈机构4418。校正反馈机构4418还可从可移动的透镜传动器接收以前写入的数据4420定位信息。在一个实施例中,错误校正反馈机构4418可以包含组合来自转换器检测器4410和可移动的透镜传动器的以前写入的数据4420定位信息的逻辑。在一个实施例中,错误校正反馈机构4418可以计算要写入信息的下一位置4422;可以将下一位置4422馈送到写入器4414。
在一个实施例中,写入器4414可以从错误校正反馈机构4418接收定位信息。在一个实施例中,写入器4414可以直接将定位信息接收到写入器传动器4424。在一个实施例中,写入器4414可以将定位信息接收到处理器,该处理器可以计算用于将数据写入到介质的下一位置4422。在一个实施例中,用于写入数据的下一位置4422可以相对于由转换器4402读取的以前写入的数据4420。
在一个实施例中,下一个写入的数据4422可以来自以前写入的数据4420的设置的位置;设置的位置可以是读/写逻辑的一部分,因此,可能不要求定位信息被写入到写入的数据4422中。
在一个实施例中,下一个写入的数据4422可以不是来自以前写入的数据4420的设置的位置;数据间隔可以作为被写入到介质的数据的一部分来写入。
在一个实施例中,下一个写入的数据4422可以是基于系统变量设置的位置;系统变量可以基于所需的数据密度。在一个实施例中,位置信息可以不被写入到写入的数据4422中。在一个实施例中,系统变量可以存储在转换器4402、写入器4414,错误校正反馈机构4418等等中。
在一个实施例中,对接收到的信号的多解调可以被包括在光带机构中,用于快速且精确的信号处理。
由多解调器接收到的已调制信号可以表示诸如振幅、相位、频率等等之类的多种信息。信息可以是传输的通信信号、以电子方式接收到的机电装置的温度、位置和速度等等。
这些已调制信号还可标识不同类型的产品,以及它们的特性,诸如产品类型、产品序列号、产品区别因素、可以电子方式或以光学方式传输的属性等等。
多解调器可以基于形状和载波频率来确定接收到的信号的类型以及瞬时值;此信息可以被提供到主机设备。主机设备可以基于由解调器所提供的类型和瞬时值信息来对于设备的操作应用一组规则和决策。
此系统的实时解调能力可以对于通信系统、电动机械控制系统等中的诸如实时数据和信号处理之类的应用,实现快速和精确信号处理。
参考图45,可以示出解调器4500的高级别实施例。解调器4500可包括接收和调节信号的信号调制器输入设备4502以及可以将复合信号S(t)解调为单个输出的信号解调器设备4504。对信号的调节可包括信号放大、信号滤波、模拟-数字转换等等。已调制信号S(t)可以由解调器4500接收,并可以是表示带有不同的载波频率的许多种已调制信号中的一种的单一已调制信号,如Eq1所描述的。已调制信号S(t)可以是这些已调制信号的总和,如Eq2所示。
S(t)={S1(t)*sin(w1*t)}Or{S2(t)*sin(w2*t)}Or{Sk(t)*sin(wk*t)}(Eq1)
或者
S(t)={S1(t)*sin(w1*t)}+{S2(t)*sin(w2*t)}+......{Sk(t)*sin(wk*t)}(Eq2)
解调器4500能够确定在接收到的信号S(t)中存在多个Sk(t)信号,还可解调S(t)中存在的任何Sk(t)信号的瞬时值。
参考图46,可以示出解调器的比较详细的实施例。在一个实施例中,信号S(t)可以首先被设备输入接口(Din)4502调节,然后,可以由信号解调器104中的一组互补滤波器来进行处理:
[FP1&FQ1],[FP2&FQ2],......[FPk&FQk]
互补滤波器可以确定不同的信号Sk(t)在S(t)信号中的存在和类型,并可以通过一组输出信号来报告信号的类型。
TYP1,TYP2,.......TYPk
以及它们的瞬时(实时)幅度,通过:
S1(t),S2(t),.......Sk(T)
解调过程可以是模拟或者数字的。模拟设计中的Din4502的功能可以是调整用于处理的输入信号S(t)的电平和振幅。在数字设计中,Din4502可以是模拟-数字转换器(ADC),稍后可以通过系统微处理器或专用集成电路(ASIC)调整S(t)n的电平和振幅(S(t)n=以Ts采样速率采样的S(t))。互补滤波器的操作可以是:
[FP1&FQ1],[FP2&FQ2],......[FPk&FQk]
可以用方程组来描述接收到的信号S(t):
P1=S(t)*L(t)1
Q1=S(t)*M(t)1
P2=S(t)*L(t)2
Q2=S(t)*M(t)2
Pk=S(t)*L(t)k
Qk=S(t)*M(t)k
其中,L(t)k可以是带有与信号{Sk(t)*sin(wk*T)}的载波频率相关联的频率wk的矩形函数。M(t)k可以是带有频率wk的矩形函数,频率可以与L(t)k信号有90度相位差。
进一步处理可以产生:
FP1=AVE(P1)
FQ1=AVE(Q1)
FP2=AVE(P2)
FQ2=AVE(Q2)
FPk=AVE(Pk)
FQk=AVE(Qk)
其中,AVE(Pk)和AVEQ(k)可以是Pk和Qk信号的实时的运行总和平均值。
根据傅里叶变换定理,可以进行下列推论:
Sl(t)∝FPl+FQ1
S2(t)∝FP2+FQ2
Sk(t)∝FPk+FQk
其中,∝表示比例。
如此,可以以此方法来确定任何信号Sk(t)的振幅或其在S(t)中的存在或不存在。
在一个实施例中,如此处所描述的光带机构可以被配置成使用与内联ECC交错的多通道ECC来进行错误校正。
用户数据可以被格式化为数据的逻辑Kbyte块。对于数据的逻辑Kbyte块,可以生成ECC符号块,以创建ECC实体,该实体可包括数据的逻辑Kbyte块和ECC符号块。此ECC实体可以被称为ECC编码方案(C+D,D),其中,C+D可以是构成ECC实体的块的总数,D可以是可以生成的ECC块的数量。D还可是在读取光带期间在ECC实体中可以纠正的块的数量。
一旦数据可以被格式化为ECC实体,可以构成实体的数据的块可以利用每个通道ECC来编码,每个通道ECC可以纠正Kbytes块数据中的差错数据的字节。格式化的数据块可以交错,以创建要记录在光带上的ECC块。ECC块可以是来自通道ECC实体的多个交错的块,以构成光带上的多块记录的ECC帧。
在一个实施例中,在读取过程中,内联ECC可以交替数据的每逻辑Kbyte块,纠正高达10字节的错误数据。在读取数据时,可以校正可能错误的任何块,高达大约10字节。如果ECC不能纠正数据,则可以由跨通道ECC来纠正错误的块,跨通道ECC可以使用光带上的其他光道中记录的数据。
在一个实施例中,可以描述输送工具的多个光学头的伺服跟踪系统,输送工具可以提供多个光学头的前馈跟踪信号。
参考图47,格式化的光带介质4710可以具有多光道区域4702(N个光道区域)。在多光道区域4702中的每个内都可以有多个光道4704(K个光道)。
每个多光道区域4702都可以具有其自己的专门的光学读/写头4708。如此,当光带移过固定的头4708时,可以以并行数据流式方式在光学介质4710中写入数据和从光学介质4710中读取数据。
对于每个多光道区域4702的光道位置错误(TMh)可以由两个主要部分管辖。光道位置错误可以是单个光道相对于光学头4708的移动。横向光带运动(LTM)4712对所有头4708是共同的,每个头4708的剩余运动4714(RMh)对每个头可以是特定的。LTM4712可以是光带介质4710相对于头输送工具的运动。如此:
TM1=LTM+RM1
TM2=LTM+RM2
TM3=LTM+RM3
TMN=LTM+RMN(公式1)
可以与读/写头4708相同的每个多光道区域4702的伺服感应头只能够检测每个光道相对于专用于该多光道区域4702的特定头4708的相对运动。伺服感应头只能够确定特定多光道区域4702的TMh的总值。TMh可以是相对运动信号,它可以被用作每个多光道区域4702的设备伺服系统中的反馈信号,设备伺服系统可能具有预定的对于伺服性能的带宽能力。
头输送工具可以使用多个头4708,并且对于多光道区域4702可以由设备伺服处理器来计算所有TMh的总和(SUM),以帮助伺服系统按如下方式确定TMh和RMh对每个头的总的TMh的贡献:
由于LTM4712对于所有头可以相同,因此,从公式1,所有光学头的误读的总和是:
SUM=TM1+TM2+TM3+.......+TMN=N*LTM+(RM1+RM2+RM3+.......RMN)
