JP4157254B2 - 情報記録再生装置およびそのトラッキングサーボ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録再生装置に関し、特に高密度記録再生方式である光アシスト磁気記録再生方式に適した情報記録再生装置、そのトラッキングサーボ方法および記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光ディスクおよび光磁気ディスク装置においては、ディスクに対するヘッドの位置を決めるトラッキングサーボ方法として、案内溝による連続サーボ方式、または、特開平１−１２８２７６号公報に開示されているようなウォブルピットによるサンプルサーボ方式が採用されてきた。
【０００３】
連続サーボ方式とは、光ビームの反射光を利用して案内溝による回折光の光量の変化を検出することにより光ディスク上の位置情報を得る方式である。
ウォブルピットによるサンプルサーボ方式とは、トラック方向にある一定の間隔でトラッキング用のピットを形成し、連続サーボ方式と同様に光ディスクに照射した光ビームの反射光を用いてウォブルピットによる回折光の光量の変化を検出することにより位置情報を得る方式である。
【０００４】
一方、磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドとディスク面の距離は数十ｎｍであるため、ディスク面の高度の平坦性・平滑性が要求される。したがって、光ディスクおよび光磁気ディスクに採用されている案内溝またはウォブルピット等のディスクの表面加工は、できるだけしない方が望ましい。そのため、ヘッドとディスク上のトラックとの相対位置を検出するための特殊なサーボパターンを予めディスク面に磁気情報として記録しておくことが一般的に実施されている（映像情報メディア学会誌Vol. 52, No.10, pp.1412〜1415（1998）参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光ディスクおよび光磁気ディスクでトラッキングサーボを実現するために採用されているディスク表面に凹凸を加工する方法では、案内溝の形状や反射率の違いが誤差信号に影響し、記録・再生精度の劣化の要因となりうる。トラック密度を上げた場合には、案内溝の形成精度を向上させることが要求されるが、案内溝形成による時間的および金銭的コストが増加するという問題があった。
【０００６】
さらに、レーザ光を熱源とする光アシスト磁気記録再生方式では、光ピックアップに加え磁気ヘッドを併用することから、一般的な磁気記録再生方式と同様にディスク面の高度の平坦性・平滑性が要求されるので、案内溝等の表面の加工は、行わないことが望ましい。
【０００７】
また、光アシスト磁気記録再生方式では、レーザースポット径は磁気ヘッドのトラック幅方向の長さよりも短いので、形成される記録ビットの幅はレーザースポット径で決まる。したがって、トラッキングの精度は光ビーム径を基準に決定することが必要となる。
しかしながら、現在光アシスト磁気記録再生方式では、光ビーム径と磁気信号の両方を考慮したトラッキングサーボ方法がないため、高精度にサーボ制御ができないという問題があった。
【０００８】
そこでこの発明は、以上のような事情を考慮したものであり、光学的及び磁気的な情報を検出することにより高精度なトラック位置制御のできる情報記録再生装置とそのトラッキングサーボ方式を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、記録媒体の所定の位置に記録された磁気情報を磁気的に検出する磁気情報検出部と、記録媒体の各トラックの所定の位置に記録された光学的情報を光学的に検出する光学情報検出部と、検出された磁気情報と光学的情報とを用いてトラックの位置制御を行う位置制御部とを備え、前記磁気情報が１つのクロック情報であり、前記光学的情報が少なくとも２つの位置情報であることを特徴とする情報記録再生装置を提供するものである。
【００１０】
ここで、前記磁気情報は１つのクロック情報であり、前記光学的情報は少なくとも２つの位置情報から構成することができる。また、この磁気情報及び光学的情報は、いわゆる磁気ヘッドを用いて磁気的に記録媒体に記録するようにしてもよい。すなわち、光学的情報とは、再生をする場合には、いわゆる光ヘッドを用いて行われるが、記録は磁気ヘッドを用いて行われるものである。一方、磁気情報は、再生も記録も磁気ヘッドを用いて行われるものである。
以下、クロック情報と位置情報を含む記録情報をサーボパターンと呼ぶ。
【００１１】
また、前記クロック情報から記録再生するための基準クロックを生成するクロック生成部と、前記検出された２つの位置情報の信号強度をそれぞれ測定し、その信号強度の大きさを比較する比較部とをさらに備え、前記光学情報検出部は、前記基準クロックをもとに２つの位置情報を検出し、前記位置制御部は、前記比較部によって得られた２つの信号強度の大小関係に基づいてトラックの位置制御をするようにしてもよい。
【００１２】
