KR100188239B1 - 스태틱 자기 판독 헤드 - Google Patents

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Abstract

기재된 스태틱 판독 헤드는 마이크로-헤드의 밀집한 망(dense network)을 포함한다. 이들 각각의 마이크로-헤드는 페라이트로 구성되는 자기 회로 체(magnetic circuit body)를 가지며, 좁은 퍼멀로이 편(permalloy piece)을 통해 판독되는 테이프에 의해 차단된다. 마이크로-헤드는 고주파 성분을 갖는 DC 성분을 제공받는 행의 자화 전선과 검출 회로에 접속되어 있는 열의 판독 전선에 연관되어 있다.

Description

스태틱 자기 판독 헤드
제1도는 원근법에 따른 자기 헤드의 부분도.
제2도는 본 발명에 따른 기본 헤드의 단순 단면도.
제3도는 기본 헤드와 협동해서 동작하는 몇몇 행과 열의 전선을 갖는 제1도의 기본 헤드의 개략 평면도.
제4도는 제1도 헤드의 한 행에 대한 자화 전압(excitation voltage)의 그래프도.
제5도는 판독되는 자기 테이프에 관한 본 발명에 따른 헤드의 위치를 도시한 개략도.
제6도는 제4도의 헤드에서 나타나는 몇몇 신호의 타이밍도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 헤드 2 : 기판
5 : 자극편 7 : 갭(gap)
9 : 몸체
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 스태틱 자기 판독 헤드(static magnetic reading head)에 관한 것이다.
[종래의 기술]
자기 테이프 상에 비디오 신호와 같은 정보를 수록하고, 그런 다음 기록된 테이프를 판독하는데 있어서, 다수의 트랙에 기록할 수 있고 재 판독할 수 있는 회전(헬리스캔(heliscan)형) 자기 헤드가 일반적으로 사용된다. 이와 같은 자기 헤드는, 이동 가능하고 높은 정밀도로 위치 설정되어야 하므로, 자기 헤드의 제조 및 위치 설정이 어려워진다.
이와 같이 기록된 테이프를 판독하기 위해, CCD 기술의 망막과 관련이 있는 자기-광학 에너지 변환기가 또한 공지되었다. 이런한 판독 시스템도 또한 시스템의 구성 소자들의 위치를 매우 정확하게 설명할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 표준 방식으로 기록된 자기 테이프를 판독할 수 있고, 설치가 용이한 저가의 스태틱 판독 헤드이다.
[발명의 개요]
본 발명에 따른 판독 헤드는 몇 개의 기본 헤드를 포함하며, 각각의 기본 헤드는 실용적인 선형 특성(linear characteristic)을 갖는 자기 회로를 구비하고, 자기적으로 비 선형인 소자(magnetically non-linear element)에 의해 판독될 자기 테이프에서 차단되며, 이들 기본 헤드 각각은 자화 전선(excitation wire) 및 신호 전선(signal wire)과 협동하여 동작하며, 이들 모든 전선(wires)은 행과 열(lines and columns)로 구성되는 매트릭스를 형성한다.
본 발명의 이점에 따라, 자화 전선에는 매우 높은 주파수 RF 신호가 중첩되어 있는 DC 전류가 공급된다.
본 발명의 다른 이점에 따라, 상기 자기 헤드는 행을 주사해서 테이프를 탐색하는 헤드(line-scanning and tape-ecploring head)에 접속된다.
본 발명의 또다른 이점에 따라, 상기 전선들은 거의 직각인 망을 형성하고, 자기 회로의 선형 부분은 대칭적이며, 자기 회로의 비 선형 부분은 망의 전선에 대해 기울어져 있다.
[양호한 실시예의 설명]
본 발명의 비 제한적인 예로서 취하고, 첨부된 도면으로 설명되는 실시예의 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.