如此,要确定LTM:
LTM=SUM/N+(RM1+RM2+RM3+......RMn)/N公式2
组合的RMh可以是公式2的项(RM1+RM2+RM3+.......RMn)/N中的组合的TMh贡献的非相关的分量,它的值可以随着N增大而显著地缩小。因此,LTM4712值可以通过下列公式来近似:
LTM=SUM/N(近似)公式3
LTM4712可以是相对于所有头4708的绝对和共同值,LTM4712可以独立于单个头传感器的运动。公式3的近似的LTM可以被用作每个头4708和多光道区域4702伺服系统的前馈信号,以提高每个头4708的伺服误差抑制性能。LTM4712前馈信号可以与每个单个光学头0708RM信号相结合,以便改善光学头跟踪。
在一个实施例中,可以描述用于读取、解调,以及解码伺服信息的方法和系统。
伺服光道信息可以是光带介质上的预先格式化的信息。此预先格式化的信息可包括数据和编码同步模式和光道地址。可以在光带介质上放置伺服标记,以产生正弦曲线图案,该正弦曲线图案可以由伺服解调器从介质中检索。
参考图48,可以示出正弦图案的相位翻转的实施例,可以使用该实施例来产生涵盖光道地址和数据同步信息的信号。
在一个实施例中,正弦曲线的频率可以确定调制的载波频率,并可以为同步解调器/解码器提供时间选择。图案的每八个周期可以表示一个单元。在一个实施例中,任何N周期图案都可以用于正弦信号。每个单元都可以在同步和地址比特中携带信息。单元中的正弦曲线的相位的4周期逆可以表示“1-1”比特4802,还可以是同步模式比特。同步模式可以表明地址子字段的开始,并可以用于同步。在地址子字段,单元中的头两个正弦曲线周期的倒相可以表示“1-0”4804,对于地址,可以被解码为比特“1”,单元中的第二两个周期“0-1”4808的倒相,对于地址,可以被解码为比特“0”。
解码器可以使用模拟或数字延迟4810,以便延迟检测到的正弦信号,并从检测到的信号中减去它。在图48中,延迟4810可以被示为四个周期延迟,但是,延迟4810可以是任意数量的周期。这可以是检测相位调制的图案中的相位的逆的健壮方法,因为它可以使用相移的正弦曲线本身的形状,而非图案的时间特性。
另外,同步整流器4812、可停留的积分器4814,以及电平检测器4818可以被用来解码同步和地址模式,如图48、图49,以及图50所示。
参考图49,示出了8比特地址字段4902和同步比特4904的实施例。8比特地址字段4902可以是如图48中所讨论的相位正弦信号的逆的组合。“1-0”4804可以表示“1”比特4908,“0-1”4808信号可以表示“0”比特4910。同步比特4904可以表明地址子字段的开始,并可以用于同步。
参考图50,可以示出伺服解调器/解码器5000的框图的实施例。解调器/解码器5000可以将正弦伺服信号解调和解码为同步和地址比特信息。解调器/解码器5000可包括延迟滤波器5002、第一阈值检测器5004、PLL5008、同步器5010、同步的整流器5012、同步的可重新设置的积分器5014,以及第二阈值检测器。
此处公开了用于产生用于创建用于光带压花的镍电铸成型的垫片的工具的方法。工具也可以叫做PDMS垫片父亲。
参考图51,可以利用压花图案5112,使用硬相位孔径光掩模生产蚀刻过程5114,来压花多个石英毛坯板5110中的一个,结果是未经处理的母版5116。可以用一种或多种憎水涂料5118来处理未经处理的母版5116,这会产生5120以化学方法结合的烷基硅酮或聚二甲硅氧烷“硅化”表面母版5122(UnitedChemicalTechnologiesGlassclad18或Glassclad6C)。
毛坯石英板5110可以通过氧等离子进行清洁5124,生成清洁的石英板5126。可以对原始PDMS5128(Dow-CorningSylgard184或等效物)去气5130,生成去气的PDMS5132。可以将去气的PDMS应用于硅化的表面母版5122,可以将清洁的石英板5126装入真空袋中,或针对去气的PDMS5132的暴露表面进行气动压力键合5134,导致未固化的板叠层5135。
然后,可以在加热板5136上固化未固化的板叠层5135。然后,可以分离5140固化的板叠层5138,导致压花的PDMS薄膜5142,固化的硅化的表面母版5144,以及固化石英板5146。
压花的PDMS薄膜5142可以是未经处理的石英母版5116的接近于零的收缩副本,并可以进一步用来对镍垫片(未示出)进行电铸成型。压花的PDMS薄膜5142相对于光聚合物或光致抗蚀剂副本具有下列优点:包括镍电铸成型的父亲的释放简单,和非常忠实的图案复制。
此处公开了用于使用两个或更多单独的镍电铸模型来产生电铸成型的镍压花鼓的方法。
参考图52,产生使用从包括常规PVD母版化技术(激光束记录器)、光聚合物父亲、PDMS父亲,以及由蚀刻石英母版制成的光致抗蚀剂父亲的集合中选择的过程来产生多个镍电铸模型5210。
可以对镍电铸模型5210进行精确切割,以沿着电铸成型的格式对齐它们的边。切削可以利用研磨机使用树脂粘合剂金刚石砂轮来进行。
具有从.003"到.010"的可能厚度范围的不锈钢或铝钻孔的薄垫片库(shimstock)5230,可以被切割为大致镍电铸模型宽度以及镍电铸模型长度的倍数,导致其长度基本上等于压花鼓(未示出)的圆周的不锈钢或铝垫片5230。
可以将薄垫片库5230置于测量显微镜上的电磁卡盘中,并可以将其与载物台移动的轴平行。
可以将第一镍模型5210A与前沿5215偏移薄垫片库130放置在一起,并可以通过电磁卡盘固定就位,调整磁力以允许镍电铸模型5210移动。可以与载物台移动的轴平行地调整镍电铸模型5210。可以向电磁卡盘施加全力,以将镍电铸模型5210拉到与薄垫片库5230密切接触,并可以使用氰基丙烯酸酯来钉住镍电铸模型5210的边缘。
可以将第二镍电铸模型5210B放置在第一镍电铸模型5210A旁边,与第一镍电铸模型5210A对齐,并固定就位。可以将随后的镍电铸模型5210置于前面放置的电铸模型5210旁边并与它们对齐,并固定。可以重复这种放置、对齐、固定过程,直到可以达到所希望的数量镍电铸模型5210。
可以在每一电铸模型裂缝5250(该裂缝5250可以垂直于薄垫片库5230的长轴)处激光焊接带有键合的镍电铸模型5210的薄垫片库5230。可以在具有适当的曲率半径的凸电磁卡盘上执行前沿5215裂缝对齐和键合。前沿5215裂缝也可以被激光焊接在凸电磁卡盘处。
可以从电磁卡盘中移除组合件,可以激光焊接薄垫片库5230的内径裂缝,并可以向所产生的鼓的内径上的所有穿孔施加氰基丙烯酸酯。
此处可以描述用于在光带系统中输送光带介质的滚柱导轨设备。
参考图53,滚轮轴5300在中心标杆5330的螺纹端5320附近具有大法兰5310。可以准确地对法兰5310进行切削加工,以便提高的环5340的至少底表面5315可以基本上是垂直的中心标杆5330长轴。用于确保表面5315的垂直度的方法包括切削加工车削操作。当末端5320可以被插入到基板中的预定的直径孔中时,环5340的表面5315可以接触到基板表面,结果是,滚轮轴5300可以垂直于基板。滚轮轴5300可以通过可以被插入到螺纹端5320中的螺旋钉(未示出)固定到基板。
法兰内表面5350可以在适当的力下是柔软的。由于内表面5350的柔软性,可以精确地调整滚轮轴5310相对于基板的高度。由于可以进一步拧紧将滚轮轴100固定到基板的螺旋钉,因此,可以进一步将中心标杆5330拉到基板中的孔中。在环5340的表面5315放在基板的表面上的情况下,内表面5350弯曲,可使中心标杆5330的高度被调整,而同时保持与基板的准确的垂直度。法兰内表面5350充当内嵌的弹簧,可进行非常准确的高度控制,通常好于1微米。对运动范围以及调整的准确性有贡献的因素包括滚轮轴5300的材料、中心标杆5330的直径、法兰内表面5350的厚度,以及螺纹端5320中的螺纹间距。
参考图54,可以通过应用辊组件5400,降低对光带的损坏,并提高控制。辊组件5400包括轧辊辊身5410、制动装置5420、轴承5430,以及滚轮轴5300。在此可能的实施例中,轧辊辊身5410可以是圆柱形状和空心的。轧辊辊身5410壁可以制造得尽可能薄,以便最小化转动惯量,导致横向光带运动(LTM)降低,光带磨损降低,以及光带干扰变少。
