(57)【要約】【課題】検出したサーボ信号からノイズを除去して高精度なトラッキングサーボが可能な記録再生装置を提供する。【解決手段】記録媒体２の面９に光学的コントラストを生じさせるように形成したサーボ信号１０を読み取りながら、トラッキングサーボ制御を行う記録再生装置であって、サーボ信号１０に、周波数変調した変調波により強度を変調した光を照射する変調照射手段２０と、サーボ信号１０からの反射光を電気信号に変換する光電変換手段３０と、前記電気信号を、前記変調波を参照波として同期検波する同期検波手段１５とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の面に光学的コントラストを生じさせるように形成したサーボ信号を読み取りながら、トラッキングサーボ制御を行う記録再生装置であって、
前記サーボ信号に、周波数変調した変調波により強度を変調した光を照射する変調照射手段と、
前記サーボ信号からの反射光を電気信号に変換する光電変換手段と、
前記電気信号を、前記変調波を参照波として同期検波する同期検波手段とを備えたことを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】
前記サーボ信号の間隔をＬ、前記記録媒体の走行速度をＶとすると、前記変調波の周波数は、Ｖ／Ｌより大きい請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項３】
前記変調照射手段が照射する光は、半導体レーザで発生したレーザ光であり、光学モジュールにより前記レーザ光の強度が変調されている請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項４】
前記変調照射手段が照射する光は、半導体レーザで発生したレーザ光であり、前記変調波により前記半導体レーザの駆動電流が変調され、前記半導体レーザの駆動電流の波形に基づいて、前記レーザ光の強度が変調されている請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項５】
前記記録媒体はデータトラック幅が５μｍ以下である請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項６】
請求項１に記載の記録再生装置に用いる記録媒体であって、前記記録媒体の走行方向に沿って、前記サーボ信号が形成されている記録媒体。
【請求項７】
前記記録媒体のデータトラック幅が５μｍ以下である請求項６に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的手段によるトラッキングサーボ機構を備えた記録再生装置に関する。より詳しくは、検出したサーボ信号に含まれるノイズの影響を低減して精度良くトラッキングサーボ制御ができる記録再生装置及びそれに用いる記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体の一例である磁気テープは、オーディオテープ、ビデオテープ、コンピューターテープなど様々な用途がある。特に、データバックアップ用テープの分野では、バックアップ対象となるハードディスクの大容量化に伴い、１巻当たり数百ＧＢの記憶容量のものが商品化されている。このため、今後ハードディスクのさらなる大容量化に対応するためバックアップテープの高容量化は不可欠である。
【０００３】
記録媒体の高容量化の手法として、線記録密度を上げる方法、トラック密度を上げる方法、記録面積を増やす方法、信号処理による記録効率を上げる方法などがある。一般的には、これらを組み合わせて最適なバランスになるように設計されている。
【０００４】
トラック密度を上げる方法においては、トラッキングサーボによるクローズドループ制御により、記録再生ヘッドの位置決め精度を確保する技術が確立されてきた。トラッキングサーボの一例である光学サーボでは、データ記録面やデータ記録面の反対側の面に、溝や凹凸で形成したサーボ信号を設けている。これらのサーボ信号にレーザ光を照射して、サーボ信号からの反射光を光電変換して、電気信号を得て、これに基づいてトラッキング制御を行っている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、回転ヘッド方式による記録再生装置においては、磁気テープの記録面に斜めに記録再生トラックが設けられる。この構成において、再生ヘッドが記録トラック上を正確に追従できるように、記録トラックをウォブリング（揺動）させ、再生時の再生信号を同期検波してトラッキングサーボ信号を得る記録再生装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−３３９２５４号公報
【特許文献２】特開昭６０−４３２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年の高容量化のデータ媒体では、データトラック幅を狭くする、つまり、高トラック密度化、および、データの書き込み記録密度の高密度化が行なわれている。それに対応するためサーボ信号にも非常に高い精度が要求されるようになってきた。光学サーボを用いた記録再生装置においては、例えば記録面に設けられたサーボ信号の凹凸をより微細にすることが行われている。
【０００７】
このため、凹凸からの反射光を検出して得られる電気信号が微弱となり、従来の検出方法では信号対雑音比が低下し、正確なトラッキングサーボ制御が困難になるという問題が生じていた。
【０００８】
また、近年のテープは1ＴＢ以上と非常に高容量であり、データトラック幅も５．０μｍ程度と非常に狭い。その上、それに伴ってサーボ信号を生じさせるサーボピットがより密に形成されたり、サーボピットの面積自体を小さくしたりして、より緻密なサーボ信号が使用される。そのため、サーボトラッキングを精度良く行うことは大きな課題であり、今後の更なるデータの高容量化に対応できる方法が必要である。
【０００９】
また、特許文献２に提案されている記録トラックをウォブリングさせるトラッキングサーボ方式は、サーボ信号からの反射光に基づく光学サーボとは全く異なるサーボ方式である。このため、特許文献２には、光学サーボにおける精度向上は何ら提案されていなかった。
【００１０】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、検出したサーボ信号からノイズを除去して高精度なトラッキングサーボ制御が可能な記録再生装置及びそれに用いる記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の記録再生装置は、記録媒体の面に光学的コントラストを生じさせるように形成したサーボ信号を読み取りながら、トラッキングサーボ制御を行う記録再生装置であって、前記サーボ信号に、周波数変調した変調波により強度を変調した光を照射する変調照射手段と、前記サーボ信号からの反射光を電気信号に変換する光電変換手段と、前記電気信号を、前記変調波を参照波として同期検波する同期検波手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の記録媒体は、前記記録再生装置に用いる記録媒体であって、前記記録媒体の走行方向に沿って、前記サーボ信号が形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、検出したサーボ信号からノイズを除去して高精度なトラッキングサーボ制御をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の記録再生装置は、サーボ信号からの反射光に基づく出力信号を、変調照射手段の光の強度を変調する変調波を参照波として、同期検波するというものである。この構成によれば、出力信号から変調波の周波数以外の周波数のノイズは遮断され、ノイズのない正確な信号が得られる。このことにより、検出したサーボ信号からノイズを除去して高精度なトラッキングサーボ制御をすることができる。
【００１４】
前記本発明の記録再生装置においては、前記サーボ信号の間隔をＬ、前記記録媒体の走行速度をＶとすると、前記変調波の周波数は、Ｖ／Ｌより大きいことが好ましい。この構成によれば、反射光に基づく電気信号がより安定し、サーボ信号の検出精度をより高めることができる。
【００１５】
また、前記変調照射手段が照射する光は、半導体レーザで発生したレーザ光であり、光学モジュールにより前記レーザ光の強度が変調されていることが好ましい。
また、前記変調照射手段が照射する光は、半導体レーザで発生したレーザ光であり、前記変調波により前記半導体レーザの駆動電流が変調され、前記半導体レーザの駆動電流の波形に基づいて、前記レーザ光の強度が変調されていることが好ましい。
また、前記記録媒体はデータトラック幅が５μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
前記記録媒体においては、前記記録媒体のデータトラック幅が５μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る磁気テープ装置の概略構成図である。記録再生装置である磁気テープ装置１は、磁気テープ２を繰り出す磁気テープ供給部３と、磁気テープ２を巻き取る磁気テープ巻取り部４とを備えている。磁気テープ供給部３と磁気テープ巻取り部４との間に、ガイドロール５及びヘッドブロック６を備えている。ガイドロール５は、磁気テープ２を規定の経路に沿って搬送させるものである。ヘッドブロック６は、記録再生ヘッドを搭載している。
【００１８】
ヘッドブロック６には、さらに、サーボ信号検出機構（図示せず）を備えている。サーボ信号検出機構で検出したサーボ信号に基づいて、ヘッドブロック６は、駆動機構７により磁気テープ２の幅方向に駆動される。このことにより、記録再生ヘッドが正確に記録・再生トラックをトレースできるようになっている。
【００１９】
図２は、サーボ信号検出機構８の構成を示す概略構成図である。サーボ信号検出機構８は、変調信号発生器１１、変調照射手段２０、光電変換手段３０、同期検波手段（同期検波増幅器１５）、及びトラッキング誤差信号検出回路１６を備えている。
【００２０】
変調照射手段２０は、磁気テープ表面９に形成されたサーボピット１０（サーボ信号）に、周波数変調した変調波により強度を変調した光を照射するものである。図２の例では、変調照射手段２０は、変調信号発生器１１、半導体レーザ１２及び光学レンズ１３ａを備えている。変調信号発生器１１の信号に応じて発せられた半導体レーザ１２からの光が、光学レンズ１３ａを透過してサーボピット１０に照射される。
【００２１】
図２の例では、サーボピット１０は、磁気テープ表面９に形成した凹部である。したがって、磁気テープ表面９には、磁気テープの走行方向に沿って凹凸が形成されていることになる。このことにより、磁気テープ表面９（凸部）とサーボピット１０（凹部）との間に、反射率差が生じ光学的コントラストを生じることになる。
【００２２】
光電変換手段３０は、サーボピット１０からの反射光を電気信号に変換するものである。図２の例では、光電変換手段３０は、光学レンズ１３ｂと光検出器１４とを備えている。サーボピット１０からの反射光は、光学レンズ１３ｂを透過し、光検出器１４で検出され、電気信号に変換される。
【００２３】
同期検波手段である同期検波増幅器１５は、光検出器１４で変換された電気信号を、変調信号発生器１１で発生した変調波を参照波として同期検波するものである。
【００２４】
なお、サーボピット１０は、磁気テープ表面９に形成しているが、サーボピット１０を形成する磁気テープ表面９は、磁気テープの両面のうち、データ信号の記録面側でもよく、データ信号の記録面と反対側でもよい。いずれの場合も、サーボピット１０の形成面にレーザ光を照射することになる。
【００２５】
サーボピット１０をデータ信号の記録面側に形成しているときは、ヘッドブロック６は、データ信号読み取り用のヘッドと、サーボピット１０の読み取り用のヘッド（サーボ信号検出機構）とが、並んで配置されることになる。通常、これらの両ヘッドはヘッドアセンブリとして一体になっている。
【００２６】
また、データ信号の記録面と反対側に、サーボピット１０を形成しているときは、データ信号読み取り用のヘッドと、サーボピット１０の読み取り用のヘッドとが、磁気テープ２を挟んで対向して配置されることになる。これらの両ヘッドをヘッドアセンブリとして一体にする場合は、例えばヘッドアセンブリを磁気テープ２を跨ぐようにＵ字型に形成する。
【００２７】
以下、図３を参照しながら、図２に示したサーボ信号検出機構８の動作について説明する。図３（ａ）は、磁気テープ２の表面９におけるサーボピット１０を示している。
【００２８】
図３（ｂ）は、半導体レーザ駆動電流Ｉinの波形を示している。半導体レーザ１２の駆動電流は、変調信号発生器１１により、周波数変調した変調波により強度が変調されたものである。この駆動電流の波形に基づいて、レーザ光の強度は変調されたものとなる。
【００２９】
図３（ａ）において、矢印ａ方向に走行する磁気テープ２のサーボピット１０に、半導体レーザ１２で発生したレーザ光が光学レンズ１３ａで集光されて照射される（図２参照）。
【００３０】
変調信号の周波数は、サーボピット１０の間隔Ｌ、及び磁気テープ２の走行速度Ｖ（サーボピット１０がサーボ信号検出機構８下を通過する速度Ｖ）より求められる周波数（Ｖ／Ｌ）より高い方が好ましい。このことにより、反射光に基づく電気信号がより安定し、サーボ信号の検出精度をより高めることができる。
【００３１】
より具体的には、変調信号の周波数は、周波数（Ｖ／Ｌ）の２倍以上がより好ましく、５倍以上がさらに好ましく、１０倍以上が最も好ましい。
【００３２】
例えば、サーボピット１０の間隔Ｌが１００μｍ、磁気テープ２と磁気ヘッドとの間の相対速度が５ｍ／秒であれば、周波数（Ｖ／Ｌ）は、５０ｋＨｚになる。したがって、変調信号の周波数は５０ｋＨｚより高い値が好ましく、１００ｋＨｚ以上がより好ましく、２５０ｋＨｚ以上がさらに好ましく、５００ｋＨｚ以上が最も好ましい。
