專利名稱：位圖介質(zhì)、讀頭和硬盤驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位圖介質(zhì)(bit patterned medium )、 一種讀取在該位圖介 質(zhì)上記錄的數(shù)據(jù)的讀頭以及一種在該位圖介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)/從該位圖介質(zhì)讀 取數(shù)據(jù)的硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)。
背景技術(shù)：
由于HDD具有大容量和諸如高速存取的特性，所以HDD被廣泛地用作 個(gè)人電腦(PC)和各類數(shù)字設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。由于近來技術(shù)的發(fā)展，所 以處理數(shù)據(jù)(handled data)的量快速增大，因而需要高密度的HDD。
HDD通常采用》茲記錄方法來記錄/讀取數(shù)據(jù)。i茲記錄方法是這樣一種方 法，即，通過利用磁場磁化記錄介質(zhì)的磁層來記錄數(shù)據(jù)并借助來自于記錄介 質(zhì)的i茲化的》茲信號(hào)來讀取Jt據(jù)。；茲記錄方法可纟皮分為縱向石茲記錄方法和垂直 磁記錄方法。在其中通過與磁層的表面平行地磁化磁層來記錄數(shù)據(jù)的縱向磁 記錄方法中，可以實(shí)現(xiàn)100Gb/n^的記錄密度，在其中通過與磁層的表面垂直 地^茲化石茲層來記錄數(shù)據(jù)的垂直^茲記錄方法中，可以實(shí)現(xiàn)大約500Gb/n^的記錄 密度，垂直磁記錄方法可實(shí)現(xiàn)的記錄密度高于縱向磁記錄方法可實(shí)現(xiàn)的記錄 密度。
近來，已對(duì)利用電場而不是磁場來記錄和讀取數(shù)據(jù)的電場記錄方法進(jìn)行 了研究。電場記錄方法是這樣一種方法，即，通過利用電場極化記錄介質(zhì)的 鐵電層來記錄數(shù)據(jù)并借助來自于記錄介質(zhì)的極化的電信號(hào)來讀取數(shù)據(jù)。根據(jù) 電場記錄方法，可實(shí)現(xiàn)超過1Tb/n^的記錄密度。
在任何一種記錄方法中，記錄密度的增大都導(dǎo)致位大小(bit size)的減 小，并削弱由記錄介質(zhì)產(chǎn)生的信號(hào)的幅度，其中，位是數(shù)據(jù)的最小記錄單元。 為了解決該問題，還對(duì)利用圖案化介質(zhì)(patterned medium)通過降低來自于 介質(zhì)的噪聲來保持高的信噪比(SNR)以提高記錄密度的方法進(jìn)行了研究。
圖1A示出了位圖介質(zhì)IO的示意性結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D1A,位圖介質(zhì)IO包括 基底20和形成在基底20上的記錄層30。記錄層30包括多個(gè)位單元32的圖
案，其中，多個(gè)位單元32形成同心圓的軌道并彼此物理地分離。在每個(gè)位單 元32中記錄有單個(gè)位，由于可以根據(jù)小的位大小來減小噪聲，所以可以有效 地增大記錄密度。讀頭的寬度根據(jù)位大小的減小也減小。圖1B是示出了位圖 介質(zhì)10的位單元32的結(jié)構(gòu)以及讀頭40的俯一見圖。讀頭40在沿著軌道相對(duì) 運(yùn)動(dòng)的同時(shí)讀取來自于將被讀取的軌道的每個(gè)位單元32的數(shù)據(jù)。在這種情況
產(chǎn)生噪聲，因此，讀頭40的寬度以及每個(gè)位單元32的寬度是重要的設(shè)計(jì)要 素。然而，減小讀頭40的寬度要求制造工藝具有很高程度的精度，因此，增 大了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
缺點(diǎn)。此外，不要求本發(fā)明克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以不克 服上述任何問題。
本發(fā)明提供了 一種具有用于提高讀取效率的結(jié)構(gòu)的位圖介質(zhì)、 一種讀取 在該位圖介質(zhì)上記錄的數(shù)據(jù)的讀頭以及一種在該位圖介質(zhì)上記錄位圖介質(zhì)數(shù) 據(jù)并從該位圖介質(zhì)讀取位圖介質(zhì)數(shù)據(jù)的HDD。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種位圖介質(zhì)，該位圖介質(zhì)包括基底； 記錄層，在基底上，包括多個(gè)位單元，其中，多個(gè)位單元沿著形成具有不同 半徑的同心圓的多個(gè)軌道彼此分離，其中，每個(gè)軌道包括具有多個(gè)子軌道的 超軌道，形成在子軌道中的一個(gè)上的位單元與形成在鄰近的子軌道上的位單 元沿著記錄層的圓周方向布置在不同的位置。
