(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってデータ再生が可能なデータフォーマットであって、
前記データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを有し、
前記トラックごとに、データと、このデータを再生する制御のために必要なプリアンブルとが記録され、
前記プリアンブルは、前記再生ヘッドによって再生された信号のゲインを制御するために必要なゲイン制御パターンと、前記再生装置が同期検出を行うために必要な同期パターンと、該ゲイン制御パターン及び該同期パターンより前記トラックの進行する方向側に配置され、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンと、を含み、
再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、互いに隣り合う前記トラックにおける前記プリアンブルの、前記ゲイン制御パターン、前記同期パターン及び前記分離パターンは、いずれも前記トラックの進行する方向においてずれた位置に配置されている
データフォーマット。
【請求項２】
複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってテータ再生が可能な記録媒体であって、
前記データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを有し、
前記トラックごとに、データと、このデータを再生する制御のために必要なプリアンブルとが記録され、
前記プリアンブルは、前記再生ヘッドによって再生された信号のゲインを制御するために必要なゲイン制御パターンと、前記再生装置が同期検出を行うために必要な同期パターンと、該ゲイン制御パターン及び該同期パターンより前記トラックの進行する方向側に配置され、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンと、を含み、
再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、互いに隣り合う前記トラックにおける前記プリアンブルの、前記ゲイン制御パターン、前記同期パターン及び前記分離パターンが、いずれも前記トラックの進行する方向においてずれた位置に配置されている
記録媒体。
【請求項３】
複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってデータ再生が可能となるように、記録媒体に、記録ヘッドにより、データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを記録する装置であって、
前記トラックごとに記録すべきデータを符号化する記録符号化部と、
前記記録符号化部により符号化された前記トラックごとの前記データにそれぞれ、再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの、前記再生ヘッドによって再生された信号のゲインを制御するために必要なゲイン制御パターンと、前記再生装置が同期検出を行うために必要な同期パターンと、該ゲイン制御パターン及び該同期パターンより前記トラックの進行する方向側に配置され、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンと、を含むプリアンブルが同時に再生されないように、互いに隣り合う前記トラックにおける前記プリアンブルの、前記ゲイン制御パターン、前記同期パターン及び前記分離パターンが、いずれも前記トラックの進行する方向においてずれた位置関係で、前記プリアンブルを付加する独立プリアンブル付加部と、
前記トラックごとの前記プリアンブルが付加されたデータを、前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するための処理を行うマルチトラック記録部と
を具備する記録装置。
【請求項４】
複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってデータ再生が可能となるように、記録媒体に、記録ヘッドにより、データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを記録する方法であって、
前記トラックごとに記録すべきデータを符号化するステップと、
前記符号化された前記トラックごとの前記データにそれぞれ、再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの、前記再生ヘッドによって再生された信号のゲインを制御するために必要なゲイン制御パターンと、前記再生装置が同期検出を行うために必要な同期パターンと、該ゲイン制御パターン及び該同期パターンより前記トラックの進行する方向側に配置され、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンと、を含むプリアンブルが同時に再生されないように、互いに隣り合う前記トラックにおける前記プリアンブルの、前記ゲイン制御パターン、前記同期パターン及び前記分離パターンが、いずれも前記トラックの進行する方向においてずれた位置関係で、前記プリアンブルを付加するプリアンブルを付加するステップと、
前記トラックごとの前記プリアンブルが付加されたデータを、前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するステップと、
を具備する記録方法。
【請求項５】
複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってテータ再生が可能な記録媒体であって、前記データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、このデータを再生する制御のために必要なプリアンブルとが記録され、前記プリアンブルは、前記再生ヘッドによって再生された信号のゲインを制御するために必要なゲイン制御パターンと、前記再生装置が同期検出を行うために必要な同期パターンと、該ゲイン制御パターン及び該同期パターンより前記トラックの進行する方向側に配置され、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンと、を含み、再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、互いに隣り合う前記トラックにおける前記プリアンブルの、前記ゲイン制御パターン、前記同期パターン及び前記分離パターンが、いずれも前記トラックの進行する方向においてずれた位置に配置されている記録媒体から前記データを再生する装置であって、
前記ゲイン制御パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドの再生信号に対するゲインを演算して、この再生ヘッドの再生信号のレベルを制御する再生信号ゲイン制御処理部を有する再生装置。
【請求項６】
請求項５に記載の再生装置であって、
前記ユニット内の各トラックに対してそれぞれ異なる位置関係で信号を再生可能なように前記再生ヘッドを複数備え、
前記再生信号ゲイン制御処理部は、
前記各再生ヘッドごとの前記プリアンブルの再生信号をもとに、前記各再生ヘッドごとの再生信号に対するゲインを演算して、前記各再生ヘッドごとの再生信号のレベルを制御する再生装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の再生装置であって、
前記ユニット内の各トラックに対してそれぞれ異なる位置関係で前記ユニットをスキャン再生可能なように前記再生ヘッドがトラック幅方向に移動可能に設けられ、
各スキャンごとの前記再生ヘッドの前記プリアンブルの再生信号をもとに、前記各スキャンごとの再生信号に対するゲインを演算して前記各スキャンごとの再生信号のレベルを制御する再生装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載の再生装置であって、
前記ユニットごとの前記分離パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するチャネル推定演算部と、
前記チャネル推定演算部によって求められた前記チャネル行列をもとに、前記再生ヘッドによって再生され、前記再生信号ゲイン制御処理部にてレベルが制御された１ユニット分の再生信号から、前記トラックごとの再生信号を分離する信号分離演算部と
をさらに具備する再生装置。
【請求項９】
データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、このデータを再生する制御のために必要なプリアンブルとが記録され、前記プリアンブルは、前記再生ヘッドによって再生された信号のゲインを制御するために必要なゲイン制御パターンと、前記再生装置が同期検出を行うために必要な同期パターンと、該ゲイン制御パターン及び該同期パターンより前記トラックの進行する方向側に配置され、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンと、を含み、再生時に複数のトラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、互いに隣り合う前記トラックにおける前記プリアンブルの、前記ゲイン制御パターン、前記同期パターン及び前記分離パターンが、いずれも前記トラックの進行する方向においてずれた位置に記録された記録媒体から前記データを再生する方法であって、
前記ゲイン制御パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドの再生信号に対するゲインを演算して、この再生ヘッドの再生信号のレベルを制御する再生方法。
【請求項１０】
複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置と、この再生装置によってデータ再生が可能となるように、記録媒体に、記録ヘッドにより、データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを記録する記録装置とを有する記録再生装置であって、
前記記録装置は、
前記トラックごとに記録すべきデータを符号化する記録符号化部と、
前記記録符号化部により符号化された前記トラックごとの前記データにそれぞれ、再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの、前記再生ヘッドによって再生された信号のゲインを制御するために必要なゲイン制御パターンと、前記再生装置が同期検出を行うために必要な同期パターンと、該ゲイン制御パターン及び該同期パターンより前記トラックの進行する方向側に配置され、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンと、を含むプリアンブルが同時に再生されないように、互いに隣り合う前記トラックにおける前記プリアンブルの、前記ゲイン制御パターン、前記同期パターン及び前記分離パターンが、いずれも前記トラックの進行する方向においてずれた位置関係で、前記プリアンブルを付加する独立プリアンブル付加部と、
前記トラックごとの前記プリアンブルが付加されたデータを、前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するための処理を行うマルチトラック記録部とを具備し、
前記再生装置は、
前記ゲイン制御パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドの再生信号に対するゲインを演算して、この再生ヘッドの再生信号のレベルを制御する再生信号ゲイン制御処理部を具備する、
記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってデータ再生が可能なデータフォーマット、記録媒体、記録装置、記録方法、再生装置、再生方法、及び記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ヘッドにおいては、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、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。）に適した磁気ヘッドが採用されるようになってきている。一般的には、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】
磁気テープ記録再生装置においては、狭幅化に伴い、サーボが困難になる対策案として、所謂ノントラッキング・システムが提唱され、実用化に至っている（たとえば特許文献１−５など）。このノントラッキング方式は、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、識別のために、ブロックに分けてデータを記録することによって、目的のトラックを１回のトレース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トラック以内のトラック制御に対して、４倍以上のマージンが許容されるようになる。
