(57)【要約】【課題】ハードディスクのヘッド−媒体間隔変調を正確に測定するために表面形態パワー・スペクトル密度（ＰＳＤ）スペクトルから雑音を除去する方法と装置とを提供する。【解決手段】ヘッド−媒体間隔変調を測定するには、プロフィロメータを用いてディスクの表面形態を測定する（９０）。測定された表面形態から累積ＰＳＤ分布を生成する（９２）。ＰＳＤ分布内で不連続点や階段を識別し（９４）、不連続点や階段を除去して訂正ＰＳＤ分布を生成する（１０４）。次に、訂正ＰＳＤ分布から雑音のないスペクトルを再構築する。【選択図】図７
2004311012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド−媒体間隔変調（ＨＭＳ＿Ｗｑ）を測定する方法であって、
ディスクの表面形態を測定するステップと、
ディスクの前記測定された表面形態から累積パワー・スペクトル密度（ＰＳＤ）分布を生成するステップと、
前記累積ＰＳＤ分布内の不連続点や階段を識別するステップと、
前記累積ＰＳＤ分布内の不連続点や階段を除去するステップと、
を含む、ヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項２】
ディスクの前記前記測定された表面形態から初期周波数スペクトルを生成することを更に含み、累積パワー・スペクトル密度を生成する前記ステップは前記初期周波数スペクトルから前記累積ＰＳＤ分布を計算することを含む、請求項１記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項３】
前記累積ＰＳＤ分布を計算する前記ステップは次式に従って得られ,
【数１】
2004311012.tif 000014
ただし、Ｐ（ｋ）は前記累積ＰＳＤ分布、Ｆ（ｉ）は前記初期周波数スペクトル、ｍ＝１、ｋ＝ｎ，ｎ−１，ｎ−２，．．．，１である、請求項２記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項４】
識別する前記ステップはＰ（ｋ）内の階段の始点と終点とを決定することを含む、請求項３記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項５】
始点と終点とを決定する前記ステップは傾斜検出を含む、請求項４記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項６】
除去する前記ステップは階段の始点と終点との決定に基づいて階段高さを計算することを含む、請求項５記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項７】
除去する前記ステップは、隣接する階段高さに等しい量だけＰ（ｋ）セグメントを垂直に移動して訂正
2004311012.tif 000015
を生成することを更に含む、請求項６記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項８】
前記訂正
2004311012.tif 000016
から雑音を除去したディスクの表面形態の前記振幅ｒ．ｍ．ｓ．である
2004311012.tif 000017
を一般に更に含む、請求項７記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項９】
2004311012.tif 000018
を生成する前記ステップは次式から決定され、
【数２】
2004311012.tif 000019
ただし、
2004311012.tif 000020
である、請求項８記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項１０】
前記累積ＰＳＤ分布から前記不連続点や階段を除去した後で、前記累積ＰＳＤ分布からディスクの表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．を決定することを更に含む、請求項１記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項１１】
表面形態を測定する前記ステップはカンデラ・プロフィロメータ、直角位相シフト干渉計、レーザ・ドップラ振動計の少なくとも１つを用いることを含む、請求項１０記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する方法。
【請求項１２】
ヘッド−媒体間隔変調（ＨＭＳ＿Ｗｑ）を測定する装置であって、
ディスクの表面形態を測定する測定装置と、
