DE60007139T2 - Kompaktes optisches spur-folge-verfahren für ein magnetband - Google Patents

Kompaktes optisches spur-folge-verfahren für ein magnetband Download PDF

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
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    • GPHYSICS
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    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/584Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on tapes

Description

  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Magnetbandantrieben. Genauer ausgedrückt, betrifft die vorliegende Erfindung die Positionierung eines Magnetkopfs für richtiges Abnehmen von Informationsspuren auf einem Magnetband oder einer Magnetplatte.
  • 2. Beschreibung des verwandten technischen Gebiets
  • In Magnetbandantriebstechnik ist es bekannt, ein Spurverfolgungsservosystem zum Folgen vorgeschriebener Servospuren auf dem Magnetband zu verwenden, um die Magnetköpfe genau zu positionieren. Typischerweise sind einer oder mehrere Leseköpfe zum Erfassen der Servospuren bestimmt und werden den Datenleseköpfen hinzugeftigt oder mit diesen verschachtelt. Zum Beispiel kann ein Kombinationskopf mit 18 nebeneinander angeordneten Datenköpfen zwei oder drei Servoleseköpfe einschließen, um genaue Positionierung sicherzustellen. Wenn die Breite und der Abstand der Datenspuren zum Vergrößern von Kapazität verkleinert werden, wird es schwieriger, die erforderliche Positionsgenauigkeit unter Verwendung einer schmaleren Magnetservospur aufrecht zu erhalten. Wenn die Breite der Servospur zum Vermeiden dieses Problems breiter gelassen wird, geht ein Teil der potentiellen Kapazitätsvergrößerung verloren, und der Kopf wird aufgrund der ungleichen Verteilung der Elemente komplexer. Damit das Magnetspurverfolgungsverfahren mit einem unstrukturierten Einzelelement-Lesekopf arbeitet, ist komplexe Codierung der Spur und Signalverarbeitung erforderlich, um ein Positionsfehlersignal zu extrahieren.
  • Bisher sind optische Spurverfolgungssysteme für Magnetbandantriebe vorgeschlagen worden, die Servospuren entweder auf der Vorder- (magnetischen) Seite oder der Rückseite des Bands verwenden. M. L. Leonhardt und S. D. Wilson offenbaren in "Optical Servo System For a Tape Drive", US-Patentanmeldungsnummer 08/980,723, eingereicht am 1. Dezember 1997, und Internationale PCT-Veröffentlichungsnummer WO 99/28909, veröffentlicht am 10. Juni 1999, die Verwendung konventioneller Optiksysteme mit Servospuren auf der Rückseite des Bands, sowie Bezugsmarkierungen auf den Seiten des Magnetkopfes. Dieses System ermöglicht genaue relative Positionierung des Bands und Kopfs ohne die Notwendigkeit starrer Positionierung des optischen Systems in Bezug zu dem Magnetkopf. Das benötigte große Optiksystem ist jedoch schwierig in einem Antrieb mit kleinem Formfaktor zu realisieren, der typischerweise begrenzten Platz angrenzend an den Magnetkopf hat.
  • Archibald Smith offenbart in "Integrated Optical Tracking System for Magnetic Media", US-Patentanmeldungsnummer 09/203,784, eingereicht am 2. Dezember, 1998, ein optisches System, das optoelektronische Miniaturmodule mit Servospuren auf der Vorderseite des Bands verwendet. Die optoelektronischen Module werden in den Magnetkopf integriert, um eine kompakte Struktur zu erzielen. Beide dieser Systeme beleuchten einen Bereich der Servospuren mit LED-Lichtquellen und fokussieren die Spuren auf einen segmentierten Detektor, der ihre Position erfasst. Genaue Fokussierung ist erforderlich, die dem System strenge Abmessungstoleranzen auferlegt.
  • S. W. Farnsworth und S. D. Wilson offenbaren in "Optical Servo System For Magnetic Disk", US-Patent Nummer 5,121,371, eingereicht am 18. Juni, 1990 und erneut in "Diffractive Optical System For Tracking on FlopticalR Disks", SPIE, Bd. 1960, Seiten 72-79 (1992), andere Systeme des Standes der Technik, die optische Spurverfolgung für magnetische Floppy-Diskantriebe betreffen. Unter Verwendung dieses Systems wird die Notwendigkeit genauer Fokussierung auf segmentierte Detektoren vermieden. Dieses System verwendet zwei Gruppen kleiner Lichtpunkte. Es sind typischerweise vier bis sechs starke Punkte in jeder Gruppe vorhanden, die die gleiche Trennung wie die Servospuren aufweisen. Die beiden Gruppen sind in Querrichtung um ein Viertel des Servospurabstands versetzt und in der Längsrichtung getrennt. Jede Gruppe von Punkten ist ein Streifenmuster, das durch die Beeinflussung von Licht von einer doppelt geschlitzten Maske oder einem Hologramm beleuchtet durch einen Laser erzeugt wird. Jede Gruppe von Punkten wird auf einen getrennten nichtsegmentierten Detektor abgebildet, dessen Ausgang abhängig von der Position der Streifen in Bezug zu den Servospuren variiert. Die Brennweite für die oben beschriebenen Lichtsensoren beträgt +/- 100 μm verglichen mit +/- 1 μm für die Systeme, auf die früher bezug genommen wurde.
  • Henry I. Smith et al. offenbaren in "Plate Aligning", US-Patent der Nummer 4,340,305, das am 26. Dezember 1979 eingereicht wurde und die Präambel von Anspruch 1 reflektiert, ein optisches Spurverfolgungssystem zum Ausrichten einer Sensorbaugruppe. Ein Laser beleuchtet einen Gitterausrichtungskanal zum Erzeugen von Beugungsgruppen, die verarbeitet werden, um ein Steuersignal zum Steuern der Position einer Sensorbaugruppe zu erzeugen.
  • Wai-Hon Lee et al. offenbaren in "Optical Track Sensing Device", Europäische Patentanmeldung EP 0 895 239 A2 , veröffentlicht am 3. Februar 1999, einen Lichtsensor, der an einem Multielementdetektor angebracht ist. Der Sensor wird nahe eines sich bewegenden Gegenstands mit einem reflektierenden periodischen Muster auf seiner Oberfläche platziert. Er erzeugt ein Signal, das zum Steuern der Position des Gegenstands verwendet wird. Das Detektorelement wird mit einer Gitterstruktur bedeckt, die die gleiche Periode oder die doppelte Periode des Gegenstands aufweist.
