JP2003085969A - 誘電体情報装置、テープ状媒体記録再生装置及びディスク状媒体記録再生装置 - Google Patents
誘電体情報装置、テープ状媒体記録再生装置及びディスク状媒体記録再生装置Info
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Abstract
SNDMを構成し、このSNDMを用いて誘電体の微小
領域に情報を記録し、再生する高密度、大容量の誘電体
情報装置を提供する。 【解決手段】 誘電体12の微小領域に情報を記録する
複数の第1の電極14と、第1の電極14と対向して誘
電体を挟んで設けられた接地される第2の電極13とを
設け、第1の電極14に交流信号を印加して誘電体薄膜
12の微小領域に記録された情報を読み出す。微小領域
の分極方向と加える電界の方向によって、その微小領域
の誘電率が定まり、その誘電率に基づく容量Csと外付
けされたインダクタLとを要素として含む共振回路で発
振器20を発振させる。発振器20の信号はFM復調器
21で復調され信号検出器22で同期検波さる。記録す
る場合は記録信号を第1の電極14に印加し、分極方向
を記録信号に対応するように定める。
Description
に情報を記録する記録装置、誘電体の微小領域に記録し
た情報を再生する再生装置、誘電体の微小領域に情報を
記録し、再生する記録再生装置を形成する誘電体情報装
置の技術分野に属する。
料が開発され、超音波や光素子及びメモリ等に多く用い
られている。それに伴い、強誘電材料の残留分極分布や
圧電材料の局所異方性の計測が行える方法の開発が進め
られてきている。これらに関し本願発明者らは純電気的
に材料の分極分布や局所異方性の検出が、表面に付着し
た自由電荷による遮蔽効果に妨げられることなく行える
技術として走査型非線形誘電率顕微鏡(SNDM:Sc
anning Nonlinear Dielectr
ic Microscopy)を開発してきた。
から、分極の状態や局所的な異方性を検出する技術であ
って、これまで同軸共振器を用いた分布定数型プロー
ブ、LC共振器を用いた小型の集中定数型プローブと順
次開発を進めている。その分解能もナノメータからサブ
ナノメータオーダにまで達しており、線形・非線形誘電
率分布の定量計測も可能になっている。
極めて微小な領域で非破壊計測が可能であり、他方、所
定の電界を印加することにより分極を制御することがで
きる。従ってこのSNDMは超高密度誘電体記録再生を
実現するための有効な技術となるものである。
ために、さらに小型で記録再生装置として用いることに
適したSNDMが開発されている。このSNDMでは誘
電体記録媒体側の裏面に形成されたの第1の電極と、前
記誘電体の微小領域に接触(或いは微小のギャップを介
して接触)するように形成されたプローブ用探針である
第2の電極との間に、第1の電極側から測定用の低周波
交番電界を印加して媒体に記録されていた微小領域の分
極の正負を読み出していた。このとき前記第2の電極は
グランドに接続された構成となっている。
高速記録再生を実現するには、複数のプローブを用いて
同時に行うことが効果的である。しかしながら従来の構
成ではプローブの数に応じた複数の発振器が必要であ
り、その発振器は比較的大きなものであった。この規模
の大きな複数個の発振器を集積化し、装置の小型化を図
ることは困難であり、装置の小型化を妨げる要因になっ
ていた。
ものであり、小型で複数のプローブを用いることができ
るSNDMを構成し、このSNDMを用いて誘電体の微
小領域に情報を記録する記録装置、記録した情報を再生
する再生装置、及び情報を記録し再生する記録再生装置
となる誘電体情報装置を提供しようとするものである。
報装置は上記課題を解決するために、対向する第1の面
と第2の面とを有する誘電体の微小領域に情報を記録す
る誘電体情報装置であって、前記誘電体の第1の面に接
触するように設けられた、所定曲率の先端部を有する第
1の電極と、前記誘電体の第2の面に接続する第2の電
極と、記録すべき信号を生成する記録信号生成手段と、
前記記録信号生成手段により生成された信号を前記第1
の電極に印加する信号印加手段とを具備する。
は、誘電体の微小領域に情報を高密度で書き込むことが
可能となる。記録媒体として用いる誘電体は、情報を書
き込む面は平坦に形成され、書き込み用の第1の電極が
好適に接触し、また移動が好適に行われる。誘電体の他
の面には全面に第2の電極が密着して設けられていて、
例えば、共通電位である接地電位に接続される。
の導電性材料を、その先端が所定の曲率である、例えば
半径がサブミクロンのオーダーの球状に電界研磨したも
のが用いられる。または、金属コーティングされたAF
M(Atomic Force Mircoscop
e:原子間力顕微鏡)用のカンチレバー等を用いてよ
い。
が確保された導電性の基板が用いられる。
の基板の上に、誘電体を所定の方法、例えばスパッタリ
ング等の公知の方法によって形成された誘電体膜を用い
ることができる。
用される。
であるPZT材料。
鉛。
鉛。
リウム。
チウム。
ルコニウム(Zr),チタン(Ti)系の固溶体である
PLZT材料。
a),鉛(Pb),バリウム(Ba)系の固溶体である
BNPB材料などの誘電体材料。
膜形成されたもののいずれの材料も使用可能である。ま
た、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリ
デンと三フッ化エチレンの共重合体、フッ化ビニリデン
と四フッ化エチレンの共重合体、シアノビニリデンと酢
酸ビニルの共重合体などの圧電高分子材料なども使用す
ることができる。またさらに、前記材料を複数個組み合
わせた材料も使用できる。
れて誘電体材料の微小領域の分極状態を変化させ、記録
する情報を生成する。デジタル信号に限ることなくアナ
ログ信号であってもよい。音声情報、映像情報、コンピ
ュータ用のデータ等、各種の情報に応じて構成される。
録用の信号を、直流電圧又はパルスとして誘電体の第1
の面に第1の電極を介して印加する。
を解決するために、対向する第1の面と第2の面とを有
する誘電体の微小領域に情報を記録する誘電体情報装置
であって、前記誘電体の第1の面に接触するように設け
られた、所定曲率の先端部を有する第1の電極と、前記
誘電体の第2の面に接続する第2の電極と、記録すべき
信号を生成する記録信号生成手段と、所定の周波数を有
する交流信号を生成する交流信号生成手段と、前記記録
信号生成手段により生成された信号と、前記交流信号生
成手段により生成された信号を重畳する信号重畳手段
と、前記信号重畳手段により重畳された信号を前記第1
の電極に印加する信号印加手段と、誘電体の第1の電極
と第2の電極間に形成される容量と、外付けされたイン
ダクタを含んで構成された発振手段と、前記発振手段に
より発振した、前記容量に依存して変調された周波数を
復調する復調手段と、前記復調手段により復調された信
号と前記交流信号とにより、記録した信号を再生する信
号再生手段とを具備する。
れば、第1の誘電体情報装置に、記録していく情報を同
時に再生して、記録状態を確認する再生手段を備えたも
のであって、記録が正常に行えているか否かを確認しな
