JPH04212739A - 記録再生方法及び装置 - Google Patents
記録再生方法及び装置Info
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- JPH04212739A JPH04212739A JP3055559A JP5555991A JPH04212739A JP H04212739 A JPH04212739 A JP H04212739A JP 3055559 A JP3055559 A JP 3055559A JP 5555991 A JP5555991 A JP 5555991A JP H04212739 A JPH04212739 A JP H04212739A
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- recording
- information
- recording medium
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
- G11B9/1463—Record carriers for recording or reproduction involving the use of microscopic probe means
- G11B9/1472—Record carriers for recording or reproduction involving the use of microscopic probe means characterised by the form
- G11B9/1481—Auxiliary features, e.g. reference or indexing surfaces
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B13/00—Recording simultaneously or selectively by methods covered by different main groups among G11B3/00, G11B5/00, G11B7/00 and G11B9/00; Record carriers therefor not otherwise provided for; Reproducing therefrom not otherwise provided for
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/902—Specified use of nanostructure
- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
- Y10S977/943—Information storage or retrieval using nanostructure
- Y10S977/947—Information storage or retrieval using nanostructure with scanning probe instrument
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば走査型トンネル
顕微鏡の原理を応用した情報記録再生装置および方法に
好適に用いられるものである。
顕微鏡の原理を応用した情報記録再生装置および方法に
好適に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】高密度記録方法として、従来から種々の
方法が知られているが、代表的なものは磁気記録および
光記録である。磁気記録では、記録再生に使用する磁気
ヘッドなどの装置の制約により記録波長が決まり、この
場合１μｍ程度が限界となる。光記録では、記録再生に
使用する光のビーム径によって記録波長が制限され、１
〜０．５μｍ程度が限界となっている。
方法が知られているが、代表的なものは磁気記録および
光記録である。磁気記録では、記録再生に使用する磁気
ヘッドなどの装置の制約により記録波長が決まり、この
場合１μｍ程度が限界となる。光記録では、記録再生に
使用する光のビーム径によって記録波長が制限され、１
〜０．５μｍ程度が限界となっている。
【０００３】一方、近年ＳＴＭ（走査型トンネル顕微鏡
）が開発され、固体表面状態を水平分解能が数オングス
トローム、垂直分解能が１オングストローム以下の高分
解能で分析できるようになった［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｎｇ
ｅｔ ａｌ．， Ｈｅｌｖｅｔｉｃａ Ｐｈｙ
ｓｉｃａ Ａｃｔａ，５５，７２６（１９８２）
］。
）が開発され、固体表面状態を水平分解能が数オングス
トローム、垂直分解能が１オングストローム以下の高分
解能で分析できるようになった［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｎｇ
ｅｔ ａｌ．， Ｈｅｌｖｅｔｉｃａ Ｐｈｙ
ｓｉｃａ Ａｃｔａ，５５，７２６（１９８２）
］。
【０００４】このＳＴＭの原理を用いて記録媒体表面上
に凹凸または電子状態の変化をｎｍのオーダーで記録再
生することがいくつか提案されている（米国特許明細書
第４５７５８２２号、特開昭６３−１６１５５２、特開
昭１６１５５３）。
に凹凸または電子状態の変化をｎｍのオーダーで記録再
生することがいくつか提案されている（米国特許明細書
第４５７５８２２号、特開昭６３−１６１５５２、特開
昭１６１５５３）。
【０００５】このＳＴＭの原理を利用した従来の情報記
録再生方式においては、最近平坦でかつ表面に導電層を
有する記録媒体に高エネルギーのイオンビームを照射し
、トラッキング用溝をエッチングして形成すると同時に
、そのイオンビーム強度を記録信号に従い強度変調して
くぼみを形成して記録ビットを形成し、これをＳＴＭの
原理を用いて再生することで約５０Ｇビット／ｃｍ２と
いう高密度記録再生を行なう方式が提案されている（特
開平１−１５１０３５）。
録再生方式においては、最近平坦でかつ表面に導電層を
有する記録媒体に高エネルギーのイオンビームを照射し
、トラッキング用溝をエッチングして形成すると同時に
、そのイオンビーム強度を記録信号に従い強度変調して
くぼみを形成して記録ビットを形成し、これをＳＴＭの
原理を用いて再生することで約５０Ｇビット／ｃｍ２と
いう高密度記録再生を行なう方式が提案されている（特
開平１−１５１０３５）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような方式
においては、溝の中のくぼみのない部分が、記録ビット
がない部分なのかくぼみではない記録ビットなのかは判
別しにくかった。従ってくぼみではないビットが連続し
た場合にはビットの数の判別が困難であった。
においては、溝の中のくぼみのない部分が、記録ビット
がない部分なのかくぼみではない記録ビットなのかは判
別しにくかった。従ってくぼみではないビットが連続し
た場合にはビットの数の判別が困難であった。
【０００７】本発明は例えばＳＴＭの原理を用いた情報
記録、または再生で、各ビットの存在をより確実に確認
しながらデータ再生可能な情報再生とそれを可能にする
情報記録の方法、装置およびその為の記録媒体を提供す
ることを第一の目的とする。
記録、または再生で、各ビットの存在をより確実に確認
しながらデータ再生可能な情報再生とそれを可能にする
情報記録の方法、装置およびその為の記録媒体を提供す
ることを第一の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、情報を記録媒
体に記録する方法で、非記録の状態に対して２種類以上
の状態変化を形成可能な記録媒体を記録媒体面に沿って
情報記録用のプローブによって相対走査する過程と、前
記相対走査中のプローブを介した記録媒体上への記録処
理過程とを有し、該記録処理は前記記録媒体に断続的に
ビットを形成することにより行なわれ、前記ビットの各
々は記録情報に応じて前記２種類以上の状態変化のいず
