JP2006294128A

JP2006294128A - 光メモリ装置

Info

Publication number: JP2006294128A
Application number: JP2005113764A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Toyoshima; 伸朗豊島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】光の回折限界で決まる記録密度よりも高密度を実現でき、あるいは小型でありながら大容量の光メモリ装置を提供する。
【解決手段】光メモリ装置は、円筒形状の記録媒体２と、これを回転運動させるためのモータ３と、記録媒体２の内側の空間においてアーム１４にサスペンション１５を介して支持された反射スライダー４と、記録媒体２と反射スライダー４に光を集光して照射するための集光照射手段（レーザ光源、対物レンズなど）及び反射光を検出するための光検出器を備えた光ピックアップ等により構成されている。記録媒体２は、ガラス、樹脂などで形成される円筒形状を有する基板の内側表面に、相変化材料による記録膜と誘電体膜１９を設けた構成となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体に対して情報の記録又は再生、あるいは情報の記録と再生の両方の動作が可能な光メモリ装置に関する。

現在実用化されているＣＤやＤＶＤといった光メモリ（記録媒体）では、対物レンズを介してレーザ光を集光して記録媒体の微小領域に照射し、この領域からの反射光を検出することによって情報の再生を行っている。
また、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷなどといった情報の記録が可能な記録媒体に対しては、集光照射した光で記録層を加熱することよって記録層材料に作用を与えて情報の記録を行っている。
上記方式では、対物レンズによる集光スポットのサイズを小さくすることによって記録密度を向上させることができるが、集光スポットのサイズには光の回折限界という制限があり、これより小さな集光スポットを形成することはできない。

現段階では、青紫色レーザ（波長４０５ｎｍ）を光源とし、Ｎ．Ａ．（開口数）０．８５の対物レンズを用いて直径４００ｎｍ程度のスポットを形成するシステムを超えるものは困難と考えられている。
一方、このような回折限界の制限を超えた光メモリの方式として、例えば、特開２０００−０２１００５号公報などに記載されているように、近接場光メモリと呼ばれるものが提案されている。

図１８を例に用いて近接場光メモリ方式の基本概念について説明する。回転運動する円板形状の記録媒体１００に、先端を尖らせて微小開口（例えば直径１００ナノメートルの円形開口）を形成したファイバープローブ１０１を数十ナノメートルの距離まで近接して配置させる。この微小開口に光源である半導体レーザ１０２からのレーザ光が対物レンズ１０３を経て伝搬して達すると、微小開口近傍において回折限界以下の領域に局在する近接場光が発生する。
記録媒体１００は、ガラス表面に堆積させた金属膜に記録情報に従った波長以下の微小なピット（穴）が並んだものを用いた場合、ファイバープローブ１０１で発生した近接場光は、記録媒体１００の微小開口で散乱・透過し、レンズ１０４を経て光検出器であるフォトダイオード１０５においてその一部が検出される。
従って、回転する記録媒体１００から透過してくる光強度の変化をこのフォトダイオード１０５でモニタすることによって記録媒体１００上の記録情報が再生される。

特開２０００−０２１００５号公報特開平５−１７４４２７号公報特開２００１−６７６６４号公報特開平８−１２９７８１号公報特公平６−５４５５０号公報

上記したように、近接場光を利用することによって記録密度を向上させることが可能であるが、従来の光ディスク同様に、装置を小型化しようとすると記録媒体も小さくなって記録可能な面積も減り、結果として全体の記録容量が低下してしまう。
特に、円板状の記録媒体においては、円板の中心付近に情報の記録が行えないため、円板の直径を小さくすると記録可能な面積は極端に減少してしまうという問題がある。
記録媒体の形状にかかる上記課題に対して、例えば特開平５―１７４４２７号公報には記録媒体を円筒形状にする提案がなされているが、従来の光ディスクのように、対物レンズで集光した光で情報の記録あるいは再生を行う方法では回折限界の問題により従来の光ディスクと同等の記録密度しか達成することができない。

