JPH05325275A - 記録再生装置 - Google Patents
記録再生装置Info
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- JPH05325275A JPH05325275A JP4127013A JP12701392A JPH05325275A JP H05325275 A JPH05325275 A JP H05325275A JP 4127013 A JP4127013 A JP 4127013A JP 12701392 A JP12701392 A JP 12701392A JP H05325275 A JPH05325275 A JP H05325275A
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- JP
- Japan
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- scanning
- recording
- fuzzy
- signal
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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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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0265—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
- G05B13/0275—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion using fuzzy logic only
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- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
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- Y10S977/85—Scanning probe control process
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トラック溝検出誤差を軽減し、安定したフィ
ードバック系により高精度な情報の記録・再生・消去、
またはそれらの２種以上の組み合わせからなる記録再生
を高速に行うことのできる記録再生装置を提供するこ
と。 【構成】 探針と記録媒体を平行に走査する走査機構
と、前記走査機構による平行走査時に探針と記録媒体と
の間に流れるトンネル電流値から得られる微細信号を検
出する検出手段と、前記検出手段による検出信号の変化
から、前記記録媒体上に形成されたトラック溝に対する
探針の位置を検出し、これによるフィードバック制御に
より走査領域を移動するトラッキング機構とを具備する
記録再生装置であって、前記トラッキング機構は、フィ
ードバック量をファジー推論によって算出するためのフ
ァジー演算部を備えていることを特徴とする記録再生装
置。
ードバック系により高精度な情報の記録・再生・消去、
またはそれらの２種以上の組み合わせからなる記録再生
を高速に行うことのできる記録再生装置を提供するこ
と。 【構成】 探針と記録媒体を平行に走査する走査機構
と、前記走査機構による平行走査時に探針と記録媒体と
の間に流れるトンネル電流値から得られる微細信号を検
出する検出手段と、前記検出手段による検出信号の変化
から、前記記録媒体上に形成されたトラック溝に対する
探針の位置を検出し、これによるフィードバック制御に
より走査領域を移動するトラッキング機構とを具備する
記録再生装置であって、前記トラッキング機構は、フィ
ードバック量をファジー推論によって算出するためのフ
ァジー演算部を備えていることを特徴とする記録再生装
置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、探針と試料とを接近さ
せることによって生じる物理現象を利用し、媒体上に設
けたトラック溝に沿って、情報を記録し、再生、あるい
は消去することのできる記録再生装置に関する。
せることによって生じる物理現象を利用し、媒体上に設
けたトラック溝に沿って、情報を記録し、再生、あるい
は消去することのできる記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、探針と試料とを接近させ、そのと
きに生じる物理現象（トンネル現象等）を利用して物質
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ＳＴＭと略す）が開発され［G.Bi
nning et al.,Helvetica Physica Acta, 55,726(198
2)］、単結晶、非晶質を問わず実空間像を高い分解能で
測定できるようになった。またＳＴＭは、媒体に対して
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、学術的