れかを形成されていることにより前述目的を達成してい
る。
体に記録する方法で、非記録の状態に対して２種類以上
の状態変化を形成可能な記録媒体を記録媒体面に沿って
情報記録用のプローブによって相対走査する過程と、前
記相対走査中のプローブを介した記録媒体上への記録処
理過程とを有し、該記録処理は前記記録媒体に断続的に
ビットを形成することにより行なわれ、前記ビットの各
々は記録情報に応じて前記２種類以上の状態変化のいず
れかを形成されていることにより前述目的を達成してい
る。
【０００９】また、本発明は、記録媒体から情報を再生
する方法で、記録媒体面に所定方向に沿って断続的にビ
ットが形成されており、前記ビットの各々は非記録部と
は状態の異なる２種類以上の状態変化のいずれかを記録
情報に応じて形成されている記録媒体を、記録媒体面に
沿って情報記録用のプローブによって相対走査する過程
と、前記相対走査中のプローブを介した記録媒体上から
の情報再生処理過程とを有し、該情報再生処理は前記記
録媒体面のビットの状態変化の差を検出することにより
行なわれることにより前述目的を達成している。
する方法で、記録媒体面に所定方向に沿って断続的にビ
ットが形成されており、前記ビットの各々は非記録部と
は状態の異なる２種類以上の状態変化のいずれかを記録
情報に応じて形成されている記録媒体を、記録媒体面に
沿って情報記録用のプローブによって相対走査する過程
と、前記相対走査中のプローブを介した記録媒体上から
の情報再生処理過程とを有し、該情報再生処理は前記記
録媒体面のビットの状態変化の差を検出することにより
行なわれることにより前述目的を達成している。
【００１０】また、本発明は、情報記録媒体で、基体と
該基体上の記録面とを有し、該記録面には所定方向に沿
って断続的にビットが形成されており、前記ビットの各
々は非記録部とは状態の異なる２種類以上の状態変化の
いずれかを記録情報に応じて形成されていることにより
前述目的を達成している。
該基体上の記録面とを有し、該記録面には所定方向に沿
って断続的にビットが形成されており、前記ビットの各
々は非記録部とは状態の異なる２種類以上の状態変化の
いずれかを記録情報に応じて形成されていることにより
前述目的を達成している。
【００１１】また、本発明は、記録媒体に対し情報を記
録する装置で、非記録の状態に対して２種類以上の状態
変化を形成可能である記録媒体に対して情報記録を行な
うためのプローブと、前記プローブを記録媒体に対し相
対走査させるための走査手段と、前記走査手段によって
走査する前記プローブを介して情報記録を行なう情報記
録手段とを有し、該情報記録手段は前記記録媒体に断続
的にビットを形成することにより記録を行ない、前記ビ
ットの各々は記録情報に応じて前記２種類以上の状態変
化のいずれかの状態になることにより前述目的を達成し
ている。
録する装置で、非記録の状態に対して２種類以上の状態
変化を形成可能である記録媒体に対して情報記録を行な
うためのプローブと、前記プローブを記録媒体に対し相
対走査させるための走査手段と、前記走査手段によって
走査する前記プローブを介して情報記録を行なう情報記
録手段とを有し、該情報記録手段は前記記録媒体に断続
的にビットを形成することにより記録を行ない、前記ビ
ットの各々は記録情報に応じて前記２種類以上の状態変
化のいずれかの状態になることにより前述目的を達成し
ている。
【００１２】また本発明は、記録媒体に対し情報を再生
する装置で、所定方向に沿って断続的にビットが形成さ
れており、前記ビットの各々は非記録部とは状態の異な
る２種類以上の状態変化のいずれかを記録情報に応じて
形成されている記録媒体に対して情報再生を行なうため
のプローブと、前記プローブを記録媒体に対し前記所定
方向に沿って相対走査させるための走査手段と、前記走
査手段によって走査する前記プローブを介して前記記録
媒体面のビットの状態変化の差を検出することにより情
報再生を行なう情報再生手段とを有することにより前述
目的を達成している。
する装置で、所定方向に沿って断続的にビットが形成さ
れており、前記ビットの各々は非記録部とは状態の異な
る２種類以上の状態変化のいずれかを記録情報に応じて
形成されている記録媒体に対して情報再生を行なうため
のプローブと、前記プローブを記録媒体に対し前記所定
方向に沿って相対走査させるための走査手段と、前記走
査手段によって走査する前記プローブを介して前記記録
媒体面のビットの状態変化の差を検出することにより情
報再生を行なう情報再生手段とを有することにより前述
目的を達成している。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１４】図１は、本発明の一実施例に係る情報記録
再生装置の構成を示すブロック図である。
再生装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】図１により、まず概略の構成を説明する。
【００１６】同図に示すように、この情報記録再生装置
は、探針１と、記録媒体３と探針１との間に電圧を印加
する可変電源６と、入力される記録信号１４を考慮して
電源制御信号１３を出力し、記録ビット列４が記録媒体
３上に所定のタイミングで順次形成されるように可変電
源６を制御する制御回路９とを備える。記録ビット列４
は凹または凸形状（ここでは凸形状）のトラッキングビ
ット４ａおよび情報ビット４ｂからなる。制御回路９は
また、二次元走査信号１０を出力して圧電素子５ｂと５
ｂ′を駆動することにより探針１をトラッキング方向と
垂直方向に振動させ、トラッキング制御信号１１を出力
して圧電素子５ｂと５ｂ′を駆動することにより探針１
のトラッキング制御を行ない、同時に距離制御信号１２
を出力して記録媒体３と探針１の距離を制御する。さら
にこの情報記録再生装置は、探針１と記録媒体３との間
を流れるトンネル電流あるいは電界放射電流を電圧変換
する電流電圧変換回路７と、その出力を増幅する増幅器
８と、増幅器８の出力を復調して再生信号１６を生成す
る復調回路１５とを備える。円筒型圧電素子２は図示せ
ぬリニアモータなどの駆動機構により、任意のビット列
にアクセスすることができる。
は、探針１と、記録媒体３と探針１との間に電圧を印加
する可変電源６と、入力される記録信号１４を考慮して
電源制御信号１３を出力し、記録ビット列４が記録媒体
３上に所定のタイミングで順次形成されるように可変電
源６を制御する制御回路９とを備える。記録ビット列４
は凹または凸形状（ここでは凸形状）のトラッキングビ
ット４ａおよび情報ビット４ｂからなる。制御回路９は
また、二次元走査信号１０を出力して圧電素子５ｂと５
ｂ′を駆動することにより探針１をトラッキング方向と
垂直方向に振動させ、トラッキング制御信号１１を出力
して圧電素子５ｂと５ｂ′を駆動することにより探針１
のトラッキング制御を行ない、同時に距離制御信号１２
を出力して記録媒体３と探針１の距離を制御する。さら
にこの情報記録再生装置は、探針１と記録媒体３との間
を流れるトンネル電流あるいは電界放射電流を電圧変換
する電流電圧変換回路７と、その出力を増幅する増幅器
８と、増幅器８の出力を復調して再生信号１６を生成す
る復調回路１５とを備える。円筒型圧電素子２は図示せ
ぬリニアモータなどの駆動機構により、任意のビット列
にアクセスすることができる。
【００１７】記録再生の際、探針１と媒体３との間には
可変電源６によりバイアス電圧が印加され、その間にト
ンネル電流または電界放射電流が流れる程度まで探針１
は媒体３に近づけられる。このトンネル電流または電界
放射電流は電流電圧変換回路７で電圧変換されたあと、
増幅器８を経て制御回路９に入力される。制御回路９は
、このトンネル電流または電界放射電流が一定となるよ
うに距離制御信号１２を出力し、この信号は円筒型圧電
素子２をＺ方向に駆動する電極５ａに印加される。
可変電源６によりバイアス電圧が印加され、その間にト
ンネル電流または電界放射電流が流れる程度まで探針１
は媒体３に近づけられる。このトンネル電流または電界
放射電流は電流電圧変換回路７で電圧変換されたあと、
増幅器８を経て制御回路９に入力される。制御回路９は