制动装置5420可以基本上是具有稍微大于轧辊辊身5410的直径的圆形的盘,并可以被组装到轧辊辊身5410的每一末端。制动装置5420可以被抛光以实现适当的平坦性。制动装置5420对光带执行垂直引导,可以被用来降低横向光带运动的影响,并提高光带驱动器产生稠密数据记录的能力。制动装置5420和轧辊辊身5410之间的过渡区域5440可以是精度90度的角。制动装置5420之间的距离可以被设计成能比光带的宽度稍微宽一些(大致5微米)。
根据光带的本质,光带的一个边缘将撞上制动装置5420中的一个。如此,轧辊辊身5410和制动装置5420会合的过渡区域5440将对光带施加影响。过渡区域5440中不存在切片(fillet)可使光带保持平面,消除光带的变形。这将延长光带的边缘的寿命,如此,保留光带驱动器的控制LTM的能力。
在轧辊辊身5410的对面被组装到制动装置5420的轧辊轴承,为轧辊辊身5410和制动装置5420的组合件提供平滑的轴承,以围绕滚轮轴5300平滑地转动。
此处描述了螺旋状的输送设备以及在光带系统中与光带介质一起使用螺旋状的输送装置的方法。
参考图55,本发明的可能的实施例包括带有下面的卷轴5510、上面的卷轴5520的光带输送机构,其中,可以在下面的卷轴5510到上面的卷轴5520之间输送光带5530。可能的实施例还包括沿着基本上螺旋状路径5550排列的多个辊5540,以便在光带5530在下面的卷轴5510和上面的卷轴5520之间输送时支持光带5530,有效地导致光带5530在基本上螺旋状路径中盘旋。
辊5540可以安装到框架(未示出)上,以便辊5540旋转轴5560可以垂直于螺旋状路径5550。下面的卷轴5510和上面的卷轴5520旋转轴也可以基本上垂直于螺旋状路径5550。所产生的从下面的卷轴5510到上面的卷轴5520的光带路径距离可以依赖于辊5540的数量,以及间隔。
在本发明的另一实施例中,螺旋状路径5550的环路的数量可以是大于或小于图55中所示出的数量。
在本发明的另一实施例中,可以沿着螺旋状路径5550放置接口头5560,用于执行诸如从光带5530读取信息或向光带5530写入信息之类的操作。光带5530可包括来自包括光学介质、以及磁性介质的集合的介质,或者可以是另一种类型。头5560的数量和类型可以大于或小于图55中所示出的那些。
参考图56,可以从顶视图示出图55的可能的实施例,其中,下面的卷轴5510和上面的卷轴5520可以基本上沿着它们的旋转轴对齐。然而,在其他实施例中,下面的卷轴5510和上面的卷轴5520的替换的朝向也是可以的。
在本发明的另一实施例中,下面的卷轴5510和上面的卷轴5520可以替换为用于输送的提供光带5530的其他装置,包括光带制造装置、光带格式装置等等。
如此处所描述的可调滚轴导杆可以用于准确地调整光带系统中的光带介质的高度。
参考图57,带有附着于辊5710顶部和/或底部表面的磁体5720的旋转辊5710,围绕轴5730滚动。辊5710可以自由地沿着轴5730轴向地移动。磁体5740或电磁感应圈5750可以附接到框架5770,轴5730也可以附接到该框架5770。在轴5730的相对末端处,可以附接电磁感应圈5750或磁体5740。
响应于传递给线圈5750的横向位置错误信号,可以施加改变线圈5750的磁场的电流,导致磁体5720(因此,附接的辊5710)沿着轴5730移动。辊5710的移动的目标可以是调整由辊5710所引导的光带,以补偿光带横向位置的不希望有的偏移。随着辊5710补偿光带位置的偏移,可以降低位置误差信号。
也可以使用本发明的一个实施例以调整辊5710位置以考虑不同宽度的光带。在带有第二固定的辊的一个实施例中,辊5710可以沿着轴5730移动,以将光带“俘获”在辊5710上的顶部或底部法兰5760之间和第二辊上的底部或顶部法兰之间。此实施例也可以适于与窄宽度光带一起使用。可另选地,对于宽的宽度光带,辊5710可以被如此定位,以便顶部或底部法兰5760可以与固定的辊的顶部或底部法兰的位置一致。
在带有多个辊5710的另一实施例中,可以基于光带宽度来定位每个辊,以便进行高密度跟踪。
如此处所描述的在无缝鼓上写入摆动周期可以对压花光带介质有用,导致对经修改以使用调整的光带系统有益的调整区。
参考图58A,具有可以小于外边缘直径5860的中心直径5850的典型的摆动周期压花鼓5800,导致跨光带介质的宽度的变化数量的压花摆动周期。
参考图58,本发明的实施例的摆动周期压花鼓5800包括鼓压花区域5810、索引标记5830,以及摆动周期5840。通过使用从包括压花鼓5800最大直径和压花鼓5800最小直径的集合中选择的信息,可以调整写入摆动周期5840的方法,以确保调整区5820可以跨压花鼓5800的长度存在。
参考图59,基于沿着其中可以写入每个摆动周期5910到5940的圆周的压花鼓5800直径,摆动周期5910到5940从鼓5800周围的索引标记5830延伸,并可以延伸到调整区5820,但是将不会超出调整区5820。在图59的可能的实施例中,摆动周期5910延伸到调整区5820的前沿5950,而摆动周期5920,5930以及5940所有都延伸到调整区5820中。
如此处所描述的设备可以提供位置和平面化支持,以便将光带介质定位在光带系统中的光学拾取头下。
图60示出了光带介质位置和平面化支支持的可能的实施例。支持6010可包括进入表面6020、聚焦沟道6030,以及退出表面6040;进入表面和退出表面可以基本上是长形的截断的筒形。进入表面和退出表面的筒形可以各自都具有半径表面;半径表面可以介于1mm到100mm之间。进入表面6020可以构成光带介质可以在其上面滑动以便去除光带介质的平面干扰的表面。光带介质基本上垂直于进入表面6020的长轴移动。
聚焦沟道6030可以是将进入表面6020与退出表面6040分离的狭窄沟道,形成大致0.1mm和大致3mm之间的可能的分离宽度。当光带介质从进入表面6020移到退出表面6040时,它越过沟道6030,其中,退出表面6040可以去除光带介质的平面干扰。
参考图61,图60的本发明的可能的实施例的端视图,聚焦沟道6030防止光带介质中的任何较小的缺陷和/或进入表面6020中的任何较小的缺陷(这些缺陷可能在光带介质通过进入表面6020时干扰光带介质的平坦性)在光带介质在被定位于聚焦沟道6030上方的光带介质读/写磁头6110下通过时影响光带介质的平坦性。
参考图61,进入表面6020和退出表面6040可以形成曲线的不连续的部分,不连续性是由聚焦沟道6030所形成的。表面的这样的曲线形状可以确保活动光带介质6120基本上保持与平面化表面接触。大致0.1mm和大致3mm之间的聚焦沟道6030可能宽度,确保当光带介质6120在光带介质读/写头6110下移动时基本上是平的,以平面形式移动。
图62示出了光带介质位置和平面化支撑设备的替换实施例,其中,聚焦沟道6030纵向长度可以稍微小于进入表面6020或者退出表面6040的纵向长度。
如此处所描述的卷轴可以与光带系统中的光带介质一起使用,以降低成本并提高光带运动的速度。
参考图63,可以示出带有多个质量降低开口6304的卷轴的单侧6302的实施例。本发明的一个实施例可包括可以产生高速和低成本的卷轴组件的两块卷轴。可以对卷轴半区(halves)6302的法兰进行切削加工、浇铸、注模等等,以降低质量,如此,降低卷轴的惯性。卷轴半区6302可以由塑料、金属或其他材料制成。低惯性法兰可以提供卷轴的提高的加速度,并可以提供对光带速度的较好的控制。另外,低惯性法兰还可准许使用较小的马达,因为驱动卷轴需要较小的电流。使用较小的马达可以对驱动器中的功率耗散具有积极的影响。旋转卷轴组件所需的功率的缩小可以在光带区域提供较小的热量。
除提供低惯性特征之外,质量减少开口6304还可产生泄放孔,以便在缠绕过程中空气随介质一起进入和退出卷轴。随介质一起进入和退出卷轴的空气可以促进介质在卷轴上的均匀层叠;这可以积极地影响横向光带运动。质量减少开口6304还可提供对于介质在卷轴上的层叠的监测技术。由于介质可以层叠到卷轴上,因此,会有介质不均匀地层叠在卷轴上的趋势。如果有不均匀的层叠,可能会发生光带位置在光带路径上的漂移,这可能会降低头输送工具的闭环伺服系统的跟踪精度。
质量减少开口6304还允许使用监测技术以标识是否可以均匀地层叠介质。可以使用可视方法来查看介质是否正确地层叠。介质层叠可以由诸如光学传感器之类的光带驱动器传感器来感应,以预测何时可能会发生不均匀层叠;可以将此信息馈送到闭环伺服系统,该闭环伺服系统可以补偿光带位置变化。
