PT88604B

PT88604B - Aparelho de armazenagem ou de registo de dados magneticos

Info

Publication number: PT88604B
Application number: PT88604A
Authority: PT
Original assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1995-05-04
Also published as: GR890300111T1; US4843494A; JP2698987B2; MX169367B; DE311859T1; JPH01155580A; DK575288D0; DE3889191D1; AU2378888A; CN1010443B; ES2010171A4; CN1032600A; SG104994G; NO884206D0; BR8805215A; DK575288A; AU603710B2; ATE104796T1; EP0311859B1; HK112094A

Description

presente invento refere-se a um aparelho de armazenagem ou de registo de dados magnéticos.

Os aparelhos de armazenagem ou de registo de dados tipicamente utilizam um meio magnético de armazenagem ou de registo em que os dados são armazenados em pistas. Sobretudo, a tendência em tecnologia de computadores é aumentar a quantidade e densidade de dados armazenados em tais meios. Isto compreende geralmente pstas mais estreitas e mais próximas para aumentar a densidade de pistas por polegada (TPl). Por exemplo, discos de armazenagem de alta densidade, possuem tipicamente densidades de pista de cerca de 500 a 1000 TPI.

A medida que aumenta a densidade de pista, torna-se necessário um transdutor ou cabeça estreita para a inserção/ leitura dos dados em pistas e, além disso, são necessárias pistas de maior precisão para assegurar a inserção/leitura das pistas pretendidas de modo que os dados possam ser recuperados correctamente. Para este fim, é vital que o transdutor seja colocado com precisão na pista escolhida.

A técnica tem reconhecido a necessidade de cabeças de precisão para pistas e têm sido feitas várias tentativas para este fim, com vários graus de sucesso, incluindo siste60.177

File 7266-PTL (KH)

SEI. 1988

mas de posicionamento de cabeça servo-controlados .

Em particular é importante nao sô que a técnica de realização de pistas seja fiável, mas é também altamente desejável que a mesma seja fácil e pouco dispendiosa de implementar e também que seja caPaz de lidar com as ligeiras variaçOes inevitáveis que são habituais em aparelhos e meios de armazenagem de dados comercialmente disponíveis a preços razoáveis .

No pedido de patente dos E .U .A. n2 . 898.527 encontra-se descrito um aparelho de armazenagem de dados magnéticos em cujo meio de armazenagem, tipicamente um disco, compreende um padrão de pistas ôpticas sobre as quais são inseridos os dados magnéticos. 0 padrão ôptico é formado num material de base transparente e compreende um elevado numero de linhas dispostas em anéis concêntricos que são essencialmente opacos à radiação da luz, afastados por espaços que são essencialmer te transparentes à radiação de luz. A base é revestida, geral mente em ambos os lados, com uma camada de meio de registo magnético que é suficientemente delgada para ser substancialmente transparente à luz.

padrão ôptico no disco, é utilizado tipicamente como uma grade Ronchi adaptada para cooperar com uma grade de referência localizada no exterior do disco n_um conjunto de transdutor de leitura/inserção, deslocével radialmente, que é parte do accionador associado ao disco quando este se encontra em posição de funcionamento. A iluminação, proporcionada a partir de uma fonte de luz num lado do disco, passa através da grade de Ronchi no disco e na grade de referência no conjunto de cabeça e é detectada.

movimento da grade de referência com a cabeça, relativamente à grade de Ronchi, provoca a modulação da intensidade luz que atinge o detector, de uma maneira substancialmente linear, de pista para pista, de modo a proporcionar uma informação de sinal de erro de posição de cabeça a um sistema servo utilizado para posicionar o transdutor de όθ .177

File 7266-PTL (KH) leitura/inserção no alinhamento pretendido com uma pista escolhida no disco.

aparelho particular descrito, se bem que útil, permite o aperfeiçoamento do desempenho. Bm particular, para controlar a realização de pistas de cabeças magnéticas em lados opostos de um disco de lado duplo utiliza uma fonte de iluminação comum em conjunto com um detector comum que está relativamente afastado e, portanto, sujeito a uma variedade de problemas, tal como de paralaxe. Sobretudo, em consequência do detector comum ser utilizado para o controlo de realização de pistas de ambos os lados do disco, não é possível optimizar a relação espacial dos vários elementos envolvidos na realização de pistas, para cada um dos dois lados em que se e±á a efectuar uma pista, tal como tendo o detector no mesmo lado da cabeça activa de leitura/inserção.

Isto é um problema particular quando um meio de armazenagem substituível, tal como quando é usado um disco flexível ou mole, porque uma das cabeças do accionador é montada para movimento em direcção a e afastando—se da cabeça oposta, entre uma posição de operação de confronto e uma posição de carga afastada para permitir a inserção e retirada do disco. Também a cabeça móvel é tipicamente montada num dispositivo de suspensão que permite que ela própria se oriente melhor em relação ao meio de registo flexível . Em virtude da nature_ za móvel da cabeça montada de modo suspenso, o seu transdutor magnético não pode ser mantido numa relação espaçada fixa, relativamente a um único detector comum, resultante por isso em sinais de posição de erro incorrectas.

Além disso, a proporção sinal-para-ruído do dispositivo de detecção relativamente simples utilizado naquele sistema é susceptivel de aperfeiçoamento.

Particularmente, seria útil possuir, um esquema de detecção que seja menos vulnerável às irregularidades e não uniformidades ao longo dos bordos de padrão ôptico, que seja apto para uma detecção em áreas relativamente grandes para

- 3 ύθ.177

File 7266-PTL (KH) minimizar o efeito de não-uniformidades localizadas ou acumu lação de partículas nas delgadas camadas de registo magnético, que seja apto para ajustar alguns desfazamentos entre o centro magnético e o centro óptico das pistas circulares e que seja de ajustamento mais fácil para compensar variaçóes que possam existir entre diferentes discos, transdutores e accionadores de disco em consequência de serem fabricados em alturas diferentes.

SSo possíveis vários outros melhoramentos como ressaltará da descrição pormenorizada que se segue do presente invento feita em conjunto com os desenhos.

presente invento proporciona um número de aspectos para aperfeiçoamento do aparelho de armazenagem de dados magnéticos descrito na patente anterior. Deverá notar-se que alguns dos aspectos são independentes de outros dos aspectos de modo que numa forma de realização particular não necessite de incluir todos os novos aspectos a serem descritos.

Um primeiro aspecto do presente invento é a inclusão, num conjunto portador de cabeça, de um par de cabeças integradas, incluindo cada uma o seu próprio transdutor de leitu ra/inserção, fonte de luz e detector e adaptada para ser uti lizada para proporcionar controlo de realização de pistas no referido lado de um dos lados opostos do disco ou de outro meio de armazenagem. Este dispositivo afrouxa substancialmente as tolerâncias de alinhamento da cabeça, especialmen te no caso de um accionador de disco flexível em que a relação de espaçamento entre o transdutor e o seu detector correspondente é fixada por esta construção de cabeça integrada .

Além disso, outro aspecto do presente invento é o de cada um dos dois detectores separados incluírem um sensor fotosensível que se destina a servir como grade de referência no seu sistema óptico para evitar a necessidade de uma grade de referência diferente ou separada. Esta integração de funçóes possui a vantagem de eliminar qualquer espaço en4 ο © . ± / /

File 7266-PTL (KH)

SET. 1988 tre a grade de referência e o sensor, eliminando desse modo potenciais interferenciais ôpticas e difraçâo.

Além disso, na sua forma preferida, o detector é um detector de quadratura que compreende quatro fotocêlulas intervaladas para proporcionar uma diferença de fase espacial pretendida entre células, o que é útil para a redução de ruído de modo comum e para reduzir à média desvios locais menores da uniformidade nas camadas de registo. Adicionalmente, o detector de quadratura introduz um grau adicional de liberdade que pode ser utilizado para compensar variaçOes de disco para disco ou de accionador para accionador.

Em particular, o detector preferido de uma forma de realização representativa, inclui uma pluralidade de elementos de tira alongados fotosensíveis activos, tipicamente dezasseis, igualmente divididos entre quatro, uniformemente intervalados mas separados, fotocêlulas em que a largura de cada elemento é igual à largura de cada uma das linhas opacas que formam a grade ôptica no disco e também dos espaços trans parentes entre as linhas opacas. Sobretudo, os elementos esta? afastados por stops ôpticos opacos em metade da largura de cada um dos elementos. Interligando apropriadamente as quatro fotocêlulas numa nova disposição de circuito que inclui vários parâmetros que sâo variáveis, tem-se como resultado um detector que pode ser usado para melhorar a proporção sinal-para-ruído, para reduzir à média nâo-uniformidades nas camadas de registo e para compensar variaçOes em diferentes accionadores e diferentes discos .

