JP2996748B2 - 位置ずれ検出装置および方法 - Google Patents
位置ずれ検出装置および方法Info
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
- G11B9/1418—Disposition or mounting of heads or record carriers
- G11B9/1427—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement
- G11B9/1436—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other
- G11B9/1454—Positioning the head or record carrier into or out of operative position or across information tracks; Alignment of the head relative to the surface of the record carrier
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/85—Scanning probe control process
- Y10S977/851—Particular movement or positioning of scanning tip
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば走査型トンネル
顕微鏡の原理を応用した記録再生装置等に良好に適用で
きる位置ずれ検出装置および方法に関するものである。
顕微鏡の原理を応用した記録再生装置等に良好に適用で
きる位置ずれ検出装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年記録装置におけるデータの記録容量
は益々大きくなる傾向がある。このような傾向において
は記録単位の大きさが益々小さくなり、その密度がさら
に高くなることが必須要件となる。例えば、光記録によ
るデジタルオーディオディスクにおいては記録単位の大
きさは１μｍ2程度にまで及んでいる。
は益々大きくなる傾向がある。このような傾向において
は記録単位の大きさが益々小さくなり、その密度がさら
に高くなることが必須要件となる。例えば、光記録によ
るデジタルオーディオディスクにおいては記録単位の大
きさは１μｍ2程度にまで及んでいる。
【０００３】一方、最近物質表面および表面近傍の電子
構造を直接観察できる走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴ
Ｍと略す）が開発され［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔａ
ｌ．，Ｈｅｌｖｅｃｔｉｃａ Ｐｈｙｓｉｃａ Ａｃｔ
ａ，５５，７２６（１９８２）］、単結晶、非晶質を問
わず実空間像の高い分解能の測定ができるようになり、
しかも媒体に電流による損傷を与えずに低電力で観測で
きる利点をも有し、さらには超高真空中のみならず大気
中、溶液中でも動作し種々の材料に対して用いることが
できるため広範囲な応用が期待されている。ＳＴＭは金
属の探針と導電性物質の間に電圧を加えて１ｎｍ程度の
距離まで近づけると両者の間に電流が流れることを利用
している。この電流は両者の距離変化に非常に敏感であ
り、電流もしくは両者の平均的な距離を一定に保つよう
に探針を走査することにより実空間の表面情報を得るこ
とができる。この際、面内方向の分解能は１オングスト
ローム以上である。
構造を直接観察できる走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴ
Ｍと略す）が開発され［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔａ
ｌ．，Ｈｅｌｖｅｃｔｉｃａ Ｐｈｙｓｉｃａ Ａｃｔ
ａ，５５，７２６（１９８２）］、単結晶、非晶質を問
わず実空間像の高い分解能の測定ができるようになり、
しかも媒体に電流による損傷を与えずに低電力で観測で
きる利点をも有し、さらには超高真空中のみならず大気
中、溶液中でも動作し種々の材料に対して用いることが
できるため広範囲な応用が期待されている。ＳＴＭは金
属の探針と導電性物質の間に電圧を加えて１ｎｍ程度の
距離まで近づけると両者の間に電流が流れることを利用
している。この電流は両者の距離変化に非常に敏感であ
り、電流もしくは両者の平均的な距離を一定に保つよう
に探針を走査することにより実空間の表面情報を得るこ
とができる。この際、面内方向の分解能は１オングスト
ローム以上である。
【０００４】このＳＴＭの原理を応用し、記録媒体とし
て電圧電流のスイッチング特性に対してメモリ効果をも
つ材料、例えば、π電子系有機化合物やカルコゲン化物
類の薄膜層などを用いれば記録単位が０．００１μｍ2
以下の情報記録が可能である。
て電圧電流のスイッチング特性に対してメモリ効果をも
つ材料、例えば、π電子系有機化合物やカルコゲン化物
類の薄膜層などを用いれば記録単位が０．００１μｍ2
以下の情報記録が可能である。
【０００５】すなわち、探針に或るしきい値以上の電圧
を印加することにより探針直下の記録媒体に微小な領域
で特性変化を生じさせて記録を行ない、探針と記録媒体
間に流れるトンネル電流が記録部と非記録部により変化
することを利用して再生を行なうことができる。
を印加することにより探針直下の記録媒体に微小な領域
で特性変化を生じさせて記録を行ない、探針と記録媒体
間に流れるトンネル電流が記録部と非記録部により変化
することを利用して再生を行なうことができる。
【０００６】また、記録媒体として或るしきい値以上の
電圧を印加すると表面が局所的に溶融または蒸発して表
面形状が凹または凸に変化する材料、例えばＡｕ、Ｐｔ
などの金属薄膜を用いることにより同様に記録再生を行
なうことができる。
電圧を印加すると表面が局所的に溶融または蒸発して表
面形状が凹または凸に変化する材料、例えばＡｕ、Ｐｔ
などの金属薄膜を用いることにより同様に記録再生を行
なうことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来例の
応用発明であり、記録したデータ列の幅が非常に細いた
め装置の温度変化によるドリフト、外部からの振動など
の影響で探針がデータ列から外れた場合にこれを検出す
ることが可能な記録再生装置の位置ずれ検出装置の提供
を目的とする。
応用発明であり、記録したデータ列の幅が非常に細いた
め装置の温度変化によるドリフト、外部からの振動など
の影響で探針がデータ列から外れた場合にこれを検出す
ることが可能な記録再生装置の位置ずれ検出装置の提供
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の位置ずれ検出装置は、所定方向に沿って且
つ記録情報に応じて非周期的に配列されたデータビット
の列を有する記録媒体の該データビット列に沿ってプロ
ーブを相対移動させ、該プローブを介して情報を再生す
る装置における、該プローブの位置検出を行なう装置
で、前記データビットに略沿って相対移動する前記プロ
ーブを介して前記データビットの検出信号を得るための
データビット検出手段と、前記データビット検出手段に
よって得られた前記データビット検出信号に基づいて前
記プローブのデータビット列に対する前記所定方向と交
差する方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
前記データビットに略沿って相対移動する前記プローブ
を前記所定方向と交差する方向に相対的に振動させる駆
動素子とを有し、前記位置ずれ検出手段は更に、前記プ
ローブからの検出信号を二値化する二値化回路と、前記
駆動素子の振動に対応する振動波信号を基準信号として
前記二値化された信号の極性を切り替える極性切替器
と、前記極性切替器によって極性を切り替えられた信号
を積分する積分器とを有する。
め、本発明の位置ずれ検出装置は、所定方向に沿って且
つ記録情報に応じて非周期的に配列されたデータビット
の列を有する記録媒体の該データビット列に沿ってプロ
ーブを相対移動させ、該プローブを介して情報を再生す
る装置における、該プローブの位置検出を行なう装置
で、前記データビットに略沿って相対移動する前記プロ
ーブを介して前記データビットの検出信号を得るための
データビット検出手段と、前記データビット検出手段に
よって得られた前記データビット検出信号に基づいて前
記プローブのデータビット列に対する前記所定方向と交
差する方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
