DE3889191T2

DE3889191T2 - Datenspeichergerät.

Info

Publication number: DE3889191T2
Application number: DE3889191T
Authority: DE
Inventors: Peter P Clark; Vincent L Cocco; David V Cronin; John M Guerra; Patricia Mokry; Paul F Sullivan
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2008-10-01
Also published as: PT88604A; CN1032600A; KR890007264A; US4843494A; PT88604B; CA1322244C; GR890300111T1; DE311859T1; CN1010443B; DK575288D0; ES2010171A4; AU603710B2; EP0311859A3; NO884206L; HK112094A; EP0311859A2; JPH01155580A; SG104994G; ATE104796T1; DK575288A

Description

Magnetische Datenspeichergeräte oder Aufzeichnungsgeräte benutzen im typischen Falle einen Magnetspeicher oder ein Aufzeichnungsmedium, auf welchem die Daten in Spuren gespeichert sind. Der Trend in der Computertechnologie besteht darin, die Menge und Dichte der in einem solchen Medium gespeicherten Daten zu vergrößern. Dies erfordert allgemein schmalere und dichter benachbarte Spuren, um die Dichte der Spuren pro Zoll (TPI) zu erhöhen. Disketten mit einer hohen Speicherdichte haben beispielsweise im typischen Fall Spurdichten von etwa 500 bis 1000 TPI.
Wenn sich die Spurdichte erhöht, ist ein schmalerer Wandler oder Kopf erforderlich, um die Daten in Spuren aufzuzeichnen oder auszulesen, und außerdem ist eine präzisere Spurnachführung erforderlich, um das Schreiben/Auslesen der gewünschten Spur so zu gewährleisten, daß die Daten korrekt wiedergewonnen werden können. Aus diesem Grund ist es von Wichtigkeit, daß der Wandler genau auf einer gewählten Spur zu liegen kommt.
Die Fachwelt hat die Notwendigkeit einer genauen Kopfnachführung erkannt, und es sind verschiedene Versuche zu diesem Zweck unternommen worden, einschließlich servogesteuerter Kopfpositionierungssysteme, und all diese Versuche wurden mit unterschiedlichem Erfolg benutzt.
Insbesondere ist es wichtig, nicht nur betriebssichere Nachführtechniken zu schaffen, sondern es ist auch sehr erwünscht, daß diese einfach und kostengünstig ausführbar sind und daß die unvermeidbaren geringen Abweichungen verarbeitet werden können, die in Datenspeichergeräten und Medien üblicherweise vorhanden sind, die kommerziell mit vernünftigen Preisen verfügbar sind.
In der US-Patentanmeldung Serial Nr. 898 527 ist ein magnetisches Datenspeichergerät beschrieben, bei welchem das Speichermedium, im typischen Fall eine Diskette, ein Muster optischer Spuren aufweist, über die magnetische Daten überlagert sind. Das optische Muster wird auf einem transparenten Basismaterial ausgebildet und weist eine große Zahl von in konzentrischen Ringen angeordneten Zeilen auf, die für die Lichtstrahlung im wesentlichen opak sind und die durch Spalte getrennt sind, welche für die Lichtstrahlung im wesentlichen transparent sind. Das Basismaterial ist allgemein auf beiden Seiten mit einer Schicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums überzogen, die dünn genug ist, um im wesentlichen transparent für das Licht zu sein.
Das optische Muster in der Diskette wird im typischen Fall als Ronchi-Gitter benutzte, welches mit einem Bezugsgitter zusammenwirkt, das außerhalb der Diskette auf einem radial versetzbaren Lese/Schreib-Wandleraufbau angeordnet ist, der Teil des der Diskette zugeordneten Antriebs ist, wenn die Diskette im Betrieb befindlich ist. Die von einer Lichtquelle auf einer Seite der Diskette erzeugte Beleuchtung durchläuft sowohl das Ronchi-Gitter der Diskette als auch das Bezugsgitter am Kopfaufbau und wird erfaßt.
Die Bewegung des Bezugsgitters mit dem Kopf relativ zu dem Ronchi-Gitter moduliert die Intensität des den Detektor erreichenden Lichtes im wesentlichen linear von Spur zu Spur, so daß eine Kopfpositions-Fehlersignalinformation einem Servosystem geliefert wird, welches benutzt wird, den Lese/Schreib-Wandler in der gewünschten Weise auf eine gewählte Spur der Diskette auszurichten.
Die beschriebene Vorrichtung ist sehr nützlich, jedoch besteht ein Bedarf an Verbesserungen im Hinblick auf die Durchführung. Insbesondere wird zur Steuerung der Nachführung der Magnetköpfe auf beiden Seiten einer doppelseitigen Diskette eine gemeinsame Beleuchtungsquelle zusammen mit einem gemeinsamen Detektor benutzt, die relativ weit voneinander entfernt sind, woraus sich verschiedene Probleme, unter anderem das Problem einer Parallaxe, ergeben. Weil außerdem ein gemeinsamer Detektor benutzt wird, um eine Nachführsteuerung auf beiden Seiten der Diskette zu bewirken, ist es nicht möglich, die räumliche Beziehung der verschiedenen benutzten Elemente zur Nachführung für jede der beiden nachzuführenden Seiten zu optimieren, beispielsweise weil der Detektor auf der gleichen Seite wie der aktive Lese/Schreib-Kopf angeordnet ist.
Dies stellt ein spezielles Problem dar, wenn ein entnehmbares Speichermedium, beispielsweise eine flexible Diskette oder eine Floppy Disk, benutzt wird, weil einer der Köpfe im Antrieb allgemein so gelagert ist, daß er nach dem gegenüberliegenden Kopf hin und von diesem weg bewegbar ist, das heißt zwischen einer Stellung, in der die Köpfe gegenüberliegen und wirksam sind, und einer Stellung, in der die Köpfe im Abstand zueinander liegen, damit eine Diskette eingesetzt bzw. entnommen werden kann. Außerdem ist der bewegliche Kopf im typischen Fall kardanisch gelagert, wodurch er sich besser selbst gegenüber dem flexiblen Aufzeichnungsmedium orientieren kann. Im Hinblick auf die bewegliche Anordnung des kardanisch gelagerten Kopfes kann sein magnetischer Wandler nicht in einem festen Abstand zu einem einzigen gemeinsamen Detektor gehalten werden, wodurch unrichtige Fehlerpositionierungssignale geliefert werden.
Außerdem besteht ein Bedürfnis, das Signal/Rausch-Verhältnis der relativ einfachen benutzten Detektoranordnung zu verbessern. Insbesondere wäre es nützlich, ein Detektorschema zur Verfügung zu haben, welches weniger empfindlich gegenüber Rauhigkeiten und Ungleichförmigkeiten über den Rändern des optischen Musters ist und das in der Lage ist, eine durchschnittliche Erfassung über relativ große Bereiche durchzuführen, um die Wirkung lokalisierter Ungleichförmigkeiten oder von Verklumpungen der Partikel in der dünnen magnetischen Aufzeichnungsschicht zu vermindern. Weiter sollte das Schema in der Lage sein, gewisse Versetzungen zwischen dem magnetischen Zentrum und dem optischen Zentrum der kreisförmigen Spuren auszugleichen, und es sollte geeignet sein für Einstellungen zwecks Kompensation von Veränderungen, die bei verschiedenen Disketten, Wandlern und Diskettenantrieben infolge der Tatsache auftreten können, daß sie zu unterschiedlichen Zeiten hergestellt wurden.
Verschiedene weitere Verbesserungen sind möglich, wie sich dies aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung ergibt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung weist eine Zahl von Merkmalen auf, die das in der älteren Anmeldung beschriebene magnetische Datenspeichergerät verbessern. Dabei ist zu berücksichtigen, daß einige der Merkmale von anderen Merkmalen unabhängig sind, so daß ein bestimmtes Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht notwendigerweise sämtliche beschriebenen Neuheitsmerkmale aufweisen muß.