Essencialmente, uma forma de realização do presente invento compreende o facto de se proporcionarem sistemas ôpti cos para cada lado do disco, nos quais uma iluminação colimada proveniente de uma fonte de quase-ponto ou quase-linha ou de um conjunto de fontes de linha faz com que as grades médias reflictam uma imagem própria através de difracçâo na nrade de referência para reduzir o efeito de qualquer separação necessária das duas grades.

- 5 60.177

File 7 266-PTL (KH) ã SEI 1988

Consequentemente, o aparelho de armazenagem magnético de acordo com formas de realizaçao preferidas do invento é configurado para utilização com um meio de armazenagem de lado duplo, tal como um disco, que possui um suporte transmissor' de luz para as primeira e segunda camadas de registo transmis soras de luz nas suas superfícies opostas e que inclui intermédia entre as duas camadas de armazenagem uma grade ôptica feita de linhas opacas e espaços transmissores de luz de larguras substancialmente iguais.

Adicionalmente, o conjunto portador de cabeça, que é montado para movimento radial relativamente ao disco, suportar, em aditamento a transdutores separados de meitura/inserção contíguos a cada uma das duas camadas de armazenagem, a primeira e segunda fontes de luz nos lados opostos respectivos do disco e primeiro e segundo detectores alinhados com as respectivas fontes em lados opostos do disco para definir um par de percursos separados de luz através do disco. Cada um dos detectores inclui, de preferência, um sensor formado por um múltiplo integral de quatro elementos fotosensíveis intercalados, apropriadamente espaçados para servir como grade de referência para cooperar com a grade ôptica no disco. Fundamentalmente, os elementos fotosensíveis s5o interligados para formar quatro fotocélulas separadas que, por sua vez s3o, em seguida, interligadas num circuito para desenvolver um sinal servo indicativo da posição da cabeça activa em relação a uma pista seleccionada. Adicionalmente o circuito inclui parâmetros que podem ser fetos variar para fins de calibragem para compensar variações de disco para disco.

Adicionalmente, a eficiência e consequente precisão do sistema servo podem ainda ser aumentados através da inclusão de novas fontes de iluminação para provocar que a grade ôptica tenha uma imagem própria no disco por difracçâo na grade de referência formada no detector. Numa forma de realização, a disposição de iluminação utiliza uma fonte de diodo de emissão de luz de ârea prolongada com ôpticas apropriadas

- 6 bO .177

File 7266-PTL (KH) para formar, a partir delas, uma grade de linha cujas múltiplos feixes dão uma imagem própria à grade de disco na grade de detector, de uma forma construtiva. Sm alternativa, pode usar-se, como fonte de luz, um diodo de laser” ou outros de tipos de diôdos de emissão de luz.

presente invento serã melhor compreendido a partir da descrição pormenorizada que se segue, tomada em conjun to com os desenhos anexos .

A Figura 1 ilustra, em forma simplificada, os elemen tos básicos de um conjunto de portador de cabeça com um disco nele inserido, de acordo com uma forma de realização ilustrada do presente invento;

A Figura 2 ilustra, em forma simplificada, os mesmos elementos ilustrados na Figura 1, com o portador configu•ado para inserção e retirado do disco;

A Figura 3 ilustra, em secção transversal, um disco magnético de lado duplo que inclui uma grade ôptica para utilização no conjunto ilustrado na Figura 1,

A Figura 4 ilustra o esquema dos vários elementos fotosensíveis de um sensor que serve também como uma grade de referência no detector para cooperação com a grade ôptica no disco, num conjunto do tipo ilustrado nas Figuras 1 e 2;

A Figura 5 ilustra uma vista em planta de um dispositivo de silicone que forma um sensor do tipo incluído na Figura 4;

A Figura 6 ilustra esquematicamente um circuito detector de quadratura que utiliza o sensor da Figura 4 para proporcionar um sinal servo proveniente da luz que incide no sensor;

A Figura 7 ilustra uma nova forma de fonte de iluminação apropriada para uso no conjunto ilustrado nas Figuras 1 e 2;

A Figura 8 ilustra em forma de diagrama de bloco funcional, um aparelho de armazenagem de dados que realiza o presente invento;

- 7 όΰ .177

File 7266-PTL (KH)

A Figura 9 é uma vista em perspectiva de uma estrutura de cabeça integrada, de acordo com o presente invento;

A Figura 10a é uma vista em planta de lentes de difracçSo utilizadas para fins de colimaçSo numa forma de reali zaçSo de cabeça de presente invento; e

A Figura 10b é uma representação esquemática de uma secçSo transversal das lentes da Figura 10a.

Compreender-se-á que as várias figuras nSo s3o à escala, a menos que se indique.

Fazendo agora referência à Figura 1, ilustram-se esquemat icamente os elementos básicos de um conjunto de portador de cabeça 100, de acordo com uma forma de realizaçSo ilus trativa do invento, posicionada de modo operacional relativamente a um disco magnético de lado duplo 12, suportado de maneira rotativa, num fuso accionador 13. 0s pormenores do disco 12 estSo ilustrados na Figura 3. 0 conjunto portador de cabeça 100 e fuso 13 formam parte do aparelho de armazenagem de dados magnéticos ou accionador de disco magnético flexível de realizaçSo do presente invento. 0 conjunto 100 é também ilustrado na Figura 2 na sua posiçSo de inserçSo de disco nSo operacional ou de retirada, com o disco magnético 12 removido .

Tal como ilustrado na Figura 3, o disco 12 compreende uma base 20, formada por um elemento de suporte 21 escolhido para ser transparente à radiaçSo da luz ou fonte de iluminaçSo para ser usado em controlo de realizaçSo de pista e grade ôptica 22 formada em cima do ou no elemento 21 por meio de anéis concêntricos relativamente opacos 22A, que alternam com intervalos ou anéis relativamente transparentes 22B, relativamente à radiaçSo a ser utilizada para controlo de realizaçSo de pista. Estes anéis também servem como pistas ôpticas para definir a posiçSo das pistas, nas quais a informaçSo se destina a ser armazenada em camadas de armazenagem ou registo de dados magnéticos 24 e 25 que estSo localizados em superfícies opostas do elemento base 20. Estas

- 8 οϋ .177

File 7266-PTL (KH)

SEI. Ο camadas 24 e 25 sSo muito delgadas comparadas com a espessura da base 20, de modo a serem substancialmente transparentes ou, pelo menos, altamente transmissíveis, relativamente à radiação utilizada para controle de realização de pistas.

Embora os conceitos inventivos deste invento possam ser utilizados com vantagem em aparelhos de armazenagem ou accionadores de disco que utilizam diferentes tipos de meios de armazenagem, por exemplo, magnéticos ( flexiveis ou rígidos), ópticos ou magnético-ôpticos, a forma de realização ilustrada é dirigida para um accionador de disco magnético flexível, como se tornará mais evidente. Neste caso, o disco 20 é um disco flexível ou mole, de registo magnético de alta densidade contido num alojamento de cassetti ou camisa (n3o representado) e que possui um suporte plástico (por exemplo Mylar) 21 no qual o padrSo de grade ôptica 22 é formado fotograficamente ou de qualquer outro modo. Tipicamente o elemento de suporte 21 tem uma espessura de cerca de 0,08 mm (0,003 polegadas) e as delgadas camadas de registo magnético 24 e 25 possuem uma espessura de cerca de 1 mícron (0,001 mm).

A composiçào das camadas 24 e 25 inclui, tipicamente partículas de óxido férrico goma ou de ferrita de bário dispersas num ligante polimérico, sendo preferível a última partícula para uma armazenagem de dados de mais elevada densidade. Embora este tipo de disco seja transmissivo à luz visível para fins de controlo de posicionamento de cabeça, é ainda mais transmissivo à luz na zona de infra-vermelho do espectro e, portanto, é preferível o uso de luz infra-vermelho .

