CN1137835A

CN1137835A - 用于信息存储和/或再生的***及用于信息存储和/或再生的带盒

Info

Publication number: CN1137835A
Application number: CN95191107A
Authority: CN
Inventors: G·E·范罗斯马伦
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1996-12-11
Also published as: KR960706157A; EP0729632A1; WO1996008819A1

Abstract

利用读写头(21)将信息记录于带(13)或从该带上再生信息的一个***。带(13)可绕在两个绕带盘(18、19)上，而在绕带盘之间由一导引表面(32)导引。导引表面(32)将带定位在读写头(21)与带(13)相配合的位置处。为得到最小存取时间，导引表面(32)的尺寸被定标以减小带(13)和导引表面(32)之间的摩擦。

Description

用于信息存储和/或再生的***及用于信息存储和/或再生的带盒

本发明涉及用于信息存储和/或再生的***，包括一个带和与该带配合的读写头，该带在第一圆筒状绕带盘(reel hub)上绕成一带卷并连接到第二圆筒状绕带盘，从而使所说的带从第一绕带盘缠绕到第二绕带盘上，所说带的一部分由放置在读写头对面的导引表面所定位，该导引表面的一条切线平行于将这两个绕带盘中心相连的连接线且距该连接线距离为h。

本发明还涉及用于信息存储和/或再生的一个带盒，包括在具有一个窗口的外壳内的带，该窗口提供了对带主表面的存取，该带在第一圆筒状绕带盘上绕成一卷并连接到第二圆筒状绕带盘，所说带的一部分由放置在窗口对面的导引表面定位，该导引表面具有一条切线平行于将这两个绕带盘中心相连的连线且距该连线距离是h。

这种***和这种带盒已在EP-B-0206392号欧洲专利申请中公开。这已知的***包括一个带盒，该带盒具有两个绕带盘和一个可转动的带导引件。该带被绕在这两个绕带盘上，在这两个绕带盘之间由带导引件导引。该带导引件放置在带盒中靠近窗口，并在远离窗口的带边缘支撑带在该窗口处。该窗口使得该带可由采用在带上读或写的一个装置的读写头所存取。这种已知***和已知的带盒的缺点是：带导引件的不圆(out-of-rounduess)将导致在窗口处的带位置相对于读写头改变。而且，脏物和尘土趋于积落在可转动的带导引件的表面，并由此影响带在窗口位置处的位置。

本发明的目的是改善在第一和第二段中所规定的类型***和带盒，使带的高速传送成为可能并同时带保持精确定位以由读写头读出。所以，根据本发明的***之特征在于，垂直于绕带盘的轴的导引表面的截面实际是圆周的一段，而这一圆周段具有半径R4，它满足下列关系：

0.5R3≤R4≤R3

其中R3由以下等式确定：其中：

R_{3} = \frac{{(\frac{d}{2})}^{2} + h^{2} - R_{2}^{2}}{2 (h - R_{1})}

R1是较小绕带轮的半径

R2是将带全都绕在具有较大半径的绕带盘上的缠绕带盘的最大半径，以及

d是两绕带盘中心之间的距离。

其优点是，由于导引表面是稳定的，从而实现带的稳定的定位。而且，带在导引表面上滑动，从而使脏物及尘土容易由带带走。这种带在导引表面滑动是以摩擦实现的。这种摩擦是限制带传输速度的因素。借助于按照本发明对导引表面进行尺寸的设置，在相对低的传送速度时就在带和导引表面之间产生了一个气垫。这一气垫实际减少了带和导引表面之间的摩擦，从而使在由导引表面使带保持正确定位的同时，也可能实现高速带传送。即使在高传送速度时也能从带读出所谓的地址信息，使得能够快速地检索到带上的给定的信息段。信息检索的一个量度是所谓的存取时间。这个存取时间是为到达一个随机信息段所需的平均时间。所提出的这些步骤使得存取100米长带的时间被降低到几秒钟。这就扩展了带***的应用范围。而且，在现有的应用场合，例如音频和视频信息的记录和再生，由于其对于带上任何一段信息的实际上的直接存取，使功能可被大为改善。

本发明***一个实施例的特征在于：半径R4符合下列关系：

R4＝R3这一步骤提供了作为本***的特征尺寸的导引表面的半径最大值。由于在带和导引表面之间的气垫的厚度正比于导引表面的半径，因而这一导引表面的最大半径也提供了气垫的最大厚度。一个最大厚度的气垫意味着带和导引表面之间的摩擦最小。

