用于位图案化媒介的空伺服图案的制作方法

专利名称：用于位图案化媒介的空伺服图案的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据存储设备，更具体地、但并不局限于此的是涉及一种位图 案化媒介和位图案化媒介的伺服扇区空图案。
背景技术：
本发明涉及数据存储设备，更具体地涉及一种位图案化媒介和位图案化媒 介的伺服扇区空图案。
在传统的磁盘驱动器中，数据被存储在一个或多个盘中，这些盘被一薄的 硬磁性层涂敷。该磁性层本身由非常精细的单畴颗粒的薄片构成。数据的每个 信息位通过很多颗粒存储。这种颗粒状记录介质典型地被分割成多个大体上平 行的数据轨道，这些数据轨道在垂直于盘半径的方向上彼此同心排列。
为了保证使用该传统的磁性媒介有良好的信噪比，在每个位上的颗粒的数 目应当超过一定的水平。为了在给定的盘区域上保存更多的位(即，增加面密 度)，要降低单个颗粒的尺寸。这就是所谓的微縮。
不言而喻，定标受到超顺磁性产生的限制如果颗粒尺寸太小，颗粒的磁 能量相对热能来说不够大，使得磁化变得不稳定从而不能够再可靠地存储信 息。对于垂直记录而言超顺磁性表现出0.5巧//"2的面密度限度。
这种面密度限度可以通过利用位图案化媒介来超越。在图案化介质记录 中，使用离散磁性元件的有序阵列来存储数据。这些磁性元件通过非磁性材料 彼此分开。每个离散的磁性元件或岛(islands)是一单个颗粒并且存储一个信 息位。
传统的磁性媒介要求各自必须被磁化成相同的极性(或正或负)以定义数 据位的许多相邻磁性粒子的对准，与传统的磁性媒介不同，位图案化媒介的相 邻磁性元件或岛由于彼此之间通过非磁性材料被隔开，因此它们能够具有相同 或不同的磁极性。这种差别允许位图案化媒介比传统的磁记录媒介具有高得多的面密度。
使用位图案化媒介的高面密度记录将需要磁头相对于媒介轨道的精确定 位。遗憾的是，由用于控制磁头相对于颗粒磁性介质的轨道的位置的伺服系统 使用的传统空图案与位图案化媒介不兼容。
本实施例的一些方面提供了对这些或其它问题的解决方案，并且提供了其 它超过现有技术的优点。

发明内容
公开了一种图案化记录媒介。该图案化记录媒介包括片段和形成于该片段 中的空图案。该片段包括由非磁性材料隔开的第一和第二行的离散磁性元件和 一行位于第一和第二行之间的非磁性材料。空图案包括片段的第一和第二行中 离散磁性元件的连续组。第一行中的每组具有与第一行中相邻组的磁极性相反 的磁极性。第二行中的每组具有与第二行中相邻组的磁极性相反的磁极性。
通过阅读下面详细的说明并浏览相关的附图，表现本发明特征的这些或各 种其它特征和优点将显而易见。


图1是盘驱动器的等距图。
图2是按照本发明的实施例的图案化记录媒介的局部示意剖面等距图； 图3是按照本发明的实施例的图案化记录媒介的轨道的局部顶视平面图； 图4是图示出按照本发明的实施例的单个轨道的图案化记录盘的局部顶 视平面图5是按照本发明的实施例的示意性伺服系统的方框图； 图6是图示出按照本发明的实施例的图案化记录媒介的多个轨道的部分 的简化图表；
图7是按照本发明的实施例的图案化记录媒介的空图案的简化图； 图8是描述按照本发明的实施例的时变读回信号的图表； 图9是图示按照本发明的实施例的读回信号的解调方法的流程图； 图10是描述按照本发明的示意性实施例的时变读回信号的图表；图11是描述按照本发明的实施例的步骤214的一个实施例的流程图； 图12是按照本发明的实施例的伺服解调器的简化框图； 图13是按照本发明的实施例的空图案的简化顶视平面图； 图14图示了对应于图13所示的空图案的读回信号与读磁头相对于轨道中 心定位的距离之间理想的关系；
图15是按照本发明的实施例的图案化记录媒介的空图案的简化顶视平面
图16是图示按照本发明的实施例的单个轨道的图案化记录盘的局部顶视 平面图17是按照本发明的实施例的空图案的简化顶视平面图。 具体实施例
下面通过参考

本发明的实施例。应该理解，本发明包括这里单个 描述的实施例和与这里所描述的一个或多个其它实施例的组合。另外，附图中 相同的附图标记表示的部件大体上表明相同或相似的部件，其包括该部件的各 种实施例。
图1是按照本发明的实施例的盘驱动器100的等距图。盘驱动器100包括 具有基座102和上盖(未示出)的外壳。盘驱动器IOO还包括盘堆104，其通 过盘夹持器106安装在主轴马达(未示出)上。盘堆104包括多个个体盘108， 它们被安装成绕中心(旋转)轴110在方向112上共同旋转。在一个实施例中， 盘108是具有图案化的磁性表面114的图案化记录媒介，这些将在下面的内容 中更为详细的描述。
