JP2007109403A - 情報記録再生装置 - Google Patents

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Junichi Takahashi
淳一 高橋
Koichi Kudo
宏一 工藤
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Abstract

【課題】 簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】 プローブ６４の先端からはレーザダイオード６７の発する光が情報記憶媒体６５上に照射される。プローブ６４の先端部はアクチュエータにより一定周期で情報記憶媒体６５の径方向に振動する。情報記憶媒体６５で反射した光はフォトダイオード７３に入射して光電変換される。この光電変換後の信号はプリアンプ７４で増幅され、ローパスフィルタ７５により高周波数帯域の成分が除去される。この高周波成分が除去された信号の平均値（バイアス値）はトラッキングエラー信号として出力される。
【選択図】図１４

Description

この発明は、情報記憶媒体上に情報の記録、再生を行う情報記録再生装置に関する。
（１）従来技術１：特開平７−１９２２８０号公報
この従来技術１は、エヴァネッセント光を利用した高密度の記録、再生において、トラッキング制御の精度を高めようとするものである。また、ディスク状の情報記憶媒体を使用可能にしようとするものである。
そのため、図１に示すように、半導体レーザ１から放射させたレーザ光をレンズ２で集束して光ファイバ３に、その開口４を通じて与える。光ファイバ３の先細の先端部に走査ヘッド５は、レーザ光の波長とほぼ同等かそれよりも小さい直径の開口６を先端面に有し、情報記憶媒体の記録面７は、開口６に対し相対的に移動する。記録面７から走査ヘッド５を通じて取り出された反射光は光検出器８で検出される。走査ヘッド５に一体的に並設された走査制御ヘッド９は独自の光源である半導体レーザ１０、レンズ系および光電変換素子１７を有し、走査ヘッド５を記録面７のトラックに位置合わせするためのトラッキングエラー検知信号を発生する。
（２）従来技術２：特開平８−３２１０８４号公報
この従来技術２は、走査型プローブメモリ技術において、トラック幅方向の位置制御を精度よく行い、精度のよい再生または記録を行おうとするものである。
そのため、図２に示すように、記録または再生のためのプローブ１１〜１４に隣接してトラッキング用プローブ１５，１６を設け、このトラッキング用プローブ１５，１６により検出するトラッキングエラー信号によって記録または再生のためのプローブ１１〜１４のトラック幅方向の位置制御を行っている。
（３）従来技術３：特開平８−７３２３号公報
この従来技術３は、超高密度で、かつ、小型の情報記録再生装置を提供しようとするものである。
そのため、図３に示すように、半導体レーザ２１、光検出器２２、エバネセント光発生用プローブ２３が、浮上スライダ２４上に搭載されている。そして、プローブ２３により発生したエバネセント光２５により、情報を媒体２６に記録する。情報再生時には、半導体レーザの電流値を閾値でバイアスし、Ｓ／Ｎ比を向上する。
トラッキングは次のようにして行う。すなわち、図４に示すように、図３に示すプローブ２３を用いてトラック方向（媒体２６の円板の周方向）にはエバネセント光、それと垂直な方向には、若干幅の広がった光ビームを形成する。このビーム径の比は５：１以上であることが望ましい。媒体２６には、プリピット２７が予め形成されているサーボ領域２８と、データ領域２９とがある。プリピット２７はトラック中心から、その中心が左右に一定距離ずれたところに配置されたウォブルピットである。この上を光ビームにより走査した場合、もしも、光３０がトラック中心からずれていた場合、連続した２つのプリピットからの信号にアンバランスが生じる。そこで、これらの信号の差をとってトラッキング誤差信号とする。
（４）従来技術４：特開平９−１７０４７号公報
この従来技術４は、高密度記録再生方式において、ヘッドの高速なアクセスおよび位置決め制御を行い、記録再生の高速化を達成せんとする。
そのため、記録再生のための走査型プローブヘッドと位置制御のための光ヘッドを複合したヘッドを用いて記録再生を行う。すなわち、記録再生速度の高速化のために、記録再生ヘッドの高さおよび位置制御に光を制御信号として用いる。つまり、記録再生のための走査型プローブヘッドに位置制御用の光ヘッドを備えた複合型ヘッドを用いる。この複合型ヘッドでは、記録再生を行うのが走査型プローブヘッドであり、その位置制御を行うのが走査型プローブヘッドに設けられた光ヘッドである。この光ヘッドを用いることで、高精度な位置決め制御を行い、高速に記録、再生を行うことができる。情報記憶媒体のランド部には複数のトラックのマークを記録し、隣接するトラッキング専用のランド部にはトラッキング専用のヘッドを用いてトラッキングを行う。
（５）従来技術５：特開平７−２２５９７５号公報
この従来技術５は、プローブを情報記憶媒体表面に沿って走査させながら情報の記録、再生を行う情報記録再生装置などにおいて、実用上充分な速度でのプローブ走査を実現せんとする。
そのため、図５に示すように、光源３１から出射した直線偏光の光束は偏波面保存型光ファイバ３２をとおり、前記光の波長よりも小さな微小開口部３３を有する金属マスク３４を経てエバネッセント波の形態をとる。ここで、金属マスク３４、光磁気情報記憶媒体３６は導体であるので、その双方に電極を取り付けて容量距離センサ３５に接続することにより、両者間の容量から距離ｄを感知することができる。その効果としては、金属マスク３４の光磁気情報記憶媒体３６に正対した部分の面積が微小開口部３３の面積に比べて大きいため、高精度かつ高帯域な前記距離ｄの情報を得ることができる。この距離ｄの情報をアクチュエータ３７に帰還させて微小開口部３３の位置を制御することにより、高速プローブ走査が可能になる。
（６）従来技術６：特開平７−２１５６４号公報
この従来技術６は、フォトンＳＴＭ型光メモリのいかなる操作状況においても常にプローブと記録層との高精度な距離の制御が行えるようするものである。
そのため、その構成は、図６に示すように、先端部に微小開口部を有する透明体４１中を導波する第１の光４２が該微小開口部に形成する第１のエバネッセント場４３中に情報記憶媒体４５の記録層４４を設置し、前記第１の光４２を用いて情報記憶媒体４５への情報を記録しあるいは記録情報を再生するとともに、情報記憶媒体４５中に第１の光４２とは異なる波長の第２の光４６を導波させて、その導波光が情報記憶媒体表面に形成する第２のエバネッセント波４７を前記透明体４１により検出し、これを波長分離手段４８を用いて第１の光４２による導波光と分離して第２の光４６の強度を検出することにより、透明体４１と情報記憶媒体４５との距離を調節可能とした。
（７）従来技術７：特開平１０−１７２１７２号公報
この従来技術７では、プローブ顕微鏡を応用した情報記録再生装置において、光プローブ形状に製造誤差や経時変化などがあると、光プローブと情報記憶媒体との間隔を一定に保持できず、所定の記録密度を得ることが困難となることに鑑み、光プローブの形状のばらつきや経時変化などの光プローブの分解能を変化させる原因があっても、所定の記録密度を維持できるようにしたものである。
そのため、図７に示すように、情報記憶媒体４９上に異なる周期を有する周期パターン５０，５１を設け、これらの周期パターン５０，５１を光プローブ５２で検出し、得られる信号を周波数分析して比較し、光プローブ５２と情報記憶媒体４９との間隔を検出する。距離Ｈが大きいと高い空間周波数の成分が小さくなり、これから距離Ｈを測定することができる。
（８）従来技術８：「金属酸化物表面に吸着した有機分子のＳＴＭによるマニピュレーション」、大西洋、他、第55回応用物理学界学術講演会講演予稿集(1994秋)、19a-Q-2
この従来技術８では、ＴｉＯ2（１１０）単結晶表面上のギ酸イオン（ＤＣＯＯ-）を、これに数Ｖの電圧を印加したプローブ先端を近づけることにより分解・離脱する技術が開示されている。これにより分子一個を位置ピットとするメモリを構成できる。
（９）従来技術９：「ＡＦＭによるＧｅＴｅＳｂ薄膜相変化記録の試み」、加道博行、他、第55回応用物理学界学術講演会講演予稿集(1994秋)、22a-Q-7
この従来技術９では、先端が非常に鋭利に、例えばその曲率半径が１００ｎｍ以下の導電性プローブを用いる。その先端はエッチングや電解研磨法などにより細く先鋭化されている。このプローブと記録媒体の間に所定のバイアス電圧を印加し、プローブの先端と媒体表面の間の距離が１０ｎｍ以下になると、両者間にトンネル電流が流れる。媒体としては、記録層がＧｅＴｅＳｂ薄膜の相変化材料が挙げられる。アモルファス相の膜に、トンネル電流を流す。そうすると電流の流れたところでジュール熱が発生し、その部分が多結晶化する。このようにしてアモルファス相のフィールドに多結晶相のマークを書くことができる。このマークの有無により情報を書き込むことができる。これらの膜が多結晶相の場合の比抵抗とアモルファス相の場合の比抵抗が異なる。したがって、プローブ先端と記録層表面の距離が一定であっても、抵抗値が異なるので、多結晶層の上にプローブ先端がある場合のトンネル電流の方がアモルファス層のそれよりも大きくなる。この電流値はバイアス電圧Ｖｂと導電性プローブの間に設けた電流計により測定することができる。これにより書き込んだマークを読み取ることができる。
（１０）従来技術１０：一般のＳＮＯＭに用いられているシアフォースを検出することにより、表面の凹凸を検出し、これにより情報を読み取ることができることが知られている。主に予め情報が書き込まれている、所謂ＲＯＭの読み出しを行うことができる。
特開平７−１９２２８０号公報 特開平８−３２１０８４号公報 特開平８−７３２３号公報 特開平９−１７０４７号公報 特開平７−２２５９７５号公報 特開平７−２１５６４号公報 特開平１０−１７２１７２号公報 「金属酸化物表面に吸着した有機分子のＳＴＭによるマニピュレーション」、大西洋、他、第55回応用物理学界学術講演会講演予稿集(1994秋)、19a-Q-2 「ＡＦＭによるＧｅＴｅＳｂ薄膜相変化記録の試み」、加道博行、他、第55回応用物理学界学術講演会講演予稿集(1994秋)、22a-Q-7
従来技術１においては、トラッキングエラー信号を得るために、エヴァネッセント光による書込み、読出しを行うプローブとは別に、トラッキングエラー信号を得るためだけの光源、レンズ、光電変換素子などを必要とする。
従来技術２においては、トラッキング信号を得るためだけの近接場プローブを必要とする。
従来技術３においては、楕円形の偏平なスポット光が出るようにプローブに工夫が必要であり、トラッキングエラー信号を得るためにウォブルピットを情報記憶媒体に作製しなければならない。そのため、情報の記録密度が低くなる不具合がある。
従来技術４においては、書込み、読出しを行うプローブとは別に、トラッキングエラー信号を得るためだけの光源、レンズ、光電変換素子などを必要とする。また、トラッキングエラー信号を得るためだけに、情報記憶媒体上にランドが必要になり、情報の記録密度が低くなる不具合がある。
この発明の目的は、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる情報記録再生装置を提供することにある。
また、従来技術５においては、プローブの先端の導電と媒体表面間の静電容量により両者の距離を測定している。したがって、媒体表面が導電性である必要があり、媒体の構成上制約が多いという不具合がある。また、導電性の強磁性体を媒体材料として用いているが、非導電性の保護膜が必要な相変化材料を用いたメディアには適用することができない。さらに、静電容量を測定する回路が必要であり、充分な測定精度を得るために、プローブ先端の金属膜の面積を、５００ｎｍ×５００ｎｍ以上にしなければならないので、プローブ側の制約も大きいという不具合もある。
従来技術６においては、記録再生を行う光源以外にプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を測定するための別な波長の光源を必要とする。
従来技術７では、プローブ先端と情報記憶媒体表面の距離を測定するために、情報記憶媒体に空間周波数の異なるパターンを設ける必要があり、情報記憶媒体の記録密度が低くなるという不具合がある。また、得られた信号を周波数分析する必要があり、これらの処理に時間がかかり、充分な速度でプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離を制御することができない不具合もある。
従来技術８〜１０では、しかしながら、トラッキングエラー信号検出およびトラッキングアクチュエータに関する構成については何ら述べられていない。
この発明の別の目的は、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる情報記録再生装置を提供することにある。
この発明の別の目的は、プローブ先端と情報記憶媒体表面の距離を高感度に測定することができる情報記録再生装置を提供することにある。
この発明の別の目的は、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる情報記録再生装置を提供することにある。
本発明は、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に所定の物理的な作用を生じさせることにより、前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記物理的な作用を生じさせる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記物理的な作用の変動から前記プローブから前記物理的な作用を生じさせる位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明は、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に所定の物理的な作用を生じさせることにより、前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記物理的な作用を生じさせる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記物理的な作用の変動から前記プローブの先端と前記情報記憶媒体の表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、物理的な作用の変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、物理的な作用の変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、物理的な作用を生じさせる位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、物理的な作用の変動を取り出して、この信号のω成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより、物理的な作用を生じさせる位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、物理的な作用の変動を取り出して、前記ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、物理的な作用を生じさせる位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明は、情報記憶媒体上にプローブの先端から光を照射して情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記光の照射位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記光の反射光または透過光から前記照射位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明は、情報記憶媒体上にプローブの先端から光を照射して情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記光の照射位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記光の反射光または透過光から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、情報記憶媒体上に照射した光から所定の信号を取り出してその瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、情報記憶媒体上に照射した光から所定の信号を取り出してその信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、光の照射位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、情報記憶媒体上に照射した光から信号を取り出して、この信号の周波数ωの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより光の照射位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、情報記憶媒体上に照射した光から信号を取り出して、この信号の周波数ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、光の照射位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明は、情報記憶媒体との間にトンネル電流を流すプローブを備え、前記トンネル電流により前記情報記憶媒体に対して情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記トンネル電流が流れる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記トンネル電流の変動から前記トンネル電流が流れる位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明は、情報記憶媒体との間にトンネル電流を流すプローブを備え、前記トンネル電流により前記情報記憶媒体に対して情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記トンネル電流が流れる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記トンネル電流の変動から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、トンネル電流の変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、トンネル電流の変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、トンネル電流が流れる位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、前記トンネル電流の変動を取り出して、この信号の周波数ωの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することによりトンネル電流が流れる位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は，前記トンネル電流信号を取り出して、この信号ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、トンネル電流が流れる位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明は、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に働くシアフォースにより前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記シアフォースが働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記シアフォースの変動から前記シアフォースが働く位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明は、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に働くシアフォースにより前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記シアフォースが働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記シアフォースの変動から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、前記シアフォースの変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、前記シアフォースの変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面との距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、前記シアフォースが働く位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、前記シアフォースの変動を取り出して、この信号のω成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより前記シアフォースが働く位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、前記シアフォースの変動を取り出して、この信号ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、シアフォースが働く位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明は、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体間に働くコンタクトモードの原子間力により前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記コンタクトモードの原子間力が働