KR940007944B1 - 데이타기억장치 - Google Patents

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KR940007944B1
KR940007944B1 KR1019880013477A KR880013477A KR940007944B1 KR 940007944 B1 KR940007944 B1 KR 940007944B1 KR 1019880013477 A KR1019880013477 A KR 1019880013477A KR 880013477 A KR880013477 A KR 880013477A KR 940007944 B1 KR940007944 B1 KR 940007944B1
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브이. 크로닝 데이비드
엠. 구에라 존
에프 설리반 파울
에이.모크리 패트리셔
피이. 클락 피터
엘. 코코 빈센트
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폴라로이드 코오포레이션
카알 호르만
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Abstract

내용 없음.

Description

데이타기억장치
제 1 도는 본 발명의 도시된 실시예에 따라서, 내부에 삽입된 디스크를 갖는 헤드케리지조립체 (head carriage assembly)의 기본요소를 단순화시킨 도.
제 2 도는 디스크삽입과 제거를 위하여 구성된 캐리지를 가지는 제 1 도에 도시된 동일요소를 단순화시킨 도.
제 3 도는 제 1 도에 도시된 조립체에 사용하기 위한 광학회절격자 (optical grating)를 포함하는 이중면마그네틱디스크의 단면도.
제 4 도는 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 종류의 조립체에서, 디스크 내의 광학회절격자와 협력하여 검출기에 기준회절격자로서 제공하는 센서의 여러가지 감광소자의 구성도.
제 5 도는 제 4 도에 포함된 종류의 센서를 형성하는 실리콘장치의 평면도.
제 6 도는 센서상에 투사되는 광으로부터 서어보신호를 제공해 주는 제 4 도의 센서를 사용하는 4조의 검출 기회로도.
제 7 도는 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 조립체에 사용하기에 적합한 조명원의 새로운 구성도.
제 8 도는 본 발명을 구현하는 데이타기억장치의 기능상의 블록도.
제 9 도는 본 발명에 따라서 일체화된 헤드구조의 사시도.
제10a도는 본 발명을 구현하는 헤드 내의 시준(視準) 할 목적으로 사용되는 회절렌즈(diffraction lens)의 평면도.
제10b도는 제10a도의 렌즈의 단면을 도시한 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 디스크 13 : 드라이브주측
14 : 헤드케리지
15 : 마그네틱판독/기입트랜스듀스
16 : 광원 17 : 시준 렌즈
18 : 광검출기 19 : 힌지검
20 : 기부부재 21 : 플라스틱지지체
22 : 광학회절격자 22A : 불투명동심링
24, 25 : 마그네틱 데이타기록 또는 기억층 26 : 나침구성
50 : 소자 70 : 검출기
72 : 미분증폭기 73, 75, 76 : 스위치
74 : 인버터회로 77 : 포텐쇼미터
78 : 중앙탭
81 : 광방사다이오우드 79 :출력자
82 : 광학소자 83 : 입구표면
84 : 출구표현 90 : 헤드
92 : 칼라 94a-d : 와이어결합도선
100 : 헤드케리지조립체 600 : 센서
본 발명은 마그네틱데이타기억 또는 기록장치에 관한 것이다.
마그네틱데이타기억 또는 기록장치는 전형적으로 데이타를 트랙에 기억하는 마그네틱기억 또는 기록매체를 사용한다. 더우기, 컴퓨터분야에서의 추세는 이런 매체에 기억된 데이타의 양과 밀도를 증가시키는 것이다. 이것은 일반적으로 매 인치당 트랙(TPI)의 밀도를 증가시키기 위하여 더 좁고 더 조밀한 트랙을 요구한다. 예를들면 고밀도기억디스크는 전형적으로 약 500 내지 1000TPI의 트랙밀도를 가지고 있다.
트랙밀도가 증가함에 따라 트랙의 데이타를 기입/판독하기 위해 좁은 트랜스듀서 또는 헤드가 요구되고, 더우기 소망의 트랙의 기입/판독을 보장하여 데이타를 정확하게 검색하기 위하여 더 정밀한 트랙킹이 요구 되고 있다. 이런 목적때문에 트랜스듀서가 선택된 트랙상에 정확하게 위치하는 것이 필수적이다.
당 기술분야에서는 정확한 헤드트랙킹에 대한 필요성을 인식해왔으며, 이 목적을 위하여, 서어보제어된 헤드위치 지정장치를 포함하는 여러가지 접근방법이 성공도를 달리하여 사용되어 왔다.
특히, 트랙킹기술이 신뢰성이 있어야 할뿐만 아니라, 또한 설치하기에 용이하고, 설치비용이 저렴하고, 또한 합당한 가격으로 상용적으로 구입할 수 있는 데이타기억장치 및 매체에 흔히 생기는 불가피한 편차를 다룰 수 있는 것이 크게 요구되고 있다.
미합중국은 특허출원 제898, 527호에서, 기억매체, 특히 전형적으로 디스크 마그네틱데이타를 중첩한 광학트랙의 패턴을 포함하고 있는 마그네틱데이타기억장치가 설명되어 있다. 광학패턴은 투명기부재료상에 형성되고, 본래 광방사에 투명한 공극에 의해 이격된 채로, 본래 광방사에 불투명한 동심원링으로 배열된 다수의 선을 포함하고 있다. 기부는 보통 그 양면에 빛이 투과되기에 충분히 얇은 마그네틱기록매체의 층으로 외피 복구되어 있다.
디스크 내에 광학패턴은 디스트가 작동위치에 있을때, 디스크의 외부에서 디스크와 결합된 드라이브의 구성부분이 반경상으로 변위하는 판독/기입 트랜스듀서조립체에 위치한 기준회절격자와 협력하기에 적합한 론치회절격자(Ronchi grating)로서 사용되고 있다. 디스크의 일면상에 광학으로부터 제공된 조명은 디스크상의 론치회절격자와 헤드조립체상의 기준회절격자를 통과하여 검출된다.
헤드를 갖는 기준회절격자와 론치회절격자에 대해서 상대적인 이동을 함으로써, 트랙에서 트랙까지 거의 선형적인 방법으로 검출기에 도달하는 광의 강도를 조절하여, 디스크상에 선택된 트랙과 소망의 배열을 가지고 판독/기입 트랜스듀서를 위치시키는데 사용되는 서어보시스템에 헤드위치오차 신호정보를 제공하게 한다.
설명된 장치는 유용하지만 실행하는데 개선하 여지가 있다. 특히 이 장치는 이중면디스크의 반대면상의 마그네틱헤드의 트랙킹을 제거하기 위하여, 상대적으로 멀리 떨어져 있어, 시차(parallax)와 같은 다양한 문제를 일으키기 쉬운 공통의 검출기를 따라 있는 공통의 조명원을 이용하고 있다. 더우기 공통의 검출기가 디스크 양면의 트랙킹제어를 위해 사용되고 있기 때문에, 능동 판독/기입헤드와 동일면상에 검출기를 가지고 있는 것과 같이, 트랙킹될 2개면의 각각에 대해서 트랙킹하는데 관련되는 여러가지 소자의 공간관게를 최적화할 수가 없다.
이것은 플렉서블 또는 플로피디스크와 같은 교체가능 기억매체가 사용될 때 특히 문제가 된다. 왜냐하면, 일반적으로 드라이브 헤드중 하나가 디스크삽입과 제거를 허용하기 위하여, 정면동작위치(confroting operative position)와 이격되어 있는 장입위치 (loading position)사이에서 반대헤드로 향하여 및 반대헤드로부터 멀리 이동시키도록 설치되기 때문이다. 또한 이동가능헤드는 전형적으로 짐발 (gimbal)장치에 설치되어, 플렉서블기록매체에 대해서 그 자체가 양호하게 배향이 되도록 한다. 짐발설치헤드의 이동성이 주어졌을 때, 그 마그네틱트랜스듀서는 단일의 공통의 검출기에 대해 고정되어 이격되도록 유지될 수 없어 부정확한 오(誤) 위치신호를 초래한다.
또한 이 시스템에 사용된 비교적 간단한 검출장치의 신호-대잡음비는 개선할 여지가 있다. 특히, 광학패턴의 단부를 거칠음과 비균일성에 대해 덜 취약하고, 얇은 마그네틱기록층에서 입자의 국부적인 비균일성 또는 군집(clumping)의 영향을 최소화시키기 위하여 비교적 큰 영역에 걸친 검출을 평균할 수 있고, 원형트랙의 마그네틱중심과 광학중심사이의 편위(offset)를 조정할 수 있고, 상이한 시기에 제조된 결과로서, 상이한 디스크, 트랜스듀서 및 디스크드라이브 사이에 존재하는 변이를 보상하기 위한 조정이 더욱 용이한 검출장치를 가지는 것은 유용하다.