每个盘108具有伴随的盘磁头滑动器116，其安装在盘驱动器100中用于 与图案化记录表面114通信。在图l所示的实施例中，滑动器116由悬臂118 支撑，悬臂118又被连接到致动器122的轨道访问臂120上。图1所示的致动 器属于已知的旋转移动线圈致动器的类型且包括大体上如124所示的音圈马达 (VCM)。音圈马达124绕枢轴126旋转致动器122和其所附的磁头116，以 沿着盘内径130和外径132之间的弓形路径128在表面114上的所需的数据轨 道上定位滑动器116和它相应的读和/或写换能磁头。音圈马达124基于换能磁头和嵌入在盘驱动器中的控制器产生的信号由伺服系统134驱动。
图2图示了简化的剖面等距图，图3是按照本发明实施例的示意性图案化 记录媒介140的简化局部顶视平面图。图案化记录媒介140的一个实施例包括 衬底142，图案化记录层或膜144涂敷于该衬底142上。
图案化记录媒介140的一个实施例包括在记录层144中有序排列的图案化 离散磁性元件或岛146，它们由非磁性材料148彼此分隔。这些离散的磁性元 件146在图3和后面的附图中通过阴影方块表示，而非磁性材料148通常由无 阴影方块表示。
可以使用任何适用的技术来形成离散的磁性元件146。磁性元件的形状可 以是椭圆形的(图2)、不规则形状、矩形或任何其它所需的形状。在图3所 示的示意性媒介中，离散的磁性元件是边长为T的正方形。
如此处所使用的，术语"磁性的"意味着铁磁性的或亚铁磁性的。术语"非 磁性的"意味着顺磁性的、反铁磁性的或反磁性的，还包括弱磁性材料。
每个离散的磁性元件146基于该元件的磁极性代表单个数据位。例如，具 有正极性的离散的磁性元件可以表示逻辑0，而具有负极性的磁性元件表示逻 辑l。可以基于所用的记录技术，按照需要选择代表正极性或负极性的磁性元 件的磁畴的具体定向和方向。此外，按照一个实施例，磁性元件产生的磁场基 本上具有相同的大小。
图形化记录媒介140的一个实施例包括一个或多个轨道或片段150。每个 轨道150包括离散磁性元件146的第一行152和离散磁性元件146的第二行 154。行152和行154在纵向方向156上沿着轨道150延伸，如图3所示。非 磁性材料(例如材料148)的行158位于磁性元件146的第一行152与第二行 154之间。
在一个实施例中，行152和行154的离散的磁性元件146是错列的。如此 处所使用的，术语"错列的"意味着第一行152的离散磁性元件在交叉轨道或径 向方向160上不与第二行154的磁性元件对齐。交叉轨道或径向方向160相对 于纵向方向156是横向的。
本领域技术人员应当理解，图3所示的媒介140的部分以及下面所讨论的 类似示例是极度放大的，使得轨道行显示为直线。但是，轨道和它们对应的行可以在盘108上形成为圆形轨道，如图4所示。
图4是图示出包括错列的第一和第二行152和154的离散磁性元件146 的单个轨道150的图案化记录盘108的局部顶视平面图。在盘108的一个实施 例中，离散磁性元件146的第一行152和第二行154基本上与中心轴110共心。 在一个实施例中，离散磁性元件146的第一行152的径向位置与第二行154的 径向位置不同。在另一个实施例中，轨道150的第一行152和第二行154中的 离散的磁性元件146相对于中心轴110位于不同的角位置，如径向线162A-E 所示。结果，第一行152和第二行154是错列的。
期望位图案化媒介(例如媒介140)的面密度是高的，意味着离散磁性元 件146的尺寸(表示为T)应当是小的。例如，1兆兆位/英寸2的面密度要求 T^13纳米。为了将读/写磁头准确地定位在期望的小磁性岛146上，伺服系统 134需要精确测量当前的磁头位置，特别是相对于轨道150的中心或轨道150 的非磁性材料的行158的交叉轨道磁头位置。
图5是按照本发明的实施例的示意性的伺服系统134的框图。如上所述， 伺服系统134使用媒介140的轨道150中存储的伺服扇区数据来进行操作用于 控制可以由滑动器116 (图1)携带的换能读磁头相对于图案化记录媒介140 的一个轨道150的位置。伺服系统134设置为控制环路，包括控制器170、设 施(plant) 172、伺服解调器174和求和点176。
求和点176接收参考位置信号178和位置估计输出信号180。参考位置信 号178指示所期望的相对于正在由读磁头读取的轨道150的中心的磁头位置。 求和点176计算期望的信号178与估计的信号180之间的差，以提供代表磁头 滑动器116位置的期望调整的误差输出182。
将误差输出182提供至控制器170，控制器170又产生针对设施172的控 制输出184。设施172响应控制输出184产生控制信号187，指示致动器122 (图1)向由信号178指示的期望位置移动承载换能磁头的滑动器116。
设施172代表磁性(或可能是光学的)记录系统，其伺服扇区输出信号 186是具有伺服具体位置信息的读回(readback)信号。响应于通过滑动器116 的换能读磁头读出记录媒介140 (例如盘108)上的伺服扇区数据来产生该读 回信号。如下面将要讨论的，伺服扇区的实施例包括为每个轨道记录的位置数据，位置数据包括用于在读回信号186中产生指示磁头相对于当前轨道中心的 位置的位置误差信号的一个或多个伺服空图案或突发图案。因此，对应于伺服