Ein erstes Merkmal der Erfindung besteht in einem Kopfschlittenaufbau zweier integrierter Köpfe, von denen jeder seinen eigenen Lese- und/oder Schreibwandler, eine eigene Lichtquelle und einen eigenen Detektor aufweist, um eine Nachführsteuerung auf jeweils einer der beiden gegenüberliegenden Seiten der Diskette oder eines anderen Speichermediums zu bewirken. Durch diese Anordnung werden Kopfausrichttoleranzen im wesentlichen vermieden und insbesondere bei Benutzung eines Antriebs für flexible Disketten, wobei der Abstand zwischen dem Wandler und seinem entsprechenden Detektor durch diesen integrierten Kopfaufbau fixiert ist.
Außerdem besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß jeder der beiden getrennten Detektoren einen lichtempfindlichen Sensor aufweist, der als Bezugsgitter in seinem optischen System wirkt, um ein getrenntes oder diskretes Bezugsgitter zu vermeiden. Diese Integration von Funktionen hat den Vorteil, daß jeder Spalt zwischen dem Bezugsgitter und dem Sensor eliminiert wird, wodurch optische Interferenzen und Brechungen ausgeschaltet werden.
Außerdem ist der Detektor in seiner bevorzugten Ausführungsform ein Quadraturdetektor, der vier Photozellen besitzt, die so eingebaut sind, daß die gewünschte räumliche Phasendifferenz zwischen den Zellen geschaffen wird, die nützlich ist, um die gewöhnliche Modenstörung zu reduzieren und geringe örtliche Abweichungen von der Gleichförmigkeit in den Aufzeichnungsschichten auszugleichen. Außerdem ergibt der Quadraturdetektor ein zusätzliches Ausmaß an Freiheit, die benutzt werden kann, um Änderungen von Diskette zu Diskette oder von Antrieb zu Antrieb zu kompensieren.
Insbesondere weist der bevorzugte Detektor eines dargestellten Ausführungsbeispiels mehrere langgestreckte aktive lichtempfindliche Streifenelemente auf, und zwar im typischen Fall sechzehn Streifen, die in gleicher Weise unter vier gleichförmig eingebauten, jedoch getrennten Photozellen angeordnet sind, bei denen die Breite eines jeden Elementes gleich ist der Breite jeder der opaken Linien, die das optische Gitter auf der Diskette bilden, und ebenso der transparenten Spalte zwischen den opaken Linien. Außerdem sind die Elemente durch opake optische Anschläge getrennt, die eine halbe Breite eines jeden Elementes haben. Durch geeignete Verbindung der vier Photozellen in einer neuartigen Schaltungsanordnung, die verschiedene variable Parameter enthält, ergibt sich ein Detektor, der benutzt werden kann, um das Signal/Rausch-Verhältnis zu verbessern, Ungleichförmigkeiten in den Aufzeichnungsschichten auszugleichen und Änderungen verschiedener Antriebe und verschiedener Disketten auszugleichen.
Außerdem schafft ein Ausführungsbeispiel der Erfindung optische Systeme für jede Seite der Diskette, wobei eine parallelisierte Beleuchtung von einer quasi Punktlichtquelle oder einer quasi Linienlichtquelle oder einem Feld von Linienquellen das Mediumgitter veranlaßt, eine Selbstabbildung auf dem Bezugsgitter durch Brechung zu bewirken, um die Wirkung irgendwelcher notwendigen Trennung der beiden Gitter zu reduzieren.
Demgemäß sind bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen magnetischen Speichergerätes zur Benutzung mit einem doppelseitigen Speichermedium, beispielsweise einer Diskette, ausgebildet, das einen lichtdurchlässigen Träger für erste und zweite lichtdurchlässige Aufzeichnungsschichten auf den beiden Oberflächen und dazwischen zwei Speicherschichten eines optischen Gitters besitzt, das aus opaken Linien und lichtdurchlässigen Spalten im wesentlichen gleicher Breite besteht.
Außerdem trägt jeder Kopfschlitten, der radial relativ zu der Diskette beweglich ist zusätzlich zu einem getrennten Lese- und Schreibwandler benachbart zu beiden Seiten der Speicherschichten erste und zweite Lichtquellen auf den gegenüberliegenden Seiten der Diskette und erste und zweite Detektoren, die auf die jeweiligen Lichtquellen auf den beiden Seiten der Diskette ausgerichtet sind, um zwei getrennte Lichtpfade durch die Diskette hindurch zu definieren. Jeder der Detektoren weist vorzugsweise einen Wandler auf, der durch ein ganzzahliges Vielfaches von Vier ineinandergeschachtelte lichtempfindliche Elemente besitzt, die in geeigneter Weise so im Abstand angeordnet sind, daß sie als Bezugsgitter dienen, das mit dem optischen Gitter in der Diskette zusammenwirkt. Außerdem sind die lichtempfindlichen Elemente so miteinander verbunden, daß vier getrennte Photozellen gebildet werden, die ihrerseits dann in einer Schaltung derart eingefügt sind, daß ein Servosignal abgeleitet wird, weiches die Lage des aktiven Kopfes relativ zu der gewählten Spur angibt. Außerdem enthält die Schaltung parameter, die zu Eichzwecken geändert werden können, um Veränderungen von Diskette zu Diskette zu kompensieren.
Außerdem kann die Wirksamkeit und demgemäß die Genauigkeit des Servosystems weiter dadurch verbessert werden, daß neuartige Beleuchtungsquellen eingeführt werden, welche bewirken, daß das optische Gitter in der Diskette durch Brechung eine Selbstabbildung auf dem Bezugsgitter bewirkt, das am Detektor ausgebildet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel benutzt die Beleuchtungseinrichtung eine gestreckte Leuchtdiodenquelle mit einer geeigneten Optik, um ein Liniengitter zu erzeugen, dessen Vielfachstrahlen das Diskettengitter auf dem Detektorgitter selbst konstruktiv abbilden. Statt dessen kann eine Laserdiode oder eine andere Leuchtdiode als Lichtquelle benutzt werden.
Das Verständnis der Erfindung wird durch die folgende Einzelbeschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung erleichtert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung die Grundelemente eines Kopfschlittenaufbaus mit einer dazwischengefügten Diskette gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 zeigt in vereinfachter Form die gleichen Elemente gemäß Fig. 1, wobei der Schlitten zum Einsatz und zur Entnahme einer Diskette bereit ist;
Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine doppelseitige Magnetdiskette mit einem optischen Gitter zur Benutzung in Verbindung mit dem Aufbau gemäß Fig. 1;
Fig. 4 zeigt die Anordnung der verschiedenen lichtempfindlichen Elemente eines Sensors, der auch als Bezugsgitter am Detektor wirkt, um mit dem optischen Gitter in der Diskette in einem Aufbau gemäß Fig. 1 und 2 zusammenzuwirken;
Fig. 5 zeigt eine Grundrißansicht einer Siliziumanordnung, die einen Sensor der Bauart gemäß Fig. 4 bildet;
Fig. 6 zeigt schematisch eine Quadraturdetektorschaltung unter Benutzung des Sensors gemäß Fig. 4, um ein Servosignal vom Lichteinfall auf dem Sensor zu erzeugen;
Fig. 7 zeigt eine neuartige Form einer Beleuchtungsquelle, die geeignet ist zur Benutzung in einem Aufbau gemäß den Fig. 1 und 2;
Fig. 8 zeigt ein Funktionsblockschaltbild eines erfindungsgemäßen Datenspeichergerätes;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines integrierten Kopfaufbaus gemäß der Erfindung;
Fig. 10a ist eine Ansicht einer Diffraktionslinse, die zum Zwecke der Parallelisierung bei einem erfindungsgemäßen Kopf benutzt wird; und
Fig. 10b ist eine schematische Darstellung des Querschnitts der Linse gemäß Fig. 10a.
Es wird darauf hingewiesen, daß die verschiedenen Figuren nicht im Maßstab gezeichnet sind, wenn es nicht ausdrücklich angegeben wird.