本発明は、光の回折限界で決まる記録密度よりも高密度を実現でき、あるいは小型でありながら大容量の光メモリ装置を提供することを、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、電磁場のエネルギーに直接又は間接的に応答して光学特性が変化する記録膜を備えた記録媒体と、前記記録媒体に伝搬光を集光して照射するための集光照射手段と、前記記録膜を挟んで前記集光照射手段と反対側に配置され、前記集光照射手段によって集光された光の一部を反射させるための反射体を備えた反射スライダーと、前記反射体で反射された光を検出するための光検出器を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光メモリ装置において、前記記録媒体は円筒形状を有していることを特徴とする。
円板形状の記録媒体を用いた上記課題を解決し、小型で大容量の光メモリを実現するようにした。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の光メモリ装置において、前記反射体は、前記反射スライダー本体の側面に設けられた膜であることを特徴とする。
請求項１又は２に記載の構成においては、対物レンズで集光した光のスポット位置と、反射体の位置を正確に合わせておく必要がある。反射体は数十〜百ナノメートル程度といった光の波長より小さな大きさであり、このような形状を正確かつ歩留まりよく生産し、さらに上記したような位置合わせを行うことは工業的に高い技術を要する。このため、このような装置を安価に提供することは困難である。ここでは、反射体を膜で形成することによって、反射体を簡単かつ正確な大きさで生産できるようにするとともに、集光スポットと反射体の位置合わせを膜厚方向の１方向だけで実現できるようにした。

請求項４に記載の発明では、電磁場のエネルギーに直接または間接的に応答して光学特性が変化する記録膜を備えた記録媒体と、前記記録媒体に伝搬光を集光して照射するための集光照射手段と、前記記録膜を挟んで前記集光照射手段と反対側に配置され、前記集光照射手段によって集光された光の一部を散乱させるための散乱体を備えた散乱スライダーと、前記散乱体で散乱された光のうち、前記集光照射手段と反対側に伝搬した光を検出するための光検出器を備えていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の光メモリ装置において、前記記録媒体は円筒形状を有していることを特徴とする。
円板形状の記録媒体を用いた上記課題を解決し、小型で大容量の光メモリを実現するようにした。

請求項６に記載の発明では、請求項４又は５に記載の光メモリ装置において、前記散乱体は、前記散乱スライダーの側面に設けられた膜であることを特徴とする。
請求項４又は５に記載の構成では、対物レンズで集光した光のスポット位置と、散乱体の位置を正確に合わせておく必要がある。散乱体は数十〜百ナノメートル程度といった光の波長より小さな大きさであり、このような形状を正確かつ歩留まりよく生産し、さらに上記したような位置合わせを行うことは工業的に高い技術を要する。このため、このような装置を安価に提供することは困難である。ここでは、散乱体を膜で形成することによって、散乱体を簡単かつ正確な大きさで生産できるようにするとともに、集光スポットと散乱体の位置合わせを膜厚方向の１方向だけで実現できるようにした。

請求項７に記載の発明では、請求項４又は５に記載の光メモリ装置において、前記光検出器は、前記散乱スライダーと一体化していることを特徴とする。
記録媒体を透過して散乱スライダーの散乱体で散乱された光を、散乱スライダーを支持する支持体上に設けた光検出器で検出する構成では、記録媒体を回転運動させた場合に生じる軸ぶれなどの要因によって散乱スライダーと光検出器の距離に変動が生じる。このため、散乱体から同じ強度分布の光が散乱された場合であっても検出される光強度に違いが生じ、情報の再生において誤りが起こる恐れがある。ここでは、光検出器を散乱スライダーに装着して一体化させることによって、上記不具合を解消して安定した再生信号が得られるようにした。

請求項８に記載の発明では、請求項２又は５に記載の光メモリ装置において、前記記録媒体を回転させる回転駆動手段と、前記記録媒体の内部に配置させる部材を支持する支持体を有し、前記回転駆動手段の中心部には、前記支持体を通すための貫通穴が設けられていることを特徴とする。
円筒形状を有する記録媒体の内側の空間に光学系やスライダーといった部品を配置させる構成では、記録媒体を回転運動させるためのモータを円筒形記録媒体の一方の端面（円形の面）に装着するか、もしくは円筒面（一方向に一定曲率を有した面）に駆動ローラなどを接触させて間接的に回転力を与えるなどの手段を用いる必要がある。前者のように、一方の端面にモータを装着する方法は、他方の端面側から光学系やスライダーといった部品を挿入させる構成となるため、記録媒体を着脱させるための構成が複雑になるという問題がある。また、後者のような手段は、モータ以外にローラなどの間接駆動用の部品を配置するため、前者の手段よりスペースが必要であること、ローラと記録媒体の間で接触滑りを生じる恐れがあるなどの問題がある。ここでは、このような問題を解決するため、記録媒体を回転運動させるためのモータの中心に貫通穴を設け、この貫通穴を通した支持体を介して反射スライダーまたは散乱スライダー、あるいは集光照射手段などの光学系などを支持するようにした。