본 발명에 따른 자기 헤드는 매트릭스로 배치된 판독 마이크로-헤드(기본 헤드)의 밀집한 망(dense network)으로 형성된다. 예를 들어, 상기 매트릭스에 자기 비디오 테이프를 판독하기 위해 16개의 마이크로-헤드 각각에 16개의 행이 포함되어 있다. 상기 헤드(1)로는 예를 들어 프랑스 특허출원 번호 88 05592호에서 설명되어 있고 제1도에 도시된 바와 같은 형태의 위상 기하가 있다. 그렇지만, 마이크로-헤드를 제조하는 것과 전선의 망을 제조하는 것은 다르다. 요컨대, 상기 언급된 특허출원에 따라, 상기 자극 편(pole pieces)(17, 18)의 연장 부분(상기 특허출원에서 관련 부호(171, 181))은 일반적으로 상기 자극 편과 동일한 재료로 만들어진다. 대조적으로, 본 발명에 따르면 상기 헤드(1)는 도시한 실시예에서 있어서, 기본적으로 페라이트와 같은 상대적 자기 투자율(relative magnetic permeability)이 낮은 재료로 만들어진 기판(2)을 갖는다. 상기 기판에는, 행(RL1, RL2, ....) 및 열(RC1, RC2, ....)내에 거의 직각인 홈의 망이 만들어진다. 행 도체(line conductors)(L1, L2, ....) 및 열 도체(column conductors)(C1, C2, ....)는 이들 홈내에 위치된다. 이 홈의 망에 의해 판(2)의 블록들(3)이 결정되며, 블록의 상부면은 후술되는 바와 같이 실질적으로 정방형, 양호하게는 약간 사다리꼴의 형태로 된다. 상기 기판은(2)은 예를 들어 유리와 같은 비 자기 재료로 만들어진 판(4)이 동일한 영역으로 덮여지며, 그 위에 퍼멀로이(Permalloy) 또는 센더스트(Sendust)와 같은 상대적 투자율이 높은 재료로 만들어진 자극 편의 망(5)이 증착된다. 이들 자극 편(5)은 기판(4)의 대각선에 대해 모두 평행한 장방형의 형태로 되어 있으며, 상기 판(4)에는 행 홈(line groove)과 dug 홈(column groove)(예를 들어, 블록 3A, 3B와 같은)의 교차점에 관하여 대칭적으로 위치된 블록들(3)의 대향하는 코너들의 결합되어 있다. 판(4) 위에 점선으로 도시된 바와 같이, 자극 편(6)은 이 판(4)의 위에 위치될 수 있다. 이들 자극 편(6)은 자극 편이 집중해 있는 것과 관련해서 블록(3)과 동일한 형태 및 동일한 영역(또는 약간 더 큰 영역)을 가지며, 또한 자극 편(5)과 동일한 재료로 동시에 만들어진다. 제2도 및 제3도에서 도시한 다른 실시예에 따르면, 기판(2)의 대응하는 홈들 내에, 행의 도체 및 열의 도체가 있고, 이들 홈은 비-자기 재료(합성수지, 유리)로 채워진다. 이때 상기 기판(2)의 상면은 연마되고, 상기 자극 편(5)은 상기 기판(2) 바로 위에 놓여진다. 상기 자극 편(5)은 갭(7)에 의해 중앙부에서 절단된다.
제2도에서 상세히 도시된 바와 같이, 각각의 마이크로-헤드(8)는 자기 회로와, 두 개의 블록 3A, 3B(위에서 규정한 바와 같이, 각각의 블록은 다른 한 대각선 연장과 합쳐진 대각선 하나를 갖는데, 즉 제3도에서 절단선(10)을 가지며)로 형성된 몸체(9), 및 기판(2)의 대응 부분을 갖는다. 상기 몸체(9)는 페라이트와 같이 자기 저항(reluctance)이 낮은 재료로 만들어진다. 상기 몸체(9)는 대략 U-형태로 되어 있다. 폭이 약 1㎜ 정도인 개구(opening)는 예를 들어 유리와 같은 비-자기 재료(11)로 채워진다. 이와 같이 채워진 몸체(9)의 상면은 연마되고, 그 중앙부(즉, 재료(11)의 상면과 블록 3A, 3B에 마주하는 코너)는 자기 저항이 높은 재료(예를 들어 퍼멀로이)의 얇은 층(5)(예를 들어 약 0.1㎛의 두께))으로 덮이게 된다. 예를 들어, 상기 층(5)은 장방형이며, 갭(7)에 의해 그 중앙이 절단되어 있다. 예를 들어, 상기 갭(7)은 약 0.3㎛의 폭을 갖는다. 제2도에서 파선으로 도시된 바와 같이, 상기 블록(3A, 3B)의 전체 면은 자기 저항이 높은 상기 재료로 덮여질 수도 있다. 만족해야 하는 주요한 조건은 상기 U 형태의 아암들(arms) 사이에 위치하고 있는 상기 층(5)의 일부가 블록(3)보다 더 작은 폭을 가지게 되므로, 상기 마이크로-헤드의 동작 중에 어떠한 역효과도 실질적으로 생기지 않는다.
