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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbundmagnetkopf
für eine magnetische Lese/Schreib-Vorrichtung, welche in
einer elektronischen Standbildaufnahmekamera oder einer
digitalen Datenaufnahmescheibeneinheit verwendet werden kann,
und insbesondere Verbesserungen eines Kopfes, einer
Datenlöschvorrichtung und einer Lese/Schreib-Steuervorrichtung.
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In einer konventionellen magnetischen
Lese/Schreib-Vorrichtung dieses Typs, und insbesondere in einer magnetischen
Lese/Schreib-Vorrichtung für eine kompakte elektronische
Kamera werden separate Lese- und Schreibdecks verwendet.
Indessen kann in einer Vorrichtung, welche separate Lese- und
Schreibdecks verwendet, weder Lesen noch Überschreiben
unmittelbar nach dem Schreibbetrieb durchgeführt werden. Daher
können derartige Vorrichtungen nicht das Bedürfnis des
Anwenders nach dem Lesen und Überschreiben unmittelbar nach
dem Schreiben eines Bildes oder ähnlichem erfüllen. Dies
gilt auch für das Schreiben digitaler Daten. Eine
magnetische Lese/Schreib-Vorrichtung, welche entwickelt worden ist,
um dieses Problem in einem bestimmten Umfang zu lösen, ist
bekannt. Die Vorrichtung umfaßt einen Lese/Schreibkopf (im
folgenden R/W-Kopf genannt) mit integral ausgebildeten Lese-
und Schreibköpfen sowie einen Lese/Schreibschaltkreis, und
kann sowohl das Lesen als auch das Überschreiben unmittelbar
nach dem Datenschreiben von digitalen Daten durchführen.
Bildinformationen können gleichfalls unmittelbar nach dem
Schreibbetrieb gelesen werden. Da ein Löschkopf nicht
bereitgestellt ist, ist es indessen nicht möglich,
geschriebene Daten für das Überschreiben zu löschen, was das
Überschreiben von Bilddaten unmittelbar nach dem
Schreibbetrieb unmöglich macht. Die Hauptgründe, warum die
Vorrichtung keinen Löschkopf enthält, sind wie folgt. Zunächst kann
ein Überschreiben im Hinblick auf das Schreiben von
digitalen Daten durchgeführt werden und ein Löschkopf ist nicht
nötig. Zweitens müssen alle Teile klein sein, da der
verfügbare Platz für die Befestigung derartiger Teile in einer
kompakten elektronischen Kamera begrenzt ist, und ein
vergleichsweise großer Teil, wie beispielsweise ein Löschkopf,
kann nicht verwendet werden.
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Zusätzlich besteht auch in dem Fall, in dem Platz verfügbar
ist und ein Löschkopf zusätzlich zu einem R/W-Kopf befestigt
werden kann, das folgende Problem. Wenn die zwei Köpfe in
einer kompakten magnetischen Scheibenvorrichtung
zusammengesetzt werden, welche eine kompakte magnetische Scheibe als
Aufnahmemedium verwendet, die einen Durchmesser von ungefähr
2 Inch aufweist, ist es extrem schwierig, die Kopfpositionen
so zu setzen, daß beide Köpfe eine gute Kopfauflage
aufrechterhalten. Als ein Ergebnis hiervon wächst der sog.
Abstandsverlust (spacing loss) an. Wenn ein Schreiben hoher
Dichte mit Schreibwellenlängen in der Größenordnung von 0,5
um oder weniger durchgeführt wird, muß der Abstandsverlust
infolge einer mangelhaften Kopfauflage auf ein Minimum
begrenzt werden. Indessen wächst, da eine gute Kopfauflage für
jeden Kopf, wie zuvor beschrieben, nicht erhalten werden
kann, der Abstandsverlust an und ein Schreiben hoher Dichte
kann nicht durchgeführt werden.
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Ein Rahmenschreibmodus, welcher zwei Spuren verwendet, ist
als ein Bildschreibschema bekannt. Wenn es in einer
kompakten magnetischen Scheibeneinheit zur Aufnahme in dem
Rahmenschreibmode angewendet wird, müssen zwei Löschköpfe neben
zwei R/W-Köpfen enthalten sein. Daher müssen eine
Gesamtanzahl von vier Köpfen im begrenzten Raum des Decks
zusammengesetzt werden, und es ist schwierig, den Raum zur
Befestigung der Köpfe zu erhalten, während man für die Köpfe eine
guten Kopfauflage aufrechterhält. Auf diese Art und Weise
bringt der Zusammenbau eines Löschkopfes verschiedene
Schwierigkeiten mit sich. Daher wird in der Praxis
Bildinformation mittels einer separaten Löscheinheit gelöscht. Aus
diesem Grunde ist das oben erwähnte Bedürfnis nach dem Lesen
und Überschreiben eines Bildes oder ähnlichem unmittelbar
nachdem es geschrieben worden ist, bislang noch nicht
erfüllt worden. Die Spaltbreite und die Spurbreite eines
Löschkopfes muß größer sein als die eines R/W-Kopfes.
Nebensprechen muß auch berücksichtigt werden, wenn der Löschkopf
sich zu dicht an dem R/W-Kopf befindet. Im Hinblick darauf
ist es als unmöglich erachtet worden, Lösch- und R/W-Köpfe
zusammenzusetzen, während die Schreib/Lesefähigkeit der
Vorrichtung beibehalten wird.
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Aus der US-A-3978523 ist ein magnetischer
Multikanal-Dualspaltenkopf für Audio-Tape-Recorder bekannt. Der magnetische
Kopf ist entworfen, um es dem Audio-Tape-Recorder zu
erlauben, so zu arbeiten, daß er das Aufnahmeband automatisch
umkehrt. Für derartige magnetische Köpfe ist es wichtig, daß
alle magnetischen Spalte für jeden Kanal in zwei geraden
Linien für die simultane Aufnahme und Reproduktion sowie für
die Kompatibilität von verschiedenen Aufnahme- und
Reproduktionseinrichtungen ausgerichtet sind. Darüberhinaus müssen
die Breiten der magnetischen Spalte, welche in einer geraden
Linie ausgerichtet sind, wenigstens zwei verschiedene Größen
aufweisen, d. h., eine Spaltengröße für die Aufnahme und
Wiedergabe und eine andere Spaltengröße für das Löschen. Die
beschriebene Einrichtung besteht aus einer Mehrzahl von
massiven magnetischen Kopfspitzen, welche voneinander
magnetisch durch nichtmagnetische Materialien separiert sind,
wobei jede zwei magnetische Spalten aufweist, nämlich eine
Aufnahme/Wiedergabespalte und eine Löschspalte. Die
magnetischen Spalten sind in zwei geraden Linien ausgerichtet,
welche senkrecht zu der Richtung der Bandbewegung durch eine
Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung stehen.
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Aus der EP-A-0118188 ist eine magnetische
Scheibenaufnahme und -wiedergabe-Vorrichtung bekannt. Die beschriebene
Vorrichtung besteht aus einer Kopfeinheit, welche in einer
radialen Richtung relativ zu der Aufnahmescheibe beweglich
ist. Die Kopfeinheit besteht aus einem
Aufnahme/Wiedergabekopf und zwei Löschköpfen, welche integral
zusammen mit dem Aufnahme/Wiedergabekopf befestigt sind. Die
Löschköpfe sind derartig miteinander verbunden, daß die
jeweiligen Kopfspalten bei vorherbeschriebenen Intervallen in
einer breitseitigen Richtung der Aufnahmespuren der Scheibe
ausgerichtet sind. Die Anordnung zwischen dem
Aufnahme/Wiedergabekopf und den Löschköpfen ist derart, daß die
Löschköpfe zusammen ein "Tunnel-Löschen" (tunnel-erasing)
durchführen. Der Abstand entlang einer longitudinalen
Richtung zwischen dem Aufnahme/Wiedergabekopfspalt und den
Löschkopfspalten hängt von der gewählten Scheibengröße ab.
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Indessen ist die in der US-A-3978523 beschriebene
Vorrichtung nicht für ein kreisförmiges Aufnahmemedium entworfen.
