DE69021595T2 - Wiedergabegerät. - Google Patents

Wiedergabegerät.

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DE69021595T2
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probe head
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Kenji Ohta
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Wiedergeben von Information zum Lesen von Grübchen, die auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums ausgebildet sind.
    • 2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
  • Es existiert ein magnetisches Wiedergabegerät zum Aufzeichnen von Information in einer Magnetisierungsrichtung bezogen auf ein magnetisches Aufzeichnungsmediums mittels eines Magnetkopfs, und zum Wiedergeben von Information durch Erfassen der Magnetisierungsrichtung mittels des Magnetkopfs. Die Anmelder kennen ein optisches Wiedergabegerät zum Aufzeichnen von Information durch Grübchen mit kleineren an der Oberfläche eines Substrats ausgebildeten Unregelmäßigkeiten, und zum Wiedergeben von Information durch ein Verfahren, bei dem die Grübchen mit Lichtstrahlen beleuchtet werden und das Vorhandensein von Grübchen durch Schwankungen der Intensität des reflektierten Lichts erkannt wird. Die Anmelder kennen auch ein photomagnetisches (magnetooptisches) Wiedergabegerät zum Anordnen von Bereichen mit festgelegter Magnetisierungsrichtung in einem Aufzeichnungsmedium (Aufzeichnungsbit) und zum Wiedergeben von Information durch ein Verfahren, bei dem das Aufzeichnungsmedium mit Lichtstrahlen beleuchtet wird und die Anordnung der Aufzeichnungsbits durch Änderungen der Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts erkannt wird.
  • Bei den vorstehend genannten Wiedergabegeräten bestehen Probleme dahingehend, daß ihre Fähigkeit zum Auslesen von Information unter Verwendung eines Magnetkopfs oder von Lichtstrahlen begrenzt ist, und daß die Aufzeichnungsdichte nicht deutlich erhöht werden kann, da Grübchen und Aufzeichnungsbits eine Länge aufweisen, die minimal im Submikrometerbereich liegt.
  • Hinsichtlich weiteren hintergrundbildenden Stands der Technik wird auf GB-A-2 182 480 verwiesen.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Wiedergabegerät zu schaffen, das Information von einem Aufzeichnungsmedium mit hoher Aufzeichnungsdichte abspielen kann.
  • Gemäß einer Erscheinungsform, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, schafft die Erfindung ein Gerät zur Wiedergabe von Information durch das Lesen von auf einer Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums ausgebildeten Grübchen, mit:
  • - einer Sondeneinrichtung zum Erzeugen eines Tunnelstroms;
  • - einer Durchrastereinrichtung mit einer ersten piezoelektrischen Einrichtung zum relativen Durchrastern der Sondeneinrichtung über die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums;
  • - einer Tunnelstrom-Meßeinrichtung zum Messen des Tunnelstroms, der zwischen der Sondeneinrichtung und den Grübchen des Aufzeichnungsmediums fließt;
  • - einer Servoschaltung zum Regeln der zweiten piezoelektrischen Einrichtung abhängig vom gemessenen Tunnelstrom, um die Sondeneinrichtung in der Richtung zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums hin oder von dieser weg so anzutreiben, daß ein vorgewählter Abstand zwischen der Sondeneinrichtung und der Oberfläche eingehalten wird, um den Tunnelstrom im wesentlichen konstant zu halten; und
  • - einer Umsetzeinrichtung zum Umsetzen der der zweiten piezoelektrischen Einrichtung durch die Servoschaltung zugeführten Spannung in ein Informationssignal, das die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums kennzeichnet;
  • gekennzeichnet durch
  • - eine Steuereinrichtung zum Steuern der Durchrastereinrichtung durch Messen der Querverschiebung der Sondeneinrichtung über die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums und durch Kompensieren der Hysterese der Ansteuerspannung der ersten piezoelektrischen Einrichtung zum Durchrastern der Sondeneinrichtung.