如果多個(gè)子軌道的數(shù)目為N，那么沿著超軌道的半徑方向有N個(gè)位單元 彼此鄰近地布置，以由N個(gè)位單元中的每個(gè)位單元的位單元數(shù)據(jù)來造成再現(xiàn) 信號(hào)的干涉，當(dāng)存儲(chǔ)在N個(gè)位單元中的位單元數(shù)據(jù)同時(shí)被讀取時(shí)，確定N個(gè) 位單元沿著圓周方向的每兩個(gè)鄰近的位單元之間的間隔X，使得來自于存儲(chǔ) 在N個(gè)位單元中的數(shù)據(jù)的組合的2N個(gè)再現(xiàn)信號(hào)具有不同的值。
可以確定間隔X,使得2N個(gè)再現(xiàn)信號(hào)具有相同的間隔值。
N個(gè)位單元的形成在多個(gè)子軌道中的一個(gè)上的每個(gè)位單元的中心的圓周 方向的位置可以與N個(gè)位單元的形成在另一個(gè)子軌道上的每個(gè)位單元的中心 的圓周方向的位置不同。
在每個(gè)子軌道中，N個(gè)位單元沿著圓周方向的每兩個(gè)鄰近的位單元之間 的間隔可以相等。
在每個(gè)子軌道中，N個(gè)位單元的每個(gè)位單元的圓周方向的長度可以相等。
如果多個(gè)子軌道的數(shù)目為N,且圓周方向的長度為A(J),那么N個(gè)位單 元沿著半徑方向鄰近的位單元之間的圓周方向的間隔可以形成為A(J)/N。 記錄層可以包括;茲材料或鐵電材料。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種用于讀取記錄在位圖介質(zhì)上的數(shù)據(jù) 的讀頭，該讀頭沿著橫跨軌道方向的寬度足以讀取與多個(gè)子軌道的數(shù)目相等 的數(shù)目的位單元的數(shù)據(jù)。
讀頭沿著橫跨軌道方向的寬度可以等于或小于超軌道的寬度。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種HDD，該HDD包括位圖介質(zhì)； 頭單元，包括寫頭和讀頭，其中，在超軌道的基礎(chǔ)上，寫頭在位圖介質(zhì)的超 軌道上記錄超軌道數(shù)據(jù)，在超軌道的基礎(chǔ)上，讀頭讀取在位圖介質(zhì)的超軌道 上記錄的超軌道數(shù)據(jù)；頭驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)頭單元；讀通道電路，從具有被讀頭 讀取的超軌道的超軌道數(shù)據(jù)的再現(xiàn)信號(hào)中分離地提取多個(gè)子軌道中的每個(gè)的 子軌道數(shù)據(jù)。


通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特 征將變得更加明了，在附圖中
圖1A示出了位圖介質(zhì)的示意性結(jié)構(gòu)；
圖1B是示出了圖1A的位圖介質(zhì)的位單元的結(jié)構(gòu)以及讀頭的俯視圖； 圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的位圖介質(zhì)的示意性結(jié)構(gòu)； 圖2B是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的位單元的結(jié)構(gòu)和用于讀取存 儲(chǔ)在位單元中的數(shù)據(jù)的讀頭的俯視圖3A和圖3B是分別示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的當(dāng)兩個(gè)正數(shù)據(jù)值 分別被記錄在兩個(gè)鄰近的位單元中時(shí)，這兩個(gè)鄰近的位單元的再現(xiàn)信號(hào)的曲 線圖，以及通過將這兩個(gè)再現(xiàn)信號(hào)相加而獲得的再現(xiàn)信號(hào)的曲線數(shù)據(jù)值分別^皮記錄在兩個(gè)鄰近的位單元中時(shí)，這兩個(gè)鄰近的位單元的再現(xiàn)信 號(hào)的曲線圖，以及通過將這兩個(gè)再現(xiàn)信號(hào)相加而獲得的再現(xiàn)信號(hào)的曲線圖5A和圖5B是分別示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的當(dāng)負(fù)數(shù)據(jù)值和正 數(shù)據(jù)值分別^皮記錄在兩個(gè)鄰近的位單元中時(shí)，這兩個(gè)鄰近的位單元的再現(xiàn)信 號(hào)的曲線圖，以及通過將這兩個(gè)再現(xiàn)信號(hào)相加而獲得的再現(xiàn)信號(hào)的曲線分別被記錄在兩個(gè)鄰近的位單元中時(shí)，這兩個(gè)鄰近的位單元的再現(xiàn)信號(hào)的曲 線圖，以及通過將這兩個(gè)再現(xiàn)信號(hào)相加而獲得的再現(xiàn)信號(hào)的曲線圖7是示出了由位單元的數(shù)據(jù)的組合獲得的多個(gè)再現(xiàn)信號(hào)的曲線圖，以 描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的每兩個(gè)鄰近的位單元之間的間隔的設(shè)置方 法；
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的位圖介質(zhì)和讀頭的示意性結(jié)
構(gòu)；
