NL8301492A

NL8301492A - Werkwijze voor magnetische opname en weergave.

Info

Publication number: NL8301492A
Application number: NL8301492A
Authority: NL
Original assignee: Tdk Corp
Priority date: 1982-04-28
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1983-11-16
Also published as: US4564877A; GB2157056A; GB2157056B; DE3315204A1; GB8509827D0; GB8509828D0; DE3315204C2; GB2157057A; GB8509829D0; GB2157055B; GB2157057B; GB2157055A

Description

* 4 X/Sch/lh/12

Werkwijze voor magnetische opname en weergave.

De uitvinding betreft een magnetisch opname- en weergavestelsel. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een magnetische opnamestelsel voor het registreren van een digitaal signaal in de vorm van een twee-5 dimensionaal vlak op een magnetisch registratiemedium, bijvoorbeeld een magneetband, een magneetschijf, of dergelijke. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een magnetisch registratiemedium, waarop een digitaalsignaal is geregistreerd onder toepassing van dit opneemsysteem, als-10 mede op een weergeefstelsel voor het weergeven van op het magnetische registratiemedium, geregistreerde informatie.

Het is gebruikelijk dat langs magnetische weg geregistreerde informatie, bijvoorbeeld op een magneetband, een magneetschijf, of een magneetvel, wordt uitgelezen 15 door middel van. een magneetkop met een magnetische kern met een dunne luchtspleet en een rond die kem gewikkelde spoel. Een magneetkop werkt op het principe, -dat de relatieve verplaatsing van de kop ten opzichte ·van het registratiemedium een elektromotorische kracht induceert in de spoel 20 in overeenstemming met de geregistreerde informatie.

9

De gebruikelijke magneetkop bezit evenwel het nadeel dat de registratiedichtheid· op een registratiemedium niet zo hoog kan zijn. Naar wordt aangenomen dient voor een gebruikelijke magneetkop een registratiespoor breder 25 dan 30 fm. te zijn.

Om het bovenvermelde probleem op te lossen kan een optische kop worden toegepast die langs magnetische weg geregistreerde informatie uitleest door gebruikmaking van een opto-magnetisch e-ffekt of het Faraday-effekt. Bij een 30 dergelijke optische kop verkeert een zachte magneetfilm met een magnetisch zachte aard in kontakt met een registra- \tiemedium dat de informatie langs magnetische weg registreert en wordt de vertikale component van de langs magnetische weg geregistreerde informatie op het registra- r *·’ * * -2-...... ' " " ...... ' tiemedium gekopieerd op die magnetisch zachte film. De informatie op de magnetisch zachte film wordt optisch uitgelezen door gebruikmaking van het Faraday-effekt, waarbij een optische bundel wordt onderworpen aan de rotatie · 5 van het polarisatievlak in overeenstemming met de magnetische oriëntatierichting van een magnetisch domein van de magnetisch zachte film. Wanneer het Faraday-ef fekt wordt gebruikt, worden gewoonlijk een optische polarisatór en een optische analysator gebruikt voor het detecteren van de optische 10 rotatie van een gepolariseerde optische bundel.

Het gepubliceerde Japanse octrooi 100713/79 onthult een stelsel voor het registreren van een figuur of een letter als zodanig op een magnetisch registratiemedium en voor uitlezing daarvan door gebruikmaking van 15’ een optische techniek. Volgens deze bekende techniek worden de gegevens op het registratiemedium zodanig geregistreerd, dat een kleine magneetpool wordt verplaatst in overeenstemming met de vorm van het te registreren informatiepatroon. Dit bekende stelsel bezit evenwel het nadeel, dat 20 zijn structuur zeer gecompliceerd is in-verband met de noodzaak van de relatieve verplaatsing van de kleine magneetpool op het registratiemedium ten opzichte van het te registreren informatiepatroon.

De uitvinding stelt zich ten doel, de boven 25 beschreven problemen van de stand der techniek te overwinnen door het verschaffen van een nieuw en verbeterd magnetisch opneenr- en weergeefstelsel voor het gemakkelijk registreren van een digitaal signaal in de vorm van een tweedimensionaal vlak op een magnetisch' registratiemedium.

