JPH07176088A - Recording and reproducing device - Google Patents

Recording and reproducing device

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JPH07176088A
JPH07176088A JP31960493A JP31960493A JPH07176088A JP H07176088 A JPH07176088 A JP H07176088A JP 31960493 A JP31960493 A JP 31960493A JP 31960493 A JP31960493 A JP 31960493A JP H07176088 A JPH07176088 A JP H07176088A
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probe
recording
detecting
recording medium
reproducing apparatus
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Kazuo Yokoyama
和夫 横山
Osamu Kusumoto
修 楠本
Hiroyuki Kado
博行 加道
Takao Toda
隆夫 任田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the recording and reproducing device capable of high density recording of information by utilizing the high resolution of scanning probe microscope technology. CONSTITUTION:While a disk 1 is rotated in the direction of an arrow 2, a holding body 3 of a probe is positioned in the normal direction 4 of the disk 1 by a linear slide 5. Recording or reproducing is performed by making the probe 6 provided at the tip of the holding body 3 close to or contact with a recording surface 1a of the disk 1. The structure of the holding body 3 of the probe is twistable around an axis 8 that is approximately parallel to the direction 7 of a recording information train, and the probe 6 is twisted in accordance with an inclination of a side surface of a guide groove formed in the front surface of the disk 1. A light reflecting surface 9 of the holding body 3 is irradiated with a laser beam from a laser diode 10, and its reflected light is received by a quadripartite photodetector 11. Thus, torsion of the probe 6 is detected as a quantity of unbalance of the received light in light intensity, and hence feedback control is performed on the probe 6 by a linear slide 5 or a triaxial piezoelectric actuator 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走査トンネル顕微鏡、
原子間力顕微鏡などの走査プローブ顕微鏡の技術を応用
した記録再生装置に関する。
The present invention relates to a scanning tunneling microscope,
The present invention relates to a recording / reproducing device to which a technique of a scanning probe microscope such as an atomic force microscope is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学式の記録再生装置は、比較的高密度
の記録再生を行うことができ、かつ、非接触で記録又は
再生を行うことができるために耐久性及び信頼性にも優
れており、最近広く普及するようになってきた。
2. Description of the Related Art An optical recording / reproducing apparatus is capable of recording / reproducing at a relatively high density and recording / reproducing in a non-contact manner, and therefore has excellent durability and reliability. It has become widespread recently.

【0003】しかし、このような従来の光学式の記録再
生には、光を集光するスポットサイズを、光の波長の数
分の一以下にはできないという物理的限界があり、高密
度化には限界があった。
However, in such conventional optical recording / reproducing, there is a physical limit that the spot size for converging light cannot be reduced to a fraction of the wavelength of the light or less, and thus high density is required. There was a limit.

【0004】他方、試料に対して探針を原子オーダーあ
るいはナノメートル単位の距離でなぞる走査プローブ顕
微鏡技術は、上記の光スポットサイズをはるかに超えた
微細領域の観察技術であり、これは観察技術にとどまら
ず、原子、分子オーダーの分解能で試料表面を加工ある
いは操作する技術、さらには試料表面に情報を記録再生
する技術としての可能性が注目されている。
On the other hand, the scanning probe microscope technique in which a probe is traced to a sample at a distance of atomic order or nanometer unit is a technique for observing a fine region far exceeding the above light spot size. In addition to the above, the potential as a technology for processing or manipulating the sample surface with resolution of atomic or molecular order, and further as a technology for recording and reproducing information on the sample surface is drawing attention.

【0005】以下、本発明に関わりの深い走査プローブ
顕微鏡(SPM)の一つである原子間力顕微鏡(AF
M)の原理について簡単に述べる。一般に、物質表面間
には、ファンデルワールス力、クーロン力等の力が働
く。AFMは、微小なカンチレバーに設けた探針を試料
表面に接近させたときに働く局所的な力を、カンチレバ
ーの撓みとして検出し、この力を一定に保つように探針
と試料との間の距離を制御しながら試料表面に沿って走
査させ、この制御量を試料表面像として画像化するもの
である。
An atomic force microscope (AF), which is one of the deep scanning probe microscopes (SPM) related to the present invention, will be described below.
The principle of M) will be briefly described. In general, forces such as Van der Waals force and Coulomb force act between the material surfaces. The AFM detects a local force that acts when a probe provided on a minute cantilever approaches the sample surface as deflection of the cantilever, and keeps this force constant between the probe and the sample. The sample is scanned along the surface of the sample while controlling the distance, and this control amount is imaged as a sample surface image.

【0006】これらのSPMにおいては、試料表面の特
定の微小領域を高分解能で観察する技術としては完成さ
れているものの、これを記録再生技術に適用するために
は広い試料表面にわたって探針を高速かつ高精度で位置
決め制御する技術が必要である。
Although these SPMs have been completed as a technique for observing a specific minute area on the sample surface with high resolution, in order to apply this to recording / reproducing technology, the probe is moved at high speed over a wide sample surface. In addition, a technology for highly accurate positioning control is required.

【0007】針を使った記録再生方式における針の位置
決め方法としては、純機械式の円盤式蓄音機のように円
盤の表面に針の案内溝を設け、円盤の回転に伴って針を
この案内溝に沿って機械的に辿らせるものがある。この
トレース方式は、V溝に記録された凹凸の記録信号を、
記録媒体と再生針に貼り合わせた電極との間の静電容量
の違いとして検出するビデオディスクの記録方式として
も採用されている。また、針を使った静電式のビデオデ
ィスクのトレース方式の1つに、ディスクに案内溝がな
く、信号用の記録信号とは別にパイロット信号を記録
し、これによってトラッキング制御をかけるものがあ
る。
As a needle positioning method in a recording / reproducing system using a needle, a guide groove for the needle is provided on the surface of the disk like a pure mechanical disk phonograph, and the needle is guided along with the rotation of the disk. There is something that can be traced mechanically along. In this trace method, the recording signal of the unevenness recorded in the V groove is
It is also used as a recording method for a video disc, which detects a difference in electrostatic capacitance between a recording medium and an electrode attached to a reproducing needle. Also, one of the tracing methods of electrostatic video discs using a needle is one in which there is no guide groove on the disc and a pilot signal is recorded separately from the recording signal for signals and tracking control is performed by this. .

【0008】AFMを使い、その探針で高密度の記録再
生を行う例として、バレット(R.C.Barret
t)等はウルトラマイクロスコピィー(Ultrami
croscopy)42−44(1992)262−2
67に、導体又は半導体の基板上の誘電体膜(具体的に
は、シリコン(silicon)基板上の窒化膜(ni
tride)及び酸化膜(oxide)からなるNOS
構造)を記録媒体としてAFMカンチレバーの導体探針
に電圧を印加することにより、その界面に電荷ドットを
記録する方法について述べている。さらに、この論文で
は、誘電体膜(窒化膜)の表面にグレーティングを設
け、探針によって電荷ドットの静電容量を検出すること
により情報の読み出しを行うと共に、AFMによって得
られる表面の凹凸情報をトラッキングに利用するアイデ
アについても述べられている。
As an example of performing high-density recording / reproducing with the probe using the AFM, a bullet (RC Barret)
t) etc. are Ultra Microscopy (Ultrami
42) (44) (1992) 262-2
67, a dielectric film on a conductor or semiconductor substrate (specifically, a nitride film (ni) on a silicon substrate).
and NOS consisting of oxide film (oxide)
Structure () is used as a recording medium, and a voltage is applied to the conductor probe of the AFM cantilever to record a charge dot on the interface. Furthermore, in this paper, a grating is provided on the surface of a dielectric film (nitride film), information is read out by detecting the electrostatic capacity of charge dots by a probe, and surface irregularity information obtained by AFM is obtained. It also describes ideas to use for tracking.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】SPMを記録再生装置
に適用するに当たり、広い試料表面にわたって探針を高
速かつ高精度で位置決め制御するためには、上記従来例
で述べた方法では不十分である。
In applying the SPM to the recording / reproducing apparatus, the method described in the above-mentioned conventional example is not sufficient for controlling the positioning of the probe over a wide sample surface at high speed and with high accuracy. .

