JP4071052B2

JP4071052B2 - 光サーボライタシステム、サーボマークをデジタルリニアテープに生成するための光学システムおよび方法

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Publication number: JP4071052B2
Application number: JP2002184828A
Authority: JP
Inventors: ツオ−チャン・リー; アーカディ・フェルドマン
Original assignee: Quantum Corp
Current assignee: Quantum Corp
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: EP1278187A2; JP2003123308A; US20030002543A1; US6853652B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザゴーストの空間フィルタリングに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルリニアテープに光サーボマークを書込むために用いられるサーボライタにおいて、ゴーストイメージはビーム生成装置の理想的ではない位相性質の結果、または光学システムにおける不所望の散乱により生じる。ゴーストイメージは、デジタルリニアテープに不所望のサーボマークを生成する。ゴーストイメージによって生成された不所望のサーボマークは、トラッキング解像度およびトラッキング精度を劣化させるおそれがある。深刻な場合では、光学トラッキングが不可能になる。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
一般的な局面において、この発明は、視準光のビームを生成するレーザと、視準光を受け焦点合わせするよう配置されるレンズと、視準光のサブセットがフィルタを通るようにレンズに隣接して配置される空間フィルタとを含む、光サーボライタシステムを特徴とする。
【０００４】
好ましい実施例においては、システムはさらにレーザとレンズとの間に配置される光学サブシステムを含み、光学サブシステムは視準光ビームを受けてビームを分割する。分割ビームは、サーボビームとゴーストビームとを含む。サブセットはサーボビームである。
【０００５】
システムはさらに、空間フィルタに隣接して配置されるデジタルリニアテープを含み、空間フィルタは視準光サブセットをデジタルリニアテープにヒットさせサーボマークを生じさせる。光学サブシステムは、ビームエキスパンダと回折光学素子とに近接して配置される減衰器を含む。光学サブシステムは、バイプリズムレンズおよびいくつかのレンズを含む。空間フィルタは、視準光のサブセットがフィルタを通るよう配置される複数の開口部を含む。複数の開口部は、視準光サブセットがデジタルリニアテープをヒットしてサーボマークを生成するときに滓が開口部に詰まることを避けるよう、デジタルリニアテープの平面に対して位置決めされる。連続する開口部の位置は、デジタルリニアテープの平面に対して千鳥配列である（staggered）。空間フィルタは、透明基板に接合された除去可能フィルム（ablatable film）を含む。
【０００６】
別の局面においては、この発明は視準光のビームを生成するレーザと、視準光ビームを受けてビームを分割するよう配置される光学サブシステムと、分割ビームを受けて焦点合わせするよう配置されるレンズと、分割ビームのサブセットがフィルタを通るようにレンズに隣接して配置される空間フィルタとを含む、複数のサーボマークをデジタルリニアテープに生成するための光学システムを特徴とする。
【０００７】
好ましい実施例においては、分割ビームはサーボビームとゴーストビームとを含む。サブセットはサーボビームである。サーボビームはデジタルリニアテープをヒットする。空間フィルタは、分割ビームのサブセットがフィルタを通ることができるよう配置される複数の開口部を含む。複数の開口部は、詰まりを防ぐために互いに対して千鳥配列である。
【０００８】