請求項９に記載の発明では、請求項１乃至８のうちの何れかに記載の光メモリ装置において、上記記録媒体は、相変化材料を用いた記録膜と、前記記録膜を挟んで両側に配置された２つの誘電体膜と、前記誘電体膜のどちらか一方に接して配置された放熱膜を備えた構成であることを特徴とする。
記録膜の材料として、記録マークの形成が電磁場による加熱後の冷却過程に強く依存する相変化材料を用いた場合では、加熱後の放熱が安定していないと所望の記録マークを形成できないという問題がある。また、一部の相変化記録材料においては、冷却速度の不足により良好な記録マークが形成できないという問題もある。ここでは、記録膜の両側に配置される２つの誘電体膜うち、どちらか一方の膜に隣接して金属膜を設けるようにすることで、電磁場による加熱後の冷却速度を安定化させると同時に十分な冷却速度が得られるようにした。

請求項１０に記載の発明では、請求項１乃至８のうちの何れかに記載の光メモリ装置において、上記記録媒体の最表面には保護膜が設けられていることを特徴とする。
反射スライダーまたは散乱スライダーは、記録媒体表面に数〜数十ナノメートルの距離まで近接して配置させる必要があり、情報の記録または再生の動作中に外部からの振動や記録媒体を回転させたときの軸ぶれなどの要因によって記録媒体と接触して記録媒体を損傷する、または長期の使用において摩耗を生じるなどの恐れがある。また、記録膜が大気に対して十分に隔離された状態でないと、材質に経年変化を生じる恐れもある。ここでは、記録媒体の表面に保護膜を設けることによって、このような要因から記録媒体を保護し、装置全体の信頼性を確保するようにした。

請求項１又は４に記載の発明によれば、光の回折限界で決まる記録密度より高密度化を実現できる。
請求項２に記載の発明によれば、光の回折限界で決まる記録密度より高密度であり、かつ円板形状の記録媒体より効率よく表面積を利用でき、さらには、円板形状の記録媒体を用いた場合に見られる回転速度の調節（線速度を一定に保つ制御）のような複雑な動作も不必要である小型・大容量の光メモリを実現できる。
請求項３に記載の発明によれば、反射スライダーに設けられる反射体の大きさを膜厚で制御できるため、簡単かつ正確に生産できるようになるとともに、集光スポットと反射体の位置合わせが膜厚方向の１方向だけで済むようになるので、動作や機構が簡便化され安価に提供できるようになる。

請求項５に記載の発明によれば、光の回折限界で決まる記録密度より高密度であり、かつ円板形状の記録媒体より効率よく表面積を利用でき、さらには、円板形状の記録媒体を用いた場合に見られる回転速度の調節（線速度を一定に保つ制御）のような複雑な動作も不必要である小型・大容量の光メモリを実現することができる。
請求項６に記載の発明によれば、散乱スライダーに設けられる散乱体の大きさを膜厚で制御できるため、簡単かつ正確に生産できるようになるとともに、集光スポットと散乱体の位置合わせが膜厚方向の１方向だけで済むようになるので、動作や機構が簡便化され安価に提供できるようになる。