がら情報の記録を行っていくことが可能となる。
極間の微小領域で形成される、誘電体の分極の状態に対
応した容量と、外付けされるインダクタとで構成される
共振回路に接続された発振器と、容量の変動に対応して
変化する前記発振器の発振周波数を復調する復調器と、
前記復調器からの信号を前記交流信号生成手段により生
成され記録情報に重畳された交流信号に同期させて、記
録情報を再生する信号再生手段からなる。このときの発
振周波数は1Ghz程度である。
例えば5Khz程度の周波数の交番電圧を発生し、信号
重畳手段により記録用信号に重畳される。この合成され
た信号が信号印加手段により第1の電極に印加される。
述した第1の誘電体情報装置と同一である。また、第1
の電極は上述した第1の誘電体情報装置で用いられるも
のと同様のものが適用される。
を解決するために、対向する第1の面と第2の面とを有
する誘電体の微小領域に記録された情報を再生する誘電
体情報装置であって、前記誘電体の第1の面に接触する
ように設けられた、所定曲率の先端部を有する第1の電
極と、前記誘電体の第2の面に接続する第2の電極と、
所定の周波数を有する交流信号を生成する交流信号生成
手段と、前記交流信号生成手段により生成された交流信
号を前記第1の電極に印加する信号印加手段と、誘電体
の第1の電極と第2の電極間に形成される容量と、外付
けされたインダクタを含んで構成される発振手段と、前
記発振手段により発振した、前記容量に依存して変調さ
れた周波数を復調する復調手段と、前記復調手段により
復調された信号と前記交流信号とにより記録されている
信号を再生する信号再生手段とを具備する。
れば、記録媒体である誘電体に、第1の電極と第2の電
極間の分極の状態に応じた容量として記録されている情
報を読み取る装置であって、所定の周波数の交流信号を
交流信号生成手段により生成し、この交流信号を第1の
電極に印加しつつ第1の電極で誘電体の表面に接触す
る。この接触した第1の電極と第2の電極間の微小領域
の前記容量と外付けされたインダクタにより決まる周波
数で発振する発振器を備え、この発振器の容量の値に応
じて変調された発振信号を復調し、さらにその復調信号
から前記交流信号と同期させて記録している情報を読み
出す。交流信号は5Khz程度であり、発振信号は1G
hz程度である。交流信号と同期させて情報を読み出す
ことにより高品位の情報再生が可能となる。
述した第1の誘電体情報装置と同一である。また、第1
の電極は上述した第1の誘電体情報装置で用いられるも
のと同様のものが適用される。
を解決するために、対向する第1の面と第2の面とを有
する誘電体の微小領域に情報を記録し、再生する誘電体
情報装置であって、(i)記録手段は、前記誘電体の第
1の面に接触するように設けられた、所定曲率の先端部
を有する第1の電極と、前記誘電体の第2の面に接続す
る第2の電極と、記録すべき信号を生成する記録信号生
成手段と、所定の周波数を有する交流信号を生成する交
流信号生成手段と、前記記録信号生成手段により生成さ
れた信号と、前記交流信号生成手段により生成された信
号を重畳する信号重畳手段と、前記信号重畳手段により
重畳された信号を前記第1の電極に印加する信号印加手
段とを具備し、(ii)再生手段は、誘電体の第1の電極
と第2の電極間に形成される容量と、外付けされたイン
ダクタを含んで構成された発振手段と、前記発振手段に
より発振した、前記容量に依存して変調された周波数を
復調する復調手段と、前記復調手段により復調された信
号と前記交流信号とにより記録した信号を再生する信号
再生手段とを具備し、さらに、前記記録手段及び再生手
段のいずれか一方の手段を選択する切替え装置を具備す
る。
れば、記録装置と再生装置を共に備えた構成であって、
いずれの装置として動作させるかを選択する切替え装置
を備える。記録装置と再生装置の各々の構成とその動作
は上述したものと同一であるが、本発明の構成では、記
録装置と再生装置の交流信号発生手段と発振手段と復調
手段と信号検出手段は共用していて、それぞれに専用の
手段を設ける必要はない。切替え装置は外部からの操作
により、第1の電極に印加する再生用の交流信号と、情
報と交流信号を重畳した記録用の信号を切り替える。切
替え装置からの指示で再生用の信号と記録用の信号を切
り替える手段は2つの入力から1つを選択する機械的リ
レー装置、あるいは半導体素子で構成された固体リレー
装置が用いられるが、アナログ信号を扱う場合は機械的
リレー装置が、デジタル信号を扱う場合は固体リレー装
置が好適である。
述した第1の誘電体情報装置と同一である。また、第1
の電極は上述した第1の誘電体情報装置で用いられるも
のと同様のものが適用される。
記交流信号を前記発振手段に対して遮断する遮断手段を
具備する。
交流信号と誘電体の分極状態に応じて発振周波数が決ま
る発振器を備える装置においては、交流信号が発振器に
入力されると発振周波数に影響を与えることになる。
揺動電界を与え、再生信号からこの交流信号を用いて記
録されている情報を高いS/N比で読み取りが行えるよ
うにしようとするものである。しかしながらこの交流信
号が直接発振器に入力されると発振器と干渉して発振の
外乱要因となり、また、後述するように第1の電極を複
数設け、それぞれに異なる周波数の交流信号を印加する
場合、更なる干渉が起こることを防止している。
特徴の1つである、第1の電極を複数設けた場合であっ
ても発振手段を1つで共用することを可能としている。
即ち、比較的大きな回路構成を必要としていた発振手段
を1つで済むので、記録、再生、記録再生装置を小型で
安価に形成が可能となる。
前記信号再生手段は同期検波方式による再生手段を具備
する。
ける容量に基づいて変化する発振器の発振周波数を、周
波数復調手段により復調し、その復調信号を交流信号と
の位相関係を用いて再生する。交流信号に同期した信号
が抜き出されるので高いS/N比で目的とする周波数変
調を受けた信号の再生が可能である。発振周波数が多く
の交流信号で変調されている場合、それぞれの交流信号
と同期分離され、それぞれの交流信号に対応した正確な
情報の再生が可能となる。
前記第1の電極の周囲に接地した電極を具備する。
って第1の電極から印加された高周波電界が媒体表面の
微小領域の容量を通過してアース側に戻る回路を形成し
ている。尚、第1の電極の周囲に設定されていて上述し
たことと等価の役割を果たす電極であれば、その形状は
問わない。
前記第1の電極は、所定間隔を有して保持された複数の
電極から成る。
けることで、同時に複数の媒体表面位置で情報を記録し
再生することが可能となる。例えば8本の第1の電極を
設けた場合、8ビット単位で情報の書き込み、読み出し
が可能となり、データ処理の高速化と効率化が図れる。
複数設けられた前記第1の電極の各々に供給する、それ
ぞれ異なる交流信号を生成する交流信号生成手段を具備
する。
極のそれぞれに異なる周波数の交流信号を印加するの
で、情報を再生するときにその電極に該当する周波数の
交流信号を参照信号として用いることで、他の電極から
再生される信号と混同することなく記録されている情報
を再現することが可能である。
