(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体を回転させるスピンスタンドと、
磁気記録再生ヘッドと、
前記磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体上で浮上させるための機構と、
任意の記録信号xnを生成する信号発生手段と、
前記磁気記録再生ヘッドで任意の磁気記録を行うための前記記録信号xnを通電する回路と、
前記磁気記録再生ヘッドを用いて、前記記録信号xnとの同期をとって一定のサンプリング時間で磁気記録媒体に記録された信号を再生信号ykとして取得する手段と、
前記記録信号xnが入力される第１のデジタルフィルタであって、前記記録信号xnを記録したときに復元されるべき理想復元信号znについてzn=Σcnkxkなる関係を満たす係数cnkに基づく第１のデジタルフィルタと、
前記再生信号ykが入力される第２のデジタルフィルタであって、予めサンプリングされた前記再生信号ykと前記記録信号xnとの関係yn=Σankxkを求めておき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1を算出し、前記係数cnkを成分とする行列Cに行列B=A-1を右から乗じて得られる行列D=CA-1の成分であり、復元信号z'n=Σdnkykなる関係を満たす係数dnkで表現される第２のデジタルフィルタと、
前記第１のデジタルフィルタからの出力と前記第２のデジタルフィルタからの出力との差と、前記理想復元信号znの強度との比を算出する手段と
を備えたことを特徴とする磁気記録媒体評価装置。
【請求項２】
磁気記録媒体を回転させるスピンスタンドと、
磁気記録再生ヘッドと、
前記磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体上で浮上させるための機構と、
任意の周波数fsの矩形信号を生成する信号発生手段と、
前記磁気記録再生ヘッドで前記周波数fsの矩形信号を通電する回路と
前記磁気記録再生ヘッドによって再生される再生信号ykを周波数解析し、前記再生信号ykの波形のパワースペクトルを生成するスペクトルアナライザと、
前記記録信号xnと復元されるべき信号znとの関係がzn=Σcnkxkと表され、前記再生信号ykと前記記録信号xnとの関係がyn=Σankxkと表されるとき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1であって成分にbnkを有する行列Bを算出し、係数cnkを成分とする行列Cに前記行列B=A-1を右から乗じて行列D=CA-1を求め、前記行列Ｄの成分dnkと前記再生信号ykからz'n=Σdnkykと表される復元すべき信号z'nに対してz'n=Σen-kykを満たす数列em=dm+k,kを離散フーリエ変換することによって得られる関数Efを記憶した記憶手段と、
前記パワースペクトルについて、各周波数成分に前記関数Efの２乗を乗じて得た値を周波数fsおよびその整数倍の周波数の近傍を除いて足し合わせた値と、周波数fsのパワーに前記関数Efの２乗を乗じた値との比を算出する手段と
を備えたことを特徴とする磁気記録媒体評価装置。
【請求項３】
前記係数ankは、少なくとも２つの線記録密度で記録、再生してその信号強度を測定し、前記線記録密度による再生信号強度の違いに基づき見積もることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体評価装置。
【請求項４】
磁気記録媒体を回転させるステップと、
磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体上で浮上させるステップと、
任意の記録信号xnを生成するステップと、
前記磁気記録再生ヘッドで任意の磁気記録を行うための前記記録信号xnを通電するステップと、
前記磁気記録再生ヘッドを用いて、前記記録信号xnとの同期をとって一定のサンプリング時間で磁気記録媒体に記録された信号を再生信号ykとして取得するステップと、
前記記録信号xnを取得し、前記記録信号xnを記録したときに復元されるべき理想復元信号znについてzn=Σcnkxkなる関係式に基づき前記理想復元信号znを生成するステップと、
前記再生信号ykを取得し、予めサンプリングされた前記再生信号ykと前記記録信号xnとの関係yn=Σankxkを求めておき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1を算出し、前記係数cnkを成分とする行列Cに行列B=A-1を右から乗じて得られる行列D=CA-1の成分であり、復元信号z'n=Σdnkykなる関係式に基づき前記復元信号z'nを生成するステップと、