【０００４】
また、ノントラッキング技術は、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】
ところで、磁気記録メディアの基板に、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。それを回避するために、ガードバンドやダブルアジマス記録を行い、また再生ヘッドからは１つのトラックからの信号のみを拾うように工夫されてきた。
【０００７】
しかし、さらに高トラック密度化を行う場合においては、先ずガードバンドの設置はその妨げとなる。また、再生時において隣接するトラックからの干渉を少なくすることができるダブルアジマス記録は、狭幅化した場合その効果は減少してしまう。
【０００８】
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つのトラックに対してだけであり、同一時間に複数のトラックを再生するということは行っていなかった。
【０００９】
また、ノントラッキング方式で高トラック密度化に対応しようとした際に、対象トラックの隣接するトラックからの信号を拾うことによってノイズが混入するようになるため、トラックの狭幅化対応が限界になってきている。
【００１０】
磁気ヘッド装置の背景技術としてこのほか、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）。
【００１１】
これらの公知技術は、再生ヘッド幅をトラックの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、たとえばＳＮ比の確保の点で不利であり、更なる高密度記録化には必ずしも向いていなかった。
【００１２】
ＭＩＭＯ（Multi-Input/Multi-Output）技術は、無線通信に用いられるものとして広く知られている（たとえば特許文献１０など）。
【００１３】
また、ＭＩＭＯに関する技術を磁気記録に使用する技術も知られている（たとえば非特許文献１など）。しかし、たとえば記録したトラックよりも広幅の再生ヘッドを使用する場合など、実用化に際して発生する課題が解決されていなかった。
【００１４】
本発明においては、ＭＩＭＯを使用した磁気記録方法としては前項で紹介した論文をもって実現しえなかった、磁気記録再生方法へのＭＩＭＯ技術の実用化を実現するにあたり、公知技術からは予見しえなかった技術内容を明らかにするものである。
【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
【特許文献１０】特許３６６４９９３号公報
【非特許文献１】論文IEEE Trans.Mag.Vol.30.No.6 Nov.1994 5100ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように従来の磁気記録再生方式では、記録密度を高めるに磁気記録メディアでのトラック幅を狭くする方法が採用されてきた。しかし、このまま高記録密度を追い求めてトラック幅を狭くしていくと、再生時にトラックを追いきれなくなるという問題が生じる。そこで、トラックに対する再生ヘッドの位置が多少とも外れていても、そのトラックから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ている。しかしながら、ノントラッキング方式で適切に再生信号を得るためには、再生ヘッドの設定に厳しい制約が伴う。この面からトラック幅の狭小化による高記録密度化には限界があった。
【００１６】
そこで、本発明者らは、磁気記録メディアに記録ヘッドにより、データ検出のための信号処理の一単位である複数のトラックを記録し、磁気記録メディアの複数のトラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、複数のトラックに対する信号を、複数のトラックに対して異なる位置関係で複数再生し、これら再生信号を一単位にまとめ、信号処理を行うことで、トラックごとの再生信号を生成するという方式を提案した。これによると、再生ヘッドの幅を決める制約が軽減し、トラック幅の狭小化、高記録密度化が可能である。
【００１７】
図２１は、上記の磁気記録再生方式を採用した記録装置８００の構成を示す図である。
【００１８】
同図に示すように、この記録装置８００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【００１９】
マルチトラック化部１１０は、マルチトラック化のために記録データ１を記録ヘッドアレイ１５０に設けられた記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）分のデータに振り分けるデータ分配器１１１で構成される。
【００２０】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【００２１】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、トラックごとに特定のプリアンブルを付加するＭ個のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【００２２】
マルチトラック記録部１４０は、プリアンブルが付加された各トラックの記録符号列を記録媒体に記録する手段であり、より詳細には、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与えるＭ個の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３と、記録補償処理を行うＭ個の記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３と、記録補償処理後の記録符号列をもとに個々の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を駆動するＭ個の記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３とで構成される。
【００２３】
図２２は、この記録装置８００によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。この記録装置１００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）のデータ、すなわちユニットを構成するトラック数分のデータに分配される（ステップＳ８０１）。
【００２４】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ８０２）。
【００２５】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、マルチトラックプリアンブル付加部１３０のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３にて、ユニット単位のデータを再生する制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ８０３）。
【００２６】
ここで、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置とは、連続して記録符号列が記録再生されることを考慮して決められた位置である。また、プリアンブルとしては、例えば、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンなどがある。ここで、１ユニット分の複数のトラックとは、データを再生するための信号処理の一単位を構成する複数のトラックである。同期パターンはトラックごとの分離パターンやデータの開始位置を特定するための情報としても用いられる。これらのパターンは、マルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で生成される符号列の規則を考慮して作成されたものである。
【００２７】
それぞれのトラックごとの記録符号列は、マルチトラック記録部１４０の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３にて所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施される。
【００２８】
この後、トラックごとの記録符号列は、記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３において電圧から電流に変換されて記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３に送られ、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ８０４）。
【００２９】
次に、上記の磁気記録再生方式を採用した再生装置について説明する。
【００３０】
図２３は上記の磁気記録再生方式を採用した再生装置９００の構成を示す図である。
【００３１】
同図に示すように、この再生装置９００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離部２３０、マルチトラック復調部２４０、及び復元部２６０を備える。
【００３２】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出すＮ（Ｎ＝３）個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３を有する。それぞれの再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３は、磁気記録メディア２上で隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なように、そのヘッド幅及び配置が決められている。
【００３３】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載されたＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された信号を増幅するＮ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３と、Ｎ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御するゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３と、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化するＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３とを備える。
【００３４】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の直前には必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。
【００３５】
また、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の前段ではなく後段に配置されてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。
【００３６】
信号分離部２３０は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力から同期パターンの検出を行う同期信号検出器２３１と、同期信号検出器２３１によって検出された同期信号をもとに分離パターンの開始位置を特定して、その分離パターンを用いてチャネル推定演算および信号分離演算を行うことによって、複数の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によってそれぞれ再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する信号分離処理部２３６とを備える。
【００３７】
マルチトラック復調部２４０は、信号分離処理部２３６にて分離されたトラックごとの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期パターンを検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。
【００３８】
復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【００３９】
図２４は、この再生装置９００のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。この再生装置９００では、まず、それぞれ隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって、磁気記録メディア２の１ユニット分の複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ９０１）。