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記コンタクトモードの原子間力の変動から前記コンタクトモードの原子間力が働く位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明は、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体間に働くコンタクトモードの原子間力により前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記コンタクトモードの原子間力が働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記コンタクトモードの原子間力の変動から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、前記コンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、前記コンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、前記コンタクトモードの原子間力が働く位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、前記コンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、この信号のω成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより前記コンタクトモードの原子間力が働く位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、前記コンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、この信号ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、前記コンタクトモードの原子間力が働く位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明は、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体間に働くノンコンタクトモードの原子間力により前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動から前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明は、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体間に働くノンコンタクトモードの原子間力により前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、信号取出装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、この信号のω成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、この信号ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明において、周期的に移動する移動装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明において、アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することができる。
したがって、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
本発明によれば、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
［発明の実施の形態１］
図８は、この発明の実施の形態１である、情報記憶媒体６５に光を照射して情報の記録、再生を行う情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。このヘッドは、アーム６１の先端部にサスペンション６２を介してスライダ６３が取り付けられている。そして、先端から光を放つ光ファイバをプローブ６４とし、このプローブ６４をスライダ６３に載せている。スライダ６３は、情報記憶媒体６５と接触しないフライングスライダでもよいし、接触するコンタクトスライダでもよい。スライダ６３により、情報記憶媒体６５が回転中は、情報記憶媒体６５６５とプローブ６４の距離は安定して数十ｎｍを保つ。
プローブ６４は、図３６に示すように、先端９５が円錐台の形状に加工されており、その開口９６以外は金属膜８０（金やアルミなど）で覆われた構成となっている。先端の開口９６の大きさは、情報記憶媒体６５にエネルギーを供給する手段によって異なり、主に通常の光（伝播光）の形態でエネルギーを供給する場合（例えば、特開平１１−２７１３３９号公報に開示のようなファイバープローブ６４の場合）には、用いる光の波長程度またはそれ以上とし、エバネッセント光（近接場光）の形態でエネルギーを供給する場合には、用いる光の波長より小さく形成させておく。この例では、どちらの形態であってもよい。
図９に示すように、情報記憶媒体６５が円盤状の場合は、情報記憶媒体６５の表面あるいは表面近傍には、情報記憶媒体６５の円周方向にマークピット６６が並んでいて、情報が書き込まれている。情報記憶媒体６５は回転するが、これを回転させるモータの軸ずれや、情報記憶媒体６５自身の軸ずれにより、マークピット６６の列は蛇行する。したがって、マークピット６６の中心にプローブ６４の先端がくるようにプローブ６４が動かされないと、正しい情報の書込みまたは読出しが行えない。
情報記憶媒体６５が、板状の、例えば光カードメモリの場合は、図３５に示すようにマークピット６６は直線状に並んでいて、情報が書き込まれている。情報記憶媒体６５はデータ列方向に直進するので、マークピット６６の中心にプローブ６４の先端がくるようにプローブ６４が動かされないと、正しい情報の書き込みまたは読出しが行えない。
次に、図８に示すヘッド部分の動作について説明する。まず、プローブ６４から出射し情報記憶媒体６５を照射する光は、後述する所定の手段により円板型の情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する。図１０にその様子を示す。図１０において、情報記憶媒体６５上にはすでにマークピット６６が記録されている。このマークピット６６の光の反射率または透過率は他の部分より高くなっている。
図１０中に符号（１）〜（４）で示しているのは、図１１に示す時刻（１）〜（４）における情報記憶媒体６５上の光スポットの位置である。図１０に示す時刻（１）の位置では、マークピット６６の情報記憶媒体６５の径方向の位置と光スポットの位置が一致しているので、反射するまたは透過する光信号強度が最大となる。図１０に示す時刻（２）の位置では、光スポットが最もマークピット６６の中心軸から離れるので、光信号強度が最小となる。図１０に示す時刻（３）の位置では、時刻（１）の位置と同様に光信号強度が最大となる。図１０に示す時刻（４）の位置では、時刻（２）の位置と同様に光信号強度が最小となる。以上から時間変化に対する光信号強度および情報記憶媒体６５のデータ列の並ぶ方向と直交する方向の位置の変化は図１１に示すとおりである。
次に、図１２に示すように、光スポットの振動の中心がマークピット６６の列の中心からずれている（トラッキングがずれている）場合について考える。図１２に示す時刻（１）の位置では、光スポットがマークピット６６の反射率が変わる境にかかっているので、反射するまたは透過する信号光強度は最大値の半分程度になる。時刻（２）の位置では光スポットがすべて反射率または透過率の小さいところに照射するので、最も光信号強度が小さくなる。時刻（３）の位置では、時刻（１）の場合と同様に信号光強度は最大値の半分程度になる。時刻（４）の位置では、光スポットが反射率または透過率の大きいところを照射するので、光信号強度が最大値になる。以上から、時間変化に対する光信号強度および情報記憶媒体６５の径方向の位置の変化は図１３に示すとおりである。この場合に、光スポットが、光信号強度が小さくなる領域に当たっている時間が長くなるので、その平均値（バイアス）が小さくなる。
プローブ６４が情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に振動する周波数は、読出し時のマークピット６６の変調周波数よりも非常に小さい。図１４は、マークピット６６を読み出すための反射型の光学系と回路を示すものである。すなわち、レーザダイオード６７から出射された光は、レンズ６８、ＰＢＳ６９、λ／４板７０、レンズ７１を介してプローブ６４に入射し、プローブ６４の先端から出射して情報記憶媒体６５に照射される。その反射光は、プローブ６４、レンズ７１、λ／４板７０、ＰＢＳ６９、レンズ７２を介して、フォトダイオード７３に集光する。そして、フォトダイオード７３で光電変換されて、その信号はプリアンプ７４で増幅される。プリアンプ７４が出力した信号は、ローパスフィルタ７５とハイパスフィルタ７６に入力する。信号取出装置であるローパスフィルタ７５は、高周波数帯域の成分を除去する。この高周波成分が除去された信号の平均値（バイアス値）はトラッキングエラー信号として出力される。また、ハイパスフィルタ７６は、低周波数帯域の成分を除去してマークピット６６の読出し信号を取り出す。なお、図１５に示すように、マークピット６６を読み出すための光学系と回路を透過型のものとしてもよい。図１５において、図１４と同一符号の部材は、図１４の例と共通の部材である。
前記した理由により、図１２、図１３に示す場合のほうが、図１０、図１１に示す場合より光信号強度が小さくなる。そこで、図１６に示すように、図１４に示す回路例に光信号強度の最小値を検出する回路（ボトムホールド回路）７７を付け加えることにより、トラッキングエラー信号を得ることができる。この場合も、図１５に示すような透過型としてもよい。
以上では、マークピット６６自身の反射率または透過率の違いにより、トラッキングエラー信号を得る手段について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、図１７に示すように、情報記憶媒体６５上にランド７８とグルーブ７９を形成し、このランド７８とグルーブ７９の反射率または透過率の違いにより、図１４〜図１６を参照して前記したと同様の手法によりトラッキングエラー信号を得ることができる。このトラッキングエラー信号により、プローブ６４のトラッキングを行う図示しないアクチュエータと、プローブ６４と情報記憶媒体６５との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御することができる。
次に、前記したプローブ６４から出射し情報記憶媒体６５を照射する光を、情報記憶媒体６５の径方向に周期的に移動（振動）する手段について説明する。
まず、図１８に示すように、プローブ６４は、基端部は固定され、尾端部は自由となっている片持ち梁構造をなしている。尾端部はエッチングなどによって先鋭に形成されている。そして、この尾端部の小さな開口からのみ光が放射するように、金属膜８０がプローブ６４周辺に被覆されている。なお、この開口は、例えば光ファイバの中を伝播する光の波長以下の開口径になっており、この開口からいわゆる近接場光（エバネッセント光）を発する。しかし、この開口は光の波長より大きくて、エバネッセント光は発しないものとしてもよい。このような光により、情報記憶媒体６５への書き込み、読出しを行う。前記金属膜８０は接地されている。そして、情報記憶媒体６５の径方向に、プローブ６４を挟むように移動装置である２つの固定電極８１，８１が設けられている。そして、この固定電極８１、８１と金属膜８０の間に、それぞれ別の電圧を印加する。これにより、固定電極８１，８１とプローブ６４との間に静電引力が働き、プローブ６４の先端部は振動して、プローブ６４から出射する光も振動する。
別の手段として、図１９に示すように、プローブ６４の基端部に、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に、プローブ６４の基端部を挟むように２つの圧電素子８２，８２を配置し、図１８に示した金属膜８０と同様の金属膜８３と、固定電極８４，８４を用いて、移動装置である２つの圧電素子８２，８２の各々に別々の交流電圧を印加することにより、圧電効果によりプローブ６４を振動させるようにすることもできる。
さらに別の手段として、図２０に示すように、金属膜８０，８３に代えて磁性膜８５をプローブ６４に形成し、情報記憶媒体６５の径方向に、プローブ６４の尾端部を挟むように移動装置である２つのコイル８６，８６を配置する。そして、２つのコイル８６，８６の各々に別々の交流電圧を印加することにより、磁力によりプローブ６４を振動させるようにすることもできる。
前記の各手段は、プローブ６４のみを振動させるものであったが、図２１に示すように、サスペンション６２とスライダ６３との間に移動装置である所定のアクチュエータ８７を設けて、スライダ６３全体を振動させるようにしてもよい。
図２２〜図２４には、アクチュエータ８７の具体例を示す。すなわち、図２２に示す例は、圧電素子８８と、この圧電素子８８の動きを拡大する拡大機構８９からなるもので、圧電効果を用いた例である。図２３に示す例は、コイル９０、磁気コア９１、ムービングマグネット９２からなるもので、磁力を用いた例である。図２４に示す例は、電極９３と拡大機構９４からなるもので、静電引力を用いた例である。
以上説明した情報記録再生装置によれば、プローブ６４から出射し情報記憶媒体６５を照射する光を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する手段以外にトラッキングエラー信号を得る専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体６５上にも記録密度を低下するランドやマークを必要とせず、プローブ６４自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、プローブ６４の先端部は、情報記憶媒体６５の表面と離れていると振動するが、接触すると先端部が情報記憶媒体６５に拘束されて振動しなくなる。図１０〜図１３を参照して前記したように、光信号強度の時間的な変動はプローブ６４の振動により発生するわけであるから、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触して振動しなくなると、光信号強度の時間的な変化（交流的振動）もなくなる。そこで、これを用いてプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との接触、非接触（すなわち、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離に関する信号）を検出することができる。
具体的には、図１４のローパスフィルタ７５の時定数をプローブ６４の振動による光信号変化だけを捉えられるように設定し、その出力の振幅を測定すればよい。この振幅が小さくまたは０になれば、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触していることがわかる。この信号により、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータとプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御する。
このように、この情報記録再生装置によれば、プローブ６４から出射し情報記憶媒体６５を照射する光を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する手段を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態２］
図２５は、この発明の実施の形態２である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための光学系と回路のブロック図である。この図２５において、図１４と同一符号の部材は、発明の実施の形態１と共通であり、詳細な説明は省略する。
図２５に示すように、移動装置であるバイブレータ１０１は、プローブ６４を加振するもので、図１８〜図２０を参照して前記したいずれのものであってもよい。３つのサンプルホールド回路１０２，１０３，１０４には、ローパスフィルタ７５の出力が入力される。バイブレータ１０１を駆動する交流電源１０５からサンプルホールド回路１０２，１０３，１０４には、ローパスフィルタ７５の出力の瞬時値をサンプリングするタイミングを決めるサンプリングタイミング信号が入力する。信号取出装置である差動増幅器１０６はサンプルホールド回路１０２と１０３の差信号を距離検出信号として出力し、信号取出装置である差動増幅器１０７はサンプルホールド回路１０２と１０４の差信号をトラッキングエラー信号として出力する。サンプルホールド回路１０２，１０３，１０４は、各々、図１１、図１３の時刻（２），（３），（４）における光信号強度をサンプルホールドする。
トラッキングがあっているときは、光信号強度の時刻（２）と時刻（４）の出力は等しい。したがって、トラッキングエラー信号の出力は０である。トラッキングが図１２、図１３を参照して前記したようにずれた場合、時刻（２）の光信号強度は時刻（４）の光信号強度より小さいので、トラッキングエラー信号は負になる。また、トラッキングが図１２、図１３を参照して前記した場合の反対にずれたとき、時刻（２）の光信号強度は時刻（４）の光信号強度より大きいので、トラッキングエラー信号は正になる。以上により、トラッキングがずれていることと、どちら側にずれているかを知ることができる。
一方、光信号強度の時刻（２）と時刻（３）の差である距離検出信号は、プローブ６４の振動振幅を示しているので、前記したように、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離に関する。
これらの信号から、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御する。なお、前記の例では、トラッキングエラー信号と距離検出信号とを同時に測定する場合について説明したが、どちらか一方だけを検出するようにしてもよい。
このようにして、プローブ６４から出射し情報記憶媒体６５を照射する光を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータ１０１を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態３］
図２６は、この発明の実施の形態３である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための光学系と回路のブロック図である。この図２６において、図２５と同一符号の部材は、発明の実施の形態２と共通であり、詳細な説明は省略する。
図２６に示すように、ローパスフィルタ７５の出力信号はピークホールド回路１０８、ボトムホールド回路１０９に入力され、ローパスフィルタ７５の出力信号の最大値、最小値が検出される。そして、差動増幅器１１０はピークホールド回路１０８が出力する最大値と、ボトムホールド回路１０９が出力する最小値の差を取り、その差信号を信号取出装置である判別回路１１１に出力する。
図１０〜図１３を参照して前記したように、トラッキングがずれると、光信号強度の最大値と最小値の差、すなわち、差動増幅器１１０の出力する差信号が大きくなる。また、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離が小さくなり、プローブ６４の振幅が小さくなると、光信号強度の最大値と最小値の差、すなわち、差動増幅器１１０の出力する差信号が小さくなる。
そこで、このような特性から、判別回路１１１はトラッキングエラー信号と、距離検出信号を出力する。そして、これらの信号から、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御する。
このようにして、プローブ６４から出射し情報記憶媒体６５を照射する光を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータ１０１を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態４］
図２７は、この発明の実施の形態４である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための光学系と回路のブロック図である。この図２７において、図２５と同一符号の部材は、発明の実施の形態２と共通であり、詳細な説明は省略する。
図２７に示すように、信号取出装置である同期検波増幅回路１１２，１１３には、ローパスフィルタ７５の出力信号が入力される。この同期検波増幅回路１１２，１１３は、参照信号と同じ周波数の信号のみを参照信号の位相に同期して検波し、その実効値を直流電圧として出力する。そして、同期検波増幅回路１１３には、プローブ６４が出射する光がアクチュエータ１１６の作用により振動するときの周波数、すなわち交流電源１０５の周波数ωが参照信号として入力される。同期検波増幅回路１１２には、図示しない回路により周波数ωから周波数２ωを作り出し、この周波数２ωの信号が参照信号として入力される。
以上のような構成において、図１１に明らかなように、トラッキングがあっているときは、光信号強度に周波数ωの成分はない。したがって、同期検波増幅回路１１３の出力は０である。トラッキングが図１２に示す方向にずれると、図１３に示すように、周波数ωの成分が現われる。したがって、同期検波増幅回路１１３に電圧出力が現われる。このときの電圧出力を正とすると、トラッキングが図１２に示す方向と反対の方向にずれたときは、同期検波増幅回路１１３に負の電圧出力が現われる。このようにして、トラッキングがずれていることと、どちら側にずれているかを知ることができるので、同期検波増幅回路１１３の出力信号はトラッキングエラー信号となる。そして、この信号によりプローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータを制御することができる。
プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離が小さくまたは大きくなると、図１１に示すように光信号強度の振幅が小さくまたは大きくなる。図１１に示す光信号強度の周波数はプローブ６４の振動周波数の二倍、すなわち２ωである。したがって、同期検波増幅回路１１２の出力からプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離に関する情報を得ることができる。しかし、同期検波増幅回路１１３は２ωの周波数成分入力には不感であるから、距離の変化に伴う２ω成分の振幅変動に対しては不感である。したがって、同期検波増幅回路１１３はプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離変動に対して独立にトラッキングエラー信号を得ることができる。同様に、同期検波増幅回路１１２は、ωの周波数成分の入力には不感であるから、トラッキングのずれに伴うω成分の振幅変動に対しては不感である。したがって、同期検波増幅回路１１２は、トラッキングのずれに対して独立にプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を示す距離検出信号を得ることができる。
このようにして、プローブ６４から出射し情報記憶媒体６５を照射する光を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータ１０１を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
また、この発明の実施の形態４の変形例として、プローブ６４、すなわち、プローブ６４が照射する光を振動させる周波数ωを、図１８〜図２０に例示するような片持ち梁の共振周波数ωｏとしてもよい。
すなわち、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との間が近づき、両者間に原始間力や静電気などのキャピラリー力が働くと、片持ち梁の共振周波数がずれてくる。しかしながら、バイブレータ１０１は、元々の共振周波数で強制振動しているから振幅が小さくなる。この手段により、共振周波数を用いない場合に比べてはるかにキャピラリー力に対する感度が高くなり、よって、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との間の距離測定を高感度に行うことができる。
［発明の実施の形態５］
図１８〜図２０、図２２〜図２４を参照して前記したプローブ６４を情報記憶媒体６５の径方向に振動させる手段は、トラッキングのためにプローブ６４から出射するスポット光と同じ方向に振動している。したがって、プローブ６４を振動させることとトラッキングとをひとつのアクチュエータで行うことができる。
図２８は、この発明の実施の形態５である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための光学系と回路のブロック図である。この図２８において、図２５と同一符号の部材は、発明の実施の形態２と共通であり、詳細な説明は省略する。
図２８において、帰還回路１１４は、トッラッキンクエラー信号に基づいてトラッキング制御信号を出力し、交流電源１０５と直列に接続した可変直流電源１１５の出力電圧、すなわちトラッキングを調節する電圧を制御する。
その結果、アクチュエータ１１６には、プローブ６４を振動させる電圧である交流電源１０５の出力と、プローブ６４をトラッキングする電圧である可変直流電源１１５の出力とが重畳された電圧が印加される。これにより、プローブ６４を振動させる装置をトラッキングする装置と同一のアクチュエータ１１６としたので、これらの装置を簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
［発明の実施の形態６］
図２９は、この発明の実施の形態６である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための光学系と回路のブロック図である。この図２９において、図２８と同一符号の部材は、発明の実施の形態５と共通であり、詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態６の例では、プローブ６４を振動させることとトラッキングを行うことに加え、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離の制御（これをここではフォーカシングと呼ぶ）も移動装置であるひとつのアクチュエータ１１６で行うことができるようにしたものである。
すなわち、図２９において、帰還回路１１７は、距離検出信号に基づいてフォーカシング制御信号を出力し、可変直流電源１１８の出力電圧、すなわちフォーカシングを調節する電圧を制御する。そして、この電圧をアクチュエータ１１６に入力することにより、アクチュエータ１１６を駆動してフォーカシングを行うことができる。
よって、プローブ６４を振動させる装置、トラッキングする装置およびフォーカシングを行う装置を同一のアクチュエータ１１６としたので、これらの装置を簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
以下では、アクチュエータ１１６の詳細について説明する。図３０は、アクチュエータ１１６を備えた情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。
すなわち、スライダ６３に縦孔を空け、円筒型振動子１２１をこの孔に挿通して、円筒型振動子１２１の上部を孔に接着固定する。また、円筒型振動子１２１の内部にプローブ６４を挿通して、円筒型振動子１２１の下部で接着固定されている。以上により、アクチュエータ１１６が構成されている。
図３１は、円筒型振動子１２１の斜視図である。この円筒型振動子１２１は、電極３分割タイプの円筒型圧電振動子であり、円筒の内周面全面には電極膜を形成し、電気的にアースしている。そして、円筒の外周面には周方向に３分割した電極１２２，１２３，１２４を形成し、各々に駆動回路Ａ，Ｂ，Ｃを接続している。振動子の分極は厚さ方向の軸心に向かう方向とする。
次に、動作について説明する。３つの駆動回路Ａ，Ｂ，Ｃにより電極１２２，１２３，１２４に等しい負の電圧を印加すると、円筒型振動子１２１は、軸方向に伸びる。ここで、駆動回路Ａ，Ｂ，Ｃからの出力電圧を制御すれば、フォーカシングが行える。また、駆動回路Ａ，Ｂに負の、駆動回路Ｃに正の電圧を印加すると、円筒型振動子１２１は電極１２４の方向に曲がる。また、この電圧を逆転すれば電極１２４とは逆の方向に曲がる。ここで、駆動回路Ａ，Ｂ，Ｃからの出力電圧を制御すればプローブ６４の振動とトラッキングが行える。
図３２は、円筒型振動子１２１の他の例を示すものである。この円筒型振動子１２１が、図３１のものと異なる点は、円筒の外周面には周方向に４分割した電極１２２，１２３，１２４，１２５を形成し、各々に駆動回路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを接続している点にある。
動作について説明すると、電極１２２と電極１２４が対向しており、これに駆動回路Ａ，Ｃで等しい電圧を印加することにより円筒型振動子１２１は伸び縮みし、フォーカシングが行える。また、電極１２２と電極１２４に直交し、互いに対向する電極１２３と電極１２５に互いに逆特性の電圧を印加すると、正の電圧側の電極方向に円筒型振動子１２１が曲がるので、プローブ６４の振動とトラッキングが行える。このように、図３２に示す円筒型振動子１２１では、フォーカシングと、プローブ６４の振動およびトラッキングが独立に制御可能となる。
図３３は、円筒型振動子１２１の他の例を示すものである。この円筒型振動子１２１が、図３２のものと異なる点は、円筒の外周面の周方向に分割された第５の電極１２６を設け、この電極１２６に発生する電圧を検出する位置検出回路Ｅを接続した点にある。すなわち、圧電効果により、円筒型振動子１２１の変位量に応じた電圧が電極１２６に生じるので、これを位置検出回路Ｅで検出することにより、円筒型振動子１２１の変位量を知ることができる。そこで、位置検出回路Ｅの検出信号を駆動回路Ａ〜Ｄにフィードバックすることにより、フォーカス位置やトラッキング位置を所望に制御することができる。
図３４の例は、円筒型振動子１２１に代えて、４角筒の金属筒１２７の周囲の４面に平板状の電極１２８〜１３１を張りつけたものである。
動作について説明すると、電極１２８と電極１３０が対向しており、これに等しい電圧を印加することにより金属筒１２７は伸び縮みし、フォーカシングが行える。また、電極１２８と電極１３０に直交し、互いに対向する電極１２９と電極１３１に互いに逆特性の電圧を印加すると、正の電圧側の電極方向に金属筒１２７が曲がるので、プローブ６４の振動とトラッキングが行える。
図３４に示す構成とすれば、図３１〜図３３に示す円筒型振動子１２１に比べ、プローブ６４の接着が容易となり、耐衝撃性も高めることができる。
［発明の実施の形態７］
図３７は、この発明の実施の形態７である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。この情報記録再生装置においては、その先端からトンネル電流を情報記憶媒体６５に流す先鋭化した導電性のプローブ６４を用いる。先端が非常に鋭利に、例えば、その曲率半径が１００ｎｍ以下の導電性のプローブ６４は、図３７に示すように、その上端根元側はスライダ６３に固定され、情報記憶媒体６５に対向する先端側は自由になっている、いわゆる片持ち梁構造とされている。先端はエッチングや電解研磨法などにより細く先端曲率半径は数十ｎｍ以下に先鋭化されている。このプローブ６４と情報記憶媒体６５の間に所定のバイアス電圧を印加し、プローブ６４の先端と媒体表面の間の距離が１０ｎｍ以下になると、両者間にトンネル電流が流れる。
情報記憶媒体６５としては、例えば、記録層は抵抗が低い材料で構成され、その下地に導電性の薄膜または基板が形成されている構成が考えられる。記録層としては相変化材料が挙げられる。例えば、ＧｅＴｂＳｂ薄膜あるいはＡｇＩｎＳｂＴｅ薄膜が考えられる。これらの膜をスパッタなどで成膜した場合、その膜はアモルファス相になる。この膜に、先に述べた手段でトンネル電流を流す。このようにすると電流の流れたところでジュール熱が発生し、その部分が多結晶化する。このようにしてアモルファス相のフィールドに多結晶相のマークを書くことができる。このマークの有無により情報を書き込むことができる。これらの膜が多結晶相の場合の比抵抗とアモルファス相の場合の比抵抗が異なる。したがって、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の記録層の表面との距離が一定であっても、抵抗値が異なるので、多結晶層の上にプローブ６４の先端がある場合のトンネル電流の方がアモルファス層のそれよりも大きくなる。この電流値はバイアス電圧Ｖｂと導電性プローブ６４の間に設けた電流計により測定することができる。これにより書き込んだマークを読み取ることができる。なお、情報記憶媒体６５の情報を読み取る時の電流は、情報を書き込む時の電流よりも少なくした方がよい。
別な手段としては、スパッタ成膜後の記録層を一回別な方法で全面多結晶化し、先と同じ方法で多結晶のフィールドにアモルファス相のマークを書き込み、読み取ることもできる。
プローブ６４と情報記憶媒体６５の導電層および接地との間には、バイアス電圧Ｖｂを印加するバイアス電圧印加手段としての電源が接続されている。このバイアス電圧Ｖｂは正負何れであってもよい。また、情報記憶媒体６５の記録層の材料としては、キノン環とヒドロキノン環を両端に有する有機分子であってもよい（1994年第55回応用物理学界学術講演会における予稿集20p-Q-9参照）。
図３７は、この発明の実施の形態７である、情報記憶媒体６５にトンネル電流を流して情報の記録、再生を行う、この情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。このヘッドは、アーム６１の先端部にサスペンションを介してスライダ６３が取り付けられている。そして、その先端からトンネル電流を流出する導電性のプローブ６４をスライダ６３に載せている。スライダ６３は、情報記憶媒体６５と接触しないフライングスライダでもよいし、接触するコンタクトスライダでもよい。スライダ６３により、情報記憶媒体６５が回転中は、情報記憶媒体６５とプローブ６４の距離は安定して約１０ｎｍを保つ。
図３８に示すように、情報記憶媒体６５が円盤状の場合は、情報記憶媒体６５の表面または表面近傍には、情報記憶媒体６５の円周方向にマークピット６６が並んでいて、情報が書き込まれている。情報記憶媒体６５は回転するが、これを回転させるモータの軸ずれや、情報記憶媒体６５自身の軸ずれにより、マークピット６６の列は蛇行する。したがって、マークピット６６の中心にプローブ６４の先端がくるようにプローブ６４が動かされないと、正しい情報の書き込みまたは読出しが行えない。
情報記憶媒体６５が、板状の、例えばカードメモリの場合は、図３５に示すようにマークピット６６は直線状に並んでいて、情報が書き込まれている情報記憶媒体６５はデータ列方向に直進するので、マークピット６６の中心にプローブ６４の先端がくるようにプローブ６４が動かされないと、正しい情報の書き込みまたは続出しか行えない。
次に、図３７に示すヘッド部分の動作について説明する。まず、プローブ６４の先端は図示しない後述する所定の加振手段により情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に振動している。したがって、このプローブ６４から流出するトンネル電流が情報記憶媒体６５に流れ込む位置は、円盤型の情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する。この振動周波数はプローブ６４の片持ち梁の共振周波数よりも小さい方が望ましい。図３９にその様子を示す。図３９において、情報記憶媒体６５上にはすでにマークピット６６が記録されている。このマークピット６６の比抵抗は情報記憶媒体６５上の他の部分より高くまたは低くなっている。このマークピット６６が書き込まれる様子は先に説明した。これからの説明を簡単にするためにマークピット６６の部分は情報記憶媒体６５上の他の部分よりも比抵抗が低いということにして説明を行うが、この逆、すなわちマークピット６６部分の抵抗値が高い場合でも同様の効果が得られる。
図３９中に符号（１）〜（４）で示しているのは、図４０に示す時刻（１）〜（４）における情報記憶媒体６５上のトンネル電流が流れ込む位置である。図３９に示す時刻（１）の位置では、マークピット６６の、情報記憶媒体６５の径方向の位置とトンネル電流が流れ込む位置が一致しているので、流れ込むトンネル電流が最大となる。図３９に示す時刻（２）の位置では、トンネル電流が流れ込む位置が最もマークピット６６の中心軸から離れるので、トンネル電流が最小となる。図３９に示す時刻（３）の位層では、時刻（１）の位置と同様にトンネル電流が最大となる。図３９に示す時刻（４）の位置では、時刻（２）の位置と同様にトンネル電流が最小となる。以上から時間変化に対するトンネル電流信号強度および情報記憶媒体６５のデータ列の並ぶ方向と直交する方向の位置の変化は図４０に示すようになる。
次に、図４１に示すように、トンネル電流が流れ込む位置の振動の中心がマークピット６６の列の中心からずれている（トラッキングがずれている）場合について考える。図４１に示す時刻（１）の位置では、トンネル電流が流れ込む位置がマークピット６６の比抵抗が変わる境にかかっているので、トンネル電流信号強度は最大値の半分程度になる。時刻（２）の位置ではトンネル電流がすべて比抵抗の高いところに流れ込むので、最もトンネル電流が小さくなる。時刻（３）の位置では、時刻（１）の場合と同様に信号強度は最大値の半分程度になる。時刻（４）の位置では、トンネル電流が比抵抗の低いところに流れ込むので、トンネル電流信号強度が最大値になる。以上から、時間変化に対するトンネル電流信号強度および情報記憶媒体６５の径方向の位置の変化は、図４２に示すようになる。この場合に、トンネル電流が、比抵抗が高い領域に当たっている時間が長くなるので、その平均値（バイアス）が小さくなる。
プローブ６４が情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に振動する周波数は、情報の読出し時におけるマークピット６６の変調周波数よりも非常に小さい。図４３は、この発明の実施の形態７である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路を示すものである。すなわち、電流電圧変換器２０１と、電流電圧変換器２０１の非反転入力端子に接続されている電圧源Ｖｂとにより、プローブ６４の先端にはバイアス電圧Ｖｂが印加される。また、情報記憶媒体６５は接地されている。先に述べたように、プローブ６４の先端が情報記憶媒体６５に１０ｎｍ程度に近づくと、プローブ６４の先端から情報記憶媒体６５にトンネル電流ｉｔが流れ込む。電流電圧変換器２０１はこの電流値を電圧出力に変換する。電流電圧変換器２０１の出力側に接続された差動増幅器２０２の出力Ｖｏは、電流電圧変換器２０１の帰還抵抗の抵抗値をＲとすると、
Ｖｏ＝ｉt×Ｒ
となる。
差動増幅器２０２の出力信号Ｖｏは、ローパスフィルタ２０３とハイパスフィルタ２０４に入力される。信号取出装置であるローパスフィルタ２０３は、高周波数帯域の成分を除去する。この高周波成分が除去された信号の平均値（バイアス値）はトラッキングエラー信号として出力される。また、ハイパスフィルタ２０４は、低周波教帯域の成分を除去してマークピット６６の読出し信号を取り出す。
なお、図４４に示すように、プローブ６４と情報記憶媒体６５間に電位差を与える電源Ｖｂを情報記憶媒体６５側に、トンネル電流を検出する回路をプローブ６４側に接続するようにしてもよい。また、これとは逆に図４５に示すように、プローブ６４と情報記憶媒体６５間に電位差を与える電源Ｖｂをプローブ６４側に、トンネル電流を検出する回路を情報記憶媒体６５側に接続するようにしてもよい。図４４、図４５に示す回路例の場合は、差動増幅器２０２を省くことができる。図４４、図４５において、図４３と同一符号の回路要素などは、図４３の例と共通のものである。
前記した理由により、図４１、図４２に示す場合の方が、図３９、図４０に示す場合よりトンネル電流信号強度が小さくなる。そこで、図４６に示すように、図４３に示す回路例にトンネル電流信号強度の最小値を検出する回路（ボトムホールド回路２０５）を付け加えることにより、トラッキングエラー信号を得ることができる。この場合も、図４４、４５に示す回路例と同様に電源電圧Ｖｂと電流検出回路となる電流電圧変換器２０１とを分離した構成にしてもよい。
以上の例では、マークピット６６自身の比抵抗の違いにより、トラッキングエラー信号を得る手段について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、図４７に示すように、情報記憶媒体６５上に比抵抗が大きい（または小さい）部分２０６と比抵抗が小さい（または大きい）部分２０７をストライプ状に形成し、このストライプに流れるトンネル電流の違いにより、図４３〜図４６を参照して前記したと同様の手法により、トラッキングエラー信号を得ることができる。 このトラッキングエラー信号により、プローブ６４のトラッキングを行う図示しないアクチュエータと、プローブ６４と情報記憶媒体６５との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御することができる。
次に、前記したプローブ６４から流出して情報記憶媒体６５に流れ込むトンネル電流を、情報記憶媒体６５の径方向に周期的に移動（振動）する手段について説明する。
まず、図４８に示すように、プローブ６４は、その基端部をスライダ６３に介装されているコモン電極２０８に固定され、先端部は自由となっている片持ち梁構造をなしている。プローブ６４の先端部はエッチングなどによって先鋭に形成されている。そして、この先端部は１００ｎｍ以下の曲率半径になっていて、情報記憶媒体６５との間に電圧が印加され、かつ、両者間の距離が１０ｎｍ以下になると，先端から情報記憶媒体６５にトンネル電流が流れる。このトンネル電流により先に述べたようにマークピット６６の書き込み、読み出し、消去を行う。プローブ６４は電流計２０９とバイアス電圧Ｖｂtを供給する電源Ｖｂtに接続されている。
そして、情報記憶媒体６５の径方向に、移動装置である２つの固定電極２１０，２１０が、プローブ６４を挟むように、絶縁膜２１１，２１１を介装してスライダ６３に設けられている。そして、この固定電極２１０，２１０とグラウンドとの間に、それぞれ別の交流電源２１２，２１２が介装されている。バイアス電圧Ｖｂtは直流電圧なので、この交流電源２１２，２１２の交流電圧の周波数に対応した周波数の静電引力がプローブ６４と固定電極２１０，２１０との間に働く。これにより、プローブ６４の先端部は振動して、プローブ６４から情報記憶媒体６５に流れ込むトンネル電流の位置も変わる。電流計２０９と電源Ｖｂtの接続は、図４８に示したもの以外に、例えば図４９に示すように、情報記憶媒体６５側に接続してもよい。また、図５０に示すように、電流計２０９のみを情報記憶媒体６５側に、バイアス電圧をプローブ６４側に接続してもよい。また、図５１に示すように、電源Ｖｂtのみを情報記憶媒体６５側に、電流計２０９をプローブ６４側に接続してもよい。
別の手段として、図５２に示すように、プローブ６４の基端部に、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に、プローブ６４の基端部を挟むように２つの圧電素子２１３，２１３を配置する。各圧電素子２１３，２１３のプローブ６４側の電極２１５，２１５とプローブ６４との間には絶縁膜２１４，２１４を設けて、両者間を絶縁する。各圧電素子２１３，２１３のプローブ６４側の電極２１５，２１５を接続してコモン電極とする。このコモン電極２１５，２１５と、各圧電素子２１３，２１３の、スライダ６３側の各々の電極２１６，２１６間に（つまり移動装置である２つの圧電素子２１３，２１３に）各々に交流電源２１７，２１７で別々の交流電圧を印加することにより、圧電効果によりプローブ６４を振動させるようにすることもできる。
さらに別の手段として、図５３に示すような手段も可能である。ここでは、プローブ６４をコバルト（Ｃｏ）やニッケル（Ｎｉ）などの磁性材料で作製するか、あるいは別な材料で作製されたプローブ６４にこれらの磁性材料をコートしたものとする。いずれにしろ、磁界がかかれば磁力が発生すようにする。さらに、情報記憶媒体６５の径方向に、プローブ６４の先端部を挟むように移動装置である２つのコイル２１８，２１８を配置する。そして、２つのコイル２１８，２１８の各々に別々の交流電圧を印加することにより、磁力によりプローブ６４を振動させるようにすることもできる。