根据本发明***的一个实施例的特征是：

h＝R2这一步骤减小带在导引表面上的接触角，且同时在所有条件下该带都保持与导引表面接触在读写头与带配合的位置。导引表面和带之间的摩擦正比于带压在该表面的压力，称为垂直压力(normalforce)。该垂直压力直接正比于带的张力和接触角度。如果把接触角减小，该垂直压力和摩擦力也因此减小。

根据本发明***的一个实施例的特征是

R1≥0.5R2在本实施例中，较小绕带盘的半径被选为大于最大直径绕带的半径的一半。这在带***中不多见，因为这将限制可被绕在绕带盘上的带长度。然而，所提出的方案使得导引表面的半径被进一步增大，以使导引表面与带之间的摩擦被进一步降低。由于与盘相比带的存储容量高，这一步骤改善了存储容量和存取时间之间的平衡。

本发明将通过举例对照附图作详细描述。

图1是根据本发明***的实施例的截面图；

图2是根据本发明***的实施例中带路径示意图。

应注意，图示的实施例及附图是以任意标度给出的，它们并不总是一样。

图1是根据本发明的***的实施例的截面图，该***包括带(与本例中是光学可读带13)，容纳在带盒的外壳11中，和一个与带13配合的读写头，本例中是装在装置20中的读写头21。带13在第一圆筒形绕带盘18上形成一个带卷16。带13从带卷16延伸到第二圆筒形绕带盘19，带13附于其上。带的一部分由放置在正对读写头21的导引表面32定位。在本实施例中，导引表面32和绕带盘18和19形成了带盒10的一部分。经过带盒10的外壳11中的窗口15，装置20的读写头21存取到带13的主表面。因此，导引表面32是放置在窗口15的正对面。而且，导引表面32相对于绕带盘18和19的放置方式是，导引表面32具有平行与连接绕带盘18和19中心的连线42的切线，并处于距连线42为h的位置。导引表面32具有的形状是，垂直于绕带盘18和19所取的导引表面的截面实际上是圆周的一段，该圆周段的半径是R4。

当绕带盘19被驱动使带13被传送时，该带滑过导引表面32。为实际带13的传送，带具有给定的张力。由于带13是以接触角α运行过导引表面32，这一带张力被转变成垂直于导引表面32的力，这将产生带13和导引表面32之间的摩擦力，而该摩擦力正比于该垂直力。当带13以高速绕在绕带盘19上时，要求有相当的拉伸应力，以保证令人满意的缠绕。这一点是必要的，因为在高速时，空气被吸在带13和带卷之间，这就可能引发所谓的空气夹附。这种空气的夹附会导致松驰的绕带。在松驰绕带的情况下，尽管带是稳定的但绕带盘19可转动。这种由于空气夹附的压力通过经带卷侧面的泄漏而降低的事实所引发的结果以及随着带13绕着绕带盘19变紧的事实将使空气夹附被去除。在带13相对于读写头的位置唯由绕带盘18和19的驱动所决定的***中，这种效果尤为不希望。

带13与导引表面32之间的滑动配合产生在这二者间的摩擦。这种摩擦引起导引表面32和带13的升温，且需要额外的动力驱动带13，这就限制了传送速度。对于带***，这个传送速度是一个重要参数，因为带13经常有大约100米长，且结果是需要快速传送，以在短时间内存取在带13上的给定的信息段。这一时间常常称作存取时间，因此随着摩擦的减小而降低。通过建立导引表面32和带13之间的气垫使摩擦显著地降低。摩擦随着气垫厚度的增加而降低，且该气垫的厚度正比于导引表面32的半径R4。给定***的特征尺寸，存取时间可通过优化R4而被减小。现参考图2说明如何可获得半径R4的优化值。

图2示出根据本发明***的实施例的示意图，其中导引表面32具有对于该***的特征尺寸的优化值半径R3。带跨度13a是从空绕带盘18延伸到导引表面32。为保证带13和导引表面32之间均匀接触，则带跨度13a的方向应对应于到达导引表面32的切线方向，经过该点，带跨度13a相切于导引表面32，此例中将该点以E表示。如果导引表面32延伸到带卷16(带13全都绕在绕带盘18上)，则图2中的图示清楚示出：给定这个要求，该半径R3是最大值。根据导引表面32和绕带盘18和19的彼此的相对位置，可由下列各式导出R3的优化值：

AD²＝AG²-DG² (2)

把(1)、(3)、(4)代入(2)

{(R_{3} - R_{1})}^{2} = {(\frac{d}{2})}^{2} + {(h - R_{3})}^{2} - ({R_{2}}^{2} - {R_{1}}^{2})

{R_{3}}^{2} - 2 R_{1} R_{3} + {R_{1}}^{2} = {(\frac{d}{2})}^{2} + {R_{3}}^{2} - 2 h R_{3} + h^{2} - {R_{2}}^{2} + {R_{1}}^{2}

{- 2 R_{1} R_{3} = (\frac{d}{2})}^{2} + - 2 h R_{3} + h^{2} - {R_{2}}^{2}

2 (h - R_{1}) R_{3} = {(\frac{d}{2})}^{2} + h^{2} - {R_{2}}^{2}

R_{3} = \frac{{(\frac{d}{2})}^{2} + h^{2} - R_{2}^{2}}{2 (h - R_{1})}

其中R1是绕带盘18的半径、R2是将全部带绕在绕带盘18上时带卷16的最大半径、h是切线41到导引表面32和连接线42之间的距离，而d是绕带盘18和19中心的间距。因此，R3是对于导引表面32的半径R4的最佳值。可是，已经发现，如果导引表面32的半径R4是在0.5R3和R3之间，则已能获得满意的结果。

装置20的读写头21在图2中的位置C与带13相配合。为了保证带13总是接触在导引表面32的C点的位置，在C点和连接线42之间的距离h应至少等于R2。图1中以α表示的接触角随距离h的增加而增大。接触角α的增加也会引起在导引表面32上的总垂直力及因而产生的带13和导引表面32之间的摩擦增加。在最优构形中，h是等于R2。

从前面的叙述可知，它还遵循着：随着R1接近距离h而使R3增加。随着R1的增加，可容纳在带盒10的带13长度下降，因而使带盒10的存储容量将下降。在带***中，通常R1的选择方式是R1＜1/3R2。然而，随着R1的增加，优选半径R3也增加，这对于在带13和导引表面32之间的摩擦有着有益的影响。因而可通过增加R1来减小存取时间。通过以R1＞0.5R2的方式选择较小绕带盘的半径R1来实现存储容量和存取时间之间的满意的均衡。

应当注意，本发明并不局限于在此示出的实施例。在不背离本发明范围的条件下可有许多其它实施例。例如，据本发明的***不必以带盒10而是以分离的绕带盘18和19，构成装置20的一部分的导引表面32基础。而且，本发明还可以例如用于采用磁头的***。

Claims

1.一种用于信息存储和/或再生的***，包括一个带(13)和与该带配合的读写头(21)，该带在第一圆筒状绕带盘(18)上绕成一带卷(16)并连接到第二圆筒状绕带盘(19)，从而使所说的带从第一绕带盘缠绕到第二绕带盘上，所说带的一部分由放置在读写头对面的导引表面(32)定位，经导引表面(32)的一条切线(41)平行于互连这两个绕带盘(18、19)中心的连线，且距该连线(42)的距离是h，

其特征在于：沿与绕带盘的轴垂直所取的导引表面(32)的截面实际上是圆周的一段，而这一圆周段具有半径R4，它满足下列关系：

0.5R3≤R4≤R3

其中R3由以下等式确定：

R_{3} = \frac{{(\frac{d}{2})}^{2} + h^{2} - R_{2}^{2}}{2 (h - R_{1})}

其中，R1是较小绕带盘的半径

R2是全部带(13)绕在具有较大半径的绕带盘上的带卷(16)的最大半径，以及

d是绕带盘(18，19)的中心之间的距离。

2.如权利要求1的***，其特征在于：半径R4满足下列关系：

R4＝R3

3.如权利要求1或2的***，其特征在于：

h＝R2

4.如权利要求1或2或3的***，其特征在于：

R1≥0.5R2

5.用于信息存储和/或再生的一个带盒(10)，包括在具有一个窗口(15)的外壳(11)内的带(13)，该窗口提供了对带的主表面的存取，

该带在第一圆筒状绕带盘(18)上形成一个带卷(16)并连到第二圆筒状绕带盘(19)，

所说带的一部分由放置在窗口对面的导引表面(32)定位；

该导引表面(32)有一切线(41)，平行于互连这两个绕带盘(18，19)的中心的连线(42)，且距该连线(42)的距离是h，

其特征在于：与绕带盘的轴垂直所取的导引表面(32)截面实际上是圆周的一段，而这一圆周段具有半径R4，它满足下列关系：

0.5R3≤R4≤R3

其中R3由下式确定：

R_{3} = \frac{{(\frac{d}{2})}^{2} + h^{2} - R_{2}^{2}}{2 (h - R_{1})}

其中，R1是较小绕带盘半径，

R2是全部带绕在具有较大半径的绕带盘上的带卷(16)的最大半径，以及

d是绕带盘(18，19)的中心之间的距离。

6.如权利要求5的带盒，其特征在于：

R4＝R3

7.如权利要求5或6的带盒，其特征在于：

h＝R2

8.如权利要求5、6或7的带盒，其特征在于：R1≥0.5R2