JP3118658B2 - 情報処理装置 - Google Patents
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Description
等の技術を応用した情報処理装置に関する。
タ及びその関連機器、ビデオディスク、ディジタルオー
ディオディスク等のエレクトロニクス産業の中核をなす
ものであり、その材料開発も極めて活発に進んでいる。
かかるメモリ材料に要求される性能は用途により異なる
が、記録再生の応答速度が早いことは必要不可欠であ
る。
導体メモリや磁気メモリが主であったが、近年レーザー
技術の進展に伴い、有機色素、フォトポリマーなどの有
機薄膜を用いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体
が登場してきた。
直接観察できる走査型トンネル顕微鏡(以後、STMと
略す)が開発され[G.Binning etal.P
hys.Rev.Lett,49,57(198
2)]、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、しかも電流による損傷を試
料に与えることなく、低電力で観測できる利点も有し、
更に大気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。
極)と導電性物質間に電圧を加えて1nm程度の距離ま
で近づけるとトンネル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指数関数的に応答する
ため非常に敏感である。トンネル電流を一定に保つよう
に探針を走査することにより、実空間の全電子雲に関す
る種々の情報をも読み取ることができる。この際、面内
方向の分解能は、0.1nm程度である。
分に原子オーダー(サブ・ナノメートル)での高密度記
録再生を行うことが可能である。例えば、特開昭61−
80536号公報に開示されている情報処理装置では、
電子ビーム等によって媒体表面に吸着した原子粒子を取
り除き書き込みを行い、STMによりこのデータを再生
している。
グ特性に対してメモリ効果を持つ材料、例えば共役π電
子系をもつ有機化合物やカルコゲン化合物類の薄膜を用
いて、記録再生をSTMで行う方法が提案されている
[特開昭63−161552号公報、特開昭63−16
1553号公報]。この方法によれば、記録のビットサ
イズを10nmとすることで、1012bit/cm2 も
の大容量記録再生が可能である。
ンチレバータイプのもの(特開昭62−281138号
公報)があり、Si基板上にSiO2 からなる長さ10
0μm、幅10〜20μm、厚さ0.5μm程度の大き
さのカンチレバー型の機構を数十個作り込むことが可能
となっており、同一の基板上に書き込み読みだし回路も
集積化されている。
を行った場合に、複数の画像の中から任意の1枚を取り
出すような検索操作が要求されており、特に静止画ファ
イルのような各画像間に関連性の無い情報の場合には重
要であり、実際にはモニター等の表示機器に複数の画像
を同時に出力し操作者が選択するという操作等が行われ
ている。この場合には、1画面の情報量が非常に多いた
め画素の全てを出力するのではなく、モニターの解像度
に合わせて間引いて表示している。またモニター、プリ
ンター等の表示分解能の異なる装置に対して出力する場
合にも間引く等の操作を加えて出力している。
像から解像度の低い画像をソフトウェア処理で生成して
いた。このため、必要とされる解像度の画像を生成する
ので時間がかかり、出力時間が多くなってしまってい
た。また、一般に可動部を有するメモリー装置は可動部
の機械的な共振周波数等でその応答速度が律速されるた
め、可動部あたりの転送速度が支配的であり、結果的に
装置の転送速度は固定的であった。
出力時の処理時間の短縮化(高速化)等を達成し得る情
報処理装置を提供することにある。
すべく完成された本発明の構成は、
態変化を用いて画像情報を記録、再生する情報処理装置
において、前記探針を用いて情報を検出して情報を読み
出す手段及び探針により情報を書き込む手段を有したn
個のメモリブロックと、前記メモリブロックが複数の入
出力回路により接続された情報の符号化回路、変調回
路、復調回路、複号化回路と、入力画像情報を対応する
前記メモリブロックに分配する情報分配機構と、該メモ
リブロックからの出力情報を回復させる情報回復機構と
を有し、前記情報分配機構が前記画像情報を分割し、該
分割された画像情報をさらにn画素からなる画像情報P
に分割し、該分割された画像情報Pを各前記n個のメモ
リブロック内に前記入力画像情報の縮小画像を構成する
ように分配し、前記情報回復機構が、前記n個のメモリ
