磁気記録再生装置及び磁気記録再生方法
【課題】再生ヘッドによって得られた複数の記録トラックからの再生信号を記録トラックごとの信号に分離することのできる磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】記録時に、記録トラックに対する再生ヘッドの位置情報を再生時に与えるために、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長をもち、かつ記録トラック間で干渉しない識別信号を複数の記録信号に付加して磁気記録メディアに記録する。再生時には、この磁気記録メディア上の複数の記録トラックを、記録トラック幅に対応していない再生ヘッドで信号を再生したとしても、複数の記録トラックの識別信号から再生ヘッドの位置情報を得て、この位置情報をもとに、記録トラックごとの再生信号を生成する。
【解決手段】記録時に、記録トラックに対する再生ヘッドの位置情報を再生時に与えるために、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長をもち、かつ記録トラック間で干渉しない識別信号を複数の記録信号に付加して磁気記録メディアに記録する。再生時には、この磁気記録メディア上の複数の記録トラックを、記録トラック幅に対応していない再生ヘッドで信号を再生したとしても、複数の記録トラックの識別信号から再生ヘッドの位置情報を得て、この位置情報をもとに、記録トラックごとの再生信号を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録メディアに記録ヘッドによりデータを記録し、その複数の記録トラックから単体もしくは複数の再生ヘッドにより信号を再生する磁気記録再生装置及び磁気記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録再生装置においては、磁気記録メディアの大容量化を図るために、更なる高密度記録が求められ、記録トラックのトラック幅を狭くすること（以下、「狭幅化」という。）ことが求められている。トラックの狭幅化にはトラック・サーボの精度向上が鍵となる。
【０００３】
そこで、所謂ノントラッキング方式が提唱され、実用化に至っている（例えば特許文献１−５など）。このノントラッキング方式は、磁気テープ記録再生装置では、ヘリカル・スキャンにてダブルアジマス記録を行ったトラックに対し、データを識別の為にブロックに分けて記録することにより、目的のトラックを１回で再生できなくても、データを再構成できるものである。このノントラッキング方式によって、従来のトラック・サーボで必要とされる１記録トラック以内の再生ヘッドの位置制御に対して、４倍以上の許容量が得られるようになる。
【０００４】
また、ノントラッキング方式は、磁気テープ記録再生装置では、ヘリカル・スキャンに留まらずリニア記録で使用されるための可能性が検討されている（たとえば特許文献６，７など）。
【０００５】
しかしながら、磁気記録メディアであるテープの基板に、たとえばポリエステルフィルムのような伸縮性をもった非磁性支持体を使用した場合、ダブルアジマス記録を行ったとしても、許容できる変形量はトラック・サーボを併用して、例えば記録トラック幅の２倍程度までであり、これ以上の変形が発生する場合は、十分なＳＮ比をもって信号を再生することができなかった。また、ダブルアジマスを持たない記録の場合では、トラックをまたがない所謂ガードバンドの幅を、トラック・サーボを併用した状態でも、エラーレート等の信頼性を劣化させないために、テープの変形量以下に押さえ込む必要があった。
【０００６】
このような問題は、これまで実現されていた信号再生方式においては、少なくとも１つの再生ヘッドが同時に複数の記録トラックから信号を読み込むことによって信号品質が著しく劣化することに起因する。
【０００７】
このことは、ノントラッキング方式であっても同じであり、再生ヘッドは複数の記録トラックに跨って信号を再生するように見えるが、時間分割した場合、再生している信号は常に１つの記録トラックに対してだけであり、同一時間に複数の記録トラックを再生するということは行っていなかった。
【０００８】
更なる高密度化を考えた場合、同一時間に単一の記録トラックの信号しか再生してはいけないということが、狭トラック化の限界になってきている。
【０００９】
磁気ヘッド装置の背景技術には、記録密度を向上させるために、１つのブロックに複数のヘッドを配置し、同一アジマスのブロックで形成する方式として、一度に複数のデータ・フレームを記録する技術がある（たとえば特許文献８及び特許文献９など）。
【００１０】
これらの公知技術は、再生ヘッドの幅を記録トラック幅の半分程度にしなければならなくなるため、再生信号の出力を大きくとることができないという制約が生じ、ＳＮ比の劣化に繋がり、更なる高密度記録化には必ずしも向いていなかった。
【００１１】
更に、トラックの狭幅化を行うことによって、アジマスを用いることが出来なくなる限界にもなっている。
【特許文献１】特許１８４２０５７号公報
【特許文献２】特許１８４２０５８号公報
【特許文献３】特許１８４２０５９号公報
【特許文献４】特開平０４−３７０５８０号公報
【特許文献５】特開平０５−０２０７８８号公報
【特許文献６】特開平１０−２８３６２０号公報
【特許文献７】特開２００３−１３２５０４号公報
【特許文献８】特開２００３−３３８０１２号公報
【特許文献９】特開２００４−０７１０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように従来の磁気記録再生方式において、記録密度をより高密度化したい場合には、記録トラック幅を狭くすると言う事が必要である。だが、従来技術のままトラック幅を狭くしていくと、再生時にトラックに追従できないという問題が発生し、これに対して先ず、再生ヘッドが読み取りトラックを多少とも外れても信号を読み取ることができる、ノントラッキング方式が提案されるに至った。しかしながら、ノントラッキング方式で適切な信号を得るためには再生ヘッドの設定にも制約が出てくるため、より狭トラック化を目指した場合には、再生信号のＳＮ比を大きく取るシステムを構築する事は困難であった。
【００１３】
そこで、再生ヘッドの幅を決める制約を軽減して、トラック幅の狭小化、高記録密度化を実現することのできる技術開発が本発明者らによって行われている。
【００１４】
しかしながら、かかる磁気記録再生装置を実現するためには、再生ヘッドによって得られた複数の記録トラックからの再生信号をその記録トラックごとの信号に分離するための技術が求められる。
【００１５】
また、記録トラックの狭幅化を行うことによって、アジマスを用いることが出来なくなる限界にもなっているので、従来の方法を用いることは困難である。
【００１６】
本発明は、かかる事情を鑑み、記録トラック幅の狭小化、高記録密度化が可能な磁気記録再生装置であって、再生ヘッド幅は記録トラックの狭小化に依存すること無く、再生ヘッドによって得られた複数の記録トラックからの再生信号を記録トラックごとの信号に分離することのできる、また、ダブルアジマス記録を用いたときと同等のトラック・サーボ精度を与える磁気記録再生装置及び磁気記録再生方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明の磁気記録再生装置は、磁気記録メディアに記録するための信号処理を行う記録部と、磁気記録メディアの記録トラックから信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、複数の記録トラックから信号を再生するとともに、再生ヘッドの複数の記録トラックに対する位置情報を得て、この位置情報と再生ヘッドからの再生信号をもとに、記録トラックごとの再生信号を生成する再生部と、記録部に設けられ、複数の記録トラックに対する再生ヘッドの位置情報を再生部に与えるために、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長をもち、かつ隣接記録トラック間で干渉しない識別信号を記録信号に付加する識別信号付加器とを具備するものである。
【００１８】
識別信号には、時間軸上で直交する信号を用いることができる。また、識別信号には、周波数軸上で直交する信号を用いることも可能である。更に、識別信号は、直交符号であってもよい。
【００１９】
識別信号を時間軸上で直交する信号とするとき、識別信号を、隣接記録トラック間で磁気記録メディアの進行方向にて重なり合わないように記録する。
【００２０】
また、識別信号を、データ領域の前と、データ領域の中に配置することによって、データ領域の途中で再生ヘッドの複数の記録トラックに対する位置情報を再計算するようにしてもよい。これにより、メディアの変形などによる、再生ヘッドと各記録トラックとの位置関係の変動に対する追従性を高めることができる。
【００２１】
識別信号の前の位置に、自動利得調整及び／又はビット同期検出のための学習信号を配置するようにしてもよい。また、識別信号は、識別信号開始位置の検出に用いられる同期信号の後に配置される。
【００２２】
更に、磁気記録メディアに、複数の記録トラックを１つのグループとして、これを複数記録する場合、各グループの間に、記録が禁止されたガードと呼ばれる領域を配置する。これにより、隣のグループの記録トラックとの干渉を回避できる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、記録トラック幅の狭小化、高記録密度化が可能な磁気記録再生装置において、再生ヘッド幅は記録トラックの狭小化に依存すること無く、再生ヘッドによって得られた複数の記録トラックからの再生信号をその記録トラックごとの信号に分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施した形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
【００２６】
図１は本発明の一実施形態であるマルチヘッドを用いた磁気記録再生装置の記録部の構成を示す図、図２はその磁気記録再生装置の再生部の構成を示す図である。なお、記録ヘッドの数はＭとし、再生ヘッドの数はＮとする。
【００２７】
まず、図１の記録部１００の構成から説明する。
【００２８】
記録部１００は、データ分配器１０１、記録符号器１０２、プリアンブル付加器１０３、遅延素子１０４、記録補償器１０５、記録アンプ１０６、記録ヘッド１０７で構成される。記録符号器１０２、プリアンブル付加器１０３、遅延素子１０４、記録補償器１０５、記録アンプ１０６、記録ヘッド１０７の数、Ｍ個ずつ設けられている。
【００２９】
データ分配器１０１は、端子１０８より入力された記録データ１をある規則に従い記録データを記録ヘッド１０７の数Ｍ個だけ振り分ける。記録符号器１０２は、データ分配器１０１にて振り分けられた記録データを符号化する。プリアンブル付加器１０３は、符号化された記録データにトレーニング信号、同期信号、識別信号からなるプリアンブルを付加する。このプリアンブルの詳細については後で説明する。遅延素子１０４は、プリアンブルが付加された記録データに所望のタイミングを与えることによって記録ヘッドごとに記録信号の位相を合わせる。記録補償器１０５は、所望のタイミングが与えられた記録データの記録補償処理を行う。記録アンプ１０６は、記録補償処理後の記録データを電圧から電流に変換して記録ヘッド１０７に送る。記録ヘッド１０７は、テープ状の磁気記録メディア２に信号をそれぞれ記録してＭ本の記録トラックを形成する。
【００３０】
再生部２００は、再生ヘッド２０１、再生アンプ２０２、可変利得アンプ２０３、ＬＰＦ（ローパス・フィルタ）２０４、Ａ／Ｄコンバータ２０５、プリアンブル同期信号検出器２０６、信号分離器２０７、等化器２０８、ＰＬＬ２０９、検出器２１０、同期信号検出器２１１、復号器２１２、データ結合器２１３、利得調整器２１４を備える。
【００３１】
Ｎ個の再生ヘッド２０１で読み出したＮ個の微小信号は、再生アンプ２０２で増幅される。可変利得アンプ２０３は、再生アンプ２０２の出力の振幅レベルが所定の値になるように利得を可変する。利得調整器２１４は、プリアンブル同期信号検出器２０６での同期信号検出後の再生信号と利得目標値とを比較して可変利得アンプ２０３の利得を制御する。ＬＰＦ２０４は、可変利得アンプ２０３の出力から折り返し歪を防ぐために、不要な高域成分を除去する。Ａ／Ｄコンバータ２０５は、ＬＰＦ２０４の出力を量子化する。