別の局面においては、この発明は、レーザにおいて視準光ビームを生成するステップと、レンズにおいて視準光ビームを受け焦点を合わせるステップと、視準光ビームをレンズの焦点近傍でフィルタリングしてビームのサブセットにフィルタを通過させデジタルリニアテープをヒットさせるステップとを含む、光サーボマークをデジタルリニアテープに生成するための方法を特徴とする。
【０００９】
好ましい実施例においては、生成するステップはさらに、視準光ビームを所望のビームとゴーストビームとに分割するステップを含む。分割するステップは、視準光のビームに回折光学素子を通過させることにより達成される。分割するステップは、視準光ビームにバイプリズムレンズを通過させて２つのビームを生成することにより達成され、２つのビームは次いでいくつかのレンズによって再び合わされて２ビーム干渉（two-beam interference）によりテープ上に多数のスポットを形成する。ビームのサブセットは、所望のビームである。フィルタリングするステップは、視準光ビームに空間フィルタを通過させるステップを含む。空間フィルタは、サブセットにフィルタを通過させるよう位置決めされる複数の開口部を含む。複数の開口部はインシツ（in situ）に生成される。開口部を生成するステップは、固体空間フィルタ（solid spatial filter）を設けるステップと、サブセットに空間フィルタを切断させ複数の開口部を生成させることにより空間フィルタに開口部を生成するステップとを含む。開口部は、詰まりを最小化するために互いに対し千鳥配列である。
【００１０】
別の局面においては、この発明は、視準光ビームを生成するレーザ光学システムと、視準光を受けて焦点合わせするよう配置される第１のレンズと、視準光サブセットが焦点合わせされてフィルタを通過するようレンズに隣接して配置される空間フィルタと、サブセットを視準ビームに復元して、第３のレンズに伝播させる第２のレンズとを含む、デジタルリニアテープのための光サーボライタシステムを特徴とする。
【００１１】
好ましい実施例においては、ビームはサーボビームとゴーストビームとを含む。サブセットはサーボビームである。第３のレンズは、サブセットをデジタルリニアテープに焦点合わせしてサーボマークを生成させる。レーザ光学システムは、光を減衰器に生成するためのレーザ光源と、光を受けてビームが適切な直径を備えた視準光となるよう拡大し回折光学素子に送るビームエキスパンダとを含む。
【００１２】
レーザ光学システムは、光をバイプリズムレンズに生成して２つのビームを生成するレーザ光源を含み、２つのビームは次いでいくつかのレンズによって再び合わされ、２ビーム干渉によってテープ上に多数のスポットを形成する。空間フィルタは，サブセットに空間フィルタを通過させるよう配置される複数の開口部を含む。第１のレンズは平凸レンズである。第２のレンズは平凸レンズである。第３のレンズはスキャンレンズである。
【００１３】
この発明の実施例は、以下の特徴の１つ以上を有し得る。
多数のレーザビームが、単一のレーザビームからビーム生成装置においてバイプリズムまたは回折光学素子を用いて生成される。ビームは、レンズによってデジタルリニアテープに焦点合わせされ、多数のマークを、テープ伝送方向に直交して直線指向に生成する。ゴーストビームをなくすよう空間フィルタリングのために開口部が用いられる。空間フィルタは、焦点面ではないがその近傍に場所決めされて、ゴーストによって生成されるマークをなくすかまたは少なくとも顕著に減じ、サーボ解像度を向上させる。
【００１４】
所望のビームと空間フィルタの開口部との間の正確な位置合わせを確実にするために、空間フィルタにおける開口部は、基板に支持されたフィルムを多数のビーム経路内に配置し、空間フィルタを切断させることにより開口部を生成することにより、インシツに生成することができる。ゴーストビームは空間フィルタを切断するのに十分なパワーを有さない。空間フィルタはまた、テープ滓が開口部に詰まることを避けるように構成される。
【００１５】
この発明の１つ以上の実施例の詳細は、添付の図面と以下の説明とに示される。この発明の他の特徴、目的、および利点は、説明と図面と特許請求の範囲とによって明らかとなるであろう。
【００１６】
