JP2753590B2 - 高密度メモリー装置 - Google Patents
高密度メモリー装置Info
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- JP2753590B2 JP2753590B2 JP1311107A JP31110789A JP2753590B2 JP 2753590 B2 JP2753590 B2 JP 2753590B2 JP 1311107 A JP1311107 A JP 1311107A JP 31110789 A JP31110789 A JP 31110789A JP 2753590 B2 JP2753590 B2 JP 2753590B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は，情報処理などに用いられる高密度メモリー
装置に関する。
装置に関する。
＜従来の技術＞ 大容量の情報を記録する手段としては例えば光ディス
クメモリー装置が知られている。この装置はレンズで光
を絞って記録媒体（以下、単に媒体という）面に当てる
ため，その記録密度はスポット径（Ｗ）によって制限さ
れる。このスポット径の収差のない光学系を用いたとし
ても光の波動性による回折限界からほぼλ/NAより小さ
くすることはできない。
クメモリー装置が知られている。この装置はレンズで光
を絞って記録媒体（以下、単に媒体という）面に当てる
ため，その記録密度はスポット径（Ｗ）によって制限さ
れる。このスポット径の収差のない光学系を用いたとし
ても光の波動性による回折限界からほぼλ/NAより小さ
くすることはできない。
例えばλ（光の波長）＝0.8μm, NA（レンズの開口数）＝0.5 とすればＷ＝1.6μｍとなる。
近年コンピータ用メモリーの大容量化へのニーズが高
くこれに応える為に波長特性をる利用した多波長記録へ
のアプローチが盛んであるが光源や媒体の開発が難しく
実現には至っていない。
くこれに応える為に波長特性をる利用した多波長記録へ
のアプローチが盛んであるが光源や媒体の開発が難しく
実現には至っていない。
また，他の高密度記録装置として媒体に対して所定の
間隔を保って対向する検出プローブによってそのプロー
ブ先端と記録面との間のトンネル電流を検出し，そのト
ンネル電流の変化を位置制御信号および記録信号として
読み出すものがある。
間隔を保って対向する検出プローブによってそのプロー
ブ先端と記録面との間のトンネル電流を検出し，そのト
ンネル電流の変化を位置制御信号および記録信号として
読み出すものがある。
この様なトンネル電流の変化を検出するものは分子レ
ベルにまで記録密度を向上させることが可能である。
ベルにまで記録密度を向上させることが可能である。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら，上記装置においては針状の検出プロー
ブ（以下，単に針という）と媒体との間の距離を検出
し，その距離を制御する為の信号と読み出し信号が同じ
トンネル電流の為距離の制御性を考えると読み出し信号
の変化（情報の記録の大きさ）を充分大きくすることが
できないという問題があった。
ブ（以下，単に針という）と媒体との間の距離を検出
し，その距離を制御する為の信号と読み出し信号が同じ
トンネル電流の為距離の制御性を考えると読み出し信号
の変化（情報の記録の大きさ）を充分大きくすることが
できないという問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決するために成され
たもので，針と媒体間の距離を検出する手段の他に信号
を読取る手段を設けることにより読取り精度を向上させ
ることを目的とするものである。
たもので，針と媒体間の距離を検出する手段の他に信号
を読取る手段を設けることにより読取り精度を向上させ
ることを目的とするものである。
＜課題を解決するための手段＞ 上記従来技術の問題を解決する為の本発明の構成は，
請求項１においては光源，媒体，微細ピンホール，受光
光学系および前記微細ピンホールと媒体との間の距離お
よび位置を制御する制御手段を具備し，前記光源は微細
ピンホールを有する容器に収納され、前記受光光学系は
前記容器の先端に形成された微細ピンホールから出射し
た光を前記記録媒体を介して受光する様にしたことを特
徴とするものであり， 請求項２においては前記微細ピンホールと媒体との間
の距離は，針と前記媒体との間に流れるトンネル電流を
用いて制御したことを特徴とするものであり， 請求項３においては前記微細ピンホールと媒体との間
の距離は，微細ピンホールの近傍に形成した先端に針を