【００３２】
プリアンブル同期信号検出器２０６は、Ａ／Ｄコンバータ２０５の出力からブリアンブル中の同期信号を検出し、識別信号の開始位置を特定する。また、プリアンブル同期信号検出器２０６での同期信号検出後の再生信号は利得調整器２１４へ出力される。信号分離器２０７は、ブリアンブル中の識別信号を用いてＭ個の記録トラックごとの信号に分離する。
【００３３】
等化器２０８は、Ｍ個の記録トラックごとに分離された再生信号に対して波形整形を行う。ＰＬＬ２０９は、等化器２０８の出力信号に対してビット同期を行う。検出器２１０は、ＰＬＬ２０９でビット同期された信号の検出を行う。同期信号検出器２１１は、検出器２１０の出力信号からデータ開始位置を特定するためにデータ領域の同期信号を検出する。復号器２１２は、検出器２１０の出力信号と同期信号検出器２１１の検出結果から信号の復号を行う。データ結合器２１３は、図１のデータ分配器１０１と逆の動作を行い、ある規則のもとでＭ個のデータの配置を並び替えて、記録データを復元する。
【００３４】
次に、この実施形態の磁気記録再生装置の基本的な記録と再生の動作について説明する。
【００３５】
まず、記録部の動作から説明する。図３は記録の基本的な動作に関するフローチャートである。記録部１００では、まず、入力された記録データ１を記録ヘッドの数、Ｍ個のデータ列にデータ分配器１０１にて分配する（ステップＳ１０１）。分配されたＭ個のデータ列それぞれを記録符号器１０２にて、符号化する（ステップＳ１０２）。
【００３６】
次に、符号化されたＭ個のデータ列それぞれに、トレーニング信号、同期信号、識別信号で構成されるプリアンブルを、プリアンブル付加器１０３にてデータ列の先頭に付加する（ステップＳ１０３）。プリアンブルが付加されたＭ個のデータ列に対して、記録ヘッドごとに対応した所定の遅延量を与え、遅延素子１０４にて遅延する（ステップＳ１０４）。そして、Ｍ個のデータ列それぞれに記録補償器１０５にて記録補償を行い、記録アンプ１０６に送られる（ステップＳ１０５）。記録アンプ１０６では、送られてきたデータ列を電圧から電流に変換する（ステップＳ１０６）。記録ヘッド１０７では、送られてきたデータ列を磁気記録メディア２に記録する（ステップＳ１０７）。
【００３７】
次に、再生の基本的な動作を説明する。図４は再生の基本的な動作に関するフローチャートである。
【００３８】
再生部２００では、まず、磁気記録メディア２上のＭ個の記録トラックをＮ個の再生ヘッド２０１で再生する（ステップＳ２０１）。微小なＮ個の再生信号列は再生アンプ２０２にて増幅される（ステップＳ２０２）。増幅されたＮ個の再生信号列は、可変利得アンプ２０３にて所定の値に利得が調整される（ステップＳ２０３）。利得が調整されたＮ個の再生信号は、ＬＰＦ２０４にて折り返し歪を防ぐために、不要な高域成分を除去する（ステップＳ２０４）。ＬＰＦ２０４出力後、Ａ／Ｄコンバータ２０５にて量子化される（ステップＳ２０５）。
【００３９】
プリアンブル同期信号検出器２０６では、Ａ／Ｄコンバータ２０５の出力から識別信号の開始位置を特定するためのプリアンブル中の同期信号の検出が行われる（ステップＳ２０６）。また、Ｍ個の再生信号列は、利得調整器２１４に送られ、利得目標値との誤差が求められて、可変利得アンプ２０３の利得を決定する（ステップＳ２１０）。信号分離器２０７では、Ｎ個の再生信号列の識別信号から、チャネルを求め、再生したＭ個の記録トラック数に対応した信号列に分離する（ステップＳ２０７）。
【００４０】
この後は、等化器２０８にて、Ｍ個のトラックごとに分離された再生信号に対して波形整形が行われる（ステップＳ２０８）。Ｍ個の再生信号列はそれぞれにビット同期検出が行われる（ステップＳ２０９）。Ｍ個のビット同期した再生信号列は、検出器２１０にて、信号が検出される（ステップＳ２１１）。同期信号検出器２１１では、Ｍ個の検出した信号列からそれぞれデータ領域の先頭にある同期信号を検出し、データ開始位置を特定する（ステップＳ２１２）。Ｍ個の検出した信号列は、復号器２１２にて復号される（ステップＳ２１３）。そして、Ｍ個の復号された信号列をデータ結合器２１３にて、もとのデータ配置に戻される（ステップＳ２１４）。
【００４１】
次に、複数の再生ヘッド２０１によって得られた再生信号から記録トラックごとの再生信号を分離するための手段について説明する。
【００４２】
以下の説明においては、リニア・テープ磁気記録再生方式を例にとり、説明する。
【００４３】
Ｍ個のデータ・フレームを記録したものを１つのグループとする。ここで、データ・フレームとは、記録する信号の構成を意味する。再生は、例えば１個の再生ヘッドで再生するときを考えると、少しずつ位置を変えＭ回以上再生することで、１グループの記録トラックを全て再生する。すなわち、記録トラックと再生ヘッドは１対１に対応する必要は無く、例えばＮ回再生したとして、Ｎ個の再生信号に必ずＭ個の記録トラックの信号が、１つは含まれていればよい。Ｎ個の再生ヘッドのとき、Ｎ<Ｍであれば再生ヘッドの位置をずらしＭ／Ｎ回以上再生する。また、Ｎ>＝Ｍのときは、１回再生すればよい。
【００４４】
以下、Ｍ＝４、Ｎ＝４の場合を例に説明をする。
【００４５】
図５は磁気記録メディア２に記録する方法を示す図である。同図より、磁気記録メディア２には、Ｍ個のデータ・フレーム３が記録され、これらが信号処理のための１つのグループとして扱われる。磁気記録メディア２には、このグループが、ガード５と呼ばれる何も記録されていない領域を挟んで互いに平行に複数配置される。このガード５は、再生時に隣接グループのトラックから信号が再生されるのを回避するためのものである。この例では、Ｍ＝４であるため、４本のトラック（１）−（４）で一つのグループが構成されている。
【００４６】
次に、データ・フレーム３に配置されるプリアンブルについて説明する。
【００４７】
図６は、１つのグループのデータ・フレーム３に記録されるプリアンブルの構成を示す図である。この例は、Ｎ個の再生信号からＭ個の記録信号を分離するための識別信号１３として、時間軸上で直交する信号を用いたものである。
【００４８】
同図に示すように、データ・フレーム３の先頭には、プリアンブルとして、トレーニング信号１１、同期信号１２、及び識別信号１３が順に記録される。このプリアンブルの後にデータ１４が記録される。トレーニング信号１１は、利得調整器及びビット同期検出器等のトレーニングに用いられる学習信号である。同期信号１２は、プリアンブル同期信号検出器２０６にて検出され、識別信号１３の開始位置を特定する。
【００４９】
識別信号１３は、データ・フレーム３ごとに識別信号１３（１），１３（２），１３（３），１３（４）が隣接する記録トラックで干渉しないように（互いに物理的位置が重ならないように）記録されている。すなわち、Ｔ１区間にはトラック（１）の識別信号１３である識別信号１３（１）が、Ｔ２区間にはトラック（２）の識別信号１３である識別信号１３（２）が、Ｔ３区間にはトラック（３）の識別信号１３である識別信号１３（３）が、そしてＴ４区間にはトラック（４）の識別信号１３である識別信号１３（４）が、それぞれ記録されている。隣り合う記録トラックの識別信号１３の間には、隣接記録トラックとの干渉を避けるための、所定の時間の隙間Ｔｇが設けられている。
【００５０】
ここで、識別信号１３は、最小記録波長もしくはそれ以上の記録信号で、最小記録波長の繰り返しでもランダムな記録波長でもよい。好ましくは、トレーニング信号１１と識別信号１３とは同じ信号を用いることが望ましい。なぜならば、例えば、トレーニング信号１１に単一周波数の繰り返し信号を記録すれば、その周波数の利得は利得調整器２１４で調整されるので、識別信号１３にも同じ信号を記録すれば、以下に述べる再生信号の分離処理の精度が上がるからである。
【００５１】
なお、図６の識別信号１３の記録方法は一例であり、特に、この記録方法に限るわけではない。
【００５２】
次に再生方法について説明する。
【００５３】
再生ヘッド２０１の幅は、記録トラックの幅と同等あるいはそれ以上に設定されている。図６の例では、再生ヘッド２０１の幅は記録トラック幅の１．５倍に設定されており、個々の再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）はそれぞれ、１本以上の記録トラックから信号を再生する。なお、再生ヘッド２０１の配置方法は図６に限定されない。
【００５４】
図７は、各再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）からそれぞれ再生される信号波形のタイミング・チャートである。ここで、記録したデータベクトルをＸ、各再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）で再生された再生信号のベクトルをＹとする。このとき、チャネル特性はＮ行Ｍ列、すなわち４行４列の行列Ｈで表すことができ、ＸとＹの関係は、次式で与えられる。
【００５５】
【数１】
【００５６】
したがって、行列Ｈが正則であれば、(1)式の左から行列Ｈの一般逆行列を掛けることで、
【００５７】
【数２】
【００５８】
となり、記録トラックごとのデータを分離することができる。ここで、行列Ｈが正則であるためには、全ての再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）の出力が全て異なっていればよい。
【００５９】
次に４×４行列Ｈの求め方について説明する。ここで、
【００６０】
【数３】
とする。
【００６１】
図６の再生ヘッド２０１（１）のヘッド位置がトラック（１）とトラック（２）に跨っている場合、図７に示すように、再生ヘッド２０１（１）により再生される信号は、Ｔ１区間にトラック（１）の信号が現れ、Ｔ２区間にはトラック（２）の信号が現れ、Ｔ３期間及びＴ４区間は無信号である。このことから、(3)式の行列の１行目が求まる。
【００６２】
ここで、ｐ（ｐ＝１，２，３，４）番目のトラックのｋ番目に記録した信号をｒp（ｋ）、再生ヘッド２０１（１）の再生信号をｙ1(k)とする。Ｔ１区間からｈ11が求まり、
【００６３】
【数４】
である。
【００６４】
先に延べたように、識別信号１３に記録する信号は、最小記録波長でもよいが、ここに記録する信号はある程度の長さを持たせて、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４の区間に亘ってそれぞれ平均をとることで精度を上げることができる。
【００６５】
また、同様にして、Ｔ２区間からｈ12が求まり、
【００６６】
【数５】
【００６７】
また、Ｔ３区間からｈ13が、Ｔ４区間からｈ14が求まる。ここでは、無信号であるから、
【００６８】
【数６】
である。
【００６９】
次に、再生ヘッド２０１（２）の再生信号について考える。再生ヘッド２０１（２）がトラック（２）とトラック（３）に跨っている場合は、図７に示す再生ヘッド２０１（２）のタイミング・チャートから、Ｔ１区間は無信号で、Ｔ２区間にはトラック（２）の信号が現れ、Ｔ３区間はトラック（３）の信号が現れる。また、Ｔ４区間は無信号である。これより、(3)式の行列の２行目が求まる。
【００７０】
再生ヘッド２０１（２）の再生信号をｙ2(k)とする。Ｔ１区間からｈ21が求まり、無信号であるから、
【００７１】
【数７】
である。Ｔ２区間からｈ22が求まり、
【００７２】
【数８】
である。Ｔ３区間ではｈ23が求まり、
【００７３】
【数９】
である。Ｔ４区間ではｈ24 が求まり、無信号であるから、
【００７４】
【数１０】
である。
【００７５】
更に、再生ヘッド２０１（３）の再生信号について考える。再生ヘッド２０１（３）がトラック（３）とトラック（４）にまたがっている場合は、図７に示す再生ヘッド２０１（４）のタイミング・チャートから、Ｔ１期間、Ｔ２区間は無信号で、Ｔ３区間にはトラック（３）の信号が現れ、Ｔ４区間にはトラック（４）の信号が現れる。これより、(3)式の行列の３行目が求まる。
【００７６】
再生ヘッド２０１（３）の再生信号をｙ3(k)とする。Ｔ１区間からｈ31、Ｔ２区間からｈ32が求まり、これらは無信号であるから、
【００７７】
【数１１】