Einzelbeschreibung

Fig. 1 zeigt schematisch die Grundelemente eines Kopfschlittenaufbaus 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, dem betriebsmäßig eine doppelseitige Magnetdiskette 12 zugeordnet ist die drehbar von einer Antriebsspindel 13 getragen wird. Die Einzelheiten der Diskette 12 sind in Fig. 3 dargestellt. Der Kopfschlittenaufbau 100 und die Spindel 13 bilden einen Teil eines magnetischen Datenspeichergerätes oder eines Antriebs für eine flexible Magnetdiskette, aufgebaut nach den Lehren der Erfindung. Der Aufbau 100 ist auch in Fig. 2 dargestellt, und zwar in der Stellung, in der eine Magnetdiskette 12 eingesetzt oder entnommen werden kann.
Wie in Fig. 3 dargestellt, weist die Diskette 12 eine Basis 20 auf, welche von einem Träger 21 gebildet wird, der gegenüber der Strahlung des Lichtes oder der Beleuchtungsquelle transparent ist, die zur Nachführungssteuerung benutzt wird, und es ist ein optisches Gitter 22 auf oder in dem Träger 21 ausgebildet, das aus relativ opaken konzentrischen Ringen 22A besteht, die mit relativ transparenten Spalten oder Ringen 22B abwechseln, wobei sich die Durchlässigkeit bzw. die Opazifität auf die Strahlung bezieht, die zur Nachführungssteuerung benutzt wird. Diese Ringe dienen auch als optische Spuren, um die Lage der Spuren zu definieren, in denen eine Information in magnetischen Datenaufzeichnungs- oder -speicherschichten 24 und 25 gespeichert wird, die auf gegenüberliegenden Seiten der Basis 20 aufgebracht sind. Diese Schichten 24 und 25 sind sehr dünn im Vergleich mit der Dicke der Basis 20, so daß sie im wesentlichen transparent oder wenigstens in hohem Maße durchlässig sind für die zur Nachführungssteuerung benutzte Strahlung.
Die Lehren der vorliegenden Erfindung können mit Vorteil in Speichergeräten oder Diskettenantrieben benutzt werden, welche unterschiedliche Typen von Speichermedien benutzen, beispielsweise magnetische Speicher (flexibel oder starr), optische oder magneto-optische Speicher, jedoch ist das dargestellte Ausführungsbeispiel auf einen flexiblen Magnetdiskettenantrieb gereichtet, wie dies aus der folgenden Beschreibung klar wird. In diesem Fall ist die Diskette 20 eine Floppy Disk mit einer Magnetaufzeichnung hoher Dichte, die in einem Kassettengehäuse (nicht dargestellt) angeordnet ist und einen aus Plastik (beispielsweise Mylar) bestehenden Träger 21 aufweist, auf dem das optische Gittermuster 22 photographisch oder auf andere Weise ausgebildet ist. Im typischen Fall ist der Träger 21 etwa 0,08 mm (0,003 Zoll) dick, und die dünnen magnetischen Aufzeichnungsschichten 24 und 25 besitzen eine Dicke von etwa 0,001 mm (1 Mikron).
Die Zusammensetzung der Schichten 24 und 25 weist im typischen Falle Gamma-Eisenoxid oder Bariumferrit bestehende Partikel auf, die in einem Polymerbinder dispergiert sind, wobei die letzteren Partikel bevorzugt sind für eine Datenaufzeichnung höherer Dichte. Diese Diskette ist gegenüber sichtbarem Licht durchlässig, um die Lage des Kopfes zu steuern. Die Diskette ist aber besser durchlässig für Licht im Infrarotbereich des Spektrums, und deshalb wird bevorzugt infrarotes Licht benutzt.
Es wird nunmehr wieder auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Danach weist der Kopfschlittenaufbau 100 in Arbeitsstellung der Diskette 12 einen radial beweglichen Kopfträger 14 auf, der aus den Trägerteilen 14A und 14B besteht, die ein Paar komplementärer integrierter Magnetköpfe 0 und Optikköpfe 1 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Diskette im Abstand betriebsmäßig aufeinander ausgerichtet tragen. Jeder der Köpfe 0 und 1 weist einen Körper 10 auf, der durch die strichlierten Linien der Deutlichkeit wegen dargestellt ist und der die Elemente des Kopfes trägt und positioniert, einschließlich einem magnetischen Lese/Schreib-Wandler 15; einschließlich einer Lichtquelle 16 und einschließlich einer ausgerichteten Kollimatorlinse 17 und einschließlich einem Lichtdetektor 18. Die Anordnung der Kollimatorlinse 17 ist zu bevorzugen, um eine Parallelisierung und Konzentration des Lichtflusses zu verbessern, aber ihre Benutzung in dem integrierten Kopfaufbau ist nicht unbedingt nötig.
Jeder Wandler 15 weist einen Körper 15a auf, der einen Ferritkern 15b lagert, welcher einen Flußspalt an jener Oberfläche des Kopfes aufweist, der der jeweils benachbarten magnetischen Schicht auf der Diskette gegenüberliegt. Der Kopf ist so beschaffen, daß er über der Aufzeichnungsoberfläche auf einem Luftkissen fliegt, und der Körper 15a weist im typischen Falle einen Schlitz 15c in seiner Oberfläche auf, um selektiv den Druck im Luftkissen zu vermindern, damit eine Flughöhensteuerung erfolgen kann, wie dies an sich bekannt ist. Die komplementäre Anordnung der Wandler 15 in den gegenüberliegenden Köpfen 0 und 1 bewirkt eine radiale Versetzung der jeweiligen Kerne 15b, was erwünscht ist, um ein Übersprechen von Daten der gegenüberliegenden Aufzeichnungsoberfläche zu verhindern, wie dies an sich bekannt ist.
Der Detektor 18 ist vorzugsweise auf einer Seite des Wandlers 15 angeordnet, und die Lichtquelle 16 und die zugeordnete Linse 17 (wenn sie benutzt wird) liegen auf der anderen Seite, obgleich auch beide Elemente zusammen auf der einen oder der anderen Seide gruppiert werden könnten. Zum Zwecke der Nachführung ist es auch zu bevorzugen, den Detektor auf jener Seite des Wandlerkörpers anzubringen, wo er dem Kern 15b am nächsten liegt, so daß der Detektor auf einen Teil der Diskette "schaut", der so nahe wie möglich an dem Magnetflußspalt liegt. Für den Detektor wäre es ideal, auf genau den gleichen Abschnitt der Diskette zu schauen wie der Wandlerspalt, aber physikalisch können diese beiden Elemente nicht den gleichen Raum einnehmen, und demgemäß sind sie, wie dargestellt, radial versetzt. Indem jedoch der Detektor 18 so nahe als möglich an den Wandlerkern 15b herangeführt wird, wird diese Versetzung verringert.
Die Anordnung der Detektoren 18 und der Lichtquellen 16 an den gegenüberliegenden Köpfen 0 und 1 ist komplementär derart, daß die Lichtquelle 16 am Kopf 0 so angeordnet ist, daß sie ihren Lichtausgang durch die Diskette 12 schickt, damit eine Modulation durch das Gittermuster 20 stattfindet, worauf das Licht auf den ausgerichteten Detektor 18 des Kopfes 1 fällt. In gleicher Weise richtet die Lichtquelle 16 am Kopf 1 ihren Lichtausgang durch die Diskette auf den hierauf ausgerichteten Detektor 18 des Kopfes 0.
Die Einzelheiten der Lichtquellen und der Detektoren werden im einzelnen weiter unten erörtert.
Der Träger 14A ist schematisch so dargestellt, daß er schwenkbar mit dem Träger 14B über ein Gelenk 19 gekuppelt ist. Hierdurch wird es möglich, daß sich der Träger 14A in die angehobene Stellung gemäß Fig. 2 dreht, wo die Köpfe 0 und 1 in einem weiteren Abstand zueinander angeordnet sind, damit die Diskette eingefügt und weggenommen werden kann. Wenn die Diskette 12 in der Antrieb eingelegt und auf der Spindel 13 plaziert wird, kehrt der Träger 14A automatisch in die in Fig. 1 dargestellte Lage zurück. Wenn die Diskette 12 entnommen wird, dann kehrt der Träger 14A automatisch in die Stellung gemäß Fig. 2 zurück. Die Träger 14A und 14B brauchen nicht miteinander gekoppelt zu sein, aber es ist zweckmäßig, daß einer davor in der Lage ist, relativ zu dem anderen bewegt zu werden, damit ein einfaches Einlegen und Entnehmen der Diskette 12 möglich wird. Mechanismen, die eine solche Bewegung des Kopfschlittenträgers ermöglichen, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und brauchen nicht im einzelnen beschrieben zu werden.
Weil der beschriebene Kopfschlittenaufbau 100 in Verbindung mit einer flexiblen Diskette 12 benutzt werden soll, hängt der obere Kopf 1 vorzugsweise von einer Kardananordnung 26 herab, die auf der Unterseite des Schwenkträgers 14A montiert ist und die die Möglichkeit schafft, daß sich der Kopf 1 etwas um seine Querachse und seine Längsachse verschwenken kann, damit die Kopfoberfläche flächenmäßig mit dem Kopf 1 ausgerichtet bleibt, wenn ein Teil der sich drehenden flexiblen Diskette 12 dazwischenliegt, die eine etwas gekrümmte Gestalt annehmen kann, je nach der Kopfstellung und der Belastung. Die Kardanlagerung ist außerdem vorgesehen, um Übergangsverzerrungen der flexiblen Diskette 12 zu kompensieren, die von einer Vibration der Diskette gemäß der Drehung herrühren können. Derartige Kardananordnungen sind hinreichend bekannt und brauchen nicht im einzelnen diskutiert zu werden.