【0010】まず、従来例として述べた、記録媒体の表
面に設けた案内溝に沿って探針を単に機械的に辿らせる
方法は、SPMに適用することができない。なぜなら、
SPMの場合には探針と試料との間の距離を約10オン
グストロームの距離に保って制御するため、試料表面か
らは探針には力がほとんど作用せず、AFMの場合にも
探針にかかる力(斥力又は引力)を10-4〜10-8Nと
極めて微弱な範囲でその力(原子間力)を制御するた
め、探針を案内溝に沿って機械的に辿らせる求心力は実
質的には働かないからである。
First, the method of simply mechanically tracing the probe along the guide groove provided on the surface of the recording medium, which has been described as the conventional example, cannot be applied to the SPM. Because
In the case of SPM, the distance between the probe and the sample is controlled to be kept at a distance of about 10 angstroms, so almost no force acts on the probe from the sample surface, and in the case of AFM, it also acts on the probe. Since such force (repulsive force or attractive force) is controlled within a very weak range of 10 -4 to 10 -8 N (atomic force), the centripetal force that mechanically traces the probe along the guide groove is substantial. Because it doesn't work.

【0011】また、従来例として述べたように、記録媒
体の表面にグレーティングを設け、AFMによって得ら
れるこの凹凸情報をトラッキングに利用するアイデアは
あるが、制御すべき方向を含めた誤差信号の具体的な獲
得方法については開示されていない。AFMの動作原理
から考えて、探針の1回の走査でこのような誤差信号を
得ることはできないと考えられ、実用的なトラッキング
法を提案しているものとは言えない。
Further, as described in the conventional example, there is an idea that a grating is provided on the surface of the recording medium and this unevenness information obtained by the AFM is used for tracking, but a concrete example of the error signal including the direction to be controlled is provided. It does not disclose a method for obtaining the target. Considering the operating principle of the AFM, it is considered that such an error signal cannot be obtained by one scanning of the probe, and it cannot be said that a practical tracking method is proposed.

【0012】このような制御すべき方向を含めた誤差信
号を得る1つの方法として、前述したように信号用の記
録信号とは別にパイロット信号を記録し、これによって
トラッキング制御をかけるようにしたものがあるが、こ
の方法は余分なパイロット信号を記録するために、この
分だけ記録密度及び記録再生速度が低下してしまうとい
う問題点がある。
As one method of obtaining the error signal including the direction to be controlled, as described above, the pilot signal is recorded separately from the recording signal for the signal, and the tracking control is applied thereby. However, this method has a problem that the recording density and the recording / reproducing speed are reduced by that amount because an extra pilot signal is recorded.

【0013】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、走査プローブ顕微鏡技術のもつ高分解能を活かし
た情報の高密度記録が可能な記録再生装置を提供するこ
とを目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a recording / reproducing apparatus capable of high density recording of information by utilizing the high resolution of the scanning probe microscope technique.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る記録再生装置の構成は、保持体に保持
された探針を位置決めし、探針を記録媒体の記録面に相
対的に近接又は接触させて、この記録媒体に情報を記録
又は再生する記録再生装置であって、前記保持体が、少
なくとも記録情報列の方向に略平行な軸の回りに捩じれ
可能な可撓弾性体によって構成され、前記探針の前記軸
の回りの捩じれを検出する検出手段と、前記探針を記録
情報列の方向と直交する方向に移動させる移動手段と、
捩じれ検出信号に基づき前記探針を記録情報列の方向と
直交する方向に移動させることにより探針のトラッキン
グ制御をかける制御手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the structure of the recording / reproducing apparatus according to the present invention is such that a probe held by a holder is positioned and the probe is positioned relative to a recording surface of a recording medium. A recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information on or from the recording medium by bringing the holding body into proximity with or in contact with the recording medium, wherein the holding body can be twisted at least around an axis substantially parallel to the direction of the recorded information sequence. A detection unit configured to detect a twist of the probe about the axis, and a moving unit configured to move the probe in a direction orthogonal to a direction of a recorded information sequence;
And a control means for performing tracking control of the probe by moving the probe in a direction orthogonal to the direction of the recorded information sequence based on the twist detection signal.

【0015】また、前記構成においては、保持体の一部
が、探針が記録面から受ける力によって撓む可撓弾性体
であり、前記保持体の撓み又は歪みを検出することによ
り前記探針と記録面との間に働く引力又は斥力を検出す
る検出手段と、前記探針を前記記録面に対して垂直方向
に移動させる移動手段と、力検出信号に基づき前記探針
を前記記録面に対して垂直方向に移動させることにより
探針の力制御をかける制御手段とを設けるのが好まし
い。この場合にはさらに、探針の捩じれを検出する検出
手段と、前記探針が記録面から受ける力を検出する検出
手段とを、前記探針の保持体に設けた光反射面に光線を
照射し、その反射光の強度を4分割光検出器で検出する
構成とし、これらの信号によって探針の捩じれと記録面
から受ける力とを演算するのが好ましい。
Further, in the above structure, a part of the holding body is a flexible elastic body that bends due to the force received by the probe from the recording surface, and the probe is detected by detecting the bending or distortion of the holding body. Detecting means for detecting an attractive force or repulsive force acting between the recording surface and the recording surface, a moving means for moving the probe in a direction perpendicular to the recording surface, and the probe on the recording surface based on a force detection signal. On the other hand, it is preferable to provide a control means for controlling the force of the probe by moving it in the vertical direction. In this case, further, the detection means for detecting the twist of the probe and the detection means for detecting the force received by the probe from the recording surface are irradiated with light rays on the light reflecting surface provided on the holder of the probe. However, it is preferable that the intensity of the reflected light is detected by a 4-division photodetector, and the twist of the probe and the force received from the recording surface are calculated by these signals.

【0016】また、前記構成においては、探針の捩じれ
を検出する検出手段又は前記探針が記録面から受ける力
を検出する検出手段が、保持体に設けた半導体歪み抵抗
素子の抵抗変化を検出することによるものであるのが好
ましい。
Further, in the above structure, the detecting means for detecting the twist of the probe or the detecting means for detecting the force received by the probe from the recording surface detects the resistance change of the semiconductor strain resistance element provided on the holder. It is preferable to do so.

【0017】また、前記構成においては、探針の捩じれ
を検出する検出手段又は前記探針が記録面から受ける力
を検出する検出手段が、保持体に設けた電極と、これに
対向して設けた電極との間の容量を検出することによる
ものであるのが好ましい。
Further, in the above structure, the detecting means for detecting the twist of the probe or the detecting means for detecting the force received by the probe from the recording surface are provided on the electrode provided on the holding body so as to face the electrode. Preferably by detecting the capacitance between the electrodes.