扇区的读回信号186可以用于获得磁头滑动器的当前位置数据，包括当前轨道
和磁头相对于当前轨道中心的位置。
将读回信号186提供至伺服解调器174，伺服解调器174包括用于解调和 解码位置数据以提取位置误差信号和在位置估计输出信号180中提供的当前轨 道位置的电路。当由附图标记178表示的磁头的期望位置相对于轨道中心被设 置为0时，位置估计信号180与参考或期望的位置信号178之间的差将是磁头 定位在期望的轨道上时的位置误差信号。但是，磁头的期望位置可以是偏离轨 道中心的偏移值。结果， 一旦磁头定位在期望的轨道上，误差输出182可以由 代表轨道内期望位置的期望位置误差信号与通过伺服解调器174产生的代表磁 头相对于轨道中心的当前位置的实际或估计的位置误差信号之间的差构成。
图6是图示出按照本发明的实施例的图案化记录媒介140的多个轨道150 的部分的简化图表。每个轨道150含有数据扇区190，此处磁性元件表示能够 被换能磁头读取和写入的数据位。位于每个轨道150的数据扇区190之间的是 伺服扇区192，其含有供伺服系统134使用以控制换能磁头位置的信息。
伺服扇区192的一个实施例包括每个轨道150的一个或多个空图案194， 例如194A (PS1)和194B (PS2)。此外，伺服扇区192可以包括用于标识磁 头定位于其上的媒介140的特定轨道150的格雷码轨道标识196。伺服扇区192 的实施例也可以包括其它的信息。
图7是按照本发明的实施例的图案化记录媒介140的轨道150的空图案 194的简化图。形成在每个轨道150的伺服扇区192中的空图案194包括离散 磁性元件146的错列的行152和154。在一个实施例中，空图案194包括多个 连续的组，通常表示为200，每个组包括在错列的第一行152和第二行154中 的一个或多个离散的磁性元件146。每个组200由粗线框表示。尽管在行152 和154的每行中只显示了两个组200，但是如果需要，空图案194可以包括许 多更多的组。组200的实施例包括每组200中相同数量的元件146，和每组200 中可变数量的元件。
在一个实施例中，每行152或154中的组200的磁极性是相同的。即，每组200的离散的磁性元件146具有相同的磁极性。在图7以及随后的图中，磁 性元件146的磁极性由相对于页面指向向上方向或向下方向的对应的箭头表 示。例如，指向向上方向的箭头可以表示正极性，而指向向下方向的箭头可以 表示负极性。应当理解，箭头仅仅表示极性，实际上可以相对于图案化的记录 层144 (图2)垂直或水平地定向。
按照图7所示的实施例，在每个轨道150的第一行152的各个组200中的 离散磁性元件146具有交替的磁极性。因此，每个轨道的空图案194的第一行 152中的每个组200具有与第一行152中相邻组200的磁极性相反的磁极性。 类似地，在每个轨道150的第二行154的各个组200中的离散磁性元件146具 有交替的极性。因此，每个轨道的空图案194的第二行154中的每个组200具 有与第二行154中相邻组200的磁极性相反的磁极性。或者，在每行152和154 中，各个组200的磁极性可以是相同的。
在一个实施例中，每个空图案194的第一行152中的第一组200A具有与 空图案194的第二行154中的第一组200A的磁极性相反的磁极性。
在一个实施例中， 一个轨道的第一行152中的第一组200A的磁极性与通
过一行非磁性材料202和所述第一行152隔开的相邻轨道150的第二行154中 的第一组200A的磁极性相同。例如，轨道N的第一行152中的第一组200A 具有正极性，其与轨道N-1的第二行154的第一组200A的磁极性相同。此外， 轨道N中的第一行与轨道N-l中的第二行通过一行非磁性材料202隔开。在一 个实施例中，这个图案适用于图案化媒介140的轨道150的所有空图案。
如上所述，例如承载在滑动器116 (图1)上的换能磁头(即，读磁头) 204在记录媒介140上移动，并响应于与磁头最接近(例如，在磁头的正下方) 的离散的磁性元件146的磁场的读出而产生读回信号186。在图7中，e表示 磁头204 (例如，磁头的中心)在由参考位置信号178 (图5)标识的轨道内相 对于期望位置(例如中心)一一此处指轨道N的中心——的位置。
最初可以使用格雷码轨道标识196 (图6)进行粗略的磁头位置调整，以 将磁头204放置在期望的轨道N内。在粗略的磁头位置调整之后，磁头位置s
的可观测的范围通常限于公式1所提供的范围
<formula>formula see original document page 12</formula> 公式l对于公式1中给定的￡的范围，轨道N中的空图案194的读回信号是
