(57)【要約】【課題】識別可能な光サーボトラックを有する磁気テープをフォーマット化するための方法およびシステムを提供する。【解決手段】テープ（１０）の搬送方向に対して平行に長手方向に延在する、光学的に検出可能な複数のサーボトラック（１２，１３，１４）は、空間ビームドットを磁気テープに向けることにより、同時に書き込まれる。ビームドットパターンは固有の識別表示字だけでなく、テープ長手方向アドレスや各サーボトラックの製造者データといったほかの情報をも与える。空間ビームドットパターンは二つの一次元回折光学素子を用いて、二つのビームドット配列をも含み得る。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の光ビームを生成するためのレーザ源と、
１本のビームを受け取るよう位置づけられ、ビームの線形配列に分割する回折光学素子（ＤＯＥ）と、
ビームの線形配列を集束させて空間的に分けられているビームドット配列を形成するためのレンズと、
ビームドットの線形配列を受取って選択的にフィルタ処理するよう位置づけられ、時間依存の空間パターンを形成する空間光変調器（ＳＬＭ）とを含む、光サーボ書込システム。
【請求項２】
フィルタ処理されたビームドットを移動磁気テープ上に画像形成するよう位置づけられ、テープ上に時間依存のエッチングされたパターンを形成するレンズをさらに含み、各ドットは複数のサーボトラックのうちの１つのサーボトラックに対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
第２のＤＯＥは、トラックが移動テープの幅方向に複数のコピーとして同時に複製されるよう、最終の集光レンズの前に位置づけられる、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
フィルタ処理されたビームドットは、移動磁気テープの非磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
フィルタ処理されたビームドットは、移動磁気テープの磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
パターンは磁気テープ上の複数のサーボトラックの各々に対するトラック識別表示、テープ上の位置、製造者データ、および制御情報を示す、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
磁気テープ上にパターンを生成する方法であって、
１本のコヒーレント光ビームを生成するステップと、
回折光学素子（ＤＯＥ）において１本のビームをビームの線形配列に分割するステップと、
ビームを集束させて空間的に分けられたビームドット配列を形成するステップと、
複数のビームドットを空間光変調器（ＳＬＭ）においてフィルタ処理するステップとを含む、方法。
【請求項８】
フィルタ処理されたビームドットが移動磁気記録テープ上に画像形成されるようレンズを位置づけるステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
移動磁気記録テープの非磁気表面上にフィルタ処理されたビームドットをエッチングするステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
移動磁気記録テープの磁気表面上にフィルタ処理されたビームドットをエッチングするステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
パターンは磁気記録テープ上の複数のサーボトラックの各々に対するトラック識別表示、テープ上の位置、制御情報、および製造者データを示す、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
１本の光ビームを生成するレーザ源と、
１本のビームを受取るよう位置づけられ、２次元のビーム配列に分割する回折光学素子（ＤＯＥ）と、
２次元のビーム配列を集束させて空間的に分けられている２次元のビームドット配列を形成するためのレンズと、
２次元ビームドット配列を受取って選択的にフィルタ処理するよう位置づけられている空間光変調器（ＳＬＭ）とを含む、光サーボ書込システム。
【請求項１３】
選択的にフィルタ処理されたビームドットを移動磁気テープ上に画像形成するよう位置づけられたレンズをさらに含み、ドットはテープ上に時間依存でエッチングされたパターンを形成する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
第２のＤＯＥは、トラックが移動磁気テープの幅方向において複数のコピーに複製されるよう、最終集光レンズの前に位置づけられている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
ＳＬＭは能動空間変調器であり、ＳＬＭの各個別セルは光を透過または遮断するよう選択的にオンおよびオフされる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
ＳＬＭは受動空間フィルタであり、フィルタ処理されたパターンは予め定められた固定空間パターンである、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