プロセッサであって、前記形態測定値に基づいて初期表面形態パワー・スペクトル密度（ＰＳＤ）スペクトルを決定し、前記初期ＰＳＤスペクトルから雑音を除去し、雑音を除去した前記ＰＳＤスペクトルから表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．である
2004311012.tif 000021
を生成し、
2004311012.tif 000022
からＨＭＳ＿Ｗｑを計算する、プロセッサと、
を備える、ヘッド−媒体間隔変調を測定する装置。
【請求項１３】
前記プロセッサは更に、ディスクの表面形態測定値から表面形態の初期振幅ｒ．ｍ．ｓ．であるＦ（ｋ）を決定する、請求項１２記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは更に、次式
【数３】
2004311012.tif 000023
に従って積分パワー密度Ｐ（ｋ）を形成することにより初期ＰＳＤスペクトルを決定し、ただし、ｍ＝１，ｋ＝ｎ，ｎ−１，ｎ−２，．．．，１である、請求項１３記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する装置。
【請求項１５】
前記プロセッサは更に、傾斜検出を用いてＰ（ｋ）内の階段の始点と終点とを決定する、請求項１４記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する装置。
【請求項１６】
前記プロセッサは更に、前記各階段の始点と終点とに基づいて階段高さを計算する、請求項１５記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する装置。
【請求項１７】
前記プロセッサは更に、隣接する階段高さに等しい量だけＰ（ｋ）セグメントを垂直に移動して前記初期ＰＳＤから雑音を除去し、これにより訂正ＰＳＤスペクトル
2004311012.tif 000024
を生成する、請求項１６記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する装置。
【請求項１８】
前記プロセッサは更に、次式に従って
2004311012.tif 000025
を生成し、
【数４】
2004311012.tif 000026
ただし、
2004311012.tif 000027
である、請求項１７記載のヘッド−媒体間隔変調を測定する装置。
【請求項１９】
ディスクの表面形態を測定する装置であって、
ディスク表面の表面形態測定値を得る測定装置と、
雑音を除去したヘッド−媒体間隔変調（ＨＭＳ＿Ｗｑ）を決定する手段と、
を備える、ディスクの表面形態を測定する装置。
【請求項２０】
決定する前記手段はプロセッサを含み、前記プロセッサは前記表面形態測定値から初期周波数スペクトルを決定し、前記初期周波数スペクトルから初期積分パワー・スペクトル密度分布を計算し、前記初期積分パワー・スペクトル密度分布から雑音を除去して訂正パワー・スペクトル密度分布を作成し、前記訂正パワー・スペクトル密度分布から訂正周波数スペクトルを生成する、請求項１９記載のディスクの表面形態を測定する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面の形態（topography）の特徴表示に関するもので、より詳しくは、ディスク表面形態の特徴表示においてヘッド−媒体空間変調の測定値内の雑音の除去に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報記憶および検索装置の１つの形態はハード・ディスク・ドライブ（今後は「ディスク・ドライブ」と呼ぶ）である。従来、ディスク・ドライブは、コンピュータ、データ・レコーダ、独立ディスクの冗長配列（ＲＡＩＤｓ）、マルチメディア・レコーダなどの情報記憶および検索に用いられている。
【０００３】
各ディスク媒体は基板を備え、その上に種々の材料を堆積させて磁気記憶表面を形成する。ディスク媒体を製作するとき、従来は化学機械的または機械的研磨により基板を研削または研磨して、実質的に平らな面を形成する。材料の層を実質的に平らな表面上に均一に堆積させて、ディスク媒体への書込みまたは読取りのための磁気特性を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしディスク媒体表面上には、穴、空隙、粒子、隆起、傷などの欠陥が存在することがある。かかる欠陥はディスク媒体の表面形態に影響を与えるので、検出して特徴を表示する必要がある。ディスク表面形態の特徴の表示はますます重要になっている。