請求項７に記載の発明によれば、光検出器を散乱スライダーに装着して一体化させることによって、記録媒体の軸ぶれなどが生じた場合などであっても安定した再生信号が得られるようなり、装置の信頼性が向上する。
請求項８に記載の発明によれば、記録媒体を回転運動させるためのモータの中心に貫通穴を設け、この貫通穴を通したアームを介して反射スライダーまたは散乱スライダー、あるいは集光照射手段などの光学系などを支持するようにすることによって、必要な部品を効率よく配置した小型な装置を実現することができる。
請求項９に記載の発明によれば、記録膜の両側に配置される２つの誘電体膜のうち、どちらか一方の膜に隣接して金属膜を設けるようにすることによって、電磁場による加熱後の冷却速度が安定すると同時に十分な冷却速度が得られるようになり、従って、記録マークの形成が電磁場による加熱後の冷却過程に強く依存するような記録膜を用いた場合であっても良好な動作を実現することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、記録媒体の表面に保護膜を設けることによって、接触による損傷や腐食などから記録媒体を保護し、装置全体の信頼性を確保することができる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
本実施形態における光メモリ装置１は、図１及び図２（図１を下から見た図）に示すように、円筒形状の記録媒体２と、これを回転運動させるための回転駆動手段としてのモータ３と、記録媒体２の内側の空間に配置された反射スライダー４と、記録媒体２と反射スライダー４に光を集光して照射するための集光照射手段（レーザ光源、対物レンズなど）及び反射光を検出するための光検出器を備えた光ピックアップ等により構成されている。
記録媒体２は、図３に示すように、ガラス、樹脂などで形成される円筒形状を有する基板１７の内側表面に、相変化材料による記録膜１８（例えばＡｇＩｎＳｂＴｅやＧｅＳｂＴｅなど）と誘電体膜１９（例えば、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物など）を設けた構成となっている。
記録媒体２とこれを回転運動させるためのモータ３とは着脱自在になっていて、図１の白抜き矢印で示した方向に記録媒体２を引くことによって取り外しができるようになっている。つまり、記録媒体２を持ち運んだり、別な記録媒体と交換して装着したりすることができるようになっている。

光ピックアップは、光源である半導体レーザ７（例えば、波長４０５ｎｍの青紫色レーザ）と、レーザ光を記録媒体２及び反射スライダー４に集光して照射するための対物レンズ１１（例えばＮ．Ａ．０．８５の対物レンズ）、１／４波長板１０、光路分岐用のビームスプリッター９、記録情報によって変調された反射光強度を検出するための光検出器としてのフォトダイオード６、及び上記素子間を光学的に効率よく連結するためのレンズ群（コリメートレンズ８、レンズ１２）を備えた構成となっている。
光ピックアップ全体は一体となってユニット化されていて、円筒形状の記録媒体２の中心軸と平行な方向（図１の紙面上において縦方向）に対して、図示しない駆動系によって移動させることができるようになっている。
記録媒体２は、モータ３に回転軸５を介して接続されており、一定の回転速度で回転運動するように構成されている。この回転運動機構と上記した光ピックアップの駆動機構によって、記録媒体２上のすべての位置に対して光を集光して照射することができるようになっている。

円筒形状の記録媒体２の内側の空間には、対物レンズ１１で集光した光のうち、記録媒体２を透過した光を再び対物レンズ１１側に反射させるための反射スライダー４が配置されている。
反射スライダー４は、図４に示すように、ガラスや樹脂などで形成されるスライダー本体２０に金属材料（例えば、金、銀、アルミ、銅など）による微小な円柱形状の反射体２１が装着された構成となっている。反射体２１は、対物レンズ１１で集光した光のスポット径より小さく形成されている。
例えば、波長４０５ナノメートルのレーザ光をＮ．Ａ．（開口数）０．８５で集光させた場合、そのスポット径はおよそ波長程度であり、このとき反射体２１の直径を１００ナノメートルで形成しておけば、反射体２１の大きさ程度の分解能で情報の記録及び再生が可能となる。

反射スライダー４は、記録媒体２の内部の空間において、Ｖ字状のサスペンション１５を介して支持体としてのアーム１４と接続され、記録媒体２が回転運動している状態において、反射体２１が記録媒体２の内側表面から数〜数十ナノメートル浮上して一定の距離が保たれるようになっている。
アーム１４は、モータ３の中心部に設けられた貫通穴１３を通して、外部に配置されたアーム駆動ユニット１６に装着されていて、反射スライダー４を図１における上下方向に移動させることができるようになっている。アーム駆動ユニット１６の動作と光ピックアップユニットを移動させるための図示しない駆動系は連動して動作し、光ピックアップで集光された光が常に反射スライダー４の金属反射体２１に照射されるようになっている。