#) = ，^) + ，>^) 公式2 其中乂("和A("表示分别由所需轨道N的第一行152和第二行154在列k产 生的读回信号，a,(f)和A("分别是与轨道N的第一行152和第二行154重 叠的磁头的宽度(Whead)部分。如上所述，T表示磁性元件146的尺寸。
因为错列的岛结构，所以(y"k))和(y2(k"由于它们之间的关系导致时变读 回信号186。图8是描述由磁头204在其通过空图案194上从列k=l移动到列 k=8并且磁头204在轨道N的中心时所生成的时变读回信号186的图表。因 此，即使在磁头位于轨道中心(即『0)时，读回信号186也是非零的。这与 传统的颗粒磁性记录媒介结合使用的空伺服图案是明显不同的。结果，按照本 发明利用错列的离散磁性元件146的空图案与传统(即，非图案化)的记录媒 介要求使用不同的解调技术。
本发明的一个实施例涉及一种对应于离散的磁性元件146形成的空图案 解调读回信号186的方法，如图9的流程图所示。在该方法的一个实施例中， 在步骤210提供包括轨道150的图案化媒介，例如媒介140 (图7)，轨道150 包括由非磁性材料U48)彼此分隔的离散磁性元件(146)形成的空图案(194)。
在步骤212，响应于读磁头(204)通过空图案的离散的磁性元件上方， 获得时变读回信号(186)的采样。图10给出了如图7所示在其偏离轨道N的 中心的距离为s时，从列1移动到列8的读磁头204的读回信号186。读回信 号的采样通常表示为213，其构成了在对应于空图案194的离散的磁性元件146 的轨道N的每列处的读回信号186的幅度和符号。因此，读回信号采样213A 一H分别对应于在轨道N的列k=l到列k=8的空图案194的磁性元件146。
最终，在步骤214，基于读回信号采样213生成与磁头相对于轨道的位置 对应的解调的位置信号(180)。在步骤214的一个实施例中，基于读回信号 采样213的总和生成解调的位置信号。
在该方法的一个实施例中，图案化记录媒介140包括参照图7如上所述的 空图案194的实施例，并且包括轨道150的错列的第一行152和第二行154中 的一个或多个离散的磁性元件146的多个连续组200。在第一行152中的每个 组200的离散的磁性元件146具有与第一行152中相邻组200的磁极性相反的
13磁极性。同样地，第二行154中的每个组200的离散的磁性元件146具有与第 二行154中的相邻组200的磁极性相反的磁极性。
此外，空图案的连续组200包括在各行152和154中彼此相邻的交替的第 一组200A和第二组200B。在一个实施例中，第一行152中的第一组200A的 磁极性与相同轨道150的第二行154中的第一组200A的磁极性相反。图11 是图示按照空图案194的这些实施例的步骤214的一个实施例的流程图。
在步骤216，对对应于第一组200A的离散的磁性元件146的读回信号采 样213求和以形成总和A。此外，在步骤218，对对应于第二组200B的离散 的磁性元件146的读回信号采样213求和以形成总和B。
如上所述，空图案194可以含有比图7所示的更多(或更少)的离散的磁 性元件146。此外，在图7的示意性空图案194所示的每行中，空图案194可 以包括多于两组的组200。通常，在行152或154中的第一组200A与相同行 中的第二组200B交替。即，对于空图案194的给定的行152或154，第一组 200A之后是第二组200B，其后是第一组200A，之后又是第二组200B，以此 类推，这取决于该行中的组200的组数。因此，总和A是对应于给定轨道150 的空图案的每个第一组200A中每个离散的磁性元件146的读回信号采样213 的总和，总和B是对应于空图案的每个第二组200B中每个离散的磁性元件146 的读回信号采样213的总和。
对于图7所示的示意性空图案194，读回信号采样213A-D分别对应于空 图案194的列1、 2、 3、 4中的离散的磁性元件146，并且在步骤216中被求和 以形成总和A。在步骤218，对应于第二组200B的离散的磁性元件146的读 回信号采样213E-H被求和以形成总和B。因此，对于图7的示意性空图案194， 对应于轨道N的图案194的列1-4中的离散的磁性元件146的读回信号采样 213被求和以形成总和A，对应于空图案194的列5-8中的离散的磁性元件146 的读回信号采样213被求和以形成总和B。
最终，在步骤220,基于总和A与B之差生成解调的位置信号。在一个 实施例中，基于总和A减去总和B生成解调的位置信号。
当总和A与总和B之差基本为零时，在考虑了读回信号186中的可能的 噪声之后，磁头204被定位到轨道N的中心，并且读取操作能够在轨道N的数据扇区190内开始。当A和B之差不为零时，该差的幅度对应于磁头204 与中心的距离s。总和A减去总和B所产生的差的符号表示磁头204的定位是 靠近第一行152还是靠近第二行154。例如，关于图7所示的磁头204相对于 轨道N的空图案194的位置，总和A减去总和B所得的符号将是正值，其相 对于轨道N表示磁头204朝向轨道N的第一行152偏离轨道N的中心。由A 减去B所得的符号提供的方向指示可以基于空图案194而逐个轨道地发生改 变。