なぜなら、ディジタル磁気記録密度を非常に高くするにはヘッド−媒体のフライハイト間隔を大幅に減らす必要があるからである。研究によると、ディスクの微小波打ち（micro-waviness）（これは０．０２ｍｍから１００ｍｍの範囲の波長の形態、と定義される）はヘッドとディスクの分離余裕（ディスク接触（滑り）なだれ、とも呼ぶ）に大きく寄与する。ディスク媒体の測定可能な特性から媒体の滑りなだれを予測するモデルが開発されている。このモデルの１つの構成要素はＨＭＳ＿Ｗｑ（ｒ．ｍ．ｓ．ヘッド−媒体間隔変調）であって、これはディスク表面の微小波打ちの測定値から計算する。ＨＭＳ＿Ｗｑを計算するには、カンデラ・プロフィロメータや、直角位相シフト干渉計（ＱＰＳＩ）や、レーザ・ドップラ振動計（ＬＤＶ）などの高解像度の表面プロフィロメータを用いて、ディスク上の所定の半径での円周表面形態を測定する。
【０００５】
測定信号をプロセッサに与えて、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて表面形態のスペクトルを分析する。微小波打ちの波長範囲全体にわたって表面形態パワー・スペクトル密度（ＰＳＤ）とエア・ベアリング伝達関数との積の積分を計算して、ＨＭＳ＿Ｗｑを決定する。したがってＨＭＳ＿Ｗｑの測定においては、正確で雑音のない表面形態測定値を得ることは非常に重要なステップである。これまでの観察によると、電気的原因のまたは望ましくない機械的振動が原因の雑音源によって、表面形態ＰＳＤスペクトルはすぐ汚染される。かかる汚染スペクトル成分の例を図１に示す。図に見られるように、かかる望ましくない周波数成分は１ＫＨｚから３ＭＨｚの範囲で変化する。表面形態ＰＳＤスペクトル内にかかる雑音源が存在すると、ＨＭＳ＿Ｗｑ測定値の再現性と信頼性とに悪い影響を与える可能性がある。問題は、使用する周波数帯内に雑音があるので、従来のフィルタリング技術を適用できないことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
表面形態ＰＳＤスペクトルから雑音を除去して正確なヘッド−媒体間隔変調測定値を得るための方法と装置が必要である。
かかるニーズは本発明の実施の形態により満たすことができる。本発明が提供するヘッド−媒体間隔変調（ＨＭＳ＿Ｗｑ）の測定方法は、ディスクの表面形態を測定するステップと、ディスクの測定された表面形態から累積スペクトル密度（ＰＳＤ）分布を生成するステップと、累積ＰＳＤ分布内の不連続点や階段を識別するステップと、累積ＰＳＤ分布内の不連続点や階段を除去するステップとを含む。
【０００７】
上に述べたニーズは本発明の別の実施の形態により満たすことができる。この実施の形態はＨＭＳ＿Ｗｑを測定する装置であって、ディスクの表面形態を測定する測定装置とプロセッサとを備える。本発明の実施の形態では、プロセッサは表面形態測定値に基づいて初期表面形態パワー・スペクトル密度（ＰＳＤ）スペクトルを決定し、初期ＰＳＤスペクトルから雑音を除去し、雑音を除去したＰＳＤスペクトルから表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．である
2004311012.tif 000003
を生成し、
2004311012.tif 000004
からＨＭＳ＿Ｗｑを計算する。
【０００８】
上に述べたニーズは本発明の更に別の実施の形態により満たすことができる。この実施の形態はディスクの表面形態を測定する装置であって、ディスク表面の表面形態測定値を得る測定装置と、雑音を除去したヘッド−媒体間隔変調（ＨＭＳ＿Ｗｑ）を決定する手段とを備える。
本発明の上述のまたはその他の特徴と形態と利点とは、添付の図面を参照して本発明の以下の詳細な説明を読めば明らかになる。
【実施例】
【０００９】
本発明は表面形態パワー・スペクトル密度スペクトル内の雑音源に起因するｒ．ｍ．ｓ．ヘッド−媒体間隔変調に関する問題を処理して解決する。本発明は、ヘッド−媒体間隔変調（ＨＭＳ＿Ｗｑ）を測定する方法と装置とを提供することによりこの問題を解決する。この方法は、ディスクの表面形態を測定し、この測定された表面形態から累積パワー・スペクトル密度（ＰＳＤ）分布を生成し、累積ＰＳＤ分布内の不連続点や階段を識別して除去することを含む。傾斜検出法を用いて不連続点や階段の始点と終点とを見つける。これから、パワー・スペクトル密度分布内の第１の階段高さを計算する。次に、累積ＰＳＤ分布のセグメントをこの階段高さだけ垂直に移動して、累積ＰＳＤ分布からこの階段を除去する。累積ＰＳＤ分布内の全ての階段を除去するまでこれを続ける。この雑音を除去した累積ＰＳＤ分布から、雑音を除去した後の表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．を決定する。
