KR100230668B1 - 자기-광다중트랙판독헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 헤드는 본질적으로 박막 자기층(11)과 인터-아이언 갭 층(10) 및 자기 회로를 폐회로 화하기 위한 자기층(9)을 동일 증착 처리 과정으로 용착된 평면층을 가진 구조체로 구성된다. 상기 자기층은 다중트랙 테이프를 판독 가능하게 하도록 인접한 기본이 되는 헤드를 한정시키기 위하여 에칭된다.

Description

자기-광 다중트랙 판독 헤드

본 발명은 자기-광 다중트랙 판독 헤드(a magneto-optic multitrack reading head)에 관한 것이다.

다중트랙 헤드를 위해 자기테이프의 속도와 엘리먼터리 헤드의 수의 곱이 실제로 상수 인것이 공지되어 있다. 따라서 다수의 트랙을 판독이 요망될 때, 헤드/테이프 상대속도는 작아지며, 유도성의 다중트랙 헤드를 사용이 요망된다면, 이의 출력 신호가 너무 작아진다. 이러한 경우에, 회복과정(recourse)은 판독 헤드 특히 자기-광 판독 헤드가 액티브 모드내에서 작동되어야 한다.

자기-광 헤드의 공지된 형태는 패러데이 효과(Faraday effect)를 사용한다. 상기 효과는 이동되는 자기 테이프의해 생성된 자속에 의하여 가닛(garnet)과 같은, 자기-광 재료를 자화시키는 것으로 구성되며, 편광(polarised light)을 가지는 회전하는 가능출력의 힘에의해 상기 자화를 탐지한다. 이러한 공지된 헤드의 분해능은 분석을 위한 광점(light spot)의 크기 및 테이프 구역의 본래 크기에 따라 한정되며, 또한, 효율이 낮고 출력 신호가 노이즈 영향을 크게 받는다.

본 발명의 당면 과제는 양호한 분해능, 양호한 효율을 가진 자기 테이프 판독용 다중트랙 헤드로서, 이는 제조가 용이하고 저렴하며 이의 출력 신호는 노이즈에 의하여 최소한의 영향을 받는 것을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 다중트랙 판독 헤드는 하나 또는 그이상의 커 효과 박막 자기층과, 비자기 재료로 제조된 하나 또는 그이상의 층과, 자기 회로를 폐회로화 할 수 있는 투자도를 가진 자기 재료로 제조된 하나의 층으로 된 면 구조의 자기광 변환기를 구비하는 자기-광 다중트랙 판독 헤드에 있어서, 하나 또는 그이상의 커 효과 박막 자기층의 주면에 수직을 이룬 에지와, 비자기 재료로 제조된 하나 또는 그이상의 층의 주면에 수직을 이룬 에지와, 자기 재료로 제조된 부재의 주면에 수직을 이룬 에지가 판독될 테이프에 적용되는 자기-광 다중트랙 판독 헤드이다. 바람직하게는 커효과 층은 이방성이며, 이의 용이 축선(an easy axis)은 상기 층의 면내에 있으며 판독될 테이프에 평행하다. 또한 상기 커 효과 박막 자기층은 에칭되지 않는다. 상기 자기 재료 층의 두께는 판독 테이프에 의해 생성된 자속에 의해 상기 층의 포화에 이르도록 하는 두께와 같다.

본 발명은 첨부된 도면에 의하여 설명되며 비한정된 예로 간주하고, 몇몇 실시예의 상세한 설명을 숙지하여 이해하는 것이 가장 좋을 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 판독 헤드의 소자 헤드 형성 부분의 개략도이다.

제2도는 제1도의 헤드의 제1실시예의 도면이다.

제3a도 및 제3b도는 본 발명에 따른 각각의 엘리먼타리 헤드의 한 세트에 대한 단순 측면도이다.

제4도는 제3a도 및 제3b도의 헤드의 한 세트의 평면도이다.

제5도는 본 발명에 따른 헤드를 사용하는 광 전자 판독 장치의 단순 다이아 그램이다.

제6a도 내지 제6d도는 본 발명에 따른 다양한 다층 엘리먼타리 헤드의 단순 개략도이다.

제7a도 및 제7b도는 테이프와 접촉하여 장치의 면상에서 각각 반사 없거나 그리고 반사되는, 이의 광 판독 광선 가이드 장치를 가진 본 발명에 따른 판독 헤드의 개략 측면도이다.

제8도 내지 제11도는 광 판독 광선 가이드 장치를 가진 본 발명의 판독헤드에 대한 다른 실시예의 개략 도면이다.

