情報再生装置および情報再生方法
【課題】装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化することの可能な情報再生装置および情報再生方法を提供する。
【解決手段】媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置２００は、媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器２２８と、デジタル信号の周波数特性を取得するデジタルフーリエ変換器２４２およびデジタルフィルタ２３０と、周波数特性から媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ予測器２３４と、周波数特性とノイズ比率に基づいて波形等化を行う演算処理部２４４とを備える。系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率を推測し、最適な等化検出方式を決定することが可能である。
【解決手段】媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置２００は、媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器２２８と、デジタル信号の周波数特性を取得するデジタルフーリエ変換器２４２およびデジタルフィルタ２３０と、周波数特性から媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ予測器２３４と、周波数特性とノイズ比率に基づいて波形等化を行う演算処理部２４４とを備える。系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率を推測し、最適な等化検出方式を決定することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置および情報再生方法にかかり、特に、垂直磁気記録媒体を用いた情報再生装置および情報再生方法に関する。また本発明は、少なくとも再生機能を有する装置に適用可能であるが、再生専用装置には限定されず、記録および再生が可能な装置、例えば、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）等にも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータなどにおける情報記録再生装置として、ハードディスクドライブが広く用いられている。ハードディスクドライブの記録方式として、従来の水平記録方式に替わり垂直記録方式が実用化されつつある。垂直記録方式では従来の水平記録方式の信号と異なり、ＤＣ成分を持つ。そこで、このＤＣ成分を生かした等化検出方法が提案されてきた（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】「垂直磁気記録のための信号処理方式（Signal Processing Channel for Perpendicular Magnetic Recording System）」（電子情報通信学会技術研究報告、Vol.101 No.498(MR2001 77-83) Page.31-38(2001,12,13)、著者名：澤口秀樹他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年用いられている高感度の再生ヘッドでは、低域にノイズ成分を持つ媒体ノイズが支配的となり、必ずしもＤＣ成分を生かした等化検出方式が有利とはならない。そこで、実際に最適な等化検出方法を選ぶ場合には、装置を出荷する際にいくつかの候補から誤り率を測定し、決定するのが一般的であるが、その調整にかかる時間が膨大となり、問題となる。また、経年変化などでヘッド・媒体特性が変わった場合には、当初決定した等化検出方式が最適ではないと言った問題も起こる。
【０００５】
本発明は、上記背景技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することの可能な、新規かつ改良された情報再生装置および情報再生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点によれば、媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置であって、媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（２２８）と、前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得部（２４２、２３０）と、前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得部（２３４）と、前記周波数特性と前記ノイズ比率に基づいて波形等化を行う処理部（２４４）と、を備えたことを特徴とする、情報再生装置（２００）が提供される（請求項１）。
【０００７】
かかる構成によれば、媒体のノイズ比率と、媒体から読み出した信号の周波数特性とを取得し、これらに基づいて最適な波形等化処理を行うことが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。なお、上記本発明の第１の観点では、波形等化を行う処理部（例えば、ＭＰＵ）でソフトウェア的に波形等化処理を行うが、後述するように、ハードウェア的に処理を行うことも可能である。
【０００８】
なお上記において、構成要素に付随して括弧書きで記した参照符号は、説明の便宜のために、後述の実施形態および図面における対応する構成要素を一例として記したに過ぎず、本発明がこれに限定されるものではない。以下も同様である。
【０００９】
本発明では様々な応用が可能であるが、いくつかの応用例を挙げれば以下の通りである。
【００１０】
前記周波数特性取得部はデジタルフーリエ変換器（２４２）を含み、前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分に基づいて取得されるようにしてもよい（請求項２）。低域成分と高域成分の比から、周波数特性を容易に取得可能である。
【００１１】
または、前記周波数特性取得部はデジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタ（２３０）を含み、前記周波数特性は、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報（Tap Gain）に基づいて取得されるようにしてもよい（請求項３）。タップゲインは信号の周波数特性に依存するため、逆にこのタップゲインから信号特性を類推することが可能である。
【００１２】
あるいは、前記周波数特性取得部は、フーリエ変換器（２４２）と、デジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタ（２３０）との両方を含み、前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分と、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報との両方に基づいて取得されるようにしてもよい（請求項４）。周波数特性の精度を向上させることが可能である。
【００１３】
前記媒体ノイズ比率取得部は、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得するようにしてもよい（請求項５）。例えば、データに依存する媒体ノイズの予測・訂正回路（以下、媒体ノイズ予測器と称する。）による統計処理により、媒体ノイズ比率を容易に取得することができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の観点によれば、媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置であって、媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（２２８）と、前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得部（２４２、２３０）と、前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得部（２３４）と、前記周波数特性と前記ノイズ比率とから、波形等化を行うための波形等化情報を取得するためのテーブル情報が記憶された記憶部（２４８）と、を備えたことを特徴とする、情報再生装置（３００）が提供される（請求項６）。
【００１５】
かかる構成によれば、媒体のノイズ比率と、媒体から読み出した信号の周波数特性とを取得し、これらに基づいて最適な波形等化処理を行うことが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。さらに、波形等化を行うための波形等化情報を取得するためのテーブル情報が記憶された記憶部を備える構成とすることで、簡単な論理回路を設けてハードウェア的に波形等化処理を行うことが可能である。