前記誘電体は、強誘電体(ferroelectric substance)
からなる。
tric substance)と比較して一層良好に、強誘電体の微
小領域に情報を高密度で書き込むことが可能となる。
課題を解決するために、テープ状の誘電体記録媒体に情
報を記録し再生するテープ状媒体記録再生装置であっ
て、前記誘電体記録媒体を直線状に走行させる走行手段
と、前記誘電体記録媒体に接触し、情報を記録し読み出
す複数の電極と、前記複数の電極と前記誘電体記録媒体
を挟んで設けられた、接地される共通電極と、記録する
信号を生成し、読み出された信号を再生する信号処理手
段とを具備する。
誘電体記録媒体を用いて高密度で大容量の記録再生装置
を構成する可能となる。
様では、前記誘電体記録媒体は、強誘電体からなる。
記録媒体と比較して一層良好に、強誘電体からなる記録
媒体の微小領域に情報を高密度で書き込むことが可能と
なる。
記課題を解決するために、ディスク状の誘電体記録媒体
に情報を記録し再生するディスク状媒体記録再生装置で
あって、前記誘電体記録媒体を回転させる回転手段と、
前記誘電体記録媒体に接触し、情報を記録し読み出す複
数の電極と、前記複数の電極と前記誘電体記録媒体を挟
んで設けられた、接地される共通電極と、前記複数の電
極をディスク状の誘電体記録媒体の半径方向に移動させ
る移動手段と、記録する信号を生成し、読み出された信
号を再生する信号処理手段とを具備する。
た誘電体記録媒体を用いて高密度で大容量、高速アクセ
スの記録再生装置を構成する可能となる。
態様では、前記誘電体記録媒体は、強誘電体からなる。
記録媒体と比較して一層良好に、強誘電体からなる記録
媒体の微小領域に情報を高密度で書き込むことが可能と
なる。
次に説明する実施の形態から明らかにされる。
て、誘電体情報装置については第1実施形態から第4実
施形態を挙げ、また、テープ状媒体記録再生装置及びデ
ィスク状媒体記録再生装置の構成例について、それぞれ
図を参照して説明する。
電体情報装置について図1から図4を参照して説明す
る。ここで図1は第1実施形態の構成を示す図であり、
図2は誘電体の分極状態と出力電圧の関係を説明するた
めの図であり、図3は探針の周囲に設けられた電極の作
用を説明するための図であり、図4は信号の検出に用い
られるロックインアンプの構成と信号検出の動作につい
て説明するための図である。
誘電体を記録媒体とし、誘電体の微小領域に電界を加え
て分極の方向を所定の方向に合わせ、その微小領域を情
報記録単位として記録する記録系の構成と、分極の方向
と印加する電界の方向とで異なる特に3次の誘電率ε3
に着目し(印加する電界と分極の方向が同じ場合と異な
る場合とで誘電率ε3は反転する)、これに対応する容
量の変化を検出して記録されている情報を読み出す再生
系の構成とを有する、記録再生機能を有した誘電体情報
装置である。
構成を示す概略の図であって、情報を記録する誘電体記
録媒体11は誘電体薄膜12と誘電体薄膜12のベース
となる電極13からなり、電極13は接地される。誘電
体薄膜12は導電性の材料である電極13の上にBaT
iO3等の誘電体材料をスパッタリング等の公知の技術
によって形成されたものである。または図示しないSi
基板上に白金などの薄膜電極を形成し、その上にPZT
等の誘電体薄膜をゾルゲル法等の手法で形成したものを
用いてもよい。
触するように複数の探針14a〜14nが設けられ、探
針14a〜14nと電極13との間に挟まれた誘電体薄
膜12の微小領域に容量Csa〜Csnが形成され、情
報の記録単位となっている。
号を発生する交流信号発生器15a〜15n、記録用信
号を発生する記録信号発生器16、記録信号発生器16
からの信号16a〜16nと交流信号発生器15a〜1
5nからの信号を重畳する加算器17a〜17n、交流
信号発生器15a〜15nからの信号と重畳された信号
を選択する切替え装置18a〜18n、記録信号発生器
16及び切替え装置18a〜18nを制御する切替え制
御部19、選択された信号を探針14a〜14nに導く
インダクタLa〜Ln、容量Csa〜Csnと共振回路
を構成するインダクタL、容量Csa〜Csnとインダ
クタLの値に基づいて発振する発振器20、発振器20
からの周波数変調された発振信号を復調するFM復調器
21、FM復調器21からの復調信号を交流信号発生器
15a〜15nからの信号と同期を取って情報を再生す
る信号検出器22a〜22n、及び探針14a〜14n
を囲うようにして接地された電極23を備える。
a〜14nのそれぞれにインダクタLa〜Lnを介して
固有の異なる周波数の交番電圧を供給するものであり、
この周波数を参照信号として、各探針で検出する信号を
弁別するものである。その周波数は5Khz程度を中心
としたものであり、探針14a〜14nと電極13との
間の誘電体薄膜12の微小領域に交番電界を印加するこ
とになる。
えているか否かを確認するための記録情報の再生を伴わ
ない純粋な記録動作を行う際には、このような各探針1
4a〜14nで検出する信号を弁別するための交番電界
を印加する必要はなく、当該交番電界の印加は、専ら信
号再生用に行われるものである。このため、記録時に
は、記録信号発生器16からの記録用の信号として、直
流電圧或いはパルスを探針14a〜14nに夫々印加す
ればよい。他方、再生時には、例えばキャリア周波数よ
り十分低く探針14a〜14nの数ほど周波数の異なる
交流信号を交流信号発生器15a〜15nにより印加す
ればよい。そして、このような交流信号発生器15a〜
15nにより交番電界を印加するか否かは、記録時と再
生時にスイッチにより切り替えればよい。
の状態を図2に示す。まず、記録を行う場合は探針14
から記録情報に基づいた電界が誘電体膜12を挟んで電
極13との間に加えられる。ここで例えば探針14から
電極13に向かう電界が印加されたとき微小領域は下向
きの分極Pとなり、電極13から探針14に向かう電界
が印加されたときは上向きの分極Pとなるとする。これ
が情報を記録した状態に対応する。探針14が矢印Xで
示す方向に操作されると、検出電圧は分極Pに対応し
て、上下に振れた矩形波として出力される。分極Pの分
極程度によりこのレベルは変化し、アナログ信号として
の記録も可能である。
番電界の方向と対応する微小領域の分極P方向の関係か
ら3次の誘電率ε3の正負が反転し、従ってこれに対応
する容量Csa〜Csnの値が変化し、詳しくは後述す
る発振器20はこの容量Csa〜Csnの値に基づいて
発振周波数が変化し、これを復調することで情報の読み
出しが可能となる。
し、交流信号発生器15a〜15nの交流信号と重畳さ
れて、記録時に探針14a〜14nに供給される。この
信号はデジタル信号に限らずアナログ信号であってもよ
い。これらの信号として、音声情報、映像情報、コンピ
ュータ用デジタルデータ等、各種の信号が含まれる。ま
た、記録信号に重畳された交流信号は信号再生時の参照
信号として各探針の情報を弁別して再生するためであ
る。
16nに交流信号発生器15a〜15nからの固有で異
なる交流信号を重畳するためのものである。交流成分を
含む記録信号となり探針14a〜14nのそれぞれにイ
ンダクタLa〜Lnを介して印加される信号を形成す
る。
信号発生器15a〜15nからの信号を、一方、記録時
は記録信号発生器16からの信号を探針14a〜14n
に供給されるように選択する。この装置は機械式のリレ
ーや半導体の回路が用いられるが、アナログ信号にはリ
レーが、デジタル信号には半導体回路で構成するのが好
適である。
動し、記録動作をさせる場合は記録信号発生器16の動
作を開始させ、切替え装置18a〜18nを記録信号発
生器16側に接続し、一方、再生動作をさせる場合は切
替え装置18a〜18nを交流信号発生器15a〜15
n側に接続させる。また、図示しない誘電体情報装置の
各種制御回路、駆動回路、これらを制御するCPUを中
心とした制御回路等に選択された動作を知らせ、装置の
制御、駆動に当たらせる。
は、交流信号発生器15a〜15nや記録信号発生器1
6からの信号が発振器20の発振に干渉しないように信
号系統を遮断するためのハイパスフィルタを構成するた
めに用いられていて、その遮断周波数はf=1/2π√
{L(a〜n)C(a〜n)}である。ここで、Lはイ
ンダクタL(a〜n)のインダクタンス、Cは容量C
(a〜n)のキャパシタンスとする。交流信号の周波数
は5Khz程度であり、発振器20発振周波数は1Gh
z程度であるので、1次のLCフィルタで分離は十分に
行われる。さらに次数の高いフィルタを用いてもよいが
素子数が多くなるので装置が大きくなる虞がある。
号発生器15の交流信号の周波数と発振器20の発振周
波数はさらに高くすることが望ましい。その場合フィル
タの定数もそれに対応して選定される必要がある。
Csnで構成される共振回路の共振周波数f0=1/2
π√(LC)で発振する。こで、LはインダクタLのイ
ンダクタンス、Cは容量Csa〜Csn、及び探針14
周辺の図示しない浮遊容量の並列に合成されたキャパシ
タンスとする。発振器20は上述したようにインダクタ
La〜Ln及び容量Ca〜Cnによって信号源側と分離
されているため、個々の探針毎に発振器を設ける必要は
なく1つを備えればよい。これは本発明の大きな特徴と
なるものである。この周波数は1Ghz程度を中心とし
た値となるようにインダクタLのインダクタンスを設定
する。
対する影響は、まず、容量Ca〜Cnについて、その容
量は容量Csa〜Csnと比較して十分に大きく、ま
た、直列接続になっているので容量Csa〜Csnが発
振周波数に対して支配的になる。また、浮遊容量は容量
Csa〜Csnと並列に入るが、所定の手法により、例
えば誘電率が既知のサンプルを用いてこの浮遊容量と発
振周波数の関係を知ることができ、従って発振周波数の
変動を容量Csa〜Csnの変動と対応して分離するこ
とが可能である。
に対応して発振する発振器20の出力をFM検波し振幅信
号に復調する。この復調された信号には記録されている
情報の他に各探針に印加された交流信号の成分を含むも
のである。
調器21からの復調信号から、交流信号発生手段15a
〜15nの信号を参照信号として、各交流信号、即ち、
各探針に対応した信号を分離して再生する。この信号検
出器22として例えばロックインアンプを用いる。各周
波数と同期をとることでその周波数の成分だけを高いS
/N比で分離して取り出すことができる。尚、他の位相
検波手段を用いてもよいことは当然である。
14nの周囲に設けられた、接地された電極であって、
発振器20で発振された高周波電界が探針14の先端か
ら誘電体の微小領域の微小容量Csを通過してアース側
に戻る回路を形成するための電極である。このような働
きをするものであれば任意の形状の電極を用いてもよ
い。
録装置としての動作について説明する。
置として動作させることを指示する。記録信号発生器1
6は記録すべき信号を発生し、その記録信号は加算器1
7で交流信号発生器15からの交流信号と重畳され、切
替え装置18に入力される。該切替え装置18は切り替
え制御部19の制御により記録信号が接続され、インダ
クタLa〜Lnを介して探針14a〜14nに印加され
る。印加されると誘電体記録媒体11の電極13と探針
14との間に電界が生じ、両電極に挟まれている誘電体薄
膜12の微小領域に、電界の方向に応じた分極が発生す
る。この分極が情報の記録に対応する。
と同時に再生する場合、特に記録が正常に行われている
かをチェックするために、記録モニターのための再生に
ついて述べる。上述したようにして記録されると分極の
状態に応じて容量Csのキャパシタンスが決まり、この
容量CsとインダクタLとを構成要因として含む共振回
路の共振周波数で発振器20は発振する。発振器20か
ら出力される容量Csの変化に対応して変調された信号
はFM復調器21で復調されAM信号に変換される。こ
のAM信号は信号検出器22に入力され、また、記録信
号に重畳した交流信号も入力されて、同期検波が行われ
る。これにより、各探針14a〜14bにより書き込ま
れた情報は各々即時に再生され出力される。
生装置としての動作について説明する。
置として動作させることを指示する。交流信号発生器1
5からの交流信号が切替え装置18に入力される。該切
替え装置18は切替え制御部19の制御により交流信号
が接続され、インダクタLa〜Lnを介して探針14a
〜14bに印加される。印加されると誘電体記録媒体1
1の電極13と探針14との間に電界が生じ、その電界の
方向と、両電極に挟まれている誘電体12の微小領域の
分極の方向により、容量Csのキャパシタンスが決ま
り、この容量CsとインダクタLとを構成要因として含
む共振回路の共振周波数で発振器20は発振する。発振
器20から出力される容量Csの変化に対応して変調さ
れた信号はFM復調器21で復調されAM信号に変換さ
れる。このAM信号は信号検出器22に入力され、ま
た、記録信号に重畳した交流信号も入力されて、同期検
波が行われる。これにより、各探針14a〜14bは記
録されている情報を各々分離して再生され出力される。
ックインアンプについて、図4を参照して説明する。同
期検波に用いられる手段はこのロックインアンプに限る
ことはないことは前述したとおりである。
に、入力端子T1、T2と、増幅器51と、波形整形器
52と、同相分配器53、54と、90度移相器55と、
乗算器である混合器56、57と、低域通過フィルタ5
8、59と、出力端子T3、T4とによって構成され
る。
される復調信号を増幅して同相分配器53に出力する。
同相分配器53は、増幅された復調信号を同相分配して
混合器56と混合器57に出力する。一方、波形整形器
52は、入力端子T2を介して入力された基準信号(図
1の交流信号)を方形波に整形して同相分配器54に出
力する。同相分配器54は、波形整形器52から出力さ
れる基準信号を同相で分配して混合器57と90度移相器
55に出力する。90度移相器55は、基準信号を基準信
号の周波数において90度だけ移相して混合器56に出
力する。混合器56は、復調信号と90度だけ移相され
た基準信号を乗算して混合し、前記復調信号の周波数と
前記基準信号の周波数の和と差の周波数を有する信号に
変換して低域通過フィルタ58に出力する。低域通過フ
ィルタ58は、入力される混合後の信号のうちの直流信
号のみを通過させて出力端子T3に出力電圧Va1を出
