媒体記憶装置及び位置復調装置
【課題】位相サーボパターンを用いて、位置を復調する位置復調装置において、テーブルサイズを削減し、高精度の位置復調を実現。
【解決手段】記憶媒体（１０）の位相サーボパターンの再生信号から第１のベクトル情報と第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路（３０）と、第１、第２のベクトル情報から角度差のｔａｎ値を計算し、近似式で、トラック中心に位置ずれ量を計算する処理ユニット（４０）と差分テーブル（６４）とを有する。近似式と差分を使用したので、テーブルサイズを大幅に削減でき、且つ低速のプロセッサでも、高精度に位置復調が可能となる。このため、高精度の位置復調を、低価格の装置で実現できる。
【解決手段】記憶媒体（１０）の位相サーボパターンの再生信号から第１のベクトル情報と第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路（３０）と、第１、第２のベクトル情報から角度差のｔａｎ値を計算し、近似式で、トラック中心に位置ずれ量を計算する処理ユニット（４０）と差分テーブル（６４）とを有する。近似式と差分を使用したので、テーブルサイズを大幅に削減でき、且つ低速のプロセッサでも、高精度に位置復調が可能となる。このため、高精度の位置復調を、低価格の装置で実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記憶媒体からヘッドが読み取ったサーボパターンを復調して、ヘッドの位置を検出する位置復調装置及び媒体記憶装置に関し、特に、高い分解能で、ヘッドの位置を復調するための位置復調装置及び媒体記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホストに接続された記憶装置として、記憶媒体が回転体で構成されるディスク装置が、広く利用されている。ディスク装置では、ディスクのトラックにヘッドを位置付け、ヘッドが、そのトラックの対象データをリード／ライトする。このため、ディスク上のヘッドの位置を検出する必要がある。
【０００３】
例えば、磁気ディスク装置では、磁気ディスクは、外周から内周に渡り、多数のトラックが円周上に形成され、各トラックにサーボ信号（位置信号）が、円周方向に等間隔に配置される。各トラックは、複数のセクタで構成され、各セクタに、サーボ信号が記録される。
【０００４】
サーボ（位置）信号は，サーボマークＳＭＫと、グレイコードＧｒａｙ Ｃｏｄｅと、サーボバースト（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｂｕｒｓｔ）信号と、ポストコードＰｏｓｔ Ｃｏｄｅとからなる。
【０００５】
サーボマークは、サーボ信号の先頭を示し、サーボマーク以降の信号がサーボ信号であることを認識させる。グレイコードは、シリンダ番号を示す。ポストコードは、そのサーボセクタの偏心補正量を示す。サーボバースト信号は、ヘッドのトラック位置及びトラック内の位置を検出するため、使用される。
【０００６】
図１２は、従来の位置復調のための位相サーボパターン信号ＣＢの説明図である。図１２に示すように、位相領域は、ｅｖｅｎ１，ｏｄｄ１，ｅｖｅｎ２の３相であり、各相は、１トラック当り所定の送り角度を持つパターンである。即ち、ＥＶＥＮ１は、＋９０度、ＯＤＤ１は、−９０度、ＥＶＥＮ２は、＋９０度の送り角度（１トラック当り）を持つ。
【０００７】
例えば、ＥＶＥＮ１の位相パターン（正弦波）では、あるトラックＴｒ０と、これに隣接トラックＴｒ１との位相差が、＋９０度である。同様に、ＯＤＤ１の位相パターンでは、あるトラックＴｒ０と、これに隣接トラックＴｒ１との位相差が、−９０度である。従って、ＥＶＥＮ１，ＥＶＥＮ２，ＯＤＤ１とも、４トラック（シリンダ）を単位に繰り返しが続くパターンである。
【０００８】
この位相パターンから、下記式（１）、（２）の演算により、±２シリンダ復調が可能である（例えば、特許文献１，２，３）。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
即ち、図１３、図１４に示すように、式（１）の演算により、位相差Ｐｏｓは、０度から３６０度変化し、９０度単位で、トラック（シリンダ）の復調ができる。
【００１１】
更に、トラック（シリンダ）内の位置も、位相差Ｐｏｓが、０度〜８９度では、トラック０、９０度〜１７９度では、トラック１、１８０度〜２６９度では、トラック３、２７０度〜３５９度では、トラック４内で、復調できる。
【００１２】
ヘッドが読み取った媒体の２つの位相サーボ情報（ＥＶＥＮ１，２，ＯＤＤ１）は、リードチャネルで、２つの回転ベクトル情報に復調される。図１５に示すように、この２つの回転ベクトル情報Ａ，Ｂは、各々、ＥＶＥＮ１，２とＯＤＤ１に対応している。従って、ベクトルＡ（ｅ１＋ｅ２）と、ベクトルＢ（ｏ１）との角度差θを計算する。この角度差（位相差）から半径方向のポジションオフセット量（位置ずれ量）を計算する。
【００１３】
このベクトル間の角度差は、ベクトルから直接計算できない。このため、ベクトル情報の内積と外積の割り算から、ｔａｎ（θ）を計算する。
【００１４】
即ち、図１５に示すように、外積は、下記式（３）で表され、内積は、下記式（４）で表される。
【００１５】
【数３】
【００１６】
【数４】
従って、ｔａｎ（θ）は、下記式（５）で計算できる。
【００１７】
【数５】
このようにして、計算したｔａｎ（θ）から、トラック内の位置ずれ量を計算するのは、図１６に示すように、計算したｔａｎ（θ）を、アークタンジェント（ＡＴＡＮ）演算して、位相差θを求める。次に、位相差θをトラック位置に変換する。このようにして、位相サーボ情報を復調し、トラック内の位置ずれ量を計算していた。
【特許文献１】日本国特許第３，３４０，０７７号公報
【特許文献２】特開平１０−８３６４０号公報
【特許文献３】特開平１１−１４４２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
近年の装置の低価格化と高精度の位置制御とが要求されている。このような位置復調演算は、各サンプルで行う必要があり、ｔａｎ（θ）、ＡＴＡＮ演算をプロセッサで行うには、高速で高価なプロセッサ、又は専用のプロセッサを必要とし、装置価格を大幅に増加する要因となる。特に、小型、低価格の磁気ディスク装置では、実現が困難である。
【００１９】
又、このようなトラック位置への変換を、ｔａｎ（θ）とθとのテーブルを用いて、ＡＴＡＮ演算を省くことも考えられる。しかしながら、ＡＴＡＮは、非線形特性を持つため、例えば、０．２５トラック範囲で、４０９６の分解能を得るような高精度の位置復調が必要な場合には、その非線形データを格納するテーブルサイズが大きくなり、メモリサイズが大きくなり、装置価格を大幅に増加する要因となる。
【００２０】
特に、小型、低価格、大容量の磁気ディスク装置では、実現が困難である。近年、大容量化の要請に伴い、トラックピッチが狭くなっており、位置復調の分解能が、高いものが要求される。
【００２１】
従って、本発明の目的は、高精度な位相サーボ信号の復調のための構成を低価格に実現するための媒体記憶装置及び位置復調装置を提供することにある。
【００２２】
又、本発明の他の目的は、位相サーボ信号の復調を、高分解能で実現するとともに、低価格な構成で実現するための媒体記憶装置及び位置復調装置を提供することにある。
【００２３】
更に、本発明の他の目的は、位相サーボ信号の復調のためのテーブルサイズを大幅に低減し、低価格で、高精度の装置を実現するための媒体記憶装置及び位置復調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この目的の達成のため、本発明の媒体記憶装置は、隣接トラック間で位相が異なる複数の位相パターンが、互いに逆位相で形成された位相サーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、前記ヘッドの前記位相サーボパターン領域の再生信号から前記複数の位相パターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路と、前記第１のベクトル情報と前記第２のベクトル情報の角度差から、前記ヘッドのトラック中心からの位置ずれ量を検出し、前記検出した位置ずれ量に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラック中心に位置付ける制御ユニットとを有し、前記制御ユニットは、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調する。
【００２５】