圖9是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的HDD的示意性框圖。
具體實(shí)施例方式
將通過參照附圖解釋本發(fā)明的示例性實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明。在附圖 中，相同的標(biāo)號(hào)用于表示相同的元件，為了清晰起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。
圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的位圖介質(zhì)100的示意性結(jié)構(gòu)。 圖2B是示出了才艮據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的位圖介質(zhì)100的結(jié)構(gòu)和讀頭150 的俯視圖。參照?qǐng)D2A和圖2B,根據(jù)本發(fā)明當(dāng)前示例性實(shí)施例的位圖介質(zhì)100 包括基底120和形成在基底120上的記錄層140?；?20可以由諸如Si或 玻璃的材料形成。記錄層140可以由磁材料或鐵電材料形成。例如，記錄層 140可包括具有優(yōu)良的;茲各向異性特性的含有Co、 Fe、 Pt和Pd中的至少一 種的磁薄膜結(jié)構(gòu)或磁多層薄膜結(jié)構(gòu)，并用作通過磁記錄方法在其上記錄數(shù)據(jù) 的記錄介質(zhì)。可選4奪地，記錄層140可由4失電材料形成，諸如 PZT(PbZrJVx03)、 PbTi03， PbZr03、 SrBi2Ta209(SBT) 、 KNb03、 LiTa03或 LiNb03，并用作通過電場記錄方法在其上記錄數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。在記錄層140 上可包括用于保護(hù)記錄層140不受外部影響的保護(hù)膜(未示出)，還可包括潤 滑劑膜(未示出)以減小保護(hù)膜的磨損。記錄層140包括多個(gè)位單元A。和 Bn，多個(gè)位單元An和Bn在基底120上形成為同心圓的圖案并彼此分離。位 圖介質(zhì)100裝配有主軸電動(dòng)機(jī)(未示出)，以記錄并再現(xiàn)數(shù)據(jù)以及沿著(])方向
旋轉(zhuǎn)。因此，形成具有不同半徑R的同心圓的多個(gè)軌道形成在位圖介質(zhì)100 上，位單元An和Bn沿著軌道形成。在當(dāng)前的示例性實(shí)施例中，每個(gè)軌道包
括超軌道(super track) 130，超軌道130包括第一子軌道131和第二子軌道 132,其中，第一子軌道131包括位單元An，第二子軌道132包括位單元Bn。 形成在第一子軌道131上的位單元An與形成在第二子軌道132上的位單元 Bn被不同地布置。即，形成在第一子軌道131上的每個(gè)位單元An的中心在圓 周方向軸(([)軸)上的坐標(biāo)值與形成在第二子軌道132上的每個(gè)位單元Bn的
中心在())軸上的坐標(biāo)值不同。詳細(xì)地講，每個(gè)軌道上的位單元A,，和B。的位置 可以用小軸上的坐標(biāo)來表示，第二子軌道132上的每個(gè)位單元Bn的中心的(()軸 坐標(biāo)值與第一子軌道131上的每個(gè)位單元An的中心的([)軸坐標(biāo)值不同。例如，
當(dāng)?shù)谝蛔榆壍?31上的每個(gè)位單元An的中心的(j)軸坐標(biāo)值可以為0、2、4.......
時(shí)，第二子軌道132上的每個(gè)位單元Bn的中心的(J)軸坐標(biāo)值可以為0.5、 2.5、
4.5.......，其中，(J)軸坐標(biāo)值僅用于任意單位的相對(duì)位置的比較。第一子軌
道131上的每個(gè)位單元An在(f)軸上的長度和第二子軌道132上的每個(gè)位單元
Bn在(j)軸上的長度中的每個(gè)均可以為1。第一子軌道131上沿著(f)軸方向鄰近 的每兩個(gè)位單元An的中心之間的間隔和第二子軌道132上沿著())軸方向鄰近 的每兩個(gè)位單元Bn的中心之間的間隔中的每個(gè)均可以為2。沿著半徑方向 (即，R軸方向)鄰近的位單元Ai和Bi之間的(j)軸間隔可以為0.5?？梢詫?該規(guī)律公式化，使得當(dāng)形成超軌道130的子軌道131和132的數(shù)目為N,且 子軌道131和132的位單元An和Bn的長度為A小時(shí)，沿著半徑方向鄰近的位 單元A!和B!之間的圓周方向的間隔為A())/N,第一子軌道131上沿著圓周方 向的每兩個(gè)位單元An的中心之間的間隔以及第二子軌道132上沿著圓周方向 的每兩個(gè)位單元Bn的中心之間的間隔為2A(j)。然而，對(duì)于子軌道131和132 上的數(shù)據(jù)的分離來說，該規(guī)則的構(gòu)造是相對(duì)有利的，但是不限于此。例如， 沿著圓周方向鄰近的位單元At和A2或和B2之間的間隔可以大于2A(|)。