【００１６】
本発明の第２の観点にかかる情報再生装置においても、上記第１の観点にかかる情報再生装置と同様の応用が可能である（請求項７〜１０）。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の観点によれば、媒体に記録された情報の再生を行う情報再生方法であって、媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換工程と、前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得工程と、前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得工程と、前記周波数特性と前記ノイズ比率に基づいて波形等化を行う波形等化工程と、を含むことを特徴とする、情報再生方法が提供される（請求項１１）。
【００１８】
かかる方法によれば、媒体のノイズ比率と、媒体から読み出した信号の周波数特性とを取得し、これらに基づいて最適な波形等化処理を行うことが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。
【００１９】
本発明の情報再生装置における一応用例として、予め、前記周波数特性および前記ノイズ比率と、波形等化を行うための波形等化情報との関係を示すテーブルを生成しておき、前記波形等化工程において、前記テーブルから波形等化情報を取得することも可能である（請求項１２）。波形等化を行うための波形等化情報を取得するためのテーブル情報が記憶された記憶部を備える構成とすることで、簡単な論理回路を設けてハードウェア的に波形等化処理を行うことが可能である。
【００２０】
また、前記媒体ノイズ比率取得工程において、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得するようにしてもよい（請求項１３）。例えば、媒体ノイズ予測器による統計処理により、媒体ノイズ比率を容易に取得することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、媒体のノイズ比率と、媒体から読み出した信号の周波数特性とを取得し、これらに基づいて最適な波形等化処理を行うことが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。
【００２２】
その他の本発明の優れた効果については、以下の発明を実施するための最良の形態の説明においても説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明にかかる情報再生装置および情報再生方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。本実施形態では、情報再生装置としてハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）を例に挙げ、その再生系に着目して説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２５】
（１）再生系のブロック図（図１）
まず、図１を参照しながら、ハードディスクドライブにおける情報再生の流れを説明する。なお、ハードディスクドライブは情報の記録および再生を行う装置であることは言うまでもないが、本実施形態では、特に情報の再生に着目して説明する。図１は、ハードディスクドライブ１００の一構成例を示すブロック図であり、図中の矢印は情報の流れを示す。以下、情報の流れを中心に説明する。
【００２６】
ハードディスクドライブ１００は、図１に示したように、リードチャネル部１０２とプリアンプ部１０４とヘッド部１０６に大別される。リードチャネル部１０２とプリアンプ部１０４には、以下に説明する様々な機能を有する回路が集積されている。また、ヘッド部１０６は、媒体１０８からの情報の再生（読み出し）を行う。
【００２７】
リードヘッド（ＭＲヘッドとも称される）１２０によって再生された信号はプリアンプ（Pre-Amplifier）１２２に入力される。プリアンプ１２２は、リードヘッド１２０からの微弱信号を増幅するための回路である。プリアンプ１２２で増幅された信号は、リードチャネル部１０２内のハイパスフィルタ（High Pass Filter：ＨＰＦ）１２４に入力される。ハイパスフィルタ１２４はＡＣ結合（AC Coupling）を行うことを主な目的とするが、垂直記録の場合には上述の微分回路の代わりにも用いられる。
【００２８】
アナログフィルタ（Continuous Time Filter：ＣＴＦ）１２６はアナログ的な波形等化を行う。さらに、アナログデジタル変換器（Analog Digital Converter：ＡＤＣ）１２８でデジタル信号に変換された後、デジタルフィルタ（Finite Impulse Response Filter：ＦＩＲ）１３０はデジタル的な波形等化を行う。この両者のフィルタによって、目的となる波形（以下、目標等化波形と称する。）に等化される。目標等化波形は、デジタルフィルタ１３０、ビタビ検波器１３２、媒体ノイズ予測器１３４等のパラメータとして、設定される。デジタルフィルタ１３０は、その等化出力が目標等化波形になるように、パラメータが自動調整されるような適応型が用いられており、信号特性の変動に対しても対応可能である。
【００２９】
さらに、後段のビタビ検波器（Viterbi Detector）１３２によって、目標等化波形の決まりに基づいた最尤検出が施され、０／１の符号に識別される。また、媒体ノイズ予測器１３４はビタビ検波器１３２の出力結果を訂正するものであり、デジタルフィルタ１３０の離散値信号から検出出力の符号列ごとに信号平均値、平均値からの分散量、その偏差の自己相関量などがトレーニング（Training）され、これらの統計情報に基づき訂正がなされる。
【００３０】
さらに、ランレングス復号化回路（RLL Dec.）１３６にてランレングス復号化処理されて、リードデータ１４０として出力される。
【００３１】
（２）ヘッド出力（図２、図３）
図２、図３は、水平記録方式（Longitudinal Magnetic Recording：ＬＭＲ）と垂直記録方式（Perpendicular Magnetic Recording：ＰＭＲ）の信号波形を比較するための説明図である。図２は、水平記録方式の場合のリードヘッド１２０の出力であり、図３は、垂直記録方式の場合のリードヘッド１２０の出力である。
【００３２】
図２、図３に示したように、垂直記録方式では、水平記録方式の場合と波形が異なる。そこで水平記録方式と同様の復調方法を行うためには、微分処理を行う必要がある。すなわち、垂直記録方式での波形は矩形であるが、微分回路を通した場合には、近似的に水平記録方式での再生波形とみなせる。このことから、垂直記録方式における信号処理方法として微分回路＋水平記録用信号処理回路が用いられるのが一般的である。
【００３３】
（３）スペクトラム（Ａ、Ｂ：ヘッド出力、Ｃ、Ｄ：等化後）（図４）
図４は、ヘッド出力の信号スペクトラムと、DC-Free Targetと、DC-Full Targetを示す説明図である。図中の参照符号Ａは水平記録方式の信号スペクトラムを示し、参照符号Ｂは垂直記録方式の信号スペクトラムを示し、参照符号ＣはDC-Free Targetを示し、参照符号ＤはDC-Full Targetを示す。
【００３４】
図４に示したように、水平記録（Ａ）のヘッド出力スペクトラムに比べ、垂直記録時（Ｂ）にはＤＣ付近（低周波数領域）でのスペクトラムが強いことから、この低域信号成分を生かすような等化検出方式も提案されている。すなわち、従来の垂直記録の場合には水平記録に用いられるようなDC-Free Target（Ｃ）のように等化されていたが、低域成分を保持するようなDC-Full Target（Ｄ）に等化する方式である。
【００３５】
（４）ヘッド出力でのノイズスペクトラム（図５）
図５は、ヘッド出力でのノイズスペクトラムを比較したものである。垂直記録（ＰＭＲ）は水平記録（ＬＭＲ）と比べて、ノイズスペクトラムにおいても低域成分が強い。特に、最近用いられている高感度の再生ヘッドでは、媒体ノイズが支配的となっている。従って、必ずしもＤＣ成分を生かした等化検出方式が有利とはならない。そこで、低域を若干抑制したような目標等化波形も提案されており、ヘッド・媒体ごとにその最適化が必要であり、一般的には装置出荷時にエラーレートを測定しながら、最適な目標等化波形が選ばれる。しかしながら、目標等化波形は種類も多く、最も基本的なパラメータであるため、その調整には時間がかかる。また、経年変化などでヘッド・媒体特性が変わった場合には、出荷時に決定した等化検出方式が最適ではないと言った問題も起こる。
【００３６】
（５）各種目標等化波形のスペクトラム（図６）
図６に目標等化波形での等化器での規格化ゲイン（各目標等化波形の最小ユークリッド距離ｄｍｉｎ＾２で規格化）の一例を示す。横軸の周波数は媒体上に記録・再生されるビットクロックで規格化されている。またこの例では、垂直記録での再生信号の規格化線密度ＣＢＤ（Channel Bit Density）が１の場合であり、この線密度が小さい場合にはこの計算例に比べ高域での強調が少なくなり、線密度が大きい場合には高域での強調はさらに大きくなるが低域での強調は少なくなる。従って、どの目標等化波形が最適かについては、再生信号の規格化線密度とノイズスペクトラムの形に依存し、このノイズスペクトラムの形は媒体ノイズ比で決まる。
