DE69125691T2

DE69125691T2 - Magnetischer Aufnahmeträger und Verfahren zur magnetischen Aufnahme von analogen oder, vorzugsweise, digitalen Bildsignalen

Info

Publication number: DE69125691T2
Application number: DE69125691T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Arisaka; Kazunobu Chiba; Kenichi Sato; Yukari Yamada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2011-11-30
Also published as: EP0488377B1; EP0488377A3; EP0488377A2; DE69125691D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Aufzeichnungsträger und ein Verfahren zur magnetischen Aufzeichnung von Bildsignalen, das vorzugsweise zur Aufzeichnung von digitalen Bildsignalen, wie beispielsweise digitalen Videosignalen auf einem Magnetband geeignet ist.
Indessen ist der magnetische Aufzeichnungsträger gemäß der Erfindung auch für eine Analog-Videosignalaufzeichnung, beispielsweise in einem Video-8-System anwendbar.
In jüngster Zeit wurden digitale Videorecorder (VTR) zur Umsetzung von Farb- Videosignalen in digitale Bildsignale und zur Aufzeichnung der digitalen Bildsignale auf einem Aufzeichnungsträger, wie beispielsweise einem Magnetband zur praktischen Verwendung für Rundfunkstationen bereitgestellt. Diese digitalen VTRs werden in digitale VTRs des Komponenten-D1-Formats und digitale VTRs des Komposit-D2-Formats unterteilt.
Der digitale VTR des D1-Formats setzt ein Luminanzsignal sowie ein erstes und ein zweites Farbdifferenzsignal in Digitalsignale mit Abtastfrequenzen von 13,5 MHz, 6,25 MHz bzw. 6,75 MHz um und unterzieht die digitalen Signale einer vorbestimmten Signalverarbeitung, um die digitalen Signale auf einem Magnetband aufzuzeichnen. Da das Verhältnis zwischen den Abtastfrequenzen zur Abtastung der Komponenten 4:2:2 beträgt, wird ein digitaler VTR des D1-Formats auch ein digitaler VTR des 4:2:2-Systems genannt.
Der digitale VTR des D2-Formats setzt Komposit-Farbvideosignale in digitale Signale durch Abtastung der Komposit-Farbvideosignale mit einer Abtastfrequenz um, die das vierfache der Frequenz FSC des Chrominanz-Hilfsträgersignals beträgt, und unterzieht die digitalen Signale einer vorbestimmten Signalverarbeitung, um die digitalen Signale auf einem Magnetband aufzuzeichnen.
Da diese digitalen VTRs für Rundfunkstationen gedacht sind, zeichnen die digitalen VTRs ein digitales Farbvideosignal beispielsweise mit einer Abtastung von acht Bit ohne wesentlicher Kompression auf, um die höchste Priorität auf die Bildqualität zu legen.
Die Daten-Bitrate, die durch den digitalen VTR des D1-Formats verarbeitet werden muß, wird anhand eines Beispiels erläutert.
Die Bitrate eines Farbvideosignals beträgt ungefähr 216 Mbps (Megabit pro Sekunde), wenn jede Abtastung in acht-Bit-Daten mit der oben genannten Abtastfrequenz umgesetzt wird. Wenn Daten entsprechend den horizontalen und vertikalen Austastintervallen ausgelassen werden, beträgt die Anzahl von effektiven Bildelementen des Luminanzsignals in einem horizontalen Intervall 720 und die Anzahl von effektiven Bildelementen des Farbdifferenzsignals in einem horizontalen Intervall 360. Da die Anzahl von effektiven Abtastzeilen flir jedes Teilbild in dem NTSC-Farbfernsehsystem (525/60) 250 beträgt, beträgt die Bitrate Dv der Bildsignale 172,8 Mbps = (720 + 360+360) x 8 x 250 x 60.
In dem PAL-Farbfernsehsystem (625/50) beträgt die Anzahl an effektiven Abtastzeilen bei jedem Teilbild 300 und 50 Teilbilder werden pro Sekunde übertragen, wobei die Bitrate des PAL-Farbfernsehsystems gleich der des NTSC-Farbfernsehsystems ist. Wenn Redundanzkomponenten zur Fehlerkorrektur und Formatierung an diese Daten angefügt werden, beträgt die Bitrate der Bilddaten ungefähr 205,8 Mbps.
Da die Bitrate Da von Audiodaten ungefähr 12,8 Mbps und die Bitrate Do von Verwaltungsdaten einschließlich von Lücken, Vorspann und Nachspann zur Editierung ungefähr 6,6 Mbps beträgt, kann die Gesamtbitrate Dt der Aufzeichnungsdaten in dem NTSC-Farbfernsehsystem ausgedrückt werden durch
Dt = Dv + Da + Do = 172,8 + 12,8 + 6,6= 192,2 Mbps.
Bei der Aufzeichnung von Daten mit einer solchen Bitrate verwendet der digitale VTR des D1-Formats ein Segmentsystem, das zehn Spuren für ein Teilbild in dem NTSC-System und zwölf Spuren für ein Teilbild in dem PAL-System verwendet.
Der digitale VTR des D1-Formats verwendet entweder ein Aufzeichnungsband von 19 mm Breite und 13 µm Dicke oder ein Aufzeichnungsband von 19 mm Breite und 16 µm Dicke. Die Aufzeichnungsbänder sind in drei Arten von Bandkassetten verfügbar, nämlich einer L-Größe(groß)-Bandkassette, einer M-Größe(mittel)-Bandkassette und einer S- Größe(klein)-Bandkassette. Daten werden auf diesen Aufzeichnungsbändern in dem oben genannten Format mit einer Aufzeichnungsdichte in der Größenordnung von 20,4 µm²/Bit aufgezeichnet.
Aus diesen Parametern ergibt sich eine Wiedergabezeit von 13 Minuten für eine S- Bandkassette mit einem 13 µm dicken Aufzeichnungsband, elf Minuten für die S- Bandkasseffe mit einem 16 µm dicken Aufzeichnungsband, 42 Minuten für die M- Bandkassette mit einem 13 µm dicken Aufzeichnungsband, 34 Minuten für die M- Bandkassette mit einem 16 µm dicken Aufzeichnungsband, 49 Minuten für die L- Bandkassette mit einem 13 µm dicken Aufzeichnungsband und 76 Minuten für die L- Bandkassette mit einem 16 µm dicken Aufzeichnungsband.
Die Leistung des digitalen VTR des D1-Formats ist ausreichend gut zur Verwendung als VTR für Rundfunkstationen, bei denen die höchste Priorität auf die Bildqualität gelegt wird. Indessen beträgt die Wiedergabezeit maximal 1 ½ Stunden, selbst wenn der Digital- VTR des D1-Formats eine L-Bandkassette mit einem 19 mm breiten Aufzeichnungsband verwendet, und daher ist der digitale VTR des D1-Formats zur Verwendung des VTR bei Privatleuten aufgrund der Wiedergabezeit ziemlich unbefriedigend.
Andererseits, wenn Signale mit einer minimalen Wellenlänge von 0,5 µm auf einer Spur mit beispielsweise einer Spurbreite von 5 µm aufgezeichnet werden sollen, können die Signale in einer Aufzeichnungsdichte von 1,25 µm²/Bit aufgezeichnet werden. Daher ist eine Autzeichnung oder eine Wiedergabe während einer ausreichend langen Zeit durch ein solches Aufzeichnungsverfahren möglich, selbst wenn ein schmales Aufzeichnungsband mit einer Breite von 8 mm oder weniger verwendet wird, wenn das Verfahren zusammen mit emem Kompressions-Codierungsverfahren verwendet wird, das Daten komprimieren kann, ohne eine Verzerrung zu verursachen.
Wenn indessen die Aufzeichnungsdichte 1,25 µm²/Bit beträgt, steigt die Bitfehlerrate bei einer Wiedergabe von Daten von einem Aufzeichnungsband stark an.
"IEEE Transactions on Consumer Electronics", Band 35, Nr. 3, 1989, S. 421-427 offenbart einen magnetischen Aufzeichnungsträger, der zur Digitalaufzeichnung verwendet werden kann. Der Aufzeichnungsträger wird durch eine Schrägablagerungstechnik hergestellt und weist eine Oberflächenrauhigkeit von ungefähr 0,003 µm und eine Dicke der Magnetschicht von 0,2 µm auf.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit außergewöhnlich guten magnetischen Eigenschaften und elektromagnetischen Umsetzeigenschaften zu schaffen, der zur Aufzeichnung mit hoher Dichte und geringer Fehlerrate der aufgezeichneten und wiedergegebenen Signale geeignet ist. Diese Signale können Analogsignale sein, aber vorzugsweise sind sie Digitalsignale.
Der bekannte magnetische Aufzeichnungsträger, der in dem Bereich der magnetischen Aufzeichnung weit verbreitet ist, ist ein sogenannter beschichteter magnetischer Aufzeichnungsträger, der durch Beschichtung der Oberfläche einer nichtmagnetischen Basis aus Polyester oder Polyethylen-Terephthalat (PET) mit einem magnetischen Beschichtungsmaterial gebildet wird, das durch Dispersion von einem magnetischen Legierungspulver erstellt wird, das als Hauptbestandteile magnetische Oxyde, wie beispielsweise Ferrit- oder Chromoxyd, oder Fe, Co oder Ni in einem Bindemittel aus einem organischen Polymer enthält.
Magnetische Aufzeichnungsträger des sogenannten Aufdampffilm-Typs werden zur Bewältigung der Erfordernisse bei einer hochdichten magnetischen Aufzeichnung vorgeschlagen. Der magnetische Aufzeichnungsträger des Aufdampffilm-Typs wird durch direkte Bildung eines magnetischen Metall-Dünnfilms aus magnetischem Material, wie beispielsweise einem Metall oder einer Co-Ni-Legierung durch ein Plattierverfahren oder ein Vakuum-Dünnfilmverfahren, wie beispielsweise Vakuumverdampfung, Sputtem oder lonenpiattieren, auf einer nichtmagnetischen Basis, wie beispielsweise einem Polyester- Film gebildet. Der magnetische Aufzeichnungsträger des Aufdampffilm-Typs weist Vorteile dahingehend auf, daß die Koerzitivkraft, das Rechteckverhältnis und die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften in einem kurzwelligen Bereich außergewöhnlich gut sind, wobei die Aufzeichnungs-Demagnetisierung und die Dickenverluste bei der Wiedergabe aufgezeichneter Daten sehr gering sind, da die Magnetschicht mit einer geringen Dicke gebildet werden kann und die Dichte des magnetischen Materials in der Magnetschicht sehr hoch ist, da die Magnetschicht keinerlei Bindemittel enthält.
Ein Herstellungsverfahren zur Bildung des oben genannten magnetischen Metall-Dünnfilms des magnetischen Aufzeichnungsträgers des Aufdampffilm-Typs durch Vakuumverdampfung ist einfach, braucht keinen Verbrauchsflüssigkeit-Vorrat und kann die Filme mit einer hohen Ablagerungsrate bilden. Daher wurde dieser Vorgang in der Praxis als sehr zufriedenstellend angesehen. In den meisten Fällen weist die magnetische Schicht des bekannten magnetischen Aufzeichnungsträgers des Aufdampffilm-Typs einen einzigen Co-Ni-Film auf Bei der Bildung der magnetischen Schicht des magnetischen Metall-Dünnfilms durch Vakuumverdampfung wird Sauerstoff gasförmig zusammen mit einem Quellengas zur Bildung des Co-Ni-Films aus feinen Partikeln der Co-Ni-Legierung zugeführt.
Auch wenn die Teilchengröße des Co-Ni-Films sich verringert, wenn die Sauerstoff- Gaszufuhrrate erhöht wird, wird die Sättigungsmagnetisierung verringert, was die Ausgangseigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsträgers verschlechtert. Dementsprechend muß das Sauerstoffgas mit einer optimalen Zufuhrrate zugeführt werden, um weiterhin die zufriedenstellenden magnetischen Eigenschaften zu erhalten und gleichzeitig die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften zu verbessern.