여러가지 다른 개선을 할 수 있는 것은 도면을 참조하여 얻어진 본 발명의 순차적인 상세한 설명으로부터 명백하다.
본 발명은 앞서의 적용예에서 설명된 마그네틱데이타기억장치의 개선을 위하여 다수의 특성을 제공하고 있다. 이들 특성들 중 일부는 다른 특성에 대해서 독립적이어서 본 발명의 특정실시예는 기술될 모든 새로운 특성을 포함할 필요가 없다는 것을 주목해야 한다.
본 발명의 제 1 특성은 한쌍의 일체화된 헤드가 헤드캐리지조립체에 포함되는 것에 있으며, 이 각각의 헤드는 그 자신의 판독 및/또는 기입트랜스듀서, 광원 및 검출기를 포함하고, 디스크 또는 다른 기억매체의 2개의 반대면의 각각에서 트랙킹제어를 하는데 적합하다. 이 구성은 특히 트랜스듀서와 그 대응검출기 사이의 이격관계가 이 일체화된 헤드구조에 의하여 고정된 플렉서블디스크드라이브의 경우에 헤드배열허용치를 상당히 완화시킨다.
또한 본 발명의 다른 특성은 2개의 분리된 검출기 각각이 광학시스템 내에 기준회절격자로 제공되도록 설계된 감광센서를 포함함으로써 분리 또는 이산된 기준회절격자가 불필요하게 하는 것이다. 이 기능들의 일체화는 기준회절격자와 센서사이의 갑을 제거하는 장점을 가지고 있어 잠재적인 광학간섭과 회절을 제거할수 있다.
또한 검출기는 공통 모우드의 잡음을 감소시키고, 기록층내의 균일성과 미세국부편차를 평균해 내는데 유용한 셀사이의 소망의 공간위상차를 제공하도록 삽입한 4개의 광전지를 포함하고 있는 4조의 검출기인 것이 바람직하다. 또한 4조의 검출기는 디스크에서 디스크로의 또는 드라이브에서 드라이브로의 편차를 보상하기 위하여 사용되는 부가의 자유도 (degree of freedom)를 도입한다.
특히 도시한 실시예의 바람직한 검출기는 복수개의 세장형의 능동감광 스트립소자를 포함하는데, 이 스트립소자는 보통 16개로서, 4개의 균일하게 분리 삽입된 광전지 사이에서 균등하게 분할되어 있으며, 각 소자의 폭은 디스크 내의 광학회절격자를 형성하는 불투명선 각각의 폭과, 또한 불투명선사이의 투명한 갭의 각각의 폭과 동일하다. 더우기 소자들은 각 소자의 폭의 0.5배의 폭으로 불투명한 광학스톱(optical stops)에 의하여 이격되어 있다. 수개의 파라미터를 포함하는 새로운 회로구성에서 4개의 광전기를 적당히 상호 연결함으로써, 신호-대-잡음비를 개선하고, 기록층의 비균일성을 평균해내고, 또한 상이한 드라이브 및 상이한 디스크에서의 편차를 보상하는데 사용될 수 있는 검출기가 얻어진다.
더우기 본 발명의 1실시예는 디스크의 각 면에 대한 광학장치를 제공하는 것과 관련되고, 여기서 2개의 회절격자의 임의의 필요한 분리에 의한 영향을 감소시키기 위하여, 기준회절격자상에 회절에 의하여, 콰시점 또는 콰시선 또는 라인소스의 배열로부터의 기준된 조명이 매체회절격자로 하여금 자기영상을 가지도록 한다.
그러므로 본 발명에 바람직한 실시예에 따라서 마그네틱기억장치는 디스크와 같이, 그 반대표면상에 제1 및 제 2 광투과기록층을 위하여 광투과지지체를 가지며, 불투명선과 거의 동일한 폭의 광투과갭으로 이루어진 광학회절격자를 2개의 기억층사이의 중간에 포함하는 2중면기억매체에 사용하기 위하여 구성되어 있다.
또한 디스크에 대해서 반경방향이동을 하도록 설치된 헤드케리지조립체는 2개의 기억층의 각각에 근접하여 있는 분리된 판독/기입 트랜스듀서외에, 디스크의 각 반대면상의 제1 및 제 2 광학과, 디스크를 통하여 한쌍의 광경로를 한정해주는 디스크의 반대면상의 각 소스와 일직선으로 배열되어 있는 제1 및 제 2 검출기를 지지하고 있다. 각 검출기는 양호하게는 디스크의 광학회절격자와 협력하여 기준회절격자로서 제공되는 적절히 이격되어 있는 4개의 삽입된 감광소자의 정수배에 의하여 형성된 센서를 포함하고 있다. 더우기 감광소자는 4개의 분리된 광전지를 형성하도록 상호연결되어 있고, 다음에 선택된 트랙에 대해서 능동헤드의 위치를 나타내는 서어보신호를 발생시키기 위한 회로에 상호연결되어 있다. 또한, 이 회로는 디스크간의 편차를 보상할 목적의 캘리브레이션을 위한 파라미터를 포함하고 있다.
또한 서어보시스템의 효율 및 정확도는 디스크의 광학회절격자가 검출기에서 형성된 기준회절격자상의 회절에 의하여 자기영상을 가지도록 하는 새로운 조명원을 포함함으로써 향상될 수 있다. 일실시예에서, 조명장치는 구조적으로 검출기 회절격자상에서 복수개의 비임이 디스크회절격자를 자기영상을 만드는 라인회절격자를 형성하기 위하여, 적절한 광학렌즈를 가지고 넓은 영역의 발광다이오드우를 사용하고 있다. 또한 레이저다이오드 또는 다른형의 발광다이오우드가 광원으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 첨부도면을 참조하여 설명한 다음의 상세한 설명으로부터 충분히 잘 이해될 것이다.
여러가지 도면의 도해는 표시되지 않는한 축척을 가지지 않는다고 이해할 것이다.
제 1 도를 참고하여 설명하면, 제 1 도는 본 발명의 도시된 실시예에 따라서 헤드케리지조립체(100)의 기본 소자들을 개략적으로 도시하고 있으며, 이들은 구동주측(13)상에 회전가능하게 지지되어 있는 이중면마그네틱디스크(12)에 대해서 작동가능하게 위치하고 있다. 디스크(12)의 상세한 내용은 제 3 도에 도시되어 있다.
헤드케리지조립체(100)와 주측(13)은 본 발명을 구현하는 마그네틱데이타기억장치 또는 플렉서블마그네틱디스크드라이브의 일부분을 형성하고 있다. 또한 조립체(100)는 비작동디스크삽입 또는 제거위치에서 마그네틱디스크(12)가 제거된 채로 제 2 도에 도시도되어 있다.
제 3 도에 도시된 것처럼, 디스크(12)는 트랙킹제어를 위해 사용되는 광방사 또는 조명원에 투명하도록 선택된 지지부재(21)와 트랙킹제어에 사용되는 방사에 대해서, 비교적 투명한 갭 또는 링(22B)과 교대하는 비교적 불투명한 동심원링(22A)에 의하여 부재(21)상에 또는 부재(21)내에 형성된 광학회절격자 (22)에 의하여 형성된 기부(20)를 포함하고 있다. 이 링들은 또한 트랙의 위치를 정하기 위한 광학트랙으로 제공되며, 여기서 정보는 기부부재(20)의 반대표면상에 위치한 마그네틱데이타기록 또는 기억층(24, 25)에 기억된다. 이 층(24, 25) 들은 기부(20)의 두께와 비교하여 매우 얇기 때문에 크랙킹제어에 사용되는 방사에 대해서 거의 투명하거나 또는 적어도 매우 투과력이 있다.
본 발명의 진보적인 개념은 상이한 형식의 기억매체, 예를들면 마그네틱(플랙서블 또는 강체),광학 또는 자기광학을 사용하여 기억장치 또는 디스크드라이브에 이롭게 사용될 수 있으나 도시된 실시예는 플랙서블 마그네틱디스크드라이브를 지향하고 있다. 이 경우에, 디스크(20)는 카세트외함 또는 자켓(도시되지 않음)에 내장되고, 과학패턴이(22)이 사진기법으로 또는 다른 방법으로 형성된 프라스틱(가령, Mylar)지지체(21)를 가지는 구비한 플랙서블 또는 플로피, 고밀도마그네틱기록디스크이다. 전형적으로, 지지부재(21)는 약 0.003인치(0.08mm) 두께이고, 얇은 마그네틱기록층(24, 25)은 약 1미크론(0.001mm)의 두께를 가진다.