【００３７】
（６）各符号系列ごとのノイズ分散量（図７）
図７は各符号系列ごとのノイズ分散量を示す。ただし、符号の０／１は磁化方向に対応してある。媒体ノイズが無い場合、あるいは小さい場合には符号列ごとの差は少ない。しかし、媒体ノイズが電気的ノイズ（回路ノイズ）に比べ、支配的である場合には、系列ごとの差は大きくなる。これは媒体ノイズのほとんどが磁化反転に起因するためである。
【００３８】
そこで本実施形態では、系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率を推測し、最適な等化検出方式を決定する方法について説明する。
【００３９】
（７）本実施形態のブロック図（図８）
図８は、本実施形態にかかるハードディスクドライブ２００の一構成例を示すブロック図であり、特に情報の再生に着目した部分の構成を示している。図中の矢印は情報の流れを示す。以下、情報の流れを中心に説明する。
【００４０】
ハードディスクドライブ２００は、図８に示したように、リードチャネル部２０２とプリアンプ部２０４とヘッド部２０６に大別される。リードチャネル部２０２とプリアンプ部２０４には、以下に説明する様々な機能を有する回路が集積されている。また、ヘッド部２０６は、媒体２０８からの情報の再生（読み出し）を行う。
【００４１】
リードヘッド（ＭＲヘッドとも称される）２２０によって再生された信号はプリアンプ（Pre-Amplifier）２２２に入力される。プリアンプ２２２は、リードヘッド２２０からの微弱信号を増幅するための回路である。プリアンプ２２２で増幅された信号は、リードチャネル部２０２内のハイパスフィルタ（High Pass Filter：ＨＰＦ）２２４に入力される。ハイパスフィルタ２２４はＡＣ結合（AC Coupling）を行うことを主な目的とするが、垂直記録の場合には上述の微分回路の代わりにも用いられる。
【００４２】
アナログフィルタ（Continuous Time Filter：ＣＴＦ）２２６はアナログ的な波形等化を行う。本実施形態では、デジタルフィルタ２３０の適応後のタップゲイン（Tap Gain）を用いて信号の周波数特性を取得する。この点についてはさらに後述する。さらに、アナログデジタル変換器（Analog Digital Converter：ＡＤＣ）２２８でデジタル信号に変換された後、デジタルフィルタ（Finite Impulse Response Filter：ＦＩＲ）２３０はデジタル的な波形等化を行う。
【００４３】
上記両者のフィルタによって、目的となる波形（目標等化波形）に等化される。目標等化波形は、デジタルフィルタ２３０、ビタビ検波器２３２、媒体ノイズ予測器２３４等のパラメータとして、設定される。デジタルフィルタ２３０は、その等化出力が目標等化波形になるように、パラメータが自動調整されるような適応型が用いられており、信号特性の変動に対しても対応可能である。
【００４４】
さらに、後段のビタビ検波器（Viterbi Detector）２３２によって、目標等化波形の決まりに基づいた最尤検出が施され、０／１の符号に識別される。また、媒体ノイズ予測器２３４はビタビ検波器２３２の出力結果を訂正するものであり、デジタルフィルタ２３０の離散値信号から検出出力の符号列ごとに信号平均値、平均値からの分散量、その偏差の自己相関量などがトレーニング（Training）され、これらの統計情報に基づき訂正がなされる。本実施形態では、媒体ノイズ予測器２３４は、媒体のノイズ比率を取得するために用いられる。この点についてはさらに後述する。
【００４５】
さらに、ランレングス復号化回路（RLL Dec.）２３６にてランレングス復号化処理されて、リードデータ２４０として出力される。
【００４６】
本実施形態では、系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率（Noise Variance）を推測し、最適な等化検出方式を決定することを特徴とする。このために、本実施形態にかかるハードディスクドライブ２００は、特徴的な構成要素として、リードチャネル部２０２内にデジタルフーリエ変換器（Digital Fourier Transform：ＤＦＴ）２４２と、演算処理部（Micro Processing Unit：ＭＰＵ）２４４を含んで構成される。
【００４７】
符号系列ごとの分散量は、上述した媒体ノイズ予測器２３４により統計処理されているため、容易に取得することができる。演算処理部２４４は、媒体ノイズ予測器２３４から分散量を取得し、系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率を推測し、最適な等化検出方式を決定することができる。
【００４８】
また、最適等化方式は媒体ノイズ比率のみならず、信号の周波数特性にも依存する。そこで、リードチャネル部２０２内にデジタルフーリエ変換器（Digital Fourier Transform：ＤＦＴ）２４２を設けることで、低域成分と高域成分の比から、信号特性についても取得可能である。演算処理部２４４は、デジタルフーリエ変換器２４２から低域成分と高域成分の比を取得し、この低域成分と高域成分の比から信号特性を取得することができる。
【００４９】
また、デジタルフィルタ２３０の適応後のタップゲイン（Tap Gain）は信号の周波数特性に依存するため、このタップゲインから逆に信号特性を類推することも可能である。演算処理部２４４は、デジタルフィルタ２３０からタップゲインを取得し、このタップゲインから信号特性を取得することができる。
【００５０】
（第１の実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率を推測し、最適な等化検出方式を決定することが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、上記第１の実施形態の応用例として、第２の実施形態について説明する。
【００５２】
上記第１の実施形態では、媒体ノイズ比率と信号周波数情報を取得し、演算処理部２４４で最適な等化検出方式を決定する方法について説明した。本実施形態では、簡単な論理回路とテーブル（メモリ）をリードチャネル内に設け、ハードウェアで構成する実施形態について説明する。
【００５３】
本実施形態にかかるハードディスクドライブ３００は、図９に示したように、上記第１の実施形態にかかるハードディスクドライブ２００（図８）の演算処理部２４４に変えて、論理回路（Logic）２４６と、テーブルが格納される記憶部（Memory）２４８を備えたことを特徴とする。その他の構成については、上記第１の実施形態の構成と実質的に同様であるので、重複説明を省略する。
【００５４】
論理回路２４６には、デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）２４２からの高調波成分と、デジタルフィルタ（ＦＩＲ）２３０からのタップゲイン情報（Tap Gain）とが入力される。さらに論理回路２４６には、媒体ノイズ予測器２３４からの情報として、符号系列ごとの分散量（媒体ノイズ比率（Noise Variance））が入力される。
【００５５】
記憶部に記憶されたテーブルは、周波数特性と媒体ノイズ比率とから、波形等化を行うための波形等化情報を取得するための情報が記載されている。論理回路２４６に必要な情報が入力されると、テーブルから波形等化情報が取得されて、ビタビ検出器２３２に入力される。テーブルの詳細について以下説明する。
【００５６】
図１０に示したテーブルは、媒体ノイズ比と規格化綿密度によって規定されている。規格化線密度の大小および媒体ノイズ比の大小に応じ、ビットエラーレートが最良となる目標等化波形がこのテーブルから選ばれ、設定される。図１０に示した一例では、図６に示した６通りの目標等化波形（１、０、−１）、（１、１、−１、−１）、（１、２、０、−２、−１）、（１、１）、（１、２、１）、（１、３、３、１）についてのみ示しているが、実際には数十万通りの目標等化波形の中から選ばれ、テーブルが構成される。
【００５７】
図１０に示した一例では、媒体ノイズ比が小であり、規格化綿密度が小の場合には、目標等化波形（１、１）が選択される。以下同様に、媒体ノイズ比が小であり、規格化綿密度が中の場合には、目標等化波形（１、２、１）が選択される。媒体ノイズ比が小であり、規格化綿密度が大の場合には、目標等化波形（１、３、３、１）が選択される。
【００５８】
媒体ノイズ比が中であり、規格化綿密度が小の場合には、目標等化波形（１、１、−１、−１）が選択される。媒体ノイズ比が中であり、規格化綿密度が中の場合には、目標等化波形（１、１）が選択される。媒体ノイズ比が中であり、規格化綿密度が大の場合には、目標等化波形（１、２、１）が選択される。
【００５９】
媒体ノイズ比が大であり、規格化綿密度が小の場合には、目標等化波形（１、０、−１）が選択される。媒体ノイズ比が大であり、規格化綿密度が中の場合には、目標等化波形（１、１、−１、−１）が選択される。媒体ノイズ比が大であり、規格化綿密度が大の場合には、目標等化波形（１、２、０、−２、−１）が選択される。