選択的にフィルタ処理されたビームドットは磁気テープの非磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
選択的にフィルタ処理されたビームドットは磁気テープの磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
パターンは磁気テープの記録面上の複数のデータトラックの各々に対するトラック識別表示、テープ上の位置、制御情報、および製造者データを示す、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
磁気テープ上にパターンを生成する方法であって、
１本のコヒーレント光ビームを生成するステップと、
回折光学素子（ＤＯＥ）において１本のビームを２次元のビーム配列に分割するステップと、
２次元のビーム配列をレンズで集束させて空間的に分離された２次元のビームドット配列を形成するステップと、
複数のビームドットを空間光変調器（ＳＬＭ）で空間的にフィルタ処理するステップとを含む、方法。
【請求項２１】
空間的にフィルタ処理されたビームドットを移動磁気テープ上に画像形成するためにレンズを位置づけるステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第２のＤＯＥは、トラックが移動テープの幅方向において複数のコピーに複製されるよう、最終集光レンズの前に位置づけられる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
空間的にフィルタ処理されたビームドットは磁気テープの非磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
空間的にフィルタ処理されたビームドットは磁気テープの磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
１本の光ビームを生成するためのレーザ源と、
ビームを角度分離でもって２本のビームに分割するための受動光学素子と、
１枚のガラス基板にエッチングされた２つのＤＯＥを有する双ＤＯＥとを含み、各ＤＯＥは回折ビーム配列に異なる角度配向を有する、システム。
【請求項２６】
２本のビームを受取りおよび集束させるよう位置づけられ、移動磁気テープ上に互いに小さな角度をなす２本のドット線形配列を有するパターンを生成するレンズをさらに含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
受動光学素子はウォラストンプリズムである、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
受動光学素子は光学楔である、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２９】
２つのＤＯＥは１次元であり、各々は１次元のビーム配列をもたらす、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３０】
第３のＤＯＥは、トラックが移動テープの幅方向において複数のコピーに複製されるよう、最終集光レンズの前に位置づけられる、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３１】
２本のビームは磁気テープの非磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３２】
２本のビームは磁気テープの磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３３】
パターンは磁気テープ上の複数のサーボトラックの各々に対するトラック識別表示を示す、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３４】
１本の光ビームを生成するためのレーザ源と、
１本のビームを受取って２本のビームに分割するよう位置づけられている、偏向ビームスプリッタと組合わせられた半波長板と、
第１のビームに位置づけられて２本のビームの一方に小さな角度のずれを与える光学楔と、
２本のビームが再び合成されるよう、第２のビームを方向づけるミラーセットと、
第１のビームを第１のビーム線形配列に分割するよう位置づけられている第１のＤＯＥと、
第２のビームを第２のビーム線形配列に分割するよう位置づけられている第２のＤＯＥと、
第１および第２のビーム配列を受取って再び合成するよう位置づけられている第２の偏向ビームスプリッタとを含む、システム。
【請求項３５】
再び合成されたビームの配列を受取って集束させるよう位置づけられ、移動磁気テープ上に互いに角度をなす２つのドット配列を有する繰返しパターンを生成するレンズをさらに含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
トラックが移動テープの横方向において複数のコピーに複製されるよう、最終集光レンズの前に位置づけられている第３のＤＯＥをさらに含む、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
第１および第２のビームは磁気テープの非磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３８】
第１および第２のビームは磁気テープの磁気表面上にパターンを形成およびエッチングする、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３９】
パターンは磁気テープ上の複数のサーボトラックの各々に対するトラック識別表示を示す、請求項３５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本願は１９９９年７月２７日に出願された、ホンチェン（Ｈｏｎｇ　Ｃｈｅｎ）らの米国特許出願第０９／３６１，６６９号の一部継続出願であり、本願と同じ譲受人に譲渡されている。
【０００２】
【技術分野】
本発明は磁気記録媒体上の光サーボトラック識別表示に関する。
【０００３】
【背景】
デジタル磁気テープ記録は、データストレージプラットフォームの階層において重要なデータバックアップ機能を提供する。従来、デジタル情報を磁気記録テープに記録するのに少なくとも２つのアプローチが用いられていた。１つのアプローチでは、テープを回転ヘッド構造に通して不連続な横方向トラックに対してユーザ情報を記録再生する。ヘッド構造の回転をテープの進行と同期化させるために、インタラクティブサーボシステムが用いられている。別のアプローチとしては、かなり高い線速度でテープを非回転ヘッドを通して走らせることである。このアプローチはデジタルリニアテープ（ＤＬＴ）記録再生とも呼ばれている。
【０００４】
データ記憶容量を増やし検索パフォーマンスを向上させることは、すべての商業ベースの大記憶容量装置および媒体に求められている。デジタルリニアテープ記録の場合、記録ギャップおよびトラック幅が狭められている、マルチヘッド、マルチチャネルの固定ヘッド構造を用いる傾向にある。このような狭い記録ヘッドにより、たとえば２分の１インチ幅のテープのような所定幅の磁気テープ上に、多くのリニアトラックを形成することができる。テープ基板はさらに薄く形成され、それにより直径の小さいリールパッケージでのテープ長さを増加させることができる。
【０００５】
【発明の概要】
ある局面に従い、本発明は光サーボシステムであって、１本の光ビームを生成するためのレーザ源と、１本のビームを受け取るよう位置づけられ、ビームの線形配列に分割する回折光学素子（ＤＯＥ）と、ビームの線形配列を集束させて空間的に分けられているビームドット配列を形成するためのレンズと、ビームドットの線形配列を受取って選択的にフィルタ処理するよう位置づけられ、時間依存の空間パターンを形成する空間光変調器（ＳＬＭ）とを含む。
【０００６】
以下の特徴をも含み得る。システムは、フィルタ処理されたビームドットを移動磁気テープ上に画像を形成するよう位置づけられ、テープ上に時間依存のエッチングされたパターンを形成するレンズをさらに含み、各ドットは複数のサーボトラックのうちの１つのサーボトラックに対応する。第２のＤＯＥは、トラックが移動テープの幅方向に複数のコピーとして同時に複製されるよう、最終の集光レンズの前に位置づけられる。フィルタ処理されたビームドットは移動磁気テープの非磁気表面または移動磁気テープの磁気表面上に、パターンを形成およびエッチングすることができる。パターンは、磁気テープの複数のサーボトラックの各々に対して、トラック識別表示、テープ上の位置、製造者データおよび制御情報を示し得る。
【０００７】
別の局面において、本発明は磁気テープ上にパターンを生成する方法をなし、この方法は１本のコヒーレント光ビームを生成するステップと、回折光学素子（ＤＯＥ）において１本のビームをビームの線形配列に分割するステップと、ビームを集束させて空間的に分けられたビームドット配列を形成するステップと、複数のビームドットを空間光変調器（ＳＬＭ）においてフィルタ処理するステップとを含む。
【０００８】
以下の特徴をも含み得る。この方法は、フィルタ処理されたビームドットが移動磁気記録テープ上に画像形成されるようレンズを位置づけるステップをさらに含むことができ、ドットはテープ上に時間依存エッチングパターンを形成する。この方法は移動磁気記録テープの非磁気表面上に、または移動磁気記録テープの磁気表面上に、フィルタ処理されたビームドットをエッチングするステップをも含み得る。パターンは磁気記録テープの複数のサーボトラックの各々に対して、トラック識別表示、テープ上の位置、制御情報および製造者データを示し得る。
【０００９】
別の局面において、本発明は光サーボ書込システムをなし、１本の光ビームを生成するレーザ源と、１本のビームを受取るよう位置づけられ、２次元のビーム配列に分割する回折光学素子（ＤＯＥ）と、２次元のビーム配列を集束させて空間的に分けられている２次元のビームドット配列を形成するためのレンズと、２次元ビームドット配列を受取って選択的にフィルタ処理するよう位置づけられている空間光変調器（ＳＬＭ）とを含む。
【００１０】
以下の特徴を含んでもよい。システムは移動磁気テープ上に選択的にフィルタ処理されたビームドットを画像形成するよう位置づけられたレンズを含んでもよく、ドットはテープ上に時間依存エッチングパターンを形成する。システムは、トラックが移動磁気テープの幅方向において複数のコピーに複製されるよう、最終集光レンズの前に位置づけられている第２のＤＯＥを含み得る。ＳＬＭは、ＳＬＭの各個別セルが光の透過または遮断を可能にするよう選択的にオンおよびオフされる能動空間変調器、またはフィルタ処理されたパターンが予め定められた固定空間パターンである受動空間フィルタであり得る。選択的にフィルタ処理されたビームドットは、磁気テープの非磁気表面上にまたは磁気テープの磁気表面上に、パターンを形成およびエッチングし得る。パターンは、磁気テープの記録表面上の複数のデータトラックの各々に対する、トラック識別表示、テープ上の位置、制御情報および製造者データを示し得る。
【００１１】
別の局面において本発明は磁気テープ上にパターンを形成する方法をなし、この方法は１本のコヒーレント光ビームを生成するステップと、回折光学素子（ＤＯＥ）において１本のビームを２次元のビーム配列に分割するステップと、２次元のビーム配列をレンズで集束させて空間的に分離された２次元のビームドット配列を形成するステップと、複数のビームドットを空間光変調器（ＳＬＭ）で空間的にフィルタ処理するステップとを含む。
【００１２】
以下の特徴を含んでもよい。この方法はレンズで移動磁気テープ上に空間的にフィルタ処理されたビームドットを画像形成するステップを含んでもよい。トラックが移動テープの幅方向において複数のコピーに複製されるよう、最終集光レンズの前に、第２のＤＯＥを位置づけてもよい。空間的にフィルタ処理されたビームドットは磁気テープの非磁気表面上に、または磁気テープの磁気表面上に、パターンを形成およびエッチングし得る。
【００１３】
別の局面において、本発明のシステムは、１本の光ビームを生成するためのレーザ源と、ビームを角度分離でもって２本のビームに分割するための受動光学素子と、１枚のガラス基板にエッチングされた２つのＤＯＥを有する双ＤＯＥとを含み、各ＤＯＥは回折ビーム配列に異なる角度配向を有する。
【００１４】
以下の特徴を含んでもよい。システムは、２本のビームを受取りおよび集束させるよう位置づけられ、移動磁気テープ上に互いに小さな角度をなす２本のドット線形配列を有するパターンを生成するレンズをさらに含んでもよい。受動光学素子はウォラストンプリズムまたは光学楔であり得る。２つのＤＯＥは１次元であり、各々は１次元のビーム配列をもたらす。トラックが移動テープの幅方向において複数のコピーに複製されるよう、最終集光レンズの前に、第３のＤＯＥを位置づけてもよい。２本のビームは磁気テープの非磁気表面上、または磁気テープの磁気表面上にパターンを形成およびエッチングし得る。このパターンは磁気テープの複数のサーボトラックの各々に対するトラック識別表示を示し得る。
【００１５】
別の局面において、本発明のシステムは、１本の光ビームを生成するためのレーザ源と、１本のビームを受取って２本のビームに分割するよう位置づけられている、偏向ビームスプリッタと組合わせられた半波長板と、第１のビームに位置づけられて２本のビームの一方に小さな角度のずれを与える光学楔と、２本のビームが再び合成されるよう、第２のビームを方向づけるミラーセットと、第１のビームを第１のビーム線形配列に分割するよう位置づけられている第１のＤＯＥと、第２のビームを第２のビーム線形配列に分割するよう位置づけられている第２のＤＯＥと、第１および第２のビーム配列を受取って再び合成するよう位置づけられている第２の偏向ビームスプリッタとを含む。
【００１６】
以下の特徴を含んでもよい。本システムは、再び合成されたビームの配列を受取って集束させるよう位置づけられ、移動磁気テープ上に互いに角度をなす２つのドット線形配列を有する繰返しパターンを生成するレンズをさらに含んでもよい。システムは、トラックが移動テープの横方向において複数のコピーに複製されるよう、最終集光レンズの前に位置づけられている第３のＤＯＥを含んでもよい。第１および第２のビームは磁気テープの非磁気表面または磁気テープの磁気表面上にパターンを形成およびエッチングし得る。パターンは磁気テープ上の複数のサーボトラックの各々に対するトラック識別表示を示し得る。
【００１７】
本発明の１つ以上の実施例の詳細は添付の図面および以下の説明に記載されている。本発明の他の特徴、目的および利点は、明細書本文、図面および請求項から明らかとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１はサーボトラックの一例を示す。磁気テープ１０は複数のサーボバンド（ＢＡＮＤ１、ＢＡＮＤ２、ＢＡＮＤ３およびＢＡＮＤ４と示される）が設けられている。各サーボバンドは複数のサーボトラック１２、１３および１４からなるサーボトラックパターンを含むことができる。各サーボトラック１２、１３および１４はマーキング機構によって磁気テープ１０に彫り刻まれる。サーボマークは均一の距離で互いに離れている。サーボトラックは個々のマークの代わりに、連続する線であってもよい。サーボトラックは光ピックアップデバイスで読取ることができる。サーボバンドはテープ１０の非磁気表面上にサーボトラックを含んでもよい。各サーボトラックは磁気テープ１０の磁気側上の複数のデータトラックに対応し得る。この複数本対１本の関係は、マルチプルチャネル磁気記録ヘッド（図示されていない）の使用に依存する。
【００１９】
サーボトラック１２、１３および１４は磁気テープ１０の全長にわたる。これらのサーボトラック１２、１３および１４は、記録ヘッド（図示されていない）を磁気テープ１０の反対側（すなわち磁気側）に記録されているデータトラックと整列させるために用いられている。サーボトラック１２、１３および１４により、磁気テープ１０が記録ヘッドを移動してデータが記録される際のＬＴＭ（横方向のテープ移動）とは無関係に、記録ヘッドがデータトラックに対して正確に整列されることになる。したがって、テープ１０の磁気側により多くのデータトラックを入れることができ、それによりテープ１０の全体のデータ記憶容量を増やすことができる。テープ１０にマーキングされるサーボトラック１２、１３および１４の本数は、部分的に、サーボマークの大きさ、サーボマーク間のピッチ、およびサーボトラック間のピッチに依存する。
【００２０】
サーボフィードバックループ（図示されていない）が用いられている場合、光撮像素子および磁気記録ヘッドの組合せを駆動させるアクチュエータは、テープの横方向の運動に従い上下に動く。しかし、テープ欠陥や予期されないテープドライブの衝撃および振動により、サーボフィードバックループは損なわれて開くこともある。このような場合、サーボフィードバックループはこの不慮の事態が過ぎると再び閉じることができる。しかし、サーボフィードバックループはどのトラックが得られたのか見分けることができない。なぜなら、種々のトラック間での識別がないからである。アクチュエータ機構をテープ１０の最後または一番前にもってきて、所望のトラックに到達するまでトラックを数えることにより見つけなければならない。これはドライブパフォーマンスを損ない、複数の保護アルゴリズムが設けられていない限り不正確なカウントの危険もある。
【００２１】
マーキング機構は生成されたサーボパターンの空間的特性を調整することはできるが、サーボトラック自体はテープ上の横方向位置を定めるためのトラック情報を持っていない。ここに記載するシステムおよび方法は、トラック識別表示、製造者ＩＤ、製造者データ、長手方向アドレス、および／または制御情報といったトラック情報を提供する。
【００２２】
図２を参照して、テープ１０上に繰返されたＶ型トラックパターンを有する１本のサーボバンドが示されている。このトラックパターンはテープ１０を以下の態様で交互におよび／または順次彫り刻むことにより形成される。トラックマーク１７ａ、１７ｂ、１８ａおよび１８ｂの間隔および配向は調整できる。テープ１０が搬送方向１５に移動している際、サーボトラック１７に沿ってトラックマーク１７ａおよび１７ｂを読取る光サーボヘッド（図示されていない）は、２つの間隔の狭いトラックマーク１７ａ−１７ｂを読み、つぎにその後の間隔のより大きいスペース１７ｂ−１７ａに直面する。サーボトラック１８のトラックマーク１８ａおよび１８ｂを読取る光サーボヘッドは、間隔の狭い２つのトラックマーク１８ａ−１８ｂを読み、つきに後の間隔のより大きいスペース１８ｂ−１８ａと直面する。トラックマーク１８ａ−１８ｂ間の間隔はトラックマーク１７ａ−１７ｂ間の間隔よりも大きく、トラックマーク１８ｂ−１８ａの間の間隔はスペース１７ｂ−１７ａよりも小さい。各トラックは固有の小さいおよび大きいスペースの組合せを有するよう、トラックマークをテープ１０上に書込むことができる。これにより、スペースは移動しているテープ１０でタイミング信号に変換され、タイミング信号は光サーボヘッドによって検出されてそれぞれのトラックを個々に識別することができる。
【００２３】
サーボバンドの中央に対する反転対称により所与のサーボバンドにおいて上側トラック対下側トラックに識別の曖昧さがある場合、光サーボヘッドは隣接するトラックにあるサーボマークからの信号をも同時に読取って、曖昧さを排除することができる。
【００２４】
他のサーボトラックパターンの例を図３から図５に示す。たとえば、図３はマーキング３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ等を有する繰返し型のＸ字トラックパターンを示す。図４は矩形配列の繰返しを示し、矩形の対角線が欠けており、さらに隣の矩形と区別するために２列が欠けている。ここでは別個のトラック４２，４３，４４等が示される。矩形は菱形または他の適切な形であり得る。図５はトラック識別表示を可能にする他の繰返しパターンを示す。パターンは欠けているサブ矩形、または１本以上の斜線が残っている菱形配列を示す。ここではサーボトラック５２，５３，５４等が示される。
【００２５】
上記の繰返しパターンは受動光学手段、すなわち非リアルタイムパターンジェネレータで生成できる。図１０−図１４にその例を示す。このような繰返しパターンはトラック識別表示をもたらすが、長手方向のアドレス、製造者データなどといったさらなる特徴は得られない。サーボパターンは好ましくは各トラックを個々にコード化できる能動パターンジェネレータで生成される。その一例は図６に示され、各トラックは所与のトラックに対して一定であるトラックアドレスでコード化され、その後にたとえば変数である長手方向のアドレスがあり、さらに後ろに変数であり得る、ユーザにとって意味のある情報をつけることができる。このプロセスはパターンジェネレータでトラック上に繰返すことができる。６１、６２および６３はこれらのトラック例である。
【００２６】
図７を参照して、１０個以上のエミッタを備えた半導体ダイオードレーザバーのような、個々にアドレス可能な複数のエミッタを有する放射源８２によって、個別のコード化でトラックが与えられる。エミッタは高速で個々にオン・オフされることができる。このようなレーザバーは可視またはＩＲスペクトラル範囲において光を発することができる。放射源８２の個々にアドレス可能なエミッタの各々は、たとえば入力レンズ８４の配置により、光ファイバ８６に結合される。各エミッタからの光は別々のファイバで案内されて、出力レンズ８８の配列によって、テープ１０上に画像形成されて、トラックマーク８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、８７ｄおよび８７ｅを形成する。この例では、放射源８２のエミッタは、搬送方向に対して垂直に、または斜めに配向されるよう、配置されてもよい。この配置により、図２から図６に示されるサーボパターンが生成される。
【００２７】
図８は音響光学デバイス、またはブラッグセル１０４を用いて、個々のサーボトラックを形成する配置を示す。示されている１つのレーザ１０および光学システムを用いて、テープ１０上に異なるスポット１０７、１０９ａ、１０９ｂをアドレス指定してトラックマークを彫り刻むことができる。光学システムはビーム拡大器１０２を含んで、レーザビームを適切な直径に拡大してスキャニングレンズ１０８を用いて所望の大きさのスポットを作ることができる。ブラッグセル１０４の屈折率を周期的に変えるＲＦジェネレータ１０６によってブラッグセル１０４は起動され、それによりレーザビームが回折される。ＲＦ周波数を変えることにより、回折角を制御することができる。スキャニングレンズ１０８は走査ビームをテープ１０上に集束させる。視野方向位置１０７にゼロ次スポットが形成され、１次スポットはテープ１０上にそれぞれ１０９ａおよび１０９ｂで形成される。
【００２８】
図８の光学システムは以下のように一般のサーボパターンを書込むよう動作できる。ＲＦ信号ジェネレータ１０６によって生成された第１の（高い）周波数を有する信号は、ブラッグセル１０４に与えられてレーザビームを図１０の位置１０９ｂに偏向させてスポット２９を書込む。テープ１０がトラックマーク間の長さ方向の隔たりに対応する距離分だけ搬送方向に移動した後、たとえば位置１０９ａにレーザビームを偏向させる第２の周波数の信号をブラッグセル１０４に与えて、第２のスポットが書込まれる。テープ１０を移動させる処理を繰返し、信号のＲＦ周波数を変えることにより、さらなるトラックマークを書込むことができる。分解能スポットの数が限定されており、かつ走査速度も限定されているので、このアプローチは比較的狭いテープ幅を用いるテープドライブおよび比較的遅い速度で走るサーボライタに適する。
【００２９】
図９を参照すると、ビーム拡大器１２２はレーザ１２０からのビームを拡大させ、拡大されたビームは回折光学素子（ＤＯＥ）１２３に当たる。ＤＯＥは入来ビームを等間隔の角度および強度を有する複数のビームの線形配列に分割するよう設計されている。ＤＯＥ１２３はフーリエ変換（ＦＴ）レンズ１２４の前側焦点面に位置づけることができ、複数の回折光ビームはレンズ１２４の後側焦点面でフーリエ変換されて、トラックを表わす等間隔のドットとなる。トラックを表わす等間隔のドットの同じパターンが、１次元空間光変調器（ＳＬＭ）１２５に入力される。ＳＬＭ１２５に与えられるパターンは時間に依存する。第２のＦＴレンズ１２６はドットパターンをフーリエ変換させて第２のＤＯＥ１２７に送り、複数のビームパターンをさらに複数の同一バンドに分割し、これらは同時に移動テープ１０上に書込まれる。このような態様で、１つのバンド内において固有のトラックＩＤを有するトラックマークは同時に複数のバンドにわたって複製される。
【００３０】
ＤＯＥは現在のマイクロリソグラフィ技術によって与えられる、光学基板上の複合光位相パターンである。典型的な基板は光学ガラスである。レーザビームで照射されると、所望の空間パターンがデザインに応じて遠視野または近視野に観測できる。ここでは、遠視野ＤＯＥが用いられる。ＤＯＥはフーリエジェネレータとも呼ばれる。ＤＯＥは以前はキノフォームと呼ばれ、今でもその名称は時々用いられる。
【００３１】
複合位相パターンは、自由空間においてコヒーレント光ビームの伝搬法則を用いて数学的演算によって生成される。数学的演算において優れた収束を得るために多くのアルゴリズムが開発されている。複合位相パターン用のマスクを作って、それによりガラスをパターニングおよびエッチングしてＤＯＥとなる。
【００３２】
ＤＯＥはたとえその技術がレーザビームの使用に依存するとしても、ホログラムと明確に異なる。ホログラムは参照ビームとの複合位相および振幅パターンの干渉により特定の記録媒体に記録される。通信理論から用いられるのは、参照ビームが空間キャリアを与え、複合パターンはベースバンド変調信号であるという見解である。ＤＯＥは空間キャリアを使用せず、直接ベースバンドパターンを記録する。これは次の主要利点をもたらす：
１．所望の出力パターンに入る出力ビーム強度を入射レーザビーム強度で除算すると定義される回折効率は、ＤＯＥに対して９０％から１００％に近づく。
【００３３】
２．ホログラムはオフアクシスの構成であるのに対して、ＤＯＥはオンアクシスのデバイスである。すなわち、照射ビームおよび所望パターンはホログラムの場合互いにオフセット角を有する。これはＤＯＥと比べて煩雑な光アライメントをもたらす。
【００３４】
３．ホログラムはキャリアを必要とするので、空間分解能は非常に厳しい。ＤＯＥははるかに小さい空間分解能を必要とする。なぜなら、複合信号のみを分解するだけだからである。
【００３５】
４．マイクロリソグラフィに基づくバッチプロセスで、半導体分野で一般に用いられるマスクセット、リソグラフィ、およびエッチングツールを用いてＤＯＥを製造する。すなわち、１つのバッチランで多数の部分を作ることができる。ホログラムは一度に１つずつ作らなければならず、多くのパーツが必要な場合は非常に時間がかかるものとなる。
【００３６】
ＤＯＥ設計はその設計が数学的構成からなるので柔軟性がある。それに対して、ホログラムは柔軟性を持たない。なぜなら、記録媒体への２本のビームの干渉から作られるからである。
【００３７】
空間光変調器１２５はいくつかのデバイスの候補から作成することができる。１つの候補のデバイスは、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＤＰなどのような電気光学結晶から作られる。別の候補のデバイスはテリウム酸化物（ＴｅＯ２）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）などのような結晶から作られる音響光学モジュレータアレイである。さらに別の候補は、液晶空間光変調器、特に高速強誘電液晶類である。どの場合でも、リニア空間変調器を製造し、電極化されてビームドットアレイの各素子をオンまたはオフする。
【００３８】
図１０を参照して、光システムは２次元（２Ｄ）ＳＬＭ１２５に連結して２次元（２Ｄ）ＤＯＥ１２３によってトラックＩＤを作る。２次元ＳＬＭ１２５は図１０に示されるような能動素子または受動空間フィルタであり得る。能動素子により、トラック識別表示、製造者ＩＤ、製造者データ、長手方向のアドレス、制御情報などを含む、どのようなトラック情報をも各トラックに置くことができる。受動素子ではトラックＩＤしか繰返しコード化できない。図１０の例では、第１の（２Ｄ）ＤＯＥ１２３は拡大されたレーザビームをほぼ同じ強度および１６４の形のような特定の形を有する２次元レーザビーム配列に分割する。空間フィルタ１６２はある形１６４の対角線に沿った特定のスポットを遮断し、パターン１６６をもたらす。パターン１６６の各トラックは自己の明確なトラックＩＤを有する。第２のＦＴレンズ１２６はパターン１６６を第２のリニアＤＯＥ１２７にフーリエ変換し、これはパターン１６６のフーリエ変換をテープ移動の方向に対して垂直に複製または逓倍し、それにより複数の類似したトラックのバンドを生成する。ＦΘスキャンレンズ１２８は複数のバンドおよび複数のトラック１６８ａおよび１６８ｂをテープ１０上に画像形成する。
【００３９】
図１１を参照して、まずサーボパターンの画像を空間光変調器（ＳＬＭ）１１４に生成することによりサーボパターンがもたらされる。レーザビームはビーム拡大器１１２によって拡大された後、ＳＬＭ１１４を照射する。撮像レンズ１１８はパターンをテープ１０上に画像形成する。ＳＬＭ１１４は１次元または２次元のどちらであってもよい。ＳＬＭ１１４が図１１に示される透過型ではなく反射型である場合、オプティクスを変更すればシステムは十分に働く。どのＳＬＭもアレイにおいて各セル用の充填比を有するので、図１１に示されるシステムは図９および図１０に示されるシステムと比べてより多くのレーザパワーが必要であることは明らかである。
【００４０】
図１２から図１４はトラック識別マークを生成するための受動手段を示す。
図１２の（Ａ）では、反復クロスパターンを生成するのに双ＤＯＥ１３４が用いられる。ビーム拡大器１３２はレーザビーム１３０を拡大し、拡大されたビームは双ＤＯＥ１３４を照射する。双ＤＯＥ１３４の２つのＤＯＥの各々は特定のフリンジ配向を有する。一方のＤＯＥは一方向に傾いたビームの線形配列を生成し、他方のＤＯＥは第２のビーム線形配列を他方の方向に傾ける。２つの回折ビームがスキャニングレンズ１３６によってテープ１０上に集束されると、集束されたスポットはクロスパターン１４４を形成する。ここで、１４４ａは一方のＤＯＥによって生成されたビームドットであり、１４４ｂは双ＤＯＥ１３４の他方のＤＯＥによって生成されたビームドットである。双ＤＯＥ１２４の断面図は図１２の（Ｂ）に示される。１３４Ａおよび１３４Ｂの斜線は２つのＤＯＥ内のフリンジの配向を表わす。
【００４１】
図１３を参照すると、Ｖ状のパターンが示される。Ｖパターンは（図１２の（Ａ）の）クロスパターン１４４に比べて、各トラックの識別に曖昧さをなくすよう形成できる。拡大されたレーザビームは、ウォラストンプリズム１５２または光学楔を用いて、互いに角度づけられる２本のビーム１５３ａおよび１５３ｂに分割される。各ビームは双ＤＯＥ１５６の対応する部分に入射される。双ＤＯＥ１５６の２つのＤＯＥのフリンジ配向は、図１２の双ＤＯＥ１３４に示されるものと類似している。双ＤＯＥ１５６は２本の斜めのビームアレイ１５５ａおよび１５５ｂを生成する。ＦΘレンズ１３６は２本のビームアレイを２本の斜めビームドットアレイに集束させ、これはビーム１５３ａおよび１５３ｂ間の角度によって定められる量だけテープ経路方向に沿って離れている。その結果、１５９ａおよび１５９ｂとして示されるＶ型となる。
【００４２】
図１４を参照して、並行レーザビームは２本のビームに分割される。２本のビームの各々は正しいフリンジ配向を有する個々のＤＯＥ２０３および２０６を通り、２本のビームはＦΘレンズ２０８によって結合および集束されて２本の線形配列となる。
【００４３】
ビーム６２は調節可能な半波長板２００、さらに偏向体２０１を通り、１本のビーム６２が直交する偏向方向および等しいパワーを有する２本のビームに分割される。半波長板２００は所与の偏光状態でビーム６２を受取る。この偏光はビームが半波長板２００から出た後回転され、ｐ成分およびｓ成分に分解される。偏向ビームスプリッタ２０１は第１の偏向方向を有する第１の光ビームを透過させ、異なる直交偏向方向を有する第２の光ビームを反射させる。第１の光ビームは光学楔２０２、第１のＤＯＥ２０３および第２の偏向ビームスプリッタ２０７を通る。光学楔２０２は図１３のウォラストンプリズム１５２の働きと同様、ビームを角度づけるためにある。第２の光ビームは第２のＤＯＥ２０６を通る前に２枚のミラー２０４および２０５によって反射され、次に第２の偏向ビームスプリッタ２０７によって反射される。第２の偏向ビームスプリッタ２０７から出力される２本の光ビームは矢印２８で示される、テープ移動方向において互いにずれている。このずれは楔２０２の適切な楔角度を選択することによって調整することができる。トラックパターンの２つの線形配列ドット間の相対角度は、それぞれのフリンジ配向およびフリンジ間隔の制御により、２つのＤＯＥ２０１および２０６に設計されている。２本のビームパターンはＦΘレンズ２０８によって集束されて移動テープ１０上にトラックパターンを形成する。
【００４４】
図１５は磁気テープ１０上にサーボトラックおよびサーボマークを形成するための例示的システム２４０のブロック図である。システム２４０は光学マーキングシステム２４１を含み、サーボトラックを磁気テープ１０の表面上に記す。マーキング部２４１はレーザのような光源を備えた光学マーキングエンジン（ＯＭＥ）２４２、マーキングオプティクス２４４、およびテープ搬送路２４６を含む。テープ搬送路２４６は２本のスプール２４８および２５０と、テープスタビライザ２５２とによって規定され、これによりテープ移動、特にマーキングオプティクス２４４によって形成された様々なビームによって規定されるビームマーキングエリア２５４において、横方向のテープ移動（ＬＴＭ）を最小にする。ビームマーキングエリアは三角形２５４として概略的に示される。光学マーキングエンジン２４２およびマーキングオプティクス２４４は、サーボパターンを書込むための、上記の図７から図１５を参照して記載したいずれかの例を組込むことができる。
【００４５】
検査機構２５６はビームマーキングエリア２５４の下流に位置づけられ、直接追記型の機能を行ない、それによりテープ表面に刻み込まれたマークが適切に書込まれたことをチェックする。コントローラ２６０はテープ搬送、光学マーキングエンジン２４２、検査機構２５６を制御するためのソフトウェアを含み得るコンピュータであってもよく、一部または全部は制御インターフェイス２６２を介して仲介され得る。示される検査機構２５６の１つの特徴は、直接追記型信号がコントローラ２６０に組込むことができる（図示されていない）デジタル信号プロセッサを介して制約および処理でき、多様な対象の特徴に対する合格／不合格基準を確立する。こうして、光学マーキングシステム２４１は動作しながらの修正が可能ではない最も厳しい条件下では不活性化され、動作しながらの修正が可能であるより緩い条件下では、テープ１０の不良部分を識別し、その場所をコントローラ２６０に記録することができる。テープ１０のこの不良部分は後の処理において破棄することができる。
【００４６】
本発明のいくつかの実施例が記載されている。他の実施例も前掲の請求の範囲内にあるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気テープに記録されるサーボトラックの複数のバンドを示す図である。
【図２】Ｖ状サーボトラックパターンの第１の例を示す図である。
【図３】クロスパターンサーボトラックパターンの第２の例を示す図である。
【図４】菱形が欠けているサーボトラックパターンを有する菱形の第３の例を示す図である。
【図５】サーボトラックパターンの第４の例を示す図である。
【図６】各トラックが個別にコード化できる一般のサーボパターンの例を示す図である。
【図７】サーボトラックパターンを書込むためのアドレス可能ファイバ結合レーザシステムを示す図である。
【図８】音響光学モジュレータを用いて、サーボトラックパターンを書込むためのシステムを示す図である。
【図９】１次元ＤＯＥおよび１次元空間光変調器（ＳＬＭ）の組合せを用いて、サーボトラックパターンを書込むためのシステムを示す図である。
【図１０】２次元ＤＯＥおよび２次元空間光変調器（ＳＬＭ）の組合せを用いて、サーボトラックパターンを書込むためのシステムを示す図である。
【図１１】空間光変調器および撮像レンズを用いて、サーボトラックパターンを書込むためのシステムを示す図である。
【図１２】（Ａ）は双ＤＯＥを用いて受動サーボパターンを生成するための簡単なシステムを示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の双ＤＯＥの組み立てを示す図である。
【図１３】２つのドットパターンがテープ移動方向に沿って分離することを可能にするよう、図１２の双ＤＯＥが拡張されたシステムを示す図である。
【図１４】図１３のシステムのさらなる拡張を示し、双ＤＯＥが２本の別個の光路において２つの別個のＤＯＥに置換えられることを示す図である。
【図１５】サーボトラックを有するテープを製造するためのシステムのブロック図である。
【符号の説明】
１０　磁気テープ、１２，１３，１４　バンド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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