층(24, 25)의 조성물은 전형적으로 중합체성 결합재에서 분산된 감마산화철 또는 바륨페라이트입자로 구성되는데, 후자의 입자가 더 고밀도의 데이타기억에 양호하다. 헤드위치제어목적상 이런 형의 디스크는 가시광선에 대해서도 투과성이 있기는 하나, 스펙트럼의 적외선영역의 광에 대해서는 훨씬 더 투과성이 있어서, 적외선광을 사용하는 것이 바람직하다.
다시 제 1 도 및 2 도에 대해서 설명하면, 헤드케리지조립체(100)는 디스크(12)와의 작동관계에서, 반경상으로 이동가능한 헤드지지체(14)를 포함하며, 이 헤드지지체는(14)는 상호간에 이격되어 동작배열된 디스크의 대향면상에서 한쌍의 상보적인 일체화된 마그네틱 및 광학헤드(0 및 1)을 각각 지지하는 지지부재(14A, 14B)로 구성되어 있다. 각 헤드(0 및 1)는 보기 쉽게 점선으로 표시된 본체부(10)를 포함하여, 이 본체부는 마그네틱판독/기입트랜스듀서(15)와, 광원(16)과, 정열된 시준렌즈(17)와, 광검출기(18)를 포함하는 헤드의 소자를 지지 및 위치시킨다. 시준렌즈(17)를 포함시킨 것은 시준을 개선하고 광속을 집속시키기에는 바람직하나, 일체화된 헤드에서 사용하는 것은 절대적으로 필요한 것은 아니다.
각 트랜스듀스(15)는 디스크상의 마그네틱층에 각기 근접하여 대안하고 있는 헤드의 면에서 내부로 플럭스갭(flux gap)을 가지는 페라이트코어(15b)를 설치한 본체부(15a)를 포함하고 있다. 헤드는 공기에 대해 견디는 관계로 기록층의 위를 비행하는데 적합하고, 본체(15a)는 전형적으로 선행기술에서 주지된 것처럼, 비행고도제어용으로 공기에 견디도록 선택적으로 압력을 감소시키기 위하여, 그 면에 슬롯(15c)을 포함하고 있다. 대향하는 헤드(0 및 1)에서 트랜스듀서(15)의 상보적인 구성은, 선행기술에서 주지된 것처럼, 대향기록표면에 디스크프린트관통(data print-through)을 방지하는데 바람직한 각 코어(15b)의 반경방향의 오프셋을 제공한다.
검출기(18), 광원(16) 및 관련렌즈(17) (사용시) 모두가 트랜스듀서의(15) 일측면 또는 타측면상에 군집될수도 있으나, 검출기(18)는 트랜스듀서(15)의 일측면상에 위치하고, 광원(16) 및 관련렌즈(17) (사용시) 는 타측면상에 위치하는 것이 바람직하다. 또한 트랙킹할 목적으로 코어(15b)에 가장 가까운 트랜스듀서 본체의 측면에 검출기를 위치시켜, 검출기가 마그네틱플럭스갭에 가능한 한 가까운 디스크의 일부분을 "조망(look at)"한다.
검출기가 트랜스듀서갭과 동일한 디스크의 일부분을 정확하게 조망하는 것이 이상적이지만, 물리적으로 이 2소자는 동일한 공간을 점유할 수 없고, 따라서 도시한대로 반경방향으로 오프셋되어 있다. 그러나, 검출기(18)를 실제적으로 트랜스듀서코어 (15b)에 가까이 위치시킴으로써, 이 오프셋을 최소화할 수 있다.
대양헤드(0 및 1)상에 검출기(18)와 광원(16)을 구성하는 것은 상보적이어서, 헤드(0) 상의 광원(16)은 회절격자패턴(22)에 의한 변조를 위하여 광원(16)으로부터 나온 광출력이 디스크(12)를 통하여 헤드(1)의 정렬된 검출기(18)를 향하도록 위치하고 있다. 유사하게 헤드(1)상의 광원(16)은 광출력이 디스크를 통하여 헤드(0)의 정렬된 검출기(18)로 향한다.
광원과 검출기의 상세한 것은 이후 상세하게 설명될 것이다.
지지부재(14A)가 힌지점(19)에서 지지부재(14B)에 선회가능하게 결합되어있는 것이 개략적으로 도시되어 있다. 이로인해 지지부재(14A)는 제 2 도에 도시된 상승비동작위치로 회전할 수 있으며, 제 2 도에서는 헤드(0 및 1)가 디스크의 삽입과 제거를 용이하게 하도록 더 멀리 이격되어 있다. 디스크(12)가 드라이브속으로 삽입되어, 주축(13)상에 위치할때, 지지부재(14A)는 제 1 도에 도시된 위치로 자동적으로 복귀한다. 디스크(12)를 제거할때, 지지부재(14A)는 제 2 도에 도시된 위치로 자동적으로 복귀한다. 지지부재(14A,14B)는 같이 결합될 필요는 없으나, 둘 중의 하나는 디스크(12)를 용이하고 안전하게 삽입 및 제거할 수 있도록 다른 것에 대해서 상대적으로 이동할 수 있도록 설계되어야 하는 것은 바람직하다. 헤드캐리지지지체의 이러한 이동을 수행하기 위한 기구는 선행기술에서 잘 공지되어 있고, 여기서 더 설명할 필요는 없다.
도시된 헤드케리지조립체(100)가 플렉서블디스크(12)와 같이 사용하는데 적합하기 때문에, 상부헤드(1)는 선회지지체(14a)의 하부면에 설치된 짐발장치(26)로부터 양호하게 매달려 있고, 이 선회지지체는 헤드(1)가 그 피치와 로울축에 대하여 다소 선회하도록 하여서, 회전하는(spinning) 플렉서블디스크(12)의 일부분의 존재하에 헤드(1)와 면 대 면 배열을 유지하여 주고, 그 사이에 헤드의 침투 및 장입에 따라서 다소 곡선의 형상을 가지도록 한다. 또한 짐발의 설치는 회전에 응답하여 디스크진동으로부터 파생된 플렉서블디스크(12)의 과도왜곡을 보상하기 위해서 제공된다. 이러한 나침의 구성은 선행기술에 공지되어 있고, 여기서 더 설명한 필요는없다.
미합중국 특허출원 제 898, 527호에는 이중면기록을 위한 광학서어보헤드위치제어를 단일의 광학시스템을 가지고 완성하고 있으며, 이 단일광학시스템은 디스크의 일면상에는 광원을, 디스크의 반대면상에는 기준회절격자를 구비한 검출기를 포함하고 있다. 이 센서으로도 할 수 있지만, 케리지상에 2개의 마그네틱트랜스듀서와 하나의 검출기를 설치하는데 요구되는 매우 정밀한 기계적 허용오차에 관련된 어렵고 비용이 많이드는 제조상의 문제점이 있으며, 그래서 검출기는 디스크의 대향면상에 각 마그네틱트랜스듀서에 대해서 불변의 소정의 반경방향으로 이격된 관계로 존재한다. 허용오차문제는 플렉서블디스크드라이브의 경우에 훨씬 더 심각하다. 이것은 하나의 트랜스듀서가 다른 것에 상대적으로 선회하거나 이동하는 캐리지의 아암상에 설치된 짐발이어야 하므로 극복하기 위한 2개의 부가적인 허용오차인자(tolerance factor)를 제공해 주기 때문이다. 그러나, 더 중요한 관심은 짐발에 설치된 트랜스듀서가 헤드매체인 터페이스에서 변화하는 디스크역학에 응답하여 이동하므로 고정적으로 설치된 검출기로부터의 변경방향의 이격은 변하고, 따라서 부정확위치오차신호를 초래한다.
앞으로 명확하게 되겠지만 2개의 분리된 광학서어보시스템을 사용하고, 일체화된 헤드구성에 광학 및 마그네틱트랜스듀서부품을 구비하는 것에 의하여 이런 종류의 문제는 최소화될 것이다.
검출기와 능동트랜스듀서 사이의 이격이 변하지 않는 것이 중요하기 때문에, 짐발이 있는 헤드(1)가 이동가능하게 되면 판독 또는 기입을 행하는 능동트랜스듀서(15)와 동일한 디스크면상에 트랙킹제어검출기(18)를 갖는 것이 바람직하다. 이것은 분리된 검출기(18)가 디스크의 각 면상에 관련되도록 조절된다면 만족될 수 있다. 이것은 각 헤드에 하나씩 2개의 분리된 광학장치를 포함하게 한다.
따라서, 제 1 도에 도시된 헤드케리지조립체(100)에서, 헤드(1) 상의 검출기(1)는 디스크(12)의 상부표면상의 마그네틱층(24)상에서 트랙킹배열을 제어하는데 사용되고, 헤드(0)상의 검출기(18)는 디스크(12)의 하부표면상의 마그네틱층(25)상에서 트랙킹배열을 제어하는데 사용된다.