Desweiteren besteht der magnetische Kopf gemäß der
EP-A-0118188 aus Löschköpfen, welche angeordnet sind, daß sie ein
"Tunnel-Löschen" durchführen. Daher können geschriebene
Daten nicht für das Überschreiben gelöscht werden, was ein
Überschreiben von Bilddaten unmittelbar nach dem
Schreibbetrieb unmöglich macht.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Verbundmagnetkopf für eine kompakte magnetische
Scheibenvorrichtung bereitzustellen, welcher die zuvor beschriebenen
Nachteile nicht mehr aufweist, und welcher einen kompakten
magnetischen Verbundkopf bereitstellt, der eine gute
Kopfauflage ermöglicht, die in befriedigender Art und Weise das
Lesen und Schreiben verschiedener Informationen wie
beispielsweise von Bildinformationen ermöglicht, ohne das
Nebensprechen oder Abstandsverluste zu erhöhen, und der das
Überschreiben unmittelbar nach dem Schreibbetrieb
ermöglicht, und der leicht herzustellen ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Verbundmagnetkopf gemäß dem
Anspruch 1 gelöst.
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Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß ein
Verbundmagnetkopf bereitgestellt wird, welcher einen
Leseausgang mit einem exzellenten S/N-Verhältnis (Signal-zu-Rausch
Verhältnis) erzeugt, selbst wenn die Kopfauflage nicht
befriedigend ist und das Nebensprechen erheblich ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen kompakten Verbundmagnetkopf bereitzustellen, welcher
in befriedigender Art und Weise verschiedene Informationen
so wie Bildinformationen lesen und schreiben kann, welcher
Informationen überschreiben kann, unmittelbar nachdem sie
geschrieben worden sind, welcher ein Lesesystem mit einem
außergewöhnlich weiten Band und niedrigen Rauschen
realisiert, welcher Verschlechterungen in den
Frequenzcharakteristiken infolge eines Anwachsens von externem Rauschen,
Streukapazitäten oder Zuleitungsinduktivitäten unterdrücken
kann und welcher leicht herzustellen ist.
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Ein Verbundmagnetkopf gemäß der vorliegenden Erfindung kann
einen Lese/Schreibkopfbereich aufweisen, in dem eine
Mehrzahl von dünnen Filmköpfen derartig miteinander verbunden
ist, daß jeweilige Kopfspalten in vorherbestimmten
Intervallen in einer breitseitigen Richtung der Spuren ausgerichtet
sind; sowie einen Löschkopfbereich, in dem eine Mehrzahl von
massiven Köpfen, welche jeweils den dünnen Filmköpfen
entsprechen, derartig miteinander verbunden sind, daß jeweilige
Kopfspalten in vorherbestimmten Intervallen in der
breitseitigen Richtung der Spuren ausgerichtet sind, worin der
Lese/Schreibkopfbereich und der Löschkopfbereich in der
longitudinalen Richtung der Spuren miteinander verbunden sind,
so daß die Kopfspalten der jeweiligen Bereiche relativ dicht
zueinander sind.
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Ein anderer Verbundmagnetkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung kann einen Lese/Schreibkopfbereich aufweisen, in dem
eine Mehrzahl von massiven Köpfen miteinander verbunden ist,
so daß jeweilige Kopfspalten in vorherbestimmten Intervallen
in einer breitseitigen Richtung der Spuren ausgerichtet
sind, sowie einen Löschkopfbereich, in dem eine Mehrzahl von
massiven Köpfen, welche jeweils den massiven Köpfen
entsprechen, derartig miteinander verbunden ist, daß die jeweiligen
Kopfspalten bei vorherbestimmten Intervallen in der
breitseitigen Richtung der Spuren ausgerichtet sind, worin der
Lese/Schreibkopfbereich und der Löschkopfbereich in einer
longitudinalen Richtung der Spuren miteinander verbunden
sind, so daß die Kopfspalten der jeweiligen Bereiche
vergleichsweise dicht zueinander sind.
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Noch ein weiterer Verbundmagnetkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung kann zwei magnetische Köpfe aufweisen, welche
dünne Filmköpfe oder massive Köpfe umfassen, um simultan
Signale aufzunehmen, welche auf zwei benachbarten Spuren auf
einem magnetischen Aufnahmemedium aufgenommen worden sind,
und welcher zusätzlich eine Vorrichtung zum Schalten und
Verstärken aufweist, so daß ein vorherbestimmtes
Spannungsteilsignal eines Lesesignales von einem magnetischen Kopf
differentiell auf ein Lesesignal von dem anderen
magnetischen Kopf wirkt.
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Noch ein weiterer Verbundmagnetkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine Basis aufweisen, sowie einen Kopf-Chip,
der auf der Basis montiert ist, sowie einen
Hochtransformator, welcher auf der Basis befestigt ist, um das Signal
hochzutransformieren, das von dem Kopf-Chip aufgenommen
worden ist.
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Noch ein weiterer Verbundmagnetkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung kann einen Kopf-Chip aufweisen, welcher auf einer
Basis befestigt ist, sowie einen Lese/Schreibumschalt-
Schaltkreis, um den Kopf-Chip in ein Lese- oder
Schreibsystem umzuschalten, einen Schreibverstärker, um einen
Schreibstrom zu verstärken und zum Anlegen des verstärkten
Stromes an den Kopf-Chip, wenn der Kopf-Chip mit dem
Schreibsystem durch den Lese/Schreibumschalt-Schaltkreis
verbunden ist, sowie einen Hochtransformator, welcher auf
der Basis befestigt ist, um ein Signal hochzutransformieren,
das von dem Kopf-Chip aufgenommen worden ist, wenn der Kopf-
Chip mit dem Lesesystem durch den Lese/Schreibumschalt-
Schaltkreises verbunden ist, und einen
Differential-Eingangsleseverstärker, um das Signal zu verstärken, welches
von dem Hochtransformator hinauftransformiert worden ist,
wobei der Lese/Schreibumschalt-Schaltkreis, der
Schreibverstärker und der Differential-Eingangsverstärker in einem
Hybrid IC ausgebildet und auf der Basis befestigt sind.
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Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein kompakter
Verbundmagnetkopf bereitgestellt, welcher eine exzellente
Kopfauflage bereitstellt und welcher in befriedigender Art
und Weise verschiedene Informationen so wie
Bildinformationen ohne einem Anwachsen von Nebensprechen oder des
Abstandsverlustes liest und schreibt, welcher das
Überschreiben unmittelbar nach dem Schreibbetrieb erlaubt und welcher
leicht herzustellen ist.
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Darüberhinaus ist gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung auch ein Verbundmagnetkopf bereitgestellt, in
dem eine Nebensprechkomponente, die in einem Lesesignal
enthalten ist, mittels einer Nebensprech-Komponente beseitigt
wird, die in dem anderen Lesesignal enthalten ist, so daß
ein hoher Leseausgang mit einem exzellenten S/N-Verhältnis
erhalten werden kann, selbst wenn die Kopfauflage schlecht
und das Nebensprechen erheblich ist.
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Darüberhinaus ist gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ein kompakter Verbundmagnetkopf
bereitgestellt, welcher einen Hochtransformator aufweist, der
zwischen einem magnetischen Kopf und einem
Differentialverstärker eingefügt ist, um ein Lesesystem mit einem weiten Band
und geringem Rauschen zu erhalten, welches einen
Leseverstärker, einen Schreibverstärker und einen
Lese/Schreibumschalt-Schaltkreis aufweist, welche auf einem
Hybrid IC ausgebildet sind, der auf einer Kopfbasis
befestigt ist, um eine Verschlechterung der
Frequenzcharakteristiken infolge eines Anwachsens von externem Rauschen,
Streukapazitäten oder Zuleitungsinduktivitäten zu
unterdrücken, und der leicht herzustellen ist.
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Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben werden.