【0018】また、前記構成においては、記録媒体の記
録面にトラッキング用の案内溝を設けるのが好ましい。
この場合には、トラッキング用の案内溝が、記録媒体の
記録面に設けた感光性有機薄膜の表面に可干渉光の2光
束干渉光を照射することによってグレーティング状の凹
凸を設けたものであるのが好ましく、さらには、グレー
ティング状の凹凸が同心円状に形成されているのが好ま
しい。
In the above structure, it is preferable to provide a guide groove for tracking on the recording surface of the recording medium.
In this case, the tracking guide groove is provided with a grating-like unevenness by irradiating the surface of the photosensitive organic thin film provided on the recording surface of the recording medium with two-beam interference light of coherent light. It is preferable that the grating-shaped irregularities are concentrically formed.

【0019】また、前記構成においては、探針が、酸化
亜鉛、炭化珪素又はセレン化亜鉛の針状結晶からなるの
が好ましい。また、前記構成においては、記録媒体が有
機薄膜であり、前記記録媒体に探針を通じて光照射等の
手段によって加熱することにより、前記記録媒体に凹凸
を生ぜしめるのが好ましい。また、前記構成において
は、記録媒体が導体又は半導体の薄膜であり、前記記録
媒体に探針を通じて光照射等の手段によって加熱又は電
圧印加することにより前記記録媒体に物理的性質の変化
を生ぜしめるのが好ましい。
Further, in the above constitution, it is preferable that the probe is made of needle crystals of zinc oxide, silicon carbide or zinc selenide. Further, in the above structure, it is preferable that the recording medium is an organic thin film, and the recording medium is heated by means such as light irradiation through a probe to cause unevenness in the recording medium. Further, in the above structure, the recording medium is a thin film of a conductor or a semiconductor, and a physical property is changed in the recording medium by heating or applying a voltage to the recording medium by means such as light irradiation through a probe. Is preferred.

【0020】[0020]

【作用】前記本発明の構成によれば、記録媒体の表面の
凹凸に応じて、探針が記録情報列の方向に略平行な軸の
回りに捩じれを発生する。この捩じれの方向は、記録媒
体の表面の凹凸の傾斜方向によって異なるから、例えば
記録媒体の表面に設けたV型案内溝の両側面の傾斜方向
に応じて互いに逆に捩じれることとなる。従って、この
捩じれを検出し、この検出信号に基づいて探針を記録情
報列と直交する方向に移動させることにより、探針のト
ラッキング制御をかけることができる。
According to the above-mentioned structure of the present invention, the probe is twisted about the axis substantially parallel to the direction of the recording information sequence in accordance with the unevenness of the surface of the recording medium. Since the twisting direction differs depending on the inclination direction of the unevenness of the surface of the recording medium, the twisting directions are opposite to each other depending on the inclination direction of both side surfaces of the V-shaped guide groove provided on the surface of the recording medium. Therefore, tracking control of the probe can be performed by detecting this twist and moving the probe in the direction orthogonal to the recorded information sequence based on this detection signal.

【0021】また、前記構成において、保持体の一部
が、探針が記録面から受ける力によって撓む可撓弾性体
であり、前記保持体の撓み又は歪みを検出することによ
り前記探針と記録面との間に働く引力又は斥力を検出す
る検出手段と、前記探針を前記記録面に対して垂直方向
に移動させる移動手段と、力検出信号に基づき前記探針
を前記記録面に対して垂直方向に移動させることにより
探針の力制御をかける制御手段とを設けるという好まし
い構成によれば、光記録におけるフォーカシング制御に
相当するものとなり、例えば回転する記録ディスクの面
振れに探針を追随させることができる。そして、この場
合の探針の力制御は、通常、斥力領域で行われるため、
探針と記録媒体の表面とは接触することになるが、原子
間力顕微鏡で表面を傷付けることなく原子配列を観察す
ることができる事実からも分かるように、この接触によ
る探針及び記録媒体表面の損傷あるいは摩耗はたとえ発
生しても極軽微である。さらに、探針はバネ定数の小さ
い保持体に保持されるから、探針が万一表面の微小突起
に衝突したとしても、探針と記録媒体の表面の相互に過
大な力がかかることはない。また、この場合さらに、探
針の捩じれを検出する検出手段と、前記探針が記録面か
ら受ける力を検出する検出手段とを、前記探針の保持体
に設けた光反射面に光線を照射し、その反射光の強度を
4分割光検出器で検出する構成とし、これらの信号によ
って探針の捩じれと記録面から受ける力とを演算すると
いう好ましい構成によれば、探針のトラッキング制御と
力制御のための誤差信号を簡単な構成で同時に得ること
ができる。
Further, in the above structure, a part of the holding body is a flexible elastic body which is bent by a force which the probe receives from the recording surface, and the probe and the probe are detected by detecting the bending or distortion of the holding body. Detecting means for detecting an attractive force or repulsive force acting between the recording surface, moving means for moving the probe in a direction perpendicular to the recording surface, and the probe for the recording surface based on a force detection signal. According to a preferable configuration in which the control means for controlling the force of the probe by moving the probe in the vertical direction is provided, this is equivalent to focusing control in optical recording, and for example, the probe can be applied to surface wobbling of a rotating recording disk. Can be followed. And since the force control of the probe in this case is usually performed in the repulsive force region,
Although the probe comes into contact with the surface of the recording medium, as can be seen from the fact that the atomic arrangement can be observed with an atomic force microscope without damaging the surface, the probe and the surface of the recording medium by this contact Even if damage or wear occurs, it is extremely small. Further, since the probe is held by the holder having a small spring constant, even if the probe collides with the minute protrusion on the surface, the probe and the surface of the recording medium are not excessively applied to each other. . Further, in this case, further, a detecting means for detecting the twist of the probe and a detecting means for detecting the force received by the probe from the recording surface are irradiated with a light beam on the light reflecting surface provided on the holder of the probe. However, according to a preferable configuration in which the intensity of the reflected light is detected by the four-division photodetector and the twist of the probe and the force received from the recording surface are calculated by these signals, tracking control of the probe is performed. An error signal for force control can be simultaneously obtained with a simple configuration.

【0022】また、前記構成において、探針の捩じれを
検出する検出手段又は前記探針が記録面から受ける力を
検出する検出手段が、保持体に設けた半導体歪み抵抗素
子の抵抗変化を検出することによるものであるという好
ましい構成によれば、探針のトラッキング制御と力制御
のための誤差信号をコンパクトな構成で得ることができ
る。
Further, in the above structure, the detecting means for detecting the twist of the probe or the detecting means for detecting the force received by the probe from the recording surface detects the resistance change of the semiconductor strain resistance element provided on the holder. According to the preferable configuration, the error signal for tracking control and force control of the probe can be obtained with a compact configuration.

【0023】また、前記構成において、探針の捩じれを
検出する検出手段又は前記探針が記録面から受ける力を
検出する検出手段が、保持体に設けた電極と、これに対
向して設けた電極との間の容量を検出することによるも
のであるという好ましい構成によれば、探針のトラッキ
ング制御と力制御のための誤差信号をコンパクトな構成
で得ることができる。
Further, in the above structure, the detecting means for detecting the twist of the probe or the detecting means for detecting the force received by the probe from the recording surface are provided on the electrode provided on the holder and opposite thereto. According to the preferable configuration in which the capacitance between the electrodes is detected, the error signal for the probe tracking control and the force control can be obtained with a compact configuration.