【００４０】
次に、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３にて、各再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが調整された後、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力はＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ９０２）。
【００４１】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力ごとに、プリアンブル内の分離パターンの開始位置などを知るための同期パターンの検出を行う（ステップＳ９０３）。
【００４２】
次に、信号分離処理部２３６は、同期信号検出器２３１によって検出された同期信号をもとに分離パターンの開始位置を特定して、その分離パターンを用いてチャネル推定演算によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求めた後（ステップＳ９０４）、このチャネル行列をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号を分離する（ステップＳ９０５）。
【００４３】
この後は、トラックごとの再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ９０６）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ９０７）。
【００４４】
ところで、上記の磁気記録再生方式を採用する場合における、より安定した再生信号を得るための技術的課題として、例えば、各トラックに記録された信号の位相が合っていない場合の再生信号の品質の低下があった。
【００４５】
すなわち、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合、複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドによって各トラックのプリアンブルを再生しているとき、各トラックの再生信号がお互いを打ち消し合って再生信号のレベルが低下する場合が考えられる。プリアンブルには、データの再生制御のために必要な情報として、再生信号のゲインを制御するためのゲイン制御パターンや、同期検出のための同期パターンなどが含まれており、これらのパターンの再生信号の品質が低下することによって、ゲイン制御及び同期検出を良好に行うことが困難になる、という問題があった。
【００４６】
本発明は、かかる事情を鑑み、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、プリアンブルを良好に再生することができ、データ再生を良好に行うことのできるデータフォーマット、記録媒体、記録装置、記録方法、再生装置、再生方法、及び記録再生装置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】
【００４７】
上記の課題を解決するために、本発明のデータフォーマットは、複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってデータ再生が可能なデータフォーマットであって、前記データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、このデータを再生する制御のために必要なプリアンブルとが記録され、再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、前記各トラックの前記プリアンブルの前記トラックの進行する方向における位置が設定されていることを特徴とする。
【００４８】
この発明によれば、複数のトラックのプリアンブルが再生ヘッドによって同時に再生されることがないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、複数のトラックのプリアンブルの再生信号がお互いを打ち消し合うことがなく、プリアンブルを安定して再生することができ、データ再生を良好に行うことができる。
【００４９】
また、本発明において、前記各トラックの前記プリアンブルは、他のトラックのうち少なくとも隣のトラックの前記プリアンブルに対して、前記トラックの進行する方向においてずれた位置に配置されている。これにより、隣接する複数のトラックのプリアンブルが再生ヘッドによって同時に再生されることがないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、隣接するトラックのプリアンブルの再生信号がお互いを打ち消し合うことがなく、データ再生を良好に行うことができる。
【００５０】
前記プリアンブルは、前記再生装置が前記再生ヘッドによって再生された信号のゲインを制御するために必要なゲイン制御パターンを含むこととする。これにより、複数のトラックに記録されたゲイン制御パターンが１つの再生ヘッドによって同時に再生されることがないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、ゲイン制御パターンを安定して再生することができ、ゲイン制御を良好に行うことができ、データ再生を良好に行うことができる。
【００５１】
前記プリアンブルは、前記再生装置が同期検出を行うために必要な同期パターンを含むこととする。これにより、複数のトラックに記録された同期パターンが１つの再生ヘッドによって同時に再生されることがないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、同期パターンを安定して再生することができ、同期検出を良好に行うことができ、データ再生を良好に行うことができる。
【００５２】
前記プリアンブルは、前記再生装置が前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンを含むこととする。これにより、複数のトラックに記録された分離パターンが１つの再生ヘッドによって同時に再生されることがないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、分離パターンを安定して再生することができ、ユニット単位の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する処理を良好に行うことができ、データ再生を良好に行うことができる。
【００５３】
本発明の別の観点に基づく記録媒体は、複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってテータ再生が可能な記録媒体であって、前記データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、このデータを再生する制御のために必要なプリアンブルとが記録され、再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、前記各トラックの前記プリアンブルは、他のトラックのうち少なくとも隣のトラックの前記プリアンブルに対して、前記トラックの進行する方向においてずれた位置に記録されていることを特徴とする。
【００５４】
この発明によれば、再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、複数のトラックのプリアンブルの再生信号がお互いを打ち消し合うことがなく、プリアンブルを安定して再生することができ、データ再生を良好に行うことができる。
【００５５】
本発明の別の観点に基づく記録装置は、複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってデータ再生が可能となるように、記録媒体に、記録ヘッドにより、データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを記録する装置であって、前記トラックごとに記録すべきデータを符号化する記録符号化部と、前記記録符号化部により符号化された前記トラックごとの前記データにそれぞれ、再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係で、前記データを再生する制御のために必要なプリアンブルを付加する独立プリアンブル付加部と、前記トラックごとの前記プリアンブルが付加されたデータを、前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するための処理を行うマルチトラック記録部とを具備する。
【００５６】
この発明によれば、再生時に再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係でプリアンブルを付加することにしたので、記録媒体の再生時に、再生装置の再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でもデータ再生を良好に行うことができる。
【００５７】
本発明の別の観点に基づく記録方法は、複数のトラックに跨って信号を再生可能な再生ヘッドを有する再生装置によってデータ再生が可能となるように、記録媒体に、記録ヘッドにより、データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを記録する方法であって、前記トラックごとに記録すべきデータを符号化するステップと、前記符号化された前記トラックごとの前記データにそれぞれ、再生時に前記再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係で、前記データを再生する制御のために必要なプリアンブルを付加するステップと、前記トラックごとの前記プリアンブルが付加されたデータを、前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するステップとを具備する。
【００５８】
この発明によれば、再生時に再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係でプリアンブルを付加することにしたので、記録媒体の再生時に、再生装置の再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、複数のトラックのプリアンブルの再生信号がお互いを打ち消し合うことがなく、プリアンブルを安定して再生することができ、データ再生を良好に行うことができる。
【００５９】
本発明の別の観点に基づく再生装置は、データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、このデータを再生する制御のために必要なゲイン制御パターンを含むプリアンブルとが記録され、再生時に複数のトラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、前記各トラックの前記プリアンブルは、他のトラックのうち少なくとも隣のトラックの前記プリアンブルに対して、前記トラックの進行する方向においてずれた位置に記録された記録媒体から前記データを再生する装置であって、前記ゲイン制御パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドの再生信号に対するゲインを演算して、この再生ヘッドの再生信号のレベルを制御する再生信号ゲイン制御処理部を有する。
【００６０】
本発明によれば、複数のトラックに記録されたゲイン制御パターンが１つの再生ヘッドによって同時に再生されることがないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、ゲイン制御パターンを安定して再生することができ、ゲイン制御を良好に行うことができ、データ再生を良好に行うことができる。
【００６１】
また、本発明の再生装置は、前記ユニット内の各トラックに対してそれぞれ異なる位置関係で信号を再生可能なように前記再生ヘッドを複数備え、前記再生信号ゲイン制御処理部は、前記各再生ヘッドごとの前記プリアンブルの再生信号をもとに、前記各再生ヘッドごとの再生信号に対するゲインを演算して、前記各再生ヘッドごとの再生信号のレベルを制御することとしてもよい。
【００６２】
また、本発明の再生装置において、前記ユニット内の各トラックに対してそれぞれ異なる位置関係で前記ユニットをスキャン再生可能なように前記再生ヘッドがトラック幅方向に移動可能に設けられ、各スキャンごとの前記再生ヘッドの前記プリアンブルの再生信号をもとに、前記各スキャンごとの再生信号に対するゲインを演算して前記各スキャンごとの再生信号のレベルを制御することとしてもよい。
【００６３】