である。Ｔ３区間ではｈ33が求まり、
【００７８】
【数１２】
である。Ｔ４区間ではｈ34が求まり、
【００７９】
【数１３】
である。
【００８０】
最後に、再生ヘッド２０１（４）の再生信号について考える。再生ヘッド２０１（４）がトラック（４）とガード領域に跨っている場合は、図７に示す再生ヘッド２０１（４）のタイミング・チャートから、Ｔ１期間、Ｔ２期間及びＴ３区間は無信号で、Ｔ４区間にはトラック（４）の信号が現れる。これより、(3)式の行列の４行目が求まる。
【００８１】
再生ヘッド２０１（４）の再生信号をｙ4(k)とする。Ｔ１区間からｈ41、Ｔ２区間からｈ42、Ｔ３区間からｈ43が求まり、これらは無信号であるから、
【００８２】
【数１４】
である。Ｔ４区間ではｈ44が求まり、
【００８３】
【数１５】
である。
【００８４】
このようにして行列Ｈが求められる。したがって、この一般逆行列を求め、(2)式より再生信号から記録信号に対応した信号を分離することができる。
【００８５】
次に、Ｎ個の再生信号からＭ個の記録信号に分離するための識別信号１３として、周波数軸上で直交する信号を用いたときの記録再生方法を説明する。
【００８６】
まず、記録方法について、図８をもとに説明を行う。
【００８７】
この場合、Ｍ＝４、Ｎ＝４の場合であると説明が非常に煩雑になるので、Ｍ＝２、Ｎ＝２の場合を例に説明する。
【００８８】
図８は識別信号として周波数軸上で直交する信号を用いた場合にデータ・フレーム３に配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【００８９】
同図に示すように、データ・フレーム３の先頭には、プリアンブルとして、トレーニング信号１１、同期信号１２、及び識別信号１３が順に記録される。このプリアンブルの後にデータ１４が記録される。トレーニング信号１１は、利得調整器及びビット同期検出器等のトレーニングに用いられる学習信号である。同期信号１２は、プリアンブル同期信号検出器２０６にて検出され、識別信号１３の開始位置を特定する。識別信号１３には、トラック個々に周波数軸上で直交する信号が用いられる。
【００９０】
周波数軸上で直交する信号とは、"10"、"1100"、"11110000"といった２k（ｋ＝０，１，２，・・・）倍の周波数で表される。図８において、トラック（１）に１倍の周波数"1010"を、トラック（２）にその２倍の周波数"1100"の信号を使うことにする。この場合、直交信号の周波数は、記録する信号に対して４倍となる。ここで、識別信号に"1011"を使用する。これは、この場合に特に限る訳ではない。以下、"1"、"0"の2値で表された直交信号、識別信号の"1"を"-1"に、"0"を"+1"に置き換える。
トラック（１）に記録される信号は、識別信号"-1+1-1-1"に直交信号"-1+1-1+1"を掛けることで得られ、
【００９１】
【数１６】
となる。同様に、トラック（２）に記録される信号は、識別信号"-1+1-1-1"に直交信号"-1-1+1+1"を掛けて、
【００９２】
【数１７】
である。
【００９３】
再生の場合は、(16)にトラック（１）に用いた直交信号"-1+1-1+1"を掛ければ、
【００９４】
【数１８】
となる。これを、記録信号の周波数で、すなわち、(18)で４シンボル毎に積分すれば、
【００９５】
【数１９】
となる。これを、閾値検波や４シンボル毎に平均をとれば、元の識別信号"-1+1-1-1"を復元できる。また、(17)にトラック（１）に用いた直交信号"-1+1-1+1"を掛けると、
【００９６】
【数２０】
となる。これを4シンボル毎に積分すれば、
【００９７】
【数２１】
となり、(16)にトラック（２）の信号が含まれていても、消えて無くなる。
【００９８】
次に再生方法について具体的に説明する。
【００９９】
再生ヘッド２０１の幅は、記録トラックの幅以上に設定されている。図８の例では、再生ヘッド２０１の幅は記録トラックの幅の１．５倍に設定されており、個々の再生ヘッド２０１（１），２０１（２）はそれぞれ、１本以上の記録トラックから信号を再生する。なお、再生ヘッド２０１の配置方法は図８に限定されない。
【０１００】
図９は、各再生ヘッド２０１（１），２０１（２）からそれぞれ再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【０１０１】
(3)式の行列Ｈは、ここでは、
【０１０２】
【数２２】
の２×２行列となる。この行列Ｈの求め方について説明する。
【０１０３】
再生ヘッド２０１（１）の再生信号から、(22)式の行列の１行目が求まる。図８において、再生ヘッド２０１（１）が、トラック（１）とトラック（２）に跨っている場合、ｋ（ｋ＝１，２，…，１６）番目に記録した信号の再生ヘッド２０１（１）における再生信号をｙkとする。
【０１０４】
（２２）式のｈ11は、再生信号ｙkに含まれるトラック（１）の信号から求められる。そこで、トラック（１）の直交信号"-1+1-1+1"を再生信号ｙkに掛ける。
【０１０５】
【数２３】
であるから、４シンボルごとに平均をとり、それぞれに対応する識別信号で割って、
【０１０６】
【数２４】
となり、更に、(24)の４つの計算結果の平均値をとって、ｈ11とする。
【０１０７】
次に、(22)式のｈ12は、再生信号ｙkに含まれるトラック（２）の信号から求められる。そこで、直交信号"-1-1+1+1"を掛けると、
【０１０８】
【数２５】
となる。(25)の４シンボル毎に平均をとり、それぞれに対応する識別信号で割って、
【０１０９】
【数２６】
となり、更に、(26)の４つの計算結果の平均値をとって、ｈ12とする。
【０１１０】
再生ヘッド２０１（２）の再生信号から、(22)式の行列の２行目が求まる。図８に示すように、再生ヘッド２０１（２）がトラック（２）とガード領域にまたがっている場合を考える。再生ヘッド２０１（１）の場合と同様に、ｋ（ｋ＝１，２，…，１６）番目に記録した信号の再生ヘッド２０１（２）における再生信号をｙkとする。
【０１１１】
(22)式のｈ21は、再生信号ｙkにトラック（１）の信号は含まれていないので、
【０１１２】
【数２７】
である。
【０１１３】
次に、(22)式のｈ22を求める。再生信号ｙkに、トラック（２）の直交信号"-1-1+1+1"を掛ける。
【０１１４】
【数２８】
であるから、４シンボルごとに平均をとり、それぞれに対応する識別信号で割って、
【０１１５】
【数２９】
となる。そして、(29)の4つの計算結果の平均値をとって、ｈ22とする。
【０１１６】
最後に、Ｎ個の再生信号からＭ個の記録信号に分離するための識別信号１３に、直交符号を用いたときの記録再生方法を説明する。
【０１１７】
まず、記録方法について、図１０をもとに説明を行う。ここではＭ＝４、Ｎ＝４の場合を例に説明を行う。
【０１１８】
図１０は、識別信号１３に直交符号を用いた場合にデータ・フレーム３に配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【０１１９】
同図に示すように、データ・フレーム３の先頭には、プリアンブルとして、トレーニング信号１１、同期信号１２、及び識別信号１３が順に記録される。このプリアンブルの後にデータ１４が記録される。トレーニング信号１１は、利得調整器及びビット同期検出器等のトレーニングに用いられる学習信号である。同期信号１２は、プリアンブル同期信号検出器２０６にて検出され、識別信号１３の開始位置を特定する。識別信号１３には、記録トラック個々に直交符号が用いられる。
【０１２０】
識別信号１３に用いる直交符号に、公知のアダマール行列を使った場合を例にとって説明する。
【０１２１】
記録においては、Ｍ＝４なので４次のアダマール行列を利用する。この行列は次のように表される。
【０１２２】
【数３０】
この行列の行を識別信号１３として利用する。すなわち、行列の１行目をトラック（１）、２行目をトラック（２）、３行目をトラック（３）、４行目をトラック（４）に振り分ける。これは、特にこの場合に限る訳ではない。また、説明を簡単にするために、(30)式の行列をそのまま用いるが、(30)式の行列の代わりに適当なシーケンスでもよい。したがって、これらの信号（例えば、"-1"は位相反転させる）を記録する。
【０１２３】
次に、再生方法について説明する。
【０１２４】
再生ヘッド２０１の幅は、記録トラックの幅以上に設定されている。図１０の例では、再生ヘッド２０１の幅は記録トラックの幅の１．５倍に設定されており、個々の再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）はそれぞれ、１本以上の記録トラックから信号を再生する。なお、再生ヘッド２０１の配置方法は図１０に限定されない。
【０１２５】
図１１は、各再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）からそれぞれ再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【０１２６】
再生信号をアダマール変換することで、もとの記録信号に分離することができる。したがって、（１）式の両辺に右から(30)式のアダマール行列を掛けると、
【０１２７】
【数３１】
である。これより、
【０１２８】
【数３２】
である。したがって、
【０１２９】
【数３３】
となり、行列Ｈが求まる。
【０１３０】
上述に述べた識別信号１３は、必ずデータ領域の前に必要となるが、その他に追従性を得るために、データ領域の中に識別信号を設けることもできる。これにより、磁気記録メディア２の変形などによる、再生ヘッド２０１と各記録トラックとの位置関係の変動に対する追従性が向上する。
（第２の実施形態）
【０１３１】
次に、本発明の第２の実施形態として、シングルヘッドを用いた磁気記録再生装置について図１２乃至図１５を用いて説明する。
【０１３２】
図１２は本実施形態にかかる磁気記録再生装置の記録部の構成を示す図、図１３はその磁気記録再生装置の再生部の構成を示す図である。
【０１３３】
記録部３００では、プリアンブル付加器１０３と遅延素子１０４との間に、１グループ分の記録データを記憶できる記憶部１１０が配置される。
【０１３４】
再生部４００には、プリアンブル同期信号検出器２０６と信号分離器２０７との間に記憶部２１５が配置される。１回の再生動作で、再生ヘッド２０１は１グループ分の記録トラックを再生する。全ての記録トラックを少なくとも１回は再生するまで、１回再生するごとに記憶部２１５に再生信号が記録される。
【０１３５】
次に、この実施形態の基本的な記録と再生の動作について説明する。
【０１３６】
まず、記録の動作から説明する。図１４は記録の基本的な動作に関するフローチャートである。
【０１３７】
この記録部３００では、まず、入力された記録データ１をＭ個のデータ列にデータ分配器１０１にて分配される（ステップＳ３０１）。分配されたＭ個のデータ列それぞれ記録符号器１０２にて、符号化される（ステップＳ３０２）。次に、符号化されたＭ個のデータ列それぞれに、トレーニング信号、同期信号、識別信号で構成されるプリアンブルを、プリアンブル付加器１０３にてデータ列の先頭に付加する（ステップＳ３０３）。このようにして生成されたＭ個のデータ列を記憶部１１０に記録する（ステップＳ３０４）。
【０１３８】
次に、記憶部１１０から、１記録トラック分のデータ列が読み出される（ステップＳ３０５）。データ列に対して、遅延素子１０４にて所定の遅延量を与える（ステップＳ３０６）。そして、データ列に記録補償器１０５にて記録補償を行い、記録アンプ１０６に送られる（ステップＳ３０７）。記録アンプ１０６では、送られてきたデータ列を電圧から電流に変換する（ステップＳ３０８）。記録ヘッド１０７では、送られてきたデータ列を磁気記録メディア２に記録する（ステップＳ３０９）。
【０１３９】
１つの記録トラック分のデータの記録が終了した後、１グループ分のデータの記録が終了したかどうかを判定し（ステップＳ３１０）、終了していなければ（ステップＳ３１０のＮo）、記憶部１１０から次のデータ列を読み出して同様に記録のための処理を繰り返す。以上の動作を、１グループ分のデータの記録が終了するまで繰り返す。
【０１４０】
次に、再生の基本的な動作を説明する。図１５は再生の基本的な動作に関するフローチャートである。