前記の各手段は、プローブ６４のみを振動させるものであったが、すでに図２１〜図２４を参照して説明した例のように、サスペンションとスライダとの間に移動装置である所定のアクチュエータを設けて、スライダ全体を振動させるようにしてもよい。アクチュエータとしては図２２〜図２４に示したように、圧電素子と、この圧電素子の動きを拡大する拡大機構からなるもの、磁気コイル、磁気コアおよびムービングマグネットからなる、静電引力を用いたものなどが適用できる。
以上説明した情報記録再生装置によれば、プローブ６４から流れ出て情報記憶媒体６５に流れ込むトンネル電流を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する手段以外に、トラッキングエラー信号を得る専用の手段を設ける必要がなく、情報記憶媒体６５上にも記録密度を低下するランドやマークを形成する必要がなく、プローブ６４自身にも特別な手段を必要とすることなく、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、プローブ６４の先端部は、情報記憶媒体６５の表面と離れていると振動するが、接触するとプローブ６４の先端部が情報記憶媒体６５に拘束されて振動しなくなる。図３９〜図４２を参照して前記したように、トンネル電流信号強度の時間的な変動は、プローブ６４の振動により発生するわけであるから、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触して振動しなくなると、トンネル電流信号強度の時間的な変化（交流的振動）もなくなる。そこで、これを用いてプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との接触、非接触（すなわち、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離に関する信号）を検出することができる。
具体的には、図４３に示す回路のローパスフィルタ２０３の時定数をプローブ６４の振動によるトンネル電流信号変化だけを捉えられるように設定し、その出力の振幅を測定すればよい。この振幅が小さくまたは０になれば、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触していることがわかる。この信号により、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータとプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御する。
このように、この情報記録再生装置によれば、プローブ６４から流れ出したトンネル電流が情報記憶媒体６５に流れ込む位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する手段を用いるだけで、その他に、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなくプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要とすることなく、簡易な手段でプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態８］
図５４は、この発明の実施の形態８である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図５４において、図４３と同一符号の回路要素などは、発明の実施の形態７と共通であり、詳細な説明は省略する。
図５４に示すように、移動装置であるバイブレータ２１９は、プローブ６４を加振するもので、図４８〜図５３および図２２〜図２４を参照して前記した何れの手段を用いて実現してもよい。３つのサンプルホールド回路２２０，２２１，２２２には、ローパスフィルタ２０３の出力が入力される。バイブレータ２１９を駆動する交流電源２２３からサンプルホールド回路２２０，２２１，２２２には、ローパスフィルタ２０３の出力の瞬時値をサンプリングするタイミングを決めるサンプリングタイミング信号が入力する。信号取出装置である差動増幅器２２４はサンプルホールド回路２０と２２１の差信号を距離検出信号として出力し、信号取出装置である差動増幅器２２５はサンプルホールド回路２２０と２２２の差信号をトラッキングエラー信号として出力する。サンプルホールド回路２２０，２２１，２２２は、各々、図４０、図４２に示す時刻（３），（２），（４）におけるトンネル電流信号強度をサンプルホールドする。
トラッキングがあっているときは、トンネル電流信号強度の時刻（２）と時刻（４）の出力は等しい。したがって、トラッキングエラー信号の出力は０である。トラッキングが図４１、図４２を参照して前記したようにずれた場合、時刻（２）のトンネル電流信号強度は時刻（４）のトンネル電流信号強度より小さいので、トラッキングエラー信号は負になる。また、トラッキングが図４１、図４２を参照して前記した場合の反対にずれた時、時刻（２）のトンネル電流信号強度は時刻（４）のトンネル電流信号強度より大きいので、トラッキングエラー信号は正になる。
以上により、トラッキングがずれていることと、どちら側にずれているかを知ることができる。
一方、トンネル電流信号強度の時刻（２）と時刻（３）の差である距離検出信号は、プローブ６４の振動振幅を示しているので、前記したように、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離に関するものである。
これらの信号から、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御する。 なお、前記の例では、トラッキングエラー信号と距離検出信号とを同時に測定する場合について説明したが、どちらか一方だけを検出するようにしてもよい。このようにして、プローブ６４から流れ出したトンネル電流が情報記憶媒体６５に流れ込む位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータ２１９を用いるだけで、その他に、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要とし、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得て、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態９］
図５５は、この発明の実施の形態９である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図５５において、図５４と同一符号の回路要素などは、発明の実施の形態８と共通であり、詳細な説明は省略する。
図５５に示すように、ローパスフィルタ２０３の出力信号はピークホールド回路（Ｐ／Ｈ）２２６、ボトムホールド回路（Ｂ／Ｈ）２２７に入力され、ローパスフィルタ２０３の出力信号の最大値、最小値が検出される。そして、差動増幅器２２８はピークホールド回路２２６が出力する最大値と、ボトムホールド回路２２７が出力する最小値の差を取り、その差信号を信号取出装置である判別回路２２９に出力する。
図３９〜図４２を参照して前記したように、トラッキングがずれると、光信号強度の最大値と最小値の差、すなわち、差動増幅器２２８の出力する差信号が大きくなる。また、プローブ６４の先端と光情報記緑媒体６５との間の距離が小さくなり、プローブ６４の振幅が小さくなると、光信号強度の最大値と最小値の差、すなわち、差動増幅器２２８の出力する差信号が小さくなる。
そこで、このような特性から、判別回路２２９はトラッキングエラー信号と、距離検出信号を出力する。そして、これらの信号から、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御する。
このようにして、プローブ６４から流れ出したトンネル電流が情報記憶媒体６５に流れ込む位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータを用いるだけで、その他に情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫を不要とし、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要とせずに、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得て、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態１０］
図５６は、この発明の実施の形態１０である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図５６において、図５４と同一符号の回路要素などは、発明の実施の形態８と共通であり、詳細な説明は省略する。
図５６に示すように、信号取出装置である同期検波増幅回路２３１，２３２には、ローパスフィルタ２０３の出力信号が入力される。この同期検波増幅回路２３１，２３２は、参照信号と同じ周波数の信号のみを参照信号の位相に同期して検波し、その実効値を直流電圧として出力するものである。そして、同期検波増幅回路２３２には、プローブ６４から流れ出したトンネル電流が情報記憶媒体６５に流れ込む位置がバイブレータの作用により振動する時の周波数、すなわち交流電源２２３の周波数ωが参照信号として入力される。同期検波増幅回路２３１には、図示しない回路により周波数ωから周波数２ωを作り出し、この周波数２ωの信号が参照信号として入力される。
以上のような構成において、図４０に明らかなように、トラッキングがあっているときは、光信号強度に周波数ωの成分はない。したがって、同期検波増幅回路２３２の出力は０である。トラッキングが図４１に示す方向にずれると、図４２に示すように、周波数ωの成分が現われる。したがって、同期検波増幅回路２３２に電圧出力が現われる。この時の電圧出力を正とすると、トラッキングが図４１に示す方向と反対の方向にずれたときは、同期検波増幅回路２３２に負の電圧出力が現われる。このようにして、トラッキングがずれていることと、どちら側にずれているかを知ることができるので、同期検波増幅回路２３２の出力信号はトラッキングエラー信号となる。そして、この信号により、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータを制御することができる。
プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離が小さくまたは大きくなると、図４０に示すように、トンネル電流の信号強度の振幅が小さくまたは大きくなる。図４０に示す光信号強度の周波数はプローブ６４の振動周波数の二倍、すなわち２ωである。したがって、同期検波増幅回路２３１の出力からプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離に関する情報を得ることができる。しかし、同期検波増幅回路２３２は２ωの周波数成分入力には不感であるから、距離の変化に伴う２ω成分の振幅変動に対しては不感である。したがって、同期検波増幅回路２３２はプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離変動に対して独立にトラッキングエラー信号を得ることができる。同様に、同期検波増幅回路２３１は、ωの周波数成分の入力には不感であるから、トラッキングのずれに伴うω分の振動変動に対しては不感である。したがって、同期検波増幅回路２３１は、トラッキングのずれに対して独立にプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を示す距離検出信号を得ることができる。
このようにして、プローブ６４から流れ出したトンネル電流が情報記憶媒体６５に流れ込む位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータ２１９を用いるだけで、その他に、情報記憶媒体６５の構成、材料などに制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫を不要として、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要とせずに、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得て、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
また、この発明の実施の形態１０の変形例として、プローブ６４から流れ出したトンネル電流が情報記憶媒体６５に流れ込む位置を振動させる周波数ωを、図４８〜図５３に例示するような片持ち梁の共振周波数ωｏとしてもよい。
すなわち、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との間が近づき、両者間に原子間力や静電気などのキャピラリー力が働くと、片持ち梁の共振周波数がずれてくる。しかしながら、バイブレータ２１９は、元々の共振周波数で強制振動しているから振幅が小さくなる。この手段により、共振周波数を用いない場合に比べてはるかにキャピラリー力に対する感度が高くなり、よって、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との間の距離測定を高感度に行うことができる。
［発明の実施の形態１１］
図５７は、この発明の実施の形態１１である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図５７において、図５４と同一符号の回路要素などは、発明の実施の形態８と共通であり、詳細な説明は省略する。
図５７において、帰還回路２３３は、トッラッキングエラー信号に基づいてトラッキング制御信号を出力し、交流電源２２３と直列に接続した可変直流電源２３４の出力電圧、すなわちトラッキングを調節する電圧を制御する。
その結果、バイブレータを兼用するアクチュエータ２３７には、プローブ６４を振動させる電圧である交流電源２２３の出力と、プローブ６４をトラッキングする電圧である可変直流電源２３４の出力とが重量された電圧が印加される。これにより、プローブ６４を振動させる装置をトラッキングする装置と同一のアクチュエータ２３７とすることができるので、図４８〜図５３および図２２〜図２４を参照して前記したプローブ６４を情報記憶媒体６５の径方向に振動させる手段と同様に、プローブ６４を振動させることとトラッキングとをひとつのアクチュエータ２３７で行うことができる。そして、これらの装置を簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
この構成を特に詳しく示すと、図５８のようになる。図５８の回路で図４９と同一符号の回路要素などは、前記した発明の実施の形態７と同様であるため、詳細な説明は省略する。図５８に示すように、２つの固定電極２１０，２１０の各々にトラッキング制御信号により制御される直流電源２３４，２３４を接続する。この電圧は、一定のバイアス電圧に、トラッキング制御信号により互いに逆の極性で、その絶対値は等しい変動電圧分が重畳した電圧である。このようにすることによりプローブ６４を振動させ、かつトラッキングアクチュエータとしての機能も発揮する。図４８、図５０〜図５３を参照して前記した場合についても同様な構成で同じ機能が得られる。
［発明の実施の形態１２］
図５９は、この発明の実施の形態１２である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図５９において、図５７と同一符号の回路要素などは、発明の実施の形態１１と共通であり、詳細な説明は省略する。
この発明の実施形態１２の例では、プローブ６４を振動させることとトラッキングを行うことに加え、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５間の距離の制御（これをここではフォーカシングと呼ぶ）も移動装置であるひとつのアクチュエータ２３７で行うことができるようにしたものである。
すなわち、図５９において、帰還回路２３５は、距離検出信号に基づいてフォーカシング制御信号を出力し、フォーカシング制御用の電源２３６の出力電圧、すなわちフォーカシングを調節する電圧を制御する。そして、この電圧をアクチュエータ２３７に入力することにより、アクチュエータ２３７を駆動してフォーカシングを行うことができる。
よって、プローブ６４を振動させる装置、トラッキングする装置およびフォーカシングを行う装置を同一のアクチュエータ２３７としたので、これらの装置を簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
以下では、アクチュエータ２３７の構成の詳細について説明する。図６０は、アクチュエータ２３７を備えた情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。
すなわち、図６０に示すように、スライダ６３に縦孔を空け、円筒型振動子１２１をこの孔に挿通して、円筒型振動子１２１の上部を孔に接着固定する。また、円筒型振動子１２１の内部にプローブ６４を挿通して、円筒型振動子１２１の下部で接着固定されている。以上により、アクチュエータ２３７が構成されている。
円筒型振動子１２１としては、すでに説明した図３１、図３２、図３３、図３４に示した構造のものを用いることができる。
［発明の実施の形態１３］
図６１は、この発明の実施の形態１３である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。図６１において、図３７、図３８と同一符号の部材などは発明の実施の形態７と同様であるため、詳細な説明は省略する。この情報記録再生装置においては、その先鋭化されたプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間に働くシアフォースを用いる。先端が非常に鋭利に、例えばその曲率半径が１００ｎｍ以下のプローブ６４は、図６１に示すように、水晶振動子２４１に固定されている。この水晶振動子２４１は圧電素子２４２を介してスライダ６３に固定され、情報記憶媒体６５に対向する先端側は自由になっている。先端はエッチングや電解研磨法などにより細く先端曲率半径は数十ｎｍ以下に先鋭化されている。
圧電素子２４２は交流電源２４３により駆動され、水晶振動子２４１は圧電素子２４２によりその共振周波数で加振される。情報記憶媒体６５の表面がプローブ６４の先端に近づくと、情報記憶媒体６５の表面と導電性プローブ６４の先端との間に原子間力に基づくシアフォースが働く。この力が情報記憶媒体６５の表面と導電性プローブ６４の先端との間のばねとして働き、この振動系全体の共振周波数が変化する。しかし、圧電素子２４２により、加振されている周波数は以前と変わらないので、振動系全体は共振状態から外れ、これにより振動の振幅は小さくなる。この振動は水晶振動子２４１により交流電圧に変換される。この交流電圧は差動増幅器２４５で取り出して、ＡＣ／ＤＣ変換器２４４により直流電圧に変換される。したがって、この直流電圧Ｖｄからプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を知ることができる。両者間の距離が大きければ直流電圧Ｖｄは大きくなり、距離が小さくなれば直流電圧Ｖｄも小さくなる。
プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を知るための他の手段を、図６２を参照して説明する。図６２に示すように、プローブ６４の根元は圧電素子２４２を介してスライダ６３に固定されている。プローブ６４の先端は自由になっていて、片持ち梁構造になっている。圧電素子２４２にはこの片持ち梁の共振周波数の交流電圧が交流電源２４３により印加されている。したがって、プローブ６４は共振振動している。
一方、この振動を検出する手段として、本発明の実施の形態では、光学的手法を用いている。すなわち、レーザダイオード（ＬＤ）２４６から光を出射し、この光をレンズ２４７を介して光ファイバ２４８の一端に集光し、光ファイバ２４８内に導入する。この光は光ファイバ２４８内を伝搬し、プローブ６４の側面にレーザ光が照射される。プローブ６４の側面には金属膜など反射率の高い材料が形成されているので、この光は反射されて再びスライダ６３に取り付けられた光ファイバ２４８に先端に入射する。プローブ６４が振動していると、再び光ファイバ２４８内に戻る光量が振動に同期して増減する。この増減の振幅はプローブ６４振動の振幅に比例する。反射した光は再び光ファイバ２４８内を先程とは反対の方向に伝搬し、ファイバカップラ２４９により今度はレンズ２５０を介してフォトダイオード（ＰＤ）２５１の方にその何割かは伝搬していく。したがって、フォトダイオード２５１の信号を増幅するプリアンプ２５２の出力である交流信号はプローブ６４の振動を表し、その振幅はプローブ６４振動の振幅に比例する。これによりプローブ６４振動の振幅を知ることができる。
プローブ６４片持ち梁は圧電素子２４２によりその共振周波数で加振される。情報記憶媒体６５の表面がプローブ６４の先端に近づくと、情報記憶媒体６５の表面と導電性プローブ６４の先端との間に原子間力に基づくシアフォースや静電引力が働く。この力が情報記憶媒体６５の表面と導電性プローブ６４の先端との間のばねとして働き、この振動系全体の共振周波数が変化する。しかし、圧電素子２４２により、加振されている周波数は以前と変わらないので、振動系全体は共振状態から外れ、これにより振動の振幅は小さくなる。プリアンプ２５２の交流電圧出力はＡＣ／ＤＣ変換器２４４により直流電圧に変換される。したがって、この直流電圧からプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を知ることができる。すなわち、両者間の距離が大きければ直流電圧は大きくなり、距離が小さくなれば直流電圧も小さくなる。この振幅から、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５間の距離を知ることができる。
なお、シアフォースを検出するためのプローブ６４振動の方向は情報記憶媒体６５上のマークピット６６のデータ列方向に平行（円盤状の媒体の場合は円周方向）に振動させてもよいし、直交させて振動させてもよい。しかし、後に述べるトラッキングエラー信号を得るためのプローブ６４の先端の移動方方向と異なる方向に振動させた方が、両者の信号の分離という点から、シアフォースを検出するためのプローブ６４の振動方向をマークピット６６のデータ列方向に平行に振動させた方が好ましい。