さらに、本発明の再生装置において、前記プリアンブルは、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要な分離パターンを有し、前記ユニットごとの前記分離パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するチャネル推定演算部と、前記チャネル推定演算部によって求められた前記チャネル行列をもとに、前記再生ヘッドによって再生され、前記再生信号ゲイン制御処理部にてレベルが制御された１ユニット分の再生信号から、前記トラックごとの再生信号を分離する信号分離演算部とをさらに具備することとしてもよい。
【００６４】
この発明によれば、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、各トラックの分離パターンの情報を良好に検出できることから、チャネル推定演算部によるチャネル行列の演算を良好に行うことができるとともに、再生信号に対するゲイン制御も安定して行うことができるので、信号分離演算部による信号分離も良好に行うことができ、良好なデータ再生を実現することができる。
【００６５】
本発明の別の観点に基づく再生方法は、データ再生のための信号処理の一単位であるユニットを構成する複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、このデータを再生する制御のために必要なプリアンブルとが記録され、再生時に複数のトラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドによって複数の前記トラックの前記プリアンブルが同時に再生されないように、前記各トラックの前記プリアンブルは、他のトラックのうち少なくとも隣のトラックの前記プリアンブルに対して、前記トラックの進行する方向においてずれた位置に記録された記録媒体から前記データを再生する方法であって、前記ゲイン制御パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドの再生信号に対するゲインを演算して、この再生ヘッドの再生信号のレベルを制御することを特徴とする。
【００６６】
本発明によれば、複数のトラックに記録されたゲイン制御パターンが１つの再生ヘッドによって同時に再生されることがないため、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、ゲイン制御パターンを安定して再生することができ、ゲイン制御を良好に行うことができ、データ再生を良好に行うことができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、プリアンブルの情報を安定して再生することができ、データ再生を良好に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００６９】
（第１の実施形態）
【００７０】
本発明の第１の実施形態として、マルチヘッドを用いた磁気記録再生方式における記録装置と再生装置について説明する。記録ヘッドの数をＭ、再生ヘッドの数をＮとし、この実施形態では、Ｍ＝３、Ｎ＝３とする。
【００７１】
図１は、本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置１００の構成を示す図である。
【００７２】
同図に示すように、この記録装置１００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【００７３】
マルチトラック化部１１０は、マルチトラック化のために記録データ１を記録ヘッドアレイ１５０に設けられた記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）分のデータに振り分けるデータ分配器１１１で構成される。
【００７４】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【００７５】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、再生時に再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係でプリアンブルを付加するＭ個の独立プリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【００７６】
マルチトラック記録部１４０は、プリアンブルが付加された各トラックの記録符号列を記録媒体に記録する手段であり、より詳細には、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与えるＭ個の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３と、記録補償処理を行うＭ個の記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３と、記録補償処理後の記録符号列をもとに個々の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を駆動するＭ個の記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３とで構成される。
【００７７】
図２は、この記録装置１００によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。この記録装置１００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）のデータ、すなわちユニットを構成するトラック数分のデータに分配される（ステップＳ１０１）。
【００７８】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ１０２）。
【００７９】
次に、マルチトラックプリアンブル付加部１３０の独立プリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３により、記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３によって符号化されたそれぞれの記録データに、再生時に再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係で、データ再生の制御のために必要なプリアンブルが付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ１０３）。
【００８０】
ここで、データを再生する制御のために必要なパターンとしては、例えば、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などのための同期検出に用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンなどがある。１ユニット分の複数のトラックとは、データ再生のための信号処理の一単位を構成する複数のトラックである。同期パターンはトラックごとの分離パターンやデータの開始位置を特定するための情報としても用いられる。これらのパターンは、マルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で生成される符号列の規則を考慮して作成されたものである。
【００８１】
それぞれのトラックごとの記録符号列は、マルチトラック記録部１４０の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３にて所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施される。
【００８２】
この後、トラックごとの記録符号列は、記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３において電圧から電流に変換されて記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３に送られ、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ１０４）。
【００８３】
次に、本発明の一実施形態である磁気記録再生装置における再生装置について説明する。
【００８４】
図３は本発明の一実施形態である磁気記録再生装置における再生装置２００の構成を示す図である。
【００８５】
同図に示すように、再生装置２００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離処理部２３０、マルチトラック復調部２４０、復元部２６０を備える。
【００８６】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出すＮ（Ｎ＝３）個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３を有する。それぞれの再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３は、磁気記録メディア２上で隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なように、そのヘッド幅及び配置が決められている。
【００８７】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載されたＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された信号を増幅するＮ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３と、Ｎ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御するゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３と、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化するＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３とを備える。
【００８８】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の直前に、必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。
【００８９】
また、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の前段ではなく後段に配置されてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。
【００９０】
信号分離処理部２３０は、独立同期信号検出器２３１、再生信号ゲイン制御処理部２３２、チャネル推定演算部２３３、及び信号分離演算部２３４を有している。
【００９１】
独立同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力から同期パターンの検出を行う。
【００９２】
再生信号ゲイン制御処理部２３２は、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとのプリアンブル内のゲイン制御パターンの再生信号をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号に対するゲインを演算して、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号のレベルを制御する。
【００９３】
チャネル推定演算部２３３は、独立同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定して、再生信号ゲイン制御処理部２３２によってレベル制御がされた分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行い、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算する。
【００９４】
信号分離演算部２３４は、チャネル推定演算部２３３によって求められたチャネル行列の逆行列を演算し、この逆行列をもとに、再生信号ゲイン制御処理部２３２より入力された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する処理を行う。
【００９５】
なお、信号分離処理部２３０は、処理を行うために必要な情報を記憶する図示しない記憶部を持っている。信号分離処理部２３０は、この記憶部に、例えば、プリアンブルとデータからなる所定のユニット分の情報を記憶して処理を行う。
【００９６】
マルチトラック復調部２４０は、図４に示すように、信号分離演算部２３４にて分離された各トラックごとの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期信号を検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。なお、マルチトラック復調部２４０は、上記の処理を行うために必要なデータ等の情報を記憶する、図示しない記憶部を有している。
【００９７】
図３に戻って、復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【００９８】