、このトンネル電流または電界放射電流が一定となるよ
うに距離制御信号１２を出力し、この信号は円筒型圧電
素子２をＺ方向に駆動する電極５ａに印加される。
【００１８】媒体３の材料としては、スプラット急冷法
により作成したガラス金属を用いる。具体的には、合金
ガラスの一種であるＲｈ−Ｚｒを用いることができる。 このガラス金属は、Ａｒ＋イオンなどの物理エッチング
により、本実施例に用いるのに十分な平坦度（０．１ｎ
ｍ ｒｍｓ以下）を有している。媒体３と対向する探
針１は、タングステン線を電解研磨したもので、先端半
径Ｒが０．１μｍ以下のものを用いている。
により作成したガラス金属を用いる。具体的には、合金
ガラスの一種であるＲｈ−Ｚｒを用いることができる。 このガラス金属は、Ａｒ＋イオンなどの物理エッチング
により、本実施例に用いるのに十分な平坦度（０．１ｎ
ｍ ｒｍｓ以下）を有している。媒体３と対向する探
針１は、タングステン線を電解研磨したもので、先端半
径Ｒが０．１μｍ以下のものを用いている。
【００１９】次に、記録方法について説明する。トラッ
キングビット４ａの形成は、媒体３と探針１の間に可変
電源６を介して１．０Ｖの電圧を与えた後、通常ＳＴＭ
で試料を観察する際に媒体３と探針１の間を流れるトン
ネル電流である１ｎＡよりも非常に大きな２００ｎＡの
電流を流し、再び１ｎＡに戻すことにより行なう。すな
わちこれにより、媒体３のガラス金属表面がジュール熱
により溶融し、媒体３と探針１の間の強い静電力に引か
れて小さなビットとしてトラッキングビット４ａが形成
される。このビットの大きさは、ＳＴＭ観察による見積
では直径２０ｎｍ、非記録状態（下地）に対する高さは
５ｎｍである。
キングビット４ａの形成は、媒体３と探針１の間に可変
電源６を介して１．０Ｖの電圧を与えた後、通常ＳＴＭ
で試料を観察する際に媒体３と探針１の間を流れるトン
ネル電流である１ｎＡよりも非常に大きな２００ｎＡの
電流を流し、再び１ｎＡに戻すことにより行なう。すな
わちこれにより、媒体３のガラス金属表面がジュール熱
により溶融し、媒体３と探針１の間の強い静電力に引か
れて小さなビットとしてトラッキングビット４ａが形成
される。このビットの大きさは、ＳＴＭ観察による見積
では直径２０ｎｍ、非記録状態（下地）に対する高さは
５ｎｍである。
【００２０】一方、情報ビット４ｂは、可変電源６の出
力を１．５Ｖとして同じようにトンネル電流を１ｎＡか
ら２００ｎＡに変調し、再び１ｎＡに戻すことによって
形成する。この場合は媒体３と探針１の間に働く静電力
と投入されるエネルギーの違いにより、トラッキングビ
ット４ａより大きな直径３０ｎｍ、高さ１０ｎｍのビッ
トとして形成される。そして、不図示の駆動機構によっ
て探針１と媒体３とを相対移動させ、制御回路９により
可変電源６を制御し、実際の記録情報は一定の間隔でト
ラッキングビット４ａを記録しながら、記録信号１４に
応じて時々情報ビット４ｂをトラッキングビット４ａの
かわりに記録する。言い換えると例えばディジタル信号
の『０』を記録するときはトラッキングビット４ａを、
『１』を記録する時には情報ビット４ｂを形成する。こ
うして各ビットを等間隔に形成していく。
力を１．５Ｖとして同じようにトンネル電流を１ｎＡか
ら２００ｎＡに変調し、再び１ｎＡに戻すことによって
形成する。この場合は媒体３と探針１の間に働く静電力
と投入されるエネルギーの違いにより、トラッキングビ
ット４ａより大きな直径３０ｎｍ、高さ１０ｎｍのビッ
トとして形成される。そして、不図示の駆動機構によっ
て探針１と媒体３とを相対移動させ、制御回路９により
可変電源６を制御し、実際の記録情報は一定の間隔でト
ラッキングビット４ａを記録しながら、記録信号１４に
応じて時々情報ビット４ｂをトラッキングビット４ａの
かわりに記録する。言い換えると例えばディジタル信号
の『０』を記録するときはトラッキングビット４ａを、
『１』を記録する時には情報ビット４ｂを形成する。こ
うして各ビットを等間隔に形成していく。
【００２１】次に再生方法について説明する。
【００２２】再生時には、探針１を所望の記録ビット列
４へ図示せぬ駆動機構により移動した後、探針１により
記録ビット列４上を走査し、各ビットの種別、即ちトラ
ッキングビットと情報ビットのちがいによるトンネル電
流の変化を検出し再生を行なう。記録ビット列４の記録
時には装置の位置決め精度で記録が行なわれるため、ビ
ット列４は微小にうねって記録されている。このため再
生時にはビット列４上を探針１が追従するように、次の
ようにして制御（トラッキング）を行なう。
４へ図示せぬ駆動機構により移動した後、探針１により
記録ビット列４上を走査し、各ビットの種別、即ちトラ
ッキングビットと情報ビットのちがいによるトンネル電
流の変化を検出し再生を行なう。記録ビット列４の記録
時には装置の位置決め精度で記録が行なわれるため、ビ
ット列４は微小にうねって記録されている。このため再
生時にはビット列４上を探針１が追従するように、次の
ようにして制御（トラッキング）を行なう。
【００２３】探針１がビット列４上にある時は再生信号
として、トラッキングビット４ａと情報ビット４ｂのレ
ベルの違う信号が検出される。この時、探針１をトラッ
キングビット４ａの幅より小さい振幅でビット列４と直
交する方向に振動数ｆで振動させておく（振動数ｆは、
ビット列４の再生信号の周波数に比べ充分低くしておく
）。ビット列４の再生信号の振幅は、図２に示すように
、探針１がビット例４の中央を走査する時最大となり、
中央をはずれて走査すると小さくなる。その時、探針１
が図中ａのように振動数ｆで振動していると、再生信号
は、探針１のビット列４上の矢印ｂ〜ｄで示す走査位置
に応じてそれぞれ図３に示す信号Ｓｂ〜Ｓｄのように振
幅に変化が起きる。そして、この再生信号の包絡線信号
を取り出すと、同図の信号Ｓｂ´〜Ｓｄ´の波形が得ら
れる。すなわち、探針１の振動波形ａに対して、その包
絡線信号は探針１が矢印ｃで示すようにビット列４の中
心線真上を走査するときは信号Ｓｃ´のように小さくな
り、矢印ｂで示すように上にずれて走査する場合は、１
８０°位相がずれて振幅も大きくなり、矢印ｄで示すよ
うに下にずれて走査する時は、同位相となり振幅も大き
くなる。それゆえ、探針１の振動数ｆの基準信号ａを参
照信号として位相検波を行なうと、ビット列４からのず
れ量に比例した信号（フィードバック信号）が得られ、
その信号を用いて探針１をビット列４上に保つようなフ
ィードバック制御が可能となる。
として、トラッキングビット４ａと情報ビット４ｂのレ
ベルの違う信号が検出される。この時、探針１をトラッ
キングビット４ａの幅より小さい振幅でビット列４と直
交する方向に振動数ｆで振動させておく（振動数ｆは、
ビット列４の再生信号の周波数に比べ充分低くしておく
）。ビット列４の再生信号の振幅は、図２に示すように
、探針１がビット例４の中央を走査する時最大となり、
中央をはずれて走査すると小さくなる。その時、探針１
が図中ａのように振動数ｆで振動していると、再生信号
は、探針１のビット列４上の矢印ｂ〜ｄで示す走査位置
に応じてそれぞれ図３に示す信号Ｓｂ〜Ｓｄのように振
幅に変化が起きる。そして、この再生信号の包絡線信号
を取り出すと、同図の信号Ｓｂ´〜Ｓｄ´の波形が得ら
れる。すなわち、探針１の振動波形ａに対して、その包
絡線信号は探針１が矢印ｃで示すようにビット列４の中
心線真上を走査するときは信号Ｓｃ´のように小さくな
り、矢印ｂで示すように上にずれて走査する場合は、１
８０°位相がずれて振幅も大きくなり、矢印ｄで示すよ
うに下にずれて走査する時は、同位相となり振幅も大き
くなる。それゆえ、探針１の振動数ｆの基準信号ａを参
照信号として位相検波を行なうと、ビット列４からのず
れ量に比例した信号（フィードバック信号）が得られ、
その信号を用いて探針１をビット列４上に保つようなフ
ィードバック制御が可能となる。
【００２４】すなわち、図１に示す制御回路９は内部に
基準信号ａの発生器を有し、これにより振動数ｆの正弦
波を発生する。この信号は、増幅されて二次元走査信号
１０に重畳され、これによって円筒型圧電素子２は微小
に振動している。一方、再生されたトンネル電流信号と