【００６０】
（第２の実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果が得られ、さらに、簡単な論理回路とテーブル（メモリ）２４６で構成することができるので、構成を簡略化することができる。
【００６１】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる情報再生装置および情報再生方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６２】
例えば、上記実施形態においては、信号の周波数特性を、デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）２４２からの高調波成分と、デジタルフィルタ（ＦＩＲ）２３０からのタップゲイン情報（Tap Gain）との両方に基づいて取得する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、このいずれか一方のみから情報を取得することも可能である。すなわち、デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）２４２からの高調波成分のみに基づいて周波数特性を取得してもよく、デジタルフィルタ（ＦＩＲ）２３０からのタップゲイン情報のみに基づいて周波数特性を取得してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、記録媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置および情報再生方法に利用可能であり、特に、垂直磁気記録媒体を用いた情報再生装置および情報再生方法に利用可能である。また本発明は、少なくとも再生機能を有する装置に適用可能であるが、再生専用装置には限定されず、記録および再生が可能な装置、例えば、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ハードディスクドライブの再生の流れを示す説明図である。
【図２】水平記録方式の場合のリードヘッドの出力を示す説明図である。
【図３】垂直記録方式の場合のリードヘッドの出力を示す説明図である。
【図４】ヘッド出力と等化器後のスペクトラムを示す説明図である。
【図５】ヘッド出力でのノイズスペクトラムを示す説明図である。
【図６】各種目標等化波形のスペクトラムを示す説明図である。
【図７】各符号系列ごとのノイズ分散量を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかるハードディスクドライブを示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態にかかるハードディスクドライブを示す説明図である。
【図１０】波形等化情報テーブルを示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ ハードディスクドライブ
１０２ リードチャネル部
１０４ プリアンプ部
１０６ ヘッド
１０８ 媒体
１２０ リードヘッド
１２２ プリアンプ
１２４ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１２６ アナログフィルタ（ＣＴＦ）
１２８ アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
１３０ デジタルフィルタ（ＦＩＲ）
１３２ ビタビ検波器
１３４ 媒体ノイズ予測器
１３６ ランレングス符号化回路
１４０ リードデータ
２００ ハードディスクドライブ
２０２ リードチャネル部
２０４ プリアンプ部
２０６ ヘッド
２０８ 媒体
２２０ リードヘッド
２２２ プリアンプ
２２４ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
２２６ アナログフィルタ（ＣＴＦ）
２２８ アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
２３０ デジタルフィルタ（ＦＩＲ）
２３２ ビタビ検波器
２３４ 媒体ノイズ予測器
２３６ ランレングス符号化回路
２４０ リードデータ
２４２ デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）
２４４ 演算処理部
２４６ テーブル（メモリ）
３００ ハードディスクドライブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置および情報再生方法にかかり、特に、垂直磁気記録媒体を用いた情報再生装置および情報再生方法に関する。また本発明は、少なくとも再生機能を有する装置に適用可能であるが、再生専用装置には限定されず、記録および再生が可能な装置、例えば、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）等にも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータなどにおける情報記録再生装置として、ハードディスクドライブが広く用いられている。ハードディスクドライブの記録方式として、従来の水平記録方式に替わり垂直記録方式が実用化されつつある。垂直記録方式では従来の水平記録方式の信号と異なり、ＤＣ成分を持つ。そこで、このＤＣ成分を生かした等化検出方法が提案されてきた（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】「垂直磁気記録のための信号処理方式（Signal Processing Channel for Perpendicular Magnetic Recording System）」（電子情報通信学会技術研究報告、Vol.101 No.498(MR2001 77-83) Page.31-38(2001,12,13)、著者名：澤口秀樹他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年用いられている高感度の再生ヘッドでは、低域にノイズ成分を持つ媒体ノイズが支配的となり、必ずしもＤＣ成分を生かした等化検出方式が有利とはならない。そこで、実際に最適な等化検出方法を選ぶ場合には、装置を出荷する際にいくつかの候補から誤り率を測定し、決定するのが一般的であるが、その調整にかかる時間が膨大となり、問題となる。また、経年変化などでヘッド・媒体特性が変わった場合には、当初決定した等化検出方式が最適ではないと言った問題も起こる。
【０００５】
本発明は、上記背景技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することの可能な、新規かつ改良された情報再生装置および情報再生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点によれば、媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置であって、媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（２２８）と、前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得部（２４２、２３０）と、前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得部（２３４）と、前記周波数特性と前記ノイズ比率に基づいて波形等化を行う処理部（２４４）と、を備えたことを特徴とする、情報再生装置（２００）が提供される（請求項１）。
【０００７】
かかる構成によれば、媒体のノイズ比率と、媒体から読み出した信号の周波数特性とを取得し、これらに基づいて最適な波形等化処理を行うことが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。なお、上記本発明の第１の観点では、波形等化を行う処理部（例えば、ＭＰＵ）でソフトウェア的に波形等化処理を行うが、後述するように、ハードウェア的に処理を行うことも可能である。
【０００８】
なお上記において、構成要素に付随して括弧書きで記した参照符号は、説明の便宜のために、後述の実施形態および図面における対応する構成要素を一例として記したに過ぎず、本発明がこれに限定されるものではない。以下も同様である。
【０００９】
本発明では様々な応用が可能であるが、いくつかの応用例を挙げれば以下の通りである。
【００１０】
前記周波数特性取得部はデジタルフーリエ変換器（２４２）を含み、前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分に基づいて取得されるようにしてもよい（請求項２）。低域成分と高域成分の比から、周波数特性を容易に取得可能である。
【００１１】