在一个实施例中,此卷轴设计还可具有在驱动器区域提供正的和负的压力条件的能力。正压力可以被用来冷却驱动器中的电子器件,或者可以当可以缠绕光带时在光带的各层之间产生气膜。负压力可以被用来当可以退绕卷轴时从介质中抽出空气。
参考图64,可以示出卷轴组件6402的实施例。在一个实施例中,可以通过螺旋钉、螺栓、紧固件、机械连接、滑扣,粘接剂等等来连接两个卷轴半区6302。
在一个实施例中,可以从第一半区到第二半区对齐两个半区6302的质量减少开口6304。
在一个实施例中,可以不从第一半区到第二半区对齐两个半区6302的质量减少开口6304。
如此处所描述的,压模条带以及跨压模条带的裂缝导致准确对准的过程,可以被用来生成带有精确跟踪对准的光带介质。
参考图65,可以示出用于将信息压花到光带上的鼓组件6500的实施例。可以围绕鼓底座6502包装以细微的表面起伏图案的形式包含压花信息的一个或多个压模垫片6504。在一个实施例中,压模垫片6504可以通过磁力、机械连接、粘接剂连接等等固定就位。
在一个实施例中,鼓底座6502可以是磁性的,并可以在光学上抛光外表面,使其光滑。鼓底座6502可以由磁性材料制成,可以是非磁性的并具有磁性材料的外层;外层可以是施加于鼓底座6502的磁涂层。压模垫片6504材料可以是诸如镍或镍铬合金之类的顺磁材料,可使压模垫片6504以磁性方式附着于鼓底座6502表面。在另一实施例中,可以将非磁性压模垫片6504粘接到诸如镍或镍铬合金之类的顺磁材料,以准许粘接的压模垫片6504连接到磁鼓底座6502。
在实施例中,鼓底座6502可以由诸如镍或镍铬合金之类的顺磁材料制成,或者可以具有顺磁材料的外层;外层可以是施加于鼓底座6502的顺磁涂层。冲压垫片6504可以是磁性材料。在另一实施例中,冲压垫片6504可以由带有键合的磁性材料的非磁性材料制成,以准许键合的压模垫片6504连接到顺磁鼓底座6502。
在一个实施例中,可以在完成对准之后,使用粘接剂,通过鼓底座6502中的胶水孔6508,将压模垫片6504进一步固定就位到鼓底座6502。
可以被用来向光带提供格式的压花特征可以位于压模垫片6504的外表面或外径上。至少一个压模垫片6504可以被用来提供围绕鼓底座6502的外径的完整的一套光道。通过在鼓底座6502周围施加至少一个压模垫片6504,在压模垫片6504端会合的地方,将形成至少一个裂缝。相对应的光道跨裂缝地准确地对齐是重要的。由于实践的以及制造原因,可以在鼓底座6502的圆周周围使用多个压模垫片6504。在各实施例中,当可以在鼓底座6502周围包装多个压模垫片6504时,可以要求光道跨多个裂缝的准确对准。
在一个实施例中,压模条带6504和鼓底座6502可以通过磁力连接,横向地调整鼓底座6502上的压模垫片6504端以对齐压模垫片的端相对较容易。
参考图66,可以示出使用差动螺钉6602的压模垫片6504对准方法的实施例。在一个实施例中,此对准方法可包括对压模垫片6504的粗调,接下来是微调。
在粗调步骤中,可以使用诸如立体显微镜之类的显微镜来聚焦于压模垫片6504的裂缝6604区域。在通过显微镜查看时,压模垫片6504光道可以被对齐在大致+/-10微米内。沿着外光道以及光道之间的基准标记可以用于此粗调。
在对于所有压模垫片6504裂缝6604完成粗调之后,可以执行微调,以便对压花特征进行最终对准。
在此步骤中,鼓可以被安装在主轴上,并以相对慢的旋转速度旋转。此步骤可以使用诸如ShibuSoku机器之类的光学介质测试器来实现。测试器上的光学拾取头可以聚焦于冲压垫片6504的表面特征。光学拾取头可以聚焦并锁定到光道,可以读取光道,并可以解码光道地址。光学拾取头可以对于裂缝两侧的光道执行此过程。电子线路可以被设计成能适应压模裂缝6604的存在。一旦对于压模垫片6504裂缝6604两侧的光道确定了光道地址,就可以对齐光道。对于带有多个垫片的鼓,可以利用上文对于每一对压模垫片6504裂缝所描述的过程横向地调整每一对压模垫片6504裂缝6604的对准,直到光道被对齐。
继续参考图66,可以示出使用微分计来进行压模垫片6504微调的第一实施例。至少一个微分计6602可以安装在鼓底座6502的缘边;微分计6602可以具有微米水平的调准能力。可以使用第一微分计6602来在一种方向推压模垫片6504。第二微分计6602可以被安装在对面一侧以在相反方向上推压模垫片6504。如此,可以以微米精度在任一方向调整压模垫片6504,以对齐压模垫片6504的光道。在每个压模垫片6504裂缝处可以有至少一个微分计6602。由于鼓组件6500的一对压模垫片6504,可以对于每个裂缝重复粗调和微调的过程。如上文所描述的,至少一个微分计6602可以由来自拾取头的电子反馈来进行驱动。
参考图67,可以示出使用压电转换器6702来对齐压模垫片6504裂缝6604的微调的第二实施例。至少一个压电转换器6702可以被置于鼓底座6502和每个裂缝6604处的压模垫片6502之间。通过使用至少一个压电转换器6702,可以通过提供电子反馈回路来自动化该过程,其中,对准信息可以通过介质测试器来获取,并可以被用来驱动压电转换器6702以对齐压模垫片6504。
可以通过使用拾取头6704来开发自动化闭环系统,以读取压模垫片6504光道,并将光道信息馈送到处理器6708。处理器6708可以是微处理器、微计算机、微控制器等等。处理器6708可以包含用于存储压模垫片6504光道位置信息的存储器。处理器6708还能够将反馈提供到压电转换器6702,以便对准压模垫片6502。闭环系统还可包括放大器6710,以为压电转换器6702提供适当的信号电平。
拾取头6704可以被允许跨压模垫片6504的所有光道移动,以确定光道对准。由于鼓组件6500可以慢慢地围绕中心轴旋转,因此,拾取头6704可以读取调整信号,并将调整信号通过处理器6708发送到压电转换器6702中的至少一个,以对齐压模垫片6504的光道。鼓组件6500可以旋转一转或多转以跨压模垫片6504对齐光道。
在一个实施例中,在对齐跨裂缝的第一对压模垫片6504之后,闭环系统的拾取头可以移动到第二对压模垫片6504,以实现对准。在一个实施例中,拾取头6704可以对齐鼓组件6500的所有垫片。
在一个实施例中,闭环系统可以使用所有压模垫片6504光道的平均来提供与所有光道的对准。
在一个实施例中,闭环系统可以要求围绕整个鼓周边的所有垫片6504的几个给定光道的精确对准。
如此处所描述的,测试设备可以用于测试光带介质的各个方面。
参考图68,可以将圆柱形鼓轮6810安装到转轴6820上。轴6820又可以耦合到马达(未示出),该马达可以被远程控制,以便以各种所需要的速度旋转。马达可以被组装到硬片基6830。介质的长度6840,带有预定的格式化信息的特征,以连续循环的形式,可以被固定到鼓6810的外面。光学头6850可以被定位在介质6840上方的近距离处,在头6850的聚焦范围内。头6850与介质6840的表面的对准可以通过机械调整装置6860来执行。
当通电时,鼓6810以所需要的速度旋转,而头6850读取介质6840上的特征,将从这些特征中读取的任何信息传输到计算机(未示出)供分析。可以执行的一种这样的分析可以是介质的质量的度量。
修改的光带驱动器,当与光学介质测试器相结合时,导致如此处所描述的测试系统,该测试系统可以在基本上类似于在光带系统中发现的配置的配置中对测试光带有用。
参考图69,可以修改光带驱动器6910以将介质6920水平地呈现到光学介质测试器6930。在此可能的实施例中,可以垂直地定向光学介质测试器6930的光学头6940,照射到介质6920底表面。
光学头6940包括从包括聚焦、跟踪伺服,以及数据解释的集合中选择的功能。可以分析在执行一个或多个功能时从光学头6940收集的信息,以评估从包括横向光带运动、张力变化、光带表面缺陷,以及诸如卷轴6950、辊6960以及光带伺服系统(未示出)中的非均匀性之类的存在于光带驱动器中的特征的集合中选择的因素。
如此处所描述的对齐的、裂缝的、压花鼓以及其生产过程可以被用来压花光带介质。
参考图70,从耐热玻璃或其他合适的玻璃制造的空心的、经修改的真空吸盘鼓7010将多个垫片7015保持在其外径周围,带有大致0.5英寸的壁厚。在吸盘鼓7010的此可能的实施例中,可以在鼓7010的壁上形成通孔7020,以便流出粘接剂,以将准确切割的,蚀刻的,聚碳酸酯垫片7015粘接到鼓7010外表面。在此可能的实施例中,垫片7015可以大致100微米厚;然而,也可以使用其他适当厚度的聚碳酸酯。可以使用从包括钻石飞刀切削、喷水切削,以及钻石砂轮研磨的集合中选择的切割方法,来首先将垫片7015从较大的板切割为预定的大小,以便适合鼓7010。可以从石英支持的光聚合物蚀刻较大的板,石英支持的光聚合物可以首先从石英蚀刻的母版产生。