【0024】また、前記構成において、記録媒体の記録
面にトラッキング用の案内溝を設けるという好ましい構
成によれば、安定なトラッキング誤差信号を得ることが
できる。また、この場合、トラッキング用の案内溝が、
記録媒体の記録面に設けた感光性有機薄膜の表面に可干
渉光の2光束干渉光を照射することによってグレーティ
ング状の凹凸を設けたものであるという好ましい構成に
よれば、走査プローブ顕微鏡による超高密度記録に見合
った狭ピッチの案内溝を簡単なプロセスで形成すること
ができる。さらに、グレーティング状の凹凸が同心円状
に形成されているという好ましい構成によれば、この記
録媒体を回転ディスク式の記録再生装置に適用すること
ができる。
Further, in the above structure, according to the preferable structure in which the guide groove for tracking is provided on the recording surface of the recording medium, a stable tracking error signal can be obtained. Also, in this case, the guide groove for tracking is
According to a preferable configuration in which the surface of the photosensitive organic thin film provided on the recording surface of the recording medium is provided with grating-like unevenness by irradiating the two-beam interference light of coherent light, A narrow pitch guide groove suitable for high density recording can be formed by a simple process. Further, according to a preferable configuration in which the grating-shaped concavities and convexities are formed concentrically, this recording medium can be applied to a rotary disk type recording / reproducing apparatus.

【0025】また、前記構成において、探針が、酸化亜
鉛、炭化珪素又はセレン化亜鉛の針状結晶からなるとい
う好ましい構成によれば、これらの針状結晶は先端が鋭
利でかつ結晶軸方向に高いアスペクト比を持っているた
め、狭ピッチの案内溝を安定にトレースすることのでき
るトラッキング制御をかけることができる。
Further, in the above structure, according to a preferable structure in which the probe is made of needle crystals of zinc oxide, silicon carbide or zinc selenide, these needle crystals have a sharp tip and extend in the crystal axis direction. Since it has a high aspect ratio, it is possible to perform tracking control capable of stably tracing a narrow pitch guide groove.

【0026】また、前記構成において、記録媒体が有機
薄膜であり、前記記録媒体に探針を通じて光照射等の手
段によって加熱することにより前記記録媒体に凹凸を生
ぜしめるという好ましい構成によれば、高密度の追記型
記録再生を行うことができる。また、前記構成におい
て、記録媒体が導体又は半導体の薄膜であり、前記記録
媒体に探針を通じて光照射等の手段によって加熱又は電
圧印加することにより前記記録媒体に物理的性質の変化
を生ぜしめるという好ましい構成によれば、高密度の消
去可能な記録再生を行うことができる。
Further, according to the preferable constitution, in which the recording medium is an organic thin film, and the recording medium is heated by means such as light irradiation through a probe to cause unevenness in the recording medium. It is possible to perform write-once recording / reproduction of density. Further, in the above structure, the recording medium is a thin film of a conductor or a semiconductor, and a physical property is changed in the recording medium by heating or applying a voltage to the recording medium by means such as light irradiation through a probe. According to a preferable configuration, high density erasable recording / reproducing can be performed.

【0027】[0027]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。図1は本発明に係る記録再生装置の一実施
例を示す斜視図である。以下、図1を参照しながらその
構成を動作と共に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a recording / reproducing apparatus according to the present invention. Hereinafter, the configuration will be described together with the operation with reference to FIG.

【0028】図1に示すように、まず、記録媒体ディス
ク(以下「ディスク」という)1を矢印2の方向に回転
させながら、探針の保持体3をディスク1の放線方向4
にリニアスライド5によって位置決めする。次いで、保
持体3の先端に設けた探針6をディスク1の記録面1a
に近接又は接触させて記録又は再生を行う。
As shown in FIG. 1, first, while rotating a recording medium disk (hereinafter referred to as “disk”) 1 in the direction of arrow 2, the probe holder 3 is moved in the radial direction 4 of the disk 1.
The linear slide 5 is used for positioning. Next, the probe 6 provided at the tip of the holder 3 is attached to the recording surface 1a of the disk 1.
The recording or reproducing is performed by bringing it into close proximity or contact with.

【0029】探針の保持体3は、後述するように記録情
報列の方向7に略平行な軸8の回りに捩じれ可能な構造
となっており、保持体3の光反射面9にレーザダイオー
ド10からレーザ光線を照射し、その反射光を4分割光
検出器11で受光する構成となっている。また、ディス
ク1の表面には、後述するように案内溝が形成されてお
り、探針はこの案内溝の側面の傾斜に応じて前記軸8の
回りに捩じれることとなる。そして、この捩じれは、受
光した光の強度のアンバランス量として検出することが
できる。また、この捩じれ検出信号に基づき、リニアス
ライド5又は3軸圧電アクチュエータ12によって、探
針6が案内溝をトレースするように帰還制御をかけるこ
とができる。
As will be described later, the holder 3 of the probe has a structure capable of being twisted around an axis 8 which is substantially parallel to the direction 7 of the recorded information sequence, and a laser diode is provided on the light reflecting surface 9 of the holder 3. A laser beam is emitted from 10 and the reflected light is received by the 4-division photodetector 11. Further, a guide groove is formed on the surface of the disk 1 as described later, and the probe is twisted around the shaft 8 according to the inclination of the side surface of the guide groove. Then, this twist can be detected as an unbalance amount of the intensity of the received light. Further, based on this twist detection signal, the linear slide 5 or the triaxial piezoelectric actuator 12 can perform feedback control so that the probe 6 traces the guide groove.

【0030】さらに、探針の保持体3は、後述するよう
に探針6と記録面1aとの間に働く力によって撓むよう
に構成されており、この撓み量、すなわち探針6に働く
力も受光した光の強度のアンバランス量として検出する
ことができる。そして、この検出力に基づき、この力が
一定となるように3軸圧電アクチュエータ12によって
探針6を記録面1aの法線方向13に沿って移動させる
ことにより、探針6の力制御をかけることができる。こ
の力制御は、光記録におけるフォーカシング制御に相当
するもので、必ずしも記録面1aの微小な凹凸に追随さ
せる必要はなく、ディスク1の回転に伴う面振れに追随
するように応答周波数を制限することもできる。
Further, the probe holder 3 is constructed so as to be bent by a force acting between the probe 6 and the recording surface 1a, as will be described later, and this bending amount, that is, the force acting on the probe 6 is also received. It can be detected as an unbalanced amount of the intensity of the generated light. Then, based on the detected force, the force of the probe 6 is controlled by moving the probe 6 along the normal direction 13 of the recording surface 1a by the triaxial piezoelectric actuator 12 so that this force becomes constant. be able to. This force control corresponds to focusing control in optical recording, and it is not always necessary to follow the minute irregularities of the recording surface 1a, and the response frequency is limited so as to follow the surface wobbling accompanying the rotation of the disk 1. You can also

【0031】尚、装置全体は電気的制御部を除いてボッ
クス14で覆い、乾燥気体中もしくは減圧気体中に封じ
込めるのが望ましい。
Incidentally, it is desirable that the entire apparatus is covered with a box 14 except for the electric control section and enclosed in a dry gas or a reduced pressure gas.