または、前記周波数特性取得部はデジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタ（２３０）を含み、前記周波数特性は、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報（Tap Gain）に基づいて取得されるようにしてもよい（請求項３）。タップゲインは信号の周波数特性に依存するため、逆にこのタップゲインから信号特性を類推することが可能である。
【００１２】
あるいは、前記周波数特性取得部は、フーリエ変換器（２４２）と、デジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタ（２３０）との両方を含み、前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分と、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報との両方に基づいて取得されるようにしてもよい（請求項４）。周波数特性の精度を向上させることが可能である。
【００１３】
前記媒体ノイズ比率取得部は、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得するようにしてもよい（請求項５）。例えば、データに依存する媒体ノイズの予測・訂正回路（以下、媒体ノイズ予測器と称する。）による統計処理により、媒体ノイズ比率を容易に取得することができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の観点によれば、媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置であって、媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（２２８）と、前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得部（２４２、２３０）と、前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得部（２３４）と、前記周波数特性と前記ノイズ比率とから、波形等化を行うための波形等化情報を取得するためのテーブル情報が記憶された記憶部（２４８）と、を備えたことを特徴とする、情報再生装置（３００）が提供される（請求項６）。
【００１５】
かかる構成によれば、媒体のノイズ比率と、媒体から読み出した信号の周波数特性とを取得し、これらに基づいて最適な波形等化処理を行うことが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。さらに、波形等化を行うための波形等化情報を取得するためのテーブル情報が記憶された記憶部を備える構成とすることで、簡単な論理回路を設けてハードウェア的に波形等化処理を行うことが可能である。
【００１６】
本発明の第２の観点にかかる情報再生装置においても、上記第１の観点にかかる情報再生装置と同様の応用が可能である（請求項７〜１０）。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の観点によれば、媒体に記録された情報の再生を行う情報再生方法であって、媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換工程と、前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得工程と、前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得工程と、前記周波数特性と前記ノイズ比率に基づいて波形等化を行う波形等化工程と、を含むことを特徴とする、情報再生方法が提供される（請求項１１）。
【００１８】
かかる方法によれば、媒体のノイズ比率と、媒体から読み出した信号の周波数特性とを取得し、これらに基づいて最適な波形等化処理を行うことが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。
【００１９】
本発明の情報再生装置における一応用例として、予め、前記周波数特性および前記ノイズ比率と、波形等化を行うための波形等化情報との関係を示すテーブルを生成しておき、前記波形等化工程において、前記テーブルから波形等化情報を取得することも可能である（請求項１２）。波形等化を行うための波形等化情報を取得するためのテーブル情報が記憶された記憶部を備える構成とすることで、簡単な論理回路を設けてハードウェア的に波形等化処理を行うことが可能である。
【００２０】
また、前記媒体ノイズ比率取得工程において、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得するようにしてもよい（請求項１３）。例えば、媒体ノイズ予測器による統計処理により、媒体ノイズ比率を容易に取得することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、媒体のノイズ比率と、媒体から読み出した信号の周波数特性とを取得し、これらに基づいて最適な波形等化処理を行うことが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。
【００２２】
その他の本発明の優れた効果については、以下の発明を実施するための最良の形態の説明においても説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明にかかる情報再生装置および情報再生方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。本実施形態では、情報再生装置としてハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）を例に挙げ、その再生系に着目して説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２５】
（１）再生系のブロック図（図１）
まず、図１を参照しながら、ハードディスクドライブにおける情報再生の流れを説明する。なお、ハードディスクドライブは情報の記録および再生を行う装置であることは言うまでもないが、本実施形態では、特に情報の再生に着目して説明する。図１は、ハードディスクドライブ１００の一構成例を示すブロック図であり、図中の矢印は情報の流れを示す。以下、情報の流れを中心に説明する。
【００２６】
ハードディスクドライブ１００は、図１に示したように、リードチャネル部１０２とプリアンプ部１０４とヘッド部１０６に大別される。リードチャネル部１０２とプリアンプ部１０４には、以下に説明する様々な機能を有する回路が集積されている。また、ヘッド部１０６は、媒体１０８からの情報の再生（読み出し）を行う。
【００２７】
リードヘッド（ＭＲヘッドとも称される）１２０によって再生された信号はプリアンプ（Pre-Amplifier）１２２に入力される。プリアンプ１２２は、リードヘッド１２０からの微弱信号を増幅するための回路である。プリアンプ１２２で増幅された信号は、リードチャネル部１０２内のハイパスフィルタ（High Pass Filter：ＨＰＦ）１２４に入力される。ハイパスフィルタ１２４はＡＣ結合（AC Coupling）を行うことを主な目的とするが、垂直記録の場合には上述の微分回路の代わりにも用いられる。
【００２８】
アナログフィルタ（Continuous Time Filter：ＣＴＦ）１２６はアナログ的な波形等化を行う。さらに、アナログデジタル変換器（Analog Digital Converter：ＡＤＣ）１２８でデジタル信号に変換された後、デジタルフィルタ（Finite Impulse Response Filter：ＦＩＲ）１３０はデジタル的な波形等化を行う。この両者のフィルタによって、目的となる波形（以下、目標等化波形と称する。）に等化される。目標等化波形は、デジタルフィルタ１３０、ビタビ検波器１３２、媒体ノイズ予測器１３４等のパラメータとして、設定される。デジタルフィルタ１３０は、その等化出力が目標等化波形になるように、パラメータが自動調整されるような適応型が用いられており、信号特性の変動に対しても対応可能である。
【００２９】
さらに、後段のビタビ検波器（Viterbi Detector）１３２によって、目標等化波形の決まりに基づいた最尤検出が施され、０／１の符号に識別される。また、媒体ノイズ予測器１３４はビタビ検波器１３２の出力結果を訂正するものであり、デジタルフィルタ１３０の離散値信号から検出出力の符号列ごとに信号平均値、平均値からの分散量、その偏差の自己相関量などがトレーニング（Training）され、これらの統計情報に基づき訂正がなされる。
【００３０】
さらに、ランレングス復号化回路（RLL Dec.）１３６にてランレングス復号化処理されて、リードデータ１４０として出力される。
【００３１】
（２）ヘッド出力（図２、図３）
図２、図３は、水平記録方式（Longitudinal Magnetic Recording：ＬＭＲ）と垂直記録方式（Perpendicular Magnetic Recording：ＰＭＲ）の信号波形を比較するための説明図である。図２は、水平記録方式の場合のリードヘッド１２０の出力であり、図３は、垂直記録方式の場合のリードヘッド１２０の出力である。
【００３２】
図２、図３に示したように、垂直記録方式では、水平記録方式の場合と波形が異なる。そこで水平記録方式と同様の復調方法を行うためには、微分処理を行う必要がある。すなわち、垂直記録方式での波形は矩形であるが、微分回路を通した場合には、近似的に水平記録方式での再生波形とみなせる。このことから、垂直記録方式における信号処理方法として微分回路＋水平記録用信号処理回路が用いられるのが一般的である。
【００３３】
（３）スペクトラム（Ａ、Ｂ：ヘッド出力、Ｃ、Ｄ：等化後）（図４）
図４は、ヘッド出力の信号スペクトラムと、DC-Free Targetと、DC-Full Targetを示す説明図である。図中の参照符号Ａは水平記録方式の信号スペクトラムを示し、参照符号Ｂは垂直記録方式の信号スペクトラムを示し、参照符号ＣはDC-Free Targetを示し、参照符号ＤはDC-Full Targetを示す。
【００３４】
図４に示したように、水平記録（Ａ）のヘッド出力スペクトラムに比べ、垂直記録時（Ｂ）にはＤＣ付近（低周波数領域）でのスペクトラムが強いことから、この低域信号成分を生かすような等化検出方式も提案されている。すなわち、従来の垂直記録の場合には水平記録に用いられるようなDC-Free Target（Ｃ）のように等化されていたが、低域成分を保持するようなDC-Full Target（Ｄ）に等化する方式である。
【００３５】
（４）ヘッド出力でのノイズスペクトラム（図５）
図５は、ヘッド出力でのノイズスペクトラムを比較したものである。垂直記録（ＰＭＲ）は水平記録（ＬＭＲ）と比べて、ノイズスペクトラムにおいても低域成分が強い。特に、最近用いられている高感度の再生ヘッドでは、媒体ノイズが支配的となっている。従って、必ずしもＤＣ成分を生かした等化検出方式が有利とはならない。そこで、低域を若干抑制したような目標等化波形も提案されており、ヘッド・媒体ごとにその最適化が必要であり、一般的には装置出荷時にエラーレートを測定しながら、最適な目標等化波形が選ばれる。しかしながら、目標等化波形は種類も多く、最も基本的なパラメータであるため、その調整には時間がかかる。また、経年変化などでヘッド・媒体特性が変わった場合には、出荷時に決定した等化検出方式が最適ではないと言った問題も起こる。
【００３６】
（５）各種目標等化波形のスペクトラム（図６）
図６に目標等化波形での等化器での規格化ゲイン（各目標等化波形の最小ユークリッド距離ｄｍｉｎ＾２で規格化）の一例を示す。横軸の周波数は媒体上に記録・再生されるビットクロックで規格化されている。またこの例では、垂直記録での再生信号の規格化線密度ＣＢＤ（Channel Bit Density）が１の場合であり、この線密度が小さい場合にはこの計算例に比べ高域での強調が少なくなり、線密度が大きい場合には高域での強調はさらに大きくなるが低域での強調は少なくなる。従って、どの目標等化波形が最適かについては、再生信号の規格化線密度とノイズスペクトラムの形に依存し、このノイズスペクトラムの形は媒体ノイズ比で決まる。
【００３７】
（６）各符号系列ごとのノイズ分散量（図７）
図７は各符号系列ごとのノイズ分散量を示す。ただし、符号の０／１は磁化方向に対応してある。媒体ノイズが無い場合、あるいは小さい場合には符号列ごとの差は少ない。しかし、媒体ノイズが電気的ノイズ（回路ノイズ）に比べ、支配的である場合には、系列ごとの差は大きくなる。これは媒体ノイズのほとんどが磁化反転に起因するためである。
【００３８】
そこで本実施形態では、系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率を推測し、最適な等化検出方式を決定する方法について説明する。
【００３９】
（７）本実施形態のブロック図（図８）
図８は、本実施形態にかかるハードディスクドライブ２００の一構成例を示すブロック図であり、特に情報の再生に着目した部分の構成を示している。図中の矢印は情報の流れを示す。以下、情報の流れを中心に説明する。
【００４０】
ハードディスクドライブ２００は、図８に示したように、リードチャネル部２０２とプリアンプ部２０４とヘッド部２０６に大別される。リードチャネル部２０２とプリアンプ部２０４には、以下に説明する様々な機能を有する回路が集積されている。また、ヘッド部２０６は、媒体２０８からの情報の再生（読み出し）を行う。
【００４１】
リードヘッド（ＭＲヘッドとも称される）２２０によって再生された信号はプリアンプ（Pre-Amplifier）２２２に入力される。プリアンプ２２２は、リードヘッド２２０からの微弱信号を増幅するための回路である。プリアンプ２２２で増幅された信号は、リードチャネル部２０２内のハイパスフィルタ（High Pass Filter：ＨＰＦ）２２４に入力される。ハイパスフィルタ２２４はＡＣ結合（AC Coupling）を行うことを主な目的とするが、垂直記録の場合には上述の微分回路の代わりにも用いられる。
【００４２】
アナログフィルタ（Continuous Time Filter：ＣＴＦ）２２６はアナログ的な波形等化を行う。本実施形態では、デジタルフィルタ２３０の適応後のタップゲイン（Tap Gain）を用いて信号の周波数特性を取得する。この点についてはさらに後述する。さらに、アナログデジタル変換器（Analog Digital Converter：ＡＤＣ）２２８でデジタル信号に変換された後、デジタルフィルタ（Finite Impulse Response Filter：ＦＩＲ）２３０はデジタル的な波形等化を行う。
【００４３】
上記両者のフィルタによって、目的となる波形（目標等化波形）に等化される。目標等化波形は、デジタルフィルタ２３０、ビタビ検波器２３２、媒体ノイズ予測器２３４等のパラメータとして、設定される。デジタルフィルタ２３０は、その等化出力が目標等化波形になるように、パラメータが自動調整されるような適応型が用いられており、信号特性の変動に対しても対応可能である。
【００４４】
さらに、後段のビタビ検波器（Viterbi Detector）２３２によって、目標等化波形の決まりに基づいた最尤検出が施され、０／１の符号に識別される。また、媒体ノイズ予測器２３４はビタビ検波器２３２の出力結果を訂正するものであり、デジタルフィルタ２３０の離散値信号から検出出力の符号列ごとに信号平均値、平均値からの分散量、その偏差の自己相関量などがトレーニング（Training）され、これらの統計情報に基づき訂正がなされる。本実施形態では、媒体ノイズ予測器２３４は、媒体のノイズ比率を取得するために用いられる。この点についてはさらに後述する。
【００４５】
さらに、ランレングス復号化回路（RLL Dec.）２３６にてランレングス復号化処理されて、リードデータ２４０として出力される。
【００４６】
本実施形態では、系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率（Noise Variance）を推測し、最適な等化検出方式を決定することを特徴とする。このために、本実施形態にかかるハードディスクドライブ２００は、特徴的な構成要素として、リードチャネル部２０２内にデジタルフーリエ変換器（Digital Fourier Transform：ＤＦＴ）２４２と、演算処理部（Micro Processing Unit：ＭＰＵ）２４４を含んで構成される。
【００４７】
符号系列ごとの分散量は、上述した媒体ノイズ予測器２３４により統計処理されているため、容易に取得することができる。演算処理部２４４は、媒体ノイズ予測器２３４から分散量を取得し、系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率を推測し、最適な等化検出方式を決定することができる。
【００４８】
また、最適等化方式は媒体ノイズ比率のみならず、信号の周波数特性にも依存する。そこで、リードチャネル部２０２内にデジタルフーリエ変換器（Digital Fourier Transform：ＤＦＴ）２４２を設けることで、低域成分と高域成分の比から、信号特性についても取得可能である。演算処理部２４４は、デジタルフーリエ変換器２４２から低域成分と高域成分の比を取得し、この低域成分と高域成分の比から信号特性を取得することができる。
【００４９】
また、デジタルフィルタ２３０の適応後のタップゲイン（Tap Gain）は信号の周波数特性に依存するため、このタップゲインから逆に信号特性を類推することも可能である。演算処理部２４４は、デジタルフィルタ２３０からタップゲインを取得し、このタップゲインから信号特性を取得することができる。
【００５０】
（第１の実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、系列ごとの分散量の差（あるいは比）から媒体ノイズ比率を推測し、最適な等化検出方式を決定することが可能である。このため、装置出荷時における調整の効率化および時間の短縮を図るだけでなく、経年変化などによるヘッド・媒体の特性変化が発生した場合でも、等化検出を最適化するための適応型方式を提供することが可能である。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、上記第１の実施形態の応用例として、第２の実施形態について説明する。