ブロックに分配された縮小画像を所望の解像度に応じて
合成し出力することを特徴とする。
ロック単位で見たときに、それぞれが元の画像を1/
(メモリブロックの数)に間引いた画像となるように情
報分配機構により分配する。分配された情報は符号化、
変調され記録される。再生時には各メモリブロックの出
力のうち、必要とされる解像度に応じたメモリブロック
のみをアクセスし、復調及び複合して情報を回復し出力
するものである。
は、プローブ電極と記録媒体の間の電流電圧特性に対し
てメモリ効果を有するものであれば良い。例えば、表面
に凹凸を形成し記録するものではHOPG(Highl
y−Oriented−Pyrolithic−Gra
phite)劈開基板、Siウエハー、真空蒸着または
エピタキシャル成長させたAu,Ag,Pt,Mo,C
uなどの金属薄膜、Rh25Zr75、Co35Tb6
5などのガラス金属が挙げられる。表面の電子状態によ
り記録するものではアモルファスSi,共役π電子系を
もつ有機化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層等が挙げ
られる。
る。 〔実施例1〕本発明の情報処理装置をスチルビデオカメ
ラに応用した時の実施例を示す。図1は本実施例の構成
図である。図1中、101はレンズ、102はCCD、
103はA/Dコンバータ、104は情報分配機構、1
05はクロック発生器、106はCPU、107は情報
回復機構、108、109、110、111はメモリブ
ロック、112はフレームメモリ、113はD/Aコン
バータ、114は画像表示装置である。
てCCD102上に結像した画像情報は、A/Dコンバ
−タ103によってデジタル信号へと変換される。A/
Dコンバータ103の出力は情報分配機構104によっ
て2×2の画素の内の1つの情報がそれぞれ4つのメモ
リブロック108〜111へと分配される。そして、ク
ロック発生器105によって制御されるA/Dコンバー
タ103の出力周波数の4分周されたクロックに同期し
て、メモリブロックの入力は制御される。
要素axxbxxcxxdxxは分配された図4に示すaxxのみ
からなる画像と同様な形式の画像情報としてそれぞれの
メモリブロックに記録される。
ブロック109にbxxが、メモリブロック110にcxx
がメモリブロック111にdxxがそれぞれ記録されてい
るとすると、画像再生時にはメモリブロックの出力は同
様のクロックで制御されるが、情報回復機構107の入
力チャンネルは予め必要とされる解像度の画像に応じて
CPU106によって制御される。従って、メモリブロ
ック108と109の出力画像情報から図5の縦1/2
倍像、メモリブロック108と110の出力画像情報か
らは図6の横1/2倍増を生成することが容易に可能と
なっている。
様な画像情報をもっているため各メモリブロックへのア
ドレス指定を何フレームかずらしておき、それぞれのフ
レームから異なったフレームの画像情報が出力されるよ
うに設定した場合には、それぞれの画像情報を図1の情
報回復機構107が画像表示装置114に4つの画像が
マトリクス状に表示されるようにフレームメモリ112
のアドレスに書き込むことで、4画像の同時表示可能と
なる。
モリ112に蓄えられ、画像表示装置114の同期周波
数に合わせてD/Aコンバータ113によってアナログ
情報に変換され出力される。
について、メモリブロックの構成図である図2を用いて
説明する。図2中、201は符号化回路、202は変調
回路、203は基板、204はカンチレバー型走査機
構、205はプローブ電極、206は記録媒体、207
はXY走査機構、208は復調回路、209は複合回
路、210は読み取り書き込み回路、211はアドレス
発生器である。また、4つの読み取り書き込み回路21
0とカンチレバ−型走査機構は同一基板203上に作製
されている。
の操作及び機構の制御は同一であるため、1つのメモリ
ブロックについて説明する。先ず、符号化回路201に
よって入力情報は誤り訂正のためにBCH符号化され
る。次に、変調回路202によてRZ変調がなされる。
そのデータは、XY走査機構207によってアドレス発
生器211の出力書き込みアドレスに応じた位置に移動
されたプローブ電極205によって、記録媒体206に
記録される。
読み出しアドレスに対応した位置にXY走査機構207
によって移動されたプローブ電極によって読み出され
る。読み出されたデータは復調回路208、複合回路2
09によって復調複合され出力される。
へき開して得られた平滑な基板上にAuをエピタキシャ
ル成長させその上にラングシュア・ブロジェット(L
B)法により電気メモリ効果を有するスクアリリウム−
ビス−6−オクチルアズレン(以下SOAZと略す)を