該布置是這樣一種規(guī)律的示例，即，由屬于不同的子軌道并沿著半徑方 向鄰近的位單元An和Bn中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)獲得的再現(xiàn)信號(hào)彼此干涉，且來自于 存儲(chǔ)在位單元An和Bn的每個(gè)中的數(shù)據(jù)的各種組合的再現(xiàn)信號(hào)具有用于分辨 的不同的值。下面將參照?qǐng)D3A至圖7來描述得到該布置的過程。
讀頭150在位圖介質(zhì)IOO上方保持與位圖介質(zhì)IOO分開預(yù)定距離的狀態(tài) 下進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，讀取記錄在位圖介質(zhì)100上的數(shù)據(jù)。在當(dāng)前示例性
實(shí)施例中，讀頭150的特征在于橫跨軌道方向的寬度。圖2B是僅示出了面對(duì) 位圖介質(zhì)100的讀頭150的截面的俯視圖，以將讀頭150的寬度與位圖介質(zhì) 100的軌道寬度進(jìn)行比較。讀頭150沿著橫跨軌道方向的寬度被形成為其大 小為同時(shí)讀取與多個(gè)子軌道的數(shù)目對(duì)應(yīng)的位單元的數(shù)據(jù)。這里，橫跨軌道方 向是橫跨軌道的方向，即，半徑(R)方向，讀頭150的寬度等于通過將第一 子軌道131的寬度與第二子軌道132的寬度相加而獲得的寬度，即，超軌道 130的寬度。然而，這僅是示例，因?yàn)槲粏卧狝。和Bn的寬度小于第一子軌道 131和第二子軌道132的組合寬度，所以只要讀頭150可以同時(shí)讀取記錄在 第一子軌道131的位單元An中的數(shù)據(jù)和記錄在第二子軌道132的位單元Bn 中的數(shù)據(jù)，讀頭150的寬度就可以小于超軌道130的寬度。讀頭150可以具 有利用磁記錄/再現(xiàn)方法或電場記錄/再現(xiàn)方法來讀取數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。例如，可以 在讀頭150中使用MR、 GMR或TMR裝置，其中，所述MR、 GMR或TMR 裝置利用電阻因記錄層的磁化產(chǎn)生的磁場信號(hào)而變化的特征來讀取記錄在記 錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。也可以在讀頭150中使用半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置利
上的數(shù)據(jù)。
如上所述，如果位圖介質(zhì)100的軌道被構(gòu)造為包括具有第一子軌道131 和第二子軌道132的超軌道130,那么即使讀頭150的寬度形成為對(duì)應(yīng)于超 軌道130的寬度(與第一子軌道131和第二子軌道132的組合寬度對(duì)應(yīng))，在 每個(gè)子軌道的位單元An或Bn中記錄的數(shù)據(jù)也可被再現(xiàn)。這將參照?qǐng)D3A至圖 7進(jìn)行描述。圖3A示出了分別顯示僅來自于位單元Ai或B,的再現(xiàn)信號(hào)的曲 線圖。即，再現(xiàn)信號(hào)A(+)和B(+)是假設(shè)讀頭150的寬度等于第一子軌道131 和第二子軌道132的寬度時(shí)的再現(xiàn)信號(hào)。圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施 例的讀頭150的再現(xiàn)信號(hào)。參照?qǐng)D3B,可以通過將圖3A中所示的兩個(gè)再現(xiàn) 信號(hào)相加來獲得由根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的讀頭150 (即，寬度與超軌道 130的寬度對(duì)應(yīng)的讀頭150 )產(chǎn)生的再現(xiàn)信號(hào)。如果用f(小)表示再現(xiàn)信號(hào)A(+)， 那么可以用f(小-X)表示再現(xiàn)信號(hào)B(+)，因此，可以用f(小)+f((j)-X)表示圖3B中 示出的再現(xiàn)信號(hào)。同樣，圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的當(dāng)正數(shù)據(jù) 值和負(fù)數(shù)據(jù)值分別記錄在第一子軌道131的位單元Ai和第二子軌道132的位 單元Bi中時(shí)，位單元At和Bi的兩個(gè)再現(xiàn)信號(hào)，圖4B示出了通過將這兩個(gè) 再現(xiàn)信號(hào)相加而獲得的再現(xiàn)信號(hào)，用f((j))-f((j)-X)表示圖4B中示出的再現(xiàn)信號(hào)。