在其他实施例中,可以包括沿着吸盘鼓7010外表面的分配沟道7030,用于从通孔7020分配粘接剂。可另选地,可以省略通孔7020,而可以包括延伸到鼓7010的任一端的分配沟道7030,用于施加粘接剂。
通过通孔7020和/或分配沟道7030施加的粘接剂可以大致是UV固化的粘接剂。然而,也可以使用其他类型的粘接剂。
进一步参考图70,鼓7010包括真空沟道7040以及真空口7050,它们协作地工作以使鼓真空(未示出)通过真空封帽7060连接,以通过真空口7050导致抽真空动作在调整和粘接剂固化期间临时将垫片7015保持就位。
参考图71,可以使用光学装置来检查粗略地对齐到端盖7070并固定就位的一个或多个垫片7015是否对准。可以调制真空到真空口7050,以使得垫片7015沿着鼓7010外表面进行类似于微米的移动,以便进行最终的对准。可以通过通孔7020和/或分配沟道7030引入,检查,并固化粘接剂(未示出)。如果鼓可以是透明的(诸如硼硅酸玻璃),可以通过垫片7015或通过鼓7010执行对粘接剂的检测。
参考图72,完整的鼓组件7210可以安装在蛛网压花机(未示出),在鼓7210中插入了UV电灯7220,带有适当的护罩7230。这允许暴露UV压花单体(7240),无需将紫外线光穿过光带基7250。
在本发明的另一实施例中,可以从金属制造空心的、经修改的真空吸盘鼓7010。这要求UV电灯7220安装在完整的鼓组件7210外部,以便紫外线光穿过光带基7250。
在本发明的另一实施例中,对于每个垫片,真空调制和控制可以是分别地可控制的,允许在粘接固化之前同时调整无、一个或任何数量的垫片。
此处所公开的过程提高了在衬底层上包括单体层的多层光学介质(例如,光带)的性能。为单体固化所公开的过程包括将单体暴露于紫外光。该过程可以通过增强单体与衬底的粘附力,增强固化的单体内的内聚力,并缩小固化的单体的暴露表面的粘性来提高性能。
参考图73,该过程包括在分层步骤之后使单体暴露于广谱紫外光。第一固化步骤7310可以使用来自发光二极管的紫外光。第一固化步骤7310可以在介质可以仍在压花鼓上时执行,并可以是有益的,因为在压花过程中它最小化了对介质的薄衬底的热输入。使用来自发光二极管的紫外光还可以消除对压花鼓的加热,如此,没有必要对鼓进行冷却。
在各实施例中,宽带紫外线能量源的使用可以为第一固化步骤7310中的单体固化提供更宽的基础,而同时可能会提高介质和压花鼓的温度。
参考图73,可以在分层步骤7320中对介质进行分层。
参考图73,分层后固化步骤7330可包括使用广谱紫外光,来自发光二极管的紫外光,或其组合。其组合可以降低由于单独使用广谱紫外光所造成的过热而引起的介质变形风险。
(I)Mod2压花机
衬底跟踪
机器的对准已经表明对促进2密耳和6微米PEN的适当蛛网跟踪有好处。
涂敷的空转辊表面可以减少摩擦,并可以促进改进的蛛网跟踪,导致折痕变少。例如:
发现金属和塑料上的PTFE,注入了Ni的特氟隆可以有效地缩小我们的系统中的摩擦;以及
涂敷了TFE的压花工具(Ni电铸成型和Hg'x)可以促进改进的版本。
对驱动系统的序列化而同时利用6微米衬底来操作Mod2可以促进避免蛛网损坏。例如:
在驱动蛛网之前设置和啮合蛛网张力;以及
机器的各部分的定值可包括:
被设置为26rpm的主驱动(几乎不会导致蛛网移动,但是,马达可以啮合);
设置为1lb的马达3重绕张力;
设置为0.6lb的马达4退绕张力;
在可以设置张力之后,重绕张力可以以0.5-0.75的增量提高到2.5lbs;
退绕张力可以被提高到0.65-1lb;以及
在张力可以被瞄准之后,主驱动线速度可以以1-2rpm增量而增大
对驱动系统的序列化而同时利用2密耳衬底来操作Mod2可以促进避免马达的过载。例如:
在驱动蛛网之前设置和啮合蛛网张力;以及
机器的各部分的定值包括:
被设置为26rpm的主驱动(几乎不会导致蛛网移动,但是,马达可以啮合);
设置为1lb的马达3重绕张力;
设置为1lb的马达4退绕张力;
在可以设置张力之后,重绕张力可以以0.5-0.75的增量提高到3.5-4lbs;
退绕张力可以被提高到2-3lbs;以及
在张力可以被瞄准之后,主驱动线速度可以以1-2rpm增量而增大。
充分高的重绕张力可以促进机器快速从诸如由啮合压料辊所导致的张力中的临时干扰中恢复。
上面的序列化和操作响应可以被嵌入到控制系统逻辑中,降低了在机器操作期间操作员错误的可能性。
边缘引导
可以修改退绕边缘引导控制系统,以促进缓冲的响应时间和减少的折缝,这可能是由于退绕定位系统的幅度中的快速并且过度的变化。
可以修改重绕边缘引导控制系统,以促进缓冲的响应时间和减少的折缝,这可能是由于重绕定位系统的幅度中的快速并且过度的变化。
重绕边缘引导可以被安装在马达的移动机构上(横向运动),这可以促进确保边缘引导可以控制到卷线盘的边缘,而并非Mod2的后面板。这可以改进卷线盘的边缘的均匀性,这对于随后的真空涂敷过程可能是重要的。
电晕处理
对于在Mod2上测试的单体,0.75kw的功率级别看来似乎提供好的粘合性,假设单体的固化充分。此过程窗口由电晕处理衬底来进行定义,切除停止动作(stop-action)样本,手动与单体层叠样本,并在Oriel电灯系统中固化3分钟(已知是充分的固化级别)。
对于功率级别>0.75kw,测量到的衬底的表面能量~54达因。
单体涂敷
使用手动注射器的单体涂敷可以适用于对压花过程的初步测试。在蛛网速度~6fpm时,~1滴/秒的频率时蛛网上的液滴的正弦图案可以向压花过程提供充足的单体供应,以产生一般性的交叉蛛网的压花CD图案(带有CD鼓)。低得多的单体供应可以减少交叉蛛网覆盖。较高的单体供应可以导致从鼓的边缘挤出。
作为示例,发现了使用Anilox到橡胶-到蛛网的涂敷施加技术,以产生受很好控制的均匀涂敷。
衬底防静电保护
通过使用防静电装置,可以促进避免较性能差的区域。例如,使用防静电装置的改进可包括:
对于6微米PEN,可以改进蛛网跟踪;以及
当使用注射器时,液滴可以在单体的蛛网表面涂层上更好地形成。
可以在4个位置处利用Po-210核防静电剂来实现上面的效果。可能的位置包括:
退绕后
电晕后处理单元
压花后
重绕前
也评估静电防静电剂条,发现与核条同样有效(除带来电击危险之外)。
压花过程以及设备
至少15psi的轧点压力可以提供充分的力,以使用CD鼓导致好的分层。
使用单一夹辊(仅给进)看来似乎可以压花鼓上产生较高张力的操作点。这可以是下列各项的结果
与设置的重绕张力级别的较小的隔离
夹辊#2中的惯性,当辊啮合时,撞击力可能扩大
两个夹辊的使用(供入和退出)从宏观上来讲导致可以接受的操作。一些示例包括:
与常规的裂缝一起使用裂缝的鼓可以促进监测均匀性和流动的简便性;
利用好的压力匹配将两个夹辊啮合可以促进跟踪;以及
蛛网与鼓的更好控制的释放点;即,在退出夹辊被啮合的情况下,蛛网的鼓释放点可由于蛛网上的来自封闭的夹辊的压力被更好地“销住”。
下面的输入夹辊特征可以对薄蛛网有好处:硬度计(更硬,则更好),表面抛光(可以通过薄膜的背面,来打印图案),以及直径(较大的直径给供入蛛网提供较小的微分张力)。
分层过程控制
对轧点压力的准确的面对面的分层控制可以促进分层。
固化过程以及设备
发现相当的固化度在几个不同的固化系统的操作范围内,例如:
Oriel“太阳能模拟器”,可以是广谱系统;
“皮带UV系统”,可以是广谱系统;
氙闪光灯系统;以及
输出集中在395nm的窄波长光分布的Infinilux&UVPSUVLED。
对于所有上面的系统,发现在光强度设置以及曝光时间的一些组合时有好的固化。使用某些单体组成可以促进进一步的良好固化。
对于灯系统,对于衬底可以有轮廓分明的固化“位置”,该位置可以至少基于灯系统的焦点或均匀曝光点。
对于LED系统,跨与条带的表面1/2"和1″距离处的LED“三元组条带”,测量UV强度。已经发现,在与条带1″的距离处,存在相对来说均匀的能量分布曲线;在1/2"距离处,测量强度的显著变化,在LED源之间有大的下降。
对于Oriel系统,使用诸如ACT2-158-1之类的可能单体,利用低到5秒或更少的曝光时间,观察到好的固化。