あるいは研究分野での広範囲な応用が期待されている。
きに生じる物理現象（トンネル現象等）を利用して物質
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ＳＴＭと略す）が開発され［G.Bi
nning et al.,Helvetica Physica Acta, 55,726(198
2)］、単結晶、非晶質を問わず実空間像を高い分解能で
測定できるようになった。またＳＴＭは、媒体に対して
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、学術的
あるいは研究分野での広範囲な応用が期待されている。
【０００３】また、産業分野においても、近年、原子あ
るいは分子サイズの空間分解能を有する原理に着目し、
特開昭６３−１６１５５２号公報および特開昭６３−１
６１５５３号公報媒体に開示されているように、媒体に
記録層（例えば、π電子系有機化合物やカルコゲン化合
物類の薄膜層等）を用いることによる記録再生装置への
応用、実用化が精力的に進められている。
るいは分子サイズの空間分解能を有する原理に着目し、
特開昭６３−１６１５５２号公報および特開昭６３−１
６１５５３号公報媒体に開示されているように、媒体に
記録層（例えば、π電子系有機化合物やカルコゲン化合
物類の薄膜層等）を用いることによる記録再生装置への
応用、実用化が精力的に進められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】係る記録再生装置にお
いては、探針を試料面と平行に掃引しながら、何らかの
電気的な方法によって試料媒体の表面に情報を記録し、
探針と試料との接近によって生じる物理現象（トンネル
電流等）を測定することによって記録された情報を再生
することが主たる目的である。
いては、探針を試料面と平行に掃引しながら、何らかの
電気的な方法によって試料媒体の表面に情報を記録し、
探針と試料との接近によって生じる物理現象（トンネル
電流等）を測定することによって記録された情報を再生
することが主たる目的である。
【０００５】このような場合、情報の記録・再生をスム
ーズに行なうためには、試料上に、ある規則性を持って
情報を並べることが必要である。つまり、トラッキング
用の溝（以下、トラック溝と称す）に沿って情報を書き
込み、また、読み出すことが望ましい。
ーズに行なうためには、試料上に、ある規則性を持って
情報を並べることが必要である。つまり、トラッキング
用の溝（以下、トラック溝と称す）に沿って情報を書き
込み、また、読み出すことが望ましい。
【０００６】しかしながら、上記のように構成される記
録再生装置においては、トラック溝の検出が、探針と試
料の接近によって生じるトンネル電流などのノイズに埋
もれやすい微弱な信号を用いて行なわれるために、トラ
ック溝の検出に誤差が生じてしまう。トラック溝の検出
に誤差が生じると、トラック溝に沿って書き込まれる情
報および読み出される情報の信頼性も当然低下してしま
う。
録再生装置においては、トラック溝の検出が、探針と試
料の接近によって生じるトンネル電流などのノイズに埋
もれやすい微弱な信号を用いて行なわれるために、トラ
ック溝の検出に誤差が生じてしまう。トラック溝の検出
に誤差が生じると、トラック溝に沿って書き込まれる情
報および読み出される情報の信頼性も当然低下してしま
う。
【０００７】この検出誤差は、速い走査を行う場合には
増大するものであるため、高速に走査を行うことができ
ず、記録再生に時間がかかるという問題点がある。
増大するものであるため、高速に走査を行うことができ
ず、記録再生に時間がかかるという問題点がある。
【０００８】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、トラック溝
検出誤差を軽減し、安定したフィードバック系により高
精度な情報の記録・再生・消去、またはそれらの２種以
上の組み合わせからなる記録再生を高速に行うことので
きる記録再生装置を提供することを目的とする。
する問題点に鑑みてなされたものであって、トラック溝
検出誤差を軽減し、安定したフィードバック系により高
精度な情報の記録・再生・消去、またはそれらの２種以
上の組み合わせからなる記録再生を高速に行うことので
きる記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の記録再生装置
は、探針と記録媒体を平行に走査する走査機構と、前記
走査機構による平行走査時に探針と記録媒体との間に流
れるトンネル電流値から得られる微細信号を検出する検
出手段と、前記検出手段による検出信号の変化から、前
記記録媒体上に形成されたトラック溝に対する探針の位
置を検出し、これによるフィードバック制御により走査
領域を移動させるトラッキング機構とを具備する記録再
生装置であって、前記トラッキング機構は、フィードバ
ック量をファジー推論によって算出するためのファジー
演算部を備えている。
は、探針と記録媒体を平行に走査する走査機構と、前記
走査機構による平行走査時に探針と記録媒体との間に流
れるトンネル電流値から得られる微細信号を検出する検
出手段と、前記検出手段による検出信号の変化から、前
記記録媒体上に形成されたトラック溝に対する探針の位
置を検出し、これによるフィードバック制御により走査