  • Gemäß einer anderen Erscheinungsform, wie sie durch Anspruch 5 definiert ist, schafft die Erfindung ein Gerät zum Wiedergeben von Information durch Lesen von auf einer Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums ausgebildeten Grübchen, mit:
  • - einer Sondeneinrichtung; und
  • - einer Durchrastereinrichtung mit einer ersten piezoelektrischen Einrichtung zum relativen Durchrastern der Sondeneinrichtung über die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums;
  • gekennzeichnet durch
  • - eine Anbringung der Sondeneinrichtung an einem Auslegerarm zum Messen der atomaren Wechselwirkungskraft zwischen der Sondeneinrichtung und den Grübchen des Aufzeichnungsmediums;
  • - ein Laserinterferometer zum Messen einer Verstellung des Auslegerarms;
  • - eine Servoschaltung zum Regeln der zweiten piezoelektrischen Einrichtung abhängig von der gemessenen Verstellung des Auslegerarms, um die Sondeneinrichtung in der Richtung zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums hin oder von dieser weg so anzutreiben, daß zwischen der Sondeneinrichtung und der Oberfläche ein vorgewählter Abstand eingehalten wird, um die atomare Wechselwirkungskraft im wesentlichen konstant zu halten; und
  • - eine Umsetzeinrichtung zum Umsetzen der der zweiten piezoelektrischen Einrichtung durch die Servoschaltung zugeführten Spannung in ein Informationssignal, das die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums kennzeichnet.
  • Die Merkmalskombinationen, wie sie in den Oberbegriff en der Ansprüche 1 und 5 angegeben sind, sind aus GB-A-2 182 480 bekannt.
  • Gemäß der Erfindung ist die Wiedergabe von Grübchen ermöglicht, die nicht nur als Unregelmäßigkeiten in der Größenordnung eines Mikrometers (um) ausgebildet sind, sondern auch von Unregelmäßigkeiten in der Größenordnung eines Nanometers (nm), und letztendlich von Grübchen, die aus einem unregelmäßig angeordneten Atom bestehen. Daher kann Information unter Verwendung von Aufzeichnungselementen abgespielt werden, die eine Aufzeichnungsdichte aufweisen, die um einige Größenordnungen höher ist als die der beim einschlägigen Stand der Technik verwendeten Aufzeichnungselemente.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine schematische Aufbauansicht eines Wiedergabegeräts unter Verwendung des RTM(Rastertunnelmikroskop)-Meßprinzips;
  • Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem ein Aufzeichnungselement zweidimensional verstellt wird, während ein Sondenkopf eindimensional verstellt wird;
  • Fig. 3 ist eine erläuternde Ansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, bei dem das Aufzeichnungselement in Form einer Platte ausgebildet ist und es drehbar ist;
  • Fig. 4 ist ein Kurvendiagramm, das die Verstellung eines in den Antriebsteilen verwendeten piezoelektrischen Elements in Abhängigheit von einer angelegten Spannung zeigt;
  • Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Verstellung eines in den Antriebsteilen verwendeten piezoelektrischen Elements abhängig von einer Sollspannung bei Regelung zeigt;
  • Fig. 6 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, bei dem Positionssteuerung in horizontaler Richtung eines Sondenkopfs mittels eines Laserinterferometers ausgeführt wird;
  • Fig. 7A und 7B sind Diagramme zum Veranschaulichen der Änderung eines Ausgangssignals (Oberflächenform) abhängig von der Verstellung des Sondenkopfs;
  • Fig. 8 ist eine erläuternde Ansicht eines Aufzeichnungsverfahrens, bei dem Information in Grübchen aufgezeichnet ist, die aus unregelmäßig angeordneten einzelnen Atomen bestehen;
  • Fig. 9 ist eine schematische Aufbauansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Verwendung der Meßprinzipien eines AKM ((Atom)-Kraftmikroskop); und
  • Fig. 10 ist eine schematische Aufbauansicht eines Laserinterferometers, wie es bei der Erfindung verwendet wird, um die Verstellung eines Auslegerarms zu erfassen.
    • DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
  • Das Wiedergabegerät dieses Ausführungsbeispiels verwendet die Meßprinzipien eines Rastertunnelmikroskops (RTM). Wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet es ein Metallmaterial als Sondenkopf 1, ein leitendes Material als Aufzeichnungselement 2, und es verwendet einen Tunnelstrom, wie er zwischen Atonen am Sondenkopf 1 und dem Aufzeichnungselement 2 erzeugt wird, wenn der Sondenkopf 1 sehr wenig entfernt vom Aufzeichnungselement 2 ist. Die Oberfläche des Aufzeichnungselements 2 hat planare Form und auf dieser planaren Oberfläche sind Grübchen mit Aussparungen und Vorsprüngen in einer festgelegten Richtung mit atomarem Ausmaß angeordnet. Als Sondenkopf 1 wird die Spitze eines Metalldrahts verwendet, der aus Metallatomen Pt, W, Ir oder Au mit einem Durchmesser von ungefähr 1 bis 0,01 mm besteht, und der elektrolytisch oder mechanisch poliert wird und zu einer Spitze mit einem Radius von 0,1 um bearbeitet wird. An der Spitze des Sondenkopfs 1 befinden sich ferner kleine unregelmäßig angeordnete Atome, und mehrere dieser unregelmäßig angeordneten Atome, die am meisten vorstehen, bilden den tatsächlichen Sondenkopf. Der Sondenkopf 1 ist so angeordnet, daß er sich mittels eines dreidimensionalen Stellglieds 3 um einen kleinen Abstand bewegen kann, nämlich in einer Z-Richtung, die die Achse des Sondenkopfs 1 ist, einer X-Richtung, die rechtwinklig zu dieser Z-Richtung steht, und einer Y-Richtung, die rechtwinklig sowohl zur Z- als auch zur X-Richtung steht. Das dreidimensionale Stellglied 3 umfaßt einen X-Achse-Antriebsteil 3a zum Antreiben in X-Richtung, einen Y-Achse-Antriebsteil 3b zum Antreiben in Y-Richtung, und einen Z- Achse-Antriebsteil 3c zum Antreiben in Z-Richtung. Die Antriebsteile 3a, 3b und 3c bestehen aus einem piezoelektrischen Element, das sich auf eine angelegte Spannung hin ausdehnt und zusammenzieht.
  • Der Sondenkopf 1 ist mit einer Spannungsanlegeeinrichtung 6 verbunden, die über einen Tunnelstromdetektor 4 als Meßeinrichtung mit dem Aufzeichnungselement 2 verbunden ist. Der Tunnelstromdetektor 4 ist so ausgebildet, daß er Wechselwirkungen erfassen kann, wie sie zwischen Atomen des Sondenkopfs 1 und Atomen des Aufzeichnungselements 2 entstehen, wenn der Sondenkopf 1 sehr wenig vom Aufzeichnungselement 2 beabstandet ist. Der Tunnelstromdetektor 4 ist mit einer Regelschaltung 5 verbunden, die so ausgebildet ist, daß sie die an dieses dreidimensionale Stellglied 3 angelegte Spannung auf Grundlage des Ausgangssignals vom Tunnelstromdetektor 4 einstellt. Eine Abrastereinrichtung umfaßt das dreidimensionale Stellglied 3 und die Regelschaltung 5, und sie ist so ausgebildet, daß sie den Sondenkopf 1 mit einem sehr kleinen Abstand gegenüber dem Aufzeichnungselement 2 durchrastert.
  • Die Regelschaltung 5 ist mit einer Spannungsmeßeinrichtung 7 verbunden, die Änderungen der an das dreidimensionale Stellglied 3 angelegten Spannung erfaßt, und diese Spannungsmeßeinrichtung 7 ist mit einer Wiedergewinnungseinrichtung 8 verbunden. Diese Wiedergewinnungseinrichtung 8 ist so ausgebildet, daß sie Information dadurch wiedergewinnt, daß sie Änderungen hinsichtlich an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 2 ausgebildeten Unregelmäßigkeiten durch Eingabe eines Signals vom Tunnelstromdetektor 4, das eine Detektoreinrichtung ist, über die Regelschaltung 5 und die Spannungsmeßeinrichtung 7 erfaßt, d.h. auf Grundlage der von der Spannungsmeßeinrichtung 7 aufgenommenen Spannungsänderung.