さらに、この発明は、記録媒体の各トラックの所定の位置に記録された１つのクロック情報からなる磁気情報を検出し、磁気情報と所定の相対的位置関係にある各トラックの位置に記録された少なくとも２つの位置情報である光学的情報を検出し、検出された磁気情報と光学的情報を用いて、トラックの位置制御をすることを特徴とする情報記録再生装置のトラッキングサーボ方法を提供するものである。
【００１３】
この発明の磁気情報検出部は、いわゆる磁気ヘッドに相当する。光学情報検出部は、少なくともレーザー光を照射する光源と、ディスクによって反射されたレーザー光を受光する検出器によって構成され、いわゆる光ヘッドに相当する。レーザー光としては通常用いられているように波長６５０ｎｍの赤色レーザーの他に、波長４００ｎｍ程度の青紫色レーザー等を用いることができる。
【００１４】
位置制御部は、ディスク面のトラックに対する磁気ヘッド及び光ヘッドの相対位置をコントロールするものであり、ＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータによって構成できる。
また、この発明のクロック生成部及び比較部も、マイクロコンピュータを用いて構成することができる。これらの各部の機能は、ＣＰＵが、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ、タイマー等の周辺素子を用いて、ＲＯＭ等の記憶媒体に記録された制御プログラムに基づいて動作することにより実現される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の記録媒体は、少なくとも１つのクロック情報および２つの位置情報が含まれるサーボパターンを、磁気的に予め記録媒体に記録しておくことを特徴とする。磁気情報としてのサーボパターンは、磁気ヘッド、光ヘッド及び光ビームを使用して読み取る。特に、サーボパターンのうち、クロック情報は磁気ヘッドにより漏洩磁場を検出することにより読み取り、位置情報は磁気カー効果によって検出される光磁気信号から読み取る。
【００１６】
以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。なお、これによってこの発明が限定されるものではない。
図５に、この発明に用いる記録媒体のサーボパターンの配置の一実施例の説明図を示す。
この発明の記録媒体８（以下、ディスクと呼ぶ）は、現在一般に用いられているように記録層，反射層等からなる多層構造のディスクであるが、円周方向のトラックに対して交差する方向、すなわちディスク８の中心から放射状に一定の角度間隔で、サーボパターン９が記録・配置されている点を特徴とする。
【００１７】
この実施例のディスクは、図４で示すような飽和磁化６および保磁力７の温度特性を有する媒体で構成されたＮ型フェリ磁性体を使用するものとする。
この発明の情報記録再生装置は、ディスクの磁気情報を読み取る磁気ヘッドとレーザ光をディスクに照射する光源を備える。
【００１８】
磁気ヘッドと光源はディスクを挟んで対向する位置に配置してもよく、また、ディスクに対して磁気ヘッドと光源を同一方向にレーザ光が磁気ヘッドの直下、もしくは近傍を照射するように、両者を近接配置してもよい。すなわち、光アシスト磁気記録再生するための熱分布を磁気ヘッド下のディスク領域に生成できるような配置とすればよい。
【００１９】
図１および図２に、この発明の記録媒体の表面構造の一部分の説明図を示す。図１では、サーボパターンは、１つのクロックビット１と２つの位置情報ビット２，３の組み合わせで表わされ、図２では、さらにサーボパターンの開始を表すマーカー１０を組合せたもので構成されている。ただし、サーボパターンはこれに限るものではなく、トラッキング精度を向上させるために位置情報ビットの数を３以上に増やして配置してもよい。以下においては、図１のサーボパターンを持つディスクについて説明する。
【００２０】
図１において、３つの線分ａ，ｂ，ｃは、ディスク上の任意の３つのトラックａ，ｂ，ｃを抜き出したものである。これをもとにこの発明のトラッキングサーボの動作原理を示す。
サーボパターンのうち、クロックビット１は各トラックのセンター近傍に記録する。
【００２１】
クロックビット１と１つ目の位置情報ビット２との間隔ｎ１、および１つ目の位置情報ビット２と２つ目の位置情報ビット３との間隔ｎ２は、光ピックアップで検出される光磁気信号に前後の磁気ビットが同時に検出されないために必要な間隔以上を設ける。
つまり、レーザースポット径と信号処理から決まる必要最低限の間隔と同等もしくはそれ以上の間隔をとる。例えば、波長６５０ｎｍ程度の赤色レーザーを用いた場合、光ビームスポットの直径は約１μｍとなるので、両間隔ｎ１，ｎ２の最低限の間隔は信号処理によりその半分程度の約５００ｎｍとすることができる。
【００２２】
また、位置情報ビット２，３は、各トラックのセンターから上下に０．２μｍ程度ずらして記録する。
【００２３】
図１において、左側の図はオントラック状態を示しており、右側の図はオフトラック状態を示している。すなわち、左側の図では、光源からの光ビームスポットはトラックｂの中心線上にあるが、右側の図では、光ビームスポットはトラックｂの中心線上から少し上にずれた位置にある場合を示している。