Es ist bekannt, daß eine magnetische Schicht mit einem magnetisch diskontinuierlichen Vielschicht-Aufbau vorteilhafter ist als eine Magnetschicht mit einem Einfachschicht- Aufbau, um die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften zu verbessern. Beispielsweise offenbart die Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. Sho 57-133519 eine Vielschicht- Magnetschicht, die aus zwei oder mehr aufgedampften magnetischen Dünnfilmen mit einem geneigten spaltenartigen Aufbau besteht. Wenn ein nichtmagnetischer Film eines Oxyds oder Nitrits zwischen den angrenzenden aufgedampften magnetischen Dünnfilmen gelegt wird, können die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften weiter verbessert werden.
Indessen sind die magnetischen Eigenschaften und die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsträgers mit einer Magnetschicht aus einem Vielschicht-Aufbau, der durch Laminieren verdampfter magnetischer Dünnfilme gebildet wird, nicht sehr zufriedenstellend.
Nun werden Möglichkeiten zur Lösung des Problems und der oben genannten Aufgabe beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein magnetischer Aufzeichnungsträger eine nichtmagnetische Basis und eine Aufzeichnungsschicht auf, die mehrere ferromagnetische metallische Dünnfilme aufweist, sowie einen nichtmagnetischen Zwischenfilm auf, der zwischen den angrenzenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen gebildet wird, wobei der nichtmagnetische Zwischenfilm aus einem Oxydfilm besteht und die Gesamtdicke des nichtmagnetischen Zwischenfilms 20% oder weniger der Dicke der Aufzeichnungsschicht beträgt.
Gemäß einem zweiten Aspekt weist ein magnetischer Aufzeichnungsträger eine nichtmagnetische Basis und einen ferromagnetischen Metall-Dünnfilm auf, der auf der nichtmagnetischen Basis durch Vakuumaufdampfung gebildet wird, wobei der Bereich der Veränderung der Einfallswinkel der Dampfströme auf die sich bewegende nichtmagnetische Basis bei der Bildung des ferromagnetischen Metall-Dünnfilms durch Vakuumverdampfung 30º bis 70º und vorzugsweise 40º bis 70º beträgt.
Gemäß einem dritten Aspekt weist ein magnetischer Aufzeichnungsträger eine nichtmagnetische Basis und eine Aufzeichnungsschicht, die auf der nichtmagnetischen Basis gebildet wird und mehrere ferromagnetische Metall-Dünnfilme aufweist, sowie einen nichtmagnetischen Zwischenfilm auf, der zwischen angrenzenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen gebildet wird, wobei der nichtmagnetische Zwischenfilm aus einem Oxyd gebildet wird, und die Gesamtdicke des nichtmagnetischen Zwischenfilms 30% und vorzugsweise 20% der Dicke der Magnetschicht oder weniger beträgt, und der Bereich der Veränderung des Einfallswinkels der Dampfströme auf die sich bewegende nichtmagnetische Basis bei der Bildung der ferromagnetischen Metall-Dünnfilme durch Vakuumverdampfung 30º bis 70º und vorzugsweise 40º bis 70º beträgt.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur magnetischen Aufzeichnung von digitalen Bildsignalen auf die Umsetzung eines eingegebenen Digital-Bildsignals in Blockdaten, die aus mehreren Bildelement-Daten bestehen, die Kompressionscodierung der mehreren Bildelement-Daten, die Kanalcodierung der kompressionscodierten Daten und die Aufzeichnung der kanalcodierten Daten auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Magnetkopf, der auf einer Drehtrommel angebracht ist, wobei der magnetische Aufzeichnungsträger durch Bildung einer Magnetschicht auf einem nichtmagnetischen Substrat durch abwechselnde Laminierung mehrerer magnetischer Metall-Dünnfilme und Zwischenschichten aus einem Oxyd gebildet wird, und das Energieprodukt der Magnetschicht gleich dem Produkt der Remanenz-Flußdichte, Dicke und Koerzitivkraft der Magnetschicht 8 x 10&supmin;³ T x A (100 G x cm x Oe) oder mehr beträgt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die magnetischen Metall-Dünnfilme auf dem Substrat durch Metallverdampfung gebildet, bei der der Auftreftwinkel der Metallteilchen in dem Bereich von 40º bis 70º liegt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur magnetischen Aufzeichnung von digitalen Bildsignalen auf die Umsetzung eines eingegebenen Digital-Bildsignals in Blockdaten bestehend aus mehreren Bildelement-Daten, Kompressionscodierung der mehreren Bildelement-Daten, Kanalcodierung der kompressionscodierten Daten und Aufzeichnung der kanalcodierten Daten auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Magnetkopf, der auf einer Drehtrommel angebracht ist, wobei der magnetische Aufzeichnungsträger durch Bildung einer einzigen oder mehrerer Magnetschichten auf einem nichtmagnetischen Substrat durch Metallverdampfung gebildet wird, bei der der Einfallswinkel der metallischen Partikel in dem Bereich von 40º bis 70º liegt und das Energieprodukt der magnetischen Schicht gleich dem Produkt der magnetischen Remanenz-Flußdichte, Dicke und Koerzitivkraft der magnetischen Schicht 8 x 10&supmin;³ T x A (100 G x cmx Oe) beträgt.
Die durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit Rader magnetischen Schicht des magnetischen Aufzeichnungsträgers längs der Mittenlinie beträgt 3 nm (30 Å) oder weniger.
Gemäß der Erfindung weist der magnetische Aufzeichnungsträger eine Aufzeichnungsschicht auf, die aus zwei oder mehr ferromagnetischen Laminat- Metalldünnfilmen und einem nichtmagnetischen Zwischenfilm besteht, der zwischen den angrenzenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen vorgesehen ist. Die Aufzeichnungsschicht mit zwei ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen ist mit nur einem nichtmagnetischen Zwischenfilm versehen. Die Aufzeichnungsschicht mit n Schichten aus ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen ist mit n-1 Schichten von nichtmagnetischen Zwischenfilmen versehen. Die nichtmagnetischen Zwischenfilme unterdrücken magnetische Wechselwirkungen zwischen den ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen und verringern Rauschen.
Die nichtmagnetischen Zwischenfilme werden aus einem Oxyd, wie beispielsweise einem Oxyd aus Cr, Si, Al, Mn, Bi, Ti, Sn, Pb, In, Zn oder Cu oder einem zusammengesetzten Oxyd aus diesen Metallen gebildet. Die Gesamtdicke der nichtmagnetischen Zwischenfilme beträgt 20% oder weniger der Dicke der Aufzeichnungsschicht. Wenn die Gesamtdicke der nichtmagnetischen Zwischenfilme 20% der Dicke der Aufzeichnungsschicht überschreitet, wird es schwierig, die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften insbesondere im kurzwelligen Bereich zu verbessern. Vorzugsweise ist die Dicke von jedem Film nicht größer als ungefähr 30 nm (300 Å). Wenn die Dicke der nichtmagnetischen Zwischenfilme 30 nm (300 Å) überschreitet, kann es passieren, daß die Erfassung der in dem darunterliegenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilm aufgezeichneten Signale schwierig wird.
Gemäß der Erfindung werden die ferromagnetischen Metall-Dünnfilme durch einen einen Vakuum-Dünnfilm bildenden Vorgang, wie beispielsweise einem Vakuum-Aufdampfvorgang, einem Sputtervorgang oder einem Ionen-Plattierungsvorgang gebildet. Der Vakuum-Verdampfüngsvorgang ist besonders wirksam. Der Vakuum-Verdampfungsvorgang kann ein gewöhnlicher Vakuum-Verdampfungsvorgang oder ein Vakuum- Verdampfungsvorgang sein, bei dem Dampfströme mit einem elektrischen Feld, einem magnetischen Feld oder Elektronenstrahlen ionisiert und beschleunigt werden, um einen Dünnfilm auf einer nichtmagnetischen Basis in einer Atmosphäre zu bilden, wobei die mittlere freie Weglänge der verdampften Teilchen groß ist.
Gemäß der Erfindung wird der einen Vakuum-Dünnfilm bildende Vorgang typischerweise zur Schrägablagerung verwendet.
Bei der Schrägablagerung treffen Dampfströme aus einem magnetischen Metall auf die nichtmagnetische Basis in einem vorbestimmten Auftreffwinkel bezüglich der Normalen zu der nichtmagnetischen Basis, um einen magnetischen Dünnfilm auf die nichtmagnetische Basis abzulagern.
Der magnetische Aufzeichnungsträger, der durch Bildung einer Magnetschicht bestehend aus abwechselnden Schichten aus mehreren magnetischen Metall-Dünnfilmen und den Zwischenschichten aus einem Oxyd gebildet wird, die auf dem nichtmagnetischen Substrat gebildet wird, und ein Energieprodukt, d.h. das Produkt der magnetischen Remanenz- Flußdichte, Dicke und Koerzitivkraft der Magnetschicht von 8 x 10&supmin;³ T x A (100 G x cm x Oe) oder mehr aufweist, verringert die Bitfehlerrate vor der Fehlerkorrektur bei dem wiedergegebenen Digital-Bildsignal auf 1 x 10&supmin;&sup4; oder weniger, selbst wenn die Daten- Aufzeichnungsdichte 1 µm²/Bit beträgt.
Insbesondere verringert die Ablagerung von Metallteilchen mit einem Auftreffwinkel im Bereich von 40º bis 70º auf dem nichtmagnetischen Substrat bei der Bildung der magnetischen Metall-Dünnfilme die Korngröße der Magnetschicht, was die Bitfehlerrate weiter verringert.
Die Korngröße der Magnetschicht, die auf dem nichtmagnetischen Substrat durch Bildung eines einzigen oder mehrerer magnetischer Metall-Dünnfilme durch Metall-Verdampfung gebildet wird, bei der Metallteilchen auf dem nichtmagnetischen Substrat mit einem Eintreffswinkel in dem Bereich von 40º bis 70º abgelagert werden, ist klein genug, so daß die magnetische Schicht eine hohe Korndichte aufweist. Solch eine hohe Korndichte und das Energieprodukt von 8 x 10&supmin;³ T x A (100 G x cm x Oe) oder mehr verringert die Bitfehlerrate vor der Fehlerkorrektur in den wiedergegebenen Digital-Videosignalen auf 1 x 10&supmin;&sup4; oder weniger, selbst wenn die Aufzeichnungsdichte 1 µm²/Bit beträgt.
Ein Verfähren zur magnetischen Aufzeichnung von digitalen Bildsignalen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden in der folgenden Reihenfolge beschrieben.
a. Signalverarbeitungseinheit
b. Blockcodierung
c. Kanalcodierer und Kanaldecodierer
d. Magnetkopf/Aufzeichnungsband-System
e. Elektromagnetisches Umsetzsystem, d.h. magnetischer Aufzeichnungsträger.