力する。混合器57は、基準信号と復調信号とを乗算し
て混合し、前記復調信号の周波数と前記基準信号の周波
数の和と差の周波数を有する信号に変換して、低域通過
フィルタ59に出力する。低域通過フィルタ59は、入
力される混合後の信号のうちの直流信号のみを通過させ
て出力端子T4に出力電圧Va2を出力する。
れる電圧Va1は、基準信号が90度だけ移相されて復
調信号と混合されるので、前記復調信号と前記基準信号
が同相で掛算され、且つ低域ろ波された後の電圧の絶対
値を│Va│とし、かつ前記復調信号と前記基準信号と
の間の位相差をφとすると、数1で表される。また同様
に、低域通過フィルタ59から出力される電圧Va2
は、数2で表される。
る誘電体情報装置1において、誘電体の微小領域に印加
する交流電界と誘電率及び発振周波数との関係について
説明する。
領域に、交流信号発生器15によって探針14と電極1
3の間に周波数fpの正弦波である交流電圧Vpを印加
すると、微小領域に前記交流電圧Vpの振幅に比例した
周波数fpを有する正弦波の交流電界Epを発生する。
交流電圧Vpと交流電界Epは、数3で表される角周波
数ωpを用いて数4と数5で表すことができる。ここで
Vp0は交流電圧Vpの振幅であり、Ep0は交流電界E
pの振幅である。
εtは、公知のように、交流電界Epと2次の誘電率ε
2と3次の誘電率ε3と4次の誘電率ε4を用いると次
の数6で表される。
に電界を印加したときの誘電体の電束密度と電界をそれ
ぞれD、Eとして、誘電体の単位体積当たりに蓄えられ
る内部エネルギーと、電気的エンタルピーをそれぞれ
U、Hとして、前記電束密度Dと電界Eと内部エネルギ
ーUと電気的エンタルピーHの微分をそれぞれdD、d
E、dU、dHとすると、次の数7と数8の関係が成り
立つ。
る。従って、電束密度Dは数10で表される。
4次の項までテーラー展開すると、電気的エンタルピー
Hは次の数11で与えられる。
∂E3)0E3+(1/24)(∂4H/∂E4) 0E4 ここで、0次の項は、電界E=0で場に蓄えられるエネ
ルギーを0とすることにより0とした。また、1次の項
は、電界E=0で電束密度D=0になることと数10と
から0になる。また、数10と数11から電束密度D
は、次の数12で表される。
3)0E2−(1/6)(∂4H/∂E4)0E3=ε2E+(1/2)ε3
E2+(1/6)ε4E3 ここで、
ことから、電気的エンタルピーHをテーラー展開したと
きの、2次の展開係数に対応したε2を2次の誘電率と
呼び、3次の展開係数に対応したε3を3次の誘電率と
呼び、4次の展開係数に対応したε4を4次の誘電率と
呼んでいる。さらに、数12において、交流電界Epに
発振信号に対応した微小電界ΔEが重畳している場合を
考える。このとき前記交流電界Epに対応した電束密度
をDpとして、前記微小電界ΔEに対応した微小電束密
度をΔDとすると、数12は次の数16のように表わす
ことができる。
3(Ep+ΔE)2+(1/6)ε4(Ep+ΔE)3 ここで、電束密度Dpは、次の数17で表され、また交
流電界Epに比較して微小電界ΔEは十分小さいので、
(ΔE)2と(ΔE)3を含む項は0と近似することができ、
数17の第2項のΔDは数18のように表わすことがで
きる。
ε4Ep3
p2ΔE={ε2+ε3Ep+(1/2)ε4Ep2}ΔE=εt
ΔE 数18から明らかなように、微小電界ΔEと、微小電界
ΔEによって発生する微小電束密度ΔDの間の比例係数
εtとして数6を導くことができる。また、3次の誘電
率ε3は、特に交流電界Epの向きと分極Pの向きが同
じ向き場合と、交流電界Epの向きと分極Pの向きが逆
の向き場合とで、正負が反転する。また数6において4
次の誘電率ε4よりも高次の誘電率は無視しているが、
前記高次の誘電率は2次,3次,及び4次の誘電率に比
較して十分小さいので、以下の説明において高次の誘電
率を無視したことの影響は無い。また、以下の説明にお
いて、数式は、誘電体の厚み方向の1次元に限定して表
示している。
挟設された前記微小領域が構成する容量Csは、誘電率
εtに比例するので、誘電体の厚さdと探針14の先端
部の面積と誘電体によって決まる正の定数Ceと数6を
用いて次の数19のように表すことができる。
Ep2} また、数19で表される容量Csは、次の数20で表さ
れる容量C0と次の数21で表される容量変化量△Cを
用いると数22のように表すことができる。ここで、容
量C0は、交流電圧Vpが印加されていないときの探針
14と電極13と、探針14と電極13とによって挟設
された前記微小領域が構成する容量であり、容量変化量
△Cは、交流電圧Vpを印加したときの容量C0からの
容量変化量である。
p2}
て、さらに数23で表される三角関数の公式を用いて変
形すると、△Cは数24のように表すことができる。
(ωp・t)+(ε4Ep0 2/4)cos(2ωp・t)} 更に、数24は、次の数25と数26と数27で表され
る容量変化量△C2、△C3、△C4を用いて数28のよ
うに書き換えることができる。ここで、容量変化量△C
2は、4次の誘電率ε4と交流電界Epの振幅Ep0の2
乗に比例して時間的には変化しない変化量であって、容
量変化量△C3は、3次の誘電率ε3と交流電界Epの振
幅Ep0に比例する振幅を有しかつ角周波数ωpを有し
て交番的に変化する容量変化量である。また、容量変化
量△C4は、4次の誘電率ε4と交流電界Epの振幅Ep
0の2乗に比例する振幅を有しかつ角周波数2ωpを有
して交番的に変化する容量変化量である。
t)
回路を構成し、前記LC共振回路の共振周波数fLCは、
公知のように次の数29で表される。
(C0+ΔC)}] また、数26におけるε3Ep0と数27におけるε4E
p0 2/4は、2次の誘電率ε2比べて十分小さいので、
数20と数21よりC0≫ΔCが成り立つ。従って、数
29を数30で表される近似式を用いて書き換えると、
前記容量変化量△Cと共振周波数変化量△fLCの関係
は、数31のように表わすことができる。
(1/2)(△C/C0)
前記容量Csの容量変化量△Cに比例して共振周波数変
化量△fLCだけ変化する。従って、発振器20は、前記
共振周波数fLCと同じ周波数である発振周波数fOSCを
有する発振信号を発振して発生してFM復調器21に出
力する。ここで、上述のように前記LC共振回路の共振
周波数fLCは、前記容量Csの容量変化量△Cに比例し
て共振周波数変化量△fLCだけ変化するので、前記発振
周波数fOSCも同様に、前記容量Csの容量変化量△C
に比例して変化する。
次の誘電率ε3と交流電界Epの振幅Ep0に比例する振
幅を有しかつ角周波数ωpを有して交番的に変化する容
量変化量△C3と、4次の誘電率ε4と交流電界Epの振
幅Ep0の2乗に比例する振幅を有し、且つ角周波数2
ωpを有して交番的に変化する容量変化量△C4を含む
ので、前記発振信号は、3次の誘電率ε3と交流電界E
pの振幅Ep0に比例する振幅を有し、且つかつ角周波
数ωp、即ち周波数fpを有する信号S3と、4次の誘
電率ε4と交流電界Epの振幅Ep0の2乗に比例する振
幅を有し、且つ角周波数2ωp、即ち周波数2fpを有
する信号S4によって周波数変調された発振信号であ