열 도체(13) 및 행 도체(14)는 상기 몸체(9)에 의해 둘러싸여진 공동(12, cavity)을 통과한다.
양호하게, 상기 행 도체는 자기 회로 각각의 적어도 교차점에서, 즉 이들의 상호 교차점 지역에서 상기 열 도체와 거의 직교한다.
상기 재료 상에 위치하는 층(5) 부분의 길이를 L이라 하고, 상대적 투자율을 μr, 그 두께를 e라 하면, L은 곱 μr·e와 거의 같아야만 한다. 예를 들어, 만일 μr=1000이고 e=0.1이면, L값으로 100㎛의 값이 구해진다.
행 전선(line wires)에 있는 전선의 일부는 상기 개개의 마이크로-헤드의 자화(excitation)를 발생하는데 사용된다. 이 효과를 위해 DC 전류 바이어스(IB)가 거기에 인가된다. 상기 DC 전류 바이어스(IB)에는, 자화될 행에 대해, RF 성분, 즉 매우 높은 주파수 연속파(wave train)가 중첩되어 있다. 상기 연속파의 주파수는 해당하는 행의 자화(또는 유효) 기간 동안, 이들 파가 적어도 약 10 교번(alternation)이 보내지도록 선택된다. 상이한 축을 따라 자화되는 퍼멀로이와 같은 비-선형 자기 속성을 갖는 재료의 특성 M=f(H)(M은 비 선형 소자(5)에 대한 자화 에너지이고, H는 자계)에서 알 수 있는 바와 같이, 이와 같은 재료의 동작점은 본 발명의 자기 회로의 감도가 가장 높아지도록 하기 위해, 곡률 반경이 작은 영역(제4도에서 점 A의 영역)으로 이동되어야 한다. 동작점의 이동은 자계(HB)를 제공하는 상기 DC 바이어스 전류(IB)에 의해 얻어진다.
열의 전선 각각은 자기 테이프 상에서 판독되는 신호를 수집하는 검출 회로에 접속되어 있다. 이것은, 상기 자극 편을 통과하는 자속의 변동을 추출할 수 있는 열의 전선과 상기 자극 편(5)이 경사져 있는 사실에 따라 가능하다.
양호하게, 제5도에 도시한 바와 같이, 자기 헤드(1)는 자기 테이프(21)의 주사 방향에 대해 약간 경사지게(몇도의 각도로) 위치되어 있기 때문에, 상기 헤드(1)의 마이크로-헤드 피치에서(수십 마이크론 이하로) 비현실적으로 감소함이 없이 상기 테이프의 트랙 수를 최대로 판독하는 것이 가능하다.
설명을 간략하게 하기 위해, 상기 헤드(1)가 마이크로-헤드의 네 개의 행(L1 내지 L4) 및 네 개의 칼럼(A 내지 D)을 갖는 것으로 가정한다.
P1을 제1트랙이라 하고 P16을 최종 트랙이라 하면, 트랙 P1은 제1열(A)의 (행 L1의) 제1마이크로-헤드와 협동하고, 트랙 P2는 제1열의(행 L2의) 제2마이크로-헤드와 협동하고, .... 트랙 P4는 제1열의(행 L4의) 제4마이크로-헤드와 협동하고, 트랙 P5는 제2열(B)의 제1마이크로-헤드와 협동하고, 그래서 트랙 P16 이 제4열의 제4마이크로-헤드와 협동할 때까지 계속되어, 마이크로-헤드(이들 마이크로-헤드의 갭(7)만이 제5도에서 도시되어 있다)가 연속적인 트랙들과 협동해서 동작하는 방식으로 헤드(1)가 배치되어 있다. 양호하게, 상이한 형태의 헤드를 표준화하기 위해, 행 L1 내지 L4는 자기 테이프 경로(또는 테이프의 주행 방향)에 수직으로 되어 있다. 또한, 연속적인 트랙에 대응하는 마이크로-헤드의 갭은 제1방향과 제2방향으로 교대로 향하도록 되어 있으며, 이 두 방향은 테이프의 주행 방향과 수직인 방향에 대해 충분히 대칭이며 이 수직 방향에 대해 약 10°내지 45°각도(예를 들어, 제5도에서 상세히 도시된 오프셋(offset)에서 테이프의 진행 방향에 수직인 직선 D와 각도 +a, -a를 각각 형성하는 제1 두 개의 마이크로-헤드(T1및 T2)를 참조)를 형성한다.