Fazendo novamente referência às Figuras 1 e 2, o cor junto portador de cabeça 100 compreende, em relaçSo operacional com o disco 12, um suporte de cabeça móvel radialmente 14, que compreende elementos de suporte 14A e 14B que suportam um par de cabeças ópticas e magnéticas integradas complementarmente 0 e 1, respectivamente, em lados opostos do disco em alinhamento operacional espaçado um em relaçSo ao ou9 C C . i / /

File 7266-PTL (KH)

tro. Cada uma das cabeças 0 e 1, inclui uma porção de corpo 10, sugerida pelas linhas tracejadas por uma questão de clare za, que suporta e posiciona os elementos da cabeça que inclui um transdutor magnético de leitura/inserção 15, numa fonte de luz 16 e lentes de colimação alinhadas 17 e um detector de luz 18. Compreender-se-â. que a inclusão de lentes de colimação 17 é preferível tanto para melhorar a colimação como a concentração do fluxo de luz, mas a sua utilização na cabeça integrada não é absolutamente necessária.

Cada transdutor 15 inclui uma porção de corpo 15a em que se monta um núcleo de ferrita 15b, possuindo nele um intei valo de fluxo na face da cabeça que confronta com a respectiva camada magnética contígua no disco. A cabeça é adaptada para se deslocar sobre a superfície de registo em relação de apoio de ar à. mesma e o corpo 15a inclui, tipicamente, uma ranhura 15c na face, para reduzir, de uma maneira escolhida, a pressão no apoio de ar, para contolo da altura da deslocação, tal como é bem sabido na técnica. As disposiçóes complementares dos transdutores 15 nas cabeças opostas 0 e 1 proporciona um descentramento radial das respectivos núcleos 15b o que é desejável para evitar a impressão de dados através da superfície de registo oposta, como é bem conhecido na arte.

De preferência, o detector 18 encontra-se localizado num lado do transdutor 15 e a fonte de luz 16 e as lentes associadas 17 ( se forem utilizadas), encontram-se localizadas no outro lado, embora ambos estes elementos possam ser agrupados em conjunto rlum ou noutro lado. É também preferível, para fins de realização de pistas, posicionar o detector no lado do corpo do transdutor em que ele se encontra mais próximo do núcleo 15b de modo que o detector olhe para uma porção do disco que estã tão próxima quanto possível de um intervalo de fluxo magnético. Se bem que fosse ideal para o detector olhar exactamente para a mesma porção do disco que a do intervalo do transdutor, estes dois elementos não podem, fisicamente, ocupar o mesmo espaço e, portanto, existe o des10 ου Λ ! /

File 7266-PTL (ΚΗ) centramento radial, como se ilustrou. No entanto, localizandc o detector 18 tão próximo quanto prático do núcleo de transdutor 15b, minimiza-se este descentramento.

A disposição dos detectores 18 e das fontes de luz 16 nas cabeças opostas 0 e 1 é complementar de modo que a fonte de luz 16 na cabeça o seja posicionada para dirigir saída de luz para fora dela através do disco 12, para modulação pelo padrão de grade 22, no detector alinhado 18 da cabeça 1. De modo semelhante, a fonte de luz 16 na cabeça 1, dirige a sua saída de luz para fora através do disco no detector alinhado 18 na cabeça 0.

Os pormenores das fontes de luz e dos detectores serão, a seguir, discutidos em pormenor.

elemento de suporte 14A é ilustrado esquematicamente para ser acoplado de maneira articulada ao elemento de suporte 14B no ponto de articulação 19. Isto permite que o elemento de suporte 14A seja feito rodar para uma posição elevada inoperacional, ilustrada na Figura 2 em que as cabeças 0 e 1 estão ainda mais espaçadas para facilitar a inserção e retirada do disco. Como o disco 12 é inserido no accionador e é assente no fuso 13, o elemento de suporte 14A retorna automaticamente à posição ilustrada na Figura 1. Visto que o disco 12 é removido, o elemento de suporte 14A volta imediatamente à posição ilustrada na Figura 2. Os elementos de suporte 14A e 14B não necessitam de ser acoplados em conjunto, mas é desejável que um deles seja destinado a ser capaz de ser movimentado relativamente ao outro de modo a facilitar uma remoção e inserção rápidas e seguras do disco

12. Os mecanismos para efectuar um tal movimento dos suportes portadores de cabeça são bem conhecidos no ramo e não necessitam de mais qualquer descrição.

Porque o conjunto portador de cabeça ilustrado 100 é adaptado para utilização com um disco flexível 12, a cabeça superior 1 é, de preferência suspensa a partir de um dispositivo de pendulo 26 montado no lado inferior do suporte

ΟΌ .1 / /

File 7266-PTL (KH)

de articulação 14 o qual permite que a cabeça 1 se articule um pouco em torno do seu passo e eixo de rolo para manter o seu alinhamento frente a frente com a cabeça 1 na presença de uma porção do disco flexível de rotação 12 entre eles que pos sa assumir uma forma ligeiramente curva, dependendo da penetração e carga da cabeça. Do mesmo modo, a montagem em suspen são é proporcionada para compensar distorçOes transitórias do disco flexível 12, resultantes da vibração do disco em respos ta à rotação. Tais dispositivos de suspensão são bem conhecidos na arte e não necessitam de ser aqui descritos.

No pedido de patente dos E.U.A., com o ns . de série ns . 898,527, o controlo servo óptico de posicionamento de cabeça para registos de lado duplo é completado com um único sistema ôptico que compreende uma fonte de luz num lado do disco e um detector que incorpora a grade de referência no lado oposto do disco. Se bem que este sistema realizável, apresente um problema de fabrico dificil e dispendioso relacionado com as tolerâncias mecânicas muito reduzidas que são requeridas para montar os dois transdutores magnéticos e o detector único no portador, de modo que o detector se encontre numa relação espaçada, não variável, radialmente predeter minada em relação a cada um dos transdutores magnéticos em lados opostos do disco. 0 problema de tolerância é ainda mais grave no caso de um accionador de disco flexível porque um transdutor tem de ser montado em suspensão no braço do portador que se articula ou se movimenta em relação ao outro, proporcionando assim dois factores de tolerância adicionais que têm de ser ultrapassados. Mas, a preocupação mais importante é que o transdutor montado em suspensão se movimenta em resposta a dinâmicas de disco variáveis na interface de meio de cabeça, de modo que o seu espaçamento radial, do detector montado de maneira flexível, variará e terâ como resultado sinais de erro de posicionamento incorrectos .

Como se tornará evidente, utilizando dois sistemas servo ópticos separados e que incorporam os componentes de dO .177

File 7266-PTL (KH) transdutor ópticas e magnéticos numa estrutura de cabeça integrada, estes tipos de problemas são minimizados.

Uma vez que é importante que o espaçamento entre o detector e o transdutor activo não varie, e dada a natureza móvel da cabeça suspensa 1, é desejável possuir um detector de controlo de realização de pistas 18 no mesmo lado do disco como transdutor activo 15, que efectua a leitura ou a inserção. Isto pode efectuar-se apenas se se adaptar um detector separado 18 para se associar a cada um dos lados do disco, Isto necessita da inclusão de dois sistemas ópticos separados um para cada cabeça.

Consequentemente, no conjunto portador de cabeça 100 ilustrado na Figura 1, o detector 18 na cabeça 1 é utilizado para controlar o alinhamento de realização de pistas na camada magnética 24 na superfície superior do disco 12 e o detector 18 na cabeça o é utilizado para controlar o alinhamento de realização de pistas na camada magnética 25 na superfície inferior do disco 12.

accionador, de que fazem parte o conjunto portador de cabeça 100 e o fuso 13, inclui meios para movimentar o suporte 14 radialmente em relação ao disco, e em direcção de pista cruzada em relação à grade de disco 22, de modo que a cabeça que está a ser activada para leitura/inserção seja alinhada com a pista única que está a ser endereçada. Tais meios estão sob controlo servo da informação de erro da posição de cabeça proporcionada pelos dois sistemas ópticos formados respectivamente pelas fontes de luz 16 e pelos detectores 18 nas cabeças opostas 0 e 1. Adicionalmente, o accionador inclui meios para fazer girar o disco em relação operacional com o disco. Estes componentes de accionamento e de operação do sistema de controlo de posição de cabeça serão descritos mais adiante, fazendo referência à Figura 8.

Nesta altura será útil discutir o processo de detec ção dos sinais de controlo de realização de pistas.