【００２４】
左側のオントラック状態（Ａ）において、光ビームスポットはトラック中心線ｂ上にあり、位置情報ビット２と３とは、トラック中心線に対して上と下の対称位置にあるので、光学的情報として読み取られる２つの位置情報の信号強度は等しくなる。
すなわち、２つの位置情報の信号強度が等しいことを検出した場合には、光ビームは、トラックの中心線上にあると言える。
【００２５】
一方、右側のオフトラック状態（Ｂ）においては、光ビームスポットの位置はトラックｂの中心線の上側にあるので、位置情報ビット２について読み取られた信号強度は、位置情報ビット３について読み取られた信号強度よりも大きくなる。
すなわち、位置情報ビットの読み取られた信号強度が異なる場合には、光ビームはトラックの中心線上にはなく、トラック中心線の上又は下にずれていることになる。
したがって、トラックの位置制御において、２つの位置情報ビットを読み取ったときの信号強度の大きさが常に等しくなるように、光ビームの位置を制御すればよい。
【００２６】
ところで、光アシスト磁気記録再生方式では、記録される磁気ビットのトラック幅は光ビームスポット径により決定されるから、トラック間隔を光ビームスポット径近くまで狭めた場合、図１のように磁気ヘッド４は複数のトラックにまたがることになる。
【００２７】
そのため、媒体の磁化がゼロで保磁力が無限大となる補償温度が室温の媒体を用いた場合、隣接するトラックからのクロストークにより良好な再生信号が得られなくなるという問題が出てくる。
【００２８】
この問題を解決する手段として、光アシスト磁気記録再生方式に適したクロストークキャンセリング方法が提案されている（光アシスト磁気再生におけるクロストークキャンセル：１９９９年１０月８日、日本応用磁気学会）ので、この方法を用いてもよい。この方法では、記録媒体の補償温度が室温より高いフェリ磁性体を用い、補償温度の上下において媒体の磁化の方向が反転することを利用して、隣りのトラックからのクロストークの影響を抑えることを実現している。
【００２９】
図１において磁気ヘッド４は、３つのトラックにまたがっているとする。このとき、クロック信号と位置情報信号を磁気ヘッド４で検出した場合、隣りのトラックからのクロストークの影響が考えられる。図１において、トラックｂにトラッキングを行う場合を考える。
図３に、光ビームスポットの位置とその位置での磁化の大きさの関係のグラフを示す。
【００３０】
まず、オントラック状態（Ａ）の場合、トラックａおよびトラックｃに記録されているクロックビット１によって読み取られた信号はキャンセルされる。これは、図３に示す領域▲１▼と領域▲２▼の面積が等しくなることに対応する。つまり、領域▲１▼と領域▲２▼の磁化の大きさが等しく向きが反対となることで正味の磁化がゼロとなる。
【００３１】
一方、トラックのセンターから対になっている位置情報ビット２，３によって読み取られた位置情報信号それぞれについては、オントラック状態であってもキャンセルされずクロストークの影響が出てくる。
【００３２】
しかし、図１のオントラック状態と図３のオントラック状態を対応付けて考えると、クロックビット１による信号は、トラックａおよびトラックｃのそれぞれでキャンセルされ、正味、トラックｂの信号のみが検出される。
【００３３】
一方、位置情報信号は、位置情報ビット２ではトラックａからはプラスの信号、トラックｃからはマイナスの信号が同じ強度で得られキャンセルされる。したがって、正味、トラックｂの信号のみが検出されることになる。同様に、位置情報ビット３による信号も同じ様に、同じ信号レベルとなる。このときの磁気信号の波形を図１のＡ１に示す。
【００３４】
次に、オフトラック状態（Ｂ）の場合、媒体上の温度分布の記録信号に対する位置がずれるため、クロック信号でも隣のトラックからのクロストークの影響が出てくる。これは、図３に示すオフトラック状態（Ｂ）に対応している。また、位置情報信号も、オントラック状態（Ａ）と同様、クロストークが生じる。
【００３５】
図１のオフトラック状態（Ｂ）と図３のオフトラック状態（Ｂ）を対応付けて考えると、クロック信号、位置情報信号ともに、トラックａ，トラックｂ，トラックｃおよびトラックｄのトータルの磁化が検出される。つまり、磁気ヘッド４による再生では、磁気ヘッド４がまたがるトラックのトータルの信号を検出することになり、目的とするトラックｂの信号だけを取り出すことはできない。したがって、オフトラックの量に対する感度が小さくなる。このときの磁気信号の波形の一例を図１のＢ１に示す。図１のＢ１では、位置情報ビット２の信号レベルが、位置情報ビット３の信号レベルよりもΔ１だけ小さい。
【００３６】
しかし、クロック信号はその大きさがある一定以上であれば、クロック信号と検出できるので、オフトラック状態（Ｂ）で隣接トラックのクロック信号が混ざっても安定したクロック信号が得られる。
【００３７】
