(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、同期パターンを含むプリアンブルとが記録された記録媒体から、１トラック以上の再生幅を有する再生ヘッドにより、前記ユニットを構成する複数のトラックに対する複数の再生信号を取得し、信号処理によって前記データを再生する装置であって、
前記再生ヘッドの前記複数の再生信号からそれぞれ前記同期パターンを検出する同期信号検出部と、
前記同期信号検出部による、前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックの前記同期パターンの検出結果をもとに、前記再生ヘッドの複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせる再生位置制御処理部と
を具備することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記同期信号検出部は、前記複数の再生信号ごとに、前記プリアンブル内において複数の同期パターンを検出することができることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のデータ再生装置であって、
前記再生位置制御処理部は、前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックについて、前記複数の再生信号の前記同期パターンの検出位置同士を比較して、この比較結果を前記複数の再生信号同士の、トラックの進行する方向における位置ずれの情報として、この位置ずれの情報をもとに、複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のデータ再生装置であって、
前記再生ヘッドは、前記ユニットに対して前記トラックの幅方向にて異なる位置関係で前記複数のトラックから信号を再生するように複数設けられていることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のデータ再生装置であって、
前記再生ヘッドは、前記ユニットに対して前記トラックの幅方向にて異なる位置関係で前記複数のトラックから信号を再生するように、前記トラックの幅方向に移動可能に設けられていることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のデータ再生装置であって、
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、
前記複数の再生信号から検出された前記分離パターンをもとに、前記複数の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、
前記再生位置制御処理部によって再生位置が合わせられた複数の再生信号から、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を特徴とするデータ再生装置。
【請求項７】
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、同期パターンを含むプリアンブルとが記録された記録媒体から、１トラック以上の再生幅を有する再生ヘッドにより、前記ユニットを構成する複数のトラックに対する複数の再生信号を取得し、信号処理によって前記データを再生する方法であって、
前記再生ヘッドの前記複数の再生信号からそれぞれ前記同期パターンを検出するステップと、
前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックの前記同期パターンの検出結果をもとに、前記再生ヘッドの複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせる再生位置合わせステップと
を具備することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項８】
請求項７に記載のデータ再生方法であって、
前記同期パターンを検出するステップは、前記複数の再生信号ごとに、前記プリアンブル内において複数の同期パターンを検出することができることを特徴とするデータ再生方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載のデータ再生方法であって、
前記再生位置合わせステップは、前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックについて、前記複数の再生信号の前記同期パターンの検出位置同士を比較して、この比較結果を前記複数の再生信号同士の、トラックの進行する方向における位置ずれの情報として、この位置ずれの情報をもとに、複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせることを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載のデータ再生方法であって、
前記再生ヘッドは、前記ユニットに対して前記トラックの幅方向にて異なる位置関係で前記複数のトラックから信号を再生するように複数設けられていることを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載のデータ再生方法であって、
前記再生ヘッドは、前記ユニットに対して前記トラックの幅方向にて異なる位置関係で前記複数のトラックから信号を再生するように、前記トラックの幅方向に移動可能に設けられていることを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１項に記載のデータ再生方法であって、
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、
前記複数の再生信号から検出された前記分離パターンをもとに、前記複数の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ステップと、
前記再生位置合わせステップによって再生位置が合わせられた複数の再生信号から、前記チャネル行列をもとに、前記トラックごとの再生信号を分離するステップと
をさらに具備することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１３】
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、同期パターンを含むプリアンブルとが記録された記録媒体から、１トラック以上の再生幅を有する再生ヘッドにより、前記ユニットを構成する複数のトラックに対する複数の再生信号を取得し、信号処理によって前記データを再生するデータ再生装置と、このデータ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データ記録装置とを有するデータ記録再生装置であって、
前記データ記録装置は、
前記トラックごとに記録すべきデータを符号化するマルチトラック記録符号化部と、
前記マルチトラック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の符号列にそれぞれ、当該データを再生する制御のために必要な、同期パターンを含むプリアンブルを付加するマルチトラックプリアンブル付加部と、
前記複数のトラックの前記プリアンブル及び前記データを、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして配置されるように、前記マルチトラックプリアンブル付加部によって前記プリアンブルが付加された前記トラックごとのデータを記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するマルチトラック記録部と
を具備し、
前記データ再生装置は、
前記再生ヘッドの前記複数の再生信号からそれぞれ前記同期パターンを検出する同期信号検出部と、
前記同期信号検出部による、前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックの前記同期パターンの検出結果をもとに、前記再生ヘッドの複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせる再生位置制御処理部とを具備することを特徴とするデータ記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを再生するための信号処理の一単位が複数のトラックに分けて記録された記録媒体からデータを再生するデータ再生装置、データ再生方法、及びデータ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、データを再生する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２９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３０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３１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３２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の一つとしては、例えば、再生時に、各再生ヘッドごとの再生信号の再生位置が不揃いであることによる再生データの品質の低下があった。
【００４５】
すなわち、上記の磁気記録再生方式では、再生ヘッドは複数のトラックに跨って信号を再生可能なように、再生ヘッドの再生幅はトラック幅より大きく設定され、この再生ヘッドによって再生された複数の再生信号は、信号分離のための演算処理によって、トラックごとの再生信号に分離される。この信号分離演算においては、入力される各再生信号の再生位置が揃っていることが精度上重要となり、信号分離演算の結果であるトラックごとの再生信号の品質に大きく響くこととなる。
【００４６】
しかしながら、複数の再生ヘッドを用いて一斉に１ユニット分の複数のトラックから信号を再生してデータ再生を行う場合、各再生ヘッドの実装精度の問題などにより、信号分離演算部に入力される各再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置が不揃いになるおそれがあり、また、１つの再生ヘッドを用いて複数回に分けて１ユニット分の複数のトラックから信号を再生してデータ再生を行う場合にも同様に、各再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置が不揃いになるおそれがある。また、このような各再生信号の再生位置の不揃いは、再生時の要因のみならず、各トラックの記録信号の記録位置の不揃いによっても発生する。
【００４７】
本発明は、かかる事情を鑑み、各再生信号の再生位置の不揃いを解消して信号分離演算処理を良好に行い、再生データの品質向上を図ることのできるデータ再生装置、データ再生方法及びデータ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】
【００４８】
上記の課題を解決するために、本発明のデータ再生装置は、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、同期パターンを含むプリアンブルとが記録された記録媒体から、１トラック以上の再生幅を有する再生ヘッドにより、前記ユニットを構成する複数のトラックに対する複数の再生信号を取得し、信号処理によって前記データを再生する装置であって、前記再生ヘッドの前記複数の再生信号からそれぞれ前記同期パターンを検出する同期信号検出部と、前記同期信号検出部による前記同期パターンの検出結果をもとに、前記再生ヘッドの複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせる再生位置制御処理部とを具備する。
