(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上の記録ビットの並びに対し、該並び方向に複数のプローブを相対走査して、該記録ビットを検出するトラッキング方法において、
該記録ビットの並びに対し、該プローブの走査を行った後、同じ記録ビットの並びに対して、並び方向と直交する方向に該プローブの位置をずらして、再び走査を行うことを少なくとも１回以上繰り返す複数回の走査を行い、該複数回走査の間にそれぞれ該記録ビットの検出を行う過程と、
該複数回走査においてそれぞれ検出した複数の記録ビット検出信号波形から、信号強度の前記直交方向についての重心位置を算出する過程と、
該複数回の走査の走査開始時刻における前記重心位置のずれの値から該記録ビット並びに対する該プローブ走査の該直交方向の相対位置ずれを検出する過程と、
該重心位置の時間変化の傾きから該記録ビット並び方向と該プローブの走査方向との相対角度ずれを検出する過程と、
該検出結果をもとに、該記録ビット列の次のビット列の該相対位置ずれおよび該相対角度ずれを補正する過程と、
を有することを特徴とするトラッキング方法。
【請求項２】
前記記録ビットの並びが、１次元直線状に並んだ記録ビットからなるトラックを複数個前記直交方向に平行に並べたものであり、
前記プローブ相対走査が、該１次元直線状記録ビットの並びに対する走査と該複数のトラックの間のトラック移動からなることを特徴とする請求項１に記載のトラッキング方法。
【請求項３】
記録媒体上の円周状の記録ビットの並びに対し、該円周方向に複数のプローブを円走査して、該記録ビットを検出するトラッキング方法において、
該記録ビットの並びに対し、該プローブの円走査を行った後、同じ記録ビットの並びに対して、動径方向に該プローブの位置をずらして、再び円走査を行うことを少なくとも１回以上繰り返す複数回の円走査を行い、該複数回の円走査の間にそれぞれ該記録ビットの検出を行う過程と、
該複数回の円走査においてそれぞれ検出した複数の記録ビット検出信号波形から、信号強度の動径方向についての重心位置を算出する過程と、
該複数回の円走査のうち、最外周の円走査で信号強度が極大となる時刻と最内周の円走査で信号強度が極大となる時刻とから、円走査の中心と記録ビット列並びの中心とのずれ方向を算出する過程と、
該複数回の円走査のうち、最外周の円走査で信号強度が極大となる時刻における前記重心位置と最内周の円走査で信号強度が極大となる時刻における前記重心位置とから、円走査の中心と記録ビット列並びの中心とのずれ量および円走査の直径と記録ビット列並びの直径とのずれ量を算出する過程と、
を有することを特徴とするトラッキング方法。
【請求項４】
前記記録ビットの並びが、円周状に並んだ記録ビットからなるトラックを複数個同心円状に並べたものであり、
前記プローブ相対走査が、該円周状記録ビットの並びに対する円走査と該複数のトラックの間のトラック移動からなることを特徴とする請求項３に記載のトラッキング方法。
【請求項５】
記録媒体上の記録ビットの並びに対し、該並び方向に複数のプローブを相対走査して、該記録ビットを検出する記録再生装置において、
該記録ビットの並びに対し、該プローブの走査を行った後、同じ記録ビットの並びに対して、並び方向と直交する方向に該プローブの位置をずらして、再び走査を行うことを少なくとも１回以上繰り返して、複数回の走査を行い、該複数回走査の間にそれぞれ該記録ビットの検出を行う手段と、
該複数回走査においてそれぞれ検出した複数の記録ビット検出信号波形から、信号強度の前記直交方向についての重心位置を算出する過程と、
該複数回の走査の走査開始時刻における前記重心位置のずれの値から該記録ビット並びに対する該プローブ走査の該直交方向の相対位置ずれを検出する手段と、
該重心位置の時間変化の傾きから該記録ビット並び方向と該プローブの走査方向との相対角度ずれを検出する手段と、
該検出結果をもとに、該記録ビット列の次のビット列の該相対位置ずれおよび該相対角度ずれを補正する手段と、
を有することを特徴とする記録再生装置。
【請求項６】
記録媒体上の円周状の記録ビットの並びに対し、該円周方向に複数のプローブを円走査して、該記録ビットを検出する記録再生装置において、
該記録ビットの並びに対し、該プローブの円走査を行った後、同じ記録ビットの並びに対して、動径方向に該プローブの位置をずらして、再び円走査を行うことを少なくとも１回以上繰り返す複数回の円走査を行い、該複数回の円走査の間にそれぞれ該記録ビットの検出を行う手段と、
該複数回の円走査においてそれぞれ検出した複数の記録ビット検出信号波形から、信号強度の動径方向についての重心位置を算出する手段と、
該複数回の円走査のうち、最外周の円走査で信号強度が極大となる時刻と最内周の円走査で信号強度が極大となる時刻とから、円走査の中心と記録ビット列並びの中心とのずれ方向を算出する手段と、
該複数回の円走査のうち、最外周の円走査で信号強度が極大となる時刻における前記重心位置と最内周の円走査で信号強度が極大となる時刻における前記重心位置とから、円走査の中心と記録ビット列並びの中心とのずれ量および円走査の直径と記録ビット列並びの直径とのずれ量を算出する手段と、
を有することを特徴とする記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブで情報記録ビット列を走査して情報再生する際のビットに対するプローブのトラッキング方法および記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ナノメートル以下の分解能で導電性物質表面を観察可能な走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭと略す）が開発され（米国特許第４３４３９９３号明細書）、金属・半導体表面の原子配列、有機分子の配向等の観察が原子・分子スケールでなされている。また、ＳＴＭ技術を発展させ、絶縁物質等の表面をＳＴＭと同様の分解能で観察可能な原子間力顕微鏡（以下ＡＦＭと略す）も開発された（米国特許第４７２４３１８号明細書）。
このＳＴＭの原理を応用し、試料の代わりに記録媒体を用い、ＳＴＭ構成でトンネル電流を一定にするように記録媒体−探針間隔をフィードバック制御しながら、記録媒体に探針をアクセスし、間に電圧を印加し、原子・分子スケールのビットサイズの記録再生を行うことにより、高密度記録を実現する装置の提案がなされている（米国特許第４５７５８２２号明細書、特開昭６３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報）。
さらに、ＳＴＭとＡＦＭとを組み合わせた構成で、導電性を有する弾性体プローブを用い、プローブ先端の探針を記録媒体に対し接触させた状態で走査を行い、記録再生を行う装置の提案もなされている（特開平０１−２４５４４５号公報、特開平０３−１９４１２４号公報）。