記録媒体２への情報の記録は、記録媒体２を回転運動させた状態で、光ピックアップ及び反射スライダー４を所望の位置へ配置させ、この状態で、レーザ光源７を記録情報に従って強度変調することによって行われる。
このとき、記録膜１８では照射レーザ光及び反射体２１近傍に発生する近接場光による加熱と照射後の冷却過程を経て相変化を生じ、これが図５に示すような記録マークとなって情報が記録される。
連続した一連の情報は、記録媒体２を回転運動させながら光ピックアップ及び反射スライダー４を少しずつ移動させるように動作させることによって、円筒形状の記録媒体２上に螺旋を描くように配列される。

前述したような、波長４０５ナノメートルのレーザ光源とＮ．Ａ．０．８５の対物レンズ１１、直径１００ナノメートルの金属反射体２１を用いた場合では、最短マーク長が１００ナノメートル程度、トラックピッチが１５０ナノメートル程度の記録密度で情報が記録される。
記録された情報の再生は、記録媒体２を回転運動させた状態で、光ピックアップ及び反射スライダー４を所望の位置へ配置させ、この状態で、レーザ光源７を連続点灯させながら、記録媒体２において記録情報に従って変調される反射光強度を光検出器としてのフォトダイオード６で検出することによって行われる。記録のときと同様に、再生を行っているデータトラックは、記録媒体２の回転運動に連動してどちらか一方の隣接トラックの方向に移動していくため、光ピックアップ及び反射スライダー４はこの動きに連動して少しずつ移動するようになっており、この動作によって記録媒体２上に螺旋状に並ぶ連続した一連のデータを読み出すようになっている。

本実施例では、光ピックアップを記録媒体２の外側に、反射スライダー４を記録媒体２の内側に配置させた構成を例示したが、これとは反対に、光ピックアップを記録媒体２の内側に、反射スライダー４を記録媒体２の外側に配置させた構成であっても構わない。また、記録膜１８の材料として相変化記録材料を例示したが、本発明はこれに限定されることはなく、有機色素材料を用いた記録材料などであっても構わない。

図６に第２の実施形態を示す。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態においてお同じ）。
本実施形態では、第１の実施形態の図３で示した記録媒体２を図６に示すような構成とした。記録媒体２２は、図３で示した記録媒体２の内側表面（内側の最表面）に、記録膜１８の腐食防止や耐衝撃性を向上させるための保護膜２３を設けた構成となっている。保護膜２３の材料としては、ＳｉＮ（窒化珪素）やダイヤモンドライクカーボンなどを用いることができる。
保護膜２３の厚みは、５〜１０ナノメートル程度である。この記録媒体２２を用いた光メモリ装置の構成及び記録・再生の動作については、図３で示した記録媒体２を用いた場合の第１の実施形態と同様である。

図７に第３の実施形態を示す。
本実施形態では、第２の実施形態の図６で示した記録媒体２２を図７に示すような構成とした。記録媒体２４は、図６で示した記録媒体２２における保護膜２３と誘電体膜１９の間に、放熱膜として金属膜２５を設けた構成となっている。
金属膜２５の材料としては、金、銀、アルミ、クロムなどを用いることができる。金属膜２５の厚みは、１０〜２０ナノメートル程度である。
記録膜１８については、加熱後の冷却速度によって到達する相状態が変化する相変化材料（ＳｎとＴｅを組成比３：１で混合させた材料に、ＡｇＩｎやＧｅ、Ｇａ、ＧｅＧａ、ＧｅＡｇＩｎなどを添加物として加えた相変化材料）を用いている。この記録媒体２４を用いた光メモリ装置の構成及び記録・再生の動作については、図３で示した記録媒体２を用いた場合の第１の実施形態と同様である。

図８に第４の実施形態を示す。
本実施形態では、第１の実施形態の図４で示した反射スライダー４を図８に示すような構成とした。反射スライダー２６は、ガラスや樹脂などで形成されるスライダー本体２０の側面に、反射体として金属材料（例えば、金、銀、アルミ、銅など）による薄い膜２７が形成された構成となっている。
金属膜２７の厚みは、対物レンズ１１で集光した光のスポット径より薄く形成されている。例えば、波長４０５ナノメートルのレーザ光をＮ．Ａ．（開口数）０．８５で集光させた場合、そのスポット径はおよそ波長程度であり、このとき金属膜２７の厚みを１００ナノメートルで形成しておけば、金属膜２７の厚み方向に対してその厚み程度の分解能で記録及び再生が可能となる。
この反射スライダー２６を用いた光メモリ装置の構成及び記録・再生の動作については、図４で示した反射スライダー４を用いた場合の第１の実施形態と同様である。