前記データビットに略沿って相対移動する前記プローブ
を前記所定方向と交差する方向に相対的に振動させる駆
動素子とを有し、前記位置ずれ検出手段は更に、前記プ
ローブからの検出信号を二値化する二値化回路と、前記
駆動素子の振動に対応する振動波信号を基準信号として
前記二値化された信号の極性を切り替える極性切替器
と、前記極性切替器によって極性を切り替えられた信号
を積分する積分器とを有する。
【０００９】また、本発明の位置ずれ検出方法は、所定
方向に沿って且つ記録情報に応じて非周期的に配列され
たデータビットの列を有する記録媒体の該データビット
列に沿ってプローブを相対移動させ、該プローブを介し
て情報を再生する装置における、該プローブの位置検出
を行なう方法で、前記プローブの前記データビットに略
沿った相対移動と、前記相対移動するプローブを介した
前記データビットの検出信号の形成と、前記データビッ
ト検出信号に基づいた前記プローブのデータビット列に
対する前記所定方向と交差する方向の位置ずれ検出の過
程と、前記データビットに略沿って相対移動する前記プ
ローブの前記所定方向と交差する方向への相対的な振動
の過程とを有し、前記位置ずれ検出の過程は更に、前記
プローブからの検出信号を二値化する過程と、前記振動
に対応する振動波信号を基準信号として前記二値化され
た信号の極性を切り替える過程と、前記極性を切り替え
られた信号を積分する過程とを有する。
方向に沿って且つ記録情報に応じて非周期的に配列され
たデータビットの列を有する記録媒体の該データビット
列に沿ってプローブを相対移動させ、該プローブを介し
て情報を再生する装置における、該プローブの位置検出
を行なう方法で、前記プローブの前記データビットに略
沿った相対移動と、前記相対移動するプローブを介した
前記データビットの検出信号の形成と、前記データビッ
ト検出信号に基づいた前記プローブのデータビット列に
対する前記所定方向と交差する方向の位置ずれ検出の過
程と、前記データビットに略沿って相対移動する前記プ
ローブの前記所定方向と交差する方向への相対的な振動
の過程とを有し、前記位置ずれ検出の過程は更に、前記
プローブからの検出信号を二値化する過程と、前記振動
に対応する振動波信号を基準信号として前記二値化され
た信号の極性を切り替える過程と、前記極性を切り替え
られた信号を積分する過程とを有する。
【００１０】また、本発明の情報再生装置は、前記の位
置ずれ検出装置から得られる位置ずれ検出検出信号に基
づいて前記プローブを前記所定方向に交差する方向の位
置制御するためのフィードバック制御手段とを有し、前
記フィードバック制御手段によって位置制御された前記
プローブを介して、前記データビット検出手段が得たデ
ータビット検出信号によって前記記録媒体の記録情報を
再生することを特徴とする情報再生装置。
置ずれ検出装置から得られる位置ずれ検出検出信号に基
づいて前記プローブを前記所定方向に交差する方向の位
置制御するためのフィードバック制御手段とを有し、前
記フィードバック制御手段によって位置制御された前記
プローブを介して、前記データビット検出手段が得たデ
ータビット検出信号によって前記記録媒体の記録情報を
再生することを特徴とする情報再生装置。
【００１１】更に、本発明の情報再生方法は、前記の位
置ずれ検出方法で得られる位置ずれ検出の結果に基づい
た前記プローブの前記所定方向に交差する方向への位置
制御と、前記位置制御されたプローブを介して形成され
た前記データビット検出信号による前記記録媒体の記録
情報の再生の過程を有することを特徴とする。
置ずれ検出方法で得られる位置ずれ検出の結果に基づい
た前記プローブの前記所定方向に交差する方向への位置
制御と、前記位置制御されたプローブを介して形成され
た前記データビット検出信号による前記記録媒体の記録
情報の再生の過程を有することを特徴とする。
【００１２】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の参考例及び実施
例を説明する。
例を説明する。
【００１３】図１は第１参考例に係る記録再生装置の構
成を示すブロック図であり、図２は探針とデータ列との
位置関係とその時の検出信号に含まれる微小振動の変調
成分強度を表わす図、図３はその信号の説明図、図４お
よび図５は記録の状態を示す説明図、図６はディスク状
の記録媒体とこれに記録再生を行なう本実施例の記録再
生装置の外観説明図である。
成を示すブロック図であり、図２は探針とデータ列との
位置関係とその時の検出信号に含まれる微小振動の変調
成分強度を表わす図、図３はその信号の説明図、図４お
よび図５は記録の状態を示す説明図、図６はディスク状
の記録媒体とこれに記録再生を行なう本実施例の記録再
生装置の外観説明図である。
【００１４】図６において概略の構成を説明する。１は
情報記録および再生用プローブである探針、２は探針１
を駆動する円筒型圧電素子、３は記録媒体、４は記録媒
体上に記録されたデータ列である。
情報記録および再生用プローブである探針、２は探針１
を駆動する円筒型圧電素子、３は記録媒体、４は記録媒
体上に記録されたデータ列である。
【００１５】記録媒体３は円盤状であり、モータ４１に
より角速度一定または線速度一定で回転されている。デ
ータ列４はらせん状または同心円状に記録するようにな
っている。探針１は円筒型圧電素子２と共にヘッドユニ
ット４２に固定され、記録媒体３の半径方向に案内軸４
３に沿って図示せぬリニアモータなどの駆動機構により
直線的に駆動され、任意のデータ列にアクセスしてデー
タの記録再生を行なうことができる。その際、目標とす
るデータ列までのアクセスは周知のリニアエンコーダな
どの位置検出装置によりヘッドユニット４２の位置を検
出、制御して行なわれる。その後、探針１は後述するよ
うな形態で目標のデータ列に追従するように制御（トラ
ッキング制御）される。
より角速度一定または線速度一定で回転されている。デ
ータ列４はらせん状または同心円状に記録するようにな
っている。探針１は円筒型圧電素子２と共にヘッドユニ
ット４２に固定され、記録媒体３の半径方向に案内軸４
３に沿って図示せぬリニアモータなどの駆動機構により
直線的に駆動され、任意のデータ列にアクセスしてデー
タの記録再生を行なうことができる。その際、目標とす
るデータ列までのアクセスは周知のリニアエンコーダな
どの位置検出装置によりヘッドユニット４２の位置を検
出、制御して行なわれる。その後、探針１は後述するよ
うな形態で目標のデータ列に追従するように制御（トラ
ッキング制御）される。
【００１６】次に記録媒体３について図４を用いて説明
する。図４の記録媒体３は、π電子系有機化合物やカル
コゲン化物類からなる薄膜の記録層３２と、導電性のあ
る基板３１からなっている。データ記録を行なう際に
は、探針１を目標とするデータ列形成予定位置にアクセ
スし、探針１と基板３１の間に不図示の電圧印加用電源
によってバイアス電圧をかけ、探針１と記録層３２をト
ンネル電流が流れる距離まで近づける。次に探針１と記
録層３２を距離一定となるように保ちながら、図５で示
したモータ４１で記録媒体３を回転させる。探針１が記
録層３２上の所定位置に対向した時に、探針１と基板３
１間にその記録層材料のしきい値を越える電圧を印加す
る。これにより、その探針直下の微小部分の電気的特性
が変化する（特性変化部４´ ）。例えばこれを二値化
データの１状態のデータビット（ＯＮビット）とし、他
方、しきい値を越える電圧を加えず電気的特性がそのま
まになっている状態を二値化データの０状態のデータビ
ット（ＯＦＦビット）とする。記録媒体３の回転により
記録層３２と探針１とを相対移動させながら、記録情報
に応じて記録層３２上の特定位置で前述の閾値を越える
電圧印加を行なうことで、図４に示すように記録層３２
上に二値化データを記録することができる。このように
して記録された情報を再生する際には、探針１を目標と
するデータ列にアクセスし、記録時と同様に、探針１と
基板３１の間にバイアス電圧をかけ、探針１と記録層３
２をトンネル電流が流れる距離まで近づけ、両者の距離
を一定に保ちつつ記録媒体３の回転によって記録層３２
を探針１で走査する。この際、探針１がＯＮビットであ
る特性変化部（記録部）を通過した時とＯＦＦビットで
ある特性非変化部（非記録部）を通過した時とで、探針
１と記録層３２間のトンネル電流が変化する。記録層３
２を探針１で走査しながら、この変化を所定のしきい値
で二値化して検出すると、この検出信号は記録した二値
化データとなる。このようにしてデータの再生ができ
る。
する。図４の記録媒体３は、π電子系有機化合物やカル
コゲン化物類からなる薄膜の記録層３２と、導電性のあ
る基板３１からなっている。データ記録を行なう際に
は、探針１を目標とするデータ列形成予定位置にアクセ
スし、探針１と基板３１の間に不図示の電圧印加用電源
によってバイアス電圧をかけ、探針１と記録層３２をト