헤드케리지조립체(100)와 주축(13)을 포함하는 드라이브는 또한 디스크에 대해서 반경방향으로, 및 디스크회절격자(22)에 대해서 교차 트랙방향으로 지지체(14)를 이동시키는 수단을 포함하며, 판독/기입을 위하여 작동되는 헤드가 어드레서될 단일트랙과 정열된다. 이러한 수단은 대향헤드(0 및 1) 상에 광원(16)과 검출기(18)에 의하여 각각 형성된 2개의 광학시스템에 의해 제공된 헤드위치오차정보의 서어보제어를 받는다. 또한 이 드라이브는 디스크를 회전시키는 수단을 포함하고 있다. 이들 드라이브의 구성부품과 헤드위치제어장치의 동작을 제 8 도를 참조하여 이후 설명될 것이다.
이 시점에서 트랙킹제어신호의 검출공정을 설명하는 것이 유용할 것이다.
디스크(12) (제 3 도에 도시됨) 상에 형성된 불투명링(22A)에 의해 한정된 광학트랙의 작은 치수(scale) 때문에 그 측단부에 서어보신호에 부가적인 잡음을 생성할 수 있는 거칠음이 생기기 쉽다. 치수는 1예로서 3.5인치 플렉서블디스크포오맷에서, 20Mb용량의 고밀도 바륨페라트디스크(매 면당 10MB)는 약 540TPI의 트랙밀도를 요구하고 있다.
주기적인 광학시스템에서 신호-대-잡음비는 공간여과, 즉 공간의 주기적인 부분에 걸쳐 가중적분을 행함으로써, 개선될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 사용된 광학센서내의 각 검출기(18)는 검출공정의 신호-대-잡음비를 개선하기 위하여 공간여과를 사용하고 있다.
또한 검출장치가 능동헤드(active head), 즉 정열된 특정헤드와, 소망의광학트랙사이의 오배열을 검출하는 것이 중요할뿐만 아니라, 배열을 정정하기 위하여 반경방향으로의 이동에 대한 적절한 방향을 확인하는 것도 또한 중요하다.
이 목적을 위하여, 디스크에 광학회절격자를 사용하는 것이 유리한 것으로 알려져 있으며, 이 격자에서 불투명선(22A)의 폭은 검출기와 조합한 투명캡(22B)의 폭과 기본적으로 동일하며, 검출기의 센서부는 기준회절격자를 형성하기 위하여 광학스톱에 의해 가시구멍(viewing apertures)의 제 1 주기적 세트와, 디스크의 광학회절격자의 불투명선의 폭과 정합하는 구멍의 폭(교차트랙의 치수)를 포함하고 있다.
헤드상의 검출기의 기준회절격자가 디스크회절격자에 대해서 반경방향으로 이동할때, 그들은 위치오차신호를 제공하는 기준회절격자의 뒤에 있는 검출기의 감광부에 도달하는 광의 강도를 조절하기 위하여 조합하여 작용한다. 2개의 회절격자가 각 불투명 및 투명부와 같은 위상으로 배열될 때, 감광소자에 도달하는 광의 양은 최대가 된다. 2개의 회절격자가 0.5트랙피치만큼 오프셋되어 있을때, 또는 180°만큼 위상이 벗어나 있을때, 한 회절격자의 불투명부는 타 회절격자의 투명부를 막아, 감광소자에 투사되는 광의 강도는 최소가 된다. 유리하게도 이러한 동일피치회절격자의 배열을 가지면, 선택된 트랙에 대해서 트랜스듀서의 위치오차를 결정하기 위하여 선형제어범위를 제공하는 호절격자의 최대 및 최소 오프셋부분의 사이에서 광강도의 변이는 필수적으로 선형이다. 따라서, 최대선형제어범위는 구멍폭을 정확하게 트랙피치의 절반이 되도록 함으로써 얻을 수 있다. 각각의 주기적인 구멍은 기본적으로 디스크회절격자의 투명공간과 불투명선사이에서 천이부 위에 놓이도록 설계되어서, 차단된 광량을 감소시키기 위한 이동은 천이상에서 트랙킹될 구멍의 중심을 잡는 경향이 있을 것이다.
더우기 불투명선의 단부의 매끄러움에 대한 미세한 불규칙성이 비교적 적은 영향을 주도록 하기 위하여, 트랙을 따라 그 길이가 비교적 긴 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 매끄러운 트랙을 따르는 것이 바람직하기 때문에, 불규칙성의 영향은 트랙을 따라 평균하는 것에 의하여 완화된다. 따라서, 미세 불규칙성이 검출기의 감광부상에 입사하는 광량에 훨씬 적은 백분율의 영향을 주도록 트랙을 따라 있는 구멍길이는 충분하여야 한다.
그러나, 디스크회절격자의 불투명선이 곡선화되어 있기 때문에, 그리고, 가시구명이 직선이기 때문에, 용이한 제조를 위하여 바람직한 것처럼, 너무 긴 구멍은 대향천이부상에 놓여 있는 부분을 가지고 있다. 효과적인 더 긴 길이를 얻기 위하여, 검출기는 기본적으로 디스크회절격자의 대향천이부(불투명에서 투명으로), 즉 제 1 셋트와 같은 셋트이나 그것과 직접적으로 위상이 벗어나 있는 셋트를 트랙하는 제 2 셋트의 주기적인 구멍을 포함하도록 설계되어 있다.
특히, 서어보신호를 발생하기 위한 이상적인 검출기는 한쌍의 광다이오우드를 포함하며, 각각은 피치의 90°만큼 마그네틱트랙을 선도 및 지연(lead and lag)하는 정합된 공가필터를 통하여 디스크의 동일영역을 조사(viewing)하고 있다.
이러한 발생기에 대한 기하학적 모양은 2개의 독립능동영역을 가지고 있는 상용 광검출기배열로서 실현할 수 있으며, 독립능동영역 각각은 그 폭이 검출된 선과 갭의 폭과 정합하는 주기적인 일런의 지부(fingers)를 가지며, 그 분리출력이 감셈(subtraction)을 위하여 미분증폭기의 상이한 입력에 공급되는 상호 손가락 모양의 2개의 채널검출기를 형성하도록 삽입되어 있는 2셋트를 가지고 있다. 디스크는 전형적으로 동일위상을 갖는 드라이브사이에서 상호변경가능하다는 점에서 부가적인 복잡성이 있다. 정밀한 제작이 동일한 위상을 확보하는 한가지 방법이지만, 이것은 생산비용의 증가를 초래한다. 대안적인 방법은 개개의 드라이브가 소망의 위상을 달성할수 있도록 사용시점에서 조정되도록 하는 것이다. 개개의 드라이브의 기계적인 조정도 가능하겠지만, 전형적으로는 전기적인 조정이 더 효율적이고 정밀하다.
제 4 도에 대해 언급하며, 본 발명에 사용하기 위한 4조의 검출기(18)의 감광센서부(500)의 구성이 도시되어 있고, 부가적으로 사용된 특정디스크에 각 검출기(18)의 캘리브레이션을 용이하게 하도록 설계되어 있다. 이 센서에는 4개의 광전지를 형성하도록 4개의 군으로 상호 연결된 16개의 평행하고, 정방형인 감광소자(50)가 균일하게 이격된 배열로 구성되어 있다. 특히 도시된 것처럼, A로 표시되어 있는 각 소자는 공통리드(51)에 연결되어, 광전지A의 일부를 형성하고, 각 소자C는 공통리드(52)에 연결되어, 광전지C의 일부를 형성하고, 각 소자B는 공통리드(53)에 연결되어, 광전지B의 일부를 형성하고 있으며, 각 소자D는 최종적으로 공통리드(54)에 연결되어, 광전지D의 일부를 형성하고 있다. 4개의 광전지 소자를 삽입하는 것을 4개의 광전지 소자의 "주기적인"삽입과 같은 형태로 설명하는 것이 편리하다. 각 소자(50) 사이에는 비감광 또는 "데드(dead)"공간(55)이 있으며, 이것은 소자(50)사이에 교차소통(cross-talk)을 최소화하기 위하여 광학스톱으로서 제공된다.
16개의 소자(50)의 배열은 기본적으로 센서용으로 소망되는 사각의 구멍에 대응하여서, 디스크를 통과하고, 디스크회절격자(22)에 의해 변조되는 적외선방사를 차단한다.