In der US-Patentanmeldung Ser. Nr. 898 527 ist eine optische Servokopf-Positionierungssteuerung für eine doppelseitige Aufzeichnung mit einem einzigen optischen System versehen, welches eine Lichtquelle auf der einen Seite der Diskette und einen Detektor mit einem Bezugsgitter auf der gegenüberliegenden Seite der Diskette aufweist. Dieses System ist durchaus arbeitsfähig, es ergibt jedoch Schwierigkeiten und kostspielige Herstellungsprobleme bezüglich der sehr engen mechanischen Toleranzen, die zur Lagerung der beiden magnetischen Wandler und des einzigen Detektors am Schlitten erforderlich sind, so daß der Detektor in einer sich nicht verändernden vorbestimmten radial im Abstand liegenden Stellung gegenüber jedem magnetischen Wandler auf den entgegengesetzten Seiten der Diskette verbleibt. Das Toleranzproblem ist noch schwerwiegender im Falle eines Antriebs für eine flexible Diskette, weil ein Wandler kardanisch auf dem Arm des Schlittens gelagert werden muß, der verschwenkbar ist oder sich relativ zu dem anderen bewegt, wodurch zwei zusätzliche Toleranzfaktoren überwunden werden müssen. Die sehr viel wichtigere Schwierigkeit besteht jedoch darin, daß der kardanisch gelagerte Wandler sich gemäß veränderbarer Diskettendynamiken an der Kopf/Medium-Fläche bewegt, so daß sein radialer Abstand von dem fest gelagerten Detektor sich ändert und dies zu falschen Positionierungsfehlersignalen führt.
Durch Benutzung zweier getrennter optischer Servosysteme und durch Einbau der magnetischen Wandlerkomponenten in einen integrierten Kopfaufbau werden diese Probleme minimalisiert.
Weil es wichtig ist, daß der Abstand zwischen dem Detektor und dem aktiven Wandler sich nicht ändert, und wegen der beweglichen Natur des kardanisch gelagerten Kopfes 1 ist es erwünscht, daß der Nachführungssteuerdetektor 18 auf der gleichen Seite der Diskette liegt wie der aktive Wandler 15, der das Lesen und das Schreiben bewirkt. Dies kann nur dadurch gewährleistet werden, daß ein getrennter Detektor 18 jeder Seite der Diskette zugeordnet ist. Dies erfordert den Einbau zweier getrennter optischer Systeme, und zwar je ein System für jeden Kopf.
Im Kopfschlittenaufbau 100 gemäß Fig. 1 wird der Detektor 18 am Kopf 1 demgemäß benutzt, um die Spurausrichtung auf der Magnetschicht 24 auf der oberen Oberfläche der Diskette 12 zu steuern, und der Detekter 18 am Kopf 0 wird benutzt, um die Spurnachführung auf der Magnetschicht 25 auf der unteren Oberfläche der Diskette 12 zu steuern.
Der Antrieb, von dem der Kopfschlittenaufbau 100 und die Spindel 13 einen Teil bilden, weist außerdem Mittel auf, um den Träger 14 radial bezüglich der Diskette und quer zur Spurrichtung gegenüber dem Diskettengitter 22 zu verschieben, so daß der Kopf, der für Lesen und Schreiben aktiviert wird, auf eine einzige Spur ausgerichtet wird, auf die er adressiert ist. Diese Mittel stehen unter Servosteuerung der Kopfpositionsfehlerinformation, die von den zwei optischen Systemen geliefert wird, die jeweils von den Lichtquellen 16 und den Detektoren 18 auf den gegenüberliegenden Köpfen 0 und 1 gebildet sind. Außerdem weist der Antrieb Mittel auf, um die Diskette betriebsmäßig zu drehen. Diese Antriebskomponenten und die Arbeitsweise des Kopfpositionierungssteuersystems werden später unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben.
Es wird nützlich sein, an dieser Stelle den Detektorprozeß der Spurnachführungssteuersignale zu erörtern.
Die geringen Abmessungen der optischen Spuren, die durch die opaken Ringe 22A auf der Diskette 12 gebildet sind (in Fig. 3 dargestellt), machen es wahrscheinlich, daß ihr Randprofil nicht ideal ist, sondern eine gewisse Rauhigkeit aufweist, die zusätzlich Störungen in den Servosignalen erzeugen können. Als Beispiel einer solchen Abmessung soll eine 3,5-Zoll-Diskette mit Bariumferrit und hoher Dichte von 20 Mb Kapazität betrachtet werden (10 Mb auf jeder Seite), und dies würde eine Spurendichte von etwa 540 TPI erfordern.
Es ist bekannt, daß das Signal/Rausch-Verhältnis in einem periodischen optischen System durch räumliche Filterung, d. h. bewertete Integration über periodische Abschnitte des Raumes, verbessert werden kann. Jeder Detektor 18 in seinem optischen Sensor, der bei dem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel benutzt wird, führt eine räumliche Filterung durch, um das Signal/Rausch-Verhältnis des Detektorprozesses zu verbessern.
Außerdem muß festgestellt werden, daß es nicht nur für das Detektorsystem wichtig ist, eine Mißausrichtung zwischen dem aktiven Kopf d. h. dem jeweiligen Kopf, der ausgerichtet werden soll, und der gewünschten optischen Spur festzustellen, sondern es ist auch wichtig, die jeweilige Richtung der Radialbewegung zu kennen, um die Ausrichtung zu korrigieren.
Zu diesem Zweck hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein optisches Gitter in der Diskette zu benutzen, bei dem die Breite der opaken Linien 22A im wesentlichen gleich ist der Breite der transparenten Spalte 22B, in Kombination mit einem Detektor, dessen Sensorteil eine erste periodische Gruppe von Betrachtungsöffnungen aufweist, die durch optische Anschläge distanziert sind, um ein Bezugsgitter zu schaffen, wobei die Breite der Öffnungen (die Querdimension der Spur) an die Breite der opaken Linien des optischen Gitters der Diskette angepaßt ist.
Wenn das Bezugsgitter eines Detektors auf einem Kopf radial gegenüber dem Diskettengitter bewegt wird, dann wirken sie in Kombination zusammen, um die Intensität des Lichtes zu modulieren, das den lichtempfindlichen Teil des Detektors hinter dem Bezugsgitter erreicht und das Lagefehlersignal liefert. Wenn die beiden Gitter in Phase mit ihren jeweiligen opaken und transparenten Abschnitten ausgerichtet sind, dann ist die Lichtmenge, die das lichtempfindliche Element erreicht, ein Maximum. Wenn die beiden Gitter um eine halbe Spurteilung versetzt oder 180 Grad außer Phase sind, dann blockieren die opaken Abschnitte des einen Gitters die transparenten Abschnitte des anderen Gitters, so daß die Intensität des Lichtes, das auf das lichtempfindliche Element auftrifft, ein Minimum ist. Zweckmäßigerweise ist bei dieser Anordnung gleicher Gitterteilung die Änderung der Lichtintensität im wesentlichen linear zwischen der maximalen und der minimalen Versetzungsstellung der Gitter, wodurch ein linearer Steuerbereich für die Bestimmung des Positionierungsfehlers des Wandlers relativ zu der gewählten Spur erhalten wird. Demgemäß wird der maximale lineare Steuerbereich erlangt, indem die Öffnung genau halb so breit wie die Spurteilung gewählt wird. Jede dieser periodischen Öffnungen ist so ausgebildet, daß sie über dem Übergangsbereich zwischen transparentem Raum und einer opaken Linie des Diskettengitters liegt, so daß eine Bewegung im Sinne einer Verminderung des aufgefangenen Lichtes dazu führt, die Öffnung einwandfrei über dem nachzuführenden Übergang zu zentrieren.
Um außerdem zu gewährleisten, daß kleinere Ungleichförmigkeiten der Randglätte der opaken Linien eine relativ geringe Auswirkung haben, ist es erwünscht, eine Öffnung zur Verfügung zu haben, deren Länge entlang der Spur relativ groß ist. Das heißt, weil es erwünscht ist, einer glatten Spur zu folgen, kann die Auswirkung von Unregelmäßigkeiten verringert werden, indem eine Durchschnittsbildung entlang der Spur erfolgt. So sollte die Länge der Öffnung längs der Spur genügend groß sein, so daß geringe Unregelmäßigkeiten einen sehr viel kleineren prozentualen Effekt auf den Lichtanteil haben, der auf den lichtempfindlichen Teil des Detektors auffällt.
Weil jedoch die opaken Linien des Diskettengitters gekrümmt sind und weil die Betrachtungsöffnungen linear sind, ist es aus Gründen der Herstellung erwünscht, eine Öffnung zur Verfügung zu haben, die zu lang ist und Abschnitte aufweisen kann, die über den gegenüberliegenden Übergang zu liegen kommen. Um eine wirksame größere Länge zu erhalten, ist der Detektor außerdem so ausgebildet, daß eine zweite Gruppe periodischer Öffnungen vorhanden ist, die im wesentlichen den gegenüberliegenden Übergang (opak nach transparent) des Diskettengitters zur Nachführung benutzt, d h. eine Gruppe wie die erste Gruppe, aber direkt außer Phase hiermit.
Insbesondere würde ein idealer Detektor zur Erzeugung von Servosignalen zwei Photodioden aufweisen, die beide auf den gleichen Bereich der Diskette über angepaßte räumliche Filter schauen, die der Magnetspur um 90 Grad vor- oder nacheilen.
Die Geometrie für einen solchen Generator kann durch ein auf Bestellung geschaffenes Photodetektorfeld realisiert werden, welches aus zwei unabhängigen aktiven Bereichen besteht, von denen jeder eine periodische Gruppe von Fingern besitzt, deren Breite der Breite der Linien und Spalte angepaßt ist, die erfaßt werden sollen, wobei die beiden Gruppen ineinander verschachtelt sind, um einen digitalen Zweikanaldetektor zu schaffen, dessen getrennte Ausgänge an unterschiedliche Eingänge eines Differentialverstärkers zum Zwecke der Subtraktion angelegt werden könnten.
Eine zusätzliche Komplikation ergibt sich daraus, daß die Disketten im typischen Falle zwischen Antrieben austauschbar sein sollen, die die gleiche Phasenlage haben. Eine präzise Herstellung ist eine Möglichkeit, die gleiche Phase zu gewährleisten, jedoch führt dies zu einer Erhöhung der Produktionskosten. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die einzelnen Antriebe zur Zeit der Benutzung einzustellen, um die gewünschte Phasenlage zu erhalten. Obgleich eine mechanische Einstellung der einzelnen Antriebe möglich ist, so ist doch eine elektrische Einstellung im typischen Falle besser geeignet und präziser.