圖5A和圖5B是分別示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的當(dāng)負(fù)數(shù)據(jù)值和正數(shù)據(jù) 值分別記錄在第一子軌道131的位單元A,和第二子軌道132的位單元B,中 時(shí)，位單元A!和B,的再現(xiàn)信號(hào)的曲線圖，以及通過將這兩個(gè)再現(xiàn)信號(hào)相加 而獲得的再現(xiàn)信號(hào)的曲線圖，用-f(小)+f((j)-X)表示圖5B中示出的再現(xiàn)信號(hào)。圖 6A和圖6B是分別示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的當(dāng)兩個(gè)負(fù)數(shù)據(jù)值分別記 錄在第一子軌道131的位單元A!和第二子軌道132的位單元B,中時(shí)，位單 元A,和B,的再現(xiàn)信號(hào)的曲線圖，以及通過將這兩個(gè)再現(xiàn)信號(hào)相加而獲得的 再現(xiàn)信號(hào)的曲線圖，用-f(c())-f((t)-X)表示圖6B中示出的再現(xiàn)信號(hào)。參照所述曲 線圖，讀頭150示出了用于將記錄在位單元A,和B!中的不同組的數(shù)據(jù)值彼 此區(qū)分開的不同的再現(xiàn)信號(hào)圖案。具體地講，參照?qǐng)D3B、圖4B、圖5B和圖 6B，這四種情況中在(()軸坐標(biāo)值為0的點(diǎn)的再現(xiàn)信號(hào)值是不同的，即，分別為 3、 1、 -1和-3。即，確定檢測位置小p (曲線圖中的0)和屬于不同的子軌道并 沿著半徑方向鄰近的位單元A!和B,之間的圓周方向間隔X,使得從位單元 A！和B！的四組數(shù)據(jù)值獲得的再現(xiàn)信號(hào)值具有用于區(qū)分的不同的值，具體地 講，確定檢測位置小p (曲線圖中的0)和屬于不同的子軌道并沿著半徑方向鄰 近的位單元A!和B,之間的圓周方向間隔X,使得這四個(gè)再現(xiàn)信號(hào)具有易于 數(shù)據(jù)分離的相同的間隔值。即，參照?qǐng)D7 (其中，圖7將圖3B、圖4B、圖 5B和圖6B的四張曲線圖一起示出)，可以用等式1來表示上述條件。
<formula>formula see original document page 11</formula>如果將等式1簡化，則可得到等式2。 f(小p一2f(小p-X) (等式2)
等式1和等式2用于N:2的情況，將相同的原理應(yīng)用于任意自然數(shù)N。 即，當(dāng)子軌道的數(shù)目為N,且讀頭的寬度形成為其大小用于同時(shí)讀取N個(gè)位 單元的數(shù)據(jù)時(shí)，可以確定沿著半徑方向鄰近的位單元之間的圓周方向間隔X 和取樣位置小p，使得從N個(gè)位單元的成組的數(shù)據(jù)獲得的2N個(gè)再現(xiàn)信號(hào)值具有 不同的值，并且可以確定沿著半徑方向鄰近的位單元之間的圓周方向間隔X 和取樣位置(j)p，使得再現(xiàn)信號(hào)具有相同的間隔值。
如上所述，區(qū)分地檢測根據(jù)位單元A！和B,的成組的數(shù)據(jù)的再現(xiàn)信號(hào)，
因此，可以分離地讀耳又記錄在第一子軌道131的位單元At中的數(shù)據(jù)和記錄在
第二子軌道132的位單元B,中的數(shù)據(jù)。此外，由于兩個(gè)位單元的數(shù)據(jù)被同時(shí) 讀取，所以再現(xiàn)速率為相同記錄密度狀態(tài)下的傳統(tǒng)讀頭的再現(xiàn)速率的兩倍。
圖8是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的位圖介質(zhì)200和讀頭250的俯視 圖。參照?qǐng)D8，位圖介質(zhì)200包括含有第一子軌道231、第二子軌道232和第 三子軌道233的超軌道230。第一子軌道231上沿著圓周方向(小軸方向)鄰 近的每兩個(gè)位單元An的中心之間的間隔、第二子軌道232上沿著(j)軸方向鄰 近的每兩個(gè)位單元Bn的中心之間的間隔以及第三子軌道233上沿著(()軸方向
鄰近的每兩個(gè)位單元Cn的中心之間的間隔為8。此外，位單元An、 Bn和Cn
中的每個(gè)的圓周方向長度為4。沿著半徑方向鄰近的每兩個(gè)位單元(例如， A,和B！或B！和C,)之間的圓周方向間隔為1 。然而，這種布置僅是一種示 例，只要滿足分離屬于第一子軌道231、第二子軌道232和第三子軌道233
的位單元An、 Bn和Cn的數(shù)據(jù)的條件，就滿足該布置，即，如果從存儲(chǔ)在位 單元A。、 Bn和Cn中的數(shù)據(jù)獲得的再現(xiàn)信號(hào)彼此干涉，且來自于存儲(chǔ)在位單
的值，那么滿足該布置。此外，可以布置位單元An、 Bn和Cn,使得由于位單 元An+1和位單元Bn引起的信號(hào)之間的干涉不發(fā)生或被最小化。
讀頭250的寬度與第一子軌道231、第二子軌道232和第三子軌道233 的組合寬度對(duì)應(yīng)。然而，本發(fā)明不限于此，只要讀頭250可以同時(shí)讀取記錄 在第一子軌道231上的位單元A!中的數(shù)據(jù)、記錄在第二子軌道232上的位單 元B！中的數(shù)據(jù)和記錄在第三子軌道233上的位單元d中的數(shù)據(jù)，讀頭250 的寬度就可以較小。由于這種讀頭250同時(shí)讀取三個(gè)位單元的三部分?jǐn)?shù)據(jù)， 所以再現(xiàn)速率為相同記錄密度狀態(tài)下的傳統(tǒng)讀頭的再現(xiàn)速率的三倍。