a. Signalverarbeitungseinheit

Zuerst wird eine Signalverarbeitungseinheit für einen digitalen VTR zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt den allgemeinen Aufbau des Aufzeichnungssystems der Signalverarbeitungseinheit. Eine Farb-Videokamera gibt ein Digital-Luminanzsignal Y bestehend aus R-, G- und B-Chrominanzsignalen sowie digitale Farbdifferenzsignale U und V zu Eingängen 1Y, 1U bzw. 1V. Die Taktrate von jedem Signal ist gleich der Frequenz von jedem Komponentensignal des D1-Formats, d.h. die Abtastfrequenzen des Signales sind 13,5 MHz, 6,7 MHz bzw. 5,7 MHz. Jede Abtastung weist acht Bit auf Dementsprechend ist die Bitrate der Signale, die zu den Eingängen 1Y, 1U und 1V gegeben werden, ungefähr 216 Mbps. Eine Effektivinformations-Gewinnungsschaltung 2 beseitigt Daten für Austastintervalle von den Signalen, um nur die Daten eines effektiven Bildbereiches zu extrahleren, um die Bitrate auf ungefähr 167 Mbps zu komprimieren. Die Effektivinformations-Extrahlerungsschaltung 2 gibt das Luminanzsignal Y zu einem Frequenz-Umsetzer 3. Der Frequenz-Umsetzer 3 setzt die Abtastfrequenz auf 13,5 x (3/4) MHz um. Der Frequenz-Umsetzer 3 verwendet beispielsweise ein Ausdünnfilter, um eine Faltungsverzerrung zu vermeiden. Das Ausgangssignal des Frequenz-Umsetzers 3 wird zu einer Blockschaltung 5 gegeben: Die Blockschaltung 5 ordnet die Luminanzdaten in einer Abfolge von Blöcken an. Die Blockschaltung 5 ist für eine Blockcodierschaltung 8 vorgesehen.
Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Einheitsblocks zur Codierung. Der Einheitsblock ist ein dreidimensionaler Block. Mehrere Einheitsblöcke jeweils aus vier Zeilen x vier Bildelementen x zwei Vollbildern werden wie in Fig. 3 gezeigt durch Unterteilen eines Bildes erhalten, das sich über zwei Vollbilder erstreckt. In Fig. 3 zeigen durchgehende Linien Zeilen von ungeradzahligen Teilbildern und unterbrochene Linien zeigen Zeilen von geradzahligen Teilbildern.
Die Effektivinformations-Gewinnungsschaltung 2 gibt die beiden Farbdifferenzsignale U und V zu einer Unterabtast/Subline-Schaltung 4. Die Unterabtast/Subline-Schaltung 4 ändert die Abtastfrequenzen auf 6,75 x (1/2) MHz und wählt die beiden digitalen Farbdifferenzsignale abwechselnd für jede Zeile, um die Daten eines Kanals zusammenzusetzen. Dementsprechend schaftt die Unterabtast/Subline-Schaltung 4 zeilensequentielle digitale Farbdifferenzsignale. Fig. 4 zeigt den Aufbau der Bildelemente eines Signals, das durch die Unterabtast/Subline-Schaltung unterabgetastet und Subline- verarbeitet wurde. In Fig. 4 zeigen nicht ausgefüllte Kreise die Abtast-Bildelemente des ersten Farbdifferenzsignals U, nicht ausgefüllte Dreiecke zeigen die Abtast-Bildelemente des zweiten Farbdifferenzsignals V und Kreuze zeigen die Positionen der Bildelemente, die durch die Unterabtastung übergangen werden.
Das zeilensequentielle Ausgangssignal der Unterabtast/Subline-Schaltung 4 wird zu einer Blockschaltung 6 gegeben. Die Blockschaltung 6 setzt ähnlich wie die Blockschaltung 5 die Farbdifferenzdaten der Abtastsequenz eines Fernsehsignals in Daten einer Blocksequenz um. Die Blockschaltung 6 ordnet ähnlich der Blockschaltung 5 die Farbdifferenzdaten in Blöcke von jeweils vier Zeilen x vier Bildelemente x zwei Vollbildern an. Die Ausgangssignale der Blockschaltungen 5 und 6 werden zu einer Synthetisierschaltung 7 gegeben.
Die Synthetisierschaltung 7 setzt das Luminanzsignal und die Farbdifferenzsignale, die in der Blocksequenz angeordnet sind, in die Daten eines Kanals um. Das Ausgangssignal der Synthetisierschaltung 7 wird zu einer Blockcodierschaltung 8 gegeben. Die Blockcodierschaltung 8 ist eine Codierschaltung (ADRC), die für den Dynamikbereich von jedem Block oder einer DCT-Schaltung anpaßbar ist. Das Ausgangssignal der Blockcodierschaltung 8 wird zu einer Vollbildschaltung 9 gegeben. Die Vollbildschaltung 9 setzt das Ausgangssignal der Blockcodierschaltung 8 in Daten in einem Vollbildaufbau um. Die Vollbildschaltung 9 vertauscht den Takt des Bildsystems mit dem des Aufzeichnungssystems.
Das Ausgangssignal der Vollbildschaltung 9 wird zu einer Paritäts-Erzeugungsschaltung 10 zur Erzeugung der Parität eines Fehlerkorrekturcodes gegeben. Die Paritäts- Erzeugungsschaltung 10 erzeugt die Parität über einen Fehlerkorrekturcode. Das Ausgangssignal der Paritäts-Erzeugungsschaltung 10 wird zu einem Kanalcodierer 11 zur Kanalcodierung gegeben, um die niederfrequenten Anteile der Aufzeichnungsdaten zu verringern. Das Ausgangssignal des Kanalcodierers 11 wird durch Aufzeichnungsverstärker 12A und 12B und einem Drehumwandler, der nicht gezeigt ist, zu Magnetköpfen 13A und 13B gegeben, und das Ausgangssignal wird auf einem Magnetband aufgezeichnet.
Ein Audiosignal wird einer Kompressionscodierung unterzogen und das kompressionscodierte Audiosignal wird zu einem Kanalcodierer gegeben.
Somit extrahiert die Signalverarbeitung nur die Daten für effektive Abtastintervalle, um die Bitrate von 216 Mbps der Eingangsdaten auf ungefähr 167 Mbps zu verringern. Die Bitrate wird weiter durch Frequenz-Umsetzung, Unterabtastung und einem Sublining- Vorgang auf 84 Mbps umgesetzt. Die Daten werden zu Daten von ungefähr 25 Mbps durch Kompressionscodierung durch die Blockcodierschaltung 8 komprimiert, und zusätzliche Information einschließlich der Parität und das Audiosignal werden an die komprimierten Daten angefügt, wodurch sich Aufzeichnungsdaten mit einer Bitrate in der Größenordnung von 31,56 Mbps ergeben.
Der Aufbau des Wiedergabesystems wird nun bezugnehmend auf Fig. 2 beschrieben.
Bezugnehmend auf Fig. 2 werden die Daten, die durch die Magnetköpfe 13A und 13B wiedergegeben werden, durch einen nicht gezeigten Drehumsetzer und Wiedergabeverstärker 21A und 21B zu einem Kanalcodierer 22 gegeben. Der Kanalcodierer 22 decodiert die wiedergegebenen Daten und gibt die decodierten Daten zu einer TBC-Schaltung (Zeitbasis-Korrekturschaltung) 23. Die TBC-Schaltung 23 beseitigt Zeitbasisschwankungen aus den wiedergegebenen Daten. Die wiedergegebenen Daten, die durch die TBC-Schaltung 23 ausgegeben werden, wird zu einer ECC-Schaltung 24 zur Fehlerkorrektur unter Verwendung eines Fehlerkorrekturcodes gegeben. Das Ausgangssignal der ECC-Schaltung 24 wird zu einer Vollbild-Zerlegeschaltung 25 gegeben.
Die Vollbild-Zerlegeschaltung 25 trennt die Komponenten der blockcodierten Daten und der Takt des Aufzeichnungssystems wird mit dem Takt des Bildsystems vertauscht. Die durch die Rahmen-Zerlegeschaltung 25 abgetrennten Daten werden zu einer Blockdecodierschaltung 26 gegeben. Die Blockdecodierschaltung 26 stellt jeden Block wieder her, so daß decodierte Daten geschaffen werden, die den ursprunglichen Daten entsprechen.
Die decodierten Daten werden zu einer Verteilerschaltung 27 gegeben. Die Verteilerschaltung 27 teilt die decodierten Daten in das Luminanzsignal und die Farbdifferenzsignale. Das Luminanzsignal und die Farbdifferenzsignale werden zu Block- Zerlegeschaltungen 28 bzw. 29 gegeben. Die Block-Zerlegeschaltungen 28 und 29 setzen die decodierten Daten der Blocksequenz in die decodierten Daten der Raster- Abtastsequenz ab.
Die Block-Zerlegeschaltung 28 gibt das decodierte Luminanzsignal zu einem Interpolationsfilter 30. Das Interpolationsfilter 30 ändert die Luminanzsignal-Abtastrate von 3fs auf 4fs (= 13,5 MHz). Ein digitales Luminanzsignal Y, das durch das Interpolationsfilter 30 bereitgestellt wird, wird zu einem Ausgang 33Y gegeben.
Die Block-Zerlegeschaltung 29 gibt digitale Farbdifferenzsignale zu einer Verteilerschaltung 31. Die Verteilerschaltung 31 trennt die zeilensequentiellen digitalen Farbdifferenzsignale U und V. Die digitalen Farbdifferenzsignale U und V werden zu einer Interpolationsschaltung 32 zur Interpolation gegeben. Die Interpolationsschaltung 32 interpoliert die Daten der ausgedünnten Zeilen und Bildelemente unter Verwendung der wiedergewonnen Bildelement-Daten. Die Interpolationsschaltung 32 schafft digitale Farbdifferenzsignale U und V mit einer Abtastrate von 4fs. Die digitalen Farbdifferenzsignale U und V werden zu Ausgangen 33U bzw. 33V gegeben.

b. Blockcodierung

Die Blockcodierschaltung 8 von Fig. 1 ist der ADRC(Adaptive-Dynamikbereich- Codierung)-Codierer, der in der Japanischen Patentanmeldungen Nr. Sho 59-266407 und Sho 59-269866 offenbart ist, die von der gleichen Anmelderin wie die der vorliegenden Patentanmeldung stammen. Der ADRC-Codierer erfaßt das Maximum MAX und das Minimum MIN aus mehreren Bildelement-Daten, die in jedem Block enthalten sind, bestimmt den Dynamikbereich DR des Blocks aus dem Maximum MAX und dem Minimum MIN, führt einen Codiervorgang aus, der für den Dynamikbereich DR geeignet ist und führt eine Requantisierung unter Verwendung von Bildelement-Daten mit weniger Bit als die der ursprünglichen Bildelement-Daten aus. Die Blockcodierschaltung 8 kann eine Schaltung sein, die die Bildelement-Daten von jedem Block durch DCT (diskrete Cosinustransformation) transformiert, die Koeffizientendaten, die durch die DCT erhalten werden, quantisiert und die quantisierten Daten durch eine Huffman-Lauflängencodierung zur Kompressionscodierung codiert.
Ein Codierer, der den ADRC-Codierer verwendet, und eine Verschlechterung der Bildqualität selbst bei mehrfachem Überspielen verhindern kann, wird bezugnehmend auf Fig. 5 beschrieben.
Bezugnehmend auf Fig. 5 gibt die Synthetisierschaltung 7 von Fig. 1 ein digitales Videosignal (oder ein digitales Farbdifferenzsignal) mit einer 8-Bit-Abtastung zu einem Eingang 41.
Die blockförmigen Daten werden von dem Eingang 41 zu einer Maximum/Minimum- Erfassungsschaltung 43 sowie einer Verzögerungsschaltung 44 gegeben. Die Maximum/Minimum-Erfassungsschaltung 43 erfaßt das Maximum MAX und das Minimum MIN von jedem Block. Die Verzögerungsschaltung 44 verzögert die eingegebenen Daten für eine Zeitdauer, die für die Erfassung des Maximums und des Minimums benötigt wird. Die Verzögerungsschaltung 44 gibt Bildelement-Daten zu Komparatoren 45 und 46.
Die Maximum/Minimum-Erfassungsschaltung 43 gibt das Maximum MAX und das Minimum MIN zu einer Subtraktionsschaltung 47 bzw. einer Additionsschaltung 48. Eine Bit-Verschiebungsschaltung 49 gibt eine Quantisierungsschrittweite (Δ = (1/16)DR) für eine 4-Bit-Festlängen-Nichtkantenausgleichsquantisierung zu der Subtraktionsschaltung und der Additionsschaltung 48. Die Bit-Verschiebunsschaltung 49 verschiebt den Dynamikbereich DR um vier Bit, um ihn um 1/16 zu teilen. Die Subtraktionsschaltung 47 schaftt einen Schwellenwert (MAX - Δ), und die Additionsschaltung 48 schafft einen Schwellenwert (MIN + Δ). Die Schwellenwerte werden jeweils zu den Komparatoren 45 und 46 gegeben.
Der Wert Δ zur Festlegung der Schwellenwerte kann ein fester Wert entsprechend einem Rauschpegel anstelle der Quantisierungsschrittweite sein.
Das Ausgangssignal des Komparators 45 wird zu einem UND-Gatter 50 gegeben, und das Ausgangssignal des Komparators 46 wird zu einem UND-Gatter 51 gegeben. Eingangsdaten, die durch die Verzögerungsschaltung 44 bereitgestellt werden, werden zu den UND-Gattern 50 und 51 gegeben. Das Ausgangssignal des Komparators 45 geht auf HOCH, wenn die Eingangsdaten größer als der Schwellenwert ist. Dementsprechend treten die Bildelement-Daten der Eingangsdaten in einen maximalen Pegelbereich von MAX und MAX - Δ an dem Ausgang des UND-Gaffers 50 auf. Das Ausgangssignal des Komparators 46 geht auf HOCH, wenn die Eingangsdaten kleiner als der Schwellenwert sind. Dementsprechend treten die Bildelement-Daten der Eingangsdaten in dem Minimal- Pegelbereich von MIN und MIN + Δ an dem Ausgang des UND-Gatters 51 auf. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 50 wird zu einer Mittelungsschaltung 52 gegeben, und das Ausgangssignal des UND-Gatters 51 wird zu einer Mittelungsschaltung 53 gegeben. Die Mittelungsschaltungen 52 und 53 berechnen den Mittelwert von jedem Block. Ein Blockperioden-Rückstellsignal wird durch einen Anschluß 54 zu der Mittelungsschaltung 42 und 43 gegeben. Die Mittelungsschaltung 52 gibt den Mittelwert MAX' der Bildelement-Daten in dem Maximum-Pegelbereich von MAX und MAX - Δ aus, und die Mittelungsschaltung 53 gibt den Mittelwert MIN' der Bildelement-Daten in dem Minimum-Pegelbereich von MIN und MIN + Δ aus. Eine Subtraktionsschaltung 44 subtrahlert den Mittelwert MIN' von den Mittelwerten MAX', um einen Dynamikbereich DR' zu schaffen.
Eine Subtraktionsschaltung 56 subtrahiert den Mittelwert MIN' von Eingangsdaten, die durch eine Verzögerungsschaltung 57 zu ihr gegeben werden, um Daten PDI zu schaffen. Die Daten PDI und der korrigierte Dynamikbereich DR' werden zu einer Quantisierungsschaltung 48 gegeben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Codierung eine Codierung mit variablem Bereich ADRC, bei dem die Anzahl von Bits n, die der Quantisierung zugeordnet werden, 0, 1, 2, 3 oder 4 ist, und es wird eine Kantenausgleichs-Quantisierung ausgeführt. Die Anzahl n von Bits, die der Quantisierung zugeordnet werden, wird für jeden Block durch eine Bitzahl-Bestimmungsschaltung 59 festgelegt. Daten, die die Anzahl n der Bits wiedergeben, werden zu der Quantisierungsschaltung 58 gegeben.
In einem variablen Bereich ADRC wird die Anzahl n von Bits für einen Block mit einem kleinen Dynamikbereich DR' verringert und für einen Block mit einem großen Dynamikbereich DR' zur effizienten Codierung erhöht. Es sei angenommen, daß T1 bis T4 (T1 < T2 < T3 < T4) Schwellenwerte zur Bestimmung der Anzahl n von Bits sind. Dann wird jegliches Codesignal übertragen und keine Information bezüglich des Dynamikbereichs DR' wird für einen Block übertragen, der die Gleichung DR' < T1 erfüllt, n = 1 für einen Block, der die Gleichung T1 < DR' < T2 erfüllt, n = 2 für einen Block, der die Gleichung T2 < DR' < T3 erfüllt, n = 3 für einen Block, der die Gleichung T3 < DR' < T4 erfüllt und n = 4 für einen Block, der die Gleichung DR' ≥ T4 erfüllt.
Somit kann in dem variablen Bereich ADRC die Menge an Information durch Veränderung der Schwellenwerte T1 bis T4 gesteuert (gepuffert) werden. Dementsprechend ist der variable Bereich ADRC auf eine Übertragungsleitung anwendbar, die eine Begrenzung der Informationsmenge für ein Teilbild oder ein Vollbild auf einen vorbestimmten Wert erfordert, wie es bei einem digitalen VTR gemäß der vorliegenden Erfindung der Fall ist.
Bezugnehmend auf Fig. 5 legt eine Pufferschaltung 60 die Schwellenwerte T1 bis T4 fest, um die Informationsmenge auf einen vorbestimmten Wert zu beschränken. Die Pufferschaltung 60 weist mehrere Gruppen, beispielsweise 32 Gruppen an Schwellenwerten T1, T2, T3 und T4 auf Die Gruppen an Schwellenwerten werden durch Parametercodes Pi (i = 0, 1, 2,..., und 31) identifiziert. Die Informationsmengen nimmt monoton mit dem Laufparameter i ab. Die Bildqualität des wiederhergestellten Bildes verschlechtert sich mit der Verringerung der Informationsmenge.
Die Pufferschaltung 60 gibt die Schwellenwerte T1 bis T4 zu einem Komparator 61, und der Dynamikbereich DR' wird durch eine Verzögerungsschaltung 62 zu dem Komparator 61 gegeben. Die Verzögerungsschaltung 62 verzögert den Dynamikbereich DR' während einer Zeit, die die Pufferschaltung 60 zur Bestimmung der Gruppen an Schwellenwerten benötigt. Der Komparator 61 vergleicht den Dynamikbereich DR' des Blocks mit den Schwellenwerten. Das Ausgangssignal des Komparators 61 wird zu einer Bitzahl- Bestimmungsschaltung 59 gegeben, um die Bitzahl n zu bestimmen, die dem Block zugeordnet werden soll. Die Quantisierungsschaltung 58 setzt die Daten PDI, die ihr durch die Verzögerungsschaltung 63 zugeführt werden, in ein Codesignal DT durch Kantenausgleichsquantisierung unter Verwendung des Dynamikbereichs DR' und der zugeordneten Bitzahl n um. Die Quantisierungsschaltung 58 ist beispielsweise ein ROM.
Ein korrigierter Dynamikbereich DR' und der Mittelwert MIN' werden jeweils durch die Verzögerungsschaltungen 62 und 64 bereitgestellt. Ein Codesignal DT und ein Parametercode Pi, der die Gruppe der Schwellenwerte anzeigt, werden bereitgestellt. Gemaß diesem Ausführungsbeispiel ist die Verschlechterung der Bildqualität aufgrund Überspielens insignifikant, da das Kantenausgleichs-Quantisiersignal auf Grundlage einer Dynamikbereich-Information Kantenausgleichs-quantisiert wurde.