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Fig. 1 und 2 zeigen den schematischen Kopfaufbau und
die Struktur gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine Draufsicht und eine
longitudinale Schnittansicht eines
Verbundmagnetkopfes gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, in dem die Konfiguration
eines Steuersystems gezeigt ist, das dem
Verbundmagnetkopf gemäß der zweiten Ausführungsform
erlaubt, den Schreib- und Löschbetrieb
durchzuführen;
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Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, in dem der Betrieb des
zeitlich richtigen Ansteuerns der jeweiligen
Blöcke des in Fig. 5 gezeigten Steuersystemes
gezeigt ist;
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Fig. 7 bis 9 sind Ansichten, in denen die Konstruktion
eines Verbundmagnetkopfes mit einem
Lesehochtransformator gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist,
wobei in Fig. 7 eine Draufsicht, in Fig. 8 eine
Seitenansicht und in Fig. 9 eine Schnittansicht
gezeigt ist;
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Fig. 10 ist ein Schaltkreis-Diagrammm, wenn der in den
Fig. 7 bis 9 gezeigte Verbundmagnetkopf
verwendet wird;
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Fig. 11 ist eine Schnittansicht, in der die Struktur
eines Verbundmagnetkopfes vom massiven Typ gemäß
einer vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist;
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Fig. 12 zeigt einen Nebensprech-Entfernungsschaltkreis,
welcher zusammen mit dem in Fig. 11 gezeigten
Verbundkopf vom massiven Typ verwendet wird;
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Fig. 13 ist ein Äquivalent-Schaltkreis-Diagramm von
Rauschen in einem Leseverstärkersystem gemäß
einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 14 zeigt die Prinzipien der fünften
Ausführungsform;
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Fig. 15 ist ein Schaltkreis-Diagramm, in dem die
Schaltkreis-Konfiguration der fünften
Ausführungsform gezeigt ist;
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Fig. 16 bis 18 sind Ansichten, in denen der
Befestigungszustand eines Hybrid-ICs der fünften
Ausführungsform gezeigt ist, wobei in Fig. 16
eine Draufsicht auf die hintere Oberfläche einer
Basis in Fig. 17 eine Draufsicht auf die vordere
Oberfläche der Basis und Fig. 18 eine
Seitenansicht gezeigt ist;
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Fig. 19 zeigt die Frequenzcharakteristiken eines
Lesesystems der fünften Ausführungsform;
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Fig. 20 zeigt die Gesamtkopfrauschspannung in der
fünften Ausführungsform;
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Fig. 21 bis 23 zeigen eine Modifikation der
Oberflächenform des in den Fig. 1 und 2 gezeigten
Verbundmagnetkopfes, wobei in der Fig. 21 eine
Draufsicht, in Fig. 22 eine Endansicht und in
Fig. 23 eine Seitenansicht gezeigt ist;
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Fig. 24 zeigt einen Verbundmagnetkopf, welcher eine
Struktur aufweist, die von der des in den Fig. 1
und 2 gezeigten Verbundmagnetkopfes verschieden
ist;
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Fig. 25 ist ein partielles Diagramm, in dem eine
partielle Modifikation des in Fig. 5 gezeigten
Steuersystemes dargestellt ist;
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Fig. 26 ist ein Zeitdiagramm, das den zeitlich richtigen
Ansteuerungsbetrieb des in Fig. 25 gezeigten
Schaltkreises darstellt;
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Fig. 27 und 28 zeigen eine partielle Modifikation des in
Fig. 5 gezeigten Steuersystems; und
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Fig. 29 ist ein Zeitdiagramm, in dem das zeitlich
richtige Ansteuern des in den Fig. 27 und 28
gezeigten Schaltkreises dargestellt ist.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen eine schematische Kopfanordnung und
Struktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bezeichnet das
Bezugszeichen 1 eine rotierende magnetische Scheibe als ein
magnetisches Aufnahmemedium. Die Scheibe 1 wird mittels
eines Motors (nicht dargestellt) bei einer Rotationsfrequenz
von 3600 rpm (in dem Fall des NTSC-Systemes) im
Gegenuhrzeigersinn gedreht, wie durch den Pfeil um den Punkt O herum
angedeutet. Schreibspuren T1, T2,... sind konzentrisch auf
einer Schreiboberfläche der magnetischen Scheibe 1 durch den
Verbundmagnetkopf 6 ausgebildet. Ein PG-Joch 4 wird als ein
Rotations-Positions-Detektions-Index für die Scheibe 1 bei
dem Zentrum der Scheibe 1 befestigt. Eine PG-Spule 5 wird
als eine Pulsdetektionsvorrichtung bei einem Punkt auf
einem Rotationspfad des PG-Jochs 4 auf dem Vorrichtungsgehäuse
(nicht dargestellt) befestigt. Die PG-Spule 5 ist bei der
nicht-beschriebenen Seite der magnetischen Scheibe 1
angeordnet, d. h. bei der dem Verbundmagnetknopf 2
gegenüberliegenden Seite. Die PG-Spule 5 extrahiert ein Pulssignal,
welches durch die Verkettung der magnetischen Flüsse
induziert worden ist, die von dem PG-Joch 4 bei der Rotation der
magnetischen Scheibe 1 erzeugt worden sind.
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Wenn ein Feld-Schreiben während dem Standbild-Schreiben auf
einer magnetischen Scheibe 1 durchgeführt wird, werden
Standbildinformationen für verschiedene Felder in erste und
zweite Spuren T1 und T2 geschrieben. Wenn ein
Rahmen-Schreiben durchgeführt wird, werden Standbildinformationen für
zwei aufeinanderfolgende Felder in die Spuren T1 und T2
geschrieben. In beiden Fällen werden die Schreib-Start- und -
Endpunkte definiert, wenn das PG-Joch 4 zu der in Fig. 1
illustrierten Position kommt, d. h., wenn es sich auf einer
Linie O-Y befindet, sofern die Linie, die den Mittelpunkt O
der magnetischen Scheibe 1 und das Zentrum der PG-Spule 5
verbindet, mittels der Linie Y-Y' repräsentiert wird. In
anderen Worten wird der Verbundmagnetkopf 2 durch einen PG-
Puls geschaltet, welcher erhalten wird, wenn das PG-Joch 4
zu dem Zentrum der PG-Spule 5 kommt. Wenn ein Bild-Schreiben
durchgeführt wird, werden in dem NTSC-System 262 H (H
bedeutet eine horizontale Linie) in eine Spur geschrieben. Der
Umschaltpunkt wird bei einem Zeitpunkt gesetzt, welcher
beispielsweise 7 H früher liegt als die führende Kante VS1 des
vertikalen Sync-Signales VS. Daher wird die führende Kante
VS1 des vertikalen Sync-Signales VS bei einem Winkel O-O'
geschrieben, welcher um R [360º·(7,262)] von der Linie O-Y
als ein Umschaltpunkt auf der magnetischen Scheibe 1
verschoben ist. Als ein Ergebnis hiervon ist die
Rauschkomponente, welche bei dem Umschaltpunkt erzeugt wird, nahe einer
Ecke des Lesebildes angeordnet und kann in der Praxis
ignoriert werden.
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Die Fig. 2 ist eine Draufsicht, die die Struktur des in Fig.
1 gezeigten Verbundmagnetkopfes 6 zeigt. Der
Verbundmagnetkopf 6 kann kontinuierlich, ohne Bewegung, verschiedene
Informationen, so wie beispielsweise Bildinformationen oder
digitale Daten, lesen oder schreiben und kann geschriebene
Informationen nach Bedarf löschen.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 2 bezeichnet das Refernenzsymbol P
einen seitlichen Spurabstand; Wa eine
Lese/Schreibspaltenbreite; und Wb eine Löschspaltenbreite.
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In den Fig. 1 und 2 befinden sich die Lese/Schreibspalten
R/W-1 und R/W-2 des Verbundmagnetkopfes 6 bei dem Zentrum
des Kopfes 6 und auf der Linie Y-Y'. Die Löschspalten E1 und
E2 befinden sich bei Positionen, die von den
Lese/Schreibspalten R/W-1 und R/W-2 zu der
Stromaufwärtsseite hin um X (ungefähr 400 um, entsprechend einem
Zeitunterschied
von ungefähr 1 H des Videosignals) verschoben
sind. Die Kopfauflage ist so entworfen, um bei den
Lese/Schreibspalten R/W-1 und R/W-2 optimal zu sein.
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In dieser Ausführungsform ist der Abstandsverlust vermindert
und die Leistungsfähigkeit erhöht. Die Löschspalten E1 und
E2 erfahren eine schlechtere Kopfauflage als die
Lese/Schreibspalten R/W-1 und R/W-2. Indessen kann, da die
Spaltbreite Wb größer ist als die Spaltbreite Wa der
Lese/Schreibspalten R/W-1 und R/W-2, eine leichte
Verschlechterung in der Leistungsfähigkeit vernachlässigt
werden. Wie später beschrieben werden wird, wird der
Schreibbetrieb nur einmal für jede Rotation der Scheibe durchgeführt.