제1도에서 개략적으로 도시된 고분해능을 가진 기본이 되는 판독 헤드(elementary reading head)는 어떤 적절한 타입의 다중트랙 쓰기 헤드의 도움으로 기록된 자기 테이프(2)를 판독하려는데 있다. 상기 헤드(1)는 테이프(2)의 레벨에서 오픈 루프(loop open)의 형태로서, 커 효과 변환기를 구성하는 박막 자기층(4)이 구성하는 일부분이 높은 투자율을 갖는 자기 회로(3)를 구성한다. 상기 자기회로(3)는 테이프(2)의 레벨에서 비자기의 좁은 인터-아이언 갭(5; inter-iron gap)에 의하여 인터럽트 된다. 상기 층(4)은 실시예의 몇몇 예로 기술되지만 아래에 도시된 바와같이, 복잡한 경로로, 경사진 입사 광선(6)에 의하여 조사된다. 상기 층(4)에 의하여 반사된 광선은 도면 부호(7)로 표시되며, 이것은 테이프 (2)에 의하여 생성된 자속이 변화에 의해 발생된 층(4)의 자화 변화에 대응하는 정보를 모으는 광선이다.

상기 헤드(1)가 정확하게 기능하기 때문에, 특히 요구되는 것은 다음과 같다.

- 상기 자기 회로(3) 전체는 작은 리럭턴스(reluctannce)를 가진다.

- 상기 층(4)은 테이프(2)에 의하여 발생된 자속에 의해 포화를 위해 실질적으로 자화되도록, 매우 작은 두께를 가진다. 간단히 말하면, 비율 : 층(4)의 두께/테이프(2)의 자기 층의 두께(대략 1,000 내지 10,000Å)는 포화에서 층(4)의 자화 및 테이프(2)의 자화 사이의 역 비율과 실질적으로 동일해야 한다. 이러한 비율이 통상 5 내지 10 정도로 주어질 때, 유리하게도 상기 층(4)은 대략 100 과 2,000Å 사이에 놓여지는 두께를 가진다. 상기 층(4)은 전체 자기 회로(3)의 투자율을 감소시키지 않도록 또한 매우 높은 자기 투자율을 가져야 한다.

제2도는 제1도의 헤드보다 제조하기가 더욱 용이하며 본 발명에 따른 다중트랙 헤드의 부분을 형성하는 소자 헤드의 실시예에 대한 개략 다이아그램을 도시한다. 제2도의 소자 헤드(8)는 예를들면 수 미크론을 성취할 수 있는 두께의 높은 투자성을 가진 자기 재료의 두꺼운 층(9)을 포함한다.

상기 층(9)상에 비자기 재료의 층(10)이 형성되는 두께는, 예를들면 500Å과 30,000Å 사이 통상 3,000Å의 두께로 놓여지며, 자기 재료의 박막 층(11)은 커효과 층을 형성한다. 상기 층(11)의 두께는, 예를들면, 대략 100과 2,000Å 사이에 놓여진다. 경사진 입사 광선(12)은 층(11)에 도달하여 광선(13)을 반사한다. 상기 층(9 내지 11)은 예를들면, 주 면과 수직으로 그들 에지들의 하나가 연마되며, 판독될 자기 테이프(14)는 연마된 면에 적용된다. 테이프(14)상의 반대 단부에 점선으로 나타낸 두껍게된 부분(variant) 적용에 따라, 상기 층(9)은 상기 층(11)에 재결합하는 두껍게 된 부분(15, thickening)을 가질 수 있으므로 상기 단부 측부에 대해 헤드(8)의 자기 회로를 폐회로화 한다. 그러나, 상기 두껍게 된 부분(15)은 층(9, 11)과 접하는 면의 치수(dimension)에 비례 층(10)의 매우 작은 두께 때문에 헤드(8)의 정확한 기능을 위해서는 반드시 필요하지는 않게 된다.

제2도의 헤드는 증착층의 단일 작동(single operation)으로 쉽게 생산될 수 있으며, 제1도의 헤드를 생성되는 것과 반대로 이는 증착된 층들의 에칭이 반드시 필요치 않다.

제2도의 헤드의 실시예에 의하여, 상기 두 개의 자기층(9, 11)은 실질적으로 동일 두께, 즉 대략 100과 2,000Å 사이에 놓여진 두께를 가진다. 그러한 상기 헤드는 다음의 이점을 가진다.

- 상기 두개의 자기층이 매우 박막해지면, 상기 자기 구조체들은 판독될 테이프를 가진 접촉하는 선과 평행한 용이 축선(easy axis)을 가진, 단일 구역(single domain)이다. 이러한 경우에 있어서, 상기 헤드는 중요한 이점을 가진다 : 단일 구역 구조체는 분리되는 구역을 위한 어떤 격벽(partition)을 구성하지 않으므로 판독될 테이프에 의하여 발생된 변화 자속의 작용하에서 격벽의 변위와 관련된 어떤 노이즈도 제거된다.

- 두꺼운 자기 층은 유한 극 효과(finite pole effect)를 통하여 의사 신호(spurious signal)르 발생하며 이는 일종의 에코를 통하여 명백해지고 필터의 도움으로 제거되어야 한다. 상기 필터는 자기층의 두께와 비례하는 길이를 가진다. 그러므로 상기 자기 층이 초박막(ultrafine)층이 되어야하는 모든 이유가 된다.

- 대칭(비자기층의 중심 평면에 대해) 구조체는 판독될 테이프의 진행 방향의 양쪽을 위해 동일 균등화 필터(equalizing filter)를 사용할 수 있는 이점을 가진다.

