JP4021944B2 - 磁気読取り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は磁気読取り装置に係わり、特に、磁気記録媒体用の読取りヘッドに係わる。本発明は、コンピュータ周辺装置の磁気読取り装置及び業務用ビデオテープレコーダに好適に使用されることが可能である。
【０００２】
更に、本発明は、特にカー効果タイプの磁気光学読取りヘッドの動作を線形化するために、磁気光学読取りヘッドに適用可能である。
【０００３】
【従来の技術】
磁気媒体上でデータの記録と読取りとを行うためのシステムでは一般的に、読取りセンサは磁気光学ヘッドであってよく、データ要素を読み取るために「カー」効果を使用することができる。
【０００４】
カー磁気光学効果は、磁気センサ製造分野で使用される特定の材料の属性である。カー効果を有する材料の表面上で反射される直線偏光ビームは、その反射位置においてその材料中に存在する磁束に応じて回転する偏光方向を有する。
【０００５】
図1aと図1bとに示されるように、カー効果によって動作する読取りセンサは、非磁性絶縁体３によって隔てられた２つの磁性材料層１、２の形に構成される。この構造は、図1aに示されるように媒体上に記録された情報要素から来る磁束の道筋を作るために最適化されている。
【０００６】
センサの領域５内では、このセンサは、読み取るべき磁気媒体４と接触しているか、殆ど接触するような状態にある。直線偏光された光ビームF1は、ヘッドの一方の磁性層の表面上で反射され、情報要素が反射ビームFRの偏光の回転（カー効果）の検出によって読み取られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この装置は、フランス特許出願第 89 17313 号が対象としているものである。しかし、この装置は次の欠点を有する。
【０００８】
− カー効果は表面効果であり、カー効果センサの高い感度を得るためには、磁気回路を形成する層が可能な限り薄くしなければならない。
【０００９】
− 上記構造では、磁気媒体上で読み取られる磁気情報要素に応じてランダムに変化する「磁区」の形に、磁化が構成される。こうしたランダムな再構成に起因する雑音が、SN比を低下させ、信号を使用不可能にする。
【００１０】
− 更に、磁性層は、その層の平面内における磁気異方性と、読み取られる信号の非線形性として現れる残留保磁力とを常に呈する。
【００１１】
磁気抵抗センサ内の磁性層の磁区を安定化させるために使用される技術の１つは、その磁場によって前記磁区を「アンカーする(anchor)」磁化層を、そのヘッドに付加することから成る。
【００１２】
この技術は、これらの欠点を克服することを意図している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、読取り領域を有する少なくとも１つの磁性薄層を有する読取りヘッドを含む磁気読取り装置に係わり、該装置は更に、前記読取り領域内において重畳励磁場(magnetic excitation field) を誘導するための手段を含む。この重畳励磁場は交流磁場であることが好ましい。
【００１４】
本発明の装置は、磁気光学読取りヘッドは，このヘッドが、非磁性材料で作られたギャップ層によって隔てられた２つの磁性材料層を有し、且つ検出すべき磁場の中に置かれるように構成された読取り領域を有するカー効果を使用する磁気光学ヘッドであり、読取り光ビームが前記磁性材料層の一方により偏光されて反射され、偏光アナライザが読取られたビームを受け取り、光検出器に前記ビームを伝送することを特徴とする。
【００１５】
本発明の様々な目的と特徴とが、本発明の一例の形で示される以下の説明と添付図面とから、より一層明らかにされるだろう。
【００１６】
【実施例】
本発明は、読取りヘッドの付近に配置された低振幅交流磁場発生装置にある。この装置は、カー効果読取りヘッドを磁気的に均一化する。
【００１７】
図３では、この発生装置は、検出すべき磁場の影響を磁気ヘッドがその領域内で受けている領域５内において重畳交流磁場（磁気分極）を誘導する装置６として表されている。この装置は様々な形態をとることが可能であるが領域５全体に亙って概ね均一な磁場を誘導することが不可欠である。記録媒体がマルチトラック媒体であって領域５が複数の記録された情報要素の同時読取りを可能にする場合にも、このことが必要である。
【００１８】
図３では、この磁場誘導装置が装置６として表されている。しかし、この装置は、領域５内において磁場を誘導するように、例えば位置６′、６″のような他の任意の位置に配置されることが可能である。
【００１９】
図４は、磁気テープの読取りに適用される実施例を示している。この装置は、図３の要素１、２、３に相当するカー効果読取りヘッド10を有する。磁気ヘッドの読取り用光ビームは図示されていない。