Nunmehr wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Hier ist die Auslegung des lichtempfindlichen Sensorabschnitts 500 eines Quadraturdetektors 18 zur Benutzung in Verbindung mit der Erfindung gezeigt, und er ist außerdem so ausgebildet, daß eine Eichung eines jeden Detektors 18 auf die jeweils benutzte Diskette ermöglicht wird. Dieser Sensor umfaßt ein gleichförmig beabstandetes Feld von sechzehn parallelen rechteckigen lichtempfindlichen Elementen 50, die in Gruppen von je vier miteinander verbunden sind, um vier Photozellen zu bilden. Insbesondere ist jedes mit A bezeichnete Element, wie in der Zeichnung dargestellt, mit einer gemeinsamen Leitung 51 verbunden und bildet einen Teil der Photozelle A. Jedes Element C ist mit einer gemeinsamen Leitung 52 verbunden und bildet einen Teil der Photozelle C. Jedes Element B ist mit einer gemeinsamen Leitung 53 verbunden und bildet einen Teil der Photozelle B, und schließlich ist jedes Element D an eine gemeinsame Leitung 54 angeschlossen und bildet einen Teil der Photozelle D. Es ist zweckmäßig, die Ineinanderschachtelung der Elemente der vier Photozellen auf diese Weise als "periodische" Verschachtelung der Elemente der vier Photozellen zu beschreiben. Zwischen jedem Element 50 befindet sich ein nicht-lichtempfindlicher oder "toter" Raum 55, der als ein optischer Anschlag dient, um ein Übersprechen zwischen den Elementen 50 klein zu halten.
Die Anordnung von sechzehn Elementen 50 entspricht im wesentlichen einer quadratischen Öffnung, die für den Sensor erwünscht ist, um die Infrarotstrahlung zu erfassen, die durch die Diskette hindurchtritt und durch das Diskettengitter 22 moduliert wird.
Auf der rechten Seite von Fig. 4 sind außerdem opake Linien 22A angeordnet, die durch Spalte 22B getrennt sind und das optische Gitter 22 bilden, welches auf der Diskette angeordnen ist. Die relative Lage der Elemente des Sensorfeldes gegenüber dem optischen Gitter 22 entspricht einer Lage, wenn das Feld ausgerichtet ist entsprechend jener gewünschten Ausrichtung, die für eine stabile Nachführung erforderlich ist, wobei im wesentlichen kein Servostrom erzeugt wird. Die Höhe von sechzehn Elementen 50 entspricht den zwölf opaken Linien 22A und den dazwischenliegenden transparenten Spalten 22B des Diskettengitters 22. Zu diesem Zweck hat jedes Fingerelement 50 eine Breite, die gleich ist der Durchschnittsbreite einer opaken (oder transparenten) Gitterlinie 22A, und im aktiven Zustand ergibt sich eine Halbspuröffnung. Jeder optische Anschlag 55 hat eine Breite von der halben Breite eines Fingerelementes 50. Die oberste oder erste opake Linie 22a ist mit ihrem Unterrand auf den Oberrand des obersten oder ersten C-Fingerelementes ausgerichtet. Die zweite opake Linie 22a ist mit ihrem Oberrand auf den Unterrand des ersten C-Fingerelementes 50 ausgerichtet. Die dritte opake Linie 22a ist auf das erste D-Element 50 ausgerichtet, und die vierte opake Linie 22a ist ebenso wie die erste mit ihrem Unterrand auf den Oberrand des nächsten oder zweiten C-Elementes 50 ausgerichtet, und dieses Muster wiederholt sich.
Das Ergebnis besteht darin, daß alle vier der Fingerelemente 50 einer einzelnen Photozelle die gleiche räumliche Phasenbeziehung mit dem optischen Gitter 22 haben. Es ist ersichtlich, daß die horizontale Mittellinie der Elemente 50 der Photozellen A in einem Abstand von eineinhalb Teilungen des optischen Gitters 22 von der horizontalen Mittellinie der Elemente 50 der Photozelle B entfernt liegen, während die horizontalen Mittellinien der Elemente 50 der Photozelle C in gleicher Weise von den Elementen der Photozelle D im Abstand liegen. Außerdem liegen die horizontalen Mittellinien der Elemente 50 der Photozelle A in einem Abstand von einer Dreiviertelteilung des optischen Gitters 22 von der horizontalen Mittellinie der Elemente 50 der Photozelle C entfernt, ebenso wie die Elemente 50 der Photozelle B von den Elementen 50 der Photozelle D.
Nunmehr wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Hier ist ein Vierkanalsensor dieser Bauart dargestellt. Er besteht aus einem Siliziumchip 600, dessen nicht dargestellte Rückseite einen N-Bereich aufweist, der mit einer großen Flächenelektrode (nicht dargestellt) abgedeckt ist, während die Vorderseite des Chip eine Anordnung von sechzehn langgestreckten P-Bereichen 60 aufweist, entsprechend den sechzehn Elementen 50 gemäß Fig. 4. Allgemein ist eine dazwischenliegende Intrinsikschicht (nicht dargestellt) zwischen dem P-Bereich und dem N-Bereich vorgesehen, um sechzehn nicht dargestellte PIN-Strukturen zu schaffen, die lichtempfindlich sind. Der Abstand der sechzehn Elemente ist wie oben beschrieben, und jede Gruppe von jedem vierten Element ist an eine andere von vier Ausgangselektroden 61, 62, 63 und 64 angeschlossen, entsprechend den Leitungen 51, 52, 53 bzw. 54 gemäß Fig. 4. Leitfähige Kissen großer Flächenausdehnung, die mit 66A, 66B, 66C und 66D bezeichnet sind, sind als Abgangsklemmen der vier Photozellen A, B, C und D vorgesehen. Die nicht dargestellte Elektrode auf der nicht dargestellten Rückseite dient als gemeinsame Elektrode für die vier Photozellen A, B, C und D. Aluminiumstreifen 65, die für die Beleuchtung undurchlässig sind, dienen als optische Anschläge, um die einzelnen P-Bereiche von ihren benachbarten P-Bereichen zu trennen.
Nunmehr wird auf Fig. 6 Bezug genommen. Hier sind vier Photozellen A, B, C und D dargestellt, die so verbunden sind, daß sie einen Quadraturdetektor 70 bilden. Eine gemeinsame Elektrode jeder Photozelle ist wechselstrommäßig geerdet. Die Ausgangselektroden (Anschlüsse) der Zelle A und der Zelle B sind mit invertierenden und nicht-invertierenden Eingängen eines Differentialverstärkers 71 verbunden, und die Ausgangselektroden (Anschlüsse) der Zellen C und D sind mit dem invertierenden Eingang bzw. dem nicht-invertierenden Eingang eines Differentialverstärkers 72 verbunden. Ein Ausgang des Verstärkers 71 ist direkt mit der einen Stellung eines Schalters 73 verbunden und über einen Inverter 74 mit der anderen Stellung des Schalters 73. In gleicher Weise ist ein Ausgang des Verstärkers 72 direkt mit einer Stellung eines Schalters 75 verbunden und indirekt über einen Inverter 76 mit der anderen Stellung des Schalters 75. Die jeweiligen Ausgänge der Schalter 73 und 75 sind mit gegenüberliegenden Enden eines Potentiometers 77 verbunden, dessen einstellbarer Mittelabgriff 78 einen Ausgang 79 des Detektors speist. Die Einstellung der Schalter 73 und 75 und der Mittelanzapfung 78 wird im typischen Falle während einer Kalibrierungsphase vorgenommen, wenn eine Diskette 12 zuerst in den Antrieb eingelegt wird, so daß dann, wenn ein Lese/Schreib-Wandlerkern 15b ordnungsgemäß auf eine Bezugsspur auf der Diskette 12 ausgerichtet ist, eine Null am Ausgang 79 gemessen wird, entsprechend dem Fehlen eines Servosignals, welches eine Einstellbewegung des Kopfschlittens 14 bewirkt. Es ist gewöhnlich erwünscht, eine nicht dargestellte Bezugsspur auf der Diskette zusammen mit einer geeigneten Steuerschaltung (nicht dargestellt) vorzusehen, um die Schalter und den Potentiometerabgriff elektronisch einzustellen. Es ist auch klar, daß die Schalter 73 und 75 und das Potentiometer 7 elektronische Komponenten aufweisen, wie dies auf dem einschlägigen Gebiet bekannt ist.
Es ist klar, daß diese Schaltung auch Versetzungen zwischen der Mitte der Magnetspur und der Mitte der optischen Spur korrigieren kann.
Es kann gezeigt werden, daß dadurch, daß die Breite eines jeden Fingerelementes 60 des Sensors gleich einer Hälfte des Teilungsabstandes des Diskettengitters 22 gewählt wird, der Bereich der linearen Steuerung maximiert wird, und daß durch Teilung dieses Abstandes in gleicher Weise zwischen opaken Linien und transparentem Spalt in dem Diskettengitter 22 ein Überspringen zwischen den Spuren verhindert wird, wenn eine Abweichung von der Ausrichtung erfolgt.
Durch Benutzung von vier lichtempfindlichen Fingerelementen 60 in jeder Photozelle, die durch eine integrale Zahl von Teilungsabständen distanziert sind (drei Teilungen bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel), wird die Größe des Detektors im Hinblick auf eine höhere Empfindlichkeit vergrößert, und dies führt zu einer verbesserten Ausschaltung von Störungen, die aus verschiedenen Quellen herrühren können. Diese Störquellen umfassen im typischen Fall einen unregelmäßigen Abstand und unscharfe Ränder der Gitterlinien und die Betrachtung der optischen Muster durch grobe magnetische Überzüge 24 und 25 und auch im Hinblick auf Ungleichförmigkeiten der Diskette, beispielsweise eine elliptische Spurverzerrung, die durch irgendeine Anisotropie des Basismaterials 21 der Diskette hervorgerufen wird. Es kann ein integrales Vierfaches benutzt werden für die Gesamtzahl der Elemente 60 zur Teilung zwischen den vier Photozellen A, B, C und D, und je größer die Zahl, desto größer ist die Wirkung der Durchschnittsbildung.