图12是伺服解调器174的简化的方框图，其被配置成实施上述的图案化 媒介读回信号的解调方法的实施例，并根据e生成估计位置信号180供伺服系 统134用来引导磁头204的定位。解调器174从设施172 (图5)接收读回信 号186。读回信号186可以关于公式2如上所述表示为y(k)。
图12中的参数(c(k))表示解调参考信号，能够基于性能与计算复杂性之间 的权衡进行选择。在一个实施例中，选择(c(k)M乍为具有公式3中提供的关系 的匹配滤波器，以获得最佳的性能(即，PS的最小方差)。
c(k)=yi(k)—y2(k)
公式3
当c(k)只允许l位时，可以通过对于1^8m+(l,2，3,4)定义c(k"l，而对于 ]^=8111+{5,6,7,8}定义c(k)=-l来降低伺服解调的计算复杂性。对于c(k)的这种选 择显示在公式4中，其中m可以是任何整数。对于1位的解调参考信号c(k) 的这种选择可以理解为最佳性能解调参考信号的1位量化版本。<formula>formula see original document page 15</formula>公式4当磁头204通过轨道N的空图案194上所产生的读回信号186以及解调 参考信号c(k)被提供给解调器174的信号乘法器230。信号乘法器220输出对 应于信号186乘以c(k)的修正读回信号232。然后将修正读回信号232提供至 求和块234，其将对应于空图案194的相关组200的修正读回信号232的采样 相加求和。
对于图7所示的空图案，可以按照公式4中所提供的来选择c(k)，伺服解 调器174对读回信号对应于"8m + U,2,3，4,5,6,7,8)的时刻进行采样。即，伺服 解调器174对读回信号对应于列1-8的部分进行采样，以生成读回信号213。 所得的读回信号采样213每个对应于空图案194的离散的磁性元件146的其中一个。此外，对应于空图案194的第二组200B (例如，Ae8m +{5,6,7,8})采 样213在它们与其它采样213求和之前由于对应于c(k)的-l值而被反相。
求和块224将对应于元件146的第一组200A的采样213相加以形成总和 A，将对应于第二组200B的采样213相加，以形成总和B。在一个实施例中， 然后按照公式5生成估计的位置信号180 (PS)。
7^=^-5 公式5
如图6所示，伺服扇区192可以包括多个空图案，例如空图案194A和 194B。按照本发明的一个实施例，媒介140的轨道150包括至少两个空图案—— 按照上述的空图案194 (伺服突发空图案)的实施例形成的一个空图案和正交 伺服突发空图案240，如图13的简化图所示。
正交伺服突发空图案240与上述的伺服突发空图案194结合使用，以补偿 非期望因素，例如读磁头宽度的不确定性和磁性响应的变化，例如这些因素可 导致估计位置信号180关于￡不能完全呈线性。
空图案240的一个实施例对于每个轨道150包括在第一行152中一个或多 个的离散的磁性元件146的多个连续组——通常表示为242，其包括与第一空 图案194的第一行152中的最后一组200B相邻的第一组242A。按照一个实施 例，在第二空图案240的第一行152中的每组242的磁极性与第二空图案240 的第一行152中的相邻组的磁极性相反。
此外，图案240包括在轨道150的第二行154中的离散的磁性元件146 的连续组242，其包括与第一空图案194的第二行154中的最后一组200B相 邻的第一组242A。按照一个实施例，第二空图案240的第二行154中的每组 242的磁极性与第二空图案240的第二行154中的相邻组242的磁极性相反。 或者，在每行152和154中的组242的磁极性可以相同。
如上关于空图案194所述，在空图案240的行152和154中具有交替磁极 性的组242的数量可以根据需要而改变。因此，可以比如图13所示的每行两 组具有更多的组数。
在一个实施例中，给定轨道150的行152和154中的第一组242A具有相 同的磁极性，如图13中箭头所示。
按照另一个实施例，给定轨道150的第二空图案240的第一行152中的第一组242A的磁极性与轨道150的第一空图案的第一行中的最后一组200B的 磁极性相反。
按照另一个实施例，给定轨道150的第二空图案240的第二行154中的第 一组242A的磁极性与轨道150的第一空图案194的第二行154中的最后一组 200B的磁极性相同。
可以按照如上关于解调器174所述，处理对应于空图案194 (PS1)和空 图案240 (PS2)的读回信号或位置误差信号(PES) 186以生成各个位置信号 186。图14描述了对应于空图案194 (PS1)和240 (PS2)的读回信号186与 s之间的理想关系。有许多后处理算法，其能够根据空图案194和240生成这 样的完全线性的位置信号(关于s)。
使用媒介140的错列的磁性元件146在伺服扇区192中形成空图案194 和240具有许多优点。 一个优点是，对于数据扇区190和伺服扇区192不必具 有不同图案的离散的磁性元件146。因此，可以与数据扇区190的离散的磁性 元件146 —起制造伺服扇区192的离散的磁性元件146。对于空图案不需要额 外的制造处理，其导致节约了制造成本。
此外，在例如颗粒媒介的传统(即，非图案化的)磁性记录媒介中，在制 造期间预先定义数据扇区和伺服扇区。因为空图案194和/或240的离散的磁性 元件146与数据扇区190的离散的磁性元件146具有相同的结构，所以用于形 成数据扇区190和伺服扇区192的数据元件的数量是可调的。例如，可以将数 据扇区190的一些数据元件分配给伺服扇区192的空图案使用。伺服突发长度 L增加的结果能够提高伺服系统134的位置估计性能。相反，通过将空图案的 一些离散的磁性元件分配给数据扇区190能够减小空图案的伺服突发长度L， 导致提高了格式效率。
此外，伺服扇区192的频率(即，每个轨道上数据扇区190和伺服扇区 192的数量)也可以进行简单地调整。通过选择伺服扇区192的提供了最佳采 样率的最佳频率可以极大地改善伺服系统134的磁头定位性能。
图15是按照本发明的另一个实施例的图案化记录媒介140的空图案250 的简化顶视平面图。在该实施例中，每个空图案250包括非错列或对齐的离散 的磁性元件146的行152和154。如此处所用，术语"非错列的"或"对齐的"意味着第一行152的离散的磁性元件与第二行154的磁性元件在横过纵向方向
156的交叉轨道方向160上对齐。
图16是图示单个轨道150的空图案250的实施例的图案化记录盘108的 局部顶视平面图，其能够用作图5所示的伺服数据192的空图案(g卩，PS1)。 在盘108的一个实施例中，轨道150的第一行152和第二行154基本上与中心 轴110是共心的，但是相对于中心轴110具有不同的径向位置。在一个实施例 中，空图案250的第一行152中的每个离散磁性元件146具有相对于中心轴的 这样的角位置其与空图案250的第二行中的离散磁性元件146之一的角位置 匹配，如径向线251A-E所示。结果，第一行152和第二行154是对齐的。
形成在每个轨道150中的空图案250的一个实施例包括在对齐的第一行 152和第二行154中的一个或多个离散的磁性元件146的多个连续组一一通常 表示为252。通过粗线框表示每组252。尽管在每行152和154中只显示了两 组252，但是如果需要空图案250可以包括更多的组。组252的实施例包括每 组252相同数量的元件146和每组252可变数量的元件。
在一个实施例中，在每行152或154中的组252的磁极性是相同的。艮P， 每组252的离散的磁性元件146具有相同的磁极性。
按照图16所示的实施例，在每个轨道150的第一行152中的组252的离 散的磁性元件146具有交替的磁极性。因此，每个轨道150的空图案250的第 一行152中的每组252具有与第一行152中的相邻组252的磁极性相反的磁极 性。类似地，在每个轨道150的第二行154中的组252的离散的磁性元件146 具有交替的磁极性。因此，每个轨道150的空图案250的第二行154中的每组 252具有与第二行154中的相邻组252的磁极性相反的磁极性。
在一个实施例中，在给定的轨道150的每个空图案250的第一行152中的 第一组252A具有与该轨道的第二行154中的第一组252A的磁极性相反的磁 极性。结果，由读磁头204在其通过空图案250之上产生的对应于第一行152 和第二行154的读回信号186的分量是异相的180度，如公式6所示。
yi(k) = -y2(k) 公式6
图15中的图案的总读回信号也满足公式2。当s二O时，读回信号为O。
非错列的或对齐的空伺服图案250可以用于生成估计位置信号180，其是
18s的线性函数。空图案250的一个优点是，当空图案194和250具有相同的突 发长度L时，响应于空图案250生成的估计位置信号的方差小于响应于图7所 示的空图案194产生的方差。结果，在生成的位置信号186中的较小差异方面， 图15的空图案250将比图7的空图案194更好。
当数据扇区190包括错列的离散的磁性元件146时，图15的非错列的空 图案250的该性能优点是以固定的突发长度L以及媒介140的固定伺服扇区和 数据扇区为代价获得的。利用与媒介140的数据扇区相同的磁性元件146的图 案的空图案194允许可调的突发长度L以及媒介140的可调伺服扇区和数据扇 区。