る。このとき、前記周波数変調された発振信号の周波数
偏移は、信号S3の振幅と、信号S4の振幅に比例する。
M復調処理して、3次の誘電率ε3と交流電界Epの振
幅Ep0に比例する振幅を有し、且つ周波数fpを有す
る信号S3と、4次の誘電率ε4と交流電界Epの振幅E
p0の2乗に比例する振幅を有し、且つ周波数2fpを
有する信号S4を含む復調信号をロックインアンプ5の
端子T1に出力する。
は、増幅された後に同相分配された一方の復調信号と、
波形整形され、且つ90度移相された基準信号とを乗算
して混合し、前記復調信号の周波数と前記基準信号の周
波数の和と差の周波数を有する信号に変換して低域通過
フィルタ58に出力し、低域通過フィルタ58は、混合
後の信号のうち直流成分である出力電圧│Va│sin
φのみを端子T3に出力する。一方、混合器57は、同
相分配された他方の復調信号と波形整形された基準信号
とを乗算して混合し、前記復調信号の周波数と前記基準
信号の周波数の和と差の周波数を有する信号に変換し
て、低域通過フィルタ59に出力し、低域通過フィルタ
59は、混合後の信号のうちの直流成分である出力電圧
│Va│cosφのみを端子T4に出力する。
fpを有する信号であるので、前記混合器58と前記混
合器57はそれぞれ、前記基準信号と周波数fpを有す
る信号S3とを乗算して混合したときに発生する直流信
号である出力電圧│Va│sinφと出力電圧│Va│
cosφを出力する。即ち出力電圧Va1と出力電圧V
a2は位相差φと3次の誘電率ε3に対応した電圧にな
る。ここで特に、3次の誘電率ε3が実数であって、且
つ正の値のときには、数26から明らかなように、容量
変化量ΔC3と交流電界Epは同相で変化する。また、
数31から明らかなように、前記容量変化量ΔC3は、
共振周波数変化量ΔfLCと逆相で変化することになる。
であってかつ正の値のときには、共振周波数変化量Δf
LCは交流電界Epと逆相で変化する。さらに、交流電界
Epと交流電圧Vpは同相で変化するので、3次の誘電
率ε3が実数であってかつ正の値のときには、前記基準
信号と前記信号S3の位相差φはπになる。また同様に
3次の誘電率ε3が実数であってかつ負の値のときに
は、前記基準信号と前記信号S3の位相差φは0にな
る。
ときには、前記基準信号と前記信号S3の位相差φは0
かπの値をとり、出力電圧Va1は、0となり、出力電
圧Va2のみが出力される。また、3次の誘電率ε3が正
のときには、位相差φはπになって出力電圧Va2はマ
イナスの値で出力されて、一方、3次の誘電率ε3が負
のときには、位相差φは0になって出力電圧Va2はプ
ラスの値で出力される。
態について説明する。本実施形態は誘電体記録媒体に情
報を記録し、且つ記録しつつその情報を再生するために
構築した誘電体情報装置に関する。
に印加する交流信号を発生する交流信号発生器15a〜
15n、記録用信号を発生する記録信号発生器16、記
録信号発生器16からの信号と交流信号発生器15a〜
15nからの信号を重畳する加算器17a〜17n、記
録信号を探針14a〜14nに導くインダクタLa〜L
n、容量Csa〜Csnと共振回路を構成するインダク
タL、共振回路の共振周波数に基づいて発振する発振器
20、発振器20からの周波数変調された発振信号を復
調するFM復調器21、FM復調器21からの復調信号
を交流信号発生器15a〜15nからの信号と同期をと
って情報を再生する信号検出器22a〜22n、及び探
針14a〜14nを囲うようにして接地された電極23
を備える。
生する動作について説明する。まず記録は、記録信号発
生器16で記録用の信号を発生し、交流信号発生器15
a〜15nの交流信号と重畳されて、記録時に探針14
a〜14nに供給される。この印加される電圧で探針1
4と電極13の間に電界が生じ、誘電体12の微小領域
を信号に対応した方向に分極させ、情報が記録される。
常に行われているかをチェックするために、分極の状態
に応じて容量Csの容量が決まり、この容量Csとイン
ダクタLとを構成要因とする共振回路の共振周波数で発
振器20は発振する。発振器20から出力される容量C
sの変化に対応して変調された信号はFM復調器21で
復調されAM信号に変換される。このAM信号は信号検
出器22に入力され、また、記録信号に重畳した交流信
号も入力されて、同期検波が行われる。これにより、各
探針14a〜14bにより書き込まれた情報は各々即時
に再生され出力され、正しく記録が行われているか否か
をチェックできる。
の作用、及び誘電体記録媒体11に関しては第1実施形
態で説明したことと同様である。
形態について説明する。本実施形態は誘電体記録媒体に
情報を記録するために構築した誘電体情報装置に関す
る。
4a〜14nに印加する交流信号を発生する交流信号発
生器15a〜15n、記録用信号を発生する記録信号発
生器16、記録信号発生器16からの信号と交流信号発
生器15a〜15nからの信号を重畳する加算器17a
〜17nを備える。
し、交流信号発生器15a〜15nの交流信号と重畳さ
れて、記録時に探針14a〜14nに供給される。この
印加される電圧で探針14と電極13の間に電界が生
じ、誘電体12の微小領域を信号に対応した方向に分極
させ、情報が記録される。
の作用、及び誘電体記録媒体11に関しては第1実施形態
で説明したことと同様である。
形態について説明する。本実施形態は誘電体記録媒体に
記録されている情報を再生するために構築した誘電体情
報装置に関する。
4a〜14nに印加する交流信号を発生する交流信号発
生器15a〜15n、探針14a〜14nに導くインダ
クタLa〜Ln、誘電体の微小領域の容量Csa〜Cs
nと共振回路を構成するインダクタL、共振回路の共振
周波数に基づいて発振する発振器20、発振器20から
の周波数変調された発振信号を復調するFM復調器2
1、FM復調器21からの復調信号を交流信号発生器1
5a〜15nからの信号と同期を取って情報を再生する
信号検出器22a〜22n、及び探針14a〜14nを
囲うようにして接地された電極23を備える。
番電界の方向と対応する微小領域の分極P方向の関係か
ら容量Csa〜Csnの値が変化し、情報に対応する。
発振器20はこの容量Csa〜Csnの値に基づいて発
振周波数が変化し、これを復調することで情報の読み出
しが行われる。
は、交流信号発生器15a〜15nからの信号が発振器
20の発振に干渉しないように信号系統を遮断するため
のハイパスフィルタを構成するために用いられている。
Csnを構成要因とする共振回路の共振周波数で発振す
る。ここで、発振器20は上述したようにインダクタL
a〜Ln及び容量Ca〜Cnによって信号源側と分離さ
れているため、個々の探針毎に発振器を設ける必要はな
く1つを備ええればよい。
に対応した周波数で発振する発振器20の出力をFM検波
し振幅信号に復調する。この復調された信号には記録さ
れている情報の他に各探針に印加された交流信号の成分
を含むものである。
調器21からの復調信号から、交流信号発生手段15a
〜15nの信号を参照信号として、各交流信号、即ち、
各探針に対応した信号を分離して再生する。
15からの交流信号がインダクタLa〜Lnを介して探