마이크로-헤드의 다중화를 실현하기 위해, 제6도의 상단에 도시한 바와 같이, RF 발진의 버스트는 행 L1 내지 L4로 주기적으로 보내진다. 각각의 마이크로-헤드에 의해 판독되는 신호는 열 A 내지 D에서 검출된 후 회복되며, 이들 각각의 마이크로-헤드는 A에 대해서 A1 내지 A4 이고, 열 B에 대해서는 B1 내지 B4이다.(A1은 상기 행 Ll 상에서 열 A의 마이크로-헤드이다). 그러면, 적절한 순서로 서로 다른 열의 신호를 충분히 처리할 수 있다.
본 발명의 이점에 따라, 비 자화된 행의 전류(IB)는 제거된다. 따라서, 비록 비 자화된 행에서의 표유 결합(stray coupling)에 의하여 RF 신호에 무시할 수 없는 유도가 존재한다 할지라도, M=0(제4도)에 대한 마이크로-헤드의 이득이 M=HB에 대한 이득보다 훨씬 더 낮고 거의 0으로 될 수 있기 때문에, 이 Rf 신호는 마이크로-헤드에 의한 비 자화된 행을 판독할 수 없다.
본 발명의 또다른 이점에 따라, 마이크로-헤드의 감도는 대응하는 행과 이 대응하는 행에 근접해 있는 마이크로-헤드에 의해 구성되는 분배 회로의 공진 주파수에 근사한 값으로 신호 RF의 동작 주파수를 조절함으로써 증가된다.
본 발명의 변형에 따르면, 행들은 주파수가 상이한 점을 제외하고는 동시에 모두 자화되며, 대응 필터들은 상이한 열에 접속될 수 있다.

Claims (15)

  1. 스태틱 자기 기록 헤드로서, 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 자화 전선(excitation wires); 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 신호 전선으로서, 상기 상기 전선은 상기 자화 전선과 교차하여 매트릭스를 형성하는 상기 복수의 신호 전선(signal wires); 실질적으로 선형의 자화 특성(linear magnetization characteristic)을 갖는 자기 회로를 각각 가지며, 자기 테이프를 판독하기 위한 갭을 갖는 비 선형 자기소자를 구비하며, 상기 자화 전선과 상기 신호 전선의 교차점에 각각 배치되는 복수의 기본 헤드(elementary heads)를 포함하는 스태틱 자기 기록 헤드에 있어서 상기 복수의 기본 헤드는, 매트릭스를 형성하기 위해 홈들에 의해 분리되는 실질적으로 사다리꼴 모양의 복수의 블록; 상기 복수의 블록에 대각선으로 인접하여 배치되어 있는 상기 비 선형 자기소자; 및 상기 홈들에 배치되 있는 상기 신호 전선 및 상기 자화 전선을 포함하는 스태틱 자기 기록 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자화 전선에는 고주파 신호가 중첩된 DC 전류가 공급되는 스태틱 자기 기록 헤드.
  3. 제1항에 있어서, 행을 주사해서 테이프를 탐색하는 헤드(line-scanning and tape-exploring head)로서 동작하도록 접속되어 있는 스태틱 자기 기록 헤드.
  4. 제2항에 있어서, 상기 고주파 신호는 자화된 행의 자화 주기 동안에 적어도 10 교번(alternation)이 송신되는 주파수를 갖는 연속파(wave train)인 스태틱 자기 기록 헤드.
  5. 제2항에 있어서, 상기 DC 전류는 자화되는 기본 헤드의 자화 전선에만 송신되는 스태틱 자기 기록 헤드.