본 발명의 유리한 특성에 따르면, 양 박막 층의 단일 구역 구조체(single-domain structure)는 헤드/테이프 접촉 선과 같은 동일 방향을 가지는 영구 자장을 판독 헤드에 적용함으로써 안정된다. 이는 양 자기 층의 용이 축선과 동일 방향이라 말해진다. 상기 자장은 100 에르스텟(oersteds) 보다 작은 통상값을 가진다.

제3a도 및 제3b도는 다중트랙 테이프를 판독하기 위하여, 제2도의 단일 구조체와 같은 단일 구조체(비자기층 및 자기층)에 나란히 배열된 몇몇 소자 헤드의 구조를 허용하는 자기층의 에칭(etching)에 대한 예를 나타낸 도면이다. 제3a도의 경우에 있어서, 개개의 층(15.1, 15.2, ...)은 "U" 형상 외형을 가지는데, 반면에 제3b도의 경우에 있어서 개개의 층(16.1, 16.2, ...)은 평행사각형의 테이프의 형태를 가진다. 상기 에칭은 3 개의 층의 적층(stack)이거나 또한 상부 자기 층으로만 영향을 미칠 수 있다. 이 에칭은 상기 트랙 폭이 수십 미크론이나 클때는 반드시 필요하지 않다. 이것은 매우 중요성을 가진다 :

- 이는 한정된 인접 트랙 사이에서 크로스토크(crosstalk)를 허용한다.

- 제4도의 관점에서 본 바와같이, 자기작용(magnetissation)은 반강자성 배열(antiferromagnetic arrangement)의 헤드-투-테일(head-to-tail)을 함께 결합하기 쉬운 극(pole)의 자기 구조체에 대한 안정도를 허용한다. 제4도에 있어서, 연속적인 다양한 소자 헤드는 인용부호(17.1, 17.2, ...)로 표시한다. 18.1, 18.2, ... 및 19.1, 19.2, ...를 판독하는 자기 테이프와 접촉하는 초박막 자기층의 정면상에 그려지는 화살표는 이들 층의 자화의 감지를 나타낸다.

앞에서, 제3a의 구조체는 상대적으로 짧은 길이(판독된 테이프 표면에 대해 직각을 이룬점에서) 때문에 제3b도의 구조체보다 더 안정된다는 것을 나타낸다. 제3a도의 구조체에 있어서, 상기 극은 양극단 경우 까지 연장된다면, 제3b도의 경우가 이방성 자계의 방위 효과에 대항되는 인터-아이언-갭 선(판독될 테이프 표면에 직각인)에 대해 직각을 이룬점에서 비자화율(demagnetizing factor)의 강하로 달성되며, 판독 헤드는 어떤 상황에서 적당한 불안정 범위에 대해 더 민감해진다.

제3a도의 구조체는 상기 구조체의 일부분(slice)의 연마가 평행으로 절대 위치에서 수 미크론 범위내에서 제어되기 때문에 생산하기 더욱 어렵다. 한편, 제3b도의 구조체는 자동 기계상에서 연마된다.

본 발명에 따른 판독 헤드를 구성하는 다중트랙 자기-광 판독 시스템(20)은 제5도에 도시된다. 다중트랙 레코딩을 판독하기 위해 커 효과 헤드의 사용 중요성은 액티브 판독의 원리에서 기인되며, 위 서문에서 지적한 바와같이, 커효과 헤드 성능 레벨은 판독될 테이프의 저속 이동에 의해 방해받지 않는다. 상기 시스템(20)의 커 효과 헤드(21)의 상류는 광의 소스 지점 양호하게는 레이저 다이오드, 콜리메이팅 대물렌즈(23)이며, 편광자를 포함하며, 장치(24)는 상기 소스(22)가 편광되지 않는다면, λ/2 판이 판독되는 테이프(25)의 이동 방향에 직각으로 교차되는 광선의 편광을 나타내주도록 작용되며, 원통 렌즈(26)는 테이프(25)의 이동방향에 수직인 선을 따라 대물렌즈(23)에 의하여 초점이 콜리미네이팅되도록 방위 설정된다.

본원의 상세한 설명에서 개시된 바와같이, 상기 헤드(21)는 커 효과 센서를 구비하며 어떤 경우에는 광 반사판을 구비한다.

상기 시스템(20) 헤드(21)의 하류는 통상 대략 하나의 배율을 가지는 광 영상 장치(27)을 포함하고, 장치(28)는 분석기를 포함하며 어떤 상황에서는 위상 보정기를 포함하며, 선형 광센서(29) 그의 액티브 존은 커 효과 헤드상에 조사된 선의 광 시스템을 통하여 광결합한다. 상기 광 센서는 예를들면 CCD 스트립을 포함한다. 상기 시스템(20)의 하류 부분의 배율은 통상의 하나의 정렬이며 이는 통합된 광(integrated optics)을 유리하게 생성시킬 수 있다.