また、上記の記録再生装置において、プローブを複数個設け、記録再生の速度を向上させた装置に関する提案もなされている（特開平０１−０３５７４３号公報、特開平０１−０３５７４４号公報）。
【０００３】
さて、このような記録再生装置においては、記録ビットが非常に小さいため、Ｓ／Ｎ良く再生するためには、プローブを記録ビット列に対してフィードバック制御しながら沿わせるトラッキング制御が一般的に必要である。
例えば、特開平０４−１２３３３８号公報には、記録ビット列に沿ってプローブを走査しながら検出ビットの振幅が大きくなるように記録ビット列並びに垂直方向のプローブ位置を制御するトラッキング方法が開示されている。
また、特開平０４−２１２７３７号公報には、記録ビット列並びに対し垂直方向にプローブを微小な振幅で振動させながらビットを検出し、記録ビット検出信号の変調成分から記録ビット列に対するプローブの垂直方向の位置ずれを検出し、位置ずれをなくすように制御するトラッキング方法が開示されている。
また、記録ビット列に対する直接のトラッキング制御を行わずに記録ビットを再生する方法として、特開平０２−０５０３３３号公報には、再生時に記録密度よりも高い密度でプローブを走査して情報を読み込み、パターン認識の技術を用いて記録された情報の再生を行う方法が開示されている。
さらに、特開平０４−３６４２４４号公報には、パターン認識という処理を行うことなく、複数本の走査情報列の論理和信号を再生信号として用いて情報の再生を行う方法が開示されている。
さらに、特開平０４−３５５２３１号公報には、記録ビット検出を行うための本走査を行う前に、記録ビット列に対する２回の予備走査を行い、検出された２信号を積分し、差動出力を得て、この値から予備走査と記録ビット列との位置ずれ量を検出し、これを補正して本走査を行い情報再生を行う方法が開示されている。
この他、トラッキング方法ではないが関連する先行技術として、特開平０３−１７３９５７号公報には円周状に記録された記録ビット列に対し、プローブをアクセスする方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】
しかしながら、上記の種々のトラッキング方法は、いずれも基本的には記録ビット列に対して１本のプローブがトラッキング制御を行うことを想定したものであって、必ずしも複数のプローブに対応したものではなかった。
理想的には上記のトラッキング方法を用いて複数のプローブを有する装置においてトラッキング制御を行うことは可能であるものの、種々の誤差要因（熱膨張、プロセス誤差、機械歪み、セッティング誤差）がある限界以上に大きいときは、複数のプローブと対応する記録ビット列の間の個別の位置ずれ量が大きくなり、複数のプローブが同時に対応する記録ビット列にアクセスして情報検出を行うことが難しくなることがあった。
これを解決するために、記録ビットを１次元で検出するのではなく、２次元情報としてとらえ、画像処理の技術を用いて検出する方法を用いてもよいが、これは、２次元情報を検出するステップおよび画像処理を行うステップに時間を要し、情報再生の高速化にはあまり向いていない。
このため、１次元と２次元の間の手法である、複数回走査による記録ビット検出および位置ずれ検出・補正方法が提案され、これは複数のプローブと対応する記録ビット列の間の個別の位置ずれに対し許容量が大きく、情報再生速度もある程度速くとれるという利点を有している。
しかしながら、この方法では、装置セッティング後の機械歪みの緩和や温度ドリフト、走査やトラック移動等の位置制御に用いるピエゾ素子等アクチュエータのクリープ（緩和、ドリフト）による複数プローブ全体と記録媒体と間の位置ずれに対して、その量が大きい場合にプローブ走査の方向が記録ビット列並びの方向からずれてしまい、記録ビット検出にエラーを生じる可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような課題を解決するため、記録ビット検出のエラーを著しく低減することが可能な信頼性の高い、トラッキング方法および記録再生装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、トラッキング方法および情報記録再生装置がつぎのように構成されている。
すなわち、本発明のトラッキング方法は、記録媒体上の記録ビットの並びに対し、該並び方向に複数のプローブを相対走査して、該記録ビットを検出するトラッキング方法において、
該記録ビットの並びに対し、該プローブの走査を行った後、同じ記録ビットの並びに対して、並び方向と直交する方向に該プローブの位置をずらして、再び走査を行うことを少なくとも１回以上繰り返す複数回の走査を行い、該複数回走査の間にそれぞれ該記録ビットの検出を行う過程と、該複数回走査においてそれぞれ検出した複数の記録ビット検出信号波形から、信号強度の前記直交方向についての重心位置を算出する過程と、該複数回の走査の走査開始時刻における前記重心位置のずれの値から該記録ビット並びに対する該プローブ走査の該直交方向の相対位置ずれを検出する過程と、該重心位置の時間変化の傾きから該記録ビット並び方向と該プローブの走査方向との相対角度ずれを検出する過程と、該検出結果をもとに、該記録ビット列の次のビット列の該相対位置ずれおよび該相対角度ずれを補正する過程と、を有することを特徴としている。
また、本発明のトラッキング方法は、前記記録ビットの並びが、１次元直線状に並んだ記録ビットからなるトラックを複数個前記直交方向に平行に並べたものであり、前記プローブ相対走査が、該１次元直線状記録ビットの並びに対する走査と該複数のトラックの間のトラック移動からなるセスター走査の構成を採ることができる。
また、本発明のトラッキング方法は、記録媒体上の円周状の記録ビットの並びに対し、該円周方向に複数のプローブを円走査して、該記録ビットを検出するトラッキング方法において、該記録ビットの並びに対し、該プローブの円走査を行った後、同じ記録ビットの並びに対して、動径方向に該プローブの位置をずらして、再び円走査を行うことを少なくとも１回以上繰り返す複数回の円走査を行い、該複数回の円走査の間にそれぞれ該記録ビットの検出を行う過程と、該複数回の円走査においてそれぞれ検出した複数の記録ビット検出信号波形から、信号強度の動径方向についての重心位置を算出する過程と、該複数回の円走査のうち、最外周の円走査で信号強度が極大となる時刻と最内周の円走査で信号強度が極大となる時刻とから、円走査の中心と記録ビット列並びの中心とのずれ方向を算出する過程と、該複数回の円走査のうち、最外周の円走査で信号強度が極大となる時刻における前記重心位置と最内周の円走査で信号強度が極大となる時刻における前記重心位置とから、円走査の中心と記録ビット列並びの中心とのずれ量および円走査の直径と記録ビット列並びの直径とのずれ量を算出する過程と、を有することを特徴としている。