図９乃至図１３に基づいて第５の実施形態を説明する。
本実施形態における光メモリ装置２８は、図９及び図１０（図９を下から見た図）に示すように、円筒形状の記録媒体２９と、これを回転運動させるためのモータ３と、記録媒体２９の外側表面に近接して配置された散乱スライダー３０と、散乱スライダー３０を挟んで記録媒体２９と反対側に配置された光検出器としてのフォトダイオード６と、記録媒体２９の内側の空間に配置され、記録媒体２９と散乱スライダー３０の散乱体に光を集光して照射するための集光照射光学系（集光照射手段）３１より構成されている。
記録媒体２９は、図１１に示すように、ガラス、樹脂などで形成される円筒形状を有する基板１７の外側表面に、相変化材料による記録膜１８（例えばＡＧＩｎＳｂＴｅやＧｅＳｂＴｅなど）と誘電体膜１９（例えば、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物など）を設けた構成となっている。

記録媒体２９は、これを回転運動させるためのモータ３と着脱自在になっていて、図９の白抜き矢印で示した方向に記録媒体２９を引くことによって取り外しができるようになっている。つまり、記録媒体２９を取り外して持ち運んだり、別な記録媒体と交換して装着したりすることができるようになっている。
記録媒体２９の内側に配置された集光照射光学系（集光照射手段）３１は、図９に示すように、光源である半導体レーザ３２（例えば、波長４０５ｎｍの青紫色レーザ）と、レーザ光を記録媒体２９及び散乱スライダー３０の散乱体に集光して照射するための対物レンズ（反射型のレンズ）３３を備えた構成となっている。
この集光照射光学系３１全体は一体となってアーム１４に支持されている。アーム１４は、モータ３の中心部に設けられた貫通穴１３を通して外部に配置されたアーム駆動ユニット３４に取り付けられていて、円筒形状の記録媒体２９の中心軸と平行な方向（図９の紙面上において縦方向）に集光照射光学系３１を移動させることができるようになっている。

記録媒体２９は、図９に示すように、モータ３と接続されて一定の回転速度で回転運動するように構成されており、この回転運動機構と上記した集光照射光学系３１の図示しない駆動機構によって、記録媒体２９上のすべての位置に対して光を集光して照射することができるようになっている。
円筒形状の記録媒体２９の外側の空間には、対物レンズ３３で集光した光のうち、記録媒体２９を透過した光を散乱させるための散乱スライダー３０が図１０に示すように配置されている。
散乱スライダー３０は、図１２に示すように、ガラスや樹脂などで形成されるスライダー本体３５に金属材料（例えば、金、銀、アルミ、銅など）による微小な円柱形状の散乱体３６が装着された構成となっている。散乱体３６は、対物レンズ３３で集光した光のスポット径より小さく形成されている。例えば、波長４０５ナノメートルのレーザ光をＮ．Ａ．（開口数）０．８５で集光させた場合、そのスポット径はおよそ波長程度であり、このとき散乱体３６の直径を５０ナノメートル程度で形成しておけば、散乱体３６の大きさ程度の分解能で情報の記録及び再生が可能となる。

散乱スライダー３０は、サスペンション３７を介して散乱スライダー３０を支持するアーム３８と接続され、記録媒体２９が回転運動している状態において、散乱体３６が記録媒体２９の外側表面から数〜数十ナノメートル浮上して一定の距離が保たれるようになっている。図１０ではサスペンション３７は省略している。
アーム３８は、アーム６と同じアーム駆動ユニット３４に接続されていて、これにより記録媒体２９の内側に配置された集光照射光学系３１と散乱スライダー３０は一体となって、図９における縦方向に移動することができるようになっている。
このとき、対物レンズ３３で集光された光は、常に散乱スライダー３０の散乱体３６に照射されるようになっている。
記録媒体２９への情報の記録は、記録媒体２９を回転運動させた状態で、アーム駆動ユニット３４を動作させて集光照射光学系３１及び散乱スライダー３０を所望の位置へ配置し、この状態でレーザ光源３２を記録情報に従って強度変調することによって行われる。

