DE69833389T2

DE69833389T2 - Magnetaufzeichnungsband

Info

Publication number: DE69833389T2
Application number: DE69833389T
Authority: DE
Inventors: Michael Lawrence Longmont Leonhardt; Scott David Westminster Wilson
Original assignee: Storage Technology Corp
Current assignee: Storage Technology Corp
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: DE69807112T2; US6084740A; WO1999028909A1; US20010006437A1; US6549363B2; EP1117092B1; US6480351B2; EP1036392A1; EP1117092A3; US6236529B1; EP1036392B1; US20020109928A1; DE69833389D1; EP1117092A2; DE69807112D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Servosysteme zur Verwendung mit Bandmedien und insbesondere ein Servosystem, das optische Spurverfolgungsmerkmale verwendet, die auf der Rückseite des Bands gebildet sind, um dem System zu ermöglichen, die Schreib-Lese-Köpfe exakt mit den aufgezeichneten Daten auszurichten, die sich auf der Vorderseite des Bands befinden.
Problemstellung
Auf dem Gebiet der Banddatenspeichermedien besteht ein Problem darin, die Schreib-Lese-Köpfe im Verhältnis zu den auf das Band geschriebenen Datenspuren exakt zu positionieren. Bei Längsbandmedien enthält das Band typischerweise eine einzelne Aufzeichnungsoberfläche, auf die die Länge des Bands entlang eine Vielzahl parallel ausgerichteter Datenspuren geschrieben ist. Bei Systemen, die hohe Spurdichten (>200 Spuren pro Zoll) verwenden, wird die präzise Ausrichtung dieser Datenspuren mit den Schreib-Lese-Köpfen des zugehörigen Bandlaufwerks durch die Verwendung einer Vielzahl von Servospuren erreicht, die auf die Bandaufzeichnungsoberfläche geschrieben und mit den Datenspuren durchsetzt sind. Die Servospuren, die typischerweise während des Bandherstellungsverfahrens geschrieben werden, dienen als physikalischer Bezug für die Anordnung der Datenspuren, wenn die Datenspuren auf das Band geschrieben werden, sowie zum Lesen zuvor geschriebener Datenspuren vom Band. Die Positionsinformationen, die von den Servospuren abgeleitet werden, werden von dem Bandlaufwerk dafür verwendet, die Position des beweglichen Schreib-Lese-Kopfes einzustellen, um das exakte Lesen und Schreiben von Daten auf die Datenspuren und von den Datenspuren zu ermöglichen.
Ein Problem bei diesem Spurverfolgungssystem besteht darin, dass die Anzahl von Datenspuren, die auf das Band geschrieben werden, durch die Notwendigkeit begrenzt wird, dass Servospuren auf die Aufzeichnungsoberfläche geschrieben werden, um Positionsinformationen bereitzustellen. Es besteht ein Bedarf, die Entwicklung und Verwendung zukünftiger Bandsysteme mit erhöhter Datenkapazität zu ermöglichen. Dies wird häufig durch eine Vergrößerung der Anzahl von Datenspuren und der in einer gegebenen Spur angeordneten Datenmenge erreicht. Aufgrund der mechanischen Instabilität von Bandmedien erfordern größere Datenspurdichten einen verringerten physikalischen Abstand zwischen den Daten und den Servospuren, um die exakte Ausrichtung der Schreib-Lese-Köpfe mit den Datenspuren sicherzustellen. Dieser verringerte Abstand bringt den Bedarf für eine vergrößerte Anzahl von Servospuren mit sich, die ihrerseits den Bandbereich mit Datenspuren teilen müssen. Des Weiteren ist es äußerst wünschenswert, dass zukünftige Systeme die Fähigkeit beibehalten, die auf früheren Systemen hergestellten Bänder zu lesen – dies wird als „Rückwärtskompatibilität" bezeichnet. Diese Rückwärtskompatibilität erfordert, dass die Kopfpositionierungsservos auf Bändern mit unterschiedlicher Anzahl von Spuren und Spurkonfigurationen funktionieren können. Dies stellt eine Herausforderung an die Konstruktion dar und kann zukünftige Laufwerkskonstruktionen zwingen, einen Kompromiss zwischen Leistungsverbesserung und Rückwärtskompatibilität zu bilden. Ein weiteres Problem besteht darin, dass magnetisch geschriebene Servospuren anfällig für Spurlöschung sind. Eine Massenlöschung des Bands kann Servospuren löschen, ein Ausfall des Laufwerkssystems kann dazu führen, dass die Servospuren überschrieben und beschädigt werden – wobei beides das Band und seine Daten unbrauchbar machen kann.