有するカンチレバーと，前記針と前記媒体との間に発生
する原子間力を利用して制御したことを特徴とするもの
であり， 請求項４においては前記光源からの光をレンズで集光
して前記微細ピンホールから出射させて前記媒体を照射
し，前記媒体を透過した光を前記受光光学系で受光する
様にしたことを特徴とするものであり， 請求項５においては前記微細ピンホールから出射した
光で媒体を照射し，その反射光を再びピンホールを介し
て受光光学系で受光する様にしたことを特徴とするもの
である。
請求項１においては光源，媒体，微細ピンホール，受光
光学系および前記微細ピンホールと媒体との間の距離お
よび位置を制御する制御手段を具備し，前記光源は微細
ピンホールを有する容器に収納され、前記受光光学系は
前記容器の先端に形成された微細ピンホールから出射し
た光を前記記録媒体を介して受光する様にしたことを特
徴とするものであり， 請求項２においては前記微細ピンホールと媒体との間
の距離は，針と前記媒体との間に流れるトンネル電流を
用いて制御したことを特徴とするものであり， 請求項３においては前記微細ピンホールと媒体との間
の距離は，微細ピンホールの近傍に形成した先端に針を
有するカンチレバーと，前記針と前記媒体との間に発生
する原子間力を利用して制御したことを特徴とするもの
であり， 請求項４においては前記光源からの光をレンズで集光
して前記微細ピンホールから出射させて前記媒体を照射
し，前記媒体を透過した光を前記受光光学系で受光する
様にしたことを特徴とするものであり， 請求項５においては前記微細ピンホールから出射した
光で媒体を照射し，その反射光を再びピンホールを介し
て受光光学系で受光する様にしたことを特徴とするもの
である。
＜作用＞ 針と媒体間の距離はトンネル電流や，原子間力により
制御し，媒体に記録された情報を読み出す手段としてNS
OM（Near−Field Scanning Optical Microscopy）の技
術を用いる。
制御し，媒体に記録された情報を読み出す手段としてNS
OM（Near−Field Scanning Optical Microscopy）の技
術を用いる。
＜実施例＞ 以下，図面に従い本発明を説明する。第１図は本発明
の請求項1,2,4に関する一実施例を示す構成説明図であ
る。図において１は先端に微細ピンホール（以下，単に
ピンホールという）1aおよび針1bが形成された導電体か
らなる容器（光源ユニット）であり，この容器には半導
体レーザなどの光源2,レンズ３が収納されている。５は
電流・電圧増幅器,6はサーボ装置,7はスキャナ,8,9,10
はX,Y,Z方向に容器を移動させるための圧電アクチュエ
ータである。11は導電性と透光性を有する媒体であり，
この媒体の表面には分子レベルに高密度な情報（11a,11
b…）が例えば濃淡で記録されている。15は容器のピン
ホール1aに媒体を挟んで対向して配置された受光光学
系,16はその受光光学系の出力信号を増幅する増幅器で
ある。
の請求項1,2,4に関する一実施例を示す構成説明図であ
る。図において１は先端に微細ピンホール（以下，単に
ピンホールという）1aおよび針1bが形成された導電体か
らなる容器（光源ユニット）であり，この容器には半導
体レーザなどの光源2,レンズ３が収納されている。５は
電流・電圧増幅器,6はサーボ装置,7はスキャナ,8,9,10
はX,Y,Z方向に容器を移動させるための圧電アクチュエ
ータである。11は導電性と透光性を有する媒体であり，
この媒体の表面には分子レベルに高密度な情報（11a,11
b…）が例えば濃淡で記録されている。15は容器のピン
ホール1aに媒体を挟んで対向して配置された受光光学
系,16はその受光光学系の出力信号を増幅する増幅器で
ある。
なお，針1bの先端は電解研磨法などの手段を用いて曲
率半径が0.1μｍ程度にまで鋭く加工されている。ピン
ポールの半径は10nm程度とされ，さらに針の先端から媒
体までの距離は1nm程度とされる。
率半径が0.1μｍ程度にまで鋭く加工されている。ピン
ポールの半径は10nm程度とされ，さらに針の先端から媒
体までの距離は1nm程度とされる。
上記構成において，媒体を回転させ，電源20から媒体
にバイアス電圧VTを印加した状態で容器１に形成した針
の先端を媒体面に対して1nm程度まで近付けると針と媒
体間にはトンネル効果によりトンネル電流iTが流れる
が、この電流の強さは両者の距離に対して指数関数的に
変化する。電流・電圧増幅器５はこの電流を増幅してサ
ーボ装置６に送出する。サーボ装置はトンネル電流の時
間的平均値もしくは低周波成分が一定になるように媒体
面に直角なＺ方向の圧電アクチュエータへの印加電圧を