また、図６２ではマークピット６６のデータ列と直交方向の振動を検出するようにスライダ６３内の光ファイバ２４８が設置されているが、これは図中の説明をしやすくするためであって、この図とは直交する方向に光ファイバ２４８を設置し、データ列と平行方向の振動を検出するようにしてもよい。
例えば、情報記憶媒体６５としては、窪み（ピット）を情報のマークとするものを用いる。このピットはＣＤ−ＲＯＭ作製に使われているスタンパにより作製することができる。
マークピット６６がプローブ６４の先端の下にあるときは、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離が、それ以外のところでは小さくなる。これにより、マークピット６６がプローブ６４の先端の下にあるときは、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を示す信号Ｖｄは大きくなり、それ以外のところでは小さくなる。この信号から媒体表面の凹凸の情報を得ることができる。すなわち、記録された情報を知ることができる。
図３８に示すように、情報記憶媒体６５が円盤状の場合は、情報記憶媒体６５の表面あるは表面近傍には、情報記憶媒体６５の円周方向にマークピット６６が並んでいて、情報が書き込まれている。情報記憶媒体６５は回転するが、これを回転させるモータの軸ずれや、情報記憶媒体６５自身の軸ずれにより、マークピット６６の列は蛇行する。したがって、マークピット６６の中心にプローブ６４の先端がくるようにプローブ６４が動かされないと、正しい情報の書き込みまたは読出しが行えない。
情報記憶媒体６５が、板状の、例えば光カードメモリの場合は、図３５に示すようにマークピット６６は直線状に並んでいて、情報が書き込まれている情報記憶媒体６５はデータ列方向に直進するので、マークピット６６の中心にプローブ６４の先端がくるようにプローブ６４が動かされないと、正しい情報の書き込みまたは読出しか行えない。
次に、図６１および図６２に示すヘッド部分の動作について説明する。まず、プローブ６４がシアフォースを検出する位置は、後述する所定の手段により円盤型の情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する。この振動周波数はプローブ６４片持ち梁の共振周波数よりも小さい方が好ましい。図６３にその様子を示す。図６３において、情報記憶媒体６５上にはすでにマークピット６６が記録されている。このマークピット６６は他の部分より窪んでいる、または高くなっている。このマークピット６６はスタンパにより作製する。これからの説明を簡単にするためにマークピット６６の部分は窪んでいるということにして説明を行うが、この逆、すなわちマークピット６６部分が出っ張っている場合でも同様の効果が得られる。
図６３中に符号（１）〜（４）で示しているのは、図６４に示す時刻（１）〜（４）における情報記憶媒体６５上でプローブ６４がシアフォースを検出する位置である。図６３に示す時刻（１）の位置では、マークピット６６の、情報記憶媒体６５の径方向の位置とプローブ６４がシアフォースを検出する位置が一致しているので、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を示す信号Ｖｄが最大となる。図６３に示す時刻（２）の位置では、プローブ６４がシアフォースを検出する位置が最もマークピット６６の中心軸から離れるので、図６１または図６２で説明した手段により得られるプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄが最小となる。図６３に示す時刻（３）の位層では、時刻（１）の位置と同様にプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄが最大となる。図６３に示す時刻（４）の位置では、時刻（２）の位置と同様にプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄが最小となる。以上から時間変化に対するトンネル電流信号強度および情報記憶媒体６５のデータ列の並ぶ方向と直交する力向の位置の変化は図６４に示すとおりである。
次に、図６５に示すように、プローブ６４がシアフォースを検出する位置の振動の中心がマークピット６６の列の中心からずれている（トラッキングがずれている）場合について考える。図６５に示す時刻（１）の位置では、プローブ６４がシアフォースを検出する位置がマークピット６６の比抵抗が変わる境にかかっているので、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄは最大値の半分程度になる。時刻（２）の位置ではプローブ６４がシアフォースを検出する位置がマークピット６６の窪みから完全に外れるので、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄが最も小さくなる。時刻（３）の位置では、時刻（１）の場合と同様にプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄは最大値の半分程度になる。時刻（４）の位置では、プローブ６４がシアフォースを検出する位置がマークの窪みから完全に一致するので、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの信号強度が最大値になる。
以上から、時間変化に対するプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの信号強度および情報記憶媒体６５の、径方向の位置の変化は図６６に示すとおりである。この場合に、プローブ６４がシアフォースを検出する位置がマークの窪みから外れている時間が長くなるので、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの平均値（バイアス）が小さくなる。
プローブ６４が情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に振動する周波数は、読出し時のマークピット６６の変調周波数よりも非常に小さい。図６７は、マークピット６６を読み出すための回路を示すものである。すなわち、図６１や図６２で示した手段によりプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を示す信号を得ることができる。ＡＣ／ＤＣ変換器２６１を介して、この信号Ｖｄは、ローパスフィルタ２６２とハイパスフィルタ２６３に入力される。信号取出装置であるローパスフィルタ２６２は、高周波数帯域の成分を除去する。この高周波成分が除去された信号の平均値（バイアス値）はトラッキングエラー信号として出力される。また、ハイパスフィルタ２６３は、低周波教帯域の成分を除去してマークピット６６の読出し信号を取り出す。
前記した理由により、図６５、図６６に示す場合の方が、図６３、図６４に示す場合より、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄが小さくなる。そこで、図６８に示すように、図６７に示す回路例のように、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの最小値を検出するボトムホールド（Ｂ／Ｈ）回路２６４を付け加えることにより、トラッキングエラー信号を得ることができる。
以上の説明では、マークピット６６自身の凹凸により、トラッキングエラー信号を得る手段について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、図６９に示すように、情報記憶媒体６５上に凹（または凸）部２６５と凸（または凹）部２６６をストライプ状に形成し、このストライプ表面とプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄにより、図６７〜図６８を参照して前記したと同様の手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。 このトラッキングエラー信号により、プローブ６４のトラッキングを行う図示しないアクチュエータと、プローブ６４と情報記憶媒体６５との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御することができる。
次に、前記したプローブ６４がシアフォースを検出する位置を、情報記憶媒体６５の径方向に周期的に移動（振動）する手段について説明する。
まず、図７０に示すように、プローブ６４は、基端部をコモン電極２０８を介して固定され、先端部は自由となっている片持ち梁構造をなしている。先端部はエッチングなどによって先鋭に形成されている。そして、金属膜がプローブ６４周辺に被覆されている。この金属膜は接地されている。そして、情報記憶媒体６５の径方向に、プローブ６４を挟むように絶縁膜２１１，２１１を介して移動装置である２つの固定電極２１０，２１０が設けられている。そして、この固定電極２１０，２１０とプローブ６４の金属膜との間に、それぞれ別の高電圧を交流電源２１２，２１２で印加する。これにより、固定電極２１０，２１０とプローブ６４との間に静電引力が働き、プローブ６４の先端部は振動して、プローブ６４がシアフォースを検出する位置も振動する。
別の手段として、図７１に示すように、プローブ６４の基端部に、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に、プローブ６４の基端部を挟むように２つの圧電素子２１３，２１３を配置し、図７０に示した金属膜と同様の金属膜と、固定電極２１０，２１０を用いて、移動装置である２つの圧電素子２１３，２１３の各々に別々の交流電圧を印加することにより、圧電効果によりプローブ６４を振動させるようにすることもできる。なお、図７１において、図５２と同一符号の部材などは、図５２を参照して前記した内容と同様である。
さらに別の手段として、図７２に示すように、金属膜に代えて磁性膜をプローブ６４に形成し、情報記憶媒体６５の径方向に、プローブ６４の先端部を挟むように移動装置である２つのコイル２１８，２１８を配置する。そして、２つのコイル２１８，２１８の各々に別々の交流電圧を交流電源２１７，２１７で印加することにより、磁力によりプローブ６４を振動させるようにすることもできる。なお、図７２において、図５３と同一符号の部材などは、図５３を参照して前記した内容と同様である。
前記の各手段は、プローブ６４のみを振動させるものであったが、すでに図２１〜図２４を参照して説明したように、サスペンション６２とスライダ６３との間に移動装置である所定のアクチュエータを設けて、スライダ６３全体を振動させるようにしてもよい。この場合のアクチュエータとしては図２２〜図２４に示したように、圧電素子８８と、この圧電素子８８の動きを拡大する拡大機構からなるもの、コイル９０、磁気コア９１およびムービングマグネット９２からなる、静電引力を用いたものなどが適用できる。
以上説明した情報記録再生装置によれば、プローブ６４がシアフォースを検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する手段以外に、トラッキングエラー信号を得る専用の手段を設ける必要がなく、情報記憶媒体６５上にも記録密度を低下するランドやマークを必要とせず、プローブ６４自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、プローブ６４の先端部は、情報記憶媒体６５の表面と離れていると振動するが、接触すると先端部が情報記憶媒体６５に拘束されて振動しなくなる。図６３〜図６６を参照して前記したように、プローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの時間的な変動はプローブ６４の振動により発生するわけであるから、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触して振動しなくなると、プローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの時間的な変化（交流的振動）もなくなる。そこで、これを用いてプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との接触、非接触（すなわち、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離に関する信号）を検出することができる。
具体的には、図６７のローパスフィルタ２６２の時定数をプローブ６４の振動によるプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの変化だけを捉えられるように設定し、その出力の振幅を測定すればよい。この振幅が小さくまたは０になれば、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触していることがわかる。この信号により、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないバイブレータ兼アクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を調節する図示しないアクチュエータとを制御する。
このように、この情報記録再生装置によれば、プローブ６４がシアフォースを検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する手段を用いるだけで、その他に、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなくプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要とし、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要とせずに、簡易な手段でプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態１４］
図７３は、この発明の実施の形態１４である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図７３において、図６７と同一符号の回路要素などは、発明の実施の形態１３と共通であり、詳細な説明は省略する。
図７３に示すように、移動装置である、バイブレータを兼用するアクチュエータ２３７は、プローブ６４を加振するもので、図７０〜図７２を参照して前記したいずれのものであってもよい。３つのサンプルホールド回路２６７，２６８，２６９には、ローパスフィルタ２６２の出力が入力される。アクチュエータ２３７を駆動する交流電源２７２からサンプルホールド回路２６７，２６８，２６９には、ローパスフィルタ２６２の出力の瞬時値をサンプリングするタイミングを決めるサンプリングタイミング信号が入力する。信号取出装置である差動増幅器２７０はサンプルホールド回路２６７と２６８の差信号を距離検出信号として出力し、信号取出装置である差動増幅器２７１はサンプルホールド回路２６７と２６９の差信号をトラッキングエラー信号として出力する。サンプルホールド回路２６７，２６８，２６９は、各々、図６４、図６６の時刻（３），（２），（４）におけるプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄをサンプルホールドする。
トラッキングがあっているときは、プローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの時刻（２）と時刻（４）の出力は等しい。したがって、トラッキングエラー信号の出力は０である。トラッキングが図６５、図６６を参照して前記したようにずれた場合、時刻（２）のプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄは時刻（４）のプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄより小さいので、トラッキングエラー信号は負になる。また、トラッキングが図１２、図１３を参照して前記した場合の反対にずれた時、時刻（２）のプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄは時刻（４）のプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄより大きいので、トラッキングエラー信号は正になる。以上により、トラッキングがずれていることと、どちら側にずれているかを知ることができる。
一方、プローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの時刻（２）と時刻（３）の差である距離検出信号は、プローブ６４の振動振幅を示しているので、前記したように、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離に関する。
これらの信号から、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないバイブレータを兼ねたアクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離を調節する図示しないアクチュエータとを制御する。
なお、前記の例では、トラッキングエラー信号と距離検出信号とを同時に測定する場合について説明したが、どちらか一方だけを検出するようにしてもよい。このようにして、プローブ６４がシアフォースを検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータを用いるだけで、その他に、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要として、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要とせずに、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得て、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
〔発明の実施の形態１５〕
図７４は、この発明の実施の形態１５である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図７４において、図７３と同一符号の部材は、発明の実施の形態１４と共通であり、詳細な説明は省略する。
図７４に示すように、ローパスフィルタ２６２の出力信号はピークホールド回路２７３、ボトムホールド回路２７４に入力され、ローパスフィルタ２６２の出力信号の最大値、最小値が検出される。そして、差動増幅器２７５はピークホールド回路２７３が出力する最大値と、ボトムホールド回路２７４が出力する最小値の差を取り、その差信号を信号取出装置である判別回路２７６に出力する。
図６３〜図６６を参照して前記したように、トラッキングがずれると、プローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの最大値と最小値の差、すなわち、差動増幅器２７５の出力する差信号が大きくなる。また、プローブ６４の先端と情報記緑媒体６５との間の距離が小さくなり、プローブ６４の振幅が小さくなると、プローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの最大値と最小値の差、すなわち、差動増幅器２７５の出力する差信号が小さくなる。
そこで、このような特性から、判別回路２７６はトラッキングエラー信号と、距離検出信号を出力する。そして、これらの信号から、プローブ６４のトラッキングを調節するバイブレータを兼ねた図示しないアクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との距離を調節する図示しないアクチュエータとを制御する。
このようにして、プローブ６４がシアフォースを検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータを用いるだけで、 その他に情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態１６］
図７５は、この発明の実施の形態１６である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図７５において、図７３と同一符号の回路要素などは、発明の実施の形態１４と共通であり、詳細な説明は省略する。
図７５に示すように、信号取出装置である同期検波増幅回路２７７，２７８には、ローパスフィルタ２６２の出力信号が入力される。この同期検波増幅回路２７７，２７８は、参照信号と同じ周波数の信号のみを参照信号の位相に同期して検波し、その実効値を直流電圧として出力する。そして、同期検波増幅回路２７８には、プローブ６４がシアフォースを検出する位置がバイブレータを兼ねたアクチュエータ２３７の作用により振動する時の周波数、すなわち交流電源２７２の周波数ωが参照信号として入力される。同期検波増幅回路２７７には、図示しない回路により周波数ωから周波数２ωを作り出し、この周波数２ωの信号が参照信号として入力される。
以上のような構成において、図６４に明らかなように、トラッキングがあっているときは、プローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄに周波数ωの成分はない。したがって、同期検波増幅回路２７８の出力は０である。トラッキングが図６５に示す方向にずれると、図６６に示すように、周波数ωの成分が現われる。したがって、同期検波増幅回路２７８に電圧出力が現われる。この時の電圧出力を正とすると、トラッキングが図６５に示す方向と反対の方向にずれたときは、同期検波増幅回路２７８に負の電圧出力が現われる。このようにして、トラッキングがずれていることと、どちら側にずれているかを知ることができるので、同期検波増幅回路２７８の出力信号はトラッキングエラー信号となる。そして、この信号によりプローブ６４のトラッキングを調節するバイブレータを兼ねた図示しないアクチュエータを制御することができる。
