JP2779409B2 - Electron beam irradiation position detecting device and information recording / reproducing device using the same - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子ビームを照射する際に照射位置検出を
行う電子ビーム照射位置検出装置及び該装置を用いた情
報記録再生装置に関するものである。 ［従来の技術］ 電子ビームを用いた情報記録再生装置としては、MOS
（Metal Oxide Semicon ductor）構造を持つメモリ層
に、電子ビームを用いて情報の記録・再生・消去を行う
例があり、例えば「雑誌“真空"1983年第26巻第４号362
〜329頁」等に詳しい記載があるが、第４図を基に以下
に簡単に説明する。MOS構造を持つメモリ層は、金属層M
TL、SiO₂層SIL、ｎ層NL、ｐ層PLを積層したようになっ
ており、記録時においてメモリ層の表面から電子ビーム
EBが照射されると、電子ビームEBは金属層MTLを通過し
てSiO₂層SILに達し、SiO₂層SILに電子と正孔の電荷対を
形成する。この際に、金属層MTLとｎ層NLの間にバイア
ス電位WBを印加しておくと、電子は金属層MTLを経由し
て系外に流れてしまうが、正孔はｎ層NLに面したSiO₂層
SILの中に残留し、メモリのビットに相当する正孔の集
合体を形成する。バイアス電位WBを印加していない場合
には、正孔と電子は再結合しメモリ作用を示さないこと
になる。 読出し時においては、ｎ層NLとｐ層PLの間にバイアス
電位RBを印加して電子ビームEBを照射すると、正孔の集
合体の有無が検出器AMTに電流の形で検出される。一般
に、この種のメモリでは二次元の拡がりを持つメモリ層
に対して、１本の電子ビームを直交する２つの方向の偏
向手段により偏向させて記録再生を行う。例えば、偏向
電極にアナログ電圧を印加することによって電子ビーム
を偏向すると、デジタル的にＸ座標、Ｙ座標を指定して
二次元平面の一点を指定する場合と異なり、偏向された
電子ビームが正確に指定されたピットを照射しているか
否かの保証が無く、特に大容量化に際してはこの点が大
きな問題となる。 ［発明の目的］ 本願発明の第１の目的は、従来例の欠点を除去し、電
子ビームの照射位置を正確に検出するための電子ビーム
照射位置検出装置を提供することにある。 本発明の第２の目的は、電子ビーム照射位置検出装置
を用い、電子ビームが照射される面上の電子ビームによ
り順次に情報が記録又は再生されるピットが並ぶトラッ
ク部の長さ方向における照射位置を正確に検出して、情
報を記録又は再生する電子ビームを前記長さ方向の所望
の位置に導くことができる電子ビーム照射位置検出装置
を用いた情報記録再生装置を提供することにある。 ［発明の概要］ 上述の第１の目的を達成するための本発明の要旨は、
電子ビームを照射し、該電子ビームの被照射面上の第１
の方向に伸びる線上における照射位置を検出する電子ビ
ーム照射位置検出装置であって、前記電子ビームを照射
する電子ビーム発生源と、前記電子ビームの前記被照射
面上における照射位置を前記第１の方向に変化させる第
１の偏向手段と、前記電子ビームを前記第１の方向とは
異なる第２の方向に偏向する第２の偏向手段と、前記被
照射面上に設け、前記被照射面上の前記第１の方向に伸
びる線上の照射位置において前記電子ビームを前記第２
の方向に前記第２の偏向手段により偏向走査して照射す
ることによって前記照射位置の前記第１の方向の位置情
報を示す信号が発生する所定のパターンを有する位置情
報コードと、該位置情報コードを前記電子ビームにより
偏向走査して照射することにより発生する信号を検出し
て前記照射位置が前記第１の方向に伸びる線上の何れの
位置にあるかを検出する検出手段とを有することを特徴
とする電子ビーム照射位置検出装置である。 また、第２の目的を達成するための本発明の要旨は、
電子ビームを用いて情報の記録・再生を行う情報記録再
生装置であって、情報の記録又は再生をする記録媒体
と、該記録媒体に情報の記録又は再生を行うための第１
の電子ビームを照射する第１の電子ビーム発生源と、照
射位置検出を行うための第２の電子ビームを照射する第
２の電子ビーム発生源と、前記第１及び第２の電子ビー
ムの前記記録媒体上の照射位置を第１の方向に一括して
変化させる第１の偏向手段と、前記第２の電子ビームを
前記第１の方向とは異なる第２の方向に偏向する第２の
偏向手段と、前記記録媒体上の前記第２の電子ビームを
照射する箇所に設け、前記第１の方向に伸びる線上の前
記第２の電子ビームの照射位置において前記第２の電子
ビームを前記第２の方向に前記第２の偏向手段により偏
向走査して照射することによって、前記照射位置の前記
第１の方向の位置情報を示す信号を発生する所定のパタ
ーンを有する位置情報コードと、該位置情報コードを前
記第２の電子ビームにより偏向走査して照射することに
より発生する信号を検出して前記照射位置が前記第１の
方向に伸びる線上の何れの位置にあるかを検出する検出
手段と、該検出手段で検出した結果に基づき前記第１の
偏向手段により前記第１の電子ビームの照射位置を前記
第１の方向の所望の装置に制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする電子ビーム照射位置検出装置を用いた
情報記録再生装置である。 ［発明の実施例］ 本発明を第１図〜第３図に図示の実施例に基づいて詳
細に説明する。 第１図においてMMは記録媒体であり、その上方には情
報の記録・再生・消去を行うための電子ビームMEBの発
生源MEBDが配置されている。発生源MEBDは複数の電子ビ
ーム源を一次元に密に配列した要素であり、例えば特公
昭54−30274号、特開昭54−11272号、特開昭56−15529
号、特開昭57−38528号公報等に開示されている形態と
同様のものである。電子ビーム発生源MEBDは個々の電子
ビームMEBの電流密度を容易に変化することが可能なた
め、情報の記録時或いは消去時には電流密度を高くして
記録媒体MMの材質変化を生じさせ、ピットPITを形成し
たり消滅さることができる。また、情報の再生時には電
流密度を低くして記録媒体MMの材質変化を起こすことな
く、情報を再生することが可能である。なお記録媒体MM
の材料としては、電子ビームの照射によってアモルファ
スを結晶化、結晶をアモルファス化する相変化を起こす
Ge（11.5）・Te（57.5）・As（31）等が用いられる。 また、電子ビーム発生源MEBDの側部にはトラッキング
用電子ビーム発生源TEBDが設けられ、この発生源TEBDは
トラッキング用電子ビームTEBを発生する。また、電子
ビーム発生源MEBDに対してトラッキング用電子ビーム発
生源TEBDと反対の側部にはアドレスコード読取用の電子