Durch Benutzung eines Photozellenpaares, beispielsweise der Photozellen A und B, die im wesentlichen auf die gleiche Fläche gerichtet sind, die den Magnetspuren um ein Viertel der Teilungsdistanz vor- bzw. nacheilen, und von denen die eine am oberen dargestellten Rand einer opaken Diskettengitterlinie 22a entlanggeführt wird und die andere am Unterrand des Gitters der nächstbenachbarten Linie 22a, werden wirksam gemeinsame Modenstörungen ausgeschaltet, die beispielsweise durch Veränderung der Intensität der Beleuchtungsquelle oder Veränderungen in den optischen Übertragungscharakteristiken der magnetischen Überzüge 24 und 25 verursacht sein können.
Außerdem ergibt ein Quadraturdetektor, der durch Ineinanderschachtelung zweier Gruppen von Photozellenpaaren gebildet wird, die in der beschriebenen Weise phasenverschoben sind, eine zusätzliche Freiheit für die elektrische Einstellung, um sowohl kleinere Abweichungen von der Gleichförmigkeit zu kompensieren, die durch unpräzise Herstellungen bei verschiedenen Wandlern und durch Versetzungen zwischen den Mittelpunkten von magnetischen und optischen Spuren auftreten.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel benutzt der Sensor 600 die Geometrie der einzelnen lichtempfindlichen Elemente 60 und ihren relativen Abstand im Feld, um ein lichtempfindliches elektronisches Bezugsgitter zu bilden, wodurch die Funktion der Lichtmodulation und Detektion in einem einzelnen Bauelement kombiniert ist. Bei diesem Sensor wirkt jedes der Elemente 60 als Apertur für die entsprechende Photozelle, und die Aluminiumstreifen 65 wirken als optische Anschläge. Jedes Element 60 wirkt jedoch nicht nur als Apertur für die eigene Photozelle, sondern auch als ein optischer Anschlag für die anderen Photozellen. Beispielsweise liefern bezüglich der Photozelle A die ineinandergeschachtelten Elemente 60 der Zellen C, B und D keine Signale dem A-Kanal, selbst obgleich Licht durch die Diskette 12 darauf einfällt, so daß diese Elemente wirksam inaktiv gehalten werden, soweit es die Photozelle A betrifft, und dadurch kommt die Funktion als optischer Anschlag zustande.
Um die Wirksamkeit der Nachführungstechnik zu maximieren, sind auch verschiedene andere Betrachtungen wichtig.
Zunächst ist es erwünscht, das Ausmaß der Modulation und der Dreieckswellenform des Servosignals zu maximieren, welches vom Sensor geliefert wird, wobei gleichzeitig die Verzerrung vermindert wird, die von einer Trennung eines Detektors 18 herrührt, die vom Sensor 600 vom optischen Gitter 22 auf der Diskette herrührt. Diese Verzerrung wird durch eine Brechungsunschärfe verursacht und kann im idealen Fall dadurch minimiert werden, daß der Detektor 18 dicht benachbart zu der Diskette 12 angeordnet wird. Dies ist jedoch nicht immer leicht zu bewerkstelligen, weil gewöhnlich Drahtverbindungen an der oberen Oberfläche der leitfähigen Kissen 66 der Photozellen angeordnet sind, und hierdurch wird der Abstand begrenzt, in dem der Detektor 18 auf einem integrierten Kopf 0 oder 1 gegenüber der Diskette angeordnet werden kann. Nichtsdestoweniger ist es in gewissen Fällen üblich, den Detektor 18 so dicht an die Diskette heranzuführen wie es die Obstruktionen ermöglichen, wobei eine gewisse Verschlechterung des empfangenen modifizierten Lichtmusters des Diskettengitters toleriert wird.
Ein solcher integrierter Kopfaufbau ist in Fig. 9 dargestellt, bei dem der integrierte Kopf 90 aus einem Körper 92 besteht, der einen magnetischen Wandler 15 aufnimmt und trägt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Benachbart zum Ferritkern 15b lagert der Körper 92 den Sensor 600, der äquivalent dem Detektor 18 gemäß Fig. 1 ist, und zwar in einem festen radialen Abstand gegenüber dem Flußspalt des Kerns 15b. Auf der gegenüberliegenden Seite des Wandlers 15 lagert der Körper eine Linse 17, um den Lichtausgang einer Lichtquelle 16 dahinter (nicht dargestellt) durch die Diskette 12 zu richten.
Der Körper 92 trägt den Sensor 600 so dicht als möglich gegenüber der Ebene des Flußspaltes, während ein Raum für die Drahtverbindungen 94a-d verbleibt, die mit den entsprechenden Kissen 66a-d verbunden sind. Obgleich in der Zeichnung nicht dargestellt, kann eine dünne transparente Deckschicht über dem Sensoi 600 und der Linse 17 angebracht sein, um den Kopf 80 mit einer glatteren Oberfläche zu versehen, die der Diskettenoberfläche gegenüberliegt.
Statt dessen ist es auch möglich, ein optisches Element, beispielsweise einen Gradientenstab, im Kopf benachbart zu der auf die Diskette gerichteten Oberfläche anzubringen, um das optische Gitter 22 der Diskette auf dem Bezugsgitter des Detektors 18 abzubilden, aber dieser Aufbau erweist sich hinsichtlich der Herstellung als schwierig und kostspielig.
Eine bessere Lösung benutzt hochkollimatisiertes Licht von einer quasi-Punktlichtquelle oder einer Linienlichtquelle zur Beleuchtung derart, daß das Diskettengitter 22 selbst auf dem Bezugsgitter des Detektors 18 durch Beugung abgebildet wird. Dies führt zu einer einfacheren Herstellung einer weniger kostspieligen Optik und einem verminderten optischen Störpegel, der von Schmutz, Kratzern und Rauhigkeiten am Rand des Mediums herrührt.
Eine Möglichkeit, eine Kollimierung zu erreichen und demgemäß ein Beugungsbild zu erzeugen, besteht in der Benutzung einer Laserdiodenlichtquelle 16 als quasi-Punktlichtquelle oder Linienlichtquelle in der unendlichen Brennebene der Linse, und so kann beispielsweise eine Gradientenfaser, eine asphärische Kollimatorlinse aus Plastik oder eine holographische Kollimatorlinse benutzt werden, um einen parallelisierten Lichtstrahl zu liefern. Dieses Licht wird durch das optische Gitter 22 der Diskette übertragen, um eine Selbstabbildung des optischen Gitters 22 auf der Oberfläche des Detektors 18 zu bewirken, der das Bezugsgitter aufweist. Der Detektor 18 liegt in einem Abstand D von dem Diskettengitter 22, und dieser Abstand ist gegeben durch die Beziehung D = P²/L, wobei P die Teilung des Diskettengitters 22 und L die Wellenlänge des Lichtes ist. Statt dessen kann es aus Kostengründen zweckmäßig sein, eine Randlicht emittierende Diode oder eine Flächenlicht emittierende Diode zu benutzen, wobei die emittierende Fläche kleiner ist als 5 Mikron in einer Abmessung, so daß diese Lichtquelle als quasi- Punktlichtquelle oder als Linienlichtquelle anstelle der Laserdiodenlichtquelle 16 benutzt wird, wodurch auch ein nachteiliges Interferenzmuster vermieden wird, welches wegen der zeitweiligen Kohärenz eines Lasers auftreten kann. Wenn Linienlichtquellen benutzt werden, sollten sie parallel zur Diskette und zum Detektorgitter verlaufen.
Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, welches die Benutzung einer relativ großen Lichtquelle 16 mit ausgedehnter Fläche ermöglicht, ist in Fig. 7 dargestellt. Hier ist eine oberflächenemittierende Leuchtdiode 81 vorgesehen welche die rückwärtige Oberfläche eines optischen Elementes 82 beleuchtet. Diese rückwärtige Oberfläche weist eine Eintrittsoberfläche 83 auf, die so gestaltet ist, daß ein lineares Gitter erzeugt wird, welches mit der im Unendlichen liegenden Brennebene des optischen Elementes 82 zusammen- fällt. Insbesondere weist die Oberfläche 83 flache Abschnitte auf, wo das Licht eintritt, um nach der Austrittsoberfläche 84 zu gelangen, und zwar wechseln diese flachen Oberflächen mit nach hinten V-förmg gestalteten facettierten Abschnitten ab, wo das einfallende Licht gestreut wird und nicht wirksam nach der Austrittsoberfläche gelangt. Die Lichtaustrittsoberfläche 84 ist asphärisch gestaltet, so daß das Element 82 als Kollimatorlinse wirkt. Infolge der Geometrie des Elementes 82 simuliert die ausgedehnte Oberfläche der Leuchtdiode 81 ein Feld von Linienquellen. Infolgedessen tritt aus der Austrittsoberfläche 84 eine Gruppe von im Winkelabstand angeordneten parallelisierten Strahlen aus, und zwar jeweils mit einem Strahl für jeden flachen Abschnitt der Eintrittsoberfläche 83, und diese sind räumlich kohärent. Zwecks Vereinfachung sind in Fig. 7 lediglich drei Strahlen dargestellt. Diese Strahlen werden dann durch das optische Gitter 22 in der Diskette 12 geschickt, um eine Selbstabbildung des Diskettengitters 22 auf dem Detektorbezugsgitter zu bewirken, wie dies oben als erwünscht bezeichnet wurde. Das lineare Gitter, welches auf der Eintrittsoberfläche 83 erzeugt wird, besitzt eine Periodizität, die eine entsprechende Mehrfach-Selbstabbildung konstruktiv bewirkt.
Es ist möglich, das Bezugsgitter auf dem Detektor 18 weiter von dem Diskettengitter 22 am Fokus eines Beugungsbildes höherer Ordnung zu positiorieren.
Eine andere Bauart eines optischen Elementes 17, welches in dem integrierten Kopfaufbau benutzt werden kann, ist eine Diffraktionslinse oder eine Zonenplatte, welche als kreisförmiges Diffraktionsgitter ausgebildet ist, welches das Licht nicht durch Brechung wie eine gewöhnliche Linse fokussiert, sondern durch Beugung. In einem integrierten Kopf würde sie als Kollimatorlinse für eine quasi-Punktlichtleuchtdiode wirken.