  • Mit diesem Stand der Technik verknüpfte Probleme umfassen die fortgesetzte Notwendigkeit eines getrennten Codierungskopfs zum genauen Beurteilen der Position des Magnetkopfs in Bezug zu der Bandführungsstruktur. Andere Probleme umfassen ungenaue Positionierung des Bandkopfs aufgrund schmutziger oder beschädigter Servospuren auf dem Magnetband. Noch andere Probleme mit dem Stand der Technik umfassen Fokussierprobleme, die mit den segmentierten Detektoren und langsamer Reaktion oder Positionierungsüberschwingung aufgrund von Konfigurationen verknüpft sind, welche mehr als nur die Masse des Magnetkopfes betätigen. In einer Bemühung, die oben genannten Probleme zu lösen, wird die vorliegende Erfindung offenbart.
  • Der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein optisches Kompaktspurverfolgungssystem für Magnetband geschaffen, umfassend:
    • eine Magnetkopfbaugruppe; ein Positionierungsbetätigungselement zum Ändern der Position der Magnetkopfbaugruppe;
    • eine optische Servomodulstruktur zum Ausgeben eines Positionssignals an das Positionierbetätigungselement, das das Positionierbetätigungselement veranlasst, eine Position der Magnetkopfbaugruppe zu ändern, wobei die optische Servomodulstruktur eine Mehrzahl optischer Servomodule aufweist, die jeweils umfassen:
    • eine Lichtstrahlquelle zum Emittieren eines Lichtstrahls;
    • eine Lichtstrahlinterferenzstruktur zum Beeinflussen des Lichtstrahls und Erzeugen eines vorbestimmten Musters auf einem Ziel; und
    • mindestens einen ersten und zweiten Detektor zum Detektieren einer Lichtstrahlreflexion; und das gekennzeichnet ist durch:
    • eine Jochbaugruppe, wobei die optische Servomodulstruktur an dieser befestigt ist, und die optische Servomodulstruktur zu einer Rückseite des Magnetbands gerichtet ist;
    • eine Gitterbaugruppe, wobei die Gitterbaugruppe mindestens ein Bezugsgitter aufweist, das als ein Ziel für das vorbestimmte Muster verwendet wird, das von der Lichtquelle innerhalb der optischen Servomodulstruktur emittiert wird; und
    • ein Außenbezugsgitter an der Gitterbaugruppe, wobei das Außenbezugsgitter an der Gitterbaugruppe über die Erstreckung des Magnetbands hinaus befestigt ist; und wobei das genannte von der genannten Lichtquelle emittierte vorbestimmte Muster das Außenbezugsgitter als ein Ziel verwendet.
  • Ein optisches Kompaktspurverfolgungssystem für Magnetband ist offenbart, das unabhängig von dem Magnetformat und der Kopfstruktur ist, und das ein Positionsfehlersignal erzeugen kann, ohne die Servospur zu codieren. Eine Mehrzahl optischer Servomodule ist in einer linearen Gruppe angeordnet. Jedes optische Servomodul enthält eine Lichtstrahlquelle, vorzugsweise einen Laser, ein Lichtstrahlinterferenzverbundhologramm zum Erzeugen eines vorbestimmten Musters auf einem Ziel und mindestens einen Detektor zum Detektieren einer Lichtstrahlreflexion. Ein Positionskorrektursignal wird durch eines oder alle der optischen Servomodule für Umstellung eines Magnetkopfs erzeugt, welches den Fehler von Bandabmessungsänderungen reduziert. Bezugsgitter können hinzugefügt werden, um weitere Positionskalibrierung zu liefern, bevor das Band über dem Kopf positioniert wird. In anderen Ausführungsformen werden optische Außenköpfe zur Verwendung mit zusätzlichen Positionshinweisen verwendet, die Indexmarkierungen für Anfangspositionierung in Verknüpfung mit einer gewünschten Servospur einschließen können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die als die Erfindung kennzeichnend angenommenen Merkmale sind in den anliegenden Patentansprüchen aufgeführt. Die Erfindung selbst, sowie eine bevorzugte Verwendungsart und weitere Aufgaben und Vorteile derselben, werden jedoch am besten durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung einer darstellenden Ausführungsform verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen:
  • 1 eine schematische Darstellung ist, die eine optische Servomodulstruktur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 2 eine Ansicht des Bands betrachtet von der optischen Servomodulstruktur 100 ist;
  • 3 eine Quadratursignalanzeige ist, die ein Detektorspurkreuzungssignal aufgezeichnet gegenüber einem anderen Detektorspurkreuzungssignal dargestellt, das durch die optischen Servomoduldetektoren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wird;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Servopositionssteuersystems ist, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
  • 5A, 5B und 5C eine Magnetkopfbaugruppe darstellen, die mit optischen Servomodulen aufgebaut ist, welche zur Magnetseite eines Bands mit optischen Spuren gerichtet sind, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6A, 6B und 6C eine Magnetkopfbaugruppe darstellen, die mit optischen Servomodulen aufgebaut ist, welche zur Rückseite eines Bands gerichtet sind, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine Magnetkopfbaugruppe zeigt, die mit der Rückseitenkonfiguration aufgebaut ist und ein Feinbetätigungselement gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt;
  • 8A, 8B und 8C eine Magnetkopfhaugruppe in einer Rückseitenkonfiguration zeigen, in der die optischen Servomodule nicht an dem Magnetkopf befestigt sind, und die Außenbezugsgitter verwenden, welche einen Indexhinweis gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließen;
  • 9A und 9B eine Magnetkopfbaugruppe in einer Rückseitenkonfiguration und in den offenen und geschlossenen Positionen durch Verwendung eines Servomodulbetätigungselements zeigen; und
  • 10A und 10B eine Magnetkopfbaugruppe in einer Rückseitenkonfiguration und in den offenen und geschlossenen Positionen durch Verwendung eines Drehbetätigungselements gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer optischen Servomodulstruktur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die optische Servomodulstruktur 100 umfasst eine Mehrzahl von Servomodulen in einer linearen Anordnung. Das Servomodul 101 ist typisch für die in der optischen Servomodulstruktur 100 enthaltenen Servomodule. Das Servomodul 101 enthält eine Laserquelle 106 und Detektoren 104A und 104B, die in dem Substrat 160 ausgebildet oder an diesem angebracht sind. Ein durchsichtiger Kunststoffblock 150 ist über der Laserquelle 106, den Detektoren 104A und 104B und dem Substrat 160 ausgebildet. Ein Verbundhologramm 108 ist in dem durchsichtigen Kunststoffblock 150 ausgebildet oder diesem hinzugefügt, ungefähr senkrecht zu der Richtung des von der Laserquelle 106 projizierten Lichtstrahls. Die Servomodule in der optischen Servomodulstruktur 100 können unabhängige Module sein, die mechanisch zum Bilden einer einzigen optischen Servomodulstruktur zusammengebaut werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Servomodule jedoch zusammen auf einem einzigen Substrat unter Verwendung eines Halbleiterherstellungsprozesses ausgebildet. Deshalb ist die Ausrichtung und Positionierung jedes Servomoduls eine Funktion des Halbleiterherstellungsprozesses anstelle eines Montageprozesses.