領域を移動させるトラッキング機構とを具備する記録再
生装置であって、前記トラッキング機構は、フィードバ
ック量をファジー推論によって算出するためのファジー
演算部を備えている。
【００１０】この場合、トラッキング機構にて行われる
ファジー推論が、所定の規準電圧値と検出信号との差で
ある第１の差信号と、該第１の差信号と前回のフィード
バック制御の際に求められた差信号との差である第２の
差信号から行われるものであり、ファジー演算部にはこ
れらの差信号を記憶するためのバッファメモリが設けら
れるものとしてもよい。
ファジー推論が、所定の規準電圧値と検出信号との差で
ある第１の差信号と、該第１の差信号と前回のフィード
バック制御の際に求められた差信号との差である第２の
差信号から行われるものであり、ファジー演算部にはこ
れらの差信号を記憶するためのバッファメモリが設けら
れるものとしてもよい。
【００１１】
【作用】最近、制御の分野ではあいまいさを取り入れた
ファジー制御がその有用性から脚光を浴びている。ファ
ジー制御では事象を２値化によって割り切ることなく、
事象のあいまいさを取り込んだきめ細かな制御が可能と
なるもので、プロセス制御や家電製品等、様々な領域で
その実績が評価され、なお現在でもその用途の拡大が続
いている。
ファジー制御がその有用性から脚光を浴びている。ファ
ジー制御では事象を２値化によって割り切ることなく、
事象のあいまいさを取り込んだきめ細かな制御が可能と
なるもので、プロセス制御や家電製品等、様々な領域で
その実績が評価され、なお現在でもその用途の拡大が続
いている。
【００１２】本発明はこのような特徴を持つファジー制
御によってトラッキング制御を行うことにより、きめ細
かな制御を可能としたものである。
御によってトラッキング制御を行うことにより、きめ細
かな制御を可能としたものである。
【００１３】ファジー演算が第１の差信号および第２の
差信号によって行われる場合には、前回のフィードバッ
クを踏まえたトラッキング制御が可能となるために、ト
ラック溝を確認するための検出エッジの誤差を信号が検
出される時間変化より見積られ、それに応じてファジー
演算部によってフィードバック量が算出される。
差信号によって行われる場合には、前回のフィードバッ
クを踏まえたトラッキング制御が可能となるために、ト
ラック溝を確認するための検出エッジの誤差を信号が検
出される時間変化より見積られ、それに応じてファジー
演算部によってフィードバック量が算出される。
【００１４】
（実施例１）次に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００１６】本実施例は、半導体プロセスにより形成さ
れたトラック溝を持つＡｕ電極を試料とする記録再生装
置を示すものである。まず、図１のブロック図における
各部の動作の説明から行なう。
れたトラック溝を持つＡｕ電極を試料とする記録再生装
置を示すものである。まず、図１のブロック図における
各部の動作の説明から行なう。
【００１７】探針１０１と試料１０２との間にはバイア
ス回路１０５により所定の電圧が印加されている。位置
制御機構であるＺ方向位置制御部１０４は探針１０１の
Ｚ方向（図面上下方向）の位置制御を行うもので、探針
１０１と試料１０２の間に上記のバイアス電圧によって
流れるトンネル電流を検出し、この値が一定となるよう
に両者間の距離を制御している。また、試料面に平行な
方向の走査を行う走査機構は、Ｙ方向走査制御回路１０
７、Ｘ方向走査制御回路１０８によって構成されてお
り、走査はこれらによってＸＹステージ１０３を動かす
ことにより行なわれる。
ス回路１０５により所定の電圧が印加されている。位置
制御機構であるＺ方向位置制御部１０４は探針１０１の
Ｚ方向（図面上下方向）の位置制御を行うもので、探針
１０１と試料１０２の間に上記のバイアス電圧によって
流れるトンネル電流を検出し、この値が一定となるよう
に両者間の距離を制御している。また、試料面に平行な
方向の走査を行う走査機構は、Ｙ方向走査制御回路１０
７、Ｘ方向走査制御回路１０８によって構成されてお
り、走査はこれらによってＸＹステージ１０３を動かす
ことにより行なわれる。
【００１８】上記のバイアス電圧によって両者間を流れ
るトンネル電流はＺ方向位置制御部１０４の他に、試料
１０２の記録内容を画像信号として出力する画像信号生
成部１１０、情報抽出部１０９、そして検出手段である
コンパレータ１０６へ送られる。
るトンネル電流はＺ方向位置制御部１０４の他に、試料
１０２の記録内容を画像信号として出力する画像信号生
成部１１０、情報抽出部１０９、そして検出手段である
コンパレータ１０６へ送られる。
【００１９】画像信号生成部１１０は、送られてきたト
ンネル電流信号より、試料１０２の表面状態に基づいた
画像データを生成してモニタ１１１に出力し、該モニタ
１１１は該画像データが示す画像を表示する。
ンネル電流信号より、試料１０２の表面状態に基づいた
画像データを生成してモニタ１１１に出力し、該モニタ
１１１は該画像データが示す画像を表示する。
【００２０】情報抽出部１０９は、送られてきたトンネ
ル電流信号から、試料１０２に記録されている情報をデ
ジタルもしくはアナログ値で取り出す部分である。コン
パレータ１０６は、走査領域がトラック溝のエッジ部分