上面的曝光过程操作点可能是重要的,因为使用4"直径CD鼓的Mod2曝光时间,在单元上放置UVLED,可以在大约3秒的量级(在6fpm时,大致2英寸曝光窗口)。
衬底重绕
衬底重绕可以受蛛网的表面粗糙度的影响(一般而言,衬底制造商集成了低级别的粗糙度),以允许夹带一些空气,并可以降低表面摩擦和缠绕时的折皱。
通过适当设置机器(Mod2或者MillLane;对准和操作参数),可以促进衬底的良好辊的完成(即,辊可以“硬”,很好地形成,并具有最少的折皱;至少与传入的衬底同样好)。
取决于处理条件,蛛网重绕质量会有所变化。请注意,下面的所有条件不使用特殊设备来帮助重绕(即,施加(lay-on)辊或弯曲的涂胶机(spreader)辊):
没有涂敷的2密耳PEN产生好的辊
没有涂敷的6微米PEN产生好的辊
使用均匀的鼓没有裂缝,利用聚合物(固化的单体)涂敷的2密耳PEN会产生好的辊
使用带有裂缝的图案化的鼓,利用聚合物(固化单体)涂敷的2密耳PEN会在裂缝的区域产生显著的滞留空气;可能由于在由于裂缝单体涂敷更厚并且在这些位置欠固化的区域的过度粘合性。表现(manifestation)位于随后导致折缝的“缠绕辊上的有气泡的TD区域”。
使用没有裂缝的均匀鼓,6微米PEN,带有聚合物(固化单体),在与聚合物涂敷表面一致的缠绕辊产生显著折缝,在重绕时,聚合物涂敷表面接触衬底上的背面。
使用带有裂缝的图案化的鼓,6微米PEN,带有聚合物(固化单体),在与聚合物涂敷表面一致的缠绕辊产生显著折缝,在重绕时,聚合物涂敷表面接触衬底上的背面。带有2密耳PEN的气泡看起来像被折缝问题掩盖,或者也可以由于穿过分层夹的薄衬底的较低的光束强度而简单地不存在。
重绕处的非常均匀的x-蛛网张力可以在使用薄膜时促进高质量的结果。
(II)真空涂敷器
引导辊式涂敷机
设计和安装新的蛛网输送/导杆组合件,仅背面的空转轮和用于薄蛛网处理的优化的弯曲(伸展器)辊。
改善软件机器控制
对于4串联溅射目标,升级的沉积能力(2DC&2RF磁控管),以使SiO2/ZnS沉积速率翻倍。
基于被配置成测量反射的光纤高度传感器的使用,设计和实现内联反射测量能力。每一线性阵列的一排可以位于每一沉积区域之间。
开发硬件以修改每一沉积区域之间的控制层间混合的分离程度。
引导批涂敷器(Sharon)
安装螺旋缠绕装置,以对光带的单独的长度进行涂敷
添加“自动-索引器”以准确地在目标上旋转衬底座
单体材料:
由几个自定义配方供应商针对预定的规格和特征,开发单体组成。指定的关键参数包括:
光谱灵敏度(用于通过PEN薄膜来固化);
粘度(在压花过程中,为好的外流,目标可以低),以便低粘度一般会导致较低的耐化学性
温度调制被标识为控制粘度的方法(因此,压花的层厚度);
固化速率(目标可以快速,以增大处理吞吐量);
与塑料的粘合性(对于一些Micon计划);
与塑料的低粘合性(对于其他Micon计划);以及
对于所有Micon计划,从“镍工具”释放(假设将来的Ni工具)。
发现表面处理(在聚合工具的情况下,容量处理)降低工具和复制聚合物之间的粘合性。
使用硅树脂脱模剂来进行初步测试,以改善固化单体与工具表面的分离。另外,可以使用释放添加剂在重绕期间(参见重绕部分)在固化单体的表面和蛛网的背面之间提供一些滑动。
被敏化为蓝色频谱区的单体组成可以是高度反应性的,避免暴露到室内照明是可能的。这可以利用注射器发放方法来实现,通过利用带子(例如,Kapton带子)来缠绕注射器,以过滤环境蓝光。这避免了使用完全密闭的流体处理系统的复杂性。
聚合物粘合性:
可以通过几个感应(influence)来修改聚合物粘合性,包括:
固化的单体与不同表面的固有粘合性;
衬底处理(请注意,示出了电晕和火焰处理以提高粘合性);以及
带有粘合性促进层的衬底子涂敷(在大多数情况下,粘合性促进子涂层显示出改进,但是,在一些测试中,没有影响)。
真空沉积层:
WORM层配方使用Al和Sb作为第一层
合金层使用Ge2Sb2Te5额定合金
外涂层使用ZnS/SiO2层
为最佳性能,每一层的厚度有变化
使用真空沉积层作为背面,使用Al来评估抗静电涂料;光带输送中的初步的试验结果是肯定的
离散工具:
作为开发OT预先格式化的无缝鼓的近期能实现的替代方案,使用这样的过程,该过程包括对具有所希望的预先格式化的图案并将单个段激光焊接为鼓的多个Ni电铸模型(“垫片”)的精确预先切削。
创建原始格式设计(通过标准CAD过程),通过使用石印技术来图案化玻璃衬底,来制造原始凹凸表示形式(“母版”)。
基准切削标记被包括在CAD图案中,供稍后在图案工具的精密切削中使用。
直接从母版制造玻璃上的聚合物子母版。
也从子母版制成反向图像子母版(“母”)。
从聚合物子母版制造Ni电铸模型
还可从母版制造子母版
在诸如溅射40-70nmNiV之类的真空淀积过程之后,一个或多个下列方法可以实现清洁的分离,方法包括:
对聚合物子母版的补充处理以增大硬度;
对聚合物子母版的补充处理,以降低与聚合物表面的粘合性;
使用较薄的NiV层;
倾斜溅射功率,以降低首次沉积的温度;以及
PassivateNiV(可以在Ni到Ni复制过程中进行)。
在通过UV过程在产生预先格式化图案的测试副本时,聚合物子母版和Ni母版被用作分离的平垫片,包括:
在50-75psi,利用在分层点注射的UV固化流体(“夹”)[以前所描述的],通过压辊,平坦的分层;以及
通过UV或光学辐射来固化(4秒到6分);2-200mw/cm2。
鼓工具制造:
基于与嵌入在Ni垫片中的基准标记的预定距离,使用碳化物切割刀具,精确切削(“修整”)平坦的Ni垫片,允许通过此技术来制造四个几乎相同的垫片。塑料保护膜被分层为Ni垫片的图案化表面,临时剥离,以在修整之前查看基准标记
使用激光焊接来将4个垫片连接为鼓
所有4个垫片都被校准到一个(底部)边缘,从背面进行3个焊接,Ni的~75%,那么,焊接的条带被翻转过来,并从正面(图案化的)面进行修整焊接
通过正面来进行最终的焊接
光学测量结果示出了,对于通过此方法处理的第一鼓,最高焊接精度(跨焊缝的一个光道的最小偏移)是0.00015英寸(3.7微米)。
已经确定,一组自定义焊接夹具和额外测试可以促进进一步降低偏移,并改善焊接过程的光滑度。
Mod2中的安装和操作
将Ni鼓替换为CD图案,安装在Mod2中,进行初步处理,以及机器测试[参见上文]。通过在橡皮套上滑动鼓,将鼓固定到机器中,橡皮套又在机器的驱动轴上滑动,通过在螺纹的驱动轴的末端使用螺母,压缩绑环,来进行固定。
产品应用可包括
1/4、1/2、3/4、1,4"英寸光带宽度
可能的可以是1/2"
参考图74
顶部读取版本(入射到“顶涂层”侧上的激光):
7410顶涂层
有机固化层
PML(乙酸乙烯酯聚合物沉积-丙烯酸)平面化
UV固化
EBeam固化
溶剂/水涂料
目的可以是保护结构
光学特性
7420WORM层#3(也叫做“顶涂层1”)
作为叠层的一部分的可选层
在制造过程中保护
提供一些光学调节
可能(ZnS/SiO2,80/20);还可以是SiO2,YF2,其他透明的氧化物和混合物
热特性
光学特性(T,R,A)
灵活性
粘合性(高)
表面粗糙度
7430与7440WORM层
可能的可以是Te合金(GST=Ge2Sb2Te5nom)
金属(可能的可以是Sb,Al)
厚度取决于产品性能
7450预先格式化层
可能的可以是UV固化聚合物
可能的可以是丙烯酸(可能的环氧树脂或聚氨基甲酸乙酯)
可能的可以是粘度(<200)
可能的可以是光谱感应(400nm)
可能的可以是粘接到衬底(高)
可能的可以是粘接到工具(低)
可能的可以是灵活性(高)
层厚度(0.5-lu)
预先格式化层形成过程(选项:单步骤或多步骤序列)
7460衬底
材料
可能的可以是PEN
PET
PC
CTA(三乙酸纤维素)
厚度
1u-25u(可能的~4-8u)可能的可以是6u
其他特性
表面粗糙度
次涂层
填充物
热稳定性
机械平衡的压力
表面处理和/或化学处理
7470背涂敷
表面粗糙度
光学特性
可能的可以是抗静电
防静摩擦
可能的可以是薄的金属层(Al,Ni,NiCr)
炭黑可以是替换的背涂敷(此时,作为标准行业实践)
(作为选项,防卷曲层)
通过压花或组成和添加剂(微粒)或烘干来纹理化
有目的的网组化
其他考虑:
可能的可以是写入暗和写入亮(最后的tbd)
将化学成分调节到正确的写入波长
纹理化表面,以改进驱动性能
存在可以从另一侧读取第二版本
背涂敷
顶涂层(?)