在空图案250的一个实施例中， 一个轨道的第一行152中的第一组252A 的磁极性与通过一行非磁性材料254和所述第一行152分隔的相邻轨道150的 第二行154中的第一组252A的磁极性相同。例如，轨道N的第一行152中的 第一组252A具有正的极性，其与轨道N-1的第二行154中的第一组252A的 极性相同。此外，轨道N中的第一行152通过一行非磁性材料254与轨道N-1 中的第二行分隔。在一个实施例中，该图案适用于图案化媒介140的轨道150 的所有空图案。
与使用空图案194一样，正交伺服突发空图案260 (PS2)能够与伺服突 发空图案250 (PS1)组合使用，如图17提供的媒介的部分简化的顶视平面图 所示。空图案260可以用于补偿非期望因素，例如读磁头宽度的不确定性和磁 性响应的变化，例如当只使用空图案250时这些因素可以导致估计位置信号 180关于s不完全呈线性。
空图案260的一个实施例对于每个轨道150包括在第一行152中的一个或 多个的离散的磁性元件146的多个连续组——通常表示为262，其包括与第一 空图案250的第一行152中的最后一组252B相邻的第一组262A。按照一个实 施例，在第二空图案260的第一行152中的每组262的磁极性与第二空图案260 的第一行152中的相邻组的磁极性相反。
此外，图案260包括在轨道150的第二行154中的离散的磁性元件146 的连续组262，其包括与第一空图案250的第二行154中的最后一组252B相 邻的第一组262A。按照一个实施例，第二空图案260的第二行154中的每组262的磁极性与第二空图案260的第二行154中的相邻组262的磁极性相反。
如上关于空图案250所述，在空图案260的行152和154中具有交替的磁 极性的组262的数量可以如期望而改变。因此，可以比如图17所示的每行两 组具有更多的组数。
在一个实施例中，给定轨道150的行152和154中的第一组262A具有相 同的磁极性，如图17中箭头所示。
按照另一个实施例，轨道150的第一行152中的第一组262A的磁极性与 第一空图案的第一行中的最后一组252B的磁极性相同，如图,17所示。
按照另一个实施例， 一个轨道150的空图案260.的第二行154中的第一组 262A的磁极性与相同轨道150的第一空图案250的第二行154中的最后一组 252B的磁极性相反。
应当理解，尽管已经在前面的描述中与本发明各种实施例的结构和功能的 细节一起阐述了本发明的各种实施例的诸多特征和优点，但是该公开仅是示意 性的，在由后附权利要求中表述的术语的广泛一般含义所指示的全部外延的本 发明原理内，可以对细节、尤其是与部件的结构和排列有关的细节进行改变。
权利要求
1、一种图案化记录媒介，包括第一片段，包括由非磁性材料隔开的第一行和第二行的离散磁性元件，和一行位于所述第一行与第二行之间的非磁性材料，以及形成于所述第一片段中的第一空图案，包括所述第一片段的第一行中所述离散磁性元件的连续组，所述第一行中的每组具有与该第一行中的相邻组的磁极性相反的磁极性；以及所述第一片段的第二行中所述离散磁性元件的连续组，所述第二行中的每组具有与该第二行中的相邻组的磁极性相反的磁极性。
2、 如权利要求l所述的媒介，其特征在于，进一步包括第二片段，包括由非磁性材料彼此隔开的第一行和第二行的离散磁性元 件，和一行位于所述第二片段的第一行与第二行之间的非磁性材料； 形成于所述第二片段中的第一空图案，包括所述第二片段的第一行中所述离散磁性元件的连续组，所述第二片段的第一行中的每组具有与该第二片段的第一行中的相邻组的磁极性相反的 磁极性；以及所述第二片段的第二行中所述离散磁性元件的连续组，所述第二片 段的第二行中的每组具有与该第二片段的第二行中的相邻组的磁极性相反的磁极性；其中所述第二片段的第一空图案的第一行中的第一组的磁极性与所 述第一片段的第一空图案的第二行中的第一组的磁极性相同；以及与所述第二片段的第一空图案的第一行以及所述第一片段的第一空图案 的第二行这两者相邻的一行非磁性材料。
3、 如权利要求l所述的媒介，其特征在于，所述第一片段的第一行和第 二行沿圆周延伸，所述第一行与所述第二行位于距离中心轴不同的径向位置 上。
4、 如权利要求l所述的媒介，其特征在于所述第一空图案的第一行和第二行的离散磁性元件是错列的；以及所述第一行和第二行中的连续组各自包括第一组，其中所述第一行的第一 组的磁极性与所述第二行的第一组的磁极性相反。
5、 如权利要求4所述的媒介，其特征在于，进一步包括与所述第一空图 案相邻的第二空图案，所述第二空图案包括所述第一行中所述离散磁性元件的连续组，其包括与所述第一空图案的第 一行中的最后一组相邻的第一组，所述第二空图案的第一行中的每组的磁极性 与该第二空图案的第一行中的相邻组的磁极性相反；以及所述第二行中所述离散磁性元件的连续组，其包括与所述第一空图案的第 二行中的最后一组相邻的第一组，所述第二空图案的第二行中的每组的磁极性 与该第二空图案的第二行中的相邻组的磁极性相反。