基準信号ａとに基づき制御回路９は上記手法によりフィ
ードバック信号であるトラッキング制御信号１１を出力
し、探針１はビット列４上に保たれる。このようにして
探針１がビット列４上に追従した状態で再生が行なわれ
ると、トラッキングビット４ａと情報ビット４ｂそれぞ
れの高さに応じた異なるレベルのトンネル電流信号が得
られるので、これに基づき例えば二値化回路のような復
調回路１５を介して再生信号１６を得ることができる。
基準信号ａの発生器を有し、これにより振動数ｆの正弦
波を発生する。この信号は、増幅されて二次元走査信号
１０に重畳され、これによって円筒型圧電素子２は微小
に振動している。一方、再生されたトンネル電流信号と
基準信号ａとに基づき制御回路９は上記手法によりフィ
ードバック信号であるトラッキング制御信号１１を出力
し、探針１はビット列４上に保たれる。このようにして
探針１がビット列４上に追従した状態で再生が行なわれ
ると、トラッキングビット４ａと情報ビット４ｂそれぞ
れの高さに応じた異なるレベルのトンネル電流信号が得
られるので、これに基づき例えば二値化回路のような復
調回路１５を介して再生信号１６を得ることができる。
【００２５】トンネル電流信号は、例えば『０』情報に
対応するトラッキングビットを探針が通過する場合にも
周囲の非記録部とは異なるトンネル電流値となっている
。また各ビットは断続的に形成されている。このためビ
ット形成部をビットと判別することが容易にできる。 従ってトラッキングビットが続いていても、『０』情報
のビットの数は容易に判定できる。
対応するトラッキングビットを探針が通過する場合にも
周囲の非記録部とは異なるトンネル電流値となっている
。また各ビットは断続的に形成されている。このためビ
ット形成部をビットと判別することが容易にできる。 従ってトラッキングビットが続いていても、『０』情報
のビットの数は容易に判定できる。
【００２６】なお、本実施例では記録媒体３の材料とし
てガラス金属を用いたが、この代わりに、導電性を有し
トンネル電流の変調により表面形状が変化する材料を用
いてもよい。また、有機金属ガス雰囲気中でトンネル電
流を変調することで異なる大きさの金属膜を堆積するこ
とにより、トラッキングビットおよび情報ビットを形成
するようにしてもよい。
てガラス金属を用いたが、この代わりに、導電性を有し
トンネル電流の変調により表面形状が変化する材料を用
いてもよい。また、有機金属ガス雰囲気中でトンネル電
流を変調することで異なる大きさの金属膜を堆積するこ
とにより、トラッキングビットおよび情報ビットを形成
するようにしてもよい。
【００２７】図４は本発明の第２の実施例を示す。
【００２８】これは、記録媒体として電圧電流のスイッ
チング特性に対して２種以上のメモリ効果をもつ材料を
用いた記録再生装置である。記録媒体３としては、例え
ば、スクアリリュウム−ビス−６−オクチルアズレン（
以下、ＳＯＡＺと略す）を用い、ラングミュア・ブロジ
ェット法によって、単分子膜２層の累積膜を金のエピタ
キシャル成長面上に形成したものを用いることができる
。この記録媒体３は、図示せぬモーターなどの駆動手段
で角速度一定、または線速度一定で回転される。探針１
は圧電素子１７ａによって媒体３との距離が調整され、
圧電素子１７ｂによってトラッキング方向に垂直な方向
の微動調整が行なわれる。記録・再生の際、探針１と記
録媒体３間には、可変電源６によりバイアス電圧が０．
１〜１Ｖ程度印加され、両者の間に流れるトンネル電流
が一定（１ｐＡ）となるように制御回路９は距離制御信
号１２を出力し、距離調整用圧電素子１７ａを制御する
。探針１には白金を機械的に切断し、尖鋭化したものを
用いている。
チング特性に対して２種以上のメモリ効果をもつ材料を
用いた記録再生装置である。記録媒体３としては、例え
ば、スクアリリュウム−ビス−６−オクチルアズレン（
以下、ＳＯＡＺと略す）を用い、ラングミュア・ブロジ
ェット法によって、単分子膜２層の累積膜を金のエピタ
キシャル成長面上に形成したものを用いることができる
。この記録媒体３は、図示せぬモーターなどの駆動手段
で角速度一定、または線速度一定で回転される。探針１
は圧電素子１７ａによって媒体３との距離が調整され、
圧電素子１７ｂによってトラッキング方向に垂直な方向
の微動調整が行なわれる。記録・再生の際、探針１と記
録媒体３間には、可変電源６によりバイアス電圧が０．
１〜１Ｖ程度印加され、両者の間に流れるトンネル電流
が一定（１ｐＡ）となるように制御回路９は距離制御信
号１２を出力し、距離調整用圧電素子１７ａを制御する
。探針１には白金を機械的に切断し、尖鋭化したものを
用いている。
【００２９】この構成において、可変電源６の出力を変
調して６Ｖのパルス電圧を探針１と媒体３の間に印加す
ると１０ｐＡの電流が流れる大きさ１０ｎｍφのビット
が形成され、パルス電圧の印加後は、その状態が保持さ
れる（初期状態）。さらに、その状態で−８Ｖの電圧と
＋１．５Ｖの電圧をパルス状に印加すると、１００ｎＡ
の電流が流れるオン状態を生ずる。このオン状態は、初
期状態と同様にやはり保持され、さらに５Ｖのパルス電
圧を印加することで初期状態に戻る。そこで、制御回路
９から初期状態を示すようなパルス電圧を探針１と記録
媒体３の間に与えるように制御回路９から可変電源６に
電源制御信号１３を出力して上記ビットを形成し、これ
をトラッキングビット４ａ（図４白丸）として記録する
。一方、記録信号１４の変化に応じてオン状態を示すよ
うなパルス電圧を与えてビットを形成し、これを情報ビ
ット４ｂ（図４斜線付き丸）とする。このようにして、
第図４に示すようにトラッキングビット４ａと情報ビッ
ト４ｂが同心円状またはらせん状に並んだ記録ビット列
４を形成する。
調して６Ｖのパルス電圧を探針１と媒体３の間に印加す
ると１０ｐＡの電流が流れる大きさ１０ｎｍφのビット
が形成され、パルス電圧の印加後は、その状態が保持さ
れる（初期状態）。さらに、その状態で−８Ｖの電圧と
＋１．５Ｖの電圧をパルス状に印加すると、１００ｎＡ
の電流が流れるオン状態を生ずる。このオン状態は、初
期状態と同様にやはり保持され、さらに５Ｖのパルス電
圧を印加することで初期状態に戻る。そこで、制御回路
９から初期状態を示すようなパルス電圧を探針１と記録
媒体３の間に与えるように制御回路９から可変電源６に
電源制御信号１３を出力して上記ビットを形成し、これ
をトラッキングビット４ａ（図４白丸）として記録する
。一方、記録信号１４の変化に応じてオン状態を示すよ
うなパルス電圧を与えてビットを形成し、これを情報ビ
ット４ｂ（図４斜線付き丸）とする。このようにして、
第図４に示すようにトラッキングビット４ａと情報ビッ
ト４ｂが同心円状またはらせん状に並んだ記録ビット列
４を形成する。
【００３０】再生に際しては、上述実施例と同様に媒体
３と探針１の間に電気メモリー効果を生じない１Ｖの電
圧を印加し、探針１を所望の記録ビット列４に移動した
後、その間に流れるトンネル電流の変化を検出する。即
ち抵抗値変化を検出する。このとき、前述第１実施例と
同様にビット列４上を探針１が追従するように制御を行
なっている。すなわち、探針１は記録ビット列４の幅よ
り小さい振幅でビット列４と直交する方向で振動され、
そして前述第１実施例と同様の方法で探針１がビット列
４上に保たれるように、制御回路９は、トラッキング制
御信号１１をトラッキング用圧電素子１７ｂに出力し、
これを制御する。このようにして探針１がビット列４上
に追従した状態で再生が行なわれると、トラッキングビ
ット４ａと情報ビット４ｂに対応した異なるレベルの信
号が電流電圧変換回路７および増幅器８を介して得られ
る。これを前述第１実施例と同様に例えば二値化回路の
ような復調回路１５によって復調することにより、再生
信号１６を得ることができる。即ち各ビットの抵抗値差
から二値化回路等の手段で復調するようにしている。
３と探針１の間に電気メモリー効果を生じない１Ｖの電
圧を印加し、探針１を所望の記録ビット列４に移動した
後、その間に流れるトンネル電流の変化を検出する。即
ち抵抗値変化を検出する。このとき、前述第１実施例と