制御して両者の距離を一定に保つ。
にバイアス電圧VTを印加した状態で容器１に形成した針
の先端を媒体面に対して1nm程度まで近付けると針と媒
体間にはトンネル効果によりトンネル電流iTが流れる
が、この電流の強さは両者の距離に対して指数関数的に
変化する。電流・電圧増幅器５はこの電流を増幅してサ
ーボ装置６に送出する。サーボ装置はトンネル電流の時
間的平均値もしくは低周波成分が一定になるように媒体
面に直角なＺ方向の圧電アクチュエータへの印加電圧を
制御して両者の距離を一定に保つ。
一方光源２からの光はレンズ３で集光されて例えば数
μm2程度とされてピンホールに照射され，そのうちの僅
かな光がピンホールから出射する。この光は透明体であ
る媒体を透過して受光光学系15に達し光電変換され，そ
の電気信号を増幅器16で増幅する。ここでスキャナ７に
より容器をX,Y方向に移動させれば媒体に記録された情
報（濃淡）を数百nm2の精度で検出することができる。
μm2程度とされてピンホールに照射され，そのうちの僅
かな光がピンホールから出射する。この光は透明体であ
る媒体を透過して受光光学系15に達し光電変換され，そ
の電気信号を増幅器16で増幅する。ここでスキャナ７に
より容器をX,Y方向に移動させれば媒体に記録された情
報（濃淡）を数百nm2の精度で検出することができる。
第２図は他の要部実施例を示すもので，この例では媒
体11と容器１の間に働く静電容器の変化を利用したもの
であり，容器１と媒体11の距離は例えば数十nm程度とさ
れる。静電容量の変化は容量／電圧変換器17により検出
されサーボ装置６により一定に維持するように制御され
る。
体11と容器１の間に働く静電容器の変化を利用したもの
であり，容器１と媒体11の距離は例えば数十nm程度とさ
れる。静電容量の変化は容量／電圧変換器17により検出
されサーボ装置６により一定に維持するように制御され
る。
第３図はさらに他の実施例を示すもので第１図の変型
であり，ピンホール1aを有する容器１側に受光素子19を
収納し，ピンホール1aに対向する側から媒体11およびレ
ンズ３を介して光を照射する様にしたものである。
であり，ピンホール1aを有する容器１側に受光素子19を
収納し，ピンホール1aに対向する側から媒体11およびレ
ンズ３を介して光を照射する様にしたものである。
第４図はさらに他の実施例を示すもので，この例では
媒体11を高速回転させておき，その媒体を上に光源，レ
ンズおよびピンホールを収納したスライダー18を配置し
て浮上ヘッドまたは負圧ヘッドとしたものである。
媒体11を高速回転させておき，その媒体を上に光源，レ
ンズおよびピンホールを収納したスライダー18を配置し
て浮上ヘッドまたは負圧ヘッドとしたものである。
第５図は請求項５の一実施例を示す要部構成図で、こ
の例では光源２からの光をハーフミラー3aおよびレンズ
３を介してピンホール1aから出射し媒体で反射した光を
さらにピンホールで受け，その反射光をハーフミラー3a
で反射させて受光光学系15で受光する様にしたものであ
る。なお，容器と媒体との距離の制御は別の手段（例え
ばトンネル電流や原子間力）を用いるものとする。
の例では光源２からの光をハーフミラー3aおよびレンズ
３を介してピンホール1aから出射し媒体で反射した光を
さらにピンホールで受け，その反射光をハーフミラー3a
で反射させて受光光学系15で受光する様にしたものであ
る。なお，容器と媒体との距離の制御は別の手段（例え
ばトンネル電流や原子間力）を用いるものとする。
第６図は請求項３に関する一実施例を示す要部構成図
である。この例では光源やレンズ３を収納した容器１の
先端にカンチレバー19が形成されており，この先端に前
述と同様に加工した針1cが形成されている。
である。この例では光源やレンズ３を収納した容器１の
先端にカンチレバー19が形成されており，この先端に前
述と同様に加工した針1cが形成されている。
一般に無極性の物質表面間には遠距離で分散力による
引力が働き，近距離ではPauliの排他率による斥力が働
くことが知られている。ここでは針の先端を例えば1nm
程度に近付けて、媒体と針との間で働く力を利用する。
中性原子に働く引力の典型的な大きさは〜10-9N＝0.1μ
ｇ程度なのでカンチレバーの力の検出感度を10-18N程度
に加工しておけば良く，変位の検出感度を0.1nmとすれ
ば10-9の力の検出が可能であればよい。この様なカンチ
レバーは例えば弾性定数10N/m程度のばね（金属薄膜やS
iO2膜）を使用し，幅100μm,厚さ５μm,長さ500μｍ程
度に加工することにより実現可能である。またこの様な
微小変位を検出する変位検出手段としてはキャパシタン