このとき、記録膜１８では照射レーザ光及び散乱体３６近傍に発生する近接場光による加熱と照射後の冷却過程を経て相変化を生じ、これが図１３に示すような記録マークとなって情報が記録される。
連続した一連の記録情報は、記録媒体２９を回転運動させながら集光照射光学系３１及び散乱スライダー３０を少しずつ移動させるように動作させることによって、円筒形状の記録媒体２１上に螺旋を描くように配列される。
前述したような、波長４０５ナノメートルのレーザ光源３２とＮ．Ａ．０．８５の対物レンズ、直径５０ナノメートルの金属散乱体３６を用いた場合では、最短マーク長が１００ナノメートル以下、トラックピッチが１５０ナノメートル程度の記録密度で情報が記録される。
一方、記録された情報の再生は、記録媒体２９を回転運動させた状態で、集光照射光学系３１及び散乱スライダー３０を所望の位置へ配置させ、この状態で、レーザ光源３２を連続点灯させながら、記録媒体２９を透過して散乱体３６で散乱された光をアーム３８に装着されたフォトダイオード６で検出することによって行われる。

記録のときと同様に、再生を行っているデータトラックは、記録媒体２９の回転運動に連動してどちらか一方の隣接トラックの方向に移動していくため、集光照射光学系３１及び散乱スライダー３０はこの動きに連動して少しずつ移動するようになっており、この動作によって記録媒体２９上に螺旋状に並ぶ連続した一連のデータを読み出すようになっている。
本実施形態では、集光照射光学系３１を記録媒体２９の内側に、散乱スライダー３０を記録媒体２９の外側に配置した構成を例示したが、これとは反対に、集光照射光学系３１を記録媒体２９の外側に、散乱スライダー３０を記録媒体２９の内側に配置した構成であっても構わない。
また、記録膜１８の材料として相変化記録材料を例示したが、本発明はこれに限定されることはなく、有機色素材料を用いた記録材料などであっても構わない。

図１４に第６の実施形態を示す。
本実施形態では、第５の実施形態の図１１で示した記録媒体２９を図１４に示すような構成とした。記録媒体３９は、図１１で示した記録媒体２９の外側表面に、記録膜１８の腐食防止や耐衝撃性を向上させるための保護膜４０を設けた構成となっている。
保護膜４０の材料としては、ＳｉＮ（窒化珪素）やダイヤモンドライクカーボンなどを用いることができる。保護膜４０の厚みは、５〜１０ナノメートル程度である。この記録媒体３９を用いた光メモリ装置の構成及び記録・再生の動作については、図１１で示した記録媒体２９を用いた場合の第５の実施形態と同様である。

図１５に第７の実施形態を示す。
本実施形態では、第６の実施形態の図１４で示した記録媒体３９を図１５に示すような構成とした。記録媒体４１は、図１４で示した記録媒体３９における保護膜４０と誘電体膜１９の間に、放熱膜として金属膜４２を設けた構成となっている。金属膜４２の材料としては、金、銀、アルミ、クロムなどを用いることができる。
金属膜４２の厚みは、１０〜２０ナノメートル程度である。記録膜１８については、加熱後の冷却速度によって到達する相状態が変化する相変化材料（ＳｎとＴｅを組成比３：１で混合させた材料に、ＡｇＩｎやＧｅ、Ｇａ、ＧｅＧａ、ＧｅＡｇＩｎなどを添加物として加えた相変化材料）を用いている。
この記録媒体４１を用いた光メモリ装置の構成及び記録・再生の動作については、図１１で示した記録媒体２９を用いた場合の第５の実施形態と同様である。

図１６及び図１７に基づいて第８の実施形態を説明する。
本実施形態では、第５の実施形態の図１２で示した散乱スライダー３０を図１６に示すように構成し、さらに、第５の実施形態の図１０で示したフォトダイオード６を散乱スライダー３０と一体化させて図１７に示すように配置した。
散乱スライダー４３は、ガラスや樹脂などで形成されるスライダー本体３５の側面に、散乱体として金属材料（例えば、金、銀、アルミ、銅など）による薄い膜４４が形成された構成となっている。
金属膜４４の厚みは、対物レンズ３３で集光した光のスポット径より薄く形成されている。例えば、波長４０５ナノメートルのレーザ光をＮ．Ａ．（開口数）０．８５で集光させた場合、そのスポット径はおよそ波長程度であり、このとき金属膜４４の厚みを５０ナノメートルで形成しておけば、金属膜４４の厚み方向に対してその厚み程度の分解能で記録及び再生が可能となる。
光検出器６を一体化させた散乱スライダー４４を用いた光メモリ装置の構成及び記録・再生の動作については、図１２で示したの散乱スライダー３０を用いた場合の第５の実施形態と同様である。