c. Kanalcodierer und Kanaldecodierer

Der allgemeine Aufbau des Kanalcodierers 11 und des Kanaldecodierers 22 wie in Fig 1 gezeigt wird im folgenden bezugnehmend auf Fig. 6 und 7 beschrieben. Der Aufbau des Kanalcodierers 11 und des Kanaldecodierers 22 sind konkret in der Japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 1-143491 beschrieben, die durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung eingereicht wurde.
Bezugnehmend auf Fig. 6 weist eine adaptive Verschlüsselungsscha[tung 71 zur Aufnahme des Ausgangssignals der Paritäts-Erzeugungsschaltung 10, die in Fig. 1 gezeigt ist, mehrere M-Serien-Verschlüsselungsschaltungen auf Die M-Serien- Verschlüsselungsschaltung, die ein Ausgangssignal mit dem kleinsten hochfrequenten Anteil und dem geringsten Gleichanteil aufweist, wird gewählt. Ein Vorcodierer 72 des Erfassungssystems der Teilantwortklasse 4 führt einen Vorgang 1/(1 - D²) (D ist eine Einheits-Verzögerungsschaltung) aus. Das Ausgangssignal des Vorcodierers wird durch Aufzeichnungsverstärker 12A und 12B zu den Magnetköpfen 13A und 13B zur Aufzeichnung und Wiedergabe gegeben, und das wiedergegebene Ausgangssignal wird durch die Wiedergabeverstärker 21A und 21B verstärkt.
Bezugnehmend auf Fig. 7, die den Aufbau des Kanaldecodierers 22 zeigt, führt ein Prozessor 73 der Teilantwortklasse 4 für das Wiedergabesystem einen Vorgang 1 + D für die Ausgangssignale der Wiedergabeverstärker 21A und 21B aus. Eine Viterbi- Decodierschaltung 74 verarbeitet das Ausgangssignal des Prozessors 73 zur Decodierung, die durch Rauschen nicht beeinträchtigt ist, auf Grundlage der Korrelation und der Wahrscheinlichkeit von Daten. Das Ausgangssignal der Viterbi-Decodierschaltung 74 wird zu einer Entwürfelungsschaltung 75 gegeben, um die ursprünglichen Daten wiederherzustellen, die durch das Aufzeichnungssystem verwürfelt wurden. Die Anwendung der Viterbi-Schaltung 74 verbessert den Wiedergabe-Rauschabstand im Vergleich zur Bitdecodierung um 3 dB.

d. Magnetkop/Aufzeichnungs-Bandsystem

Die Magnetköpfe 13A und 13B sind auf einer Drehtrommel 76 in einer gegenüberliegenden Kopfanordnung wie in Fig. 8A gezeigt oder in einer Doppelazimuth- Anordnung wie in Fig. 8B gezeigt angeordnet. Ein nicht gezeigtes Magnetband ist schraubenfbrmig um den Umfang der Drehtrommel 76 in einem Winkelbereich gewickelt, der etwas größer oder kleiner als 180º ist. In der in Fig. 8A gezeigten Magnetkopfanordnung greifen die Magnetköpfe 13A und 13B im wesentlichen wechselweise auf das Magnetband zu. In der in Fig. 8B gezeigten Magnetkopfanordnung tasten die Magnetköpfe 13A und 13B das Magnetband gleichzeitig ab.
Die jeweiligen Azimuthwinkel der Magnetköpfe 13A und 13B unterscheiden sich voneinander. Wie beispielsweise in Fig. 9 gezeigt ist, ist der Azimuthwinkel des Magnetkopfes 13A gleich +20º und der des Magnetkopfes 13B gleich -20º. Dementsprechend werden die Daten auf dem Magnetband in einem in Fig. 10 gezeigten Aufzeichnungsmuster aufgezeichnet. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, werden die angrenzenden Spuren TA und TB auf dem Magnetband durch die Magnetköpfe 13A und 13B mit unterschiedlichen Azimuthwinkeln aufgezeichnet. Dementsprechend kann ein Übersprechen zwischen angrenzenden Spuren aufgrund von Azimuthverlusten während des Wiedergabevorgangs verringert werden.
Fig. 11A und 11B zeigen genauer die Magnetköpfe 13A und 13B, die auf der Drehtrommel in einer Doppelazimuth-Anordnung angebracht sind. Beispielsweise sind die Magnetköpfe 13A und 13B in einer Doppelazimuth-Anordnung auf einer oberen Trommel 76 angebracht, um mit einer hohen Drehgeschwindigkeit wie beispielsweise 150 Umdrehungen pro Sekunde (NTSC-System) gedreht zu werden. Eine untere Trommel 77 ist fest. Dementsprechend werden die Daten von einem Teilbild auf fünf Spuren auf einem Magnetband 78 aufgezeichnet. Dieses Segmentsystem verringert die Länge der Spuren und verringert Fehler in der Linearität der Spuren. Die Berührungswinkel 0 des Magnetbandes 78 beträgt beispielsweise 166º und der Durchmesser der Trommeln 6,5 mm.
Die Magnetköpfe in einer Doppelazimuth-Kopfanordnung werden zur gleichzeitigen Aufzeichnung verwendet. Gewöhnlich treten Fehler in der Linearität von Spuren aufgrund von Vibrationen des Magnetbandes 78 auf, die der Exzentrität des Drehelementes der oberen Trommel 76 zuzuordnen sind. Das Magnetband 78 wird wie in Fig. 12A gezeigt nach unten gedrückt und das Magnetband 78 wird wie in Fig. 12B gezeigt nach oben gezogen, wodurch das Magnetband 78 vibriert, so daß sich die Linearität der Spuren verschlechtert. Indessen ist bei einer Verwendung der Magnetköpfe in einer Doppelazimuth-Kopfanordnung zur gleichzeitigen Aufzeichnung im Vergleich zur Verwendung der beiden Magnetköpfe in einer diametralen Kopfanordnung der Linearitätsfehler gering. Da weiterhin der Abstand zwischen den Magnetköpfen, die in einer Doppelazimuth-Kopfanordnung angeordnet sind, klein ist, ist eine genaue paarweise Einstellung möglich. Dieses Magnetkopf-Aufzeichnungs-Bandsystem kann Aufzeichnungsdaten auf schmalen Spuren aufzeichnen und von diesen wiedergeben.

e. Elektromagnetisches Umsetzsystem. d.h. das magnetische Medium

Ein elektromagnetisches Umsetzsystem, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird nun beschrieben.
Das Magnetband (ME-Band), d.h. ein Aufzeichnungsträger, wird durch die folgenden Verfähren hergestellt.