  • Die Laserquelle 106 projizierte den Lichtstrahl durch den durchsichtigen Kunststoffblock 150 zum Verbundhologramm 108, das den Lichtstrahl beeinflusst und eine Gruppe von Punkten in einem Streifenmuster 102 auf dem Band 170 erzeugt. Alternativ könnte die Laserquelle 106 eine Doppelschlitzmaske beleuchten und eine ähnliche Gruppe von Punkten erzeugen. Obwohl nicht speziell in 1 ausgeführt, bestehen die Streifenmuster 102, 112, 122 und 132 tatsächlich aus zwei Punktgruppen, die seitlich entlang der Servospur (auch nicht gezeigt) des Bands 170 positioniert sind. Eine Gruppe von Punkten in jedem Streifenmuster 102, 112, 122 und 132 wird auf Detektoren 104A, 114A, 124A bzw. 134A reflektiert, während die zweite auf Detektoren 104B, 114B, 124B bzw. 134B reflektiert wird, wie ausführlich unter Bezugnahme auf 2 im folgenden erörtert werden soll. Die Detektoren 104A, 104B, 114A, 114B, 124A, 124B, 134A und 134B verwenden das reflektierte Bild von den Streifenmustern 102, 112, 122 und 132, um die relative Position zwischen der optischen Servomodulstruktur 100 und dem Band 170 zu berechnen, welche wiederum zum Einstellen der Ausrichtung zwischen dem Band 170 und dem Magnetbandabnahmekopf verwendet wird, der an der optischen Servomodulstruktur 100 befestigt ist.
  • Die optische Servomodulstruktur 100 enthält vier identische Servomodule, jeweils mit einer Laserquelle und zwei Detektoren auf dem Substrat, und einem Verbundhologramm, alle eingebettet in durchsichtigem Kunststoff. Obwohl die optische Servomodulstruktur 100 vier Servomodule zeigt, kann eine jegliche Anzahl beim Praktizieren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Die Grundanordnung ist für den Fall eines Mehrspur-, Kombinationsschreib- und Lesekopfs mit einer kleineren Breite als der des Bands gezeigt. Eine lineare Anordnung von Servomodulen kann zwischen den Schreib- und Lesekopfabschnitten eingebettet werden. Die Position der durch die Module erzeugten Lichtpunkte wird in bezug zu der Position der Magnetkopfelemente während Zusammenbau gesetzt. Das Band wird seitlich durch eine Führungsstruktur positioniert, die an dem Grundteil des Kopfes befestigt ist. Die Servospuren weisen typischerweise einen Abstand von 20 μm auf und sind über das Band geschrieben. Wenn der Kopf bewegt oder abgetastet wird, um Zugriff auf eine bestimmte Gruppe von Magnetspuren zu nehmen, werden Spurkreuzungssignale durch die A- und B-Detektoren erzeugt. Diese können gezählt werden, um die zurückgelegte Strecke zu bestimmen. Eine Indexspur (oder Spuren) mit einem einzigartigen Modulationsmuster kann als ein Hinweis auf die Stellung der Magnetspuren verwendet werden.
  • 2 ist eine Ansicht des Bands betrachtet von der optischen Servomodulstruktur 100. Das Band 200 stellt acht Gruppen von Punkten dar: Streifenmuster 202A und 202B, die durch die Laserquelle 106 in 1 erzeugt werden, Streifenmuster 212A und 212B, die durch die Laserquelle 116 erzeugt werden, Streifenmuster 222A und 222B, die durch die Laserquelle 126 erzeugt werden, und Streifenmuster 232A und 232B, die durch die Laserquelle 136 erzeugt werden. Typischerweise sind vier bis sechs starke Punkte in jeder Gruppe vorhanden, die die gleiche Trennung wie die Servospuren aufweisen. Einzelne Punkte bei A und B reichen jedoch für die Bedienung der Module aus. Die beiden Gruppen (A- und B-Gruppen von Punkten, die mit jeder Laserquelle verknüpft sind) sind in der Querrichtung um ein Viertel des Servospurabstands versetzt. Ferner sind die Gruppen in der Längsrichtung getrennt. Wie oben erörtert, ist jede Punktgruppe ein Streifenmuster, das durch die Beeinflussung von Licht von Hologrammverbünden erzeugt wird, welche durch eine Laserquelle beleuchtet werden. Das reflektierte Licht von dem Band für jede Punktgruppe wird auf einen getrennten, nichtsegmentierten Detektor gerichtet, dessen Ausgabe abhängig von der Position der Streifen in bezog zu den Servospuren variiert.
  • Die Verwendung von zwei Gruppen von Punkten für jedes optische Servomodul ermöglicht Extrahierung der Versetzungsrichtung sowie der Größe. Wenn ein Satz von Streifen über einer Gruppe von dunklen Spuren auf dem Medium zentriert wird, wird sein reflektiertes Signal A auf einem Minimum sein. Das reflektierte Signal B von dem anderen Streifensatz wird dann ungefähr 50 Prozent des Maximums und in einem linearen Reaktionsbereich sein. Das Zeichen und die Größe von Abweichungen von seinem Durchschnitt sind proportional zu der Positionsabweichung zwischen den Streifen und der dunklen Spurmitte. Wenn der Kopf sich um den Abstand eines viertel Spurabstands hinaufbewegt, wie in 2 gezeigt ist, werden die Rollen der A- und B-Signale gegeneinander ausgetauscht.
  • Das Band 200 stellt ein Magnetband dar, das in einem weniger als perfekten Zustand ist. Das Band 200 enthält eine Mehrzahl vorhergehend geschriebener Servospuren, einschließlich unverdorbener Servospuren 272 und erodierter oder beschädigter Servospuren 274. Die beschädigten Servospuren 274 enthalten kleine Lücken und Unterbrechungen. Diese Defekte reflektieren die projizierten Streifenmuster anders als unverdorbene Servospuren 272, selbst wenn die Streifenmuster identisch sowohl über der unverdorbenen Spur als auch der beschädigten Spur positioniert sind. Das Band 200 enthält ferner Oberflächenanomalitäten, wie zum Beispiel Schmutz und Abnutzung, dargestellt durch rissige Bandbereiche 276.