前記理想復元信号znと前記復元信号z'nとの差と、前記理想復元信号znの強度との比を算出するステップと
を有することを特徴とする磁気記録媒体評価方法。
【請求項５】
磁気記録媒体を回転させるステップと、
磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体上で浮上させるステップと、
任意の周波数fsの矩形信号を生成するステップと、
前記磁気記録再生ヘッドで前記周波数fsの矩形信号を通電するステップと
前記磁気記録再生ヘッドによって再生される再生信号ykを周波数解析し、前記再生信号ykの波形のパワースペクトルを生成するステップと、
前記記録信号xnと復元されるべき信号znとの関係がzn=Σcnkxkと表され、前記再生信号ykと前記記録信号xnとの関係がyn=Σankxkと表されるとき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1であって成分にbnkを有する行列Bを算出し、係数cnkを成分とする行列Cに前記行列B=A-1を右から乗じて行列D=CA-1を求め、前記行列Ｄの成分dnkと前記再生信号ykからz'n=Σdnkykと表される復元すべき信号z'nに対してz'n=Σen-kykを満たす数列em=dm+k,kを離散フーリエ変換することによって得られる関数Efを用い、前記パワースペクトルについて、各周波数成分に前記関数Efの２乗を乗じて得た値を周波数fsおよびその整数倍の周波数の近傍を除いて足し合わせた値と、周波数fsのパワーに前記関数Efの２乗を乗じた値との比を算出するステップと
を有することを特徴とする磁気記録媒体評価方法。
【請求項６】
前記係数ankは、少なくとも２つの線記録密度で記録、再生してその信号強度を測定し、前記線記録密度による再生信号強度の違いに基づき見積もることを特徴とする請求項４又は５に記載の磁気記録媒体評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体評価装置およびその評価方法に関し、より詳細には、主にハードディスク用磁気記録媒体の磁気記録媒体評価装置およびその評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクに用いられる磁気記録再生システムでは、PRML技術を用いて高密度記録再生が行われている。一方、磁気記録再生システムを構築するための磁気ヘッドおよび磁気記録媒体の評価においては、通常、等速度で回転する磁気記録媒体に等間隔時間で磁気ヘッドによる記録磁界を反転させることによって一定の磁化反転間隔で記録し、やはり等速度で回転させながら磁気抵抗素子に得られる電気信号を周波数軸上で解析することによるアナログ信号品質評価が行われている。この他には、指定されたチャネルで高度にカスタム化された専用LSIを用いてランダムパターンの記録再生を行ってエラーレートを評価する場合もある。特に、設定された磁化反転間隔の２倍の間隔で記録して再生したときのスペクトルアナライザで評価した信号対雑音比（MF-SpiSNR）は、エラーレートを直接測定しない場合において、磁化記録再生システム、あるいは磁気記録媒体の信号品質評価に広く用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したMF-SpiSNRは、マクロな構造がほぼ同じであってプロセスの異なる磁気記録媒体を相対評価する場合には、エラーレートとよい相関がとれるが、構造の異なる磁気記録媒体同士を評価する場合においては、必ずしもよい相関は得られないという課題がある。そこで、構造の異なる磁気記録媒体同士に対してはエラーレートを直接評価しようとすると、アナログ信号評価システムに加えて専用の信号処理回路を要し、磁気記録媒体評価装置としての汎用性が低くなるという課題があった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、エラーレート実測に要するような汎用性の低い高度な信号処理回路を要することなく、構造の異なる媒体比較であってもエラーレートとよい相関のとれた磁気記録媒体評価装置およびその評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、磁気記録媒体評価装置であって、磁気記録媒体を回転させるスピンスタンドと、磁気記録再生ヘッドと、前記磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体上で浮上させるための機構と、任意の記録信号xnを生成する信号発生手段と、前記磁気記録再生ヘッドで任意の磁気記録を行うための前記記録信号xnを通電する回路と、前記磁気記録再生ヘッドを用いて、前記記録信号xnとの同期をとって一定のサンプリング時間で磁気記録媒体に記録された信号を再生信号ykとして取得する手段とを備えている。