ンネル電流が流れる距離まで近づける。次に探針１と記
録層３２を距離一定となるように保ちながら、図５で示
したモータ４１で記録媒体３を回転させる。探針１が記
録層３２上の所定位置に対向した時に、探針１と基板３
１間にその記録層材料のしきい値を越える電圧を印加す
る。これにより、その探針直下の微小部分の電気的特性
が変化する（特性変化部４´ ）。例えばこれを二値化
データの１状態のデータビット（ＯＮビット）とし、他
方、しきい値を越える電圧を加えず電気的特性がそのま
まになっている状態を二値化データの０状態のデータビ
ット（ＯＦＦビット）とする。記録媒体３の回転により
記録層３２と探針１とを相対移動させながら、記録情報
に応じて記録層３２上の特定位置で前述の閾値を越える
電圧印加を行なうことで、図４に示すように記録層３２
上に二値化データを記録することができる。このように
して記録された情報を再生する際には、探針１を目標と
するデータ列にアクセスし、記録時と同様に、探針１と
基板３１の間にバイアス電圧をかけ、探針１と記録層３
２をトンネル電流が流れる距離まで近づけ、両者の距離
を一定に保ちつつ記録媒体３の回転によって記録層３２
を探針１で走査する。この際、探針１がＯＮビットであ
る特性変化部（記録部）を通過した時とＯＦＦビットで
ある特性非変化部（非記録部）を通過した時とで、探針
１と記録層３２間のトンネル電流が変化する。記録層３
２を探針１で走査しながら、この変化を所定のしきい値
で二値化して検出すると、この検出信号は記録した二値
化データとなる。このようにしてデータの再生ができ
る。
【００１７】記録媒体の別の例について図５を用いて説
明する。図５の記録媒体３´ はＡｕやＰｔなどの金属
薄膜からなる記録層３３と基板３１からなっている。探
針１と記録層３３にバイアス電圧をかけ、前述と同様に
距離を一定に保ちながらしきい値を越える電圧を印加す
ると、その探針直下の微小部分が局所的に溶融または蒸
発し、表面形状が凹または凸に変化することによりデー
タが記録される（この例では凸部４″）。そのとき、表
面形状の凹凸の高さは数ｎｍ以下となるようにすれば再
生時に探針１と記録層３３との距離が一定となるように
保った時にも、探針先端が凸部に接触しない。探針１が
記録部を通過した時と非記録部を通過した時とで探針１
と記録層３２の間隔が変化することによりトンネル電流
が変化する。これを前述と同様に検出して、データを再
生できる。
明する。図５の記録媒体３´ はＡｕやＰｔなどの金属
薄膜からなる記録層３３と基板３１からなっている。探
針１と記録層３３にバイアス電圧をかけ、前述と同様に
距離を一定に保ちながらしきい値を越える電圧を印加す
ると、その探針直下の微小部分が局所的に溶融または蒸
発し、表面形状が凹または凸に変化することによりデー
タが記録される（この例では凸部４″）。そのとき、表
面形状の凹凸の高さは数ｎｍ以下となるようにすれば再
生時に探針１と記録層３３との距離が一定となるように
保った時にも、探針先端が凸部に接触しない。探針１が
記録部を通過した時と非記録部を通過した時とで探針１
と記録層３２の間隔が変化することによりトンネル電流
が変化する。これを前述と同様に検出して、データを再
生できる。
【００１８】次に、図１により記録再生の方法を具体的
に説明する。
に説明する。
【００１９】まず、記録については、図６で説明したよ
うに探針１を移動機構により記録位置に移動し、記録媒
体３にしきい値を越える電圧を印加することにより行な
う。
うに探針１を移動機構により記録位置に移動し、記録媒
体３にしきい値を越える電圧を印加することにより行な
う。
【００２０】記録位置に移動するときは探針１と記録媒
体３の間にはバイアス電源６によりバイアス電圧が加え
られている。このとき探針１と記録媒体３の間に流れる
トンネル電流は電流電圧変換回路７により電圧信号に変
換された後、対数変換回路８により探針−記録媒体間の
距離に信号値が比例するように対数変換される。そし
て、対数変換回路８の出力信号は、平均トンネル電流設
定回路９に入力され、この設定回路９からは所望の探針
記録層間隔に対応する設定信号値との差分信号（エラー
信号）が出力されて、その出力信号がビット検出周波数
より十分小さい周波数を通過させるローパスフィルタ１
０、ホールド回路１１、増幅器１２を介して円筒型圧電
素子のＺ方向制御用電極５ａに制御信号として送られ
る。もし記録層表面にデータビットより十分大きな起伏
があり、探針１による走査中にこの起伏の影響で探針１
と記録層との間隔に変動が生じたとしても、この変動に
よって生じたトンネル電流変化を平均トンネル電流設定
回路９でエラー信号に変換し、増幅器１２より円筒型圧
電素子のＺ方向制御用電極５ａにこのエラー信号を０に
するような制御信号が加えられることにより、探針１と
記録層との間隔は常にほぼ一定に保たれる。すなわち、
探針１と記録媒体３が相対的に移動する際に両者の平均
距離が一定となるように制御される。
体３の間にはバイアス電源６によりバイアス電圧が加え
られている。このとき探針１と記録媒体３の間に流れる
トンネル電流は電流電圧変換回路７により電圧信号に変
換された後、対数変換回路８により探針−記録媒体間の
距離に信号値が比例するように対数変換される。そし
て、対数変換回路８の出力信号は、平均トンネル電流設
定回路９に入力され、この設定回路９からは所望の探針
記録層間隔に対応する設定信号値との差分信号（エラー
信号）が出力されて、その出力信号がビット検出周波数
より十分小さい周波数を通過させるローパスフィルタ１
０、ホールド回路１１、増幅器１２を介して円筒型圧電
素子のＺ方向制御用電極５ａに制御信号として送られ
る。もし記録層表面にデータビットより十分大きな起伏
があり、探針１による走査中にこの起伏の影響で探針１
と記録層との間隔に変動が生じたとしても、この変動に
よって生じたトンネル電流変化を平均トンネル電流設定
回路９でエラー信号に変換し、増幅器１２より円筒型圧
電素子のＺ方向制御用電極５ａにこのエラー信号を０に
するような制御信号が加えられることにより、探針１と
記録層との間隔は常にほぼ一定に保たれる。すなわち、
探針１と記録媒体３が相対的に移動する際に両者の平均
距離が一定となるように制御される。
【００２１】記録時には、記録制御回路１３から、記録
信号に応じてパルス印加回路１４に信号が送られる。こ
のパルス印加回路１４のパルス電圧は加算器１５により
バイアス電圧と加算され、記録媒体３と探針１の間に印
加されて、前述のような形で記録が行なわれる。その
際、記録制御回路１３から、パルス電圧印加と同じタイ
ミングでホールド回路１１に信号が送られ、パルス電圧
が印加されている間は探針１と記録媒体３の距離が変化
しないように、ホールド回路１１が出力信号値をホール
ドする。この結果、円筒型圧電素子２のＺ方向制御用電
極５ａへの制御電圧が保持される。
信号に応じてパルス印加回路１４に信号が送られる。こ
のパルス印加回路１４のパルス電圧は加算器１５により
バイアス電圧と加算され、記録媒体３と探針１の間に印
加されて、前述のような形で記録が行なわれる。その
際、記録制御回路１３から、パルス電圧印加と同じタイ
ミングでホールド回路１１に信号が送られ、パルス電圧
が印加されている間は探針１と記録媒体３の距離が変化
しないように、ホールド回路１１が出力信号値をホール
ドする。この結果、円筒型圧電素子２のＺ方向制御用電
極５ａへの制御電圧が保持される。
【００２２】再生時には、図６で説明したように、探針
１を移動機構により所望のデータ列上に移動し、探針１
を走査して記録部と非記録部の特性差（あるいは高さ
差）による記録媒体３表面との間のトンネル電流の変化
を検出し、情報再生を行なう。ここで、データ列の記録
時には探針１を移動機構の位置検出装置により位置決め
しているだけなので、記録されたデータ列が装置の温度
ドリフト、外部からの振動により微小にうねっている場
合がある。また、再生時も同様の影響を受け、移動機構
の位置検出装置による位置決めだけでは、探針１にデー
タ列上を辿らせることができない場合が考えられる。こ
のような場合、このままではデータ再生のＳ／Ｎが悪く
なってしまう。そこで、本発明では、探針が移動機構に
より、所望のデータ列上に移動した際に探針がそのデー
タ列に追従（トラッキング）しながら再生できるように
制御している。この制御について以下説明する。
１を移動機構により所望のデータ列上に移動し、探針１
を走査して記録部と非記録部の特性差（あるいは高さ
差）による記録媒体３表面との間のトンネル電流の変化
を検出し、情報再生を行なう。ここで、データ列の記録
時には探針１を移動機構の位置検出装置により位置決め
しているだけなので、記録されたデータ列が装置の温度
ドリフト、外部からの振動により微小にうねっている場
合がある。また、再生時も同様の影響を受け、移動機構
の位置検出装置による位置決めだけでは、探針１にデー