同様にビット列４上を探針１が追従するように制御を行
なっている。すなわち、探針１は記録ビット列４の幅よ
り小さい振幅でビット列４と直交する方向で振動され、
そして前述第１実施例と同様の方法で探針１がビット列
４上に保たれるように、制御回路９は、トラッキング制
御信号１１をトラッキング用圧電素子１７ｂに出力し、
これを制御する。このようにして探針１がビット列４上
に追従した状態で再生が行なわれると、トラッキングビ
ット４ａと情報ビット４ｂに対応した異なるレベルの信
号が電流電圧変換回路７および増幅器８を介して得られ
る。これを前述第１実施例と同様に例えば二値化回路の
ような復調回路１５によって復調することにより、再生
信号１６を得ることができる。即ち各ビットの抵抗値差
から二値化回路等の手段で復調するようにしている。
【００３１】図５は本発明の第３実施例の記録再生装置
の構成を示すブロック図であり、図６は探針とデータ列
との位置関係とそのときの検出信号に含まれる微小振動
の変調成分の強度を表わす図、図７はそのときのトンネ
ル電流検出信号の説明図、図９はディスク上の記録媒体
を用いた記録再生装置の説明図である。図９において概
略の構成を説明する。１０１は探針、１０２は探針１０
１を駆動する円筒型圧電素子、１０３は記録媒体、１０
４は記録媒体上に記録されたデータ列である。
の構成を示すブロック図であり、図６は探針とデータ列
との位置関係とそのときの検出信号に含まれる微小振動
の変調成分の強度を表わす図、図７はそのときのトンネ
ル電流検出信号の説明図、図９はディスク上の記録媒体
を用いた記録再生装置の説明図である。図９において概
略の構成を説明する。１０１は探針、１０２は探針１０
１を駆動する円筒型圧電素子、１０３は記録媒体、１０
４は記録媒体上に記録されたデータ列である。
【００３２】記録媒体１０３は円盤上であり、モータ１
４１により角速度一定または線速度一定で回転されてい
る。データ列１０４はらせん状または同心円上に記録す
るようになっており、探針１０１は円筒型圧電素子１０
２と共にヘッドユニット１４２に固定され、記録媒体１
０３の半径方向に案内軸１４３にそって図示せぬリニア
モータなどの駆動機構により直線的に駆動され、任意の
データ列にアクセスし、データの記録再生を行なうこと
ができる。その際、目標とするデータ列までのアクセス
は不図示のリニアエンコーダ等の位置検出装置により行
なわれる。その後、探針１０１は、目標のデータ列に追
従するように制御される。
４１により角速度一定または線速度一定で回転されてい
る。データ列１０４はらせん状または同心円上に記録す
るようになっており、探針１０１は円筒型圧電素子１０
２と共にヘッドユニット１４２に固定され、記録媒体１
０３の半径方向に案内軸１４３にそって図示せぬリニア
モータなどの駆動機構により直線的に駆動され、任意の
データ列にアクセスし、データの記録再生を行なうこと
ができる。その際、目標とするデータ列までのアクセス
は不図示のリニアエンコーダ等の位置検出装置により行
なわれる。その後、探針１０１は、目標のデータ列に追
従するように制御される。
【００３３】次に図５により記録再生の方法を説明する
。
。
【００３４】探針１０１と記録媒体１０３の間にはバイ
アス電源１０６によりバイアス電圧が加えられている。 この時探針１０１と媒体１０３の間に流れるトンネル電
流は電流電圧変換回路１０７により電圧信号に変換され
たあと、信号強度が対数変換回路１０８により探針−記
録媒体間の距離に比例するように対数変換される。そし
て、この出力信号を用いて、探針１０１と記録媒体１０
３が相対的に移動する際に平均距離が一定となるように
制御される。すなわち、対数変換回路１０８の出力信号
は、平均トンネル電流設定回路１０９に入力されて所望
の間隔となる設定値との差信号（エラー信号）が検出さ
れ、その信号がデータビット検出周波数より充分小さい
周波数を通過させるローパスフィルタ１１０、増幅器１
１１を介して電極１１３に印加され、円筒型圧電素子を
Ｚ方向に制御する。これにより円筒型圧電素子は所望の
間隔とのずれを打消す方向に探針をＺ方向駆動する。
アス電源１０６によりバイアス電圧が加えられている。 この時探針１０１と媒体１０３の間に流れるトンネル電
流は電流電圧変換回路１０７により電圧信号に変換され
たあと、信号強度が対数変換回路１０８により探針−記
録媒体間の距離に比例するように対数変換される。そし
て、この出力信号を用いて、探針１０１と記録媒体１０
３が相対的に移動する際に平均距離が一定となるように
制御される。すなわち、対数変換回路１０８の出力信号
は、平均トンネル電流設定回路１０９に入力されて所望
の間隔となる設定値との差信号（エラー信号）が検出さ
れ、その信号がデータビット検出周波数より充分小さい
周波数を通過させるローパスフィルタ１１０、増幅器１
１１を介して電極１１３に印加され、円筒型圧電素子を
Ｚ方向に制御する。これにより円筒型圧電素子は所望の
間隔とのずれを打消す方向に探針をＺ方向駆動する。
【００３５】記録時には、記録制御回路１１５から、記
録信号１１４に応じてパルス印加回路１１６に信号が送
られる。このパルス印加回路１１６のパルス電圧は加算
器１０５によりバイアス電圧と加算され、記録媒体１０
３と探針１０１の間に印加されて、記録が行なわれる。
録信号１１４に応じてパルス印加回路１１６に信号が送
られる。このパルス印加回路１１６のパルス電圧は加算
器１０５によりバイアス電圧と加算され、記録媒体１０
３と探針１０１の間に印加されて、記録が行なわれる。
【００３６】再生時には、探針１０１は所望のデータ列
上に移動し探針１０１は記録媒体１０３の表面との間の
トンネル電流の後述する情報ビット部とトラッキングビ
ット部の変化分を検出し、再生を行なう。
上に移動し探針１０１は記録媒体１０３の表面との間の
トンネル電流の後述する情報ビット部とトラッキングビ
ット部の変化分を検出し、再生を行なう。
【００３７】記録媒体１０３としてスプラット急冷法に
よる方法で作成したガラス金属を用いる。具体的には合
金ガラスの一種である、Ｒｈ−Ｚｒを用いた。ガラス金
属はＡｒ＋イオン等の物理エッチングにより本実施例に
用いるのに充分な平坦度（０．１ｎｍ ｒｍｓ以下）
を有している。この記録媒体１０３と対向している探針
１０１はタングステンを電解研磨したもので先端半径Ｒ
が０．１μｍ以下のものを用いている。
よる方法で作成したガラス金属を用いる。具体的には合
金ガラスの一種である、Ｒｈ−Ｚｒを用いた。ガラス金
属はＡｒ＋イオン等の物理エッチングにより本実施例に
用いるのに充分な平坦度（０．１ｎｍ ｒｍｓ以下）
を有している。この記録媒体１０３と対向している探針
１０１はタングステンを電解研磨したもので先端半径Ｒ
が０．１μｍ以下のものを用いている。
【００３８】次に記録方法について説明する。記録は情
報ビットとトラッキングビットの形成により行なわれる
。トラッキングビット１００ａの形成は、記録媒体１０
３と探針１０１の間にバイアス電源１０６を介して１．
０Ｖの電圧を与えた後、（通常ＳＴＭで試料を観察する
際に記録媒体１０３と探針１０１の間を流れるトンネル
電流である）１ｎＡよりも非常に大きな２００ｎＡの電
流を流した後、再び１ｎＡに戻して行なう。これにより
ガラス金属表面はジュール熱により溶融し、記録媒体１
０３と探針１０１の間の強い静電力に引かれて、小さな
ビットを形成する。この時ビットの大きさをＳＴＭで見
積ったとき直径２０ｎｍ、高さ５ｎｍであった。
報ビットとトラッキングビットの形成により行なわれる
。トラッキングビット１００ａの形成は、記録媒体１０
３と探針１０１の間にバイアス電源１０６を介して１．
０Ｖの電圧を与えた後、（通常ＳＴＭで試料を観察する
際に記録媒体１０３と探針１０１の間を流れるトンネル
電流である）１ｎＡよりも非常に大きな２００ｎＡの電
流を流した後、再び１ｎＡに戻して行なう。これにより
ガラス金属表面はジュール熱により溶融し、記録媒体１
０３と探針１０１の間の強い静電力に引かれて、小さな
ビットを形成する。この時ビットの大きさをＳＴＭで見
積ったとき直径２０ｎｍ、高さ５ｎｍであった。
【００３９】一方、情報ビット１００ｂは、記録媒体１