さらに本発明では、第１および第２のデジタルフィルタを備えている。第１のデジタルフィルタは、前記記録信号xnが入力される第１のデジタルフィルタであって、前記記録信号xnを記録したときに復元されるべき理想復元信号znについてzn=Σcnkxkなる関係を満たす係数cnkで表現される。第２のデジタルフィルタは、前記再生信号ykが入力される第２のデジタルフィルタであって、予めサンプリングされた前記再生信号ykと前記記録信号xnとの関係yn=Σankxkを求めておき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1を算出し、前記係数cnkを成分とする行列Cに行列B=A-1を右から乗じて得られる行列D=CA-1の成分であり、復元信号z'n=Σdnkykなる関係を満たす係数dnkで表現される。そして、前記第１のデジタルフィルタからの出力と前記第２のデジタルフィルタからの出力との差と、前記理想復元信号znの強度との比を算出する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、磁気記録媒体評価装置であって、磁気記録媒体を回転させるスピンスタンドと、磁気記録再生ヘッドと、前記磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体上で浮上させるための機構と、任意の周波数fsの矩形信号を生成する信号発生手段とを備えている。さらに本発明では、前記磁気記録再生ヘッドで前記周波数fsの矩形信号を通電する回路と、前記磁気記録再生ヘッドによって再生される再生信号ykを周波数解析し、前記再生信号ykの波形のパワースペクトルを生成するスペクトルアナライザとを備えている。また、前記記録信号xnと復元されるべき信号znとの関係がzn=Σcnkxkと表され、前記再生信号ykと前記記録信号xnとの関係がyn=Σankxkと表されるとき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1であって成分にbnkを有する行列Bを算出し、係数cnkを成分とする行列Cに前記行列B=A-1を右から乗じて行列D=CA-1を求め、前記行列Ｄの成分dnkと前記再生信号ykからz'n=Σdnkykと表される復元すべき信号z'nに対してz'n=Σen-kykを満たす数列em=dm+k,kを離散フーリエ変換することによって得られる関数Efを記憶した記憶手段をそなえている。そして、前記パワースペクトルについて、各周波数成分に前記関数Efの２乗を乗じて得た値を周波数fsおよびその整数倍の周波数の近傍を除いて足し合わせた値と、周波数fsのパワーに前記関数Efの２乗を乗じた値との比を算出する手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の磁気記録媒体評価装置において、前記係数ankは、少なくとも２つの線記録密度で記録、再生してその信号強度を測定し、前記線記録密度による再生信号強度の違いに基づき見積もることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、磁気記録媒体評価方法であって、磁気記録媒体を回転させるステップと、磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体上で浮上させるステップと、任意の記録信号xnを生成するステップと、前記磁気記録再生ヘッドで任意の磁気記録を行うための前記記録信号xnを通電するステップと、前記磁気記録再生ヘッドを用いて、前記記録信号xnとの同期をとって一定のサンプリング時間で磁気記録媒体に記録された信号を再生信号ykとして取得するステップとを有している。さらに本発明では、理想復元信号znを生成するステップと復元信号z'nを生成するステップとを有している。理想復元信号znを生成するステップは、前記記録信号xnを取得し、前記記録信号xnを記録したときに復元されるべき理想復元信号znについてzn=Σcnkxkなる関係式に基づき前記理想復元信号znを生成する。復元信号z'nを生成するステップは、前記再生信号ykを取得し、予めサンプリングされた前記再生信号ykと前記記録信号xnとの関係yn=Σankxkを求めておき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1を算出し、前記係数cnkを成分とする行列Cに行列B=A-1を右から乗じて得られる行列D=CA-1の成分であり、復元信号z'n=Σdnkykなる関係式に基づき前記復元信号z'nを生成する。そして、前記理想復元信号znと前記復元信号z'nとの差と、前記理想復元信号znの強度との比を算出するステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、磁気記録媒体評価方法であって、磁気記録媒体を回転させるステップと、磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体上で浮上させるステップと、任意の周波数fsの矩形信号を生成するステップとを有している。さらに本発明では、前記磁気記録再生ヘッドで前記周波数fsの矩形信号を通電するステップと、前記磁気記録再生ヘッドによって再生される再生信号ykを周波数解析し、前記再生信号ykの波形のパワースペクトルを生成するステップとを有している。そして、前記記録信号xnと復元されるべき信号znとの関係がzn=Σcnkxkと表され、前記再生信号ykと前記記録信号xnとの関係がyn=Σankxkと表されるとき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1であって成分にbnkを有する行列Bを算出し、係数cnkを成分とする行列Cに前記行列B=A-1を右から乗じて行列D=CA-1を求め、前記行列Ｄの成分dnkと前記再生信号ykからz'n=Σdnkykと表される復元すべき信号z'nに対してz'n=Σen-kykを満たす数列em=dm+k,kを離散フーリエ変換することによって得られる関数Efを用い、前記パワースペクトルについて、各周波数成分に前記関数Efの２乗を乗じて得た値を周波数fsおよびその整数倍の周波数の近傍を除いて足し合わせた値と、周波数fsのパワーに前記関数Efの２乗を乗じた値との比を算出するステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の磁気記録媒体評価方法において、前記係数ankが、少なくとも２つの線記録密度で記録、再生してその信号強度を測定し、前記線記録密度による再生信号強度の違いに基づき見積もることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エラーレート実測に要するような汎用性の低い高度な信号処理回路を要することなく、構造の異なる媒体比較であってもエラーレートとよい相関のとれた磁気記録媒体評価が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。  
【００１３】
（実施形態１）
図１に、本発明の実施形態１に係る磁気記録媒体評価装置の構成を示す。ファンクションジェネレータ１０１から任意の信号を発生させ、ヘッドアンプのDAC１０２でDA変換して磁気記録ヘッドで被測定磁気記録媒体１０に信号を記録する。また、ファンクションジェネレータ１０１から出力される記録信号から、デジタルフィルタＢ１０５を通して正確な復元信号を得ておく。磁気記録媒体１０に記録された再生信号は、ヘッドアンプのADC１０３でファンクションジェネレータ１０１から出力される同期信号で同期を取ってサンプリングし、得られた離散信号をデジタルフィルタＡ１０４で変換して復元信号を得る。フィルタＡ１０４、フィルタＢ１０５の出力をオペアンプ１０６に入力することにより、各サンプリングにおける、フィルタＡ１０４の出力による復元信号と、フィルタＢ１０５の出力による理想復元信号との差をとる。この差の絶対値平均を分母とし、理想復元信号強度を分子とした信号対雑音比で信号品質を評価する。
【００１４】
ここでフィルタＢ１０５は、任意の記録信号xnを記録したときに復元されるべき信号znについてzn=Σcnkxkなる関係があるときの係数cnkで表現されるものとする。
【００１５】
また、フィルタＡ１０４は、予め再生信号ykと記録信号xnとの関係yn=Σankxkを求めておき、ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1、すなわち、xn=Σbnkykなる関係を満たす係数bnkを成分とする行列Bを算出し、係数cnkを成分とする行列Cに行列B=A-1を右から乗じて得られる行列D=CA-1の成分、すなわちz'n=Σdnkykなる関係を満たす係数dnkで表現されるものとする。
【００１６】
尚、フィルタA１０４、フィルタB１０５およびオペアンプ１０６は、PCなどに実装されたソフトウェアとして与えられてもよく、同等の機能を有する他の装置で置き換えることが可能である。
【００１７】
図２に、実際に垂直記録用ヘッドおよび垂直磁気記録媒体を用いて、1200kfciで記録、再生したときのフィルタＢ１０５から出力される理想復元信号と、再生信号をフィルタＡ１０４で処理した復元信号とをサンプリング毎に示したグラフを示す。ここで、記録信号から理想復元信号を得る演算は、cn,n+1=1、cn,n-1=-1で、他の係数は0とした。理想復元信号出力は、1、0、-1の３値であるが、各点におけるフィルタＡからの出力を理想復元信号出力と比較することによって信号品質を評価する。
【００１８】
（実施形態２）
図３に、本発明の実施形態２に係る磁気記録媒体評価方法を説明するブロックダイアグラムを示す。ファンクションジェネレータ２０１から任意の周波数fsの矩形信号を発生させ、ヘッドアンプのDAC２０２でDA変換して磁気記録ヘッドで被測定磁気記録媒体１０に信号を記録する。磁気記録媒体１０に記録された再生信号から、スペクトルアナライザ２０３によってパワースペクトルを求める。また、予め周波数に関する関数Efを用意してメモリ２０４に記憶させておき、加算器２０５で先のパワースペクトルに関数Efの２乗を乗じて得た値を演算器２０６に送る。演算器２０６は、周波数fsおよびその整数倍の周波数の近傍を除いて足し合わせた値と、周波数fsのパワーにEfsの２乗を乗じた値との比を評価する。
【００１９】
尚、メモリ２０４、加算器２０５、演算器２０６は、PCおよびPCなどに実装されたソフトウェアとして与えられてもよく、同等の機能を有する他の装置で置き換えることが可能である。
【００２０】
ここで、周波数に関する関数Efについて説明する。まず、任意の記録信号xnと復元されるべき信号znとの関係がzn=Σcnkxkと表され、再生信号ykと記録信号xnとの関係がyn=Σankxkと表されるとき、係数ankを成分とする正方行列Aの逆行列B=A-1、すなわちxn=Σbnkykの係数bnkを成分とする行列Ｂを計算する。次に、係数cnkを成分とする行列Cに行列B=A-1を右から乗じて行列D=CA-1を求める。この行列Ｄの成分dnkを用いて再生信号ykから復元すべき信号z'nをz'n=Σdnkykと表し、この復元すべき信号z'nに対してz'n=Σen-kykを満たす数列em=dm+k,kを離散フーリエ変換することによって関数Efを求める。
【００２１】
次に、係数ankの求め方について説明する。例えば、最小磁化反転間隔の１倍、３倍、５倍および７倍の反転間隔で矩形信号を記録、再生したときの信号強度をそれぞれTAA1、TAA3、TAA5、TAA7とする。符号間干渉は対称であると仮定してyj=a0*xj+a1*xj-1+a1*xj+1+a2*xj-2+a2*xj+2+a3*xj-3+a3*xj+3と表す。１倍、３倍、５倍および７倍の反転間隔で矩形信号を記録したときの再生振幅は、それぞれa0-2a1+2a2-2a3、a0+2a1-2a2-2a3、a0+2a1+2a2-2a3、a0+2a1+2a2+2a3と表されるが、これらがそれぞれTAA1、TAA3、TAA5、TAA7と等しいとみなすことによって係数a0〜a3を得ることが出来る。
【００２２】
図４に、様々な構造の垂直媒体を実施形態２の方法で評価したときの結果と、エラーレートを直接評価したときの結果を比べたものである。図４（ａ）に、実施形態２の方法で評価したSNRとエラーレート実測値との相関をとったグラフを示し、図４（ｂ）に、従来のSpiSNRに対してエラーレート実測値との相関をとったグラフを示す。図４（ｂ）に対して図４（ａ）の方がエラーレートとの相関が向上していることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１に係る磁気記録媒体評価装置の構成を示す図である。
【図２】垂直記録用ヘッドおよび垂直磁気記録媒体を用いて、1200kfciで記録、再生したときのフィルタから出力される理想復元信号と、再生信号をフィルタで処理した復元信号とをサンプリング毎に示したグラフである。
【図３】本発明の実施形態２に係る磁気記録媒体評価方法を説明する図である。
【図４】（ａ）は、実施形態２の方法で評価したSNRとエラーレート実測値との相関を示すグラフであり、（ｂ）は、従来のSpiSNRに対してエラーレート実測値との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２４】
１０  磁気記録媒体
１０１、２０１  ファンクションジェネレータ
１０２、２０２  DAC
１０３  ADC
１０４、１０５  デジタルフィルタ
１０６  オペアンプ
２０３  スペクトルアナライザ
２０４  メモリ
２０５  加算器
２０６  演算器
【図１】
0005041293.tif 000002
【図２】
0005041293.tif 000003
【図３】
0005041293.tif 000004
【図４】
0005041293.tif 000005