  • Wenn sich das Band unter den Streifenmustern bewegt, wird die Auswirkung beschädigter Servospuren und von Oberflächenverunreinigung durch die Mehrfachheit von Streifen in den A- und B-Gruppen gemittelt, je sechs Streifen in dem Beispiel von 2.
  • Zusätzliches Mitteln wird durch Kombinieren der Signale von allen A-Detektoren und allen B-Detektoren erhalten, entweder in der analogen Domäne oder vorzugsweise in der digitalen Domäne. Mitteln dieser Art ist besonders wirksam in dem Fall, wenn nur ein starker Streifen oder beleuchteter Punkt in jeder Gruppe vorliegt. In dem Fall, dass die Servospuren unter einer Gruppe von Streifen stark verschlechtert sind, können Algorithmen in der digitalen Domäne zum Beseitigen der Signale von den entsprechenden A- und B-Detektoren von dem Mittlungsprozess durchgeführt werden. Mitteln gesamter Streifengruppen minimiert auch den Effekt von Abmessungsänderungen in dem Band, die durch Änderungen in der Betriebstemperatur und Feuchtigkeit, oder durch Altern des Bandsubstrats verursacht werden.
  • 3 ist eine Quadratursignalanzeige, die ein Detektorspurkreuzungssignal darstellt, das gegenüber dem anderen Detektorkreuzungssignal aufgezeichnet ist, welches durch die optischen Servomoduldetektoren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde. Die Position der Indexspur nach Aufgeben des Bands auf den Kopf kann durch Abtasten des Kopfes gefunden werden. Wenn die ungefähre Position der gewünschten Magnetspur durch Zählen der Spurkreuzungssignale erreicht wurde, kann die Kopfposition genau unter Verwendung des Signals 304A und des Signals 304B eingestellt werden.
  • Die Quadraturanzeige 300 stellt Aufzeichnung eines Ausgangssignals von dem B-Detektorsignal gegenüber einem Ausgangssignal von dem A-Detektorsignal in dem optischen Servomodul dar. In der Quadraturanzeige 300 verfolgen das Signal 304A und das Signal 304B den Kreis 302, wenn der Kopf sich um einen Abstand von einem Servospurabstand bewegt. Zufallsbewegung des Bands innerhalb des seitlichen Führungssystems erzeugt Signalvariationen über einen Bogen des Kreises.
  • Das Servosystem kann eingestellt werden, um das lineare Betätigungselement zu bewegen, um eine bestimmte Position auf dem Kreis 302 aufrechtzuerhalten, die der Mitte der Magnetspur entspricht. Zum Beispiel ist der Arbeitspunkt 308 an der 45 Grad-Position in dem oberen rechten Quadranten angeordnet. Die Einstellungsanzeigelinie 310 für das lineare Betätigungselement kreuzt den Kreis 302 an zwei Punkten, genau eine Servospur von der Einstellung entfernt, von denen einer der Arbeitspunkt 308 ist. Wenn der Kopf, und daher die Gruppen von Punkten, außer Ausrichtung ist, bewegt sich die Skizze des Signals 304B gegenüber dem Signal 304A entlang dem Kreis von dem Arbeitspunkt 308 weg. Durch Einstellen des linearen Betätigungselements um eine maßstäbliche Größe proportional zu dem Abstand von dem Arbeitspunkt 308 ändern die Servospuren ihre Positionen in bezug zu den Gruppen von Punkten auf dem Band. Als Reaktion bewegen sich die Skizzen des Signals 304B gegenüber dem Signal 304A in Richtung auf die Position des Arbeitspunkts 308.
  • Das Servomodul am dichtesten zu der gewünschten Spur kann für optimale Genauigkeit ausgewählt werden. Wenn auf eine Gruppe von Spuren parallel zugegriffen wird, die mit anderen Spuren verschachtelt und über das Band verteilt sind, können die mehreren Servomodule zum Bestimmen der optimalen Position für die gewünschte Spurgruppe durch oben erörterte Mittlungsvorgänge verwendet werden.
  • 4 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Servopositionssteuersystems, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Zu Beginn empfangen die Moduldetektoren 404A und 404B in dem Servopositionssteuersystem 400 eine Reflexion von Punktgruppen, wie zum Beispiel Streifenmustern 202A bzw. 202B, wie in 2 gezeigt ist. Die Ausgangssignale von den Moduldetektoren 404A und 404B variieren abhängig von der Position der Streifen in bezug zu einer Gruppe von Servospuren. Die Ausgangssignale von den Moduldetektoren 404A und 404B werden zuerst in die Signalverstärker 476A und 476B eingegeben, wo die Signale verstärkt und zu einem Differenzgenerator 482 weitergeleitet werden. Der Differenzgenerator 482 vergleicht das Ausgangssignal von dem Moduldetektor 404B mit dem Ausgangssignal von dem Moduldetektor 404A. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Vergleich in Form einer algorithmischen Positionsskizze, die eine Quadratursignalanzeige eines Detektorspurkreuzungssignals erzeugt, aufgezeichnet gegenüber dem anderen Detektorspurkreuzungssignal, wie in 3 gezeigt ist. Wenn die aktuelle Skizze von dem Arbeitspunkt 308 in 3 variiert, wird ein Umstellungssignal in Form eines Motorantriebssignals erzeugt.
  • Das Motorantriebssignal wird durch den Differenzgenerator 482 zum Korrigieren der Position des Magnetkopfs 486 von seiner momentanen Position zu einer korrekt angepassten Position in bezug zu den Servospuren erzeugt. Das Motorantriebssignal wird dann einem Leistungsverstärker 484 zugeführt, und das verstärkte Motorantriebssignal wird zu einem Motor 474 weitergeleitet, der einen linearen Schieber 472 für den Magnetkopf 486 betätigt.
  • Alternativ können die Signale von den Detektoren nach Verstärkung digitalisiert werden, und das Motorantriebssignal in der digitalen Domäne erzeugt werden. Wenn eine Mehrzahl von Servomodulen verwendet wird, können ihre Signale kombiniert werden, um die Kopfposition in der analogen Domäne, jedoch vorzugsweise in der digitalen Domäne zu optimieren, wie vorhergehend erörtert wurde.