해결책은 개선되는 본 발명의 판독 헤드를 위한 장점 요인을 허용하도록 기술될 것이다. 상기 장점 요인은 커 효과와 같기 때문에 반사율에 평방근(square root)을 곱하는 커 효과에 기인하는 회전각의 생성과 같게 한다. 다중트랙 시스템의 경우에 있어서 노이즈의 주 소스는 광선의 미립자 성질과 관련된 쇼트키 노이즈(schottky noise)이다. 판독 시스템의 신호/노이즈 비율은 이러한 장점 요인의 표시는 향후 위에 한정된 장점 요인과 직접 비례한다.

자기 재료를 위한 본질적인 장점 요인(대기내에서 측정된 , 매우 두꺼운 층)은 그 구조체 및 구성에 달려있다. 이들 변수는 박막 층의 경우에서도 마찬가지로 포함된다. 유리하게도, 본 발명의 헤드의 자기 회로는 순철과 질화철 및 탄소철, "샌더스트(Sendust)" (Fe, Al, Si)와 같은 높은 철 함유량을 가진 합금으로부터 생성된다.

장점 요인을 개선하기 위하여 본 발명은 광 간섭 효과를 유리하게 사용하기 위해 제공한다.

자기-광 디스크에 대한 장점 요인을 개선시키기 위한 3 층 구조체의 사용은 잘 알려져 있다. 4개의 층을 가진 파생된 구조체는 제6a도에 도시된다. 상기 구조체는 자기 층(30)과, 사용된 파장에서 반사성인 금속층(31)과, 사용된 파장에 투명한 비자기 재료로 제조된 층(32) 및, 커 효과 층을 구성하는 박막 자기층(33)을 차례로 구비한다. 상기 층(33)에 도달한 입사 광선(34)은 광선(35)으로서 자기층에 의해 부분적으로 반사되고, 광선(36)으로서 비자기층을 부분적으로 교차하며, 반사광선(37)으로서 층(31)에 반사되어 자기층을 재교차한다. 상기층(32)의 두께는 광선(35, 37) 사이의 다른 경로 차가 광선(34)의 반파장과 동등하도록 선택된다. 위상 이동(phase shift)을 일으키는 금속층상의 반사가 또한 반파장과 동일하다고 하면, 상기 광선(35, 37)의 수직으로 반사된 성분 사이에 "파괴적인 간섭(destructive interference)이 형성되고, 이들과 동일한 광선(35, 37)의 자기-광 성분 사이에 "건설적인 간섭(constructive interference)을 형성하게 된다는 것이 관찰된다. 이들 현상으로부터 커 효과 센서를 위한 장점 요인이 증가하게 된다.

차동 3 층 구조체는 제6b도에 도시된다. 상기 구조체는 사용된 파장에 대해서 투명한 비자기 재료의 층(38)을 구비하며 층의 한쪽은 제1자기층(39)을 형성하고, 층의 다른쪽은 제2자기층(40)을 형성한다. 양쪽의 자기층은 커 효과를 나타낸다. 상기 입사 광선(41)의 입사각 및 유전체 층(38)의 굴절률의 현명한 선택에 따라서, 상기 층(38)은 그 두께가 광선의 경로의 λ/2 오프셋(offset)를 위해 그리고 변환기 구조체의 인터-아이언 갭을 위해 필요한 것과 일치 또는 동일 하도록 형성한다. 이러한 경우에 있어서, 상기 층(39)은 커 효과층의 역할에 더하여 제6a도의 반사기의 역할을 한다. 그러므로, 제 6a 도에 기술된 간섭 효과 이외에도, 제6b도의 구조체는 커 효과의 조합 효과를 나타낸다. 상기 층(39 및 40)에 의하여 반사된 광선은 제각기 도면 부호(42, 43)로 명명되었다. 상기 층(39)의 커 효과에 의한 회전은 층(40)으로 인한 커효과로부터 도출된다. 그러므로 상기 두개의 자기 층(39, 40 : 모노폴타입(monopole type) 기능으로써 기술될 수 있음)의 대칭적인 자화 효과의 거부(rejection) 및 상기 두개의 층(다이폴타입 기능)의 대향된 자화의 회전 효과의 부가가 있다.

제6a 및 제6b도의 구조체의 특징 및 이점을 조합하는 차동 효과를 가진 5 개의 매우 얇은 층을 갖춘 구조체가 제6c도에 도시된다. 제6c도의 구조체는 반사되는 금속층(44 ; 두꺼워질 수 있음)과 제1유전체층(45)과 자기 재료의 제1초박막층(46. ultrathin layer)과 제2유전체층(47) 및 자기 재료의 제2초박막층(48)을 순차로 포함한다. 상기 입사 광선(49)은 층(48)에 의해 부분적으로 반사되며(광선 50) 상기 층에 의해 부분적으로 투과된다(광선 51). 투과된 광선(51)은 차례로 층(46)에 의해 부분적으로 반사되며(광선 52) 부분적으로 투과된다(53 광선). 상기 투과 광선(53)은 층(44)에 의해 반사된다.