プローブ６４の先鋭と情報記憶媒体６５との間の距離が小さくまたは大きくなると、図６４に示すようにプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの振幅が小さくまたは大きくなる。図６４に示すプローブ６４の先端との距離を示す信号Ｖｄの周波数はプローブ６４の振動周波数の二倍、すなわち２ωである。したがって、同期検波増幅回路２７７の出力からプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離に関する情報を得ることができる。しかし、同期検波増幅回路２７８は２ωの周波数成分入力には不感であるから、距離の変化に伴う２ω成分の振幅変動に対しては不感である。したがって、同期検波増幅回路２７８はプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離変動に対して独立にトラッキングエラー信号を得ることができる。同様に、同期検波増幅回路２７７は、ωの周波数成分の入力には不感であるから、トラッキングのずれに伴うω分の振動変動に対しては不感である。したがって、同期検波増幅回路２７７は、トラッキングのずれに対して独立にプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を示す距離検出信号を得ることができる。
このようにして、プローブ６４がシアフォースを検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）するバイブレータを兼ねたアクチュエータ２３７を用いるだけで、その他に、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４への工夫を不要とし、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要とせずに、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得て、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
また、この発明の実施形態１４の変形例として、プローブ６４がシアフォースを検出する位置を振動させる周波数ωを、図７０〜図７２に例示するような片持ち梁の共振周波数ωｏとしてもよい。
すなわち、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との間が近づき、両者間に原始間力や静電気などのキャピラリー力が働くと、片持ち梁の共振周波数がずれてくる。しかしながら、バイブレータを兼ねたアクチュエータ２３７は、元々の共振周波数で強制振動しているから振幅が小さくなる。この手段により、共振周波数を用いない場合に比べてはるかにキャピラリー力に対する感度が高くなり、よって、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との間の距離測定を高感度に行うことができる。
［発明の実施の形態１７］
図７６は、この発明の実施の形態１７である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図７６において、図７３と同一符号の部材は、発明の実施の形態１４と共通であり、詳細な説明は省略する。
図７６において、帰還回路２７９は、トッラッキングエラー信号に基づいてトラッキング制御信号を出力し、交流電源２７２と直列に接続した可変直流電源２８０の出力電圧、すなわちトラッキングを調節する電圧を制御する。
その結果、バイブレータを兼ねたアクチュエータ２３７には、プローブ６４を振動させる電圧を出力する交流電源２７２の出力と、プローブ６４をトラッキングする電圧である可変直流電源２８０の出力とが重量された電圧が印加される。これにより、プローブ６４を振動させる装置をトラッキングする装置と同一のアクチュエータとしたので、これらの装置を簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
この構成を特に詳しく示すと、図７７に示すように２つの固定電極２１０，２１０の各々にトラッキング制御信号により制御される直流電源２３４を接続する。この電圧は、一定のバイアス電圧に、トラッキング制御信号により互いに逆の極性で、その絶対値は等しい変動電圧分が重畳した電圧である。このようにすることによりプローブ６４を振動させ、かつトラッキングアクチュエータとしての機能も発揮する。図７０〜７２についても同様な構成で同じ機能が得られる。なお、図７７において、図５８と同一符号の回路要素などは、発明の実施の形態１１と同様である。
［発明の実施の形態１８］
図７８は、この発明の実施の形態１８である情報記録再生装置のマークピット６６を読み出すための回路のブロック図である。この図７８において、図７６と同一符号の部材は、発明の実施の形態１７と共通であり、詳細な説明は省略する。
この発明の実施形１８の例では、プローブ６４を振動させることとトラッキングを行うことに加え、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離の制御（これをここではフォーカシングと呼ぶ）も移動装置であるひとつのアクチュエータ２３７で行うことができるようにしたものである。
すなわち、図７８において、帰還回路２７９は、距離検出信号に基づいてフォーカシング制御信号を出力し、可変直流電源２８０の出力電圧、すなわちフォーカシングを調節する電圧を制御する。そして、この電圧をアクチュエータ２３７に入力することにより、アクチュエータ２３７を駆動してフォーカシングを行うことができる。
よって、プローブ６４を振動させる装置、トラッキングする装置およびフォーカシングを行う装置を同一のアクチュエータ２３７で実現したので、これらの装置を簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
以下では、アクチュエータ２３７の詳細について説明する。図７９は、アクチュエータ２３７を備えた情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。
すなわち、スライダ６３に縦孔を空け、アクチュエータ２３７の円筒型の筒体２８３をこの孔に挿通して、その上部を孔に接着固定する。また、筒体２８３の内部にプローブ６４を挿通する。プローブ６４は、水晶振動子２４１とプローブ６４を振動させる圧電素子２４２を介して筒体２８３の下部に接着固定されている。以上により、アクチュエータ２３７が構成されている。水晶振動子２４１の出力電圧からプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を測定できることは、図６１を参照して前記した内容と同様である。
図８０は、アクチュエータ２３７を備えた情報記録再生装置のヘッド部分における他の例の縦断面図であり、アクチュエータ２３７を備えた情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。
すなわち、スライダ６３に縦孔を空け、アクチュエータ２３７の円筒型の筒体２８３をこの孔に挿通して、その上部を孔に接着固定する。また、筒体２８３の内部にプローブ６４を挿通する。プローブ６４は、水晶振動子２４１とプローブ６４を振動させる圧電素子２４２を介して筒体２８３の下部に接着固定されている。また、プローブ６４の振動を検出するための光ファイバ２４８が設置されている。この光ファイバ２４８の一端は、プローブ６４に向けられている。光ファイバ２４８の他端から出るレーザ光からプローブ６４の振動が検出できることは図６２を参照してすでに述べたとおりである。
円筒型のアクチュエータ２３７としては、すでに述べた図３１、図３２、図３３、図３４を参照してすでに説明した構造のものを用いることができる。
［発明の実施の形態１９］
図８１は、この発明の実施の形態１９である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。図８１において、図６１と同一符号の部材などは発明の実施の形態１３と同様であるため、詳細な説明は省略する。この情報記録再生装置においては、その先鋭化されたプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間に働く原子間力をコンタクトモードで検出することを用いる。
図８１に示すように、スライダ６３には細長い片持ち梁３０１が取り付けられている。その先端部分には、片持ち梁３０１の側面から略垂直に立ちあがっているプローブ６４が取り付けられている。プローブ６４の先端は非常に鋭利で、例えばその曲率半径が１００ｎｍ以下である。片持ち梁３０１は、図８１のように、基端側は固定台３０２を介してスライダ６３に固定され、情報記憶媒体６５に対向する先端側は自由になっている。プローブ６４の先端はエッチングや電解研磨法などにより細く先端曲率半径は数十ｎｍ以下に先鋭化されている。片持ち梁３０１の根元には半導体で構成されたピエゾ抵抗３０３が片持ち梁３０１に密着して設けられている。ピエゾ抵抗３０３は、歪みを受けるとピエゾ抵抗効果により抵抗値が変動する素子である。一方、プローブ６４の先端が情報記憶媒体６５の表面に近づくと、プローブ６４の先端に原子間力が働き、これにより、片持ち梁３０１は曲がる。そのためピエゾ抵抗３０３は歪んで、その抵抗値変化から原子間力を測定することができる。すなわち、ピエゾ抵抗３０３には定電流源３０４により一定電流が通電されており、ピエゾ抵抗３０３の電圧の変動を差動増幅器３０５で測定することによりプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５の表面との間の距離を測定することができる。
片持ち梁３０１の歪みを測定する他の手段としては、光てこ法も適用可能であるが、あまりコンパクトに配置できないので、図８１に示す構成にするのが望ましい。
図３８に示すように、情報記憶媒体６５が円盤状の場合は、情報記憶媒体６５としては、窪み（マークピット６６）を情報のマークとするものを用いる。このマークピット６６はＣＤ−ＲＯＭの作製に使われているスタンパにより作製することができる。
マークピット６６がプローブ６４先端の下にあるときは、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離が大きくなり、それ以外のところでは小さくなる。これによりマークピット６６がプローブ６４先端の下にあるときは、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａは大きくなり、それ以外のところでは小さくなる。この信号から情報記憶媒体６５の表面の凹凸の情報を得ることができる。すなわち、情報記憶媒体６５に記録された情報を知ることができる。
次に、図８１に示すヘッド部分の動作について説明する。まず、プローブ６４の先端が原子間力を検出する位置は、後述する所定の手段により円盤型の情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する。本実施例でもプローブ６４先端と媒体間の距離を測定することはできるのであるから、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号とデータの読み出し信号を得ることができる。すなわち、図６７〜図６８のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８１のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続すればよい。
前記したプローブ６４が原子間力を検出する位置を、情報記憶媒体６５の径方向に周期的に移動（振動）する手段については、すでに図２１〜図２４に示したように、サスペンション６２とスライダ６３との間に、バイブレータをかねている移動装置である所定のアクチュエータを設けて、スライダ６３の全体を振動させるようにしてもよい。バイブレータを兼ねたアクチュエータとしては、図２２〜図２４を参照して説明したように、圧電素子８８と、この圧電素子８８の動きを拡大する拡大機構８９からなるもの、コイル９０、磁気コア９１およびムービングマグネット９２からなる、静電引力を用いたものなどが適用できる。
以上説明した情報記録再生装置によれば、プローブ６４が原子間力を検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動させる手段以外にトラッキングエラー信号を得る専用の手段を設ける必要がなく、情報記憶媒体６５上にも記録密度を低下するランドやマークを必要とせず、プローブ６４などにも特別な工夫を必要とせずに、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、プローブ６４の先端部は、情報記憶媒体６５の表面と離れていると、上記したバイブレータを兼ねたアクチュエータによりデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する。しかし、プローブ６４の先端部が情報記憶媒体６５の表面に接触すると先端部が情報記憶媒体６５に拘束されて移動しなくなる。
図６３〜図６６を参照して前記したように、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａの時間的な変動は、プローブ６４の周期的移動により発生するわけであるから、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触して移動しなくなると、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａの時間的な変化（交流的振動）もなくなる。そこで、これを用いてプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との接触、非接触（すなわち、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離に関する信号）を検出することができる。
具体的には、図６７のローパスフィルタ２６２の時定数をプローブ６４の周期的移動によるプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａの変化だけを捉えられるように設定し、その出力の振幅を測定すればよい。この振幅が小さくまたは０になれば、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触していることがわかる。この信号により、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないアクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を調節する図示しないアクチュエータとを制御する。
このように、この情報記録再生装置によれば、プローブ６４が原子間力を検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する手段を用いるだけで、その他に、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４などへの工夫を不要とし、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要とすることなしに、簡易な手段でプローブ６４先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態２０］
この発明の実施の形態２０は、発明の実施の形態１９において、図７３のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８１のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７３〜図７６に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
［発明の実施の形態２１］
この発明の実施の形態２１は、発明の実施の形態１９において、図７４のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８１のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７４に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
［発明の実施の形態２２］
この発明の実施の形態２２は、発明の実施の形態１９において、図７５のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８１のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７５に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
［発明の実施の形態２３］
この発明の実施の形態２３は、発明の実施の形態１９において、図７６のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８１のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７６に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
［発明の実施の形態２４］
この発明の実施の形態２４は、発明の実施の形態１９において、図７８のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８１のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７８に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
図８２は、この発明の実施の形態の情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。すなわち、スライダ６３に縦孔を空け、円筒型の筒体３０６をこの孔に挿通して、その上部を孔に接着固定する。また、筒体３０６の内部先端にプローブ６４付きの片持ち梁３０１の基端部を固定する。以上により、アクチュエータが構成されている。この円筒アクチュエータがマークピット６６のデータ列を直交した方向に振動しながらトラッキングエラーを検出し、かつ、トラッキングアクチュエータとしてプローブ６４先端をデータ列中心に移動させる。片持ち梁３０１の根元のピエゾ抵抗３０３の抵抗値変化からプローブ６４先端と情報記憶媒体６５表面間の距離を測定できることは、すでに述べたとおりである。
筒体３０６としては、すでに述べた図３１、図３２、図３３、図３４に示した円筒型振動子１２１を用いることができる。
［発明の実施の形態２５］
図８３は、この発明の実施の形態２５である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。図８３において、図８１と同一符号の部材などは発明の実施の形態１９と同様であるため、詳細な説明は省略する。この情報記録再生装置においては、片持ち梁の先端に設けられたプローブ６４と情報記憶媒体６５との間に働く原子間力をノンコンタクトモードで検出することを用いる。
図８３に示すように、スライダ６３には細長い片持ち梁３０１が取り付けられ、その先の方に、片持ち梁３０１の側面から略垂直に立ちあがっているプローブ６４が取り付けてある。プローブ６４の先端は非常に鋭利で、例えばその曲率半径が１００ｎｍ以下である。片持ち梁３０１は、図８３のように、根本は固定台３０２を介してスライダ６３に固定され、情報記憶媒体６５に対向する先端側は自由になっている。プローブ６４の先端はエッチングや電解研磨法などにより細く先端曲率半径は数十ｎｍ以下に先鋭化されている。片持ち梁３０１の根元には半導体で構成されるピエゾ抵抗３０３が片持ち梁３０１に密着して設けられている。ピエゾ抵抗３０３は、歪みを受けると、ピエゾ抵抗効果により、その抵抗値が変わる素子で、定電流源３０４により一定電流が通電されている。片持ち梁３０１の根元は圧電素子３０９を介してスライダ６３に固定されている。この圧電素子３０９には交流電源３０７により交流電源が供給され、片持ち梁３０１の共振周波数の交流電圧を発生する。したがって、片持ち梁３０１は共振振動することになる。
情報記憶媒体６５の表面がプローブ６４の先端に近づくと、情報記憶媒体６５の表面とプローブ６４の先端との間に原子間力が働く。この力が情報記憶媒体６５の表面とプローブ６４の先端との間のばねとして働き、片持ち梁３０１の振動系全体の共振周波数が変化する。しかし、圧電素子３０９により、加振されている周波数は以前と変わらないので、振動系全体は共振状態から外れ、これにより振動の振幅は小さくなる。この振動は水晶振動子により交流電圧に変換される。この交流電圧はＡＣ／ＤＣ変換器３０８により直流電圧に変換される。したがって、この直流電圧からプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を知ることができる。両者間の距離が大きければ直流電圧は大きくなり、距離が小さくなれば直流電圧も小さくなる。
片持ち梁３０１の歪みを測定する他の手段としては、光てこ法や２周波レーザを用いたヘテロダイン法、水晶振動子を用いたものなどがあるが、あまりコンパクトに配置できないので、図８３に示す構成にするのが望ましい。
図３８に示すように、情報記憶媒体６５が円盤状の場合は、情報記憶媒体６５としては、窪み（マークピット６６）を情報のマークとするものを用いる。このマークピット６６はＣＤ−ＲＯＭの作製に使われているスタンパにより作製することができる。
マークピット６６がプローブ６４先端の下にあるときは、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離が大きくなり、それ以外のところでは小さくなる。これにより、マークピット６６がプローブ６４の先端の下にあるときは、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａは大きくなり、それ以外のところでは小さくなる。この信号から情報記憶媒体６５の表面の凹凸の情報を得ることができる。すなわち、記録された情報を知ることができる。
次に、図８３に示すヘッド部分の動作について説明する。まず、プローブ６４の先端が原子間力を検出する位置は、後述する所定の手段により円盤型の情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する。本例でもプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との間の距離を測定することはできるのであるから、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９を参照して説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号とデータの読み出し信号を得ることができる。すなわち、図６７〜図６８のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８３のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続すればよい。