タ列上を辿らせることができない場合が考えられる。こ
のような場合、このままではデータ再生のＳ／Ｎが悪く
なってしまう。そこで、本発明では、探針が移動機構に
より、所望のデータ列上に移動した際に探針がそのデー
タ列に追従（トラッキング）しながら再生できるように
制御している。この制御について以下説明する。
【００２３】図１のブロック図で、再生時には探針１は
記録時と同様に、記録媒体３との間の平均距離が一定と
なるように、円筒型圧電素子２の電極５ａに相当する部
分によりＺ方向に制御されている。
記録時と同様に、記録媒体３との間の平均距離が一定と
なるように、円筒型圧電素子２の電極５ａに相当する部
分によりＺ方向に制御されている。
【００２４】探針１がデータ列上を走査する時は、トン
ネル電流にはデータ列の再生信号成分や記録層表面のう
ねりによる変動成分等がのってきており、対数変換回路
８からの出力の一つから、バンドパスフィルタ１６によ
りその再生信号周波数付近のみが取り出される。そのと
き、探針１をデータ列４の幅より小さい振幅で、データ
列４と直交する方向に振動数ｆで定常的に振動させてお
く。この場合データ列の再生信号の振幅は探針１とデー
タ列４とのずれに応じて変化する。これを図２と図３を
用いて説明する。図２にデータ列の例と、このデータ列
に対する各探針走査位置に応じた変調成分振幅（強度）
のグラフを示す。この図に示されるように変調信号の振
幅は、探針がデータ列の真上を走査するとき最大とな
り、走査位置がデータ列から外れると小さくなる。その
際、探針１が振動数ｆ 0で微小振動していると、図３に
示すようにデータ列の再生信号は、図２に同じ符号で示
した矢印の位置毎に、信号ｂ，ｃ，ｄのように包絡線が
変化する。この包絡線の信号を取り出すと同図のｂ´
，ｃ´ ，ｄ´ のようになる。すなわち、探針１の
振動波形ａに対して、その包絡線信号は、探針１が矢印
ｃのようにデータ列の真上を走査するときは信号ｃ´
のように小さくなり、矢印ｂのように上にずれた場合
は、探針の振動波形ａに対して１８０°位相がずれてか
つ振幅が大きくなり、矢印ｄのように下にずれた時は探
針の振動波形ａに対して同位相となりまた振幅が大きく
なる。それゆえ、振動数ｆ0の探針１振動波形（基準信
号）を参照信号として位相検波を行なうとデータ列から
のずれ量に比例した信号が得られる。その信号を用いて
探針１をデータ列上に保つようなフィードバック制御が
可能となる。すなわちこの信号を、この信号自身が０に
近付くように、円筒型圧電素子２のＸまたはＹ方向制御
用電極（５ｂ，５ｂ´ ）への制御電圧に加算すること
により、探針１の走査位置が図２のｃで示した位置にな
るようなフィードバック制御、すなわちトラッキング制
御が行なわれる。
ネル電流にはデータ列の再生信号成分や記録層表面のう
ねりによる変動成分等がのってきており、対数変換回路
８からの出力の一つから、バンドパスフィルタ１６によ
りその再生信号周波数付近のみが取り出される。そのと
き、探針１をデータ列４の幅より小さい振幅で、データ
列４と直交する方向に振動数ｆで定常的に振動させてお
く。この場合データ列の再生信号の振幅は探針１とデー
タ列４とのずれに応じて変化する。これを図２と図３を
用いて説明する。図２にデータ列の例と、このデータ列
に対する各探針走査位置に応じた変調成分振幅（強度）
のグラフを示す。この図に示されるように変調信号の振
幅は、探針がデータ列の真上を走査するとき最大とな
り、走査位置がデータ列から外れると小さくなる。その
際、探針１が振動数ｆ 0で微小振動していると、図３に
示すようにデータ列の再生信号は、図２に同じ符号で示
した矢印の位置毎に、信号ｂ，ｃ，ｄのように包絡線が
変化する。この包絡線の信号を取り出すと同図のｂ´
，ｃ´ ，ｄ´ のようになる。すなわち、探針１の
振動波形ａに対して、その包絡線信号は、探針１が矢印
ｃのようにデータ列の真上を走査するときは信号ｃ´
のように小さくなり、矢印ｂのように上にずれた場合
は、探針の振動波形ａに対して１８０°位相がずれてか
つ振幅が大きくなり、矢印ｄのように下にずれた時は探
針の振動波形ａに対して同位相となりまた振幅が大きく
なる。それゆえ、振動数ｆ0の探針１振動波形（基準信
号）を参照信号として位相検波を行なうとデータ列から
のずれ量に比例した信号が得られる。その信号を用いて
探針１をデータ列上に保つようなフィードバック制御が
可能となる。すなわちこの信号を、この信号自身が０に
近付くように、円筒型圧電素子２のＸまたはＹ方向制御
用電極（５ｂ，５ｂ´ ）への制御電圧に加算すること
により、探針１の走査位置が図２のｃで示した位置にな
るようなフィードバック制御、すなわちトラッキング制
御が行なわれる。
【００２５】図１において基準信号発振器１７で発生し
た振動数ｆの正弦波は、増幅器１８、加算器１９を経
て、円筒型圧電素子２の電極５ｂ，５ｂ´ に印加さ
れ、これにより探針１は、データ列と直交する方向に定
常的に微小振動させられている。一方、バンドパスフィ
ルタ１６からの出力にのってくるデータ列の再生信号を
全波整流器２０により整流し、バンドパスフィルタ２１
によりデータ列の再生信号周波数を取り除き、その振幅
の包絡線の信号すなわち探針の振動数ｆと同じ周波数成
分のみが取り出される。これが同期整流回路（位相検波
器）２２に入力され、探針１を微小振動させる振動数ｆ
の基準信号を波形整形器２５により方形波に変換したも
のを参照信号として同期整流（位相検波）が行なわれ
る。そして、その出力はローパスフィルタ２３により平
滑化され、探針１とデータ列とのずれ量に比例する信号
が取り出される。これが位置ずれ検出信号となる。
た振動数ｆの正弦波は、増幅器１８、加算器１９を経
て、円筒型圧電素子２の電極５ｂ，５ｂ´ に印加さ
れ、これにより探針１は、データ列と直交する方向に定
常的に微小振動させられている。一方、バンドパスフィ
ルタ１６からの出力にのってくるデータ列の再生信号を
全波整流器２０により整流し、バンドパスフィルタ２１
によりデータ列の再生信号周波数を取り除き、その振幅
の包絡線の信号すなわち探針の振動数ｆと同じ周波数成
分のみが取り出される。これが同期整流回路（位相検波
器）２２に入力され、探針１を微小振動させる振動数ｆ
の基準信号を波形整形器２５により方形波に変換したも
のを参照信号として同期整流（位相検波）が行なわれ
る。そして、その出力はローパスフィルタ２３により平
滑化され、探針１とデータ列とのずれ量に比例する信号
が取り出される。これが位置ずれ検出信号となる。
【００２６】これが増幅器２４を経て、加算器１９によ
り上記探針１の微小振動信号と加算されて、円筒型圧電
素子２の電極５ｂ，５ｂ´ に駆動電圧として印加さ
れ、これにより、探針１がデータ列からずれないよう
に、データ列と直交する方向に制御される。これによ
り、探針１はデータ列に追従した状態でバンドパスフィ
ルタ１６からのデータ列の再生信号は二値化回路２６に
より二値化され、再生信号復調回路２７により再生され
るので、安定でＳ／Ｎのよい再生信号が得られる。すな
わちこのように探針をデータ列に追従するように制御す
ることにより、データ列のうねりや装置の温度ドリフ
ト、外部からの振動の影響を受け難くなり、安定でＳ／
Ｎのよい信号再生が可能となる。
り上記探針１の微小振動信号と加算されて、円筒型圧電
素子２の電極５ｂ，５ｂ´ に駆動電圧として印加さ
れ、これにより、探針１がデータ列からずれないよう
に、データ列と直交する方向に制御される。これによ
り、探針１はデータ列に追従した状態でバンドパスフィ
ルタ１６からのデータ列の再生信号は二値化回路２６に
より二値化され、再生信号復調回路２７により再生され
るので、安定でＳ／Ｎのよい再生信号が得られる。すな
わちこのように探針をデータ列に追従するように制御す
ることにより、データ列のうねりや装置の温度ドリフ
ト、外部からの振動の影響を受け難くなり、安定でＳ／
Ｎのよい信号再生が可能となる。
【００２７】図７〜図９を用いて第２参考例を説明す
る。本参考例の装置の外観、記録媒体、記録、再生の行
ない方等は第１参考例と同様であり省略する。また第１
参考例と同様の部材には同じ符番を冠する。図７は本装
置の構成を示すブロック図である。
る。本参考例の装置の外観、記録媒体、記録、再生の行
ない方等は第１参考例と同様であり省略する。また第１
参考例と同様の部材には同じ符番を冠する。図７は本装
置の構成を示すブロック図である。
【００２８】図２と図３の説明では都合上データ列の特
性変化を起された（あるいは変形され）ビット、すなわ
ちＯＮビット、が等間隔に並んでいる場合について述べ
ているが、この配列は記録データに基づくものであるか
ら、図１で示したようにランダム（非周期的）に配置さ
れているものがある。またこの場合データ列のＯＮビッ
トとＯＦＦビットの比は通常１：１ではなくＯＮビット
が形成されている割合のほうがＯＦＦビットに比べ小さ
い。またＯＦＦビットの状態が長く続く場合もある。上
記説明にあった位置ずれの検出を行なうために用いる再
生信号の包絡線はＯＮビットのデータのみに着目し、こ
のＯＮビット信号の極大値を重ねた包絡線を算出し、振
動数ｆ0の基準信号と位相検波して位置ずれ量を得る。
もしここで前述のように検出再生信号からそのまま包絡
線を形成し、これを用いて位置ずれ量を得るとすると、
ＯＦＦビットの状態が多い部所では位相検波が正しくで
きなかったり、ＯＦＦビットの位置でノイズが発生した
場合に包絡線が歪んでしまうなどの悪影響が発生する可
能性がある。そこで本装置では以下のような形でＯＦＦ
ビットに対応する信号部分を補間している。
性変化を起された（あるいは変形され）ビット、すなわ
ちＯＮビット、が等間隔に並んでいる場合について述べ
ているが、この配列は記録データに基づくものであるか
ら、図１で示したようにランダム（非周期的）に配置さ
れているものがある。またこの場合データ列のＯＮビッ
トとＯＦＦビットの比は通常１：１ではなくＯＮビット
が形成されている割合のほうがＯＦＦビットに比べ小さ
い。またＯＦＦビットの状態が長く続く場合もある。上
記説明にあった位置ずれの検出を行なうために用いる再
生信号の包絡線はＯＮビットのデータのみに着目し、こ
のＯＮビット信号の極大値を重ねた包絡線を算出し、振
動数ｆ0の基準信号と位相検波して位置ずれ量を得る。
もしここで前述のように検出再生信号からそのまま包絡
線を形成し、これを用いて位置ずれ量を得るとすると、
ＯＦＦビットの状態が多い部所では位相検波が正しくで
きなかったり、ＯＦＦビットの位置でノイズが発生した
場合に包絡線が歪んでしまうなどの悪影響が発生する可
能性がある。そこで本装置では以下のような形でＯＦＦ
ビットに対応する信号部分を補間している。
【００２９】図７において基準信号発振器１７で発生し
た振動数ｆ0の正弦波は、増幅器１８、加算器１９を経
て、円筒型電圧素子２の電極５ｂ，５ｂ´ に印加さ
れ、これにより探針１は、前述したようにデータ列と直
交する方向に定常的に微小振動させられている。一方、
データ列の再生信号であるバンドパスフィルタ１６から
の出力ｅを直流再生器１２０によりＯＦＦビットの記録
レベルが零電位となるように波形整形し、出力信号ｆを
極大値検出器１２１に入力する。また、バンドパスフィ
ルタ１６からの出力ｅの一部は二値化回路２６により二
値化され、この出力信号ｇは極大値検出器１２１および
信号復調回路２７に入力する。信号復調回路２７からの
復調信号は読取りデータとして不図示の表示装置、制御
装置等へ送られる。
た振動数ｆ0の正弦波は、増幅器１８、加算器１９を経
て、円筒型電圧素子２の電極５ｂ，５ｂ´ に印加さ
れ、これにより探針１は、前述したようにデータ列と直
交する方向に定常的に微小振動させられている。一方、
データ列の再生信号であるバンドパスフィルタ１６から
の出力ｅを直流再生器１２０によりＯＦＦビットの記録
レベルが零電位となるように波形整形し、出力信号ｆを
極大値検出器１２１に入力する。また、バンドパスフィ
ルタ１６からの出力ｅの一部は二値化回路２６により二
値化され、この出力信号ｇは極大値検出器１２１および
信号復調回路２７に入力する。信号復調回路２７からの
復調信号は読取りデータとして不図示の表示装置、制御
装置等へ送られる。
【００３０】極大値検出器１２１はデータ列のビットが
ＯＮ状態の区間でのみ信号ｆの極大値を算出し、その後
この値を保持する。図８に各信号の状態の一例を示すタ
イミングチャート、図９に極大値検出器１２１の回路例
を示す。以下図７，図８および図９を用いて説明する。
ＯＮ状態の区間でのみ信号ｆの極大値を算出し、その後
この値を保持する。図８に各信号の状態の一例を示すタ
イミングチャート、図９に極大値検出器１２１の回路例
を示す。以下図７，図８および図９を用いて説明する。
【００３１】バンドパスフィルタ１６の出力ｅより直流
再生された信号ｆはＯＰアンプ５０に入力する。ＯＰア
ンプ５０の出力はダイオードＤと抵抗Ｒを介してコンデ
ンサーＣｐに接続しＯＰアンプの反転入力にフィードバ
ックする。この回路はピークホールド回路を形成してお
り、二値化出力ｇが論理１の状態になるとアナログスイ
ッチＳｐの回路がＯＦＦ状態に遷移し、ピークホールド
動作が開始される。また二値化出力ｇが論理０の状態に
なるとリセットされる。二値化回路の出力ｇはデータ列
のビットがＯＮ状態のとき１を示し、ＯＦＦ状態のとき
０を示す。すなわち、このピークホールド回路はデータ
列のＯＮビットを検出したときのみ動作する。また、二
値化出力ｇが１から０に変化すると、Ｄタイプフリップ
フロップ５３およびＡＮＤデート５４で構成される立ち
下がりエッジ検出回路によりアナログスイッチＳｈがＯ
Ｎとなりピークホールド回路の出力ｈの値がＯＰアンプ
５１を経てホールドコンデンサＣｈに転送され出力され
る。また同時にピークホールドのコンデンサＣｐはアナ
ログスイッチＳｐにより短絡され、次の極大値検出サイ
クルに備える。ホールドコンデンサＣｈの電圧は低入力
バイアス電流のＯＰアンプ５２を経て信号ｉとして位相
検波回路へ供給される。なお、フリップフロップ５３に
入力されているクロックはエッジ検出を適当なタイミン
グで行なうためのものであり不図示のクロック発生回路
より出力されている。
再生された信号ｆはＯＰアンプ５０に入力する。ＯＰア
ンプ５０の出力はダイオードＤと抵抗Ｒを介してコンデ
ンサーＣｐに接続しＯＰアンプの反転入力にフィードバ
ックする。この回路はピークホールド回路を形成してお
り、二値化出力ｇが論理１の状態になるとアナログスイ
ッチＳｐの回路がＯＦＦ状態に遷移し、ピークホールド
動作が開始される。また二値化出力ｇが論理０の状態に
なるとリセットされる。二値化回路の出力ｇはデータ列
のビットがＯＮ状態のとき１を示し、ＯＦＦ状態のとき
０を示す。すなわち、このピークホールド回路はデータ
列のＯＮビットを検出したときのみ動作する。また、二
値化出力ｇが１から０に変化すると、Ｄタイプフリップ
フロップ５３およびＡＮＤデート５４で構成される立ち
下がりエッジ検出回路によりアナログスイッチＳｈがＯ
Ｎとなりピークホールド回路の出力ｈの値がＯＰアンプ
５１を経てホールドコンデンサＣｈに転送され出力され
る。また同時にピークホールドのコンデンサＣｐはアナ
ログスイッチＳｐにより短絡され、次の極大値検出サイ
クルに備える。ホールドコンデンサＣｈの電圧は低入力
バイアス電流のＯＰアンプ５２を経て信号ｉとして位相
検波回路へ供給される。なお、フリップフロップ５３に
入力されているクロックはエッジ検出を適当なタイミン
グで行なうためのものであり不図示のクロック発生回路
より出力されている。
【００３２】以上の動作によりデータ列の信号に含まれ
るＯＮ状態のビットにおける極大値の包絡線信号ｉが生
成出来る。この包絡線信号ｉはＯＦＦビットの部分に対
応する信号部分を、ピークホールド回路の働きで直前の
ＯＮビットの極大値をホールドすることによって補間し
ており、ＯＮビットが周期的に、且つ密に配列されてい
る場合に得られる包絡線信号と同等であると見ることが
できる。このようにして得られた信号は探針１を微小信
号された振動数ｆ0の成分を、前述したＯＦＦビットに
起因する悪影響の無い状態で含んでいる。これが位相検
波器２２に入力され、振動数はｆ0の基準信号を波形整
形器１２５により方形波に変換したものを参照信号とし
て同期整流が行なわれる。そして、その出力はローパス
フィルタ２３により平滑化され、前述した探針１とデー
タ列とのずれ量に比例する信号が取り出される。これが
位置ずれ検出信号となる。
るＯＮ状態のビットにおける極大値の包絡線信号ｉが生
成出来る。この包絡線信号ｉはＯＦＦビットの部分に対
応する信号部分を、ピークホールド回路の働きで直前の
ＯＮビットの極大値をホールドすることによって補間し
ており、ＯＮビットが周期的に、且つ密に配列されてい
る場合に得られる包絡線信号と同等であると見ることが
できる。このようにして得られた信号は探針１を微小信
号された振動数ｆ0の成分を、前述したＯＦＦビットに
起因する悪影響の無い状態で含んでいる。これが位相検
波器２２に入力され、振動数はｆ0の基準信号を波形整
形器１２５により方形波に変換したものを参照信号とし
て同期整流が行なわれる。そして、その出力はローパス
フィルタ２３により平滑化され、前述した探針１とデー
タ列とのずれ量に比例する信号が取り出される。これが
位置ずれ検出信号となる。
【００３３】この位置ずれ検出信号が増幅器２４を経
て、加算器１９により上記探針１の微小振動信号と加算
されて、円筒型圧電素子２の電極５ｂ，５ｂ´ に制御
電圧として印加され、これにより、探針１がデータ列か
らずれないように、データ列と直交する方向に制御（ト
ラッキング制御）され、探針１はデータ列に追従した状
態となる。この状態でバンドパスフィルタ１６からのデ
ータ列の再生信号は二値化回路２６により二値化され、