であることを示す予め設定されたリファレンス電流値Ｖ
refと測定電流値とを比較し、測定電流値がリファレン
ス電流値Ｖrefよりも小さくなったとき、すなわち、ト
ラック溝のエッジが検出されたときに、このことを示す
所定の幅と高さのパルス信号をホールド回路部１１２へ
送出する。
ル電流信号から、試料１０２に記録されている情報をデ
ジタルもしくはアナログ値で取り出す部分である。コン
パレータ１０６は、走査領域がトラック溝のエッジ部分
であることを示す予め設定されたリファレンス電流値Ｖ
refと測定電流値とを比較し、測定電流値がリファレン
ス電流値Ｖrefよりも小さくなったとき、すなわち、ト
ラック溝のエッジが検出されたときに、このことを示す
所定の幅と高さのパルス信号をホールド回路部１１２へ
送出する。
【００２１】本実施例におけるＸＹ方向の走査は、ＸＹ
ステージ１０３のＹ方向およびＸ方向のそれぞれについ
て複数取り付けられた圧電素子（不図示）に、Ｙ方向走
査制御回路１０７およびＸ方向走査制御回路１０８がそ
れぞれ出力する走査電圧を印加することによって行なわ
れる。
ステージ１０３のＹ方向およびＸ方向のそれぞれについ
て複数取り付けられた圧電素子（不図示）に、Ｙ方向走
査制御回路１０７およびＸ方向走査制御回路１０８がそ
れぞれ出力する走査電圧を印加することによって行なわ
れる。
【００２２】Ｘ方向走査制御回路１０８が出力する走査
電圧は、コンパレータ１０６が出力するパルス信号のタ
イミング（トラック溝のエッジ検出のタイミング）によ
りホールド回路部１１２によってホールドされ、次段の
ファジー演算部１１３に送られる。ファジー演算部１１
３は、該ホールドデータをトラッキングデータとして処
理してフィードバック量を算出するもので、ファジー演
算部１１３で算出されたフィードバック量はオフセット
生成部１１４へ送出される。オフセット生成部１１４で
は送られてくるフィードバック量からオフセット値を生
成し、Ｘ方向走査制御回路１０８が出力する走査電圧に
加える形でＸ方向にステージを駆動する圧電体に印加す
る。
電圧は、コンパレータ１０６が出力するパルス信号のタ
イミング（トラック溝のエッジ検出のタイミング）によ
りホールド回路部１１２によってホールドされ、次段の
ファジー演算部１１３に送られる。ファジー演算部１１
３は、該ホールドデータをトラッキングデータとして処
理してフィードバック量を算出するもので、ファジー演
算部１１３で算出されたフィードバック量はオフセット
生成部１１４へ送出される。オフセット生成部１１４で
は送られてくるフィードバック量からオフセット値を生
成し、Ｘ方向走査制御回路１０８が出力する走査電圧に
加える形でＸ方向にステージを駆動する圧電体に印加す
る。
【００２３】本実施例においてはこれらのホールド回路
部１１２、ファジー演算部１１３およびオフセット生成
部１１４によりトラッキング機構が構成されている。
部１１２、ファジー演算部１１３およびオフセット生成
部１１４によりトラッキング機構が構成されている。
【００２４】次に、ファジー演算部１１３の動作につい
て図２を参照して説明する。
て図２を参照して説明する。
【００２５】図２は図１中のファジー演算部１１３の回
路構成を詳細に示す回路ブロック図である。
路構成を詳細に示す回路ブロック図である。
【００２６】ファジー演算部１１３は図示されるよう
に、Ａ／Ｄ変換器２０１、差信号生成部２０２、バッフ
ァメモリ２０３、トラッキングのリファレンス位置を電
圧値にて示す信号を出力するリファレンス位置設定回路
２０４、ファジー推論部２０５、推論ルール記憶部２０
６、メンバシップ関数記憶部２０７、ゲイン調整回路２
０８およびＤ／Ａ変換器２０９より構成されている。
に、Ａ／Ｄ変換器２０１、差信号生成部２０２、バッフ
ァメモリ２０３、トラッキングのリファレンス位置を電
圧値にて示す信号を出力するリファレンス位置設定回路
２０４、ファジー推論部２０５、推論ルール記憶部２０
６、メンバシップ関数記憶部２０７、ゲイン調整回路２
０８およびＤ／Ａ変換器２０９より構成されている。
【００２７】ホールド回路部１１２の出力はＡ／Ｄ変換
器２０１によってデジタル値に変換された後に以下のよ
うに数値演算される。
器２０１によってデジタル値に変換された後に以下のよ
うに数値演算される。
【００２８】まず、差信号生成部２０２において、リフ
ァレンス位置設定回路２０４の出力信号との差信号ｅ
（第１の差信号）を求めこれをバッファメモリ２０３に
記憶させるとともに、バッファメモリ２０３に保存され
ている前回の差信号ｅと今回の差信号ｅとの差である第
２の差信号ｅ′を求め、ファジー推論部２０５へそれぞ
れ出力する。
ァレンス位置設定回路２０４の出力信号との差信号ｅ
（第１の差信号）を求めこれをバッファメモリ２０３に
記憶させるとともに、バッファメモリ２０３に保存され
ている前回の差信号ｅと今回の差信号ｅとの差である第
２の差信号ｅ′を求め、ファジー推論部２０５へそれぞ
れ出力する。
【００２９】ファジー推論部２０５では入力された各差
信号を、推論ルール記憶部２０６に記憶されている推論
ルールおよびメンバシップ関数記憶部２０７に記憶され
ているメンバシップ関数にあてはめてファジー推論を行
なう。ファジー推論によって得られた結果はゲイン調整
回路２０８に出力されて所定のゲインαをかけられた後