Erstes Verfähren

Eine Emulsion, die als Hauptbestandteil ein Acrylesterlatex enthält, wird über eine Basis verteilt, die aus einem Polyethylen-Terephthalat(PET)-Film mit 10 µm Dicke gebildet ist, und dann wird die Emulsion getrocknet, um kleine Vorsprünge durch die kleinen Partikel über eine Hauptfläche der Basis zu bilden. Die Basis enthält als Füllmittel SiO&sub2;, TiO&sub2; oder Al&sub2;O&sub3;.
Dann wird eine Magnetschicht bestehend aus einem unteren magnetischen Metall- Dünnfilm, einem Zwischen-Oxydfilm und einem oberen magnetischen Metall-Dünnfilm auf der Basis durch den folgenden Vorgang gebildet.
Ein Schrägablagerungsfilm-Bildungsvorgang zur Bildung eines ferromagnetischen Metall- Dünnfilms wird im folgenden beschrieben. Beispielsweise wie in Fig. 13 gezeigt wird eine nichtmagnetische Basis B um den Außenumfang einer Trommel gewickelt. Die nichtmagnetische Basis B wird in der Richtung des Pfeiles A bewegt, während Dampfströme, die durch Verdampfen einer Verdampfüngsquelle erzeugt werden, die in einem Tiegel 88 enthalten ist, auf die nichtmagnetische Basis mit einem Einfallswinkel bezüglich der normalen zu der nichtmagnetischen Basis B einfallen, um das ferromagnetische Material auf der nichtmagnetischen Basis abzulagem. Ein Verschluß mit einer Öffhung entsprechend dem Bereich des minimalen Einfallswinkels θmin bis zu dem maximalen Einfallswinkel θmax ist so vorgesehen, daß ein Teil der nichtmagnetischen Basis freiliegt. Bei dem Beginn der Dampfablagerung fällt der Dampfstrom auf die nichtmagnetische Basis mit dem maximalen Einfallswinkel θmax ein. Der Einfallswinkel ändert sich kontinuierlich, wenn die nichtmagnetische Basis in der Richtung des Pfeiles A bewegt wird und fällt auf die nichtmagnetische Basis 12 mit dem minimalen Einfallswinkel θmin am Ende der Dampfabscheidung. Somit wird ein ferromagnetischer Metall-Dünnfilm 15 auf der nichtmagnetischen Basis 12 gebildet.
Der Bereich des Einfallswinkels beträgt 30º bis 70º, aber vorzugsweise 40º bis 70º. Wenn der Einfallswinkel größer als 70º ist, nimmt die Wirksamkeit der Verdampfung ab und die Magnetisierungskomponenten in der Ebene steigen an. Wenn der Einfallswinkel kleiner als em ist, steigt die Korngröße des ferromagnetischen Metäll-Dünnfilms außerordentlich an und es wird unmöglich, zufriedenstellende magnetische Eigenschaften zu gewährleisten.
Die zwei oder mehr ferromagnetische Metall-Dünnfilme können durch Wiederholen eines solchen Schrägablagerungszyklus gebildet werden.
Der ferromagnetische Metall-Dünnfilm, der durch Schrägablagerung gebildet wird, weist einen gekrümmten geneigten Säulenaufbau auf. Die jeweiligen Wachsrichtungen der geneigten Säulenstrukturen der angrenzenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilme können bezüglich der Normalen zu der nichtmagnetischen Basis die gleichen (gleiche Richtungen) sein oder können bezüglich der Normalen invers zu der nichtmagnetischen Basis sein.
Es besteht keine weitere Beschränkung hinsichtlich des metallischen Materials zur Bildung der ferromagnetischen Metall-Dünnfilme gemäß der vorliegenden Erfindung, die ferromagnetischen Metall-Dünnfilme können aus irgendeinem bekannten ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Co, Co-Cr, Co-Ni, Co-Fe-Ni oder Co-Ni- Cr gebildet werden. Vorzugsweise liegt die Dicke der ferromagnetischen Metall-Dünnfilme in dem Bereich von ungefähr 60 nm (600 Å) bis ungefähr 120 nm (1200 Å). Ferromagnetische Metall-Dünnfilme einer Dicke kleiner als die obere Grenze des Dickenbereichs verringern die Wiedergabeeigenschaften, und die mit einer Dicke größer als die obere Grenze des Dickenbereichs erhöhen das Rauschen.
Die nichtmagnetische Basis kann irgendeine nichtmagnetische Basis für diese Art von magnetischem Aufzeichnungsträger sein.
Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung die nichtmagnetische Basis des magnetischen Aufzeichnungsträgers mit einem Basisfilm beschichtet sein, und der magnetische Aufzeichnungsträger kann mit einem Rückseiten-Beschichtungsfilm oder einem Oberseiten-Beschichtungsfilm falls notwendig versehen werden. Der Rückseiten- Beschichtungsfilm und der Oberseiten-Beschichtungsfilm können durch gewöhnliche Vorgänge gebildet werden, die auf magnetische Aufzeichnungsträger dieser Art angewendet werden.

Funktion

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verhindern der nichtmagnetische Zwischenfilm zwischen den angrenzenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen, die auf der nichtmagnetischen Basis gebildet werden, magnetische Zwischenwirkungen zwischen den angrenzenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen und unterdrückt Rauschen. Eine Gesamtdicke der nichtmagnetischen Zwischenfilme von nicht mehr als 20% der Dicke der Aufzeichnungsschicht gewährleistet zufriedenstellende elektromagnetische Umsetzeigenschaften insbesondere imkurzwelligen Bereich.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die nichtmagnetische Basis bei der Bildung des ferromagnetischen Metall-Dünnfilms auf der nichtmagnetischen Basis durch einen Vakuumaufdampf-Dünnfilmbildeprozeß zur Veränderung des Einfallswinkels der Dampfströme auf der nichtmagnetischen Basis kontinuierlich in dem Bereich von 30º bis 40º, insbesondere 40º bis 70º zur Veränderung der Wachsrichtung des ferromagnetischen Metall-Dünnfilms verändert, und daher weist der ferromagnetische Metall-Dünnfilm eine gekrümmte geneigte Säulenstruktur auf Die magnetische Schicht bestehend aus einem solchen ferromagnetischen Metall-Dünnfilm gewährleistet außergewöhnlich gute magnetische Eigenschaften und verbessert die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ähnlich wie bei dem zweiten Aspekt der Einfallswinkel der Dampfströme auf die nichtmagnetische Basis im Bereich von 30º bis 40º, vorzugsweise 40º bis 70º bei der Bildung des ferromagnetischen Metall-Dünnfilms verändert, und daher zeigt ähnlich wie bei dem ersten Aspekt die magnetische Schicht einen Vielfachschicht-Aufbau durch Bildung von nichtmagnetischen Zwischenfilmen zwischen den angrenzenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen, so daß die Gesamtdicke der nichtmagnetischen Zwischenfilme nicht größer als 20% der Dicke der magnetischen Schicht ist. Somit weist ein magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß dem dritten Aspekt synergetische Effekte zwischen dem ersten und dem zweiten Aspekt der Erfindung auf
Nun werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Beispiel 1

Ein Magnetband des Beispiels 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Magnetband mit dem Zweischicht-Aufbau mit einer nichtmagnetischen Basis, zwei ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen, die auf der nichtmagnetischen Basis durch Schrägablagerung gebildet sind und gleiche Richtungen des Anwachsens der geneigten Säulenstruktur aufweisen, sowie einem Zwischenoxydfilm, der zwischen den ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen gebildet ist.
Ein erster ferromagnetischer Metall-Dünnfilm mit 90 nm (900 Å) Dicke wird auf der nichtmagnetischen Basis B eines Polyethylen-Terephthalatfilms gebildet. Die Neigung der Abschnitte der geneigten Säulenstruktur des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms, der näher zu der Oberfläche der nichtmagnetischen Basis B liegt, bezüglich der Normalen der Oberseite der nichtmagnetischen Basis B ist größer als Abschnitte des gleichen, die von der Oberfläche der nichtmagnetischen Basis weiter entfernt liegen.
Ein erster Zwischen-Oxydfilm aus Cobaltoxyd mit einer Dicke von ungefähr 20 nm (200 Å) wird über den ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm gebildet.
Ein zweiter ferromagnetischer Metall-Dünnfilm mit 90 nm (900 Å) Dicke wird über dem ersten Zwischen-Oxydfilm gebildet. Die Wachstumsrichtung der geneigten Säulenstruktur des zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms ist die gleiche wie die des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms.
Die Aufzeichnungsschicht des Magnetbands besteht aus dem ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm, dem ersten Zwischen-Oxydfilm, der über dem ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm gebildet wird und dem zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm, der über dem ersten Zwischen-Oxydfilm gebildet wird. Die ferromagnetischen Metall- Dünnfilme werden in einem Zweischicht-Aufbau gebildet. Die Dicke der Aufzeichnungsschicht beträgt 200 nm (2000 Å), und die Dicke des ersten Zwischen- Oxydfilms 3 ist 10% der Dicke der Aufzeichnungsschicht.
Ein Vorgang zur Herstellung des Magnetbands wird im folgenden beschrieben.
Bei der Bildung des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms auf der nichtmagnetischen Bais wurde die nichtmagnetische Basis 1 in einer Richtüng bewegt, während die Verdampfungsquelle (reines Co) verdampft wurde, so daß der Einfallswinkel der Dampfströme auf die nichtmagnetische Basis 1 sich kontinuierlich zur Schrägablagerung verändert hat.
Der erste Zwischen-Oxydfilm wurde über dem ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm durch Magnetron-Sputtern unter Verwendung von reinem Co als Target gebildet. Während dem Magnetron-Sputtern wurde Argongas mit 200 SCCM zugeführt, Sauerstoffgas wurde mit 70 SCCM zugeführt und die nichtmagnetische Basis wurde mit 10 m/min bewegt.
Der zweite ferromagnetische Metall-Dünnfilm wurde über dem ersten Zwischen-Oxydfilm durch die gleiche Schrägablagerung wie die gebildet, die bei der Bildung des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms verwendet wurde, um das Magnetband zu vollenden.

Beispiel 2

Ein Magnetband eines gleichen Zweischicht-Aufbaus von Beispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung wurde durch den gleichen Vorgang hergestellt, wie der, der bei der Herstellung des Magnetbands von Beispiel 1 verwendet wurde. Das Magnetband von Beispiel 2 weist einen ersten und einen zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm von 95 (950 Å) Dicke und einen Zwischen-Oxydfilm mit 10 nm (100 Å) Dicke auf. Die Dicke des Zwischen-Oxydfilms betrug 5% der Dicke von 200 nm (2000 Å) der Magnetschicht.

Beispiel 3

Ein Magnetband von Beispiel 3 ist ein gleichförmiger Dreischicht-Aufbau, der durch einen Vorgang ähnlich dem hergestellt wurde, der bei der Herstellung des Magnetbandes von Beispiel 1 verwendet wurde. Das Magnetband weist eine Aufzeichnungsschicht auf, die aus einem ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm, der über einer nichtmagnetischen Basis gebildet wurde, einen ersten Zwischen-Oxydfilm, der über dem ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm gebildet wurde, einen zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm, der über dem ersten Zwischen-Oxydfilm gebildet, einen zweiten Zwischen-Oxydfilm mit 20 nm (200 Å) Dicke, der über dem zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm gebildet wurde, sowie einen dritten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm auf, der über dem zweiten Zwischen-Oxydfilm gebildet wurde. Die Wachstumsrichtungen der geneigten Säulenstrukturen des ersten, zweiten und dritten ferromagnetischen Metall- Dünnfilms sind die gleichen.
Der zweite Zwischen-Oxydfilm und der dritte ferromagnetische Metäll-Dünnfilm wurden durch die gleichen Vorgänge wie diejenigen hergestellt, die bei der Bildung des ersten Zwischen-Oxydfilms und des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms des Magnetbands von Beispiel 1 verwendet wurden.
Die ferromagnetischen Metall-Dünnfilme waren 53 nm (530 Å) dick, und die Gesamtdicke der beiden Zwischen-Oxydfilme betrug 20% der Dicke (200 nm) (2000 Å) der magnetischen Schicht.

Beispiel 4

Ein Magnetband gemäß Beispiel 4 ist konstruktionsmäßig ähnlich dem Magnetband von Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Wachstumsrichtung der geneigten Säulenstruktur des zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms die umgekehrte zu der der geneigten Säulenstruktur des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms ist.
Bei der Bildung des zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms wurde die nichtmagnetische Basis in einer Richtung umgekehrt zu der bewegt, in der die nichtmagnetische Basis bei der Bildung des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms bewegt wurde.
Die erste Zwischen-Oxydschicht wurde mit einer Dicke von 20 nm (200 Å) gebildet, was 10% der Dicke 200 nm (2000 Å) der Aufzeichnungsschicht betrug.
Nun wird ein Vergleichsbeispiel 1 dargestellt.
Ein Magnetband des Vergleichsbeispiels 1 ist ein Einzelschicht-Magnetband mit einer Aufzeichnungsschicht nur aus einem ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm mit 200 nm (2000 Å) Dicke, der auf einer magnetischen Basis durch den Vorgang ähnlich zu dem gebildet wurde, der bei der Herstellung des Magnetbands von Beispiel 1 verwendet wurde. Tabelle 1
Die Ausgangssignal-Eigenschaften und die Rauschabstände der Magnetbänder, die somit hergestellt wurden, wurden gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Beim Messen der Ausgangssignal-Eigenschaften wurden Eingangssignale mit einer Wellenlänge von 0,5 µm auf den Magnetbändern aufgezeichnet und die aufgezeichneten Signale wurden durch einen 8-mm-Videobandrecorder (EVS-900, Sony Corp.) wiedergegeben. Die Rauschabstände wurden durch Aufzeichnung von Eingangssignalen mit einer Wellenlänge von 0,5 µm durch den gleichen 8-mm-Videobandrecorder (EVS- 900, Sony Corp.) gemessen. Die in Tabelle 1 gezeigten Werte beziehen sich auf das Magnetband des Vergleichsbeispiels 1.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, sind die Ausgangssignal-Eigenschaften und die Rauschabstände des Magnetbands, bei dem die Dicke des Zwischen-Oxydfilms 30% der Dicke der Aufzeichnungsschicht oder weniger betrug, zufriedenstellend.