又、本発明の位置復調装置は、記憶媒体のトラックに記録された位相サーボパターンから位置ずれ量を復調する位置復調装置において、前記位相サーボパターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報とを受け、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調する。
【００２６】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算する。
【００２７】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記近似式として、２次の近似式を計算する。
【００２８】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記位置ずれ量として、前記トラック中心から０．５トラック以内の位置ずれ量を復調する。
【００２９】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記復調した位置ずれ量に従い、前記ヘッドを前記目標トラック中心に位置付けるためのサーボ演算を実行する。
【００３０】
更に、本発明では、好ましくは、前記サーボ復調回路は、前記記憶媒体の前記トラック間の送り角が、＋９０度である前記第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記トラック間の送り角が、−９０度である前記第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調する。
【００３１】
更に、本発明では、好ましくは、前記サーボ復調回路は、前記ヘッドの再生信号をフーリエ変換して、前記第１のベクトル情報と、前記第２のベクトル情報を復調するフーリエ変換回路を有する。
【００３２】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記外積値と内積値とを比較し、前記外積値が内積値より大きいと判定した場合に、前記内積値を前記外積値で割り、第１の前記角度差のタンジェント値を演算し、前記外積値が内積値より大きくないと判定した場合に、前記外積値を前記内積値で割り、第２の前記角度差のタンジェント値を演算する。
【００３３】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記第１のタンジェント値を演算した場合には、前記第１のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第１のタンジェント値で参照して、前記差分を得るとともに、前記第２のタンジェント値を演算した場合には、第２のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第２のタンジェント値で参照して、前記差分を得て、前記トラック位置情報と前記差分とを、所定のトラック位置ずれ量で補正計算して、前記位置ずれ量を復調する。
【発明の効果】
【００３４】
位相サーボパターンの復調のため、計算したｔａｎ値から、トラック中心に対する位置ずれ量を計算するのに、近似式と差分テーブルを使用したので、テーブルサイズを大幅に削減でき、且つ低速のプロセッサでも、高精度に位置復調が可能となる。このため、高精度の位置復調を、低価格の装置で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を、媒体記憶装置、位置復調装置、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
【００３６】
（媒体記憶装置）
図１は、本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図、図２は、図１の位相サーボ情報の説明図である。図１は、媒体記憶装置として、磁気ディスク装置を示す。
【００３７】
図１に示すように、磁気記憶媒体である磁気ディスク１０が、スピンドルモータ１８の回転軸１９に設けられている。スピンドルモータ１８は、磁気ディスク１０を回転する。アクチュエータ（ＶＣＭ）１４は、先端に磁気ヘッド１２を備え、磁気ヘッド１２を磁気ディスク１０の半径方向に移動する。
【００３８】
アクチュエータ１４は、回転軸を中心に回転するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）で構成される。図では、磁気ディスク装置に、２枚の磁気ディスク１０が搭載され、４つの磁気ヘッド１２が、同一のアクチュエータ１４で同時に駆動される。
【００３９】
磁気ヘッド１２は、リード素子と、ライト素子とからなる。磁気ヘッド１２は、スライダに、磁気抵抗（ＭＲ）素子を含むリード素子を積層し、その上にライトコイルを含むライト素子を積層して、構成される。
【００４０】
磁気ヘッド１２が読み取った位置信号（アナログ信号）は、プリアンプ２０で増幅された後、リードチャネル（サーボ復調回路）３０に入力する。サーボ復調回路３０は、図３で説明するように、サーボマークを同期検出して、サーボ信号の各位相パターンの角度（ベクトル情報）を復調する。
【００４１】
復調ベクトル情報は、データ処理ユニット（Digital Signal Processor）４０に入力する。データ処理ユニット４０は、フィードフォワード（ＦＦ）機能を持つフィードバック制御系のデータ処理を実行する。目標軌道生成部４２は、シーク距離ｄに応じて、シーク開始からサンプル毎の目標位置軌道を生成し、且つこの位置軌道から、このサンプル毎の目標位置を生成する。
【００４２】
ＦＦ電流生成部４４は、目標位置軌道に従い、目標位置への速度カーブに従う、フィードフォワード（ＦＦ）電流を生成する。現在位置計算部４６は、サーボ復調回路３０からの２つの位相パターンのベクトル情報Ａ，Ｂから、図３以下で説明するように、現在位置を計算する。
【００４３】
位置誤差計算部４８は、現在位置から目標位置を差し引き、位置誤差（サンプル毎の）を計算する。コントローラ５０は、オブザーバ制御、ＰＩＤ制御等により、位置誤差をなくすためのフィードバック電流を計算する。電流加算部５２は、ＦＦ電流生成部４４のＦＦ電流と、コントローラ５０のフィードバック電流とを加算し、ＶＣＭ制御電流を生成する。パワーアンプ２２は、ＶＣＭ制御電流を増幅し、ＶＣＭ１４を駆動する。
【００４４】
即ち、サンプル毎に、目標軌道分のフィードフォワード電流を供給し、目標軌道との誤差は、目標軌道のサンプル間の差分と復調位置との誤差で得て、フィードバックコントローラ５０で、修正する。
【００４５】
図２に示すように、磁気ディスク１０の各トラックのセクタに設けられた位相サーボ情報ＳＶは、ｅｖｅｎ１，ｏｄｄ１，ｅｖｅｎ２の３相の位相領域を持ち、各相は、１トラック当り所定の送り角度を持つパターンである。即ち、ＥＶＥＮ１は、＋９０度、ＯＤＤ１は、−９０度、ＥＶＥＮ２は、＋９０度の送り角度（１トラック当り）を持つ。
【００４６】
この例では、ＯＤＤ１領域を、ＥＶＥＮ１領域とＥＶＥＮ２領域とを足した長さに設定している。これにより、ＯＤＤ１領域でも、読み取り信号の平均化が可能となり、ベクトル情報Ｂのノイズを除去するのに有効である。
【００４７】
（位置復調装置）
次に、図３乃至図１１により、図１の位置復調系を説明する。図３は、図１の位置復調系のブロック図、図４乃至図８は、図３のｔａｎ（θ）計算部の説明図、図９乃至図１１は、図３の近似式計算部と差分テーブルの説明図である。
【００４８】
図３に示すように、リードチャネル（サーボ復調回路）３０では、プリアンプ２０からの読み取り信号は、信号整形回路３２に入力する。信号整形回路３２は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、ＡＧＣ回路、非対称特性制御回路（ＡＳＣ）等で構成され、不要な帯域の信号成分（例えば、ＤＣ成分）をカットし、振幅を調整する。
【００４９】
信号整形回路３２の出力は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３４に入力し、アナログ信号をタイミング同期したサンプルクロックで、デジタル値に変換する。ＡＤＣ３４の出力は、ＤＦＴ（Digital Fourier Transform）回路３６で、フーリエ変換される。これにより、時間関数を角度ベクトルに変換する。
【００５０】
図２の例では、ＯＤＤ１領域、ＥＶＥＮ１領域、ＥＶＥＮ２領域は、サーボマークの検出から既知の位置（時間位置）にあるため、ＥＶＥＮ１，２の角度ベクトル情報Ａと、ＯＤＤ１の角度ベクトル情報Ｂとが、分離され、且つ実数と虚数で表現され、出力される。
【００５１】
次に、現在位置計算部４６を説明する。先ず、ｔａｎθ計算部６０は、前述の式（３）〜式（５）で説明したように、２つのベクトル情報Ａ，Ｂの外積、内積を計算し、これらから、ｔａｎ（θ）を計算する。この場合に、更に、テーブルサイズを小さくするため、図４乃至図８で説明する演算を行う。
【００５２】
即ち、ｔａｎ（θ）計算部６０は、式（３）で外積を演算し、式（４）で内積を演算する。そして、外積の値と内積の値を比較する。図４に示すように、外積の値が、内積の値より大きくない場合には、位相差θは、０度〜４５度の範囲（即ち、０〜０．２５トラック）にあるため、式（５）により、ｔａｎ（θ）を演算する。後述するように、この演算されたｔａｎ（θ）は、図５に示すように、そのままトラック位置に変換される。
【００５３】
一方、ｔａｎ（θ）計算部６０は、図６に示すように、式（３）で演算した外積の値が、式（４）で演算した内積の値より大きい場合には、位相差θは、４５度〜９０度の範囲（即ち、０．２５〜０．５トラック）にあるため、位相差θを、図６の（９０−φ）に置き換える。
【００５４】
このφは、θが、４５度から９０度に変化するに伴い、４５度から０度に変化する。そして、φを用いて、下記式（６）により外積を、下記式（７）により、内積を計算し、下記式（８）により、ｔａｎφを演算する。
【００５５】
【数６】
【００５６】
【数７】
【００５７】
【数８】
後述するように、この演算されたｔａｎφは、図７に示すように、そのままトラック位置に変換される。そして、ｔａｎφから得られた位置ずれ量を、０．５トラック分のオフセットから減算して、正しいトラック位置を得る。
【００５８】
即ち、図８に示すように、０度〜４５度の位相差は、θで計算し、４５度〜９０度の位相差は、φ（＝９０−θ）で計算する。これにより、後述するように、０度〜４５度のテーブルで、０度〜９０度のトラック位置（トラック中心からの位置ずれ量）が得られる。
【００５９】
図３に戻り、計算されたｔａｎ（θ）は、近似式の値と差分により、トラック位置に変換される。即ち、近似式計算部６２と、差分テーブル６４を設ける。先ず、近似式計算部６２は、図１０に示すように、ｔａｎ（θ）を、低次数の近似式により、トラック位置に近似する。ＡＴＡＮ演算及びトラック位置変換のための低次数の近似式は、下記（９）式を用いる。
【００６０】
【数９】
この近似式は、基本的に、２次関数であり、それ程、計算時間がかからない。
【００６１】
一方、差分テーブル６４には、正しいトラック位置と近似式で計算されたトラック位置との差分を、各ｔａｎ（θ）に対して、格納する。図１１は、差分テーブル６４のｔａｎ（θ）に対応して、格納される差分（補正量）を示す。
【００６２】
そして、計算されたｔａｎ（θ）の値を、近似式計算部６２に入力し、図１０のように、近似式を演算し、近似されたトラック位置を得る。又、ｔａｎ（θ）で、差分テーブル６４を参照し、対応する差分値を得る。そして、加算部６６は、この近似されたトラック位置と差分値を加算して、正しいトラック位置を出力する。
【００６３】
図９は、差分テーブル６４の説明図である。ここでは、ｔａｎ（θ）を、５１２段階（０〜０．２５トラック範囲）の分解能とし、その値に対する正しいトラック位置をその横に羅列する。そして、近似値は、前述の近似式で計算したトラック位置である。従って、差分テーブル６４は、各ｔａｎ（θ）に対する（正しいトラック位置−近似値）を格納する。
【００６４】
このようにすると、テーブルに、正しいトラック位置を格納した場合には、テーブルの大きさは、１２ｂｉｔ×５１２段となるが、差分を格納すると、４ｂｉｔ×５１２段となり、約１／３のテーブルサイズで済む。
【００６５】
しかも、近似式に、低次数の近似式を用いているため、処理負荷も少なく、計算速度の低下を防止できる。
【００６６】
又、前述の図６、図７で説明したｔａｎφを計算した場合には、ｔａｎφの値を、同様に、近似式計算部６２に入力し、図１０に示したように、近似式を演算し、近似されたトラック位置ずれを得る。又、ｔａｎφの値で、差分テーブル６４を参照し、対応する差分値を得る。そして、加算部６６は、この近似されたトラック位置と差分値を加算して、トラック位置ずれ量を計算する。そして、減算ブロック６８は、０．５トラック分の値から、加算されたトラック位置ずれ量を減算する。これにより、正しいトラック位置ずれ値が復調できる。このように、ｔａｎθと同様に近似式計算とテーブル参照ができる。
【００６７】
即ち、角度φは、角度θが、４５度から９０度に変化する（トラック位置では、０．２５トラック〜０．５トラックに変化する）に伴い、４５度から０度に変化するため、この値に応じて、０．２５トラック〜０．５トラックの位置ずれ量を出力する。このため、図７で説明したように、０．５トラックから、ｔａｎφの値で得られた近似式と、差分との加算値を差し引くことにより、ｔａｎθと同様に近似式計算とテーブルを参照して、正しいトラック位置ずれ量が得られる。
【００６８】
このように、位相サーボ復調のｔａｎ値から、トラック中心に位置ずれ量を計算するのに、近似式と差分テーブルを使用したので、テーブルサイズを大幅に削減でき、且つ低速のプロセッサでも、高精度に位置復調が可能となる。このため、高精度の位置復調を、低価格の装置で実現できる。
【００６９】
（他の実施の形態）
前述の実施の形態では、位置復調を、磁気ディスク装置のヘッド位置復調の例で説明したが、光ディスク装置等の他のディスク装置にも適用できる。又、前述のように、位相差が、４５度を境に、計算方法を変更した例で説明したが、このような操作を行わない場合にも適用できる。
【００７０】
以上、本発明を、実施の形態で説明したが、本発明は、その趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７１】
（付記１）隣接トラック間で位相が異なる複数の位相パターンが、互いに逆位相で形成された位相サーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、前記ヘッドの前記位相サーボパターン領域の再生信号から前記複数の位相パターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路と、前記第１のベクトル情報と前記第２のベクトル情報の角度差から、前記ヘッドのトラック中心からの位置ずれ量を検出し、前記検出した位置ずれ量に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラック中心に位置付ける制御ユニットとを有し、前記制御ユニットは、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調することを特徴とする媒体記憶装置。
【００７２】
（付記２）前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７３】
（付記３）前記処理ユニットは、前記近似式として、２次の近似式を計算することを特徴とする付記２の媒体記憶装置。
【００７４】
（付記４）前記処理ユニットは、前記位置ずれ量として、前記トラック中心から０．５トラック以内の位置ずれ量を復調することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７５】
（付記５）前記処理ユニットは、前記復調した位置ずれ量に従い、前記ヘッドを前記目標トラック中心に位置付けるためのサーボ演算を実行することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７６】
（付記６）前記サーボ復調回路は、前記記憶媒体の前記トラック間の送り角が、＋９０度である前記第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記トラック間の送り角が、−９０度である前記第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７７】
（付記７）前記サーボ復調回路は、前記ヘッドの再生信号をフーリエ変換して、前記第１のベクトル情報と、前記第２のベクトル情報を復調するフーリエ変換回路を有することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７８】
（付記８）前記処理ユニットは、前記外積値と内積値とを比較し、前記外積値が内積値より大きいと判定した場合に、前記内積値を前記外積値で割り、第１の前記角度差のタンジェント値を演算し、前記外積値が内積値より大きくないと判定した場合に、前記外積値を前記内積値で割り、第２の前記角度差のタンジェント値を演算することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７９】
（付記９）前記処理ユニットは、前記第１のタンジェント値を演算した場合には、前記第１のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第１のタンジェント値で参照して、前記差分を得るとともに、前記第２のタンジェント値を演算した場合には、第２のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第２のタンジェント値で参照して、前記差分を得て、前記トラック位置情報と前記差分とを、所定のトラック位置ずれ量で補正計算して、前記位置ずれ量を復調することを特徴とする付記８の媒体記憶装置。
【００８０】
（付記１０）記憶媒体のトラックに記録された位相サーボパターンから位置ずれ量を復調する位置復調装置において、前記位相サーボパターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報とを受け、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調することを特徴とする位置復調装置。
【００８１】
（付記１１）前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８２】
（付記１２）前記処理ユニットは、前記近似式として、２次の近似式を計算することを特徴とする付記１１の位置復調装置。
【００８３】
（付記１３）前記処理ユニットは、前記位置ずれ量として、前記トラック中心から０．５トラック以内の位置ずれ量を復調することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８４】
（付記１４）前記処理ユニットは、前記復調した位置ずれ量に従い、ヘッドを前記目標トラック中心に位置付けるためのサーボ演算を実行することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８５】
（付記１５）ヘッドの前記位相サーボパターンの再生信号から前記第１のベクトル情報と、前記第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路を更に有することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８６】
（付記１６）前記サーボ復調回路は、前記記憶媒体の前記トラック間の送り角が、＋９０度である前記第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記トラック間の送り角が、−９０度である前記第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調することを特徴とする付記１５の位置復調装置。
【００８７】
（付記１７）前記サーボ復調回路は、前記ヘッドの再生信号をフーリエ変換して、前記第１のベクトル情報と、前記第２のベクトル情報を復調するフーリエ変換回路を有することを特徴とする付記１５の位置復調装置。
【００８８】
（付記１８）前記処理ユニットは、前記外積値と内積値とを比較し、前記外積値が内積値より大きいと判定した場合に、前記内積値を前記外積値で割り、第１の前記角度差のタンジェント値を演算し、前記外積値が内積値より大きくないと判定した場合に、前記外積値を前記内積値で割り、第２の前記角度差のタンジェント値を演算することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８９】
（付記１９）前記処理ユニットは、前記第１のタンジェント値を演算した場合には、前記第１のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第１のタンジェント値で参照して、前記差分を得るとともに、前記第２のタンジェント値を演算した場合には、第２のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第２のタンジェント値で参照して、前記差分を得て、前記トラック位置情報と前記差分とを、所定のトラック位置ずれ量で補正計算して、前記位置ずれ量を復調することを特徴とする付記１８の位置復調装置。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
位相サーボパターンの復調のため、計算したｔａｎ値から、トラック中心に位置ずれ量を計算するのに、近似式と差分テーブルを使用したので、テーブルサイズを大幅に削減でき、且つ低速のプロセッサでも、高精度に位置復調が可能となる。このため、高精度の位置復調を、低価格の装置で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図である。
【図２】図１の記憶媒体の位相サーボパターンの説明図である。
【図３】図１の位置復調系の構成図である。
【図４】図３の角度差のｔａｎ値の計算処理の説明図である。
【図５】図４で計算されたｔａｎ値とトラック位置ずれ量との説明図である。
【図６】図３の角度差のｔａｎ値の他の計算処理の説明図である。
【図７】図６で計算されたｔａｎ値とトラック位置ずれ量との説明図である。
【図８】図４の計算処理と図６の計算処理との関係図である。
【図９】図３の差分テーブルの構成図である。
【図１０】図３の近似式計算処理の説明図である。
【図１１】図３の差分テーブルの説明図である。
【図１２】従来の位相サーボパターンの説明図である。
【図１３】従来の位相サーボパターンの角度差によるトラック位置復調動作の説明図である、
【図１４】従来の位相サーボパターンの角度と±２シリンダ復調との関係図である、
【図１５】従来の位相サーボパターンの角度差のｔａｎ値計算処理の説明図である。
【図１６】従来の位相サーボパターンの角度差のｔａｎ値とトラック位置ずれ量の説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０ ディスク（記憶媒体）
１２ 磁気ヘッド
１４ ＶＣＭ（アクチュエータ）
１８ スピンドルモータ
３０ サーボ復調回路
４０ 制御ユニット
４２ 目標位置軌道生成部
４４ ＦＦ電流生成部
４６ 現在位置計算部
４８ 位置誤差計算部
５０ コントローラ
５２ 電流加算部
３６ ＤＦＴ回路
６０ ｔａｎθ計算部
６２ 近似式計算部
６４ 差分テーブル
６６ 加算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記憶媒体からヘッドが読み取ったサーボパターンを復調して、ヘッドの位置を検出する位置復調装置及び媒体記憶装置に関し、特に、高い分解能で、ヘッドの位置を復調するための位置復調装置及び媒体記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホストに接続された記憶装置として、記憶媒体が回転体で構成されるディスク装置が、広く利用されている。ディスク装置では、ディスクのトラックにヘッドを位置付け、ヘッドが、そのトラックの対象データをリード／ライトする。このため、ディスク上のヘッドの位置を検出する必要がある。
【０００３】
例えば、磁気ディスク装置では、磁気ディスクは、外周から内周に渡り、多数のトラックが円周上に形成され、各トラックにサーボ信号（位置信号）が、円周方向に等間隔に配置される。各トラックは、複数のセクタで構成され、各セクタに、サーボ信号が記録される。
【０００４】
サーボ（位置）信号は，サーボマークＳＭＫと、グレイコードＧｒａｙ Ｃｏｄｅと、サーボバースト（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｂｕｒｓｔ）信号と、ポストコードＰｏｓｔ Ｃｏｄｅとからなる。
【０００５】
サーボマークは、サーボ信号の先頭を示し、サーボマーク以降の信号がサーボ信号であることを認識させる。グレイコードは、シリンダ番号を示す。ポストコードは、そのサーボセクタの偏心補正量を示す。サーボバースト信号は、ヘッドのトラック位置及びトラック内の位置を検出するため、使用される。
【０００６】
図１２は、従来の位置復調のための位相サーボパターン信号ＣＢの説明図である。図１２に示すように、位相領域は、ｅｖｅｎ１，ｏｄｄ１，ｅｖｅｎ２の３相であり、各相は、１トラック当り所定の送り角度を持つパターンである。即ち、ＥＶＥＮ１は、＋９０度、ＯＤＤ１は、−９０度、ＥＶＥＮ２は、＋９０度の送り角度（１トラック当り）を持つ。
【０００７】
例えば、ＥＶＥＮ１の位相パターン（正弦波）では、あるトラックＴｒ０と、これに隣接トラックＴｒ１との位相差が、＋９０度である。同様に、ＯＤＤ１の位相パターンでは、あるトラックＴｒ０と、これに隣接トラックＴｒ１との位相差が、−９０度である。従って、ＥＶＥＮ１，ＥＶＥＮ２，ＯＤＤ１とも、４トラック（シリンダ）を単位に繰り返しが続くパターンである。
【０００８】
この位相パターンから、下記式（１）、（２）の演算により、±２シリンダ復調が可能である（例えば、特許文献１，２，３）。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
即ち、図１３、図１４に示すように、式（１）の演算により、位相差Ｐｏｓは、０度から３６０度変化し、９０度単位で、トラック（シリンダ）の復調ができる。
【００１１】
更に、トラック（シリンダ）内の位置も、位相差Ｐｏｓが、０度〜８９度では、トラック０、９０度〜１７９度では、トラック１、１８０度〜２６９度では、トラック３、２７０度〜３５９度では、トラック４内で、復調できる。
【００１２】
ヘッドが読み取った媒体の２つの位相サーボ情報（ＥＶＥＮ１，２，ＯＤＤ１）は、リードチャネルで、２つの回転ベクトル情報に復調される。図１５に示すように、この２つの回転ベクトル情報Ａ，Ｂは、各々、ＥＶＥＮ１，２とＯＤＤ１に対応している。従って、ベクトルＡ（ｅ１＋ｅ２）と、ベクトルＢ（ｏ１）との角度差θを計算する。この角度差（位相差）から半径方向のポジションオフセット量（位置ずれ量）を計算する。
【００１３】
このベクトル間の角度差は、ベクトルから直接計算できない。このため、ベクトル情報の内積と外積の割り算から、ｔａｎ（θ）を計算する。
【００１４】
即ち、図１５に示すように、外積は、下記式（３）で表され、内積は、下記式（４）で表される。
【００１５】
【数３】
【００１６】
【数４】
従って、ｔａｎ（θ）は、下記式（５）で計算できる。
【００１７】
【数５】
このようにして、計算したｔａｎ（θ）から、トラック内の位置ずれ量を計算するのは、図１６に示すように、計算したｔａｎ（θ）を、アークタンジェント（ＡＴＡＮ）演算して、位相差θを求める。次に、位相差θをトラック位置に変換する。このようにして、位相サーボ情報を復調し、トラック内の位置ずれ量を計算していた。
【特許文献１】日本国特許第３，３４０，０７７号公報
【特許文献２】特開平１０−８３６４０号公報
【特許文献３】特開平１１−１４４２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
近年の装置の低価格化と高精度の位置制御とが要求されている。このような位置復調演算は、各サンプルで行う必要があり、ｔａｎ（θ）、ＡＴＡＮ演算をプロセッサで行うには、高速で高価なプロセッサ、又は専用のプロセッサを必要とし、装置価格を大幅に増加する要因となる。特に、小型、低価格の磁気ディスク装置では、実現が困難である。
【００１９】
又、このようなトラック位置への変換を、ｔａｎ（θ）とθとのテーブルを用いて、ＡＴＡＮ演算を省くことも考えられる。しかしながら、ＡＴＡＮは、非線形特性を持つため、例えば、０．２５トラック範囲で、４０９６の分解能を得るような高精度の位置復調が必要な場合には、その非線形データを格納するテーブルサイズが大きくなり、メモリサイズが大きくなり、装置価格を大幅に増加する要因となる。
【００２０】
特に、小型、低価格、大容量の磁気ディスク装置では、実現が困難である。近年、大容量化の要請に伴い、トラックピッチが狭くなっており、位置復調の分解能が、高いものが要求される。
【００２１】
従って、本発明の目的は、高精度な位相サーボ信号の復調のための構成を低価格に実現するための媒体記憶装置及び位置復調装置を提供することにある。
【００２２】
又、本発明の他の目的は、位相サーボ信号の復調を、高分解能で実現するとともに、低価格な構成で実現するための媒体記憶装置及び位置復調装置を提供することにある。
【００２３】
更に、本発明の他の目的は、位相サーボ信号の復調のためのテーブルサイズを大幅に低減し、低価格で、高精度の装置を実現するための媒体記憶装置及び位置復調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この目的の達成のため、本発明の媒体記憶装置は、隣接トラック間で位相が異なる複数の位相パターンが、互いに逆位相で形成された位相サーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、前記ヘッドの前記位相サーボパターン領域の再生信号から前記複数の位相パターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路と、前記第１のベクトル情報と前記第２のベクトル情報の角度差から、前記ヘッドのトラック中心からの位置ずれ量を検出し、前記検出した位置ずれ量に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラック中心に位置付ける制御ユニットとを有し、前記制御ユニットは、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調する。
【００２５】
又、本発明の位置復調装置は、記憶媒体のトラックに記録された位相サーボパターンから位置ずれ量を復調する位置復調装置において、前記位相サーボパターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報とを受け、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調する。
【００２６】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算する。
【００２７】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記近似式として、２次の近似式を計算する。
【００２８】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記位置ずれ量として、前記トラック中心から０．５トラック以内の位置ずれ量を復調する。
【００２９】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記復調した位置ずれ量に従い、前記ヘッドを前記目標トラック中心に位置付けるためのサーボ演算を実行する。
【００３０】
更に、本発明では、好ましくは、前記サーボ復調回路は、前記記憶媒体の前記トラック間の送り角が、＋９０度である前記第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記トラック間の送り角が、−９０度である前記第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調する。
【００３１】
更に、本発明では、好ましくは、前記サーボ復調回路は、前記ヘッドの再生信号をフーリエ変換して、前記第１のベクトル情報と、前記第２のベクトル情報を復調するフーリエ変換回路を有する。
【００３２】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記外積値と内積値とを比較し、前記外積値が内積値より大きいと判定した場合に、前記内積値を前記外積値で割り、第１の前記角度差のタンジェント値を演算し、前記外積値が内積値より大きくないと判定した場合に、前記外積値を前記内積値で割り、第２の前記角度差のタンジェント値を演算する。
【００３３】
更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記第１のタンジェント値を演算した場合には、前記第１のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第１のタンジェント値で参照して、前記差分を得るとともに、前記第２のタンジェント値を演算した場合には、第２のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第２のタンジェント値で参照して、前記差分を得て、前記トラック位置情報と前記差分とを、所定のトラック位置ずれ量で補正計算して、前記位置ずれ量を復調する。
【発明の効果】
【００３４】
位相サーボパターンの復調のため、計算したｔａｎ値から、トラック中心に対する位置ずれ量を計算するのに、近似式と差分テーブルを使用したので、テーブルサイズを大幅に削減でき、且つ低速のプロセッサでも、高精度に位置復調が可能となる。このため、高精度の位置復調を、低価格の装置で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を、媒体記憶装置、位置復調装置、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
【００３６】
（媒体記憶装置）
図１は、本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図、図２は、図１の位相サーボ情報の説明図である。図１は、媒体記憶装置として、磁気ディスク装置を示す。
【００３７】
図１に示すように、磁気記憶媒体である磁気ディスク１０が、スピンドルモータ１８の回転軸１９に設けられている。スピンドルモータ１８は、磁気ディスク１０を回転する。アクチュエータ（ＶＣＭ）１４は、先端に磁気ヘッド１２を備え、磁気ヘッド１２を磁気ディスク１０の半径方向に移動する。
【００３８】
アクチュエータ１４は、回転軸を中心に回転するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）で構成される。図では、磁気ディスク装置に、２枚の磁気ディスク１０が搭載され、４つの磁気ヘッド１２が、同一のアクチュエータ１４で同時に駆動される。
【００３９】
磁気ヘッド１２は、リード素子と、ライト素子とからなる。磁気ヘッド１２は、スライダに、磁気抵抗（ＭＲ）素子を含むリード素子を積層し、その上にライトコイルを含むライト素子を積層して、構成される。
【００４０】
磁気ヘッド１２が読み取った位置信号（アナログ信号）は、プリアンプ２０で増幅された後、リードチャネル（サーボ復調回路）３０に入力する。サーボ復調回路３０は、図３で説明するように、サーボマークを同期検出して、サーボ信号の各位相パターンの角度（ベクトル情報）を復調する。
【００４１】
復調ベクトル情報は、データ処理ユニット（Digital Signal Processor）４０に入力する。データ処理ユニット４０は、フィードフォワード（ＦＦ）機能を持つフィードバック制御系のデータ処理を実行する。目標軌道生成部４２は、シーク距離ｄに応じて、シーク開始からサンプル毎の目標位置軌道を生成し、且つこの位置軌道から、このサンプル毎の目標位置を生成する。
【００４２】
ＦＦ電流生成部４４は、目標位置軌道に従い、目標位置への速度カーブに従う、フィードフォワード（ＦＦ）電流を生成する。現在位置計算部４６は、サーボ復調回路３０からの２つの位相パターンのベクトル情報Ａ，Ｂから、図３以下で説明するように、現在位置を計算する。
【００４３】
位置誤差計算部４８は、現在位置から目標位置を差し引き、位置誤差（サンプル毎の）を計算する。コントローラ５０は、オブザーバ制御、ＰＩＤ制御等により、位置誤差をなくすためのフィードバック電流を計算する。電流加算部５２は、ＦＦ電流生成部４４のＦＦ電流と、コントローラ５０のフィードバック電流とを加算し、ＶＣＭ制御電流を生成する。パワーアンプ２２は、ＶＣＭ制御電流を増幅し、ＶＣＭ１４を駆動する。
【００４４】
即ち、サンプル毎に、目標軌道分のフィードフォワード電流を供給し、目標軌道との誤差は、目標軌道のサンプル間の差分と復調位置との誤差で得て、フィードバックコントローラ５０で、修正する。
【００４５】
図２に示すように、磁気ディスク１０の各トラックのセクタに設けられた位相サーボ情報ＳＶは、ｅｖｅｎ１，ｏｄｄ１，ｅｖｅｎ２の３相の位相領域を持ち、各相は、１トラック当り所定の送り角度を持つパターンである。即ち、ＥＶＥＮ１は、＋９０度、ＯＤＤ１は、−９０度、ＥＶＥＮ２は、＋９０度の送り角度（１トラック当り）を持つ。
【００４６】
この例では、ＯＤＤ１領域を、ＥＶＥＮ１領域とＥＶＥＮ２領域とを足した長さに設定している。これにより、ＯＤＤ１領域でも、読み取り信号の平均化が可能となり、ベクトル情報Ｂのノイズを除去するのに有効である。
【００４７】
（位置復調装置）
次に、図３乃至図１１により、図１の位置復調系を説明する。図３は、図１の位置復調系のブロック図、図４乃至図８は、図３のｔａｎ（θ）計算部の説明図、図９乃至図１１は、図３の近似式計算部と差分テーブルの説明図である。
【００４８】
図３に示すように、リードチャネル（サーボ復調回路）３０では、プリアンプ２０からの読み取り信号は、信号整形回路３２に入力する。信号整形回路３２は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、ＡＧＣ回路、非対称特性制御回路（ＡＳＣ）等で構成され、不要な帯域の信号成分（例えば、ＤＣ成分）をカットし、振幅を調整する。
【００４９】
信号整形回路３２の出力は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３４に入力し、アナログ信号をタイミング同期したサンプルクロックで、デジタル値に変換する。ＡＤＣ３４の出力は、ＤＦＴ（Digital Fourier Transform）回路３６で、フーリエ変換される。これにより、時間関数を角度ベクトルに変換する。
【００５０】
図２の例では、ＯＤＤ１領域、ＥＶＥＮ１領域、ＥＶＥＮ２領域は、サーボマークの検出から既知の位置（時間位置）にあるため、ＥＶＥＮ１，２の角度ベクトル情報Ａと、ＯＤＤ１の角度ベクトル情報Ｂとが、分離され、且つ実数と虚数で表現され、出力される。
【００５１】
次に、現在位置計算部４６を説明する。先ず、ｔａｎθ計算部６０は、前述の式（３）〜式（５）で説明したように、２つのベクトル情報Ａ，Ｂの外積、内積を計算し、これらから、ｔａｎ（θ）を計算する。この場合に、更に、テーブルサイズを小さくするため、図４乃至図８で説明する演算を行う。
【００５２】
即ち、ｔａｎ（θ）計算部６０は、式（３）で外積を演算し、式（４）で内積を演算する。そして、外積の値と内積の値を比較する。図４に示すように、外積の値が、内積の値より大きくない場合には、位相差θは、０度〜４５度の範囲（即ち、０〜０．２５トラック）にあるため、式（５）により、ｔａｎ（θ）を演算する。後述するように、この演算されたｔａｎ（θ）は、図５に示すように、そのままトラック位置に変換される。
【００５３】
一方、ｔａｎ（θ）計算部６０は、図６に示すように、式（３）で演算した外積の値が、式（４）で演算した内積の値より大きい場合には、位相差θは、４５度〜９０度の範囲（即ち、０．２５〜０．５トラック）にあるため、位相差θを、図６の（９０−φ）に置き換える。
【００５４】
このφは、θが、４５度から９０度に変化するに伴い、４５度から０度に変化する。そして、φを用いて、下記式（６）により外積を、下記式（７）により、内積を計算し、下記式（８）により、ｔａｎφを演算する。
【００５５】
【数６】
【００５６】
【数７】
【００５７】
【数８】
後述するように、この演算されたｔａｎφは、図７に示すように、そのままトラック位置に変換される。そして、ｔａｎφから得られた位置ずれ量を、０．５トラック分のオフセットから減算して、正しいトラック位置を得る。
【００５８】
即ち、図８に示すように、０度〜４５度の位相差は、θで計算し、４５度〜９０度の位相差は、φ（＝９０−θ）で計算する。これにより、後述するように、０度〜４５度のテーブルで、０度〜９０度のトラック位置（トラック中心からの位置ずれ量）が得られる。
【００５９】
図３に戻り、計算されたｔａｎ（θ）は、近似式の値と差分により、トラック位置に変換される。即ち、近似式計算部６２と、差分テーブル６４を設ける。先ず、近似式計算部６２は、図１０に示すように、ｔａｎ（θ）を、低次数の近似式により、トラック位置に近似する。ＡＴＡＮ演算及びトラック位置変換のための低次数の近似式は、下記（９）式を用いる。
【００６０】
【数９】
この近似式は、基本的に、２次関数であり、それ程、計算時間がかからない。
【００６１】
一方、差分テーブル６４には、正しいトラック位置と近似式で計算されたトラック位置との差分を、各ｔａｎ（θ）に対して、格納する。図１１は、差分テーブル６４のｔａｎ（θ）に対応して、格納される差分（補正量）を示す。
【００６２】
そして、計算されたｔａｎ（θ）の値を、近似式計算部６２に入力し、図１０のように、近似式を演算し、近似されたトラック位置を得る。又、ｔａｎ（θ）で、差分テーブル６４を参照し、対応する差分値を得る。そして、加算部６６は、この近似されたトラック位置と差分値を加算して、正しいトラック位置を出力する。
【００６３】
図９は、差分テーブル６４の説明図である。ここでは、ｔａｎ（θ）を、５１２段階（０〜０．２５トラック範囲）の分解能とし、その値に対する正しいトラック位置をその横に羅列する。そして、近似値は、前述の近似式で計算したトラック位置である。従って、差分テーブル６４は、各ｔａｎ（θ）に対する（正しいトラック位置−近似値）を格納する。
【００６４】
このようにすると、テーブルに、正しいトラック位置を格納した場合には、テーブルの大きさは、１２ｂｉｔ×５１２段となるが、差分を格納すると、４ｂｉｔ×５１２段となり、約１／３のテーブルサイズで済む。
【００６５】
しかも、近似式に、低次数の近似式を用いているため、処理負荷も少なく、計算速度の低下を防止できる。
【００６６】
又、前述の図６、図７で説明したｔａｎφを計算した場合には、ｔａｎφの値を、同様に、近似式計算部６２に入力し、図１０に示したように、近似式を演算し、近似されたトラック位置ずれを得る。又、ｔａｎφの値で、差分テーブル６４を参照し、対応する差分値を得る。そして、加算部６６は、この近似されたトラック位置と差分値を加算して、トラック位置ずれ量を計算する。そして、減算ブロック６８は、０．５トラック分の値から、加算されたトラック位置ずれ量を減算する。これにより、正しいトラック位置ずれ値が復調できる。このように、ｔａｎθと同様に近似式計算とテーブル参照ができる。
【００６７】
即ち、角度φは、角度θが、４５度から９０度に変化する（トラック位置では、０．２５トラック〜０．５トラックに変化する）に伴い、４５度から０度に変化するため、この値に応じて、０．２５トラック〜０．５トラックの位置ずれ量を出力する。このため、図７で説明したように、０．５トラックから、ｔａｎφの値で得られた近似式と、差分との加算値を差し引くことにより、ｔａｎθと同様に近似式計算とテーブルを参照して、正しいトラック位置ずれ量が得られる。
【００６８】
このように、位相サーボ復調のｔａｎ値から、トラック中心に位置ずれ量を計算するのに、近似式と差分テーブルを使用したので、テーブルサイズを大幅に削減でき、且つ低速のプロセッサでも、高精度に位置復調が可能となる。このため、高精度の位置復調を、低価格の装置で実現できる。
【００６９】
（他の実施の形態）
前述の実施の形態では、位置復調を、磁気ディスク装置のヘッド位置復調の例で説明したが、光ディスク装置等の他のディスク装置にも適用できる。又、前述のように、位相差が、４５度を境に、計算方法を変更した例で説明したが、このような操作を行わない場合にも適用できる。
【００７０】
以上、本発明を、実施の形態で説明したが、本発明は、その趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７１】
（付記１）隣接トラック間で位相が異なる複数の位相パターンが、互いに逆位相で形成された位相サーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、前記ヘッドの前記位相サーボパターン領域の再生信号から前記複数の位相パターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路と、前記第１のベクトル情報と前記第２のベクトル情報の角度差から、前記ヘッドのトラック中心からの位置ずれ量を検出し、前記検出した位置ずれ量に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラック中心に位置付ける制御ユニットとを有し、前記制御ユニットは、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調することを特徴とする媒体記憶装置。
【００７２】
（付記２）前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７３】
（付記３）前記処理ユニットは、前記近似式として、２次の近似式を計算することを特徴とする付記２の媒体記憶装置。
【００７４】
（付記４）前記処理ユニットは、前記位置ずれ量として、前記トラック中心から０．５トラック以内の位置ずれ量を復調することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７５】
（付記５）前記処理ユニットは、前記復調した位置ずれ量に従い、前記ヘッドを前記目標トラック中心に位置付けるためのサーボ演算を実行することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７６】
（付記６）前記サーボ復調回路は、前記記憶媒体の前記トラック間の送り角が、＋９０度である前記第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記トラック間の送り角が、−９０度である前記第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７７】
（付記７）前記サーボ復調回路は、前記ヘッドの再生信号をフーリエ変換して、前記第１のベクトル情報と、前記第２のベクトル情報を復調するフーリエ変換回路を有することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７８】
（付記８）前記処理ユニットは、前記外積値と内積値とを比較し、前記外積値が内積値より大きいと判定した場合に、前記内積値を前記外積値で割り、第１の前記角度差のタンジェント値を演算し、前記外積値が内積値より大きくないと判定した場合に、前記外積値を前記内積値で割り、第２の前記角度差のタンジェント値を演算することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。
【００７９】
（付記９）前記処理ユニットは、前記第１のタンジェント値を演算した場合には、前記第１のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第１のタンジェント値で参照して、前記差分を得るとともに、前記第２のタンジェント値を演算した場合には、第２のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第２のタンジェント値で参照して、前記差分を得て、前記トラック位置情報と前記差分とを、所定のトラック位置ずれ量で補正計算して、前記位置ずれ量を復調することを特徴とする付記８の媒体記憶装置。
【００８０】
（付記１０）記憶媒体のトラックに記録された位相サーボパターンから位置ずれ量を復調する位置復調装置において、前記位相サーボパターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報とを受け、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調することを特徴とする位置復調装置。
【００８１】
（付記１１）前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８２】
（付記１２）前記処理ユニットは、前記近似式として、２次の近似式を計算することを特徴とする付記１１の位置復調装置。
【００８３】
（付記１３）前記処理ユニットは、前記位置ずれ量として、前記トラック中心から０．５トラック以内の位置ずれ量を復調することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８４】
（付記１４）前記処理ユニットは、前記復調した位置ずれ量に従い、ヘッドを前記目標トラック中心に位置付けるためのサーボ演算を実行することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８５】
（付記１５）ヘッドの前記位相サーボパターンの再生信号から前記第１のベクトル情報と、前記第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路を更に有することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８６】
（付記１６）前記サーボ復調回路は、前記記憶媒体の前記トラック間の送り角が、＋９０度である前記第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記トラック間の送り角が、−９０度である前記第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調することを特徴とする付記１５の位置復調装置。
【００８７】
（付記１７）前記サーボ復調回路は、前記ヘッドの再生信号をフーリエ変換して、前記第１のベクトル情報と、前記第２のベクトル情報を復調するフーリエ変換回路を有することを特徴とする付記１５の位置復調装置。
【００８８】
（付記１８）前記処理ユニットは、前記外積値と内積値とを比較し、前記外積値が内積値より大きいと判定した場合に、前記内積値を前記外積値で割り、第１の前記角度差のタンジェント値を演算し、前記外積値が内積値より大きくないと判定した場合に、前記外積値を前記内積値で割り、第２の前記角度差のタンジェント値を演算することを特徴とする付記１０の位置復調装置。
【００８９】
（付記１９）前記処理ユニットは、前記第１のタンジェント値を演算した場合には、前記第１のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第１のタンジェント値で参照して、前記差分を得るとともに、前記第２のタンジェント値を演算した場合には、第２のタンジェント値を、前記近似式によりトラック位置情報に変換し、前記差分テーブルを前記第２のタンジェント値で参照して、前記差分を得て、前記トラック位置情報と前記差分とを、所定のトラック位置ずれ量で補正計算して、前記位置ずれ量を復調することを特徴とする付記１８の位置復調装置。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
位相サーボパターンの復調のため、計算したｔａｎ値から、トラック中心に位置ずれ量を計算するのに、近似式と差分テーブルを使用したので、テーブルサイズを大幅に削減でき、且つ低速のプロセッサでも、高精度に位置復調が可能となる。このため、高精度の位置復調を、低価格の装置で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図である。
【図２】図１の記憶媒体の位相サーボパターンの説明図である。
【図３】図１の位置復調系の構成図である。
【図４】図３の角度差のｔａｎ値の計算処理の説明図である。
【図５】図４で計算されたｔａｎ値とトラック位置ずれ量との説明図である。
【図６】図３の角度差のｔａｎ値の他の計算処理の説明図である。
【図７】図６で計算されたｔａｎ値とトラック位置ずれ量との説明図である。
【図８】図４の計算処理と図６の計算処理との関係図である。
【図９】図３の差分テーブルの構成図である。
【図１０】図３の近似式計算処理の説明図である。
【図１１】図３の差分テーブルの説明図である。
【図１２】従来の位相サーボパターンの説明図である。
【図１３】従来の位相サーボパターンの角度差によるトラック位置復調動作の説明図である、
【図１４】従来の位相サーボパターンの角度と±２シリンダ復調との関係図である、
【図１５】従来の位相サーボパターンの角度差のｔａｎ値計算処理の説明図である。
【図１６】従来の位相サーボパターンの角度差のｔａｎ値とトラック位置ずれ量の説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０ ディスク（記憶媒体）
１２ 磁気ヘッド
１４ ＶＣＭ（アクチュエータ）
１８ スピンドルモータ
３０ サーボ復調回路
４０ 制御ユニット
４２ 目標位置軌道生成部
４４ ＦＦ電流生成部
４６ 現在位置計算部
４８ 位置誤差計算部
５０ コントローラ
５２ 電流加算部
３６ ＤＦＴ回路
６０ ｔａｎθ計算部
６２ 近似式計算部
６４ 差分テーブル
６６ 加算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接トラック間で位相が異なる複数の位相パターンが、互いに逆位相で形成された位相サーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、
前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、
前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、
前記ヘッドの前記位相サーボパターン領域の再生信号から前記複数の位相パターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路と、
前記第１のベクトル情報と前記第２のベクトル情報の角度差から、前記ヘッドのトラック中心からの位置ずれ量を検出し、前記検出した位置ずれ量に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラック中心に位置付ける制御ユニットとを有し、
前記制御ユニットは、
前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、
前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、
前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調する
ことを特徴とする媒体記憶装置。
【請求項２】
前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算する
ことを特徴とする請求項１の媒体記憶装置。
【請求項３】
記憶媒体のトラックに記録された位相サーボパターンから位置ずれ量を復調する位置復調装置において、
前記位相サーボパターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報とを受け、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、
前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、
前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調する
ことを特徴とする位置復調装置。
【請求項４】
前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算する
ことを特徴とする請求項３の位置復調装置。
【請求項５】
前記処理ユニットは、前記近似式として、２次の近似式を計算する
ことを特徴とする請求項４の位置復調装置。
【請求項６】
前記処理ユニットは、前記復調した位置ずれ量に従い、ヘッドを前記目標トラック中心に位置付けるためのサーボ演算を実行する
ことを特徴とする請求項３の位置復調装置。
【請求項１】
隣接トラック間で位相が異なる複数の位相パターンが、互いに逆位相で形成された位相サーボパターン領域が、複数のトラックの各々に形成された記憶媒体と、
前記記憶媒体の前記トラックのデータを少なくとも読み取るヘッドと、
前記ヘッドを前記記憶媒体の前記トラックの横断方向に移動するアクチュエータと、
前記ヘッドの前記位相サーボパターン領域の再生信号から前記複数の位相パターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報を復調するサーボ復調回路と、
前記第１のベクトル情報と前記第２のベクトル情報の角度差から、前記ヘッドのトラック中心からの位置ずれ量を検出し、前記検出した位置ずれ量に従い、前記アクチュエータを駆動し、前記ヘッドを目標トラック中心に位置付ける制御ユニットとを有し、
前記制御ユニットは、
前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、
前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、
前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調する
ことを特徴とする媒体記憶装置。
【請求項２】
前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算する
ことを特徴とする請求項１の媒体記憶装置。
【請求項３】
記憶媒体のトラックに記録された位相サーボパターンから位置ずれ量を復調する位置復調装置において、
前記位相サーボパターンの第１の位相パターンの第１のベクトル情報と、前記第１の位相パターンと逆位相の第２の位相パターンの第２のベクトル情報とを受け、前記第１、第２のベクトル情報との外積と内積とを演算し、前記外積値と内積値の割り算により、前記角度差のタンジェント値を演算し、前記タンジェント値を、近似式によりトラック位置情報に変換する処理ユニットと、
前記タンジェント値に対応するトラック位置情報と前記近似式の値との差分を格納する差分テーブルとを有し、
前記処理ユニットは、前記近似式によるトラック位置情報と前記差分とを加算して、前記位置ずれ量を復調する
ことを特徴とする位置復調装置。
【請求項４】
前記処理ユニットは、前記近似式として、非線形関数の近似式を計算する
ことを特徴とする請求項３の位置復調装置。
【請求項５】
前記処理ユニットは、前記近似式として、２次の近似式を計算する
ことを特徴とする請求項４の位置復調装置。
【請求項６】
前記処理ユニットは、前記復調した位置ずれ量に従い、ヘッドを前記目標トラック中心に位置付けるためのサーボ演算を実行する
ことを特徴とする請求項３の位置復調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２５７７７２（Ｐ２００８−２５７７７２Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９６５０３（Ｐ２００７−９６５０３）
【出願日】平成１９年４月２日（２００７．４．２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２日（２００７．４．２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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