WORM层
预先格式化层
衬底
顶涂层
清澈的,保护性的
纹理控制
透明(对于R/W波长)
防静电剂
WORM到R/W
可以具有可擦除的能力
可能的可以是相变
可能的可以是结构中的预先格式化的层
带有重新启动区域、归零区域等等的带裂缝的鼓,加构成带裂缝的鼓的方法
下面的描述引用了本发明的几个可能的实施例,可以理解,本领域技术人员可以预见此处所描述的实施例和方法的变化,这样的变化和改进在本发明的范围内,因此,本发明和方法不仅限于下面的实施例。
图75到78示出了当前技术,并示出了非均匀源分布如何产生非均匀的涂敷。随后的图形示出了使用螺旋线路径以及通过源的多次操作的本发明的方法具有改善涂敷均匀度的效果。
在典型的配置中,如图75中的侧视图以及图76的普通透视图所示,要被涂敷的衬底1,此处也根据惯例被称为蛛网(web),可以被从供应线轴2馈送,在通过额外的辊3以控制张力和定位等等之后,衬底进入涂敷区域5,该涂敷区域5包括源6,从该源6,可以沉积第一层7的材料,衬底再进入涂敷屏障8,以最小化来自源的过剩材料的过渡涂敷。可以在按顺序定位的涂敷区域(未示出)沉积额外的材料,在最后一个涂敷区域之后,被涂敷的衬底,在通过额外的张力和定位辊4之后,可以被收到重新缠绕盘12上。在此已知的技术中,衬底在基本上线性的方向遍历涂敷区域,并且蛛网可以是自由跨度,即,在背面未支撑,或与通常可以被用来导致蛛网平放和/或从沉积过程中去除过多的热量的支承板13或者辊接触。在后一种情况下,可以可任选地冷却支承板或辊。
在本发明的图形中,为清楚起见,未示出马达、速度控制元件、张力控制元件、蛛网导纸等等,但是,这样的控制系统就当前技术而言是已知的(D.R.Roisum、TheMechanicsofRollers、TAPPIPress,Atlanta,1996)。
现在参考图77,可以给出真空淀积过程中衬底的截面的从机器方向查看时对当前技术通用的实践的一般示意图。此图形示出了其中材料19的非均匀沉积从来自源的非均匀通量分布17产生的一个示例,其中,用材料16填充的坩锅15可以被蒸发(例如,通过由于电阻加热的坩锅,未示出)。通常被描述为每单位时间蒸发的材料的质量或厚度的通量,可以用图形方式被示为分布17,其中,最高蒸发率可以通过最长的箭头来表示(在此示例中,在中心处)。材料19一般与通量分布成比例地在衬底18上凝结,如此,可以作为材料层19而分布,厚度大致与通量17成比例。
图78表示可以由非均匀通量分布所产生的类似于图77的非均匀涂敷的垂直入射视图。这里,退绕线轴24通过引导/张力/空转轮(此处通过27来表示)将衬底25提供到涂敷区域26。可以从坩锅28蒸发材料30,沉积护罩29最小化杂散涂敷。被涂敷的衬底31通过额外的引导/张力/空转轮(通过32来表示),并在卷带轴34上被重绕。如果此衬底最终被制成光带产品,则水平虚线35表示假设的狭缝位置。涂层厚度36中的变化可以是来自坩锅的非均匀通量的结果,如前面所示(图77)。
图79示出了本发明的一个实施例的示意图,其中,带状的衬底41(通常是聚对苯二甲酸乙二醇酯、PET或聚萘二酸乙二醇酯,PEN,或聚酰亚胺薄膜等等)可以被退绕线轴40提供到蛛网导纸、张力控制辊,以及额外的空转轮(为清楚起见,未示出),经过辊42,然后,到辊43,然后,进入沉积源材料45的涂敷区域,然后,到辊42并回到43,等等,沿着基本上螺旋形路径,并在退出涂敷区域并在线轴47上重绕之前遍历涂敷源45多次。通过源45的各个部分的多次操作的效果可以是使由非均匀的通量所产生的非涂层厚度非均匀性平均(例如,如图78所示)。应该注意,在此附图中,光带围绕辊42和43的缠绕只为说明被宽宽地分离,并在实际涂敷配置中靠得很近。值得注意的是,线性速度增大将与光带宽度缩小成比例,相对于常规(全宽)涂敷配置,对于光带,将保持相当的沉积厚度和吞吐量。由于本发明的方法提供增强的由较高的通量率所产生的源变化的抵抗性,因此,进一步的速度增大也是可能的。
为了减少来自沉积过程的热负荷,图79中的辊42/43也可以通过冷却剂的循环等等来冷却。每一遍的较高线性光带速度和较低沉积速率与涂敷遍数(pass)之间的[可任选地,冷却的]辊42/43的180度的缠绕角度相结合,将起作用以降低光带上的来自沉积过程的热负荷。
可以通过查看图80中的图形看到本发明的多遍平均技术的有益的效果。短暂地回头参考图77,该图的衬底18现在被替换为通过图80中的57所表示的窄宽度衬底。沿着图79所示出的光带路径,此示例中的光带衬底57进行了通过涂敷区域50的8个连续的遍历,具有从坩锅51发出的材料通量(源也具有与图77相同的非均匀通量分布52),其中,衬底57的连续的遍数可以通过位置1到8来表示(请注意:为清楚起见,消除了完全的光带路径的上部遍历)。可以放大涂层堆积54到55,以示出平均效果。多遍数平均效果可以与来自图77中的相同模型源分布的涂敷材料相比,其中,在切割之后没有发生多遍数平均。
从此例图可以理解,可以从大多数源配置实现均匀性的改进,因为平均效果可以基于衬底的宽度与源的宽度相比很小,多遍数对材料源分布的许多部分进行采样。
在图81所示出的另一实施例中,图79的单辊42和43替换为多个单个导辊60和61,以便更准确地引导光带。这也可以通过将导轨凹槽切割为辊42和43来实现。再次,在实际操作中,单个缠绕将靠近,以实现最大均匀性和产量。
可以提供用于从源收集多余(“杂散”)材料的装置也是本发明的特征,如图82所示。来自源的过剩材料会沉积在除衬底以外的区域可能是大多数真空涂敷源的不希望有的特征,包括电子串和热蒸发器,这不仅要求定期清洁,而且当在辊或导杆上发生这样的不希望有的沉积时,还会与涂敷操作干扰,由此改变这些表面,并会改变这些设备的性能。此外,过剩材料还会污染其他涂料,无论是通过存在大量的材料积累的表面的脱皮,或者通过从加热的表面的重新蒸发。在图82(可以是图79或6的方法的侧视图)中所示出的实施例中,光带衬底73可以从供片盒70退绕,并以如前面所描述的相同螺旋线路径遍历涂敷区域75,重绕到卷带轴71上。此实施例示出了用于收集否则将穿过光带的连续缠绕之间的间隔并可能潜在地污染涂敷器的其他部分以及光带的背面的过剩材料的收集器设备72。收集器由退绕/重绕辊对(78/79)构成,带有衬底72的标准蛛网处理辊,或者在辊78/79之间运行的薄膜的环带。可以是诸如PET或其他材料之类的塑料膜的衬底72在光带涂敷操作累积过剩材料,并可以在材料积累需要时轻松地丢弃。
图83所示出的再一个实施例,示出了在单遍数中可以涂敷衬底的两侧的方法。这里,蛛网路径通过沉积区域84,涂敷衬底的一侧,如图79所示,然后,进料辊80和接收辊82之间,光带83可以沿着机器方向围绕光带轴而扭曲180度。蛛网路径持续到随后的沉积区域81,在此,可以施加背面涂敷。这样的双面涂敷对两侧活跃(可记录或携带信息)或要求用于摩擦和/或静态控制的真空背面涂敷的材料有益。利用常规的涂敷方法,双面涂敷要求额外的涂敷遍数或者额外的背面涂敷站,这两者都会增大生产时间和成本。
在图84中可以看出,光存储介质可以呈现各种形状,如替换的光学介质形状8400所示,每一种形状都提供大小、转移速度、存储容量,以及成本的不同属性。替换的光学介质形状8400包括鼓形的光存储介质8410和8420,软盘光存储介质8430,紧凑型卷盘到卷盘光存储器带8440,以及光存储器卡8450。
鼓形的光存储介质8410,8420可以提供从大致6.5MB/s到大致13.5MB/s的传输速率,以及从大致5.6GB到大致102GB的存储容量。
紧凑型盘式光带8440形状的光存储介质(也称为微型光带)可以提供从大致3.2MB/s到大致6.7MB/s的传输速率以及从大致255GB到大致1130GB的存储容量。
可以对于特定应用从包括替换的光学介质形状8400的集合中选择光存储介质,以便物理尺寸、和/或存储容量,和/或传输速率满足该应用的要求。
光学软盘8430、紧凑型盘式8440,以及光卡8450可以被装入到外壳中,提供方便的便携性以及对介质的保护,并可以适用于其中介质可以频繁地被用户处理的应用。
图85,光存储介质系统8500的可能实施例,包括加载到光驱动器8520的替换光学介质形状8400,光驱动器8520装入个人计算机(PC)8540的典型DVD驱动器大小的壁凹中。替换的光学介质形状8400可以由使用红、蓝或紫外激光的相变光学介质构成,带有用于记录到替换的光学介质形状8400并从其中读取的一个或多个拾取头。诸如对于WORM的色彩以及对于可擦除的光学介质的磁光之类的其他类型的光学介质也可以是合适的。
在此实施例中,光驱动器8520与PC8540硬盘驱动器8530进行通信,使用预定大小的硬盘驱动器8540的一部分以改善对替换的光学介质形状8400上的信息的随机访问。替换的光学介质形状8400,通过光驱动器8520提供可以比光盘驱动器8530更快的传输速率是可能的。这可以以各种方式来做到,一种方式是增大光驱动器8520中的用来记录或读取替换的光学介质形状8400的拾取头的数量。拾取头的数量的增大可以直接实现来往于替换的光学介质形状8400的更快的数据传输速率。
当系统8500可以用于音频或视频娱乐应用中时,可以有应用于硬盘驱动器8540的一部分的独特算法和格式,它们可使用户迅速地访问存储在替换的光学介质形状8400上的信息的某些部分。作为示例,算法可以使用户查看位于替换的光学介质形状8400上的不同物理位置的电影场景的缩略图,然后,访问选定的电影。这些算法和格式可包括与替换的光学介质形状8400上的缩略图相关联的电影的索引或位置信息,实现对所选电影的快速访问。存储在光盘驱动器8530上的信息可包括跟踪数据,这些跟踪数据确定什么信息只能在替换的光学介质形状8400上,什么信息已经被传输到硬盘驱动器8530上。系统8500的其他用途包括图像、家庭电影、商业信息的存档和备份,或存档图书馆服务。