  • Bei der oben angegebenen Anordnung kann der Abstand zwischen dem Sondenkopf 1 und dem Aufzeichnungselement 2 auf 1 nm oder darum herum dadurch eingestellt werden, daß durch die Spannungsanlegeeinrichtung 6 eine Spannung von 1 V zwischen den Sondenkopf 1 und das Aufzeichnungselement 2 gelegt wird und der Sondenkopf 1 durch den Z-Achse-Antriebsteil 3c angetrieben wird, mit dem Ergebnis, daß durch einen Quanteneffekt ein Tunnelstrom JT fließt. Der Tunnelstrom JT reagiert sehr empfindlich auf eine Abstandsänderung zwischen dem Sondenkopf 1 und dem Aufzeichnungselement 2. Um den Tunnelstrom JT konstant zu halten, wird die an das Z-Achse-Antriebsteil 3c angelegte Spannung durch die Regelschaltung 5 so gesteuert, daß der Sondenkopf 1 in der Z-Richtung angetrieben wird, und es wird dafür gesorgt, während der Abstand zwischen dem Sondenkopf 1 und dem Aufzeichnungselement 2 konstant gehalten wird, daß der Sondenkopf 1 durch den X-Achse- Antriebsteil 3a und den Y-Achse-Antriebsteil 3b in der X- und Y-Richtung durchgerastert wird. Dabei werden die Änderungen der zum Betreiben des Z-Achse-Antriebsteils 3c angelegten Spannung durch die Spannungsmeßeinrichtung 7 erfaßt. Die Eingabe des aufgenommenen Signals in die Wiedergewinnungseinrichtung 8 ermöglicht es, das Muster der angeordneten Grübchen, die aus Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche des Aufzeichnungselements 2 bestehen, zu erfassen und Information wiederzugeben.
  • Wenn Unregelmäßigkeiten unter Verwendung von Tunneleffekten erfaßt werden, wie oben beschrieben, kann eine Auflösung von ungefähr 10&supmin;³ nm (10&supmin;² Å) in vertikaler Richtung und von ungefähr 10&supmin;¹ nm in horizontaler Richtung erzielt werden. Schließlich kann eine Wiedergabe erzielt werden, bei der ein Aufzeichnungselement 2 mit hoher Dichte verwendet wird, bei dem Grübchen aus einzelnen unregelmäßig angeordneten Atomen Grübchen bilden. Beim vorstehend genannten Ausführungsbeispiel ist eine Wiedergabe in einem Konstantstrommodus beschrieben, bei dem der Tunnelstrom JT konstant gehalten wird.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Anordnung dergestalt sein, daß der Sondenkopf 1 einerseits durch das Z-Achse-Antriebsteil 3c in der Z-Richtung verstellt wird, und andererseits ein Tisch, auf dem das Aufzeichnungselement 2 angeordnet ist, durch das X-Achse-Antriebsteil 3a und das Y-Achse- Antriebsteil 3b in der X- und der Y-Richtung verstellt wird. Ferner kann die Anordnung dergestalt sein, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, daß das Aufzeichnungselement 2 plattenförmig ausgebildet ist und Ketten von Grübchen in einer Spirale oder der Form konzentrischer Kreise ausgebildet sind, und die Wiedergabeposition allmählich verschoben wird, während das plattenförmige Aufzeichnungselement 2 gedreht wird. Beim oben genannten Wiedergabegerät erfolgt die Einstellung des Abstands zwischen dem Sondenkopf 1 und dem Aufzeichnungselement 2, d.h. die Positionssteuerung in Z-Richtung des Sondenkopfs 1, durch Messen des Tunnelstroms JT. Jedoch besteht der Nachteil, daß die Zuverlässigkeit der Spurführung gering ist, da Spurführung durch den Sondenkopf 1 in Querrichtung (in der Richtung X oder Y) nur durch Anlegen einer Spannung an den X-Achse-Antriebsteil 3a und den Y-Achse-Antriebsteil 3b erfolgt, weswegen eine tatsächliche Bewegung nicht rückbestätigt wird. Anders gesagt, weist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, die Anlegespannung-Verstellung-Charakteristik eines piezoelektrischen Elements, wie es jedes der Antriebsteile 3a, 3b und 3c bildet, Hysterese auf, wodurch ein Fehler hervorgerufen wird. Um diesen Fehler zu überwinden, erfolgt eine Querpositionskontrolle des Sondenkopfs 1 durch ein Laserinterferometer. D.h., daß, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, zum Messen des Relativabstands zwischen dem Sondenkopf 1 und dem Aufzeichnungselement 2 Laserstrahlen auf einen Tisch gestrahlt werden, auf dem ein Halteabschnitt des Sondenkopfs 1 und das Aufzeichnungselement 2 angeordnet sind. Das zugehörige Interferenzlicht wird aufgenommen, und während die Position des Sondenkopfs 1 erfaßt wird, wird die an ein piezoelektrisches Element angelegte Spannung durch Regelung eingestellt. Im Ergebnis kann das piezoelektrische Element linear verstellt werden, und der Sondenkopf 1 (oder das Aufzeichnungselement 2) kann genau, in der Größenordnung eines Nanometers (nm) in Querrichtung positioniert werden, wie in Fig. 6 dargestellt. Eine spezielle Anordnung eines Laserinterferometers 10 wird bei anderen, später angegebenen Ausführungsbeispielen im einzelnen beschrieben.
