JPH03171434A - 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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- JPH03171434A JPH03171434A JP1311107A JP31110789A JPH03171434A JP H03171434 A JPH03171434 A JP H03171434A JP 1311107 A JP1311107 A JP 1311107A JP 31110789 A JP31110789 A JP 31110789A JP H03171434 A JPH03171434 A JP H03171434A
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- 241001422033 Thestylus Species 0.000 abstract 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
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。
置に関する。
く従来の技術〉
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
メモリー装置か知られている。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。このスポット径は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。
メモリー装置か知られている。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。このスポット径は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ズが高くこ
れに応える為に波長特性を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。
れに応える為に波長特性を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。
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−ヒさせることが可能である。
ルにまで記録密度を向−ヒさせることが可能である。
く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帛プローブ
Ｃ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１−
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しが
できないという問題があった。
Ｃ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１−
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しが
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威された
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。
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。
く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横成は，請
求項１においては光源，媒体，微細ビンホール，受光光
学系および前記微細ピンホールとａ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，前記光源からの光
を前記微細ビンホールおよび前記媒体を介して前記受光
光学系で受光３ 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ｊＸ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。
求項１においては光源，媒体，微細ビンホール，受光光
学系および前記微細ピンホールとａ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，前記光源からの光
を前記微細ビンホールおよび前記媒体を介して前記受光
光学系で受光３ 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ｊＸ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。
く作用〉
４
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Ｎ
Ｓ Ｏ Ｍ （ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｓｃａｎｎｉ
ｎａＯｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の技術を
用いる。
御し，媒体に記録された情報を読み出す手段としてＮ
Ｓ Ｏ Ｍ （ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｓｃａｎｎｉ
ｎａＯｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）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）ｌａ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。
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）ｌａ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方向ニ容器を移動させる
ための圧電アクチ、２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（ｌｌａ．１ｌｂ・・・）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。
ナ．８，９．１０はｘ，ｙ，ｚ方向ニ容器を移動させる
ための圧電アクチ、２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（ｌｌａ．１ｌｂ・・・）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
皐半径が０．１ノｚｍ程度にまで鋭く加工されている。
皐半径が０．１ノｚｍ程度にまで鋭く加工されている。
ピンボールの半径は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。
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■Ｔ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１．ｎｍ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１〜ンネル電流ｉＴ
か流れるが、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。
にバイアス電圧■Ｔ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１．ｎｍ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１〜ンネル電流ｉＴ
か流れるが、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
もしくは低周波或分か一定になるように媒体面に直角な
Ｚ方向の圧電アクヂュエー夕への印加電圧を制御して両
者の距離を一定に保つ６一方光源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かピンホールから出射す
る。
に送出する。サーボ装置はトンネル電流の時間的平均値
もしくは低周波或分か一定になるように媒体面に直角な
Ｚ方向の圧電アクヂュエー夕への印加電圧を制御して両
者の距離を一定に保つ６一方光源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かピンホールから出射す
る。
７
この光は透明体であるａ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。
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の間に向く静電容量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。
１１と容器１の間に向く静電容量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ｌ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に対向する測から媒体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
。
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に対向する測から媒体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を高遠回転させておき，その媒体の上に光源．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。
体１１を高遠回転させておき，その媒体の上に光源．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｝〜ンネル電流や原子間力）を用いるものと
する。
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｝〜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ス３を収納した容器１の先
端にカンチレバ−１９が形戒されており，その先端に前
述と同様に加工した針ＩＣか形成されている。
ある。この例では光源やレンス３を収納した容器１の先
端にカンチレバ−１９が形戒されており，その先端に前
述と同様に加工した針ＩＣか形成されている。
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
力か働き．近距離ではＰａｕ ｌ ｉの排他率による斥
力か鋤くことか知られている。ここでは針の先端を例え
ばｌｎｍ程度に近付けて，媒体と針との間で向く力を利
用する。中性原子に向く引力の典型的な大きさは〜１．
Ｏ’Ｎ＝０．１μｇ程度なのでカンチレバーの力の検出
感度を１０−”Ｎ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
１０ Ｎ ／ ｍ程度のばね（金属薄膜やＳｉ０２膜）
を使用し，幅Ｚｏｏμｍ，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。
力か働き．近距離ではＰａｕ ｌ ｉの排他率による斥
力か鋤くことか知られている。ここでは針の先端を例え
ばｌｎｍ程度に近付けて，媒体と針との間で向く力を利
用する。中性原子に向く引力の典型的な大きさは〜１．
Ｏ’Ｎ＝０．１μｇ程度なのでカンチレバーの力の検出
感度を１０−”Ｎ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
１０ Ｎ ／ ｍ程度のばね（金属薄膜やＳｉ０２膜）
を使用し，幅Ｚｏｏμｍ，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ザ干渉法等を
用いることができる。
キャパシタンスの変化を検出する方法やレザ干渉法等を
用いることができる。
上記構成によれは媒体として導電性のないものも使用す
ることができる。
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ン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かできる。
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ン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かできる。
く発明の効果〉
１０
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。
ば，針と媒体間の距離を検出する手段の他に光をピンホ
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。
論１図は本発明の請求項１，２．４に関する一実施例を
示す構戒説明図，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，ｌａ・・・微細ピンホール，ｌｂ・・・
検出プローブ（針），２・・・光源，３・・−レンズ，
５・・・電−＆Ｌ／電圧増幅器，６・・・サーボ装置，
７・・・スキャナ，８，９．１０・・・圧電アクチ．−
Ｌエータ，１１・・・記録媒体， １ ５・・・受光光学系， １ ６・・・増幅器， １ ９・・・ １ １ １ １ ２ 第 ４ 図 第 ム 図 第 ５ 図 ｔｒ ＼２・ＰＣ三原 實ｒ ｑ ト調 ＋４ ｙ
示す構戒説明図，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，ｌａ・・・微細ピンホール，ｌｂ・・・
検出プローブ（針），２・・・光源，３・・−レンズ，
５・・・電−＆Ｌ／電圧増幅器，６・・・サーボ装置，
７・・・スキャナ，８，９．１０・・・圧電アクチ．−
Ｌエータ，１１・・・記録媒体， １ ５・・・受光光学系， １ ６・・・増幅器， １ ９・・・ １ １ １ １ ２ 第 ４ 図 第 ム 図 第 ５ 図 ｔｒ ＼２・ＰＣ三原 實ｒ ｑ ト調 ＋４ ｙ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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および位
置を制御する制御手段を具備し、前記光源からの光を前
記微細ピンホールおよび前記記録媒体を介して前記受光
光学系で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。 ２）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。 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。 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。 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。
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 true JPH03171434A (ja) | 1991-07-24 |
| JP2753590B2 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) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH116838A (ja) * | 1997-04-23 | 1999-01-12 | Seiko Instr Inc | 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 |
| US6304527B1 (en) | 1998-03-17 | 2001-10-16 | Hitachi, Ltd. | Near-field optical head and manufacturing method thereof and optical recording/readout system using near-field optical head |
| US6995350B2 (en) | 1998-11-25 | 2006-02-07 | Ricoh Company, Ltd. | Near field optical probe having an internal near field generating and detecting device, and manufacturing method thereof |
| JP2009004073A (ja) * | 2007-05-18 | 2009-01-08 | Konica Minolta Opto Inc | 光ピックアップ装置 |
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| 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 |
| JPH01245445A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-29 | Canon Inc | 記録装置及び再生装置 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311107A patent/JP2753590B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2753590B2 (ja) | 1998-05-20 |
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