8層累積して記録層とするものである。尚、記録媒体2
06は基板及び下地電極層(不図示)から構成されてい
る。この記録層は、電圧電流のスイッチング特性に対し
てメモリ効果を持つ材料であるので、記録時には図7に
示すような波形のパルス電圧をプローブ電極と記録媒体
の間に印加すれば良く、消去時には図8に示す波形のパ
ルス電圧を加えれば良い。また、再生時には記録層のメ
モリ状態が変化しない100mv程度の電圧を印加し、
そのときの記録層の導電率の違いで1あるいは0の判断
を行う。
は図9の制御回路を用いて以下のように行う。通常は1
00mv程度のバイアス電圧が両者の間に印加され、2
nA程度の電流が流れる状態まで両者はカンチレバー型
走査機構204によって近接される。プローブ電極20
5から検出された電流はI/V変換回路901によって
電圧信号に変換される。その信号は、基板上の傾き等に
よる検出電流信号の走査時の低周波以下の成分のみに追
従させることができるように、走査周波数程度カットオ
フ周波数としたLPF902を通過する。そして、位相
補償回路903を通過し平均的に両者の距離が一定とな
るようにオフセット電圧との差分が差動アンプ904で
行われる。この様な回路を経た信号を、カンチレバー型
走査機構204の制御に用いてフィードバック制御す
る。
体の距離が一定となり、またフィードバック制御によっ
て両者の衝突が起らないようにサンプルホールド回路9
05をホールド状態にする。
変調法を用いたが、これらはなんら本発明を限定するも
のではなく、一般に使用される種々の方法が使用可能で
ある。 〔実施例2〕本発明の情報処理装置をスチルビデオカメ
ラに応用し、プリンターへの出力の高速化を図った実施
例を示す。図10は本実施例の構成図である。図10
中、101はレンズ、102はCCD、103はA/D
コンバータ、104は情報分配機構、105はクロック
発生器、106はCPU、107は情報回復機構、10
01は25個のメモリブロックからなるメモリブロック
群、1002はプリンタである。
てCCD102上に結像した2000×1125の画素
からなる画像情報はA/Dコンバータ103によってデ
ジタル信号へと変換される。A/Dコンバータ103の
出力は情報分配機構104によって5×5の画素の内の
1つの情報がそれぞれ25個のメモリブロックへと分配
される。クロック発生器105によって制御されるA/
Dコンバータ103の出力周波数の5分周されたクロッ
クに同期して、メモリブロックの入力は制御される。
のクロックで制御されるが、情報回復機構107は単一
の印刷の場合はCPU106によって入力チャンネルの
1つが入力許可される。そのチャンネルのデータから、
情報回復機構107は画像情報を出力し高速に印刷する
ことができる。また、各メモリブロックの出力画像を異
ならせておけば、複数の画像を連続的に高速に出力させ
ることができる。
/5に分配しているため、400dpi程度の解像度を
もったプリンタに最適である。また、全てのチャンネル
の出力を同一フレームのものとしておけば、高精細のプ
リンタに出力したり、ソフト的な処理を施して解像度を
落す従来の方法も可能である。尚、メモリブロック内で
の動作は実施例1と同様である。
の転送速度が固定でも、メモリブロックを増やすほど装
置の転送速度を上げることができる。 出力時の処理の高速化が図れる。 単一のメモリブロックからの情報のみで画像情報が
生成できるため、分解能の異なる出力機器へ容易に高速
に出力できる。
式図である。
模式図である。
模式図である。
す。
回路を示すブロック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 探針の走査により記録媒体表面の物理的
状態変化を用いて画像情報を記録、再生する情報処理装
置において、 前記探針を用いて情報を検出して情報を読み出す手段及
び探針により情報を書き込む手段を有したn個のメモリ
ブロックと、 前記メモリブロックが複数の入出力回路により接続され
た情報の符号化回路、変調回路、復調回路、複号化回路
と、 入力画像情報を対応する前記メモリブロックに分配する
情報分配機構と、該メモリブロックからの出力情報を回
復させる情報回復機構とを有し、 前記情報分配機構が前記画像情報を分割し、該分割され
た画像情報をさらにn画素からなる画像情報Pに分割
し、該分割された画像情報Pを各前記n個のメモリブロ
ック内に前記入力画像情報の縮小画像を構成するように
分配し、 前記情報回復機構が、前記n個のメモリブロックに分配
された縮小画像を所望の解像度に応じて合成し出力する
ことを特徴とする情報処理装置。
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