０３と探針１０１の間に１．５Ｖを与えた後トンネル電
流を１ｎＡから２００ｎＡに変調し、再び１ｎＡに戻し
て形成する。この場合記録媒体１０３と探針１０１の間
に働く静電力と投入されるエネルギーの違いにより、ト
ラッキングビットよりも大きな、直径３０ｎｍ、高さ１
０ｎｍのビットとして形成される。実際の記録は一定の
間隔でトラッキングビット１００ａを記録しながら、記
録信号１１４に応じて情報ビット１００ｂをトラッキン
グビットの代わりに記録して行なう。言い換えると例え
ばディジタル信号『０』を記録する時はトラッキングビ
ットを『１』を記録する時には情報ビットを形成する。
０３と探針１０１の間に１．５Ｖを与えた後トンネル電
流を１ｎＡから２００ｎＡに変調し、再び１ｎＡに戻し
て形成する。この場合記録媒体１０３と探針１０１の間
に働く静電力と投入されるエネルギーの違いにより、ト
ラッキングビットよりも大きな、直径３０ｎｍ、高さ１
０ｎｍのビットとして形成される。実際の記録は一定の
間隔でトラッキングビット１００ａを記録しながら、記
録信号１１４に応じて情報ビット１００ｂをトラッキン
グビットの代わりに記録して行なう。言い換えると例え
ばディジタル信号『０』を記録する時はトラッキングビ
ットを『１』を記録する時には情報ビットを形成する。
【００４０】次に再生方法について説明する。
【００４１】再生時には、探針１０１を所望のビット列
１０４へ移動した後、探針１０１により、ビット列１０
４上を走査し、各ビットの種別、即ち情報ビットとトラ
ッキングビットの違いによるトンネル電流の変化を検出
し、再生する。ビット列１０４の記録は移動機構の位置
検出装置により位置決めされているだけなので、装置の
温度ドリフト、外部からの振動によりデータ列は微小に
うねって記録されている。また、再生時も同様の影響を
受け、移動機構の位置検出装置の位置決めだけでは、探
針１０１はデータ列１０４上を辿ることができず、デー
タ再生のＳ／Ｎが悪くなる傾向がある。そこで、本発明
では、探針が移動機構により、所望のデータ列４上に移
動した際に探針１０１がそのデータ列１０４に追従しな
がら再生できるように次のように制御している。
１０４へ移動した後、探針１０１により、ビット列１０
４上を走査し、各ビットの種別、即ち情報ビットとトラ
ッキングビットの違いによるトンネル電流の変化を検出
し、再生する。ビット列１０４の記録は移動機構の位置
検出装置により位置決めされているだけなので、装置の
温度ドリフト、外部からの振動によりデータ列は微小に
うねって記録されている。また、再生時も同様の影響を
受け、移動機構の位置検出装置の位置決めだけでは、探
針１０１はデータ列１０４上を辿ることができず、デー
タ再生のＳ／Ｎが悪くなる傾向がある。そこで、本発明
では、探針が移動機構により、所望のデータ列４上に移
動した際に探針１０１がそのデータ列１０４に追従しな
がら再生できるように次のように制御している。
【００４２】探針１０１がデータ列１０４上に位置して
いるときは、トンネル電流にはトラッキングビット１０
０ａおよび情報ビット１００ｂからの再生信号がのって
きており、対数変換回路１０８からの出力はバンドパス
フィルタ１１７により、その再生信号周波数のみが取出
される。そのとき、探針１０１をデータ列１０４の幅よ
り小さい振幅で、データ列１０４と直交する方向に振動
数ｆで定常的に図６に示すように振動させておく（振動
数ｆは列１０４の再生信号の周波数に比べ充分小さくす
る。）データ列の再生信号の振幅は探針１０１の走査線
の位置（走査位置）とデータ列１０４とのずれに応じて
変化する。すなわち、変調信号の振幅強度は、図６中の
グラフのように探針がデータ列の中央を走査するとき最
大となり、データ列からはずれて走査すると小さくなる
。その際、探針１０１が図７のａ１のように振動数ｆで
微小振動しているとバンドパスフィルタ１１７の出力を
入力された二値化回路Ａの出力は図６に示した矢印ｂ１
〜ｄ１の位置により、それぞれ図７の信号Ｓｂ１，Ｓｃ
１，Ｓｄ１のように変化する。即ちデータ列からの信号
はトラックからのずれ量に応じてパルス幅変調される。 この信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２１を通し
て取出すと同図のＳｂ１´，Ｓｃ１´，Ｓｄ１´のよう
になる。すなわち、探針１０１の振動波形ａ１に対して
、探針１０１が矢印ｃ１のようにデータ列の中心線真上
を走査するときは信号Ｓｃ１´のように振幅が小さくな
り、矢印ｂ１のように上にずれて走査する場合は、探針
の振動波形ａ１に対して１８０°位相がずれてかつ振幅
が大きくなり、矢印ｄ１のように下にずれて走査すると
きは探針の振動波形ａ１に対して同位相となりまた振幅
が大きくなる。それゆえ、このＢＰＦ１２１からの出力
で、探針１０１の振動数ｆの基準信号を参照信号として
位相検波を行なうと、データ列からのずれ量に比例した
信号が得られ、その信号を用いて探針１０１をデータ列
上に保つようなフィードバック制御が可能となる。これ
を図５により詳細に説明する。
いるときは、トンネル電流にはトラッキングビット１０
０ａおよび情報ビット１００ｂからの再生信号がのって
きており、対数変換回路１０８からの出力はバンドパス
フィルタ１１７により、その再生信号周波数のみが取出
される。そのとき、探針１０１をデータ列１０４の幅よ
り小さい振幅で、データ列１０４と直交する方向に振動
数ｆで定常的に図６に示すように振動させておく（振動
数ｆは列１０４の再生信号の周波数に比べ充分小さくす
る。）データ列の再生信号の振幅は探針１０１の走査線
の位置（走査位置）とデータ列１０４とのずれに応じて
変化する。すなわち、変調信号の振幅強度は、図６中の
グラフのように探針がデータ列の中央を走査するとき最
大となり、データ列からはずれて走査すると小さくなる
。その際、探針１０１が図７のａ１のように振動数ｆで
微小振動しているとバンドパスフィルタ１１７の出力を
入力された二値化回路Ａの出力は図６に示した矢印ｂ１
〜ｄ１の位置により、それぞれ図７の信号Ｓｂ１，Ｓｃ
１，Ｓｄ１のように変化する。即ちデータ列からの信号
はトラックからのずれ量に応じてパルス幅変調される。 この信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２１を通し
て取出すと同図のＳｂ１´，Ｓｃ１´，Ｓｄ１´のよう
になる。すなわち、探針１０１の振動波形ａ１に対して
、探針１０１が矢印ｃ１のようにデータ列の中心線真上
を走査するときは信号Ｓｃ１´のように振幅が小さくな
り、矢印ｂ１のように上にずれて走査する場合は、探針
の振動波形ａ１に対して１８０°位相がずれてかつ振幅
が大きくなり、矢印ｄ１のように下にずれて走査すると
きは探針の振動波形ａ１に対して同位相となりまた振幅
が大きくなる。それゆえ、このＢＰＦ１２１からの出力
で、探針１０１の振動数ｆの基準信号を参照信号として
位相検波を行なうと、データ列からのずれ量に比例した
信号が得られ、その信号を用いて探針１０１をデータ列
上に保つようなフィードバック制御が可能となる。これ
を図５により詳細に説明する。
【００４３】図５において基準信号発振器１１８で発生
した振動数ｆの正弦波は、加算器１１９を経て円筒型電
子素子１０２の電極１１２に印加され、これにより探針
１０１は、データ列と直交する方向に定常的に微小振動
させられている。一方、データ列からの再生信号である
バンドパスフィルター１１７出力をトラッキング情報を
取り出すような二値化回路Ａ１２０とバンドパスフィル
タ１２１に入力する。この出力を位相検波回路１２２に
入力し、基準信号発生器１１８からの参照信号と振動数
ｆの前述したような位相検波を行なう。その出力結果は
ローパスフィルタ１２３により平滑化され、位置ずれ検
出信号として増幅器１２４を経て加算器１１９により円
筒型圧電素子１０２の電極１１２に前述した振動数ｆの
振動を起す駆動信号とともに印加され、これにより探針
１０１がデータ列からずれないように制御される。即ち
トラッキング制御が行なわれる事になる。尚、二値化回
路Ａ１２０の出力の一部はバンドパスフィルタ１２８に