そしてこの円走査によるトラッキング方法において、前記記録ビットの並びが、円周状に並んだ記録ビットからなるトラックを複数個同心円状に並べたものであり、前記プローブ相対走査が、該円周状記録ビットの並びに対する円走査と該複数のトラックの間のトラック移動からなる円走査の構成を採ることができる。
【０００７】
また、本発明の記録再生装置は、記録媒体上の記録ビットの並びに対し、該並び方向に複数のプローブを相対走査して、該記録ビットを検出する記録再生装置において、該記録ビットの並びに対し、該プローブの走査を行った後、同じ記録ビットの並びに対して、並び方向と直交する方向に該プローブの位置をずらして、再び走査を行うことを少なくとも１回以上繰り返して、複数回の走査を行い、該複数回走査の間にそれぞれ該記録ビットの検出を行う手段と、該複数回走査においてそれぞれ検出した複数の記録ビット検出信号波形から、信号強度の前記直交方向についての重心位置を算出する過程と、該複数回の走査の走査開始時刻における前記重心位置のずれの値から該記録ビット並びに対する該プローブ走査の該直交方向の相対位置ずれを検出する手段と、該重心位置の時間変化の傾きから該記録ビット並び方向と該プローブの走査方向との相対角度ずれを検出する手段と、該検出結果をもとに、該記録ビット列の次のビット列の該相対位置ずれおよび該相対角度ずれを補正する手段と、を有することを特徴としている。
また、本発明の記録再生装置は、記録媒体上の円周状の記録ビットの並びに対し、該円周方向に複数のプローブを円走査して、該記録ビットを検出する記録再生装置において、該記録ビットの並びに対し、該プローブの円走査を行った後、同じ記録ビットの並びに対して、動径方向に該プローブの位置をずらして、再び円走査を行うことを少なくとも１回以上繰り返す複数回の円走査を行い、該複数回の円走査の間にそれぞれ該記録ビットの検出を行う手段と、該複数回の円走査においてそれぞれ検出した複数の記録ビット検出信号波形から、信号強度の動径方向についての重心位置を算出する手段と、該複数回の円走査のうち、最外周の円走査で信号強度が極大となる時刻と最内周の円走査で信号強度が極大となる時刻とから、円走査の中心と記録ビット列並びの中心とのずれ方向を算出する手段と、該複数回の円走査のうち、最外周の円走査で信号強度が極大となる時刻における前記重心位置と最内周の円走査で信号強度が極大となる時刻における前記重心位置とから、円走査の中心と記録ビット列並びの中心とのずれ量および円走査の直径と記録ビット列並びの直径とのずれ量を算出する手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記した構成により、該記録ビットの並びに対し、該並び方向と直交する方向に該プローブの位置をずらして複数回の走査を行い、該複数回走査の間に該記録ビットの検出を行うと共に、該記録ビット検出信号波形の該並び方向の位置に対する変化から、該記録ビット並びに対する該プローブ走査の該直交方向の相対位置ずれを検出し、該記録ビット検出信号波形の該並び方向の位置に対する変化から、該記録ビット並び方向と該プローブの走査方向との相対角度ずれを検出し、該検出結果をもとに、該記録ビット列に対する該プローブ相対走査の該相対位置ずれおよび該相対角度ずれを補正することができるものである。
本発明においては、このように記録ビット列に対し、ビット列並びに垂直な方向に位置をわずかづつずらして、プローブを複数回走査し、各走査のビット検出信号波形のビット列並び方向における違いを比較することにより、装置セッティング後の機械歪みの緩和および温度ドリフト、走査やトラック移動等の位置制御に用いるピエゾ素子等アクチュエータのクリープ（緩和、ドリフト）等による複数プローブ全体と記録媒体と間の位置ずれが生じる場合においても、プローブ走査の方向を記録ビット列並びの方向に一致させ、かつ、記録ビット列中心と複数走査中心とを一致させることができるため、ビット検出信号強度を大きくすることができ、ビット検出エラーを起こす確率を低減させることが可能となる。
さらに、本発明のビット検出方式によれば、複数のプローブが、記録媒体上のビット列にアクセスする場合に、各プローブがビット列に対して位置ずれを生じていても、ビット検出エラーを生じることなく、ビット検出および位置ずれ補正が可能となる。
【０００９】
つぎに、図２を用いて、本発明を適用する記録再生装置の概要を説明する。
導電性を有する基板２０１上の記録層２０２からなる記録媒体２０３に対し、先端に設けられている探針２０４が接触するように、複数のプローブ２０５が配置されている。各プローブ２０５において、探針２０４は、撓むように弾性変形を生じる弾性体２０６により支持されている。
ここで、弾性体２０６の弾性変形の弾性定数が約０．１［Ｎ／ｍ］、弾性変形量が約１［μｍ］であるとすると、記録媒体に対する探針の接触力は約１０−７［Ｎ］程度となる。
【００１０】
制御コンピュータ２１４により制御された位置制御回路２１３からの位置制御信号を受け、ｘｙｚ駆動機構２０７により、記録媒体２０３に取り付けられたｘｙｚステージ２０８が駆動され、プローブ２０５と記録媒体２０３とは相対的に３次元方向に移動する。記録媒体２０３に対し、プローブ２０４のｘｙ方向及びｚ方向位置を調節し、探針２０４先端が記録媒体２０３上の所望の位置で、かつ所望の接触力で接触させた状態になるようプローブ２０５が位置合わせされる。上記の記録再生装置において記録媒体２０３に対しプローブ２０５を走査する際、プローブ２０５上の探針２０４先端は記録媒体２０３に対し、常に接触した状態を保つ。
【００１１】
このような接触走査方式は、探針２０４先端を記録媒体２０３に対し接触させたまま走査する場合に、記録媒体２０３表面に凹凸があつても、弾性体２０６の弾性変形によりこれを吸収するため、探針２０４先端と記録媒体２０３表面の接触力はほぼ一定に保たれ、探針２０４先端や記録媒体２０３表面が破壊することを避けられる。この方式は個々のプローブをｚ方向に位置合わせするピエゾ素子等の手段が不必要であるため、構成が複雑にならず、特に複数のプローブを有する装置に適している。
また、記録媒体２０３に対する個々のプローブ２０５のｚ方向位置のフィードバック制御が不必要であるため、記録媒体２０３に対するプローブ２０５の高速走査が可能となる。
制御コンピュータ２１４により制御された記録制御回路２１１から発生された記録信号が、記録系に切り替えられた切り替えスイッチ２０９を通し、各探針２０４から記録媒体２０３に印加される。このようにして、記録層２０２の探針２０４先端が接触する部分に局所的に記録が行われる。
【００１２】
