Brevet FR2797514A1 — publié le 20010216

DISPOSITIF DE LECTURE MAGNETO-OPTIQUE POUR BANDES MAGNETIQUES MULTIPISTES. La présente invention se rapporte aux dispositifs qui permettent de lire de manière magnéto-optique simultanément l'ensemble des pistes enregistrées parallèlement sur une bande magnétique. Elle s'applique plus particulièrement au système d'enregistrement à haute densité de données numériques sur bandeo10 magnétique, connu dans l'art sous le terme de SDCR, Le système d'enregistrement et de lecture à haute densité sur bande magnétique SDCR a été conçu dans le laboratoire central de recherches de la société THOMSON-CSF en vue d'obtenir un système d'enregistrement sur bande magnétique selon un ensemble15 de pistes parallèles qui présentent une très forte densité d'enregistrement, sans recourir au système classique de têtes tournantes. Il utilise pour cela un dispositif très original d'enregistrement par tête magnétique présentant un ensemble de pôles intégrés disposés de manière matricielle, et pour la lecture une tête magnéto-20 optique à effet Kerr présentant une structure essentiellement monolithique. Les têtes d'écriture et de lecture ainsi conçues permettent donc un enregistrement et une lecture parallèles extrêmement denses tout en étant d'une fabrication très simple en regard des systèmes utilisés par ailleurs.25 Plus particulièrement, pour la lecture la tête à effet Kerr comprend, de manière maintenant connue dans l'art, un prisme comportant un empilement de matériaux adéquats. Il est éclairé par un faisceau laser polarisé présentant un faisceau incident plat et allongé pour être adapté à la dimension des bits inscrits sur les pistes30 magnétiques, et une largeur suffisante pour recouvrir toute la bande magnétique selon la largeur de celle-ci. Après réflexion sur la couche sensible de la tête, la polarisation du faisceau optique change en fonction de la direction de l'aimantation induite par la bande magnétique respectivement pour chaque piste enregistrée sur la bande. Ce changement de polarisation est transformé en changement d'intensité, par un polariseur par exemple. Le faisceau est alors reçu sur une barrette de détecteurs, du type CCD par exemple. Chacune des cellules de ce CCD délivre alors un signal représentatif de l'information enregistrée sur chacune des pistes de la bande.5 Le système décrit schématiquement cidessus a été divulgué de manière plus précise dans un ensemble de brevets portant sur l'architecture globale du système et sur certains points particuliers de réalisation. On citera notamment les brevets français suivants déposés par la demanderesse:10 - 89 17313 du 28 décembre 1989, n de publication 2 656 723 - 84 07761 du 18 mai 1984, n de publication 2 564 674 - 93 01407 du 7 février 1993, n de publication 2 701 332 00546 du 18 janvier 1990, n de publication 2 657 100 - 92 11146 du 18 septembre 1992, n de publication 2 696 037 - 86 14974 du 28 octobre 1986, n de publication 2 605 783 - 87 14818 du 4 mai 1987, n de publication 2 622 335 - 88 05592 du 27 avril 1988, n de publication 2 630 853 - 96 08393 du 5 juillet 1996, n de publication 2 750 787 Ce système a permis de réaliser des prototypes donnant 2o toute satisfaction. L'expérimentation sur ces prototypes à néanmoins fait ressortir un certain nombre de problèmes. La résolution de ces problèmes peut permettre d'augmenter aussi bien les performances que la durée de vie des dispositifs réalisés selon ce système. L'un de ces problèmes concerne l'usure de la tête magnétique de lecture. En effet, même si cette tête de lecture est réalisée avec des matériaux particulièrement résistants à l'abrasion, le passage de la bande magnétique sur celle-ci tend à l'user, ce qui entraîne une dégradation progressive des performances de la tête, qui se termine30 par une mise hors d'usage de celle-ci. Ceci est d'ailleurs commun à tous les systèmes o il y a un contact entre la tête de lecture et la bande magnétique à lire, en particulier aux systèmes à têtes tournantes utilisées actuellement. Pour remédier à cet inconvénient, ou tout au moins pour en retarder considérablement l'échéance, l'invention propose un dispositif de lecture magnéto-optique pour bandes magnétiques multipistes, comprenant un faisceau incident plat et allongé dirigé vers la partie active d'une tête de lecture magnéto-optique et réfléchi par cette tête vers une barrette de détecteurs, principalement5 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de correction pour pouvoir déplacer la zone d'impact du faisceau incident sur la tête de manière à maintenir le faisceau sur la partie active au fur et à mesure qu'elle se déplace sous l'effet de l'usure de la tête. Selon une autre caractéristique, ces moyens de correction o comprennent une première lame à faces planes parallèles, insérée sur le trajet du faisceau incident et tournant autour d'un premier axe parallèle au plan du faisceau incident et perpendiculaire à l'axe de celui-ci. Selon une autre caractéristique, les moyens de correction comprennent en outre une deuxième lame à faces planes parallèles insérée sur le trajet du faisceau de retour réfléchi par la tête de lecture et tournant autour d'un deuxième axe parallèle au plan du faisceau réfléchi et perpendiculaire à son axe, pour corriger le déplacement de ce faisceau réfléchi en fonction du déplacement du faisceau20 incident provoqué par la rotation de la première lame à faces planes parallèles. Selon une autre caractéristique, ladite seconde lame à faces planes parallèles comprend également un troisième axe de rotation perpendiculaire au plan du faisceau réfléchi pour pouvoir25 déplacer ce faisceau réfléchi dans son propre plan de manière à maintenir les pinceaux de ce faisceau modulés par les pistes de la bande magnétique sur les détecteurs correspondants de la barrette de détection, pour corriger ainsi les mouvements de louvoiement de la bande magnétique. Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend un système asservi permettant de faire fonctionner les moyens de correction pour obtenir en permanence une correction optimale de l'usure de la tête de lecture. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, faite en regard de la figure annexée qui représente schématiquement le schéma d'une tête de lecture selon l'invention en état de fonctionnement avec une bande magnétique. Sur cette figure, une bande magnétique 101 comportant un ensemble de pistes parallèles 102 défile sous une tête de lecture 103. La structure de cette tête est connue par ailleurs et on ne l'a représentée que schématiquement et vue par transparence au- dessus de la zone de contact de la tête avec la bande magnétique. La partie active 104, magnétisée par la bande, a la forme d'une bande rectiligne très étroite (largeur de l'ordre de 2 à 3 micromètres) située sur la figure à l'extrémité de l'arête gauche de la tête de lecture 103. Cette partie active est éclairée par un laser, non représenté sur la figure, et dont le faisceau de lumière polarisé a été mis en forme par un système optique connu, lui-même non représenté sur la figure, de manière à présenter des dimensions adaptées à la partie active 104. Ce faisceau 105 est orienté de manière à illuminer cette partie active 104. Il est alors réfléchi en étant modulé en polarisation par l'orientation des bits contenus dans les pistes magnétiques 102, pour former un faisceau de retour 106, contenant un ensemble de pinceaux modulés, qui est dirigé vers une barrette 107 de détecteurs, de type CCD par exemple. Chacun des détecteurs 108 de cette barrette reçoit ainsi un des pinceaux du faisceau 106, qui a été modulé par l'une des pistes 102. L'intensité reçue sur chacune de ces cellules dépend de la modification de la polarisation apportée au faisceau par l'état magnétique de la piste qui est lue. Des lames polarisantes, non représentées mais connues dans l'art, permettent de transformer cette modification de polarisation en modification d'intensité pouvant être détectée par les cellules 108. L'intérêt du système est de ne pas individualiser la lecture des pistes au niveau de la tête 103 proprement dite, comme on le fait dans les têtes magnétorésistives, ce qui nécessiterait une segmentation longitudinale adaptée aux pistes et un système de suivi de piste permettant de compenser le louvoiement latéral de la bande magnétique, qui sont des dispositions très difficiles à mettre en oeuvre. L'individualisation des pistes est donc reportée au niveau de la barrette de détecteurs 107, qui est un dispositif bien connu et commercialement disponible. La compensation du louvoiement de la bande quant à elle est effectuée à l'aide d'une lame à faces planes parallèles 109 qui peut osciller autour d'un axe 1 10 perpendiculaire au plan du faisceau 106. Le mouvement (Ox ainsi obtenu permet de déplacer ce faisceau 106 dans son propre plan tout en restant parallèle à lui-même, selon les propriétés bien connues des lames à faces planes parallèles. Un système de servomécanisme, lui-même connu, permet de maintenir l'image des pistes 102 sur les cellules 108 qui leurs sont affectées, de manière à ce que chacune de ces cellules délivre toujours le signal15 enregistré sur la piste correspondante avec le niveau maximal possible, et ceci en dépit des mouvements de la bande magnétique dans son propre plan. Le système nécessitant pour fonctionner un contact de la bande magnétique 101 avec la tête 103, et cette bande magnétique pouvant elle-même, pour des systèmes à très haut débit, défiler à une vitesse relativement élevée, on observe une certaine usure de la tête 103 dans le temps. En valeur absolue cette usure n'est pas très importante, mais compte tenu des dimensions très minimes de la partie active, sa valeur relative n'est pas négligeable et nécessite, si25 I'on veut que l'appareil puisse fonctionner un temps raisonnable, des moyens de compensation de cette usure. Dans l'exemple représenté sur la figure, la partie active 104 se sera déplacée d'une distance Z au bout de quelques centaines d'heures de fonctionnement, pour être située dans la position 111, elle-même située en dehors du faisceau incident 105. Pour pouvoir alors ramener ce faisceau sur la zone 111, l'invention propose d'utiliser une deuxième lame à faces planes parallèles 112 qui peut osciller autour d'un axe de rotation 113 parallèle au plan du faisceau incident 105 et perpendiculaire à l'axe de celui-ci. De cette manière, et en fonction de l'action optique bien connue des lames à faces planes parallèles, le mouvement 0z. de cette lame à faces planes parallèles déplace le faisceau 105 dans une direction perpendiculaire au plan du faisceau incident tout le maintenant parallèle à lui-même, Ce faisceau se déplace donc pour5 venir frapper la tête de lecture sur la nouvelle position 111 occupée par la partie active de celle-ci. Bien entendu, le faisceau de retour 116 réfléchi par cette zone à son nouvel emplacement est décalé par rapport au faisceau réfléchi initial 106 et ne vient donc plus frapper la barrette den0 détecteurs 107 au bon endroit. Pour compenser cette action, I'invention propose alors de faire tourner également la lame à faces planes parallèles 109 selon un axe 114 parallèle au plan du faisceau de retour 106 et perpendiculaire à l'axe de celui-ci, Le mouvement Coz. de la lame 10915 autour de cet axe 114 sera sensiblement symétrique du mouvement o0z. de la lame 112 autour de l'axe 113, de manière à compenser le déplacement du faisceau de retour provenant du déplacement du faisceau incident, afin que ce faisceau réfléchi vienne toujours frapper la barrette de détecteurs 107 au bon endroit. Les déplacements en question, qui sont très lents, peuvent être obtenus par des micromoteurs, piézo-électriques par exemple, non représentés sur la figure et commandés par un système asservi, lui- même non représenté, qui fonctionnera à partir de la détection d'un signal d'erreur. On peut utiliser par exemple une piste dédiée, qui peut être une piste de synchronisation. On peut aussi par exemple détecter la puissance moyenne observée sur le signal de sortie des cellules 108 de la barrette de détecteurs. On obtiendra ainsi en permanence une correction optimale de l'usure de la tête de lecture. On a représenté sur la figure, pour faciliter la visibilité celle-ci, les lames à faces planes parallèles 109 et 112 uniquement dans leur état de repos lorsque la bande magnétique est centrée et qu'il n'y a pas d'usure. Dans cet état, les faisceaux 105 et 106 sont ceux effectivement transmis par les lames à faces planes parallèles, alors que les faisceaux 115 et 116 sont ceux qui seraient transmis lorsque ces lames auraient tourné autour des axes 113 et 114 des angles nécessaires pour obtenir la déviation souhaitée. Le trajet de ces faisceaux dans les lames, tel que représenté sur la figure, n'est donc pas le trajet réel mais permet parfaitement de comprendre l'invention. L'invention s'étend à tous les moyens permettant d'obtenir une correction automatique de l'usure de la tête, tels que par exemple un micromoteur permettant de déplacer la tête elle-même, o la partie sensible de celle-ci, de manière à maintenir le faisceau de détection sur la partie active de la tête. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de lecture magnéto-optique pour bandes magnétiques multipistes (101), comprenant un faisceau incident plat et allongé (105) dirigé vers la partie active (104) d'une tête de lecture magnéto-optique (103) et réfléchi par cette tête vers une barrette de détecteurs (107), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de correction (112) pour pouvoir déplacer la zone d'impact du faisceau incident sur la tête (103) de manière à maintenir le faisceau sur la10 partie active (104) au fur et à mesure qu'elle se déplace sous l'effet de l'usure de la tête. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens de correction comprennent une première lame à faces i planes parallèles (112), insérée sur le trajet du faisceau incident et tournant autour d'un premier axe (113) parallèle au plan du faisceau incident et perpendiculaire à l'axe de celui-ci. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de correction comprennent en outre une deuxième lame à faces planes parallèles (114) insérée sur le trajet du faisceau de retour réfléchi (106) par la tête de lecture (103) et tournant autour d'un deuxième axe (114) parallèle au plan du faisceau réfléchi et perpendiculaire à son axe, pour corriger le déplacement de ce faisceau réfléchi en fonction du déplacement du faisceau incident (115) provoqué par la rotation de la première lame à faces planes parallèles (113). 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite seconde lame à faces planes parallèles (109) comprend également un troisième axe de rotation (110) perpendiculaire au plan du faisceau réfléchi pour pouvoir déplacer ce faisceau réfléchi dans son propre plan de manière à maintenir les pinceaux de ce faisceau modulés par les pistes (102) de la bande magnétique (101) sur les détecteurs correspondants (108) de la barrette de détection (107), pour corriger ainsi les mouvements de louvoiement de la bande magnétique. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un système asservi permettant de faire fonctionner les moyens de correction (112) pour obtenir en permanence une correction optimale de l'usure de la tête de lecture (103).