図５は、この再生装置２００のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。この再生装置２００では、まず、それぞれ隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって、磁気記録メディア２の１ユニット分の複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ２０１）。
【００９９】
次に、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３にて、各再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが調整された後、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力はＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３にてディジタル値に変換されて独立同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ２０２）。
【０１００】
次に、独立同期信号検出器２３１により、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力ごとに、プリアンブル内の分離パターンの開始位置などを知るための同期パターンの検出が行われる（ステップＳ２０３）。
【０１０１】
次に、再生信号ゲイン制御処理部２３２にて、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとのプリアンブル内のゲイン制御パターンの再生信号をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号に対するゲインを演算して、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号のレベルを制御する（ステップＳ２０４）。
【０１０２】
次に、チャネル推定演算部２３３は、独立同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに各再生信号に配置されている分離パターンの開始位置を特定し、再生信号ゲイン制御処理部２３２によってレベル制御がされた分離パターンの再生信号をもとに、所定のチャネル推定演算によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求める（ステップＳ２０５）。
【０１０３】
次に、信号分離演算部２３４にて、チャネル推定演算部２３３によって得られたチャネル行列の逆行列を演算し、この逆行列をもとに、再生信号ゲイン制御処理部２３２より出力された１ユニット分の再生信号から、トラックごとの再生信号を分離する処理が行われる（ステップＳ２０６）。
【０１０４】
この後は、トラックごとに分離された再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ２０７）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ２０８）。
【０１０５】
図６は、上記の本実施形態の記録装置１００によって記録が行われた磁気記録メディア２上のデータフォーマットの概念図である。
【０１０６】
Ｍ個の記録ヘッドによって磁気記録メディア２に記録された、Ｍ個のトラックをまとめた一単位を「ユニット」と呼ぶことにする。図６において、トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３はそれぞれ、記録装置（たとえば記録装置１００）のＭ（ここではＭ＝３）個の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録されたトラックである。これらのトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３のまとまりがユニット５１である。それぞれのユニット５１間にはガードバンド５２と呼ばれる、何も記録されていない領域が確保されている。このガードバンド５２の目的は、隣のユニットのトラックが再生されないようにすることにある。
【０１０７】
トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３にはそれぞれ、プリアンブル２１とデータ２２が記録されている。プリアンブル２１は、前述したように、データ２２を再生する制御のために必要な情報として、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などのための同期検出に用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンを含むものである。
【０１０８】
図７は、本発明が解決しようとする課題を説明するための、一般的なプリアンブル２１の構成を示す図である。
【０１０９】
同図に示すように、この一般的なプリアンブル２１は、ゲイン制御パターン２３、同期パターン２４、及び分離パターン２５で構成されている。トラック＃１，＃２，＃３上では、先頭より、ゲイン制御パターン２３、同期パターン２４、分離パターン２５の順に配置される。分離パターン２５の後にはデータ２２が配置される。各トラック＃１，＃２，＃３のゲイン制御パターン２３と同期パターン２４は、トラックの進行する方向において同じ位置に配置されている。
【０１１０】
各トラック＃１，＃２，＃３の分離パターン２５−１，２５−２，２５−３は、互いに位置が重ならないように配置されている。すなわち、トラック＃１の分離パターン２５−１はＴ１区間に、トラック＃２の分離パターン２５−２はＴ２区間に、トラック＃３の分離パターン２５−３はＴ３区間にそれぞれ記録されている。これにより分離パターンの種類は、トラック数に対応する３種類となる。隣り合うトラックの分離パターン２５−１，２５−２，２５−３どうしの間にはマージンのための所定の時間分の隙間３４が設けられている。
【０１１１】
なお、分離パターン２５−１，２５−２，２５−３は、最小記録波長と同等か、あるいはそれ以上の所定の記録波長で記録されたものである。
【０１１２】
このようなプリアンブル２１が、図３に示した再生装置２００において処理されることを想定した場合、ゲイン制御パターン２３は、再生時に、再生装置２００の中のゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３による再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３のゲイン制御のための学習信号として使用されるとともに、再生信号ゲイン制御処理部２３２において再生信号に対するゲインの制御に用いられる。同期パターン２４は、独立同期信号検出器２３１によってビット同期処理のための同期検出のために使用されるとともに、分離パターン２５の開始位置及びデータ２２の開始位置を知るための情報として使用される。そして分離パターン２５−１，２５−２，２５−３は、再生時に複数の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラック＃１，＃２，＃３とのトラック幅方向における位置関係に相当するチャネル行列をチャネル推定演算部２３３にて求めるために使用される。
【０１１３】
チャネル推定演算部２３３は、分離パターン２５−１，２５−２，２５−３の再生信号を用いてチャネル推定演算を行い、その結果としてチャネル行列を生成する。このチャネル行列は、１ユニット内の各トラック＃１，＃２，＃３に対する個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラック幅方向での位置情報に相当するもので、言い換えると、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３がそれぞれ、ユニット内のどのトラックとどんな割合で位置的に重なるかを示した情報である。
【０１１４】
なお、図７の例では、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅はトラック幅の１．５倍とする。すなわち、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅は、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３のヘッド幅の１．５倍とされ、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３はそれぞれ複数のトラックから信号を再生できるものとする。
【０１１５】
次に、このような一般的なプリアンブル２１を用いた場合の課題を説明する。
【０１１６】
図８は、図７のプリアンブル２１の記録状態の一例を示す図であり、各トラック＃１，＃２，＃３の記録信号の位相の関係が分かるように、トラック＃１の記録信号の位相をチャネルクロック位置Ｐによって表している。
【０１１７】
同図においては、トラック＃１とトラック＃３とが位相が揃った状態で記録され、トラック＃２は、トラック＃１とトラック＃３に対して１チャネルクロック相当ずれて記録された状態を示している。このように、各トラック＃１，＃２，＃３の記録位置が揃っていなくても、チャネルクロック位置が合っていれば、つまり記録信号の位相が合っていれば、再生ヘッドによって複数のトラックに跨って信号が再生されるとき、それら複数のトラックの再生信号がお互いを打ち消し合うことはなく、この結果、プリアンブル２１を用いたデータ再生のための制御は良好に行われることになる。
【０１１８】
これに対して、図９は、トラック＃１とトラック＃２とがチャネルクロックの周期の１／４相当だけ互いにずれて記録され、トラック＃１とトラック＃３とがチャネルクロックの周期の１／８相当だけ互いにずれて記録された状態を示している。このように各トラック＃１，＃２，＃３のチャネルクロック位置が合っていない場合、つまり各トラック＃１，＃２，＃３の記録信号の位相が合っていない場合、再生ヘッドが複数のトラックに跨って信号を再生するとき、それら複数のトラックの再生信号がお互いを打ち消し合って、再生ヘッドから出力される信号レベルが低下し、この結果、プリアンブル２１を用いたデータ再生のための制御が良好に行えない場合が考えられる。
【０１１９】
次に、本発明の実施形態にかかるプリアンブル２１Ａの構成について説明する。
【０１２０】
図１０は、本発明の実施形態にかかるプリアンブル２１の構成を示す図である。
【０１２１】
本実施形態のプリアンブル２１Ａは、ゲイン制御パターン２３−１，２３−２，２３−３（ＡＧＣ１，ＡＧＣ２，ＡＧＣ３）、同期パターン２４−１，２４−２，２４−３（ＳＹ１，ＳＹ２，ＳＹ３）、及び分離パターン２５−１，２５−２，２５−３で構成されている。トラック＃１上では先頭より、ゲイン制御パターン２３−１，同期パターン２４−１，分離パターン２５−１の順に配置され、トラック＃２上では先頭より、ゲイン制御パターン２３−２，同期パターン２４−２，分離パターン２５−２の順に配置され、トラック＃３上では先頭より、ゲイン制御パターン２３−３，同期パターン２４−３，分離パターン２５−３の順に配置される。そして、分離パターン２５−１，２５−２，２５−３の後にはデータ２２が配置される。
【０１２２】
ゲイン制御パターン２３−１，２３−２，２３−３及び同期パターン２４−１，２４−２，２４−３はそれぞれ、同一ユニット内の他のトラックのゲイン制御パターン２３−１，２３−２，２３−３及び同期パターン２４−１，２４−２，２４−３に対してトラックの進行する方向において位置が重ならないように配置されている。すなわち、トラック＃１のゲイン制御パターン２３−１及び同期パターン２４−１はＴａ区間に、トラック＃２のゲイン制御パターン２３−２及び同期パターン２４−２はＴｂ区間に、トラック＃３のゲイン制御パターン２３−３及び同期パターン２４−３はＴｃ区間にそれぞれ配置されている。これらのパターンの記録区間の間には、マージンのための隙間３５が設けられている。
【０１２３】
各トラック＃１，＃２，＃３の分離パターン２５−１，２５−２，２５−３は、図７に示した一般的なプリアンブル２１Ａと同様に、トラックの進行する方向において互いに位置が重ならないように配置されている。すなわち、トラック＃１の分離パターン２５−１はＴ１区間に、トラック＃２の分離パターン２５−２はＴ２区間に、トラック＃３の分離パターン２５−３はＴ３区間にそれぞれ記録されている。これにより分離パターンの種類は、トラック数に対応する３種類となる。そして、隣り合うトラックの分離パターン２５−１，２５−２，２５−３どうしの間には、マージンのための所定の時間分の隙間３４が設けられている。なお、分離パターン２５−１，２５−２，２５−３は、最小記録波長と同等か、あるいはそれ以上の所定の記録波長で記録されたものである。
【０１２４】