또한 디스크상에 포함되어 있는 광학회절격자(22)를 형성하는 갭(22B)에 의해 이격된 불투명선(22A)은 제 4 도의 우측상에 포함되어 도시되어 있다. 광학회절격자(22)에 대한 센서배열 소자(50)의 상대위치는 기본적으로 어떠한 전류도 발생시키지 않고, 안정한 트랙킹을 위해 소망되는 배열과 대응하는 배열로 이루어진 위치와 대응한다. 16개의 소자(50)의 높이는 12개의 불투명선(22A)과, 디스크회절격자(22)의 개재하는 투명갭(22b)에 대응하고 있다. 이러한 목적으로 각 지부소자(50)는 불투명(또는 투명) 회절격자선(22A)의 평균폭과 동일한 폭을 가지고 있고, 작동시 절반의 트랙피치구멍으로서 제공된다. 각 광학스톱(55)은 지부소자(50)의 1/2의 폭을 가지고 있다. 최상한의, 즉 제 1 불투명선(22a)은 최상한의, 즉 제1C핑거부소자의 고단부(top edge)와 일직선으로 배열된 저단부(bottom edge)를 가지고 있다. 제 2 불투명선(22a)은 제1C지부소자의 저단부와 일적선으로 배열된 고단부를 가지고 있다. 제 3 불투명선(22a)은 제1D소자(50)와 일직선으로 배열되고, 제 4 불투명선(22a)은 처음과 같이, 제2C소자(50)의 고단부와 일직선으로 배열된 저단부를 가지고 있으며, 이 패턴은 반복된다.
그 결과, 개개 광전기의 모든 4개의 지부소자(50)는 광학회절격자(22)와 동일한 공간위상을 가지게 된다. 광전지(A)의 소자(50)의 수평중심선은 광전지(B)의 소자(50)의 수평중심선으로부터 광학회절격자(22)의 1.5배의 피치거리로 이격되어 있고, 광전지(C)의 소자(50)의 수평중심선은 광전지(D)의 소자(50)의 수평중심선으로부터 유사하게 이격되어 있다. 더우기 광전지(A)의 소자(50)의 수평중심선은 광전지(B)의 소자(50)가 광전지(D)의 소자(50)로부터 이격되어 있는 것과 같이, 광전지(C)의 소자(50)의 수평중심선으로부터 광학회절격자(22)의 3/4배의 피치거리로 이격되이 있다.
제 5 도에 대해 언급하면, 이와같은 종류의 4개의 채널센서가 도시되어 있다. 이것은 실리콘칩(600)으로 구성되며, 그의 후면(도시되지 않음)은 대면적의 적극(도시되지 않음)으로 덮여 있는 N-형의 영역을 포함하고 있고, 그 전면은 제 4 도에 도시된 16개의 소자(50)에 대응하는 16개의 세장형의 P-형 영역(60)의 배열을 포함하고 있다. 일반적으로 감광성인 16개의 PIN 구조(도시되지 않음)를 형성하는 중간의 고유층(도시되지 않음)이 포함되어 있다. 16개의 소자의 이격은 앞에서 설명된 것과 같고, 각 군의 모든 4번째 소자는 제 4 도의 리드(51, 52, 53, 54)의 각각의 대응하는 4개의 출력전극(61, 62, 63, 64)의 서로 다른 하나에 연결되어있다. 66A, 66B, 66C, 66D로 표시된 대면적의 전도패드는 각각 4개의 광전지(A, B, C, D)의 출력단자로서 공급된다. 후면(도시되지않음)상의 전극(도시되지 않음)은 4개의 광전지(A, B, C, D)에 대한 공통전극으로서 제공된다. 조명에 대해 불투명한 알루미늄스트립(65)은 근처의 P-형 영역으로부터 개개의 P-형 영역을 분리시키는 광학스톱으로서 제공된다.
제 6 도에 대해 언급하면, 제 6 도에서는 4개의 광전지(A, B, C, D)가 4조의 검출기(70)를 형성하기 위하여 어떻게 상호연결되는지가 도시되어 있다. 각각의 공통전극은 교류접지되어 있다. 전지(A)와 전지(B)의 출력전극(단자)은 각각 미분증폭기(71)의 변환 및 비변환의 입력포트에 연결되어 있고, 전지(C)와 전지(D)의 출력전극(단자)은 각각 미분증폭기(72)의 변환 및 비변환의 입력포트에 연결되어 있다. 증폭기(71)의 출력단자는 스위치(73)의 한 위치에는 직접적으로 공급되고, 스위치(73)의 타 위치네는 인버터회로(74)를 경유하여 공급된다. 유사하게 증폭기(72)의 출력단자는 스위치(75)의 한 위치에는 직접적으로 공급되고, 스위치(76)의 타 위치에는 인버터회로(76)를 경유하여 간접적으로 공급된다. 스위치(73,75)의 각 출력단은 포텐쇼미터(77)의 대향단에 접속되고, 포텐쇼미터(77)의 조정가능중앙탭(78)은 검출기의 출력단(79)을 공급하고 있다. 스위치(73,75)와 중앙탭(78)의 셋팅은 디스크(12)를 드라이브에 처음에 삽입할때, 보통 캘리브레이션 단계동안 조정되어, 판독/기입 트랜스듀스코어(15b)가 디스크(12)상에 구비된 기준트랙과 적절히 일직선으로 정열될때, 헤드케리지(14)의 이동을 제공하고, 조정하기 위한 서어보신호의 부재에 대응하여, 출력단에는 영(null)이 측정된다. 스위치와 포텐쇼미터 탭을 전자적으로 셋트하기 위하여, 기준트랙(도시되지 않음)을 디스크상에 적절한 제어회로(도시되지 않음)와 함께 구성하는 것은 바람직하다. 스위치(73, 75)와 포텐쇼미터(77)는 그와 같은 기능에 대해 잘 알려진 전자부품이다.
또한 이 검출기회로는 마그네틱트랙의 중심과 광학트랙의 중심사이에서의 오프셋을 정정하도록 할 수 있는 것을 알 수 있다.
센서의 각 지부소자(60)의 폭을 디스크회절격자(22)의 피치거리의 0.5배와 동일하게 만드는 것에 의하여, 선형제어의 범위는 최대가 되고, 이 피치거리를 디스크회절격자(22)에서 불투명선과 투명갭사이에서 동일하게 분할하는 것에 의하여, 정열상에 편차가 있을때, 트랙사이에 점프의 기회가 최소화됨을 알 수 있다.
또한 정수의 피치거리(도시된 실시예에서 3피치)에 의하여 각각 이격된 광전지에 4개의 감광지부소자(60)를 사용함으로써, 여러가지 소스로부터 발생한 잡음을 양호하게 평균화하는 고도의 감도를 갖는 검출기의 크기가 효과적으로 확대되어 있다. 전형적으로 이 잡음원은 불규칙한 이격과, 회절격자선의 손상단부(ragged dege)를 포함하고 있고, 미량의 마그네틱피복(24, 25)을 통하는 광학패턴의 조망(viewing)과 타원형 트랙의 왜곡과 같은 디스크(12)내의 불균일성은 디스크의 기부재료(21)의 이방성에 의하여 야기된다. 4개의 광전지(A, B, C, D) 사이의 분할을 위해 사용되도록, 4의 정수배가 소자(60)의 전체수로 사용될 수 있고, 그 수가 더 클수록 평균효과는 더욱 크다는 것을 이해할 수 있다.
더우기 광전지(A, B)와 같은 한쌍의 광전지를 사용하여, 마그네틱트랙을 각각 1/4피치거리만큼, 하나는 불투명 디스크회절격자선(22a)의 상부의 도시된 단부를 트랙킹하고, 다른 하나는 다음의 근접한 선(22a)의 회절격자의 하부단부를 트랙킹하도록, 선도 및 지연하는 동일영역을 기본적으로 조망하므로써, 야기된 공통 모우드의 잡음, 예를들면 조명원의 강도의 변화와, 마그네틱피복(24, 25)의 광학투과특성의 변화에 의한 잡음을 효과적으로 제거할 수 있다.
최종적으로 2셋트의 광전지쌍을 삽입하는 것에 의해 형성된 4조의 검출기는 상기 설명한 방법으로 위상이동된 채로 전기적인 조정에 대한 여분의 자유도가 첨가되어서, 상이한 트랜스듀서의 제작상의 부정확성에 기인한 불균일로부터의 미세한 편차와, 마그네틱과 광학트랙의 중심사이의 오프셋에 대하여 보상할 수가 있다.