入力されて後述する基準クロック信号の形成に使われる
。
した振動数ｆの正弦波は、加算器１１９を経て円筒型電
子素子１０２の電極１１２に印加され、これにより探針
１０１は、データ列と直交する方向に定常的に微小振動
させられている。一方、データ列からの再生信号である
バンドパスフィルター１１７出力をトラッキング情報を
取り出すような二値化回路Ａ１２０とバンドパスフィル
タ１２１に入力する。この出力を位相検波回路１２２に
入力し、基準信号発生器１１８からの参照信号と振動数
ｆの前述したような位相検波を行なう。その出力結果は
ローパスフィルタ１２３により平滑化され、位置ずれ検
出信号として増幅器１２４を経て加算器１１９により円
筒型圧電素子１０２の電極１１２に前述した振動数ｆの
振動を起す駆動信号とともに印加され、これにより探針
１０１がデータ列からずれないように制御される。即ち
トラッキング制御が行なわれる事になる。尚、二値化回
路Ａ１２０の出力の一部はバンドパスフィルタ１２８に
入力されて後述する基準クロック信号の形成に使われる
。
【００４４】このような探針の位置制御を行ないながら
信号の再生を行なうが、次にこの再生を図８を用いて説
明する。
信号の再生を行なうが、次にこの再生を図８を用いて説
明する。
【００４５】探針１０１が図８のＡに示すようにデータ
列上に位置制御されていると、バンドパスフィルタ１１
７からは、トラッキングビット１００ａと情報ビット１
００ｂに応じた異なるレベルのトンネル電流信号が得ら
れる。（図８のＢ）。この時しきい値Ａ１（二値化回路
Ａ１２０のスライスレベル）で出力を二値化して、図８
のＤに示すようにトラッキングビットと情報ビット両方
からの信号に基づく二値化信号を得、この得られた信号
で前述のような位置制御を行なう。またしきい値Ｂ１（
二値化回路Ｂ１２５のスライスレベル）でバンドパスフ
ィルタ１１７出力を二値化し、図８のＣのような情報ビ
ットのみからの信号が分離される。そこでこの情報ビッ
トからの信号をバンドパスフィルタ１２８の出力（図８
のＥ）を基準クロックとして動作する再生信号復調回路
１２６にいれて、再生信号１２７を得る。
列上に位置制御されていると、バンドパスフィルタ１１
７からは、トラッキングビット１００ａと情報ビット１
００ｂに応じた異なるレベルのトンネル電流信号が得ら
れる。（図８のＢ）。この時しきい値Ａ１（二値化回路
Ａ１２０のスライスレベル）で出力を二値化して、図８
のＤに示すようにトラッキングビットと情報ビット両方
からの信号に基づく二値化信号を得、この得られた信号
で前述のような位置制御を行なう。またしきい値Ｂ１（
二値化回路Ｂ１２５のスライスレベル）でバンドパスフ
ィルタ１１７出力を二値化し、図８のＣのような情報ビ
ットのみからの信号が分離される。そこでこの情報ビッ
トからの信号をバンドパスフィルタ１２８の出力（図８
のＥ）を基準クロックとして動作する再生信号復調回路
１２６にいれて、再生信号１２７を得る。
【００４６】即ち、この基準クロックをもとに各クロッ
ク信号発生時における情報ビットからの信号の有無を判
定して例えばディジタル信号の『１』と『０』を判別す
ることにより最終的に再生信号を得ている。このように
トラッキングビットと情報ビットの両方により得られる
基準クロック信号のタイミングにより情報ビットの有無
を判定するようにしているので、再生信号復調回路は確
実にビット（情報ビットあるいはトラッキングビット）
のある位置にて情報ビットの有無判定ができ、情報ビッ
トがない（即ちトラッキングビットがある）状態が連続
してもビット数の判定ミスがない。
ク信号発生時における情報ビットからの信号の有無を判
定して例えばディジタル信号の『１』と『０』を判別す
ることにより最終的に再生信号を得ている。このように
トラッキングビットと情報ビットの両方により得られる
基準クロック信号のタイミングにより情報ビットの有無
を判定するようにしているので、再生信号復調回路は確
実にビット（情報ビットあるいはトラッキングビット）
のある位置にて情報ビットの有無判定ができ、情報ビッ
トがない（即ちトラッキングビットがある）状態が連続
してもビット数の判定ミスがない。
【００４７】上述の実施例においては探針を媒体上に位
置制御するためにデータ列上を微小に振動させているが
、情報ビットが大きく形成されているので、情報ビット
の有無判定にはこの影響が少なく、探針がデータ列上の
どこにあるかに依らず情報ビットから高いＳ／Ｎの信号
が得られる。
置制御するためにデータ列上を微小に振動させているが
、情報ビットが大きく形成されているので、情報ビット
の有無判定にはこの影響が少なく、探針がデータ列上の
どこにあるかに依らず情報ビットから高いＳ／Ｎの信号
が得られる。
【００４８】第３実施例では情報ビットとトラッキング
ビットの分離に所定のスライスレベルをもち二値化回路
を用いている。しかし本発明はこの方法に限ることなく
トンネル電流信号の検出パルス幅に着目しても良い。す
なわち、トンネル電流のパルス幅による弁別回路を設け
、この回路により情報ビット成分とトラッキングビット
成分を分離する。これは情報ビットとトラッキングビッ
トの大きさの違いを検出することでビット判別して情報
再生するものである。
ビットの分離に所定のスライスレベルをもち二値化回路
を用いている。しかし本発明はこの方法に限ることなく
トンネル電流信号の検出パルス幅に着目しても良い。す
なわち、トンネル電流のパルス幅による弁別回路を設け
、この回路により情報ビット成分とトラッキングビット
成分を分離する。これは情報ビットとトラッキングビッ
トの大きさの違いを検出することでビット判別して情報
再生するものである。
【００４９】また、上記実施例では円盤上の記録媒体で
あったが、カード状またはテープ状の記録媒体であって
も同様な制御を行なうことができる。
あったが、カード状またはテープ状の記録媒体であって
も同様な制御を行なうことができる。
【００５０】また、上記の全実施例では探針側を微小振
動させたが、記録媒体を微小振動させるように駆動素子
を設けた構成としてもよい。さらに探針の駆動も円筒型
圧電素子に限る必要はなく、バイモルフ圧電素子など他
の駆動素子を使用することができる。
動させたが、記録媒体を微小振動させるように駆動素子
を設けた構成としてもよい。さらに探針の駆動も円筒型
圧電素子に限る必要はなく、バイモルフ圧電素子など他
の駆動素子を使用することができる。
【００５１】また、第３実施例では記録媒体として、ト
ンネル電流またはバイアス電圧の変化に対して、表面の
変調量が変化する媒体を用いたが、ほかにも第２実施例
で述べたトンネル電流またはバイアス電圧の変化に対し
て、３つ以上の電気的安定状態をもつような媒体、例え
ばπ電子共役系を持つ分子を電極上に積層した有機単分
子膜あるいはその累積膜を用いても良い。このような媒
体を用いた場合は情報ビットとトラッキングビットの間
の好適な記録領域の差を取りつつ、信号レベルの差は非
常に大きくとることができるため、誤動作の少ないトラ
ッキングとさらにＳ／Ｎの高い再生が可能になる。
ンネル電流またはバイアス電圧の変化に対して、表面の
変調量が変化する媒体を用いたが、ほかにも第２実施例
で述べたトンネル電流またはバイアス電圧の変化に対し
て、３つ以上の電気的安定状態をもつような媒体、例え
ばπ電子共役系を持つ分子を電極上に積層した有機単分
子膜あるいはその累積膜を用いても良い。このような媒
体を用いた場合は情報ビットとトラッキングビットの間
の好適な記録領域の差を取りつつ、信号レベルの差は非
常に大きくとることができるため、誤動作の少ないトラ
ッキングとさらにＳ／Ｎの高い再生が可能になる。
【００５２】またビットの状態変化は２種類に限らず、
３種類またはそれ以上であってもよい。即ち例えばビッ
トとして３種類以上の大きさの異なるビットを形成して
記録、再生を行なっても良い。
３種類またはそれ以上であってもよい。即ち例えばビッ
トとして３種類以上の大きさの異なるビットを形成して
記録、再生を行なっても良い。
【００５３】
【発明の効果】以上述べた本発明により、ビットの誤検
知を防止した確実な情報再生およびそれを実現する情報
記録が可能になった。