【０１４１】
この再生部４００では、まず、磁気記録メディア２上の記録トラックを再生ヘッドで再生する（ステップＳ４０１）。微小な再生信号は再生アンプ２０２にて増幅される（ステップＳ４０２）。増幅された再生信号は、可変利得アンプ２０３にて所定の値に利得が調整される（ステップＳ４０３）。利得が調整された再生信号は、ＬＰＦ２０４にて折り返し歪を防ぐために、不要な高域成分を除去する（ステップＳ４０４）。ＬＰＦ２０４出力後、Ａ/Ｄコンバータ２０５にて量子化される（ステップＳ４０５）。プリアンブル中の同期信号を、プリアンブル同期信号検出器２０６にて検出し、識別信号の開始位置を特定する（ステップＳ４０６）。また、再生信号は、利得調整器２１４に送られ、利得目標値との誤差が求められて、可変利得アンプ２０３の利得を決定する（ステップＳ４０９）。プリアンブル同期信号検出器２０６の出力は、記憶部２１５に記録される（ステップＳ４０７）。１記録トラックの再生ごとに、１グループ分の再生信号列が記録部２１５に記録したかどうか判定し（ステップＳ４０８）、終了していなければ（ステップＳ４０８のＮｏ）、次の記録トラックを再生する。以上の動作を１グループ分の再生信号が記憶部２１５に貯まるまで、繰り返す。
【０１４２】
１グループ分の再生信号が記憶部２１５に貯まったところで（ステップＳ４０８のＹｅｓ）、記憶部２１５に記憶された１グループ分の再生信号を読み出す（ステップＳ４１０）。信号分離器２０７は、その識別信号を用いてチャネルを求め、再生したＭ個の記録トラック数に対応した信号列に分離する（ステップＳ４１１）。
【０１４３】
この後、等化器２０８にて、Ｍ個の記録トラックごとに分離された再生信号に対して波形整形が行われる（ステップＳ４１２）。Ｍ個の再生信号列はそれぞれにビット同期検出が行われる（ステップＳ４１３）。Ｍ個のビット同期した再生信号列は、検出器２１０にて、信号が検出される（ステップＳ４１４）。同期信号検出器２１１では、Ｍ個の検出した信号列からそれぞれデータ領域の先頭にある同期信号を検出し、データ開始位置を特定する（ステップＳ４１５）。Ｍ個の検出した信号列は、復号器２１２にて復号される（ステップＳ４１６）。そして、Ｍ個の復号された信号列をデータ結合器２１３にて、もとのデータ配置に戻される（ステップＳ４１７）。
【０１４４】
（第３の実施形態）
【０１４５】
本発明は、ノンアジマス方式の磁気記録再生方式に適用されることに限らず、複数のアジマス方向をもつ、所謂ダブルアジマス方式の磁気記録再生方式にも同様に適用できる。
【０１４６】
図１６はダブルアジマス方式によって磁気記録メディア２に記録する方法を示す図である。
【０１４７】
本例でも図５と同様に、記録トラック数MがM=４のときを例にしている。磁気記録メディア２には４個のデータ・フレーム３が記録され、これらが再生の信号処理において１つのグループとして扱われる。ここで、隣接するグループとはアジマス角を変えて記録を行う。磁気記録メディア２には、アジマス記録することによって、隣接するグループの記録トラックの干渉を防ぐことができるので、このそれぞれのグループが図５のガード領域を挟む事無く、隣接するグループが配置される。これによって、更なる記録密度の高密度化が実現できる。
【０１４８】
（第４の実施形態）
【０１４９】
以上、リニア記録方式の磁気テープ記録再生方式について説明したが、本発明は、ヘリカル・スキャン方式にも同様に適用できる。
【０１５０】
図１７はヘリカル・スキャン方式により磁気記録メディア２に記録する方法を示す図である。本例でも図５と同様に、記録トラック数MがM=４のときを例にしている。磁気記録メディア２には４個のデータ・フレーム３が記録され、これらが再生の信号処理において１つのグループとして扱われる。隣接するグループの間にはガード５が配置される。
【０１５１】
図１８は、ダブルアジマス・ヘリカル・スキャン方式により磁気記録メディア２に記録する方法を示す図である。本例でも図５と同様に、記録トラック数MがM=４のときを例にしている。磁気記録メディア２には４個のデータ・フレーム３が記録され、これらが再生の信号処理において１つのグループとして扱われる。ここで、隣接するグループとはアジマス角を変えて記録を行う。磁気記録メディア２には、アジマス記録することによって、隣接するグループの記録トラックの干渉を防ぐことができるので、このグループが図１７のガード領域を挟む事無く、隣接するグループが配置される。これによって、更なる記録密度の高密度化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明の一実施形態であるマルチヘッドを用いた磁気記録再生装置における記録部の構成を示す図である。
【図２】図１の磁気記録再生装置の再生部の構成を示す図である。
【図３】図１の記録部の基本的な動作に関するフローチャートである。
【図４】図２の再生部の基本的な動作に関するフローチャートである。
【図５】磁気記録メディアに記録する方法を示す図である。
【図６】識別信号として時間軸上で直交する信号を用いた場合にデータ・フレームに配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【図７】図６の再生ヘッドから再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【図８】識別信号として周波数軸上で直交する信号を用いた場合にデータ・フレームに配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【図９】図８の再生ヘッドから再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【図１０】識別信号に直交符号を用いた場合にデータ・フレームに配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【図１１】図１０の再生ヘッドから再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態であるシングルヘッドを用いた磁気記録再生装置の記録部の構成を示す図である。
【図１３】図１２の磁気記録再生装置の再生部の構成を示す図である。
【図１４】図１２の記録部の基本的な動作に関するフローチャートである。
【図１５】図１３の再生部の基本的な動作に関するフローチャートである。
【図１６】ダブルアジマス方式によって磁気記録メディアに記録する方法を示す図である。
【図１７】ヘリカル・スキャン方式により磁気記録メディアに記録する方法を示す図である。
【図１８】ヘリカル・スキャン方式にダブルアジマスを用いたときの磁気記録メディアに記録する方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１ 記録データ
２ 磁気記録メディア
３ データ・フレーム
５ ガード
１１ トレーニング信号
１２ 同期信号
１３ 識別信号
１４ データ
１００ 記録部
１０１ データ分配器
１０２ 記録符号器
１０３ プリアンブル付加器
１０４ 遅延素子
１０５ 記録補償器
１０６ 記録アンプ
１０７ 記録ヘッド
１１０ 記憶部
２００ 再生部
２０１ 再生ヘッド
２０２ 再生アンプ
２０３ 可変利得アンプ
２０４ ＬＰＦ
２０５ Ａ／Ｄコンバータ
２０６ プリアンブル同期信号検出器
２０７ 信号分離器
２０８ 等化器
２０９ ＰＬＬ
２１０ 検出器
２１１ 同期信号検出器
２１２ 復号器
２１３ データ結合器
２１４ 利得制御器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録メディアに記録ヘッドによりデータを記録し、その複数の記録トラックから単体もしくは複数の再生ヘッドにより信号を再生する磁気記録再生装置及び磁気記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録再生装置においては、磁気記録メディアの大容量化を図るために、更なる高密度記録が求められ、記録トラックのトラック幅を狭くすること（以下、「狭幅化」という。）ことが求められている。トラックの狭幅化にはトラック・サーボの精度向上が鍵となる。
【０００３】
そこで、所謂ノントラッキング方式が提唱され、実用化に至っている（例えば特許文献１−５など）。このノントラッキング方式は、磁気テープ記録再生装置では、ヘリカル・スキャンにてダブルアジマス記録を行ったトラックに対し、データを識別の為にブロックに分けて記録することにより、目的のトラックを１回で再生できなくても、データを再構成できるものである。このノントラッキング方式によって、従来のトラック・サーボで必要とされる１記録トラック以内の再生ヘッドの位置制御に対して、４倍以上の許容量が得られるようになる。
【０００４】
また、ノントラッキング方式は、磁気テープ記録再生装置では、ヘリカル・スキャンに留まらずリニア記録で使用されるための可能性が検討されている（たとえば特許文献６，７など）。
【０００５】
しかしながら、磁気記録メディアであるテープの基板に、たとえばポリエステルフィルムのような伸縮性をもった非磁性支持体を使用した場合、ダブルアジマス記録を行ったとしても、許容できる変形量はトラック・サーボを併用して、例えば記録トラック幅の２倍程度までであり、これ以上の変形が発生する場合は、十分なＳＮ比をもって信号を再生することができなかった。また、ダブルアジマスを持たない記録の場合では、トラックをまたがない所謂ガードバンドの幅を、トラック・サーボを併用した状態でも、エラーレート等の信頼性を劣化させないために、テープの変形量以下に押さえ込む必要があった。
【０００６】
このような問題は、これまで実現されていた信号再生方式においては、少なくとも１つの再生ヘッドが同時に複数の記録トラックから信号を読み込むことによって信号品質が著しく劣化することに起因する。
【０００７】
このことは、ノントラッキング方式であっても同じであり、再生ヘッドは複数の記録トラックに跨って信号を再生するように見えるが、時間分割した場合、再生している信号は常に１つの記録トラックに対してだけであり、同一時間に複数の記録トラックを再生するということは行っていなかった。
【０００８】
更なる高密度化を考えた場合、同一時間に単一の記録トラックの信号しか再生してはいけないということが、狭トラック化の限界になってきている。
【０００９】
磁気ヘッド装置の背景技術には、記録密度を向上させるために、１つのブロックに複数のヘッドを配置し、同一アジマスのブロックで形成する方式として、一度に複数のデータ・フレームを記録する技術がある（たとえば特許文献８及び特許文献９など）。
【００１０】
これらの公知技術は、再生ヘッドの幅を記録トラック幅の半分程度にしなければならなくなるため、再生信号の出力を大きくとることができないという制約が生じ、ＳＮ比の劣化に繋がり、更なる高密度記録化には必ずしも向いていなかった。
【００１１】
更に、トラックの狭幅化を行うことによって、アジマスを用いることが出来なくなる限界にもなっている。
【特許文献１】特許１８４２０５７号公報
【特許文献２】特許１８４２０５８号公報
【特許文献３】特許１８４２０５９号公報
【特許文献４】特開平０４−３７０５８０号公報
【特許文献５】特開平０５−０２０７８８号公報
【特許文献６】特開平１０−２８３６２０号公報
【特許文献７】特開２００３−１３２５０４号公報
【特許文献８】特開２００３−３３８０１２号公報
【特許文献９】特開２００４−０７１０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように従来の磁気記録再生方式において、記録密度をより高密度化したい場合には、記録トラック幅を狭くすると言う事が必要である。だが、従来技術のままトラック幅を狭くしていくと、再生時にトラックに追従できないという問題が発生し、これに対して先ず、再生ヘッドが読み取りトラックを多少とも外れても信号を読み取ることができる、ノントラッキング方式が提案されるに至った。しかしながら、ノントラッキング方式で適切な信号を得るためには再生ヘッドの設定にも制約が出てくるため、より狭トラック化を目指した場合には、再生信号のＳＮ比を大きく取るシステムを構築する事は困難であった。
【００１３】
そこで、再生ヘッドの幅を決める制約を軽減して、トラック幅の狭小化、高記録密度化を実現することのできる技術開発が本発明者らによって行われている。