  • Wenn keine Welligkeit an der Oberfläche des Aufzeichnungselements 2 vorliegt und dieses Aufzeichnungselement 2 nicht schräg angeordnet ist, wie in Fig. 7A dargestellt, zeigt das Wiedergewinnungssignal denselben Verlauf wie die auf dem Aufzeichnungselement 2 ausgebildeten Unregelmäßigkeiten. Wenn Welligkeiten auf dem Aufzeichnungselement 2 vorliegen oder dieses Aufzeichnungselement 2 schräg angeordnet ist, wie in Fig. 7B dargestellt, sind in einem Wiedergewinnungssignal Komponenten zur Welligkeit und zur Schrägstellung enthalten. Jedoch ist die Frequenz der vorstehend genannten Komponenten zur Welligkeit oder Schrägstellung um drei Größenordnungen kleiner als die eines Wiedergewinnungssignals für die Unregelmäßigkeiten, weswegen die Komponenten zur Welligkeit oder Schrägstellung dadurch beseitigt werden können, daß die Signale durch ein Hochpaßfilter geführt werden.
  • In der obigen Erläuterung ist die Wiedergabe von Grübchen aufgrund von Unregelmäßigen an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 2 beschrieben. Es ist auch das Aufzeichnen von Grübchen unter Verwendung einer in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung möglich. Genauer gesagt, ist, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, der Vorgang dergestalt, daß ein Atom 1a, das die Spitze des Sondenkopfs 1 bildet, an irgendeiner Position auf dem Aufzeichnungselement 2 hinzugefügt wird, oder irgendeines der Atome 2a auf dem Aufzeichnungselement 2 entfernt wird, was unter Verwendung eines Verdampfungsprozesses mit einem elektrischen Feld erfolgt, was als Gipfel der Verfeinerungsprozeßtechnologie angesehen wird. Die Spitze des Sondenkopfs 1 wird in einen instabilen Zustand versetzt, und Atome werden mittels eines elektrischen Felds als positive Ionen von der Anodenseite verdampft und auf der Kathodenseite zum Anhaften gebracht (das umgekehrte gilt im Fall negativer Ionen), mit dem Ergebnis, daß Grübchen mittels einzelner unregelmäßig angeordneter Atome aufgezeichnet werden können.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig 9 und 10 beschrieben. Teile mit denselben Funktionen wie denen beim vorigen Ausführungsbeispiel sind mit derselben Bezugszahl versehen, und die Erläuterung dazu ist weggelassen.
  • Das Wiedergabegeräts des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet die Meßprinzipien eines (Atom-)Kraftmikroskops (AKM).
  • Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, wird der Sondenkopf 1 zum Erfassen der Atomkraft zwischen den Atomen an der Spitze des Sondenkopfs 1 und den Atomen an der Oberfläche des Aufzeichnungselements 2 durch einen Auslegerarm 9 gehalten. Der Auslegerarm 9 ist so angeordnet, daß er eine rückstoßende oder anziehende Kraft empfängt, wenn der Sondenkopf 1 dicht am Aufzeichnungselement 2 angeordnet wird, und er ist leicht elastisch verformbar. Die Atomkraft wird durch die elastische Verformung des Auslegerarms 9 erfaßt. Während die Position des Sondenkopfs 1 so eingestellt wird, daß die Atomkraft konstant gehalten wird, wird dafür gesorgt, daß der Sondenkopf 1 durchrastert, und Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche des Aufzeichnungselements 2 werden auf dieselbe Weise wie beim vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel erfaßt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel müssen für den Sondenkopf 1 und das Aufzeichnungselement 2 keine leitenden Materialien verwendet werden, sondern es ist die Verwendung isolierender Materialien oder dergleichen ermöglicht.