Auf dem Gebiet wiederbeschreibbarer Datenspeichermedien sind zahlreiche Servospursysteme in Gebrauch. Einige von diesen sind durch die Offenbarungen der folgenden Patente veranschaulicht.
Das U.S.-Patent Nr. 4,958,245 mit dem Titel „Apparatus And Method For Optical Servo Control With Media Having Information Storage And Servo Control Regions Of Different Reflectivities" offenbart einen optischen Servokopf zum Lesen von Positionsinformationen von einer Platte, auf der Daten magnetisch aufgezeichnet sind. Die Platte weist eine Vielzahl optischer Servospuren auf, die in Form von relativ nicht-reflektierenden Bereichen darauf gebildet sind, welche konzentrische Rillen umfassen, die in der reflektierenden Oberfläche der Magnetplatte gebildet sind. Das Servosystem beleuchtet eine Vielzahl der reflektierenden und nicht reflektierenden Bereiche und verwendet eine Quadraturphotodetektoranordnung, um die Spurverfolgung zu erzielen.
U.S.-Patent Nr. 5,067,039 mit dem Titel „High Track Density Magnetic Media With Pitted Optical Servo Tracks And Method For Stamping The Tracks On The Media" offenbart ein Verfahren zum mechanischen Prägen der Servospuren auf die optische Platte während des Herstellungsverfahrens.
U.S.-Patent Nr. 5,279,775 mit dem Titel „Acousto-Optic Intensity Control Of Laser Beam During Etching Of Optical Servo Information Of Magnetic Media" offenbart ein System, das Servospuren auf eine Magnetplatte ätzt. Die Spurverfolgung während des Ätzverfahrens wird durch die Verwendung einer optisch-akustischen Vorrichtung erreicht, um den Strahl in konzentrischen Mustern zu halten, während ein Laserstrahl dazu verwendet wird, die Servospuren zu ätzen; wobei die Laserstrahlintensität von der optisch-akustischen Vorrichtung gesteuert wird.
U.S.-Patent Nr. 5,283,773 mit dem Titel „Steering Laser Beam While Etching Optical Servo Tracks For Magnetic Disks" offenbart ein System, das Servospuren auf eine Magnetplatte ätzt. Die Spurverfolgung während des Ätzverfahrens wird durch die Verwendung einer optisch-akustischen Vorrichtung erreicht, um den Strahl in konzentrischen Mustern zu halten, während ein Laserstrahl dazu verwendet wird, die Servospuren zu ätzen.
U.S.-Patent Nr. 5,462,823 mit dem Titel „Magnetic Recording Materials Provided With A Photosensitive Layer" offenbart ein Magnetaufzeichnungselement, das eine Stützschicht umfasst, die mit einer Magnetaufzeichnungsschicht und einer lichtempfindlichen Schicht beschichtet ist. Optische Spurinformationen werden durch das Freilegen der lichtreaktiven Oberfläche unter Verwendung einer Servospurmaske auf der lichtempfindlichen Schicht gebildet.
Alle oben erwähnten Servosysteme verwenden Servospuren, die auf dem wiederbeschreibbaren Medium auf derselben Oberfläche gebildet sind, die zur Speicherung der Daten verwendet wird. Die Servoinformationen liegen typischerweise in Form von Servospuren vor, die mit gleicher Ausdehnung wie die Datenspuren gebildet sind und mit den Datenspuren durchsetzt sind. Daher nehmen die Servospuren Raum auf dem Band ein, der für die Speicherdaten verwendet werden kann. Des Weiteren besteht eine inhärente Wechselwirkung zwischen der Verwendung von Servospuren und dem Schreiben von Datenspuren, so dass das System die Datenaufzeichnungsfunktion nicht optimieren kann, ohne die Servofunktion zu beeinflussen. Umgekehrt kann das System nicht die Servofunktion optimieren, ohne die Datenaufzeichnungsfunktion zu beeinflussen.