6、 如权利要求5所述的媒介，其特征在于，所述第二空图案的第一组具有相同的磁极性。
7、 如权利要求6所述的媒介，其特征在于，所述第二空图案的第一行中 的第一组的磁极性与所述第一空图案的第一行中最后一组的磁极性相反。
8、 如权利要求6所述的媒介，其特征在于，所述第二空图案的第二行中 的第一组的磁极性与所述第一空图案的第二行中最后一组的磁极性相同。
9、 如权利要求l所述的媒介，其特征在于所述第一空图案的第一行和第二行的所述磁性元件在径向上彼此对齐，该径向方向横穿所述第一行和第二行在所述第一片段中所延伸的纵向方向；以及 所述第一行和第二行的连续组各自包括第一组和最后一组，其中所述第一 行的第一组的磁极性与所述第二行的第一组的磁极性相反。
10、 如权利要求9所述的媒介，其特征在于，所述媒介进一步包括与所述 第一空图案相邻的第二空图案，所述第二空图案包括所述第一行中所述离散磁性元件的连续组，其包括与所述第一空图案的第 一行中最后一组相邻的第一组，所述第二空图案的第一行中每组的磁极性与该第二空图案的第一行中的相邻组的磁极性相反；以及所述第二行中所述离散磁性元件的连续组，其包括与所述第一空图案的第 二行中最后一组相邻的第一组，所述第二空图案的第二行中每组的磁极性与该 第二空图案的第二行中的相邻组的磁极性相反。
11、 如权利要求io所述的媒介，其特征在于，所述第二空图案的第一组 具有相同的磁极性。
12、 如权利要求11所述的媒介，其特征在于，所述第二空图案的第一行 中的第一组的磁极性与所述第一空图案的第一行中的最后一组的磁极性相同。
13、 如权利要求12所述的媒介，其特征在于，所述第二空图案的第二行中的第一组的磁极性与所述第一空图案的第二行中的最后一组的磁极性相反。
14、 一种图案化记录媒介，包括由非磁性材料彼此隔开的多个图案化离散磁性元件；各自位于距离中心轴不同的径向位置上的多个共心的记录片段，每个片段 包括形成数据扇区和空图案的共心的第一行和第二行的离散磁性元件，所述空图案包括所述片段的第一行中所述离散磁性元件的连续组，所述第一行中每组的磁 性元件具有与该第一行中的相邻组的磁极性相反的磁极性；以及所述片段的第二行中所述离散磁性元件的连续组，所述第二行中每组的磁 性元件具有与该第二行中的相邻组的磁极性相反的磁极性。
15、 如权利要求14所述的媒介，其特征在于，所述第一行中的第一组的磁极性与所述第二行中的第一组的磁极性相反。
16、 如权利要求14所述的媒介，其特征在于，所述空图案的第一行和第 二行的所述磁性元件是错列的。
17、 如权利要求14所述的媒介，其特征在于， 一个片段的空图案的第一 行中的所述多个离散磁性元件各自具有相对于中心轴的角位置，该角位置与所 述空图案的第二行中的离散磁性元件之一相同。
18、 一种图案化媒介读回信号的解调方法，包括提供包括片段的图案化媒介，所述片段包括由非磁性材料彼此隔开的离散的磁性元件所形成的空图案；获得响应于读磁头通过所述离散磁性元件上方所生成的时变读回信号的 采样，每个釆样对应于所述空图案的所述磁性元件之一；以及基于所述读回信号采样生成与磁头相对于所述片段的位置对应的解调位 置信号。
19、 如权利要求18所述的方法，其特征在于 所述空图案包括所述片段的第一行中所述离散磁性元件的连续组，每组的磁性元件 具有与该第一行中的相邻组的磁极性相反的磁极性；以及所述片段的第二行中所述离散磁性元件的连续组，所述第二行中每 组的磁性元件具有与该第二行中的相邻组的磁极性相反的磁极性； 其中所述空图案的第一行和第二行是错列的；所述空图案的第一行和第二行的每一个中的连续组都包括第一和第二相邻组；以及所述第一行中的第一组的磁性元件的磁极性与所述第二行中的 第一组的磁极性相反；以及所述生成对应于磁头相对于片段的非磁性材料行的位置的解调位置信号包括将对应于所述第一组的离散磁性元件的读回信号采样相加以形成总和A;将对应于所述第二组的离散磁性元件的读回信号采样相加以形成总 和B;以及基于A与B之差生成所述解调位置信号。
20、 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述基于A与B之差生成 解调位置信号包括基于从A中减去B而生成所述解调位置信号。
全文摘要
一种图案化记录媒介，包括片段和形成于该片段中的空图案。该片段包括由非磁性材料隔开的第一和第二行的离散磁性元件，和一行位于第一和第二行之间的非磁性材料。空图案包括片段的第一和第二行中的离散磁性元件的连续组。第一行中的每组具有与第一行中相邻组的磁极性相反的磁极性。第二行中的每组具有与第二行中相邻组的磁极性相反的磁极性。
文档编号G11B5/596GK101430887SQ200810184229
公开日2009年5月13日 申请日期2008年9月12日 优先权日2007年9月12日
发明者A·H·萨克司, M·F·厄顿, Q·凌, S·肖昂 申请人:希捷科技有限公司