知を防止した確実な情報再生およびそれを実現する情報
記録が可能になった。
【図１】本発明に係る情報記録再生装置の第一実施例の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例における探針走査位置と変調成分
振幅との関係を示す図である。
振幅との関係を示す図である。
【図３】図１の装置における信号波形の説明図である。
【図４】本発明に係る情報記録再生装置の第２の実施例
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る情報記録再生装置の第３の実施例
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の装置における探針走査位置と信号状態を
説明する図である。
説明する図である。
【図７】図５の装置におけるトラッキング用信号波形の
説明図である。
説明図である。
【図８】図５の装置における信号波形の説明図である。
【図９】図５の装置の外観概略図である。
１，１０１ 探針
２，１０２ 円筒型圧電素子
３，１０３ 記録媒体
４，１０４ 記録ビット列
Claims (5)
- 【請求項１】 情報を記録媒体に記録する方法で、非
記録の状態に対して２種類以上の状態変化を形成可能な
記録媒体を記録媒体面に沿って情報記録用のプローブに
よって相対走査する過程と、前記相対走査中のプローブ
を介した記録媒体上への記録処理過程とを有し、該記録
処理は前記記録媒体に断続的にビットを形成することに
より行なわれ、前記ビットの各々は記録情報に応じて前
記２種類以上の状態変化のいずれかを形成されているこ
とを特徴とする記録方法。 - 【請求項２】 記録媒体から情報を再生する方法で、
記録媒体面に所定方向に沿って断続的にビットが形成さ
れており、前記ビットの各々は非記録部とは状態の異な
る２種類以上の状態変化のいずれかを記録情報に応じて
形成されている記録媒体を、記録媒体面に沿って情報記
録用のプローブによって相対走査する過程と、前記相対
走査中のプローブを介して記録媒体上からの情報再生処
理過程とを有し、該情報再生処理は前記記録媒体面のビ
ットの状態変化の差を検出することにより行なわれるこ
とを特徴とする再生方法。 - 【請求項３】 情報記録媒体で、基体と該基体上の記
録面とを有し、該記録面には所定方向に沿って断続的に
ビットが形成されており、前記ビットの各々は非記録部
とは状態の異なる２種類以上の状態変化のいずれかを記
録情報に応じて形成されていることを特徴とする記録媒
体。 - 【請求項４】 記録媒体に対し情報を記録する装置で
、非記録の状態に対して２種類以上の状態変化を形成可
能である記録媒体に対して情報記録を行なうためのプロ
ーブと、前記プローブを記録媒体に対し相対走査させる
ための走査手段と、前記走査手段によって走査する前記
プローブを介して情報記録を行なう情報記録手段とを有
し、該情報記録手段は前記記録媒体に断続的にビットを
形成することにより記録を行ない、前記ビットの各々は
記録情報に応じて前記２種類以上の状態変化のいずれか
の状態になることを特徴とする記録装置。 - 【請求項５】 記録媒体に対し情報を再生する装置で
、所定方向に沿って断続的にビットが形成されており、
前記ビットの各々は非記録部とは状態の異なる２種類以
上の状態変化のいずれかを記録情報に応じて形成されて
いる記録媒体に対して情報再生を行なうためのプローブ
と、前記プローブを記録媒体に対し前記所定方向に沿っ
て相対走査させるための走査手段と、前記走査手段によ
って走査する前記プローブを介して前記記録媒体面のビ
ットの状態変化の差を検出することにより情報再生を行
なう情報再生手段とを有することを特徴とする再生装置
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3055559A JP2999282B2 (ja) | 1990-03-09 | 1991-02-28 | 記録再生方法及び装置 |
| DE69126343T DE69126343T2 (de) | 1990-03-09 | 1991-03-07 | Verfahren/Gerät zur Informationsaufzeichnung und Informationswiedergabe |
| EP91103521A EP0445825B1 (en) | 1990-03-09 | 1991-03-07 | Information Recording and Reproducing Method/Apparatus |
| US08/180,473 US5446720A (en) | 1990-03-09 | 1994-01-12 | Information recording method and apparatus recording two or more changes in topographical and electrical states |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-56675 | 1990-03-09 | ||
| JP5667590 | 1990-03-09 | ||
| JP3055559A JP2999282B2 (ja) | 1990-03-09 | 1991-02-28 | 記録再生方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04212739A true JPH04212739A (ja) | 1992-08-04 |
| JP2999282B2 JP2999282B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=26396443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3055559A Expired - Fee Related JP2999282B2 (ja) | 1990-03-09 | 1991-02-28 | 記録再生方法及び装置 |
Country Status (4)
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| US (1) | US5446720A (ja) |
| EP (1) | EP0445825B1 (ja) |
| JP (1) | JP2999282B2 (ja) |
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| DE4120365A1 (de) * | 1991-06-20 | 1992-12-24 | Basf Ag | Verfahren zur gezielten modifikation einzelner nanometer- und subnanometer-strukturen einer festkoerperoberflaeche |
| KR950024146A (ko) * | 1994-01-31 | 1995-08-21 | 모리시타 요이찌 | 정보기록재생장치 및 정보기록재생방법 |
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| RU2121730C1 (ru) * | 1997-04-21 | 1998-11-10 | Открытое Акционерное Общество Объединение "Мастер" | Способ проведения нанотехнологической реакции и устройство для его осуществления |
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1994
- 1994-01-12 US US08/180,473 patent/US5446720A/en not_active Expired - Fee Related
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