【００２０】
読取りヘッド10は、読取り段階中に規則正しく通過して行く読み取るべき磁気媒体と接触している（又は殆ど接触している）。
【００２１】
読取りヘッド上をまたぐ位置にあるフェライトコア６が備えられたソレノイド62が、カー層の中に交流磁場を発生させる。そのフェライトの幾何学的形状によってセンサの能動部分全体に亙って一様にされるこの磁場は、磁区を「撹拌する(agitate) 」。
【００２２】
高周波バイアスが存在しない時には、テープ上に読み取られる信号は、カー層の磁気的非線形性と、上記の磁区の再構成の雑音とにより悪影響を受ける。
【００２３】
バイアスの存在下では、前記ソレノイドによって読取りヘッドに印加される交流磁場が、磁気媒体からもたらされる有効信号の上に重畳される磁場を発生させる。この後で、前記センサが、その交流磁場の周波数において「搬送(carrier) 」信号を送り出し、読取りされる磁気テープから来る有効信号が、この搬送信号に加えられる。
【００２４】
この能動化の周波数は、フィルタリングによって除去できるように、読み取られる信号の有効スペクトルよりも高くなければならない。磁区の再構成の雑音と非線形性とがそのバイアスと同調して発生するが故に、これらの現象もフィルタリングによって除去される。
【００２５】
図５では、磁気ヘッド10の領域５が、読み取られるべき磁気テープ４の付近に位置している。その交流磁場誘導装置は、コイル62によって誘導される磁束が磁気ヘッドによって閉じ込められるように、且つ、特に、その磁束が領域５内において誘導されるように、磁気ヘッド10の付近に配置された２つの磁極60、61を有する。
【００２６】
マルチトラック磁気テープの場合には、磁気ヘッド10の能動部分が磁気テープ方向に対して横断方向に配置され、領域５が複数のトラックの同時読取りを可能にする。磁極60、61は、磁気テープに対して横断方向に磁気ヘッドの両側に配置される。こうして、（例えば高周波数の）交流磁場が磁気ヘッドの磁性材料層の平面内に誘導される。これは、磁気テープの平面に対して平行に領域５内で行われる。
【００２７】
図５は、図４の装置の変形例を示す。磁気回路６とカー効果読取りヘッド10が、読み取られるべき磁気媒体４の同一側部に配置される。読取りヘッドの磁性材料層の平面に対して平行に、且つ磁気媒体上で読み取られるべき磁場の影響を受ける領域５内において、交流磁場が印加することが不可欠である。
【００２８】
更に、低振幅の重畳直流磁場（直流磁気分極）の印加が、高周波分極の効率を最適化することを可能にする。更に、ソレノイド62が、この直流分極の役割を果たす。図６に示される回路図は、高周波ジェネレータG2によって与えられる直流電流によるソレノイド62への電力供給を可能にすることによって、これが可能であることを図示するものである。
【００２９】
センサの信号がサンプリングされなければならない場合には、その磁気分極の周波数をサンプリング周波数の偶数倍に設定することが有利である。この場合、スペクトルエイリアシング(spectral aliasing) なしに、周波数の同調によって、そのフィルタリングが自然に実行される。例えば、この磁気分極の周波数は、50KHz のサンプリング周波数の場合には500KHz〜1 MHz の範囲内であってよい。
【００３０】
本発明は次の諸利点をもたらす。
【００３１】
交流分極が、その有効周波数帯において磁気光学センサのＳＮ比を増大させる。
高周波分極が、読取りシステムの後続部分内でフィルタリングされる付加雑音を促進し、有効信号が６デシベルまで増強される。交流分極は、あたかも読取り磁性層内にテープによって誘導される磁場の伝播を促進する「磁気流動化手段（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｉｄｉｆｉｅｒ）」として働く。
【００３２】
SN比の増大は、読み取られる信号の周波数に応じて２〜３dBである。
【００３３】
磁気分極のための方形波形が、正弦波形よりも良好なSN比が得られることを可能にする。
【００３４】
その「磁気流動化手段」の役割によって、磁気分極は、前記層内における磁場の伝播を促進し、従って光学要素の調整作業の複雑さが低減され、この調整が容易に行われるようになる。
【００３５】
上記の説明では、本発明は、カー効果を使用する磁気光学読取りヘッドに適用された。しかし、本発明は、磁場によって変化させられる特性を光ビームが有する他の任意の読取りヘッドにも適用可能である。本発明の目的は、磁性層を安定化させる役割を有する追加の磁場を与えることである。
【００３６】
或いは、本発明は、その磁気ヘッドの不安定性又は非線形性を克服する必要がある全てのタイプの磁気ヘッドに適用すること可能である。特に、本発明は、磁気抵抗ヘッドのような、薄層によって構成された磁気センサ全てに適用し得る。