【００４９】
この発明によれば、複数の再生信号の再生位置の不揃いが解消されることで信号分離演算を良好に行うことが可能となり、再生データの品質を向上させることができる。
【００５０】
本発明のデータ再生装置において、前記同期信号検出部は、前記複数の再生信号ごとに、前記プリアンブル内において複数の同期パターンを検出することができるものであってもよい。
【００５１】
本発明のデータ再生装置において、前記再生位置制御処理部は、前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックの前記同期パターンの検出結果をもとに、前記再生ヘッドの複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせることとしてもよい。
【００５２】
より具体的には、前記再生位置制御処理部は、前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックについて、前記複数の再生信号の前記同期パターンの検出位置同士を比較して、この比較結果を前記複数の再生信号同士の、トラックの進行する方向における位置ずれの情報として、この位置ずれの情報をもとに、複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせる。これにより、複数の再生信号の再生位置を正確に合わせることができる。
【００５３】
本発明のデータ再生装置において、前記再生ヘッドは、前記ユニットに対して前記トラックの幅方向にて異なる位置関係で前記複数のトラックから信号を再生するように複数設けられてもよい。すなわち、複数の再生ヘッドを用いて一斉に１ユニット分の複数のトラックから信号を再生してデータ再生を行う場合において、各再生ヘッドの実装精度の問題などによる、各再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置が不揃いが解消されることで、信号分離演算を良好に行うことができる。
【００５４】
また、本発明のデータ再生装置において、前記再生ヘッドは、前記ユニットに対して前記トラックの幅方向にて異なる位置関係で前記複数のトラックから信号を再生するように、前記トラックの幅方向に移動可能に設けられたものであってもよい。すなわち、１つの再生ヘッドを用いて複数回に分けて１ユニット分の複数のトラックから信号を再生してデータ再生を行う場合にも同様に、各再生信号の再生位置の不揃いが解消されることで、信号分離演算を良好に行うことができる。
【００５５】
さらに、本発明のデータ再生装置において、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、前記複数の再生信号から検出された前記分離パターンをもとに、前記複数の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、前記再生位置制御処理部によって再生位置が合わせられた複数の再生信号から、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ものであってよい。本発明により、複数の再生信号の再生位置の不揃いが解消されることで信号分離演算部での演算処理を良好に行うことが可能となり、再生データの品質を向上させることができる。
【００５６】
本発明の別の観点に基づくデータ再生方法は、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、同期パターンを含むプリアンブルとが記録された記録媒体から、１トラック以上の再生幅を有する再生ヘッドにより、前記ユニットを構成する複数のトラックに対する複数の再生信号を取得し、信号処理によって前記データを再生する方法であって、前記再生ヘッドの前記複数の再生信号からそれぞれ前記同期パターンを検出するステップと、前記同期パターンの検出結果をもとに、前記再生ヘッドの複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせる再生位置合わせステップとを具備する。
【００５７】
この発明によれば、複数の再生信号の再生位置の不揃いが解消されることで信号分離演算を良好に行うことが可能となり、再生データの品質を向上させることができる。
【００５８】
本発明のデータ再生方法において、前記同期パターンを検出するステップは、前記複数の再生信号ごとに、前記プリアンブル内において複数の同期パターンを検出することができることとする。
【００５９】
本発明のデータ再生方法において、前記再生位置合わせステップは、前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックの前記同期パターンの検出結果をもとに、前記再生ヘッドの複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせることを行う。
【００６０】
より具体的には、前記再生位置合わせステップは、前記再生ヘッドの複数の再生信号に共通に含まれる同一のトラックについて、前記複数の再生信号の前記同期パターンの検出位置同士を比較して、この比較結果を前記複数の再生信号同士の、トラックの進行する方向における位置ずれの情報として、この位置ずれの情報をもとに、複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせる。これにより、複数の再生信号の再生位置を正確に合わせることができる。
【００６１】
本発明のデータ再生方法において、前記再生ヘッドは、前記ユニットに対して前記トラックの幅方向にて異なる位置関係で前記複数のトラックから信号を再生するように複数設けられてもよい。すなわち、複数の再生ヘッドを用いて一斉に１ユニット分の複数のトラックから信号を再生してデータ再生を行う場合において、各再生ヘッドの実装精度の問題などによる、各再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置が不揃いが解消されることで、信号分離演算を良好に行うことができる。
【００６２】
本発明のデータ再生方法において、前記再生ヘッドは、前記ユニットに対して前記トラックの幅方向にて異なる位置関係で前記複数のトラックから信号を再生するように複数設けられてもよい。すなわち、１つの再生ヘッドを用いて複数回に分けて１ユニット分の複数のトラックから信号を再生してデータ再生を行う場合にも同様に、各再生信号の再生位置の不揃いが解消されることで、信号分離演算を良好に行うことができる。
【００６３】
また、本発明のデータ再生方法において、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、前記複数の再生信号から検出された前記分離パターンをもとに、前記複数の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ステップと、前記再生位置が合わせられた複数の再生信号から、前記チャネル行列をもとに、前記トラックごとの再生信号を分離するステップとをさらに具備するものであってよい。本発明により、複数の再生信号の再生位置の不揃いが解消されることで信号分離演算部での演算処理を良好に行うことが可能となり、再生データの品質を向上させることができる。
【００６４】
本発明の別の観点に基づくデータ記録再生装置は、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データ再生装置と、このデータ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データ記録装置とを有するデータ記録再生装置であって、前記データ記録装置は、前記トラックごとに記録すべきデータを符号化するマルチトラック記録符号化部と、前記マルチトラック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の符号列にそれぞれ、当該データを再生する制御のために必要な、同期パターンを含むプリアンブルを付加するマルチトラックプリアンブル付加部と、前記複数のトラックの前記プリアンブル及び前記データを、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして配置されるように、前記マルチトラックプリアンブル付加部によって前記プリアンブルが付加された前記トラックごとのデータを記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するマルチトラック記録部とを具備し、前記データ再生装置は、前記再生ヘッドの前記複数の再生信号からそれぞれ前記同期パターンを検出する同期信号検出部と、前記同期信号検出部による前記同期パターンの検出結果をもとに、前記再生ヘッドの複数の再生信号の、トラックの進行する方向における再生位置を信号処理によって合わせる再生位置制御処理部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００６５】
本発明のデータ再生装置、データ再生方法及びデータ記録再生装置によれば、各再生信号の再生位置の不揃いを解消して信号分離演算処理を良好に行い、再生データの品質向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００６７】
（第１の実施形態）
【００６８】
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及び再生装置について説明する。この実施形態の記録装置は、磁気記録メディアにトラックごとに記録位置を揃えることなく信号を記録する装置であり、再生装置は、その磁気記録メディアからトラックごとに再生位置を揃えることなく信号を再生する装置である。ここで、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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、ユニット単位の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。これらの独立プリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３は、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の付加を行う。
【００７４】
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。
【００７５】
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）。
【００７６】
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）。
【００７７】
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）。
【００７８】
ここで、データ再生の制御のために必要な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。
【００７９】
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。
【００８０】
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）。
【００８１】
また、この記録装置１００では、1つの再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルを再生できるようなトラック配置となるように磁気記録メディア２への記録が行われる。この実施形態では、各トラックを幅方向に隙間無く記録する方式について例示しているが、各トラック間に、ガードバンドのような、記録符号列ではない領域が与えられる場合であっても、1つの再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルを再生できるようなトラック配置となるように磁気記録メディア２への記録が行われるものとする。
【００８２】
次に、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について説明する。
【００８３】
図３は第１の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置２００の構成を示す図である。
【００８４】
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、及び復元部２６０を備える。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
信号分離処理部２３０は、同期信号検出部２３１、再生信号ゲイン制御処理部２３３、チャネル推定演算部２３４、再生位置制御処理部２３５、及び信号分離演算部２３６を有している。
【００９０】
同期信号検出部２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３より出力された再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号からプリアンブル内の同期パターンを検出する。
【００９１】
再生信号ゲイン制御処理部２３３は、同期信号検出部２３１を通過した各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号からプリアンブル内のゲイン制御パターンを検出して、このゲイン制御パターンの信号をもとに、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。
【００９２】
チャネル推定演算部２３４は、同期信号検出部２３１により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、この分離パターンの再生信号を用いて、チャネル推定演算によってチャネル行列を演算する。
【００９３】
再生位置制御処理部２３５は、同期信号検出部２３１により検出された同期パターンをもとに、再生信号ゲイン制御処理部２３３を通過した各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置を合わせる処理を行う。
【００９４】
信号分離演算部２３６は、再生位置制御処理部２３５により再生位置が揃えられた各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号から、チャネル推定演算部２３４によって求められたチャネル行列を用いて、所定の演算処理によって、トラックごとの再生信号を分離する処理を行う。
【００９５】
信号分離演算部２３６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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。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。
【００９８】
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。
【００９９】
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）。
【０１００】
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Ｓ２０２）。
【０１０１】
次に、同期信号検出器２３１にて、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が検出される（ステップＳ２０３）。
【０１０２】
続いて、再生信号ゲイン制御処理部２３３にて、同期信号検出器２３１を通過した各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号からプリアンブル内のゲイン制御パターンを検出して、このゲイン制御パターンをもとに、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個別に制御する（ステップＳ２０４）。
【０１０３】
次に、チャネル推定演算部２３４にて、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、その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）。
【０１０４】
次に、再生位置制御処理部２３５にて、同期信号検出部２３１により検出された同期パターンをもとに、再生信号ゲイン制御処理部２３３を通過した各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−Ｎごとの再生信号の再生位置を合わせる処理を行う（ステップＳ２０６）。
【０１０５】
次に、信号分離演算部２３６にて、再生位置制御処理部２３５によって再生信号の再生位置が揃えられた各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号から、チャネル推定演算部２３４によって求められたチャネル行列を用いて、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Ｓ２０７）。
【０１０６】
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Ｓ２０８）、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Ｓ２０９）。
【０１０７】
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。
【０１０８】
トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３はそれぞれ、記録装置１００のＭ（Ｍ＝３）個の記録ヘッドによって磁気記録メディア２に記録されたトラックである。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。
【０１０９】
ここでＭ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３それぞれの、Ｍ個のプリアンブル２１とＭ個のデータ２２とのまとまりが、データを再生するための信号処理の一単位としてのユニット５１である。
【０１１０】
磁気記録メディア２には、このようなユニット５１がＳ個、互いに平行に配置され、隣接するユニット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設けられている。このガードバンド５２の目的は、隣のユニット５１のトラックが再生されないようにすることにある。
【０１１１】
図７は、図６のデータフォーマットにおけるプリアンブル２１の構成を示す図である。
【０１１２】
同図に示すように、このプリアンブル２１は、第１のプリアンブル２３と第２のプリアンブル２４で構成される。第１のプリアンブル２３は、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３と同期パターン２６−１，２６−２，２６−３とで構成され、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３と同期パターン２６−１，２６−２，２６−３とは連続して配置されている。第２のプリアンブル２４は分離パターン２７−１，２７−２，２７−３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２５−１，同期パターン２６−１，分離パターン２７−１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２５−２，同期パターン２６−２，分離パターン２７−２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２５−３，同期パターン２６−３，分離パターン２７−３の順に配置される。そして、分離パターン２７−１，２７−２，２７−３の後にはデータ２２が配置される。データ２２は、記録時に図１の記録装置１００の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で作成された記録符号列である。第１のプリアンブル２３及び第２のプリアンブル２４は、独立プリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３によって記録符号列に対して付加されたものである。
【０１１３】
そして図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。すなわち、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２とに跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３に跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３とに跨って信号を再生する。
【０１１４】
第１のプリアンブル２３において、各トラック＃１，＃２，＃３のゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３及び同期パターン２６−１，２６−２，２６−３は、それぞれが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、図７において、トラック＃１のゲイン制御パターン２５−１及び同期パターン２６−１はＴ１区間に、トラック＃２のゲイン制御パターン２５−２及び同期パターン２６−２はＴ２区間に、トラック＃３のゲイン制御パターン２５−３及び同期パターン２６−３はＴ３区間にそれぞれ配置されている。隣り合うトラックのゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３及び同期パターン２６−１，２６−２，２６−３の記録区間の間には、マージンのための隙間２８が設けられている。
【０１１５】
再生時に、各トラック＃１，＃２，＃３のゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３は、例えば、図３に示した再生装置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。また、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３は、必要に応じて、同期信号検出器２３１でのビット同期検出のための学習や、再生信号ゲイン制御処理部２３３での再生信号のレベル制御にも用いられる。さらに、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３は、必要に応じて、再生位置制御処理部２３５において各再生信号の再生位置制御のために使用される。
【０１１６】
また、再生時に、各トラック＃１，＃２，＃３の同期パターン２６−１，２６−２，２６−３は、例えば、同期信号検出器２３１によって各トラック＃１，＃２，＃３の分離パターン２７−１，２７−２，２７−３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。また、同期パターン２６−１，２６−２，２６−３は、再生位置制御処理部２３５での各再生信号の再生位置制御のために使用される。
【０１１７】
このデータフォーマットでは、第１のプリアンブル２３において、各トラック＃１，＃２，＃３のゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３及び同期パターン２６−１，２６−２，２６−３のそれぞれが、互いに位置が重ならないように配置されていることから、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出力低下が発生しない。これにより、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３、同期パターン２６−１，２６−２，２６−３を用いた上記の制御を良好に行うことができる。
【０１１８】
一方、第２のプリアンブル２４において、各トラック＃１，＃２，＃３の分離パターン２７−１，２７−２，２７−３は、再生時にチャネル推定演算部２３４にて、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号からトラック＃１，＃２，＃３ごとの再生信号を分離するための演算に必要なチャネル行列をチャネル推定演算部２３４にて求めるために使用されるパターンである。
【０１１９】
これらの分離パターン２７−１，２７−２，２７−３においても、それぞれが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、図７において、トラック＃１の分離パターン２７−１はＴ４区間に、トラック＃２の分離パターン２７−２はＴ５区間に、トラック＃３の分離パターン２７−３はＴ６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Ｔ４区間とＴ５区間とＴ６区間となり、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２７−１，２７−２，２７−３の記録区間の間には、マージンのための所定の時間分の隙間２９が設けられている。
【０１２０】
ここで分離パターン２７−１，２７−２，２７−３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。
【０１２１】
再生時に、チャネル推定演算部２３４は、この分離パターン２７−１，２７−２，２７−３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。
【０１２２】
次に、再生信号ゲイン制御処理部２３３による再生信号のゲイン制御の具体例を説明する。
【０１２３】
再生信号ゲイン制御処理部２３３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２５−１，２５−２，２５−３の再生信号をもとに、例えば、次のようにして、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号のゲインを演算し、各再生信号のレベルを制御する。
【０１２４】
例えば、再生信号ゲイン制御処理部２３３は、図７において、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２３３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２３３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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
再生信号ゲイン制御処理部２３３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２３３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。
【０１２７】
なお、この基準出力は、チャネル推定演算部２３４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２３６においても用いることができる。
【０１２８】
次に、この第１の実施形態の再生装置２００において、再生位置制御処理部２３５によって各再生信号の再生位置を合わせる制御の詳細を説明する。
【０１２９】
まず、各再生信号の再生位置に不一致が生じる原理について説明する。
【０１３０】
図８乃至図１１は、図７のデータフォーマットの一部分を取り出してモデル化し、トラック＃１の記録時及び再生時のチャネルクロック位置Ｐを基準に、各トラックごとの記録位置ならびに再生位置が分かるように示した図である。
【０１３１】
図８は、各トラック＃１，＃２，＃３ごとに記録位置を揃えることなく記録が行われ、チャネルクロック位相は揃っている記録状態の例を示す図である。ここで、トラック＃２の記録位置は他のトラックの記録位置に対して１クロック分だけヘッド進行方向１３側にずれている。Ｓ１は、この記録時のずれ量を示している。
【０１３２】
図９は、図８の記録状態をもつ磁気記録メディア２を各トラック＃１，＃２，＃３ごとに再生位置を揃えずに再生した場合の、再生信号の再生位置の例を示す図である。再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のヘッド幅はトラック幅の１．５倍とされ、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２とに跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３に跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３とに跨って信号を再生するものとする。なお、図９においての再生信号の表現において、再生信号のトラック幅方向の大きさは出力の大きさに対応するものとする。この例では、再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置は、Ｓ２のずれ量だけヘッド進行方向の逆側にずれ、再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置はＳ３のずれ量だけヘッド進行方向１３側にずれている。
【０１３３】
図１０は各トラック＃１，＃２，＃３ごとに記録位置を揃えることなく記録が行われ、加えてチャネルクロック位相も揃っていない記録状態の例を示す図である。トラック＃２の記録位置はＳ４のずれ量だけヘッド進行方向１３側にずれ、トラック＃３の記録位置はＳ５のずれ量だけヘッド進行方向１３側にずれている。なお、Ｓ４，Ｓ５の値はチャネルクロックの幅未満の値である。
【０１３４】
図１１は、図１０の記録状態をもつ磁気記録メディア２を各トラック＃１，＃２，＃３ごとに再生位置を揃えずに再生した場合の、再生信号の再生位置の例を示す図である。この例では、再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置はＳ６のずれ量だけヘッド進行方向１３側へずれ、再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置はＳ７のずれ量だけヘッド進行方向１３側へずれている。
【０１３５】
図９及び図１０に示したように、各トラックごとに記録位置を揃えることなく記録を行い、さらに再生時においても再生位置を揃えることなく再生を行う場合においては、各トラックの同期パターンを検出した結果をもとにするだけでは、必ずしも各再生ヘッドごとの再生信号の再生位置を合わせることができない。すなわち、各トラックごとに記録位置が揃っていない状況において各トラックの同期パターンを検出した結果をもとに各再生信号の再生位置を揃えようとすると、記録位置のずれ分の不整合がそのまま位置合わせの結果に残ってしまう。
【０１３６】
そこで、この実施形態では、再生位置制御処理部２３５が、同期信号検出部２３１によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号から検出された同期信号をもとに、次のようにして、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置を合わせる処理を行う。
【０１３７】
図６において、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のヘッド幅はトラック幅の１．５倍とされ、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２とに跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３に跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３とに跨って信号を再生する。同期信号検出部２３１における同期信号検出処理は、再生信号ごとに、複数の同期パターンを検出することができるようにしてあり、これより、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１の同期パターンとトラック＃２の同期パターンを検出することができる。また、再生ヘッドＲ−２は、トラック＃１の同期パターン、トラック＃２の同期パターン、そしてトラック＃３の同期パターンを検出することができる。さらに、再生ヘッドＲ−３は、トラック＃２の同期パターンとトラック＃３の同期パターンを検出することができる。
【０１３８】
再生位置制御処理部２３５は、再生ヘッドＲ−１によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置を基準に、再生ヘッドＲ−２によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置のずれの量と方向を判定し、この判定結果を再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置のずれ情報とする。同様に、再生位置制御処理部２３５は、再生ヘッドＲ−１によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置を基準に、再生ヘッドＲ−３によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置のずれの量と方向を判定し、この判定結果を再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置のずれ情報とする。
【０１３９】
これにより、例えば、図９の例においては、再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置のずれ情報として、「再生ヘッドＲ−１による再生信号の再生位置に対し再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置は、Ｓ２のずれ量だけヘッド進行方向の逆側にずれている」が得られ、さらに再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置のずれ情報として、「再生ヘッドＲ−１による再生信号の再生位置に対し再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置は、Ｓ３のずれ量だけヘッド進行方向１３側にずれている」が得られる。同様に、図１１の例においては、再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置のずれ情報として、「再生ヘッドＲ−１による再生信号の再生位置に対し再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置は、Ｓ６のずれ量だけヘッド進行方向１３側へずれている」が得られ、さらに再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置のずれ情報として、「再生ヘッドＲ−１による再生信号の再生位置に対し再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置は、Ｓ７のずれ量だけヘッド進行方向１３側へずれている」が得られる。
【０１４０】
再生位置制御処理部２３５は、このようにして得られた再生信号の再生位置のずれ情報をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの各再生信号の再生位置を一致させるように信号処理によって調整を行う。なお、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置の調整は、同期パターン検出の精度内の所定の範囲内で行われる。
【０１４１】
これにより、各トラックごとに記録位置を揃えることなく記録を行い、さらに各トラックごとに再生位置を揃えることなく再生を行う場合においても、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置を揃えることができ、後段の信号分離処理を良好に行うことができる。
【０１４２】
なお、この再生位置制御処理部２３５の制御動作の前に、必要に応じて、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のそれぞれの再生信号に対して、トラック＃２の同期パターンの検出を良好に行えるようにゲイン制御を行うことが望ましい。すなわち、両側の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−３によって得られるトラック＃２の再生信号の出力レベルは低いので、同期パターンを検出するために十分なレベルに上げることによって、両側の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−３の再生信号からも同期パターンを良好に検出することができる。
【０１４３】
ところで、図７の例では、所定のトラック（例えばトラック＃２）の同期パターンが、すべての再生ヘッドにより再生される場合について説明したが、再生位置制御処理部２３５による再生位置制御はこのような場合でなくても可能である。
【０１４４】
図１２は図７のデータフォーマットと各再生ヘッドとの位置関係の他の例を示す図である。この例は、図７において再生ヘッドアレイ２１０のトラック幅方向での位置が適正な位置に対して上方へずれてしまい、トラック＃２の同期パターンが再生ヘッドＲ−１によって再生不能となった例である。
【０１４５】
この例では、まず、トラック＃１の同期パターンに着目する。トラック＃１の同期パターンは、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２で再生されており（図示していない）、再生位置制御処理部２３５は、再生ヘッドＲ−１によってトラック＃１から再生された信号からの同期パターンの検出位置を基準に、再生ヘッドＲ−２によってトラック＃１から再生された信号からの同期パターンの検出位置のずれの量と方向を判定し、この判定結果を再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置のずれ情報とする。
【０１４６】
次に、トラック＃２の同期パターンに着目する。トラック＃２の同期パターンは、再生ヘッドＲ−２，Ｒ−３で再生されているので（図示していない）、再生位置制御処理部２３５は、再生ヘッドＲ−２によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置を基準に、再生ヘッドＲ−３によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置のずれの量と方向を判定し、この判定結果を再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置のずれ情報とする。
【０１４７】
そして再生位置制御処理部２３５は、上記の２つの再生信号の再生位置のずれ情報をもとに、再生ヘッドＲ−１による再生信号の再生位置を基準とする、他の再生ヘッドＲ−２，Ｒ−３それぞれの再生信号の再生位置のずれ情報を作成して、これをもとに各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの各再生信号の再生位置を一致させるように信号処理によって調整を行う。
【０１４８】
図１３は図７のデータフォーマットの変形例を示す図である。この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及び再生ヘッドの数は４とされている。トラック＃１，＃２，＃３における第１のプリアンブル２３及び第２のプリアンブル２４の配置は図７と同様であるが、トラック＃４の第１のプリアンブル２３のトラックの進行する方向における位置は、トラック＃１の第１のプリアンブル２３の位置と同じとされている。そして再生ヘッドＲ−１はトラック＃１とトラック＃２とに跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は３本のトラック＃１，＃２，＃３に跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−３は３本のトラック＃２，＃３，＃４に跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−４はトラック＃３とトラック＃４とに跨って信号を再生できるように、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３，Ｒ−４のヘッド幅と配置が決められている。
【０１４９】
この例では、図７の例で説明したように例えば、再生位置制御処理部２３５は、まず、再生ヘッドＲ−１によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置を基準に、再生ヘッドＲ−２によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置のずれの量と方向を判定し、この判定結果を再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置のずれ情報とする。同様に、再生位置制御処理部２３５は、再生ヘッドＲ−１によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置を基準に、再生ヘッドＲ−３によってトラック＃２から再生された信号からの同期パターンの検出位置のずれの量と方向を判定し、この判定結果を再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置のずれ情報とする。
【０１５０】
次に、トラック＃４の同期パターンに着目する。トラック＃４の同期パターンは、再生ヘッドＲ−３，Ｒ−４で再生されているので、再生位置制御処理部２３５は、再生ヘッドＲ−３によってトラック＃４から再生された信号からの同期パターンの検出位置を基準に、再生ヘッドＲ−４によってトラック＃４から再生された信号からの同期パターンの検出位置のずれの量と方向を判定し、この判定結果を再生ヘッドＲ−４による再生信号の再生位置のずれ情報とする。この場合のＲ−４による再生信号の再生位置のずれ情報は、Ｒ−３に対するものであるから、相対情報となっており、他のずれ情報と合わせることで、所定の位置を基準とするずれ情報を得ることができる。
【０１５１】
そして再生位置制御処理部２３５は、以上求めた各再生信号の再生位置のずれ情報をもとに、再生ヘッドＲ−１の再生位置を基準とする、他の再生ヘッドＲ−２，Ｒ−３，Ｒ−４それぞれの再生信号の再生位置のずれ情報を作成して、これをもとに各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３，Ｒ−４ごとの各再生信号の再生位置を一致させるように信号処理によって調整を行う。
【０１５２】
また、本実施形態で説明した再生位置の制御は、トラック数が５以上のデータフォーマットにおいても同様に適用可能である。
【０１５３】
以上説明したように、この実施形態によれば、複数の再生ヘッド間で共通に再生されるトラックの同期パターンの検出結果をもとに各再生ヘッドごとの再生信号の再生位置を合わせるように制御を行うことができるので、各トラックごとに記録位置を揃えることなく記録を行い、さらに各トラックごとに再生位置を揃えることなく再生を行う場合においても、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置を揃えることができ、後段の信号分離処理を良好に行うことができる。したがって、より安定した再生信号処理を行うことができ、高トラック密度化を実現できる。
【０１５４】
以上は、再生ヘッドの幅をトラック幅の１．５倍とし、個々の再生ヘッドがそれぞれ複数のトラックに跨って再生を行うように各再生ヘッドを配置することを前提に説明したが、個々の再生ヘッドがそれぞれ複数のトラックを跨いで配置されるように、各再生ヘッドのトラック幅方向での位置を制御するようにしてもよい。これにより、再生ヘッドの幅をより狭くしても、個々の再生ヘッドがそれぞれ複数のトラックを跨いだ状態を確保することができる。
【０１５５】
次に、本実施形態の変形例を示す。
【０１５６】
各再生ヘッドと１ユニット分の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パターンとして、上記の実施形態では、図７に示したような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、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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
さらに、上記の実施形態では、３行３列や４行４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、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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。例えば、記録ヘッドの数を３、再生ヘッドの数を４とした場合、すなわち、記録トラックの数を３とし、再生信号の数を４とした場合は、分離パターンは、互いに一次独立な３通りのパターンで構成されるものとする。
【０１６１】
第１のプリアンブルに配置されているゲイン制御パターンを、同期パターン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。
【０１６２】
第１のプリアンブル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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
（第２の実施形態）
【０１６５】
次に、本発明の第２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別の記録装置及び再生装置について説明する。この実施形態の記録装置は、磁気記録メディアにトラックごとに記録位置を揃えて信号を記録する装置であり、再生装置は、その磁気記録メディアからトラックごとに再生位置を揃えることなく信号を再生する装置である。ここで、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。
【０１６６】
図１４は、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１０１の構成を示す図である。
【０１６７】
同図に示すように、この記録装置１０１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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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１３２−１，１３２−２，１３２−３で構成される。
【０１７１】
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。
【０１７２】
図１５は、この記録装置１０１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１０１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Ｓ１１１）。
【０１７３】
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Ｓ１１２）。
【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、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１３２−１，１３２−２，１３２−３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Ｓ１１３）。
【０１７５】
ここで、データ再生の制御のために必要な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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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Ｓ１１４）。
【０１７８】
また、この記録装置１０１では、1つの再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルを再生できるようなトラック配置となるように磁気記録メディア２への記録が行われる。この実施形態では、各トラックを幅方向に隙間無く記録する方式について例示しているが、各トラック間に、ガードバンドのような、記録符号列ではない領域が与えられる場合であっても、1つの再生ヘッドによって複数のトラックのプリアンブルを再生できるようなトラック配置となるように磁気記録メディア２への記録が行われるものとする。
【０１７９】
次に、本発明の第２の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置について説明する。
【０１８０】
図１６は第２の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置２０１の構成を示す図である。
【０１８１】
同図に示すように、再生装置２０１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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
信号分離処理部２３０は、同期信号検出部２３１、チャネル推定演算部２３４、再生位置制御処理部２３５、及び信号分離演算部２３６を有している。
【０１８７】
同期信号検出部２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３より出力された再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号からプリアンブル内の同期パターンを検出する。
【０１８８】
チャネル推定演算部２３４は、同期信号検出部２３１により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、この分離パターンの再生信号を用いて、チャネル推定演算によってチャネル行列を演算する。
【０１８９】
再生位置制御処理部２３５は、同期信号検出部２３１により検出された同期パターンをもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置を合わせる処理を行う。
【０１９０】
信号分離演算部２３６は、再生位置制御処理部２３５により再生位置が揃えられた各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号から、チャネル推定演算部２３４によって求められたチャネル行列を用いて、所定の演算処理によって、トラックごとの再生信号を分離する処理を行う。
【０１９１】
信号分離演算部２３６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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
図１７は、この再生装置２０１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２０１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Ｓ２１１）。
【０１９６】
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Ｓ２１２）。
【０１９７】
次に、同期信号検出器２３１にて、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が検出される（ステップＳ２１３）。
【０１９８】
続いて、チャネル推定演算部２３４にて、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、その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Ｓ２１４）。
【０１９９】
次に、再生位置制御処理部２３５にて、同期信号検出部２３１により検出された同期パターンをもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−Ｎごとの再生信号の再生位置を合わせる処理を行う（ステップＳ２１５）。
【０２００】
次に、信号分離演算部２３６にて、再生位置制御処理部２３５によって再生位置が揃えられた各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号から、チャネル推定演算部２３４によって求められたチャネル行列を用いて、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Ｓ２１６）。
【０２０１】
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Ｓ２１７）、復元部２６０にて各トラック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Ｓ２１８）。
【０２０２】
図１８は、上記の本実施形態の記録装置１０１によって記録されたプリアンブル２１の構成を示す図である。
【０２０３】
同図に示すように、プリアンブル２１は、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３と同期パターン２６−１，２６−２，２６−３とで構成され、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３と同期パターン２６−１，２６−２，２６−３とは連続して配置されている。第２のプリアンブル２４は分離パターン２７−１，２７−２，２７−３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２５−１，同期パターン２６−１，分離パターン２７−１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２５−２，同期パターン２６−２，分離パターン２７−２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２５−３，同期パターン２６−３，分離パターン２７−３の順に配置される。そして、分離パターン２７−１，２７−２，２７−３の後にはデータ２２が配置される。データ２２は、記録時に図１４の記録装置１０１の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で作成された記録符号列である。第１のプリアンブル２３及び第２のプリアンブル２４は、プリアンブル付加部１３２−１，１３２−２，１３２−３によって記録符号列に対して付加されたものである。
【０２０４】
そして図１８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。すなわち、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２とに跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３に跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３とに跨って信号を再生する。
【０２０５】
第１のプリアンブル２３において、各トラック＃１，＃２，＃３のゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３及び同期パターン２６−１，２６−２，２６−３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。
【０２０６】
再生時に、各トラック＃１，＃２，＃３のゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３は、例えば、図１６に示した再生装置２０１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。また、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３は、必要に応じて、同期信号検出器２３１でのビット同期検出のための学習にも用いられる。さらに、ゲイン制御パターン２５−１，２５−２，２５−３は、必要に応じて、再生位置制御処理部２３５において各再生信号の再生位置制御のために使用される。
【０２０７】
また、再生時に、各トラック＃１，＃２，＃３の同期パターン２６−１，２６−２，２６−３は、例えば、同期信号検出器２３１によって各トラック＃１，＃２，＃３の分離パターン２７−１，２７−２，２７−３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。また、同期パターン２６−１，２６−２，２６−３は、再生位置制御処理部２３５での各再生信号の再生位置制御のために使用される。
【０２０８】
一方、第２のプリアンブル２４において、各トラック＃１，＃２，＃３の分離パターン２７−１，２７−２，２７−３は、再生時にチャネル推定演算部２３４にて、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号からトラック＃１，＃２，＃３ごとの再生信号を分離するための演算に必要なチャネル行列をチャネル推定演算部２３４にて求めるために使用されるパターンである。
【０２０９】
これらの分離パターン２７−１，２７−２，２７−３は、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る。すなわち、図１８において、トラック＃１の分離パターン２７−１はＴ４区間に、トラック＃２の分離パターン２７−２はＴ５区間に、トラック＃３の分離パターン２７−３はＴ６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Ｔ４区間とＴ５区間とＴ６区間となり、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２７−１，２７−２，２７−３の記録区間の間には、マージンのための所定の時間分の隙間２９が設けられている。
【０２１０】
ここで分離パターン２７−１，２７−２，２７−３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。
【０２１１】
再生時に、チャネル推定演算部２３４は、この分離パターン２７−１，２７−２，２７−３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。
【０２１２】
なお、第２の実施形態において、プリアンブルの構成は、図１８に限定されない。例えば、第１のプリアンブルに配置されているゲイン制御パターンを、同期パターン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。また、第１のプリアンブル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。
【０２１３】
次に、この第２の実施形態の再生装置２０１において、再生位置制御処理部２３５によって各再生信号の再生位置を合わせる制御の詳細を説明する。
【０２１４】
まず、各再生信号の再生位置に不一致が生じる原理について説明する。
【０２１５】
図１９及び２０は、図１８のデータフォーマットの一部分を取り出してモデル化し、トラック＃１の記録時及び再生時のチャネルクロック位置Ｐを基準に、各トラックごとの記録位置ならびに再生位置が分かるように示した図である。
【０２１６】
図１９は、各トラック＃１，＃２，＃３ごとに記録位置を揃えて記録が行われ、チャネルクロック位相も揃っている記録状態を示す図である。
【０２１７】
図２０は、図１９の記録状態をもつ磁気記録メディア２を各トラック＃１，＃２，＃３ごとに再生位置を揃えずに再生した場合の再生信号の位置の例を示す図である。ここで、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のヘッド幅はトラック幅の１．５倍とされ、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２とに跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３に跨って信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３とに跨って信号を再生するものとする。なお、図２０においての再生信号の表現において、再生信号のトラック幅方向の大きさは出力の大きさに対応するものとする。この例では、再生ヘッドＲ−１による再生信号の再生位置に対して再生ヘッドＲ−２による再生信号の再生位置はＳ１のずれ量だけヘッド進行方向１３側へずれ、再生ヘッドＲ−３による再生信号の再生位置はＳ２のずれ量だけヘッド進行方向１３側へずれている。
【０２１８】
図１９及び図２０に示したように、各トラックごとに記録位置を揃えて記録が行われ、再生時には再生位置を揃えることなく再生が行われる場合には、再生位置制御処理部２３５は、各トラックの同期パターンの検出結果をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置のずれ情報を作成する。そして、再生位置制御処理部２３５は、このずれ情報をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置を一致させるように信号処理によって調整を行う。
【０２１９】
なお、各トラックの記録位置が揃えられている場合には、必ずしも再生ヘッドが複数のトラックを跨ぐように配置される必要はない。また、データフォーマットとしては、図１８に示したものに限らず、図７に示したように、各トラックのゲイン制御パターン及び同期パターンを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データフォーマットを採用した場合にも適用可能である。さらに、本実施形態で説明した再生位置の制御は、図１３に示したように、トラック数が４以上のデータフォーマットにおいても適用可能である。
【０２２０】
以上説明したように、この実施形態によれば、各トラックごとに記録位置を揃えて記録された磁気記録メディア２を再生する場合に、再生位置制御処理部２３５によって、各トラックの同期パターンの検出結果をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号の再生位置を一致させるように信号処理によって調整を行うことができ、高トラック密度化を実現できる。
【０２２１】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態で述べた変形例の採用が同様に可能である。
【０２２２】
（第３の実施形態）
【０２２３】
次に、本発明の第３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方式を説明する。この実施形態の記録装置は、磁気記録メディアにトラックごとに記録位置を揃えることなく信号を記録する装置であり、再生装置は、その磁気記録メディアからトラックごとに再生位置を揃えることなく信号を再生する装置である。
【０２２４】
図２１は第３の実施形態である磁気記録再生方式における記録装置３００の構成を示す図である。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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、ユニット単位の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。これらの独立プリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３は、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の付加を行う。
【０２２９】
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各トラックの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。
【０２３０】
図２２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）。
【０２３１】
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）。
【０２３２】
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M個の独立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）。
【０２３３】
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）。
【０２３４】
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。
【０２３５】
次に、この第３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を示す。
【０２３６】
図２３は、この第３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。
【０２３７】
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ユニット単位のデータ再生の制御のために必要なプリアンブルを、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２１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。
【０２３８】
図２４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。
【０２３９】
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）。
【０２４０】
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、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）。
【０２４１】
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）。
【０２４２】
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。
【０２４３】
これにより、磁気記録メディア２に、例えば、図７に示したデータフォーマットで記録が行われる。
【０２４４】
次に、本発明の第３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。
【０２４５】
図２５は本発明の第３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。
【０２４６】
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
信号分離処理部２３０は、同期信号検出部２３１、再生信号ゲイン制御処理部２３３、チャネル推定演算部２３４、再生位置制御処理部２３５、信号分離演算部２３６、及び記憶部２３７を有している。
【０２５０】
同期信号検出部２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５の出力からプリアンブル内の同期パターンを検出する。
【０２５１】
再生信号ゲイン制御処理部２３３は、同期信号検出部２３１を通過した各トレースごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号からプリアンブル内のゲイン制御パターンを検出して、このゲイン制御パターンの信号をもとに、各トレースごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号に対するゲインを演算して、再生信号のレベルを制御する。
【０２５２】
チャネル推定演算部２３４は、同期信号検出部２３１により検出された同期信号を用いて、各トレースごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号のプリアンブル内に含まれる分離パターンの先頭位置を特定して、この分離パターンを用いて、各トレースごとの再生ヘッドＲ−１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チャネル推定演算を行う。
【０２５３】
再生位置制御処理部２３５は、同期信号検出部２３１により検出された同期信号をもとに、再生信号ゲイン制御処理部２３３を通過した各トレースごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号の再生位置を合わせる処理を行う。
【０２５４】
信号分離演算部２３６は、チャネル推定演算部２３４によって求められたチャネル行列を用いて、再生位置制御処理部２３５により再生位置が揃えられた１ユニット分の再生信号から、所定の演算処理によって、トラックごとの再生信号を分離する処理を行う。
【０２５５】
記憶部２３７は、同期信号検出器２３１と再生信号ゲイン制御処理部２３３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。再生信号ゲイン制御処理部２３３は、この記憶部２３７から各トレースごとの再生ヘッドＲ−１の再生信号を読み出して各トレースごとの再生信号に対するゲイン制御を行う。
【０２５６】
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。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。
【０２５７】
図２５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。
【０２５８】
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２３７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であり、同期信号検出器２３１によって分離パターン以降の必要な再生信号が記憶される。
【０２５９】
図２６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。
【０２６０】
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同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ４０２）。
【０２６１】
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２３７に記憶される（ステップＳ４０４）。
【０２６２】
次に、１ユニット分の再生信号が記憶部２３７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２３７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Ｓ４０５までの動作を繰り返す。
【０２６３】
１ユニット分の再生信号が記憶部２３７に記憶された場合、再生信号ゲイン制御処理部２３３は、記憶部２３７に記憶された１ユニット分の再生信号を読み出し、トレースごとの再生信号に配置されているゲイン制御パターンをもとに、トレースごとの再生信号に対するゲインを演算して、各トレースごとの再生信号のレベルを制御する（ステップＳ４０７）。
【０２６４】
次に、チャネル推定演算部２３４にて、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、その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トレースごとの再生ヘッドＲ−１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Ｓ４０８）。
【０２６５】
次に、再生位置制御処理部２３５にて、同期信号検出部２３１により検出された同期パターンをもとに、再生信号ゲイン制御処理部２３３を通過した各トレースごとの再生信号の再生位置を合わせる処理を行う（ステップＳ４０９）。この再生位置制御処理部２３５による処理は、第１の実施形態または第２の実施形態で説明した処理と同様である。
【０２６６】
次に、信号分離演算部２３６にて、再生位置制御処理部２３５によって再生位置が揃えられた各トレースごとの再生信号から、チャネル推定演算部２３４によって求められたチャネル行列を用いて、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Ｓ４１０）。
【０２６７】
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Ｓ４１１）、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Ｓ４１２）。
【０２６８】
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、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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
その具体例を以下に示す。
【０２７２】
図２７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５３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７、図１８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、例えば、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。
【０２７３】
図２８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。
【０２７４】
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５３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。
【０２７５】
なお、この例では、トラック＃１−＃６のまとまりを、データを再生する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。
【０２７６】
各トラック＃１−＃６に記録されるプリアンブルは、例えば図７、図１８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、例えば、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。
【０２７７】
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】
【０２７８】
【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のデータフォーマットにおけるプリアンブルの構成を示す図である。
【図８】図７のフォーマットに基づく実際の記録状態の例を示す図である。
【図９】図８の記録状態をもつ磁気記録メディアを各トラックごとに再生位置を揃えずに再生した場合の再生位置の例を示す図である。
【図１０】図７のフォーマットに基づく実際の記録状態の他の例を示す図である。
【図１１】図１０の記録状態をもつ磁気記録メディアを各トラックごとに再生位置を揃えずに再生した場合の再生位置の例を示す図である。
【図１２】図７のデータフォーマットと各再生ヘッドとの位置関係の他の例を示す図である。
【図１３】図７のデータフォーマットの変形例を示す図である。
【図１４】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１５】図１４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１６】本発明の第２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１７】図１６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１８】図１４の記録装置によって磁気記録メディアに記録されたプリアンブルの構成を示す図である。
【図１９】図１８のフォーマットに基づく実際の記録状態の例を示す図である。
【図２０】図１９の記録状態をもつ磁気記録メディアを各トラックごとに再生位置を揃えずに再生した場合の再生位置の例を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態である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】図２１の記録装置の変形例の構成を示す図である。
【図２４】図２３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２５】本発明の第３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２６】図２５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２７】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２８】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２９】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３０】図２９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３１】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３２】図３１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】
【０２７９】
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
２５−１，２５−２，２５−３      ゲイン制御パターン
２６−１，２６−２，２６−３      同期パターン
２７−１，２７−２，２７−３      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
１３２−１，１３２−２，１３２−３      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      同期信号検出器
２３３      再生信号ゲイン制御処理部
２３４      チャネル推定演算部
２３５      再生位置制御処理部
２３６      信号分離演算部
２３７      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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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