【0032】次に、探針の保持体の構成をさらに詳細に
説明する。図2は探針の保持体の一実施例を示す平面
図、図3は図2の側面図、図4は図3のA矢視図であ
る。図2、図3、図4に示すように、探針の保持体3
は、基板21から突出したカンチレバー22の一部にく
びれ23を設けた構造となっており、記録情報列の方向
7と略平行な軸8の回りに捩じれ可能な状態にされてい
る。カンチレバー22は、ホトリソグラフィーで作製さ
れた厚み1〜2μm、幅30〜50μm、長さ100〜
200μmの酸化珪素薄膜からなり、その先端には探針
6が取り付けられ、その裏面には金を蒸着して光反射面
9が形成されている。ディスク1の表面には案内溝24
が形成されており、探針6はこの案内溝24の側面の傾
斜に応じて前記軸8の回りに捩じれる。この探針6の捩
じれ及び探針6にかかる力は、前記したように、カンチ
レバー22の光反射面9にレーザーダイオード10から
レーザ光線を照射し、その反射光を4分割光検出器11
で受光することによって検出することができる。
Next, the structure of the holder of the probe will be described in more detail. 2 is a plan view showing an embodiment of a holder for a probe, FIG. 3 is a side view of FIG. 2, and FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the probe holder 3
Has a structure in which a constriction 23 is provided in a part of a cantilever 22 protruding from the substrate 21, and can be twisted around an axis 8 substantially parallel to the direction 7 of the recorded information sequence. The cantilever 22 is made by photolithography and has a thickness of 1 to 2 μm, a width of 30 to 50 μm, and a length of 100 to.
The probe 6 is made of a silicon oxide thin film having a thickness of 200 μm, and the tip of the probe 6 is attached to the back surface of the probe 6 to form a light reflecting surface 9 by depositing gold. A guide groove 24 is provided on the surface of the disc 1.
The probe 6 is twisted around the shaft 8 according to the inclination of the side surface of the guide groove 24. As described above, the twist of the probe 6 and the force applied to the probe 6 irradiate the light reflecting surface 9 of the cantilever 22 with a laser beam from the laser diode 10, and the reflected light thereof is divided into four photodetectors 11.
It can be detected by receiving light.

【0033】図5は4分割光検出器の配置図であり、図
6はトラッキング誤差信号と力の誤差信号の演算回路の
ブロック図である。図5に示すように、記録情報列の方
向7に略平行な軸8に対し、4分割光検出器11の4つ
の受光面31、32、33、34が配置されている。こ
れらの受光面31、32、33、34によって得られた
光の強度信号から、図6の加算及び減算回路によって2
つの誤差信号35、36を得ることができる。ここで、
誤差信号35は、図3の紙面内における反射光の偏りに
よるから、保持体3の撓み、すなわち探針6にかかる力
の誤差信号である。また、誤差信号36は、図4の紙面
内における反射光の偏りによるから、探針6の捩じれ、
すなわちトラッキングの誤差信号である。
FIG. 5 is a layout view of the four-division photodetector, and FIG. 6 is a block diagram of an arithmetic circuit for the tracking error signal and the force error signal. As shown in FIG. 5, four light-receiving surfaces 31, 32, 33, and 34 of the four-division photodetector 11 are arranged on an axis 8 that is substantially parallel to the direction 7 of the recorded information sequence. From the light intensity signals obtained by these light receiving surfaces 31, 32, 33, 34, the addition and subtraction circuits of FIG.
Two error signals 35, 36 can be obtained. here,
The error signal 35 is an error signal of the bending of the holding body 3, that is, the force applied to the probe 6, because of the bias of the reflected light in the plane of the paper of FIG. Further, since the error signal 36 is due to the deviation of the reflected light within the paper surface of FIG.
That is, it is a tracking error signal.

【0034】図7は探針の保持体の他の実施例を示す平
面図、図8は図7のI−I断面図、図9は図7のII−
II側面図である。図7、図8、図9に示すように、探
針の保持体3は、基板41のくり抜かれた一面に構成さ
れた薄膜弾性体からなり、その一部にはその先端に探針
6を有するカンチレバー42が形成されている。また、
記録情報列の方向7に平行な軸8の回りに探針6が捩じ
れ可能となるように、このカンチレバー42の固定端部
を構成する枠部43の両端には捩じれ変形部44が形成
されている。
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the holder for the probe, FIG. 8 is a sectional view taken along line I--I of FIG. 7, and FIG. 9 is taken along line II-- of FIG.
II is a side view. As shown in FIGS. 7, 8 and 9, the probe holder 3 is made of a thin film elastic body formed on a hollowed surface of the substrate 41, and the probe 6 is attached to a part of the thin film elastic body. A cantilever 42 having is formed. Also,
Twisting and deforming portions 44 are formed at both ends of the frame portion 43 constituting the fixed end portion of the cantilever 42 so that the probe 6 can be twisted around an axis 8 parallel to the direction 7 of the recorded information sequence. There is.

【0035】尚、上記実施例においては、探針6の捩じ
れ及び探針6が記録面1aから受ける力を検出する手段
として光反射を利用しているが、必ずしもこれに限定さ
れるものではなく、例えば、保持体に設けた半導体歪み
抵抗素子の抵抗変化を検出したり、保持体に設けた電極
と、これに対向して設けた電極との間の容量を検出する
ことによっても行うことができる。これらは、上記した
探針の保持体にこれらのセンサーを集積形成することに
なるため製作プロセスが複雑になるが、誤差信号をコン
パクトな構成で得ることができるという利点がある。
In the above embodiment, light reflection is used as a means for detecting the twist of the probe 6 and the force that the probe 6 receives from the recording surface 1a, but the present invention is not limited to this. For example, it can be performed by detecting the resistance change of the semiconductor strain resistance element provided on the holding body, or by detecting the capacitance between the electrode provided on the holding body and the electrode provided opposite thereto. it can. Since these sensors are integrated and formed on the holder of the probe described above, the manufacturing process is complicated, but there is an advantage that the error signal can be obtained with a compact structure.

【0036】また、上記実施例においては、記録媒体の
表面に案内溝を設ける場合について説明したが、記録情
報列がピット状又はマウンド状の表面凹凸の場合には、
これらの記録情報列から得られる探針の捩じれを検出し
てトラッキング誤差信号を得ることも原理的には可能で
ある。但し、記録情報ビットの微小化に伴って捩じれ検
出信号は微弱となるため、安定なトラッキング誤差信号
を得るためには上記実施例のように案内溝を設けるのが
好ましい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the guide groove is provided on the surface of the recording medium has been described. However, when the recording information sequence has pit-shaped or mound-shaped surface irregularities,
In principle, it is also possible to obtain the tracking error signal by detecting the twist of the probe obtained from these recorded information strings. However, since the twist detection signal becomes weak with the miniaturization of the recording information bit, it is preferable to provide the guide groove as in the above embodiment in order to obtain a stable tracking error signal.

【0037】探針としては、酸化亜鉛、炭化珪素又はセ
レン化亜鉛の針状結晶を用いるのが好ましい。これらの
針状結晶は先端が鋭利でかつ結晶軸方向に高いアスペク
ト比を持っているため、狭ピッチの案内溝を安定にトレ
ースすることのできるトラッキング制御をかけることが
できるからである。
As the probe, it is preferable to use needle crystals of zinc oxide, silicon carbide or zinc selenide. This is because these needle-like crystals have sharp tips and have a high aspect ratio in the crystal axis direction, so that tracking control capable of stably tracing a narrow pitch guide groove can be performed.

【0038】次に、記録媒体の構成をさらに詳細に説明
する。図10は記録媒体の一実施例を示す断面図であ
る。図10に示すように、基板51の上には、感光性有
機薄膜52が形成されている。そして、感光性有機薄膜
52の表面に可干渉光の2光束干渉光を照射することに
より、トラッキング用の案内溝としてグレーティング状
の凹凸53が形成されている。尚、SPMによる超高密
度記録に見合った狭ピッチの案内溝を得るため、露光用
の可干渉光としては短波長の紫外光又はX線を用いるの
が好ましい。また、この干渉光学系に円錐レンズを用い
れば、グレーティング状の凹凸53を同心円状に形成す
ることができる。これをディスク状の記録媒体に形成す
ることにより、高密度記録に見合った狭ピッチの案内溝
を有する記録ディスクを簡単なプロセスで作製すること
ができる。
Next, the structure of the recording medium will be described in more detail. FIG. 10 is a sectional view showing an embodiment of a recording medium. As shown in FIG. 10, a photosensitive organic thin film 52 is formed on the substrate 51. By irradiating the surface of the photosensitive organic thin film 52 with the two-beam interference light of the coherent light, the grating-shaped unevenness 53 is formed as a guide groove for tracking. In order to obtain a narrow pitch guide groove suitable for ultra-high density recording by SPM, it is preferable to use short wavelength ultraviolet light or X-rays as the coherent light for exposure. Further, if a conical lens is used in this interference optical system, the grating-shaped unevenness 53 can be formed concentrically. By forming this on a disk-shaped recording medium, a recording disk having narrow pitch guide grooves suitable for high density recording can be manufactured by a simple process.

【0039】図10においては、グレーティング状の凹
凸53を形成した有機薄膜52そのものが記録層となっ
ており、この記録層に探針を通じて光照射等の手段によ
って加熱し記録層の表面に凹凸を生ぜしめることによ
り、高密度の追記型記録再生を行うことができる。尚、
加熱のための光照射は、探針を酸化亜鉛の針状結晶など
の透明体とし、この透明探針を通じて行うことができ
る。また、記録ドットへの加熱は、単に探針の外部から
先端付近に向けて光を照射し、探針に吸熱及び放熱させ
ることによって行うこともできる。
In FIG. 10, the organic thin film 52 itself on which the grating-like unevenness 53 is formed is a recording layer, and this recording layer is heated by means such as light irradiation through a probe to form unevenness on the surface of the recording layer. By generating the data, high-density write-once recording / reproducing can be performed. still,
The light irradiation for heating can be performed through a transparent body such as a zinc oxide needle crystal and the like. The heating of the recording dots can also be performed by simply irradiating the vicinity of the tip with light from outside the probe to cause the probe to absorb and radiate heat.

【0040】尚、図10には、有機薄膜52そのものが
記録層となっている場合を示したが、必ずしもこの構造
に限定されるものではなく、例えば図11に示すよう
に、グレーティング状の凹凸53を形成した有機薄膜5
2の上にさらに記録層54を形成したものでもよく、図
12に示すように、基板51の上に記録層54を形成
し、この記録層54の上にさらに感光性有機薄膜52を
形成し、その一部を完全に除去し、記録層54の一部が
表面に露出するようにグレーティング状の凹凸53を形
成したものでもよい。
Although FIG. 10 shows the case where the organic thin film 52 itself is the recording layer, the structure is not necessarily limited to this structure. For example, as shown in FIG. Organic thin film 5 with 53 formed
2, a recording layer 54 may be further formed. As shown in FIG. 12, the recording layer 54 is formed on the substrate 51, and the photosensitive organic thin film 52 is further formed on the recording layer 54. Alternatively, a part thereof may be completely removed, and the grating-like unevenness 53 may be formed so that a part of the recording layer 54 is exposed on the surface.

【0041】また、記録層として導体又は半導体薄膜か
らなる材料を用いれば、記録媒体に探針を通じて光照射
等の手段によって加熱又は電圧印加し、記録媒体に相変
化等の物理的性質の変化を生ぜしめることにより、高密
度の消去可能な記録再生を行うことができる。
If a material consisting of a conductor or a semiconductor thin film is used as the recording layer, heating or voltage is applied to the recording medium by means such as light irradiation through a probe to change physical properties such as phase change in the recording medium. By generating the data, high density erasable recording / reproducing can be performed.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る記録
再生装置によれば、記録媒体の表面の凹凸に応じて、探
針が記録情報列の方向に略平行な軸の回りに捩じれを発
生する。この捩じれの方向は、記録媒体の表面の凹凸の
傾斜方向によって異なるから、例えば記録媒体の表面に
設けたV型案内溝の両側面の傾斜方向に応じて互いに逆
に捩じれることとなる。従って、この捩じれを検出し、
この検出信号に基づいて探針を記録情報列と直交する方
向に移動させることにより、探針のトラッキング制御を
かけることができる。
As described above, according to the recording / reproducing apparatus of the present invention, the probe is twisted about the axis substantially parallel to the direction of the recorded information sequence depending on the unevenness of the surface of the recording medium. Occur. Since the twisting direction differs depending on the inclination direction of the unevenness of the surface of the recording medium, the twisting directions are opposite to each other depending on the inclination direction of both side surfaces of the V-shaped guide groove provided on the surface of the recording medium. Therefore, detecting this twist,
Tracking control of the probe can be performed by moving the probe in the direction orthogonal to the recorded information sequence based on this detection signal.

【0043】また、前記構成において、保持体の一部
が、探針が記録面から受ける力によって撓む可撓弾性体
であり、前記保持体の撓み又は歪みを検出することによ
り前記探針と記録面との間に働く引力又は斥力を検出す
る検出手段と、前記探針を前記記録面に対して垂直方向
に移動させる移動手段と、力検出信号に基づき前記探針
を前記記録面に対して垂直方向に移動させることにより
探針の力制御をかける制御手段とを設けるという好まし
い構成によれば、光記録におけるフォーカシング制御に
相当するものとなり、例えば回転する記録ディスクの面
振れに探針を追随させることができる。そして、この場
合の探針の力制御は、通常、斥力領域で行われるため、
探針と記録媒体の表面とは接触することになるが、原子
間力顕微鏡で表面を傷付けることなく原子配列を観察す
ることができる事実からも分かるように、この接触によ
る探針及び記録媒体表面の損傷あるいは摩耗はたとえ発
生しても極軽微である。さらに、探針はバネ定数の小さ
い保持体に保持されるから、探針が万一表面の微小突起
に衝突したとしても、探針と記録媒体の表面の相互に過
大な力がかかることはない。また、この場合さらに、探
針の捩じれを検出する検出手段と、前記探針が記録面か
ら受ける力を検出する検出手段とを、前記探針の保持体
に設けた光反射面に光線を照射し、その反射光の強度を
4分割光検出器で検出する構成とし、これらの信号によ
って探針の捩じれと記録面から受ける力とを演算すると
いう好ましい構成によれば、探針のトラッキング制御と
力制御のための誤差信号を簡単な構成で同時に得ること
ができる。
Further, in the above structure, a part of the holding body is a flexible elastic body which is bent by a force received by the probe from the recording surface, and the probe is connected to the probe by detecting the bending or distortion of the holding body. Detecting means for detecting an attractive force or repulsive force acting between the recording surface, moving means for moving the probe in a direction perpendicular to the recording surface, and the probe for the recording surface based on a force detection signal. According to a preferable configuration in which the control means for controlling the force of the probe by moving the probe in the vertical direction is provided, this is equivalent to focusing control in optical recording, and for example, the probe can be applied to surface wobbling of a rotating recording disk. Can be followed. And since the force control of the probe in this case is usually performed in the repulsive force region,
Although the probe comes into contact with the surface of the recording medium, as can be seen from the fact that the atomic arrangement can be observed with an atomic force microscope without damaging the surface, the probe and the surface of the recording medium by this contact Even if damage or wear occurs, it is extremely small. Further, since the probe is held by the holder having a small spring constant, even if the probe collides with the minute protrusion on the surface, the probe and the surface of the recording medium are not excessively applied to each other. . Further, in this case, further, a detecting means for detecting the twist of the probe and a detecting means for detecting the force received by the probe from the recording surface are irradiated with a light beam on the light reflecting surface provided on the holder of the probe. However, according to a preferable configuration in which the intensity of the reflected light is detected by the four-division photodetector and the twist of the probe and the force received from the recording surface are calculated by these signals, tracking control of the probe is performed. An error signal for force control can be simultaneously obtained with a simple configuration.

【0044】また、前記構成において、探針の捩じれを
検出する検出手段又は前記探針が記録面から受ける力を
検出する検出手段が、保持体に設けた半導体歪み抵抗素
子の抵抗変化を検出することによるものであるという好
ましい構成によれば、探針のトラッキング制御と力制御
のための誤差信号をコンパクトな構成で得ることができ
る。
In the above structure, the detecting means for detecting the twist of the probe or the detecting means for detecting the force received by the probe from the recording surface detects the resistance change of the semiconductor strain resistance element provided on the holder. According to the preferable configuration, the error signal for tracking control and force control of the probe can be obtained with a compact configuration.

【0045】また、前記構成において、探針の捩じれを
検出する検出手段又は前記探針が記録面から受ける力を
検出する検出手段が、保持体に設けた電極と、これに対
向して設けた電極との間の容量を検出することによるも
のであるという好ましい構成によれば、探針のトラッキ
ング制御と力制御のための誤差信号をコンパクトな構成
で得ることができる。
Further, in the above structure, the detecting means for detecting the twist of the probe or the detecting means for detecting the force received by the probe from the recording surface is provided on the electrode provided on the holding body so as to face the electrode. According to the preferable configuration in which the capacitance between the electrodes is detected, the error signal for the probe tracking control and the force control can be obtained with a compact configuration.

【0046】また、前記構成において、記録媒体の記録
面にトラッキング用の案内溝を設けるという好ましい構
成によれば、安定なトラッキング誤差信号を得ることが
できる。また、この場合、トラッキング用の案内溝が、
記録媒体の記録面に設けた感光性有機薄膜の表面に可干
渉光の2光束干渉光を照射することによってグレーティ
ング状の凹凸を設けたものであるという好ましい構成に
よれば、走査プローブ顕微鏡による超高密度記録に見合
った狭ピッチの案内溝を簡単なプロセスで形成すること
ができる。さらに、グレーティング状の凹凸が同心円状
に形成されているという好ましい構成によれば、この記
録媒体を回転ディスク式の記録再生装置に適用すること
ができる。
Further, in the above structure, according to the preferable structure in which the guide groove for tracking is provided on the recording surface of the recording medium, a stable tracking error signal can be obtained. Also, in this case, the guide groove for tracking is
According to a preferable configuration in which the surface of the photosensitive organic thin film provided on the recording surface of the recording medium is provided with grating-like unevenness by irradiating the two-beam interference light of coherent light, A narrow pitch guide groove suitable for high density recording can be formed by a simple process. Further, according to a preferable configuration in which the grating-shaped concavities and convexities are formed concentrically, this recording medium can be applied to a rotary disk type recording / reproducing apparatus.

【0047】また、前記構成において、探針が、酸化亜
鉛、炭化珪素又はセレン化亜鉛の針状結晶からなるとい
う好ましい構成によれば、これらの針状結晶は先端が鋭
利でかつ結晶軸方向に高いアスペクト比を持っているた
め、狭ピッチの案内溝を安定にトレースすることのでき
るトラッキング制御をかけることができる。
Further, in the above-mentioned constitution, according to a preferable constitution in which the probe is made of needle crystals of zinc oxide, silicon carbide or zinc selenide, these needle crystals have a sharp tip and extend in the crystal axis direction. Since it has a high aspect ratio, it is possible to perform tracking control capable of stably tracing a narrow pitch guide groove.

【0048】また、前記構成において、記録媒体が有機
薄膜であり、前記記録媒体に探針を通じて光照射等の手
段によって加熱することにより前記記録媒体に凹凸を生
ぜしめるという好ましい構成によれば、高密度の追記型
記録再生を行うことができる。また、前記構成におい
て、記録媒体が導体又は半導体の薄膜であり、前記記録
媒体に探針を通じて光照射等の手段によって加熱又は電
圧印加することにより前記記録媒体に物理的性質の変化
を生ぜしめるという好ましい構成によれば、高密度の消
去可能な記録再生を行うことができる。
Further, in the above constitution, according to a preferable constitution, in which the recording medium is an organic thin film, and the recording medium is heated by means such as light irradiation through a probe to cause unevenness in the recording medium, It is possible to perform write-once recording / reproduction of density. Further, in the above structure, the recording medium is a thin film of a conductor or a semiconductor, and a physical property is changed in the recording medium by heating or applying a voltage to the recording medium by means such as light irradiation through a probe. According to a preferable configuration, high density erasable recording / reproducing can be performed.

【0049】このように、本発明に係る記録再生装置に
よれば、従来の光学方式の記録密度の限界を破り、超高
密度の大量情報記録を可能とする記録再生装置を提供す
ることができ、工業的価値の大きいものである。
As described above, according to the recording / reproducing apparatus of the present invention, it is possible to provide the recording / reproducing apparatus which breaks the limit of the recording density of the conventional optical system and enables the super-high density mass information recording. , Of great industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る記録再生装置の一実施例を示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a recording / reproducing apparatus according to the present invention.

【図2】探針の保持体の一実施例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a holder for a probe.

【図3】図2の側面図である。FIG. 3 is a side view of FIG.

【図4】図3のA矢視図である。FIG. 4 is a view on arrow A in FIG.

【図5】本発明の一実施例の4分割光検出器の配置図で
ある。
FIG. 5 is a layout view of a four-division photodetector according to an embodiment of the present invention.

【図6】トラッキング誤差信号と力の誤差信号の演算回
路のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a calculation circuit for a tracking error signal and a force error signal.

【図7】探針の保持体の他の実施例を示す平面図であ
る。
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of a holder for a probe.

【図8】図7のI−I断面図である。8 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 7.

【図9】図7のII−II断面図である。9 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 7.

【図10】記録媒体の一実施例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a recording medium.

【図11】記録媒体の他の実施例を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing another embodiment of the recording medium.

【図12】記録媒体のさらに他の実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 12 is a sectional view showing still another embodiment of the recording medium.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 記録媒体ディスク 1a 記録面 2 記録媒体ディスクの回転方向 3 探針の保持体 4 記録媒体ディスクの放線方向 5 リニアスライド 6 探針 7 記録情報列の方向 8 記録情報列の方向7に略平行な軸 9 光反射面 10 レーザダイオード 11 4分割光検出器 12 3軸圧電アクチュエータ 13 記録面の法線方向 14 ボックス 21、41、51 基板 22、42 カンチレバー 23 くびれ 24 案内溝 31、32、33、34 受光面 35、36 誤差信号 43 枠部 44 じれ変形部 52 感光性有機薄膜 53 グレーティング状の凹凸 54 記録層 1 recording medium disc 1a recording surface 2 rotation direction of recording medium disc 3 probe holder 4 recording medium disc radial direction 5 linear slide 6 probe 7 recording information row direction 8 substantially parallel to recording information row direction 7 Axis 9 Light-reflecting surface 10 Laser diode 11 4-division photodetector 12 3-axis piezoelectric actuator 13 Normal direction of recording surface 14 Box 21, 41, 51 Substrate 22, 42 Cantilever 23 Constriction 24 Guide groove 31, 32, 33, 34 Light receiving surface 35, 36 Error signal 43 Frame portion 44 Twisting and deforming portion 52 Photosensitive organic thin film 53 Grating-like unevenness 54 Recording layer

フロントページの続き (72)発明者 任田 隆夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Continued Front Page (72) Inventor Takao Nita 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 保持体に保持された探針を位置決めし、
探針を記録媒体の記録面に相対的に近接又は接触させ
て、この記録媒体に情報を記録又は再生する記録再生装
置であって、前記保持体が、少なくとも記録情報列の方
向に略平行な軸の回りに捩じれ可能な可撓弾性体によっ
て構成され、前記探針の前記軸の回りの捩じれを検出す
る検出手段と、前記探針を記録情報列の方向と直交する
方向に移動させる移動手段と、捩じれ検出信号に基づき
前記探針を記録情報列の方向と直交する方向に移動させ
ることにより探針のトラッキング制御をかける制御手段
とを備えたことを特徴とする記録再生装置。
1. Positioning a probe held by a holder,
A recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information on a recording medium by bringing a probe relatively close to or in contact with the recording surface of the recording medium, wherein the holding body is at least substantially parallel to the direction of the recorded information sequence. Detecting means that is configured by a flexible elastic body that can be twisted around an axis and that detects twist of the probe around the axis, and moving means that moves the probe in a direction orthogonal to the direction of the recorded information sequence. And a control means for performing tracking control of the probe by moving the probe in a direction orthogonal to the direction of the recorded information sequence based on the twist detection signal.
【請求項2】 保持体の一部が、探針が記録面から受け
る力によって撓む可撓弾性体であり、前記保持体の撓み
又は歪みを検出することにより前記探針と記録面との間
に働く引力又は斥力を検出する検出手段と、前記探針を
前記記録面に対して垂直方向に移動させる移動手段と、
力検出信号に基づき前記探針を前記記録面に対して垂直
方向に移動させることにより探針の力制御をかける制御
手段とを設けた請求項1に記載の記録再生装置。
2. A part of the holding body is a flexible elastic body that is bent by a force that the probe receives from the recording surface, and the bending of the holding body is detected to detect the bending of the holding body and the recording surface. A detection unit that detects an attractive force or a repulsive force that acts in between, a moving unit that moves the probe in a direction perpendicular to the recording surface,
The recording / reproducing apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that controls the force of the probe by moving the probe in a direction perpendicular to the recording surface based on a force detection signal.
【請求項3】 探針の捩じれを検出する検出手段と、前
記探針が記録面から受ける力を検出する検出手段とを、
前記探針の保持体に設けた光反射面に光線を照射し、そ
の反射光の強度を4分割光検出器で検出する構成とし、
これらの信号によって探針の捩じれと記録面から受ける
力とを演算する請求項2に記載の記録再生装置。
3. A detection means for detecting the twist of the probe, and a detection means for detecting the force received by the probe from the recording surface.
The light reflecting surface provided on the holder of the probe is irradiated with a light beam, and the intensity of the reflected light is detected by a four-division photodetector,
The recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein the twist of the probe and the force received from the recording surface are calculated based on these signals.
【請求項4】 探針の捩じれを検出する検出手段が、保
持体に設けた半導体歪み抵抗素子の抵抗変化を検出する
ことによるものである請求項1に記載の記録再生装置。
4. The recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the detecting means for detecting the twist of the probe is based on detecting the resistance change of the semiconductor strain resistance element provided on the holder.
【請求項5】 探針の捩じれを検出する検出手段又は前
記探針が記録面から受ける力を検出する検出手段が、保
持体に設けた半導体歪み抵抗素子の抵抗変化を検出する
ことによるものである請求項2に記載の記録再生装置。
5. The detection means for detecting the twist of the probe or the detection means for detecting the force that the probe receives from the recording surface is obtained by detecting the resistance change of the semiconductor strain resistance element provided on the holder. The recording / reproducing apparatus according to claim 2.
【請求項6】 探針の捩じれを検出する検出手段が、保
持体に設けた電極と、これに対向して設けた電極との間
の容量を検出することによるものである請求項1に記載
の記録再生装置。
6. The method according to claim 1, wherein the detecting means for detecting the twist of the probe detects the capacitance between the electrode provided on the holder and the electrode provided opposite to the electrode. Recording and reproducing device.
【請求項7】 探針の捩じれを検出する検出手段又は前
記探針が記録面から受ける力を検出する検出手段が、保
持体に設けた電極と、これに対向して設けた電極との間
の容量を検出することによるものである請求項2に記載
の記録再生装置。
7. A detecting means for detecting a twist of the probe or a detecting means for detecting a force received by the probe from a recording surface is provided between an electrode provided on a holder and an electrode provided opposite to the electrode. The recording / reproducing apparatus according to claim 2, which is based on detecting the capacity of the.
【請求項8】 記録媒体の記録面にトラッキング用の案
内溝を設けた請求項1に記載の記録再生装置。
8. The recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein a guide groove for tracking is provided on the recording surface of the recording medium.
【請求項9】 トラッキング用の案内溝が、記録媒体の
記録面に設けた感光性有機薄膜の表面に可干渉光の2光
束干渉光を照射することによってグレーティング状の凹
凸を設けたものである請求項8に記載の記録再生装置。
9. The tracking guide groove is provided with a grating-like unevenness by irradiating the surface of a photosensitive organic thin film provided on the recording surface of a recording medium with two-beam interference light of coherent light. The recording / reproducing apparatus according to claim 8.
【請求項10】 グレーティング状の凹凸が同心円状に
形成された請求項9に記載の記録再生装置。
10. The recording / reproducing apparatus according to claim 9, wherein the grating-shaped unevenness is formed in a concentric shape.
【請求項11】 探針が、酸化亜鉛、炭化珪素又はセレ
ン化亜鉛の針状結晶からなる請求項1に記載の記録再生
装置。
11. The recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the probe is made of a needle crystal of zinc oxide, silicon carbide or zinc selenide.
【請求項12】 記録媒体が有機薄膜であり、前記記録
媒体に探針を通じて光照射等の手段によって加熱するこ
とにより前記記録媒体に凹凸を生ぜしめる請求項9に記
載の記録再生装置。
12. The recording / reproducing apparatus according to claim 9, wherein the recording medium is an organic thin film, and the recording medium is made uneven by heating the recording medium by means such as light irradiation through a probe.
【請求項13】 記録媒体が導体又は半導体の薄膜であ
り、前記記録媒体に探針を通じて光照射等の手段によっ
て加熱又は電圧印加することにより前記記録媒体に物理
的性質の変化を生ぜしめる請求項1に記載の記録再生装
置。
13. The recording medium is a thin film of a conductor or a semiconductor, and a physical property is changed in the recording medium by heating or applying a voltage to the recording medium by means such as light irradiation through a probe. 1. The recording / reproducing apparatus according to 1.
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