スの変化を検出する方法やレーザ干渉法等を用いること
ができる。
引力が働き，近距離ではPauliの排他率による斥力が働
くことが知られている。ここでは針の先端を例えば1nm
程度に近付けて、媒体と針との間で働く力を利用する。
中性原子に働く引力の典型的な大きさは〜10-9N＝0.1μ
ｇ程度なのでカンチレバーの力の検出感度を10-18N程度
に加工しておけば良く，変位の検出感度を0.1nmとすれ
ば10-9の力の検出が可能であればよい。この様なカンチ
レバーは例えば弾性定数10N/m程度のばね（金属薄膜やS
iO2膜）を使用し，幅100μm,厚さ５μm,長さ500μｍ程
度に加工することにより実現可能である。またこの様な
微小変位を検出する変位検出手段としてはキャパシタン
スの変化を検出する方法やレーザ干渉法等を用いること
ができる。
上記構成によれば媒体として導電性のないものも使用
することができる。
することができる。
第７図はレーザとピンホールを一体として作成した例
を示す断面図で，レーザの出射面に光遮断用の薄膜20を
形成し，その薄膜にフォトリソグラフィとエッチングの
技術によりピンホール（微細穴）1aを形成したものであ
り，構成を簡単にすることができる。
を示す断面図で，レーザの出射面に光遮断用の薄膜20を
形成し，その薄膜にフォトリソグラフィとエッチングの
技術によりピンホール（微細穴）1aを形成したものであ
り，構成を簡単にすることができる。
＜発明の効果＞ 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によ
れば，針と媒体間の距離を検出する手段の他に光を容器
の先端に設けたピンホールを介して媒体に照射して信号
を読取る様にしたので，従来の様に光を絞って直接媒体
に照射するものに比較して格段に高密度な読み出しが可
能となり，トンネル電流のみで位置制御と読み出しを行
う従来のものに比較して安定した読み出し信号を得るこ
とができる。
れば，針と媒体間の距離を検出する手段の他に光を容器
の先端に設けたピンホールを介して媒体に照射して信号
を読取る様にしたので，従来の様に光を絞って直接媒体
に照射するものに比較して格段に高密度な読み出しが可
能となり，トンネル電流のみで位置制御と読み出しを行
う従来のものに比較して安定した読み出し信号を得るこ
とができる。
第１図は本発明の請求項1,2,4に関する一実施例を示す
構成説明図，第２図〜第４図は他の実施例を示す図，第
５図は請求項５に関する一実施例を示す要部構成説明
図，第６図は請求項３に関する一実施例を示す構成図，
第７図は半導体レーザとピンホールを一体で形成した例
を示す断面図である。 １……容器,1a……微細ピンホール,1b……検出プローブ
（針）,2……光源,3……レンズ,5……電流／電圧増幅
器,6……サーボ装置,7……スキャナ,8,9,10……圧電ア
クチュエータ,11……記録媒体,15……受光光学系,16…
…増幅器,19……カンチレバー。
構成説明図，第２図〜第４図は他の実施例を示す図，第
５図は請求項５に関する一実施例を示す要部構成説明
図，第６図は請求項３に関する一実施例を示す構成図，
第７図は半導体レーザとピンホールを一体で形成した例
を示す断面図である。 １……容器,1a……微細ピンホール,1b……検出プローブ
（針）,2……光源,3……レンズ,5……電流／電圧増幅
器,6……サーボ装置,7……スキャナ,8,9,10……圧電ア
クチュエータ,11……記録媒体,15……受光光学系,16…
…増幅器,19……カンチレバー。
Claims (5)
- 【請求項１】光源、記録媒体、微細ピンホール、受光光
学系、および前記微細ピンホールと記録媒体との間の距
離を制御する制御手段を具備し、前記光源は微細ピンホ
ールを有する容器に収納され、前記受光光学系は前記容
器の先端に形成された微細ピンホールから出射した光を
前記記録媒体を介して受光する様にしたことを特徴とす
る高密度メモリー装置。 - 【請求項２】前記微細ピンホールと記録媒体との距離
は、微細ピンホールの近傍に形成した針と前記記録媒体
との間に流れるトンネル電流を用いて制御したことを特
徴とする請求項１記載の高密度メモリー装置。 - 【請求項３】前記微細ピンホールと記録媒体との間の距
離は、微細ピンホールの近傍に形成した先端に針を有す
るカンチレバーと、前記針と前記記録媒体との間に発生
する原子間力を利用して制御したことを特徴とする請求
項１記載の高密度メモリー装置。 - 【請求項４】前記光源からの光をレンズで集光し、集光
した光を前記微細ピンホールから出射させて記録媒体を
照射し、前記記録媒体を透過した光を前記受光光学系で
受光する様にしたことを特徴とする請求項１記載の高密
