FR2797513A1 - Magneto-optical reader for multitrack magnetic tapes, comprises magneto-optical head, rotatable parallel face plate in the incident beam and second similar plate in the response beam from the head - Google Patents
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Abstract
Description
<B>DISPOSITIF DE LECTURE</B> MAGNETO-OPTIQUE <B>POUR BANDES</B> MAGNETIQUES MULTIPISTES. La présente invention se rapporte aux dispositifs qui permettent de lire de manière magnéto-optique simultanément l'ensemble des pistes enregistrées parallèlement sur une bande magnétique. Elle s'applique plus particulièrement au système d'enregistrement à haute densité de données numériques sur bande magnétique, connu dans l'art sous le terme de SDCR. <B> MAGNETO-OPTICAL READING DEVICE <B> FOR BANDS </ B> MAGNETIC MULTIPIST. The present invention relates to devices that make it possible to read magneto-optically simultaneously all the tracks recorded in parallel on a magnetic tape. It is more particularly applicable to the system for recording high density digital data on magnetic tape, known in the art as the SDCR.
Le système d'enregistrement et de lecture à haute densité sur bande magnétique SDCR a été conçu dans le laboratoire central de recherches de la société THOMSON-CSF en vue d'obtenir un système d'enregistrement sur bande magnétique selon un ensemble de pistes parallèles qui présentent une très forte densité d'enregistrement, sans recourir au système classique de têtes tournantes. II utilise pour cela un dispositif très original d'enregistrement par tête magnétique présentant un ensemble de pôles intégrés disposés de manière matricielle, et pour la lecture une tête magnéto- optique à effet Kerr présentant une structure essentiellement monolithique, . Les têtes d'écriture et de lecture ainsi conçues permettent donc un enregistrement et une lecture parallèles extrêmement denses tout en étant d'une fabrication très simple en regard des systèmes utilisés par ailleurs. The SDCR high-density tape recording and reading system was designed in the central research laboratory of THOMSON-CSF to obtain a magnetic tape recording system based on a set of parallel tracks which have a very high recording density, without resorting to the conventional system of rotating heads. It uses for this purpose a very original recording device with magnetic head having a set of integrated poles arranged in a matrix manner, and for reading a magneto-optical Kerr effect head having a substantially monolithic structure,. The read and write heads thus designed thus allow extremely dense parallel recording and reading while being very simple to manufacture compared to the systems used elsewhere.
Plus particulièrement, pour la lecture la tête à effet Kerr comprend, de manière maintenant connue dans l'art, un prisme comportant un empilement de matériaux adéquats. II est éclairé par un faisceau laser polarisé présentant un faisceau incident plat et allongé pour être adapté à la dimension des bits inscrits sur les pistes magnétiques, et une largeur suffisante pour recouvrir toute la bande magnétique selon la largeur de celle-ci. Après réflexion sur la couche sensible de la tête, la polarisation du faisceau optique change en fonction de la direction de l'aimantation induite par la bande magnétique respectivement pour chaque piste enregistrée sur la bande. Ce changement de polarisation est transformé en changement d'intensité, par un polariseur par exemple. Le faisceau est alors reçu sur une barrette de détecteurs, du type CCD par exemple. Chacune des cellules de ce CCD délivre alors un signal représentatif de l'information enregistrée sur chacune des pistes de la bande. More particularly, for reading the Kerr effect head comprises, in a manner now known in the art, a prism comprising a stack of suitable materials. It is illuminated by a polarized laser beam having an incident flat and elongated beam to be adapted to the size of the bits inscribed on the magnetic tracks, and a width sufficient to cover the entire magnetic tape according to the width thereof. After reflection on the sensitive layer of the head, the polarization of the optical beam changes as a function of the direction of magnetization induced by the magnetic tape respectively for each track recorded on the tape. This polarization change is transformed into a change of intensity, for example by a polarizer. The beam is then received on a detector array, of the CCD type, for example. Each of the cells of this CCD then delivers a signal representative of the information recorded on each of the tracks of the band.