Die Diffraktionslinse umfaßt abwechselnd opake und transparente Zonen 9 in konzentrischen Kreisen. Jede Zone hat die gleiche Fläche, aber die Teilung jeder Zone nimmt von der Mitte nach dem äußeren Rand ab. Eine solche Diffraktionslinse 96 ist in Fig. 10a dargestellt. Der Querschnitt der Linse 96 ist schematisch in Fig. 10b dargestellt. Die Amplitude des Spitzenwertes eines jeden Diffraktionselementes ist gleich, aber die Frequenz der kreisförmigen Elemente steigt nach dem äußeren Rand hin an. Das Gitter ist symmetrisch, so daß das Licht in der Null-Ordnung abgelenkt wird, und zwar in gleiche positive und negative Beugungen erster Ordnung. Schwächere Fokalpunkte treten bei jeder positiven und negativen Beugungsordnung auf (d. h. 3, 5, 7 ... usw.).
Statt dessen kann das Licht vorzugsweise in eine gewählte Ordnung abgelenkt werden, indem eine geeignete Asymmetrie im Gitter der Diffraktionslinse eingeführt wird.
Durch die vorerwähnten Verfahren wird die Modulation des aufgenommenen Signals verbessert.
Ein Datenspeichergerät bzw. Antrieb 110 mit einer flexiblen Magnetdiskette gemäß der Erfindung ist in einem funktionellen Blockschaltbild in Fig. 8 dargestellt. Das Gerät 110 arbeitet unter der Steuerung eines Steuerkreises 112, der eine Lese/Schreib-Steuerung und Servoschaltungsabschnitte aufweist, die in koordinierter Weise unter der Leitung eines Mikroprozessors betätigt werden, der auf einer Logikschaltung basiert. Das Steuergerät 112 ist mit einem Interface versehen, um den Antrieb 110 mit einem nicht dargestellten Hauptcomputer zu verbinden.
Der Kopfschlitten 14 ist mit einem Kopfpositionierungsantrieb 114 verbunden, der auf Kopfpositionierungssignale anspricht, welche vom Antriebssteuerkreis 116 geliefert werden, um den Kopfschlitten 14 radial gegenüber der Diskette 12 zu bewegen und um die Spur zu suchen und Lese/Schreib-Positionsfehleraufstellungen vorzunehmen. Der Antrieb 114 weist vorzugsweise ein schnelles Ansprechen und eine präzise Positionierung auf, und er kann aus mehreren bekannten Antrieben ausgewählt werden, die für Anwendungen mit hoher Datendichte geeignet sind.
Das Gerät 110 weist außerdem Mittel auf, uni das Speichermedium am Lese/Schreib-Wandler vorbeizuführen, und gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Spindelmotor 118 vorgesehen, um die Diskette 12 zu drehen. Der Spindelmotor 118 wird durch den Antriebssteuerkreis 116 betätigt, der Indexsignale vom Motor 118 erhält und Antriebssignale in bekannter Weise liefert. Der Antriebssteuerkreis 116 arbeitet seinerseits gemäß den von dem Lese/Schreib-Steuer- und -Servokreis des Gerätes 112 empfangenen Eingangssignalen.
Um eine servogesteuerte Kopfnachführung zu bewirken, sind beide integrierten Köpfe 0 und 1 wirksam, aber jener Kopf, der als Lese- oder Schreibkopf im Hinblick auf die benachbarte Seite der Diskette 12 wirkt, wird als "aktiver Kopf" bezeichnet. Der nicht-aktive Kopf auf der gegenüberliegenden Seite der Diskette 12 ist in der Weise wirksam, daß seine Lichtquelle 16 angeschaltet wird, um Licht durch die Diskette zu richten, damit dieses durch das optische Muster oder das Gitter 22 moduliert wird, um auf das Bezugsgitter des Detektors 18 auf dem aktiven Kopf benachbart zu dem entsprechenden Lese/Schreib-Wandler 15 aufzutreffen.
Nach Empfang der Signale des aktiven Kopfes vom Hauptcomputer richtet das Steuergerät 112 über seinen Logikteil den Lese/Schreib-Steuerkreis so ein, daß Kopfwählsignale den beiden Kopfwählschaltkreisen 120 und 122 geliefert werden, die die Köpfe für die bestimmte Wahl konfigurieren. Der erste Kopfwählschaltkreis 120 liegt zwischen dem Lese/Schreib-Steuerkreis, wenn das Gerät 112 und die Lese/Schreib-Wandler 15 und die Lichtquellen 16 der Köpfe 0 und 1 wirksam sind. Die zweite Kopfwählschaltung 122 verbindet in gleicher Weise das Gerät 112 und die Detektoren 18 der Köpfe 0 und 1, und es werden Positionsfehlersignale vom Ausgang des Detektors 18 des aktiven Kopfes nach dem Servokreis geleitet, der demgemäß Korrekturpositionssignale dem Antriebssteuerkreis 116 liefert, um eine Ausrichtung des aktiven Kopfwandlers auf die gewählte Spur zu bewirken.
Die auf der Diskette 12 aufzuzeichnenden Daten werden vom Lese/Schreib-Abschnitt über einen Schreibkanal 124, der mit dem ersten Kopfwählschalter 120 verbunden ist, zugeführt, während die Daten, die von der Diskette ausgelesen werden, über einen Lesekanal 126 geliefert werden, der zwischen dem ersten Kopfwählschalter 122 und dem Lese/Schreib-Steuerkreis verläuft.
Wenn Daten von der 0-Seite der Diskette (der Unterseite gemäß Fig. 8) eingeschrieben oder ausgelesen werden sollen, dann wird der Kopf 0 als aktiver Kopf ausgewählt. Bei dieser Betriebsart schaltet der Lese/Schreib-Steuerkreis den Kopfwählschalter 120 derart, daß er eine solche Lage einnimmt, in der der Lese/Schreib-Wandler 15 am Kopf 0 mit jeweils einem geeigneten Lese- und Schreibkanal 126 und 124 verbunden ist (und der Wandler am Kopf 1 ist abgeschaltet), und die Lichtquelle 16 am Kopf 1 wird erregt, um ihren Lichtausgang durch die Diskette 12 und auf das Bezugsgitter des Detektors 18 am Kopf 0 zu richten, den der zweite Kopfwählkreis 122 so geschaltet hat, daß der Servokreis gemäß der aktiven Kopfausbildung wirksam ist, der durch den Lese/Schreib-Steuerkreis gewählt wurde. Während die Lichtquelle 16 des Kopfes 1 erregt ist, hält die erste Kopf wählschaltung 120 die Lichtquelle 16 des Kopfes 0 abgeschaltet, und der zweite Kopfwählschalter 122 blockiert Signale vom Detektor 18 zum Kopf 1, so daß diese nicht auf den Servokreis übertragen werden können.
Bei dem entgegengesetzten Modus zum Einschreiben von Daten oder zum Lesen von Daten von der Seite 1 werden die Kopfwählschalter umgekehrt, um den Wandler des Kopfes 1 mit jeweils einem der Lese- oder Schreibkanäle 162 und 124 zu verbinden, damit die Lichtquelle 16 des Kopfes 0 erregt wird und der Positionsfehlersignalausgang von dem "aktiven" Detektor 18 am Kopf 1 dem Servokreis gelietert wird.
Wenn die Diskette 12 auf der Spindel 13 gelagert ist, dann ist die Lage des Gitters 22 relativ fest, und die Bezugsgitter auf den Köpfen 0 und 1 bewegen sich primär relativ hierzu, um die Lichtintensität zu modulieren, die vom Detektor 18 aufgenommen wurde. Die beiden Gitter wirken als kammartige Blende, so daß dann, wenn die Detektoröffnungen auf die lichtdurchlässigen Spalte des Diskettengitters 22 ausgerichtet sind, eine maximale Lichtintensität festgestellt wird, während dann, wenn die Aperturen in entgegengesetzter Phase zu den Spalten befindlich sind, eine minimale Lichtintensität festgestellt wird Zwischen diesen beiden Bedingungen ändert sich die Lichtintensität linear, und dadurch werden proportionale Kopflagefehlerinformationen geliefert.
Im Falle einer flexiblen Diskette kann eine vorher aufgezeichnete kreisförmige Magnetspur eine elliptische Gestalt einnehmen, wenn eine anisotrope Ausdehnung des Diskettenbasismaterials erfolgt, so daß die Ringe des Diskettengitters 22 sich relativ zum Bezugsgitter verschoben haben, was eine Änderung in der Lichtintensität am Quadraturdetektor 18 zur Folge hat. Demgemäß liefert der Detektor 18 ein entsprechendes Fehlerlagesignal dem Servokreis, um eine Bewegung des Kopfschlittens 14 in der Weise zu bewirken, daß der aktive Kopf auf die gewählte Spur ausgerichtet wird.
Die bei dem veranschaulichten System benutzte Beleuchtung ist im typischen Fall eine Infrarotbeleuchtung in einem Band, welches um etwa 890 Nanometer zentriert ist, und dieses Lichtband ist auf einfache Weise verfügbar durch GaAlAs-Leuchtdioden oder durch GaAlAs-Laserdioden. Siliziumphotozellen sind zweckmäßig bei der Anwendung bei derartigen Wellenlängen. Außerdem ist Licht dieser Wellenlänge kompatibel mit den typischen Materialien, die für Magnetdisketten benutzt werden, und es ist eine Einfachanpassung möglich, um eine Absorption durch die opaken Abschnitte des optischen Gitters 22 zu bewirken. Natürlich können auch andere Wellenlängen benutzt werden, die die verschiedenen Erfordernisse erfüllen, welche die gewünschte Rolle der Beleuchtungsfunktion durchführen.
Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit Disketten beschrieben, entweder mit Floppy Disks oder mit starren Disketten, die als Speichermedium dienen. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung auch anwendbar ist auf andere Aufzeichnungsträger, beispielsweise Bänder, bei denen die Information auf linearen Spuren gespeichert wird und wo die Notwendigkeit besteht, eine genaue Ausrichtung eines Lese/Schreib-Kopfes auf eine spezielle Spur zu gewährleisten.
Der Quadraturdetektor kann auch wegfallen und durch einen einfacher ausgebildeten Detektor ersetzt werden. Ein solcher einfacher Detektor kann eine großflächige lichtempfindliche Zelle sein, deren Oberfläche in geeigneter Weise maskiert ist, um ein lineares Bezugsgitter darauf zu schaffen, welches mit dem optischen Gitter der Diskette zusammenwirkt. Statt dessen können bei einem vereinfachten Ausführungsbeispiel zwei Photozellen benutzt werden, die jeweils ein Feld von im Abstand zueinander angeordneten Streifenelementen besitzen, wobei die beiden Felder ineinander in der Weise verschachtelt sind, daß ein lineares Bezugsgitter am Detektor geschaffen wird, welches mit dem optischen Gitter der Diskette zusammenwirkt.