  • Ausführungsformen des Standes der Technik offenbaren Servomodule einer Größe von 50 × 15 × 9 mm, zu groß, um Integration mehrerer Einheiten mit einem Magnetbandkopf zuzulassen. Eine miniaturisierte Version ist entwickelt worden, mit einer Größe von etwa 2 × 2 × 2 mm (ohne eine Montagekontaktfläche). Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, zu zeigen, wie mehrere Einheiten dieser miniaturisierten Module mit einem Magnetkopf integriert werden können, um eine kompakte Struktur zu erzielen, die stabile Spurpositionssignale erzeugt. Solche Signale können durch ein Servosystem zum genauen Steuern der Position eines Magnetkopfs in bezug zu den Spuren auf dem Band verwendet werden.
  • Die 5A, 5B und 5C stellen eine Magnetkopfbaugruppe dar, die mit den zur Magnetseite des Bands gerichteten optischen Servomodulen aufgebaut ist, welches zwei optische Spuren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. 5A stellt eine Seitenansicht der Baugruppe 500 dar, die einen Querschnitt durch die Mitte des Kopfes 504 zeigt. Die Baugruppe 500 umfasst eine Mehrzahl von Servomodulen 512, die Lichtstrahlen 510 auf das Band 570 emittieren. Die Module 512 sind in einen Hohlraum 513 eingelassen, der zwischen den Lese- und Schreibköpfen im Kopf 504 erzeugt ist. Der Kopf 504 wird in bezug zum Band 570 durch das Kopfbetätigungselement 508 positioniert. Das Kopfbetätigungselement 508 liefert vertikale lineare Bewegung in der dargestellten Figur zwischen dem Magnetkopf 504 und der Basis 506. Es wird darauf hingewiesen, dass in dieser Konfiguration nur die Positionen des Kopfes und der Servomodule durch das Betätigungselement 508 geändert werden, während die Basis 506 stationär bleibt.
  • 5B stellt die Frontansicht der Baugruppe 500 dar, die den Schreibkopf 514 und den Lesekopf 524 einschließt, welche mit einem ausgesparten Bereich für die Servomodule 512 aufgebaut sind. Die Servomodule 512 sind gezeigt, während sie Lichtstrahle 510 emittieren. Gemusterte Spuren 530 zeigen die aktive Kopfbreite, während die Spur 520 die Breite und Position des Bands 570 darstellt, wenn es in Position über der Vorderseite der Baugruppe 500 ist.
  • 5C stellt eine Draufsicht der Baugruppe 500 einschließlich des Schreibkopfs 514 und des Lesekopfs 524 dar, welche mit einem ausgesparten Bereich für Platzierung der Servomodule aufgebaut sind. Das Servomodul 512 ist gezeigt, während es einen Lichtstrahl 510 emittiert. Die Baugruppe 500 ist mit dem Band 570 in Position über der Vorderseite des Schreibkopfs 514 und des Lesekopfs 524 und in Kontakt mit dem Lichtstrahl 510 gezeigt.
  • In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind andere Stellungen für eine Vorderseiten-Servomodulanordnung möglich. Zum Beispiel können die Module an der Seite des Kopfs anstelle in der Mitte angebracht werden. Für Seitenanbringung der optischen Servomodule müssen die optischen Servomodule an dem Magnetkopf in einem Winkel gleich dem Bandwicklungswinkel angebracht werden.
  • Die Baugruppe 500 stellt die Grundanordnung der Baugruppe 100 in 1 dar, das heißt, im Falle eines Mehrspurkombinationslese- und Schreibkopfs mit einer kleineren Breite als der des Bands. Eine lineare Anordnung von Servomodulen (wie zum Beispiel die optische Servomodulstruktur 100) kann zwischen den Schreib- und Lesekopfabschnitten eingebettet werden, wie in der Baugruppe 500 gezeigt ist. Die Position der durch die Module erzeugten Lichtpunkte wird in bezug zu der Position der Magnetkopfelemente während Montage gesetzt. Das Band wird seitlich durch eine Führungsstruktur positioniert, die an dem Grundteil 506 des Kopfes befestigt ist. Die Servospuren haben typischerweise einen Abstand von 20 μm und werden über die gesamte Breite des Bands geschrieben. Wenn der Kopf bewegt oder abgetastet wird, um auf eine bestimmte Magnetspur zuzugreifen, werden Spurkreuzungssignale durch die A- und B-Detektoren erzeugt, die in jedem optischen Servomodul angeordnet sind. Diese können gezählt werden, um die zurückgelegte Distanz zu bestimmen. Eine Indexspur (oder Spuren) mit einem einzigartigen Modulationsmuster kann auf dem Band als ein Hinweis zum Zählen der Spurkreuzungen verwendet werden. Es sollte erwähnt werden, dass in Fällen, in denen die Servomodule über das Band mit dem Magnetkopf abgetastet werden, nur eine Indexspur und viele Servospuren pro Kopf vorliegen. Für solche Fälle gibt es nur wenige Indexspuren und viele Servospuren über das Band.
  • Die 6A, 6B und 6C stellen eine Magnetkopfbaugruppe dar, die mit den optischen Servomodulen zur Rückseite eines Bands gerichtet gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. 6A stellt eine Seitenansicht einer Baugruppe 600 dar, die einen Querschnitt durch die Mitte des Kopfs 604 zeigt. Die Baugruppe 600 umfasst eine Mehrzahl von Servomodulen 612, die Lichtstrahle 610 auf die Rückseite 669 des Bands 670 emittieren. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Struktur 600 mit zwei Außenservomodulen 602 ausgerüstet ist, die keine Punkte auf das Band 670 projizieren; stattdessen projizieren Servomodule 602 Punkte auf Bezugsgitter (nicht gezeigt), die auf einer Bezugsgitterplatte 616 angeordnet sind. Die Servomodule 612 und 602 sind an einer Modulstruktur 609 angebracht, im Gegensatz zur Baugruppe 500, wo sie in einen Hohlraum eingelassen sind, der zwischen den Lese- und Schreibköpfen erzeugt ist.
  • Der Kopf 604 wird in bezug zu dem Band 670 durch ein Kopfbetätigungselement 608 positioniert. Im Gegensatz zu der vorhergehenden Ausführungsform liefert das Kopfbetätigungselement 608 vertikale lineare Bewegung für ein Joch 606, und stellt hierdurch praktisch die gesamte Struktur 600 einschließlich des Magnetkopfs 604, der Modulbaugruppe 609 und der Servomodule 612 vertikal um.