A escala pequena das pistas ópticas definidas pelos

60 .177

File 7266-PTL (KH)

28JSEJJ288 anéis opacos 22A formados no disco 12 (ilustrados na Figura 3) faz com que os seus prefis de bordo não sejam os ideais mas, pelo contrário, possuem irregularidades que podem produzir um ruído adicional nos sinais servo. Como exemplo da esca la, num formato do disco flexível de 8,8 cm (3,5 polegadas), um disco de ferrita de bário de alta densidade de 20 MG de ec pacidade (10 MG por lado) requeririam uma densidade de pista de 540 TPI.

Ê sabido que a proporção sinal-para-ruído num sis tema óptico periódico, pode ser aperfeiçoada por meio de filtragem espacial, isto é integração pesada sobre porções periÉ dicas de espaço. Cada detector 18 no seu sensor óptico utilizado, na forma de realização preferida do invento, utiliza uma filtração espacial para aperfeiçoar a proporção sinal-para-ruído do processo de detecção.

Adicionalmente, deverá notar-se que não só é importante para o sistema de detecção detectar qualquer desalinhamento entre a cabeça activa, isto é, a cabeça particular que está a ser alinhada e a pista óptica desejada, mas é tam bém importante verificar a direcção do movimento radial para corrigir o alinhamento.

Para esta finalidade, verificou-se ser vantajoso utilizar uma grade óptica no disco em que a largura das linhas opacas 22A é essencialmente igual à largura dos intervalos transparentes 22B em combinação com um detector cuja porção de sensor inclui um primeiro conjunto periódico de aberturas de imagem espaçadas por stops ópticos para formar uma grade de referência, sendo a largura das aberturas (a dimensão de pista transversal) igual à largura das linhas opacas da grade óptica no disco.

Como a grade de referência de um detector numa cabeça é movimentada radialmente em relação à grade do disco, elas aetuam em combinação para modular a intensidade de luz que atinge a porção fotosensível do detector, por trás da gra de de referência que proporciona o sinal de erro de posição.

60 .177

File 7266-PTL (KH)

Quando as duas grades estão em fase com as suas porçOes respectivas opacas e transparentes em alinhamento, a quantidade de luz que atinge o elemento fotosensível encontra-se no máximo. Quando as duas grades estão descentradas por uma metade de passo de pista, ou estão 180 graus fora de fase, as por çóes opacas de uma grade bloqueia as porçóes transparentes da outra grade de modo que a intensidade da luz que inclui no elemento fotosensível, encontra-se no mínimo. Vantajosamente, com esta disposição de iguais grades de passo, a variação da intensidade da luz é essencialmente linear entre as posiçOes descentradas máxima e mínima das grades, proporcionando uma gama de controlo linear para determinar erro de posição do transdutor relativamente a uma pista escolhida. Deste modo, a gama de controlo linear máximo é ôbtida fazendo uma abertu ra com exactamente metade do passo de pista. Cada uma das aberturas periódicas destina-se essencialmente a cobrir a transição entre espaço transparente e linha opaca da grade de disco de modo que o movimento para reduzir a quantidade de luz interceptada tenda a centrar a abertura adequadamente sobre a transição da pista que está a ser realizada.

Além disso, para assegurar que as irregularidades menores na lisura do bordo das linhas opacas possuam um efeito relativamente pequeno, é desejável ter uma abertura cujo comprimento ao longo da pista é relativamente grande. Isto é, porque é desejável seguir uma pista suave, o efeito de irregularidade pode ser diminuído fazendo uma média ao longo da pista. Assim, o comprimento da abertura ao longo da pista deverá ser suficiente de modo que as irregularidades menores possuam um efeito de percentagem menor na quantidade de luz que cai na porção fotosensível de detector.

No entanto, porque as linhas opacas da grade de disco são curvas, e porque as aberturas de imagem são lineares, como é desejável para facilidade de fabrico, uma abertu ra que seja demasiado grande podem ter porçOes que cubram a transição oposta. Para conseguir um comprimento mais longo

0 .17 7

File 7266-PTL (KH)

eficaz, o detector destina-se também a incluir um segundo conjunto de acerturas periódicas que essencialmente realizem a pista a transição oposta ( opaca para transparente) da grade de disco, isto é, um conjunto como o primeiro mas directamente fora de fase com ele .

Em particular, um detector ideal para gerar sinais servo compreenderiam um par de fotodíodos cada um dando imagem da mesma área do disco através de filtros espaciais iguais que conduzem e retardam a pista magnética em noventa graus de passo respectivamente.

A geometria para um tal gerador pode ser realizada com uma fileira de fotodetectores vulgares que consiste em duas áreas activas independentes, cada uma com um conjunto periódico de dedos cuja largura é igual à largura das linhas e intervalos que devem ser detectados, com os dois conjuntos intercalados para formar um detector de dois canais interdigital cujas saídas separadas seriam ligadas a entradas diferentes de um amplificador diferencial para subtracção.

Existe uma complicação adicional naqueles discos que tipicamente se destinam a ser intermútaveis entre accionadores que possuem o mesmo faseamento. Embora uma fabricação precisa seja um dos modos de assegurar o mesmo faseamento, isto resulta num aumento nos custos de produção. Uma alternativa é permitir que accionadores individuais sejam ajustados na altura de utilização para alcançar o faseamento desejado. Embora o ajuste mecânico dos accionadores individuais seja possível, o ajuste elêctrico é tipicamente mais atractivo e mais preciso.

Fazendo agora referência à Figura 4, é ilustrado aí o esquema da porção de sensor fotosensível 500 de um detector de quadratura 18 para utilização no presente invento e destinado adicionalmente para facilitar a calibragem de cada detector 18 em relação ao disco particular usado. Este sensor compreende uma fileira uniformemente espaçada de dezasseis elementos fotosensíveis, rect angulares e paralelos 50

60 .177

File 7266-PTL (KH)

interligados era grupos para formar quatro fotocélulas. Em par ticular, tal como referido, cada elemento rotulado com A estâ ligado a um fio comum 51 e forma parte da fotocélula A, cada elemento C estâ ligado ao fio comum 52 e forma parte da fotocélula C, cada elemento B estâ ligado ao fio comum 53 e forma parte da fotocélula B e, finalmente, cada elemento D estâ ligado ao fio comum 54 e forma parte da fotocélula D. Serâ conveniente descrever a intercalação de elementos de quatro células nesta maneira como intercalação periódica dos elementos das quatro fotocélulas. Entre cada elemento 50 existe um espaço nao fotosensível ou morto 55 que funciona como um stop ôptico para minimizar a locução cruzada entre elementos 50.

A fileira de dezasseis elementos 50 corresponde essencialmente a uma abertura quadrada desejada para que o sen sor intercepte a radiação infra-vermelha que passa através do disco e é modulado pela grade de disco 22.

Também é ilustrado como estando incluídas no lado direito da Figura 4 as linhas opacas 22A espaçadas por intervalos 22B que formam a grade ôptica 22 incluida no disco. A posição relativa dos elementos 50 da fileira de sensores em relação à grade ôptica 22 corresponde à da fileira quando se encontra no alinhamento correspondente à desejada para a realização de pista estável, essencialmente sem que seja gerada corrente servo. Notar-se-â que a altura dos dezasseis elementos 50 corresponde a doze linhas opacas 22A e intervalos transparentes intervenientes 22b da grade de disco 22. Para esta finalidade, cada elemento de dedo 50 possui uma largura igual à largura média de uma linha de grade opaca ( ou transparente) 22A e, quando activa, funciona como uma abertura de passo de meia pista. Cada stop ôptico 55 possui uma largura de metade da largura de um elemento de dedo 50. 0 lado superior, ou primeira linha opaca 22a, possui o seu bordo de fundo alinhado com o bordo de topo do lado superior ou primeiro elemento de dedo C. A segunda linha opaca 22a possui o seu borde

- 17 b Ο . 1 /’ /

File 7266-PTL (KH) de topo alinhado com o bordo de fundo do primeiro elemento de dedo C 50. A terceira linha opaca 22a está elinhada com o pri meiro elemento D 50 e a quarta linha opaca 22a, tal como a primeira, possui o seu bordo de fundo alinhado com o bordo de topo do elemento seguinte ou segundo elemento C 50 e o padrão é repetido.

resultado é que todos os quatro dos elementos de dedo 50 de uma fotocélula individual possuem a mesma relação de fase espacial que a grade ôptica 22. Pode ver-se que as linhas centrais horizontais dos elementos 50 das fotocélulas A estão espaçadas numa distância de um passo e meio da grade ôptica 22 das linhas centrais horizontais dos elementos 50 da fotocélula B e as linhas centrais horizontais dos elementos 50 da fotocélula C estão espaçadas dos elementos 50 da fotocélula D. Sobretudo, as linhas centrais horizontais dos elementos 50 da fotocélula A estão espaçadas três quartos da distância de passo da grade ôptica 22 das linhas centrais dos elementos 50 da fotocélula C, tal como estão os elementoj, 50 da fotocélula B dos elementos 50 da fotocélula D.