異なった図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、第１の例示的な光サーボライタシステム１０は、レーザ１２と、減衰器１４と、ビームエキスパンダ１６と、回折光学素子１８と、レンズ２０とを含む。システム１０は、テープ２２に光サーボマークを生成する。レーザ１２は、減衰器１４に向けられるコヒーレント視準光２４などの光電磁エネルギを生成する。減衰器１４から出る光はビームエキスパンダ１６に向けられる。ビームエキスパンダ１６から出る光は回折光学素子１８に向けられ、これは入力ビーム２４を、ほぼ等しいパワーを有する多数のビーム２６に分割する。
【００１８】
別の実施例においてはバイプリズムレンズが回折光学素子１８と置換される。
回折光学素子１８は、商業的に入手可能である装置である。回折光学素子１８は、屈折率の変調によりまたは表面プロファイルの変調により入射波を遅れさせる（retard）領域を含む平面要素を有する。異なった領域から出た光は干渉し、所望の波面パターンを形成する。入射レーザビームを分割してほぼ等しい強度と角度分離（angular separation）とを備えた多数のビームまたはビームアレイを形成する回折光学素子の１つの種類は、フーリエアレイ生成器またはファンアウト素子と称する。光ビーム２４が回折光学素子１８に当たると、多数のビーム２６が生成される。
【００１９】
回折光学素子１８はまた、所望の多数ビーム２６に加えて不所望のビームを生成し得る。不所望のビームをゴーストビーム２８と称する。ゴーストビーム２８は埃によって散乱された外部光または回折光学素子１８における欠陥によっても引き起こされる。多数ビーム２６およびゴーストビーム２８はレンズ２０に向かう。レンズは焦点距離ｆを有し、光学視野および所望の光学スポットサイズに応じて、単純な平凸レンズであるか、スキャンレンズのようなより複雑なレンズであり得る。レンズ２０は、多数ビーム２６およびゴーストビーム２８をテープ２２に焦点合わせし、一般的に光サーボトラック（またはマーク）と称するマーク３０のアレイを生成する。テープ２２が動くにつれ、（連続的）多数の光サーボトラックはテープ表面にインスクライブされる。パルス付けされたレーザ１２が用いられる場合、断続的な多数の光サーボマーク（断続的点マーク）がテープ２２に生成され得る。
【００２０】
ゴーストビーム２８はテープ２２を切断し、不所望のマーク３０ａをテープ２２に生成し得る。この発明の目的は、ゴーストビーム２８をなくして、これらがテープ２２に当たって不所望のマーク３０ａを生成しないようにすることである。
【００２１】
図２を参照して、光サーボライタシステム５０はレーザ５４と、減衰器５６と、ビームエキスパンダ５８と、回折光学素子６０と、３つのレンズ６２、６４および６６とを含む。システム５０は、光サーボマーク８０をテープ６８に生成するために用いられる。レーザ５４は、減衰器５６に向けられる視準光７０のビームを生成する。減衰器５６を出た光７２は、ビームエキスパンダ５８に向けられる。ビームエキスパンダ５８を出た光７４は、回折光学素子６０に向けられ、ここで所望のビーム７６、すなわちサーボビームと、不所望のビーム７８、すなわちゴーストビームとに分けられる。ビーム７６および７８はレンズ６２に向けられ所望のビーム７６は空間フィルタ５２を通過する。
【００２２】
空間フィルタ５２は、１つ以上の開口部（空間フィルタ開口部または開口としても公知である）８２を含み、これはフィルタ５２に沿って間隔を開けて配置され、所望のビーム７６にレンズ６４を通過させながら、不所望のゴーストビーム７８を遮断する。空間フィルタ５２は、いくつかの形をとり得る。一例は、簡単な機械的スリットである。クロム、金、銀、または他の好適な合金などの、不透明な薄膜で被覆されたガラスに所望のフィルタパターンをエッチングすると、別の例のフィルタを作ることができる。安定した光学的に透明な基板上に配置されたどのような適切なフィルムも空間フィルタ５２として用い得る。さらなる別の例は、安定した光学的に透明な基板上に配置された除去可能フィルムであり、ここからビーム生成自体によってフィルムが生成される。所望のビーム７６は、レンズ６４からレンズ６６に向かい、テープ６８に当たって有用なマークをテープ６８に生成する。これらのマークは、光サーボマーク８０として公知である。ビーム経路への空間フィルタ５２の配置により、所望のビーム７６がテープ６８を「切断」して有用なマーク８０を生成する一方で、不所望のゴーストビーム７８がテープ６８を通過して切断し、不所望のマークを生成することを防ぐ。各開口部８２は、焦点面での所望のビーム７６の直径分よりも長くなるようサイズ決めされる。