このように、ゲイン制御パターン２３−１，２３−２，２３−３及び同期パターン２４−１，２４−２，２４−３のそれぞれを、同一ユニット内の他のトラックのゲイン制御パターン２３−１，２３−２，２３−３及び同期パターン２４−１，２４−２，２４−３に対して、トラックの進行する方向において位置が重ならないように配置したことによって、各トラック＃１，＃２，＃３のチャネルクロック位置が合っていない場合でも、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３が複数のトラックを跨いで信号を再生するとき、各トラックの記録信号による打ち消し合いによる再生信号のレベル低下が発生することがなく、ゲイン制御パターン２３−１，２３−２，２３−３によるゲイン制御及び同期パターン24−１，２４−２，２４−３による同期検出を、良好に行うことができる。
【０１２５】
次に、本発明の実施形態にかかるプリアンブルの変形例を説明する。
【０１２６】
図１１は、第１の変形列であるプリアンブル２１Ｂの構成を示す図である。このプリアンブル２１Ｂを含むデータフォーマットにおいては、ユニットを構成するトラックの数を４とし、また再生ヘッドの数を４としてある。さらに、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３，Ｒ−４の幅をトラック幅の１．５倍としてある。ここで、トラック＃４のゲイン制御パターン２３−４及び同期パターン２４−４は、トラック＃１のゲイン制御パターン２３−１及び同期パターン２４−１と同じ位置に配置されている。再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３，Ｒ−４が、図１１にあるような位置であるとき、トラック＃１の記録信号は再生ヘッドＲ−１と再生ヘッドＲ−２によって再生され、トラック＃４の記録信号は再生ヘッドＲ−３と再生ヘッドＲ−４によって再生される。したがってトラック＃１とトラック＃４は、一つの再生ヘッドによって同時に再生されることがない。
【０１２７】
すなわち、各トラックに対する再生ヘッドの配置が、このような関係であるとき、トラックの進行する方向において同じ位置にゲイン制御パターン及び同期パターンを記録しても、位相が一致しない各トラックの記録信号による打ち消し合いは起こらず、再生信号のレベル低下が発生することはないので、ゲイン制御パターン２３−1，２３−２，２３−３，２３−４によるゲイン制御及び同期パターン２４−1，２４−２，２４−３，２４−４による同期検出を、良好に行うことができる。
【０１２８】
ここで、図１１のプリアンブル２１Ｂの構成において、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３，Ｒ−４がトラック幅方向へずれた場合について説明する。トラック幅に対する、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３，Ｒ−４の幅を、図示しない幅である2倍とする。この時、ずれ量がトラック幅の５０％を超えたとき、２つ隣のトラックの影響を受けるようになる。例えば図１１において、ヘッドアレイ２１０上の再生ヘッドＲ−１が、トラック幅の５０％だけ下方にずれた時の再生ヘッドＲ−１による再生信号は、トラック＃１とトラック＃２を含んでおり、再生ヘッドＲ−１がさらに下方にずれた時には、トラック＃３を含むようになる。なお、トラック＃４までも含むためのずれ量は、計算上はトラック幅の１５０％を超えた時であるが、このとき再生ヘッドＲ−１は本来必要であるトラック＃１を再生することができていない。
【０１２９】
以上から、再生ヘッド幅を2倍とした時、オフトラック許容量を例えばトラック幅の５０％程度とした場合において、トラック＃１とトラック＃４は、一つの再生ヘッドによって同時に再生されることがないので、位相が一致しない各トラックの記録信号による打ち消し合いは起こらず、再生信号のレベル低下が発生することはない。したがって、ゲイン制御パターン２３−1，２３−２，２３−３，２３−４によるゲイン制御及び同期パターン２４−1，２４−２，２４−３，２４−４による同期検出を良好に行うことができる。
【０１３０】
このように図１１の例において、再生時に再生ヘッドが、トラック幅方向へのずれを発生した場合でも、本発明の効果が期待できる。
【０１３１】
なお、ユニットを構成するトラック数が３の場合であっても、本発明は同様に適用できるが、トラック数が４の場合と比較すると、トラック幅方向へのずれの許容量が減少する。この場合において、再生ヘッドの幅を2倍より狭くし、例えば１．５倍幅とすることで、トラック幅方向へのずれの許容量を増やすことができる。すなわち、オフトラック許容量を考慮しながら再生ヘッド幅を決定することで、再生時に再生ヘッドが、トラック幅方向への所定のずれを発生した場合でも、本発明の効果が期待できる。
【０１３２】
図１２は、第２の変形列であるプリアンブル２１Ｃの構成を示す図である。このプリアンブル２１Ｃを含むデータフォーマットにおいては、ユニットを構成するトラック＃１，＃２，＃３の、ゲイン制御パターン２３−１と同期パターン２４−１と分離パターン２５−１，ゲイン制御パターン２３−２と同期パターン２４−２と分離パターン２５−２，そしてゲイン制御パターン２３−３と同期パターン２４−３と分離パターン２５−３をそれぞれひとまとめにし、これらトラックのパターンのまとまりのそれぞれが、他のトラックのパターンのまとまりに対して、トラックの進行する方向における位置が互いに重ならないように配置したものである。
【０１３３】
このようなプリアンブル２１Ｃによっても同様にして、各トラックの記録信号による打ち消し合いによる再生信号のレベル低下が発生することがなく、ゲイン制御パターン２３−1，２３−２，２３−３によるゲイン制御及び同期パターン２４−1，２４−２，２４−３による同期検出を良好に行うことができる。
【０１３４】
また、図１２におけるプリアンブル２１Ｃのようなまとまりの構成においても、図１０に対する図１１の応用例と同様にして、各トラックにおけるパターンのまとまりのそれぞれを、対応する一つの再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によってのみ再生されるように配置すればよく、必ずしも、各トラックにおけるパターンのまとまりが、他のトラックのパターンのまとまりに対して、トラックの進行する方向における位置が互いに重ならないように配置されることに限定されない。
【０１３５】
なお、この例においては明確にゲイン制御パターン、同期パターン、及び分離パターンを区別して示したが、例えば同期パターンの中にゲイン制御が可能なパターンを配置したり、さらに同期パターンの中にチャネル推定演算が可能なパターンを配置したりして、他と一体化された同期パターンを用いたフォーマットとしても、トラックの進行する方向における位置が互いに重ならないように配置されていれば、本発明は同様に適用することができる。
【０１３６】
さらに、上記のような形態のパターンにおいても、例えばそれぞれの一体化された同期パターンを、対応する一つの再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によってのみ再生されるように配置すれば、各トラックにおける一体化された同期パターンのそれぞれが、他のトラックの一体化された同期パターンに対して、トラックの進行する方向における位置が互いに重ならないように配置されることに、必ずしも限定されない。
【０１３７】
次に、この実施形態において、再生信号ゲイン制御処理部２３２による再生信号のゲイン制御の詳細を説明する。
【０１３８】
図１０において、再生ヘッドＲ−１によってトラック＃１及びトラック＃２から記録信号が読み出され、再生ヘッドＲ−２によってトラック＃１、トラック＃２、及びトラック＃３から記録信号が読み出され、再生ヘッドＲ−３によってトラック＃２及びトラック＃３から記録信号が読み出される。
【０１３９】
再生信号ゲイン制御処理部２３２は、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとのゲイン制御パターン２３−１，２３−２，２３−３の再生信号をもとに、例えば、以下のようにして、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号に対するゲインを演算し、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号のレベルを制御する。
【０１４０】
すなわち、再生信号ゲイン制御処理部２３２は、再生ヘッドＲ−１によってトラック＃１とトラック＃２よりそれぞれ再生されたゲイン制御パターンの信号を加算する。同様に、再生信号ゲイン制御処理部２３２は、再生ヘッドＲ−２によってトラック＃１、トラック＃２、及びトラック＃３から再生されたゲイン制御パターンの信号を加算する。同様に、再生信号ゲイン制御処理部２３２は、再生ヘッドＲ−３によってトラック＃２とトラック＃３より再生されたゲイン制御パターンの信号を加算する。
【０１４１】
ゲイン制御パターンの再生信号の加算は、例えば、それぞれのトラックにおけるゲイン制御パターンの再生信号のピーク値を検出し、その平均値を求めることなどによって行われる。なお、この演算については、上記の方式に限らず、各再生信号の相関関係が成立つものであれば、別の方式でもかまわない。
【０１４２】
再生信号ゲイン制御処理部２３２は、以上のようにして得られた３つの演算結果の中から最大のものを選び出し、これを全ての再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３に対する基準出力とする。そして再生信号ゲイン制御処理部２３２は、入力された再生ヘッドごとの再生信号の値に１／（基準出力）を掛け合わせた値を制御結果として出力する。
【０１４３】
なお、基準出力は、チャネル推定演算部２３３におけるチャネル推定演算でも用いることができるし、信号分離演算部２３４においても用いることができる。
【０１４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、各トラックのプリアンブルを、再生時に個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によってそれぞれ複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係で配置したことによって、各トラックの記録信号の位相が合っていない場合でも、隣り合う複数のトラックのプリアンブルの再生信号が互いに打ち消し合うことによる信号レベルの低下を防止でき、ゲイン制御パターン及び同期パターンを良好に再生できるようになることで、安定したデータ再生が実現される。
【０１４５】
また、本実施形態によれば、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３がそれぞれ複数のトラックに跨って再生した各信号をユニットの単位にまとめ、所定の信号処理を行うことで、トラック毎の再生信号を分離することができる。このため、ユニット内のトラック間の距離を狭く設定することができ、あるいは再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅をトラック幅よりも広く設定することができるので、高トラック密度化を実現できる。
【０１４６】
なお、再生信号ゲイン制御処理部２３２による再生信号のゲイン制御は、図７に示した一般的なプリアンブル２１を用いた場合にも同様に適用できる。この場合、各トラック＃１，＃２，＃３のゲイン制御パターンの位置が同じであるから、再生ヘッドＲ−１によってトラック＃１とトラック＃２よりそれぞれ読み出されたゲイン制御パターンを加算する処理、再生ヘッドＲ−２によってトラック＃１、トラック＃２、及びトラック＃３から読み出されたゲイン制御パターンを加算する処理、そして再生ヘッドＲ−３によってトラック＃２とトラック＃３より再生されたゲイン制御パターンを加算する処理が、一つの区間で行われる点が異なるだけである。
【０１４７】
また、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラック＃１，＃２，＃３との再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンとして、上記の実施形態では、例えば図１０や図１２に示したような分離パターン２５−１，２５−２，２５−３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、トラッキングサーボ情報などを用いることも可能である。この場合には、トラッキングサーボ情報の各記録パターンと各再生ヘッドとの位置関係をユニット単位にまとめたものがチャネル推定情報として生成される。
【０１４８】
また、分離パターンを用いて上記の位置関係を検出する手段と、トラッキングサーボ情報を用いて位置関係を検出する手段の両方を併用して、チャネル推定演算を行ってもよい。
【０１４９】
さらに、上記の実施形態では、３行３列の行列をチャネル推定情報として算出する場合を説明したが、例えば、４行４列の行列や、その他の正方行列であっても、その一般化逆行列を求めることによって信号分離処理を行うことが可能である。さらに、正方行列以外の行列でも、同様にしてその一般化逆行列を求めるようにすればよい。