度メモリー装置。 - 【請求項５】前記光源からの光をレンズで集光し、集光
した光を前記微細ピンホールから出射させて前記記録媒
体を照射し、その反射光を再び前記微細ピンホールおよ
び集光レンズを介して受光し、その光を前記受光光学系
で受光するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
高密度メモリー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311107A JP2753590B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 高密度メモリー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311107A JP2753590B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 高密度メモリー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03171434A JPH03171434A (ja) | 1991-07-24 |
| JP2753590B2 true JP2753590B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=18013228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1311107A Expired - Fee Related JP2753590B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 高密度メモリー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753590B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3706868B2 (ja) * | 1997-04-23 | 2005-10-19 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 光プローブおよび光プローブ製造方法および走査型プローブ顕微鏡 |
| JPH11265520A (ja) | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Hitachi Ltd | 近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの加工方法および光記録再生装置 |
| US6541755B1 (en) | 1998-11-25 | 2003-04-01 | Ricoh Company, Ltd. | Near field optical probe and manufacturing method thereof |
| US7801013B2 (en) * | 2007-05-18 | 2010-09-21 | Konica Minolta Opto, Inc. | Optical pickup apparatus |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6053371B2 (ja) * | 1978-11-27 | 1985-11-25 | 松下電器産業株式会社 | 自動焦点制御装置 |
| JPS62185268A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-13 | Ricoh Co Ltd | 光磁気メモリ−デイスク光照射方法 |
| JPH01235878A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-20 | Fujitsu Ltd | 磁束密度分布測定装置及びその装置を用いた滋束密度分布の測定方法 |
| JP2756254B2 (ja) * | 1988-03-25 | 1998-05-25 | キヤノン株式会社 | 記録装置及び再生装置 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311107A patent/JP2753590B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03171434A (ja) | 1991-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |