JP2000113532A - Information reproducing device and its method - Google Patents

Information reproducing device and its method

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JP2000113532A
JP2000113532A JP10297651A JP29765198A JP2000113532A JP 2000113532 A JP2000113532 A JP 2000113532A JP 10297651 A JP10297651 A JP 10297651A JP 29765198 A JP29765198 A JP 29765198A JP 2000113532 A JP2000113532 A JP 2000113532A
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JP
Japan
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probe
recording medium
information
data
scanning
Prior art date
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JP10297651A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Yasuda
進 安田
Junichi Seki
淳一 関
Shunichi Shito
俊一 紫藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a multi-probe head to be exchanged by constituting the scanning area of a scanning means such that it scans in the area wider than the one with data recorded on a recording medium, namely, wider by the positional deviation of the probe. SOLUTION: dx0-3 and dy0-3 indicate deviation of a probe 0-3 from the reference position of each data block. Reproduction procedure in the case where the probe is exchanged is carried out by measuring the positional deviation of each probe and reproducing information based on it. The probe unit is positioned in the Y direction so that all probes are in the range in the Y direction of the data block. Then, the probe unit is positioned in the X direction, at the position where all probes are supposed to come to the left of the leading position of the data track. After that, the probe unit is scanned in the X direction, to the position where all probes are supposed to come to the right of the data track. If a reproducing signal is detected larger than a prescribed threshold value by each probe, it is demodulated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、情報再生装置及び
情報再生方法に関するものであり、特に複数のプローブ
を有する走査プローブ顕微鏡の原理を応用した情報再生
装置及び情報再生方法の技術分野に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information reproducing apparatus and an information reproducing method, and more particularly to a technical field of an information reproducing apparatus and an information reproducing method to which the principle of a scanning probe microscope having a plurality of probes is applied. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ナノメートル以下の分解能で導電
性物質表面を観察可能な走査型トンネル顕微鏡(以下S
TMと略す)が開発され(米国特許第4,343,99
3号明細書)、金属・半導体表面の原子配列、有機分子
の配向等の観察が原子・分子スケールでなされている。
また、STM技術を発展させ、絶縁物質等の表面をST
Mと同様の分解能で観察可能な原子間力顕微鏡(以下A
FMと略す)も開発された(米国第特許4,724,3
18号明細書)。さらに別の発展形として、尖鋭なプロ
ーブ先端の微小開口からしみ出すエバネッセント光を利
用して試料表面状態を調べる走査型近接場光顕微鏡(以
下SNOMと略す)[Durig他,J.Appl.P
hys.59,3318(1986)]も開発された。
現在ではトンネル電流、電子状態密度、原子間力、分子
間力、摩擦力、弾性、エバネッセント光、磁力等試料表
面の種々の物理量を高い分解能で測定できるこれらの顕
微鏡を走査型プローブ顕微鏡(以下SPMと略す)と総
称している。
2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter referred to as S) capable of observing the surface of a conductive material with a resolution of less than nanometers.
TM) (US Pat. No. 4,343,99).
No. 3), observations of the atomic arrangement of metal / semiconductor surfaces, orientation of organic molecules, etc. have been made on an atomic / molecular scale.
Also, by developing STM technology, the surface of insulating materials etc.
Atomic force microscope (hereinafter A)
FM) (US Patent No. 4,724,3).
No. 18). As a further development, a scanning near-field light microscope (hereinafter abbreviated as SNOM) for examining the surface state of a sample using evanescent light seeping out of a minute opening at the tip of a sharp probe [Durig et al. Appl. P
hys. 59, 3318 (1986)].
At present, these microscopes, which can measure various physical quantities of a sample surface such as tunnel current, electronic density of states, atomic force, intermolecular force, friction force, elasticity, evanescent light, magnetic force, etc. with high resolution, are known as scanning probe microscopes (hereinafter referred to as SPM). Abbreviated).

【0003】また、このようなSPM技術はメモリ技術
にも応用されつつある。例えば、特開昭63−1615
52号公報、特開昭63−161553号公報等には、
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π電子系有機化合物やカルコ
ゲン化合物類の薄膜層を記録媒体として、記録・再生を
STMで行う方法が開示されている。この方法によれ
ば、STMの探針にあるしきい値以上の電圧を印加する
ことにより、探針直下の記録媒体に微小な領域で特性変
化を生じさせて記録を行い、探針と記録媒体間に流れる
トンネル電流が記録部と非記録部により変化することを
利用して再生を行うことができる。この方法を用いて、
記録のビットサイズを直径10nmとすれば、1012
ット/cm2の記録密度を持つ情報処理装置が実現でき
る。また、記録媒体としてあるしきい値以上の電圧を印
加すると表面が局所的に溶融または蒸発して表面形状が
凹または凸に変化する材料、例えば、Au、Ptなどの
金属薄膜を用いることにより同様に記録再生を行なうこ
とができる。さらに、これらのSPM応用メモリ装置に
おいては、マイクロマシニング技術で作成した複数のプ
ローブ群(マルチプローブヘッド)で、記録再生を並行
に行うことで、記録再生の速度を大幅に引き上げること
が提案されている。
[0003] Such SPM technology is also being applied to memory technology. For example, JP-A-63-1615
No. 52, JP-A-63-161553 and the like,
A method is disclosed in which recording / reproducing is performed by STM using a thin film layer of a material having a memory effect on switching characteristics of voltage and current as a recording layer, for example, a thin film layer of a π-electron organic compound or a chalcogen compound as a recording medium. According to this method, by applying a voltage equal to or higher than a certain threshold value to the STM probe, recording is performed by causing a change in characteristics in a very small area on the recording medium immediately below the probe. Reproduction can be performed using the fact that the tunnel current flowing between the recording portion and the non-recording portion changes. Using this method,
If the recording bit size is 10 nm in diameter, an information processing device having a recording density of 10 12 bits / cm 2 can be realized. In addition, when a voltage higher than a certain threshold value is applied as a recording medium, a material whose surface locally melts or evaporates to change its surface shape into a concave or convex shape, for example, by using a metal thin film such as Au or Pt, is used. Can be recorded and reproduced. Furthermore, in these SPM applied memory devices, it has been proposed that the recording / reproducing speed be significantly increased by performing recording / reproducing in parallel with a plurality of probe groups (multi-probe heads) created by micromachining technology. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、上記したようなマルチプローブヘッドを有するSP
M応用メモリにおいては、マルチプローブヘッドの交換
を容易に行うことができないという問題点があった。な
ぜなら、記録媒体上の情報の記録されるトラックの間隔
は、10〜20nm程度であるのに対し、既存のマイク
ロマシニング技術でマルチプローブヘッドを作成する
と、探針の先端位置に100〜200nm程度の誤差が
生じてしまうからである。そのため、記録時と再生時で
異なるマルチプローブヘッドを使用しようとすると、同
じトラックの上にプローブを位置させることができず、
記録時と異なるマルチプローブヘッドを用いて情報を再
生することができなかった。
However, conventionally, an SP having a multi-probe head as described above has been proposed.
In the M application memory, there is a problem that the multi-probe head cannot be easily replaced. This is because the interval between tracks on which information is recorded on a recording medium is about 10 to 20 nm. On the other hand, when a multi-probe head is formed by the existing micromachining technology, the distance between the tracks at the tip of the probe is about 100 to 200 nm. This is because an error occurs. Therefore, when trying to use different multi-probe heads during recording and playback, the probe cannot be positioned on the same track,
Information could not be reproduced using a multi-probe head different from that used for recording.

【0005】そのため、プローブの探針が損傷した時に
は、情報の読み出しができなくなるので、信頼性向上の
ために記録時に冗長度を大きめに取らねばならず、記録
容量の減少を招いていた。また、リムーバブルメディア
として使用する際には、媒体とプローブをセットにして
パッケージする必要があったので、記録メディアのコス
ト高を招いていた。また、記録と再生で同じ探針を使用
する必要があるため、スタンピング等の手法でメディア
の複製を行うことができず、大量配布用の記録媒体に適
さないという問題点があった。
[0005] Therefore, when the probe of the probe is damaged, information cannot be read out. Therefore, it is necessary to increase the redundancy at the time of recording in order to improve the reliability, and the recording capacity is reduced. Further, when used as a removable medium, it is necessary to package the medium and the probe as a set, so that the cost of the recording medium is increased. Further, since the same probe must be used for recording and reproduction, the medium cannot be duplicated by a method such as stamping, and thus there is a problem that it is not suitable for a recording medium for mass distribution.

【0006】そこで、本発明は、上記従来のものにおけ
る課題を解決し、マルチプローブヘッドを用いた情報記
録再生装置において、マルチプローブヘッドの交換を可
能にすることで、信頼性が高く、リムーバブルメディア
のコストが安く、スタンピング等の大量複製技術が利用
可能な情報再生装置および情報再生方法を提供すること
を目的としている。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems in the conventional art, and in an information recording / reproducing apparatus using a multi-probe head, it is possible to replace the multi-probe head to obtain a highly reliable and removable medium. It is an object of the present invention to provide an information reproducing apparatus and an information reproducing method which are inexpensive and can use a mass copying technique such as stamping.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、情報再生装置および情報再生方法をつぎ
のように構成したことを特徴とするものである。すなわ
ち、本発明の情報再生装置は、複数のプローブを有する
プローブユニットと、記録媒体に対して前記プローブユ
ニットを相対的に走査する走査手段と、プローブの作成
誤差によって生じる前記プローブユニット内における複
数のプローブのばらつきによる位置ずれ量を測定する測
定手段とを有し、前記走査手段の走査範囲が、前記記録
媒体上のデータの記録された範囲よりも前記プローブの
位置ずれ量の分だけ広い範囲で走査するように構成され
ていることを特徴としている。また、本発明の情報再生
装置は、前記走査手段が、前記プローブユニットを前記
記録媒体に対してデータトラックに平行な方向に相対的
に走査する走査手段と、前記プローブユニットを前記記
録媒体に対して前記データトラックに垂直な方向に前記
データトラックの間隔に比べて小さい移動ステップで移
動可能なデータトラック間移動手段と、からなることを
特徴としている。また、本発明の情報再生装置は、前記
走査手段が、前記プローブユニットを前記記録媒体に対
して相対的に走査する際に、前記プローブからの再生信
号が所定のしきい値以上のときだけ再生信号の復調を行
う復調手段を有することを特徴としている。また、本発
明の情報再生装置は、前記復調手段によって復調された
情報を一時的に蓄え、必要とされる順番に外部に転送す
るバッファリング手段を有することを特徴としている。
また、本発明の情報再生装置は、複数のプローブを有す
るプローブユニットと、消去及び再記録が可能な記録媒
体に対して前記プローブユニットを相対的に走査する走
査手段と、プローブの作成誤差によって生じる前記プロ
ーブユニット内における複数のプローブのばらつきによ
る位置ずれ量を測定する測定手段と、前記記録媒体上に
記録された情報の位置を再構成するデータ位置再構成手
段とを有し、前記プローブユニットもしくは前記記録媒
体を交換する際に、前記測定手段によって測定したプロ
ーブの位置ずれ量に基づいて、前記データ位置再構成手
段によって前記プローブから見たデータの位置のばらつ
きをなくすように、前記記録媒体上に記録された情報の
位置を再構成することを特徴としている。また、本発明
の情報再生装置は、前記走査手段が、前記プローブユニ
ットを前記記録媒体に対してデータトラックに平行な方
向に相対的に走査する走査手段と、前記プローブユニッ
トを前記記録媒体に対して前記データトラックに垂直な
方向に前記データトラックの間隔に比べて小さい移動ス
テップで移動可能なデータトラック間移動手段と、から
なることを特徴としている。また、本発明の情報再生装
置は、前記走査手段が、前記プローブユニットを前記記
録媒体に対して相対的に走査する際に、前記プローブか
らの再生信号が所定のしきい値以上のときだけ再生信号
の復調を行う復調手段を有することを特徴としている。
また、本発明の情報再生装置は、前記復調手段によって
復調された情報を一時的に蓄え、必要とされる順番に外
部に転送するバッファリング手段を有することを特徴と
している。
According to the present invention, in order to achieve the above object, an information reproducing apparatus and an information reproducing method are configured as follows. That is, the information reproducing apparatus of the present invention includes a probe unit having a plurality of probes, a scanning unit that relatively scans the probe unit with respect to a recording medium, and a plurality of the probe units in the probe unit that are generated due to a probe creation error. Measuring means for measuring the amount of displacement due to variation in the probe, the scanning range of the scanning means in a range wider than the range of data recorded on the recording medium by the amount of displacement of the probe. It is characterized by being configured to scan. Further, in the information reproducing apparatus of the present invention, the scanning unit scans the probe unit relative to the recording medium in a direction parallel to a data track, and the scanning unit scans the probe unit with respect to the recording medium. Means for moving between data tracks in a direction perpendicular to the data tracks in a moving step smaller than the interval between the data tracks. In the information reproducing apparatus of the present invention, when the scanning unit scans the probe unit relatively to the recording medium, the information is reproduced only when a reproduction signal from the probe is equal to or more than a predetermined threshold value. It is characterized by having demodulation means for demodulating a signal. Further, the information reproducing apparatus of the present invention is characterized by having buffering means for temporarily storing information demodulated by the demodulating means and transferring the information to the outside in a required order.
Further, the information reproducing apparatus of the present invention has a probe unit having a plurality of probes, a scanning unit for relatively scanning the probe unit with respect to a recording medium capable of erasing and re-recording, and a probe generation error. Measuring means for measuring a displacement amount due to variation of a plurality of probes in the probe unit, and data position reconstructing means for reconstructing the position of information recorded on the recording medium, the probe unit or When exchanging the recording medium, the data position reconstructing means removes the variation in the position of the data viewed from the probe based on the displacement amount of the probe measured by the measuring means. Is characterized by reconstructing the position of the information recorded in the. Further, in the information reproducing apparatus of the present invention, the scanning unit scans the probe unit relative to the recording medium in a direction parallel to a data track, and the scanning unit scans the probe unit with respect to the recording medium. Means for moving between data tracks in a direction perpendicular to the data tracks in a moving step smaller than the interval between the data tracks. In the information reproducing apparatus of the present invention, when the scanning unit scans the probe unit relatively to the recording medium, the information is reproduced only when a reproduction signal from the probe is equal to or more than a predetermined threshold value. It is characterized by having demodulation means for demodulating a signal.
Further, the information reproducing apparatus of the present invention is characterized by having buffering means for temporarily storing information demodulated by the demodulating means and transferring the information to the outside in a required order.

【0008】また、本発明の情報再生方法は、記録媒体
に対して複数のプローブを有するプローブユニットを相
対的に走査し記録情報を再生する情報再生方法におい
て、プローブの作成誤差によって生じる前記プローブユ
ニット内における複数のプローブのばらつきによる位置
ずれ量を測定する測定手段を備え、前記プローブユニッ
トもしくは前記記録媒体を交換する際に、前記記録媒体
上のデータの記録された範囲よりも前記プローブの位置
ずれ量の分だけ広い範囲で前記走査手段を走査可能とし
たことを特徴としている。また、本発明の情報再生方法
は、前記プローブユニットを前記記録媒体に対して相対
的に走査する際に、前記プローブからの再生信号が所定
のしきい値以上のときだけ再生信号の復調を行うことを
特徴としている。また、本発明の情報再生方法は、前記
再生信号の復調によって復調された情報を一時的に蓄
え、必要とされる順番に外部に転送を行うことを特徴と
している。また、本発明の情報再生方法は、記録媒体に
対して複数のプローブを有するプローブユニットを相対
的に走査し記録情報を再生する情報再生方法において、
消去及び再記録が可能な記録媒体と、プローブの作成誤
差によって生じる前記プローブユニット間における複数
のプローブのばらつきによる位置ずれ量を測定する測定
手段とを備え、前記プローブユニットもしくは前記記録
媒体を交換する際に、前記測定手段によって測定したプ
ローブの位置ずれ量に基づいて、前記データ位置再構成
手段によって前記プローブから見たデータの位置のばら
つきをなくすように、前記記録媒体上に記録された情報
の位置を再構成することを特徴としている。また、本発
明の情報再生方法は、前記プローブユニットを前記記録
媒体に対して相対的に走査する際に、前記プローブから
の再生信号が所定のしきい値以上のときだけ再生信号の
復調を行うことを特徴としている。また、本発明の情報
再生方法は、前記再生信号の復調によって復調された情
報を一時的に蓄え、必要とされる順番に外部に転送を行
うことを特徴としている。
According to the information reproducing method of the present invention, in the information reproducing method of relatively scanning a probe unit having a plurality of probes with respect to a recording medium to reproduce recorded information, the probe unit generated by an error in producing a probe is used. Measuring means for measuring an amount of positional deviation due to variation of a plurality of probes in the probe unit, and when exchanging the probe unit or the recording medium, the positional deviation of the probe from the recorded range of data on the recording medium. It is characterized in that the scanning means can be scanned in a wide range by the amount. Further, in the information reproducing method of the present invention, when the probe unit is relatively scanned with respect to the recording medium, the reproduction signal is demodulated only when the reproduction signal from the probe is equal to or more than a predetermined threshold value. It is characterized by: Further, the information reproducing method according to the present invention is characterized in that information demodulated by demodulation of the reproduced signal is temporarily stored and transferred to the outside in a required order. Further, the information reproducing method of the present invention is an information reproducing method of reproducing a record information by relatively scanning a probe unit having a plurality of probes with respect to a recording medium,
A recording medium capable of erasing and re-recording, and a measuring unit for measuring a displacement amount due to a variation in a plurality of probes among the probe units caused by an error in creating a probe, and exchanging the probe unit or the recording medium. At this time, based on the amount of displacement of the probe measured by the measuring means, the data position reconstructing means eliminates the variation in the position of the data viewed from the probe, so that the information recorded on the recording medium is It is characterized in that the position is reconstructed. Further, in the information reproducing method of the present invention, when the probe unit is relatively scanned with respect to the recording medium, the reproduction signal is demodulated only when the reproduction signal from the probe is equal to or more than a predetermined threshold value. It is characterized by: Further, the information reproducing method according to the present invention is characterized in that information demodulated by demodulation of the reproduced signal is temporarily stored and transferred to the outside in a required order.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明によると、走査手段の走査
範囲を、記録媒体上のデータの記録された範囲よりもプ
ローブばらつきの分だけ広くすることができるから、記
録時と異なるマルチプローブヘッドを使用しても、マル
チプローブヘッドの交換が可能となる。また、本発明に
よると、前記プローブユニットもしくは前記記録媒体を
交換する際に、前記測定手段によって測定したプローブ
の位置ずれ量に基づいて、前記データ位置再構成手段に
よって前記プローブから見たデータの位置のばらつきを
なくすように、前記記録媒体上に記録された情報の位置
を再構成するようにすることで、記録時と再生時で同じ
プローブユニットを使用する時と同等の速度で再生可能
な情報再生装置を実現することができる。本発明による
と、データトラック間移動手段を用いて、プローブをデ
ータトラックの間隔に比べて小さい移動ステップで移動
させることにより、全てのプローブでデータトラックの
上を走査可能とすることができる。また、本発明による
と、前記走査手段が前記プローブユニットを前記記録媒
体に対して相対的に走査する際に、前記プローブからの
再生信号が所定のしきい値以上のときだけ再生信号の復
調を行うことで、データトラックの上を走査しているプ
ローブのみの再生信号を復調することができる。また、
本発明によると、情報復調手段からの復調された情報を
一時的に蓄え、必要とされる順番に外部に転送を行うバ
ッファリング手段を構成することで、データの再生され
る順番がプローブのばらつきによって変化してしまうこ
とが防止され、必要とされる順番にデータを出力するこ
とができる。また、本発明によると、プローブの位置ず
れ量測定手段を用いて、プローブユニットもしくは記録
媒体の交換時にプローブの位置ずれ量を測定すること
で、前記駆動手段の駆動範囲を必要最小限とし、高速に
再生可能な情報再生装置を実現することができる。
According to the present invention, the scanning range of the scanning means can be made wider than the range in which the data is recorded on the recording medium by an amount corresponding to the variation in the probe. Can be used to replace the multi-probe head. Further, according to the present invention, when replacing the probe unit or the recording medium, the position of the data viewed from the probe by the data position reconstructing means based on the displacement amount of the probe measured by the measuring means. By reconstructing the position of the information recorded on the recording medium so as to eliminate the variation of the information, information that can be reproduced at the same speed as when using the same probe unit at the time of recording and at the time of reproduction A playback device can be realized. According to the present invention, by using the inter-data-track moving means to move the probe in a moving step smaller than the interval between the data tracks, all the probes can scan the data track. According to the present invention, when the scanning unit scans the probe unit relative to the recording medium, demodulation of the reproduction signal is performed only when the reproduction signal from the probe is equal to or greater than a predetermined threshold. By doing so, it is possible to demodulate the reproduction signal of only the probe scanning the data track. Also,
According to the present invention, buffering means for temporarily storing the demodulated information from the information demodulating means and transferring the demodulated information to the outside in the required order makes it possible for the order in which data is reproduced to vary among the probes. Is prevented from changing, and data can be output in a required order. According to the present invention, the displacement of the probe is measured at the time of replacement of the probe unit or the recording medium by using the probe displacement measurement means, thereby minimizing the driving range of the driving means and achieving high-speed operation. Thus, an information reproducing apparatus capable of reproducing information quickly can be realized.

【0010】[0010]

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 [実施例1]図2を用いて、本発明を適用する記録再生
装置の概要を説明する。導電性を有する基板201上の
記録層202からなる記録媒体203に対し、先端に設
けられている探針204が接触するように、複数のプロ
ーブ205が配置されている。各プローブ205におい
て、探針204は、たわむ様に弾性変形を生じる弾性体
206により支持されている。複数のプローブ205
は、マイクロマシニング技術で一体に作成され、マルチ
プローブヘッド220を構成している。ここで、弾性体
206の弾性変形の弾性定数が約0.1[N/m]、弾
性変形量が約1[μm]であるとすると、記録媒体に対
する探針の接触力は約10-7[N]程度となる。
Embodiments of the present invention will be described below. [Embodiment 1] An outline of a recording / reproducing apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. A plurality of probes 205 are arranged such that a probe 204 provided at the tip comes into contact with a recording medium 203 composed of a recording layer 202 on a substrate 201 having conductivity. In each probe 205, the probe 204 is supported by an elastic body 206 that elastically deforms to bend. Multiple probes 205
Are integrally formed by a micro-machining technique to constitute the multi-probe head 220. Here, assuming that the elastic constant of the elastic body 206 is about 0.1 [N / m] and the amount of elastic deformation is about 1 [μm], the contact force of the probe with respect to the recording medium is about 10 −7. [N].

【0011】制御コンピュータ214により制御された
位置制御回路213からの位置制御信号を受け、xyz
駆動機構207により、記録媒体203に取り付けられ
たxyzステージ208が駆動され、プローブ205と
記録媒体203とは相対的に3次元方向に移動する。記
録媒体203に対し、プローブの205のxy方向及び
z方向位置を調節し、探針204の先端が記録媒体20
3上の所望の位置で、かつ所望の接触力で接触させた状
態になるようプローブ205が位置合せされる。上記の
記録再生装置において記録媒体203に対しプローブ2
05を走査する際、プローブ205上の探針204先端
は記録媒体203に対し、常に接触した状態を保つ。
A position control signal from a position control circuit 213 controlled by a control computer 214 is received, and xyz is received.
The xyz stage 208 attached to the recording medium 203 is driven by the driving mechanism 207, and the probe 205 and the recording medium 203 move relatively three-dimensionally. The position of the probe 205 in the xy and z directions is adjusted with respect to the recording medium 203 so that the tip of the probe 204 is
The probe 205 is positioned so as to be brought into contact with a desired position on 3 at a desired contact force. In the recording / reproducing apparatus described above, the probe 2
When scanning 05, the tip of the probe 204 on the probe 205 always keeps in contact with the recording medium 203.

【0012】このような接触走査方式は、探針204先
端を記録媒体203に対し接触させたまま走査する場合
に、記録媒体203の表面に凹凸があっても、弾性体2
06の弾性変形によりこれを吸収するため、探針204
先端と記録媒体203表面の接触力はほぼ一定に保た
れ、探針204先端や記録媒体203表面が破壊するこ
とを避けられる。この方式は個々のプローブをz方向に
位置合せするピエゾ素子等の手段が不必要であるため、
構成が複雑にならず、特に複数のプローブを有する装置
に適している。また、記録媒体203に対する個々のプ
ローブ205のz方向位置のフィードバック制御が不必
要であるため、記録媒体203に対するプローブ205
の高速走査が可能となる。制御コンピュータ214によ
り制御された記録制御回路211から発生された記録信
号が、記録系に切り替えられた切り替えスイッチ209
を通し、各探針204から記録媒体203に印加され
る。このようにして、記録層202の探針204先端が
接触する部分に局所的に記録が行われる。このように、
媒体上で記録が行われた微小部分を以下ドットと称す
る。
In such a contact scanning method, when scanning is performed while the tip of the probe 204 is in contact with the recording medium 203, even if the surface of the recording medium 203 has irregularities, the elastic body 2
In order to absorb this by the elastic deformation of 06, the probe 204
The contact force between the tip and the surface of the recording medium 203 is kept substantially constant, so that the tip of the probe 204 and the surface of the recording medium 203 can be prevented from being broken. Since this method does not require means such as a piezo element for positioning each probe in the z direction,
The configuration is not complicated, and it is particularly suitable for an apparatus having a plurality of probes. Further, since feedback control of the position of each probe 205 in the z direction with respect to the recording medium 203 is unnecessary, the probe 205
Can be scanned at high speed. A recording signal generated from the recording control circuit 211 controlled by the control computer 214 is changed to a changeover switch 209 switched to a recording system.
Is applied to the recording medium 203 from each probe 204. In this way, recording is locally performed on the portion of the recording layer 202 where the tip of the probe 204 contacts. in this way,
A minute portion recorded on the medium is hereinafter referred to as a dot.

【0013】上述の装置における記録層202として
は、電圧印加により流れる電流値が変化するような材料
を用いる。具体例としては、第1に、特開昭63−16
1552号公報、特開昭63−161553号公報に開
示されているようなポリイミドやSOAZ(ビス−n−
オクチルスクアリリウムアズレン)等電気メモリー効果
を有するLB膜(=Langmuir−Blodget
te法により作成された有機単分子の膜の累積膜)が挙
げられる。この材料は、探針−LB膜−基板間にしきい
値以上の電圧(5〜10[V]程度)を印加すると間の
LB膜の導電性が変化(OFF状態→ON状態)し、再
生用のバイアス電圧(0.01〜2[V]程度を印加し
た際に流れる電流が増大するものである。この媒体を使
用した場合、記録されたドットは周囲に比べて導電性が
向上する。第2の具体例として、GeTe,GaSb,
SnTe等の非晶質薄膜材料が挙げられる。この材料
は、探針−非晶質薄膜材料−基板間に電圧を印加し、流
れる電流により発生する熱で非晶質→晶質への相転移を
起こさせるものである。これにより材料の導電性が変化
し、再生用のバイアス電圧を印加した際に流れる電流が
増大するものである。第3の具体例として、ZnやW、
Si、GaAs等の酸化性金属・半導体材料が挙げられ
る。この材料は、探針−酸化性金属・半導体材料間に電
圧を印加すると、流れる電流により、材料表面に吸着し
ている水や大気中の酸素と反応し、表面に酸化膜が形成
される。このため材料表面の接触抵抗が変化し、バイア
ス電圧を印加した際に流れる電流が減少する。この媒体
を使用した場合は、記録されたドットは周囲に比べて導
電性が低下する。
As the recording layer 202 in the above-mentioned apparatus, a material whose current value changes when a voltage is applied is used. As a specific example, first, JP-A-63-16 / 1988
No. 1552, Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-161553, and polyimide or SOAZ (bis-n-
LB film having an electric memory effect such as octylsquarylium azulene (= Langmuir-Blodget)
(a cumulative film of organic monomolecular films formed by the te method). This material changes the conductivity of the LB film (from OFF state to ON state) when a voltage higher than the threshold value (about 5 to 10 [V]) is applied between the probe, the LB film, and the substrate. The current flowing when a bias voltage (approximately 0.01 to 2 [V] is applied) increases. When this medium is used, the recorded dots have higher conductivity than the surroundings. As a specific example of 2, GeTe, GaSb,
An amorphous thin film material such as SnTe can be used. This material applies a voltage between the probe, the amorphous thin film material, and the substrate, and causes a phase transition from amorphous to crystalline by heat generated by a flowing current. As a result, the conductivity of the material changes, and the current flowing when a bias voltage for reproduction is applied increases. As a third specific example, Zn, W,
Oxidizing metal and semiconductor materials such as Si and GaAs may be used. When a voltage is applied between the probe and the oxidizable metal / semiconductor material, this material reacts with water adsorbed on the surface of the material or oxygen in the atmosphere by a flowing current to form an oxide film on the surface. For this reason, the contact resistance of the material surface changes, and the current flowing when a bias voltage is applied decreases. When this medium is used, the recorded dots have lower conductivity than the surroundings.

【0014】さて、上述のようにして媒体上に記録され
たドットの再生は次のように行う。スイッチ209によ
り、各プローブ205からの信号配線を再生系に切り替
えた後、バイアス電圧印加手段210により、探針20
4と基板201との間にバイアス電圧を印加し、間に流
れる電流を再生制御回路212において検出する。記録
媒体203上のドットの部分は記録がなされていない部
分に比べ電流が多く(または、少なく)流れるため、再
生制御回路212において、この電流の違いを検出し、
再生信号とし、制御コンピュータ214に出力する。
The reproduction of the dots recorded on the medium as described above is performed as follows. After the signal wiring from each probe 205 is switched to the reproduction system by the switch 209, the probe 20 is switched by the bias voltage applying means 210.
A bias voltage is applied between the substrate 4 and the substrate 201, and a current flowing therebetween is detected by the reproduction control circuit 212. Since a larger amount (or a smaller amount) of current flows in the dot portion on the recording medium 203 than in the unrecorded portion, the reproduction control circuit 212 detects this difference in current,
The signal is output to the control computer 214 as a reproduction signal.

【0015】本実施例の情報の記録再生方法を、以下に
更に詳しく述べる。本実施例においては、データを以下
のように媒体上に記録する。各プローブ301はマイク
ロマシニング技術でプローブユニットとして一体に形成
されている(不図示)。まず、各プローブ301は、情
報を長方形形状の情報記録エリアに記録する。この情報
記録エリアを以下データブロックと称する(図3
(a))。また、各データブロック330は、等間隔で
各々平行に配置された直線状のデータトラック310か
らなっている(図3(b))。そして、各データトラッ
ク310は、直線状に配置されたデータドット320か
らなっている(図3(c))。このデータドット320
には、トラックアドレス情報と記録するデータが変調さ
れて記録されている。トラックアドレスとは各データト
ラック固有の番号のことである。X軸をデータトラック
に沿って図中で左から右に取り、Y軸をそれと垂直な方
向に図中で上から下に取る。情報の記録は、プローブユ
ニットを記録開始位置に移動してから、記録を行うプロ
ーブに印加する電圧を変調させながら、プローブユニッ
トを走査させることで行う。プローブユニットの走査
は、図4に示すように、X方向の走査と、Y方向のトラ
ック移動を交互に繰り返すことで行う。図4において
は、一つのプローブのみが示されているが、実際には全
てのプローブは、プローブユニットとして一体に作成さ
れているので、全てのプローブは同じように媒体上を走
査する。記録時と再生時で同じプローブユニットを使用
する際には、プローブ位置がずれることはないので全て
のトラックを同時に再生することができる。
The information recording / reproducing method of this embodiment will be described in more detail below. In this embodiment, data is recorded on a medium as follows. Each probe 301 is integrally formed as a probe unit by a micromachining technique (not shown). First, each probe 301 records information in a rectangular information recording area. This information recording area is hereinafter referred to as a data block (FIG. 3).
(A)). Each data block 330 is composed of linear data tracks 310 arranged in parallel at equal intervals (FIG. 3B). Each data track 310 is composed of data dots 320 arranged linearly (FIG. 3C). This data dot 320
In this example, track address information and data to be recorded are modulated and recorded. The track address is a number unique to each data track. The X axis is taken from left to right in the figure along the data track, and the Y axis is taken from top to bottom in the figure in a direction perpendicular thereto. Recording of information is performed by moving the probe unit to the recording start position and then scanning the probe unit while modulating the voltage applied to the probe for recording. The scanning of the probe unit is performed by alternately repeating scanning in the X direction and track movement in the Y direction, as shown in FIG. Although only one probe is shown in FIG. 4, all the probes actually scan on the medium in the same manner because all the probes are integrally formed as a probe unit. When the same probe unit is used at the time of recording and at the time of reproduction, all the tracks can be reproduced at the same time because the probe position does not shift.

【0016】以下に、本発明で、記録時と再生時で異な
るプローブヘッドを使用した時の再生方法について説明
する。図1は、本実施例で、記録に使用したときと異な
るマルチプローブヘッドを用いて再生する時の各データ
ブロックから見たプローブの位置を示している。図中で
は4本のプローブが示されているが、プローブの本数は
何本でも構わない。dx0〜4とdy0〜4は、各デー
タブロックの基準位置(図においては、各データブロッ
ク左上)からのプローブ0〜4のずれを表している。例
えば、プローブ先端の位置の作成誤差が最大±100n
mあるものとすると、記録されるデータブロックの位置
は媒体上でXY方向にそれぞれ最大±100nmばらつ
くことになる。そのデータブロックを記録時と異なるプ
ローブヘッドで再生すると、プローブの先端からみたデ
ータブロックの位置は最大±200nm生じることにな
る。本実施例において、プローブを交換した際の再生
は、 1.各プローブの位置ずれ量の計測 2.各プローブの位置ずれ量に基づく情報の再生 の手順で行う。以下、詳しい説明を行う。まず、各プロ
ーブの位置ずれの計測は以下の手順で行う。この計測
は、プローブもしくは媒体を交換したときのみ行えばよ
い。
The following describes a reproducing method according to the present invention when different probe heads are used for recording and reproducing. FIG. 1 shows the position of a probe as viewed from each data block when reproduction is performed using a multi-probe head different from that used for recording in the present embodiment. Although four probes are shown in the figure, the number of probes may be any number. dx0 to dx4 and dy0 to 4 represent displacements of the probes 0 to 4 from the reference position of each data block (in the figure, the upper left of each data block). For example, the maximum error of creating the probe tip position is ± 100n.
Assuming that there are m, the positions of the data blocks to be recorded vary by ± 100 nm at maximum in the XY directions on the medium. If the data block is reproduced by a probe head different from the one used at the time of recording, the position of the data block as viewed from the tip of the probe is at most ± 200 nm. In this embodiment, the regeneration when the probe is replaced is as follows. 1. Measurement of displacement of each probe The procedure is to reproduce information based on the displacement of each probe. The details will be described below. First, the displacement of each probe is measured in the following procedure. This measurement may be performed only when the probe or the medium is replaced.

【0017】この手順の流れ図を図5に示す。 1.全てのプローブがデータブロックのY方向の範囲内
に入るようにプローブユニットをY方向に位置合わせす
る(図5(1))。これは、想定される最大プロセス誤
差から求められる。例えば、前述した例のように、プロ
ーブの先端からみたデータブロックの位置が最大±20
0nmずれるものとすると、プローブユニットのY座標
を、データブロックの上下の端から200nm以内に収
まるようにすれば良い。 2.全てのプローブがデータトラックの先頭(左端)よ
りも左側に来るであろう位置に、プローブユニットをX
方向に位置合わせする(図5(2))。これも1.同様
に想定される最大プロセス誤差から求められる。 3.全てのプローブがデータトラックよりも右側に来る
であろう位置まで、プローブユニットをX方向に走査す
る(図5(3))。 4.各プローブにおいて、あらかじめ設定されたしきい
値よりも大きな再生信号が検出されたなら、再生信号の
復調を行う。そして、各プローブのずれ量を算出する
(図5(4))。プローブnのX方向とY方向のずれd
Xn、dYnは、 dXn=XPn dYn=YPn−TAn×T で与えられる。ただし、XPn:データトラックの再生
開始X座標、YPn:プローブユニットのY座標、TA
n:復調された信号に含まれているトラックアドレス
(図中で上から下に向かって1ずつ増える各データトラ
ック固有の番号)、T:データトラックの間隔である。 5.全てのプローブで、再生信号の復調が行われたら終
了する。さもなければ、Y方向に1ステップ駆動し、
2.に戻る(図5(5))。ここで、Y方向の移動ステ
ップは、データトラックの間隔より十分小さいものとす
る。本実施例においては、データトラック間隔が20n
mに対して、移動ステップは4nmとした。
FIG. 5 shows a flowchart of this procedure. 1. The probe unit is positioned in the Y direction so that all the probes fall within the range of the data block in the Y direction (FIG. 5A). This is determined from the assumed maximum process error. For example, as in the above-described example, the position of the data block as viewed from the tip of the probe is up to ± 20.
Assuming that the probe unit is shifted by 0 nm, the Y coordinate of the probe unit may be set within 200 nm from the upper and lower ends of the data block. 2. Move the probe unit to a position where all probes will be to the left of the beginning (left end) of the data track.
Position in the direction (FIG. 5 (2)). This is also 1. Similarly, it is obtained from the assumed maximum process error. 3. The probe unit is scanned in the X direction until all the probes will be on the right side of the data track (FIG. 5 (3)). 4. When a reproduction signal larger than a preset threshold value is detected in each probe, the reproduction signal is demodulated. Then, the shift amount of each probe is calculated (FIG. 5 (4)). Displacement d of probe n in X direction and Y direction
Xn and dYn are given by dXn = XPn dYn = YPn-TAn × T. Here, XPn: X coordinate of the data track reproduction start, YPn: Y coordinate of the probe unit, TA
n: a track address (a unique number of each data track, which increases by one from top to bottom in the figure) included in the demodulated signal, and T: an interval between data tracks. 5. When the reproduction signal has been demodulated by all the probes, the process ends. Otherwise, drive one step in the Y direction,
2. (FIG. 5 (5)). Here, it is assumed that the moving step in the Y direction is sufficiently smaller than the interval between the data tracks. In this embodiment, the data track interval is 20n
For m, the moving step was 4 nm.

【0018】そして、各プローブの位置ずれ量に基づく
情報の再生は以下の手順で行う。再生にあたっては、再
生をおこなうプローブ、再生開始トラックアドレスT
A、再生を行うトラック数があらかじめ指定される。以
下で、再生に関与するプローブのずれ量dXn、dYn
のうち、最大最小のものをそれぞれ、dXmax、dX
min、dYmax、dYminとし、各データトラッ
クの長さをLとする。この手順の流れ図を図6に示す。 1.プローブユニットのY座標を(T×TA−dYma
x)に位置合わせする(図6(1))。このようにする
ことで、再生に関与するプローブのうち最も下側にずれ
ているプローブ(dYnが最大のプローブ)が、再生開
始トラックの延長線上に来るようにY方向に位置合わせ
がなされる。 2.プローブユニットのX座標を−dXmaxよりも図
中で左側に移動する(図6(2))。このようにするこ
とで、再生に関与する全てのプローブが、データトラッ
クの左端よりも左側に来るようにX方向に位置合わせが
なされる。 3.プローブユニットのX座標が、L+dXminを越
えるまでX方向にプローブユニットを走査をする(図6
(3))。このようにすることで、再生に関与する全て
のプローブが、データトラックの末尾(右端)を越える
まで走査されることになる。 4.各プローブにおいて、3.の走査時にあらかじめ設
定されたしきい値よりも大きな再生信号が検出された場
合は、再生信号の復調を行う。そして、復調された信号
に含まれているトラックアドレスが、再生を指定された
トラックアドレスであるなら、トラックアドレスと復調
されたデータを共にバッファメモリに記録する(図6
(4))。 5.再生に関与するプローブのうち最も上側にずれてい
るプローブ(dYnが最小のプローブ)が、信号の復調
を行ったなら、そのデータトラックに属する全てのデー
タが復調されたことになるので、バッファメモリから1
データトラック分の再生されたデータの転送を行う(図
6(5))。 6.再生を行う全てのデータトラックの再生を行ったの
なら、終了する。さもなければ、Y方向に1ステップ駆
動し、2.へ戻る。ここで、Y方向の移動ステップは、
トラック幅より十分小さいものとする。本実施例におい
ては、トラック幅が20nmに対して、移動ステップは
4nmとした。このように設定することで、全てのプロ
ーブがデータトラックの上を走査することを保証でき
る。
The reproduction of information based on the displacement of each probe is performed in the following procedure. At the time of reproduction, a probe for reproduction, a reproduction start track address T
A, the number of tracks to be reproduced is specified in advance. Hereinafter, the displacement amounts dXn and dYn of the probes involved in the reproduction are described.
Of the maximum and minimum, dXmax and dX
min, dYmax, and dYmin, and the length of each data track is L. FIG. 6 shows a flowchart of this procedure. 1. Set the Y coordinate of the probe unit to (T × TA−dYma
x) (FIG. 6 (1)). By doing so, the probe which is shifted to the lowermost position (the probe having the largest dYn) among the probes involved in the reproduction is positioned in the Y direction so as to be on the extension of the reproduction start track. 2. The X coordinate of the probe unit is moved to the left side in the figure from -dXmax (FIG. 6 (2)). In this way, the positioning is performed in the X direction such that all the probes involved in the reproduction are located on the left side of the left end of the data track. 3. The probe unit is scanned in the X direction until the X coordinate of the probe unit exceeds L + dXmin (FIG. 6).
(3)). In this way, all the probes involved in the reproduction are scanned until the probe goes beyond the end (right end) of the data track. 4. 2. For each probe If a reproduction signal larger than a preset threshold value is detected during the scanning, the reproduction signal is demodulated. If the track address included in the demodulated signal is a track address for which reproduction is designated, both the track address and the demodulated data are recorded in the buffer memory (FIG. 6).
(4)). 5. If the probe that is shifted to the uppermost position (the probe with the smallest dYn) among the probes involved in the reproduction demodulates the signal, it means that all data belonging to the data track has been demodulated. From 1
The data reproduced for the data track is transferred (FIG. 6 (5)). 6. If all the data tracks to be reproduced have been reproduced, the process ends. Otherwise, drive one step in the Y direction and 2. Return to Here, the moving step in the Y direction is
It shall be sufficiently smaller than the track width. In this embodiment, the moving step is 4 nm for a track width of 20 nm. This setting ensures that all probes scan over the data track.

【0019】以上の手順に基づいて情報の再生を行うこ
とで、複数のプローブを有するSPM情報記録再生装置
において、プローブユニットの交換をおこなっても情報
の再生を行うことができる。そのため、プローブが破損
しても、プローブユニットを交換することで情報を再生
することができるので、情報再生の信頼性が向上し、ま
た、リムーバブルメディアとして使用する際にも、媒体
のみ交換すればよいので、低コスト化を図ることができ
る。また、本実施例においては、バッファメモリを用い
てデータの出力の順番を制御しているが、データの取り
出しの順番が揃っている必要がなければ、バッファメモ
リを使用する必要がないことはいうまでもない。
By reproducing information based on the above procedure, the SPM information recording / reproducing apparatus having a plurality of probes can reproduce information even when the probe unit is replaced. Therefore, even if the probe is damaged, the information can be reproduced by replacing the probe unit, so that the reliability of the information reproduction is improved, and when the medium is used as a removable medium, only the medium can be replaced. Since it is good, cost reduction can be achieved. Further, in the present embodiment, the order of outputting data is controlled using the buffer memory. However, if the order of extracting data does not need to be uniform, it is not necessary to use the buffer memory. Not even.

【0020】[実施例2]図7を用いて、本発明を適用
した実施例2における再生装置の概要を説明する。記録
媒体503に対し、先端に設けられている探針504が
接触するように、複数のプローブ505が配置されてい
る。記録媒体503は、ポリカーボネイト製であり、情
報は記録媒体の凹凸として記録されている。それゆえ、
この記録媒体503は金型によって複製することができ
る。また、記録媒体503は交換自由な構造になってい
る。各プローブ505において、探針504は、たわみ
量に応じて電気抵抗が変化するピエゾカンチレバー50
6により支持されている。複数のプローブ505は、マ
イクロマシニング技術で一体に作成され、マルチプロー
ブヘッド520を構成している。制御コンピュータ51
4により制御された位置制御回路513からの位置制御
信号を受け、xyz駆動機構507により、記録媒体5
03に取り付けられたxyz駆動ステージ508が駆動
され、プローブ505と記録媒体503とは相対的に3
次元方向に移動する。記録媒体503に対し、プローブ
505のxy方向及びz方向位置を調節し、探針504
先端が記録媒体503上の所望の位置で、かつ所望の接
触力で接触させた状態になるようプローブ505が位置
合せされる。
[Embodiment 2] An outline of a reproducing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. A plurality of probes 505 are arranged such that a probe 504 provided at the tip comes into contact with the recording medium 503. The recording medium 503 is made of polycarbonate, and information is recorded as irregularities on the recording medium. therefore,
This recording medium 503 can be duplicated by a mold. The recording medium 503 has a freely exchangeable structure. In each probe 505, the probe 504 is connected to a piezo cantilever 50 whose electric resistance changes according to the amount of deflection.
6 supported. The plurality of probes 505 are integrally formed by a micromachining technique, and constitute a multi-probe head 520. Control computer 51
4 receives a position control signal from a position control circuit 513 controlled by
03 is driven, and the probe 505 and the recording medium 503 are relatively 3
Move in the dimension direction. The position of the probe 505 in the xy and z directions with respect to the recording medium 503 is adjusted, and the probe 504 is adjusted.
The probe 505 is positioned so that the leading end is in a desired position on the recording medium 503 and is brought into contact with a desired contact force.

【0021】上記の再生装置において記録媒体503に
対しプローブ505を走査する際、プローブ505上の
探針504先端は記録媒体503に対し、常に接触した
状態を保つ。記録媒体503上に凹凸形状として記録さ
れた情報は、ピエゾカンチレバー506の電気抵抗の変
化として読み取ることができる。このピエゾカンチレバ
ー506の電気抵抗の変化は、再生制御回路512を通
じて制御コンピュータ514に入力される。本実施例に
おいて、実施例1と同様の再生方法を用いることで、記
録時とは異なるマルチプローブヘッドを用いて、記録媒
体503上に記録された情報を再生することが可能であ
る。本発明を用いることで、情報が凹凸として記録され
た記録媒体から、複数のプローブを用いて情報を再生す
ることができる。つまり、記録媒体の大量複製が可能
な、複数のプローブを持つSPMメモリ装置を提供する
ことができる。
When the probe 505 scans the recording medium 503 in the above reproducing apparatus, the tip of the probe 504 on the probe 505 always keeps in contact with the recording medium 503. Information recorded on the recording medium 503 as an uneven shape can be read as a change in electric resistance of the piezo cantilever 506. The change in the electric resistance of the piezo cantilever 506 is input to the control computer 514 through the reproduction control circuit 512. In this embodiment, by using the same reproducing method as that of the first embodiment, it is possible to reproduce information recorded on the recording medium 503 by using a multi-probe head different from that at the time of recording. By using the present invention, information can be reproduced from a recording medium on which information is recorded as unevenness using a plurality of probes. That is, it is possible to provide an SPM memory device having a plurality of probes and capable of mass copying of a recording medium.

【0022】[実施例3]本実施例においては、実施例
1と全く同じ構成の装置を用いる。ただし、記録媒体2
03は、消去が可能なものを使用する。情報の記録は、
実施例1と全く同じ方法で行う。記録時と異なるプロー
ブを使用して再生する時には、記録媒体上の情報の再構
成を行う。情報の再構成を行うために、まず、実施例1
と全く同様にして、各プローブのずれ量の測定を行う。
そして、その測定したプローブのずれ量に基づいて、記
録媒体上の情報の記録媒体上の位置を移動させる。ま
ず、特定のデータブロックの情報を全てバッファメモリ
に読み出す。そして、記録媒体上のデータブロックを消
去し、各プローブのずれ量だけずれた位置にデータブロ
ックの内容を記録し直す。バッファメモリの容量がデー
タブロックよりも少ない場合には、何回かに分けて分割
してデータの移動を行えば良い。全てのプローブについ
て、データの再構成をおこなえば、記録時と同じプロー
ブを用いて再生を行うのと同等なことになる。このよう
に、本発明を使用することで、プローブユニットの交換
を行っても、記録と再生で同じプローブユニットを使用
する時と同等な速度で再生可能なSPMメモリ装置を提
供することができる。
[Embodiment 3] In this embodiment, an apparatus having exactly the same configuration as that of Embodiment 1 is used. However, recording medium 2
03 uses what can be erased. The record of information is
This is performed in exactly the same manner as in the first embodiment. When reproduction is performed using a probe different from that used for recording, information on the recording medium is reconstructed. To reconstruct information, first, the first embodiment
The displacement amount of each probe is measured in exactly the same manner as described above.
Then, the position of the information on the recording medium on the recording medium is moved based on the measured displacement amount of the probe. First, all information of a specific data block is read out to the buffer memory. Then, the data block on the recording medium is erased, and the content of the data block is re-recorded at a position shifted by the shift amount of each probe. When the capacity of the buffer memory is smaller than the data block, the data may be moved by dividing the buffer memory into several parts. If the data is reconstructed for all the probes, it is equivalent to performing reproduction using the same probe as that used for recording. As described above, by using the present invention, it is possible to provide an SPM memory device that can reproduce data at the same speed as when the same probe unit is used for recording and reproduction even when the probe unit is replaced.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
マルチプローブヘッドを用いた情報記録再生装置におい
て、マルチプローブヘッドの交換が可能で、信頼性が高
く、リムーバブルメディアのコストが安く、スタンピン
グ等の大量複製技術が利用可能な情報再生方法及び装置
を実現することができる。また、本発明によると、走査
手段の走査範囲を、記録媒体上のデータの記録された範
囲よりもプローブばらつきの分だけ広くすることができ
るから、記録時と異なるマルチプローブヘッドを使用し
ても、マルチプローブヘッドの交換が可能となる。ま
た、本発明によると、前記プローブユニットもしくは前
記記録媒体を交換する際に、前記測定手段によって測定
したプローブの位置ずれ量に基づいて、前記データ位置
再構成手段によって前記プローブから見たデータの位置
のばらつきをなくすように、前記記録媒体上に記録され
た情報の位置を再構成するようにすることで、記録時と
再生時で同じプローブユニットを使用する時と同等の速
度で再生可能な情報再生装置を実現することができる。
本発明によると、データトラック間移動手段を用いて、
プローブをデータトラックの間隔に比べて小さい移動ス
テップで移動させることにより、全てのプローブでデー
タトラックの上を走査可能とすることができる。また、
本発明によると、前記走査手段が前記プローブユニット
を前記記録媒体に対して相対的に走査する際に、前記プ
ローブからの再生信号が所定のしきい値以上のときだけ
再生信号の復調を行うことで、データトラックの上を走
査しているプローブのみの再生信号を復調することがで
きる。また、本発明によると、情報復調手段からの復調
された情報を一時的に蓄え、必要とされる順番に外部に
転送を行うバッファリング手段を構成することで、デー
タの再生される順番がプローブのばらつきによって変化
してしまうことが防止され、必要とされる順番にデータ
を出力することができる。また、本発明によると、プロ
ーブの位置ずれ量測定手段を用いて、プローブユニット
もしくは記録媒体の交換時にプローブの位置ずれ量を測
定することで、前記駆動手段の駆動範囲を必要最小限と
し、高速に再生可能な情報再生装置を実現することがで
きる。
As described above, according to the present invention,
In an information recording / reproducing apparatus using a multi-probe head, an information reproducing method and apparatus capable of exchanging the multi-probe head, having high reliability, low cost of removable media, and utilizing a mass replication technique such as stamping are realized. can do. Further, according to the present invention, the scanning range of the scanning unit can be made wider than the range in which the data is recorded on the recording medium by the amount of the probe variation. Thus, the exchange of the multi-probe head becomes possible. Further, according to the present invention, when replacing the probe unit or the recording medium, the position of the data viewed from the probe by the data position reconstructing means based on the displacement amount of the probe measured by the measuring means. By reconstructing the position of the information recorded on the recording medium so as to eliminate the variation of the information, information that can be reproduced at the same speed as when using the same probe unit at the time of recording and at the time of reproduction A playback device can be realized.
According to the present invention, using the means for moving between data tracks,
By moving the probes in a movement step smaller than the interval between the data tracks, all the probes can scan over the data tracks. Also,
According to the present invention, when the scanning unit scans the probe unit relative to the recording medium, demodulation of the reproduction signal is performed only when the reproduction signal from the probe is equal to or greater than a predetermined threshold. Thus, it is possible to demodulate the reproduction signal of only the probe scanning the data track. Also, according to the present invention, the order in which data is reproduced is probed by configuring buffering means for temporarily storing demodulated information from the information demodulating means and transferring the demodulated information to the outside in the required order. Is prevented from being changed due to the variation of the data, and the data can be output in a required order. According to the present invention, the displacement of the probe is measured at the time of replacement of the probe unit or the recording medium by using the probe displacement measurement means, thereby minimizing the driving range of the driving means and achieving high-speed operation. Thus, an information reproducing apparatus capable of reproducing information quickly can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1における媒体上に記録された
データと複数のプローブの位置関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a positional relationship between data recorded on a medium and a plurality of probes according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1におけるSPMメモリ装置と
制御回路の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an SPM memory device and a control circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例1における記録媒体上の情報と
プローブの配置を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating information on a recording medium and arrangement of probes according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1におけるプローブの動作軌跡
を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation locus of a probe according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例1におけるプローブ位置ずれ計
測時の流れ図である。
FIG. 5 is a flowchart at the time of measuring a probe position shift in the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例1における情報の再生時の流れ
図である。
FIG. 6 is a flowchart at the time of reproducing information according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例2におけるSPMメモリ装置と
制御回路の概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of an SPM memory device and a control circuit according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100〜104、301、401:プローブ 110、310:データトラック 320:データドット 130、330、430:データブロック 340:記録媒体 490:プローブ走査軌跡 201:基板 202:記録層 203、503:記録媒体 204、504:探針 205、505:プローブ 206:弾性体 506:ピエゾカンチレバー 207、507:xyz駆動機構 208、508:xyz駆動ステージ 209:切り替えスイッチ 210:バイアス印加手段 211:記録制御回路 212、512:再生制御回路 213、513:位置制御回路 214、514:制御コンピュータ 220、520:マルチプローブヘッド 100 to 104, 301, 401: Probe 110, 310: Data track 320: Data dot 130, 330, 430: Data block 340: Recording medium 490: Probe scanning locus 201: Substrate 202: Recording layer 203, 503: Recording medium 204 , 504: probe 205, 505: probe 206: elastic body 506: piezo cantilever 207, 507: xyz drive mechanism 208, 508: xyz drive stage 209: switch 210: bias applying means 211: recording control circuit 212, 512: Reproduction control circuit 213, 513: Position control circuit 214, 514: Control computer 220, 520: Multi-probe head

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のプローブを有するプローブユニット
と、 記録媒体に対して前記プローブユニットを相対的に走査
する走査手段と、 プローブの作成誤差によって生じる前記プローブユニッ
ト内における複数のプローブのばらつきによる位置ずれ
量を測定する測定手段とを有し、 前記走査手段の走査範囲が、前記記録媒体上のデータの
記録された範囲よりも前記プローブの位置ずれ量の分だ
け広い範囲で走査するように構成されていることを特徴
とする情報再生装置。
A probe unit having a plurality of probes; scanning means for relatively scanning the probe unit with respect to a recording medium; and a position caused by a variation in the plurality of probes in the probe unit caused by a probe creation error. Measuring means for measuring a shift amount, wherein a scanning range of the scanning means is configured to scan in a range wider by a position shift amount of the probe than a range in which data on the recording medium is recorded. An information reproducing apparatus characterized by being performed.
【請求項2】前記走査手段が、前記プローブユニットを
前記記録媒体に対してデータトラックに平行な方向に相
対的に走査する走査手段と、前記プローブユニットを前
記記録媒体に対して前記データトラックに垂直な方向に
前記データトラックの間隔に比べて小さい移動ステップ
で移動可能なデータトラック間移動手段と、からなるこ
とを特徴とする請求項1に記載の情報再生装置。
2. The scanning unit according to claim 1, wherein said scanning unit scans said probe unit relative to said recording medium in a direction parallel to a data track, and moves said probe unit to said data track with respect to said recording medium. 2. The information reproducing apparatus according to claim 1, further comprising: inter-data-track moving means which can move in a vertical direction in a moving step smaller than an interval between the data tracks.
【請求項3】前記走査手段が、前記プローブユニットを
前記記録媒体に対して相対的に走査する際に、前記プロ
ーブからの再生信号が所定のしきい値以上のときだけ再
生信号の復調を行う復調手段を有することを特徴とする
請求項2に記載の情報再生装置。
3. The scanning unit demodulates a reproduction signal only when a reproduction signal from the probe is equal to or greater than a predetermined threshold when the probe unit relatively scans the recording medium. 3. The information reproducing apparatus according to claim 2, further comprising demodulation means.
【請求項4】前記復調手段によって復調された情報を一
時的に蓄え、必要とされる順番に外部に転送するバッフ
ァリング手段を有することを特徴とする請求項3に記載
の情報再生装置。
4. An information reproducing apparatus according to claim 3, further comprising a buffering means for temporarily storing information demodulated by said demodulating means and transferring the information to an external device in a required order.
【請求項5】複数のプローブを有するプローブユニット
と、 消去及び再記録が可能な記録媒体に対して前記プローブ
ユニットを相対的に走査する走査手段と、 プローブの作成誤差によって生じる前記プローブユニッ
ト内における複数のプローブのばらつきによる位置ずれ
量を測定する測定手段と、 前記記録媒体上に記録された情報の位置を再構成するデ
ータ位置再構成手段とを有し、 前記プローブユニットもしくは前記記録媒体を交換する
際に、前記測定手段によって測定したプローブの位置ず
れ量に基づいて、前記データ位置再構成手段によって前
記プローブから見たデータの位置のばらつきをなくすよ
うに、前記記録媒体上に記録された情報の位置を再構成
することを特徴とする情報再生装置。
5. A probe unit having a plurality of probes, scanning means for relatively scanning the probe unit with respect to a erasable and re-recordable recording medium, and A measuring unit for measuring a displacement amount due to a variation in a plurality of probes; and a data position reconstructing unit for reconstructing a position of information recorded on the recording medium, and exchanging the probe unit or the recording medium. The information recorded on the recording medium so as to eliminate variations in the position of data viewed from the probe by the data position reconstructing means, based on the amount of displacement of the probe measured by the measuring means. An information reproducing apparatus characterized by reconfiguring the position of the information.
【請求項6】前記走査手段が、前記プローブユニットを
前記記録媒体に対してデータトラックに平行な方向に相
対的に走査する走査手段と、前記プローブユニットを前
記記録媒体に対して前記データトラックに垂直な方向に
前記データトラックの間隔に比べて小さい移動ステップ
で移動可能なデータトラック間移動手段と、からなるこ
とを特徴とする請求項5に記載の情報再生装置。
6. A scanning means for scanning the probe unit relative to the recording medium in a direction parallel to a data track, and the scanning means for moving the probe unit on the data track with respect to the recording medium. 6. The information reproducing apparatus according to claim 5, comprising: inter-data-track moving means that can move in a vertical direction in a moving step smaller than a distance between the data tracks.
【請求項7】前記走査手段が、前記プローブユニットを
前記記録媒体に対して相対的に走査する際に、前記プロ
ーブからの再生信号が所定のしきい値以上のときだけ再
生信号の復調を行う復調手段を有することを特徴とする
請求項6に記載の情報再生装置。
7. When the scanning unit scans the probe unit relative to the recording medium, the scanning unit demodulates the reproduced signal only when the reproduced signal from the probe is equal to or greater than a predetermined threshold value. 7. The information reproducing apparatus according to claim 6, further comprising a demodulation unit.
【請求項8】前記復調手段によって復調された情報を一
時的に蓄え、必要とされる順番に外部に転送するバッフ
ァリング手段を有することを特徴とする請求項7に記載
の情報再生装置。
8. An information reproducing apparatus according to claim 7, further comprising buffering means for temporarily storing information demodulated by said demodulating means and transferring the information to the outside in a required order.
【請求項9】記録媒体に対して複数のプローブを有する
プローブユニットを相対的に走査し記録情報を再生する
情報再生方法において、 プローブの作成誤差によって生じる前記プローブユニッ
ト内における複数のプローブのばらつきによる位置ずれ
量を測定する測定手段を備え、 前記プローブユニットもしくは前記記録媒体を交換する
際に、前記記録媒体上のデータの記録された範囲よりも
前記プローブの位置ずれ量の分だけ広い範囲で前記走査
手段を走査可能としたことを特徴とする情報再生方法。
9. An information reproducing method in which a probe unit having a plurality of probes is relatively scanned with respect to a recording medium to reproduce recorded information, wherein a variation in the plurality of probes in the probe unit caused by a probe creation error occurs. Measuring means for measuring the amount of displacement, when replacing the probe unit or the recording medium, a range wider than the range of data recorded on the recording medium by the amount of displacement of the probe. An information reproducing method, wherein a scanning unit is capable of scanning.
【請求項10】前記プローブユニットを前記記録媒体に
対して相対的に走査する際に、前記プローブからの再生
信号が所定のしきい値以上のときだけ再生信号の復調を
行うことを特徴とする請求項9に記載の情報再生方法。
10. When the probe unit scans relative to the recording medium, the reproduction signal is demodulated only when the reproduction signal from the probe is equal to or greater than a predetermined threshold. The information reproducing method according to claim 9.
【請求項11】前記再生信号の復調によって復調された
情報を一時的に蓄え、必要とされる順番に外部に転送を
行うことを特徴とする請求項10に記載の情報再生方
法。
11. The information reproducing method according to claim 10, wherein information demodulated by demodulation of said reproduction signal is temporarily stored and transferred to the outside in a required order.
【請求項12】記録媒体に対して複数のプローブを有す
るプローブユニットを相対的に走査し記録情報を再生す
る情報再生方法において、 消去及び再記録が可能な記録媒体と、プローブの作成誤
差によって生じる前記プローブユニット間における複数
のプローブのばらつきによる位置ずれ量を測定する測定
手段とを備え、 前記プローブユニットもしくは前記記録媒体を交換する
際に、前記測定手段によって測定したプローブの位置ず
れ量に基づいて、前記データ位置再構成手段によって前
記プローブから見たデータの位置のばらつきをなくすよ
うに、前記記録媒体上に記録された情報の位置を再構成
することを特徴とする情報再生方法。
12. An information reproducing method in which a probe unit having a plurality of probes is relatively scanned with respect to a recording medium to reproduce recorded information. Measuring means for measuring a displacement amount due to a variation in a plurality of probes between the probe units, and when exchanging the probe unit or the recording medium, based on the displacement amount of the probe measured by the measuring means. An information reproducing method for reconstructing a position of information recorded on the recording medium so that the data position reconstructing means eliminates a variation in a position of data viewed from the probe.
【請求項13】前記プローブユニットを前記記録媒体に
対して相対的に走査する際に、前記プローブからの再生
信号が所定のしきい値以上のときだけ再生信号の復調を
行うことを特徴とする請求項12に記載の情報再生方
法。
13. When the probe unit scans relative to the recording medium, the reproduction signal is demodulated only when the reproduction signal from the probe is equal to or greater than a predetermined threshold. The information reproducing method according to claim 12.
【請求項14】前記再生信号の復調によって復調された
情報を一時的に蓄え、必要とされる順番に外部に転送を
行うことを特徴とする請求項13に記載の情報再生方
法。
14. The information reproducing method according to claim 13, wherein information demodulated by demodulation of said reproduction signal is temporarily stored and transferred to the outside in a required order.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7483362B2 (en) 2004-11-01 2009-01-27 Hitachi, Ltd. Recording/reproducing apparatus

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