【００１４】
しかしながら、かかる磁気記録再生装置を実現するためには、再生ヘッドによって得られた複数の記録トラックからの再生信号をその記録トラックごとの信号に分離するための技術が求められる。
【００１５】
また、記録トラックの狭幅化を行うことによって、アジマスを用いることが出来なくなる限界にもなっているので、従来の方法を用いることは困難である。
【００１６】
本発明は、かかる事情を鑑み、記録トラック幅の狭小化、高記録密度化が可能な磁気記録再生装置であって、再生ヘッド幅は記録トラックの狭小化に依存すること無く、再生ヘッドによって得られた複数の記録トラックからの再生信号を記録トラックごとの信号に分離することのできる、また、ダブルアジマス記録を用いたときと同等のトラック・サーボ精度を与える磁気記録再生装置及び磁気記録再生方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明の磁気記録再生装置は、磁気記録メディアに記録するための信号処理を行う記録部と、磁気記録メディアの記録トラックから信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、複数の記録トラックから信号を再生するとともに、再生ヘッドの複数の記録トラックに対する位置情報を得て、この位置情報と再生ヘッドからの再生信号をもとに、記録トラックごとの再生信号を生成する再生部と、記録部に設けられ、複数の記録トラックに対する再生ヘッドの位置情報を再生部に与えるために、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長をもち、かつ隣接記録トラック間で干渉しない識別信号を記録信号に付加する識別信号付加器とを具備するものである。
【００１８】
識別信号には、時間軸上で直交する信号を用いることができる。また、識別信号には、周波数軸上で直交する信号を用いることも可能である。更に、識別信号は、直交符号であってもよい。
【００１９】
識別信号を時間軸上で直交する信号とするとき、識別信号を、隣接記録トラック間で磁気記録メディアの進行方向にて重なり合わないように記録する。
【００２０】
また、識別信号を、データ領域の前と、データ領域の中に配置することによって、データ領域の途中で再生ヘッドの複数の記録トラックに対する位置情報を再計算するようにしてもよい。これにより、メディアの変形などによる、再生ヘッドと各記録トラックとの位置関係の変動に対する追従性を高めることができる。
【００２１】
識別信号の前の位置に、自動利得調整及び／又はビット同期検出のための学習信号を配置するようにしてもよい。また、識別信号は、識別信号開始位置の検出に用いられる同期信号の後に配置される。
【００２２】
更に、磁気記録メディアに、複数の記録トラックを１つのグループとして、これを複数記録する場合、各グループの間に、記録が禁止されたガードと呼ばれる領域を配置する。これにより、隣のグループの記録トラックとの干渉を回避できる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、記録トラック幅の狭小化、高記録密度化が可能な磁気記録再生装置において、再生ヘッド幅は記録トラックの狭小化に依存すること無く、再生ヘッドによって得られた複数の記録トラックからの再生信号をその記録トラックごとの信号に分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施した形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
【００２６】
図１は本発明の一実施形態であるマルチヘッドを用いた磁気記録再生装置の記録部の構成を示す図、図２はその磁気記録再生装置の再生部の構成を示す図である。なお、記録ヘッドの数はＭとし、再生ヘッドの数はＮとする。
【００２７】
まず、図１の記録部１００の構成から説明する。
【００２８】
記録部１００は、データ分配器１０１、記録符号器１０２、プリアンブル付加器１０３、遅延素子１０４、記録補償器１０５、記録アンプ１０６、記録ヘッド１０７で構成される。記録符号器１０２、プリアンブル付加器１０３、遅延素子１０４、記録補償器１０５、記録アンプ１０６、記録ヘッド１０７の数、Ｍ個ずつ設けられている。
【００２９】
データ分配器１０１は、端子１０８より入力された記録データ１をある規則に従い記録データを記録ヘッド１０７の数Ｍ個だけ振り分ける。記録符号器１０２は、データ分配器１０１にて振り分けられた記録データを符号化する。プリアンブル付加器１０３は、符号化された記録データにトレーニング信号、同期信号、識別信号からなるプリアンブルを付加する。このプリアンブルの詳細については後で説明する。遅延素子１０４は、プリアンブルが付加された記録データに所望のタイミングを与えることによって記録ヘッドごとに記録信号の位相を合わせる。記録補償器１０５は、所望のタイミングが与えられた記録データの記録補償処理を行う。記録アンプ１０６は、記録補償処理後の記録データを電圧から電流に変換して記録ヘッド１０７に送る。記録ヘッド１０７は、テープ状の磁気記録メディア２に信号をそれぞれ記録してＭ本の記録トラックを形成する。
【００３０】
再生部２００は、再生ヘッド２０１、再生アンプ２０２、可変利得アンプ２０３、ＬＰＦ（ローパス・フィルタ）２０４、Ａ／Ｄコンバータ２０５、プリアンブル同期信号検出器２０６、信号分離器２０７、等化器２０８、ＰＬＬ２０９、検出器２１０、同期信号検出器２１１、復号器２１２、データ結合器２１３、利得調整器２１４を備える。
【００３１】
Ｎ個の再生ヘッド２０１で読み出したＮ個の微小信号は、再生アンプ２０２で増幅される。可変利得アンプ２０３は、再生アンプ２０２の出力の振幅レベルが所定の値になるように利得を可変する。利得調整器２１４は、プリアンブル同期信号検出器２０６での同期信号検出後の再生信号と利得目標値とを比較して可変利得アンプ２０３の利得を制御する。ＬＰＦ２０４は、可変利得アンプ２０３の出力から折り返し歪を防ぐために、不要な高域成分を除去する。Ａ／Ｄコンバータ２０５は、ＬＰＦ２０４の出力を量子化する。
【００３２】
プリアンブル同期信号検出器２０６は、Ａ／Ｄコンバータ２０５の出力からブリアンブル中の同期信号を検出し、識別信号の開始位置を特定する。また、プリアンブル同期信号検出器２０６での同期信号検出後の再生信号は利得調整器２１４へ出力される。信号分離器２０７は、ブリアンブル中の識別信号を用いてＭ個の記録トラックごとの信号に分離する。
【００３３】
等化器２０８は、Ｍ個の記録トラックごとに分離された再生信号に対して波形整形を行う。ＰＬＬ２０９は、等化器２０８の出力信号に対してビット同期を行う。検出器２１０は、ＰＬＬ２０９でビット同期された信号の検出を行う。同期信号検出器２１１は、検出器２１０の出力信号からデータ開始位置を特定するためにデータ領域の同期信号を検出する。復号器２１２は、検出器２１０の出力信号と同期信号検出器２１１の検出結果から信号の復号を行う。データ結合器２１３は、図１のデータ分配器１０１と逆の動作を行い、ある規則のもとでＭ個のデータの配置を並び替えて、記録データを復元する。
【００３４】
次に、この実施形態の磁気記録再生装置の基本的な記録と再生の動作について説明する。
【００３５】
まず、記録部の動作から説明する。図３は記録の基本的な動作に関するフローチャートである。記録部１００では、まず、入力された記録データ１を記録ヘッドの数、Ｍ個のデータ列にデータ分配器１０１にて分配する（ステップＳ１０１）。分配されたＭ個のデータ列それぞれを記録符号器１０２にて、符号化する（ステップＳ１０２）。
【００３６】
次に、符号化されたＭ個のデータ列それぞれに、トレーニング信号、同期信号、識別信号で構成されるプリアンブルを、プリアンブル付加器１０３にてデータ列の先頭に付加する（ステップＳ１０３）。プリアンブルが付加されたＭ個のデータ列に対して、記録ヘッドごとに対応した所定の遅延量を与え、遅延素子１０４にて遅延する（ステップＳ１０４）。そして、Ｍ個のデータ列それぞれに記録補償器１０５にて記録補償を行い、記録アンプ１０６に送られる（ステップＳ１０５）。記録アンプ１０６では、送られてきたデータ列を電圧から電流に変換する（ステップＳ１０６）。記録ヘッド１０７では、送られてきたデータ列を磁気記録メディア２に記録する（ステップＳ１０７）。
【００３７】
次に、再生の基本的な動作を説明する。図４は再生の基本的な動作に関するフローチャートである。
【００３８】
再生部２００では、まず、磁気記録メディア２上のＭ個の記録トラックをＮ個の再生ヘッド２０１で再生する（ステップＳ２０１）。微小なＮ個の再生信号列は再生アンプ２０２にて増幅される（ステップＳ２０２）。増幅されたＮ個の再生信号列は、可変利得アンプ２０３にて所定の値に利得が調整される（ステップＳ２０３）。利得が調整されたＮ個の再生信号は、ＬＰＦ２０４にて折り返し歪を防ぐために、不要な高域成分を除去する（ステップＳ２０４）。ＬＰＦ２０４出力後、Ａ／Ｄコンバータ２０５にて量子化される（ステップＳ２０５）。
【００３９】
プリアンブル同期信号検出器２０６では、Ａ／Ｄコンバータ２０５の出力から識別信号の開始位置を特定するためのプリアンブル中の同期信号の検出が行われる（ステップＳ２０６）。また、Ｍ個の再生信号列は、利得調整器２１４に送られ、利得目標値との誤差が求められて、可変利得アンプ２０３の利得を決定する（ステップＳ２１０）。信号分離器２０７では、Ｎ個の再生信号列の識別信号から、チャネルを求め、再生したＭ個の記録トラック数に対応した信号列に分離する（ステップＳ２０７）。
【００４０】
この後は、等化器２０８にて、Ｍ個のトラックごとに分離された再生信号に対して波形整形が行われる（ステップＳ２０８）。Ｍ個の再生信号列はそれぞれにビット同期検出が行われる（ステップＳ２０９）。Ｍ個のビット同期した再生信号列は、検出器２１０にて、信号が検出される（ステップＳ２１１）。同期信号検出器２１１では、Ｍ個の検出した信号列からそれぞれデータ領域の先頭にある同期信号を検出し、データ開始位置を特定する（ステップＳ２１２）。Ｍ個の検出した信号列は、復号器２１２にて復号される（ステップＳ２１３）。そして、Ｍ個の復号された信号列をデータ結合器２１３にて、もとのデータ配置に戻される（ステップＳ２１４）。
【００４１】
次に、複数の再生ヘッド２０１によって得られた再生信号から記録トラックごとの再生信号を分離するための手段について説明する。
【００４２】
以下の説明においては、リニア・テープ磁気記録再生方式を例にとり、説明する。
【００４３】
Ｍ個のデータ・フレームを記録したものを１つのグループとする。ここで、データ・フレームとは、記録する信号の構成を意味する。再生は、例えば１個の再生ヘッドで再生するときを考えると、少しずつ位置を変えＭ回以上再生することで、１グループの記録トラックを全て再生する。すなわち、記録トラックと再生ヘッドは１対１に対応する必要は無く、例えばＮ回再生したとして、Ｎ個の再生信号に必ずＭ個の記録トラックの信号が、１つは含まれていればよい。Ｎ個の再生ヘッドのとき、Ｎ<Ｍであれば再生ヘッドの位置をずらしＭ／Ｎ回以上再生する。また、Ｎ>＝Ｍのときは、１回再生すればよい。
【００４４】
以下、Ｍ＝４、Ｎ＝４の場合を例に説明をする。
【００４５】
図５は磁気記録メディア２に記録する方法を示す図である。同図より、磁気記録メディア２には、Ｍ個のデータ・フレーム３が記録され、これらが信号処理のための１つのグループとして扱われる。磁気記録メディア２には、このグループが、ガード５と呼ばれる何も記録されていない領域を挟んで互いに平行に複数配置される。このガード５は、再生時に隣接グループのトラックから信号が再生されるのを回避するためのものである。この例では、Ｍ＝４であるため、４本のトラック（１）−（４）で一つのグループが構成されている。
【００４６】
次に、データ・フレーム３に配置されるプリアンブルについて説明する。
【００４７】
図６は、１つのグループのデータ・フレーム３に記録されるプリアンブルの構成を示す図である。この例は、Ｎ個の再生信号からＭ個の記録信号を分離するための識別信号１３として、時間軸上で直交する信号を用いたものである。
【００４８】