再生信号復調回路２７を経て読取り信号として出力され
る。
て、加算器１９により上記探針１の微小振動信号と加算
されて、円筒型圧電素子２の電極５ｂ，５ｂ´ に制御
電圧として印加され、これにより、探針１がデータ列か
らずれないように、データ列と直交する方向に制御（ト
ラッキング制御）され、探針１はデータ列に追従した状
態となる。この状態でバンドパスフィルタ１６からのデ
ータ列の再生信号は二値化回路２６により二値化され、
再生信号復調回路２７を経て読取り信号として出力され
る。
【００３４】トラッキング制御された状態で信号再生が
行なわれるので、安定でＳ／Ｎの良い再生信号が得られ
る。すなわち、このように探針をデータ列に追従するよ
うに制御することにより、データ列のうねりや装置の温
度ドリフト、外部からの振動の影響を受け難くなる。
行なわれるので、安定でＳ／Ｎの良い再生信号が得られ
る。すなわち、このように探針をデータ列に追従するよ
うに制御することにより、データ列のうねりや装置の温
度ドリフト、外部からの振動の影響を受け難くなる。
【００３５】さらにトンネル電波が大きいＯＮビットの
極大値を用いて位置ずれの制御を行なっており、ＯＦＦ
ビットに対応する信号部分は補間しているので、ＯＦＦ
状態の信号で特に発生しやすいノイズの影響を受けにく
く、安定で引き込み領域の大きいトラッキングが可能と
なる。
極大値を用いて位置ずれの制御を行なっており、ＯＦＦ
ビットに対応する信号部分は補間しているので、ＯＦＦ
状態の信号で特に発生しやすいノイズの影響を受けにく
く、安定で引き込み領域の大きいトラッキングが可能と
なる。
【００３６】また、媒体上のデータ列がなくなった場
合、あるい外的影響により探針がデータ列から完全には
ずれた場合は、二値化出力が常に０となり、極大値検出
回路の出力は一定値となる。ゆえに探針はローパスフィ
ルタ２３の時定数に従って基準位置に戻る。再び位置決
め装置の制御によりデータ列を検知した場合はデータ列
の追跡動作が開始される。このため、追跡しているデー
タ列のＯＮビットの並び方が不規則であっても、或いは
媒体の部分欠陥などで生じる所謂バーストエラーが生じ
ていても、トラッキングが乱れることなく信号再生を行
なうことができる。すなわち補間はデータビイト用いて
トラッキングするものに対して有効に作用するものであ
る。
合、あるい外的影響により探針がデータ列から完全には
ずれた場合は、二値化出力が常に０となり、極大値検出
回路の出力は一定値となる。ゆえに探針はローパスフィ
ルタ２３の時定数に従って基準位置に戻る。再び位置決
め装置の制御によりデータ列を検知した場合はデータ列
の追跡動作が開始される。このため、追跡しているデー
タ列のＯＮビットの並び方が不規則であっても、或いは
媒体の部分欠陥などで生じる所謂バーストエラーが生じ
ていても、トラッキングが乱れることなく信号再生を行
なうことができる。すなわち補間はデータビイト用いて
トラッキングするものに対して有効に作用するものであ
る。
【００３７】図１０に本発明の実施例のブロック構成図
を示す。図１１は図１０の回路の動作のタイミングチャ
ートを示す。または第２参考例のものと同様の部材には
同じ符番を冠し、説明を省略する。
を示す。図１１は図１０の回路の動作のタイミングチャ
ートを示す。または第２参考例のものと同様の部材には
同じ符番を冠し、説明を省略する。
【００３８】この実施例ではトンネル電流検出信号から
バンドパスフィルタ１６を通過したデータ列の信号成分
ｅを二値化回路２６により固定スライスレベルで二値化
を行なう。この二値化の出力ｇは探針がデータ列よりは
ずれた場合にはそのパルス幅が減少する性質がある。
バンドパスフィルタ１６を通過したデータ列の信号成分
ｅを二値化回路２６により固定スライスレベルで二値化
を行なう。この二値化の出力ｇは探針がデータ列よりは
ずれた場合にはそのパルス幅が減少する性質がある。
【００３９】二値化出力ｇは極性切替器２８を介して積
分器２９に入力される。極性切替器は波形整形器１２５
の出力ｓにより二値化出力ｇの極性を反転させる。これ
により探針を振動させる基準信号の位相に従い二値化パ
ルスの積分極性が決まる。探針１がデータ列の真上を走
査している場合は、二値化出力ｇのパルス幅の合計は、
微小振動する探針１が一方の側に来ている時にパルス幅
を加算し他方の側に来ている時とで、理想的には同量に
なる。従って、波形整形器２５の出力ｓにより積分極性
を決める、すなわち探針１が一方の側に来ている時にパ
ルス幅を加算し他方の側に来ている時に減算することに
より得られる積分出力ｔは最終的に０になる。これに対
し、探針１の走査がデータ列よりずれた場合は、二値化
出力ｇのパルス幅の合計は、微小振動する探針１がデー
タ列の真上に近い側に来ている時の方が遠い側に来てい
る時により大きい。従ってこの場合の積分出力ｔは探針
１のデータ列真上に対するずれがあるかぎり増加し、ず
れが０になれば最終的にほぼ一定になる。
分器２９に入力される。極性切替器は波形整形器１２５
の出力ｓにより二値化出力ｇの極性を反転させる。これ
により探針を振動させる基準信号の位相に従い二値化パ
ルスの積分極性が決まる。探針１がデータ列の真上を走
査している場合は、二値化出力ｇのパルス幅の合計は、
微小振動する探針１が一方の側に来ている時にパルス幅
を加算し他方の側に来ている時とで、理想的には同量に
なる。従って、波形整形器２５の出力ｓにより積分極性
を決める、すなわち探針１が一方の側に来ている時にパ
ルス幅を加算し他方の側に来ている時に減算することに
より得られる積分出力ｔは最終的に０になる。これに対
し、探針１の走査がデータ列よりずれた場合は、二値化
出力ｇのパルス幅の合計は、微小振動する探針１がデー
タ列の真上に近い側に来ている時の方が遠い側に来てい
る時により大きい。従ってこの場合の積分出力ｔは探針
１のデータ列真上に対するずれがあるかぎり増加し、ず
れが０になれば最終的にほぼ一定になる。
【００４０】この積分器の出力ｔをローパスフィルタ２
３で平滑化することにより位置ずれ信号ｘとする。この
信号ｘを増幅器２４により所望の増幅率で増幅し、加算
器１９で探針１の微小振動信号に、探針１をデータ列真
上に戻す方向に加算されて、円筒型圧電素子２の電極５
ｂ，５ｂ´ に制御電圧として印加される。これによ
り、探針１がデータ列からずれないように、データ列と
直交する方向に制御（トラッキング制御）され、探針１
はほぼデータ列に追従した状態となる。
３で平滑化することにより位置ずれ信号ｘとする。この
信号ｘを増幅器２４により所望の増幅率で増幅し、加算
器１９で探針１の微小振動信号に、探針１をデータ列真
上に戻す方向に加算されて、円筒型圧電素子２の電極５
ｂ，５ｂ´ に制御電圧として印加される。これによ
り、探針１がデータ列からずれないように、データ列と
直交する方向に制御（トラッキング制御）され、探針１
はほぼデータ列に追従した状態となる。
【００４１】このように再生信号を二値化したときのパ
ルス幅の積分値を用いてデータ列へのトラッキングを行
なうと再生信号に含まれる波高値が高いパルス性の高周
波成分のノイズによる影響を避けることができる。ま
た、電流電圧交換回路、対数変換回路等で発生する熱雑
音、信号に重畳するリップルノイズ、などによる二値化
誤差は、その雑音波形が正負の極性において対象である
ため、殆ど積分器においてキャンセルされる。したがっ
て極めてノイズに強いトラッキング動作が可能となる。
ルス幅の積分値を用いてデータ列へのトラッキングを行
なうと再生信号に含まれる波高値が高いパルス性の高周
波成分のノイズによる影響を避けることができる。ま
た、電流電圧交換回路、対数変換回路等で発生する熱雑
音、信号に重畳するリップルノイズ、などによる二値化
誤差は、その雑音波形が正負の極性において対象である
ため、殆ど積分器においてキャンセルされる。したがっ
て極めてノイズに強いトラッキング動作が可能となる。
【００４２】さらに、データ列がとぎれた場合は、二値
化出力が０になることから積分器の出力はホールド状態
となり、再びデータ列が検出されるまで探針の位置をホ
ールドすることができる。従って、所謂符号距離の長
い、記録信号の周波数スペクトルが拡がった信号変調方
式を用いたデータ記録においても、安定なトラッキング
が可能である。
化出力が０になることから積分器の出力はホールド状態
となり、再びデータ列が検出されるまで探針の位置をホ
ールドすることができる。従って、所謂符号距離の長
い、記録信号の周波数スペクトルが拡がった信号変調方
式を用いたデータ記録においても、安定なトラッキング
が可能である。
【００４３】なお、本発明は、上述の実施例に限定され
ることなく、適宜変形して実施することができる。
ることなく、適宜変形して実施することができる。
【００４４】例えば、前記実施例では円盤上の記録媒体
であったが、カード状またはテープ状の記録媒体であっ