【００３７】
こうしたセンサの磁性薄層を安定化させるために現在使用されている技術は、磁性層を単一磁区層にする磁化層を、こうしたセンサに付加することから成る。この直流磁場は、そのセンサの感度に損失を与えて、その磁性層の磁気的安定性を与える。
【００３８】
外部コイルによる又は磁気抵抗センサの磁性層と一体化されたコイルによる交流磁場の印加が、信号振幅とセンサ動作の線形化とに関して同じ利点をもたらすであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】カー効果を使用する公知のタイプの磁気光学装置を示す説明図である。
【図１ｂ】カー効果を使用する別の公知のタイプの磁気光学装置を示す説明図である。
【図２】カー効果を使用する更に別の公知のタイプの磁気光学装置を示す説明図である。
【図３】本発明の装置の実施例の略図である。
【図４】本発明の装置の実施例の詳細図である。
【図５】本発明の装置の実施例の詳細図である。
【図６】本発明の装置の電源回路の説明図である。
【符号の説明】
１、２ 磁性材料層
３ 非磁性絶縁体
４ 磁気媒体
６ 読取り装置
10 読取りヘッド
60、61 磁極
62 ソレノイド
G2 高周波ジェネレータ

Claims (11)

1. 規定されたサンプリング周波数で磁気媒体の情報トラックを読み取る磁気読取り装置であって、
   磁気媒体上の情報トラックが走る方向に平行ではない方向に置かれる読取り領域（５）を有する少なくとも１つの磁性層（１、２）を含む読取りヘッドを、読取り領域（５）に励磁場を誘導する手段（６）と共に備えており、
   前記読取りヘッドは、カー効果を使用する磁気光学読取りヘッドであり、
   読取り領域（５）が、マルチトラック磁気媒体を読み取ることができるものであり、
   前記励磁場は、低振幅の直流磁場に重畳される交流磁場であり、この交流磁場がサンプリング周波数の偶数倍に等しい周波数を有していることを特徴とする磁気読取り装置。
2. 前記磁気媒体が磁気テープであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記読取りヘッドは、読取り光ビームが磁場によって変更される特性を持つ磁気光学ヘッドであり、読取り領域（５）が、読取り光ビーム（ＦＩ）を受け、読取りビーム（ＦＲ）を再伝送することを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記読取りヘッドは、非磁性材料で作られたギャップ層（３）によって隔てられた２つの磁性材料層（１、２）を備えると共に、検出すべき磁場の中に置かれる読取り領域（５）を含む、カー効果に基づいた磁気光学ヘッドであり、読取り光ビーム（ＦＩ）は、磁性材料層（１、２）の一方によって偏光されて反射され、偏光アナライザが、読取りビーム（ＦＲ）を受け取り、該読取りビームを光検出器に伝送することを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記磁場誘導手段（６）が、前記磁性材料層の両側側面上に置かれた２つの端部磁極（６０、６１）を有する磁気回路を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記磁場誘導手段（６）が、読取りヘッドの磁性材料層の平面内に向けられた方向に磁場を誘導することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記装置が磁気テープ上の情報を読み取るものであり、前記読取りヘッドの磁性材料層が磁気テープの近くに置かれた読取り領域（５）を有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
8. 前記装置が直線に沿って並べられた情報を読み取るものであり、前記読取り領域（５）がまた、情報の直線に平行な直線の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 前記磁場誘導手段（６）が、交流ジェネレータ（Ｇ２）により交流電流を供給される磁場誘導ソレノイド（６２）であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
10. 前記ソレノイド（６２）がまた、直流ジェネレータ（Ｇ１）により直流電流を供給されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記磁場誘導手段（６）によって誘導される交流磁場信号が、方形の波形を有することを特徴とする請求項２に記載の装置。

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