  • 6B stellt die Vorderansicht der Baugruppe 600 dar, die den Schreibkopf 614 und den Lesekopf 624 einschließt, welche mit einem ausgesparten Bereich für die Bezugsgitterplatte 616 aufgebaut sind. An der Bezugsgitterplatte 616 sind Bezugsgitter 628, die den Servomodulen 612 zugeordnet sind, und Außenbezugsgitter 618 ausgebildet, welche mit den Außenservos 602 verknüpft sind.
  • Gemusterte Spuren 630 zeigen die aktive Kopfbreite, während die Spur 620 die Breite und Position des Bands 670 darstellt, wenn sich diese in Position über der Fläche der Baugruppe 600 befindet. Die Bezugsgitter 628 sind nur zu den Lichtstrahlen von den Servomodulen 612 freigelegt, bevor das Band 670 über dem Schreibkopf 614 und Lesekopf 624 positioniert wird, während die Außenbezugsgitter 618 unbedeckt bleiben, selbst wenn das Band 670 in Position ist.
  • 6C stellt die Draufsicht der Baugruppe 600 dar, die den Schreibkopf 614 und Lesekopf 624 einschließt, welche mit einem ausgesparten Bereich für Einsetzung der Servomodule aufgebaut sind. Das Außenservomodul 602 ist gezeigt, während es einen Lichtstrahl 610 über das Band 670 emittiert, da sich die Breite des Magnetbands nicht zu den Außenservomodulen erstreckt.
  • Wie in den 6A6C zu sehen ist, wird das Joch 606 zum Befestigen der optischen Servomodule 612 an dem Magnetkopf 604 verwendet. Wie vorhergehend, wird die Baugruppe 600 mit dem Betätigungselement 608 bewegt, um auf verschiedene Teile des Bands 670 zuzugreifen und zufällige seitliche Bandbewegung zu kompensieren. In diesem Fall wird die relative Position der Servomodule 612 und der Indexservospur empfindlich für Temperaturänderungen, Alterungsauswirkungen und Schwingung in der Baugruppe 600 sein, einschließlich der an dem Joch 606 befestigten Komponente.
  • Verschiedene Bezugsmarkierungen sind vorgesehen, um Änderungen in der relativen Position innerhalb des Steuerbereichs der Module 612 zu kalibrieren und kompensieren (ein Servospurabstand verkleinert durch die Auswirkung von Rauschen). Bezugsgitter 628 werden unter jedes optische Modul in dem Gehäuse des Magnetkopfs 604 gesetzt, der mit den Magnetspuren ausgerichtet ist. Diese werden verwendet, um die Betriebsposition auf dem Quadraturkreis vor Aufgeben des Bands einzustellen. Die Anzahl von Linien in jedem Gitter ist gleich der Anzahl durch das Modul erzeugter starker Streifen, typischerweise vier oder fünf.
  • Zusätzliche optische Außenmodule 602 und Außenbezugsgitter 618 werden außerhalb des Bands 670 vorgesehen, um Änderungen zu überwachen, wenn das Band aufgegeben wurde und läuft, zum Beispiel aufgrund von Temperaturänderungen. Wenn die Baugruppe 600 ausreichend stabil ist, kann ein Satz von Bezugsmarkierungen angemessen sein, entweder optische Innenservomodule 612 oder Außenservomodule 602. Für das oben erwähnte Beispiel von 20 μm Servospurabstand müssen die Gesamtvariationen weniger als +/- 10 μm für das System betragen, um ohne zusätzliche Ausrichtungsverfahren in Kontrolle zu bleiben.
  • 7 stellt eine Magnetkopfbaugruppe dar, die mit der Rückseitenkonfiguration aufgebaut ist und ein Feinbetätigungselement gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt. Die Baugruppe 700 ist eine Seitenansicht, die einen Querschnitt durch die Mitte des Kopfs zeigt. Die Baugruppe 700 ähnelt der Baugruppe 600, die eine Mehrzahl von Servomodulen 712, welche Lichtstrahle 710 auf die Rückseite des Bands 770 emittiert, und zwei Außenservomodule 702 einschließt, die auf Bezugsgitter (nicht gezeigt) projizieren, welche auf einer Bezugsgitterplatte 716 angeordnet sind. Wie bei der Baugruppe 600 wird praktisch die gesamte Struktur 700 einschließlich des Magnetkopfs 704, der Modulbaugruppe 709, und der Servomodule 712 durch das Kopfbetätigungselement 708 bewegt. Die Baugruppe 700 umfasst jedoch ferner ein Feinbetätigungselement 730 zwischen dem Joch 706 und der Modulbaugruppe 709.
  • In dem Fall, dass die Servomodule 712 langfristig aus der Ausrichtung mit den Magnetservospuren um mehr als einen Servospurabstand geraten, zum Beispiel nach mehreren Betriebstagen, kann die Position der Indexspuren durch Abtasten des Magnetkopfs 704 und Vergleichen der magnetischen und optischen Signale neu kalibriert werden. Wenn es erwünscht ist, die Indexservospuren auf eine bestimmte Position in bezug zu den Magnetspuren einzustellen, um Servogenauigkeit zu optimieren, kann das Feinbetätigungselement 730 zum Einstellen der Ausrichtung der Servomodule 712 in bezug zu dem Magnetkopf 704 verwendet werden. Ein kompakter piezoelektrischer Umsetzer (nicht gezeigt) kann einen Bereich einiger Servospurabstände zu diesem Zweck liefern.
  • Es existieren zwei Arten zur Anbringung der Servomodule in der Rückseitenkonfiguration. Die erste Art ist mit Servomodulen, die an dem Magnetkopf über das Joch befestigt werden, so dass sie sich zusammen bewegen können. Die in 6 gezeigte Baugruppe zeigt dieses Verfahren. Die andere Art zum Anbringen ist mit Modulen, die an einem stationären Grundteil befestigt werden, so dass sie feststehend sind und nur der Kopf sich bewegt. Die im folgenden in 8 gezeigte Baugruppe 800 stellt dieses Verfahren dar.