ビーム発生源CEBDが設けられ、この発生源CEBDはアドレ
スコード読取用電子ビームCEBを発生する。各電子ビー
ムMEB、TEB、CEBは約0.2μｍ程度の径を有し、トラッキ
ング用電子ビームTEB及びアドレスコード読取用電子ビ
ームCEBの電流密度は、記録媒体MM上に形成されるトラ
ッキング用スポットTEBS及びアドレスコード読取用スポ
ットCEBSが記録媒体MMの材質に変化を生じさせない程度
に低くされている。 更に記録媒体MM上には、ｘ方向を向く２本の平行な導
電体から成るトラッキング用基準パターンPL、PRが設け
られ、このパターンPL、PRにはトラッキング用電子ビー
ム発生源TEBDからの電子ビームTEBの照射によって電流
が流れるようになっており、２本の基準パターンPL、PR
の間隔は約0.1μｍである。基準パターンPL、PRには電
流を導き出すリード線LLL、LLRが接続され、これらの出
力電流は電圧に変換され、それぞれ増幅器AL、ARを経て
差動増幅器DAに接続されている。差動増幅器DAは増幅器
AL、ARの出力差を増幅するものであり、この出力によっ
て基準パターンPL、PRを流れる電流量を比較する。 差動増幅器DAからの出力は位相補償回路PRCを経てド
ライバTCDに接続されている。ドライバTCDの出力は、ト
ラッキング用電子ビームTEB、情報の記録・再生・消去
用の複数の電子ビームMEB、アドレスコード読取用電子
ビームCEBをｙ方向に同時に偏向するための均一電界を
発生する偏向電極TCR、TCLに印加されている。このドラ
イバTCDは基準パターンPLに流れる電流が基準パターンP
Rに流れる電流より大きいときに偏向電極TCRが正、TCL
が負になるように、差動増幅器DAの出力に応じて偏向電
極TCR、TCLに電圧を印加するようになっている。この電
圧の印加は差動増幅器DAの出力に応じて、基準パターン
PLに流れる電流が基準パターンPRに流れる電流より小さ
いときに偏向電極TCRが負、TCLが正になるようにする。
また、記録媒体MM上には金蒸着等の方法で形成され、大
略としてｘ方向を向くアドレスコードCDが設けられてい
る。 制御回路CPUから信号SL1がドライバSCDに送られ、ド
ライバSCDはトラッキング用電子ビームTEB、複数の電子
ビームMEB、アドレスコード読取用電子ビームCEBをｘ方
向に偏向するための偏向電極SC1、SC2を駆動するように
なっている。また、アドレスコード読取用電子ビームCE
Bをｙ方向に偏向するために偏向電極CCR、CCLが設けら
れ、これらの偏向電極CCR、CCLは制御回路CPUから出力
される信号SL3によりドライバCCDにより駆動される。更
に、アドレスコードCDの情報の斜め上方には、記憶媒体
MMとの間に電位VBが印加された二次電子検出器SNSが設
けられ、その出力は増幅器IA、デコーダDCDを介して制
御回路CPUに入力されている。なお、第１図に示した殆
どの構成要素は電磁シールドされた真空容器中に収納さ
れている。 オープンループによりフィードバックをかけずに、直
接に電圧を制御して電子ビームを偏向する場合に、電子
ビームスポットの位置決め精度は、ドライバTCDの精
度、分解能、外部磁界等の影響によって左右されるた
め、記録媒体MM上での電子ビームスポットの位置は或る
誤差範囲を持つことになるが、アドレスコードCDはこの
誤差範囲よりも若干長い周期で同じアドレスコード群が
繰り返すように描かれている。 例えば、第２図に示すように記録媒体MM上のｘ方向の
有効記録長を10mmとし、この10mmに電子ビームCEBを偏
向するための偏向電極SC1、SC2への印加電圧レンジが±
500V、偏向電極SC1,SC2に電圧を印加するドライバTCDの
分解能と精度がダイナミックレンジの0.1％即ち±500V
のフルスケースに対して±0.5V、その他の誤差成分も電
圧に換算して±0.3Vあるとすると、総合で±0.8Vの電圧
誤差が存在する。これは10mmの有効記録長さに対して、
記録媒体MM上で±８μｍの誤差範囲を持つことになるの
で、アドレスコード群はこの誤差範囲よりも長い周期、
例えば20μｍの周期で繰り返して描かれている。 このアドレスコードCD上をアドレスコード読取用電子
ビームCEBが、ドライバCCDによって偏向電極CCL、CCR間
に印加された電界により照射されると、電子ビームCEB
の照射によって記録媒体MMの表面又はアドレスコードCD
から二次電子SEが放出される。この二次電子SEは200〜5
00Vの電圧VBによって、シンチレータ、光パイプ、光電
子増倍管から構成される二次電子検出器SNSに導かれ
る。一般に、高速の反射電子はこの低い電圧による電界
には殆ど軌道を曲げられず、入射方向近傍に反射するた
め、二次電子検出器SNSはこれを避けた位置に置かれて
いる。 二次電子検出器SNSからの出力信号は増幅器IAで増幅
され、デコーダDCDを通って、読み取られた信号コード
がアドレスに変換される。このアドレスは制御回路CPU
に入力され、制御回路CPUはこのアドレスを解釈してア
ドレスコード読取用電子ビームCEBを走査するためのド
ライバCCDに信号SL3を、全電子ビームを偏向電極SC1、S
C2間に電圧をかけることによってｘ方向に偏向するため
のドライバSCDに信号SL1を送出する。また、制御回路CP
Uには更に上位の制御回路から新しいアドレスへのアク
セス命令NADRが送られてくる。 このような構成において、トラッキング用ビームスポ
ットTEBSが基準パターンPL、PRと第３図（ａ）に示すよ
うな関係にある場合に、基準パターンPL、PRに流れる電
流を比較すると、電子ビームTEBの照射量の多い基準パ
ターンPLにより大きい電流が流れるため、前述したよう
に偏向電極TCRが正、偏向電極TCLが負になるように電圧
が印加され、トラッキング用電子ビームTEBは偏向電極T
CR側に偏向され、ビームスポットTEBSは基準パターンPL
側からPR側に移動する。このとき、情報の記録・再生・
消去用の複数の電子ビームMEB及びアドレスコード読取
用電子ビームCEBも、トラッキング用電子ビームTEBの受
ける電界と全く同じ電界の影響を受けて偏向される。 一方、トラッキング用ビームスポットTEBSと基準パタ
ーンPL、PRが第３図（ｂ）に示す関係にある場合には、
基準パターンPLとPRに流れる電流を比較した場合に、電
子ビームTEBの照射量の多い基準パターンPRにより大き
い電流が流れるため、前述したように偏向電極TCRが
負、TCLが正になるように電圧が印加され、トラッキン
グ用電子ビームTEBは偏向電極TCL側に偏向され、ビーム
スポットTEBSは基準パターンPR側からPL側に移動する。
このときも第３図（ａ）の場合と全く同様に、情報の記
録・再生・消去に使用している複数の電子ビームMEB及
びアドレスコードが読取用電子ビームCEBはトラッキン