도시된 실시예에서, 센서(600)는 감광기준회절격자를 형성하기 위하여 개개 감광소자(60)의 기하학적 모양과, 그들의 배열상의 상대적인 이격을 이용하고, 따라서 광변조 및 검출의 기능을 단일구조의 소자와 결합한다. 이 센서에서, 각 소자(60)는 그 대응하는 광전지의 구멍으로서 작용하고,알루미늄스트립(65)은 광학스톱으로서 작용한다. 그러나, 각 소자는 그 자신의 광전지에 대한 구멍으로서 제공되면서, 또한 타광전지에 대한 광학스톱으로서 제공된다. 예를들면, 광전지(A)에 대해서 전지(A, B, C, D)의 삽입소자(60)는 디스크(12)를 통하는 광이 거기에 투사되지만, A채널에 신호를 공급하지 않고, 따라서 효과적으로 이 소자들은 광전지(A)가 관계되는 한비능동(inactive)적이고, 그것에 의해 광학스톱으로서 작용한다. 트랙킹기법의 효과를 최대화하기 위하여, 여러가지 다른 방법을 고려하는 것이 또한 중요하다.
우선, 검출기(18)의 분리에 의하여 발생한 왜곡을 최소화하면서, 센서에 의하여 공급되고, 디스크상의 광학회절격자(22)로부터 센서(600)에 의하여 형성된 서오보신호의 3각파를 최대화하는 것은 바람직하다. 이 왜곡은 회절에 의한 흐림(blur)에 의해 야기되고, 이상적으로는 검출기(18)를 디스크(12)에 가까이 근접하여 위치시킴으로써 최소화시킬 수 있다. 그러나, 이것은 반드시 행하기에 용이하지 않다. 왜냐하면, 대개 광전지의 도전패드(66)의 정부표면(top surface)에 결합된 와이어도선이 존재하고, 이것은 일체화된 헤드(0 및 1)상의 검출기(18)가 디스크(12)에 가까이 위치하는 정도를 제한하는 경향이 있기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 몇몇 예에서, 검출기(18)를 디스크에 밀접하게 위치시켜서 이러한 장애가 디스크 회절격자에 약간의 열화를 허용하고, 변조된 광패턴이 수용되도록 한다.
이와 같이 일체화된 하나의 헤드구조가 제 9 도에 도시되어 있으며, 여기서 일체화된 헤드(90)는 도시된것처럼, 마그네틱트랜스듀서(15)를 수용하고 지지하는데 적합한 본체부 또는 칼라(collar) (92)를 포함하고 있다. 페라이트코어(15b)의 근처에서, 칼라(92)는 코어(15b)의 플럭스갭에 대해서 고정되어 반경방향으로 이격되어 있는 제 1 도의 검출기(18)와 등가인 센서(600)를 설치한다. 트랜스듀서(15)의 대향측상에서, 칼라는 디스크(12)를 통하여 그 뒤의 광원(16) (도시되지 않음)으로부터 광출력을 지시하기 위한 렌즈(17)를 설치하고 있다.
칼라(92)는 플럭스갭의 평면에 가능한한 가까이에서 센서(600)를 지지하며, 반면에 대응하는 패드(66a-b)에 접속되는 와이어 결합도선(94a-d)용 공간을 허용하고 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 얇은 투명커버를 센서(600) 및 렌즈(17)에 공급하여서, 디스크표면과 대면하기에 적합한 매끄러운 면을 헤드(80)에 제공하여 준다.
또한 디스크대향면에 인접하여 헤드본체에 그래디언트-인덱스봉(gradient-index rod)과 같은 광학소자를 포함하여, 디스크의 광학회절격자(22)를 검출기(18)기의 기준회절격자로 영상화시키는 것이 가능하나, 이 구조는 포장하고 제작하는데 어렵고 배용이 많이 든다.
보다 더 유망한 접근방법은 조병용 콰시-점 또는 라인소스로 부터 고도로 시준된 광을 사용하여서, 디스크회절격자(22)가 회절에 의하여 검출기(18)의 기준회절격자상에 자기영상화되는 것이다. 이것은 더 용이한 포장을 만들 수 있고, 덜 비싼 광학렌즈를 만들고, 매체내의 먼지, 자국 및 단부의 거치른 정도로부터 초래하는 광학잡음을 감소시킨다.
시준을 달성하고, 따라서 회절영상을 형성하는 한 기법은 시준된 광의 비임을 공급하기 위하여, 그래디언트-인덱스봉(gradient-index rod)과 플라스틱 비구형(aspheric)의 시준렌즈 또는 홀로그래픽(holographic) 시준렌즈와 같은 렌즈의 무한촛점정평면에서 콰시-점 소스 또는 라인소스로, 레이저다이오우드광원(16)을 사용하는 것이다. 이 광은 디스크의 광학회절격자(22)를 통하여 투과되어서, 거기에 기준회절격자를 병합시키는 검출기(18)의 표면상으로 기준회절격자(22)를 자기영상화시키는 것이다. 검출기(18)는 D=P2/L의 관계에 의하여 주어진 것과 같이, 디스크회절격자(22)로부터 거리 D에 위치하고 있고, 여기서 P는 디스크회절격자(22)의 피치이고, L은 광의 파장이다. 또한 비용 및 포장의 관점에서 볼때, 단부(edge)발광다이오우드 또는 면적(area)발광다이오우드를 대체하는 것은 바람직하며, 여기서 방사면적은 다이오우드레이저광원(16)을 위하여 콰시-점 또는 라인소스로서 1차원으로 5미크론보다 작아서, 레이저의 일시적인 응집(coherence)때문에 발생할 수 있는, 반대가능한 간섭패턴을 피하게 할 수 있다. 라인소스를 사용할때, 그들은 디스크 및 검출기회절격자에 평행하도록 정열되어야 한다.
비교적 크거나 또는 확장된 광원(16)을 사용하는 것은 제 7 도에 도시되어 있다. 이것은 광학소자(82)의 이면(rear surface)을 조명하면서, 표면적 발광다이오우드(81)를 포함하고 있다. 이 이면은 선형회절격자를 형성하도록 형상화하고, 광학소자(82)의 무한촛점평면과 일피하는 입구표면(83) (entrance surface)을 포함하고 있다. 특히 표면(83)은 광이 출구표면(84)까지 통과하도록 입사되는 평탄부를 포함하며, 투사되는 공이 산란되고, 효과적으로 출구표면까지 통과하지 않는 어떤 방향으로 확장하는 V형의 다면체부와 교대하고 있다. 출구광표면(84)은 비구형(aspheric)이어서, 소자(82)는 시준렌즈로서 제공된다. 소자(82)의 기하학적 모양때문에, 확장면적 발광다이오우드(81)는 라인소스의 배열을 시뮬레이트한다. 결과적으로, 출구표면(84)으로 부터 공간적으로 응집된 일련의 각도상으로 이격되고 시준된 비임이 떠나며, 입구표면(83)의 각 평탄부에 대해 하나의 비임이 형성된다. 단순화의 관점에서, 단지 3개의 비임이 제 7 도에 도시되어 있다. 이 비임은 그 다음에 디스크(12)에서 광학회절격자(22)를 통과하여 지나가므로, 앞서 바람직한 것으로 표시된 것처럼, 검출기 기준회절격자상에 디스크회절격자(22)를 자기영상화한다. 입구표면(83)에 형성되어 있는 선형회절격자는 주기성을 갖도록 설계되어서, 대응하는 복수의 자기영상이 구조적으로 중첩되도록 한다.
원한다면, 기준회절격자를 고차(higher order)회절자기영상을 촛점으로 하여 디스크회절격자(22)로부터 더 먼 검출기(18)상에 위치시킬 수 있다.
일체화된 헤드구조에 사용될 수 있는 다른 타입의 광학소자(17)는 회절렌즈 또는 회절대플레이트이며, 이것은 표준렌즈와 같은 굴절에 의해서가 아니라, 회절에 의해서 광의 촛점을 잡는 원형회절격자이다. 일체화된 헤드에서, 이것은 콰시-점소스 LED용 시준렌즈로서 제공된다.
회절렌즈는 교대하는 불투명 및 투명지역(96) (동심원)을 포함하며, 각 지역은 동일면적을 가지나, 각 지역의 피치는 중심으로부터 외부단부로 감소한다. 이런 회절렌즈(96)는 제10a도에 도시되어 있다. 렌즈(96)의 단면은 제10b도에 개략적으로 도시되어 있다. 각 회절소자의 피크시의 진폭은 동일하나, 원형소자의 주기는 외부단부쪽으로 증가한다. 회절격자는 대칭이어서, 광은 영차(zero order)로 전환되고, 양 및 음의 제 1 차의 회절로 동일하게 전환된다. 더 약한 촛점은 각 양 및 음의 홀수차 회절에서(즉, 3, 5, 7...등) 일어난다.
또한 회절렌즈의 회절격자에서 적절한 비대칭(asymmetry)을 포함함으로써 선택된 차수로 양호하게 전환될 수 있다.
게다가 앞서 언급된 방법은 검출된 신호의 변조를 개선하는 경향이 있다.