上述の装置における記録層２０１としては、電圧印加により流れる電流値が変化するような材料を用いる。具体例としては、第１に、特開昭６３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報に開示されているようなポリイミドやＳＯＡＺ（ビス−ｎ−オクチルスクアリリウムアズレン）等電気メモリー効果を有するＬＢ膜（＝Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔｅ法により作製された有機単分子膜の累積膜）が挙げられる。この材料は、探針−ＬＢ膜−基板間にしきい値以上の電圧（５〜１０［Ｖ］程度）を印加すると間のＬＢ膜の導電性が変化（ＯＦＦ状態→ＯＮ状態）し、再生用のバイアス電圧（０．０１〜２［Ｖ］程度）を印加した際に流れる電流が増大するものである。
【００１３】
第２の具体例として、ＧｅＴｅ、ＧａＳｂ、ＳｎＴｅ等の非晶質薄膜材料が挙げられる。この材料は、探針−非晶質薄膜材料−基板間に電圧を印加し、流れる電流により発生する熱により、非晶質→晶質への相転移を起こさせるものである。これにより材料の導電性が変化し、再生用のバイアス電圧を印加した際に流れる電流が増大するものである。
【００１４】
第３の具体例として、ＺｎやＷ、Ｓｉ、ＧａＡｓ等の酸化性金属・半導体材料が挙げられる。この材料は、探針−酸化性金属・半導体材料間に電圧を印加すると、流れる電流により、材料表面に吸着している水や大気中の酸素と反応し、表面に酸化膜が形成される。このため材料表面の接触抵抗が変化し、バイアス電圧を印加した際に流れる電流が減少する。
【００１５】
さて、上述のように記録が行われたビットの再生は次のように行う。スイッチ２０９により、各プローブ２０５からの信号配線を再生系に切り替えた後、バイアス電圧印加手段２１０により、探針２０４と基板２０１との間にバイアス電圧を印加し、間に流れる電流を再生制御回路２１２において検出する。記録媒体２０３上の記録ビットの部分は記録がなされていない部分に比べ、電流が多く（または、少なく）流れるため、再生制御回路２１２において、この電流の違いを検出し、再生信号とし、制御コンピュータ２１４に出力する。
ここで、再生制御回路２１２からの信号をもとに位置ずれ検出回路２１５にて記録ビット（記録媒体２０３上）に対するプローブ２０５の位置ずれ量を検出し、これを補正するように位置制御回路２１３、ｘｙｚ駆動機構２０７、ｘｙｚ駆動ステージ２０８の駆動制御を行う。位置ずれ検出の詳細はつぎの実施例において述べる。
【００１６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。
［実施例１］
さて、以上に述べたような装置に対し、ｘ方向にビット列走査、ｙ方向にトラック移動を組み合わせたラスター走査方式において本発明のトラッキング方法を適用した実施例１について、以下に説明する。
図３に示すように、あるトラック１上のｘ方向に並んだビット列３０１に対し、ｙ方向にわずかづつずらした複数回（３回以上）の走査を行って記録ビット（図中実線で示すＯＮビット３０５）の検出を行う（図中点線で示したのはビットが記録されていないＯＦＦビット３０６）。
本実施例では、図中に示した第１走査３０２（ａ→ｂ）、第２走査３０３（ｃ→ｄ）、第３走査３０４（ｅ→ｆ）の３回の走査を行う例を示す。
各走査位置はｙ方向に記録ビッ卜直径の数分の１程度づつずらされている。
一つのビット列に対し、ｘ方向に３回の走査を行なったのち、ｙ方向にトラック移動し、トラック２のビット列３０７の走査を行う。これを繰り返して、すべてのビット列の走査を行う。
【００１７】
図４を用いて、複数回走査によるビット検出を行う再生制御回路を説明する。図４に示すブロック図は図２中の再生制御回路２１２の詳細にあたる。
図４において、入力された電流検出信号（ビット検出信号）を電流／電圧変換回路４０１において電圧信号に変換後、二値化回路４０２において所定の電流設定値に対応する電圧値を基準にして二値化する。ここで、電流／電圧変換回路４０１の他の出力は後述の位置ずれ検出回路へ送られる。次に論理積回路４０３において、この二値化信号とトリガー回路４０４から出力されるビット検出が行われるべきタイミングに同期するビット検出同期信号との論理積を取る。
以上の処理により、二値化信号に重畳する非同期ノイズが除去される。この論理積信号を波形整形回路４０５に入力し、トリガー回路４０４から出力される波形整形用の同期信号を用い、波形整形を行う。
波形整形後の信号を分割回路４０６に入力し、第１・第２・第３走査のタイミングに同期してトリガー回路４０４から出力される同期信号をもとに、３分割する。第１の分割信号はシフトレジスタ等で構成される時間シフト回路１（４０７）に入力され、第１走査と第３走査の時間差だけ遅れる方向に信号波形をシフト後、ビット判定回路４１０に入力される。
第２の分割信号は時間シフト回路２（４０９）に入力され、第２走査と第３走査の時間差だけ遅れる方向に信号波形をシフト後、ビット判定回路４１０に入力される。第３の分割信号は、そのままビット判定回路４１０に入力される。ビット判定回路４１０では、第１・第２・第３走査が同時タイミングになるように揃えられた３入力信号から真のビットを判定・検出し、再生信号として出力する。
ビット判定回路の一例として、ビット判定回路を３つのＯＲ回路と１つのＡＮＤ回路を用いて構成し、前述の３入力信号に対し、ＯＲ回路において、それぞれ２信号どうし３通りの論理和をとり、この３つの論理和出力信号をＡＮＤ回路に入力し、３つの論理積をとり、これをビット判定回路の出力としてもよい。以上の処理により、１つのビット列走査を３回行い、２回以上ビットが検出された場合を真のビットと判定する。
【００１８】
図５を用いて、実施例１における複数回走査によるトラッキングを行うための位置ずれ検出回路を説明する。
図５に示すブロック図は図２中の位置ずれ検出回路２１５の詳細にあたる。
図５において、再生制御回路から入力される電流／電圧変換信号からローパスフィルタ５０１によって高周波成分であるビット検出信号のエンベロープ（包絡線）信号を得る。次に、制御コンピュータにより制御されたトリガー回路５０３から出力される走査に同期した信号を用い、各走査（本実施例では第１、第２、第３走査）を等しい数（本実施例では４分割の例を示す）の時間ブロックに分割し、それぞれの時間ブロックに対応するように、エンベロープ信号を分割回路５０２において時分割する。
分割回路５０２から出力される分割エンベロープ信号を平均化回路５０４に入力し、各時間ブロックにおける分割エンベロープ信号の時間平均信号を得る。この時間平均信号を重心算出回路５０５に入力し、各時間ブロックにおけるｙ方向にずれた複数走査位置に対する時間平均信号強度のｙ方向重心位置を算出する。
【００１９】
重心算出回路５０５から出力される各時間ブロックにおけるｙ方向重心位置の値を最小自乗直線算出回路５０６に入力する。