また、クロック信号は位置情報信号のサンプリングの同期を取るためのもので、その時間的精度が重要である。磁気ヘッド４のトラック方向（円周方向）の長さは光ビームスポット５の直径よりも３分の１程度と短いから、信号の立ち上がりは磁気ヘッド４の方が光磁気信号よりも急峻になる。つまり、クロック信号の検出には時間的精度の高い磁気ヘッドを用いたほうが好ましい。
【００３８】
以上のように、オフトラック状態になった場合でも、信号の有無をみるだけのクロック信号の検出に磁気ヘッドを用いることは有効だが、信号の大きさの変化をみる必要のある位置情報信号の検出には信頼性が低い。
【００３９】
これを解決する手段として、この実施例では位置情報ビットの信号は光ビームによる光磁気信号から検出する。
図１において、光ビームスポット径（１μｍ）はトラック幅（０．６μｍ）に近く、オントラック状態（Ａ）およびオフトラック状態（Ｂ）ともに、隣のクロック信号および位置情報信号を検出することはないので、クロストークの影響が少ない。
【００４０】
まず、オントラック状態（Ａ）の場合、光磁気による位置情報信号は位置情報ビット２，３はそれぞれ光ビームスポットの左右半分ずつをそれぞれ通過するから、同じ信号強度が得られる。このときの光磁気信号の波形を図１のＡ２に示す。
【００４１】
オフトラック状態（Ｂ）のとき、光ビームは上方向にずれているため、光ビームスポット５の通過する面積は位置情報ビット２のほうが位置情報ビット３よりも広くなり、信号強度もそれに比例して、位置情報ビット２からの光磁気信号強度のほうが位置情報ビット３のそれよりも大きくなる。このときの光磁気信号の波形を図１のＢ２に示す。このように、光磁気信号は磁気信号と比較してオフトラックの変化に対応した、大きい変化量（Δ１，Δ２）が得られる。
【００４２】
また、光磁気信号は記録媒体の温度変化に対して漏洩磁場と比較して敏感でないので、記録媒体を昇温して記録再生を行う光アシスト磁気記録再生方式においては、昇温に関係なく安定して位置情報を得ることができる。したがって、この発明は、サーボパターンのうちクロック信号は漏洩磁場から検出し、位置情報は光磁気信号から検出するサンプルサーボ方法であるので、良好なトラッキングサーボをかけることができる。
【００４３】
ただし、記録時はレーザーパワーが大きく、磁気信号であるサーボパターンが消去される恐れがあるため、記録用のレーザーはサーボパターン上ではレーザーを消す、もしくは、パワーを下げる必要がある。したがって、トラッキングサーボは記録時、再生時ともに再生側のレーザーで行うようにする。記録時は、再生用の磁気ヘッドから得られたクロック信号による記録用レーザーをオンオフするタイミングまたはレーザ強度を強弱するタイミングを制御するようにする。
【００４４】
【発明の効果】
この発明によれば、所定の磁気情報を磁気的に検出し、かつ、所定の光学的情報を光学的に検出しているので、特に、光アシスト磁気記録再生方式において、クロストークのない安定したトラッキングの位置制御をすることができる。
【００４５】
また、クロック情報及び複数の位置情報からなるサーボパターンを記録媒体上に磁気的に記録しておき、クロック情報は、磁気的に検出し、かつ位置情報は光学的に検出するようにするので、トラッキングサーボを安定かつ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の記録媒体の表面構造の一部分の説明図であって、クロック信号・位置情報信号と、磁気ヘッド・光ビームスポットのオントラックおよびオフトラック時の位置関係の説明図である。
【図２】クロックビット、及び位置情報ビットの組み合わせからなるサーボパターンの実施例の説明図である。
【図３】この発明において、光ビームスポットの位置と磁化の大きさの関係のグラフであって、磁気信号を用いたときのオントラックおよびオフトラック状態時のクロストークの説明図である。
【図４】光アシスト磁気記録再生方式で用いる媒体の保磁力および飽和磁化の温度特性を示した説明図である。
【図５】この発明のディスク上のサーボパターンの配置の説明図である。
【符号の説明】
１ クロックビット
２，３ 位置情報ヘッド
４ 磁気ヘッド
５ 光ビームスポット
６ 飽和磁化
７ 保磁力
８ ディスク
９ サーボパターン
１０ マーカー
ａ，ｂ，ｃ，ｄ トラック
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録再生装置に関し、特に高密度記録再生方式である光アシスト磁気記録再生方式に適した情報記録再生装置、そのトラッキングサーボ方法および記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光ディスクおよび光磁気ディスク装置においては、ディスクに対するヘッドの位置を決めるトラッキングサーボ方法として、案内溝による連続サーボ方式、または、特開平１−１２８２７６号公報に開示されているようなウォブルピットによるサンプルサーボ方式が採用されてきた。
【０００３】
連続サーボ方式とは、光ビームの反射光を利用して案内溝による回折光の光量の変化を検出することにより光ディスク上の位置情報を得る方式である。