【００１０】
本発明は、異なる型の測定装置を用いる多くの異なる装置で実現することができる。例えば、本発明はカンデラ・プロフィロメータやレーザ・ドップラ振動計で表面形態を測定するのに適用することができる。説明の都合上、実施の形態の例として直角位相シフト干渉計について図５−６に関して説明する。しかし当業者が理解するように、本発明はハードディスク表面の表面形態を測定する他のプロフィロメータや装置に適用することができる。
【００１１】
図５は、本発明の１つまたは複数の形態に係る、干渉計装置５０の或る実施の形態の例示の部分の光学的概要である。理解されるように、干渉計装置５０（より特定すると、直角位相シフト干渉計４５）は２つの偏光プロセスを用いて、互いに位相をシフトした２つの独立の干渉信号を生成する。直角位相の２つの独立の信号を用いることにより位相の重なりを防ぐ。
【００１２】
更に図５において、レーザすなわちレーザ・ビーム源２０はレーザまたは他の光エネルギー・ビーム２１を放射する。レーザ２０は直線的に偏光されたレーザ・ビームを放射する。例えば、ヘリウム・ネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザを用いてよい。しかし理解されるように、本発明は他の波長の既知のレーザを用いてよい。レーザ・ビーム２１は直線的に偏光されたレーザ・ビームである。レーザ・ビーム２１は可変比ビーム・スプリッタ４９に入る。
【００１３】
可変比ビーム・スプリッタ４９は偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）２５と、半波板（ＨＷＰ）２２とを備える。半波板２２は回転可能である。半波板２２を回転させることにより、基準ビーム２６と対物ビーム２７の相対的強さすなわち振幅を調整することができる。半波板２２を用いて偏光ビーム・スプリッタ２５に対するレーザ・ビーム２１の偏光方向を回転させる。言いかえると、偏光ビーム・スプリッタがｓ偏光成分とｐ偏光成分とを受けるように偏光方向を調整する。レーザ・ビーム２１は半波板２２に入り、次に偏光ビーム・スプリッタ２５に入る。偏光ビーム・スプリッタ２５はｓ偏光成分とｐ偏光成分に従ってレーザ・ビーム２１を基準ビーム２６と対物すなわち測定ビーム２７とに分割する。本発明の１つの形態では基準ビーム２６と対物ビーム２７の強さを平衡させる。または、半波板２２を取り除いて、偏光の方向をレーザ２０の回転により制御してよい。
【００１４】
基準ビーム２６と対物ビーム２７とは互いに垂直にすなわち直交して偏光した偏光ビームである。したがって、基準ビーム２６はレーザ・ビーム２１のｓ偏光成分だけを含み、対物ビーム２７はｐ偏光成分だけを含んでよい。基準ビーム２６と対物ビーム２７とは交換可能である。
基準ビーム２６は四分の一波長板（ＱＷＰ）２８に入り、次にミラー３１に入る。基準ビーム２６は四分の一波長板２８の受動側に入る。基準ビーム２６はミラー３１の光反射面で反射して、点線で示す反射基準ビーム３０を生成する。簡単のために、反射後と再結合前のビームは点線で示す。
【００１５】
反射基準ビーム３０は四分の一波長板２８に入る。反射基準ビーム３０と反射対物ビーム３１とは後で結合するので、四分の一波長板２８と四分の一波長板２９とを用いてパワー損を減らす。四分の一波長板２８を通る直前の基準ビーム２６は直線偏光（すなわち、ｓ偏光）成分だけを含む。四分の一波長板２８を通った後は、基準ビーム２６の直線偏光成分は円偏光成分に変換される。四分の一波長板２８を通る直前の反射基準ビーム３０は円偏光成分だけを含む。四分の一波長板２８を通った後は、反射基準ビーム３０の円偏光成分は直線偏光（すなわち、ｐ偏光）成分に変換され、ｐ偏光成分を持つ反射基準ビームは偏光ビーム・スプリッタ２５をそのまま通って結合ビーム３３の一部を形成する。
【００１６】