最小自乗直線算出回路５０６では、各時間ブロックにおけるｙ方向重心位置を通る最小自乗直線を算出する。この直線の傾きの値を走査方向角度ずれ算出回路５０７に入力し、ビット列並び方向に対するプローブ走査方向の角度ずれ量を算出する。
さらに最小自乗直線のｙ切片の値をトラック移動並進ずれ算出回路５０８に入力し、ビット列に対するプローブのトラック移動に伴うｙ方向並進ずれ量を算出する。
上記のようにして求めたビット列に対するプローブの位置ずれ量（角度ずれ量、並進ずれ量）の値を位置制御回路に送りビット列に対するプローブ走査の位置ずれ補正、すなわちトラッキング制御を行う。
【００２０】
次に、図１により位置ずれ量検出回路における具体的信号波形処理について説明する。
（１ａ）にビット列並び方向に対して角度ずれ、および、ｙ方向に並進ずれを有するプローブの複数走査の例を示す。
このような場合にｙ方向に△ｙづつずらした第１、第２、第３の各走査において得られるビット検出信号（電流検出信号）１〜３はそれぞれ（１ｂ）、（１ｃ）、（１ｄ）のようになる。
ここで、説明を簡単にするために、各走査の波形の時間軸（０〜Ｔ）を一致させてあるが、実際は各走査は同時ではないのでその時間差分だけずれている。また、（１ａ）はｘ方向に比べ、ｙ方向に拡大してあるため、ビット形状が楕円になっている。
（１ｂ）〜（１ｄ）のビット検出信号のエンベロープ（包絡線）であるエンベロープ信号１〜３を細線で示す。次に、エンベロープ信号１〜３を時間ｔ＝０〜Ｔ／４、Ｔ／４〜Ｔ／２、Ｔ／２〜３Ｔ／４、３Ｔ／４〜Ｔの４つの時間ブロックＡ〜Ｄに分割する。
【００２１】
本実施例では、エンベロープ信号１はブロックＢ→Ｃ→Ｄの順に信号強度が増大している。エンベロープ信号２はブロックＡ〜Ｂの間で信号強度が大きく、ブロックＢ→Ｃ→Ｄの順に信号強度が減少している。
エンベロープ信号３はブロックＡで小さい信号強度が得られ、ブロックＢ〜Ｄでは信号強度が０となっている。
これらから各走査の開始位置（ブロックＡに対応）では、ビット列のｙ方向中心位置は、第２走査と第３走査のｙ方向プローブ位置の間にあって、かつ第２走査に近い位置にあることがわかる。
ブロックＢに対応する走査位置では、ビット列中心は第１走査と第２走査の間で、かつ第２走査に近い位置に移っている。
さらに、ブロックＣ→Ｄではビット列中心は第１走査に近い位置に移っている。このように、各ブロックにおけるエンベロープ信号１〜３の信号強度を比較することにより、ビット列に対するプローブ走査の位置ずれ状態を検出することができる。
【００２２】
以下に、各時間ブロックに対応する分割エンベロープ信号から具体的な位置ずれ量を算出する方法について説明する。
図６は各時間ブロックＡ〜Ｄにおける分割エンベロープ１〜３の平均をとった時間平均信号を示す。次に、各時間ブロックにおけるこの時間平均値の第１、第２、第３走査のｙ方向位置に対する重心を算出する。
ここで、第１、第２、第３走査のｙ方向位置をそれぞれ、ｙ＝＋△ｙ、０、−△ｙとし、各時間ブロックにおける第１走査に対応する時間平均信号強度をＳ１Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃ、Ｓ１Ｄ、第２走査に対応する時間平均信号強度をＳ２Ａ、Ｓ２Ｂ、Ｓ２Ｃ、Ｓ２Ｄ、第３走査に対応する時間平均信号強度をＳ３Ａ、Ｓ３Ｂ、Ｓ３Ｃ、Ｓ３Ｄとすると、時間ブロックＡにおける重心は、
0003581473.tif 000002
となる。
【００２３】
次に、時間軸（ｔ）上の位置に対する各重心位置ＹＧＡ〜ＹＧＤに対して最小自乗法により近似直線を算出する。算出した最小自乗直線の傾きをｍ、ｙ切片をｙ０とすると、直線の式は、
ｙ＝ｍｔ＋ｙ０
となる。
ここで、時間０〜Ｔの間のｘ方向走査距離を△Ｘとすると、プローブの走査方向に対するビット列並び方向の角度ずれ量△θは、
△θ＝ｍＴ／△Ｘ
となる。
また、ビット列に対するプローブの第２走査のｙ方向並進ずれ量△Ｙｄｅｖは、△Ｙｄｅｖ＝ｙ０
となる。
以上のようにあるビット列に対して複数回のプローブ走査を行い、ビット検出信号から、プローブの走査方向に対するビット列並び方向の角度ずれ量△θ、ビット列に対するプローブの第２走査のｙ方向並進ずれ量△Ｙｄｅｖの値が求められる。
【００２４】
図７に位置ずれ補正の様子を示す。
トラック１のビット列の複数走査時に、上記のようにして求めた角度ずれ量△θ、並進ずれ量△Ｙｄｅｖを補正するように、トラック移動後のトラック２のビット列の複数走査を行う。
以後同様にトラックｎのビット列の複数走査時に求めたずれ量を補正するようにトラックｎ＋１のビット列走査を行うようにする。
補正のかけ方として、過去に走査を行なった数回のトラックにおいて検出した位置ずれ量を平均化して次のトラックにおける補正量を算出してもよいし、この平均化において、時間的に新しい順に重みづけを行って補正量を算出してもよい。このような処理をすることにより、あるトラックでたまたま起こったような位置ずれ検出誤差要因の影響を低減することができ、高い信頼性を有するトラッキングが実現される。また、過去に走査を行なった数回のトラックにおいて検出した位置ずれ量の時間変化を考慮して、次のトラックの補正量を算出してもよい。
このような処理をすることにより、位置ずれの時間変化にも高精度に追従するようなトラッキングが実現される。
【００２５】
本実施例では、時間ブロックの分割数として４分割の例を示したが、分割数を増やしてもよい。
究極的には、エンベロープ信号のサンプリング時間幅まで分割数を増大させることができる。
ただし、この場合は、分割という概念は適当でなく、サンプリングの各点で、重心位置を検出することになる。分割数を増大させた場合、位置ずれ検出精度が向上し、より正確なトラッキング制御が可能となるが、その分信号処理に時間がかかることになり、再生速度が低下する。実際の装置では、記録媒体やプローブ、電気回路、装置の機械的特性等により、必要な位置ずれ検出精度と必要な再生速度を考慮し、最適な分割数を選択すればよい。
さて、本実施例では、３回走査をすべて同一方向に行い、ビット検出および位置ずれ検出を行う例を示した。この場合、信号検出を行わない（＝無駄となる）走査（帰りの走査）が生じるため全体の再生速度は低下することになる。
再生速度を向上させるためには、例えば３回走査のうち、第２の走査を第１、第３走査方向とは逆方向に行い、あとからビット検出波形の時間反転を行なうようにしてもよい。
これにより、複数走査が同じ方向でなくてもビット検出および位置ずれ検出が可能となり、無駄な走査時間が生じない分、複数回走査による高速なビット検出およびトラッキング制御が実現される。
【００２６】
図２に示すような実際の装置において、記録媒体２０３に対するプローブ２０５の精密な走査を行うためには、ｘｙｚステージ２０８を駆動するｘｙｚ駆動機構２０７として、ピエゾ素子アクチュエータを用いる場合が多い。
しかしながら、ピエゾ素子アクチュエータの印加電圧−駆動量特性には、ヒステリシス特性が存在する。
このため、ｘ方向のステージ駆動のためにピエゾ素子アクチュエータに印加する電圧波形と実際のピエゾ素子アクチュエータの駆動量波形が異なってしまい、位置ずれ検出のための波形処理が少々複雑になる。
【００２７】
［実施例２］
以上述べてきたようなｘ走査・ｙ走査を組み合わせた走査方式におけるビット検出方法、トラッキング方法では、必ずプローブと記録媒体とに往復運動が必要となり、ピエゾ素子アクチュエータを用いた場合は、ヒステリシスの問題が生じる。
そこで、これを解決するのが以下に述べるようなプローブと記録媒体とを相対的に（回転ではなく）円運動するように駆動する円走査方式である。
図８に円走査方式の詳細を示す。
太実線で示すｘｙステージ８０１の位置をＡ点、３種類の点線で示す位置をそれぞれＢ点、Ｃ点、Ｄ点とする。
プローブ８０２は、きょう体８０３に対して固定されている。ｘ・ｙ方向駆動機構８０４〜８０７を駆動することにより、ｘｙステージ８０１は、きょう体８０３に対して駆動される。
したがって、プローブ８０２に対し、ｘｙステージ８０１が相対駆動される。
このとき、ｘ方向駆動機構１（８０４）、２（８０５）に対し、同じ振動数ｆ・振幅ｖで、極性が反対の（＝位相が１８０°ずれた）２つの正弦波の駆動電圧を印加する。
ｙ方向駆動機構１（８０６）、２（８０７）に対しても同じ振動数ｆ・振幅ｖで、ｘ方向駆動機構に印加した２つの正弦波に対し、それぞれ、位相が９０°ずれた関係にある２つの正弦波（つまり、余弦波）の駆動信号を印加する。
これにより、ｘｙステージ８０１からみると、プローブ８０２先端がｘｙステージ８０１上を図のように円形を描いて移動する。ｘｙステージ８０１がＡ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｄ点の各位置を移動する場合のプローブの位置をＡ点にあるｘｙステージ８０１上に示したのが、図中のＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点におけるプローブ位置である。
振動数ｆを変化させることにより、円走査の周波数すなわち円運動の速さを変化させることができる。
振幅ｖを変化させることにより、円走査の直径を変化させることができる。
【００２８】
以上説明した円走査方式に対し、本発明のトラッキング方法を適用した実施例２を以下に説明する。
図９に示すように、同心円状の複数のトラックのうち、あるトラック１（９０１）上の円周上に並んだビット列に対し、動径方向にわずかづつずらした複数回（本実施例では３回）の円周走査を行って記録ビット（図中実線で示すＯＮビット９０２）の検出を行う（図中点線で示したのはビットが記録されていないＯＦＦビット９０３）。
本実施例では、図中に示した第１走査９０４（ａ→ｂ）、第２走査９０５（ｃ→ｄ）、第３走査９０６（ｅ→ｆ）の３回の走査を行う例を示す。ここで、第１走査９０４、第２走査９０５、第３走査９０６は、すべて同じ方向（本実施例では時計回り）となっている。
また、各走査位置（＝円周走査の直径）は動径方向に記録ビット直径の数分の１程度づつずらされている（ｂ→ｃ、ｄ→ｅ部分）。一つのビット列に対し、３回の円周走査を行なったのち、動径方向にトラック移動（ｆ→ａ’）し、トラック２のビット列の走査を行う。
これを繰り返して、すべてのビット列の走査を行う。
【００２９】
上記のようにしてビット列の走査を行ない検出した電流検出信号（ビット検出信号）から再生を行う方法については実施例１と同様である。円走査方式における再生制御回路の詳細を図４に示す。
円周走査方式では、走査方向の反転がなく、無駄な走査が生じることもない。さらに、ピエゾ素子アクチュエータのヒステリシスも小さくなるので、複雑な波形の駆動をしない場合でも、特殊な信号波形処理は不必要である。
したがって、実施例１に比べより単純な構成で、高速な記録再生動作が実現される。
【００３０】
図１０を用いて、円走査方式において本発明を適用した実施例２における複数回走査によるトラッキングを行うための位置ずれ検出回路を説明する。
図１０に示すブロック図は図２中の位置ずれ検出回路２１５の詳細にあたる。
図１０において、再生制御回路から入力される電流／電圧変換信号からローパスフィルタ１００１によって高周波成分であるビット検出信号のエンベロープ（包絡線）信号を得る。このエンベロープ信号を極値検出回路１００２に入力する。極大値検出回路１００２では、制御コンピュータにより制御されたトリガー回路１００３から出力される走査に同期した信号を用い、エンベロープ信号波形が極大値をとる時間軸（ｔ）上の位置および各エンベロープ信号の信号強度を検出する。
検出された極大値における信号強度および位置を円走査中心ずれ方向算出回路１００４、円走査中心ずれ量算出回路１００５および円走査直径ずれ量算出回路１００６に入力する。
【００３１】
円走査中心ずれ方向算出回路１００４では、エンベロープ信号波形における極大値の時間軸（ｔ）上の位置をもとに、ビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ方向を算出する。
円走査中心ずれ量算出回路１００５では、これらの信号強度および位置をもとにビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ量を算出する。円走査直径ずれ量算出回路１００６では、この信号強度および位置をもとにビット列並びの直径とプローブ走査の直径のずれ量を算出する。
上記のようにして求めたビット列に対するプローブ走査の位置ずれ量（中心ずれ量、中心ずれ方向、直径ずれ量）の値を位置制御回路に送り、ビット列に対するプローブ走査の位置ずれ補正、すなわちトラッキング制御を行う。
【００３２】
次に、図１１、図１２により位置ずれ量検出回路における具体的信号波形処理について説明する。
図１１にビット列並びに対してプローブ位置が走査中心ずれ、および、動径方向の直径ずれを有する例を示す。
ここで、第２走査の円走査半径を、各走査の動径方向間隔を△ｒとすると、第１、第３走査の円走査半径はそれぞれ、ｒ０十△ｒ、ｒ０−△ｒとなる。
このような場合に第１、第２、第３の各走査において得られるビット検出信号（電流検出信号）１〜３はそれぞれ（１２ａ）、（１２ｂ）、（１２ｃ）のようになる。ここで、説明を簡単にするために、各走査に要する時間をすべて等しくＴとし、各走査の波形の時間軸（０〜Ｔ）を一致させてあるが、実際は各走査は同時ではないのでその時間差分だけずれている。
（１２ａ）〜（１２ｃ）のビット検出信号のエンベロープ（包絡線）であるエンベロープ信号１〜３を細線で示す。
【００３３】
本実施例では、エンベロープ信号１は、ｔ＝３Ｔ／１６で極大値を有している。このときのエンベロープ信号２の信号強度は、エンベロープ信号１の極大値より小さく、エンベロープ信号３の信号強度は、ほぼ０となってる。