  • Was die Messung der Verstellung des Auslegerarms 9 betrifft, kann z.B. ein Laserinterferenzverfahren verwendet werden. Wie in Fig. 10 dargestellt, wird ein Laserstrahl aus doppelperiodisch gekreuzt linearpolarisiertem Licht von einem Zeemannlaser 11 in das Laserinterferometer 10 eingestrahlt. Ein Teil dieses Laserstrahls wird durch einen Halbspiegel 12 reflektiert, während der andere Teil diesen durchdringt. Die sich ergebenden Strahlen laufen in zwei verschiedenen Richtungen auseinander. Einer dieser auseinanderlaufenden Lichtstrahlen tritt über eine Polarisatorplatte 13 in einen Photodetektor 14 ein. Der andere weglaufende Lichtstrahl tritt in ein Wollastonprisma 15 ein. Der Laserstrahl wird in zwei Komponenten mit jeweils verschiedener Frequenz aufgeteilt, die einander rechtwinklig schneiden. Einer der unterteilten Lichtstrahlen durchdringt eine Linse 16, wonach er durch den Auslegerarm 9 reflektiert wird. Der andere der unterteilten Lichtstrahlen durchdringt die Linse 16, wonach er durch einen Bezugsspiegel 17 reflektiert wird. Nach diesen Reflexionen durchdringen die Strahlen die Linse 16 und werden im Wollastonprisma 15 überlagert. Das durch diese Überlagerung gebildete Interferenzlicht wird durch einen Reflexionsspiegel 18 reflektiert, wonach es über eine Polarisatorplatte 19 in einen Photodetektor 20 eintritt, und es wird ein Schwebungssignal erhalten, das die Frequenz der Differenz zwischen den zwei im Interferenzlicht überlagerten Lichtstrahlen aufweist. Da sich die Phase des Schwebungssignals abhängig von der Verformung des Auslegerarms 9 ändert, kann das Ausmaß der Verstellung des Auslegerarms 9 durch Erfassen der Phasenänderung gemessen werden. Der Auslegerarm 9 und das Laserinterferometer 10 bilden eine Meßeinrichtung zum Messen der Wechselwirkung, wie sie erzeugt wird, wenn der Sondenkopf 1 sehr wenig von der Oberfläche des Aufzeichnungselements 2 beabstandet ist. Die Verstellung des Auslegerarms 9 entspricht der Änderung von Unregelmäßigkeiten auf dem Aufzeichnungselement 2. Daher wird durch Aufnehmen des Verstellausmaßes des Auslegerarms 9 als Spannungsänderung das Muster angeordneter Grübchen durch eine (nicht dargestellte) Wiedergewinnungseinrichtung erfaßt, und Information wird wiedergegeben. Bei diesem Wiedergabegerät können piezoelektrische Elemente oder dergleichen, wie beim oben angegebenen Ausführungsbeispiel dargelegt, als Abrastereinrichtung für den Sondenkopf 1 und das Aufzeichnungselement 2 verwendet werden. Die Form der Grübchen muß nicht über die gesamte Oberfläche genau gemessen werden, wenn die Anzahl der Abrasterlinien groß gemacht wird, wie wenn die Form der Oberfläche einer Probe durch RTM oder AKM gemessen wird, und das Vorhandensein von Grübchen kann durch einmaliges Abrastern pro Grübchenkette erkannt werden.