Fazendo agora referência à Figura 5, nela se ilustra um sensor de quatro canais deste tipo. Compreende um chip de silicone 600, cuja superfície posterior ( não representadda) inclui uma região de tipo N coberta com um electrodo de ârea grande ( não representado), cuja superfície anterior compreende uma fileira de dezasseis regiOes alongadas de tipo P 60, correspondentes aos dezasseis elementos 50 ilustrados na Figura 4. Regra geral encontra-se incluída uma camada intrínseca intermédia ( não representada) entre a região de tipo P e a região de tipo N para formar dezasseis estruturas PIN ( não representadas), que são fotosens iveis.

espaçamento dos dezasseis elementos é tal como descrito anteriormente e cada grupo de cada quarto elemento estâ ligado a um grupo diferente de quatro eléctrodos de saída 61, 62, 63 e 64 correspondentes respectivamente aos fios 51,52, e 54 da Figura 4. Proporcionam-se respect ivamente almofa- 18 d 0,17 7

File 7266-PTL (KH) das condutoras de ârea grande rotuladas com 66a, 66B, 66C e 66D como terminais de saída das quatro fotocélulas A, B, Ce D. 0 eléctrodo ( não representando) na superfície posterior (n3o representada) funciona como um eléctrodo comum para as quatro fotocélulas A, B, C, e D. Tiras de alumínio 65, opacas à iluminação, funcionam como stops ópticos para isolar regiOes individuais de tipo P das suas regiOes próximas de tipo P.

Fazendo agora referência à Figura 6, nela se ilustra o modo como as quatro fotocélulas A, B, C, e D esteio interligadas para formar um detector de quadratura 70. Um eléctrodo comum de cada é de corrente alterna ligada à terra. Os eléctrodos de sâida (terminais) das câlulas A e B estão ligados às portas de entrada de invertida e não invertida, respectivamente, de um amplificador diferencial 71 e os eléctrodos de saída (terminais) das células C e D estão ligados às portas de entrada invertida e não invertida, respectivamente, de um amplificador diferencial 72. Um terminal de saída do amplificador diferencial 71 é alimentado directamente a uma posição de um comutador 73, e por meio de um circuito inversor 74, à outra posição do comutador 73. De modo semelhante, um terminal de saída do amplificador 72, é alimentado directamente a uma posição de um comutador 7 5e, indirectamente, por meio de um circuito inversor 76 à outra posição do comutador 76. Os terminais respectivos de saída dos comutadores 73 e 75 estão ligados às extremidades opostas de um potencio metro 77, cuja batida de centro ajustâvel 78 alimenta um ter minai de saída 79 do detector. As colocaçães dos comutadores 73 e 75 e da batida central 78 são ajustáveis tipicamente durante uma fase de calibragem, quando um disco 12 é inserido primeiro no accionador, de modo que cuando o núcleo do transdutor de leitura/inserção 15b é alinhado adequadamente com uma pista de referência proporcionada no disco 12, é medido um nulo no terminal de saída 79 correspondente a uma ausência de sinal servo para proporcionar qualquer movimento

File 7 266-PTL (KH) 28SÉII938

de ajuste do portador de cabeça 14. Habitualmente será desejável incluir uma pista de referência ( nao representada) no disco em conjunto com um circuito de controlo apropriado (nao representado) para ligar electronicamente os comutadores e o potenciómetro. Deverá também compreender-se que os comutadores 73 e 75 e o potenciómetro 77 sao componentes electrónicos bem conhecidos para desempenhar essas funçOes.

Também pode ser apreciado que este circuito pode funcionar para corrigir descentramentos entre o centro da pista magnética e o centro da pista óptica.

Pode ver-se que, sendo a largura de cada elemento de dedo 60 do sensor igual a metade da distância de passo da grade de disco 22, é maximizada a gama de controlo linear e, dividindo igualmente esta distância de passo entre a linha opaca e o intervalo transparente na grade de disco 22, são minimizadas as possibilidades de um salto entre as pistas quando existe um desvio de alinhamento.

Adicionalmente, utilizando quatro elementos de dedo fotosensíveis 60 em cada fotocélula espaçada por um número integral de distâncias de passo ( três passos na forma de realização ilustrada) a dimensão do detector é efectivamente aumentada para uma sensibilidade mais elevada o que resulta numa melhor média de ruído que resulta das vários fontes. Estas fontes de ruído incluem tipicamente espaçamentos irregulares e bordos desfiados das linhas de grade, a imagem de padróes ópticos através de revestimentos magnéticos granulosos 24 e 25 e, também, não-uniformidades no disco 12 tal como distorção de pista elíptica provocada por anwtropia de um material de base de disco 21. Deverá compreender-se que um múltiplo integral de quatro pode ser utilizado para o número total de elementos 60 a serem usados para divisão entre as quatro fotocélulas A,B,C e D, quanto maior for o número maior será o efeito de média.

Sobretudo, ao utilizar-se um par de fotocélulas tal como as fotocélulas A e B, visando essencial mente a mesma

6C .177

File 7 266-PTL (KH) ^28^11988 área que conduz e retarda as pistas magnéticas respectivamente, num quarto da distância de passo, um para a realização de pista do bordo superior ilustrado de uma linha de grade de disco opaco 22a e o outro para a realização de pista do bordo inferior da grade da linha contígua seguinte 22a, é efectivamente cancelado o ruído de modo comum que pode ser provocado, por exemplo, pela variação da intensidade da fonte de ilumina çao ou variação nas caracteristicas de transunssâo ôptica das camadas magnéticas 24 e 25.

Finalmente, um detector de quadratura formado in tercalando dois conjuntos de pares de fotocêlulas, substituído em fase da maneira descrita, existe um grau extra de liber dade para ajuste eléctrico para compensar tanto desvios menores de uniformidade por causa da imprecisão de fabrico de diferentes transdutores como para descentramentos entre os cen tros das pistas ôpticas e magnéticas.

Na forma de realização ilustrada, o sensor 600 utiliza a geometria de elementos fotosensíveis individuais 6C e o seu espaçamento relativo na fileira para formar uma grade de referência electrônica fotosensível, combinando assim a função de modulação e detecção de luz num único elemento estrutural . Neste sensor, cada um dos elementos 60 funciona como uma abertura para a sua fotocélula correspondente e as tiras de alumínio 65 servem de stops ôpticos. No entanto, cada elemento 60, se bem que sirva de abertura para a sua própria fotocélula, também serve efect ivamente de stop ôptico para as outras fotocêlulas. Por exemplo, em relação à fotocélula A, os elementos intervenientes 60 das células C, B e D nao proporcionam sinais ao canal A mesmo se a luz que passa através do disco incidir nele, de modo que efect ivamente estes elementos estão inactivos no que se refere à fotocélula A e, por isso, funcionam como stops ôpticos.

Para maximizar a eficácia da técnica de realiza çao de pistas, sao também importantes várias outras considerações .

.177

File 7 266-PTL (KH)

SET. 1988

Em primeiro lugar é desejável maximizar o grau de mo dulação e a forma de onda triangular do sinal servo proporcionada pelo sensor enquanto se minimiza a distorção que resulta da separação de um detector 18, formado pelo sensor 600 da grade óptica 22 no disco. Esta distorção é provocada pela mancha de difracção e pode ser minimizada idealmente pe lo facto de se localizar o detector 18 muito próximo do disco. No entanto, isto não é sempre fácil de fazer porque habi tualmente existem condutores de fio ligados às superfícies de topo das almofadas condutoras 66 das fotocélulas e isto tem tendência para limitar quão próximo pode estar colocado no disco o detector 18 numa cabeça integrada 0 ou 1. No entanto, nalguns casos, tem sido prática colocar o detector 18 tão próximo do disco quanto o permitam essas obstruçóes, tolerando alguma degradação do padrão de luz mudulado da grade do disco recebido.