在上面的描述中，雖然位圖介質(zhì)IOO或位圖介質(zhì)200已被描述為超軌道 130包括第一子軌道131和第二子軌道132或超軌道230包括第 一子軌道231 、 第二子軌道232和第三子軌道233的情況，但是可以增大子軌道的數(shù)目。然 而，隨著子軌道數(shù)目的增大，再現(xiàn)速率增加，但是從由讀頭從超軌道讀取的 數(shù)據(jù)分離出每個(gè)子軌道的數(shù)據(jù)的過程會(huì)變復(fù)雜，因此，鑒于此，可形成適量 的子軌道。
圖9是才艮據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的HDD 300的示意性框圖。參照?qǐng)D9, 根據(jù)本發(fā)明當(dāng)前示例性實(shí)施例的HDD 300包括記錄介質(zhì)310;記錄介質(zhì)驅(qū)
動(dòng)器370,驅(qū)動(dòng)記錄介質(zhì)310;頭單元，包括記錄頭320和讀頭330，其中， 記錄頭320在記錄介質(zhì)310上記錄數(shù)據(jù)，讀頭330讀耳又存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)310 中的數(shù)據(jù)；頭驅(qū)動(dòng)器350，將頭單元驅(qū)動(dòng)至記錄介質(zhì)310上方的預(yù)定的位置； 記錄通道電路340，對(duì)將被記錄頭320記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；讀通道電路360, 對(duì)被讀頭330讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
記錄介質(zhì)310是具有多個(gè)超軌道的位圖介質(zhì)，記錄介質(zhì)310可以是圖2A 至圖8中所示的位圖介質(zhì)100或位圖介質(zhì)200,子軌道的數(shù)目可以為2、 3或 自然數(shù)N。這不再進(jìn)行描述。記錄介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器370可以利用例如主軸電動(dòng)機(jī)。 頭單元可以根據(jù)磁記錄/再現(xiàn)方法或電場記錄/再現(xiàn)方法來進(jìn)行構(gòu)造。在任何情 況下，面對(duì)記錄介質(zhì)310的讀頭330的截面的寬度對(duì)應(yīng)于超軌道的寬度。當(dāng) 執(zhí)行記錄或再現(xiàn)時(shí)，頭驅(qū)動(dòng)器350將頭單元驅(qū)動(dòng)至記錄介質(zhì)310上方的預(yù)定 的位置，頭驅(qū)動(dòng)器350可以利用例如音圈電動(dòng)^/L (VCM)。具體地講，當(dāng)執(zhí) 行再現(xiàn)時(shí)，頭驅(qū)動(dòng)器350驅(qū)動(dòng)頭單元，使得讀頭330沿著記錄介質(zhì)310的超 軌道的中心線相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)執(zhí)行記錄時(shí)，記錄通道電3各340對(duì)將被記錄的數(shù) 據(jù)進(jìn)行編碼，在執(zhí)行再現(xiàn)時(shí)，讀通道電路360從由讀頭330從超軌道中讀取 的數(shù)據(jù)分離出每個(gè)子軌道的數(shù)據(jù)，并對(duì)分離后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。如果在超軌 道基礎(chǔ)上讀取的數(shù)據(jù)為N個(gè)位單元的數(shù)據(jù)，那么讀通道電路360從取樣位置 處的再現(xiàn)信號(hào)分離出每個(gè)位單元的數(shù)據(jù)，其中，在取樣位置處，從存儲(chǔ)在N
如果存在多個(gè)取樣位置，那么讀通道電路360可被構(gòu)造為，基于通過適當(dāng)?shù)?對(duì)在多個(gè)取樣位置處的再現(xiàn)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算而獲得的值，來分離出每個(gè)位單元 的數(shù)據(jù)。
如上所述，才艮據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的位圖介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，即， 超軌道包括多個(gè)子軌道，每個(gè)子軌道的位單元被不同地設(shè)置；根據(jù)本發(fā)明示 例性實(shí)施例的讀頭具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，讀頭的寬度足以同時(shí)讀取多個(gè)子軌 道的數(shù)據(jù)。與本發(fā)明相關(guān)的所有其它的描述都是出于示出的目的；例如，記 錄/再現(xiàn)方法不4又可以為^茲記錄/再現(xiàn)方法或電場記錄/再現(xiàn)方法，也可以為任 何記錄/再現(xiàn)方法，只要該記錄/再現(xiàn)方法可以被應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的位圖介質(zhì) 和讀頭。