に、Ｄ／Ａ変換器２０９によってアナログ電圧値に変換
されてオフセット生成部１１４へ出力される。
信号を、推論ルール記憶部２０６に記憶されている推論
ルールおよびメンバシップ関数記憶部２０７に記憶され
ているメンバシップ関数にあてはめてファジー推論を行
なう。ファジー推論によって得られた結果はゲイン調整
回路２０８に出力されて所定のゲインαをかけられた後
に、Ｄ／Ａ変換器２０９によってアナログ電圧値に変換
されてオフセット生成部１１４へ出力される。
【００３０】本実施例では図３に示すようなメンバシッ
プ関数を設定した。
プ関数を設定した。
【００３１】図３（ａ）は差信号ｅおよび出力ｄに対し
て設定されたメンバシップ関数を示す図であり、図３
（ｂ）は差信号ｅ′に対して設定されたメンバシップ関
数を示す図である。
て設定されたメンバシップ関数を示す図であり、図３
（ｂ）は差信号ｅ′に対して設定されたメンバシップ関
数を示す図である。
【００３２】ここでトラッキングノイズの原因として
は、（１）温度・振動等によるドリフト、（２）エッジ
形状のばらつき、（３）Ｚ方向フィードバックのばらつ
き、以上の３つが主に考えられる。しかしながら上記の
各場合の差信号ｅ，ｅ′をみると、原因（１）について
は走査周期に比べ時間的にゆっくりとしたドリフトであ
るために差信号ｅは小さく一定であり、差信号ｅ′はほ
とんど生じない。原因（２）の場合には半導体プロセス
等の技術を用いて作成した溝を持つ試料電極基板では差
信号ｅ′は不定となるが、差信号ｅは小さく、せいぜい
０．５ｎｍ程度のばらつきであるために原因（１）の場
合と余り大きな差はなく差信号ｅ′はほとんど生じな
い。ところが原因（３）の場合には差信号ｅ，ｅ′の両
方について全く不定であり、その大きさも様々であるた
めに、これらが特に大きなものである場合にはトラッキ
ングのフィードバック系に影響を与え、不安定性の原因
となっている。以上の傾向を踏まえ、以下のような推論
ルールを設定した。
は、（１）温度・振動等によるドリフト、（２）エッジ
形状のばらつき、（３）Ｚ方向フィードバックのばらつ
き、以上の３つが主に考えられる。しかしながら上記の
各場合の差信号ｅ，ｅ′をみると、原因（１）について
は走査周期に比べ時間的にゆっくりとしたドリフトであ
るために差信号ｅは小さく一定であり、差信号ｅ′はほ
とんど生じない。原因（２）の場合には半導体プロセス
等の技術を用いて作成した溝を持つ試料電極基板では差
信号ｅ′は不定となるが、差信号ｅは小さく、せいぜい
０．５ｎｍ程度のばらつきであるために原因（１）の場
合と余り大きな差はなく差信号ｅ′はほとんど生じな
い。ところが原因（３）の場合には差信号ｅ，ｅ′の両
方について全く不定であり、その大きさも様々であるた
めに、これらが特に大きなものである場合にはトラッキ
ングのフィードバック系に影響を与え、不安定性の原因
となっている。以上の傾向を踏まえ、以下のような推論
ルールを設定した。
【００３３】
【表１】 なお、ＮＢはNegative Big，ＰＢはPositive Big，ＮＳ
はNegative Small，ＰＳはPositive Smallの略で、それ
ぞれ負の方向に大、正の方向に大、負の方向に小、正の
方向に小であることを示す。また、ＺＯ′はゼロ近傍で
あることを意味し、
はNegative Small，ＰＳはPositive Smallの略で、それ
ぞれ負の方向に大、正の方向に大、負の方向に小、正の
方向に小であることを示す。また、ＺＯ′はゼロ近傍で
あることを意味し、
【００３４】
【外１】 はゼロ近傍以外であることを意味する。
【００３５】推論としては、例えばＭＡＸ−ＭＩＮ合成
法を用い、非ファジー化（デファジフィケーション）に
は重心法を用いてｄを算出した。
法を用い、非ファジー化（デファジフィケーション）に
は重心法を用いてｄを算出した。
【００３６】以下に本実施例の動作結果を示す。試料
は、ガラス基板上に形成されたＡｕ薄膜上に半導体プロ
セスによって２μｍのラインアンドスペースでトラッキ
ング溝を形成したものを用いた。溝の深さは約３０ｎ
ｍ、溝の長さは３０μｍであった。また、走査は幅１μ
ｍ、長さ１０μｍで、５００Ｈｚの速さで行なった。
は、ガラス基板上に形成されたＡｕ薄膜上に半導体プロ
セスによって２μｍのラインアンドスペースでトラッキ
ング溝を形成したものを用いた。溝の深さは約３０ｎ
ｍ、溝の長さは３０μｍであった。また、走査は幅１μ
ｍ、長さ１０μｍで、５００Ｈｚの速さで行なった。
【００３７】まず、上記のようなファジー演算部１１３
のかわりに、差信号ｅ′に所定のゲインαを単にかけた
ものでフィードバック制御を行なった場合について説明
する。
のかわりに、差信号ｅ′に所定のゲインαを単にかけた
ものでフィードバック制御を行なった場合について説明
する。
【００３８】トラッキング精度はおよそ２０ｎｍとな
り、また、ゲインαが小さい場合でもフィードバックの
不安定性によって発振が見られた。半導体プロセスによ
って作られたトラック溝のエッジ形状の揺らぎ幅は、た
かだか数Åであることが電子顕微鏡などを用いた観察に
より明らかになっており、その値に比べると極めて悪い
精度であることが分かる。
り、また、ゲインαが小さい場合でもフィードバックの
不安定性によって発振が見られた。半導体プロセスによ
って作られたトラック溝のエッジ形状の揺らぎ幅は、た