【００２３】
一例においては、レンズ６２および６４は等しい焦点を有する、すなわちｆ₁＝ｆ₂である、たとえば平凸レンズのような球面レンズであり、レンズ６６はスキャンレンズである。一般的に、ｆ１およびｆ２は等しい必要はない。
【００２４】
除去可能フィルムによる空間フィルタの形成の原則をここで説明する。空間フィルタ５２は光サーボライタシステム５０に固体除去可能フィルムを配置することにより、インシツに生成することができる。所望のビーム７６が固体除去可能フィルムを横切ると、１つ以上の開口部８２が選択されたビーム７６によって生成される。この開口部８２を備えた除去可能フィルムが、空間フィルタ５２となっている。しかしながら、ゴーストビーム７８によっては開口部８２は生成されないが、これはゴーストビーム７８が所望のビーム７６よりも弱いパワーしか有していなく、よって空間フィルタ５２において用いられるフィルムの特徴により、必要な開口部８２を生成するために除去可能フィルムを貫通、または切断することができないためである。
【００２５】
図３を参照して、第２の例示的な光サーボライタシステム１００は、レーザ１０４と、バイプリズム１０６と、レンズ１０８、１１０および１１２とを含み、テープ１１４上に光サーボマーク１２４を生成する。レーザ１０４の生成する光ビーム１１６は、バイプリズム１０６に向けられ、ここで光１１６は所望のビーム１１８とゴーストビーム１２０とに分割される。所望のビーム１１８とゴーストビーム１２０とはレンズ１０８を通過し、空間フィルタ１０２に到達する。空間フィルタ１０２は、所望のビーム１１８にレンズ１１０を通過させる一方で、不所望のゴーストビーム１２０が通過してさらにテープ１１４に向かうことを防ぐよう配置される２つの開口部１２２を含む。２つのビーム１１８はレンズ１１０からシリンダレンズ１１２を通過してテープ１１４に到達し、ここで２ビーム干渉によって多数のサーボマーク１２４を生成する。
【００２６】
図４を参照して、光サーボライタシステム１２０は、レーザ１２２と、サーボライタ光学素子１２４と、レンズ１２６と、空間フィルタ１２８とを含んでテープ１３０上に光サーボマーク１３６を生成する。サーボライタ光学素子１２４は、空間フィルタ１２８がテープ１３０の近傍に配置された場合、相当に簡単なものとなる。上述のように、空間フィルタ１２８は、所望のビーム１３４がテープ１３０を通過して切断するかまたはエッチングしてサーボマーク１３０を生成する一方で、ゴーストビーム１３８が不所望のサーボマークを生成することを除外するよう配置される、開口部１３２を含む。
【００２７】
多数のビーム１３４がテープ１３０を切断してサーボマーク１３６を生成すると、空間フィルタ１２８がテープ１３０に近接して配置された場合に、テープ滓の破片が開口部１３２に詰まるおそれがある。図５を参照して、この問題を避けるためのシステム１５０が示され、空間フィルタ１２８は多数の開口部１３２が互いに対し、かつビーム１３４および１３８の断面に対して千鳥配列になるよう配置される。こうして、空間フィルタ１２８の上部および下部はレンズ１２６の焦点に沿ってずらされ（sheared）、その結果開口部１３２を千鳥配列にする。空間フィルタ１２８の対角配置、すなわちずれは、所望のビーム１３４とゴーストビーム１３８との間の分離に依存する。このような配置により、所望のビーム１３４によるテープの切断の間に生じたテープ滓は、開口部１３２が互いに対して千鳥配列に配置されているために、開口部１３２に詰まることから回避される。
【００２８】
図６を参照して、空間サーボライタにおけるレーザゴーストの空間フィルタリングのためのプロセス５００は、レーザにおける視準光のビームを生成するステップ５０２を含む。プロセス５００は、光学サブシステムにおいて視準光ビームを分割し５０４、所望のビームとゴーストビームとを生成する。プロセス５００は所望のビームとゴーストビームとを受け５０６、所望のビームとゴーストビームとをレンズに焦点合わせする５０８。プロセス５００は、所望のビームにレンズに隣接して配置された空間フィルタの開口部を通過させることにより、ゴーストビームをフィルタリングする５１０。所望のビームがデジタルリニアテープをヒットすることにより、空間フィルタに隣接して配置されるデジタルリニアテープにサーボマークが生成される５１２。
【００２９】