本発明の第１の実施形態における光メモリ装置の概要縦断面図である。図１の下から見た要部概要図である。記録媒体の概要断面図である。反射スライダーの概要側面図である。記録媒体における情報の記録状態を示す図である。第２の実施形態における記録媒体の概要断面図である。第３の実施形態における記録媒体の概要断面図である。第４の実施形態における反射スライダーの概要側面図である。第５の実施形態における光メモリ装置の概要縦断面図である。図９の下から見た要部概要図である。記録媒体の概要断面図である。散乱スライダーの概要側面図である。記録媒体における情報の記録状態を示す図である。第６の実施形態における記録媒体の概要断面図である。第７の実施形態における記録媒体の概要断面図である。第８の実施形態における反射スライダーの概要側面図である。第８の実施形態における下から見た要部概要図である。従来における近接場光メモリ方式の基本概念についての説明図である。

符号の説明

２、２２、２４、２９、３９、４１記録媒体
３回転駆動手段としてのモータ
４反射スライダー
６光検出器としてのフォトダイオード
１３貫通穴
１８記録膜
１９誘電体膜
２１反射体
２５、４２放射膜
３０散乱スライダー
３１集光照射手段
３６散乱体
４０保護膜

Claims

電磁場のエネルギーに直接又は間接的に応答して光学特性が変化する記録膜を備えた記録媒体と、前記記録媒体に伝搬光を集光して照射するための集光照射手段と、前記記録膜を挟んで前記集光照射手段と反対側に配置され、前記集光照射手段によって集光された光の一部を反射させるための反射体を備えた反射スライダーと、前記反射体で反射された光を検出するための光検出器を備えていることを特徴とする光メモリ装置。
請求項１に記載の光メモリ装置において、
前記記録媒体は円筒形状を有していることを特徴とする光メモリ装置。
請求項１又は２に記載の光メモリ装置において、
前記反射体は、前記反射スライダー本体の側面に設けられた膜であることを特徴とする光メモリ装置。
電磁場のエネルギーに直接または間接的に応答して光学特性が変化する記録膜を備えた記録媒体と、前記記録媒体に伝搬光を集光して照射するための集光照射手段と、前記記録膜を挟んで前記集光照射手段と反対側に配置され、前記集光照射手段によって集光された光の一部を散乱させるための散乱体を備えた散乱スライダーと、前記散乱体で散乱された光のうち、前記集光照射手段と反対側に伝搬した光を検出するための光検出器を備えていることを特徴とする光メモリ装置。
請求項４に記載の光メモリ装置において、
前記記録媒体は円筒形状を有していることを特徴とする光メモリ装置。
請求項４又は５に記載の光メモリ装置において、
前記散乱体は、前記散乱スライダーの側面に設けられた膜であることを特徴とする光メモリ装置。
請求項４又は５に記載の光メモリ装置において、
前記光検出器は、前記散乱スライダーと一体化していることを特徴とする光メモリ装置。
請求項２又は５に記載の光メモリ装置において、
前記記録媒体を回転させる回転駆動手段と、前記記録媒体の内部に配置させる部材を支持する支持体を有し、前記回転駆動手段の中心部には、前記支持体を通すための貫通穴が設けられていることを特徴とする光メモリ装置。
請求項１乃至８のうちの何れかに記載の光メモリ装置において、
上記記録媒体は、相変化材料を用いた記録膜と、前記記録膜を挟んで両側に配置された２つの誘電体膜と、前記誘電体膜のどちらか一方に接して配置された放熱膜を備えた構成であることを特徴とする光メモリ装置。
請求項１乃至８のうちの何れかに記載の光メモリ装置において、
上記記録媒体の最表面には保護膜が設けられていることを特徴とする光メモリ装置。