30 Een ander doel van de uitvinding is het verschaf fen van een magnetisch opneem- en weergeefstelsel, waarmee een geregistreerd signaal met een grote signaal/ruisverhou-ding kan worden uitgelezen.

Een verder doel van de uitvinding is het ver-35 schaffen van een magnetisch registratiemedium, waarop digitale informatie is geregistreerd in de vorm van een tweedimensionaal vlak onder gebruikmaking van het magnetische ...... opneem- en weergeefstelsel.

< · -3-

Weer een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een optische weergavemethode, waarbij de magnetisch geregistreerde tweedimensionale informatie op het magnetische registratiemedium met verbeterde signaal/ 5 ruisverhouding kan worden weergegeven.

Deze en verdere doelstellingen worden gerealiseerd door een magnetische registratiewijze en een stelsel voor het opnemen van een tweedimensionaal patroon op een magnetisch registratiemedium/ omvattende: 10 het opwekken van een'magneetflux in overeenstemming met de vorm van een oppervlak van een magneetkop/ dat naar het magnetische registratiemedium is gericht, en het magnetisch registreren van dat tweedimensionale patroon op een gebied van het magnetische registratiemedium in overeenstemming 15 met de vorm van dat oppervlak van de magneetkop.

Verder worden de genoemde doelstellingen verwezenlijkt door een magnetisch registratiemedium, waarop een tweedimensionaal patroon is geregistreerd als elementair informatie op twee aan-elk aar grenzende gebieden, welke 20 gebieden onderling tegengesteld zijn gemagnetiseerd, alsmede een weergave-werkwijze voor het uitlezen van een geregistreerd tweedimensionaal patroon, dat als elementaire informatie is geregistreerd op twee naast elkaar gelegen gebieden van een magnetisch registratiemedium, welk twee-25 dimensionale patroon is verkregen door het uitlezen van een verschil-üitgangssignaal van de opgeslagen informaties in de twee gebieden.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin tonen: 30 Fig. 1 een gedeeltelijk weggebroken perspecti visch aanzicht ter toelichting van het theoretische beginsel van het onderhavige opnamesysteem?

Fig. 2 een- schematische weergave ter verdere toelichting daarvan; 35 Fig. 3 een ander uitvoeringsyoorbeeld van het onderhavige opnamesysteem?

Fig. 4 een schematische weergave van het'optische uitlees-systeem volgens de uitvinding? * < -4-

Fig. 5 een dwarsdoorsnede·door de uitleeskop volgens de uitvinding;

Fig. 6 een microfoto van de magnetisatietoestan-den van de magnetisch zachte film; en 5 Fig. 7 een schematische weergave van de opbouw van een ander optisch uitleesysteem volgens de uitvinding.

Nu zal allereerst aan de hand van de figuren 1 en 2 voor een goed begrip van de uitvinding een voorbeeld van magnetische registratie en optische uitle2ing worden 10 beschreven.

In fig. 1 verwijst het getal 1 naar een magnetisch registratiemedium met een magnetische registratie film la. Dit registratiemedium is bijvoorbeeld, een magneetband of een magneetschijf, en het magnetische medium 1 wordt 15 getransporteerd in de richting K. De magnetische registratie-film la kan bijvoorbeeld worden gevormd door het afzetten van een geschikte legering, bijvoorbeeld een Co-Cr-legering.

• De magnetische registratiekop 2 met de spleet G en de wikke ling 3 is dichtbij de magnetische registxatiefilm la ge-20 plaatst. De. wikkeling 3 wordt bekrachtigd door een bij voorkeur digitaal, registratiesignaal. Het betrekking tot figuur 1 wordt de aandacht erop gevestigd, dat de langs richting van de spleet G samenvalt met de looprichting K van het magnetische medium, terwijl in een gebruikelijk magnetisch 25 registratiesysteem de spleet van de magneetkop loodrecht op de looprichting van het magnetische medium is gepositioneerd. Verder wordt erop gewezen dat de breedte van de spleet G een grote breedte (bijvoorbeeld d=4 ·· pm> bezit in vergelijking met een gebruikelijke magneetkop, waarbij 30 de spleetbreedte bijvoorbeeld 0,3-0,5 pm bedraagt. Een te registreren signaal wordt in dit geval digitaal veronderstelt en de pulsbreedte (uitgedrukt in jiseci van het digitale signaal is nauw in vergelijking tot de golflengte van het op het registratiemedium 1 geregistreerde signaal.