【０１５０】
なお、行列の一般化逆行列を求められるようにするために、分離パターンの種類はトラック数に対応させておく必要がある。
【０１５１】
また、分離パターンは、互いに一次独立なトラック数のパターンとする。
【０１５２】
このほか、第１のプリアンブル２３に配置されているゲイン制御パターンを、同期パターン２４の後方に追加配置することによって、ゲイン制御のための情報量を増やしてもよい。
【０１５３】
第１のプリアンブル２３に配置されているゲイン制御パターンと、第２のプリアンブル２５に配置されている分離パターンとには、同一のパターンを採用してもかまわない。
【０１５４】
上記の実施形態では、時間軸上で直交する分離パターンを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、周波数軸上で直交するような分離パターン、あるいは、直交符号を用いた分離パターンなどを用いてもよい。
【０１５５】
信号分離演算部２３４による信号分離処理の演算方法としては、例えば、チャネル行列に対する一般化逆行列を求める方法などが挙げられる。このチャネル行列に対して一般化逆行列を求める方法は、一般に、ゼロ・フォーシング（Zero・Forcing）法と呼ばれる。但し、信号分離処理の方法はこれに限定されるものではなく、例えば、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared Error）法を用いることもできる。
【０１５６】
（第２の実施形態）
【０１５７】
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を説明する。
【０１５８】
この実施形態の磁気記録再生装置は、１個、又はユニット当たりのトラック数より少ない個数の記録ヘッド及び再生ヘッドを有し、トラックごとに記録位置を揃えることなく記録されている記録媒体を、トラックごとに再生位置を揃えることなく再生する装置である。
【０１５９】
図１３は本発明の第２の実施形態である磁気記録再生装置における記録装置３００の構成を示す図である。
【０１６０】
この記録装置３００は、シングルヘッドでユニットの記録を行うものである。ここで、一つの記録ヘッドによってユニットの記録を行う所定の回数をＭとし、また一つの再生ヘッドによってユニットの再生を行う所定の回数をＮとし、この実施形態では、Ｍ＝３、Ｎ＝３とする。
【０１６１】
同図に示すように、この記録装置３００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【０１６２】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【０１６３】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、再生時に再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係で、プリアンブルを付加するＭ個の独立プリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【０１６４】
マルチトラック記録部１４０は、少なくとも１ユニット分の記録データを記憶する記憶部１４９と、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与える１個の出力タイミング設定部１４１と、記録補償処理を行う１個の記録補償部１４４と、記録補償処理後の記録符号列をもとに記録ヘッドＷ−１を駆動する１個の記録アンプ１４７とで構成される。
【０１６５】
図１４は、この記録装置３００のユニット記録時の動作の流れを示すフローチャートである。この記録装置３００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、Ｍ（Ｍ＝３）個のデータ（トラックごとのデータ）に分配される（ステップＳ３０１）。
【０１６６】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このとき符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ３０２）。
【０１６７】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、再生時に再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係で、マルチトラックプリアンブル付加部１３０のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３にて、ユニット単位のデータの再生制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ３０３）。このようにしてプリアンブルが付加されたトラックごとの記録符号列は記憶部１４９に記憶される（ステップＳ３０４）。
【０１６８】
この後、記憶部１４９から、最初に記録するトラックの記録符号列が読み出され（ステップＳ３０５）、このトラックの記録符号列に対して出力タイミング設定部１４１によって所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施され、記録アンプ１４７にて電圧から電流に変換されて、記録ヘッドＷ−１によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ３０６）。
【０１６９】
この後、１ユニット分のトラックの記録が終了したかどうかを判定し（ステップＳ３０７）、終了していなければ（ステップＳ３０７のＮＯ）、記録ヘッドＷ−１を次の位置に移動させる（ステップＳ３０８）。この後、記憶部１４９から次のトラックの記録符号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ユニット分のトラックの記録が終了するまで繰り返す。すなわち、はじめにトラック＃１の記録を行い、次に、トラック＃２の位置に移動してトラック＃２の記録を行い、この後、同様にトラック＃３の位置に移動してトラック＃３への記録を、さらにトラック＃４の位置に移動してトラック＃４への記録を行う。
【０１７０】
図１５は、この第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の変形例である記録装置３０１の構成を示す図である。
【０１７１】
同図に示すように、この記録装置３０１は、所定の単位の記録データ、例えば所定のトラック数分の記録データを記録符号化する記録符号化部１２１と、トラックごとの符号化された記録データに、再生時に再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係でデータ再生の制御のために必要なプリアンブルを付加する独立プリアンブル付加部１３１と、記憶部１４９と、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与える出力タイミング設定部１４１と、記録補償処理を行う記録補償部１４４と、記録補償処理後の記録符号列をもとに記録ヘッドＷ−１を駆動する記録アンプ１４７とで構成されている。すなわち、図１３に示す記録装置３００の構成から、マルチトラック化部１１０（データ分配器１１１）が省かれているとともに、マルチトラック記録符号化部１２０は一つの記録符号化部１２１で構成され、マルチトラックプリアンブル付加部１３０は一つの独立プリアンブル付加部１３１で構成されている。
【０１７２】
図１６は、この記録装置３０１のユニット記録の動作の流れを示すフローチャートである。
【０１７３】
この記録装置３０１では、まず、記録符号化部１２１にて、所定の単位分の記録データ、例えば所定のトラック数分の記録データが、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ３１１）。
【０１７４】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、独立プリアンブル付加部１３１にて、再生時に再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルが同時に再生されないように、少なくとも隣り合う各トラックの間で互いにトラックの進行する方向においてずれた位置関係でデータ再生制御のために必要なプリアンブルが付加されて、所定のトラック数分の記録符号列が得られる（ステップＳ３１２）。このようにしてプリアンブル符号が付加されたトラックごとの記録符号列は記憶部１４９に記憶される（ステップＳ３１３）。
【０１７５】
この後、記憶部１４９から最初に記録するトラックの記録符号列が読み出され（ステップＳ３１４）、このトラックの記録符号列に対して出力タイミング設定部１４１によって所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施され、記録アンプ１４７にて電圧から電流に変換されて、記録ヘッドＷ−１によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ３１５）。
【０１７６】
この後、１ユニット分のトラックの記録が終了したかどうかを判定し（ステップＳ３１６）、終了していなければ（ステップＳ３１６のＮＯ）、記録ヘッドＷ−１を次の位置に移動させ（ステップＳ３１７）、記憶部１４９から次のトラックの記録符号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ユニット分のトラックの記録が終了するまで繰り返す。
【０１７７】
次に、本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置について説明する。
【０１７８】
図１７は本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置４００の構成を示す図である。
【０１７９】
同図に示すように、この再生装置４００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離処理部２３０、マルチトラック復調部２４０、及び復元部２６０を備える。
【０１８０】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出す１個の再生ヘッドＲ−１を有する。
【０１８１】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載された再生ヘッドＲ−１によって再生された信号を増幅する１個の再生アンプ２２１と、再生アンプ２２１の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御する１個のゲイン調整部２２４と、ゲイン調整部２２４の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化する１個のＡ／Ｄコンバータ２２５とを備える。
【０１８２】
信号分離処理部２３０は、独立同期信号検出器２３１、再生信号ゲイン制御処理部２３２、チャネル推定演算部２３３、信号分離演算部２３４、及び記憶部２３５を有している。
【０１８３】
独立同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５の出力から同期パターンの検出を行う。
【０１８４】
再生信号ゲイン制御処理部２３２は、各スキャンごとの再生ヘッドＲ−１のプリアンブルの再生信号をもとに、各スキャンごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号に対するゲインを演算して各スキャンごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号のレベルを制御する。
【０１８５】
チャネル推定演算部２３３は、独立同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定して、再生信号ゲイン制御処理部２３２によってレベル制御がされた分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う。
【０１８６】
信号分離演算部２３４は、チャネル推定演算部２３３によって求められたチャネル行列の逆行列を演算し、この逆行列をもとに、再生信号ゲイン制御処理部２３２より入力された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する処理を行う。
【０１８７】
記憶部２３５は、独立同期信号検出器２３１と再生信号ゲイン制御処理部２３２との間に配置され、少なくとも１ユニット分の再生信号を記憶する。
【０１８８】
マルチトラック復調部２４０は、図４に示したように、信号分離演算部２３４にて分離された各トラックの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期信号を検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。なお、マルチトラック復調部２４０は、上記の処理を行うために必要なデータ等の情報を記憶する、図示しない記憶部を有している。
【０１８９】
図１７に戻って、復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【０１９０】
なお、シングルヘッドによる再生時のトラックのトレースは、少なくとも１ユニットの記録トラック数の回数だけ繰り返される。すなわち、トラック数以上の回数トレースを繰り返してもよい。その際、１ユニット分の全てのトラックが少なくとも１回はトレースされるようにする。記憶部２３５には、再生ヘッドＲ−１が移動した各位置で再生したユニット分の信号、すなわち再生ヘッドＲ−１が各位置で複数のトラックからそれぞれ再生した信号が記憶される。
【０１９１】
図１８は、この再生装置４００のユニット再生動作を示すフローチャートを示す。
【０１９２】
この再生装置４００では、まず、再生ヘッドＲ−１によって、最初の位置で複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ４０１）。次に、ゲイン調整部２２４にて、再生アンプ２２１の出力の振幅レベルが調整された後、その出力はＡ／Ｄコンバータ２２５にてディジタル値に変換されて独立同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ４０２）。
【０１９３】
独立同期信号検出器２３１では、Ａ／Ｄコンバータ２２５の出力から分離パターンの開始位置を知るための同期パターンの検出が行われた後（ステップＳ４０３）、トラックの再生信号は記憶部２３５に記憶される（ステップＳ４０４）。
【０１９４】
次に、１ユニット分の再生信号が記憶部２３５に記憶されたかどうかを判断し（ステップＳ４０５）、１ユニット分の再生信号が記憶部２３５にまだ記憶されていない場合には、再生ヘッドＲ−１をトラック幅方向の次の位置にずらし（ステップ４０６）、ステップＳ４０１からステップＳ４０４までの動作を繰り返す。
【０１９５】
１ユニット分の再生信号が記憶部２３５に記憶された場合、再生信号ゲイン制御処理部２３２は、記憶部２３５に記憶された１ユニット分の各スキャンごとの再生ヘッドＲ−１のプリアンブルの再生信号をもとに、各スキャンごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号に対するゲインを演算して各スキャンごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号のレベルを制御する（ステップＳ４０７）。
【０１９６】
次に、チャネル推定演算部２３３は、独立同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに各再生信号に配置されている分離パターンの開始位置を特定し、再生信号ゲイン制御処理部２３２によってレベル制御がされた分離パターンの再生信号を用いて、所定のチャネル推定演算によってチャネル行列を求める（ステップＳ４０８）。
【０１９７】
次に、信号分離演算部２３４にて、チャネル推定演算部２３３によって得られたチャネル行列の逆行列を演算し、この逆行列をもとに、再生信号ゲイン制御処理部２３２より出力された１ユニット分の再生信号から、トラックごとの再生信号を分離する処理が行われる（ステップＳ４０９）。
【０１９８】
この後は、トラックごとに分離された再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ４１０）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ４１１）。
【０１９９】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５の直前には必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。また、ゲイン調整部２２４については、Ａ／Ｄコンバータ２２５の後段に接続して量子化後にゲインを制御するようにしてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。あるいは、独立同期信号検出器２３１において利得目標値との誤差をとった情報を用いてゲイン調整部２２４においてゲイン調整を行うようにしてもよい。
【０２００】
また、マルチトラック復調部２４０にて、トラックごとの出力タイミングを制御しながら復調処理を行うようにすれば、復元部２６０でのデータの連結処理は不要となる。したがって、この場合には復元部２６０は不要である。
【０２０１】
（第３の実施形態）
【０２０２】
本発明は、上記で説明したリニア記録方式、ノンアジマス記録方式の磁気記録再生に適用されることに限らず、ヘリカル記録方式、アジマス記録方式にも適用可能である。
【０２０３】
その具体例を以下に示す。
【０２０４】
図１９は、複数の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を用いて、ノンアジマス方式とヘリカル・スキャン方式で磁気記録メディア２に記録されるデータフォーマットの概念図である。ヘリカル・スキャン方式においても、トラック＃１，トラック＃２，トラック＃３で構成されるユニット構成トラック列５１の間にはガードバンド５２が配置される。トラック＃１，トラック＃２，トラック＃３に記録されるプリアンブル２１は、例えば図１０、図１１、図１２に示したものと同様でよい。このようなヘリカル・スキャン方式の磁気記録再生方式においても、本発明は適用可能であり、第１の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置１００及び再生装置２００の構成を採用することができる。
【０２０５】
図２０は、複数の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３，Ｗ−４，Ｗ−５，Ｗ−６を用いて、ダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式により記録媒体に記録されるデータフォーマットの概念図である。
【０２０６】
本例では、記録用と再生用のそれぞれに６つの記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３，Ｗ−４，Ｗ−５，Ｗ−６が用いられている。これらの記録ヘッドのうち、連続する３つの記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３と、残る連続する３つの記録ヘッドＷ−４，Ｗ−５，Ｗ−６とは、互いにトラックの磁化方向であるアジマス方向が異なるようにしてある。すなわち、トラック＃１−＃３とトラック＃４−＃６とはアジマス方向が異なる。これらのトラック＃１−＃６が、データを再生するための処理の一単位であるユニットを複数含むユニット構成トラック列５１となる。なお、このダブルアジマスの場合においては、ガードバンドは不要である。
【０２０７】
なお、この例では、トラック＃１−＃６のまとまりを、データ再生のための信号処理の一単位（ユニット）としているが、アジマス方向が同一である３つの連続するトラック（例えばトラック＃１−＃３、トラック＃４−＃６）を、それぞれ一つのユニットとして信号処理を行うようにしてもよい。
【０２０８】
各トラック＃１−＃６に記録されるプリアンブルは、例えば図１０、図１１、図１２に示したものと同様でよい。このようなダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式の磁気記録再生方式においても、本発明は適用可能であり、第１の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置１００及び再生装置２００の構成を採用することができる。
【０２０９】
なお、本発明は、上記実施の形態に示す構成のものに限定されるものではなく、請求項に記載した技術的範囲を逸脱しない範囲において種々に変更し変形することは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０２１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の構成を示す図である。
【図２】図１の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置の構成を示す図である。
【図４】図３の再生装置の中のマルチトラック復調部の構成を示す図である。
【図５】図３の再生装置によるユニット再生の動作を示すフローチャートである。
【図６】図１の記録装置によって記録が行われた磁気記録メディア上のデータフォーマットの概念図である。
【図７】図６に示すフォーマットに採用される一般的なプリアンブルの構成を示す図である。
【図８】図７のプリアンブルの記録状態の一例を示す図である。
【図９】図７のプリアンブルの位相ずれを含む記録状態の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかるプリアンブルの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態にかかるプリアンブルの第１の変形列を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態にかかるプリアンブルの第２の変形列を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の構成を示す図である。
【図１４】図１３の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の変形例である記録装置の構成を示す図である。
【図１６】図１５の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置４００の構成を示す図である。
【図１８】図１７の再生装置によるユニット再生の動作を示すフローチャートである。
【図１９】複数の記録ヘッドを用いてノンアジマス方式とヘリカル・スキャン方式で磁気記録メディアに記録されるデータフォーマットの概念図である。
【図２０】複数の記録ヘッドを用いてダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式により記録媒体に記録されるデータフォーマットの概念図である
【図２１】本発明者らが過去に提案した磁気記録再生方式を採用した記録装置の構成を示す図である。
【図２２】図２１の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図２３】本発明者らが過去に提案した磁気記録再生方式を採用した再生装置の構成を示す図である。
【図２４】図２２の再生装置のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２１１】
１      記録データ
２      磁気記録メディア
３      再生データ
２１      プリアンブル
２２      データ
２３−１，２３−２，２３−３      ゲイン制御パターン
２４−１，２４−２，２４−３      同期パターン
２５−１，２５−２，２５−３      分離パターン
５１      ユニット
１００      記録装置
１１０      マルチトラック化部
１１１      データ分配器
１２０      マルチトラック記録符号化部
１２１−１，１２１−２，１２１−３      記録符号化部
１３０      マルチトラックプリアンブル付加部
１３１−１，１３１−２，１３１−３      独立プリアンブル付加部
１４０      マルチトラック記録部
１４１−１，１４１−２，１４１−３      出力タイミング設定部
１４４−１，１４４−２，１４４−３      記録補償部
１４７−１，１４７−２，１４７−３      記録アンプ
１４９      記憶部
１５０      記録ヘッドアレイ
２００      再生装置
２１０      再生ヘッドアレイ
２２０      チャネル再生部
２２１−１，２２１−２，２２１−３      再生アンプ
２２４−１，２２４−２，２２４−３      ゲイン調整部
２２５−１，２２５−２，２２５−３      Ａ／Ｄコンバータ
２３０      信号分離処理部
２３１      独立同期信号検出器
２３２      再生信号ゲイン制御処理部
２３３      チャネル推定演算部
２３４      信号分離演算部
２３５      記憶部
２４０      マルチトラック復調部
２４１−１，２４１−２，２４１−３      等化器
２４３−１，２４３−２，２４３−３      検出器
２４４−１，２４４−２，２４４−３      同期信号検出器
２４５−１，２４５−２，２４５−３      復号器
２６０      復元部
２６１      データ結合器
Ｒ−１，Ｒ−２，Ｒ−３      再生ヘッド
Ｗ−１，Ｗ−２，Ｗ−３      記録ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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