Uma tal estrutura de cabeça integrada é ilustrada na Figura 9 em que a cabeça integrada 90 compreende uma porção de corpo ou colar 92 adaptada para receber e suportar um transdutor magnético 15, tal como se ilustrou. Contiguamente ao núcleo de ferrita 15b, o colar 92 tem montado o sensor 60Q o que é equivalente ao detector 18 na Figura 1, numa relação fixa radialmente espaçada relativamente ao intervalo de fluxo do núcleo 15b. No lado oposto do transdutor 15, no colar está montada uma lente 17 para dirigir a saída de luz de uma fonte de luz 16 por trás dela (não representada) através do disco 12.

colar 92 suporta o sensor 600 tão próximo quanto possível do plano intervalo de fluxo enquanto permite espaço para os fios ligados por arame 94a-d ligados às almofadas correspondentes 66a-b . Embora não esteja representado nos de senhos, podem proporcionar-se coberturas delgadas transparen tes no sensor 600 e na lente 17 para dotar a cabeça 80 de uma face mais lisa que é adaptada para confrontar a superfície de disco.

υ . ± ί ί

File 7266-PTL (KH)

Em alternativa, é também possível incluir um elemento ôptico tal como uma vareta de indexaçSo gradiente no corpo de cabeça contíguo à superfície em frente do disco para reflectir a imagem da grade ôptica 22 do disco na grade de referência do detector 18, mas esta estrutura tem tendência a ser difícil e dispendiosa de embalar e fabricar .

Uma tentativa mais prometedora inclui a utilização de luz altamente colimada proveniente de uma fonte de linha ou quase ponto para a iluminaçSo de modo que a grade de disco 22 reflicta a própria imagem na grade de referência do detector 18, por meio de difracçSo. Isto pode ser feito para um embalamento mais fácil, ôpticas menos dispendiosas e ruído ôptico reduzido em consequência de sujidade, riscos e asperezas de bordo nos meios.

Uma técnica para alcançar a colimaçSo e, portanto formar uma imagem de difracçSo é utilizar uma fonte de luz de díodo laser 16, como uma fonte de quase ponto ou fonte de linha no plano de foco infinito de uma lente, tal como uma vareta de indexaçSo gradiente, lentes de colimaçSo esféricas, lentes de colimaçSo holográficas, para proporcionar um feixe de luz colinado. Esta luz é transmitida através da grade ôpti ca 22 do disco para refletir a própria imagem da grade 22 na superfície do detector 18 incorporando nela a grade de referência. 0 detector 18 está colocado a uma distância D da graP é o passo da grade de disco 22 eL é o comprimento de onda da luz. Em alternativa, pode ser preferível do ponto de vista de custos e de embalamento substituir um bordo de díodo de emissSo de luz ou uma área de díodo de emissSo de luz, em que a área de emissSo é inferior a 5 mícrons numa dimensSo, como uma fonte de quase-ponto ou de linha para o díodo de fonte de luz laser” 16, evitando também desse modo padrões de interferência objeccionável que possam surgir em virtude da coerência temporal de um laser. Quando se utilizam fontes de linha, estas devem estar alinhadas para serem parale23 60 .177

File 7 266-PTL (KH)

SET 1988

las às grades de disco e de detector.

Uma alternativa que permite a utilização de uma fonte de luz de área relativamente grande ou prolongada 16 é ilustrada na Fig. 7. Essa fonte de luz inclui um díodo de emissão de luz de área de superfície 8l, que ilumina a superfície pos terior do elemento ôptico 82.

Esta superfície posterior inclui uma superfície de entrada 83 que é configurada para formar uma grade linear e coincide com o plano focal de infinito do elemento ôptico 82. Em particular, a superfície 83 inclui porçOes planas em que a luz entra para passagem para a superfície de saída 84, alternando com porçães facetadas em forma de V que se prolongam para trás, em que a luz incidente é dispersada e não passa efectivamente através da superfície de saída. A superfície de luz de saída 84 é esférica de modo que o elemento 82 funciona como lentes de colimação. Em consequência da geometria do ele mento 82, o díodo de emissão de luz de área prolongada 81 simula uma fileira de fontes de linha. Como resultado, sai da superfície de saída 84 um conjunto de feixes colimados angularmente espaçados, um para cada uma das porçães planas da superfície de entrada 83, as quais são espacialmente coesas. Tendo em vista a simplicidade, são apenas ilustradas na Figura 7, apenas três dos feixes. Estes feixes são, em seguida, passados através da grade ôptica 22 no disco 12, para reflectir a própria imagem da grade de disco 22 na grade de referêr cia detectora, tal como anteriormente se indicou ser desejável . A grade linear formada na superfície de entrada 83 é destinada a possuir uma periodicidade que faz com que o múltiplo correspondente reflicta a própria imagem para se impor construtivamente .

Se se desejar, é possível, posicionar a grade de referência no detector 18 afastada da grade de disco 22 no foco de uma imagem própria de ordem de difracção mais elevada.

Outro tipo de elemento óptico 17 que pode ser utilizado na estrutura de cabeça integrada é uma lente de difrac24 ου . 1 / /

File 7266-PTL (KH) /8- 8Π. ,388 ção ou zona plana que é uma grade de difracção circular que foca a luz, não por refracção como uma lente padrão, mas por difracção. Numa cabeça integrada serviria como uma lente colimadora para uma fonte de quase-ponto LED.

A lente de dif racção compreende zonas opacas e trais parentes alternadas a ( círculos concêntricos), possuindo cada zona a mesma ârea, mas o passo de cada zona diminui a partir do centro para o bordo exterior. Uma tal lente de difracção 96 é ilustrada na Figura 10a. A secção transversal da len te 96 é ilustrada esquematicamente na Figura 10b. A amplitude de cada pico de elemento de difracção é igual, mas a frequência de elementos circulares aumenta em direcção ao bordo exterior. A grade é simétrica, de modo que a luz é desviada para a ordem zero e igualmente para as primeiras ordens de difracção positiva e negativa. Verificam-se pontos de foco mais fracos em cada ordem impar de difracção positiva e negativa (i.e . 3,5,7 ... etc) .

Em alternativa, a luz pode ser desviada preferencialmente numa ordem escolhida ao incluir-se uma assimetria apropriada na grade da lente de difracção.

Além disso, os processos acima referidos tem tendência para melhorar a modulação do sinal detectado.

Um aparelho de armazenagem de dados ou accionador de disco magnético flexível 110 com o qual se realiza o presente invento é ilustrado em diagrama de bloco funcional na Figura 8. 0 aparelho 110 opera sob o controlo de um circuito controlador 112 que possui um controlo de leitura/inserção e secçóes de circuitos servo que são accionados de uma maneira coordenada sob a administração de uma secção de circuito lógico de controlo baseado num microprocessador. 0 controlador 112 é também dotado de uma secção de interface para ligação operacional do accionador 110 a um computador hóspede ( não representado) .

conjunto portador de cabeça 14 estã ligado a um actuador de posicionamento de cabeça 114 em resposta a sinais 'C . ± / /

File 7266-PTL (KH)

SEI. W

de posicionamento de cabeça proporcionados por um circuito de controlo de actuador 116 para deslocar o conjunto portador de cabeça 14 radialmente em relação ao disco 12 para operaçOes de procura de pista, leitura/inserção e ajustamento de erro de posicionamento. 0 actuador 114 é, de preferência, de resposta rápida, do tipo de posicionamento de precisão e pode ser escolhido de entre uma variedade desses actuadores conhecidos na técnica como sendo apropriados para aplicaçSes que envolvem uma alta densidade de dados.

aparelho 110 inclui também meios para deslocar o meio de armazenagem para além dos trnadutores de leiturVinserção e na forma de realização ilustrada, esses meios tomam a forma de um conjunto de motor de fuso 118 para efectuar a rotação do disco 12. 0 conjunto de motor de fuso 118 é accionado por meio de um circuito de controlo de actuador 116 que recebe sinais de indexação provenientes do conjunto motor 118 e proporciona-lhe sinais de accionador de um modo bem conhecido. 0 circuito de controlo de actuador 116, por sua vez, opera em resposta a sinais de entrada recebidos dos circuitos de controlo e circuitos servo de leitura/inserção do controlador 112.

Para a realização de pistas de cabeça servo controlada, ambas as cabeças integradas são funcionais, mas a cabeça que é apta para as operaçOes de leitura ou de inserção em relação ao seu lado contiguo em frente do disco 12, é designada como cabeça activa. A cabeça não activa no lado oposto do disco 12 é operacional quando a sua fonte de luz 16 é ligada para dirigir a luz através do disco, para modulação por intermédio do padrão óptico ou grade 22, e para a grade de referência do detector 18 na cabeça activa contígua ao seu transdutor possibilitado correspondente de leitura/inserção 15 .