【００５２】
上記第１の実施形態では、媒体ノイズ比率と信号周波数情報を取得し、演算処理部２４４で最適な等化検出方式を決定する方法について説明した。本実施形態では、簡単な論理回路とテーブル（メモリ）をリードチャネル内に設け、ハードウェアで構成する実施形態について説明する。
【００５３】
本実施形態にかかるハードディスクドライブ３００は、図９に示したように、上記第１の実施形態にかかるハードディスクドライブ２００（図８）の演算処理部２４４に変えて、論理回路（Logic）２４６と、テーブルが格納される記憶部（Memory）２４８を備えたことを特徴とする。その他の構成については、上記第１の実施形態の構成と実質的に同様であるので、重複説明を省略する。
【００５４】
論理回路２４６には、デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）２４２からの高調波成分と、デジタルフィルタ（ＦＩＲ）２３０からのタップゲイン情報（Tap Gain）とが入力される。さらに論理回路２４６には、媒体ノイズ予測器２３４からの情報として、符号系列ごとの分散量（媒体ノイズ比率（Noise Variance））が入力される。
【００５５】
記憶部に記憶されたテーブルは、周波数特性と媒体ノイズ比率とから、波形等化を行うための波形等化情報を取得するための情報が記載されている。論理回路２４６に必要な情報が入力されると、テーブルから波形等化情報が取得されて、ビタビ検出器２３２に入力される。テーブルの詳細について以下説明する。
【００５６】
図１０に示したテーブルは、媒体ノイズ比と規格化綿密度によって規定されている。規格化線密度の大小および媒体ノイズ比の大小に応じ、ビットエラーレートが最良となる目標等化波形がこのテーブルから選ばれ、設定される。図１０に示した一例では、図６に示した６通りの目標等化波形（１、０、−１）、（１、１、−１、−１）、（１、２、０、−２、−１）、（１、１）、（１、２、１）、（１、３、３、１）についてのみ示しているが、実際には数十万通りの目標等化波形の中から選ばれ、テーブルが構成される。
【００５７】
図１０に示した一例では、媒体ノイズ比が小であり、規格化綿密度が小の場合には、目標等化波形（１、１）が選択される。以下同様に、媒体ノイズ比が小であり、規格化綿密度が中の場合には、目標等化波形（１、２、１）が選択される。媒体ノイズ比が小であり、規格化綿密度が大の場合には、目標等化波形（１、３、３、１）が選択される。
【００５８】
媒体ノイズ比が中であり、規格化綿密度が小の場合には、目標等化波形（１、１、−１、−１）が選択される。媒体ノイズ比が中であり、規格化綿密度が中の場合には、目標等化波形（１、１）が選択される。媒体ノイズ比が中であり、規格化綿密度が大の場合には、目標等化波形（１、２、１）が選択される。
【００５９】
媒体ノイズ比が大であり、規格化綿密度が小の場合には、目標等化波形（１、０、−１）が選択される。媒体ノイズ比が大であり、規格化綿密度が中の場合には、目標等化波形（１、１、−１、−１）が選択される。媒体ノイズ比が大であり、規格化綿密度が大の場合には、目標等化波形（１、２、０、−２、−１）が選択される。
【００６０】
（第２の実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果が得られ、さらに、簡単な論理回路とテーブル（メモリ）２４６で構成することができるので、構成を簡略化することができる。
【００６１】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる情報再生装置および情報再生方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６２】
例えば、上記実施形態においては、信号の周波数特性を、デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）２４２からの高調波成分と、デジタルフィルタ（ＦＩＲ）２３０からのタップゲイン情報（Tap Gain）との両方に基づいて取得する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、このいずれか一方のみから情報を取得することも可能である。すなわち、デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）２４２からの高調波成分のみに基づいて周波数特性を取得してもよく、デジタルフィルタ（ＦＩＲ）２３０からのタップゲイン情報のみに基づいて周波数特性を取得してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、記録媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置および情報再生方法に利用可能であり、特に、垂直磁気記録媒体を用いた情報再生装置および情報再生方法に利用可能である。また本発明は、少なくとも再生機能を有する装置に適用可能であるが、再生専用装置には限定されず、記録および再生が可能な装置、例えば、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ハードディスクドライブの再生の流れを示す説明図である。
【図２】水平記録方式の場合のリードヘッドの出力を示す説明図である。
【図３】垂直記録方式の場合のリードヘッドの出力を示す説明図である。
【図４】ヘッド出力と等化器後のスペクトラムを示す説明図である。
【図５】ヘッド出力でのノイズスペクトラムを示す説明図である。
【図６】各種目標等化波形のスペクトラムを示す説明図である。
【図７】各符号系列ごとのノイズ分散量を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかるハードディスクドライブを示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態にかかるハードディスクドライブを示す説明図である。
【図１０】波形等化情報テーブルを示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ ハードディスクドライブ
１０２ リードチャネル部
１０４ プリアンプ部
１０６ ヘッド
１０８ 媒体
１２０ リードヘッド
１２２ プリアンプ
１２４ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１２６ アナログフィルタ（ＣＴＦ）
１２８ アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
１３０ デジタルフィルタ（ＦＩＲ）
１３２ ビタビ検波器
１３４ 媒体ノイズ予測器
１３６ ランレングス符号化回路
１４０ リードデータ
２００ ハードディスクドライブ
２０２ リードチャネル部
２０４ プリアンプ部
２０６ ヘッド
２０８ 媒体
２２０ リードヘッド
２２２ プリアンプ
２２４ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
２２６ アナログフィルタ（ＣＴＦ）
２２８ アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
２３０ デジタルフィルタ（ＦＩＲ）
２３２ ビタビ検波器
２３４ 媒体ノイズ予測器
２３６ ランレングス符号化回路
２４０ リードデータ
２４２ デジタルフーリエ変換器（ＤＦＴ）
２４４ 演算処理部
２４６ テーブル（メモリ）
３００ ハードディスクドライブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置であって、
媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得部と、
前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得部と、
前記周波数特性と前記ノイズ比率に基づいて波形等化を行う処理部と、
を備えたことを特徴とする、情報再生装置。
【請求項２】
前記周波数特性取得部はデジタルフーリエ変換器を含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分に基づいて取得されることを特徴とする、請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項３】
前記周波数特性取得部はデジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタを含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報に基づいて取得されることを特徴とする、請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項４】