かだか数Åであることが電子顕微鏡などを用いた観察に
より明らかになっており、その値に比べると極めて悪い
精度であることが分かる。
【００３９】そこでファジー演算部１１３を付加し、制
御したところ、揺らぎがおよそ０．１ｎｍとなり、溝構
造に起因する揺らぎの大きさと同程度となり、トラッキ
ング精度が非常に向上したことを確認した。
御したところ、揺らぎがおよそ０．１ｎｍとなり、溝構
造に起因する揺らぎの大きさと同程度となり、トラッキ
ング精度が非常に向上したことを確認した。
【００４０】このように本実施例の記録再生装置におい
ては、トラック溝を確認するための検出エッジの誤差を
信号が検出される時間変化より見積り、それに応じてフ
ァジー演算部によってフィードバック量を算出する機構
を有しており、それによって、トラック溝位置検出誤差
によるフィードバック系の発振等を抑え、トラッキング
制御の安定化を実現しながら、高速に探針を走査し、情
報の書き込み、読み出し、消去が可能となっている。
ては、トラック溝を確認するための検出エッジの誤差を
信号が検出される時間変化より見積り、それに応じてフ
ァジー演算部によってフィードバック量を算出する機構
を有しており、それによって、トラック溝位置検出誤差
によるフィードバック系の発振等を抑え、トラッキング
制御の安定化を実現しながら、高速に探針を走査し、情
報の書き込み、読み出し、消去が可能となっている。
【００４１】（実施例２）次に、この記録再生装置を使
用し、特開昭６３−１６１５５２号公報および特開昭６
３−１６１５５３号公報に開示されている記録媒体であ
るＡｕ電極上に積層されたＳＯＡＺ・ラングミュアーブ
ロジェット（ＬＢ）膜（２層膜）を試料として用い、記
録、再生および消去を行なった実施例を示す。
用し、特開昭６３−１６１５５２号公報および特開昭６
３−１６１５５３号公報に開示されている記録媒体であ
るＡｕ電極上に積層されたＳＯＡＺ・ラングミュアーブ
ロジェット（ＬＢ）膜（２層膜）を試料として用い、記
録、再生および消去を行なった実施例を示す。
【００４２】Ａｕ電極には実施例１で示した試料と同様
に半導体プロセスを用いて、トラック溝が形成されてい
る。この構成を用いて、ＸＹ方向に探針を１μｍの幅、
１０μｍの長さで走査しながら、図１のブロック図に示
す構成の装置を用いてトラッキングを行ないながら、バ
イアス回路１０５によりバイアス電圧として波高値−６
Ｖおよび＋１．５Ｖの連続したパルス波を重畳した電圧
を試料・探針間に印加することで電気的な情報の書き込
みを行なった。さらに得られるトンネル電流データか
ら、データ抽出を行ない記録情報の読み出しを複数回数
繰り返し行なった。この結果、記録情報と再生情報が一
致していることを確かめた。また、トンネル電流を画像
処理した結果から、繰り返し再生時に各画像データが誤
差わずかに０．１ｎｍの精度で一致していることも確認
された。また加えて、試料上の記録を行なった領域に探
針が接近した時点で波高値３Ｖのパルス電圧をバイアス
電圧に重畳する走査を行なったところ、再生されるトン
ネル電流像及び抽出情報から、記録された情報が消去さ
れたことを確認した。
に半導体プロセスを用いて、トラック溝が形成されてい
る。この構成を用いて、ＸＹ方向に探針を１μｍの幅、
１０μｍの長さで走査しながら、図１のブロック図に示
す構成の装置を用いてトラッキングを行ないながら、バ
イアス回路１０５によりバイアス電圧として波高値−６
Ｖおよび＋１．５Ｖの連続したパルス波を重畳した電圧
を試料・探針間に印加することで電気的な情報の書き込
みを行なった。さらに得られるトンネル電流データか
ら、データ抽出を行ない記録情報の読み出しを複数回数
繰り返し行なった。この結果、記録情報と再生情報が一
致していることを確かめた。また、トンネル電流を画像
処理した結果から、繰り返し再生時に各画像データが誤
差わずかに０．１ｎｍの精度で一致していることも確認
された。また加えて、試料上の記録を行なった領域に探
針が接近した時点で波高値３Ｖのパルス電圧をバイアス
電圧に重畳する走査を行なったところ、再生されるトン
ネル電流像及び抽出情報から、記録された情報が消去さ
れたことを確認した。
【００４３】なお、上記の各実施例例では物理情報とし
てトンネル電流を測定する記録再生装置について述べた
が、それ以外に原子間力、容量、磁束や磁力などの微小
信号を用いた系においても同様に適用できる。また、デ
ジタル系のファジー制御を用いているが、より高速演算
が可能とされるアナログ演算回路を用いても良い。さら
に、メンバシップ関数として３角型を、また推論法とし
てＭＡＸ−ＭＩＮ重心法を用いているが、この機構はメ
ンバシップ関数および推論ルールの定義内容や推論方法
に何ら制約を与えるものではない。例えば、メンバシッ
プ関数、推論ルールを変更することによって、アクチュ
エータである圧電体の特性（ヒステリシス・クリープ
等）を考慮した制御等にも対応できる。
てトンネル電流を測定する記録再生装置について述べた
が、それ以外に原子間力、容量、磁束や磁力などの微小
信号を用いた系においても同様に適用できる。また、デ
ジタル系のファジー制御を用いているが、より高速演算
が可能とされるアナログ演算回路を用いても良い。さら
に、メンバシップ関数として３角型を、また推論法とし
てＭＡＸ−ＭＩＮ重心法を用いているが、この機構はメ