Indessen kann der Löschbetrieb kontinuierlich über eine
Mehrzahl von Rotationen der Scheiben hinweg durchgeführt
werden. Daher kann die schlechtere Kopfauflage der
Löschspalten E1 und E2 kompensiert werden.
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In dieser Ausführungsform befinden sich die
Lese/Schreibspalten R/W-1 und R/W-2 auf der Linie Y-Y'.
Daher werden sich die Inklinationswinkel (die Azimut-Winkel)
der Spalten R/W-1 und R/W-2 bezüglich den Spuren nicht
ändern, wenn der Verbundmagnetkopf 6 in radialer Richtung der
Scheibe 1 bewegt wird. Azimut-Verluste werden daher
verhindert. Da die Azimut-Winkel der Löschspalten E1 und E2 aus
dem zuvor erwähnten Grund nicht beeinflußt werden, können
die Löschspalten E1 und E2 im wesentlichen parallel zu den
Lese/Schreibspalten R/W-1 und R/W-2 angeordnet werden. Der
Kopf der zweiten Ausführungsform ist daher leichter
herzustellen.
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Um eine gute Kopfauflage zu erhalten, befindet sich der
Abstand X zwischen den Lese/Schreibköpfen R/W-1 und R/W-2 und
den Löschköpfen E1 und E2 vorzugsweise bei einem Minimum.
Daher ist ein magnetisches Abschirmteil 6C bei dem
Verbindungsteil zwischen dem Lese/Schreibbereich 6A und dem
Löschkopfbereich
6B vorzugsweise so dünn wie möglich. Indessen
stellt mit einem derartigen Aufbau das Nebensprechen
zwischen den Lese/Schreibspalten R/W-1 und R/W-2 und den
Löschspalten E1 und E2 ein Problem dar. Dies kann mit einer
geeigneten Ansteuerung der Schreib- und Löschzeiten mittels
eines später zu beschreibenden Steuersystemes gelöst werden.
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Im allgemeinen wird ein dünner Filmkopf als ein
Multikanalkopf mit geringem Nebensprechen als bevorzugt erachtet. Ein
bekannter dünner Film-Lese/Schreibkopf ist beispielsweise in
"Thin film head for for high-density recording sheet",
Denshi-Tsushingakkai, Giken-Hokoku, VR-63-8, (6. Juni 1984),
Seiten 55-60 beschrieben. Während ein dünner Film-
Lese/Schreibkopf hergestellt werden kann, ist es schwierig,
einen dünnen Film-Löschkopf für den Zusammenbau mit dem
Lese/Schreibkopf herzustellen. Der Grund hierfür ist der
folgende. Wenn ein 7 MHz Leuchtdichtesignal, welches auf
einer Metallscheibe aufgenommen ist, eine Koerzitiv-Kraft von
Hc = 111,4·10³ [AT/m] (1400 Oe) aufweist, bei -40 dB
gelöscht wird, wird eine Magnetisierung von 2 Ampere-Windungen
oder mehr benötigt. Indessen ist es schwierig, die Anzahl
der Windungen zu erhöhen, und es ist auch schwierig, einen
Spulenbereich mit einem großen Querschnitt in einem dünnen
Filmkopf zu erhalten. Daher ist es schwierig, eine hohe
Ampere-Windung zu erhalten. Um einen Kern zum Passieren von
großen magnetischen Flüssen herzustellen, muß der
Querschnittsbereich des Kerns vergrößert werden. Indessen ist in
einem dünnen Filmkopf, da der Kern mittels
Zerstäubungstechniken oder ähnlichem hergestellt ist, die Herstellung eines
Kerns mit einem großen Querschnitt zeitintensiv und teuer.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen die Struktur eines
Verbundmagnetkopfes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, der unter der Berücksichtigung der zuvor
beschriebenen Situation hergestellt worden ist. Wie in Fig. 3
gezeigt, ist der Verbundkopf 6 auf einem Endteil einer
Befestigungsbasis
7 befestigt und die Kopfspule ist mit der
Schaltkreisleiterplatte 8 auf der Basis 7 durch
Leitungsdrähte 9 verbunden. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 ein Befestigungsloch. Im allgemeinen
ist ein ausreichender Raumabstand um den Kopf herum nicht
verfügbar. Daher wird eine kleine Befestigungsbasis 7 mit
einer Fläche von 5·10 M mm² verwendet.
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Fig. 4 zeigt eine longitudinale Schnittansicht des
Verbundmagnetkopfes 6. Der dünne Film-Lese/Schreibkopfbereich 6A
wird in der folgenden Art und Weise erhalten. Ein
magnetisches Material, welches eine hohe sättigungsmagnetische
Flußdichte aufweist, wie beispielsweise Cendust (cendust),
wird mittels Zerstäubungstechniken oder ähnlichem auf einem
Ferrit-Substrat 6-1 mit polierten Enden bis zu einer Dicke
von ungefähr einigen Mikrometern aufgebracht, um einen
unteren Kern 6-2 bereitzustellen. Nach der Isolierung des
unteren Kerns 6-2 mittels einer SiO&sub2;-Aufbringung wird die dünne
Filmspule 6-3 aus Kupfer oder ähnlichem für fünf bis zehn
Windungen mittels einer Herstellungstechnik, wie Zerstäuben
oder einer Kombination aus Aufbringung und Ätzen, gebildet.
SiO&sub2; wird darüber bis zu einer Dicke von 0,1 um bis 0,2 um
zerstäubt, um den Lese/Schreibspaltbereich 6-4 zu bilden.
Der obere Kern 6-5, bestehend aus dem gleichen Material wie
der untere Kern, wird auf dem Bereich 6-4 mittels Zerstäuben
oder ähnlichem ausgebildet, ein schützender Film 6-6 wird
darauf ausgebildet, und eine schützende Platte 6-8 wird
daran mittels eines adhäsiven Glases 6-7 angehaftet. Der
massive Kopfbereich 6B wird auf die folgende Art und Weise
hergestellt. Der magnetische Kern 6-9 aus Cendust oder
ähnlichem wird mit dem magnetischen Kern 6-11 aus dem gleichen
Material verbunden, um den die Spule 6-10, welche zehn bis
20 Windungen aufweist, gewunden ist, um den
Löschspaltbereich 6-12 bereitzustellen. Der Verbundmagnetkopf 6 wird
erhalten, indem man die Kopfbereiche 6A und 6B integral
ausbildet.
Eine magnetische Abschirmplatte wird vorzugsweise
zwischen den Bereichen 6A und 6B gehalten.
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In dem Verbundmagnetkopf 6 einer derartigen Konstruktion
kann, da die Dicke der Spalte 6-4 zu der Platte 6-8 in dem
dünnen Film-Lese/Schreibkopfbereich 6A auf 30 um oder
weniger gesetzt werden kann, der Abstand zwischen den Spalten
signifikant vermindert werden. Daher kann eine gute
Kopfauflage bei sowohl dem Lese/Schreibspaltbereich 6-4 als auch
bei dem Löschspaltbereich 6-12 erhalten werden. Selbst wenn
der Lese/Schreibkopfbereich 6A für zwei Kanäle entlang der
breitseitigen Richtung der Spuren ausgebildet wird, kann, da
der Lese/Schreibbereich 6A aus einem dünnen Film besteht,
das Nebensprechen während des Signallesens um ungefähr -40
dB unterdrückt werden. Der Bereich 6A ist daher für eine
Multikopfstruktur geeignet und ist leicht herzustellen. Da
der Löschkopfbereich 6B ein konventioneller massiver Kopf
ist, kann ein hoher Strom leicht fließen und ein großer
magnetischer Fluß kann erzeugt werden. Daher kann ein
Leuchtdichtesignal von 7 MHz bis auf einen Pegel von -40 dB oder
weniger gelöscht werden.
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Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, in dem die Konfiguration eines
Steuersystemes für die Durchführung des Schreib- und
Löschbetriebs gezeigt ist, wenn der Verbundkopf 6 verwendet wird.