35 Die golflengte wordt gedefinieerd door de transportsnelheid van het medium 1 en' de herhalingsfrequentie van het signaal. In een uitvoeringsvoorbeeld is, wanneer de band met een snelheid van 4,7 cm/sec loopt, de pulsbreedte kleiner dan.

-5- 47 psec en bij. voorkeur minder dan 1,0 psec, zelfs bij voorkeur in de grootte-orde van nanosecondes.

Wanneer in de bovenvermelde configuratie een registratiesignaal door de spoel 3 vloeit, loopt de magneet-5 flux door de kern, het juk 2a, het oppervlak A van het medium 1, het oppervlak B, en het juk 2b. Aldus zijn twee magnetische cellen A en B, bijvoorbeeld N en S, danwel S en N, aanwezig op het medium 1 in overeenstemming met het registratiesignaal. Zo slaan deze cellen A en B één informa-10 tiebit op. Deze cellen A en B kunnen N en S zijn, of S en N, in overeenstemming met de registratie-informatie (1 of 0). Er wordt op gewezen dat de vorm van het patroon A en B gelijk is aan de vorm van de jukken 2a en 2b. Meerdere paren cellen vormen te zamen een patroon van geregistreerde 15 informatie.

Het zal duidelijk zijn dat de door de wikkeling 3 opgewekte magnetische flux niet door de luchtspleet G loopt, maar door het eerste juk, het medium en het tweede juk, aangezien die spleet G te breed is om·, de magnetische baan 20 kort te sluiten. -

Deze uitvoeringcbezit het voordeel, dat een digitaal opneem/weergeefsysteem voor een tweedimensionaal patroon gemakkelijk en in eenvoudige vorm kan worden opgebouwd, aangezien tweedimensionale informatie is opgeslagen in de ψ 25 paarsgewijs gegroepeerde cellen A en B, en de bijbehorende vorm van de cellen nagenoeg gelijk wordt’ aan die van het juk van de magneetkop, dat naar het registratiemedium gericht is. Aangezien in dit uitvoeringsvoorbeeld een registratiesignaal met een kleine pulsbreedte in verhouding 30 tot de golflengte van het registratiesignaal wordt gebruikt, kunnen bovendien informatiesignalen op het registratiemedium worden gekopieerd zonder beïnvloeding door de transport-snelheid van het registratiemedium. Indien in dit geval een aantal pulsen van het registratiesignaal, dat aan de 35 wikkeling van de magneetkop wordt toegevoerd, toeneemt ter vergroting van de registratiedichtheid, wordt de arbeids-faktor tot een. lage waarde beperkt. Op deze wijze kan een hoger registratiedichtheid wordt verkregen met gebruik- ' * · ♦ ♦ -6- making van een geringe hoeveelheid elektrische energie.

Aangezien verder elementaire informatie in de paarsgewijs .gegroepeerde cellen A en B is geregistreerd in dit voorbeeld, kan de geregistreerde informatie met een 5 hoge signaal/ruisverhouding· worden uitgelezen door het af leiden van verschil-uitgangssignalen uit de paren cellen.

In het beschreven uitvoeringsvoorbeeld is de magneetkop van rechthoekige vormr In het' ontvangststelsel van de weergeef inrichting kunnen evenwel verschillende 10 kopvormen worden toegepast. Bovendien kunnen meerdere twee-polige koppen, worden toegepast voor het onderhavige magnetische opneem/weergeefstelsel. Terloops wordt erop gewezen, dat het signaal niet alleen in het vertikale registratiesysteem behoeft te worden geregistreerd, maar dat dat ook 15 mogelijk is in het gebruikelijke horizontale registratiesysteem.

Figuur 3 toont een ander uitvoeringsvoorbeeld van de magnetische registratiewijze volgens de uitvinding-In dit geval is een aantal enkelpolige magneetkoppen 2 20 gerangschikt met een vooraf bepaalde· steek in een richting, loodrecht, op* de looprichting van het medium 1. In dit stelsel zijn resp. wikkelingen zodanig verbonden, dat de stroomrichtingen van de wikkelingen van aangrenzende kopelementen onderling tegengesteld zijn* In de bovenbeschreven configu-25 ratie wordt registratie uitgevoerd op dezelfde wijze als boven beschreven. Volgens de uitvinding kan anderzijds ook magnetische registratie plaatsvinden met een enkelvoudige monopool-magneetkop door omschakeling van de richting van de signaalstroom door de wikkeling daarvan. In deze voor-30 beelden kan eveneens een tweedimensionaal patroon op het medium worden geregistreerd met hoge kwaliteit, zodat bij weergave de geregistreerde gegevens met een hoge signaal/ ruisverhouding worden-uitgelezen.

Fig. 4 toont het optische weergeefsysteem volgens 35 de uitvinding, waarbij dezelfde verwijzingsgetallen zijn aangeduid voor overeenkomstige elementen als in voorgaande figuren. Het verwijzingsgetal 4 refeteert naar een optische kop, die werkt op basis van het opto-magnetische effekt.

-7- * ·

Fig. 5 toont een dwarsdoorsnede door die optische kop 4 in detail. In fig. 5 duidt het symbool 4a een GdGa-granaat-substraat aan, dat optisch transparant is en een dikte van 0,2-0,5 mm bezit. Het verwij zings symbool 4b 5 refereert naar een magnetisch zachte film, die op het oppervlak van dat substraat 4a is bevestigd. De verwijzing 4c refereert naar een weerkaatsingsfilm, die op het oppervlak van de magnetisch zachte film 4b is gehecht voor het reflecteren van een laserbundel, en 4d is een beschermings-10 laag van Si02, die is bevestigd op de reflectiefilm 4c.

De magnetisch zachte film 4b is vervaardigd van het optisch transparante en magnetisch zachte materiaal van granaat van de groep YSmCaFeGe (bijvoorbeeld Y^ ^Sm^ 1F®4 02^0 98 012) / en de magnetisch zachte film 4b bezit een as van 15 gemakkelijke magnetisatie die loodrecht staat op het vlak van de film, waarbij de magnetisch zachte film een dikte bezit van omstreks 6 pm. De optische kop 4 wordt zodanig gebruikt dat de films 4b, 4c en 4d in kontakt verkeren met het registratiemedium 1.

20 Wanneer de optische kop 4 in kontakt is met het registratiemedium 1, wordt het magnetische domein op de magnetisch zachte film 4b gemagnetiseerd door de verti-kale component van* de registratie-informatie op het medium 1 in vertikale richting ten opzichte van het filmvlak.

25 Wanneer een digitaal signaal, bijvoorbeeld een PCM-signaal op het medium wordt geregistreerd, wordt het magnetische patroon in het domein in de magnetische zachte film een kopie van het op het medium 1 geregistreerde digitale signaal. Dat magnetische patroon van het domein wordt 30 optisch uitgelezen. In het bovenbeschreven systeem wordt de optische kop 4 gebruikt; in een bepaald uitvoeringsvoor-beeld van de uitvinding kan evenwel het magnetische patroon van het domein van het magnetische registratiemedium rechtstreeks optisch worden uitgelezen zonder de optische kop.

35 In fig. 4 verwijst het getal 5 naar een optische bron voor het afgeven van een optische bundel, die is bijvoorbeeld uitgevoerd als een lichtemitterend diode (LEDl, is 6 een po laris ator die de van de optische bron 5 afkomstige *, · -8- bundel lineair polariseert· Het getal 7 verwijst naar een bundelsplitser, die de horizontale bundel in de figuur verschuift, maar de vettikale bundel in de figuur rechtstreeks doorlaat. De getallen 10 en 11 verwijzen resp. naar 5 een condensorlens en een focuseringslens. Het verwijzings-getal 8 is een optische analysator en 9 verwijst naar een CCD-inrichting (ladingsgekoppelde inrichting)!.

Zoals in figuur 4 is getoond, verlicht een door de bron 5 afgegeven optische bundel de optische kop 4 via 10 de polarisator 6, die de bundel lineair polariseert, en de bundelsplitser 7 die de bundel reflecteert of verschuift. Aangenomen wordt dat de bundel een zekere dwarsdoorsnede bezit, zodat een bepaald oppervlak van de optische kop 4 tegelijk wordt verlicht. De aldus de optische kop 4 verlich-15 tende bundel wordt gereflecteerd door de reflectiefilm 4c in de optische kop 4, en de gereflecteerde bundel verlicht deLladingsgekoppelde inrichting via de bundelsplitser 7, de lens 11 en de optische analysator 8. Wanneer de bundel • de optische kop verlicht, wordt de polarisatie geroteerd 20 door het Faraday-effekt,. enwel naaraechts of naar links, in overeenstemming met:de magnetisatierichting in het domein van de magnetische zachte film' 4b. Aangezien de bundel door*de polarisator 6 is gepolariseerd, wordt de uitgangsbundel van de analysator"8 gemoduleerde.' door de· 25 rotatierichting als gevolg van het Faraday-effekt, dat wil zeggen, dat de intensiteit van de bundel aan de uitgang van de analysator 8 afhankelijk is van de geregistreerde informatie. De intensiteit van de gemoduleerde bundel aan de uitgang van de analysator 8 is bepalend voor de ver-30 lichtingssterkte van de CCD-inrichting 3, zodat het tweedimensionale patroon van de informatie op het medium worden gekopieerd op het vlak van de ladingsgekoppelde inrichting 3.

De in het bovenbeschreven systeem toegepaste 35 optische bundel kan worden opgewekt door een lichtemitterende diode (LED)., een laser, of dergelijke. De voorkeur wordt gegeven aan toepassing van een LED, in verband met zijn relatief lage kosten, terwijl de afmetingen van de daardoor * * -9- uitgezonden bundel groter is, zodat grotere informaties kunnen worden uitgelezen dan met een laserbundel.

Wanneer het tweedimensionale patroon op het registratiemedium is geregistreerd door de aan de hand van 5 de figuren 1 en 2 toegelichte methode, werd het patroon in de paren cellen A en B opgeslagen. Dat wil zeggen, , dat de magnetisatierichting van de cel A tegengesteld is aan die van delcel B. Bij weergave met het boven beschreven optische weergeef systeem worden dienovereenkomstig bijbe-10 horende gedeelten van de magnetisch zachte film 4b, corresponderen met de cellen A en B, onderling tegengesteld gemagnetiseerd. Daardoor wordt bijvoorbeeld het corresponderende gedeelte van de cel A onderworpen aan rechtse rotatie van de polarisatie, terwijl het corresponderende 15 gedeelte van de cel B wordt onderworpen aan linkse rotatie van de polarisatie. Aldus wordt het corresponderende gedeelte van de magnetisch zachte film 4b ten opzichte van de cel B optisch beschouwd als het omgekeerde van die van cel A.

Aldus wordt een verschil-uitgangssignaal verkregen van de 20 bovengenoemde twee corresponderende gedeelten door middel van het ontvangststelsel 9 ter· verkrijging'van de gewenste informatie met een hoge signaal/ruisverhouding.

Fig. 6 toont een microfoto van de toestanden van magnetisatie van de magnetisch zachte film 4b met gebruik-25 making van de opneemmethode, 'die is· uiteengezet aan de hand van de figuren 1 en 2. Uit deze microfoto blijkt duidelijk, dat de maas-domeinen van de magnetisch zachte film 4b worden gevarieerd in overeenstemming met de vorm van het juk van de magnetische kop 2, dat naar het registra-30 tiemedium gericht is.

Fig. 7 toont een ander voorbeeld van het optische registratiestelsel volgens de uitvinding, waarbij dezelfde verwijzingsgetallen voor overeenkomstige elementen zijn aangeduid als in figuur 4. In het stelsel volgens figuur 4 35 wordt een aantal in een bepaald gebied van het registratiemedium 1 geregistreerde patronen tegelijkertijd uitgelezen; de geregistreerde patronen kunnen evenwel ook bit voor bit worden uitgelezen door het focusseren van de laserbundel 'j ♦ -10- tot een vlekvorm op de magnetisch. 2achte film 4b, onder gebruikmaking van een objectieflens 12, zoals in figuur 7 is weergegeven.

Claims

1. Werkwijze voor het langs magnetische weg registreren, van informatie in een tweedimensionaal patroon op een magnetisch registratiemedium/ volgens welke werkwijze een magnetische flux wordt opgewekt in overeenstemming 5 met de vorm van een oppervlak van een magneetkop/ dat naar het magnetische registratiemedium is gewend, waarbij verder het tweedimensionale patroon magnetisch wordt geregistreerd op een gebied van het magnetische registratiemedium in overeenstemming met de vorm van het oppervlak 10 van de magneetkop.

2. Werkwijze volgens conclusie I, met het kenmerk, dat de magneetkop wordt bekrachtigd met een regi-stratiesignaal, waarvan de pulsbreedte 2eer klein is in verhouding tot het interval van registratie-informatie.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het tweedimensionale patroon als elementaire informatie wordt geregistreerd op twee op het magnetische registratiemedium aan elkaar grenzende gebieden, welke onderling tegengesteld zijn-gemagnetiseerd.

4. Werkwijze volgens conclusie. 3, met het kenmerk, dat het tweedimensionale patroon door. een tweepolige magneetkop wordt geregistreerd.

5. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het tweedimensionale patroon wordt geregistreerd met 25 behulp van een enkelvoudige, monopool-magneetkop.

6. Magnetis ch-regis tratieme dium > waarop een tweedimensionaal patroon is geregistreerd als elementaire informatie op twee aan elkaar grenzende gebieden, welke twee gebieden onderling tegengesteld zijn gemagnetiseerd.

7. Werkwijze voor het weergeven van informatie die is geregistreerd in het tweedimensionale patroon, dat is geregistreerd als elementaire informatie op twee naast elkaar gelegen gebieden op een magnetisch registratiemedium, welk tweedimensionale patroon is verkregen door een verschil- 35 uitgangssignaal te bepalen op basis van de in de twee gebieden opgeslagen informatie.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, -12- ύ dat de verschil-uitgangssignalen van. de vertikale componenten van de magnetisatie in de twee gebieden worden bepaald.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het geregistreerde tweedimensionale patroon 5 wordt uitgelezen door gebruikmaking van het opto—magnetische effekt in een magnetisch zachte film.

10. Magnetisch opneemstelsel voor het registreren van een tweedimensionaal patroon op een magnetisch registratiemedium gekenmerkt door: 10 een magnetische opneemkop· met in hoofdzaak de vorm van C-vormige ring met twee jukken aan de einden daarvan, een rond die ring gewikkelde spoel, en een tussen die jukken aanwezige spleet, welke spleet naar het registratiemedium is ge-15 richt langs de looprichting van het registratiemedium, elk van welké jukken evenwijdig aan het registratiemedium is gelegen, welke spleet een zodanige breedte bezit, dat in de C-vormige ring door door. de spoel vloeiende stroom 20 opgewekte .magneetflux. niet wordt kortgesloten door de . luchtspleet, maar loopt door het eerste juk, een eerste gebied van het registratiemedium, een tweede gebied van het registratiemedium, en het tweede juk van de kop, waarbij de twee dimensionale. patronen, die op 25 het registratiemedium zijn geregistreerd, en de vorm daarvan wordt bepaald, door de vorm van het naar het registratiemedium gerichte juk.

11. Stelsel volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het juk een rechthoekige vorm bezit. -