同図に示すように、データ・フレーム３の先頭には、プリアンブルとして、トレーニング信号１１、同期信号１２、及び識別信号１３が順に記録される。このプリアンブルの後にデータ１４が記録される。トレーニング信号１１は、利得調整器及びビット同期検出器等のトレーニングに用いられる学習信号である。同期信号１２は、プリアンブル同期信号検出器２０６にて検出され、識別信号１３の開始位置を特定する。
【００４９】
識別信号１３は、データ・フレーム３ごとに識別信号１３（１），１３（２），１３（３），１３（４）が隣接する記録トラックで干渉しないように（互いに物理的位置が重ならないように）記録されている。すなわち、Ｔ１区間にはトラック（１）の識別信号１３である識別信号１３（１）が、Ｔ２区間にはトラック（２）の識別信号１３である識別信号１３（２）が、Ｔ３区間にはトラック（３）の識別信号１３である識別信号１３（３）が、そしてＴ４区間にはトラック（４）の識別信号１３である識別信号１３（４）が、それぞれ記録されている。隣り合う記録トラックの識別信号１３の間には、隣接記録トラックとの干渉を避けるための、所定の時間の隙間Ｔｇが設けられている。
【００５０】
ここで、識別信号１３は、最小記録波長もしくはそれ以上の記録信号で、最小記録波長の繰り返しでもランダムな記録波長でもよい。好ましくは、トレーニング信号１１と識別信号１３とは同じ信号を用いることが望ましい。なぜならば、例えば、トレーニング信号１１に単一周波数の繰り返し信号を記録すれば、その周波数の利得は利得調整器２１４で調整されるので、識別信号１３にも同じ信号を記録すれば、以下に述べる再生信号の分離処理の精度が上がるからである。
【００５１】
なお、図６の識別信号１３の記録方法は一例であり、特に、この記録方法に限るわけではない。
【００５２】
次に再生方法について説明する。
【００５３】
再生ヘッド２０１の幅は、記録トラックの幅と同等あるいはそれ以上に設定されている。図６の例では、再生ヘッド２０１の幅は記録トラック幅の１．５倍に設定されており、個々の再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）はそれぞれ、１本以上の記録トラックから信号を再生する。なお、再生ヘッド２０１の配置方法は図６に限定されない。
【００５４】
図７は、各再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）からそれぞれ再生される信号波形のタイミング・チャートである。ここで、記録したデータベクトルをＸ、各再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）で再生された再生信号のベクトルをＹとする。このとき、チャネル特性はＮ行Ｍ列、すなわち４行４列の行列Ｈで表すことができ、ＸとＹの関係は、次式で与えられる。
【００５５】
【数１】
【００５６】
したがって、行列Ｈが正則であれば、(1)式の左から行列Ｈの一般逆行列を掛けることで、
【００５７】
【数２】
【００５８】
となり、記録トラックごとのデータを分離することができる。ここで、行列Ｈが正則であるためには、全ての再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）の出力が全て異なっていればよい。
【００５９】
次に４×４行列Ｈの求め方について説明する。ここで、
【００６０】
【数３】
とする。
【００６１】
図６の再生ヘッド２０１（１）のヘッド位置がトラック（１）とトラック（２）に跨っている場合、図７に示すように、再生ヘッド２０１（１）により再生される信号は、Ｔ１区間にトラック（１）の信号が現れ、Ｔ２区間にはトラック（２）の信号が現れ、Ｔ３期間及びＴ４区間は無信号である。このことから、(3)式の行列の１行目が求まる。
【００６２】
ここで、ｐ（ｐ＝１，２，３，４）番目のトラックのｋ番目に記録した信号をｒp（ｋ）、再生ヘッド２０１（１）の再生信号をｙ1(k)とする。Ｔ１区間からｈ11が求まり、
【００６３】
【数４】
である。
【００６４】
先に延べたように、識別信号１３に記録する信号は、最小記録波長でもよいが、ここに記録する信号はある程度の長さを持たせて、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４の区間に亘ってそれぞれ平均をとることで精度を上げることができる。
【００６５】
また、同様にして、Ｔ２区間からｈ12が求まり、
【００６６】
【数５】
【００６７】
また、Ｔ３区間からｈ13が、Ｔ４区間からｈ14が求まる。ここでは、無信号であるから、
【００６８】
【数６】
である。
【００６９】
次に、再生ヘッド２０１（２）の再生信号について考える。再生ヘッド２０１（２）がトラック（２）とトラック（３）に跨っている場合は、図７に示す再生ヘッド２０１（２）のタイミング・チャートから、Ｔ１区間は無信号で、Ｔ２区間にはトラック（２）の信号が現れ、Ｔ３区間はトラック（３）の信号が現れる。また、Ｔ４区間は無信号である。これより、(3)式の行列の２行目が求まる。
【００７０】
再生ヘッド２０１（２）の再生信号をｙ2(k)とする。Ｔ１区間からｈ21が求まり、無信号であるから、
【００７１】
【数７】
である。Ｔ２区間からｈ22が求まり、
【００７２】
【数８】
である。Ｔ３区間ではｈ23が求まり、
【００７３】
【数９】
である。Ｔ４区間ではｈ24 が求まり、無信号であるから、
【００７４】
【数１０】
である。
【００７５】
更に、再生ヘッド２０１（３）の再生信号について考える。再生ヘッド２０１（３）がトラック（３）とトラック（４）にまたがっている場合は、図７に示す再生ヘッド２０１（４）のタイミング・チャートから、Ｔ１期間、Ｔ２区間は無信号で、Ｔ３区間にはトラック（３）の信号が現れ、Ｔ４区間にはトラック（４）の信号が現れる。これより、(3)式の行列の３行目が求まる。
【００７６】
再生ヘッド２０１（３）の再生信号をｙ3(k)とする。Ｔ１区間からｈ31、Ｔ２区間からｈ32が求まり、これらは無信号であるから、
【００７７】
【数１１】
である。Ｔ３区間ではｈ33が求まり、
【００７８】
【数１２】
である。Ｔ４区間ではｈ34が求まり、
【００７９】
【数１３】
である。
【００８０】
最後に、再生ヘッド２０１（４）の再生信号について考える。再生ヘッド２０１（４）がトラック（４）とガード領域に跨っている場合は、図７に示す再生ヘッド２０１（４）のタイミング・チャートから、Ｔ１期間、Ｔ２期間及びＴ３区間は無信号で、Ｔ４区間にはトラック（４）の信号が現れる。これより、(3)式の行列の４行目が求まる。
【００８１】
再生ヘッド２０１（４）の再生信号をｙ4(k)とする。Ｔ１区間からｈ41、Ｔ２区間からｈ42、Ｔ３区間からｈ43が求まり、これらは無信号であるから、
【００８２】
【数１４】
である。Ｔ４区間ではｈ44が求まり、
【００８３】
【数１５】
である。
【００８４】
このようにして行列Ｈが求められる。したがって、この一般逆行列を求め、(2)式より再生信号から記録信号に対応した信号を分離することができる。
【００８５】
次に、Ｎ個の再生信号からＭ個の記録信号に分離するための識別信号１３として、周波数軸上で直交する信号を用いたときの記録再生方法を説明する。
【００８６】
まず、記録方法について、図８をもとに説明を行う。
【００８７】
この場合、Ｍ＝４、Ｎ＝４の場合であると説明が非常に煩雑になるので、Ｍ＝２、Ｎ＝２の場合を例に説明する。
【００８８】
図８は識別信号として周波数軸上で直交する信号を用いた場合にデータ・フレーム３に配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【００８９】
同図に示すように、データ・フレーム３の先頭には、プリアンブルとして、トレーニング信号１１、同期信号１２、及び識別信号１３が順に記録される。このプリアンブルの後にデータ１４が記録される。トレーニング信号１１は、利得調整器及びビット同期検出器等のトレーニングに用いられる学習信号である。同期信号１２は、プリアンブル同期信号検出器２０６にて検出され、識別信号１３の開始位置を特定する。識別信号１３には、トラック個々に周波数軸上で直交する信号が用いられる。
【００９０】
周波数軸上で直交する信号とは、"10"、"1100"、"11110000"といった２k（ｋ＝０，１，２，・・・）倍の周波数で表される。図８において、トラック（１）に１倍の周波数"1010"を、トラック（２）にその２倍の周波数"1100"の信号を使うことにする。この場合、直交信号の周波数は、記録する信号に対して４倍となる。ここで、識別信号に"1011"を使用する。これは、この場合に特に限る訳ではない。以下、"1"、"0"の2値で表された直交信号、識別信号の"1"を"-1"に、"0"を"+1"に置き換える。
トラック（１）に記録される信号は、識別信号"-1+1-1-1"に直交信号"-1+1-1+1"を掛けることで得られ、
【００９１】
【数１６】
となる。同様に、トラック（２）に記録される信号は、識別信号"-1+1-1-1"に直交信号"-1-1+1+1"を掛けて、
【００９２】
【数１７】
である。
【００９３】
再生の場合は、(16)にトラック（１）に用いた直交信号"-1+1-1+1"を掛ければ、
【００９４】
【数１８】
となる。これを、記録信号の周波数で、すなわち、(18)で４シンボル毎に積分すれば、
【００９５】
【数１９】
となる。これを、閾値検波や４シンボル毎に平均をとれば、元の識別信号"-1+1-1-1"を復元できる。また、(17)にトラック（１）に用いた直交信号"-1+1-1+1"を掛けると、
【００９６】
【数２０】
となる。これを4シンボル毎に積分すれば、
【００９７】
【数２１】
となり、(16)にトラック（２）の信号が含まれていても、消えて無くなる。
【００９８】
次に再生方法について具体的に説明する。
【００９９】
再生ヘッド２０１の幅は、記録トラックの幅以上に設定されている。図８の例では、再生ヘッド２０１の幅は記録トラックの幅の１．５倍に設定されており、個々の再生ヘッド２０１（１），２０１（２）はそれぞれ、１本以上の記録トラックから信号を再生する。なお、再生ヘッド２０１の配置方法は図８に限定されない。
【０１００】
図９は、各再生ヘッド２０１（１），２０１（２）からそれぞれ再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【０１０１】
(3)式の行列Ｈは、ここでは、
【０１０２】
【数２２】
の２×２行列となる。この行列Ｈの求め方について説明する。
【０１０３】
再生ヘッド２０１（１）の再生信号から、(22)式の行列の１行目が求まる。図８において、再生ヘッド２０１（１）が、トラック（１）とトラック（２）に跨っている場合、ｋ（ｋ＝１，２，…，１６）番目に記録した信号の再生ヘッド２０１（１）における再生信号をｙkとする。
【０１０４】
（２２）式のｈ11は、再生信号ｙkに含まれるトラック（１）の信号から求められる。そこで、トラック（１）の直交信号"-1+1-1+1"を再生信号ｙkに掛ける。
【０１０５】
【数２３】
であるから、４シンボルごとに平均をとり、それぞれに対応する識別信号で割って、
【０１０６】
【数２４】
となり、更に、(24)の４つの計算結果の平均値をとって、ｈ11とする。
【０１０７】
次に、(22)式のｈ12は、再生信号ｙkに含まれるトラック（２）の信号から求められる。そこで、直交信号"-1-1+1+1"を掛けると、
【０１０８】
【数２５】
となる。(25)の４シンボル毎に平均をとり、それぞれに対応する識別信号で割って、
【０１０９】
【数２６】
となり、更に、(26)の４つの計算結果の平均値をとって、ｈ12とする。
【０１１０】
再生ヘッド２０１（２）の再生信号から、(22)式の行列の２行目が求まる。図８に示すように、再生ヘッド２０１（２）がトラック（２）とガード領域にまたがっている場合を考える。再生ヘッド２０１（１）の場合と同様に、ｋ（ｋ＝１，２，…，１６）番目に記録した信号の再生ヘッド２０１（２）における再生信号をｙkとする。
【０１１１】
(22)式のｈ21は、再生信号ｙkにトラック（１）の信号は含まれていないので、
【０１１２】
【数２７】
である。
【０１１３】
次に、(22)式のｈ22を求める。再生信号ｙkに、トラック（２）の直交信号"-1-1+1+1"を掛ける。
【０１１４】