图86中可以示出光存储系统的另一种可能的实施例。独立的数字家庭娱乐系统8600可以在功能方面类似于图85的可能实施例。系统8600可以具有与系统8600的所有元件进行通信的专用处理器(未示出),多媒体组件(未示出)、内嵌的硬盘驱动器8530、USB接口8640,或其他通信端口8650。系统8600进一步包含图85的实施例的替换光学介质形状8400和光驱动器8520。系统8600还可以包括诸如DVD8620之类的其他存储设备。系统8600中的存储元件中的每个都可以通过通信信道8610或8630或通过专用处理器进行通信。替换的光学介质形状8400,通过光驱动器8520提供可以比光盘驱动器8530更快的传输速率是可能的。
系统8600可以通过有线或无线LAN来连接到PC。它也可以允许使用标准TV格式和HDTV格式将多个节目记录到替换的光学介质形状8400上。通过使用类似于图2的实施例的装置,系统8600使用硬盘驱动器8530的一部分来提高对存储在替换的光学介质形状8400上的信息的某些部分(包括电影的缩略图)的访问速度。存储在光盘驱动器8530上的信息可包括跟踪数据,这些跟踪数据确定什么信息只能在替换的光学介质形状8400上,什么信息已经被传输到硬盘驱动器8530上。系统8600的其他用途包括图像、家庭电影、商业信息的存档和备份,或存档图书馆服务。
系统8600A也可以用作可扩展的存储器数字视频记录器(DVR)。由于DVR将视频信息记录到硬盘驱动器,因此,存储容量可以基于硬盘驱动器的容量。当可以达到硬盘驱动器的容量极限时,发生诸如用户丢失记录的节目或记录新节目的过程被停止之类的不希望有的结果。
通过在被用作DVR的系统8600的实施例中包括替换光学介质形状8400和光驱动器8520,现在可以增强视频存储器以超过硬盘驱动器的极限,以包括替换的光学介质形状8400。在其中光存储介质可以是可拆卸的系统8600的实施例中,系统8600的存储容量的量可以是无限的。由于其高容量存储密度,紧凑型盘式8440光存储介质可以是替换的光学介质形状8400的一种可能实施例。
图87示出了在系统中使用替换的光学介质形状8400的另一种可能的实施例。照像机8700可以集成替换的光学介质形状8400的紧凑型盘式8440实施例。光存储介质可以是可拆卸的。由于紧凑型盘式8440光存储介质的高容量存储密度,因此,视频信息可以以未经压缩的格式存储。
可以从包括DVD和HDVD格式的集合中选择此实施例中的替换的光学介质形状8400上每一记录的信息的格式。
照像机8700中所使用的光存储介质可以与此处所公开的其他系统实施例中的任何一种可互换地用于记录或读取。符合DVD介质的电的、物理的以及接口要求的替换光学介质形状8400的实施例也可以用于标准PC或家庭娱乐设备中。
整个图形中的流程图以及框图中所描绘的元件可以暗示各元件之间的逻辑边界。然而,根据软件或硬件工程实践,所描绘的元件以及其功能可以作为单块软件结构的组成部分,作为独立软件模块,或作为使用外部例程、代码、服务等等的模块,或这些的任何组合来实现,并且所有这样的实现都在本发明的范围内。如此,尽管前述的附图以及描述阐述了所公开的系统的功能方面,但是,不应该从这些描述中推断用于实现这些功能方面的软件的特定配置,除非明确地陈述或上下文以别的方式需要。
类似地,可以理解,上文所标识和描述的各个步骤可以改变,并且也可以针对此处所公开的技术的特定应用而修改步骤的顺序。所有这样的变化与修改方案都旨在落在本发明的范围内。如此,对各个步骤的顺序的描绘和/或描述不应该被理解为要求对于这些步骤的执行的特定顺序,除非特定应用需要或明确地陈述或以别的方式从上下文可以清楚地看出。
上文所描述的方法或过程,以及其步骤,可以以硬件、软件,或适用于特定应用的这些硬件或软件的任何组合。硬件可包括通用计算机和/或专用计算设备。过程可以以一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程装置,以及内部和/或外部存储器来实现。过程还可或作为替代,以专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑,或任何其他设备或可以被配置成处理电子信号的设备的组合来具体化。还可以进一步理解,过程中的一个或多个可以作为使用诸如C之类的结构化编程语言、诸如C++之类的面向对象编程语言,或任何其他高级别的或低级别的编程语言(包括汇编语言、硬件描述语言,以及数据库编程语言以及技术)创建的计算机可执行代码来实现,这些计算机可执行代码可以被存储,编译或解释以在上面的设备中的一种设备上以及处理器、处理器体系结构的异质的组合,或不同的硬件和软件的组合上运行。
因此,一方面,上文所描述的每一种方法以及其组合可以以计算机可执行代码具体化,当计算机可执行代码在一个或多个计算设备上执行时,执行其步骤。在另一方面,方法可以以执行其步骤的系统具体化,并可以以许多方式跨多个设备分布,或者全部功能可以被集成到专门的,独立的设备或其他硬件中。在另一方面,用于执行与上文所描述的过程相关联的步骤的装置可包括上文所描述的硬件和/或软件中的任何一种。所有这样的排列与组合旨在落在本发明的范围内。
尽管本发明的各实施例是利用某些可能的实施例来公开的,但是,其他实施例将被本领域的技术人员理解,并被此处涵盖。

Claims (15)

1.一种数据存储系统,包括:
具有穿过多个道的间隙的光学介质,所述间隙将所述介质分割为具有所述多个道的段,每个道表现出表示物理道地址的已调摆动的字段;
被配置成检测已调摆动的所述字段的光学拾取单元;以及
可操作地与所述拾取单元置于一起的至少一个控制器,所述控制器被配置成(i)记录在所述间隙的一侧上的一个所述道的物理道地址,其中,当检测到表示所述一个道的物理道地址的已调摆动的字段时,所述拾取单元具有位置,(ii)随着所述间隙移动经过所述拾取单元,维持所述拾取单元的位置,以及(iii)在所述拾取单元聚焦之后,记录在所述间隙的另一侧的所述道中第一个检测到的道的物理道地址,以校准所述数据存储系统。
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述间隙的所述一侧上的一个所述道的所述物理道地址不同于所述间隙的所述另一侧的所述道中所述第一个检测到的道的所述物理道地址。
3.如权利要求1或2所述的系统,其中,所述至少一个控制器进一步被配置成将逻辑道地址指定到已记录的物理道地址,所述已记录的物理轨道地址包括所述间隙的所述一侧上的一个所述道的所述物理地址和所述间隙的所述另一侧的所述道中的第一个检测到的道的所述物理地址。
4.如权利要求3所述的系统,其中,所述至少一个控制器进一步被配置成通过所述拾取单元将所述已记录的物理道地址和指定的逻辑地址存储到所述介质。
5.如权利要求3所述的系统,其中,所述已记录的物理道地址和已指定的逻辑道地址各自具有整数值,其中,所述至少一个控制器进一步被配置成增大所述物理和逻辑道地址的值,记录已增大的值,以为所述介质的至少一些道创建物理道地址到逻辑道地址的映射。
6.如权利要求3所述的系统,其中,所述已记录的物理道地址和已指定的逻辑道地址各自具有整数值,其中,所述至少一个控制器进一步被配置成减小所述物理和逻辑道地址的值,记录已减小的值,以为所述介质的至少一些道创建物理道地址到逻辑道地址的映射。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的系统,其中,所述间隙沿着所述介质以定期间隔重复。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的系统,其中,所述介质具有边缘,其中,所述间隙的所述一侧上的一个所述道与所述边缘相邻。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的系统,其中,所述光学介质是线性光带。
10.一种用于校准数据存储系统的方法,所述数据存储系统包括(i)具有穿过多个道的间隙的光学介质,所述间隙将所述介质分割为具有所述多个道的段,每个道表现出表示物理道地址的已调摆动的字段,以及(ii)被配置成检测已调摆动的所述字段的光学拾取单元,所述方法包括:
记录在所述间隙的一侧上的一个所述道的所述物理道地址,其中,当检测到表示所述一个道的所述物理道地址的已调摆动的所述字段时,所述拾取单元具有位置;
随着所述间隙移动经过所述拾取单元,维持所述拾取单元的所述位置,以及
在所述拾取单元聚焦之后,记录在所述间隙的所述另一侧的所述道中第一个检测到的道的所述物理道地址,以校准所述数据存储系统。
11.如权利要求10所述的方法,还包括将逻辑道地址指定到已记录的物理道地址,所述已记录的物理轨道地址包括所述间隙的所述一侧上的一个所述道的所述物理地址和所述间隙的所述另一侧的所述道中的第一个检测到的道的所述物理地址。
12.如权利要求11所述的方法,还包括将所述物理道地址和已指定的逻辑道地址存储到所述介质。
13.如权利要求11或12所述的方法,其中,所述已记录的物理道地址和已指定的逻辑道地址各自具有整数值,还包括增大所述物理和逻辑道地址的值,记录已增大的值,以为所述介质的至少一些道创建物理道地址到逻辑道地址的映射。
14.如权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,所述已记录的物理道地址和已指定的逻辑道地址各自具有整数值,还包括减小所述物理和逻辑道地址的值,记录已减小的值,以为所述介质的至少一些道创建物理道地址到逻辑道地址的映射。
15.如权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,所述间隙的所述一侧上的一个所述道的所述物理道地址不同于所述间隙的所述另一侧的所述道中所述第一个检测到的道的所述物理道地址。
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