前記したプローブ６４が原子間力を検出する位置を、情報記憶媒体６５の径方向に周期的に移動（振動）する手段については、すでに図２１〜２４に示したように、サスペンション６２とスライダ６３との間に移動装置である所定のバイブレータを兼ねたアクチュエータを設けて、スライダ６３全体を振動させるようにしてもよい。バイブレータを兼ねたアクチュエータとしては図２２〜図２４に示したように、圧電素子８８と、この圧電素子８８の動きを拡大する拡大機構８９からなるもの、コイル９０、磁気コア９１およびムービングマグネット９２からなる、静電引力を用いたものなどが適用できる。
以上説明した情報記録再生装置によれば、プローブ６４が原子間力を検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動させる手段以外にトラッキングエラー信号を得る専用の手段を設ける必要がなく、情報記憶媒体６５上にも記録密度を低下するランドやマークを必要とせず、プローブ６４や片持ち梁自身にも特別な工夫を必要とせずに、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、プローブ６４の先端部は、情報記憶媒体６５の表面と離れていると、上記したバイブレータを兼ねたアクチュエータによりデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する。しかし、プローブ６４の先端部が情報記憶媒体６５の表面に接触すると先端部が情報記憶媒体６５に拘束されて移動しなくなる。図６３〜図６６を参照して前記したように、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａの時間的な変動はプローブ６４の周期的移動により発生するわけであるから、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触して移動しなくなると、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａの時間的な変化（交流的振動）もなくなる。そこで、これを用いてプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との接触、非接触（すなわち、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離に関する信号）を検出することができる。
具体的には、図６７のローパスフィルタの時定数をプローブ６４の周期的移動によるプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａの変化だけを捉えられるように設定し、その出力の振幅を測定すればよい。この振幅が小さくまたは０になれば、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５とが接触していることがわかる。この信号により、プローブ６４のトラッキングを調節する図示しないバイブレータを兼ねたアクチュエータと、プローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を調節する図示しないアクチュエータを制御する。
このように、この情報記録再生装置によれば、プローブ６４が原子間力を検出する位置を、情報記憶媒体６５のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動（振動）する手段を用いるだけで、その他に、情報記憶媒体６５の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブ６４や片持ち梁３０１への工夫を不要とし、特別な波長の光源や情報記憶媒体６５上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要とせずに、簡易な手段でプローブ６４先端と情報記憶媒体６５表面との間の距離を知ることができる。
［発明の実施の形態２６］
この発明の実施の形態２６は、発明の実施の形態２５において、図７３のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８３のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７３〜図７６に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
［発明の実施の形態２７］
この発明の実施の形態２７は、発明の実施の形態２５において、図７４のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８３のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７４に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
［発明の実施の形態２８］
この発明の実施の形態２８は、発明の実施の形態２５において、図７５のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８３のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７５に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
［発明の実施の形態２９］
この発明の実施の形態２９は、発明の実施の形態２５において、図７６のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８３のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７６に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
［発明の実施の形態３０］
この発明の実施の形態３０は、発明の実施の形態２５において、図７８のプローブ６４の先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖｄの代わりに、図８３のプローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号Ｖａを接続し、発明の実施の形態１３で図６３〜図６９により説明した動作と同様に、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができるようにしたものである。これにより、発明の実施の形態１９の例においても、図７８に示した回路により、トラッキングエラー信号、プローブ６４先端と情報記憶媒体６５との距離を示す信号、および、データの読み出し信号を得ることができる。
図８４は、この発明の実施の形態の情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。すなわち、スライダ６３に縦孔を空け、円筒型の筒体３０６をこの孔に挿通して、その上部を孔に接着固定する。また、筒体３０６の内部先端にプローブ６４付片持ち梁３０１の基端部を固定する。以上により、アクチュエータが構成されている。この円筒アクチュエータがマークピット６６のデータ列を直交した方向に振動しながらトラッキングエラーを検出し、かつ、トラッキングアクチュエータとしてプローブ６４先端をデータ列中心に移動させる。片持ち梁３０１の根元のピエゾ抵抗３０３の抵抗値変化からプローブ６４先端と情報記憶媒体６５表面間の距離を測定できることは、すでに述べたとおりである。
筒体３０６としては、すでに述べた図３１、図３２、図３３、図３４に示した円筒型振動子１２１を用いることができる。
以上説明した、発明の実施の形態１〜３０は、いずれもプローブ６４を用いて情報記憶媒体６５の記録マークを何らかの物理的な作用により読み取るものである。このとき、記録マークのデータ列と直交する方向に周期的に振動させる。記録マークを読み取った信号も周期的に変動する。この周期的に変化する信号からトラッキングエラー信号およびプローブ６４と情報記憶媒体６５との表面間の距離を、これまで述べた手段により検出する。さらにフィードバックをかけてトラッキング動作をし、先の距離を一定に保つように（つまり、フォーカシング制御）する。
プローブ６４から情報記憶媒体６５に作用を施す具体的手段としては、発明の実施の形態１〜３０で説明したもの以外にも、以下のものが挙げられる。
（１）．光磁気効果
図８５に示すように、光ファイバーからなるプローブ６４の表面に磁性体膜３１１を形成し、これを磁気コアとして用いる。プローブ６４の根元にはコイル３１２を巻き、これに電流を流したまま、プローブ６４の先端から近接場光を出す。このプローブ６４は内部集光型のプローブであってもよい。このプローブ６４の先端から発した光が情報記録媒体６５の強磁性材料である記録層３１３をキューリ点以上に加熱する。このとき、コイル３１２に流れる電流方向に対応したプローブ６４の先端に存在する磁界の方向に記録層３１３の磁化方向が揃う。この記録層３１３が冷えることでこの磁化方向が固定される。情報記録媒体６５に書き込まれた情報を読み取る場合は、先のプローブ６４から光を記録層３１３に当て、記録層３１３からの反射光または透過光の偏光方向が、カー効果あるいはファラデー効果により変化することにより情報を読み取る。あるいは図８６に示すように、磁性体３１１とその回りにコイル３１２が巻かれているプローブ６４は磁気ヘッドとしての機能もあるので、プローブ６４と情報記憶媒体６５との間の相対運動によりコイル３１２に電流が流れる。その電流を測定することで、情報記憶媒体６５上の情報を読み取ることができる。
（２）．磁気記録
図８７に示すように、プローブ６４として磁性体材料を用い、根元にコイル３１２を巻いておく。通常の磁気ヘッドと同じように、情報の記録の際には記録情報に対応した電流をコイル３１２に流し、これにより発生する磁界により、情報記録媒体６５の強磁性体である記録層３１３に磁区を形成し、情報を記録していく。情報を読み取るときは、前記の「（１）．光磁気効果」の例と同様に、プローブ６４と情報記憶媒体６５との間の相対運動によりコイル３１２に電流が流れる。その電流を測定することで、情報記憶媒体６５上の情報を読み取る。
（３）．原子や分子の表面吸着
プローブ６４の先端で原子や分子を情報記憶媒体６５表面に吸着させ、または、これを除去することによって情報を記録することもできる。記録した情報は表面の凹凸として記録される。
例えば、
・ ＴｉＯ2（１１０）単結晶表面上のギ酸イオン（ＤＣＯＯ-）を、これに数Ｖの電圧を印加したプローブ６４の先端を近づけることにより分解・離脱することができる。
・情報記憶媒体６５に正、プローブ６４に負の電圧を印加し、導電性プローブ６４をシリコンの記録層に近づけると、情報記憶媒体６５における記録層の表面の吸着水の電気化学反応がプローブ６４の直下で生じ、記録層の表面が局所的に陽極酸化できる。これにより、この部分の抵抗値が高くなるので、記録層の表面にトンネル電流の流れにくいところが局所的にできる。このようにして情報を記録・再生できる。
・マイカ表面上の金薄膜を情報記憶媒体６５における記録層とする。プローブ６４として先鋭化したプローブ６４を用いる。プローブ６４に数Ｖの正極性のパルス電圧を印加することで、高さ数ｎｍ、直径数十ｎｍ程度の隆起が金薄膜表面に生じるので、情報を記録することができる。また、情報記憶媒体６５の表面の凹凸をプローブ６４で測定することで情報の再生ができる。
・情報記憶媒体６５の材料として単結晶シリコンを用い、先鋭化したＰｔ-Ｉｒ製のプローブ６４に数Ｖの電圧を印加しながら、その先端と情報記憶媒体６５の表面を数ｎｍに近づけると，単一原子幅の記録マークを書き込むことができる。また、情報記憶媒体６５の表面の凹凸をプローブ６４で測定することで情報の再生ができる。
以上のように、細長いプローブ６４を用い、プローブ６４と情報記憶媒体６５との間に何らかの物理的な作用を生じさせることにより情報の記録・再生を行う情報記録装置においては、トラッキングという動作は必ず必要になる。したがって、本発明は、これらの情報記録再生装置に対して、すべて適用することができる。
本発明によれば、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に所定の物理的な作用を生じさせることにより、前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記物理的な作用を生じさせる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記物理的な作用の変動から前記プローブの先端と前記情報記憶媒体の表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明によれば、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に所定の物理的な作用を生じさせることにより、前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記物理的な作用を生じさせる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記物理的な作用の変動から前記プローブの先端と前記情報記憶媒体の表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブの先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブの先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、物理的な作用の変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブの先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブの先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、物理的な作用の変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブの先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブの先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、物理的な作用を生じさせる位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、物理的な作用の変動を取り出して、この信号のω成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブの先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブの先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより、物理的な作用を生じさせる位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、物理的な作用の変動を取り出して、前記ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、プローブの先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、物理的な作用を生じさせる位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、情報記憶媒体上にプローブの先端から光を照射して情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記光の照射位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記光の反射光または透過光から前記照射位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明によれば、情報記憶媒体上にプローブの先端から光を照射して情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記光の照射位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記光の反射光または透過光から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、情報記憶媒体上に照射した光から所定の信号を取り出してその瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、情報記憶媒体上に照射した光から所定の信号を取り出してその信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、光の照射位置ωで移動させ、信号取出装置は、情報記憶媒体上に照射した光から信号を取り出して、この信号の周波数ωの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより、物理的な作用を生じさせる位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、情報記憶媒体上に照射した光から信号を取り出して、この信号の周波数ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、光の照射位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、情報記憶媒体との間にトンネル電流を流すプローブを備え、前記トンネル電流により前記情報記憶媒体に対して情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記トンネル電流が流れる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記トンネル電流の変動から前記トンネル電流が流れる位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明によれば、情報記憶媒体との間にトンネル電流を流すプローブを備え、前記トンネル電流により前記情報記憶媒体に対して情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記トンネル電流が流れる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記トンネル電流の変動から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、トンネル電流の変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、トンネル電流の変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、トンネル電流が流れる位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、前記トンネル電流の変動を取り出して、この信号の周波数ωの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することによりトンネル電流が流れる位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、前記トンネル電流信号を取り出して、この信号ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、トンネル電流が流れる位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に働くシアフォースにより前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記シアフォースが働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記シアフォースの変動から前記シアフォースが働く位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明によれば、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に働くシアフォースにより前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記シアフォースが働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記シアフォースの変動から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、前記シアフォースの変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、前記シアフォースの変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、前記シアフォースが働く位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、前記シアフォースの変動を取り出して、この信号の周波数ωの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより前記シアフォースが働く位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、前記シアフォースの変動を取り出して、この信号ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、シアフォースが働く位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体間に働くコンタクトモードの原子間力により前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記コンタクトモードの原子間力が働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記コンタクトモードの原子間力の変動から前記コンタクトモードの原子間力が働く位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明によれば、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体間に働くコンタクトモードの原子間力により前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記コンタクトモードの原子間力が働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記コンタクトモードの原子間力の変動から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、前記コンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、前記コンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、前記コンタクトモードの原子間力が働く位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、前記コンタクトモードの原子間力を取り出して、この信号のωの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより前記コンタクトモードの原子間力が働く位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、前記コンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、この信号ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、前記コンタクトモードの原子間力が働く位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体間に働くノンコンタクトモードの原子間力により前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動から前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置以外にトラッキング専用の手段を設ける必要が無く、情報記憶媒体上にも記録密度を低下するトラッキング専用のランドやマークを必要とせず、プローブ自身にも特別な工夫を必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得ることができる。