ても同様な制御を行なうことができる。
であったが、カード状またはテープ状の記録媒体であっ
ても同様な制御を行なうことができる。
【００４５】また、前記実施例では探針側を微小振動さ
せたが、記録媒体を微小振動させるように駆動素子を設
けた構成としてもよい。さらに探針の駆動も円筒型圧電
素子に限る必要はなく、バイモルフ圧電素子など他の駆
動素子を使用することができる。
せたが、記録媒体を微小振動させるように駆動素子を設
けた構成としてもよい。さらに探針の駆動も円筒型圧電
素子に限る必要はなく、バイモルフ圧電素子など他の駆
動素子を使用することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録再生装置においてデータ列から探針がはずれた場合
もこれを検出することが可能となった。
記録再生装置においてデータ列から探針がはずれた場合
もこれを検出することが可能となった。
【図１】第１参考例の記録再生装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】探針の走査軌跡とデータ列との位置関係とその
ときの検出信号に含まれる微小振動の変調成分の強度を
表わす図である。
ときの検出信号に含まれる微小振動の変調成分の強度を
表わす図である。
【図３】図２におけるトンネル電流検出信号の説明図で
ある。
ある。
【図４】電気的特性が変化する記録媒体を用いた場合の
記録の状態を示す説明図である。
記録の状態を示す説明図である。
【図５】表面形状が変化する記録媒体を用いた場合の記
録の状態を表わす説明図である。
録の状態を表わす説明図である。
【図６】第１の参考例のディスク上の記録媒体を用いた
記録再生装置の外観説明図である。
記録再生装置の外観説明図である。
【図７】第２の参考例の記録再生装置の回路構成図であ
る。
る。
【図８】図７における位置ずれ検出動作を説明するタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図９】図７における極大値検出器の回路構成例を示
す。
す。
【図１０】本発明の実施例の記録再生装置の回路構成図
である。
である。
【図１１】図１０における位置ずれ検出動作を説明する
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
１ 探針 ２ 円筒型圧電素子 ３ 記録媒体 ４ データ列 ５ 電極 ６ バイアス電源 ７ 電流電圧変換回路 ８ 対数変換回路 ９ 平均トンネル電流設定回路 １０ ローパスフィルタ １１ ホールド回路 １２ 増幅器 １３ 記録制御回路 １４ パルス印加回路 １５ 加算器 １６ バンドパスフィルタ １７ 基準信号発振器 １８ 増幅器 １９ 加算器 ２２ 同期整流回路 ２３ ローパスフィルタ ２４ 増幅器 ２５ 波形整形器 ２６ 二値化回路 ２７ 再生信号復調回路 ２８ 極性切換器 ２９ 積分器 ３１ 基板 ３２ 記録層 ４１ モータ ４２ ヘッドユニット ４３ 案内軸 ５１ ＯＰアンプ ５３ Ｄタイプフリップフロップ ５４ ＡＮＤゲート １２０ 直流再生器 １２１ 極大値検出器
フロントページの続き (72)発明者 酒井 邦裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 川瀬 俊光 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−154332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96756（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−129005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−45204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−42721（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 9/00 G11B 21/10 G11B 7/09
Claims (4)
- 【請求項１】 所定方向に沿って且つ記録情報に応じて
非周期的に配列されたデータビットの列を有する記録媒
体の該データビット列に沿ってプローブを相対移動さ
せ、該プローブを介して情報を再生する装置における、
該プローブの位置検出を行なう装置で、前記データビッ
トに略沿って相対移動する前記プローブを介して前記デ
ータビットの検出信号を得るためのデータビット検出手
段と、前記データビット検出手段によって得られた前記
データビット検出信号に基づいて前記プローブのデータ
ビット列に対する前記所定方向と交差する方向の位置ず
れを検出する位置ずれ検出手段と、前記データビットに
略沿って相対移動する前記プローブを前記所定方向と交
差する方向に相対的に振動させる駆動素子とを有し、前
記位置ずれ検出手段は更に、前記プローブからの検出信
号を二値化する二値化回路と、前記駆動素子の振動に対
応する振動波信号を基準信号として前記二値化された信
号の極性を切り替える極性切替器と、前記極性切替器に
よって極性を切り替えられた信号を積分する積分器とを
有することを特徴とする位置ずれ検出装置。 - 【請求項２】 所定方向に沿って且つ記録情報に応じて
非周期的に配列されたデータビットの列を有する記録媒
体の該データビット列に沿ってプローブを相対移動さ
せ、該プローブを介して情報を再生する装置における、
該プローブの位置検出を行なう方法で、前記プローブの
前記データビットに略沿った相対移動と、前記相対移動
するプローブを介した前記データビットの検出信号の形
成と、前記データビット検出信号に基づいた前記プロー
ブのデータビット列に対する前記所定方向と交差する方
向の位置ずれ検出の過程と、前記データビットに略沿っ
て相対移動する前記プローブの前記所定方向と交差する
方向への相対的な振動の過程とを有し、前記位置ずれ検
出の過程は更に、前記プローブからの検出信号を二値化
する過程と、前記振動に対応する振動波信号を基準信号
として前記二値化された信号の極性を切り替える過程
と、前記極性を切り替えられた信号を積分する過程とを
有することを特徴とする位置ずれ検出方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の位置ずれ検出装置から
得られる位置ずれ検出信号に基づいて前記プローブを前
記所定方向に交差する方向の位置制御するためのフィー
ドバック制御手段とを有し、前記フィードバック制御手
段によって位置制御された前記プローブを介して、前記
データビット検出手段が得たデータビット検出信号によ
って記録媒体の記録情報を再生することを特徴とする情
報再生装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の位置ずれ検出方法で得
られる位置ずれ検出の結果に基づいた前記プローブの前
記所定方向に交差する方向への位置制御と、前記位置制
御されたプローブを介して形成された前記データビット
検出信号による前記記録媒体の記録情報の再生の過程を
有することを特徴とする情報再生方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA 2035996 CA2035996C (en) | 1990-02-09 | 1991-02-02 | Position displacement detecting apparatus |
| EP19910101798 EP0441399B1 (en) | 1990-02-09 | 1991-02-08 | Position displacement detecting apparatus |
| DE1991625865 DE69125865T2 (de) | 1990-02-09 | 1991-02-08 | Apparat zur Detektion der Verschiebung der Lage |
| US08/129,030 US5404349A (en) | 1990-02-09 | 1993-09-30 | Position displacement detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-28493 | 1990-02-09 | ||
| JP2849390 | 1990-02-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04212737A JPH04212737A (ja) | 1992-08-04 |