【００３３】
前記の通り、サーボピット１０からの反射光は、光学レンズ１３ｂにより集光されて光検出器１４に入り電気信号に変換される。図３（ｃ）は、光検出器１４の出力電圧Ｖoutの模式図を示している。磁気テープ表面９とサーボピット１０との間の光学的コントラストに対応して、出力電圧Ｖoutの大きさに差が生じている。図３（ｃ）において、出力電圧Ｖoutの振幅値の小さくなった部分が、サーボピット１０の形成された部分に対応している。
【００３４】
なお、光検出器１４としては、公知の検出器を用いることができる。この際、サーボピット１０の位置検出を容易にするために、４分割のフォトディテクタを用いるのが好ましい。また、これに限らず他の方式の検出器を用いてもよい。
【００３５】
光検出器１４からの電気信号は、同期検波増幅器１５により、変調信号発生器１１で発生した変調波（図３（ｂ））を参照波として同期検波される。図３（ｄ）に、同期検波後の出力電圧Ｖdetを示している。
【００３６】
図３（ｃ）の出力電圧Ｖoutの例は、ノイズの無い理想的な出力波形を示しているが、出力電圧Ｖoutにノイズのある場合であっても、図３（ｄ）に示したような、出力電圧Ｖdetが得られる。
【００３７】
すなわち、図３（ｂ）に示した変調波を参照波として、同期検波することにより、出力電圧Ｖoutから変調波の周波数以外の周波数のノイズは遮断されるので、ノイズのない正確な電気信号が得られる。
【００３８】
以下、ノイズの遮断について、図４、５を参照しながら具体的に説明する。図４（ａ）は、磁気テープ２の表面９におけるサーボピット１０を示している。図４（ｂ）は、半導体レーザ駆動電流Ｉinの波形を示している。ここまでは、図３（ａ）、（ｂ）と同じである。
【００３９】
図４（ｃ）に、光検出器１４の出力電圧Ｖoutの模式図を示している。図３（ｃ）と比較すると、ノイズによる波形の乱れがあることが分かる。このようなノイズは、例えばサーボピット１０の配列を微細化するほど生じ易くなる。
【００４０】
図４（ｄ）に、同期検波後の出力電圧Ｖdetを示している。本図の波形は、図３（ｄ）と同様であり、ノイズが除去されていることが分かる。具体的には、図４（ｃ）に示したように、出力電圧Ｖoutにノイズがある場合においても、図４（ｂ）に示した変調波を参照波とし、同期検波することにより、図４（ｄ）のように、ノイズのない正確な電気信号が得られる。これは、前記の通り、出力電圧Ｖoutから、図４（ｂ）に示した変調波の周波数以外のノイズは遮断されるためである。
【００４１】
このように、サーボ信号を正確に検出できれば、トラッキングサーボ制御も正確になる。具体的には、図２に示したように、同期検波増幅器１５で検出されたサーボ信号に基づく電気信号は、トラッキング誤差信号検出回路１６に送られて、磁気ヘッドとサーボピット１０との位置ずれ量に対応した電気信号に演算・変換される。この変換された電気信号に応じて、図１において、ヘッドブロック６は駆動機構７により磁気テープ２の幅方向に駆動され、記録再生ヘッドが正確に記録・再生トラックをトレースできるよう制御される。
【００４２】
次に、トラッキング誤差信号検出の比較例について説明する。図５（ａ）に、磁気テープ２の表面９におけるサーボピット１０を示している。この図は、図３（ａ）、図４（ａ）と同様である。図５（ｂ）に、半導体レーザ駆動電流Ｉinを示している。この比較例では、レーザ光の強度を周波数変調していないので、駆動電流Ｉｉｎは直線状である。
【００４３】
図５（ｃ）に、光検出器の出力電圧Ｖoutの一例に係る模式図を示している。この出力電圧は、図３、４の場合と同様に、サーボピット１０の形成されていない磁気テープ表面９と、サーボピット１０との反射率差によって得たものである。このような明瞭なサーボ信号が得られる場合には、トラッキングサーボ制御には何らの問題も生じない。
【００４４】
しかしながら、前記のように、サーボピット１０の配列を微細化した場合は、この微細化の影響が光検出器の出力電圧Ｖoutに現れることになる。その一例を図５（ｄ）に示している。図５（ｄ）の波形は、ノイズが大きく不安定なものになっている。したがって、このような出力電圧を用いては、正確なトラッキングサーボ制御は困難になる。
【００４５】
これに対し、図３、４を用いて説明したような、本実施の形態に係るサーボ信号の検出方式によれば、図５に示したサーボ信号の検出方式の問題を解決することができる。すなわち、図５（ｄ）に示したようなノイズのある出力電圧Ｖoutが検出される場合であっても、前記の通り、半導体レーザを駆動する変調波を参照波として同期検波することにより、図３（ｄ）、図４（ｄ）に示したようなノイズのない正確なサーボ信号が得られる。