DE 3 417 426 offenbart ein System zum Anzeigen der Bandlänge, die in einem Tonbandgerät gelaufen ist. Das Band trägt auf einer Seite des Bands geeignete Steuerinformationen gegenüber von den Informationen, die auf dem Band begonnen wurden. Die Steuerinformationen bestehen aus Zeilen, die in spezifischen Intervallen, welche von einem otpischen Sensor erfasst und elektronisch gezählt werden, auf der Rückseite des Bands bereitgestellt sind.
A.S. Hoagland: „Optical servo of magnetic recording", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, Bd. 20, Nr. 10, März 1978 (1978–03), Seite 4108–4109, XP002097574 ARMONK, N.Y., USA, offenbart eine Platte, die eine Magnetschicht umfasst, die mit Hilfe eines Dünnfilmpartikelverfahrens auf einem transparenten Substrat gebildet ist. Ein Gleiter ist so angeordnet, dass er über die Platte schwebt, und umfasst einen Magnetwandler und einen Lichtdetektor. Eine Strahlungslichtquelle richtet Licht auf ein optisches System, das seinerseits einen einzelnen Strahl erzeugt, der auf dem Lichtdetektor auftrifft. Die Bereitstellung eines Servomusters auf der nicht beschichteten Seite des Substrats ermöglicht, dass ein fortlaufendes Servosignal optisch durch die Magnetbeschichtung gesendet wird (die Magnetbeschichtung ist dünn genug, um transparent zu sein). Zudem verursacht das Anbringen des Servomusters auf der nicht beschichteten Seite des Substrats keinen Verlust von Aufzeichnungsbereich.
EP-A-0257713 offenbart Magnetaufzeichnungsmedien und Systeme, die solche Medien verwenden und ein lichtübertragendes optisches Gitter umfassen, das mindestens im Wesentlichen die gleiche Ausdehnung wie der Magnetaufzeichnungsbereich aufweist. Ein zweites lichtübertragendes optisches Gitter gehört zu dem Magnetwandler oder Schreib-Lese-Kopf. Ein Moiré-Muster wird durch Licht erzeugt, das durch beide optischen Gitter übertragen wird, und Veränderungen des Moiré-Musters, die sich aus Veränderungen der Ausrichtung der optischen Gitter ergeben, die von der Bewegung des Schreib-Lese-Kopfes im Verhältnis zu dem Medium herrühren, werden verwendet, um Servoinformationen bereitzustellen, um den Magnetwandler mit der Magnetspur ausgerichtet zu halten. Ein derartiges System verursacht keinen Verlust von Aufzeichnungsbereich, da kein Abschnitt des Aufzeichnungsbereiches für Servoinformationen verwendet wird.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetaufzeichnungsband geschaffen, das Folgendes umfasst:
ein Magnetspeichermedium, das aus einer ersten Oberfläche des Magnetaufzeichnungsbands gebildet ist, wobei das Magnetspeichermedium zur Abgrenzung einer Vielzahl länglicher magnetisch lesbarer Datenspuren dient;
ein optisches Servomuster, das auf einer zweiten Oberfläche des Magnetaufzeichnungsbands gebildet ist, wobei die zweite Oberfläche des Magnetaufzeichnungsbands frei von magnetisch lesbaren Datenspuren ist, das optische Servomuster parallel ausgerichtet ist, um einen lateralen Versatz des Magnetaufzeichnungsbands von einer lateralen Sollposition des Magnetaufzeichnungsbands anzuzeigen, wenn es während der Bewegung des Magnetaufzeichnungsbands über einen Magnetkopf reflektiv gelesen wird, und wobei das optische Servomuster Bereiche mit einem unterschiedlichen Reflexionsgrad oder einer unterschiedlichen Phase darstellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht in Form eines Blockdiagramms das vorliegende optische Servosystem für ein Bandlaufwerk;
2 veranschaulicht die Wellenformsignalausgabe von dem Bildsystem des vorliegenden optischen Servosystems für ein Bandlaufwerk;
3 veranschaulicht in Blockdiagrammform das System zum Bilden der Servospuren auf dem Band zur Verwendung durch das vorliegende optische Servosystem für ein Bandlaufwerk; und
4 veranschaulicht in Ablaufdiagrammform den Betrieb des vorliegenden optischen Servosystems für ein Bandlaufwerk.
Ausführliche Beschreibung
Das vorliegende optische Servosystem für ein Bandlaufwerk arbeitet mit einem Band, das Datenspuren, die auf eine Aufzeichnungsoberfläche (erste Seite) des Bands geschrieben sind, und optische Servospuren, die auf der Rückseite (zweiten Seite) des Bands gebildet sind, aufweist. Ein optisches Servosystem liest die Servospuren auf der zweiten Seite des Bands und die optischen Merkmale auf dem Schreib-Lese-Kopf, um die Ausrichtung zwischen dem Schreib-Lese-Kopf mit Datenspuren auf der ersten Seite des Magnetbands zu ermitteln. Der digitale Signalprozessor erzeugt Steuersignale, die die Einstellungen anzeigen, die zur Ausrichtung des Schreib-Lese-Kopfes mit den Datenspuren benötigt werden, das Kopfstellglied reagiert auf die verstärkten Signale und bewegt den Schreib-Lese-Kopf in die gewünschte Position.
Optisches Servosystem für ein Bandlaufwerk
1 veranschaulicht in Blockdiagrammform das vorliegende optische Servosystem für ein Bandlaufwerk 600 und 4 veranschaulicht in Ablaufdiagrammform den Betrieb dieses Systems. Das vorliegende optische Servosystem für ein Bandlaufwerk 600 wird so betrieben, dass es das Band 100 und den Schreib-Lese-Kopf 605 des Bandlaufwerks ausrichtet, wenn das Band 100 über den Schreib-Lese-Kopf 605 geführt wird. Die restlichen mechanischen Elemente des Bandlaufwerks sind hierin zum Zweck der Einfachheit der Beschreibung nicht veranschaulicht. Der Schreib-Lese-Kopf 605 ist beweglich und seine Position wird durch das Stellglied 611 bestimmt, das gemäß den Anweisungen des Laufwerksprozessors 612 unter der Steuerung des vorliegenden optischen Servosystems für ein Bandlaufwerk 600 arbeitet. Das Band 100 ist zum Zweck dieser Beschreibung ein Magnetband, das eine Aufzeichnungsoberfläche auf einer ersten Seite 102 und eine zweite Seite 101 aufweist, die für Positionierungsinformationen verwendet wird. Das Verfahren beginnt damit, dass der Laufwerksprozessor 612 bei Schritt 901 eine Spurpositionsanforderung ausgibt.
Auf der zweiten Seite 101 des Bands 100 ist eine Vielzahl von parallel ausgerichteten Servospuren 110 gebildet, die dazu verwendet werden, die Position der Datenspuren, die auf die erste Seite 102 des Bands 100 geschrieben sind, exakt zu identifizieren. Das optische Servosystem für ein Bandlaufwerk 600 liest eine oder mehrere der Servospuren 110 an dem Punkt, an dem sich das Band 100 direkt über den optischen Merkmalen 650 des Schreib-Lese-Kopfes befindet. Dies wird von den Leuchtdioden (LEDs) 601–604 erreicht, die jeweils einen Lichtstrahl erzeugen, der von dem Spiegel 120 auf das Band 100 und den Schreib-Lese-Kopf 605 gerichtet wird. Die Servospuren 110, die auf der zweiten Seite 101 des Bands 100 gebildet sind, stellen Bereiche mit unterschiedlichem Reflexionsgrad dar und das Bild der zweiten Seite 101 des Bands 100 und die optischen Merkmale 650 auf der Seite des Schreib-Lese-Kopfes 605, die sich über das Band 100 erstrecken, werden zurück auf den Spiegel 120 reflektiert. Dieses reflektierte Bild wird vom Spiegel 120 durch die Linse 606 auf die Sensoranordnung 607 gerichtet. Die Sensoranordnung 607 ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Bildverarbeitungsanordnung einer linearen ladungsträgergekoppelten Vorrichtung (CCD), die das reflektierte Bild einfängt und das reflektierte Bild bei Schritt 902 in elektrische Signale umwandelt. Das erzeugte elektrische Signal, das den Bildgehalt anzeigt, wird zum Schnittstellenkreis 615 übertragen, der ein analoges Signal erzeugt, das zu einem Analog-Digital-Wandler 608 übertragen wird, um bei Schritt 903 eine digitale Darstellung des Bilds zu erzeugen. Ein digitaler Signalprozessor 609 empfängt diese digitale Darstellung des Bildes und ermittelt bei 904 algorithmisch die Ausrichtung des Schreib-Lese-Kopfes 605 mit den Datenspuren aus dem digitalen Bild. Der digitale Signalprozessor 609 vergleicht diese aktuelle Kopfpositionsausrichtung mit der vom Laufwerksprozessor angeforderten Position aus Schritt 901 und bestimmt daraufhin die Richtung und den Abstand, über den der Schreib-Lese-Kopf 605 bewegt werden muss, um der neuen Positionsanforderung gerecht zu werden. Bei Schritt 906 erzeugt der digitale Signalprozessor 609 ein Positionsfehlersteuersignal, das diese Bewegung definiert, und überträgt das Signal bei Schritt 907 zu einem Servoverstärker 610, um den Betrieb des Stellglieds 611 zu steuern, um den Schreib-Lese-Kopf 605 in die Richtung zu bewegen, die notwendig ist, um den beweglichen Schreib-Lese-Kopf 605 bei Schritt 908 mit den Datenspuren auszurichten.
Während sich der Schreib-Lese-Kopf 605 der gewünschten Spurposition nähert, fährt die Sensoranordnung 607 fort, das Band-Kopf-Bild in regelmäßigen Abständen zu aktualisieren. Dieses Bildsignal wird durch die Verarbeitungsblöcke 615, 608 zum digitalen Signalprozessor 609 geleitet. Der digitale Signalprozessor 609 nimmt eine neue Bestimmung der Ausrichtung des Schreib-Lese-Kopfes vor und reduziert daraufhin sein Positionsfehlersignal zum Servoverstärker 610 entsprechend, um die Bewegung des Kopfes durch das Stellglied zu verlangsamen. Dieses Abtastverfahren (Schritt 902–908) wiederholt sich, bis sich der Kopf in der gewünschten Position befindet. An diesem Punkt führt das System eine „Spurverfolgung" durch, indem weiterhin kleine Fehlausrichtungen zwischen dem Kopf und der gewünschten Spur erfasst werden und das Stellglied 611 angewiesen wird, Korrekturen an der Position des Kopfes vorzunehmen, um ihn korrekt ausgerichtet zu halten (während die Schritte 902–908 weiterhin wiederholt werden). Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis eine neue Aufforderung (Schritt 901) vom Laufwerksprozessor 612 empfangen wird, sich in eine neue Spurposition zu bewegen. Die neue Positionsaufforderung des Laufwerksprozessors wird vom digitalen Signalprozessor 609 (bei Schritt 904) mit der aktuellen Position des Schreib-Lese-Kopfes verglichen und (bei Schritt 906) wird ein neues Positionsfehlersignal erzeugt und zum Servoverstärker 610 gesendet (Schritt 907). Das Stellglied 611 beginnt, den Schreib-Lese-Kopf 605 zu bewegen (Schritt 908), während die Sensoranordnung 607 dem Servosystem ermöglicht, den Fortschritt hinsichtlich des Erreichens der neuen Kopfposition zu überwachen, indem das Band-Kopf-Bild periodisch aktualisiert wird. Das Bild wird durch die Prozessblöcke 615, 608 zum digitalen Signalprozessor 609 gesendet, wo das Positionsfehlersignal aktualisiert wird – dieses Verfahren wird wiederholt, bis die neue Kopfposition erreicht ist und die Spurverfolgung beginnt (Schritt 902–908).
Wie in der Technik bekannt, hängt die Beschleunigung des Stellglieds für die schnellste Leistung von der Strecke ab, die es zurücklegen muss – eine große Neupositionierung erzeugt die größte Beschleunigung/Verzögerung. Eine kleine Neupositionierung der Spurverfolgung führt zu den geringsten Beschleunigungen/Verzögerungen und der größten Positionsgenauigkeit. Zudem veranschaulicht die hierin offenbarte Konfiguration das erfinderische Konzept und andere optische Konfigurationen liegen im Bereich der konstruktiven Fähigkeiten von Fachleuten.
Bildgehalt
Ein Beispiel des Bildes 700, das von dem vorliegenden optischen Servosystem für ein Bandlaufwerk 600 eingefangen wird, ist in 2 veranschaulicht. Das Bild 700 stellt eine Abtastung aller Pixel dar, die von der Sensoranordnung 607 erzeugt werden. Zum Zweck der Veranschaulichung ist eine Bildgröße von 5000 Pixeln gewählt, wobei die horizontale Achse des Diagramms aus 2 die individuellen Pixel darstellt und die vertikale Achse die Signalgröße der gewählten Pixel darstellt. Das Diagramm umfasst ebenfalls Vermerke entlang der Oberseite der Pixelkarte, um die typische Ausdehnung des Bands 100 im Bild 700 anzuzeigen. Zudem ist das Bild 700 in fünf Bereiche unterteilt: das Schreib-Lese-Kopf-Bild 701, die Grenze zwischen dem Schreib-Lese-Kopf und dem Bandbild 702, das Bandbild 703, die Grenze zwischen dem Schreib-Lese-Kopf und dem Bandbild 704, das Schreib-Lese-Kopf-Bild 705. Diese verschiedenen Bereiche werden unten einzeln erörtert.
Die Bereiche 701 und 705 sind ein Bereich des Schreib-Lese-Kopf-Bildes und umfassen etwa die ersten und letzten 500 Pixel des Bildes 700. Die Abweichungen der Signalstärke, die durch die ununterbrochene Kurve aus 2 veranschaulicht sind, stellen das Vorhandensein der kontrastierenden Markierungen 650 dar, die sich auf der Oberfläche des Schreib-Lese-Kopfes 605 befinden. Da der Schreib-Lese-Kopf 605 die einzige Quelle dieses Abschnitts des Bildes ist, sind die Abweichungen regelmäßig und werden auf den kontrastierenden Markierungen 650 abgebildet. Die Bereiche 702 und 704 stellen die Grenze zwischen dem Schreib-Lese-Kopf und dem Bandbild dar. Eine erweiterte Ansicht des Bereichs 702 veranschaulicht das Bild, das von der Kante des Bands 100 empfangen wird. Innerhalb des Bereichs 702 von etwa Pixel 500 bis etwa Pixel 700 stammen die kontrastierenden Bereiche von den kontrastierenden Markierungen 650, die sich auf der Oberfläche des Schreib-Lese-Kopfes 605 in der Nähe der Kante des Bands 100 befinden. Der Bereich 712 zeigt von etwa Pixel 700 bis etwa Pixel 900 den Kantenbereich des Bands 100 an, der keine optischen Daten enthält. Der Bereich 713 weist von etwa Pixel 900 bis etwa Pixel 1200 unterbrochene Bereiche mit großem oder kleinem Reflexionsgrad oder großer oder kleiner Phase auf. Bei diesem Beispiel zeigen die Bereiche mit niedrigem Reflexionsgrad einzelne Spuren der Servospurgruppe 110 an. Schließlich umfasst der Bereich 703 die Pixel von etwa Pixel 1200 bis etwa Pixel 3800 und ist ein Bild kontrastierender Reflexionsgrade oder Phasen, die die Servospuren 110 darstellen, die auf der zweiten Seite 101 des Bands 100 gebildet sind.
Ausrichtverfahren
Unter Anwendung herkömmlicher Mustererkennungsverfahren auf Bilddaten aus Schritt 903 berechnet der digitale Signalprozessor 609 das Positionsfehlersignal 906, indem er zuerst exakte Messungen der relativen Positionen in Pixeln der optischen Merkmale erstellt, die sich auf dem Magnetkopf und -band befinden. Da die von dem Bandlaufwerk geforderte Spurverfolgungsgenauigkeit strikter sein kann als die Pixel-Pixel-Auflösung in den Bilddaten wird eine Sub-Pixel-Messgenauigkeit benötigt. Diese Genauigkeit wird erreicht, indem der Durchschnitt der Beiträge zu einer gegebenen Positionsmessung von so vielen Merkmalen in den Bilddaten wie möglich gebildet wird. Der digitale Signalprozessor 609 muss alle Bilddaten für die optischen Merkmale des Magnetkopfes, 701 und 705, verwenden, um eine exakte Messung der Magnetkopfposition zu erzielen. Ebenso müssen viele optische Spuren 703 gelesen werden und der Durchschnitt aus den Daten gebildet werden, um eine exakte Messung einer gegebenen Magnetspur auf Band zu erreichen. Ein Verfahren der Verwendung aller Daten in einer Bilduntergruppe besteht darin, den Korrelationsalgorithmus zu verwenden, bei dem eine Bilduntergruppe mit einem Bezugssignal verglichen wird, das im Speicher gespeichert ist. Der resultierende Korrelationskoeffizient zeigt eine beste Anpassung an, wenn das Bezugssignal optimal mit der Bilduntergruppe ausgerichtet ist. Die Bezugssignale können auf typischen Signalen basieren, die von vielen derartigen Bandlaufwerken verarbeitet werden und in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind, oder sie können auf tatsächlichen Signalen basieren, die von einem gegebenen Bandlaufwerk während der anfänglichen Maschinenkalibrierung oder während periodischer Neukalibrierungen zwischen dem Laden von Bändern erhalten werden.
Sobald die optischen Merkmale angemessen bestimmt sind, wird die Magnetkopfposition durch Interpolation aus diesen Merkmalen, 701 und 705, berechnet. Die Magnetspurposition wird aus der Position einer Vielzahl der am nächsten gelegenen optischen Servospuren aus der Gruppe 703 berechnet. Das Positionsfehlersignal, das bei Schritt 907 zum Servoverstärker 610 gesendet wird, ist die Differenz zwischen der berechneten Magnetkopfposition und der gewünschten Magnetspurposition.
Zusätzliche Merkmale
Das optische Servosystem für ein Bandlaufwerk 600 kann neben der Bereitstellung von Schreib-Lese-Kopf-Positionsinformationen zusätzliche Fähigkeiten bereitstellen. Zusatzinformationen, die auf der zweiten Seite 101 des Bands 100 gebildet sind, können Verschlüsselungsdaten/Authentisierungsdaten, Bandidentifikationsdaten oder sogar Wartungsinformationen und Nur-Lese-Daten umfassen. Zum Beispiel können Reflexionsgrad- oder Phasenparameter auf dem Band 100 aufgezeichnet werden, um den Anfangszustand des Bands 100 sowie Herstellungsdaten anzuzeigen. Das optische Servosystem für ein Bandlaufwerk 600 kann daraufhin die vorhandenen optischen Merkmale des Bands 100 messen, um dadurch ein Maß für die Abnutzung des Bands 100 zu erhalten. Des Weiteren kann das optische Servosystem für ein Bandlaufwerk 600 das Bild oder den Schreib-Lese-Kopf 605 in seiner Gesamtheit zwischen Ladevorgängen des Bands 100 beobachten, um die Integrität des Kopfes zu verifizieren und etwaige Mängel der optischen Merkmale zu identifizieren.
Die Servospuren 110 können eine einzige Schreib-Lese-Kopf-Positionierungsfunktion ausführen oder so codiert sein, dass sie Daten bereitstellen, die die Längspositionierung des Bands 100 betreffen, um eine Hochgeschwindigkeitsdurchsuchung des Bands 100 zu ermöglichen, wobei diese Daten ebenfalls zur Bestimmung der Bandgeschwindigkeit verwendet werden können. Diese Zusatzinformationen, die von dem digitalen Signalprozessor 609 aus den grundlegenden Servosignalen ausgesondert werden können, werden während des Servospurschreibverfahrens unter Verwendung von Modulation in die Servospuren codiert. Die Zusatzinformationen werden daraufhin in Schritt 909 anderen Laufwerks- oder Systemverfahren bereitgestellt.
Servospurschreibsystem
Ein System zum Schreiben optischer Servospuren 400 auf das Band 100 ist in 3 veranschaulicht. Das System zum Schreiben optischer Servospuren 400 schreibt den Satz optischer Servospuren 110 in einem Durchlauf des Bands 100 durch das System zum Schreiben optischer Servospuren 400. Das System zum Schreiben optischer Servospuren 400 umfasst einen Laser 415, der einen Lichtstrahl in den Strahlexpander 412 fokussiert. Der expandierte Strahl, der vom Strahlexpander 412 ausgegeben wird, erstreckt sich durch das Hologramm 411, das den Strahl in eine Vielzahl einzelner Strahlen 404–409 teilt, die von der Linse 410 auf das Band 100 fokussiert werden. Die exakte Anzahl von Strahlen ist eine Frage der Konstruktion. Jedoch verbessert sich die Genauigkeit der Ausrichtung des Schreib-Lese-Kopfes 605 und der zweiten Seite 101 des Bands 100 mit zunehmender Anzahl von optischen Servospuren 110. Daher ist es wünschenswert, so viele Servospuren 301–306 auf dem Band 100 anzubringen wie möglich. Eine Erhöhung der Anzahl von Servospuren, die gleichzeitig auf das Medium geschrieben werden sollen, wird durch die Verwendung eines Mediums erleichtert, dessen zweite Seite 101 otpisch auf die Wellenlänge des Lasers 415 abgestimmt ist. Die Vielzahl von Strahlen 404–409 bildet parallel ausgerichtete optische Servospuren 301– 306 auf der zweiten Seite 101 des Bands 100, wenn das Band 100 unter den Strahlen 404–409 hergeführt wird. Rollen 401–403 bewegen das Band 100 unter den fokussierten Strahlen 404–409 mit einer konstanten Geschwindigkeit auf der zweiten Seite 101 des Bands 100, um sicherzustellen, dass die optischen Servospuren 110 dieselbe Konsistenz aufweisen.
Die Laserstrahlen 404–409 können dazu verwendet werden, Zusatzdaten auf die Servospuren 110 zu schreiben, indem der Laser 415 so programmiert wird, dass er periodisch abgeschaltet wird. Das periodische Abschalten (Modulation) des Strahls verursacht, dass die optischen Servospuren 110 periodisch in einem spezifizierten Muster auf die Seite 101 des Bands 100 geschrieben werden. Diese Zusatzdaten können von der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, die Bandgeschwindigkeit, Ausrichtung, Defekterfassung und andere Merkmale des gelesenen Bands zu bestimmen, wie oben erwähnt. Alternativ kann eine Vielzahl von Lasern dazu verwendet werden, die optischen Servospuren zu schreiben. Die Laser könnten ebenfalls eine unterschiedliche Intensität aufweisen, um den Reflexionsgrad oder die Phase einzelner Spuren zu ändern, oder die Strahlen von den Lasern können unterschiedliche Breiten aufweisen, um die Breite der gebildeten Servospuren zu verändern und eine Erkennung verschiedener Abschnitte des Bands zu ermöglichen.

Claims

Magnetaufzeichnungsband (100), das Folgendes umfasst: Ein Magnetspeichermedium, das aus einer ersten Oberfläche (102) des Magnetaufzeichnungsbands gebildet ist, wobei das Magnetspeichermedium zur Abgrenzung einer Vielzahl länglicher magnetisch lesbarer Datenspuren dient; ein optisches Servomuster (110), das auf einer zweiten Oberfläche (101) des Magnetaufzeichnungsbands gebildet ist, wobei die zweite Oberfläche des Magnetaufzeichnungsbands frei von magnetisch lesbaren Datenspuren ist; dadurch gekennzeichnet, dass das optische Servomuster ein paralleles Muster umfasst, um während der Bewegung des Magnetaufzeichnungsbands über einen Magnetkopf (605) einen lateralen Versatz des Magnetaufzeichnungsbands von einer lateralen Sollposition des Magnetaufzeichnungsbands anzuzeigen, und wobei das optische Servomuster Bereiche mit einem unterschiedlichen Reflexionsgrad oder einer unterschiedlichen Phase darstellt.
Magnetaufzeichnungsband nach Anspruch 1, wobei: die erste und zweite Oberfläche die Oberflächen einer länglichen kontinuierlichen Bahn aus elastischem Kunststoffsubstratmaterial (100) mit zwei Kanten sind.
Magnetaufzeichnungsband nach Anspruch 1, wobei: das optische Servomuster auf der zweiten Seite mit Hilfe eines Laserstrahls (404–409) gebildet ist.
Magnetaufzeichnungsband nach Anspruch 1, wobei: das optische Servomuster während der Herstellung des Bandes auf der zweiten Seite gebildet wird.
Magnetaufzeichnungsband nach Anspruch 1, wobei: das optische Servomuster des Weiteren Zusatzinformationen anzeigt.
Magnetaufzeichnungsband nach Anspruch 5, wobei: die Zusatzinformationen mindestens Bandidentifikationsinformationen, Wartungsinformationen oder Nur-Lese-Informationen umfassen.
Magnetaufzeichnungsband nach Anspruch 1, wobei: die zweite Oberfläche des Magnetaufzeichnungsbands optisch fein abgestimmt ist, um einen hohen Kontrast aufzuweisen, so dass Licht, das auf die zweite Oberfläche des Magnetaufzeichnungsbands auftrifft, daran gehindert wird, durch die erste Oberfläche des Magnetaufzeichnungsbands hindurch zu gelangen.