| JP2996748B2 true JP2996748B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=12250197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1596191A Expired - Fee Related JP2996748B2 (ja) | 1990-02-09 | 1991-01-14 | 位置ずれ検出装置および方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2996748B2 (ja) |
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| JP2923190B2 (ja) * | 1993-12-16 | 1999-07-26 | シャープ株式会社 | 高密度記録媒体及びその記録再生装置 |
| US5557156A (en) * | 1994-12-02 | 1996-09-17 | Digital Instruments, Inc. | Scan control for scanning probe microscopes |
| JP3581475B2 (ja) * | 1995-02-13 | 2004-10-27 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置 |
| JPH08287531A (ja) * | 1995-04-11 | 1996-11-01 | Hitachi Ltd | 高密度情報記録装置 |
| JPH0981977A (ja) * | 1995-07-10 | 1997-03-28 | Canon Inc | 記録再生装置 |
| US5602820A (en) * | 1995-08-24 | 1997-02-11 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for mass data storage |
| JPH09320133A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-12-12 | Canon Inc | 記録再生装置、並びに、記録再生方法及びビット検出方法 |
| US5757760A (en) * | 1996-01-18 | 1998-05-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Information recording and/or reproducing apparatus and method for performing recording and/or reproduction of information by using probe |
| US6195313B1 (en) | 1997-08-29 | 2001-02-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Tracking mechanism and method using probes for information recording/reproducing apparatus |
| CN1249398C (zh) * | 1998-09-07 | 2006-04-05 | 坤特精密仪器有限公司 | 采用细长导电体之间的隧道效应电流的测量方法 |
| JP2007109403A (ja) * | 1999-01-29 | 2007-04-26 | Ricoh Co Ltd | 情報記録再生装置 |
| JP4195154B2 (ja) * | 1999-08-31 | 2008-12-10 | ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 | 位置検出装置及び演算処理装置 |
| KR100580651B1 (ko) * | 2004-06-03 | 2006-05-16 | 삼성전자주식회사 | 프로브를 이용한 정보저장시스템의 위치오차 검출 장치 및방법, 이를 이용한 정보저장시스템의 정보 추종 장치 및방법 |
| KR100612857B1 (ko) * | 2004-08-14 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 프로브를 이용한 정보저장시스템의 프로브 위치오차 검출방법 및 장치 |
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| US20090092805A1 (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Seagate Technology Llc | Ferroelectric Material With Polarization Pattern |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS56117328A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Information reproducing device |
| JPS57143743A (en) * | 1981-03-02 | 1982-09-06 | Victor Co Of Japan Ltd | Disk-like information recording medium and its reproducing system |
| JPS57200969A (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-09 | Victor Co Of Japan Ltd | Jitter correcting circuit of reproducing device for disk-like information recording medium |
| US4481550A (en) * | 1982-04-26 | 1984-11-06 | Datacopy Corporation | Method and apparatus for following a recorded data track with a read head |
| JP2796592B2 (ja) * | 1985-10-17 | 1998-09-10 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | トラツキングエラー信号発生回路 |
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| JPS63201963A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-22 | Nec Corp | トラツク追従制御方式 |
| DE3854173T2 (de) * | 1987-08-25 | 1995-11-30 | Canon Kk | Codiereinrichtung. |
| DE3856336T2 (de) * | 1987-09-24 | 2000-01-27 | Canon Kk | Mikrosonde |
| JPH01154332A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 記憶媒体およびトラッキング方法 |
| JP2557964B2 (ja) * | 1988-01-22 | 1996-11-27 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイーシヨン | データ記憶装置 |
| US5144581A (en) * | 1989-02-09 | 1992-09-01 | Olympus Optical Co., Ltd. | Apparatus including atomic probes utilizing tunnel current to read, write and erase data |
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-
1991
- 1991-01-14 JP JP1596191A patent/JP2996748B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-30 US US08/129,030 patent/US5404349A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5404349A (en) | 1995-04-04 |
| JPH04212737A (ja) | 1992-08-04 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |