JPH08249734A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ウォブリングトラッキングを用いた
場合において、再生時の同期信号を精度よく出力し得る
手段を備えた情報処理装置を提供することを目的とする
ものである。 【構成】本発明は上記目的を達成するために、プローブ
とこれに対向する記録媒体との物理現象により生じる信
号を、記録ｂｉｔ列に対してウォブリング走査により検
出して記録再生を行う情報処理装置において、検出信号
の位相を補正し同期信号を生成する手段を備えているこ
とを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプローブとこれに対向す
る記録媒体との物理現象により生じる信号を検出して記
録再生を行う情報処理装置に関し、より詳しくは記録再
生時における同期信号出力手段を備えた情報処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、導体の表面原子の電子構造を直接
観察できる走査型トンネル顕微鏡（以後、ＳＴＭと略
す）が開発され［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．Ｐｈ
ｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ，４９，５７（１９８２）］、
単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能の測定が
できるようになった。ＳＴＭは金属の探針（プローブ電
極）と導電性物質間に電圧を加えてｌｎｍ程度の距離ま
で近づけるとトンネル電流が流れることを利用してい
る。この電流は両者の距離変化に非常に敏感である。ト
ンネル電流を一定に保つように探針を走査することによ
り実空間の全電子雲に関する種々の情報をも読み取るこ
とができる。このとき面内方向の分解能は０．ｌｎｍ程
度である。したがって、ＳＴＭの原理を応用すれば十分
に原子オーダー（サブ・ナノメートル）での高密度記録
再生を行なうことが可能である。例えば、特開昭６１−
８０５３６号に開示されている記録再生装置では、電子
ビーム等によって媒体表面に吸着した原子粒子を取り除
き書き込みを行ない、ＳＴＭによりこのデータを再生し
ている。また記録層として電圧電流のスイッチング特性
に対してメモリ効果を持つ材料、例えば共役π電子系有
機化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録
・再生をＳＴＭで行なう方法が提案されている［特開昭
６３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３
号公報］。この方法によれば、記録のビットサイズを１
０ｎｍとして、１０¹²ｂｉｔ／ｃｍ²もの大容量記録再
生が可能である。さらに、小型化を目的とし複数のプロ
ーブを半導体基板上に形成しこれと対向する記録媒体を
変位させ記録する装置が提案されている（特開平１−１
９６７５１号公報）。例えば、ｌｃｍ²角のシリコンチ
ップ上に２５００本のプローブを５０×５０のマトリッ
ク配置したマルチプローブヘッドと上述したメモリ効果
を持つ材料を組み合わせることにより、１プローブ当た
り４００Ｍｂｉｔ、総記録容量ｌＴｂｉｔのディジタル
データの記録再生が行なえる。

【０００３】このような情報処理装置において、実際に
プローブとこれに対向する媒体を組み合わせての再生処
理時にはトラッキング方法としてウォブリングトラッキ
ングが発明されている。これはプローブ走査をトラック
にたいして左右に微少振動させると、検出信号が振幅変
調される。そしてトラックに対するプローブのずれ方向
によって変調の位相が異なるので位相検波によってトラ
ッキングエラー信号を検出する。こうして得られたエラ
ー信号をプローブ走査にフィードバックしてトラッキン
グを行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいて上記のようなウォブリング方式を用いる場合には
以下の様な問題点があった。すなわち、ウォブリング方
式を用いた場合には、ウォブリング走査によってトラッ
クの中心線からプローブがそれることや、ｂｉｔの形状
が円形であること等により、記録の再生時における検出
信号の同期がとれず安定な制御を行うことができないと
いう問題があった。これを図２に基づいて説明すると、
同図においてエラー無くトラック上をプローブが走査し
ているときの様子が図２ａに示されている。また、この
時のｂｉｔ信号の検出信号は図２ｂの様になる。そし
て、検出信号の２値化信号が図２ｃに示されている。こ
れらの信号を用いてｂｉｔの変化位置を再生の同期信号
の基準として用いる時には、例えば検出信号のエッジを
とらえること、即ち図２ｃで示した、２値化信号の立ち
上がりを基準とすることになる。しかしウォブリング走
査によってトラックの中心線からプローブがそれること
と、ｂｉｔの形状が円形であることによってｂｉｔにプ
ローブがさしかかるのが遅れる。そのためｂｉｔ検出信
号の立ち上がりはｂｉｔの並んだ周期図２ｄに対して遅
れが生じるところと一致するところが混在することにな
る。すなわち、図２ｃから明らかなように得られる信号
の位相が一定しないこととなる。そのためこの２値化信
号をもとに信号の同期をとろうとしても安定に制御する
ことができなかった。このように位相がずれた信号を同
期に用いて再生信号とすると、データの時間方向のジッ
タとなるため、Ｓ／Ｎ比が落ち装置の性能を落とす原因
となっていた。

【０００５】そこで、本発明は、上記問題を解決し、ウ
ォブリングトラッキングを用いた場合において、再生時
の同期信号を精度よく出力し得る手段を備えた情報処理
装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、プローブとこれに対向する記録媒体との物
理現象により生じる信号を、記録ｂｉｔ列に対してウォ
ブリング走査により検出して記録再生を行う情報処理装
置において、検出信号の位相を補正しウォブリングトラ
ッキングを用いた場合において、再生時の同期信号を精
度よく出力できるようにしたものである。すなわち、本
発明の情報処理装置は、プローブとこれに対向する記録
媒体との物理現象により生じる信号を、記録ｂｉｔ列に
対してウォブリング走査により検出して記録再生を行う
情報処理装置において、、記録再生時の検出信号の位相
を補正し同期信号を生成する手段を備えていることを特
徴としている。本発明においては、その検出信号の位相
を補正する手段として、ウォブリング周波数の位相情報
をもとにして検出信号の位相を補正するように構成し、
またそれをウォブリング周波数の位相情報を用いて位相
遅れ量を算出し、その遅れ量とｂｉｔの最端をプローブ
が走査される時に生じる最大遅れ量分の差だけ全ての信
号を遅らせて、相対的に遅れ量が無い信号として出力す
る位相遅れ補正回路により構成することができる。

【０００７】

【作用】本発明は、上記のようにウォブリングトラッキ
ングを用いた場合における検出信号の位相のずれを、ウ
ォブリング周波数の位相情報をもとにして補正し、再生
時の同期信号を精度よく出力できるようにしたものであ
る。これを、図２により説明すると、トラッキングがか
かっている時には図２ａからも明らかなようにウォブリ
ングの位相が０の時にはトラックの中心線上にプローブ
は位置している。これにより、ウォブリングの位相によ
りどれだけの距離だけトラックの中心線からずれている
かがわかる。したがってｂｉｔ上にプローブがかかる時
のウォブリングの位相情報とｂｉｔの２次元的形状から
ｂｉｔのどこにプローブがさしかかったかがわかるの
で、そのずれ量から時間的にどれだけトラック列の中心
を通る場合に比べて遅れるかを求めることができる。例
えば図３に示すようにウォブリングがｓｉｎ波の時、そ
の位相シータ（Θ）に対してｂｉｔ形状が円形で近似で
きる場合には、遅れ時間Ｔは （ただし、Ａをウォブリング振幅、Ｒをｂｉｔ半径とす
る。）となる。したがってこの演算回路を加えることで
位相の遅れの影響をなくし、この制御によりウォブリン
グトラッキングを用いた場合にも同期が精度よくとれ、
そのためＳ／Ｎ比の向上した信頼性の高い情報処理装置
が実現できる。

【０００８】

【実施例】つぎに、実施例にもとずき本発明を詳細に説
明する。図１に本発明の実施例である情報処理装置を示
す。本実施例に示す情報処理装置はトンネル電流を検出
する複数本のプローブと対向する記録媒体を用いたもの
である。図１に示されたプローブには、ＵＳＰ４９１２
８２２で開示されている片もち梁型のピエゾバイモルフ
カンチレバー１０２に炭素等の電子ビームデポジション
法によってカンチレバー先端に高さ５μｍのＴｉｐ１０
３を設けたものを用いた。これはＳｉ基板１０１上に異
方性エッチング等を用いて作製される３方向に駆動可能
なアクチュエータである。記録媒体は回転機構１０５に
よって円周走査される。

【０００９】再生時には媒体の回転にともない電流電圧
変換回路１０４から書き込まれた情報、図４にしたがっ
て図５ａの検出信号が得られる。その信号の２値化信号
図５ｂが１０６によって生成される。この２値信号とウ
ォブリング制御回路１０７の出力する位相情報を元に位
相遅れ補正回路１０８が２値信号の立ち上がり時の位相
情報を用いて位相遅れ量を算出しその遅れ量とｂｉｔの
最端をプローブが走査される時に生じる最大遅れ量分の
差だけ全ての信号を遅らせて相対的に遅れ量が無い信号
として出力する（図５ｃ）。この図５ｃの信号を用いて
１０９の位相同期発振器によって図５ｃの信号に同期し
た図５ｄの基準信号が生成される。この図５ｄの基準信
号を弁別窓として図５ｃの信号の有無を判断し再生信号
とする。この結果、データは時間精度よくバッファーメ
モリー１１０に蓄えられる。実際の記録媒体への記録に
は記録媒体１１１としてマイカをへき開して得られた平
滑な基板上に、Ａｕをエピタキシャル成長させその上に
ＬＢ法により電気メモリー効果を有するスクアリリウム
−ビス−６−オクチルアズレン（以下ＳＯＡＺと略す）
を２層累積した記録媒体である。つまり記録媒体１１１
は基板１１２、下地電極１１３、記録層１１４から構成
されている。また記録媒体とプローブの距離は記録媒体
とプローブ先端の間に働く原子間力とカンチレバーの弾
性常数で決まる反発力との釣合の位置で保たれている。
そして再生時には１００ｍｖ程度のバイアス電圧がバイ
アス電圧発生回路１１５によって両者の間に印加され２
ｎＡ程度の電流が流れている。記録時には記録パルスを
パルス発生器１１６から出力するように１１７の記録消
去信号制御部で制御する。

【００１０】

【発明の効果】本発明は、上記のようにウォブリングト
ラッキングを用いた場合における、記録再生時の検出信
号の位相のずれを、ウォブリング周波数の位相情報をも
とにして補正するように構成されているから、この制御
により情報の記録再生時における検出信号の同期を精度
よくとることができ、Ｓ／Ｎ比の向上した信頼性の高い
情報処理装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における装置の概略構成図であ
る。

【図２】従来のウォブリングトラッキングとその検出波
形図である。

【図３】遅れ時間を算出する上での説明図である。

【図４】本発明の実施例におけるウォブリングトラッキ
ングとその同期信号検出過程での各処理信号の検出波形
図である。

【符号の説明】

１０ｌ Ｓｉ基板 １０２ ピエゾバイモルフカンチレバー １０３ Ｔｉｐ ｌ０４ 電流電圧変換回路 １０５ 回転機構 １０６ ２値化回路 １０７ ウォブリング制御回路 １０８ 位相遅れ補正回路 １０９ 位相同期発振器 １１０ バッファーメモリ回路 １１１ 記録媒体 １１２ マイカ基板 １１３ 下地電極 １１４ 記録層 １１５ バイアス電圧印加回路 １１６ パルス発生回路 １１７ 記録消去信号制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブとこれに対向する記録媒体との
   物理現象により生じる信号を、記録ｂｉｔ列に対してウ
   ォブリング走査により検出して記録再生を行う情報処理
   装置において、記録再生時の検出信号の位相の遅れを補
   正し同期信号を生成する手段を備えていることを特徴と
   する情報処理装置。
2. 【請求項２】前記検出信号の位相の遅れを補正する手段
   は、ウォブリング周波数の位相情報をもとにして検出信
   号の位相の遅れを補正する構成を備えていることを特徴
   とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 【請求項３】前記検出信号の位相の遅れを補正する手段
   は、ウォブリング周波数の位相情報を用いて位相遅れ量
   を算出し、その遅れ量とｂｉｔの最端をプローブが走査
   される時に生じる最大遅れ量分の差だけ全ての信号を遅
   らせて、相対的に遅れ量が無い信号として出力する位相
   遅れ補正回路により構成したことを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の情報処理装置。