対物ビーム２７は四分の一波長板２９の受動側に入り、次にレンズ４６に入る。レンズ４６は、ディスク媒体１０の表面３２の画像を消すために対物ビーム２７のスポット・サイズを小さくするのに用いる。スポット・サイズは検査のときの解像度を決定するので、スポット・サイズが小さいほど小さな欠陥を見つけることができる。レンズ４６からの集束対物ビーム２７は干渉計装置５０を出て、表面３２から反射して干渉計装置５０に戻り、レンズ４６に入って、集束する前とほぼ同じスポット・サイズに戻される。ディスク１０は移動する（例えば、回転する）標的である。反射対物ビーム３１はレンズ４６から四分の一波長板２９に入る。四分の一波長板２９を通る直前の対物ビーム２７はｐ偏光成分だけを含む。四分の一波長板２９を通った後は、対物ビーム２７は円偏光成分だけを含む。四分の一波長板２９を通る直前の反射対物ビーム３１は円偏光成分だけを含む。四分の一波長板２９を通った後は、反射対物ビーム３１はｓ偏光成分だけを含む。反射対物ビーム３１が元の入り口の逆の側から偏光ビーム・スプリッタ２５に入ると、偏光ビーム・スプリッタ２５により干渉ビーム２６とは逆の方向に直角に曲って結合ビーム３３の一部を形成する。
【００１７】
ここで、光路長４８と光路長４７との差はレーザ・ビーム・コヒーレンス長より小さい。また理解されるように、表面３２上に表面欠陥があると光路長４８がずれる。例えば、基準レベルに比べて、凹所があると対物ビーム２７も反射対物ビーム３１も光路長４８が長くなり、凸所があると光路長４８は短くなる。最大許容ずれはレンズ４６の焦点深さにより制限される。表面３２が動いていると、光路長４８は表面３２により変調される。光路長４８は表面３２の平面から外れた（より特定すると基準平面から外れた）動きにより変調される。
【００１８】
反射基準ビーム３０と反射対物ビーム３１とを偏光ビーム・スプリッタ２５で結合して結合ビーム３３を形成する。結合ビーム３３は反射基準ビーム部分と反射対物ビーム部分とを含み、これらの部分のそれぞれの偏光方向は直交している。言い換えると、結合ビーム３３内の反射基準ビーム部分と反射対物ビーム部分とは互いに干渉しない。
結合ビーム３３は偏光ビーム・スプリッタ２５から非偏光ビーム・スプリッタ３４（ＮＰＢＳ）に入る。非偏光ビーム・スプリッタ３４は結合ビーム３３を出力ビーム２３と出力ビーム２４とに振幅分割する。
【００１９】
出力ビーム２３と２４の一方は四分の一波長板に入る。図５に示す実施の形態では、出力ビーム２３が四分の一波長板３５に入る。四分の一波長板３５は出力ビーム２３の反射基準ビーム部分（すなわち成分）と反射対物ビーム部分との間に位相シフトを導入する。四分の一波長板３５は調整可能でよい。このように、例えば四分の一波長板３５を必要に応じて調整すれば、出力ビーム２３の反射基準ビーム成分と反射対物ビーム成分との間に目標の位相シフト（例えば、約９０度）を導入することができる。後で詳細に説明するが、互いに位相シフトした２つの波を用いるので、位相の重なりを防ぐことができる。上に述べたように、かかる位相シフトは直角出力を生成するのに用いる。しかし出力を平行にだけ見る場合は四分の一波長板３５を省いてよい。しかし、出力ビーム２３または出力ビーム２４の反射基準ビーム成分と反射対物ビーム成分とはやはり互いに直交偏光である。
【００２０】
偏光子３６は位相をシフトした出力ビーム２３を受け、その反射基準ビーム成分と反射対物ビーム成分とを、かかる成分の偏光の垂直軸と水平軸とに対して所定の（例えば、約４５度）方向に組み立てて、組立てビーム３８を生成する。上に述べたように、ＨＷＰ２２を用いてビームを平衡させるが、かかるビームが不平衡になった場合は所定の方向すなわち角度を選択して（すなわち調整して）干渉のコントラストを強化する。したがって、反射対物ビーム成分と反射基準ビーム成分とが不平衡の場合は別の角度を選択して、組立てビーム３８を組み立てるときに各成分の寄与を等しくすることによりコントラストを強化してよい。上に述べたような、表面欠陥またはその他の表面不揃いに起因する、または基準平面の選択に依存する名目表面条件から生じる、光路長４８のずれに応じて、組立てビーム３８は組立て反射基準ビーム成分と組立て反射対物ビーム成分との間に干渉を有してよい。
【００２１】
偏光子３７は出力ビーム２４を受け、その反射基準ビーム成分と反射対物ビーム成分とを、かかる成分の偏光の垂直軸と水平軸とに対して所定の（例えば、約４５度）方向に組み立てて、組立てビーム３９を生成する。上に述べたような、表面欠陥またはその他の表面不揃いに起因する、または名目表面条件から生じる、光路長４８のずれに応じて、組立てビーム３９は組立て反射基準ビーム成分と組立て反射対物ビーム成分との間に干渉を有してよい。
【００２２】
表面欠陥が存在してこれを検出したと仮定すると、組立てビーム３８と３９内の反射基準ビーム成分と反射対物ビーム成分とが干渉して、光路長４８の変調を表す移動縞を生成する。光の強さの時間的変化であるかかる移動縞は出力ビーム３８と３９内で平行に観測される。または、かかる移動縞は組立てビーム３８と３９内で平行にかつ直角位相で観測される。
【００２３】