Le système décrit schématiquement ci-dessus a été divulgué de manière plus précise dans un ensemble de brevets portant sur l'architecture globale du système et sur certains points particuliers de réalisation. On citera notamment les brevets français suivants déposés parla demanderesse ; - 89 17313 du 28 décembre 1989, n de publication 2 656 723 - 84 07761 du 18 mai 1984, n de publication 2 564 674 - 93 01407 du 7 février 1993, n de publication 2 701 332 - 90 00546 du 18 janvier 1990, n de publication 2 657 100 - 92 11146 du 18 septembre 1992, n de publication 2 696 037 - 86 14974 du 28 octobre 1986, n de publication 2 605 783 - 87 14818 du 4 mai 1987, n de publication 2 622 335 - 88 05592 du 27 avril 1988, n de publication 2 630 853 - 96 08393 du 5 juillet 1996, n de publication 2 750 787 Ce système a permis de réaliser des prototypes donnant toute satisfaction. L'expérimentation sur ces prototypes à néanmoins fait ressortir un certain nombre de problèmes. La résolution de ces problèmes peut permettre d'augmenter aussi bien les performances que la durée de vie des dispositifs réalisés selon ce système. The system schematically described above has been more specifically disclosed in a set of patents relating to the overall architecture of the system and to certain particular points of realization. These include the following French patents filed by the plaintiff; - 89 17313 of December 28, 1989, n of publication 2 656 723 - 84 07761 of May 18, 1984, n of publication 2 564 674 - 93 01407 of February 7, 1993, n of publication 2 701 332 - 90 00546 of January 18, 1990, publication no. 2 657 100 - 92 11146 of 18 September 1992, publication no. 2 696 037 - 86 14974 of 28 October 1986, publication no. 2 605 783 - 87 14818 of 4 May 1987, publication no. 2 622 335 - 88 05592 of 27 April 1988, publication no. 2 630 853 - 96 08393 of 5 July 1996, publication no. 2 750 787 This system has made it possible to produce prototypes which are entirely satisfactory. Experimentation with these prototypes nevertheless revealed a number of problems. The resolution of these problems can make it possible to increase both the performances and the lifetime of the devices made according to this system.
L'un de ces problèmes concerne l'usure de la tête magnétique de lecture. One of these problems is the wear of the magnetic reading head.
En effet, même si cette tête de lecture est réalisée avec des matériaux particulièrement résistants à l'abrasion, le passage de la bande magnétique sur celle-ci tend à l'user, ce qui entraîne une dégradation progressive des performances de la tête, qui se termine par une mise hors d'usage de celle-ci. Ceci est d'ailleurs commun à tous les systèmes où il y a un contact entre la tête de lecture et la bande magnétique à lire, en particulier aux systèmes à têtes tournantes utilisées actuellement. Indeed, even if this read head is made with materials particularly resistant to abrasion, the passage of the magnetic tape on it tends to wear, which leads to a gradual degradation of the performance of the head, which ends with an out of use of it. This is also common to all systems where there is contact between the read head and the magnetic tape to be read, in particular the rotating head systems currently used.
Pour remédier à cet inconvénient, ou tout au moins pour en retarder considérablement l'échéance, l'invention propose un dispositif de lecture magnéto-optique pour bandes magnétiques multipistes, comprenant un faisceau incident plat et allongé dirigé vers la partie active d'une tête de lecture magnéto-optique et réfléchi par cette tête vers une barrette de détecteurs, principalement caractérisé en ce qu'il comprend une première lame à faces planes parallèles, insérée sur le trajet du faisceau incident et tournant autour d'un premier axe parallèle au plan du faisceau incident et perpendiculaire à l'axe de celui-ci, pour pouvoir déplacer la zone d'impact du faisceau incident sur la tête de manière à maintenir le faisceau sur la partie active au fur et à mesure qu'elle se déplace sous l'effet de l'usure de la tête. In order to remedy this drawback, or at least to considerably delay its expiration, the invention proposes a magneto-optical reading device for multi-track magnetic tapes, comprising a flat and elongated incident beam directed towards the active part of a head. magneto-optical reading device and reflected by this head towards a detector array, mainly characterized in that it comprises a first plane-parallel plate, inserted in the path of the incident beam and rotating about a first axis parallel to the plane the incident beam and perpendicular to the axis thereof, to be able to move the impact zone of the incident beam on the head so as to maintain the beam on the active part as it moves under the effect of head wear.
Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend en outre une deuxième lame à faces planes parallèles insérée sur le trajet du faisceau de retour réfléchi par la tête de lecture et tournant autour d'un deuxième axe parallèle au plan du faisceau réfléchi et perpendiculaire à son axe, pour corriger le déplacement de ce faisceau réfléchi en fonction du déplacement du faisceau incident provoqué par la rotation de la première lame à faces planes parallèles. According to another feature, the device further comprises a second parallel flat-face plate inserted in the path of the return beam reflected by the read head and rotating about a second axis parallel to the plane of the reflected beam and perpendicular to its axis. , to correct the displacement of this reflected beam as a function of the displacement of the incident beam caused by the rotation of the first parallel flat-faced blade.
Selon , une autre caractéristique, ladite seconde lame à faces planes parallèles comprend également un troisième axe de rotation perpendiculaire au plan du faisceau réfléchi pour pouvoir déplacer ce faisceau réfléchi dans son propre plan de manière à maintenir les pinceaux de ce faisceau modulés par les pistes de la bande magnétique sur les détecteurs correspondants de la barrette de détection, pour corriger ainsi les mouvements de louvoiement de la bande magnétique. According to another feature, said second plane parallel plane blade also comprises a third axis of rotation perpendicular to the plane of the reflected beam to be able to move the reflected beam in its own plane so as to maintain the brushes of this beam modulated by the tracks of the magnetic strip on the corresponding detectors of the detection strip, thereby correcting the swaying movements of the magnetic strip.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, faite en regard de la figure annexée qui représente schématiquement le schéma d'une tête de lecture selon l'invention en état de fonctionnement avec une bande magnétique. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description, given with reference to the appended figure which schematically shows the diagram of a read head according to the invention in operating state with a magnetic tape.
Sur cette figure, une bande magnétique 101 comportant un ensemble de pistes parallèles 102 défile sous une tête de lecture 103. La structure de cette tête est connue par ailleurs et on ne l'a représentée que schématiquement et vue par transparence au- dessus de la zone de contact de la tête avec la bande magnétique. In this figure, a magnetic tape 101 comprising a set of parallel tracks 102 runs under a read head 103. The structure of this head is known elsewhere and it has been represented only schematically and seen by transparency above the contact area of the head with magnetic tape.
La partie active 104, magnétisée par la bande, a la forme d'une bande rectiligne très étroite (largeur de l'ordre de 2 à 3 micromètres) située sur la figure à l'extrémité de l'arête gauche de la tête de lecture 103. The active part 104, magnetized by the strip, has the shape of a very narrow rectilinear strip (width of the order of 2 to 3 micrometers) located in the figure at the end of the left edge of the read head 103.
Cette partie active est éclairée par un laser, non représenté sur la figure, et dont le faisceau de lumière polarisé a été mis en forme par un système optique connu, lui-même non représenté sur la figure, de manière à présenter des dimensions adaptées à la partie active 104, Ce faisceau 105 est orienté de manière à illuminer cette partie active 104. II est alors réfléchi en étant modulé en polarisation par l'orientation des bits contenus dans les pistes magnétiques 102, pour former un faisceau de retour 106, contenant un ensemble de pinceaux modulés, qui est dirigé vers une barrette 107 de détecteurs, de type CCD par exemple. Chacun des détecteurs 108 de cette barrette reçoit ainsi un des pinceaux du faisceau 106, qui a été modulé par l'une des pistes 102. L'intensité reçue sur chacune de ces cellules dépend de la modification de la polarisation apportée au faisceau par l'état magnétique de la piste qui est lue. Des lames polarisantes, non représentées mais connues dans l'art, permettent de transformer cette modification de polarisation en modification d'intensité pouvant être détectée par les cellules 108. This active part is illuminated by a laser, not shown in the figure, and whose polarized light beam has been shaped by a known optical system, itself not shown in the figure, so as to have dimensions adapted to the active part 104, This beam 105 is oriented so as to illuminate this active part 104. It is then reflected by being polarization-modulated by the orientation of the bits contained in the magnetic tracks 102, to form a return beam 106, containing a set of modulated brushes, which is directed towards a bar 107 of detectors, of the CCD type for example. Each of the detectors 108 of this bar thus receives one of the brushes of the beam 106, which has been modulated by one of the tracks 102. The intensity received on each of these cells depends on the modification of the polarization provided to the beam by the beam. magnetic state of the track that is read. Polarizing blades, not shown but known in the art, make it possible to transform this polarization modification into an intensity modification that can be detected by the cells 108.