  6. 제2항에 있어서, 상기 고주파 신호의 주파수는 대응하는 행과 그 행에 근접하고 있는 기본 헤드로 구성되는 분배 회로의 공진 주파수의 값에 근사한 값을 갖는 스태틱 자기 기록 헤드.
  7. 제2항에 있어서, 상기 자화 전선의 모든 행은 주파수가 상이한 점을 제외해서 동시에 자화되며, 대응하는 필터가 상이한 열에 접속되어 있는 스태틱 자기 기록 헤드.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기본 헤드들은 행과 열로 배치되어 있으며, 상기 기본 헤드들의 행은 판독되는 테이프의 주행 방향에 대해 기울어져 배치되는 스태틱 자기 기록 헤드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기본 헤드들의 열은 테이프의 주행 방향에 대해 수직으로 배치되는 스태틱 자기 기록 헤드.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전선들(wires)은 실질적으로 직각의 망(orthogonal network)을 형성하며, 각각의 자기 회로의 비 선형 소자는 상기 망의 전선 각각에 대해 기울어져 배치되는 스태틱 자기 기록 헤드.
  11. 제1항에 있어서, 상기 각각의 자기 회로의 선형 부분은 페라이트(ferrite)와 같이 상대적 투자율(permeability)이 낮은 재료로 만들어지며, 비 선형 부분은 퍼멀로이(permalloy) 또는 센더스트(sendust)와 같이 자기 투자율이 높은 재료로 만들어지는 스태틱 자기 기록 회로.
  12. 스태틱 자기 기록 헤드에 있어서, 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 자화 전선; 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 신호 전선으로서, 상기 신호 전선은 상기 자화 전선과 교차하여 매트릭스를 형성하는 상기 복수의 신호 전선; 실질적으로 선형의 자화 특성을 갖는 자기 회로를 각각 가지며, 자기 테이프를 판독하기 위한 갭을 갖는 비 선형 자기 소자를 구비하며, 상기 자화 전선과 상기 신호 전선의 교차점에 각각 배치되는 복수의 기본 헤드를 포함하며, 비 선형 특성을 갖는 자기 회로의 길이 부분은 비 선형 부분의 상대적 투자율과 비 선형 부분의 두께의 곱과 실질적으로 동일한 스태틱 자기 기록 헤드.
  13. 스태틱 자기 기록 헤드에 있어서, 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 자화 전선; 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 신호 전선으로서, 상기 신호 전선은 상기 자화 전선과 교차하여 매트릭스를 형성하는 상기 복수의 신호 전선; 실질적으로 선형의 자화 특성을 갖는 자기 회로를 각각 가지며, 자기 테이프를 판독하기 위한 갭을 갖는 비 선형 자기 소자를 구비하며, 상기 자화 전선과 상기 신호 전선의 교차점에 각각 배치되는 복수의 기본 헤드를 포함하며, 판독되는 자기 테이프의 연속적인 트랙에 대응하는 기본 헤드들의 갭들(gaps)은 제1의 방향과 제2의 방향으로 교대로 향하도록 되어 있으며, 이 두 방향은 테이프의 주행 방향에 수직인 제3의 방향에 대해 실질적으로 대칭 각(symmetrical angles)을 형성하는 스태틱 자기 기록 헤드.
  14. 제13항에 있어서 상기 두 방향은 각각 상기 제3방향에 대해 10°내지 45°의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 스태틱 자기 기록 헤드.
  15. 스태틱 자기 헤드에 있어서, 매트릭스로 배치되어 있으며 실질적으로 평행하게 교차하는 제1 및 제2복수의 홈에 의해 분리되어 있는 복수의 실질적으로 사다리형 블록을 갖는 흑판(black plate); 상기 제1복수의 홈에 배치된 복수의 자화전선; 상기 제2복수의 홈에 배치된 복수의 신호 전선; 한 쌍의 자극 편(a pair of pole pieces)으로서, 상기 블록들의 대응하는 블록 상에 배치되며 이들 자극 편 사이에 있는 갭을 가지고 있어서 상기 갭이 상기 자화 전선들 중 하나와 상기 신호 전선들 중 하나의 각 교차점 위에 배치되는 상기 한 쌍의 자극 편을 포함하는 스태틱 자기 헤드.
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