組立てビーム３８と３９とは光検出器４０と４１とにそれぞれ入る。光検出器４０と４１とはフォトダイオード検出器でよい。検出器４０と４１とは組立てビーム３８と３９からの縞を捕らえるのに十分な速さで動作して時間的な光強さの変化に比例するそれぞれの電圧を信号４３と４４としてそれぞれ出力し、次に情報処理装置（ＩＰＳ）４２がディジタル信号処理をする。
【００２４】
図６は、本発明の１つまたは複数の形態に係る、光強さ電圧信号４３と４４とを受ける情報処理装置４２の１つの実施の形態の例示の一部分のブロック図を示す。情報処理装置は、プロセッサ５３、メモリ５４、入出力インターフェース５５、ディスプレイ装置５６を備える。情報処理装置４２はプログラムされたパーソナル・コンピュータ、またはディジタル・オッシロスコープ、または信号４３と４４の形の信号を処理する他の既知の装置でよい。
【００２５】
上記は、テスト点の半径でのディスクの円周表面形態測定値を得るための装置の一例を示したものである。直角位相シフト干渉計４５、特に図５と図６のプロフィロメータの使用は、本発明で用いてよいプロフィロメータの単なる一例である。本発明の範囲から逸れずに、カンデラ・プロフィロメータやレーザ・ドップラ振動計などの他の型のプロフィロメータを用いてよい。
【００２６】
本発明では表面形態ＰＳＤスペクトルから雑音を除去する。Ｆ（ｉ）は表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．で、表面形態の片側基準化自己パワー・スペクトル（single-sided scaled auto power spectrum）の出力の平方根から得られる。ただし、ｉ＝１，２，３，．．．，ｎで、ｎはパワー・スペクトル内の成分の数である。ｍからｋまでの周波数範囲の積分パワー密度Ｐ（ｋ）は次式を計算することにより得られる。
【数１】
2004311012.tif 000005
【００２７】
ｍ＝１，ｋ＝ｎ，ｎ−１，ｎ−２，．．．，１とすると、一連のＰ（ｋ）、すなわち累積パワー・スペクトル密度分布が生成される。図２はパワー・スペクトル密度分布Ｐ（ｋ）をプロットしたもので、図１に示すスペクトルＦ（ｉ）から計算した。図２から明らかなように、スペクトル内の雑音は曲線Ｐ（ｋ）に参照番号８０で示すような階段や不連続点を生成する。本発明では累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）内の不連続点や階段を識別して除去する。次に、この訂正された累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）から雑音のないスペクトルを再構築する。
【００２８】
図３で、本発明の方法では曲線Ｐ（ｋ）内の階段の始点と終点とを識別する。かかる始点と終点とは、例えば傾斜検出法を用いて見つける。図３に例として始点８２と終点８４とを示す。図３内の別の始点と終点とを累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）上の円で示す。
【００２９】
このように、累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）内に多数の階段が検出される。図３の右側の右からの第１階段を考えて、第１階段の高さを計算する。この計算は、始点８２と終点８４とについて検出された点の値に基づく。第１階段の高さを計算した後で、終点８４から累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）の左側の端までのＰ（ｋ）セグメントをこの階段高さだけ垂直に下方に移動してこの階段を除去する。次に第２階段の高さを計算し、Ｐ（ｋ）セグメントをまたこの階段高さだけ垂直に下方に移動してこの階段を除去する。累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）内の全ての階段を除去するまでこの動作を繰り返す。
【００３０】
累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）内の全ての階段を除去すると、関数
2004311012.tif 000006
が得られる。
2004311012.tif 000007
関数を図４に示す。
2004311012.tif 000008
から、雑音を除去した後の表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．である
2004311012.tif 000009
を次式で決定する。
【数２】
2004311012.tif 000010