  • Es können viele stark verschiedene Ausführungsformen der Erfindung aufgebaut werden, ohne den Schutzbereich derselben zu verlassen. Es ist zu beachten, daß die Erfindung nicht auf die in der Beschreibung beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern nur durch das, was in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (8)

1. Gerät zur Wiedergabe von Information durch das Lesen von auf einer Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums (2) ausgebildeten Grübchen, mit:
- einer Sondeneinrichtung (1) zum Erzeugen eines Tunnelstroms;
- einer Durchrastereinrichtung mit einer ersten piezoelektrischen Einrichtung (3a, 3b) zum relativen Durchrastern der Sondeneinrichtung (1) über die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums;
- einer Tunnelstrom-Meßeinrichtung (4) zum Messen des Tunnelstroms, der zwischen der Sondeneinrichtung (1) und den Grübchen des Aufzeichnungsmediums fließt;
- einer Servoschaltung (5) zum Regeln der zweiten piezoelektrischen Einrichtung (3c) abhängig vom gemessenen Tunnelstrom, um die Sondeneinrichtung (1) in der Richtung zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums hin oder von dieser weg so anzutreiben, daß ein vorgewählter Abstand zwischen der Sondeneinrichtung (1) und der Oberfläche eingehalten wird, um den Tunnelstrom im wesentlichen konstant zu halten; und
- einer Umsetzeinrichtung (7, 8) zum Umsetzen der der zweiten piezoelektrischen Einrichtung (3c) durch die Servoschaltung (5) zugeführten Spannung in ein Informationssignal, das die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums (2) kennzeichnet;
gekennzeichnet durch
- eine Steuereinrichtung (10, 5) zum Steuern der Durchrastereinrichtung (3a, 3b) durch Messen der Querverschiebung der Sondeneinrichtung (1) über die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums und durch Kompensieren der Hysterese der Ansteuerspannung der ersten piezoelektrischen Einrichtung (3a, 3b) zum Durchrastern der Sondeneinrichtung.
2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Umsetzeinrichtung (7, 8) Hochfrequenzkomponenten der der zweiten piezoelektrischen Einrichtung (3c) zugeführten Spannung direkt in das Informationssignal umsetzen kann, das die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums kennzeichnet.
3. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Umsetzeinrichtung (7, 8) ein Hochpaßfilter beinhaltet, das Hochfrequenzkomponenten der der zweiten piezoelektrischen Einrichtung (3c) zugeführten Spannung in das Informationssignal umsetzen kann, das die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums kennzeichnet.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Steuereinrichtung (10, 5) ein Laserinterferometer (10) zum Messen der Querverschiebung der Sondeneinrichtung (1) beinhaltet.
5. Gerät zum Wiedergeben von Information durch Lesen von auf einer Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums (2) ausgebildeten Grübchen, mit:
- einer Sondeneinrichtung (1); und
- einer Durchrastereinrichtung mit einer ersten piezoelektrischen Einrichtung (3a, 3b) zum relativen Durchrastern der Sondeneinrichtung (1) über die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums;
gekennzeichnet durch
- eine Anbringung der Sondeneinrichtung (1) an einem Auslegerarm (9) zum Messen der atomaren Wechselwirkungskraft zwischen der Sondeneinrichtung (1) und den Grübchen des Aufzeichnungsmediums;
- ein Laserinterferometer (10) zum Messen einer Verstellung des Auslegerarms (9);
- eine Servoschaltung (5) zum Regeln der zweiten piezoelektrischen Einrichtung (3c) abhängig von der gemessenen Verstellung des Auslegerarms (9), um die Sondeneinrichtung (1) in der Richtung zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums hin oder von dieser weg so anzutreiben, daß zwischen der Sondeneinrichtung (1) und der Oberfläche ein vorgewählter Abstand eingehalten wird, um die atomare Wechselwirkungskraft im wesentlichen konstant zu halten; und
- eine Umsetzeinrichtung (7, 8) zum Umsetzen der der zweiten piezoelektrischen Einrichtung (3c) durch die Servoschaltung (5) zugeführten Spannung in ein Informationssignal, das die Oberfläche des Aufzeichnungsinediums (2) kennzeichnet.
6. Gerät nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem das Laserinterferometer (10) eine Zeeman-Laserlichtquelle (11) beinhaltet.
7. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Sondeneinrichtung ein Sondenkopf (1) ist und die erste piezoelektrische Einrichtung einen X-Achse-Antriebsteil (3a), der den Sondenkopf in X-Richtung antreiben kann, und einen Y-Achse-Antriebsteil (3b), der den Sondenkopf in Y-Richtung in einem rechtwinkligen Koordinantensystem antreiben kann, umfaßt.
8. Gerät nach Anspruch 7, bei dem die zweite piezoelektrische Einrichtung einen Z-Achse-Antriebsteil (3c) beinhaltet, der den Sondenkopf in der Z-Richtung eines rechtwinkligen Koordinatensystems antreiben kann.
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