본 발명을 구현하는 데이타기억장치 또는 플렉서블디스크드라이브(110)는 제 8 도에 기능적인 블록도의 형태로 도시되어 있다. 이 장치(110)는 마이크로프로세서탑재 제어논리회로부의 통제하에 상호 관련하여 작동되는 판독/기입제어 및 서어보회로부를 갖는 콘트롤러회로(112)의 제어하에 작동한다. 콘트롤러(112)는 또한 주컴퓨터(도시되지 않음)에 효율적으로 드라이브(110)를 접속하기 위하여 중간부가 제공되어 있다.
헤드케리지조립체(14)는 트랙을 추적(track seek)하고, 판독/기입 및 위치오차조정연산을 위하여 디스크에 대해서 반경방향으로 헤드케리지조립체(14)를 이동시키기 위해 가동기제어회로(116)에 의해 공급되는 헤드위치신호에 응답하는 헤드위치가동기(114)에 접속된다. 가동기(114)는 신속한 응답, 정밀한 위치형을 가지는 것이 바람직하며, 고도의 데이타밀도에 적용하는데 적합한 선행기술에 나와 있는 다양한 가동기로부터 선택될 수 있다.
또한 장치(110)는 판독/기입트랜스듀서를 지나서, 기억매체를 이동시키기 위한 수단을 포함하고, 도시된 실시예에서, 이러한 수단은 디스크(12)의 회전을 수행하기 위한 주축모터조립체(118)의 형태를 가지고 있다. 주축모터조립체(118)는 가동기제어회로(116)에 의해 동작되며, 가동기 제어회로는 주축모터조립체(118)로부터의 인덱스신호를 수용하고, 공지된 방법으로 거기에 드라이브신호를 공급한다. 차례로 가동기제어회로(116)는 판독/기입제어 및 콘트롤러(112)의 서어보회로로부터 수신된 입력신호에 응답하여 동작한다.
서어보제어된 헤드트랙킹을 수행하기 위햐여, 일체화된 헤드(0 및 1)의 모두가 동작되나, 디스크(12)의 인접대향면에 대해서 판독/기입동작할 수 있는 헤드는 "능동헤드"로서 지칭된다. 디스크(12)의 반대면상의 비능동헤드는 광학패턴 또는 회절격자(22)에 의해 변조하기 위하여 광원(16)으로부터 나온 광이 디스크를 통하여, 대응 판독/기입트랜스듀서(15)에 인접한 능동헤드상의 검출기(18)의 기준회절격자상으로 투사되므로써 동작한다.
주컴퓨터로부터 능동헤드지시신호를 수신할때, 제어놀리부를 통한 콘트롤러(112)는 판독/기입제어회로로 하여금 헤드선택신호를 지시선택용 헤드를 구성하는 2개의 헤드선택스위칭회로(120,122)에 보내도록 지시한다. 제 1 헤드선택스위치회로(120)는콘트롤러(112)의 판독/기입제어회로와, 헤드(0 및 1)의 판독/기입트랜스듀서(15) 및 광원(16)의 사이에 접속된다. 제 2 헤드선택회로(122)는 콘트롤러(112)와 헤드(0 및 1)의 검출기(18)의 사이에 유사하게 접속되어, 능동헤드상의 검출기(18)로부터의 위치오차신호출력을 서어보회로에 보내도록 작동되며, 이 서어보회로는 이에 응답하여 선택된 트랙과 능동헤드 트랜스듀서를 정열하기 위하여 가동기제어회로(116)에 보정위치신호를 공급한다.
디스크(12)상에 기록될 데이타는 제 1 헤드선택스위치(120)에 접속된 기입채널회로(124)를 통하여 판독/기입부로부터 공급되는 반면에, 디스크로부터 판독되는 데이타는 제 1 헤드선택스위치(122)와 판독/기입제어회로의 사이에 접속된 판독채널회로(126)를 통하는 경로를 갖게 된다.
데이타가 디스크의 0면(제 8 도에 도시된 아래측)으로부터 기입되거나 판독된다면, 헤드(0)는 능동헤드로서 지칭된다. 이 모우드에서 판독/기입제어회로는 헤드선택스위치(120)가 특정의 구성, 즉 헤드(0)상의 판독/기입트랜스듀서(15)는 판독 및 기입채널(126, 124)중 적절한 하나에 접속되고 (헤드(1)상의 트랜스듀서는 그로부터 분리되어 있다), 헤드(1)상의 광원(16)은 디스크(12)를 통과한 광출력이, 제 2 헤드선택회로(120)가 판독기입제어회로에 의해 공급되는 능동헤드표시에 응답하여 서어보회로에 접속된 헤드(0)상의 검출기(18)의 기준회절격자상으로 향하도록 통전되는(energized) 구성을 갖도록 지시한다. 헤드(1)의 광원(16)이 통전되는 동안, 제 1 헤드선택회로(120)는 헤드(0)의 광원(16)을 비전상태로 유지하고, 제 2 헤드선택스위치(122)는 헤드(1)상의 검출기(18)로부터 신호가 서어보회로에 전달되지 못하도록 한다.
면(1)으로 데이타를 기입하거나 또는 면(1)으로부터 그것을 판독하기 위한 반대의 모우드에 있어서, 헤드선택스위치는 헤드(1)상의 트랜스듀서를 판독 및 기입채널(162, 124)의 적절한 하나에 접속하도록 역전되어, 헤드(0)상의 광원(16)을 통전시키고, 헤드(1)상의 "능동"검출기(18)로부터 서어보회로에로 위치오차신호출력을 지시해준다.
주축(13)상에 설치된 디스크(12)에 있어서, 그 회절격자(22)의 위치는 상대적으로 고정되고, 주로 헤드(0 및 1)상의 기준회절격자가 검출기(18)에 의해 검출된 광강도를 변조하도록 이동한다. 실제로 2개의 회절격자는 코움형셧터(come type shutter)로서 작용하여서, 검출기구멍이 디스크회절격자(22)의 광투과갭과 일직선으로 정열될때, 최대의 광강도가 검출되고, 구격이 갭에 대해서 반대의 위상에 있을때, 최소의 광강도가 검출된다. 이 2가지 조건의 사이에서, 검출된 광강도는 선형적으로 변화하고, 그것에 의해 비례적인 헤드위치 오차를 공급한다.
플렉서블디스크의 경우에, 전에 기록된 원형의 마그네틱트랙은 디스크기부재료의 이방성팽창에 기인한 타원형형상을 갖게 되어서, 실제로 디스크회절격자(22)이 링은 4조의 검출기(18)에서 광강도의 변호를 초래하는 기준회절격자에 대해서 이동되거나 변동된다. 이에 응답하여, 검출기(18)는 능동헤드를 선택된 트랙과 정열시키기 위하여, 헤드케리지(14)의 이동을 실행하는 서어보회로에 적절한 오차위치신호를 공급한다.
도시된 시스템에 사용되는 조명은 즉, 전형적으로 약 890나노미터에 중심을 갖는 적외선 대역은 GaAlAs광 방사다이오우드 또는 GaAlAs 다이오우드레이저로부터 용이하게 얻을 수 있다. 실리콘광전지는 이러한 파장에서 사용하기에 편리하다. 게다가 이 파장에서의 광은 마그네틱디스크용으로 사용되는 통상적인 재료에 적합하고, 광학회절격자(22)의 불투명분분에 의하여 흡수되도록 용이하게 배열된다. 물론, 조명이 소망의 역할을 수행하게 하는 여러가지 요구조건을 만족하는 다른 파장도 사용될 수 있다.
본 발명은 기억매체로서 플로피이건 강체이건, 디스크의 사용에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 테이프와 같은 다른 형태에도 수정을 가하여 적용될 수 있는 것은 분명하며, 여기서 정보는 선형트랙에 기억되고, 어드레스될 특정트랙을 갖는 판독/기입헤드를 정확하게 배열시킬 필요가 있다.
또한 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 논의한 여러가지 특성은 생략되거나 수정될 수 있다는 것은 명백하다. 예를들면 4조의 검출기는 생략될 수 있고, 간단한 형태의 검출기로 대체될 수 있다. 이러한 간단한 형태는 그 표면이 디스크내의 광학회절격자와 협력하기 위하여, 선형기준회절격자를 형성하도록 적절히 입혀져 있는 대영역의 감광셀일 수 있다. 선택적으로 간단히 한쌍의 광전지를 이용할 수 있고, 각각은 이격된 스트립소자의 배열를 포함하고 있고, 2개의 배열은 디스크내의 광학회절격자와 협력하기 위하여 검출기에서 선형기준회절격자를 형성할 수 있는 형태로 삽입되어 있다.