針14a〜14nに印加される。印加されると誘電体記録
媒体11の電極13と探針14との間に電界が生じ、その
電界の方向と、両電極に挟まれている誘電体12の微小
領域の分極の方向により、誘電率が決まり、これに関す
る容量CsとインダクタLとを構成要因とする共振回路
の共振周波数で発振器20は発振する。発振器20から
出力される容量Csの変化に対応して変調された信号は
FM復調器21で復調されAM信号に変換される。この
AM信号は信号検出器22に入力され、また、記録信号
に重畳した交流信号も入力されて、同期検波が行われ
る。これにより、各探針14a〜14bは記録されてい
る情報を各々分離して再生され出力される。
の作用、及び誘電体記録媒体11に関しては第1実施形
態で説明したことと同様である。
8を参照して、テープ状に形成した誘電体記録媒体を用
いる記録再生装置について説明する。
電性の薄膜基盤61とその上に所定の方法で形成された
記録部を形成する誘電体薄膜62からなるテープ状の誘
電体記録媒体63、巻き取り軸64、65、該巻き取り
軸64、65を駆動するモータ66、67、誘電体記録
媒体63の薄膜基盤61を接地する手段であるベース6
8、探針69、制御回路70、操作入力部71、動作状
態表示部72、ヘッド73、記録再生回路74、探針6
9の周囲を囲むように設けられ接地される電極75、そ
の他テープの走行、記録再生に必要な公知の機構を備え
る。
体63はベース68と探針69に接触した状態で矢印X
の方向に、巻き取り軸64、65により巻き取られ、ま
たは送り出されて走行する。巻き取り軸64、65はそ
れぞれ制御回路70の制御信号により回転するモータ6
6、67に結合されていて、これによりそれぞれR1、
R2の方向に回転して巻き取り、送り出しを行う。制御
回路70は上記モータ66、67の回転制御に限らず、
装置全体の動作をコントロールする。装置の必要な部位
に配置された図示しない各種センサからのデータが入力
され、プログラムされたCPUによって記録再生装置6
が正常に作動するように制御する。
ら入力される操作指示の信号を受け、その指示に従って
記録再生装置6を動作させ、また、動作状態表示部72
に動作状態を表示させる。入力する指示としては例えば
記録、再生の選択、スタート、ストップ、早送り、巻き
戻し等、従来の磁気テープを用いた装置の指示と同様の
ものがある。また、表示させる動作状態としては、例え
ば記録中であるか再生中であるか、早送りか巻き戻し
か、現在の記録再生部位のアドレス等、やはり従来の磁
気テープを用いた装置の動作表示と同様のものがある。
に情報を印加し、或いは読み取る先端部の回路を備えて
いる。探針69は図8の紙面の垂直方向に複数本設けら
れている。回路として例えば図1に示す発振器20、イ
ンダクタL、容量Ca〜Cn等である。ヘッド73へ供
給する記録情報、読み取った再生情報は記録再生回路7
4で処理される。この記録再生回路74には、例えば図
1に示す記録信号発生器16、交流信号発生器15、F
M復調器21、信号検出器22等を備えている。電極7
5は発振器で発振された高周波信号が探針69から放出
されアースに戻るためのものである。
形態等で説明したことと同様であり、ここでの再度の説
明は省略する。
映像信号や音声信号、コンピュータ用データが有り、再
生出力はスピーカ、表示装置で音声出力、映像出力さ
れ、また、コンピュータのプログラムやデータとして供
される。
録再生機能を併せ持つ装置について述べたが、記録機能
だけの装置、再生機能だけの装置についても、それに関
する機能を取り上げて構成されるものである。
図9を参照して、ディスク状に形成した誘電体記録媒体
を用いる記録再生装置について説明する。
電性の基盤81とその上に所定の方法で形成された記録
部を形成する誘電体薄膜82からなるディスク状の誘電
体記録媒体83、ディスクを回転させるモータ84、誘
電体記録媒体83の基盤81を接地する手段である回転
ベース85、制御回路85、操作入力部87、動作状態
表示部88、ヘッド89、探針90、ヘッド89をディ
スク半径方向に移動するモータ91、スクリュー92、
記録再生回路93、探針90の周囲を囲むように設けら
れ接地される電極93、その他ディスクの回転、記録再
生に必要な公知の機構を備える。
体83は回転ベース85に乗せられ、電気的接続を得な
がら、制御回路86に制御されたモータ84によりR1
方向に回転する。回転する回転ベース85を接地接続す
る方法としてスリップリング等の公知の技術を用いるこ
とが可能である。制御回路86は装置全体の動作をコン
トロールする。装置の必要な部位に配置された図示しな
い各種センサからのデータが入力され、プログラムされ
たCPUによって記録再生装置7が正常に作動するよう
に制御する。
ら入力される操作指示の信号を受け、その指示に従って
記録再生装置7を動作させ、また、動作状態表示部88
に動作状態を表示させる。入力する指示としては例えば
記録、再生の選択、スタート、ストップ、ヘッド89の
移動等、従来のディスクを用いた装置の指示と同様のも
のがある。また、表示させる動作状態としては、例えば
記録中であるか再生中であるか、ヘッドの位置、現在の
記録再生部位のアドレス等、やはり従来のディスクを用
いた装置の動作表示と同様のものがある。
半径方向である矢印Xで示す方向に、モータ91により
スクリュー92を回転して移動する。このヘッド89は
複数の探針90を有し、この探針90に情報を印加し、
或いは読み取る先端部の回路を備えている。例えば図1
に示す発振器20、インダクタL、容量Ca〜Cn等で
ある。
生回路93で処理される。この記録再生回路93には、
例えば図1に示す記録信号発生器16、交流信号発生器
15、FM復調器21、信号検出器22等を備えてい
る。電極94は発振器で発振された高周波信号が探針9
0から放出されアースに戻るためのものである。
形態等で説明したことと同様であり、ここでの再度の説
明は省略する。
映像信号や音声信号、コンピュータ用データが有り、再
生出力はスピーカ、表示装置で音声出力、映像出力さ
れ、また、コンピュータのプログラムやデータとして供
される。
記録再生機能を併せ持つ装置について述べたが、記録機
能だけの装置、再生機能だけの装置についても、それに
関する機能を取り上げて構成されるものである。
い特徴として、複数の探針が1つの発振器に取り付けら
れており、誘電体薄膜の一方の面に設けられた共通の接
地される電極と、前記誘電体の微小領域に接触(或いは
微小ギャップを介して接触)するように形成された複数
の探針からなる電極との間に、探針側から各々異なる周
波数の低周波交番電界を印加して媒体に記録された情報
を同時に読み出すことができる。
振器を含む発振器の高周波回路をL、Cによって相互の
分離しているため、発振器への干渉がない。
それぞれ異なる単一周波数で発振可能であればよいた
め、単純で集積化も簡単である。一方の高周波用の発振
器は1個を複数の探針で共用できる構成としたため、超
小型の超高密度誘電体記録再生装置への実現が可能とな
る。
記録媒体11、誘電体記録媒体83、誘電体記録媒体6
3を構成する誘電体は、好ましくは強誘電体からなる。
これにより、一層良好に、強誘電体の微小領域に情報を
高密度で書き込むことが可能となる。
のではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる
発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能で
あり、そのような変更を伴う誘電体情報装置もまた本発
明の技術思想に含まれるものである。
ば、1つの発振器を共用した複数のプローブを用いるS
NDMを構成し、このSNDMを用いて誘電体の微小領
域に情報を記録する機能、記録した情報を再生する機
能、記録し再生する機能を有する各種の小型の誘電体情
報装置が提供できる。これにより極めて超高密度で大容
量、高速応答の記録再生手段として利用可能となる。
ための図である。
ための図である。
成と信号検出の動作について説明するための図である。
記録媒体を用いて構成した記録再生装置のブロック図で
ある。
体記録媒体を用いて構成した記録再生装置のブロック図
である。
Claims (14)
- 【請求項1】 対向する第1の面と第2の面とを有する
誘電体の微小領域に情報を記録する誘電体情報装置であ
って、 前記誘電体の第1の面に接触するように設けられた、所
定曲率の先端部を有する第1の電極と、 前記誘電体の第2の面に接続する第2の電極と、 記録すべき信号を生成する記録信号生成手段と、 前記記録信号生成手段により生成された信号を前記第1
の電極に印加する信号印加手段とを具備することを特徴
とする誘電体情報装置。 - 【請求項2】 対向する第1の面と第2の面とを有する
誘電体の微小領域に情報を記録する誘電体情報装置であ
って、 前記誘電体の第1の面に接触するように設けられた、所
定曲率の先端部を有する第1の電極と、 前記誘電体の第2の面に接続する第2の電極と、 記録すべき信号を生成する記録信号生成手段と、 所定の周波数を有する交流信号を生成する交流信号生成
手段と、 前記記録信号生成手段により生成された信号と、前記交
流信号生成手段により生成された信号を重畳する信号重
畳手段と、 前記信号重畳手段により重畳された信号を前記第1の電
極に印加する信号印加手段と、 誘電体の第1の電極と第2の電極間に形成される容量
と、外付けされたインダクタを含んで構成された発振手
段と、 前記発振手段により発振した、前記容量に依存して変調
された周波数を復調する復調手段と、 前記復調手段により復調された信号と前記交流信号とに
より、記録した信号を再生する信号再生手段とを具備す
ることを特徴とする誘電体情報装置。 - 【請求項3】 対向する第1の面と第2の面とを有する
誘電体の微小領域に記録された情報を再生する誘電体情
報装置であって、 前記誘電体の第1の面に接触するように設けられた、所
定曲率の先端部を有する第1の電極と、 前記誘電体の第2の面に接続する第2の電極と、 所定の周波数を有する交流信号を生成する交流信号生成
手段と、 前記交流信号生成手段により生成された交流信号を前記
第1の電極に印加する信号印加手段と、 誘電体の第1の電極と第2の電極間に形成される容量
と、外付けされたインダクタを含んで構成される発振手
段と、 前記発振手段により発振した、前記容量に依存して変調
された周波数を復調する復調手段と、 前記復調手段により復調された信号と前記交流信号とに
より、記録されている信号を再生する信号再生手段とを
具備することを特徴とする誘電体情報装置。 - 【請求項4】 対向する第1の面と第2の面とを有する
誘電体の微小領域に情報を記録し、再生する誘電体情報
装置であって、 (i)記録手段は、 前記誘電体の第1の面に接触するように設けられた、所
定曲率の先端部を有する第1の電極と、 前記誘電体の第2の面に接続する第2の電極と、 記録すべき信号を生成する記録信号生成手段と、 所定の周波数を有する交流信号を生成する交流信号生成
手段と、 前記記録信号生成手段により生成された信号と、前記交
流信号生成手段により生成された信号を重畳する信号重
畳手段と、 前記信号重畳手段により重畳された信号を前記第1の電
極に印加する信号印加手段とを具備し、 (ii)再生手段は、 誘電体の第1の電極と第2の電極間に形成される容量
と、外付けされたインダクタを含んで構成された発振手
段と、 前記発振手段により発振した、前記容量に依存して変調
された周波数を復調する復調手段と、 前記復調手段により復調された信号と前記交流信号とに
より、記録した信号を再生する信号再生手段とを具備
し、 さらに、前記記録手段及び再生手段のいずれか一方の手
段を選択する選択手段を具備すること特徴とする誘電体
情報装置。 - 【請求項5】 前記交流信号を前記発振手段に対して遮
断する遮断手段を具備することを特徴とする請求項2か
ら4のいずれか一項に記載の誘電体情報装置。 - 【請求項6】 前記信号再生手段は同期検波方式による
再生手段であることを特徴とする請求項2から5のいず
れか一項に記載の誘電体情報装置。 - 【請求項7】 前記第1の電極の周囲に接地した電極を
具備することを特徴とする請求項2から6のいずれか一
項に記載の誘電体情報装置。 - 【請求項8】 前記第1の電極は、所定間隔を有して保
持された複数の電極から成ることを特徴とする請求項1
から7のいずれか一項に記載の誘電体情報装置。 - 【請求項9】 複数設けられた前記第1の電極の各々に
供給する、それぞれ異なる交流信号を生成する交流信号
生成手段を設けることを特徴とする請求項1から8のい
ずれか一項に記載の誘電体情報装置。 - 【請求項10】 前記誘電体は、強誘電体からなること
を特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の誘
電体情報装置。 - 【請求項11】 テープ状の誘電体記録媒体に情報を記
録し再生するテープ状媒体記録再生装置であって、 前記誘電体記録媒体を直線状に走行させる走行手段と、 前記誘電体記録媒体に接触し、情報を記録し読み出す複
数の電極と、 前記複数の電極と前記誘電体記録媒体を挟んで設けられ
た、接地される共通電極と、 記録する信号を生成し、読み出された信号を再生する信
号処理手段とを具備することを特徴とするテープ状媒体
記録再生装置。 - 【請求項12】 前記誘電体記録媒体は、強誘電体から
なることを特徴とする請求項11に記載のテープ状媒体
記録再生装置。 - 【請求項13】 ディスク状の誘電体記録媒体に情報を
記録し再生するディスク状媒体記録再生装置であって、 前記誘電体記録媒体を回転させる回転手段と、 前記誘電体記録媒体に接触し、情報を記録し読み出す複
数の電極と、 前記複数の電極と前記誘電体記録媒体を挟んで設けられ
た、接地される共通電極と、 前記複数の電極をディスク状の誘電体記録媒体の半径方
向に移動させる移動手段と、 記録する信号を生成し、読み出された信号を再生する信
号処理手段とを具備することを特徴とするディスク状媒
体記録再生装置。ディスク状媒体記録再生装置 - 【請求項14】 前記誘電体記録媒体は、強誘電体から
なることを特徴とする請求項13に記載のディスク状媒
体記録再生装置。
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