Ao receber os sinais de designação de cabeça activa provenientes do computador hóspede, o controlador 112, atravé; da sua secção de controlo lógico, dirige o circuito de con26 .1/ /

File 7266-PTL (KH)

SEf. 1988

trolo de leitura/inserção para enviar sinais de selecção de cabeça a dois circuitos de comutação de escolha de cabeça 120 e 122 que configuram as cabeças para a selecçãodesignada. 0 primeiro circuito comutador de escolha de cabeça 120 é ligado entre o circuito de controlo de leitura/inserção no controlador 112 e os transdutores de leitura/inserção 15 e as fontes de luz 16 das cabeças 0 e 1. 0 segundo circuito de escolha de cabeÇa 122 estâ, do mesmo modo, ligado entre o controlador 112 e os detectores 18 das cabeças 0 e 1 e é operacional para dirigir a saída de sinal de erro de posição do detector 18 na cabeça activa para o circuito servo que, em resposta, proporciona sinais de posição correctiva ao circuito de controlo de actuador 116 para efectuar o alinhamento do transdutor de cabeça activa com a pista escolhida.

s dados que devem ser registados no disco 12 são alimentados a partir de uma secção de leitura/inserção através de um circuito de canal de inserção 124 ligado ao primeiro comutador de escolha de cabeça 120 enquanto que os dados que devem ser lidos pelo disco são encaminhados através de um circuito de canal de leitura 126 ligado entre o primeiro comutador de escolha de cabeça 122 e o circuito de controlo de leitura/inserção.

Se os dados devem ser introduzidos em ou lidos do lado 0 do disco ( o lado inferior tal como visto na Figura 8) a cabeça 0 é designada como a cabeça activa. Neste modo, o circuito de controlo de leitura/inserção dirige o comutador de escolha de cabeça 120 para assumir a configuração pela qual o transdutor de leitura/inserção 15 na cabeça 0 estâ liga do ao canal apropriado dos canais de leitura e de inserção 126 e 124 ( e o transdutor na cabeça 1 estâ desligado dele) e a fonte de luz 16 na cabeça 1 é dotada de energia para dirigir a sua saída de luz através do disco 12 e para a grade de referência do detector 18 na cabeça 0, cujo segundo circuito de escolha de cabeça 120 possui, ligado ao circuito servo em resposta à designação de cabeça activa proporcionada pelo cir ο Ο .17 7

File 7266-PTL (ΚΗ)

SEI. 1886 cuito de controlo de leitura/inserção .Enquanto a fonte de luz 16 da cabeça 1 recebe energia, o primeiro circuito de escolha de cabeça 120 mantém a fonte de luz 16 da cabeça 0 numa condiç3o de n2o recepção de energia e o segundo comitador de escolha de cabeça 122 bloqueia os sinais provenientes do detector 18 na cabeça 1, impedindo-os de serem transmitidos para o cir cuito servo.

No modo oposto para inserçSo de dados em ou leitura do lado 1, os comutadores de escolha de cabeça sSo invertidos para ligar o transdutor na cabeça 1 ao canal apropriado dos canais de leitura e de inserçSo 162 e 124, para fornecer ener gia à fonte de luz 16 na cabeça 0 e dirigir a saída de sinal de erro de posicionamento do detector activo 18 na cabeça 1 para o circuito servo.

Com o disco 12 montado no fuso 13, a posiçSo da sua grade 22 é relativamente fixa e as grades de referência nas cabeças 0 e 1, movem-se principalmente em relaçSo a elas para modular a intensidade de luz apreendida pelo detector 18. Com efeito, as duas grades actuam como uma cobertura móvel do tipo de pente de modo que, quando as acerturas do detector estão alinhadas com os intervalos transmissores de luz da grade de disco 22, é apreendida a máxima intensidade de luz e quando as aberturas se encontram na relaçSo de fase oposta relativamente aos intervalos é apreendida a mínima intensidade de luz Entre estas duas condiçbes, a intensidade de luz apreendida varia linearmente e, desse modo, proporciona uma informaçSo correspondente de erro de posicionamento de cabeça.

No caso de um disco flexível, uma pista magnética circular previamente registada pode assumir uma forma elíptica devida a expansSo anisotrôpica do material base do disco, de modo que, com efeito, os anéis da grade de disco 22 se tenham deslocado ou desviado relativamente à grade de referência o que provoca uma alteraçSo na intensidade da luz no detector de quadratura 18. Em resposta, o detector 18 proporciona um sinal apropriado de posicionamento de erro ao circuito servo 'J ο . 1 / /

File 7266-PTL (KH) btl. íbtítí

para efectuar o movimento do portador de cabeça 14 para alinhar a cabeça aetiva com a pista escolhida.

A iluminação utilizada no sistema ilustrativo, tipica mente infra-vermelhos numa faixa centrada em cerca de 890 nanômetros, está prontamente disponível a partir de díodos de emissão de luz GaAlAs ou diodos GaAlAs laser. São apropriados fotocélulas de silicone para utilização em tais comprimentos de onda. Além do mais, a luz neste comprimento de onda é compatível com os lateriais típicos utilizados para o disco magnético e podem ser rápidamente dispostos para serem absorvidos pelas porçães opacas da grade óptica 22. Ê evidente que se podem utilizar outros comprimentos de onda que satisfazem os vários requisitos que devem ser encontrados se a iluminação deve desempenhar o papel pretendido.

Se bem que o presente invento tenha sido descrito com referência à utilização de discos, tanto macios como rígidos, como meio de armazenagem, será óbvio que o invento é aplicável com modificaçOes óbvias para outras formas, tal como uma fita em que a informação é armazenada em pistas lineares e existe ai a necessidade de alinhamento rigoroso de uma cabeça de leitura/inserção com uma pista particular que está a ser endereçada.

Será também evidente que vários dos aspectos discutidos para a forma de realização preferida do invento que foi ilustrada podem ser omitidos ou modificados. Por exemplo, o detector de quadratura pode ser omitido e pode substituir—se por uma forma mais simples de detectores. Essa forma mais simples podia ser uma célula fotosensível de grande área cuja superfície tenha recebido, de maneira adequada, uma máscara, para formar uma sua grade de referência linear para cooperação com a grade ôptica no disco. Em alternativa, pode empregar-se simplesmente um par de fotocélulas, compreendendo cada uma, uma fileira de elementos de tira espaçados, sendo as duas fileiras intercaladas de uma maneira que forme uma grade de referência linear no detector para cooperação com a o U . 1 Í ί

File 7266-PTL (ΚΗ)

SET. 1988

grade ôptica no disco.

depósito do primeiro pedido para o invento acima des crito foi efectuado nos Estados Unidos da América em 15 de Outubro de 1987 sob o ne. 109.289.

Claims

-reivindicaçQeslê . - Aparelho para a armazenagem de dados para utilização com um meio de armazenagem de dados de lado duplo do tipo que compreende um suporte transparente , uma camada de armazenagem de dados transmissiva à luz em cada um dos respectivos lados opostos do suporte e uma grade ôptica formada no suporte entre as camadas de armazenagem para definir a localização de pistas de armazenagem de dados nas camadas de armazenagem, sendo o referido aparelho caracterizado por compreender:

meios para suportar e movimentar um tal meio para operações de leitura e/ou inserção de dados; primeira e segunda cabeças, incluindo cada uma um transdutor de registo e/ou de leitura de dados, uma fonte de luz e um detector, que inclui uma grade de referência que responde a luz trans mitida através do meio para modulação através de grade de meio e, apôs isso, incidência na referida grade de referência para proporcionar sinais de erro de posicionamento indicativos da posição do referido transdutor em relação a uma pista seleccionada;

um portador de cabeça para movimento de pista transversal em relação ao meio e montagem nele das referidas primeira e segunda cabeça em alinhamento complementar em lados opostos do meio de modo que os referidos transdutores estejam,

30 o u _r J_ / /

File 7 266-PTL (KH)