L'intérêt du système est de ne pas individualiser la lecture des pistes au niveau de la tête<B>103</B> proprement dite, comme on le fait dans les têtes magnétorésistives, ce qui nécessiterait une segmentation longitudinale adaptée aux pistes et un système de suivi de piste permettant de compenser le louvoiement latéral de la bande magnétique, qui sont des dispositions très difficiles à mettre en oeuvre. The interest of the system is not to individualize the reading of the tracks at the level of the head <B> 103 </ B> proper, as is done in the magnetoresistive heads, which would require a longitudinal segmentation adapted to the tracks and a track tracking system to compensate for lateral sway of the magnetic tape, which are very difficult provisions to implement.
L'individualisation des pistes est donc reportée au niveau de la barrette de détecteurs 107, qui est un dispositif bien connu et commercialement disponible, La compensation du louvoiement de la bande quant à elle est effectuée à l'aide d'une lame à faces planes parallèles 109 qui peut osciller autour d'un axe 110 perpendiculaire au plan du faisceau 106. Le mouvement (c), ainsi obtenu permet de déplacer ce faisceau 106 dans son propre plan tout en restant parallèle à lui-même, selon les propriétés bien connues des lames à faces planes parallèles. Un système de servomécanisme, lui-même connu, permet de maintenir l'image des pistes 102 sur les cellules 108 qui leurs sont affectées, de manière à ce que chacune de ces cellules délivre toujours le signal enregistré sur la piste correspondante avec le niveau maximal possible, et ceci en dépit des mouvements de la bande magnétique dans son propre plan. The individualization of the tracks is therefore reported at the level of the detector strip 107, which is a well-known and commercially available device. Compensation for the swaying of the strip is carried out using a flat-faced blade. parallel 109 which can oscillate about an axis 110 perpendicular to the plane of the beam 106. The movement (c) thus obtained allows to move the beam 106 in its own plane while remaining parallel to itself, according to the well-known properties blades with parallel flat faces. A servomechanism system, itself known, makes it possible to maintain the image of the tracks 102 on the cells 108 which are assigned to them, so that each of these cells always delivers the signal recorded on the corresponding track with the maximum level possible, and this despite the movements of the magnetic tape in its own plane.
Le système nécessitant pour fonctionner Un contact de la bande magnétique 101 avec la tête 103, et cette bande magnétique pouvant elle-même, pour des systèmes à très haut débit, défiler à une vitesse relativement élevée, on observe une certaine usure de la tête 103 dans le temps. En valeur absolue cette usure n'est pas très importante, mais compte tenu des dimensions très minimes de la partie active, sa valeur relative n'est pas négligeable et nécessite, si l'on veut que l'appareil puisse fonctionner un temps raisonnable, des moyens de compensation de cette usure. The system requiring to operate A contact of the magnetic tape 101 with the head 103, and this magnetic tape can itself, for very high speed systems, scroll at a relatively high speed, there is some wear of the head 103 in time. In absolute value this wear is not very important, but given the very small dimensions of the active part, its relative value is not negligible and requires, if we want the device to work a reasonable time, means for compensating for this wear.
Dans.l'exemple représenté sur la figure, la partie active 104 se sera déplacée d'une distance Z au bout de quelques centaines d'heures de fonctionnement, pour être située dans la position 111, elle-même située en dehors du faisceau incident 105. In the example shown in the figure, the active part 104 has moved a distance Z after a few hundred hours of operation, to be located in the position 111, itself located outside the incident beam 105.
Pour pouvoir alors ramener ce faisceau sur la zone 111, l'invention propose d'utiliser une deuxième lame à faces planes parallèles 112 qui peut osciller autour d'un axe de rotation<B>113</B> parallèle au plan du faisceau incident 105 et perpendiculaire à l'axe de celui-ci. De cette manière, et en fonction de l'action optique bien connue des lames à faces planes parallèles, le mouvement (r)z, de cette lame à faces planes parallèles déplace le faisceau 105 dans une direction perpendiculaire au plan du faisceau incident tout le maintenant parallèle à lui-même. Ce faisceau se déplace donc pour venir frapper la tête de lecture sur la nouvelle position 111 occupée parla partie active de celle-ci. Bien entendu, le faisceau de retour 116 réfléchi par cette zone à son nouvel emplacement est décalé par rapport au faisceau réfléchi initial 106 et ne vient donc plus frapper la barrette de détecteurs 107 au bon endroit. In order then to be able to bring this beam back to the zone 111, the invention proposes to use a second plane-parallel plane blade 112 which can oscillate about an axis of rotation <B> 113 </ B> parallel to the plane of the incident beam 105 and perpendicular to the axis thereof. In this way, and as a function of the well-known optical action of the parallel flat-faced blades, the movement (r) z of this parallel-plane plate displaces the beam 105 in a direction perpendicular to the plane of the incident beam all the way through. now parallel to itself. This beam therefore moves to strike the reading head on the new position 111 occupied by the active part thereof. Of course, the return beam 116 reflected by this zone at its new location is shifted relative to the initial reflected beam 106 and therefore no longer hits the sensor bar 107 in the right place.
Pour compenser cette action, l'invention propose alors de faire tourner également la lame à faces planes parallèles 109 selon un axe 114 parallèle au plan du faisceau de retour 106 et perpendiculaire à l'axe de celui-ci. Le mouvement<B>Co,,.</B> de la lame 109 autour de cet axe 114 sera sensiblement symétrique du mouvement (Oz, de la lame 112 autour de l'axe 113, de manière à compenser le déplacement du faisceau de retour provenant du déplacement du faisceau incident, afin que ce faisceau réfléchi vienne toujours frapper la barrette de détecteurs 107 au bon endroit. To compensate for this action, the invention then proposes to also rotate the parallel plane plane blade 109 along an axis 114 parallel to the plane of the return beam 106 and perpendicular to the axis thereof. The movement <B> Co ,,. </ B> of the blade 109 about this axis 114 will be substantially symmetrical with the movement (Oz, of the blade 112 about the axis 113, so as to compensate for the displacement of the beam of return from the displacement of the incident beam, so that the reflected beam always hit the detector bar 107 at the right place.
Les déplacements en question, qui sont très lents, peuvent être obtenus par des micromoteurs, piézo-électriques par exemple, non représentés sur la figure et commandés par un système asservi, lui- même non représenté, qui fonctionnera à partir de la détection d'un signal d'erreur. On peut utiliser par exemple une piste dédiée, qui peut être une piste de synchronisation. On peut aussi par exemple détecter la puissance moyenne observée sur le signal de sortie des cellules 108 de la barrette de détecteurs. The displacements in question, which are very slow, can be obtained by micromotors, piezoelectric for example, not shown in the figure and controlled by a slave system, itself not shown, which will operate from the detection of an error signal. One can use for example a dedicated track, which can be a synchronization track. It is also possible, for example, to detect the average power observed on the output signal of the cells 108 of the detector array.
On a représenté sur la figure, pour faciliter la visibilité celle-ci, les lames à faces planes parallèles 109 et 112 uniquement dans leur état de repos lorsque la bande magnétique est centrée et qu'il n'y a pas d'usure. Dans cet état, les faisceaux 105 et 106 sont ceux effectivement transmis par les lames à faces planes parallèles, alors que les faisceaux 115 et 116 sont ceux qui seraient transmis lorsque ces lames auraient tourné autour des axes 113 et 114 des angles nécessaires pour obtenir la déviation souhaitée. Le trajet de ces faisceaux dans les lames, tel que représenté sur la figure, n'est donc pas le trajet réel mais permet parfaitement de comprendre l'invention.In the figure, to facilitate visibility thereof, the blades with parallel flat faces 109 and 112 are shown only in their rest state when the magnetic strip is centered and there is no wear. In this state, the beams 105 and 106 are those actually transmitted by the flat parallel-plane blades, while the beams 115 and 116 are those that would be transmitted when these blades would have rotated about the axes 113 and 114 of the angles necessary to obtain the desired deviation. The path of these beams in the blades, as shown in the figure, is not the actual path but perfectly allows to understand the invention.
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Also Published As
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