제6c도의 구조체에 있어서, 상기 두 유전체층(45, 47)은 동일 두께를 가지며 사용된 파장의 절반과 동등한 위상 이동을 각각 발생시킨다. 상기 구조체(46-47-48)는 제3a도에 설명된 바와같이, 상기 층(48)에 의해 발생된 커 효과를 강렬하게 하도록 하는 방식으로 광선(50, 52)을 간섭시킨다.

유사하게도, 상기 구조체(44-45-46)는 제3b도와 같이, 제 1 층(48)으로부터 반응이 도출된 제2커 층(46)의 반응을 최적화하는 방식으로 광선(52, 54)을 간섭시킨다. 따라서 상기 대칭(모노폴) 반응의 더 좋은 거부가 성취된다.

제6d도에 있어서, 사용 파장에 투명한 기판(S)상에 형성된 3층 구조체를 도시하는데, 자기층(55)과 유전체층(56) 및 자기층(57)을 나타낸다. 입사 광선(58)의 입사각(Ⅰ)과 굴절률[(n1)(층 ; 56) 및 (n2)(기판)]은 이러한 방법으로 선택된다.

n2·sin Ⅰ= n1

두 효과의 결합링 얻어지며, 상기 층(56-57)이 경계면(interface)에서의 전반사는 최적화된 3층 구조체와 동일 결과가 발생되며, 또한 상기 층(57)에서 전파되는 소멸 파동의 존재는 커 효과에 의한 회전에 부가된 패러데이 효과에 의해 회전을 발생시키며 이는 상기 구조체를 위한 장점 요인(merit factor)을 상응하게 증가시킨다.

앞서 설명한 모든 구조체에 있어서, 부가적인 유전체율-매칭층(dielectric index-matching layer)은 제1자기층(커 효과를 가짐)과 기판 사이에서 부가된다. 상기 추가 층은 굴절률이 명백하게 선택될 때 이러한 기판-커 층 경계면에서 반사를 막는 역할을 수행하며, 이는 입사광선 에너지가 자기 광 층과 더욱 효과적으로 상호 작용을 형성하는 것을 허용한다.

앞서 설명한 자기-광 구조체를 최적 상태하에서 사용할 수 있게 하기 위하여, 광 전송(optical routing)과 테이프에 접촉하는 문제점이 또한 해결되어야 한다. 다중트랙 테이프(상기 자기층은 예를들면 제3a도 또는 제3b도에 지시된 바와같이 에칭됨)를 판독하기 위한 유전체층(제2도 또는 제6a도 내지 제6d도의 구조체로서 동일 축선을 따라 도시됨)과 자기 헤드를 본 발명에 따른 실시예인, 제7a도 내지 제11도와 관련하여 하기에 기술된다. 상기 변환기 구조체는 단순히 커 구조체라고 하며 직각 형태로 단순히 나타낼 수 있다. 이는 또한 제5도에서 도면 부호 21로 붙여진 구조체이다.

반사기가 없이 단순화한 자기-광 헤드(59)는 제7a도에 도시된다. 상기 커 구조체(60)는 사용된 파장에 대해 투명한 비자기 재료의 블럭(61)상에 생성된다. 상기 블럭(61)은 이들 사이에서 대략 135°의 둔각을 형성하는 두판을 따라 좁은 측면(즉 도면의 평면과 수직인)과 수직인 앞단부[상기 구조체 (60)에 인접하여, 판독되는 테이프의 측면에 놓여진 앞단부]의 한쪽을 잘라버린 평행 육면체의 형상을 가진다. 이들 사이의 대략 135°의 이러한 각을 형성하는 두 평면(62, 63)은 이러한 앞단부에서 얻을 수 있다. 상기 블럭(61)의 구조체와 같은 재료를 생성한 다른 블럭(64)은 구조체(60)를 수행하는 블럭(61)의 큰면상에 결합된다. 상기 블럭(64)의 앞면(65)은 면(62)으로부터 연속 경사져서 절단되고, 판독될 테이프(65A)상의 원통면을 형성하기 위하여 연마된 상기의 양면을 통과한다. 상기 광선 가이드 프리즘(66)은 다른 큰 면(61)상에 결합된다. 상기 프리즘(66)은 구조체(60)에 일직선으로 도달한 이의 면(66A)을 통과하여 입사되는 입사 광선(67)이, 상기 면(62)을 따라 연장되고 면(62)에서 반사되는 반면 상기 면(62)으로부터 가늘게 분리되며, 상기 면(63)상에서 전부 반사되고 상기 블록(61) (방출광선 ; 67A)을 나간다. 상기 테이프(64A)가 면(63)과 접촉되지 않게 되면, 이후 면(63)이 마손될 위험은 없다. 그러므로 이러한 면(63)상의 반사는 항상 절대적이다.

상기 헤드(59)의 중요성은 이의 단순성 이외에, 상기 광선(67)이 구조체(60)와 면(63)상에서는 반사되나, 면(62)상에서는 반사되지 않기 때문에 상기 테이프(65A)의 마모 가능성에 기인하여 광 효과를 갖지 않는다. 그러나, 상기 헤드는 테이프(65A)가 구조체(60)와 관련하여 형성하는 작은 각(통상 45°이하) 때문에 최대 감도를 갖지 못한다.

제7b도에 있어서 판독될 테이프와 접촉되는 광 블럭의 연마면상에 유리모양의 전 반사를 가진 헤드(68)가 도시된다.

상기 헤드(68)는 다소 기울어진 한쪽 앞면(70)에 직각의 평행 육면체의 형태로 된 제1광 블럭(69)을 포함한다. 상기 커 구조체(71)는 면(70, 72)과 공동으로 봉우리(ridge)를 따라 블럭(69)의 면(72)상에 배치되며, 입사 및 방출 광선을 분리시키기 위하여 선별된 상기 면(70)은 면(72)과 함께 90°보다 다소 큰 각도를 형성한다. 불규칙한 프리즘 형태인 블럭(73)은 면(72)에 마주보고 있는 블럭(69)의 면상에 고정된다. 상기 블럭(73)은 입사되는 입사 광선(75)이 통과할 수 있는 입사면(74)을 구성한다. 상기 광선(75)은 판독될 테이프[76, 면(70)에 적용됨]와 접촉되는 그 단부에 근접되는 구조체(71)로 도달되며 유리 전 반사(a total glassy reflection)를 받은 면(70)의 방향으로 상기 구조체상에서 반사된다. 상기 면(70)에 의해 반사된 광선(77)은 블럭(69, 73)을 횡단하며 그의 면(78)을 통과한 다음 방출된다. 상기 광선(75, 77) 사이의 각도는 면(70, 72) 사이의 각도의 90°이상 초과한 각도의 두배와 같다. 상기 면(74, 78) 사이의 각도는 광선(75, 77) 사이의 각도에 달려 있다.

상기 헤드의 구조체(68)는 면(70)과 면(72)의 법선 사이의 각이 30°이하 이기 때문에 헤드의 구조체(59) 보다 더 좋은 분해능을 가진다. 상기 구조체가 정확하게 기능하도록 하기 위해, 상기 면 상에서 유리 모양의 반사를 억제하는 것을 방지하기 위하여, 상기 테이프(76)는 연마면(70)과 아주 양호하게 접촉하지는 않게 된다.

앞서 설명한 헤드(68)에 있어서, 상기 커 구조체(71)는 가시되어(visible) 보호받지 못한다. 그러므로 취약성이 있다. 이것을 보호하기 위하여, 판독될 테이프와 접촉 될 면을 절단 또는 연마하기 전에, 상기 구조체를 적재하는 블럭의 두께와 근접한 두께를 가진 리버스-피스(reverse-piece)가 구조체의 뒷면에 유리하게 접합된다.

일체의 금속 반사기를 가진 헤드(79)의 도면은 제8도에 도시된다. 상기 헤드(79)는 사용된 파장에 대해 투명한 리버스-피스(82)와 인접하여 커 구조체(81)를 생성시키는 기판 블럭(80)을 포함한다. 판독될 테이프의 측부에 놓여지게 되는 블록의 면(82)은 연마된다. 반사하는 금속층(84)은 상기 평면(83)상에 형성되어 연마되며, 그다음 블럭(80, 82)이 서로 결합되는 반면, 상기 층(84)은 구조체(81)의 에지에 대해 정밀하게 접하도록 그들을 정렬시킨다. 판독될 테이프(85)상에 적용될 면은 실제로 원통 모양으로 연마된다. 상기 구조체(81)에 가까운 층(84)의 잔류 두께는 광선의 양호한 반사를 확보하는데 적어도 충분하다.

상기 블럭(82)의 후방부는 리버스-피스 입사광선(88) 및 방출 광선(89)을 위한 입구 및 출구면이 제각기 제공되며 이들 사이의 둔각을 형성하는 두 평면(86, 87)을 나타내기 위하여 절단되고 연마된다. 상기 입사광선(88)은 반사기(84)상에서 반사되고, 그후 구조체(81)상에서 반사된다.

제9도의 헤드(90)는 제8도의 헤드(79)의 변형이다. 상기 금속 반사기(91)는 리버스-피스(94)상에 형성되는 대신에, 커 구조체(93) 수행 기판(92)상에 형성된다.

상기 입사광선(95)은 기판(92)의 입사면(96)에 수직으로 도달되고, 상기 층(91)상에 반사되고, 그후 구조체(93)상에서 반사된다. 상기 방출 광선(97)은 프리즘의 블록(98)을 횡단하는 반면 헤드를 나가며, 상기의 방출면(99)은 광선(97)에 대해 수직이다.

제10도 및 제11도에서는 1.5 보다는 크고 2에 근접한 고굴절율을 가진 재료라는 실시예가 도시된다. 그러므로, 비록 판독될 테이프가 광 블럭의 반사면에 가장 내면에 접촉할지라도, 전 반사는 테이프를 제조하기 위해 사용된 바인더의 굴절율이 기껏해야 1.5 이기 때문에 방해받지 않는다.