根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的位圖介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，包括含有多 個(gè)子軌道的超軌道，且每個(gè)子軌道的位單元被不同地設(shè)置。根據(jù)該構(gòu)造，存
儲(chǔ)在多個(gè)位單元中的數(shù)據(jù)可被同時(shí)讀取并可被分離，位圖介質(zhì)適于用作用于 實(shí)現(xiàn)高密度記錄的記錄介質(zhì)。
此外，由于與具有相同的記錄密度的傳統(tǒng)讀頭的寬度相比，根據(jù)本發(fā)明 示例性實(shí)施例的讀頭的寬度大，所以該讀頭的制造工藝相對(duì)簡單，從而降低
了制造成本；由于以超軌道(其中，每個(gè)超軌道包括多個(gè)子軌道)為單位進(jìn)
行數(shù)據(jù)再現(xiàn)，所以再現(xiàn)速率高。
此外，在記錄密度相同的條件下，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的HDD利 用用于降低制造成本的讀頭，在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的HDD被驅(qū)動(dòng)時(shí)該 HDD可降低功誄毛。
雖然已參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的由權(quán)利要求限定的精神和范圍 的情況下，可在此作出各種形式和細(xì)節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1、一種位圖介質(zhì)，包括:基底；記錄層，在基底上，包括多個(gè)位單元，其中，多個(gè)位單元沿著形成具有不同半徑的同心圓的多個(gè)軌道彼此分離，其中，每個(gè)軌道包括具有多個(gè)子軌道的超軌道，形成在子軌道中的一個(gè)上的位單元與形成在鄰近的子軌道上的位單元沿著記錄層的圓周方向布置在不同的位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的位圖介質(zhì)，其中，如果多個(gè)子軌道的數(shù)目為N, 那么沿著超軌道的半徑方向有N個(gè)位單元4皮此鄰近地布置，以由N個(gè)位單元中的每個(gè)位單元的位單元數(shù)據(jù)來造成再現(xiàn)信號(hào)的干涉，當(dāng)存儲(chǔ)在N個(gè)位單元中的位單元數(shù)據(jù)同時(shí)^皮讀取時(shí)，確定N個(gè)位單元沿 著圓周方向的每兩個(gè)鄰近的位單元之間的間隔X,使得來自于存儲(chǔ)在N個(gè)位 單元中的位單元數(shù)據(jù)的組合的2N個(gè)再現(xiàn)信號(hào)具有不同的值。
3、 如權(quán)利要求2所述的位圖介質(zhì)，其中，確定間隔X，使得2~個(gè)再現(xiàn) 信號(hào)具有相同的間隔值。
4、 如權(quán)利要求3所述的位圖介質(zhì)，其中，當(dāng)N為2時(shí)，間隔X滿足等式f(小"2f(小-X)，其中，f((j))為由存儲(chǔ)在N個(gè)位單元中的一個(gè)位單元中的位單元數(shù)據(jù)產(chǎn)生 的再現(xiàn)信號(hào)，作為坐標(biāo)值小的函數(shù)，其中，坐標(biāo)值(j)表示沿著圓周方向的位置。
5、 如權(quán)利要求1所述的位圖介質(zhì)，其中，在每個(gè)子軌道中，沿著圓周方 向的每兩個(gè)鄰近的位單元之間的間隔相等。
6、 如權(quán)利要求5所述的位圖介質(zhì)，其中，在每個(gè)子軌道中，每個(gè)位單元 的圓周方向的長度相等。
7、 如權(quán)利要求6所述的位圖介質(zhì)，其中，如果多個(gè)子軌道的數(shù)目為N， 且圓周方向的長度為Af那么沿著半徑方向鄰近的位單元之間的圓周方向的間隔形成為A小/N。
8、 如權(quán)利要求7所述的位圖介質(zhì)，其中，沿著圓周方向鄰近的位單元之 間的圓周方向的間隔等于或大于2A(j)。
9、 如權(quán)利要求1所述的位圖介質(zhì)，其中，記錄層包括磁材料。
10、 如權(quán)利要求9所述的位圖介質(zhì)，其中，記錄層還包括含有Co、 Fe、 Pt和Pd中的至少 一種的材料。
11、 如權(quán)利要求1所述的位圖介質(zhì)，其中，記錄層包括鐵電材料。
12、 一種位圖介質(zhì)的位單元布置方法，其中，所述位圖介質(zhì)包括基底和 在基底上的記錄層，所述記錄層具有多個(gè)位單元，其中，多個(gè)位單元沿著形 成具有不同半徑的同心圓的多個(gè)軌道彼此分離，其中，每個(gè)軌道包括具有多 個(gè)子軌道的超軌道，形成在子軌道中的一個(gè)上的位單元與形成在鄰近的子軌 道上的位單元沿著記錄層的圓周方向布置在不同的位置，所述方法包括如果多個(gè)子軌道的數(shù)目為N,那么在超軌道中沿著半徑方向彼此鄰近地 布置N個(gè)位單元，以由每個(gè)位單元的數(shù)據(jù)來造成再現(xiàn)信號(hào)的干涉，當(dāng)存儲(chǔ)在N個(gè)位單元中的數(shù)據(jù)同時(shí)被讀耳又時(shí)，確定沿著圓周方向的每兩 個(gè)鄰近的位單元之間的間隔X,使得來自于存儲(chǔ)在N個(gè)位單元中的數(shù)據(jù)的組 合的2"個(gè)再現(xiàn)信號(hào)具有不同的值。