Das charakteristische Merkmal des Steuersystemes ist, daß
ein PG-Puls für sowohl das Schalten des Schreibkopfes als
auch für das Schalten des Löschkopfes verwendet wird. Ein
Videosignal von einer Abbildungseinrichtung, wie
beispielsweise von einem Festkörperabbildungselement oder von einem
externen TV-Signalgenerator, wird an einen Anschluß 11
angelegt, vergleiche das linke Ende der Zeichnung. Das
Videosignal wird an einen vertikalen Sync-Signaltrenner 12 und an
einen FM-Modulator 13 angelegt. Das Videosignal, welches an
den vertikalen Sync-Signaltrenner 12 angelegt worden ist,
dient nur zur Trennung eines vertikalen Sync-Signales VS,
welches an den Motor-Servo-Schaltkreis 14 angelegt wird. In
Antwort auf einen FG-Puls, welcher als ein
Rotations-Frequenzsignal von dem Scheibenantriebsmotor 15 angelegt wird,
führt der Motor-Servo-Schaltkreis 14 eine Geschwindigkeits-
Servo-Steuerung des Motors 15 durch und hält die
Geschwindigkeit des Motors 15 bei 3600 rpm. Die magnetische Scheibe
1 wird auf dem Schaft des Motors 15 befestigt. Das PG-Joch,
welches nahe dem Zentrum der Scheibe 1 befestigt ist, wird
durch die PG-Spule 5 detektiert und 60 PG-Pulse werden pro
Sekunde übermittelt. Die PG-Pulse werden mittels eines PG-
Pulsdetektors 16 geformt und an den Motor-Servo-Schaltkreis
14 und an den später zu beschreibenden
Schreib/Lösch-Steuerschaltkreis 17 angelegt. In Antwort auf das vertikale sync-
Signal und die PG-Pulse führt der Motor-Servo-Schaltkreis 14
eine Motorphasen-Servo-Steuerung durch, so daß die PG-Pulse
und die führende Kante VS1 des vertikalen sync-Signales
einen Zeitunterschied von 7 H (63,5 um·7) aufweisen.
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Nachdem das Videosignal, welches an den FM-Modulator 13
angelegt worden ist, FM-moduliert ist, wird es mittels des
Schreibverstärkers 18 stromverstärkt und an die
Anregungsspulen 21 und 22, welche den Lese/Schreibspalten R/W-1 und
R/W-2 des Kopfes 6 entsprechen, über die Schalter 19 und 20
angelegt.
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Ein Löschsignalausgang von dem Löschsignalgenerator 23,
welcher einen Oszillator umfaßt, wird mittels eines
Löschverstärkers 24 zu einem Löschstrom stromverstärkt. Der
Löschstrom wird an Anregungsspulen 27 und 28, welche den
Löschspalten E1 und E2 des Kopfes 6 entsprechen, über die
Schalter 25 und 26 angelegt.
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Das AN/AUS und die Auswahlsteuerung der Schalter 19, 20, 25
und 26 wird mit dem Steuerschaltkreis 17 durchgeführt. In
Antwort auf eine Betriebsinstruktion von dem
Betriebsinstruktionsschalter 29 (einem Auslöseschalter in dem Fall
einer
elektronischen Kamera) wird der Steuerschaltkreis 17 in
Synchronisation mit dem PG-Puls aktiviert und steuert die
Schalter 19, 20, 25 und 26.
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Die Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, in dem das
Betriebszeitverhalten des in Fig. 5 gezeigten Steuersystemes dargestellt
ist. Es wird ein Fall angenommen, in dem ein vertikales
Sync-Signal VS alle 1/60 Sekunde angelegt wird und der PG-
Puls mit einem Zeitverhalten von 7H vor der führenden Kante
des Signales VS eingelesen wird, wie in Fig. 6 gezeigt. Wenn
der Betriebsinstruktionsschalter 29 zum Zeitpunkt t1
angeschaltet wird, erzeugt der Steuerschaltkreis 17 ein
Steuersignal bei einem Zeitpunkt t2, bei dem der erste PG-Puls
eingelesen wird. In Antwort auf das Steuersignal wird der
Schalter 25 eingeschaltet, und der Schalter 26 nimmt den in
Fig. 5 gezeigten Zustand ein, d. h., er wird geschaltet, so
daß er die a-Seite kontaktiert. Dann kann das Löschen
mittels der Löschspalte E1 durchgeführt werden. In diesem
Beispiel wird das Löschen durch den Löschspalt E1 über ein
Zeitintervall hinweg durchgeführt, das zwei Umdrehungen der
Scheibe 1 entspricht. Beim Zeitpunkt t3 wird nur der
Schalter 26 geschaltet, um die Seite b zu kontaktieren. Daher
kann nun ein Löschen mittels dem Löschspalt E2 durchgeführt
werden. Wenn der Betriebsinstruktionsschalter 29 beim
Zeitpunkt t4 ausgeschaltet wird, endet der Löschbetrieb nach nur
einem Zyklus (4 Umdrehungen der Scheibe), und der
Schreibbetrieb wird gestartet. Wenn ein PG-Puls bei dem Zeitpunkt t5
eingelesen wird, wird der Löschbetrieb beendet, der Schalter
19 wird in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem
Steuerschaltkreis 17 eingeschaltet und der Schalter 20 wird
geschaltet, um eine Seite a zu kontaktieren. Daher kann der
Schreibbetrieb mittels dem Lese/Schreibspalt R/W-1 für ein
Zeitintervall durchgeführt werden, das einer Umdrehung der
Scheibe 1 entspricht. Beim Zeitpunkt t6, bei dem der nächste
PG-Puls angelegt wird, wird der Schalter 20 geschaltet, um
die Seite b zu kontaktieren. Dann kann der Schreibbetrieb
mittels dem Lese/Schreibspalt R/W-2 durchgeführt werden.
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Auf diese Art und Weise kann Löschen und Schreiben für sechs
Felder (1/10 Sekunden) über zwei Spuren durchgeführt werden.
Da die Spalten E1 und R/W-1 sowie die Spalten E2 und R/W-2
mit Zeitdifferenzen aktiviert werden, tritt nur wenig
Nebensprechen auf. Da nicht nur die Lese/Schreibspalten R/W-1 und
R/W-2, sondern auch die Löschspalten E1 und E2 in
Synchronisation mit dem PG-Puls gesteuert werden, wird keine Totzeit
erzeugt. Da das Löschen für ein Zeitintervall durchgeführt
wird, das wenigstens einer Umdrehung der Scheibe 1
entspricht, wird ein nichtgelöschter Teil nicht verbleiben. Der
Löschzyklus kann auf ein Zeitintervall erstreckt werden, das
zwei Umdrehungen der Scheibe entspricht, indem die zeitliche
Ansteuerung zum Ausschalten des
Betriebsinstruktionsschalters 29 verschoben wird.
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Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine dritte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung und beschreiben einen Fall, in dem
Lesehochtransformatoren 31 und 32 zu der
Verbundkopfvorrichtung von Fig. 3 hinzugefügt werden. Wie in den Fig. 7 bis 9
gezeigt, werden zwei Hochtransformatoren 31 und 32 durch
isolierende Schichten (nicht dargestellt) für einen
Zweikanal-Lesebetrieb auf der Befestigungsbasis 7 befestigt, die
den Verbundkopf 6 an einem ihrer Enden befestigt aufweist.
Obgleich in (a) nicht dargestellt, werden magnetische
Abschirmgehäuse 33 und 34 bereitgestellt, um die
Transformatoren 31 und 32 zu bedecken, wie in (c) gezeigt.
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Mit der Verbundkopfvorrichtung, welche die obige
Konstruktion aufweist, wird der Abstand von dem Kopf zu den
Transformatoren 31 und 32 minimiert, die Rauschaufnahme wird
vermindert und das S/N-Verhältnis wird verbessert. Da der
Verdrahtungswiderstand auf ein Minimum reduziert wird, werden
die Frequenzcharakteristiken verbessert. Die magnetische
Permeabilität u der Transformatoren 31 und 32 ist
vorzugsweise hoch. In diesem Beispiel weisen die Transformatoren 31
und 32 eine magnetische Permeabilität von u = 500 bei 10 MHz
auf. Wenn die magnetische Permeabilität u gering ist, muß
die Anzahl der Windungen bei den Sekundärwindungen der
Transformatoren 31 und 32 erhöht werden, was die
Frequenzcharakteristiken verschlechtert.