【数２８】
であるから、４シンボルごとに平均をとり、それぞれに対応する識別信号で割って、
【０１１５】
【数２９】
となる。そして、(29)の4つの計算結果の平均値をとって、ｈ22とする。
【０１１６】
最後に、Ｎ個の再生信号からＭ個の記録信号に分離するための識別信号１３に、直交符号を用いたときの記録再生方法を説明する。
【０１１７】
まず、記録方法について、図１０をもとに説明を行う。ここではＭ＝４、Ｎ＝４の場合を例に説明を行う。
【０１１８】
図１０は、識別信号１３に直交符号を用いた場合にデータ・フレーム３に配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【０１１９】
同図に示すように、データ・フレーム３の先頭には、プリアンブルとして、トレーニング信号１１、同期信号１２、及び識別信号１３が順に記録される。このプリアンブルの後にデータ１４が記録される。トレーニング信号１１は、利得調整器及びビット同期検出器等のトレーニングに用いられる学習信号である。同期信号１２は、プリアンブル同期信号検出器２０６にて検出され、識別信号１３の開始位置を特定する。識別信号１３には、記録トラック個々に直交符号が用いられる。
【０１２０】
識別信号１３に用いる直交符号に、公知のアダマール行列を使った場合を例にとって説明する。
【０１２１】
記録においては、Ｍ＝４なので４次のアダマール行列を利用する。この行列は次のように表される。
【０１２２】
【数３０】
この行列の行を識別信号１３として利用する。すなわち、行列の１行目をトラック（１）、２行目をトラック（２）、３行目をトラック（３）、４行目をトラック（４）に振り分ける。これは、特にこの場合に限る訳ではない。また、説明を簡単にするために、(30)式の行列をそのまま用いるが、(30)式の行列の代わりに適当なシーケンスでもよい。したがって、これらの信号（例えば、"-1"は位相反転させる）を記録する。
【０１２３】
次に、再生方法について説明する。
【０１２４】
再生ヘッド２０１の幅は、記録トラックの幅以上に設定されている。図１０の例では、再生ヘッド２０１の幅は記録トラックの幅の１．５倍に設定されており、個々の再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）はそれぞれ、１本以上の記録トラックから信号を再生する。なお、再生ヘッド２０１の配置方法は図１０に限定されない。
【０１２５】
図１１は、各再生ヘッド２０１（１），２０１（２），２０１（３），２０１（４）からそれぞれ再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【０１２６】
再生信号をアダマール変換することで、もとの記録信号に分離することができる。したがって、（１）式の両辺に右から(30)式のアダマール行列を掛けると、
【０１２７】
【数３１】
である。これより、
【０１２８】
【数３２】
である。したがって、
【０１２９】
【数３３】
となり、行列Ｈが求まる。
【０１３０】
上述に述べた識別信号１３は、必ずデータ領域の前に必要となるが、その他に追従性を得るために、データ領域の中に識別信号を設けることもできる。これにより、磁気記録メディア２の変形などによる、再生ヘッド２０１と各記録トラックとの位置関係の変動に対する追従性が向上する。
（第２の実施形態）
【０１３１】
次に、本発明の第２の実施形態として、シングルヘッドを用いた磁気記録再生装置について図１２乃至図１５を用いて説明する。
【０１３２】
図１２は本実施形態にかかる磁気記録再生装置の記録部の構成を示す図、図１３はその磁気記録再生装置の再生部の構成を示す図である。
【０１３３】
記録部３００では、プリアンブル付加器１０３と遅延素子１０４との間に、１グループ分の記録データを記憶できる記憶部１１０が配置される。
【０１３４】
再生部４００には、プリアンブル同期信号検出器２０６と信号分離器２０７との間に記憶部２１５が配置される。１回の再生動作で、再生ヘッド２０１は１グループ分の記録トラックを再生する。全ての記録トラックを少なくとも１回は再生するまで、１回再生するごとに記憶部２１５に再生信号が記録される。
【０１３５】
次に、この実施形態の基本的な記録と再生の動作について説明する。
【０１３６】
まず、記録の動作から説明する。図１４は記録の基本的な動作に関するフローチャートである。
【０１３７】
この記録部３００では、まず、入力された記録データ１をＭ個のデータ列にデータ分配器１０１にて分配される（ステップＳ３０１）。分配されたＭ個のデータ列それぞれ記録符号器１０２にて、符号化される（ステップＳ３０２）。次に、符号化されたＭ個のデータ列それぞれに、トレーニング信号、同期信号、識別信号で構成されるプリアンブルを、プリアンブル付加器１０３にてデータ列の先頭に付加する（ステップＳ３０３）。このようにして生成されたＭ個のデータ列を記憶部１１０に記録する（ステップＳ３０４）。
【０１３８】
次に、記憶部１１０から、１記録トラック分のデータ列が読み出される（ステップＳ３０５）。データ列に対して、遅延素子１０４にて所定の遅延量を与える（ステップＳ３０６）。そして、データ列に記録補償器１０５にて記録補償を行い、記録アンプ１０６に送られる（ステップＳ３０７）。記録アンプ１０６では、送られてきたデータ列を電圧から電流に変換する（ステップＳ３０８）。記録ヘッド１０７では、送られてきたデータ列を磁気記録メディア２に記録する（ステップＳ３０９）。
【０１３９】
１つの記録トラック分のデータの記録が終了した後、１グループ分のデータの記録が終了したかどうかを判定し（ステップＳ３１０）、終了していなければ（ステップＳ３１０のＮo）、記憶部１１０から次のデータ列を読み出して同様に記録のための処理を繰り返す。以上の動作を、１グループ分のデータの記録が終了するまで繰り返す。
【０１４０】
次に、再生の基本的な動作を説明する。図１５は再生の基本的な動作に関するフローチャートである。
【０１４１】
この再生部４００では、まず、磁気記録メディア２上の記録トラックを再生ヘッドで再生する（ステップＳ４０１）。微小な再生信号は再生アンプ２０２にて増幅される（ステップＳ４０２）。増幅された再生信号は、可変利得アンプ２０３にて所定の値に利得が調整される（ステップＳ４０３）。利得が調整された再生信号は、ＬＰＦ２０４にて折り返し歪を防ぐために、不要な高域成分を除去する（ステップＳ４０４）。ＬＰＦ２０４出力後、Ａ/Ｄコンバータ２０５にて量子化される（ステップＳ４０５）。プリアンブル中の同期信号を、プリアンブル同期信号検出器２０６にて検出し、識別信号の開始位置を特定する（ステップＳ４０６）。また、再生信号は、利得調整器２１４に送られ、利得目標値との誤差が求められて、可変利得アンプ２０３の利得を決定する（ステップＳ４０９）。プリアンブル同期信号検出器２０６の出力は、記憶部２１５に記録される（ステップＳ４０７）。１記録トラックの再生ごとに、１グループ分の再生信号列が記録部２１５に記録したかどうか判定し（ステップＳ４０８）、終了していなければ（ステップＳ４０８のＮｏ）、次の記録トラックを再生する。以上の動作を１グループ分の再生信号が記憶部２１５に貯まるまで、繰り返す。
【０１４２】
１グループ分の再生信号が記憶部２１５に貯まったところで（ステップＳ４０８のＹｅｓ）、記憶部２１５に記憶された１グループ分の再生信号を読み出す（ステップＳ４１０）。信号分離器２０７は、その識別信号を用いてチャネルを求め、再生したＭ個の記録トラック数に対応した信号列に分離する（ステップＳ４１１）。
【０１４３】
この後、等化器２０８にて、Ｍ個の記録トラックごとに分離された再生信号に対して波形整形が行われる（ステップＳ４１２）。Ｍ個の再生信号列はそれぞれにビット同期検出が行われる（ステップＳ４１３）。Ｍ個のビット同期した再生信号列は、検出器２１０にて、信号が検出される（ステップＳ４１４）。同期信号検出器２１１では、Ｍ個の検出した信号列からそれぞれデータ領域の先頭にある同期信号を検出し、データ開始位置を特定する（ステップＳ４１５）。Ｍ個の検出した信号列は、復号器２１２にて復号される（ステップＳ４１６）。そして、Ｍ個の復号された信号列をデータ結合器２１３にて、もとのデータ配置に戻される（ステップＳ４１７）。
【０１４４】
（第３の実施形態）
【０１４５】
本発明は、ノンアジマス方式の磁気記録再生方式に適用されることに限らず、複数のアジマス方向をもつ、所謂ダブルアジマス方式の磁気記録再生方式にも同様に適用できる。
【０１４６】
図１６はダブルアジマス方式によって磁気記録メディア２に記録する方法を示す図である。
【０１４７】
本例でも図５と同様に、記録トラック数MがM=４のときを例にしている。磁気記録メディア２には４個のデータ・フレーム３が記録され、これらが再生の信号処理において１つのグループとして扱われる。ここで、隣接するグループとはアジマス角を変えて記録を行う。磁気記録メディア２には、アジマス記録することによって、隣接するグループの記録トラックの干渉を防ぐことができるので、このそれぞれのグループが図５のガード領域を挟む事無く、隣接するグループが配置される。これによって、更なる記録密度の高密度化が実現できる。
【０１４８】
（第４の実施形態）
【０１４９】
以上、リニア記録方式の磁気テープ記録再生方式について説明したが、本発明は、ヘリカル・スキャン方式にも同様に適用できる。
【０１５０】
図１７はヘリカル・スキャン方式により磁気記録メディア２に記録する方法を示す図である。本例でも図５と同様に、記録トラック数MがM=４のときを例にしている。磁気記録メディア２には４個のデータ・フレーム３が記録され、これらが再生の信号処理において１つのグループとして扱われる。隣接するグループの間にはガード５が配置される。
【０１５１】
図１８は、ダブルアジマス・ヘリカル・スキャン方式により磁気記録メディア２に記録する方法を示す図である。本例でも図５と同様に、記録トラック数MがM=４のときを例にしている。磁気記録メディア２には４個のデータ・フレーム３が記録され、これらが再生の信号処理において１つのグループとして扱われる。ここで、隣接するグループとはアジマス角を変えて記録を行う。磁気記録メディア２には、アジマス記録することによって、隣接するグループの記録トラックの干渉を防ぐことができるので、このグループが図１７のガード領域を挟む事無く、隣接するグループが配置される。これによって、更なる記録密度の高密度化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明の一実施形態であるマルチヘッドを用いた磁気記録再生装置における記録部の構成を示す図である。
【図２】図１の磁気記録再生装置の再生部の構成を示す図である。
【図３】図１の記録部の基本的な動作に関するフローチャートである。
【図４】図２の再生部の基本的な動作に関するフローチャートである。
【図５】磁気記録メディアに記録する方法を示す図である。
【図６】識別信号として時間軸上で直交する信号を用いた場合にデータ・フレームに配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【図７】図６の再生ヘッドから再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【図８】識別信号として周波数軸上で直交する信号を用いた場合にデータ・フレームに配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【図９】図８の再生ヘッドから再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【図１０】識別信号に直交符号を用いた場合にデータ・フレームに配置されるプリアンブルの構成を示す図である。
【図１１】図１０の再生ヘッドから再生される信号波形のタイミング・チャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態であるシングルヘッドを用いた磁気記録再生装置の記録部の構成を示す図である。
【図１３】図１２の磁気記録再生装置の再生部の構成を示す図である。
【図１４】図１２の記録部の基本的な動作に関するフローチャートである。
【図１５】図１３の再生部の基本的な動作に関するフローチャートである。