【００３１】
雑音を除去した表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．を作る方法の例示の実施の形態の流れ図を図７に示す。ステップ９０で、ディスクの表面形態を測定して、図１に示す例示のプロットのような表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．であるＦ（ｉ）を得る。測定値は、多数の異なるプロフィロメータ（例えば、図５と図６のＱＰＳＩや、カンデラ・プロフィロメータや、レーザ・ドップラ振動計などの他のプロフィロメータ）で得てよい。
【００３２】
振幅ｒ．ｍ．ｓ．信号Ｆ（ｉ）から、前に説明した式１に従って計算して積分パワー密度Ｐ（ｋ）を得る。これをステップ９２に示す。前に説明したように、累積ＰＳＤ関数を表す例示の曲線Ｐ（ｋ）を図２に示す。
ステップ９４で、累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）内の不連続点や階段を識別する。累積ＰＳＤ関数Ｐ（ｋ）内の不連続点や階段の始点と終点とを見つけるのに傾斜検出法を用いてよい。
【００３３】
始点と終点とが見つかって、ステップ９４で不連続点や階段を識別すると、ステップ９６で階段の階段高さを計算する。アルゴリズムの第１回目に、ステップ９６で第１階段の高さを計算する。その後の処理ループで、種々の階段の高さを計算する。
ステップ９８で、Ｐ（ｋ）セグメントを階段高さだけ垂直に下方に移動して階段を除去する。移動させるＰ（ｋ）セグメントは階段の終点から左側の端までである。
【００３４】
ステップ１００で、ステップ９４で識別した階段がまだ他に存在するかどうか判定する。存在する場合は、ステップ１０２でループして次のステップに移って、ステップ９６で次の階段の階段高さを計算する。ステップ１００で、識別した階段がもう他にないと判定した場合は、雑音を除去した累積ＰＳＤ関数
2004311012.tif 000011
から、雑音を除去した後の表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．である
2004311012.tif 000012
を計算する。
2004311012.tif 000013
を計算するのに用いる式は、例えば式２である。
【００３５】
図７で上に述べた雑音除去法は特定の条件が満たされているかどうかに依存する。この条件とは、ディスクの表面形態がランダム・プロセスで作られ、したがって累積ＰＳＤ曲線Ｐ（ｋ）に本質的に階段または不連続点がないことである。
【００３６】
本発明について詳細に説明し図示したが、理解すべきことは、これは単なる図示と例示であって制限するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲だけにより制限されるということである。
【００３７】
（関連出願）
本出願は２００３年４月１日出願の暫定出願番号第６０／４５９，７６１号に対して優先権を主張し、前記暫定出願の全ての開示をここに援用する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ディスク表面形態の例示の信号と例示の測定値についての、ヘッド−媒体間隔ＨＭＳ（ｒ．ｍ．ｓ．）に対するｘ軸上の周波数信号のプロット。
【図２】本発明の実施の形態に従って計算された積分パワー密度Ｐ（ｋ）に対する図１の周波数のプロット。
【図３】本発明の実施の形態に係る雑音のある積分パワー密度Ｐ（ｋ）に対する図１の周波数のプロット。
【図４】本発明の実施の形態に係る、信号から雑音を除去した後の表面形態の振幅ｒ．ｍ．ｓ．。
【図５】本発明に用いてよいＱＰＳＩ検出器の或る例示の実施の形態。
【図６】本発明の１つまたは複数の形態に係る、光強さ電圧信号を受ける情報処理装置の或る実施の形態の例示の一部のブロック図。
【図７】本発明の実施の形態に係る、ＨＭＳ＿Ｗｑを決定する方法の或る例示の実施の形態の流れ図。
【符号の説明】
【００３９】
９０  ディスク表面形態の測定
９２  累積ＰＳＤ分布の生成
９４  不連続点や階段の識別
９８  訂正ＰＳＤ分布の生成
【図１】
2004311012.tif 000028
【図２】
2004311012.tif 000029
【図３】
2004311012.tif 000030
【図４】
2004311012.tif 000031
【図５】
2004311012.tif 000032
【図６】
2004311012.tif 000033
【図７】
2004311012.tif 000034