ウォブルピットによるサンプルサーボ方式とは、トラック方向にある一定の間隔でトラッキング用のピットを形成し、連続サーボ方式と同様に光ディスクに照射した光ビームの反射光を用いてウォブルピットによる回折光の光量の変化を検出することにより位置情報を得る方式である。
【０００４】
一方、磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドとディスク面の距離は数十ｎｍであるため、ディスク面の高度の平坦性・平滑性が要求される。したがって、光ディスクおよび光磁気ディスクに採用されている案内溝またはウォブルピット等のディスクの表面加工は、できるだけしない方が望ましい。そのため、ヘッドとディスク上のトラックとの相対位置を検出するための特殊なサーボパターンを予めディスク面に磁気情報として記録しておくことが一般的に実施されている（映像情報メディア学会誌Vol. 52, No.10, pp.1412〜1415（1998）参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光ディスクおよび光磁気ディスクでトラッキングサーボを実現するために採用されているディスク表面に凹凸を加工する方法では、案内溝の形状や反射率の違いが誤差信号に影響し、記録・再生精度の劣化の要因となりうる。トラック密度を上げた場合には、案内溝の形成精度を向上させることが要求されるが、案内溝形成による時間的および金銭的コストが増加するという問題があった。
【０００６】
さらに、レーザ光を熱源とする光アシスト磁気記録再生方式では、光ピックアップに加え磁気ヘッドを併用することから、一般的な磁気記録再生方式と同様にディスク面の高度の平坦性・平滑性が要求されるので、案内溝等の表面の加工は、行わないことが望ましい。
【０００７】
また、光アシスト磁気記録再生方式では、レーザースポット径は磁気ヘッドのトラック幅方向の長さよりも短いので、形成される記録ビットの幅はレーザースポット径で決まる。したがって、トラッキングの精度は光ビーム径を基準に決定することが必要となる。
しかしながら、現在光アシスト磁気記録再生方式では、光ビーム径と磁気信号の両方を考慮したトラッキングサーボ方法がないため、高精度にサーボ制御ができないという問題があった。
【０００８】
そこでこの発明は、以上のような事情を考慮したものであり、光学的及び磁気的な情報を検出することにより高精度なトラック位置制御のできる情報記録再生装置とそのトラッキングサーボ方式を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、記録媒体の所定の位置に記録された磁気情報を磁気的に検出する磁気情報検出部と、記録媒体の各トラックの所定の位置に記録された光学的情報を光学的に検出する光学情報検出部と、検出された磁気情報と光学的情報とを用いてトラックの位置制御を行う位置制御部とを備え、前記磁気情報が１つのクロック情報であり、前記光学的情報が少なくとも２つの位置情報であることを特徴とする情報記録再生装置を提供するものである。
【００１０】
ここで、前記磁気情報は１つのクロック情報であり、前記光学的情報は少なくとも２つの位置情報から構成することができる。また、この磁気情報及び光学的情報は、いわゆる磁気ヘッドを用いて磁気的に記録媒体に記録するようにしてもよい。すなわち、光学的情報とは、再生をする場合には、いわゆる光ヘッドを用いて行われるが、記録は磁気ヘッドを用いて行われるものである。一方、磁気情報は、再生も記録も磁気ヘッドを用いて行われるものである。
以下、クロック情報と位置情報を含む記録情報をサーボパターンと呼ぶ。
【００１１】
また、前記クロック情報から記録再生するための基準クロックを生成するクロック生成部と、前記検出された２つの位置情報の信号強度をそれぞれ測定し、その信号強度の大きさを比較する比較部とをさらに備え、前記光学情報検出部は、前記基準クロックをもとに２つの位置情報を検出し、前記位置制御部は、前記比較部によって得られた２つの信号強度の大小関係に基づいてトラックの位置制御をするようにしてもよい。
【００１２】
さらに、この発明は、記録媒体の各トラックの所定の位置に記録された１つのクロック情報からなる磁気情報を検出し、磁気情報と所定の相対的位置関係にある各トラックの位置に記録された少なくとも２つの位置情報である光学的情報を検出し、検出された磁気情報と光学的情報を用いて、トラックの位置制御をすることを特徴とする情報記録再生装置のトラッキングサーボ方法を提供するものである。
【００１３】
この発明の磁気情報検出部は、いわゆる磁気ヘッドに相当する。光学情報検出部は、少なくともレーザー光を照射する光源と、ディスクによって反射されたレーザー光を受光する検出器によって構成され、いわゆる光ヘッドに相当する。レーザー光としては通常用いられているように波長６５０ｎｍの赤色レーザーの他に、波長４００ｎｍ程度の青紫色レーザー等を用いることができる。
【００１４】
位置制御部は、ディスク面のトラックに対する磁気ヘッド及び光ヘッドの相対位置をコントロールするものであり、ＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータによって構成できる。
また、この発明のクロック生成部及び比較部も、マイクロコンピュータを用いて構成することができる。これらの各部の機能は、ＣＰＵが、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ、タイマー等の周辺素子を用いて、ＲＯＭ等の記憶媒体に記録された制御プログラムに基づいて動作することにより実現される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の記録媒体は、少なくとも１つのクロック情報および２つの位置情報が含まれるサーボパターンを、磁気的に予め記録媒体に記録しておくことを特徴とする。磁気情報としてのサーボパターンは、磁気ヘッド、光ヘッド及び光ビームを使用して読み取る。特に、サーボパターンのうち、クロック情報は磁気ヘッドにより漏洩磁場を検出することにより読み取り、位置情報は磁気カー効果によって検出される光磁気信号から読み取る。
【００１６】
以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。なお、これによってこの発明が限定されるものではない。
図５に、この発明に用いる記録媒体のサーボパターンの配置の一実施例の説明図を示す。
この発明の記録媒体８（以下、ディスクと呼ぶ）は、現在一般に用いられているように記録層，反射層等からなる多層構造のディスクであるが、円周方向のトラックに対して交差する方向、すなわちディスク８の中心から放射状に一定の角度間隔で、サーボパターン９が記録・配置されている点を特徴とする。
【００１７】
この実施例のディスクは、図４で示すような飽和磁化６および保磁力７の温度特性を有する媒体で構成されたＮ型フェリ磁性体を使用するものとする。
この発明の情報記録再生装置は、ディスクの磁気情報を読み取る磁気ヘッドとレーザ光をディスクに照射する光源を備える。
【００１８】
磁気ヘッドと光源はディスクを挟んで対向する位置に配置してもよく、また、ディスクに対して磁気ヘッドと光源を同一方向にレーザ光が磁気ヘッドの直下、もしくは近傍を照射するように、両者を近接配置してもよい。すなわち、光アシスト磁気記録再生するための熱分布を磁気ヘッド下のディスク領域に生成できるような配置とすればよい。
【００１９】
図１および図２に、この発明の記録媒体の表面構造の一部分の説明図を示す。図１では、サーボパターンは、１つのクロックビット１と２つの位置情報ビット２，３の組み合わせで表わされ、図２では、さらにサーボパターンの開始を表すマーカー１０を組合せたもので構成されている。ただし、サーボパターンはこれに限るものではなく、トラッキング精度を向上させるために位置情報ビットの数を３以上に増やして配置してもよい。以下においては、図１のサーボパターンを持つディスクについて説明する。
【００２０】
図１において、３つの線分ａ，ｂ，ｃは、ディスク上の任意の３つのトラックａ，ｂ，ｃを抜き出したものである。これをもとにこの発明のトラッキングサーボの動作原理を示す。
サーボパターンのうち、クロックビット１は各トラックのセンター近傍に記録する。
【００２１】
クロックビット１と１つ目の位置情報ビット２との間隔ｎ１、および１つ目の位置情報ビット２と２つ目の位置情報ビット３との間隔ｎ２は、光ピックアップで検出される光磁気信号に前後の磁気ビットが同時に検出されないために必要な間隔以上を設ける。
つまり、レーザースポット径と信号処理から決まる必要最低限の間隔と同等もしくはそれ以上の間隔をとる。例えば、波長６５０ｎｍ程度の赤色レーザーを用いた場合、光ビームスポットの直径は約１μｍとなるので、両間隔ｎ１，ｎ２の最低限の間隔は信号処理によりその半分程度の約５００ｎｍとすることができる。
【００２２】
また、位置情報ビット２，３は、各トラックのセンターから上下に０．２μｍ程度ずらして記録する。
【００２３】
図１において、左側の図はオントラック状態を示しており、右側の図はオフトラック状態を示している。すなわち、左側の図では、光源からの光ビームスポットはトラックｂの中心線上にあるが、右側の図では、光ビームスポットはトラックｂの中心線上から少し上にずれた位置にある場合を示している。
【００２４】
左側のオントラック状態（Ａ）において、光ビームスポットはトラック中心線ｂ上にあり、位置情報ビット２と３とは、トラック中心線に対して上と下の対称位置にあるので、光学的情報として読み取られる２つの位置情報の信号強度は等しくなる。
すなわち、２つの位置情報の信号強度が等しいことを検出した場合には、光ビームは、トラックの中心線上にあると言える。
【００２５】
一方、右側のオフトラック状態（Ｂ）においては、光ビームスポットの位置はトラックｂの中心線の上側にあるので、位置情報ビット２について読み取られた信号強度は、位置情報ビット３について読み取られた信号強度よりも大きくなる。
すなわち、位置情報ビットの読み取られた信号強度が異なる場合には、光ビームはトラックの中心線上にはなく、トラック中心線の上又は下にずれていることになる。
したがって、トラックの位置制御において、２つの位置情報ビットを読み取ったときの信号強度の大きさが常に等しくなるように、光ビームの位置を制御すればよい。
【００２６】
ところで、光アシスト磁気記録再生方式では、記録される磁気ビットのトラック幅は光ビームスポット径により決定されるから、トラック間隔を光ビームスポット径近くまで狭めた場合、図１のように磁気ヘッド４は複数のトラックにまたがることになる。
【００２７】
そのため、媒体の磁化がゼロで保磁力が無限大となる補償温度が室温の媒体を用いた場合、隣接するトラックからのクロストークにより良好な再生信号が得られなくなるという問題が出てくる。
【００２８】
この問題を解決する手段として、光アシスト磁気記録再生方式に適したクロストークキャンセリング方法が提案されている（光アシスト磁気再生におけるクロストークキャンセル：１９９９年１０月８日、日本応用磁気学会）ので、この方法を用いてもよい。この方法では、記録媒体の補償温度が室温より高いフェリ磁性体を用い、補償温度の上下において媒体の磁化の方向が反転することを利用して、隣りのトラックからのクロストークの影響を抑えることを実現している。
【００２９】
図１において磁気ヘッド４は、３つのトラックにまたがっているとする。このとき、クロック信号と位置情報信号を磁気ヘッド４で検出した場合、隣りのトラックからのクロストークの影響が考えられる。図１において、トラックｂにトラッキングを行う場合を考える。
図３に、光ビームスポットの位置とその位置での磁化の大きさの関係のグラフを示す。
【００３０】
まず、オントラック状態（Ａ）の場合、トラックａおよびトラックｃに記録されているクロックビット１によって読み取られた信号はキャンセルされる。これは、図３に示す領域▲１▼と領域▲２▼の面積が等しくなることに対応する。つまり、領域▲１▼と領域▲２▼の磁化の大きさが等しく向きが反対となることで正味の磁化がゼロとなる。
【００３１】
一方、トラックのセンターから対になっている位置情報ビット２，３によって読み取られた位置情報信号それぞれについては、オントラック状態であってもキャンセルされずクロストークの影響が出てくる。
【００３２】
しかし、図１のオントラック状態と図３のオントラック状態を対応付けて考えると、クロックビット１による信号は、トラックａおよびトラックｃのそれぞれでキャンセルされ、正味、トラックｂの信号のみが検出される。
【００３３】
一方、位置情報信号は、位置情報ビット２ではトラックａからはプラスの信号、トラックｃからはマイナスの信号が同じ強度で得られキャンセルされる。したがって、正味、トラックｂの信号のみが検出されることになる。同様に、位置情報ビット３による信号も同じ様に、同じ信号レベルとなる。このときの磁気信号の波形を図１のＡ１に示す。
【００３４】
次に、オフトラック状態（Ｂ）の場合、媒体上の温度分布の記録信号に対する位置がずれるため、クロック信号でも隣のトラックからのクロストークの影響が出てくる。これは、図３に示すオフトラック状態（Ｂ）に対応している。また、位置情報信号も、オントラック状態（Ａ）と同様、クロストークが生じる。
【００３５】
図１のオフトラック状態（Ｂ）と図３のオフトラック状態（Ｂ）を対応付けて考えると、クロック信号、位置情報信号ともに、トラックａ，トラックｂ，トラックｃおよびトラックｄのトータルの磁化が検出される。つまり、磁気ヘッド４による再生では、磁気ヘッド４がまたがるトラックのトータルの信号を検出することになり、目的とするトラックｂの信号だけを取り出すことはできない。したがって、オフトラックの量に対する感度が小さくなる。このときの磁気信号の波形の一例を図１のＢ１に示す。図１のＢ１では、位置情報ビット２の信号レベルが、位置情報ビット３の信号レベルよりもΔ１だけ小さい。
【００３６】
しかし、クロック信号はその大きさがある一定以上であれば、クロック信号と検出できるので、オフトラック状態（Ｂ）で隣接トラックのクロック信号が混ざっても安定したクロック信号が得られる。
【００３７】
また、クロック信号は位置情報信号のサンプリングの同期を取るためのもので、その時間的精度が重要である。磁気ヘッド４のトラック方向（円周方向）の長さは光ビームスポット５の直径よりも３分の１程度と短いから、信号の立ち上がりは磁気ヘッド４の方が光磁気信号よりも急峻になる。つまり、クロック信号の検出には時間的精度の高い磁気ヘッドを用いたほうが好ましい。
【００３８】
以上のように、オフトラック状態になった場合でも、信号の有無をみるだけのクロック信号の検出に磁気ヘッドを用いることは有効だが、信号の大きさの変化をみる必要のある位置情報信号の検出には信頼性が低い。
【００３９】
これを解決する手段として、この実施例では位置情報ビットの信号は光ビームによる光磁気信号から検出する。
図１において、光ビームスポット径（１μｍ）はトラック幅（０．６μｍ）に近く、オントラック状態（Ａ）およびオフトラック状態（Ｂ）ともに、隣のクロック信号および位置情報信号を検出することはないので、クロストークの影響が少ない。
【００４０】
まず、オントラック状態（Ａ）の場合、光磁気による位置情報信号は位置情報ビット２，３はそれぞれ光ビームスポットの左右半分ずつをそれぞれ通過するから、同じ信号強度が得られる。このときの光磁気信号の波形を図１のＡ２に示す。
【００４１】
オフトラック状態（Ｂ）のとき、光ビームは上方向にずれているため、光ビームスポット５の通過する面積は位置情報ビット２のほうが位置情報ビット３よりも広くなり、信号強度もそれに比例して、位置情報ビット２からの光磁気信号強度のほうが位置情報ビット３のそれよりも大きくなる。このときの光磁気信号の波形を図１のＢ２に示す。このように、光磁気信号は磁気信号と比較してオフトラックの変化に対応した、大きい変化量（Δ１，Δ２）が得られる。
【００４２】
また、光磁気信号は記録媒体の温度変化に対して漏洩磁場と比較して敏感でないので、記録媒体を昇温して記録再生を行う光アシスト磁気記録再生方式においては、昇温に関係なく安定して位置情報を得ることができる。したがって、この発明は、サーボパターンのうちクロック信号は漏洩磁場から検出し、位置情報は光磁気信号から検出するサンプルサーボ方法であるので、良好なトラッキングサーボをかけることができる。
【００４３】
ただし、記録時はレーザーパワーが大きく、磁気信号であるサーボパターンが消去される恐れがあるため、記録用のレーザーはサーボパターン上ではレーザーを消す、もしくは、パワーを下げる必要がある。したがって、トラッキングサーボは記録時、再生時ともに再生側のレーザーで行うようにする。記録時は、再生用の磁気ヘッドから得られたクロック信号による記録用レーザーをオンオフするタイミングまたはレーザ強度を強弱するタイミングを制御するようにする。
【００４４】
【発明の効果】
この発明によれば、所定の磁気情報を磁気的に検出し、かつ、所定の光学的情報を光学的に検出しているので、特に、光アシスト磁気記録再生方式において、クロストークのない安定したトラッキングの位置制御をすることができる。
【００４５】
また、クロック情報及び複数の位置情報からなるサーボパターンを記録媒体上に磁気的に記録しておき、クロック情報は、磁気的に検出し、かつ位置情報は光学的に検出するようにするので、トラッキングサーボを安定かつ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の記録媒体の表面構造の一部分の説明図であって、クロック信号・位置情報信号と、磁気ヘッド・光ビームスポットのオントラックおよびオフトラック時の位置関係の説明図である。
【図２】クロックビット、及び位置情報ビットの組み合わせからなるサーボパターンの実施例の説明図である。
【図３】この発明において、光ビームスポットの位置と磁化の大きさの関係のグラフであって、磁気信号を用いたときのオントラックおよびオフトラック状態時のクロストークの説明図である。
【図４】光アシスト磁気記録再生方式で用いる媒体の保磁力および飽和磁化の温度特性を示した説明図である。
【図５】この発明のディスク上のサーボパターンの配置の説明図である。
【符号の説明】
１ クロックビット
２，３ 位置情報ヘッド
４ 磁気ヘッド
５ 光ビームスポット
６ 飽和磁化
７ 保磁力
８ ディスク
９ サーボパターン
１０ マーカー
ａ，ｂ，ｃ，ｄ トラック
Claims (5)
- 記録媒体の所定の位置に記録された磁気情報を磁気的に検出する磁気情報検出部と、記録媒体の各トラックの所定の位置に記録された光学的情報を光学的に検出する光学情報検出部と、検出された磁気情報と光学的情報とを用いてトラックの位置制御を行う位置制御部とを備え、前記磁気情報が１つのクロック情報であり、前記光学的情報が少なくとも２つの位置情報であることを特徴とする情報記録再生装置。
- 前記クロック情報から記録再生のための基準クロックを生成するクロック生成部と、前記検出された２つの位置情報の信号強度をそれぞれ測定し、その信号強度の大きさを比較する比較部とをさらに備え、前記光学情報検出部は、前記基準クロックをもとに２つの位置情報を検出し、前記位置制御部は、前記比較部によって得られた２つの信号強度の大小関係に基づいてトラックの位置制御をすることを特徴とする請求項１の情報記録再生装置。
- 記録媒体の各トラックの所定の位置に記録された１つのクロック情報からなる磁気情報を検出し、磁気情報と所定の相対的位置関係にある各トラックの位置に記録された少なくとも２つの位置情報である光学的情報を検出し、検出された磁気情報と光学的情報を用いて、トラックの位置制御をすることを特徴とする情報記録再生装置のトラッキングサーボ方法。
- 各トラックの所定の位置に、磁気情報として再生されるクロック情報と、光学的情報として再生される少なくとも２つの位置情報とが磁気的に記録されていることを特徴とする記録媒体。
- 前記クロック情報のトラックに対して垂直な方向の長さが、前記位置情報の長さよりも長いことを特徴とする請求項４の記録媒体。
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