Beispiel 5

Ein Magnetband gemäß Beispiel 5 verkörpert den zweiten Aspekt der Erfindung. Das Magnetband weist einen gleichförmigen Zweischicht-Aufbau mit zwei ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen auf, die auf einer nichtmagnetischen Basis durch Vakuumverdampfüng gebildet wurden, bei der der Einfaliswinkel der Dampfströme bezüglich der Normalen der nichtmagnetischen Basis in dem Bereich von 40º bis 70º verändert wurde. Die beiden ferromagnetischen Metall-Dünnfilme sind hinsichtlich der Wachstumsrichtung der geneigten Säulenstrukturen gleich.
Zuerst wurde eine erste Hauptfläche einer nichtmagnetischen Basis aus einem 10 µm dicken Polyethylen-Terephthalatfilm mit einer Basisbeschichtung mit kleinen Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche durch Aufbringen einer Basisbeschichtungsflüssigkeit, wie beispielsweise einer Acryl-Emulsion, auf die Hauptfläche beschichtet. Die nichtmagnetische Basis, die mit der Basisbeschichtung beschichtet wurde, wurde in einer Richtung bewegt, während eine Verdampfungsquelle so verdampft wurde, daß der Einfallswinkel bezüglich der Normalen zu der nichtmagnetischen Basis der Dampfströme, die auf die beschichtete Oberfläche der nichtmagnetischen Basis einfallen, kontinuierlich zur Schrägablagerung verändert wurde. Der Einfallswinkel war der maximale Einfallswinkel von 70º bei dem Beginn der Ablagerung und der minimale Einfallswinkel betrug 40º. Ein erster ferromagnetischer Metall-Dünnfilm wurde somit auf der nichtmagnetischen Basis mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) gebildet. Die zur Schrägablagerung verwendete Verdampfüngsquelle war eine Co&sub8;&sub0;Ni&sub2;&sub0;-Legierung, Sauerstoffgas wurde mit 200 SCCM in die Verdampfüngskammer eingeführt und die nichtmagnetische Basis wurde mit 10m/min bewegt.
Eine Schrägablagerung mit den gleichen Bedingungen wurde zur Bildung eines zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms über dem ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm wiederholt. Wenn die nichtmagnetische Basis in der gleichen Richtung wie die bewegt wurde, in der die nichtmagnetische Basis bei der Bildung des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms bewegt wurde, sind der erste und der zweite ferromagnetische Metall Dünnfilm hinsichtlich der Wachstumsrichtung der geneigten Säulenstruktur gleich.
Eine Rückseitenbeschichtung wurde auf der anderen Hauptfläche der nichtmagnetischen Basis gebildet, der zweite ferromagnetische Metall-Dünnfilm wurde mit einer Oberseitenbeschichtung beschichtet und dann wurde das Magnetband durch einen vorbestimmten Rostschutzvorgang vollendet.

Beispiel 6

Ein Magnetband gemäß Beispiel 6 wurde durch den gleichen Vorgang wie dem hergestellt, der bei der Herstellung des Magnetbands von Beispiel 5 angewendet wurde, mit der Ausnahme, daß der maximale Einfallswinkel 65º und der minimale Einfallswinkel 45º betrug.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Magnetband des Vergleichsbeispiels 2 wurde durch den gleichen Vorgang wie dem hergestellt, der bei der Herstellung des Magnetbands von Beispiel 5 verwendet wurde, mit der Ausnahme, daß der maximale Einfallswinkel 90º betrug. Der minimale Einfallswinkel betrug 40º. Tabelle 2
Tabelle 2 zeigt die gemessenen Ausgangseigenschaften und Frequenzeigenschaften von Beispiel 5 und 6 sowie vom Vergleichsbeispiel 2.
Die Ausgangseigenschaften wurden durch gemessene Wiedergabe-Ausgangssignale bezüglich dem des Vergleichsbeispiels 2 wiedergegeben, wenn Eingangssignale mit einer Wellenlänge von 0,5 µm, die auf den Magnetbändern aufgezeichnet waren, wiedergegeben wurden. Die Frequenzeigenschaften sind durch den Abschwächungsgrad der wiedergegebenen Ausgangssignale von 10 MHz bezüglich der Abschwächung der wiedergegebenen Ausgangssignale von 5 MHz bezüglich dem des Vergleichsbeispiels 2 dargestellt. Ein 8-mm-Videobandrecorder (EVS-900, Sony Corp.) wurde verwendet.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich sind die Ausgabeeigenschaften der Magnetbänder gemäß der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend. Es wurde durch die Untersuchung der Meßwerte bezüglich derjenigen von Vergleichsbeispiel 2 gezeigt, daß die vorliegende Erfindung die Abschwächung der Wiedergabe-Ausgangssignale bei 10 MHz bezüglich der Wiedergabe-Ausgangssignale bei 5 MHz verringert.

Beispiel 7

Ein Magnetband von Beispiel 7 gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Aufzeichnungsschicht bestehend aus zwei ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen mit einem gleichförmigen Zweischicht-Aufbau sowie einem Zwischen-Oxydfilm auf, der zwischen den ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen vorgesehen ist. Die ferromagnetischen Metall- Dünnfilme wurden durch Schrägablagerung gebildet, bei der der Einfaliswinkel der Dampfströme bezüglich der Normalen der nichtmagnetischen Basis kontinuierlich in dem Bereich von 70º bis 40º verändert wurde.
Eine nichtmagnetische Basis eines 10 µm dicken Polyethylen-Terephthalatfilms, der mit einer Basisbeschichtung beschichtet wurde, wurde in einer Richtung mit 10 m/min für die gleiche Schrägablagerung wie der bewegt, die bei der Bildung des ferromagnetischen Metall-Dünnfilms von Beispiel 5 zur Bildung eines ersten ferromagnetischen Metall- Dünnfilms von 90 nm (900 Å) Dicke verwendet wurde. Während des Schrägablagerungsvorgangs wurde der Einfallswinkel von dem maximalen Einfallswinkel θmax von 70º zu dem minimalen Einfallswinkel θmin von 40º verändert.
Darauf wurde ein 20 nm (200 Å) dicker Zwischen-Oxydfilm aus Cobaltoxyd über dem ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm durch die gleiche Magnetron-Sputterung wie der gebildet, die bei der Bildung des Zwischen-Oxydfilms von Beispiel 1 angewendet wurde.
Ein 90 nm (900 Å) dicker zweiter ferromagnetischer Metall-Dünnfilm wurde über dem Zwischen-Oxydfilm durch die gleiche Schrägablagerung wie der gebildet, die für die Bildung des ersten ferromagnetischen Metall-Dünnfilms verwendet wurde.
Eine Aufzeichnungsschicht eines Magnetbands, das somit hergestellt wurde, weist einen Zweischicht-Aufbau bestehend aus dem ersten und dem zweiten ferromagnetischen Metall- Dünnfilm, die auf der nichtmagnetischen Basis gebildet wurden, und dem Zwischen- Oxydfilm auf, der zwischen dem ersten und dem zweiten ferromagnetischen Metall- Dünnfilm gebildet ist. Die Dicke der Aufzeichnungsschicht ist 200 nm (2000 Å) und die Dicke des Zwischen-Oxydfilms beträgt 10% der Dicke der Aufzeichnungsschicht.

Beispiel 8

Ein Magnetband von Beispiel 8 wurde durch den gleichen Vorgang wie den hergestellt, der bei der Herstellung des Magnetbands von Beispiel 7 verwendet wurde, mit der Ausnahme, daß der maximale Einfallswinkel θmax 65º und die Bewegungsgeschwindigkeit der nichtmagnetischen Basis 20 m/min betrug.
Die Dicke des Zwischen-Oxydfilms betrug 10 nm (100 Å), was 5% der Dicke der Aufzeichnungsschicht betrug.
Aus den Eigenschaften der Beispiele der Magnetbänder mit den ferromagnetischen Metall- Dünnfilmen, die durch Begrenzung des Einfallswinkels der Dampfströme auf nichtmagnetische Basis bezüglich der Normalen zu der nichtmagnetischen Basis auf dem Bereich gemäß der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise bei Beispiel 7 und 8 beschränkt waren, ist ersichtlich, daß die Ausgabeeigenschaften und der Rauschabstand besser als die Magnetbänder mit den ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen, die durch eine einfache Schrägablagerung gebildet wurden.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird gemäß dem ersten und dem dritten Aspekt der Erfindung, da die ferromagnetischen Metall-Dünnfilme in einem Vielfachschicht-Aufbau gebildet werden und der Zwischen-Oxydfilm zwischen den angrenzenden ferromagnetischen Metall-Dünnfilmen gebildet wird, Rauschen verringert und zufriedenstellende elektromagnetische Umsetzeigenschaften können erhalten werden. Da die Dicke der Zwischen-Oxydschicht 20% der Dicke der Magnetschicht oder weniger beträgt, können die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften insbesondere in dem kurzwelligen Bereich verbessert werden.
Gemäß dem zweiten und dem dritten Aspekt der Erfindung, da die Neigung der geneigten säulenfbrmigen Strukturen der ferromagnetischen Metall-Dünnfilme der Magnetschicht innerhalb eines begrenzten Neigungsbereiches liegt, können außergewöhnlich gute magnetische Eigenschaften gewährleistet werden und die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften können verbessert werden.
Nun wird die Vorrichtung von Fig. 13 im Detail beschrieben.
Zuerst wird ein magnetischer Metall-Dünnfilm (aus Co) auf der Basis B durch eine Vakuum-Verdampfüngsvorrichtung wie in Fig. 13 gezeigt gebildet.
In Fig. 13 sind Vakuumbehälter 81c und 81d, eine Teilplatte 82, eine Walze 84 für die Basis B, eine Aufnahmewalze 85, Führungswalzen 86a und 86b, ein zylindrischer Kühlbehälter 87 zur Führung der Basis B, eine Verdampfungsquelle 88, ein Elektronenstrahl 89 zum Heizen der Verdampfungsquelle 88, eine Abschirmplatte 90 zum Einstellen des Einfallswinkels θ der Metallpartikel auf die Basis B, eine Sauerstoffgas- Zuführleitung 81 sowie eine Elektronenkanone 92 vorgesehen.
Die von der Walze 84 abgewickelte Basis B wird mittels der Führungswalze 86a, dem Kühlbehälter 87 und der Führungswalze 86b vorwärts bewegt und die Basis B wird auf die Aufhahmewalze 85 aufgewickelt. Auf dem Kühlbehälter 87 wird ein magnetischer Metall- Dünnfilm aus Co durch Schrägablagerung auf der Basis B in einer Sauerstoffatmosphäre gebildet. Die Dicke des magnetischen Metall-Dünnfilms beträgt beispielsweise ungefähr 90 nm (900 Å).
Während der Vakuumverdampfüng werden die Vakuumbehälter 81c und 81d unter einem Vakuum von 0,013 Pa (1 x 10&supmin;&sup4; Torr) gehalten und Sauerstoffgas wird durch die Sauerstoffgas-Versorgungsleitung 91 in die Vakuumtanks 81c und 81d beispielsweise mit einer Rate von 200 cm³/min eingeführt. Der Einfallswinkel θ der Metallteilchen auf der Basis B liegt beispielsweise in dem Bereich von 45º (θmin) bis 90º (θmax). Die Verdampfüngsquelle 88 ist ein Barren aus 100 % Co.
Ein Zwischen-Oxydfilm, beispielsweise ein Co&sub3;O&sub4;-Film mit einer Dicke in der Größenordnung von 20 nm (200 Å) wird beispielsweise durch dc-Magnetron-Sputterung über dem magnetischen Metall-Dünnfilm aus Co gebildet, der über der Basis B gebildet ist. Bei dem DC-Magnetron-Sputtervorgang wird ein Target aus 100 % Co zur reaktiven Sputterung in einer Atmosphäre aus einem gemischten Gas bestehend aus Sauerstoff und Argon verwendet. Der Abstand zwischen dem Target und der Basis B ist beispielsweise 20 mm. Die Strömungsrate des Argongas beträgt beispielsweise 200 cm³/min und die des Sauerstoffgases beispielsweise 70 cm³/min. Die Laufgeschwindigkeit der Basis B liegt beispielsweise in der Größenordnung von 10 m/min.
Dann wird ein magnetischer Metall-Dünnfilm aus Co mit einer Dicke von beispielsweise in der Größenordnung von 90 nm (900 Å) über dem Zwischen-Oxydfilm durch die in Fig. 13 gezeigte Vakuum-Verdampfüngsvorrichtung durch den gleichen Vorgang wie oben erläutert durchgeführt Somit wird eine Vielschicht-Magnetschicht bestehend aus dem unteren magnetischen Metall-Dünnfilm, dem Zwischen-Oxydfilm und dem oberen magnetischen Metall-Dünnfilm übereinander in dieser Reihenfolge aufgebaut. Die Dicke der Vielschicht-Magnetschicht liegt beispielsweise in der Größenordnung von 200 nm (2000 Å).
Die mit der Vielschicht-Magnetschicht beschichtete Basis B wird zur Rückseiten- Beschichtung mit Beschichtungsmaterialien beschichtet, die beispielsweise Kohlenstoff und ein Epoxyd-Bindemittel enthalten, und zur Oberseiten-Beschichtung mit einem Gleitmittel, das Perfluorpolyether enthält, und dann wird die Basis B in 8 mm dicke Magnetbänder geschnitten.
Die Eigenschaften der Magnetbänder, die somit hergestellt wurden und die voneinander in dem Aufbau der Magnetschicht und der Dicke des Zwischen-Oxydfilms unterscheiden, sind in Fig. 14 im Vergleich zu denen eines Vergleichsbeispiels dargestellt. In Fig. 14 zeigt Ra die Oberflächenrauhigkeit der Mittenlinie der Magnetschicht des Magnetbands an.
Wie aus Fig. 14 ersichtlich betragen die Bitfehlerraten in den Magnetbändern der Beispiele 1 bis 4, die jeweils eine Magnetschicht aufweisen, die durch sequentielle Ablagerung des unteren magnetischen Metall-Dünnfilms, des Zwischen-Oxydfilms und des oberen magnetischen Metall-Dünnfilms aufgebaut ist, 1 x 10&supmin;&sup4; oder weniger, wohingegen die Bitfehlerrate bei dem Magnetband bei dem Vergleichsbeispiel mit einer Einzelschicht- Magnetschicht 4,8 x 10&supmin;&sup4; beträgt, und sämtliche Magnetbänder in den Beispielen 1 bis 4 und des Vergleichsbeispiels erfüllen die Bedingungen, die ausgedrückt werden durch Ra = 3 nm (30 Å) und Energieprodukt ≥ 8 x 10&supmin;³ T x A (100 G x cm x Oe).
Gewöhnlich wird die Oberflächenrauhigkeit der Magnetbänder gemäß JIS B0601 gemessen. Die Oberflächenrauhigkeit von Beispielen 1 bis 4 und des Vergleichsbeispiels wurde unter den folgenden Bedingungen gemessen:
Oberflächenrauhigkeits-Testvorrichtung: Talistep (Rannu Teira)
Nadel: quadratische Nadel mit 0,2 µm x 0,2 µm
Druck: 2 mg
Bypassfilter: 0,33 Hz.
Fig. 15 zeigt die Ergebnisse der Messung eines Auger-Profils bezüglich der Tiefe (Dicke) und ein Tiefenprofil der magnetischen Schicht bestehend aus dem unteren magnetischen Metall-Dünnfilm, dem Zwischen-Oxydfilm und dem oberen magnetischen Metall-Dünnfilm durch ein Auger-Elektronspektroskop (Jamp 30, Nippon Denshi K.K.) um die Zusammensetzung zu bestätigen. Die Beschleunigungsspannung für die einfallenden Elektronen betrug 200 kV, das Vakuum betrug 9,0 x 10&supmin;&sup8; Pa, die Zeitkonstante des Auger- Elektronenanalysierungssystems betrug 20 ms, die Ätzionenbeschleunigungsspannung betrug 1,0 kV und die Ätzrate betrug 1,66 nm/min (16,6 Å/min).
In Fig. 15 entsprechen zwei Peaks für Co dem unteren und dem oberen magnetischen Metall-Dünnfilm und ein Peak für Sauerstoff zwischen den beiden Peaks für Co entspricht dem Zwischen-Oxydfilm zwischen dem unteren und dem magnetischen Metall-Dünnfilm. Die Breite bei dem halben Maximum des Peaks für Sauerstoff ist ungefähr 30 nm (300 Å).
Die relative Konzentration von Co wird in einem Abschnitt der Aufzeichnungsschicht in einer Tiefe von 100 nm (1000 Å) von der Oberfläche verringert, was zeigt, daß der erste Zwischen-Oxydfilm aus Cobaltoxyd zwischen dem ersten ferromagnetischen Metall- Dünnfilm und dem zweiten ferromagnetischen Metall-Dünnfilm gebildet wurde. Aus der vollen Breite bei dem halben Maximum his der Sauerstoffatom-Konzentration in der Tiefe von ungefähr 100 nm ergibt sich eine Dicke des ersten Zwischen-Oxydfilms von ungefähr 20 nm.
Es gibt Übergangsschichten zwischen dem unteren und dem oberen Magnet-Metallfilm und dem Zwischen-Oxydfilm und die Grenzlinien sind nicht genau scharf Indessen kann die Dicke des Zwischen-Oxydfilms unter Verwendung der Breite bei dem halben Maximum des Peaks für Sauerstoff erhalten werden.
Wie oben gesagt verringert die Magnetschicht mit dem oberen und dem unteren magnetischen Metall-Dünnfilm und dem Zwischen-Oxydfilm, der zwischen dem oberen und dem unteren magnetischen Metall-Dünnfilm gebildet ist, die magnetische Kopplung der magnetischen Schicht und verbessert die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften in einem kurzwelligen Bereich. Genauer gesagt sind die elektromagnetischen Umsetzeigenschaften zufriedenstellend, wenn die Dicke des Zwischen-Oxydfilms 20% der Dicke der Magnetschicht oder weniger beträgt und die Bitfehlerrate kann verringert werden.
Bei dem Magnetband mit der Magnetschicht mit einem solchen Vielfachschicht-Aufbau ist die Ausgabeleistung unzureichend, wenn die Dicke des magnetischen Metall-Dünnfilms aus Co geringer als 60 nm (600 Å) ist, und das Rauschen steigt an, wenn die Dicke von diesem größer als 120 nm (1200 Å) ist. Daher ist die bevorzugte Dicke des magnetischen Metall-Dünnfilms aus Co in dem Bereich von 60 bis 120 nm (600 bis 1200 Å). Eine bevorzugte Dicke des Zwischen-Oxydfilms ist 30 nm (300 Å) oder weniger, da es schwierig ist, Signale aufzunehmen, die durch den unteren magnetischen Metall-Dünnfilm erzeugt werden, wenn die Dicke des Zwischen-Oxydfilms größer als 30 nm (300 Å) ist.

Zweites Verfahren

Ein magnetischer Metall-Dünnfilm aus Co wird in einer Sauerstoffatmosphäre zur Schrägablagerung auf einer Basis B durch Verwendung einer Vakuum-Verdampfungsvorrichtung wie in Fig. 16 gezeigt gebildet. Die in Fig. 16 gezeigte Vakuum- Verdampfüngsvorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 13 gezeigten dadurch, daß der Einfallswinkel θ der verdampften Metallpartikel auf der Basis B in einem Bereich von 40º (θmin) und 70º (θmax) durch eine Abschirmplatte 90 beschränkt ist.
Während der Vakuum-Verdampfting wird das Innere der Vakuumbehälter 81c und 81d beispielsweise auf einem Vakuum von 0,013 Pa (1 x 10&supmin;&sup4; Torr) gehalten und Sauerstoffgas wird durch eine Sauerstoff-Zuführleitung 91 in die Vakuumbehälter 81c und 81d beispielsweise mit einer Rate von 200 cm³/min eingeführt. Die Dicke einer Magnetschicht bestehend aus dem einzelnen magnetischen Metall-Dünnfilm ist beispielsweise 200 nm (2000 Å). Eine Verdampfüngsquelle 88 ist ein Barren aus 100 % Co. Wenn der Einfallswinkel θ auf einen solch engen Bereich beschränkt wird, nimmt die Ablagerungsrate ab. Dementsprechend wird die Laufgeschwindigkeit der Basis B entsprechend dem Bereich des Einfallswinkels θ gesteuert, so daß der magnetische Metall- Dünnfilm mit einer gewunschten Ablagerungsrate abgelagert wird.
Es wurden 8 mm breite Magnetbänder durch das gleiche Verfahren wie das erste Verfahren erhalten.
Fig. 17 zeigt die Eigenschaften von Magnetbändem, die sich untereinander durch den Einfallswinkel θ unterscheiden. Wie aus Fig. 17 ersichtlich, war bei dem Beispiel 5 mit dem magnetischen Metall-Dünnfilm, der durch eine Vakuum-Verdampfüng gebildet wurde, bei der der Einfaliswinkel θ auf einen Bereich von 40º bis 70º beschränkt war, die Ausgangsleistung war 0,5 dB für eine Aufzeichnungs-Wellenlänge X 0,5 µm und die Bitfehlerrate war mit 5,0 x 10&supmin;&sup5; sehr gering. Bei dem Beispiel 6 mit dem magnetischen Metall-Dünnfilm, der durch eine Vakuum-Verdampfüng gebildet wurde, bei der der Einfallswinkel θ auf einen engeren Bereich von 45º bis 65º beschränkt wurde, war die Ausgangsleistung 0,7 dB für λ = 0,5 µm und die Bitfehlerrate war mit 3,8 x 10&supmin;&sup5; sehr gering. Bei dem Vergleichsbeispiel mit dem magnetischen Metall-Dünnfilm, der durch eine Vakuum-Verdampfung gebildet wurde, bei der der Einfallswinkel θ in dem Bereich von 40º bis 90º lag, war die Ausgangsleistung 0 für λ = 0,5 µm und die Bitfehlerrate betrug 6,6 x 10&supmin;&sup4;.
Die große Ausgangsleistung für λ = 0,5 µm und die geringe Bitfehlerrate von Beispielen 5 und 6 mit den magnetischen Schichten, die durch eine Vakuum-Verdampfung abgelagert wurden, bei der der Einfallswinkel θ der verdampften Metallpartikel auf der Basis B in dem Bereich von 40º bis 70º oder in dem Bereich von 45º bis 65º lag, ergeben sich aufgrund der folgenden Überlegungen. Wenn der Einfallswinkel θ auf einen Wert in dem Bereich von 40º bis 70º in dem Bereich von 45º bis 65º beschränkt ist, ist die Komponente bezüglich einer Richtung parallel zu der Oberfläche der Basis B der Metallpartikel, die auf die Basis B fallen, klein und die Korngröße der Kristallkörner der Magnetschicht ist gering, so daß die Dichte der kristallinen Körner in der Magnetschicht groß ist und das Verhältnis des Trägerpegels zu dem Rauschpegel (S/N) verbessert wird, was die Bitfehlerrate verringert.
Wie oben genannt kann die Bitfehlerrate durch Beschränken des Bereichs des Einfallswinkels θ der Metallpartikel auf die Basis B verringert werden. Die Beschränkung des Bereichs des Einfallswinkels θ kann ebenfalls bei der Bildung der Vielfachschicht- Magnetschicht durch das erste Verfahren verwendet werden. Wenn der Bereich des Einfallswinkels θ auf den Bereich von 40º bis 70º bei der Ausführung des ersten Verfahrens beschränkt wird, kann die Bitfehlerrate weiter verringert werden. Solch eine Auswirkung ist in Fig. 18 gezeigt.
Wie aus Fig. 18 ersichtlich, sind die Bitfehler von Beispielen 7 und 8, die durch das erste Verfähren hergestellt wurden, bei dem die Einfallswinkel θ auf den Bereich von 40º bis 70º beschränkt wurden, 2,8 x 10&supmin;&sup5; bzw. 3,3 x 10&supmin;&sup5; was kleiner ist als bei den Beispielen 1, 2, 3 und 4, die in Fig. 14 gezeigt sind. Andererseits beträgt die Bitfehlerrate bei dem Vergleichsbeispiel mit einem magnetischen Metall-Dünnfilm, der durch eine Ablagerung von Metallpartikeln mit einem Einfallswinkel θ in dem Bereich von 40º bis 90º gebildet wurde, 4,8 x 10&sup4;. Ein Referenzbeispiel, das in Fig. 18 gezeigt ist, ist ein Magnetband mit einer Vielfach-Magnetschicht bestehend aus magnetischen Metall-Dünnfilmen, die durch Ablagerung von Metallteilchen mit einem Einfallswinkel θ in dem Bereich von 45º bis 90º abgelagert wurden.
Fig. 19 zeigt einen Magnetkopf, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Wie in Fig. 19 gezeigt weist der Magnetkopf Einkristall-Mn-Zn-Ferritkerne 101A und 101B auf, sowie Fe-Ga-Si-Ru-weichmagnetische Schichten 102 und 103, die durch Sputtern auf die Einkristall-Mn-Zn-Ferritkerne 101A bzw. 101B mit einem Spalt 104 dazwischen gebildet wurden. Räume auf den voneinander abgewandten Seiten des Spalts 104 bezüglich der Spurweite werden mit Glas 105 und 106 zur Beschränkung der Spurweite auf beispielsweise 4 µm gefüllt. Eine Aufzeichnungsspule, die nicht gezeigt ist, ist in einem Loch 107 vorgesehen. Die effektive Spaltlänge des Magnetkopfs beträgt 0,20 µm.
Da der Magnetkopf die Fe-Ga-Si-Ru-Weichmagnetschichten 102 und 103 mit einer magnetischen Sättigungsflußdichte Bs von 1,45 T (14,5 kG) in der Nähe des Spaltes 104 aufweist, kann der Magnetkopf Daten auf einem Magnetband mit einer hohen Koerzitivkraft ohne Beschränkungen der magnetischen Sättigung aufzeichnen.
Mit solch einem MB-Band und solch einem Magnetkopf ist die Aufzeichnungsdichte 1,25 µm²/Bit oder weniger.
Das heißt, Signale mit einer minimalen Wellenlänge von 0,5 µm können auf Spuren mit einer Spurbreite von 5 µm mit einer Aufzeichnungsdichte von 1,25 µm²/Bit aufgezeichnet werden. Da indessen der Rauschabstand des wiedergegebenen Ausgangssignales sich mit abnehmender Spurbreite und Aufzeichnungs-Wellenlänge verschlechtert, werden das oben genannte Magnetband und der Magnetkopf zur Verringerung der Verschlechterung verwendet.
Die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung stellte 1988 einen digitalen VTR versuchsweise zur Aufzeichnung von Signalen mit einer minimalen Wellenlänge von 0,5 um auf einem 8 mm breiten MB-Band mit einem Spurabstand von 15 µm her. Bei der Aufzeichnung von Daten und der Wiedergabe von dem ME-Band wurde eine Drehtrommel mit 40 mm Durchmesser mit 60 Umdrehungen pro Minute gedreht. In diesem Fall betrug der Rauschabstand 51 dB für eine Aufzeichnungs-Wellenlänge von 1 µm und die Bitfehlerrate betrug 4 x 10&supmin;&sup5;.
Wenn Spuren mit einer Spurbreite von 5 µm, was bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, verwendet wurden, ist der Rauschabstand mit 44 dB sehr gering und daher wird die Bildqualität unzufriedenstellend. Zur Kompensation der Verschlechterung des Rauschabstands um 7 dB wird der oben genannte Aufbau gemäß dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendet.
Allgemein nimmt der Signal-Ausgangspegel mit zunehmendem Abstand zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetband während der Aufzeichnung und während der Wiedergabe ab, und die Größe des Abstands hängt von der Flachheit des Magnetbandes ab. Auch wenn die Flachheit eines beschichteten Magnetbandes von der Beschichtung abhängt, hängt die Flachheit des MB-Bandes von der Flachheit der Oberfläche der Basis ab. Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wurde experimentiell gezeigt, daß der Rauschabstand um 1 dB verbessert werden kann, wenn ein Basisfilm mit der geringstmöglichen Oberflächenrauhigkeit verwendet wird. Der Rauschabstand wurde um 3 dB verbessert, wenn das Magnetband durch den oben genannten Vakuum-Verdampfungsvorgang unter Verwendung der genannten Materialien verwendet wurde, im Vergleich zu dem Rauschabstand, wenn das Magnetband verwendet wurde, das in Kombination mit dem 1988 hergestellten digitalen VTR verwendet wurde. Dementsprechend verbessert die Verwendung des Magnetkopfes und des Magnetbandes gemäß der vorliegenden Erfindung den Rauschabstand um 4 dB im Vergleich zu dem Rauschabstand, wenn der VTR und das Magnetband verwendet wurden, das versuchsweise 1988 hergestellt wurde.
Es wurde gezeigt, daß die Verwendung einer Viterbi-Decodierung zur Kanaldecodierung bei der vorliegenden Erfindung den Rauschabstand um 3 dB im Vergleich zur bitweisen Decodierung verbessert.
Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung eine Verschlechterung des Rauschabstands um 7 dB kompensieren. Die Bitfehlerrate bei einer Aufzeichnungsdichte von 1,25 µm²/Bit ist gleich der des digitalen, 1988 hergestellten, VTRs. Hinsichtlich des Wiedergabe-Ausgangssignals muß die Bitfehlerrate vor der Korrektur des Fehlerkorrekturcodes 10&supmin;&sup4; oder weniger sein, da Fehler korrigierbar sein müssen, wenn ein Fehlerkorrekturcode mit einer Redundanz in der Größenordnung von 20% verwendet wird
Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Bitfehlerrate vor der Korrektur der Fehler in dem wiedergegebenen digitalen Bildsignal 1 x 10&supmin;&sup4; oder weniger beträgt, wenn die Aufzeichnungsdichte 1 µm²/Bit beträgt.
Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufzeichnungssystems einer Signalverarbeitungseinheit in einem digitalen VTR gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Wiedergabesystems der Signalverarbeitungseinheit,
Fig. 3 eine Darstellung eines Blocks zur Blockcodierung,
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Unterabtastung und des Sublining-Vorgangs,
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Blockcodierschaltung,
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Blockcodierschaltung,
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Kanaldecodierers,
Fig. 5A und 5B schematische Ansichten zur Erläuterung der Anbringung der Magnetköpfe,
Fig. 9 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Azimuthwinkels der Magnetköpfe,
Fig. 10 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Aufzeichnungsmusters,
Fig. 11A und 11B eine Aufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Magnetkopf/Magnetband Systems,
Fig. 12A und 12B schematische Ansichten zur Erläuterung der Vibration eines Magnetbands aufgrund einer exzentrischen Trommel,
Fig. 13 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Vorgangs bei der Herstellung eines Magnetbands,
Fig. 14 eine Tabelle der Eigenschaften der unterschiedlichen Magnetbänder,
Fig. 15 eine graphische Darstellung der Meßergebnisse des Auger-Profils hinsichtlich der Tiefen einer Magnetschicht bestehend aus einem unteren magnetischen Metall-Dünnfilm, einem Zwischen-Oxydfilm und einem oberen magnetischen Metall-Dünnfilm,
Fig. 16 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Vorgangs der Herstellung eines Magnetbands,
Fig. 17 eine Tabelle der Eigenschaften von Magnetbändern gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 18 eine Tabelle von weiteren Merkmalen der Magnetbänder gemäß der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 19 eine perspektivische Ansicht des Magnetkopfes.

Beschreibung der Bezugszeichen

1Y Komponentensignal-Eingang
1U Komponentensignal-Eingang
5 Blockschaltung
6 Blockschaltung
8 Blockcodierschaltung
11 Kanalcodierer
13A Magnetkopf
13B Magnetkopf
22 Kanaldecodierer
26 Block-Decodierschaltung
28 Block-Zerlegeschaltung
29 Block-Zerlegeschaltung
B Basis
91c Vakuumbehälter
91d Vakuumbehälter
87 Kühlbehälter
88 Verdampfungsquelle
90 Abschirmplatte

Fig. 1

1 Effektivinformations-Gewinnungsschaltung
2 Frequenz-Umsetzer
3 Blockschaltung
4 Synthetisierschaltung
5 Blockcodierschaltung
6 Vollbildschaltung
7 Paritäts-Erzeugungsschaltung
8 Unterabtast/Subline-Schaltung
9 Blockschaltung
10 Kanalcodierer

Fig. 2

1 Kanaldecodierer
2 Vollbild-Zerlegeschaltung
3 Blockdecodierer
4 Verteilerschaltung
5 Block-Zerlegeschaltung
6 Interpolationsfilter
7 Block-Zerlegeschaltung
8 Verteilerschältung
9 Interpolationsschaltung

Fig. 5

1 Blockschaltung
2 Bit-Verschiebungsschaltung
3 Mittelungsschaltung
4 Pufferschaltung
5 Bitzahl-Bestimmungsschaltung
6 Quantisierschaltung

Fig. 6

1 Adaptive Verschlüsselungsschaltung
2 Vorcodierer

Fig. 7

1 Prozessor
2 Viterbi-Decodierungsschältung
3 Entschlüsselungsschaltung

Fig. 13

1 Sauerstoffgas

Fig. 14

1 Beispiel
2 Vergleichsbeispiel
3 Aufbau
4 Dicke eines Zwischen-Oxydfilms
5 Dicke einer Magnetschicht
6 Energieprodukt
7 Bitfehlerrate
8 Gleich-Zweischicht-Aufbau
9 Umkehr-Zweischicht-Aufbau
10 Einzelschicht

Fig. 15

1 Relative Konzentration
2 Tiefe

Fig. 16

1 Sauerstoffgas

Fig. 17

1 Einfallswinkel
2 Energieprodukt
3 Ausgangsleistung (dB) für λ = 0,5 µm
4 Bitfehlerrate
5 Beispiel
6 Vergleichsbeispiel

Fig. 18

1 Aufbau
2 Dicke des Zwischen-Oxydfilms
3 Dicke der Magnetschicht
4 Einfallswinkel
5 Energieprodukt
6 Bitfehlerrate
7 Beispiel
8 Referenzbeispiel
9 Vergleichsbeispiel
10 Gleich-Zweischicht-Aufbau
11 Invers-Zweischicht-Aufbau
12 Einzelschicht

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium (78) mit:

einem nichtmagnetischen Filmsubstrat (B), und

einer auf einer Hauptfläche des Substrates (B) gebildeten Magnetschicht, wobei die Magnetschicht aus einem magnetischen Metall-Dünnfilm gebildet ist, der durch einen Vakuumvorgang aufgebracht ist,

wobei die Magnetschicht aus mehreren Elementar-Magnetschichtfilmen gebildet ist, und eine nichtmagnetische Zwischenschicht zwischen den Elementar-Magnetschichtfilmen vorgesehen ist, wobei die nichtmagnetische Zwischenschicht eine Dicke aufweist, die 10% der Gesamtdicke der Magnetschicht nicht überschreitet und die Oberflächenrauhigkeit (Ra) kleiner oder gleich 0,003 µm ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus der Remanenz-Flußdichte (T), der Dicke (d) und der Koerzitivkraft (A/m) gleich oder größer 8 x 10&supmin;³ T x A (100 Gauss x cm x Oe) ist.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium (78) mit:

einem nichtmagnetischen Filmsubstrat (B), und

einer auf einer Hauptfläche des Substrates (B) gebildeten Magnetschicht, wobei die Magnetschicht aus einem magnetischen Metall-Dünnfilm gebildet ist, der durch einen Vakuum-Vorgang aufgebracht ist,

wobei die Magnetschicht durch schräges Aufbringen des magnetischen Materiales auf das Substrat gebildet ist und die Oberflächenrauhigkeit (Ra) kleiner oder gleich 0,003 µm ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht die folgenden Bedingungen erfüllt:

das Produkt der Remanenz-Flußdichte (T), der Dicke (d) und der Koerzitivkraft (A/m) ist größer oder gleich als 8 x 10&supmin;³ T x A (100 Gauss x cm x Oe), und

die Magnetschicht ist auf dem Substrat mit einem Auftreftwinkel zwischen 40º und 70º gebildet.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium (78) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht durch Schrägablagerung des magnetischen Materiales auf das Substrat (B) mit einem Auftreffwinkel zwischen 40º und 70º gebildet ist.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium (78) nach einem der Ansprüche 1 oder 3, bei dem die Dicke der Zwischenschicht durch die volle Breite des halben Maximums eines Sauerstoff-Peaks bei der Auger-Elektronenspektroskopie festgelegt ist.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium (78) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (78) ein Magnetband ist, das in einer Kassette aufgewickelt ist und eine Breite von nicht mehr als ungefähr 8 mm und eine Dicke von nicht mehr als ungefähr 7 nm aufweist.

6. Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums (78) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Aufzeichnung und Wiedergabe von analogen Bildsignalen durch wenigstens einen Magnetkopf (13).

7. Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums (78) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine magnetische Aufzeichnung digitaler Bildsignale, aufweisend:

Umsetzung eines eingegebenen Digital-Bildsignales in Blockdaten (Y, U, V) bestehend aus mehreren Bildelement-Daten,

Kompressionscodierung (3, 4) der mehreren Bildelement-Daten,

Kanalcodierung (11) der kompressionscodierten Daten, und

Aufzeichnung der kanalcodierten Daten auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium (78) mit wenigstens einem Magnetkopf (13a, 13b), der auf einer Drehtrommel angebracht ist.

8. Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums (78) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Köpfe (13) einen Spalt aufweist, der zwischen Abschnitten des jeweiligen Kopfes festgelegt wird und der eine magnetische Sättigungs- Flußdichte von wenigstens 1,4 T (14 kG) aufweist.

9. Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums (78) nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Aufzeichnungsköpfe (13a, 13b) zur Aufzeichnung in angrenzenden Spuren vorgesehen sind und daß die beiden Aufzeichnungsköpfe (13a, 13b) Spalte (104) mit unterschiedlichen Azimuthwinkeln von ungefähr ±20º aufweisen.

10. Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums (78) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch die Aufzeichnung eines Signales mit verringerter Daten-Bitrate in aufeinanderfolgenden Schrägspuren auf dem bandförmigen Aufzeichnungsmedium (78) mit einer Flächen-Aufzeichnungsdichte von wenigstens ungefähr 0,8 Bit/µm².

11. Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums (78) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Schrägspuren mit einer Breite von ungefähr 5,0 µm aufgezeichnet wird.

12. Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums (78) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mit verringerter Daten-Bitrate mit einer minimalen Wellenlänge von 0,5 µm aufgezeichnet wird.