ンバシップ関数および推論ルールの定義内容や推論方法
に何ら制約を与えるものではない。例えば、メンバシッ
プ関数、推論ルールを変更することによって、アクチュ
エータである圧電体の特性（ヒステリシス・クリープ
等）を考慮した制御等にも対応できる。
【００４４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【００４５】トラック溝エッジ検出誤差を高速、かつ、
簡単に抑制することができ、高精度な情報の記録・再生
・消去を高速に行うことができる効果がある。
簡単に抑制することができ、高精度な情報の記録・再生
・消去を高速に行うことができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１中のファジー演算部１１３の回路構成を詳
細に示す回路ブロック図である。
細に示す回路ブロック図である。
【図３】（ａ）は差信号ｅおよび出力ｄに対して設定さ
れたメンバシップ関数を示す図、（ｂ）は差信号ｅ′に
対して設定されたメンバシップ関数を示す図である。
れたメンバシップ関数を示す図、（ｂ）は差信号ｅ′に
対して設定されたメンバシップ関数を示す図である。
１０１ 探針 １０２ 試料 １０３ ＸＹステージ １０４ Ｚ方向制御部 １０５ バイアス回路 １０６ コンパレータ １０７ Ｙ方向走査制御回路 １０８ Ｘ方向走査制御回路 １０９ 情報抽出部 １１０ 画像信号生成部 １１１ モニタ １１２ ホールド回路部 １１３ ファジー演算部 １１４ オフセット生成部 ２０１ Ａ／Ｄ変換器 ２０２ 差信号生成部 ２０３ バッファメモリ ２０４ リファレンス位置設定回路 ２０５ ファジー推論部 ２０６ 推論ルール記憶部 ２０７ メンバシップ関数記憶部 ２０８ ゲイン調整回路 ２０９ Ｄ／Ａ変換器
フロントページの続き (72)発明者 山野 明彦 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 畑中 勝則 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
Claims (2)
- 【請求項１】 探針と記録媒体を平行に走査する走査機
構と、 前記走査機構による平行走査時に探針と記録媒体との間
に流れるトンネル電流値から得られる微細信号を検出す
る検出手段と、 前記検出手段による検出信号の変化から、前記記録媒体
上に形成されたトラック溝に対する探針の位置を検出
し、これによるフィードバック制御により走査領域を移
動するトラッキング機構とを具備する記録再生装置であ
って、 前記トラッキング機構は、フィードバック量をファジー
推論によって算出するためのファジー演算部を備えてい
ることを特徴とする記録再生装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の記録再生装置において、 トラッキング機構にて行われるファジー推論が、所定の
規準電圧値と検出信号との差である第１の差信号と、該
第１の差信号と前回のフィードバック制御の際に求めら
れた差信号との差である第２の差信号から行われるもの
であり、ファジー演算部にはこれらの差信号を記憶する
ためのバッファメモリが設けられていることを特徴とす
る記録再生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127013A JPH05325275A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 記録再生装置 |
| US08/312,182 US5517482A (en) | 1992-05-20 | 1994-09-26 | Information recording/reproducing apparatus having fuzzy operating unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127013A JPH05325275A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05325275A true JPH05325275A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=14949531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4127013A Pending JPH05325275A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 記録再生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5517482A (ja) |
| JP (1) | JPH05325275A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986000065A1 (en) * | 1984-06-11 | 1986-01-03 | Research Cottrell, Inc. | Process for treating flue gas with alkali injection and electron beam |