グ用電子ビームTEBと同じ電界を受けて偏向される。 また、第３図（ｃ）に示した状態では、差動増幅器DA
からは信号が出力されないため、偏向電極TCR、TCLには
電圧が印加されず、トラッキング用電子ビームTEBも複
数の電子ビームMEBもアドレスコード読取用電子ビームC
EBも全く偏向されない。実際には、第３図（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の状態が適切に制御され、トラッキング
用スポットTEBSが基準パターンPR、PLの中間の位置、即
ち第３図（ｃ）の状態になるように維持される。 本実施例においては、ビームスポットTEBSの径の1/1
0、即ち0.02μｍφ程度の高精度でトラッキング用電子
ビームTEBを基準パターンPL、PRに沿って走査すること
が可能である。従って、トラッキング用電子ビームTEB
と全く同じ電界を受けている複数の電子ビームMEB及び
アドレスコード読取用電子ビームCEBも、トラッキング
用電子ビームTEBと同じ精度で走査を行うことになり、
基準パターンPL、PRを基準に記録されたピットPITを、
再生時或いは消去時にも基準パターンPL、PRをトラッキ
ング用電子ビームTEBで走査することにより、極めて正
確にトレースすることが可能である。 このようなトラッキング制御の基で、制御回路CPUに
新しいアドレスへのアクセス命令NADRがもたらされる
と、制御回路CPUは直ちに新しいアドレス値に相当する
偏向を全ての電子ビームTEB、MEB、CEBに与えるための
電圧を、偏向電極SC1、SC2間に印加するようにドライバ
SCDに指示する。例えば、16進法で新しいアドレス値が6
00F0でそれに対応する電圧が350Vであれば、ドライバSC
Dは偏向電極SC1、SC2間に350Vを印加するが、前述した
ように実際には誤差が最大でアドレスコード１周期の16
/20＝0.8V存在する。第２図を例に説明すれば、350Vを
印加しても電子ビームCEBは600EAから600F6の範囲に存
在するが、600F0をダイレクトにアクセスする保証はな
い。そこで、次に制御回路CPUはドライバCCDに対してア
ドレスコード読取用電子ビームCEBが、アドレスコードC
D上を走査するように偏向電極CCL、CCR間に電圧を印加
するよう指示する。 電子ビームCEBの走査によって放出された二次電子SE
は、二次電子検出器SNSにより検出され、デコーダDCDに
よってアドレス値に変換されるが、第２図の例ではコー
ドは16種類しかなく、アドレス値０からＦに対応してい
る。例えば、デコーダDCDからＣというアドレス値が得
られると、制御回路CPUはアドレスを600ECと解釈してド
ライバSCDによって偏向電極SC1、SC2間に更に電圧をΔ
Ｖだけ印加して電子ビームCEBを600F0へ近付く方向に偏
向する。デコーダDCDからの入力としてアドレス値Ｃを
受け取った制御回路CPUがアドレスを600ECと解釈して、
600FCと誤らない理由はアドレスコードCDの繰り返し周
期を電子ビームの位置決め誤差範囲より長くとったた
め、第２図を例にとれば350Vを印加した場合に、可能性
のあるアドレスは600EA〜600F6までで600FCは含まれな
いからである。 また本実施例では、トラッキング用ビームを電子ビー
ムTEBとしたのみならず、情報の記録・再生・消去を行
うビームMEB及びアドレスコード読取用ビームCEBをも電
気ビームとしたため、トラッキング用電子ビームTEBを
偏向する手段により、容易にビームの偏向を行うことが
できる。更に、電子ビームは個々に偏向手段を必要とし
ないため、高密度に複数個配列することが容易でビーム
の高密度化を行うことができ、高速、高密度な記録が可
能となる。 また、本実施例ではトラッキング用電子ビーム発生源
TEBDと複数の電子ビーム発生源MEBDとアドレスコード読
取用電子ビーム発生源CEBDとを説明の都合上、別々の要
素としたが、複数の電子ビームを発生する１つの素子に
おいて、その１本又は数本の電子ビームをトラッキング
用、更に１本又は数本の電子ビームをアドレスコード読
取用、残りを情報の記録・再生・消去用に使用するとい
う形態とすることも可能である。 また本実施例では、電子ビームを電界により偏向する
例について説明したが、磁界による偏向によっても全く
同じ効果が得られることは云うまでもない。 本実施例によれば、オープンループによる電圧印加と
アドレスコードの読み取りという２つの動作を順次行う
ことにより、従来にない高速かつ高精度なアドレスアク
セスが可能となる。また、記録媒体上のアドレスコード
を或る周期で繰り返し使用するように構成したため、ア
ドレスコード長が短くなり、アドレスコード読取時間の
短縮、記録媒体上でアドレスコードが占める面積を減少
できる。 ［発明の効果］ 以上の説明では、本発明に係る電子ビーム照射位置検
出装置を電子ビームによる情報記録再生装置に適用した
構成を示してきたが、この電子ビーム照射位置検出装置
によれば、電子ビームの照射位置を第１の方向に変化さ
せる第１の偏向手段と、電子ビームを第１の方向とは異
なる第２の方向に偏向する第２の偏向手段と、電子ビー
ムの被照射面上に設け、被照射面上の第１の方向に伸び
る線上の照射位置において電子ビームを第２の方向に第
２の偏向手段により偏向走査して照射することによっ
て、照射位置の第１の方向の位置情報を示す信号が発生
する所定のパターンを有する位置情報コードと、位置情
報コードを電子ビームにより偏向走査して照射すること
により発生する信号を検出して照射位置が第１の方向に
伸びる線上の何れの位置にあるかを検出する検出手段と
を有することにより、第１の偏向手段で第１の方向に変
化させた電子ビームの照射位置において、電子ビームを
第２の制御手段で第２の方向に偏向走査して位置情報コ
ードを読み取ることができるため、第１の方向における
電子ビーム照射位置を正確に検出することが可能とな
る。 また、検出した照射位置に基づき第１の偏向手段を制
御することにより、第１の方向の所望の位置に電子ビー
ムを照射させることが可能となる。従って、第１の偏向
手段で情報を記録又は再生するための電子ビームも位置
情報コード照射用電子ビームと一括して偏向することに
より、情報を記録又は再生するための電子ビームを第１
の方向の所望の位置に照射させることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam irradiation position detecting device for detecting an irradiation position when irradiating an electron beam, and an information recording / reproducing device using the device. . [Prior Art] As an information recording / reproducing apparatus using an electron beam, MOS is used.