また、本発明によれば、プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体間に働くノンコンタクトモードの原子間力により前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうち少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動から前記プローブ先端と前記情報記憶媒体表面との間の距離に関する信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置であるように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でプローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、その瞬時値を保持し、この値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記信号取出装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、その信号の最大値と最小値を保持し、この最大値および最小値からトラッキングエラー信号およびプローブ先端と情報記憶媒体表面の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置を周期ωで移動させ、信号取出装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、この信号のω成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置を用いるだけで、そのほかに、情報記憶媒体の構成、材料に制限を加えることなく、プローブ先端と情報記憶媒体表面との距離を測定するための複雑な回路やプローブへの工夫が不要で、特別な波長の光源や情報記憶媒体上に設けるパターンや時間を要する信号処理なども必要としない、簡易な手段でトラッキングエラー信号を得、プローブ先端と情報記憶媒体表面との間の距離を知ることができる。
また、本発明によれば、周期的に移動する移動装置は、プローブをその共振周波数ωｏで振動することにより前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置を周期ωｏで移動させるものであり、信号取出装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力の変動を取り出して、この信号ωｏの成分からトラッキングエラー信号を取得し、周波数２ωｏの成分からプローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離に関する信号を取得するものであることを特徴とするように構成することにより、プローブ先端と情報記憶媒体表面間の距離を高感度に測定することができる。
また、本発明によれば、前記周期的に移動する移動装置は、前記ノンコンタクトモードの原子間力が働く位置をトラッキングするトラッキング装置と同一のアクチュエータであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、静電引力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、電磁力を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
また、本発明によれば、前記アクチュエータは、圧電効果を用いたものであることを特徴とするように構成することにより、移動装置をトラッキング装置と同一のアクチュエータとしたので、これらのアクチュエータを簡易な構成とし、記録再生ヘッドを小型化して、高速な書き込み、読出しを行うことができる。
この発明の従来技術を説明する概念図である。 この発明の従来技術を説明する概念図である。 この発明の従来技術を説明する概念図である。 この発明の従来技術を説明する概念図である。 この発明の従来技術を説明する概念図である。 この発明の従来技術を説明する概念図である。 この発明の従来技術を説明する概念図である。 この発明の実施の形態１である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 前記ヘッド部分で情報記憶媒体の表面あるは表面近傍を走査している状態の斜視図である。 前記ヘッド部分のプローブから出射し情報記憶媒体を照射する光の移動（振動）を示す平面図である。 前記光の移動による光信号強度および情報記憶媒体の径方向の位置の変化を示すグラフである。 前記光の移動（振動）を示す平面図である。 前記光の移動による光信号強度および情報記憶媒体の径方向の位置の変化を示すグラフである。 前記ヘッド部分により情報記憶媒体のマークピットを読み出すための反射型の光学系および回路を示すブロック図である。 前記ヘッド部分により情報記憶媒体のマークピットを読み出すための透過型の光学系および回路を示すブロック図である。 前記反射型の光学系および回路の他の例を示すブロック図である。 前記光の移動（振動）を示す平面図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体を照射する光を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体６５を照射する光を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体を照射する光を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記ヘッド部分のスライダ全体を振動させるアクチュエータの配置を示す図である。 前記アクチュエータの構成例を示す断面図である。 前記アクチュエータの構成例を示す断面図である。 前記アクチュエータの構成例を示す断面図である。 この発明の実施の形態２である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための光学系と回路のブロック図である。 この発明の実施の形態３である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための光学系と回路のブロック図である。 この発明の実施の形態４である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための光学系と回路のブロック図である。 この発明の実施の形態５である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための光学系と回路のブロック図である。 この発明の実施の形態６である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための光学系と回路のブロック図である。 前記光学系と回路の構成要素であるアクチュエータを備えた情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 前記アクチュエータの構成例を示す斜視図である。 前記アクチュエータの構成例を示す斜視図である。 前記アクチュエータの構成例を示す斜視図である。 前記アクチュエータの構成例を示す斜視図である。 前記ヘッド部分で情報記憶媒体の表面あるいは表面近傍を走査している状態の斜視図である。 この発明の実施の形態１である情報記録再生装置のプローブの先端部分の拡大断面図である。 この発明の実施の形態７である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 前記ヘッド部分で情報記憶媒体の表面あるいは表面近傍を走査している状態の斜視図である。 前記情報記憶媒体でのトンネル電流の移動（振動）を示す平面図である。 時間変化に対するトンネル電流信号信号強度および情報記憶媒体の径方向の位置の変化を示すグラフである。 前記情報記憶媒体でのトンネル電流の移動（振動）を示す平面図である。 時間変化に対するトンネル電流信号信号強度および情報記憶媒体の径方向の位置の変化を示すグラフである。 前記情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路の回路図である。 前記情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路の回路図である。 前記情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路の回路図である。 前記情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路の回路図である。 前記情報記憶媒体でのトンネル電流の移動（振動）を示す平面図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体に流れるトンネル電流を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体に流れるトンネル電流を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体に流れるトンネル電流を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体に流れるトンネル電流を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体に流れるトンネル電流を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体に流れるトンネル電流を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態８である情報記録再生装置の情報記憶媒体のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 この発明の実施の形態９である情報記録再生装置の情報記憶媒体のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 この発明の実施の形態１０である情報記録再生装置の情報記憶媒体のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 この発明の実施の形態１１である情報記録再生装置の情報記憶媒体のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 前記プローブから出射し情報記憶媒体に流れるトンネル電流を情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１２である情報記録再生装置の情報記憶媒体のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 前記情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 この発明の実施の形態１３である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 前記ヘッド部分の他の例を示す縦断面図である。 前記情報記憶媒体でのシアフォースの移動（振動）を示す平面図である。 時間変化に対するプローブ先端と情報記憶媒体との距離を示す信号信号強度および情報記憶媒体の径方向の位置の変化を示すグラフである。 前記情報記憶媒体でのシアフォースの移動（振動）を示す平面図である。 時間変化に対するプローブ先端と情報記憶媒体との距離を示す信号信号強度および情報記憶媒体の径方向の位置の変化を示すグラフである。 前記情報記録再生装置の情報記憶媒体のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 前記情報記録再生装置の情報記憶媒体のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 前記情報記憶媒体でのシアフォースの移動（振動）を示す平面図（ａ）と、そのＡ−Ａ´断面図（ｂ）である。 前記プローブと情報記憶媒体との間に働くシアフォースを情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブと情報記憶媒体との間に働くシアフォースを情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 前記プローブと情報記憶媒体との間に働くシアフォースを情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１４である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 この発明の実施の形態１５である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 この発明の実施の形態１６である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 この発明の実施の形態１７である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 前記プローブと情報記憶媒体との間に働くシアフォースを情報記憶媒体の径方向に周期的に移動（振動）する手段の例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１８である情報記録再生装置のマークピットを読み出すための回路のブロック図である。 前記情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 前記情報記録再生装置のヘッド部分の他の例を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態１９である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 この発明の実施の形態２４である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 この発明の実施の形態２５である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 この発明の実施の形態３０である情報記録再生装置のヘッド部分の縦断面図である。 この発明の実施の形態である光磁気効果を用いた情報記録再生装置のヘッド部分の説明図である。 前記情報記録再生装置のヘッド部分の他の例における説明図である。 この発明の実施の形態である磁気記録を用いた情報記録再生装置のヘッド部分の説明図である。
符号の説明
６４ プローブ
６５ 情報記憶媒体
７５ 信号取出装置
８１ 移動装置
８２ 移動装置
８６ 移動装置
８７ 移動装置
１０６ 信号取出装置
１０７ 信号取出装置
１１１ 信号取出装置
１１２ 信号取出装置
１１３ 信号取出装置
１１６ 移動装置
１２１ 移動装置
１２７ 移動装置
２０３ 信号取出装置
２１０ 移動装置
２１３ 移動装置
２１８ 移動装置
２１９ 移動装置
２２４ 信号取出装置
２２５ 信号取出装置
２２９ 信号取出装置
２３１ 信号取出装置
２３２ 信号取出装置
２３７ 移動装置
２６２ 信号取出装置
２７０ 信号取出装置
２７１ 信号取出装置
２７６ 信号取出装置
２７７ 信号取出装置
２７８ 信号取出装置

Claims (1)

  1. プローブを備え、このプローブと情報記憶媒体との間に所定の物理的な作用を生じさせることにより、前記情報記憶媒体に対する情報の記録および再生のうちの少なくとも一方を行う情報記録再生装置において、
    前記物理的な作用を生じさせる位置を前記情報記憶媒体のデータ列が並ぶ方向と直交する方向に周期的に移動する移動装置と、
    前記物理的な作用の変動から前記プローブから前記物理的な作用を生じさせる位置のトラッキングエラー信号を前記周期的移動に関連して取得する信号取出装置と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54121103A (en) * 1978-03-13 1979-09-20 Mitsubishi Electric Corp Optical recording information reproducer
JPS5798138A (en) * 1980-12-08 1982-06-18 Sony Corp Tracking controller for optical information reproduction
JPS5798139A (en) * 1980-12-09 1982-06-18 Fujitsu Ltd Optical recorder and reproducer
JPH04212737A (ja) * 1990-02-09 1992-08-04 Canon Inc 位置ずれ検出装置および方法
JPH08106646A (ja) * 1994-10-05 1996-04-23 Seiko Instr Inc 光記録装置
JPH08287533A (ja) * 1995-02-13 1996-11-01 Canon Inc 情報処理装置
JPH0922538A (ja) * 1995-07-04 1997-01-21 Hitachi Ltd エバネセント光ヘッド及び光情報記録再生装置
JPH09231608A (ja) * 1995-12-19 1997-09-05 Mitsubishi Electric Corp 光学情報システムおよび近視野光学顕微鏡
JPH1021593A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Canon Inc 記録再生装置
JPH1021594A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Canon Inc 記録再生装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54121103A (en) * 1978-03-13 1979-09-20 Mitsubishi Electric Corp Optical recording information reproducer
JPS5798138A (en) * 1980-12-08 1982-06-18 Sony Corp Tracking controller for optical information reproduction
JPS5798139A (en) * 1980-12-09 1982-06-18 Fujitsu Ltd Optical recorder and reproducer
JPH04212737A (ja) * 1990-02-09 1992-08-04 Canon Inc 位置ずれ検出装置および方法
JPH08106646A (ja) * 1994-10-05 1996-04-23 Seiko Instr Inc 光記録装置
JPH08287533A (ja) * 1995-02-13 1996-11-01 Canon Inc 情報処理装置
JPH0922538A (ja) * 1995-07-04 1997-01-21 Hitachi Ltd エバネセント光ヘッド及び光情報記録再生装置
JPH09231608A (ja) * 1995-12-19 1997-09-05 Mitsubishi Electric Corp 光学情報システムおよび近視野光学顕微鏡
JPH1021593A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Canon Inc 記録再生装置
JPH1021594A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Canon Inc 記録再生装置

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