28 SET 1988 cada um, numa relação de registo e/ou leitura relativamente a uma camada contígua das camadas de armazenagem, estando a referida fonte de luz na referida primeira cabeça posicionada para dirigir a sua saída de luz através do meio e para a referida grade de referência do referido detector na referida segunda cabeça e a referida fonte de luz na referida segunda cabeça estâ posicionada para dirigir a sua saída de luz através do meio e para a referida grade de referência do referido detector na referida primeira cabeça para proporcionar os referidos sinais de erro de posicionamento; e meios que respondem aos referidos sinais de erro de posicionamento para movimentar o referido conjunto portador de cabeça para manter um transdutor seleccionado de entre os referidos transdutores em relação alinhada relativamente a uma pista seleccionada .
2è . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos para utilização com um meio de armazenagem de dados magnéticos de lado duplo do tipo que compreende um suporte transparente uma camada de armazenagem de dados magnéticos transmissiva à luz em cada um dos respectivos lados opostos do suporte e uma grade óptica formada no suporte entre as camadas de arma zenagem para definir a localização das pistas de armazenagem de dados nas camadas de armazenagem, sendo o referido aparelho caracterizado por compreender:

meios para suportar e movimentar um tal meio para operaçOes de leitura e/ou inserção de dados; primeira e segunda cabeças, incluindo cada uma um transdutor de registo e/ou de leitura de dados magnéticos, uma fonte de luz e um detector que inclui uma grade de referência que responde à luz* transmitida através do meio para modulação através da grade de meio e, apôs isso, incidente na

31 . ί / /

File 7 266-PTL (KH) 28 SET 1998 referida grade de referência para proporcionar sinais de erro de posicionamento indicativos da posição do referido transdutor em relação a uma pista escolhida;

um portador de cabeça configurado para movimento transversal de pista em relação ao meio e para montagem nele das referidas primeira e segunda cabeças em alinhamento complementar em lados opostos dos meios de tal modo que os referidos transdutores estejam, cada um, numa relação de registo e/ou de leitura relativamente a uma camada contígua de uma das camadas de armazenagem, em que a referida fonte de luz na referida primeira cabeça está posicionada para dirigir a sua saída de luz através do meio e na referida grade de referência do referido detector na referida segunda cabeça e a referida fonte de luz na referida segunda cabeça estâ posicionada para dirigir a sua saída de luz através do meio e para a referida grade de referência do referido detector na referida primeira cabeça, para proporcionar os referidos sinais de erro de posicionamento; e meios que respondem aos referidos sinais de erro de posicionamento para movimentar o referido conjunto portador de cabeça para manter um transdutor escolhido de entre os referidos transdutores em relação alinhada relativamente a uma pista escolhida.
3^ . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o meio de armazenagem magnético ser um disco de registo magnético fléxivel e por o referido portador de cabeça compreender primei ro e segundo suportes de cabeça, montado para movimento entre uma primeira posição em que as referidas primeira e segunda cabeças se encontram em relação de funcionamento relativamen te ao disco e uma segunda posição em que as referidas primeira e segunda cabeças estão ainda mais afastadas do que quando se encontram na referida primeira posição para facilitar a introdução e retirada do disco.

32 O .1//

28. SEI 1988

File 7266-PTL (KH)
4^ . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a referida primeira cabeça ser montada de modo suspenso no referido primeiro suporte.
5^ . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos de acordo com a reivindcaçSo 2 caracterizado por em cada uma das referidas primeira e segunda cabeças, a referida fonte de luz e o referido detector se encontrarem dispostos em lados opostos do referido transdutor magnético.
6^ . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o referido transdutor compreender um núcleo magnético que possui um intervalo de fluxo montado próximo de um lado do corpo de trans dutor e por o referido detector estar localizado contiguamente a um dos referidos lados para posicionar o referido detector em relaçSo próxima ao referido núcleo.
7^ , - Aparelho de armazenagem de dados de acordo com c reivindicação 2, caracterizado por cada um dos referidos detectores compreender um sensor fotosensível que é configurado para servir como grade de referência assim como para proporcionar os referidos sinais de erro de posicionamento.
8ã . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o meio de armazenagem magnético ser um disco de registo magnético flexível que possui uma grade nele formada por meio de anéis opacos concêntricos separados, por anéis transparentes para definir a localização de pistas de dados circulares concêntricos em camadas de registo magnético em lados opostos do disco e em que cada detector inclui um sensor que compreende uma pluralidade de elementos fotosensíveis paralelos afastados para definir a referida grade de referência para coopera çSo com a grade de disco.

. - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por cada sensor compreender quatro fotocélulas separadas, incluindo cada fo33 O C , i / /

File 7266-PTL (KH)

28 SE11988 tocélula uma pluralidade dos referidos elementos fotosensíveis, sendo os referidos elementos fotosensiveis das referidas quatro fotocélulas intercalados periodicamente e afastados para definir a referida grade de referência.

105 . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os anéis transparentes de grade de disco serem de uma largura igual à margura dos anéis opacos e em que a largura dos referidos elementos fotosensiveis do detector é igual à de cada um dos referidos anéis opacos e transparentes e em que os referidos elementos fotosensiveis estão afastados numa distancia igual a metade da largura dos referidos elementos fotosensiveis.
11^ . - Aparelho de armazenagem de dados de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os referidos meios que actuam em resposta aos sinais de erro de posicionamento incluirem um circuito que é alimentado com as saídas das quatro fotocélulas para desviar um sinal de erro de posicionamer to como uma medida de qualquer desalinhamento entre a cabeça e uma pista escolhida.

125 . - Aparelho de armazenagem de dados de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o referido circuite incluir um primeiro amplificador diferencial cujas duas entradas são alimentadas pelas saídas de duas das fotocélulas e incluir um segundo amplificador diferencial cujas duas entradas são alimentadas com a saída das outras fotocélulas e as saídas dos dois amplificadores diferenciais são elimentadas a extremidades opostas de um meio de impedância que inclui um terminal variável em que se encontra disponível um sinal de erro de posicionamento.

135. - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado ainda por incluir meios para reflectir a imagem de uma porção alinhada respectiva da grade de meio de armazenagem na referida grade de referência de cada um dos referidos detectores .

145. - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos,

34 υ . χ / /

File 7 266-PTL (KH) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por os referi dos meios de reflexão de imagem incluírem meios para reflecti^ a própria imagem por difracção da respectiva porção alinhada da grade de meio em cada uma das referidas grades de referência .
15-. - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a referida fonte de luz compreender um díodo de ârea de emissão e por o referido aparelho incluir ainda meios ôpticos para a formação de iluminação incidente proporcionada pelo referido díodo numa pluralidade de feixes de luz colimada angularmente espaçados que são espacialmente coesos .

165. - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 15, caracteriado por os referidos meios ôpticos incluírem meios para proporcionar que a reflexão múltipla das próprias imagens associadas à pluralidade de feixes colimados reflicta a imagem de construtivamente grade de meio na grade de referência do detector.
17ê . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 16, caracteriado por os referidos meios ôpticos incluírem um elemento ôptico que inclui uma superfície de entrada que inclui uma lista de superfícies pia nas espaçadas por superfícies facetadas e uma superfície de saída que é esfériva para formar a iluminação incidente numa pluralidade de feixes de luz colimada angularmente espaçada.

185. - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por cada uma das fontes de luz compreender uma fonte de quase ponto ou linha e por cada cabeça compreender ainda um elemento ôptico de colimação posicionado de tal modo que a referida fonte de luz se encontre no foco de infinito do referido elemento ôptico de colimação e paralelo à referida grade de meio.

195. - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o referido elemento ôptico de colimação ser uma lente esférica plâs35 -L t i

File 7266-PTL (KH)

28 SEI tica.

205 . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 18, caracteriado por a referida óptica de colimação ser uma lente de difracção .

215 . - Aparelho de armazenagem de dados megnéticos, de acordo com a reivindicação 18, caracteriado por a referida óptica de colimação ser uma lente de indexação gradiente.

225. - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a fonte de linha de quase ponto ser um díodo de emissão de luz de emissão de bordo.

23^ . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a fonte de linha de quase ponto ser um díodo laser.

245 . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a referida fonte de linha de quase ponto ser um díodo de emissão de luz de emissão de área com a sua âréa de emissão que se aproxima de uma fonte de quase ponto ou de linha.

25^ . - Aparelho de armazenagem de dados magnéticos, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as referidas fontes de luz serem fontes de luz infra-vermelha.

265 . - Aparelho de armazenagem de dados, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por as referidas fontes de luz emitirem luz infra-vermelha numa faixa centrada de cer ca de 890 nanometros.