| JP2002173091A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 二浮体相対位置保持装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3579205B2 (ja) * | 1996-08-06 | 2004-10-20 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体記憶装置、半導体装置、データ処理装置及びコンピュータシステム |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2556492B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 再生装置及び再生法 |
| JP2556491B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 記録装置及び記録法 |
| EP0398334B1 (en) * | 1989-05-17 | 1994-09-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Position detecting apparatus |
| US5287432A (en) * | 1989-09-16 | 1994-02-15 | Sony Corporation | Method and apparatus for effecting fuzzy control |
| JP2996748B2 (ja) * | 1990-02-09 | 2000-01-11 | キヤノン株式会社 | 位置ずれ検出装置および方法 |
| JP3104249B2 (ja) * | 1990-10-17 | 2000-10-30 | オムロン株式会社 | フィードバック制御装置 |
| JP2783672B2 (ja) * | 1990-11-13 | 1998-08-06 | キヤノン株式会社 | 情報記録及び／又は再生方法と情報記録及び／又は再生装置 |
| JP2744359B2 (ja) * | 1991-04-24 | 1998-04-28 | キヤノン株式会社 | 情報再生及び／又は情報記録装置 |
| JP2930447B2 (ja) * | 1991-05-15 | 1999-08-03 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置 |
| CA2080251C (en) * | 1991-10-15 | 1997-12-02 | Shunichi Shido | Information processing apparatus with tracking mechanism |
| DK0554479T3 (da) * | 1992-02-04 | 1997-11-03 | Siemens Ag | Fremgangsmåde til regulering af tekniske processer med flere regulatorer |
| US5270880A (en) * | 1992-04-10 | 1993-12-14 | International Business Machines Corporation | Predictive read-write inhibit decision using fuzzy logic |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP4127013A patent/JPH05325275A/ja active Pending
-
1994
- 1994-09-26 US US08/312,182 patent/US5517482A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986000065A1 (en) * | 1984-06-11 | 1986-01-03 | Research Cottrell, Inc. | Process for treating flue gas with alkali injection and electron beam |
| DE3490720C2 (de) * | 1984-06-11 | 1988-04-14 | Cottrell Res Inc | Verfahren zur Behandlung von Rauchgas mit einer Alkaliinjektion und einem Elektronenstrahl |
| JP2002173091A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 二浮体相対位置保持装置 |
| JP4633919B2 (ja) * | 2000-12-08 | 2011-02-16 | 三菱重工業株式会社 | 二浮体相対位置保持装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5517482A (en) | 1996-05-14 |
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