光サーボシステムによって光サーボマークがデジタルリニアテープを磁気記録ヘッドに対して位置決めするために用いられた場合にトラッキング解像度とトラッキング精度とを劣化させるおそれのある不所望のゴーストサーボマークが、ゴーストビームが通過してデジタルリニアテープに到達することにより生成されることを防ぐよう、所望のビームの開口部に対する位置合わせは重要である。開口部に対する所望のビームの適切な位置合わせは、空間フィルタの開口部をインシツで生成することと、ゴーストビームが所望のビームよりかなり弱いパワーしか有さないという知識とにより、達成され得る。
【００３０】
図７を参照して、光サーボライタシステム内の空間フィルタにおける開口部をインシツに生成するプロセス５２０は、固体空間フィルタをレンズの焦点面、たとえば図２におけるフィルタ平面などに位置決めするステップ５２２を含む。所望のビームおよびゴーストビームは固体空間フィルタに到達する５２４。所望のビームは固体空間フィルタを切断して空間フィルタ内に開口部を生成する５２６。所望のビームよりかなり弱いパワーしか有さないゴーストビームは、空間フィルタを切断できず、こうして空間フィルタによってブロックされる。
【００３１】
この発明を詳細な説明に関連して説明してきたが、上述の説明は例示の目的であってこの発明の範囲を限定するものではなく、発明の範囲は前掲の特許請求の範囲によって定義される。他の局面、利点および変形例は、前掲の特許請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示的な光サーボライタシステムのブロック図である。
【図２】回折光学素子およびゴースト除去空間フィルタを有する例示的な光サーボライタシステムのブロック図である。
【図３】バイプリズムレンズおよびゴースト除去空間フィルタを有する例示的な光サーボライタシステムのブロック図である。
【図４】テープの近傍に配置された空間フィルタを有する例示的な光サーボライタシステムのブロック図である。
【図５】空間フィルタがテープの近傍に配置される場合に、空間フィルタ詰まりを避けるよう適合された例示的な光サーボライタシステムのブロック図である。
【図６】ゴーストビームを除去するための空間フィルタリングプロセスのフロー図である。
【図７】空間フィルタにインシツに開口部を生成するためのプロセスのフロー図である。
【符号の説明】
５０光サーボライタシステム、５４レーザ、５６減衰器、５８ビームエキスパンダ、６０回折光学素子、６２，６４，６６レンズ。

Claims

光サーボライタシステムであって、
視準光のビームを生成するレーザと、
視準光を受け焦点合わせするよう配置されるレンズと、
視準光のサブセットがフィルタを通るようにレンズに隣接して配置される空間フィルタとを含み、前記空間フィルタは、透明基板に接合された除去可能フィルムを含み、
前記光サーボライタシステムは、
前記空間フィルタに隣接して配置されるデジタルリニアテープをさらに含み、前記空間フィルタは視準光サブセットをデジタルリニアテープにヒットさせサーボマークを生じさせる、光サーボライタシステム。
レーザとレンズとの間に配置される光学サブシステムをさらに含み、光学サブシステムは視準光ビームを受けてビームを分割する、請求項１に記載のシステム。
分割ビームは、サーボビームとゴーストビームとを含む、請求項２に記載のシステム。
サブセットはサーボビームである、請求項３に記載のシステム。
光学サブシステムは、ビームエキスパンダと回折光学素子とに近接して配置される減衰器を含む、請求項２に記載のシステム。
光学サブシステムは、バイプリズムレンズおよびいくつかのレンズを含む、請求項２に記載のシステム。
空間フィルタは、視準光のサブセットがフィルタを通るよう配置される複数の開口部を含む、請求項１に記載のシステム。
複数の開口部は、視準光サブセットがデジタルリニアテープをヒットしてサーボマークを生成するときに滓が開口部に詰まることを避けるよう、デジタルリニアテープの平面に対して、２個以上の異なる距離をおいて位置決めされる、請求項７に記載のシステム。
連続する開口部の位置は、デジタルリニアテープの平面に対して、垂直方向に２個以上の異なる位置で順に変わる、請求項８に記載のシステム。
複数のサーボマークをデジタルリニアテープに生成するための光学システムであって、
視準光のビームを生成するレーザと、
視準光ビームを受けてビームを分割するよう配置される光学サブシステムと、
分割ビームを受けて焦点合わせするよう配置されるレンズと、
分割ビームのサブセットがフィルタを通るようにレンズに隣接して配置される空間フィルタとを含み、前記空間フィルタは、透明基板に接合された除去可能フィルムを含む、光学システム。
分割ビームはサーボビームとゴーストビームとを含む、請求項１０に記載のシステム。
サブセットはサーボビームである、請求項１１に記載のシステム。
サーボビームはデジタルリニアテープをヒットする、請求項１２に記載のシステム。
空間フィルタは、分割ビームのサブセットがフィルタを通るよう配置される複数の開口部を含む、請求項１０に記載のシステム。
複数の開口部は、詰まりを防ぐために、互いに対してかつ前記デジタルリニアテープの平面に対して、オフセットされている、請求項１４に記載のシステム。
光サーボマークをデジタルリニアテープに生成するための方法であって、
レーザにおいて視準光ビームを生成するステップと、
レンズにおいて視準光ビームを受け焦点を合わせるステップと、
視準光ビームをレンズの焦点近傍でフィルタリングしてビームのサブセットにフィルタを通過させデジタルリニアテープをヒットさせるステップとを含み、
フィルタリングが、前記視準光ビームを空間フィルタへ通すことを含み、前記空間フィルタは、透明基板に接合された除去可能フィルムを含む、方法。
生成するステップは、視準光ビームを所望のビームとゴーストビームとに分割するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
分割するステップは、視準光のビームに回折光学素子を通過させることにより達成される、請求項１７に記載の方法。
分割するステップは、視準光ビームにバイプリズムレンズを通過させて２つのビームを生成することにより達成され、２つのビームは次いでいくつかのレンズによって再び合わされて２ビーム干渉によりテープ上に多数のスポットを形成する、請求項１７に記載の方法。
ビームのサブセットはサーボビームである、請求項１６に記載の方法。
空間フィルタは、サブセットがフィルタを通過するよう位置決めされる複数の開口部を含む、請求項１６に記載の方法。
複数の開口部はインシツに生成される、請求項２１に記載の方法。
開口部を生成するステップは、
固体空間フィルタを設けるステップと、
サブセットに空間フィルタを切断させ複数の開口部を生成することにより空間フィルタに開口部を生成するステップとを含む、請求項１６に記載の方法。
開口部は、詰まりを最小化するために、互いに対して、かつ前記デジタルリニアテープの平面に対して、オフセットされている、請求項２１に記載の方法。
デジタルリニアテープのための光サーボライタシステムであって、
視準光ビームを生成するレーザ光学システムと、
視準光を受けて焦点合わせするよう配置される第１のレンズと、
視準光サブセットが焦点合わせされてフィルタを通過するようレンズに隣接して配置される空間フィルタとを含み、前記空間フィルタは、透明基板に接合された除去可能フィルムを含み、
前記光サーボライタシステムは、さらに、
サブセットを視準光ビームに復元して第３のレンズに伝播させる第２のレンズを含む、光サーボライタシステム。
ビームはサーボビームとゴーストビームとを含む、請求項２５に記載のシステム。
サブセットはサーボビームである、請求項２６に記載のシステム。
第３のレンズは、サブセットをデジタルリニアテープに焦点合わせしてサーボマークを生成させる、請求項２７に記載のシステム。
レーザ光学システムは、
光を減衰器に生成するためのレーザ光源と、
光を受けて、ビームが適切な直径を備えた視準光となるよう拡大し、回折光学素子に送るビームエキスパンダとを含む、請求項２５に記載のシステム。
レーザ光学システムは、光をバイプリズムレンズに生成して２つのビームを生成するレーザ光源を含み、２つのビームは次いでいくつかのレンズによって再び合わされ、２ビーム干渉によってテープ上に多数のスポットを形成する、請求項２５に記載のシステム。
空間フィルタは，サブセットが空間フィルタを通過するよう配置される複数の開口部を含む、請求項２５に記載のシステム。
第１のレンズは平凸レンズである、請求項２５に記載のシステム。
第２のレンズは平凸レンズである、請求項２５に記載のシステム。
第３のレンズはスキャンレンズである、請求項２５に記載のシステム。