前記周波数特性取得部は、フーリエ変換器と、デジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタとを含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分と、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報とに基づいて取得されることを特徴とする、請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項５】
前記媒体ノイズ比率取得部は、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項６】
媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置であって、
媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得部と、
前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得部と、
前記周波数特性と前記ノイズ比率とから、波形等化を行うための波形等化情報を取得するためのテーブル情報が記憶された記憶部と、
を備えたことを特徴とする、情報再生装置。
【請求項７】
前記周波数特性取得部はデジタルフーリエ変換器を含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分に基づいて取得されることを特徴とする、請求項６に記載の情報再生装置。
【請求項８】
前記周波数特性取得部はデジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタを含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報に基づいて取得されることを特徴とする、請求項６に記載の情報再生装置。
【請求項９】
前記周波数特性取得部は、フーリエ変換器とデジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタとを含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分と、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報とに基づいて取得されることを特徴とする、請求項６に記載の情報再生装置。
【請求項１０】
前記媒体ノイズ比率取得部は、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得することを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項１１】
媒体に記録された情報の再生を行う情報再生方法であって、
媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換工程と、
前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得工程と、
前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得工程と、
前記周波数特性と前記ノイズ比率に基づいて波形等化を行う波形等化工程と、
を含むことを特徴とする、情報再生方法。
【請求項１２】
さらに、前記周波数特性および前記ノイズ比率と、波形等化を行うための波形等化情報との関係を示すテーブルを生成する工程を含み、
前記波形等化工程において、前記テーブルから波形等化情報を取得することを特徴とする、請求項１０に記載の情報再生方法。
【請求項１３】
前記媒体ノイズ比率取得工程において、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の情報再生方法。
【請求項１】
媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置であって、
媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得部と、
前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得部と、
前記周波数特性と前記ノイズ比率に基づいて波形等化を行う処理部と、
を備えたことを特徴とする、情報再生装置。
【請求項２】
前記周波数特性取得部はデジタルフーリエ変換器を含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分に基づいて取得されることを特徴とする、請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項３】
前記周波数特性取得部はデジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタを含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報に基づいて取得されることを特徴とする、請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項４】
前記周波数特性取得部は、フーリエ変換器と、デジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタとを含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分と、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報とに基づいて取得されることを特徴とする、請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項５】
前記媒体ノイズ比率取得部は、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項６】
媒体に記録された情報の再生を行う情報再生装置であって、
媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得部と、
前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得部と、
前記周波数特性と前記ノイズ比率とから、波形等化を行うための波形等化情報を取得するためのテーブル情報が記憶された記憶部と、
を備えたことを特徴とする、情報再生装置。
【請求項７】
前記周波数特性取得部はデジタルフーリエ変換器を含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分に基づいて取得されることを特徴とする、請求項６に記載の情報再生装置。
【請求項８】
前記周波数特性取得部はデジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタを含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報に基づいて取得されることを特徴とする、請求項６に記載の情報再生装置。
【請求項９】
前記周波数特性取得部は、フーリエ変換器とデジタル処理による波形等化を行うデジタルフィルタとを含み、
前記周波数特性は、前記デジタルフーリエ変換器からの高調波成分と、前記デジタルフィルタからのタップゲイン情報とに基づいて取得されることを特徴とする、請求項６に記載の情報再生装置。
【請求項１０】
前記媒体ノイズ比率取得部は、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得することを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載の情報再生装置。
【請求項１１】
媒体に記録された情報の再生を行う情報再生方法であって、
媒体から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換工程と、
前記デジタル信号の周波数特性を取得する周波数特性取得工程と、
前記媒体のノイズ比率を取得する媒体ノイズ比率取得工程と、
前記周波数特性と前記ノイズ比率に基づいて波形等化を行う波形等化工程と、
を含むことを特徴とする、情報再生方法。
【請求項１２】
さらに、前記周波数特性および前記ノイズ比率と、波形等化を行うための波形等化情報との関係を示すテーブルを生成する工程を含み、
前記波形等化工程において、前記テーブルから波形等化情報を取得することを特徴とする、請求項１０に記載の情報再生方法。
【請求項１３】
前記媒体ノイズ比率取得工程において、符号系列ごとの分散量の差または比から媒体ノイズ比率を取得することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の情報再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１３０１８６（Ｐ２００８−１３０１８６Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１５９９７（Ｐ２００６−３１５９９７）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
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