  • Die 8A, 8B und 8C stellen eine Magnetkopfbaugruppe in einer Rückseitenkonfiguration dar, die Außenbezugsgitter verwendet, welche einen Indexhinweis einschließen, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 8A ist die Baugruppe 800 ähnlich der Baugruppe 600, wobei sie eine Seitenansicht der Baugruppe 800 darstellt, die einen Querschnitt durch die Mitte des Kopfes zeigt. Die Baugruppe 800 umfasst eine Mehrzahl von Servomodulen 812, die Lichtstrahle 810 auf die Rückseite des Bands 870 emittieren. Die Struktur 800 ist auch mit zwei Außenservomodulen 802 ausgerüstet, die Lichtstrahle projizieren, welche nicht auf das Band 870 projiziert werden, sondern stattdessen auf Bezugsgitter (nicht gezeigt) projiziert werden, die auf einer Bezugsgitterplatte 816 angeordnet sind, wie oben in Baugruppe 600 beschrieben ist.
  • 8B stellt die Vorderansicht der Baugruppe 800 dar, die einen Schreibkopf 814 und einen Lesekopf 824 einschließt. Die Bezugsgitterplatte (gezeigt als Bezugsgitter 818) liefert zwei Außenbezugsgitter 818, die mit den Außenservos anstelle mit Bezugsgittern unter dem Band 870 verknüpft sind. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Bezugsgitter 818 angrenzend an den Lesekopf 824 anstatt zwischen den Lese- und Schreibköpfen angeordnet werden, wie durch die Baugruppe 600 in den 6B und 6C dargestellt ist. Gemusterte Spuren 830 zeigen die aktive Kopfbreite, während Spur 820 die Breite und Position des Bands 870 darstellt, wenn es in Position über der Vorderfläche der Baugruppe 800 ist. Die Außenbezugsgitter 818 bleiben unbedeckt, wenn das Band 870 in Position ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind erweiterte Außenbezugsgitter 818 erforderlich, um die Bewegung des Magnetkopfs in bezug zu den Servomodulen aufzunehmen. Die Indexmarkierung 819 ist in einem oder jedem Bezugsgitter 818 enthalten. Die Indexmarkierung 819 steht in bezug zu den Magnetspuren. Auf der Rückseite des Bands werden nur wenige Spuren unter jedem Servomodul benötigt, einige mehr als die Anzahl starker Streifen. Zwei Vorteile werden durch diese Konfiguration gegenüber der in 7 gezeigten Ausführungsform geliefert; der erste, nämlich, dass Außengitter 818 als eine Positionscodiereinrichtung für das lineare Kopfbetätigungselement wirken, was die Notwendigkeit einer getrennten Codiereinrichtung beseitigt; und dass die sich bewegende Masse des Magnetkopfs niedriger ist. Wenn die Variation in der Position des Magnetbands nach Aufgeben einen Servospurabstand übersteigt, dann werden zusätzliche Mittel zum Bestimmen der korrekten Kopfposition benötigt. Ein Anfangsteil der Servospuren kann so codiert oder gemustert werden, dass die integrierte Spurversetzung von den optischen Signalen bestimmt werden kann. Die genaue Position kann dann durch Abtasten des Magnetkopfs über einen Servospurabstand und Vergleichen der magnetischen und optischen Signale bestimmt werden.
  • 8C stellt die Draufsicht der Baugruppe 800 dar, die einen Schreibkopf 814 und einen Lesekopf 824 einschließt. Das Außenservomodul 802 ist gezeigt, während es einen Lichtstrahl 810 über das Band 870 in einer Position angrenzend an den Lesekopf 824 emittiert.
  • Wie in den 8A8C zu sehen ist, muss bei der Rückseitenkonfiguration das Band zwischen dem Magnetkopf und den Servomodulen eingeführt werden. Diese Trennung beträgt typischerweise 2 bis 3 mm. Wenn das Band eingeführt ist, kann die Kopfbaugruppe bewegt werden, um das Band über den Kopf zu wickeln. Die Trennung kann zum Aufgeben vergrößert werden, indem ein Betätigungselement in der Jochstruktur platziert wird, wie in der Baugruppe 900 in den 9A und 9B für ein lineares Betätigungselement gezeigt ist, und wie eine Baugruppe 1000 in den 10A und 10B für ein Drehbetätigungselement. Diese Anordnung ist für die an dem Grundteil befestigten Servomodule realisierbar, wo die zusätzliche Masse des Öffnungsbetätigungselements nicht dem Magnetkopf hinzugefügt wird.
  • Die 9A und 9B stellen eine Magnetkopfbaugruppe in einer Rückseitenkonfiguration und in der offenen und geschlossenen Position unter Verwendung eines linearen Betätigungselements dar. In 9A erscheint die Baugruppe 900 in einer Seitenansicht, die einen Querschnitt durch die Mitte des Kopfs 904 zeigt. Die Baugruppe 900 umfasst eine Mehrzahl von Servomodulen 912, die Lichtstrahle 910 auf die Rückseite des Bands 970 emittieren. Die Struktur 900 ist auch mit zwei Außenservomodulen 902 ausgerüstet, die Lichtstrahle projizieren, welche nicht auf das Band 970 projiziert werden, sondern stattdessen auf Bezugsgitter (nicht gezeigt) projiziert werden, die auf der Bezugsgitterplatte 916 angeordnet sind. Die Baugruppe 900 ist in der geschlossenen Position gezeigt, wie oben bei der Baugruppe 600 beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Joch als zwei zusammenwirkende Jochbaugruppen auslegt, Kopfjoch 906A und Moduljoch 906B. Das Kopfjoch 906A und das Moduljoch 906B treffen sich an dem Servomodulbetätigungselement 930, wo das Moduljoch 906B von dem Kopfjoch 906B weg durch Aktivierung des Modulbetätigungselements 930 geöffnet werden kann, wie in 9B gezeigt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die zusätzliche Masse des Öffnungsbetätigungselements nicht dem Magnetkopf 904 hinzugefügt wird, sondern stattdessen zwischen dem Kopfjoch 906A und dem Moduljoch 906B befestigt wird.