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Fig. 10 ist ein Schaltkreisdiagramm für den Fall, bei dem
die Hochtransformatoren 31 und 32 befestigt sind. Da erste
und zweite Kanäle 40 und 50 eine identische Struktur
aufweisen, wird eine Beschreibung nur im Hinblick auf den Kanal 40
gegeben. Die Teile des zweiten Kanales 50 werden durch die
Bezugszeichen 50 bis 59 bezeichnet und auf eine detaillierte
Beschreibung von ihnen wird verzichtet.
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In dem Schreibmodus wird eine Schreibinformation, welche bei
dem Anschluß 41 eingegeben wird, an den Schreibverstärker 42
angelegt und das Gattersignal, welches an den Anschluß 43
angelegt ist, geht auf einen "H" -Pegel. Daher wird der
Schreibtransistor 44 eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird
der Transistor 45 ausgeschaltet sein, da das Gattersignal
des Lesetransistors 45 mittels dem Inverter 46 auf einen
"L"-Pegel gesetzt ist. Die Schreibinformation fließt daher
durch die Spule 21 des Lese/Schreibkopfes und den Transistor
44 und wird geschrieben. Die Primärwindungsspule des
Hochtransformators 31 beeinflußt den Schreibbetrieb nicht.
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In dem Lesemodus geht das Gattersignal auf einen "L"-Pegel.
Daher wird der Schreibtransistor 44 ausgeschaltet, und der
Lesetransistor 45 wird angeschaltet. Die bei der Spule 21
erhaltene Leseinformation der Lese/Schreibspule wird mittels
dem Lesehochtransformator 31 hochtransformiert und wird vom
Anschluß 48 durch den Leseverstärker 47 ausgelesen. Da der
Ausgangsanschluß des Schreibverstärkers 42 durch den
Transistor 45 kurzgeschaltet ist, wird der Schreibschaltkreis den
Lesebetrieb nicht beeinflussen. In Fig. 10 bezeichnet das
Bezugszeichen 49 einen Löschsignal-Versorgungsanschluß. Wenn
der in Fig. 10 gezeigte Gesamtschaltkreis in einem Hybrid-IC
ausgebildet wird, und auf der Befestigungsbasis 7 befestigt
wird, dann wird die Anzahl der Leitungsschichten, welche
ausgebildet werden müssen, vermindert und das S/N-Verhältnis
und die Frequenzcharakteristiken werden verbessert.
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Die Fig. 11 zeigt einen Verbundkopf 60 vom massiven Typ
gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Wie in Fig. 11 gezeigt, bilden in diesem Verbundkopf
60 vom massiven Typ die Windung 63 und die magnetischen
Kerne 61 und 62 aus Cendust oder ähnlichem den
Lese/Schreibkopfbereich 60A vom massiven Typ mit der Spalte
64. Auf ähnliche Art und Weise bilden die Windung 67 und die
magnetischen Kerne 65 und 66 aus Cendust oder ähnlichem den
Löschkopfbereich 60B vom massiven Typ. Die zwei Bereiche 60A
und 60B sind verbunden und mit einem magnetischen
Abschirmteil 69 zwischen sich fixiert. Die Windung 63 des
Lese/Schreibkopfbereiches 60A weist ungefähr zehn Windungen
auf und kann einen Strom von ungefähr 50 bis 70 mA fließen
lassen. Die Windung 67 des Löschkopfbereiches 60B weist etwa
zehn bis 20 Windungen auf und kann einen Löschstrom von
ungefähr 100 bis 200 mA fließen lassen.
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In dem in Fig. 11 gezeigten Verbundkopf 60 kann eine
konventionelle Herstellungstechnik für massive Köpfe direkt
verwendet werden, und die Herstellung ist daher einfach.
Wenn indessen ein Vielfachkopf erhalten werden soll, wird
das Nebensprechen in dem Lesezustand höher sein als in den
zuvor beschriebenen Verbundköpfen. Wenn ein solcher
Multikopf in Kombination mit einem
Nebensprech-Entfernungsschaltkreis verwendet wird, welcher im folgenden beschrieben
werden wird, kann das Nebensprechen auf einen befriedigenden
Pegel unterdrückt werden.
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Die Fig. 12 ist ein Schaltkreisdiagramm, das den
Nebensprech-Entfernungsschaltkreis 70 zeigt. In Fig. 12
bezeichnet das Referenzsymbol SW0 einen
Schreibmodus-Kopfwahlschalter, welcher einen der ersten oder zweiten Lese/Schreibköpfe
71 und 72 auswählt. Die Referenzsymbole SW1 und SW2
bezeichnen Lese/Schreibschalter für den ersten und den zweiten
Lese/Schreibkopf 71 und 72; die durchgezogenen Linien
entsprechen der Schreibseite und die durchbrochenen Linien
entsprechen der Leseseite. Das Referenzsymbol SW3 bezeichnet
einen Lesemodus-Kopfwahlschalter; die durchgezogene Linie
entspricht dem ersten Kopf 71 und die durchbrochene Linie
entspricht dem zweiten Kopf 72. Das Referenzsymbol SW4
bezeichnet einen Lesesignal-Auswahlschalter als eine
Gegenmaßnahme gegen Nebensprechen. Wenn der Schalter SW3 den ersten
Lese/Schreibkopf 71 auswählt, dann wählt der SW4 den zweiten
Lese/Schreibkopf. Wenn indessen der Schalter SW3 den
zweiten Lese/Schreibkopf 72 auswählt, dann wählt der Schalter
SW4 den ersten Lese/Schreibkopf 71 aus.
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Der zuvor beschriebene Nebensprech-Entfernungsschaltkreis 70
arbeitet auf die folgende Art und Weise. In dem Schreibmodus
sind die Schalter SW0, SW1 und SW2 so gesetzt, wie durch die
durchgezogenen Linien angezeigt. Wenn ein Schreibsignal an
den Anschluß 73 angelegt wird, wird es mittels des
FM-Modulators 74 FM-moduliert, durch den Schreibverstärker 75
verstärkt und an den ersten Lese/Schreibkopf 71 über die
Schalter SW0 und SW1 angelegt und geschrieben. Wenn der Schalter
SW0 geschaltet wird, wie durch die durchbrochene Linie
angezeigt, wird das Schreibsignal an den zweiten Kopf 72 über
den Schalter SW2 angelegt und geschrieben. In dem Lesemodus
werden die Schalter SW1 und SW2 geschaltet, wie durch die
durchbrochenen Linien angezeigt. Wenn der Lesebetrieb von
dem ersten Lese/Schreibkopf 71 durchgeführt wird, sind die
Schalter SW3 und SW4 gesetzt, wie durch die durchgezogenen
Linien angezeigt. Das Lesesignal wird durch den ersten
Lese/Schreibkopf 71 aufgenommen und wird als ein Eingang an
den Differenzverstärker 77 über den Schalter SW1, den
Leseverstärker 76 und den Schalter SW3 angelegt. Das Signal von
dem Differenzverstärker 77 wird mittels dem FM-Demodulator
78 demoduliert und vom Anschluß 79 ausgelesen. Das
Lesesignal, welches von dem zweiten Lese/Schreibkopf 72
aufgenommen wird, wird an einen Spannungsteiler 81 über den Schalter
SW2 und einen Leseverstärker 80 angelegt, es wird von ihm in
eine Signalspannung eines vorbestimmten Verhältnisses
geteilt und an den anderen Eingang des Differenzverstärkers 77
über den Schalter SW4 angelegt. Daher erzeugt der
Differenzverstärker 77 ein Differenzsignal zwischen dem Lesesignal
aus dem ersten Lese/Schreibkopf und dem spannungsgeteilten
Signal des Lesesignals aus dem zweiten Lese/Schreibkopf 72.
Als ein Ergebnis wird die Nebensprechkomponente im Signal
von dem Differenzverstärker 77 aufgehoben, und das Signal
wird als ein Endlesesignal ausgegeben. Wenn der Leseausgang
von dem zweiten Lese/Schreibkopf 72 entnommen wird, dann
werden die Schalter SW3 und SW4 zu der Seite geschaltet, die
durch die durchbrochenen Linien angezeigt ist. Dann wird die
Differenz zwischen dem Lesesignal von dem zweiten
Lese/Schreibkopf 72 und dem Lesesignal von dem ersten
Lese/Schreibkopf 71 erhalten und die Nebensprechkomponente
wird auf der gleichen Art und Weise wie zuvor beschrieben
aufgehoben.