Claims

1. Datenspeichergerät zur Benutzung in Verbindung mit einem doppelseitigen Datenspeichermedium (12), welches einen transparenten Träger (21), eine lichtdurchlässige Datenspeicherschicht (24,25) auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten des Trägers (21) und ein optisches Gitter (22) aufweist, das auf dem Träger (21) zwischen den Speicherschichten (24,25) angeordnet ist, um die Lage der Datenspeicherspuren in den Speicherschichter (24,25) zu definieren, wobei das Gerät folgende Merkmale umfaßt:

Mittel (13) zur Halterung und zur Bewegung eines solchen Datenspeichermediums (12) zum Lesen und/oder Einschreiben von Daten;

erste und zweite Köpfe (0,1), von denen jeder einen Datenaufzeichnungs- und/oder Datenlesewandler (15) aufweist;

eine Lichtquelle (16) und einen Detektor (18) mit einem Bezugsgitter (50), der auf Licht anspricht, das über das Medium (12) übertragen wurde, um durch das Gitter (22) des Mediums moduliert zu werden und das danach auf das Bezugsgitter (50) auftrifft, um Lagefehlersignale zu erzeugen, die die Lage des Wandlers relativ zu einer gewählten Spur anzeigen;

einen Kopfschlitten (100), der quer zu den Spuren relativ zum Medium (12) beweglich ist und den erstem und zweiten Kopf (0,1) in komplementärer Ausrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Mediums (12) lagert;

Mittel, die auf die Lagefehlersignale ansprechen, um den Kopfschlitten so zu bewegen, daß ein ausgewählter Wandler (15) auf einer gewählten Spur ausgerichtet bleibt;

dadurch gekennzeichnet, daß

der Kopfschlitten (100) Träger (14A) und (14B) aufweist, die die Köpfe als Paar komplementärer, integrierter Magnet- und Optikköpfe (0) bezw. (1) auf gegenüberliegenden Seiten des Mediums im Abstand ausgerichtet aufeinander tragen, daß jeder der Köpfe (0) und (1) einen Aufbau (10) aufweist, der die Elemente des Kopfes einschließlich dem magnetischen Lese/Schreibwandler (15), einer Lichtquelle (16) und eines Lichtdetektors (18) derart trägt und positioniert, daß die Wandler (15) jeweils in Aufzeichnungs- und/oder Lesestellung gegenüber einer der Speicherschichten (24,25) angeordnet sind, wobei die Lichtquelle (16) auf dem ersten Kopf (0) so angeordnet ist, daß ihr Lichtausgang durch das Medium (12) und auf das Bezugsgitter (56) des Detektors (18) auf dem zweiten Kopf (1) gerichtet wird und die Lichtquelle (16) auf dem zweiten Kopf (1) so angeordnet ist, daß ihr Lichtausgang durch das Medium 12) und auf das Bezugsgitter (50) des Detektors (18) auf dem ersten Kopf (0) gerichtet wird, um die Lagefehlersignale zu erzeugen.

2. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 1, bei welchem jeder der Detektoren (18) einen lichtempfindlichen Sensor (50) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er als Bezugsgitter dient und außerdem die Lagefehlersignale liefert.

3. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 2, bei welchem das magnetische Speichermedium eine flexible magnetische Aufzeichnungsdiskette ist und der Kopfschlitten erste und zweite Kopfträger aufweist, die zwischen einer ersten Stellung, in der erster und zweiter Kopf in Arbeitsstellung gegenüber der Diskette angeordnet sind, und einer zweiten Stellung beweglich sind, in der erster und zweiter Kopf weiter als in der ersten Stellung im Abstand zueinander liegen, um die Diskette einlegen und entnehmen zu können.

4. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 3, bei welchem der erste Kopf auf dem ersten Träger kardanisch gelagert ist.

5. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 2, bei welchem auf jedem von ersten und zweiten Kopf die Lichtquelle und der Detektor auf gegenüberliegenden Seiten des magnetischen Wandlers angeordnet sind.

6. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 5, bei welchem der Wandler einen Magnetkern mit einem Flußspalt aufweist, der in der Nähe der einen Seite des Wandlerkörpers angeordnet ist und bei welchem der Detektor benachbart zu der einen Seite liegt, uni den Detektor dicht benachbart zu dem Kern zu positionieren.

7. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 2, bei welchem jeder der Detektoren einen lichtempfindlichen Sensor aufweist, der sowohl als Bezugsgitter dient als auch die Lagefehlersignale liefert.

8. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 2, bei welchem das magnetische Speichermedium eine flexible, magnetische Aufzeichnungsdiskette ist, die ein Gitter aufweist, welches aus konzentrischen opaken Ringen besteht, die durch transparente Ringe getrennt sind, um die Lage konzentrischer, kreisförmiger Datenspuren in den magnetischen Aufzeichnungsschichten auf gegenüberliegenden Seiten der Diskette zu definieren und bei welchem jeder Detektor mehrere gleiche parallele lichtempfindliche Elemente aufweist, die im Abstand derart angeordnet sind, daß das Bezugsgitter definiert wird, welches mit dem Diskettengitter zusammnewirkt.

9. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 8, bei welchem jeder Sensor vier getrennte Photozellen aufweist und jede Photozelle mehrere lichtempfindliche Elemente besitzt, wobei die lichtempfindlichen Elemente der vier Photozellen periodisch ineinandergeschachtelt sind und im Abstand zueinander liegen, um das Bezugsgitter zu definieren.

10. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 9, bei welchem die transparenten Ringe des Diskettengitters eine Breite aufweisen, die gleich ist der Breite der opaken Ringe, bei bei welchem die Breite der lichtempfindlichen Elemente des gleich ist der Breite der opaken und der transparenten Ringe und bei welchem die lichtempfindlichen Elemente in einem Abstand zueinander liegen, der gleich ist der Hälfte der Breite der lichtempfindlichen Elemente.

11. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 10, bei welchem die auf die Lagefehlersignale ansprechenden Mittel eine Schaltung aufweisen, die von den Ausgängen der vier Photozellen gespeist wird, um ein Lagefehlersignal als Maß irgendeiner Mißausrichtung zwischen dem Kopf und einer gewählten Spur zu liefern.

12. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 11, bei welchem die Schaltung einen ersten Differentialverstärker aufweist, dessen zwei Eingänge von den Ausgängen zweier Photozellen gespeist werden und bei welchem die Schaltung einen zweiten Differentialverstärker aufweist, dessen zwei Eingänge von den Ausgängen der beiden anderen Photozellen gespeist werden, wobei die Ausgänge der beiden Differentialverstärker an entgegengesetzte Enden einer Impedanz angelegt sind, die einen variablen Anschluß aufweist, wo ein Lagefehlersignal zur Verfügung steht.

13. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 2, bei welchem außerdem Mittel vorsehen sind, um einen jeweiligen ausgerichteten Abschnitt des Speichermediumgitters auf jedem Detektor abzubilden.

14. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 13, bei welchem die Abbildungsmittel eine Einrichtung aufweisen, um eine Selbstabbildung durch Beugung des jeweils ausgerichteten Abschnitts des Mediumgitters auf dem Bezuggitter zu bewirken.

15. Magnetische Datenspeichergerät nach Anspruch 2, bei welchemdie Lichtquelle eine Flächenemissions-Diode ist und das Gerät außerdem optische Mittel aufweist, um die durch die Diode erzeugte Beleuchtung in mehrere im Winkelabstand zueinader angeordnete, parallelisierte Lichtstrahlen aufzuteilen, die räumlich koherent sind.

16. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 15, bei welchem die optischen Mittel eine Einrichtung aufweisen, um die Mehrfachselbstabbildungen, die den parallelisierten Strahlen zugeordnet sind, das Mediumgitter auf dem Bezugsgitter des Detektors konstruktiv abzubilden.

17. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 16, bei welchem die optischen Mittel ein optisches Element aufweisen, welches eine Eintrittsoberfläche aufweist, die ein Feld von flachen Oberflächen besitzt, die durch Facettenflächen distanziert sind und welches eine Austrittsoberfläche besitzt, die asphärisch ausgebildet ist, um die einfallende Beleuchtung in die im Winkelabstand zueinander angeordneten, parallelisierten Lichtstrahlen umzuformen.

18. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 2, bei welchem die Lichtquellen eine Quasipunktlichtquelle oder eine Linienlichtquelle aufweisen und jeder Kopf ein optisches Kollimatorelement besitzt, welches so angeordnet ist, daß die Lichtquelle im Unendlichen des Kollimatorelementes und parallel zu dem Mediumgitter fokussiert ist.

19. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 18, bei welchem das optische Kollimatorelement eine aus Plastikmateriel bestehende asphärische Linse ist.

20. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 18, bei welchem die Kollimatoroptik eine Diffraktionslinse ist.

21. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 18, bei welchem die Kollimatoroptik eine Gradientenlinse ist.

22. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 18, bei welchem die Quasipunktlichtqelle eine Randemissions- Leuchtdiode ist.

23. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 18, bei welchem die Quasipunkttichtquelle eine Laserdiode ist.

24. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 18, bei welchem die Quasipunktlichtquelle Flächenemissions- Leuchtdiode ist, die einer Quasipunktlichtquelle oder einer Linienlichtquelle angenähert ist.

25. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 2, bei welchem die Lichtquellen Infrarot-Lichtquellen sind.

26. Magnetisches Datenspeichergerät nach Anspruch 25, bei welchem die Lichtquellen Infrarotlich in einem Band abstrahlen, das um etwa 890 Nanometer zentriert ist.