There is an example in which information is recorded / reproduced / erased by using an electron beam in a memory layer having a (Metal Oxide Semiconductor) structure. For example, "Magazine" Vacuum ", Vol. 26, No. 4, No. 362, 1983
To 329 pages, etc., will be briefly described below with reference to FIG. The memory layer having the MOS structure is a metal layer M
TL, SiO ₂ layer SIL, n layer NL, p layer PL are stacked, and the electron beam from the surface of the memory layer during recording
When EB is irradiated, electron beam EB reaches the SiO ₂ layer SIL through the metal layer MTL, to form charge pairs of electrons and holes in the SiO ₂ layer SIL. At this time, if a bias potential WB is applied between the metal layer MTL and the n-layer NL, electrons flow outside the system via the metal layer MTL, but holes face the n-layer NL. SiO ₂ layer
It remains in the SIL and forms an aggregate of holes corresponding to the bits of the memory. When the bias potential WB is not applied, holes and electrons recombine and do not exhibit a memory effect. At the time of reading, when a bias potential RB is applied between the n-layer NL and the p-layer PL to irradiate the electron beam EB, the presence or absence of an aggregate of holes is detected by the detector AMT in the form of a current. Generally, in this type of memory, recording / reproducing is performed by deflecting one electron beam with respect to a memory layer having a two-dimensional spread by deflecting means in two orthogonal directions. For example, when an electron beam is deflected by applying an analog voltage to the deflection electrode, the deflected electron beam is accurately converted, unlike the case where one point of a two-dimensional plane is specified by digitally specifying an X coordinate and a Y coordinate. There is no guarantee that the designated pits are illuminated, and this is a major problem, especially when increasing the capacity. [Purpose of the Invention] A first object of the present invention is to provide an electron beam irradiation position detecting device for eliminating the drawbacks of the conventional example and accurately detecting the irradiation position of the electron beam. A second object of the present invention is to use an electron beam irradiation position detecting device to irradiate in the longitudinal direction of a track portion in which pits on which information is sequentially recorded or reproduced by an electron beam on a surface irradiated with the electron beam are arranged. It is an object of the present invention to provide an information recording / reproducing device using an electron beam irradiation position detecting device capable of accurately detecting a position and guiding an electron beam for recording or reproducing information to a desired position in the length direction. [Summary of the Invention] The gist of the present invention for achieving the first object is as follows.
Irradiating an electron beam on a surface to be irradiated with the electron beam;
An electron beam irradiation position detecting device for detecting an irradiation position on a line extending in the direction of, wherein the electron beam irradiation source for irradiating the electron beam, and the irradiation position of the electron beam on the surface to be irradiated, the first A first deflecting means for changing the direction of the electron beam, a second deflecting means for deflecting the electron beam in a second direction different from the first direction, and provided on the surface to be irradiated; The electron beam at the irradiation position on a line extending in the first direction.
A position information code having a predetermined pattern in which a signal indicating position information of the irradiation position in the first direction is generated by irradiating the second position with a deflection scan by the second deflection means and irradiating the position information code; Detecting means for detecting a signal generated by irradiating a beam by deflecting and scanning with the electron beam to detect a position on the line extending in the first direction. An electron beam irradiation position detecting device. The gist of the present invention for achieving the second object is as follows.
An information recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information using an electron beam, comprising: a recording medium for recording / reproducing information; and a first medium for recording / reproducing information on / from the recording medium.
A first electron beam source for irradiating the first electron beam, a second electron beam source for irradiating a second electron beam for detecting the irradiation position, and the first and second electron beams. First deflecting means for changing the irradiation position on the recording medium in a first direction at once, and second deflecting for deflecting the second electron beam in a second direction different from the first direction. Means for irradiating the second electron beam on the recording medium at a position where the second electron beam is irradiated, and applying the second electron beam at the irradiation position of the second electron beam on a line extending in the first direction. A position information code having a predetermined pattern for generating a signal indicating position information of the irradiation position in the first direction by irradiating the second position with the second deflecting means by deflecting and scanning the position information; The code to the second electronic Detecting means for detecting the position of the irradiation position on the line extending in the first direction by detecting a signal generated by deflecting scanning and irradiating the light, and detecting a result detected by the detecting means. Control means for controlling the irradiation position of the first electron beam to a desired device in the first direction by the first deflecting means based on the information using the electron beam irradiation position detecting device. It is a recording and reproducing device. [Embodiment of the Invention] The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in Figs. In FIG. 1, MM is a recording medium, above which a source MEBD of an electron beam MEB for recording / reproducing / erasing information is arranged. The source MEBD is an element in which a plurality of electron beam sources are densely arranged one-dimensionally. For example, JP-B-54-30274, JP-A-54-11272, and JP-A-56-15529.
And the same as those disclosed in JP-A-57-38528. Since the electron beam source MEBD can easily change the current density of each electron beam MEB, when recording or erasing information, the current density is increased to cause a change in the material of the recording medium MM and the pit PIT Can be formed or extinguished. In reproducing information, it is possible to reproduce information without lowering the current density and causing a change in the material of the recording medium MM. Recording medium MM
As for the material, the amorphous phase is crystallized by electron beam irradiation, causing a phase change to make the crystal amorphous.
Ge (11.5), Te (57.5), As (31) and the like are used. A tracking electron beam source TEBD is provided on a side of the electron beam source MEBD, and this source TEBD generates a tracking electron beam TEB. An electron beam source CEBD for reading an address code is provided on a side opposite to the electron beam source MEBD for tracking with respect to the electron beam source MEBD, and the source CEBD is an electron beam CEB for address code reading. Occurs. Each of the electron beams MEB, TEB, and CEB has a diameter of about 0.2 μm, and the current densities of the tracking electron beam TEB and the address code reading electron beam CEB are the tracking spot TEBS and the tracking spot TEBS formed on the recording medium MM. The address code reading spot CEBS is set low enough not to cause a change in the material of the recording medium MM. Further, on the recording medium MM, tracking reference patterns PL and PR composed of two parallel conductors oriented in the x direction are provided, and the patterns PL and PR have an electron beam from the tracking electron beam source TEBD. Electric current flows by irradiation of TEB, and two reference patterns PL and PR
Is about 0.1 μm. Lead wires LLL and LLR for leading currents are connected to the reference patterns PL and PR, and their output currents are converted into voltages and connected to a differential amplifier DA via amplifiers AL and AR, respectively. Differential amplifier DA is an amplifier
The output difference between AL and AR is amplified, and the amount of current flowing through the reference patterns PL and PR is compared based on the output. The output from the differential amplifier DA is connected to a driver TCD via a phase compensation circuit PRC. The output of the driver TCD is a deflection electrode that generates a uniform electric field for simultaneously deflecting the electron beam TEB for tracking, the multiple electron beams MEB for recording, reproducing, and erasing information, and the electron beam CEB for reading an address code in the y direction. It is applied to TCR and TCL. In this driver TCD, the current flowing through the reference pattern PL is
The deflection electrode TCR is positive when the current flowing through R is larger than TCL.
The voltage is applied to the deflection electrodes TCR and TCL in accordance with the output of the differential amplifier DA so that is negative. This voltage is applied to the reference pattern according to the output of the differential amplifier DA.
When the current flowing in the PL is smaller than the current flowing in the reference pattern PR, the deflection electrode TCR is made negative and TCL is made positive.
Further, an address code CD which is formed on the recording medium MM by a method such as gold vapor deposition and is generally oriented in the x direction is provided. A signal SL1 is sent from the control circuit CPU to the driver SCD, which drives the deflection electrodes SC1 and SC2 for deflecting the tracking electron beam TEB, the plurality of electron beams MEB, and the address code reading electron beam CEB in the x direction. It is supposed to. Also, the electron beam CE for reading the address code
Deflection electrodes CCR and CCL are provided to deflect B in the y direction, and these deflection electrodes CCR and CCL are driven by a driver CCD by a signal SL3 output from a control circuit CPU. Further, a storage medium is provided obliquely above the information of the address code CD.
A secondary electron detector SNS to which the potential VB is applied is provided between the secondary electron detector MM and the MM, and the output is input to the control circuit CPU via the amplifier IA and the decoder DCD. Most of the components shown in FIG. 1 are housed in an electromagnetically shielded vacuum vessel. When the electron beam is deflected by directly controlling the voltage without applying feedback by the open loop, the positioning accuracy of the electron beam spot depends on the accuracy, resolution, and external magnetic field of the driver TCD. Although the position of the electron beam spot on the recording medium MM has a certain error range, the address code CD is drawn such that the same address code group is repeated at a period slightly longer than this error range. For example, as shown in FIG. 2, the effective recording length in the x direction on the recording medium MM is 10 mm, and the voltage range applied to the deflection electrodes SC1 and SC2 for deflecting the electron beam CEB to this 10 mm is ± 10 mm.
The resolution and accuracy of the driver TCD that applies a voltage to the deflection electrodes SC1 and SC2 is 500%, which is 0.1% of the dynamic range, that is, ± 500V
If the fulls case is ± 0.5 V and other error components are ± 0.3 V in terms of voltage, there is a total voltage error of ± 0.8 V. This is for an effective recording length of 10mm,
Since the recording medium MM has an error range of ± 8 μm, the address code group has a cycle longer than the error range,
For example, it is drawn repeatedly at a cycle of 20 μm. When the address code reading electron beam CEB is irradiated on the address code CD by the electric field applied between the deflection electrodes CCL and CCR by the driver CCD, the electron beam CEB
Irradiation of the surface of the recording medium MM or the address code CD
, Secondary electrons SE are emitted. This secondary electron SE is 200 ~ 5
With the voltage VB of 00V, it is guided to a secondary electron detector SNS composed of a scintillator, a light pipe, and a photomultiplier. Generally, high-speed backscattered electrons are hardly orbitally bent by the electric field due to this low voltage, and are reflected in the vicinity of the incident direction. Therefore, the secondary electron detector SNS is placed in a position avoiding this. The output signal from the secondary electron detector SNS is amplified by the amplifier IA, passes through the decoder DCD, and converts the read signal code into an address. This address is the control circuit CPU
The control circuit CPU interprets this address and sends the signal SL3 to the driver CCD for scanning the address code reading electron beam CEB, and deflects all the electron beams to the deflection electrodes SC1, S2.
A signal SL1 is sent to a driver SCD for deflecting in the x direction by applying a voltage between C2. Also, the control circuit CP
U receives an access instruction NADR for accessing a new address from a higher-level control circuit. In such a configuration, when the tracking beam spot TEBS has a relationship as shown in FIG. 3A with the reference patterns PL and PR, the current flowing through the reference patterns PL and PR is compared. Since a larger current flows in the reference pattern PL having a large irradiation amount, a voltage is applied so that the deflection electrode TCR is positive and the deflection electrode TCL is negative as described above, and the tracking electron beam TEB is irradiated with the deflection electrode TB.
The beam spot TEBS is deflected to the CR side and the reference pattern PL
Move from side to PR side. At this time, information recording / reproduction /
The plurality of erasing electron beams MEB and the address code reading electron beam CEB are also deflected by the same electric field as the electric field received by the tracking electron beam TEB. On the other hand, when the tracking beam spot TEBS and the reference patterns PL and PR have the relationship shown in FIG.
When comparing the currents flowing through the reference patterns PL and PR, a larger current flows through the reference pattern PR having a large irradiation amount of the electron beam TEB, so that the voltage is set so that the deflection electrode TCR becomes negative and the TCL becomes positive as described above. Is applied, the tracking electron beam TEB is deflected to the deflection electrode TCL side, and the beam spot TEBS moves from the reference pattern PR side to the PL side.
At this time, as in the case of FIG. 3 (a), the plurality of electron beams MEB used for recording / reproducing / erasing information and the electron beam CEB whose address code is read are the same as the tracking electron beam TEB. Deflected by receiving an electric field. In the state shown in FIG. 3 (c), the differential amplifier DA
No voltage is applied to the deflection electrodes TCR and TCL, and the tracking electron beam TEB, the plurality of electron beams MEB, and the address code reading electron beam C
EB is not deflected at all. Actually, FIG. 3 (a),
The states of (b) and (c) are appropriately controlled, and the tracking spot TEBS is maintained at the intermediate position between the reference patterns PR and PL, that is, the state of FIG. 3 (c). In this embodiment, 1/1 of the diameter of the beam spot TEBS is used.
It is possible to scan the tracking electron beam TEB along the reference patterns PL and PR with high accuracy of 0, that is, about 0.02 μmφ. Therefore, the tracking electron beam TEB
A plurality of electron beams MEB and an address code reading electron beam CEB that are receiving the same electric field will also perform scanning with the same accuracy as the tracking electron beam TEB.
Pit PIT recorded based on the reference patterns PL and PR,
By scanning the reference patterns PL and PR with the tracking electron beam TEB even at the time of reproduction or erasing, it is possible to trace very accurately. Under such tracking control, when the control circuit CPU is given an access instruction NADR to a new address, the control circuit CPU immediately applies a deflection corresponding to the new address value to all the electron beams TEB, MEB, CEB. Driver to apply the voltage between the deflection electrodes SC1 and SC2.
Instruct SCD. For example, if the new address value in hexadecimal is 6
If 00F0 and the corresponding voltage is 350V, the driver SC
D applies 350 V between the deflecting electrodes SC1 and SC2. However, as described above, in practice, the maximum error is 16 bits of one cycle of the address code.
/20=0.8V exists. Referring to FIG. 2 as an example, even if 350 V is applied, the electron beam CEB exists in the range of 600EA to 600F6, but there is no guarantee that 600F0 will be directly accessed. Then, the control circuit CPU then sends the address code reading electron beam CEB to the driver CCD,
An instruction is given to apply a voltage between the deflection electrodes CCL and CCR so as to scan over D. Secondary electron SE emitted by scanning of electron beam CEB
Are detected by the secondary electron detector SNS and converted into address values by the decoder DCD. In the example of FIG. 2, there are only 16 types of codes, which correspond to address values 0 to F. For example, when an address value C is obtained from the decoder DCD, the control circuit CPU interprets the address as 600EC and further applies a voltage Δ between the deflection electrodes SC1 and SC2 by the driver SCD.
By applying only V, the electron beam CEB is deflected in a direction approaching 600F0. The control circuit CPU that has received the address value C as an input from the decoder DCD interprets the address as 600EC,
The reason that it is not mistaken for 600FC is that the repetition period of the address code CD is longer than the positioning error range of the electron beam, so if 350V is applied in the example of FIG. 2, the possible addresses are 600EA to 600F6. This is because 600FC is not included. In this embodiment, not only the tracking beam was set to the electron beam TEB, but also the beam MEB for recording / reproducing / erasing information and the address code reading beam CEB were set to the electric beam. The beam can be easily deflected by the deflector. Furthermore, since electron beams do not require individual deflecting means, it is easy to arrange a plurality of electron beams at a high density, the beam density can be increased, and high-speed, high-density recording becomes possible. In this embodiment, a tracking electron beam source is used.
Although the TEBD, the plurality of electron beam sources MEBD, and the address code reading electron beam source CEBD are separate elements for the sake of explanation, one element or a plurality of elements for generating a plurality of electron beams are used. It is also possible to adopt a mode in which one electron beam is used for tracking, one or several electron beams are used for reading an address code, and the rest are used for recording / reproducing / erasing information. In this embodiment, an example in which an electron beam is deflected by an electric field has been described. However, it goes without saying that the same effect can be obtained by deflection by a magnetic field. According to the present embodiment, by sequentially performing the two operations of the voltage application by the open loop and the reading of the address code, a high-speed and high-precision address access, which has not been available in the past, can be achieved. Further, since the address code on the recording medium is repeatedly used at a certain cycle, the length of the address code is shortened, the time required for reading the address code is shortened, and the area occupied by the address code on the recording medium can be reduced. [Effects of the Invention] In the above description, the configuration in which the electron beam irradiation position detecting device according to the present invention is applied to an information recording / reproducing device using an electron beam has been described. First deflecting means for changing the irradiation position of the beam in a first direction, second deflecting means for deflecting the electron beam in a second direction different from the first direction, and on an irradiation surface of the electron beam. At the irradiation position on a line extending in the first direction on the irradiation surface, by deflecting and scanning the electron beam in the second direction by the second deflecting means, thereby irradiating the electron beam in the first direction of the irradiation position. A position information code having a predetermined pattern in which a signal indicating the position information is generated, and a signal generated by irradiating the position information code by deflecting and scanning with the electron beam is detected, and the irradiation position is extended in the first direction. And a detecting means for detecting which position on the line the electron beam is irradiated at the irradiation position of the electron beam changed in the first direction by the first deflecting means. Since the position information code can be read by deflecting and scanning in the two directions, it is possible to accurately detect the electron beam irradiation position in the first direction. Further, by controlling the first deflecting means based on the detected irradiation position, it becomes possible to irradiate a desired position in the first direction with the electron beam. Therefore, the electron beam for recording or reproducing information is also deflected collectively with the electron beam for irradiating the position information code by the first deflecting means, so that the electron beam for recording or reproducing information is firstly deflected.
At a desired position in the direction.

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る電子ビーム照射位置検出装置の一
実施例の構成図、第２図はアドレスコードの説明図、第
３図はトラッキング用基準パターンと電子ビームスポッ
トの関係図、第４図は従来例の電子ビームを用いたメモ
リの構造図である。 符号MMは記録媒体、MEBD、TEBD、CEBDは電子ビーム発生
源、TCL、TCR、SC1、SC2、CCL、CCRは偏向電極、CDはア
ドレスコード、SNSは二次電子検出器である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an electron beam irradiation position detecting apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of an address code, and FIG. 3 is a tracking reference pattern and an electron beam. FIG. 4 is a structural diagram of a conventional memory using an electron beam. Symbol MM is a recording medium, MEBD, TEBD, and CEBD are electron beam sources, TCL, TCR, SC1, SC2, CCL, and CCR are deflection electrodes, CD is an address code, and SNS is a secondary electron detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮脇 守 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 増田 幸男 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 織田 仁 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 (56)参考文献 特開 昭60−29953（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−190722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−170938（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−251526（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 9/10 Z H01J 37/244──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mamoru Miyawaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yukio Masuda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Jin Oda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-60-29953 (JP, A) JP-A-61-190722 (JP) JP-A-61-170938 (JP, A) JP-A-60-251526 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) G11B 9/10 Z H01J 37/244

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．電子ビームを照射し、該電子ビームの被照射面上の
第１の方向に伸びる線上における照射位置を検出する電
子ビーム照射位置検出装置であって、前記電子ビームを
照射する電子ビーム発生源と、前記電子ビームの前記被
照射面上における照射位置を前記第１の方向に変化させ
る第１の偏向手段と、前記電子ビームを前記第１の方向
とは異なる第２の方向に偏向する第２の偏向手段と、前
記被照射面上に設け、前記被照射面上の前記第１の方向
に伸びる線上の照射位置において前記電子ビームを前記
第２の方向に前記第２の偏向手段により偏向走査して照
射することによって前記照射位置の前記第１の方向の位
置情報を示す信号が発生する所定のパターンを有する位
置情報コードと、該位置情報コードを前記電子ビームに
より偏向走査して照射することにより発生する信号を検
出して前記照射位置が前記第１の方向に伸びる線上の何
れの位置にあるかを検出する検出手段とを有することを
特徴とする電子ビーム照射位置検出装置。 ２．電子ビームを用いて情報の記録・再生を行う情報記
録再生装置であって、情報の記録又は再生をする記録媒
体と、該記録媒体に情報の記録又は再生を行うための第
１の電子ビームを照射する第１の電子ビーム発生源と、
照射位置検出を行うための第２の電子ビームを照射する
第２の電子ビーム発生源と、前記第１及び第２の電子ビ
ームの前記記録媒体上の照射位置を第１の方向に一括し
て変化させる第１の偏向手段と、前記第２の電子ビーム
を前記第１の方向とは異なる第２の方向に偏向する第２
の偏向手段と、前記記録媒体上の前記第２の電子ビーム
を照射する個所に設け、前記第１の方向に伸びる線上の
前記第２の電子ビームの照射位置において前記第２の電
子ビームを前記第２の方向に前記第２の偏向手段により
偏向走査して照射することによって、前記照射位置の前
記第１の方向の位置情報を示す信号を発生する所定のパ
ターンを有する位置情報コードと、該位置情報コードを
前記第２の電子ビームにより偏向走査して照射すること
により発生する信号を検出して前記照射位置が前記第１
の方向に伸びる線上の何れの位置にあるかを検出する検
出手段と、該検出手段で検出した結果に基づき前記第１
の偏向手段により前記第１の電子ビームの照射位置を前
記第１の方向の所望の位置に制御する制御手段とを有す
ることを特徴とする電子ビーム照射位置検出装置を用い
た情報記録再生装置。(57) [Claims] An electron beam irradiation position detection device that irradiates an electron beam and detects an irradiation position on a line extending in a first direction on a surface to be irradiated with the electron beam, and an electron beam generation source that irradiates the electron beam; First deflecting means for changing an irradiation position of the electron beam on the irradiation surface in the first direction; and second deflecting means for deflecting the electron beam in a second direction different from the first direction. Deflecting means, provided on the surface to be illuminated, and deflecting and scanning the electron beam in the second direction by the second deflecting means at an irradiation position on a line extending in the first direction on the surface to be illuminated. A position information code having a predetermined pattern in which a signal indicating position information of the irradiation position in the first direction is generated by irradiating, and irradiating the position information code by deflecting and scanning with the electron beam. The electron beam irradiation position detecting device characterized by having a detecting means for detecting whether said irradiation position by detecting the signal generated by Rukoto is in any position on a line extending in the first direction. 2. An information recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information using an electron beam, comprising: a recording medium for recording / reproducing information; and a first electron beam for recording / reproducing information to / from the recording medium. A first electron beam source for irradiation;
A second electron beam source for irradiating a second electron beam for detecting an irradiation position, and irradiation positions of the first and second electron beams on the recording medium in a first direction are collectively set. First deflecting means for changing the direction of the electron beam, and a second deflecting means for deflecting the second electron beam in a second direction different from the first direction.
And a deflecting means for irradiating the second electron beam on the recording medium at a position where the second electron beam is irradiated, and irradiating the second electron beam at the irradiation position of the second electron beam on a line extending in the first direction. A position information code having a predetermined pattern for generating a signal indicating position information of the irradiation position in the first direction by deflecting and scanning the light in the second direction by the second deflecting means; A signal generated by irradiating a position information code by deflecting and scanning with the second electron beam is detected, and the irradiation position is determined by the first electron beam.
Detecting means for detecting at which position on a line extending in the direction of, and based on the result detected by the detecting means,
Control means for controlling the irradiation position of said first electron beam to a desired position in said first direction by said deflecting means.