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Die Fig. 13 bis 20 zeigen eine fünfte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, in der ein Hybrid-IC auf einer Basis
befestigt ist.
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In Fig. 13 ist ein Äquivalenz-Schaltkreisdiagramm von
Rauschen in einem Kopf-Leseverstärkersystem, welches einen
Hochtransformator enthält, dargestellt. Unter Bezugnahme auf
Fig. 13 bezeichnet das Referenzsymbol Lh die Induktivität
des Kopfes H; Rh den Widerstand des Kopfes H; Lp die
Induktivität der Primärwindung des Hochtransformators T; Rp den
Widerstand der Primärwindung des Hochtransformators T; Ls
die Induktivität der Sekundärwindung des Hochtransformators
T; und Rs den Widerstand der Sekundärwindung des
Hochtransformators T. Das Referenzsymbol Eh bezeichnet die
Kopfausgangsspannung; Enh das thermische Rauschen von Rh; Enp das
thermische Rauschen von Rp; Ens das thermische Rauschen von
Rs; Ena und Enb die Rauschspannungen des
Differential-Eingangsleseverstärkers 90; und Ina und Inb die Rauschströme
des Differential-Eingangsleseverstärkers 90.
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Um ein Kopf -Leseverstärkersystem mit einem guten
S/N-Verhältnis zu erhalten, muß das gesamte Rauschen vermindert
werden, und das Windungsverhältnis Ns/Np des
Hochtransformators T muß erhöht werden. Wenn der Leseverstärker eher
Differentialeingänge als einen einzelnen Eingang empfängt, dann
wird En verdoppelt und In halbiert. Die Eingangskapazität
(nicht dargestellt) wird gleichfalls halbiert. Wenn das
Aufspannungsverhältnis, d. h., das Windungsverhältnis Ns/Np,
vergrößert wird, dann werden die Werte Is und Rs erhöht und
ein erhebliches Rauschen wird durch das Fließen von In
erzeugt. Indessen wird in dem Fall von Differentialeingängen
der obige Effekt minimiert, da In halbiert wird. Ci wird
gleichfalls halbiert, um ein hohes Band zu erhalten. Daher
umfaßt der Leseverstärker einen
Differential-Eingangsverstärker und seine Eingangselemente und die
Betriebsbedingungen sind so gesetzt, daß En klein ist und In groß ist (En
und In sind invers proportional), beispielsweise indem ein
Transistor verwendet wird.
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Die Fig. 14 zeigt das Prinzip der Ausführungsform, die auf
diesem Aufbau basiert. In dem Lesemode ist der
Lese/Schreibschalter 91 AUS und der Lese/Schreibschalter 92
ist AN. Ein Schreibsignal wird an die Spule 21 des
Lese/Schreibkopfes R/W-1 über den Schreibverstärker 93
angelegt, der aus dem Verstärker 93c und den umkehrt parallel
geschalteten Dioden 93a und 93b besteht. In dem Lesemode
sind die Lese/Schreibschalter 91 und 92 ausgeschaltet. Eine
in Spule 21 induzierte Lesespannung wird von dem
Hochtransformator 31 hochtransformiert und von dem
Differential-Eingangsverstärker 90 verstärkt.
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Fig. 15 ist ein Schaltkreisdiagramm, in dem die
Schaltkreiskonfiguration dieser Ausführungsform dargestellt ist. In
Fig. 15 bezeichnet das Bezugszeichen 100 einen
Lese/Schreibumschalt-Schaltkreis, welcher zwei Transistoren
aufweist, die den zuvor beschriebenen Lese/Schreibschaltern
91 und 92 entsprechen. Der Lese/Schreibumschalt-Schaltkreis
100 besteht aus vier Transistoren 101, 102, 103 und 104,
sowie dem Inverter 105. Die Referenzsymbole 8a bis 8u
bezeichnen Anschlüsse. Wenn ein Signal mit einem "H"-Pegel von dem
Anschluß 8i in dem Schreibmode eingelesen wird, dann wird
das "H"-Pegelsignal direkt an die Basen der Transistoren 102
und 104 angelegt und wird von dem Inverter 105 in ein "L"-
Pegelsignal invertiert, das an die Basen der Transistoren
101 und 103 angelegt wird. Daher werden die Transistoren 102
und 104 angeschaltet, und die Transistoren 101 und 103
werden ausgeschaltet. Wenn ein "L"-Pegelsignal an dem Anschluß
8i in dem Lesemode angelegt wird, werden die Transistoren
101 und 103 angeschaltet, und die Transistoren 102 und 104
werden ausgeschaltet, und zwar auf die umgekehrte Art und
Weise wie im vorbeschriebenen Fall.
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Die Teile, die in Fig. 17 von strichpunktierten Linien
umgeben sind, d. h., die Differential-Eingangsverstärker 90A und
90B, die Schreibverstärker 93A und 93B sowie der
Lese/Schreibumschalt-Schaltkreis 100 sind in einem Hybrid-IC
ausgebildet und auf einer Kopfbasis befestigt.
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Die Fig. 16 zeigt den Befestigungszustand des Hybrid-ICs und
ist eine Draufsicht, die von der hinteren Seite der Basis 7
genommen wurde. Zwei Lese/Schreibköpfe und zwei Löschköpfe
sind in dem Kopf-Chip 6 zusammengefügt. Die Bezugssymbole 8a
bis 8u bezeichnen leitende Filme aus Kupfer oder ähnlichem.
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Kreismarkierungen, welche an den leitenden Filmen befestigt
sind, zeigen Durchkontaktierungen an und verbinden die
leitenden Filme auf der Front- und der Rückseite der Basis 7
elektrisch miteinander. Die leitenden Filme 8a, 8b, 8p und
8q dienen als Löschstrom-Eingangsanschlüsse; 8r und 8u als
Schreibstrom-Eingangsanschlüsse; 8s und 8t als
Leseausgangsanschlüsse und 8i als ein
Lese/Schreibsignal-Eingangsanschluß.
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Die Fig. 17 und 18 zeigen gleichfalls den
Befestigungszustand des Hybrid-ICs und sind eine Draufsicht und eine
Seitenansicht, welche von der Frontseite der Basis 7 genommen
worden sind. Die Bezugszeichen 31 und 32 in den Fig. 17 und
18 bezeichnen die zuvor beschriebenen Hochtransformatoren,
welche jeweils primäre Windungen aufweisen, die mit den
Anschlüssen 8f, 8h, 8j und 8l verbunden sind, sowie jeweilige
Sekundärwindungen, welche mit den leitenden Filmen 8c, 8d,
8n und 8o verbunden sind.
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Ein Material, welches eine hohe magnetische Permeabilität
aufweist, ist als ein Kernmaterial für die
Hochtransformatoren 31 und 32 ausgewählt, so daß eine hohe Induktivität mit
einer geringen Anzahl von Windungen erreicht wird. Dann kann
der Einfluß des Rauschens Enp und Ens, wie zuvor unter
Bezugnahme auf Fig. 13 erläutert, reduziert werden.
Beispielsweise kann, wenn die Primärwindung fünf Windungen aufweist
und die Sekundärwindung 25 Windungen aufweist, ein gutes
Ergebnis erhalten werden. Mit einem Leseverstärker, welcher
eine Eingangskapazität von 10 pF in einer einzelnen
Eingangsmode aufweist, kann er eine Eingangskapazität von 5 pF
in dem Differential-Eingangsgangsmode bereitstellen. Als ein
Ergebnis wird die Resonanzfrequenz der Eingangskapazität von
5 pF und der Induktivität von 35 um, betrachtet von den
Sekundärwindungen der Hochtransformatoren 31 und 32 her,
gleich 12 MHz, was ein kritischer Wert für die Lesesystem-
Frequenzcharakteristiken ist.