13、 一種讀頭，所述讀頭讀取記錄在如權(quán)利要求1所述的位圖介質(zhì)上的 位圖介質(zhì)數(shù)據(jù)，其中，所述讀頭沿著橫跨軌道方向的寬度足以同時(shí)讀取與多 個(gè)子軌道的數(shù)目相等的數(shù)目的位單元的位單元數(shù)據(jù)。
14、 如權(quán)利要求13所述的讀頭，其中，讀頭沿著橫跨軌道方向的寬度等 于或小于超軌道的寬度。
15、 如權(quán)利要求13所述的讀頭，其中，讀頭被構(gòu)造為利用磁場來記錄并 再現(xiàn)位圖介質(zhì)數(shù)據(jù)。
16、 如權(quán)利要求13所述的讀頭，其中，讀頭被構(gòu)造為利用電場來記錄并 再現(xiàn)位圖介質(zhì)數(shù)據(jù)。
17、 一種硬盤驅(qū)動(dòng)器，包括 如權(quán)利要求1所述的位圖介質(zhì)；頭單元，包括記錄頭和讀頭，其中，在超軌道的基礎(chǔ)上，記錄頭在位圖 介質(zhì)的超軌道上記錄超軌道數(shù)據(jù)，在超軌道的基礎(chǔ)上，讀頭讀取在位圖介質(zhì) 的超軌道上記錄的超軌道數(shù)據(jù)；頭驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)頭單元； 離地提取多個(gè)子軌道中的每個(gè)的子軌道數(shù)據(jù)。
18、 如權(quán)利要求17所述的硬盤驅(qū)動(dòng)器，其中，讀頭沿著橫跨軌道方向的 寬度等于或小于超軌道的寬度。
19、 如權(quán)利要求17所述的硬盤驅(qū)動(dòng)器，其中，頭單元被構(gòu)造為利用磁場來記錄并再現(xiàn)超軌道數(shù)據(jù)。
20、 如權(quán)利要求17所述的硬盤驅(qū)動(dòng)器，其中，頭單元被構(gòu)造為利用電場 來記錄并再現(xiàn)超軌道數(shù)據(jù)。
21、 如權(quán)利要求17所述的硬盤驅(qū)動(dòng)器，其中，頭驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頭單元，使 得讀頭沿著超軌道的中心線讀取超軌道數(shù)據(jù)。
22、 如權(quán)利要求17所述的硬盤驅(qū)動(dòng)器，其中，如果從超軌道讀取的超軌 道數(shù)據(jù)包括N個(gè)位單元的位單元數(shù)據(jù)，那么讀通道電路從取樣位置處的再現(xiàn) 信號(hào)中分離出N個(gè)位單元中的每個(gè)位單元的位單元數(shù)據(jù)，其中，在取樣位置 處，來自于存儲(chǔ)在N個(gè)位單元中的位單元數(shù)據(jù)的組合的2"個(gè)再現(xiàn)信號(hào)具有相 同的間隔值。
23、 如權(quán)利要求22所述的硬盤驅(qū)動(dòng)器，其中，當(dāng)存在多個(gè)取樣位置時(shí)， 從通過對(duì)多個(gè)取樣位置處的再現(xiàn)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算而獲得的值中分離出N個(gè)位單元中的每個(gè)位單元的位單元數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有超軌道的位圖介質(zhì)、一種讀取記錄在該位圖介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的讀頭以及一種用于在該位圖介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)/從該位圖介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)的硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)。該位圖介質(zhì)包括基底；記錄層，在基底上，形成有多個(gè)位單元，其中，位單元沿著形成具有不同半徑的同心圓的多個(gè)軌道彼此分離，其中，每個(gè)軌道包括含有多個(gè)子軌道的超軌道，形成在子軌道中的一個(gè)上的位單元與形成在鄰近的子軌道上的位單元沿著記錄層的圓周方向布置在不同的位置。讀取記錄在位圖介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的讀頭沿著橫跨軌道方向的寬度足以讀取與多個(gè)子軌道的數(shù)目相等的數(shù)目的位單元的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G11B5/82GK101383158SQ20081009866
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者孫鎮(zhèn)昇, 李丙圭, 洪承范, 閔桐基 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社