【図１６】ダブルアジマス方式によって磁気記録メディアに記録する方法を示す図である。
【図１７】ヘリカル・スキャン方式により磁気記録メディアに記録する方法を示す図である。
【図１８】ヘリカル・スキャン方式にダブルアジマスを用いたときの磁気記録メディアに記録する方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１ 記録データ
２ 磁気記録メディア
３ データ・フレーム
５ ガード
１１ トレーニング信号
１２ 同期信号
１３ 識別信号
１４ データ
１００ 記録部
１０１ データ分配器
１０２ 記録符号器
１０３ プリアンブル付加器
１０４ 遅延素子
１０５ 記録補償器
１０６ 記録アンプ
１０７ 記録ヘッド
１１０ 記憶部
２００ 再生部
２０１ 再生ヘッド
２０２ 再生アンプ
２０３ 可変利得アンプ
２０４ ＬＰＦ
２０５ Ａ／Ｄコンバータ
２０６ プリアンブル同期信号検出器
２０７ 信号分離器
２０８ 等化器
２０９ ＰＬＬ
２１０ 検出器
２１１ 同期信号検出器
２１２ 復号器
２１３ データ結合器
２１４ 利得制御器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録メディアに記録するための信号処理を行う記録部と、
前記磁気記録メディアの記録トラックから信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、前記複数の記録トラックから信号を再生するとともに、前記再生ヘッドの複数の記録トラックに対する位置情報を得て、この位置情報をもとに、前記記録トラックごとの再生信号を生成する再生部と、
前記記録部に設けられ、前記複数の記録トラックに対する前記再生ヘッドの位置情報を前記再生部に与えるために、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長をもち、かつ隣接する記録トラック間で干渉しない識別信号を記録信号に付加する識別信号付加器と
を具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２】
前記識別信号は、時間軸上で直交する信号であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記識別信号は、周波数軸上で直交する信号であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記識別信号は、直交符号であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記識別信号付加器は、前記識別信号を、隣接記録トラック間で前記磁気記録メディアの進行方向にて重なり合わないように記録することを特徴とする請求項２に記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記識別信号付加器は、前記識別信号を、データ領域の前と、前記データ領域の中に配置することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記識別信号の前の位置に、自動利得調整及び／又はビット同期検出のための学習信号を配置することを特徴とする請求項６に記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】
前記識別信号を、前記識別信号開始位置の検出に用いられる同期信号の後に配置することを特徴とする請求項６に記載の磁気記録再生装置。
【請求項９】
前記記録部は、前記磁気記録メディアに、複数の記録トラックを１つのグループとして、これを複数記録する場合、前記各グループの間に、記録が禁止されたガードと呼ばれる領域を配置することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項１０】
磁気記録メディアに記録ヘッドにより、複数の記録トラックを１つのグループとして記録するとき、前記複数の記録トラックに対する前記再生ヘッドの位置情報を再生時に与えるために、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長をもち、かつ隣接記録トラック間で干渉しない識別信号を記録信号に付加する手段と、
前記磁気記録メディアの前記複数の記録トラックから信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、前記複数の記録トラックから信号を再生するとともに、再生した前記識別信号をもとに前記再生ヘッドの前記複数の記録トラックに対する位置情報を得て、この位置情報をもとに、前記記録トラックごとの再生信号を生成する手段と
を具備することを特徴とする磁気記録再生方法。
【請求項１１】
前記識別信号は、時間軸上で直交する信号であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１２】
前記識別信号は、周波数軸上で直交する信号であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１３】
前記識別信号は、直交符号であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１４】
前記識別信号を、隣接記録トラック間で前記磁気記録メディアの進行方向にて重なり合わないように記録することを特徴とする請求項１１に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１５】
前記識別信号を、データ領域の前と、前記データ領域の中に配置することを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１６】
前記識別信号の前の位置に、自動利得調整及び／又はビット同期検出のための学習信号を配置することを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１７】
前記識別信号を、前記識別信号開始位置の検出に用いられる同期信号の後に配置することを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１８】
前記磁気記録メディアに、複数の記録トラックを１つのグループとして、これを複数記録する場合、前記各グループの間に、記録が禁止されたガードと呼ばれる領域を配置することを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１】
磁気記録メディアに記録するための信号処理を行う記録部と、
前記磁気記録メディアの記録トラックから信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、前記複数の記録トラックから信号を再生するとともに、前記再生ヘッドの複数の記録トラックに対する位置情報を得て、この位置情報をもとに、前記記録トラックごとの再生信号を生成する再生部と、
前記記録部に設けられ、前記複数の記録トラックに対する前記再生ヘッドの位置情報を前記再生部に与えるために、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長をもち、かつ隣接する記録トラック間で干渉しない識別信号を記録信号に付加する識別信号付加器と
を具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２】
前記識別信号は、時間軸上で直交する信号であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記識別信号は、周波数軸上で直交する信号であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記識別信号は、直交符号であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記識別信号付加器は、前記識別信号を、隣接記録トラック間で前記磁気記録メディアの進行方向にて重なり合わないように記録することを特徴とする請求項２に記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記識別信号付加器は、前記識別信号を、データ領域の前と、前記データ領域の中に配置することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記識別信号の前の位置に、自動利得調整及び／又はビット同期検出のための学習信号を配置することを特徴とする請求項６に記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】
前記識別信号を、前記識別信号開始位置の検出に用いられる同期信号の後に配置することを特徴とする請求項６に記載の磁気記録再生装置。
【請求項９】
前記記録部は、前記磁気記録メディアに、複数の記録トラックを１つのグループとして、これを複数記録する場合、前記各グループの間に、記録が禁止されたガードと呼ばれる領域を配置することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項１０】
磁気記録メディアに記録ヘッドにより、複数の記録トラックを１つのグループとして記録するとき、前記複数の記録トラックに対する前記再生ヘッドの位置情報を再生時に与えるために、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長をもち、かつ隣接記録トラック間で干渉しない識別信号を記録信号に付加する手段と、
前記磁気記録メディアの前記複数の記録トラックから信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、前記複数の記録トラックから信号を再生するとともに、再生した前記識別信号をもとに前記再生ヘッドの前記複数の記録トラックに対する位置情報を得て、この位置情報をもとに、前記記録トラックごとの再生信号を生成する手段と
を具備することを特徴とする磁気記録再生方法。
【請求項１１】
前記識別信号は、時間軸上で直交する信号であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１２】
前記識別信号は、周波数軸上で直交する信号であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１３】
前記識別信号は、直交符号であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１４】
前記識別信号を、隣接記録トラック間で前記磁気記録メディアの進行方向にて重なり合わないように記録することを特徴とする請求項１１に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１５】
前記識別信号を、データ領域の前と、前記データ領域の中に配置することを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１６】
前記識別信号の前の位置に、自動利得調整及び／又はビット同期検出のための学習信号を配置することを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１７】
前記識別信号を、前記識別信号開始位置の検出に用いられる同期信号の後に配置することを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１８】
前記磁気記録メディアに、複数の記録トラックを１つのグループとして、これを複数記録する場合、前記各グループの間に、記録が禁止されたガードと呼ばれる領域を配置することを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−２８０４５９（Ｐ２００７−２８０４５９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０３０６５（Ｐ２００６−１０３０６５）
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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