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Fig. 19 zeigt die Frequenzcharakteristiken des Lesesystemes
dieser Ausführungsform und Fig. 20 zeigt die Gesamtkopf-
Rauschspannung. In den Fig. 19 und 20 stellen die
durchgezogenen Linien a und d die Fälle dar, in denen ein
Hochtransformator mit einem Primär- zu Sekundärwindungs-Verhältnis
von 5 : 25 und ein Differential-Eingangsleseverstärker
verwendet wird; die gestrichelten Linien b und e zeigen die
Fälle, in denen ein Hochtransformator, wie zuvor
beschrieben, und ein einzelner Eingangsleseverstärker verwendet
wird; und die strichpunktierten Linien c und f zeigen die
Fälle, in denen kein Hochtransformator und ein einzelner
Eingangsleseverstärker verwendet wird. Wie in Fig. 19
dargestellt, tritt in der Kurve a die Resonanz bei 12 MHz auf, in
Kurve b tritt sie bei 8,5 MHz auf, da der
Eingangskapazitäts-Verminderungseffekt nicht erhalten wird. In Kurve c ist
der Leseausgang niedrig, da kein Hochtransformationseffekt
erhalten wird. Wie in Fig. 20 gezeigt, wird die
Rauschspannung in Kurve d nahe der Resonanzfrequenz von 12 MHz
minimal. Die Kurve e ist von der Kurve d in einem niedrigen
Frequenzbereich nicht signifikant verschieden; indessen erhöht
sich bei Frequenzen von 9 MHz oder darüber die
Rauschspannung signifikant. In der Kurve f ist die Rauschspannung um
ungefähr 10 dB bei 9 MHz und mehr höher und ist auch nahe 12
MHz höher.
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Auf diese Art und Weise kann, wenn ein Leseverstärker einen
Differential-Eingangsverstärker 90 umfaßt und
Hochtransformatoren 31 und 32 zwischen dem Verstärker 90 und dem Kopf
verwendet werden, ein Breitband-Lesesystem mit niedrigem
Rauschen erhalten werden. Wenn der Leseverstärker 90, der
Schreibverstärker 93 und der
Lese/Schreibumschalt-Schaltkreis 100 in einem Hybrid-IC ausgebildet und auf einer
Kopfbasis befestigt werden, kann die Verschlechterung der
Frequenzcharakteristiken infolge eines Anwachsens von
externem Rauschen, Streukapazitäten und Zuleitungsinduktivitäten
auf ein Minimum unterdrückt werden, was eine kompakte
Kopfvorrichtung erlaubt.
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Eine partielle Modifikation für die jeweiligen zuvor
beschriebenen Ausführungsformen soll nun im folgenden
beschrieben werden.
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Die Fig. 21 bis 23 zeigen eine bevorzugte Oberflächenform
des zuvor beschriebenen Verbundmagnetkopfes. Wie in den Fig.
21 bis 23 gezeigt, ist die Scheibenkontaktoberfläche 112 der
Kopftragebasis 111, welche wenigstens die
Lese/Schreibspalten R/W-1 und R/W-2 und die Löschspalten E1
und E2 enthält, in der longitudinalen Spurrichtung, die
durch den Pfeil M angezeigt wird, eben, und sie ist in der
breitseitigen Spurrichtung, die durch den Pfeil N angezeigt
wird, gekrümmt, um einen vorherbestimmten Krümmungsradius zu
haben, beispielsweise einen Krümmungsradius von 50 bis 100
R. In anderen Worten weist der Gesamtkopf einen U-förmigen
Teil auf. In dem magnetischen Verbundkopf 110, welcher eine
derartige Form aufweist, ist die Kopfauflage bezüglich der
Scheibe 1 besser als mit Köpfen anderer Form, wie
Experimente zeigten.
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Die Fig. 24 zeigt eine Modifikation der Verbundmagnetkopf-
Struktur für das Feld-Schreiben, welche eine
Lese/Schreibspalte R/W und eine Löschspalte E aufweist.
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Die Fig. 25 zeigt ein Diagramm, in dem der AN/AUS-Schalter
120 anstelle eines Teils des Schaltkreises in Fig. 5
enthalten ist, d. h., des Löschseitenschalters 26. Der
Löschbetrieb kann simultan mittels den Löschspalten E1 und E2
durchgeführt werden.
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Die Fig. 26 ist ein Zeitdiagramm, in dem das
Betriebszeitverhalten gezeigt ist, wenn der Schaltkreis die in Fig. 25
gezeigte Konfiguration aufweist. Wie in Fig. 26 gezeigt, ist
das Zeitverhalten der Löschspalten E1 und E2 koinzident.
Gemäß dieser Modifikation kann der Lösch/Schreibzyklus,
verglichen mit dem in Fig. 5 gezeigten, verkürzt werden; das
Löschen/Schreiben kann mit einer Geschwindigkeit von 15
Umdrehungen pro Sekunde durchgeführt werden.
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Die Fig. 27 und 28 zeigen ein Beispiel, in dem der in Fig. 5
gezeigte Lese/Schreibseitenschalter 20 und der
Löschseitenschalter 26 simultan angesteuert werden. In dem Fall der
Fig. 28 sind die Schaltrichtungen der Schalter 20 und 26
mittels eines Inverters 130 umgekehrt.
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Die Fig. 29 zeigt das Betriebsverhalten der in den Fig. 27
und 28 gezeigten Schaltkreise. Wie in Fig. 29 gezeigt, kann
das Schreiben durch den Spalt R/W-1 und das Löschen durch
die Spalten E1 oder E2 (durchbrochene Linie) während der
gleichen Periode aktiviert werden. Zusätzlich kann das
Schreiben durch die Spalte R/W-2 und das Löschen durch die
Spalten E2 oder E1 (durchbrochene Linie) während der
gleichen Periode aktiviert werden. Wenn die Spalten R/W-1 oder
E1 oder die Spalten R/W-2 und E2 simultan aktiviert werden,
überlappen die Lösch- und Schreibperioden komplett auf einer
einzelnen Spur. Indessen sind, wie in Fig. 2 gezeigt, die
Löschspalten E1 und E2 und die Lese/Schreibspalten R/W-1 und
R/W-2 um einen vorherbestimmten Abstand X voneinander
getrennt und der Löschbetrieb führt vor dem Schreibbetrieb.
Daher tritt kein Problem auf. In anderen Worten wird der
Schreibbetrieb unmittelbar nach dem Löschbetrieb
durchgeführt. Dann kann Löschen und Schreiben 30mal pro Sekunde
beim Rahmen-Schreiben und 60mal pro Sekunde beim Feld-
Schreiben durchgeführt werden. Der Lösch/Schreibzyklus ist
daher noch kürzer als in dem in Fig. 25 gezeigten Fall. In
diesem Beispiel wird der Schaltkreis vorzugsweise als ein
Bildschreib- oder ein digitaler Datenschreib-Schaltkreis mit
einem Modulationsschema verwendet, welches gegen Rauschen
resistent ist, da zwischen den Lösch- und
Lese/Schreibköpfen die Neigung zum Auftreten von
Nebensprechen besteht.
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Beim Datenschreiben ist es ein großer Vorteil, wenn das
Datenschreiben in zwei Spuren ohne Totzeit beim Kopfzugriff
durchgeführt werden kann. Wenn der Schaltkreis die in Fig.
28 gezeigte Konfiguration aufweist und die aktiven Perioden
der Löschspalten E1 und E2 das Zeitverhalten aufweisen, das
durch die in Fig. 29 gezeigten durchbrochenen Linien
angezeigt ist, wird der Schreib- und Löschbetrieb zu den
gleichen Zeiten, aber auf benachbarten Spuren durchgeführt.
Daher wird das Nebensprechen geringer sein als in dem in Fig.
27 gezeigten Fall.
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Ein Verbundmagnetkopf gemäß der vorliegenden Erfindung kann
mittels eines einfachen Verfahrens einfach hergestellt
werden. Wenn der Kopf gehandelt wird, nachdem er auf einer
kommerziell verfügbaren magnetischen Lese/Schreibvorrichtung
befestigt ist, können Anwender zuverlässig und genau
verschiedene Informationen so wie Bildinformationen schreiben
und können das Lesen oder Überschreiben unmittelbar nach dem
Schreibbetrieb nach Bedarf durchführen. Die vorliegende
Erfindung kann daher in verschiedenen Bereichen breit
angewendet werden, wie beispielsweise in dem
Informationsübertragungs-, dem Freizeit- und dem Ausbildungsbereich.