また、エンベロープ信号３は、ｔ＝１１Ｔ／１６で極大値を有している。
このときのエンベロープ信号２の信号強度は、エンベロープ信号３の極大値より小さく、エンベロープ信号１の信号強度は、ほぼ０となってる。
エンベロープ信号１の極大値の大きさはエンベロープ信号３の極大値の大きさより大きい。
これらから各走査において、ｔ＝Ｔ／１６〜５Ｔ／１６の間に対応する位置（中心：ｔ＝３Ｔ／１６）では、ビット列の動径方向中心位置は、第１走査と第２走査の動径方向プローブ位置の間にあって、かつ第１走査に近い位置にあることがわかる。ｔ＝５Ｔ／１６〜９Ｔ／１６の間に対応する位置（中心：ｔ＝７Ｔ／１６）では、ビット列中心は第２走査に近い位置に移っている。
さらに、ｔ＝９Ｔ／１６〜１３Ｔ／１６の間に対応する位置（中心：ｔ＝１１Ｔ／１６）ではビット列中心は第２走査と第３走査位置の間にあって、かつ第３走査に近い位置にあることがわかる。
ｔ＝１３Ｔ／１６〜Ｔ／１６の間に対応する位置（中心：ｔ＝１５Ｔ／１６）では、再びビット列中心は第２走査に近い位置に移っている。
ｔ＝３Ｔ／１６の第１走査におけるビット列中心の位置と、ｔ＝１１Ｔ／１６の第３走査におけるビット列中心の位置を比べると、ｔ＝３Ｔ／１６の第１走査における方がビット列に近い位置となっている。
このように、エンベロープ信号１〜３の信号波形を比較することにより、ビット列に対するプローブ走査の位置ずれ状態を検出することができる。
【００３４】
以下に、エンベロープ信号から具体的な位置ずれ量を算出する方法について説明する。
図１２において、エンベロープ信号１が極大値をとる位置におけるエンベロープ信号１、２、３の値をそれぞれＳ１Ａ、Ｓ２Ａ、Ｓ３Ａとする。エンベロープ信号３が極大値をとる位置におけるエンベロープ信号１、２、３の値をそれぞれＳ１Ｂ、Ｓ２Ｂ、Ｓ３Ｂとする。
また、エンベロープ信号１、３の極大値の位置をそれぞれ△ｔ１、△ｔ２とする。  円走査開始位置（角度）を０［ｒａｄ］とし、ビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ方向をθ［ｒａｄ］とする。エンベロープ信号１、３の極大値位置△ｔ１、△ｔ２を角度に換算した値から、第１、第３走査が最もビット列に近づく角度が算出される。ここで、第１と第３走査では、位置ずれに対してエンベロープ信号に極大を生じる角度がπ［ｒａｄ］ずれることを考慮する。
以上より、ビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ方向は、
θ＝π（△ｔ１／Ｔ＋△ｔ２／Ｔ−１／２）
となる。
次に、第１、第２、第３走査における信号強度の動径方向位置に対する重心を算出することにより、ビット列の位置を求める。エンベロープ信号１が極大値をとる位置におけるビット列の動径方向位置をｒ１とすると、
ｒ１＝ｒ０＋
｛（＋△ｒ）・Ｓ１Ａ十０・Ｓ２Ａ＋（−△ｒ）・Ｓ３Ａ｝／（Ｓ１Ａ＋Ｓ２Ａ＋Ｓ３Ａ）
となる。
同様に、エンベロープ信号３が極大値をとる位置におけるビット列の動径方向位置をｒ３とすると、
ｒ３＝ｒ０＋
｛（＋△ｒ）・Ｓ１Ｂ＋０・Ｓ２Ｂ＋（−△ｒ）・Ｓ３Ｂ｝／（Ｓ１Ｂ＋Ｓ２Ｂ＋Ｓ３Ｂ）
となる。
これらから、ビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ量△Ｏｄｅｖを求めることができる。
0003581473.tif 000003
となる。
同様に、ビット列並びの直径とプローブ走査の直径のずれ量△Ｒｄｅｖは、
△Ｒｄｅｖ＝（ｒ１＋ｒ３）／２−ｒ０
となる。
以上のようにある円周上に並んだビット列に対して複数回のプローブ走査を行い、ビット検出信号から、ビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ方向θ、ビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ量△Ｏｄｅｖ、ビット列並びの直径とプローブ走査の直径のずれ量△Ｒｄｅｖの値が求められる。
【００３５】
図１３に位置ずれ補正の様子を示す。
トラック１のビット列の複数走査時に、上記のようにして求めたビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ方向θ、ビット列並びの中心とプローブ走査中心とのずれ量△Ｏｄｅｖ、ビット列並びの直径とプローブ走査の直径のずれ量△Ｒｄｅｖを補正するように、トラック移動後のトラック２のビット列の複数走査を行う。
以後同様にトラックｎのビット列の複数走査時に求めたずれ量を補正するようにトラックｎ＋１のビット列走査を行うようにする。
補正のかけ方として、過去に走査を行なった数回のトラックにおいて検出した位置ずれ量を平均化して次のトラックにおける補正量を算出してもよいし、この平均化において、時間的に新しい順に重みづけを行って補正量を算出してもよい。このような処理をすることにより、あるトラックでたまたま起こったような位置ずれ検出誤差要因の影響を低減することができ、高い信頼性を有するトラッキングが実現される。
また、過去に走査を行なった数回のトラックにおいて検出した位置ずれ量の時間変化を考慮して、次のトラックの補正量を算出してもよい。このような処理をすることにより、位置ずれの時間変化にも高精度に追従するようなトラッキングが実現される。
【００３６】
さて、本発明の実施例１、実施例２では一つのビット列に対し、ｙ方向にわずかに位置をずらした３回の走査を行って、位置ずれ量の算出を行なったが、本発明の概念はこれに限定されるものではなく、２回以上の走査を行い、位置ずれ量を検出するものであればよい。
走査回数を増大させれば、位置ずれ検出精度が向上するが、再生速度が低下する。実際の装置では、記録媒体やプローブ、電気回路、装置の機械的特性等により、必要な位置ずれ検出精度と必要な再生速度を考慮し、最適な走査回数を選択すればよい。
【００３７】
次に実施例１、実施例２で説明した本発明のトラッキング方式は、プローブが複数ある場合の装置に最適であることを以下に説明する。
複数のプローブを集積一体化し、これを一つの記録媒体に対して位置合わせし、複数のプローブで並列に記録再生動作を行うことにより、プローブと記録媒体の駆動機構を複雑にすることなく、記録再生速度がプローブの本数倍に増大する利点がある。
しかしながら、実際には、プローブの作製工程の誤差で生じる複数の探針のｘｙ方向位置ずれや記録中の形成ビットのｘｙ方向位置ずれ、環境温度変化による熱膨張・収縮などが存在する。
このため、複数のプローブがそれぞれ対応するビット列に対し、固有の位置ずれ量を有し、複数のプローブがビット列に同時にアクセスできない場合がある。