제10도의 헤드(100)는 큰면 중에 어느 한 단부에서 커 구조체(102)를 지지하는 기판(101)을 포함한다. 상기 리버스-피스(1030는 기판에 대향하여 결합되고 상기 구조체는 기판을 보호한다. 상기 기판(101)의 다른 큰면상에 삼각형의 횡단면을 가진 입사 프리즘(104)이 결합되면, 상기 입사 광선(106)이 상기 구조체를 형성하는 입사각과 동일 각도의 구조체 면(102)에 입사면(105)은 형성되며 상기 광선(106)은 상기 면(105)에 수직으로 보내진다. 상기 각도는 유리하게도 대략 30°과 60°사이에 놓여진다. 판독될 테이프(107)와 접촉하게 되는 블럭(101, 102)의 전방면은 원통면(108)내부에 형태가 된다.

상기 입사광선(106)은 커 구조체(102)상에 첫째로 반사되고, 그후 면(108 ; 임계각보다 큰 입사각으로 도달에서)과 방출광선(109)은 큰면(110 ; 상기 구조체(102)를 수행하는 것에 대향됨)에 수직으로 블럭(101)을 빠져나온다. 물론, 상기 면(108)의 형태는 광선의 통로를 허용하기 위하여 결정한다. 만일 상기 광선(109)이 면(110)에 직각이라면 상기 면(110)을 재연마할 필요가 없다.

상기 헤드(100)는 다음과 같이 유리하게 생성할 수 있다.

1) 높은 지수의 기판(101)상으로 구조체(102)의 용착물, 예를들면 SF58 유리와 지르코니아 또는 GGG, 양호하게, 상기 구조체(102)는 제6d도의 구조체와 같게 생성하고, 자기 층[(층:57), 제6d도] 및 인터-아이언 갭 사이의 경계면에서 전반사를 얻기 위하여, 상기 인터-아이언 갭 재료[제6d도 상의 층(56)]는 가능 최소 굴절률을 가진다. 이러한 인터-아이언 갭 재료는 유리하게도 실리카(지수는 1.5에 근접됨) 또는 MgF₂(지수 1.38)이다.

2) 상기 헤드(예를들면 제3a도 또는 제3b도에 도시된 바와같음)를 개별적으로 취급하도록 구조체[제6d도의 도면 부호(55 내지 57)]를 에칭.

3) 리버스-피스(103)의 접합. 상기 리버스-피스는 바람직하게는 기판(101)의 구조체와 같은 재료로 생산된다. 양호하게도, 사용된 접합부는 기판(101)과 같은 경도를 가진다.

4) 적층(101-102-103)의 소잉(sawing) 및 면(108)의 거친 연마.

5) 우수한 광 연마를 가진 면(108)의 연마제-벨트 피니싱(abrasive-belt finishing).

6) 프리즘(104)의 접합.

제10도의 헤드(100)의 다른 실시예는 제11도에 도시되었다. 제11도에 있어서, 제10도의 헤드와 비슷한 소자는 같은 도면 부호로 지시된다.

제11도의 헤드(111)는 블럭(112)이 절단된다는 점에서 헤드(100)와는 다르고, 곡률진 전방 면[면(108)의 블럭(102)의 앞면을 한정함]과 대향하는 입사면(113)의 입사광선은 입사광선(106)과는 수직이므로, 광선(106, 109)의 경로는 양쪽의 경우와 같이 잔존해 있다. 그러므로 상기 프리즘 블럭(104)은 생략된다.

그러므로 상기 헤드(100, 또는 111)는 판독될 테이프에서 기인하는 마모에 의하여 실질적으로 영향을 받지 않는 구조체를 가진다. 그러므로 상기 헤드는 현저한 테이프 이송 속도를 가지며 판독될 데이터(data)의 매우 높은 데이터처리량을 가지는 시스템에 적합하다.

Claims (23)

1. (2회 정정) 자기-광 다중트랙 판독 헤드에 있어서, 하나 또는 그이상의 커 효과 박막 자기층과, 비자기 재료로 제조된 하나 또는 그이상의 층과, 자기 회로를 폐회로화 할 수 있는 투자도를 가진 자기 재료로 제조된 하나의 부재(element)를 가지는 평면 구조체를 구비하는 자기-광 변환기 이며, 하나 또는 그이상의 커 효과 박막 자기층의 주면에 수직을 이룬 에지와, 비자기 재료로 제조된 하나 또는 그이상의 층의 주면에 수직을 이룬 에지와, 자기 재료로 제조된 부재의 주면에 수직을 이룬 에지가 판독될 테이프에 적용되는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
2. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 하나 또는 그이상의 커효과 자기층은 판독될 자기 테이프에 평행한 면으로 용이 축선(an easy axis)을 가지는 자기-광 다중 트랙 판독 헤드.
3. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 커 효과 박막 자기층은 에칭되지 않는 자기광 다중 트랙 판독 헤드.
4. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 자기 재료 층의 두께는 판독 테이프에 의해 생성된 자속이 상기 층의 포화를 이루도록 하는 것인 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
5. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 커효과 박막 자기층의 두께는 100과 2,000Å 사이인 것을 특징으로 하는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
6. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 비자기 재료 층의 두께는 500과 30,000Å 사이인 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
7. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 커효과 박막 자기층, 비자기 재료로 제조된 상기 층 뿐만 아니라 자기 재료로 제조된 상기 부재가 에칭되지 않는 자기-광 다중 트랙 판독 헤드.
8. (2회 정정) 제1항에 있어서, 자기 재료의 제 2 층과 입사광의 파장에 투명한 재료로 제조된 기판 블록을 포함하고 상기 기판 블록 위에는 하나 또는 그이상의 커효과 박막 재료 층과 상기 제 2 층과, 비자기 재료의 층이 형성된 것을 또한 구비하는 자기-광 다중 트랙 판독 헤드.
9. (2회 정정) 제1항에 있어서, 자기 재료로 제조된 두개의 박막 층(39, 40)과 인터-아이언 갭층(38)을 포함하는 3 개의 층을 가지는 차동 효과 변환기(a differential effect transducer)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
10. (2회 정정) 제10항에 있어서, 반사 재료로 제조된 층(44)과, 자기 재료로 제조된 두개의 박막 층(39, 40) 및 두개의 인터-아이언 갭층(45, 47)을 포함하는 5개의 층을 가지는 차동 효과 변환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
11. (2회 정정) 제1항에 있어서, 자기 재료의 층 다음에 유전체 율-매칭 층을 또한 구비하는 자기-광 다중 트랙 판독 헤드.
12. (2회 정정) 제10항에 있어서, 자기 재료로 제조된 두 개의 박막 층(55, 57) 및 인터-아이언 갭 층(56)을 포함하는 전반사를 하는 세개의 층을 가진 변환기를 구비하며, 상기 층(56) 및 기판의 굴절률은 입사광선(58)을 수용하는 자기 층(57)내에서 전반사되는 것을 특징으로 하는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
13. (2회 정정) 제9항에 있어서, 상기 기판 블록상에 결합되며 상기 입사광의 파장에 대해 투명한 광선 가이드 블록을 또한 구비하는 자기-광 다중 트랙 판독 헤드.
14. (2회 정정) 제9항에 있어서, 상기 기판 블록상에 결합되는 리버스-피스를 또한 구비하는 자기-광 다중 트랙 판독 헤드.
15. (2회 정정) 제16항에 있어서, 상기 리버스-피스는 입사광의 파장에 투명한 재료로 제조되며 입사광 그리고/또는 반사 광선의 안내를 제공하는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
16. (2회 정정) 제16항에 있어서, 판독될 테이프와 접촉하며 리버스-피스상에 형성되는 반사 층을 또한 구비하는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
17. (2회 정정) 제9항에 있어서, 판독될 테이프를 가진 적어도 상기 기판 블럭의 접촉면은 구형인 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
18. (2회 정정) 제9항에 있어서, 상기 기판 블럭은 판독될 테이프의 자기층 보다 큰 굴절율을 가진 재료로 형성되는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
19. (2회 정정) 제20항에 있어서, 상기 기판 블록의 굴절율은 적어도 1.5인 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
20. (정정) 제1두께를 갖는 높은 투자도를 가지는 자기 재료의 제1층과, 상기 제1층상에 형성되며 상기 제1두께보다 작은 제2두께를 가지는 비자기 재료의 제2층과, 상기 제2층상에 형성되어 커효과를 나타내며 상기 제2두께보다 작은 제3두께를 가지며 입사광 빔을 수용하는 자기 물질의 제3층을 구비하는 자기-광 다중트랙 판독 헤드에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3층의 주면에 직각인 에지는 판독될 테이프에 적용되는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
21. (정정) 제22항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3층은 에칭되지 않는 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
22. (정정) 제1두께를 갖고 높은 투자도를 가지는 자기 물질로 제조되는 제1층과,

    상기 제1층상에 형성되는 비자기 물질로 제조되며 상기 제1두께보다 작은 제2 두께를 가지는 제2층과, 상기 제2층상에 형성되어 커효과를 나타내며 상기 제2두께보다 작은 제3두께를 가지며 입사광 빔을 수용하는 자기 물질의 제3층을 단일 작동으로 증착단계를 구비하는 방법에 의해 형성된 자기-광 다중트랙 판독 헤드.
23. (정정) 자기-광 다중트랙 판독 헤드 형성 방법에 있어서, 제1두께를 갖고 높은 투자도를 가지는 자기 물질로 제조되는 제1층과, 상기 제1층상에 형성되는 비자기 물질로 제조되며 상기 제1두께보다 작은 제2두께를 가지는 제2층과, 상기 제2층상에 형성되는 커효과를 나타내며 상기 제2두께보다 작은 제3두께를 가지며 입사광 빔을 수용하는 자기 물질의 제3층의 단일 작동 층의 증착단계를 구비하는 방법증착단계에서 제1, 제2 및 제3층은 에칭되지 않는 자기-광 다중트랙 형성 방법.