【００４６】
前記の実施の形態では、半導体レーザ１２からの光の強度を変調信号発生器１１により変調する例で説明したが、図２において、半導体レーザ１２と光学レンズ１３ａとの間に、光学モジュールを配置してもよい。
【００４７】
より具体的には、半導体レーザ１２から出射した出射光を、所定の回転速度で、所定の角度範囲内を相対的に反復反転回転する２枚の偏光板で構成した変調手段である光学モジュールにより、所定の周波数の変調波で強度変調するようにしてもよい。
この場合の光学モジュールは、例えば同軸上に配置された２枚の偏光板を備えている。この２枚のうちの１枚は、回転駆動されるようにパルスモータに接続されている。パルスモータに変調信号を入力することにより、パルスモータに接続された偏光板は、所定の回転速度で所定の角度範囲内を反復反転することになる。
【００４８】
光学モジュールは、出射光を強度変調できるものであればよく、前記の構成に限るものではない。例えば、偏光板を反復反転させる構成ではなく、偏光板をモータにより一方向に連続的に回転させる構成であってもよい。
【００４９】
対象となる磁気記録媒体は特に限定されないが、書き込み記録密度が１６９ｋｆｃｉ以上の高密度記録媒体であれば、本実施の形態の記録再生装置を使用したときの効果が特に強く発揮される。これは、高記録密度化に伴い、トラック幅が５．０μｍ以下と狭くなるため、必然的にサーボピットの面積が小さくなったりサーボピットの間隔が狭くなったりし、緻密になって、前記の比較例の方法ではサーボ信号のＳＮ比が低く、読み取りが困難になるからである。
【００５０】
なお、前記実施の形態は、記録再生装置として磁気テープ装置の例で説明したが、これに限るものではない。すなわち、本発明の用いることのできる記録再生装置は、光学的コントラストを生じさせるように形成したサーボ信号を読み取りながら、トラッキングサーボ制御を行う記録再生装置であればよい。
【００５１】
また、サーボ信号は記録媒体に形成した凹部の例で説明したが、溝により形成したものでもよい。また、これらに限らず、サーボ信号は、光学的コントラストを生じさせる構成であればよい。
また、光源は半導体レーザに限るものではなく、例えばＨｅ−Ｎｅレーザでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、検出したサーボ信号からノイズを除去して高精度なトラッキングサーボ制御をすることができるので、本発明は例えば磁気テープ装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る磁気テープ装置の概略構成図。
【図２】本発明の一実施の形態に係るサーボ信号検出機構の概略構成図。
【図３】（ａ）は本発明の一実施の形態に係る磁気テープの表面におけるサーボピットを示す図、（ｂ）は本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ駆動電流の波形を示す図、（ｃ）は光検出器の出力電圧の模式図、図３（ｄ）に、同期検波後の出力電圧を示す図。
【図４】（ａ）は本発明の一実施の形態に係る磁気テープの表面におけるサーボピットを示す図、（ｂ）は本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ駆動電流の波形を示す図、（ｃ）は光検出器の出力電圧の模式図、（ｄ）は同期検波後の出力電圧を示す図。
【図５】（ａ）は比較例に係る磁気テープの表面におけるサーボピットを示す図、（ｂ）は比較例に係る半導体レーザ駆動電流の波形を示す図、（ｃ）は光検出器の出力電圧の模式図、（ｄ）は比較例に係る光検出器の出力電圧にノイズのある様子を示す模式図。
【符号の説明】
【００５４】
１  磁気テープ装置
２  磁気テープ
３  磁気テープ供給部
４  磁気テープ巻取り部
５  ガイドロール
６  ヘッドブロック
７  駆動機構
８  サーボ信号検出機構
９  磁気テープ表面
１０  サーボピット
１１  変調信号発生器
１２  半導体レーザ
１３ａ，１３ｂ  光学レンズ
１４  光検出器
１５  同期検波増幅器
１６  トラッキング誤差信号検出回路
２０  変調照射手段
３０  光電変換手段
【図１】
2008176909.tif 000003
【図２】
2008176909.tif 000004
【図３】
2008176909.tif 000005
【図４】
2008176909.tif 000006
【図５】
2008176909.tif 000007