Claims (26)

  1. 투명지지체와, 각 지지체의 대형면의 각각에 광투과데이타기억층과, 기억층에서 데이타기억트랙의 위치를 한정하기 위하여 기억층사이에 지지체상에 형성된 광학회절격자를 포함하는 형태의 이중면데이타기억 매체를 사용하는 데이타기억장치에 있어서, 상기 장치가 : 데이타판독 및/또는 기입작동을 위하여 상기 매체를 지지하고 이동하기 위한 수단과 ; 데이타기록 및/또는 판독트랜스듀서와, 광원과, 기준회절격자를 내포한 검출기를 각각 포함하고, 상기 검출기가 매체회절격자에 의한 변조를 위해 매체를 통과하여 상기 기준회절격자에 투사되는 광에 응답하여, 선택된 트랙에 대해서 상기 트랜스듀서의 위치를 나타내는 위치오차신호를 제공하는 제1 및 제 2 헤드와 ; 매체에 대해서 교차트랙이동하기 위해 구성되고, 매체의 대향면상에 상보적인 배열로 상기 제1 및 제 2 헤드를 설치하여, 상기 트랜스듀서 각각은 기억층중 인접한 것에 대해서 기록 및/또는 판독관계로 있고, 상기 위치오차신호를 제공하기 위하여, 상기 제 1 헤드상의 상기 광원은 광출력이 매체를 통하여 상기 제 2 헤드상에 상기 검출기의 상기 기준회절격자로 향하도록 위치하고, 상기 제 2 헤드상의 상기 광원은 광출력이 매체를 통하여 상기 제 1 헤드상에 상기 검출기의 상기 기준회절격자로 향하도록 위치한 헤드케리지와 ; 상기 트랜스듀서중 선택된 것을 선택된 트랙에 대하여 일직선으로 유지하기 위하여 상기 위치오차신호에 응답하여 상기 헤드캐리지조립체를 이동시키는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 데이타기억장치.
  2. 투명지지체와, 각 지지체의 대향면의 각각에 광투과마그네틱데이타기억층과, 기억층에서 데이타기억트랙의 위치를 한정하기 위하여 기억층사이에 지지체상에 형성된 광학회절격자를 포함하는 형태의 이중면마그네틱데이타기억매체를 사용하기 마그네틱데이타기억장치에 있어서, 상기 장치가 : 데이타판독 및/또는 기입작동을 위하여 상기 매체를 지지하고 이동하기 위한 수단과 ; 마그네틱데이타기록 및/또는 판독트랜스듀서와, 광원과, 기준회절격자를 내포한 검출기를 각각 포함하고, 상기 검출기가 매체회절격자에 의한 변조를 위해 매체를 통과하여 상기 기준회절격자에 투사되는 광에 응답하여, 선택된 트랙에 대해서 상기 트랜스듀서의 위치를 나타내는 위치오차신호를 제공하는 제1 및 제 2 헤드와 ; 매체에 대해서 교차트랙이동하기 위해 구성되고, 매체의 대향면상에 상보적인 배열로 상기 제1 및 제 2 헤드를 설치하여 상기 트랜스듀서 각각은 기억층중 하나에 대해서 기록 및/또는 판독관계로 있고, 상기 위치오차신호를 제공하기 위해, 상기 제 1 헤드상의 상기 광원은 광출력이 매체를 통하여 상기 제 2 헤드상에 상기 검출기의 상기 기준회절격자로 향하도록 위치하고, 상기 제 2 헤드상의 상기 광원이 매체를 통하여 상기 제 1 헤드상에 상기 검출기의 상기 기준회절격자로 향하도록 위치한 헤드케리지와 ; 상기 트랜스듀서중 선택된 것을 선택된 트랙에 대하여 일직선으로 유지하기 위하여 상기 위치오차신호에 응답하여 상기 헤드케리지조립체를 이동시키는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 마그네틱기억매체가 플렉서블마그네틱기록디스코이고, 상기 헤드케리지는 상기 제1 및 제 2 헤드가 디스크에 대해서 작동적인 제 1 위치와, 상기 제1 및 제 2 헤드가 상기 제 1 위치에 있을때 보다 더 멀리 이격되어 디스크 삽입 및 제거를 용이하게 하는 제 2 위치간에서 이동하도록 설치된 제1 및 제 2 헤드지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 헤드가 상기 제 1 지지체상에 설치된 짐발(gimbal)인 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제 2 헤드상에서, 상기 광원 및 상기 검출기가 상기 마그네틱트랜스듀서의 대향면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 트랜스듀서가 트랜스듀서의 본체의 일측 가까이에 설치된 플럭스갭을 갖는 마그네틱코어를 포함하고, 상기 검출기가 상기 코어에 밀접한 관계로 상기 검출기를 위치되도록 상기 일측에 인접하여 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 검출기의 각각이 상기 위치오차신호를 제공할 뿐만 아니라, 기준회절격자로서 제공되도록 구성된 감광센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 마그네틱기억매체가 디스크의 대향면상의 마그네틱기록층에 동심원의 데이타트랙의 위치를 한정하도록, 투명링에 의해 분리된 동심원의 불투명링에 의하여 형성된 회절격자를 갖는 플렉서블마그네틱기록디스크이며, 각 검출기는 디스크회절격자와 공동으로 상기 기준회절격자를 한정하기 위하여 이격되어 있는 복수개의 균일한 평행감광소자로 구성되는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 각 센서가 4개의 분리된 광전지를 포함하고, 각 광전지는 복수개의 감광소자를 포함하며, 상기 4개의 광전지의 상기 감광소자들은 상기 기준회절격자를 한정하기 위하여 주기적으로 삽입되고 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 디스크회절격자투명링은 불투명링의 폭과 동일한 폭을 가지며, 검출기의 상기 감광소자의 폭은 상기 불투명링과 투명링의 각각의 폭과 동일하며, 상기 감광소자들은 상기 감광소자의 폭의 절반과 동일한 거리만큼 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 마크네틱데이타기억장치.
  11. 제10항에 있어서, 위치오차신호에 응답하는 상기 수단은 헤드와 선택된 트랙사이에서의 오배열의 측정으로서 위치오차신호를 유도하기 위하여 4개의 광전지의 출력이 공급되는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 회로가 2개의 입력이 2개의 광전지의 출력으로써 공급되는 제 1 미분증폭기와, 2개의 입력이 나머지 다른 광전지의 출력으로써 공급되는 제 2 미분증폭기를 포함하며, 2개의 미분증폭기의 출력이 위치오차신호가 적용가능한 가변단자를 포함하는 임피던스수단의 대향단부에 공급되는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  13. 제 2 항에 있어서, 상기 각 검출기의 상기 기준회절격자에 기억매체회절격자의 각 정열된 부분을 영상화시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 마그네틱데이타기억장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 영상화수단이 상기 각 기준회절격자로 매체회절격지의 상기 각 정열된 부분을 회절시키는 것에 의하여 자기영상화하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  15. 제 2 항에 있어서, 상기 광원이 면적-방사다이오우드를 포함하고, 상기 장치가 상기 다이오우드에 의하여 공급된 투사조명을 공간적으로 응집된 복수개의 시준되고 각도상으로 이격된 광비임으로 형성하기 위한 광학수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광학수단이 복수개의 시준된 비임과 결합된 복수개의 자기영상이 구조적으로 검출기의 기준회절격자상의 매체회절격자에 영상화하도록 하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광학수단이 다면체표면에 의하여 이격된 평탄표면의 배열을 포함하는 입구표면과, 복수개의 각도상으로 이격된 시준된 비임의 광으로 투사조명을 형성하기 위하여 비구형인 출구표면으로 구성된 광학소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  18. 제 2 항에 있어서, 상기 각 광원이 콰시-점 또는 라인소스를 포함하고, 각 헤드는 상기 광원이 시준광학소자의 무한촛점에 있고 상기 매체회절격자에 평행이 되도록 위치한 시준광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 시준광학소자가 플라스틱비구형 렌즈인 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억소자.
  20. 제18항에 있어서, 상기 시준광학소자가 회절렌즈인 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기 시준광학소자가 그래디언트 인덱스 렌즈인 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억소자.
  22. 제18항에 있어서, 상기 콰시-점 또는 라인소스가 단부방사발광다이오우드인 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  23. 제18항에 있어서, 상기 콰시-점 또는 라인소스가 레이저다이오우드인 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  24. 제18항에 있어서, 상기 콰시-점 또는 라인소스가 콰시-점 또는 라인소스에 근사하는 방출면적을 갖는 면적방사발광다이오우드인 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  25. 제 2 항에 있어서, 상기 광원이 적외선광원인 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 광원이 약 890나노미터에 중심을 갖는 대역의 적외선광을 방출하는 것을 특징으로 하는 마그네틱데이타기억장치.
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