  • Die 10A und 10B stellen eine Magnetkopfbaugruppe in einer Rückseitenkonfiguration und in der offenen und geschlossenen Position dar, welche ein Drehbetätigungselement gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. 10A ist eine Seitenansicht der Baugruppe 1000, die einen Querschnitt durch die Mitte eines Kopfes 1004 zeigt. Die Baugruppe 1000 umfasst eine Mehrzahl von Servomodulen 1012, die Lichtstrahle 1010 auf die Rückseite des Band 1070 emittieren. Die Baugruppe 1000 kann ferner mit zwei Außenservomodulen (nicht gezeigt) ausgerüstet sein, die Lichtstrahle projizieren, welche nicht auf das Band 1070 projiziert werden, sondern stattdessen auf Bezugsgitter (nicht gezeigt) projiziert werden, die auf der Bezugsgitterplatte angeordnet sind. Die Baugruppe 1000 ist in der geschlossenen Position gezeigt, wie oben in der Baugruppe 600 beschrieben ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Joch als zwei zusammenwirkende Jochbaugruppen aufgebaut, Kopfjoch 1006A und Moduljoch 1006B. Das Kopfjoch 1006A und das Moduljoch 1006B treffen sich an einem Drehbetätigungselement 1030, wo das Moduljoch 1006B durch Aktivierung des Drehbetätigungselements 1030 geeignet von dem Kopfjoch 1006A weg geöffnet werden kann, wie in 10B gezeigt ist. Die Positionsgenauigkeit der Modulbaugruppe kann durch das Einführen des Betätigungselements verringert werden, aber Ausrichtungsmerkmale können eingeschlossen werden, um dies zu überwinden. Die Baugruppe 1000 umfasst ferner Ausrichtungsstifte 1040 zum Ausrichten des Moduljochs 1006B mit dem Kopfjoch 1006A in der geschlossenen Position. In 10 sind die Außengitter und -Module zur Vereinfachung weggelassen worden, aber in der Praxis bleiben sie Teil der Baugruppe 1000. Es wird erneut darauf hingewiesen, dass die zusätzliche Masse des Öffnungsbetätigungselements nicht dem Magnetkopf 1004 hinzugefügt wird, sondern stattdessen zwischen dem Kopfjoch 1006A und dem Moduljoch 1006B befestigt wird.
  • Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist zu Darstellungs- und Beschreibungszwecken vorgelegt worden, soll jedoch nicht erschöpfend oder begrenzend für die Erfindung in der offenbarten Form sein. Viele Abwandlungen und Variationen werden Personen mit gewöhnlichen Kenntnissen in diesem Gebiet offensichtlich sein. Zum Beispiel ist das hier beschriebene Spurverfolgungsverfahren unabhängig von der magnetischen Format- und Kopfstruktur, und kann ein Positionsfehlersignal ohne Codierung der Servospur erzeugen. Modulation und Codierung können jedoch hinzugeftigt werden, um Funktion und Zuverlässigkeit bei Bedarf zu erhöhen.

Claims (15)

  1. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem für Magnetband (670), umfassend: eine Magnetkopfbaugruppe (610); ein Positionierungsbetätigungselement (608) zum Ändern der Position der Magnetkopfhaugruppe (600); eine optische Servomodulstruktur (609) zum Ausgeben eines Positionssignals an das Positionierbetätigungselement, das das Positionierbetätigungselement veranlasst, eine Position der Magnetkopfbaugruppe zu ändern, wobei die optische Servomodulstruktur (609) eine Mehrzahl optischer Servomodule (612) aufweist, die jeweils umfassen: eine Lichtstrahlquelle zum Emittieren eines Lichtstrahls; eine Lichtstrahlinterferenzstruktur zum Beeinflussen des Lichtstrahls und Erzeugen eines vorbestimmten Musters auf einem Ziel; und mindestens einen ersten und zweiten Detektor zum Detektieren einer Lichtstrahlreflexion; und das gekennzeichnet ist durch: eine Jochbaugruppe (606), wobei die optische Servomodulstruktur (609) an dieser befestigt ist, und die optische Servomodulstruktur (609) zu einer Rückseite des Magnetbands (670) gerichtet ist; eine Gitterbaugruppe, wobei die Gitterbaugruppe mindestens ein Bezugsgitter (628) aufweist, das als ein Ziel für das vorbestimmte Muster verwendet wird, das von der Lichtquelle innerhalb der optischen Servomodulstruktur (609) emittiert wird; und ein Außenbezugsgitter (618) an der Gitterbaugruppe, wobei das Außenbezugsgitter (618) an der Gitterbaugruppe über die Erstreckung des Magnetbands (670) hinaus befestigt ist; und wobei das genannte von der genannten Lichtquelle emittierte Muster das Außenbezugsgitter (618) als ein Ziel verwendet.
  2. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Magnetkopfbaugruppe einen Lese- (624) und einen Schreibkopf (614) aufweist, und die optische Servomodulstruktur (609) an der Magnetkopfbaugruppe zwischen den Lese- und Schreibköpfen (624, 614) befestigt ist, und die optische Servomodulstruktur zu einer Vorderseite des Magnetbands (670) gerichtet ist.
  3. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die optische Servomodulstruktur (609) an einer Seite der Magnetkopfbaugruppe befestigt und zu einem Winkel von Bandumwicklung des Magnetbands (670) ausgerichtet ist.
  4. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Positionierbetätigungselement (608) zwischen der Jochbaugruppe (606) und der Magnetkopfbaugruppe (610) aufgebaut ist, und bei dem nur die Magnetkopfbaugruppe (610) durch das Positionierbetätigungselement (608) bewegt wird.
  5. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Positionierbetätigungselement (608) angrenzend sowohl an die Jochbaugruppe (606) als auch die Magnetkopfbaugruppe (600) aufgebaut ist, wobei die Jochbaugruppe (606) und die Magnetkopfbaugruppe (600) durch das Positionierbetätigungselement (608) bewegt werden.
  6. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem eines des Bezugsgitters (628) und des Außenbezugsgitters (618) einen Bezugsindex auf dem Bezugsgitter (628) enthält.
  7. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Gitterbaugruppe an der Magnetkopfbaugruppe zwischen dem Lese- und Schreibkopf (624, 614) befestigt ist.
  8. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Außenbezugsgitter (618) angrenzend an einen des Lese- und Schreibkopfs (624, 614) befestigt ist.
  9. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein Feinpositionierungsbestätigungselement zum Einstellen der Magnetkopfbaugruppe in bezug zu einem des Bezugsgitters (628) und des Außenbezugsgitters (618).
  10. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 6, das ferner aufweist: ein Feinpositionierungsbestätigungselement zum Einstellen der Magnetkopfbaugruppe in bezug zu dem Bezugsindex eines des Bezugsgitters (628) und des Außenbezugsgitters (618).
  11. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein lineares Betätigungselement zum Aufgeben von Magnetband auf die Magnetkopfbaugruppe(600).
  12. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein Drehbetätigungselement zum Aufgeben von Magnetband auf die Magnetkopfbaugruppe.
  13. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Lichtstrahl ein Laserstrahl ist.
  14. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Lichtstrahlinterferenzstruktur ein Hologramm darstellt.
  15. Optisches Kompaktspurverfolgungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Lichtstrahlinterferenzstruktur zwei oder mehrere parallele Schlitze darstellt.
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