このような場合でも、本方式のトラッキング方式であれば、位置をずらして複数回の走査を行っているので、複数のプローブが時間をずらしてビット列にアクセスして、位置ずれ量を検出することができるという効果を有している。
【００３８】
実施例１、実施例２について、上記のようなプローブ毎の位置ずれがある状態での各ビット列へのアクセスの様子をそれぞれ、図１４、図１５に示す。
図１４、１５中のＥに示した領域のプローブが、ｘｙ方向に位置ずれなくビット列にアクセスしている場合を示す。Ｂ、Ｆ、Ｇ、Ｈ領域はｘ方向に相対位置ずれを起こしている場合を示す。
Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｉ領域はｙ方向に相対位置ずれを起こしている場合を示す。
このように、各プローブが対応するビット列に対して個別の位置ずれを生じていても、その位置ずれ量が複数回走査の幅に入っていれば、ビット検出エラーを生じることなく、本方式でトラッキング制御が可能である。
その場合、一番簡単には複数プローブのうち特定の１つのプローブが検出した位置ずれ量を補正するように複数プローブ全体と記録媒体（ビット列全体）との位置補正を行うようなトラッキング制御を行えば、信号処理の単純で高速なトラッキング制御が可能となる。
これに比べ、すべてのプローブが検出したすべての位置ずれ量の平均値を算出し、これを補正するように複数プローブ全体と記録媒体との位置補正を行うようにトラッキング制御を行うようにすれば、トラッキング制御の速度は低下するものの精度が増す。
また、両者の間をとって、複数プローブのうち特定の複数のプローブを選択し、これらのプローブが検出した位置ずれ量の平均値を算出し、これを補正するように複数プローブ全体と記録媒体との位置補正を行うようにトラッキング制御を行うようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように、記録ビット列に対し、ビット列並びに垂直な方向に位置をわずかづつずらして、プローブを複数回走査し、各走査のビット検出信号波形のビット列並び方向における違いを比較することにより、装置セッティング後の機械歪みの緩和および温度ドリフト、走査やトラック移動等の位置制御に用いるピエゾ素子等アクチュエータのクリープ（緩和、ドリフト）等による複数プローブ全体と記録媒体と間の位置ずれが生じる場合においても、プローブ走査の方向を記録ビット列並びの方向に一致させ、かつ、記録ビット列中心と複数走査中心とを一致させることができるため、ビット検出信号強度を大きくすることができ、ビット検出エラーを起こす確率を低減させることが可能となり、ビット検出のＳ／Ｎ比および精度が増し、記録再生装置としての信頼性の高いトラッキング方法および記録再生装置を実現することができる。
さらに、本発明によれば、複数のプローブが、記録媒体上のビット列にアクセスする場合に、各プローブがビット列に対して位置ずれを生じていても、ビット検出エラーを生じることなく、ビット検出および位置ずれ補正が可能であるため、複数のプローブを有する記録再生装置により好適な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に関わるビット列並びに対して位置ずれがある場合のプローブ走査および位置ずれ検出のための信号処理波形を説明する図である。
【図２】本発明を適用する記録再生装置の全体構成を説明する図である。
【図３】ラスター走査方式におけるプローブの複数回走査を示す図である。
【図４】本発明を適用する記録再生装置における再生制御回路のブロック図である。
【図５】実施例１における位置ずれ検出回路のブロック図である。
【図６】位置ずれ検出のための信号処理波形の説明図である。
【図７】位置ずれ補正を示す図である。
【図８】円走査方式における駆動の詳細を説明する図である。
【図９】円走査方式におけるプローブの複数回走査を示す図である。
【図１０】実施例２における位置ずれ検出回路のブロック図である。
【図１１】ビット列並びに対して位置ずれがある場合のプローブ走査を示す図である。
【図１２】位置ずれ検出のための信号処理波形の説明図する図である。
【図１３】位置ずれ補正を示す図である。
【図１４】実施例１において、位置ずれがある複数プローブが各ビット列へのアクセスする様子を示す図である。
【図１５】実施例２において、位置ずれがある複数プローブが各ビット列へのアクセスする様子を示す図である。
【符号の説明】
２０１：基板
２０２：記録層
２０３：記録媒体
２０４：探針
２０５：プローブ
２０６：弾性体
２０７：ｘｙｚ駆動機構
２０８：ｘｙｚ駆動ステージ
２０９：切り替えスイッチ
２１０：バイアス印加手段
２１１：記録制御回路
２１２：再生制御回路
２１３：位置制御回路
２１４：制御コンピュータ
２１５：位置ずれ検出回路
３０１：ビット列
３０２：第１走査
３０３：第２走査
３０４：第３走査
３０５：ＯＮビット
３０６：ＯＦＦビット
３０７：ビット列
４０１：電流／電圧変換回路
４０２：二値化回路
４０３：論理積回路
４０４：トリガー回路
４０５：波形整形回路
４０６：分割回路
４０７：時間シフト回路１
４０９：時間シフト回路２
４１０：ビット判定回路
５０１：ローパスフィルタ
５０２：分割回路
５０３：トリガー回路
５０４：平均化回路
５０５：重心算出回路
５０６：最小自乗直線算出回路
５０７：走査方向角度ずれ算出回路
５０８：トラック移動並進ずれ算出回路
８０１：ｘｙステージ
８０２：プローブ
８０３：プローブが固定されているきょう体
８０４：ｘ方向駆動機構１
８０５：ｘ方向駆動機構２
８０６：ｙ方向駆動機構１
８０７：ｙ方向駆動機構２
９０１：トラック１
９０２：ＯＮビット
９０３：ＯＦＦビット
９０４：第１走査
９０５：第２走査
９０６：第３走査
１００１：ローパスフィルタ
１００２：極大値検出回路
１００３：トリガー回路
１００４：円走査中心ずれ方向算出回路
１００５：円走査中心ずれ量算出回路
１００６：円走査直径ずれ量算出回路
【図１】
0003581473.tif 000004
【図２】
0003581473.tif 000005
【図３】
0003581473.tif 000006
【図４】
0003581473.tif 000007
【図５】
0003581473.tif 000008
【図６】
0003581473.tif 000009
【図７】
0003581473.tif 000010
【図８】
0003581473.tif 000011
【図９】
0003581473.tif 000012
【図１０】
0003581473.tif 000013
【図１１】
0003581473.tif 000014
【図１２】
0003581473.tif 000015
【図１３】
0003581473.tif 000016
【図１４】
0003581473.tif 000017
【図１５】
0003581473.tif 000018