JP4840975B2 - フェードインメモリと情報記録方法および情報再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に情報の記録および再生を行う装置並びにその方法に関し、特に、高密度記録に適した新規な情報記録および情報再生の処理をするフェードインメモリと情報記録方法および情報再生方法に関するものである。

現在ペタバイト級ストレージに向けた現実的取り組みはないが、世界の情報量は既にエクサ（１０の１８乗）バイトに達し、２０２０年代にはそれがパーソナルレベルでも身近なものとなりつつある。そして、これに対応して２０２０年代後半には、１ペタｂｐｓｉの記録密度とペタバイト級ストレージが実用化されていると考えられる。実際、現在（２００５年）すでにＨＤＤ（ハードディスクドライブ）とＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）を組み合わせた１テラバイト級の家庭用録画器が登場しているので、２０年後のマイルストーンとして現実的な値である。

１ペタバイト級の記録容量は、現在のＤＶＤが４．７ギガバイトで２時間とすると、一人の人生５０年分を撮り続けることができる容量である。また、単純に２次元で１平方インチの記録密度を計算すると、単位記録サイズは、１テラｂｐｓｉで２５．４×２５．４ｎｍ^２であるのに対して、１ペタｂｐｓｉでは０．８×０．８ｎｍ^２となる。原子の大きさを０．１ｎｍ径とすると原子６４個分に相当する大きさである。このサイズに、高速高精度でアクセスし、高い信頼性で安定に情報を入出力する技術が必要となる。また、１ペタｂｐｓｉの記録密度を実用化する上でナノ加工技術が基盤技術の一つとなる。光メモリ分野では現在近接場光技術開発の一環としてナノ加工技術の開発が進んでいて、ナノ加工技術のこの分野における役割は今後一層重要になる。さらに新規なナノ構造から発現する新機能材料の開発も見込める。

情報記録は材料，デバイス，メカニクス，システムを全て含んだ総合技術で、これら全てを総合的に考慮した上で開発する必要がある。材料のみ、デバイスのみの議論では実用につながらず、ナノからマイクロの系へいかに信号を取り出すかというシステム上の本質的検討（再生速度も含む）とブレークスルーが必要である。すなわち、ペタバイト級ストレージの開発では、例えばコンセプトテクノロジとして、高感度の情報読み出し、電子・電界入力光再生方式、微少領域での状態安定化、ナノセル化、マイグレーション防止、保護層等の要素技術が、また、ファンクショナルテクノロジとして、微細加工、転写形成、アクセス制御等の要素技術が必須である。

このため、ペタバイト級の情報記録媒体においては、従来の記録媒体への記録または再生処理するための記録再生ヘッドを走査させるという概念からの脱却、あるいはヘッド走査の代替技術を開発する必要がある。なぜなら速度と精度とは相容れないからである。テラバイト級までは何とかしのいできたが、ペタバイト級では困難となる可能性が高い。

この問題を解決するにはナノフォトニクスの概念に基づいたナノフォトニックデバイスおよびその集積回路との組み合わせにより光メモリの固体化（例えば、半導体フラッシュメモリによる情報記録再生装置）を検討すべきである。また、半導体メモリも大容量になれば、発熱などのために限界があるが、半導体メモリを電子ではなく、近接場光で動作させるナノフォトニクス型半導体メモリと融合することでこれを解決することができる。

このペタバイト級の超高密度記録媒体の実現に向け、ノイズや不安定動作の要因となる磁壁を排除したナノサイズの単磁区磁性結晶粒（スピンナノクラスタ）を整然と並べた超テラｂｐｓｉ級の記録密度の媒体を端緒とし、段階的に粒子サイズを低減すると共に読み出しまたは書き込み技術の高空間分解能、超高速化への移行を念頭とした新規媒体を構築することでサブペタｂｐｓｉまでの高密度化を図る。最終的には、光−電子スピン相互作用を利用した新原理に基づく一原子スピンの制御によりさらなる大容量化を目指している。

また、これまでの情報記録装置，メモリシステムとして、半導体デバイスを用いて作成する論理素子で構成される半導体メモリ，磁気ディスク，磁気テープ，磁気バブルメモリ等の磁気を用いたメモリ、あるいはＣＤ，ＤＶＤ等の光ディスクや光カード等の光を用いたメモリなど様々なメモリ技術が開発されている。例えば、磁気を用いた固体メモリとしてはＭＲＡＭ（Ｍagnetic Ｒandom Ａccess Ｍemory）が提案されている（非特許文献１参照）。また、スピントランスファートルクを用いた磁化反転に関する技術が知られている。これを用いたＭＲＡＭも提案されている（非特許文献２参照）。
松山公秀 「磁性ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）の課題と可能性」応用物理 第69巻 第９号 2000年 p1074〜1079 屋上公二郎、鈴木義茂 「スピン注入磁化反転の研究動向」 日本応用磁気学会誌 Vol.28 No.9 2004年 ｐ937〜948 V.G. Veselago「THE ELECTRODYNAMICS OF SUBSTANCES WITH SIMULTANEOUSLY NEGATIVE VALUES OF ε AND μ.」[online], Soviet Physics Uspekhi Vol.10, No.4，509 (1968)[平成18年3月29日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.turpion.org/php/paper.phtml?journal_id=pu&paper_id=3699＞ J.B. Pendry「Negative Refraction Makes a Perfect Lens」, Phys. Rev. Lett. Vol.85, No.18，3966 (2000) S.T. Chui and Liangbin Hu「Theoretical investigation on the possibility of preparing left-handed materials in metallic magnetic granular composites」, Phys.Rev.B, Vol.65, 144407 (2002)

しかしながら、このようなペタバイト級超高密度メモリを実現するためには、記録密度の向上だけではなく、記録したデータの高速読み出し、高速書き込み技術も重要な課題となる。従来のＨＤＤや、ＯＤＤ（ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ）などの既存の記録再生システムでは、ビットバイビットの記録，再生方式となるため、データは記録時あるいは再生時にシリアルデータに変換される。電気回路の制約から、再生時におけるデータの転送速度は１Ｇｂｐｓが限度とされており、また、記録時には記録媒体の反応時間がかかり、さらに遅くなる。マルチヘッドや多層一括読み出しなどの並列化技術によっても、その１０倍の１０Ｇｂｐｓが限度である。仮に再生速度が１Ｇｂｐｓに到達したとして、この再生速度を持ちペタバイト級メモリを再生すると、１ペタバイトの容量を再生するのに約１２日を要する。また、ランダムアクセスにより所望のデータを検索する場合、検索結果がでるまで平均６日程度かかる計算となり、実用的なメモリとは言い難い。このように、大容量化に付随する検索性、アクセス性はデータの高速読み出しと同時に実現しなければならない。

本発明は、前記課題を解決することに指向するものであり、ペタバイト級のオーダーなどの情報記録媒体（フェードインメモリ素子）に超大規模データの記録再生を効率よく処理することのできるフェードインメモリと情報記録方法および情報再生方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１、２に記載したフェードインメモリは、情報記録媒体に情報を記録および再生するフェードインメモリであって、複数の情報記録素子からなる複数の情報記録部の各記録情報を、情報記録部ごとの記録情報を総括して総括情報とする総括処理を行う情報総括手段と、情報総括手段が処理した複数の総括情報を記録する複数の総括情報記録部と、を備える。
情報記録媒体は、前記情報記録素子であるスピンナノクラスタを基本単位として、２次元配列させてなり、情報記録手段は、スピン偏極電子ビームを前記スピンナノクラスタに照射し、前記スピンナノクラスタのスピンの向きを調整することにより情報の記録を行なう複数の電界放射型の記録ヘッドである。
情報再生手段は、近接場光の伝播により前記スピンナノクラスタのスピン配列情報を読み出すものであって、近接場光の導入源と、検出器とを複数個ずつ有する。
請求項１記載のフェードインメモリでは、再生すべき情報に関連する総括情報に応じ、該総括情報が総括処理される前の情報を記録された情報記録部における再生領域を再生するものである。
請求項２記載のフェードインメモリでは、再生すべき情報に関連する総括情報に応じ、該総括情報が総括処理される前の記録情報を記録された前記情報記録部における同一の再生領域を、近接場光の導入源数を小さい数（疎）から次第に大きい数（密）へ増加させて変化させることにより、再生情報量を次第に増加するように調整可能である。
総括情報記録部に記録した総括情報を用いて、情報記録素子に記録された情報を判断し、所望する情報を効率よく取得することができ、超大容量の情報記録媒体においても超高速に所望の情報を取得できる。

また、請求項３に記載したフェードインメモリは、請求項１に記載のフェードインメモリにおいて、複数の総括情報記録部を第１の総括情報記録部とし、この第１の総括情報記録部に記録した各情報を総括処理して得られる第２の総括情報を記録する複数の第２の総括情報記録部を備えたことを特徴とする。
第２の総括情報記録部を備えたことによって、階層的に情報を管理して上位の総括情報記録部から順に所望の情報を検索し、対応する情報であるか否かを判断して情報記録素子から所望の情報のみを取得することができ、超大容量の情報記録媒体においても超高速に情報を取得できる。

また、請求項４に記載したフェードインメモリは、請求項１〜３の任意の１に記載のフェードインメモリにおいて、情報記録媒体を構成する各情報記録素子間の関係を示す情報、または複数の総括情報記録部に記録した各総括情報間の関係を示す情報、または各情報記録素子と各総括情報との間の関係を示す情報を記録する関係情報記録部を備えたことを特徴とする。
関係情報記録部に記録された関連情報に基づいて所望の情報を素早く探すことができ、超大容量の情報記録媒体においても超高速に所望の情報を取得できる。

また、請求項５，６に記載したフェードインメモリは、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフェードインメモリにおいて、記録および再生処理する情報が画像および／または動画であること、また、総括情報記録部が、情報の記録領域を、情報記録部と兼用することを特徴とする。
画像および／または動画の情報を処理が容易で、他に記録領域を持つ必要がなく、素子構成の配線等も兼用でき、超大容量の情報記録媒体においても、より高密度で小型化を実現できる。

請求項７に記載したフェードインメモリは、請求項１〜６の何れか１項に記載のフェードインメモリにおいて、情報記録手段の複数の電界放射型の記録ヘッドが、ハーフメタル材料による電界放射陰極アレイであることを特徴とする。
また、請求項８に記載した情報記録方法は、請求項１〜７の何れか１項に記載のフェードインメモリに、情報を記録する方法であって、前記情報記録媒体を構成する複数の情報記録素子に情報を記録し、複数の情報が記録された前記複数の情報記録素子に対応して設けた総括情報記録部に、複数の情報記録素子の各情報を総括処理した情報を記録することを特徴とする。
複数の情報記録素子の各情報を総括処理した情報を記録することによって、総括情報記録部の総括情報を用いて、対応する情報記録素子の情報が所望する情報か判断して情報記録素子から所望する情報のみを再生でき、超大容量の情報記録媒体においても超高速に再生することができる。

また、請求項９に記載した情報記録方法は、請求項８記載の情報記録方法において、複数の情報記録素子の各情報を総括処理した情報を記録する複数の第１の総括情報記録部に対応して設けた第２の総括情報記録部に、複数の第１の総括情報記録部に記録した各情報を総括処理した情報を記録することを特徴とする。
第２の総括情報記録部に、複数の第１の総括情報記録部に記録した各情報を総括処理した情報を記録することによって、階層的に情報を管理して上位の総括情報記録部から順に所望の情報を検索でき、対応する情報であるか否かを判断して情報記録素子から所望の情報のみを再生することができ、超大容量の情報記録媒体においても超高速に再生することができる。

また、請求項１０に記載した情報記録方法は、請求項８，９の情報記録方法において、情報記録媒体を構成する各情報記録素子あるいは各総括情報記録部の関係を示す情報を記録するために設けた関係情報記録部に、情報記録媒体の各情報記録素子間の関係を示す情報、または複数の前記情報記録素子の総括情報記録部に記録した各総括情報間の関係を示す情報、または各情報記録素子と各総括情報との間の関係を示す情報を記録することを特徴とする。
情報記録媒体の各情報記録素子間の関係を示す情報、または複数の情報記録素子の総括情報記録部に記録した各総括情報間の関係を示す情報、または各情報記録素子と各総括情報との間の関係を示す情報を記録することによって、関係情報記録部に記録された関連情報に基づいて所望の情報を素早く探すことができ、超大容量の情報記録媒体においても超高速に所望の情報を再生することができる。

また、請求項１１，１２に記載した情報記録方法は、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の情報記録方法において、記録する情報が画像および／または動画であること、また、総括情報記録部が情報記録部と情報の記録領域を兼用し、前記記録領域に情報を記録する際に、前半に記録する情報が総括情報であり、後半に記録する情報が詳細情報であることを特徴とする。
記録する情報が画像および／または動画であること、また総括情報記録部は情報記録部と情報の記録領域を兼用し、記録領域に情報を記録する際に、前半に記録する情報が総括情報であり、後半に記録する情報が詳細情報であることによって、画像および／または動画の情報を処理が容易で、他に記録領域を持つ必要がなく、素子構成の配線等も兼用でき、超大容量の情報記録媒体においても、より高密度で小型化を実現できる。

請求項１３に記載の情報記録方法は、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の情報記録方法において、請求項７に記載の情報記録手段を用いることを特徴とする。
また、請求項１４に記載した情報再生方法は、請求項１〜７の何れか１項に記載のフェードインメモリに記録された情報を再生する情報再生方法であって、情報記録素子に対応する総括情報記録部に記録された総括情報を取得し、取得した総括情報に基づいて、対応する情報記録素子を選択し情報を再生することを特徴とする。
情報記録素子に対応する総括情報記録部に記録された総括情報を取得し、総括情報に基づいて対応する情報記録素子を選択し情報を再生することによって、総括情報記録部の総括情報を用いて、対応する情報記録素子の情報が所望する情報か判断して情報記録素子から所望する情報のみを再生して、超大容量の情報記録媒体においても超高速な再生ができる。

請求項１５に記載の情報再生方法は、請求項１４記載の情報再生方法において、複数の情報記録素子の各情報を総括処理して記録する複数の第１の総括情報記録部に対応して設けた第２の総括情報記録部に記録された第２の総括情報を取得し、取得した第２の総括情報に基づいて、対応する前記第１の総括情報記録部を選択し、さらに前記第１の総括情報記録部に記録された第１の総括情報を取得し、取得した第１の総括情報に基づいて対応する前記情報記録素子を選択し情報を再生することを特徴とする。
第１の総括情報記録部に対応して設けた第２の総括情報記録部に記録の第２の総括情報を取得し、第２の総括情報に基づいて対応する第１の総括情報記録部を選択し、さらに第１の総括情報記録部に記録された第１の総括情報を取得し、第１の総括情報に基づいて対応する情報記録素子を選択し情報を再生することによって、階層的に情報を管理して上位の総括情報記録部から順に所望の情報を検索でき、対応する情報であるか否かを判断して情報記録素子から所望の情報のみを取得することができ、超大容量の情報記録媒体においても超高速に再生できる。

請求項１６に記載された情報再生方法は、請求項１４または１５記載の情報再生方法において、関係情報記録部を有するフェードインメモリに対し、関係情報記録部に記録された情報記録素子および／または総括情報の間の関係情報を取得し、関係情報に基づいて総括情報および／または情報記録素子を選択し情報を再生することを特徴とする。
関係情報に基づいて総括情報および／または情報記録素子を選択し情報を再生することによって、関係情報記録部に記録された関連情報に基づいて所望の情報を素早く探すことができ、超大容量の情報記録媒体においても超高速に情報を再生できる。

また、請求項１７または１８に記載した情報再生方法は、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の情報再生方法において、再生する情報が画像および／または動画であること、また総括情報記録部は情報記録部と情報の記録領域を兼用し、記録領域の情報を再生する際に、前半に再生する情報が総括情報であり、後半に再生する情報が詳細情報であることを特徴とし、画像および／または動画の情報を処理が容易で、他に記録領域を持つ必要がなく、素子構成の配線等も兼用でき、超大容量の情報記録媒体においても、より高密度で小型化を実現できる。

本発明によれば、媒体の記録密度の向上を図るとともに、媒体の大容量化に付随する検索性、アクセス性の要求を解決し、ペタバイト級の超高密度の情報記録媒体に情報の記録および再生の処理を効率よくできるという効果を奏する。

記録媒体等に情報を記憶するということは、物理的な特性、状態がある時間、ある場所で保持されることである。情報の記録再生とは、その特性（値、状態）を思い通りに変化させ、その状態や変化を感じることができることである。構成としては、その特性値を記録する媒体と、その特性値を変化させる、あるいは検出するためのプローブ、ピックアップ等の記録再生デバイス、アドレッシングを行うためのデバイスが必要となる。また、どの場所、どの時間にどのような情報を記録するかという物理フォーマットが必要となる。

また、デジタル記録に関しては、その特性値、状態を論理的な演算が可能な論理値に対応させる。例えば、ブール代数に代表されるブーリアン（０，１）の２値、あるいはｎ値の離散的な論理値等、これらの並べ方の規則を定めた論理フォーマットが必要となる。また、アナログ記録に関しては、ある物理量を表すアナログ値や状態、その時間的な変化がこれに該当する。

そして、記録時は、媒体に対して情報そのものが持っている要素（情報の本質）を記録しやすい形（２値、あるいはｎ値の離散的な論理値等の論理フォーマット）に変換し記述する。また、再生時は、ある論理フォーマットによって記述された情報を人間が認知できる形に変換し、表示するディスプレイが必要になる。

例えば、聞いたこと（情報）を鉛筆で紙に書く場合を考える。日本語というプロトコルを用いて、横に引かれた罫線上に記述（記録）すると言ったフォーマットに従い、情報を記録していく。物理的には紙の繊維に絡まる黒鉛の濃淡がメモリであり、この線の濃淡で線を表現し、線の組み合わせで日本語を表現する。紙という媒体は、そのままメモリになり、またディスプレイの役割も果たす。

また、半導体メモリの場合、ＳＲＡＭは二つのトランジスタで構成されたフリップフロップが情報の基本単位を構成し、一方のトランジスタがオン、他方がオフという安定状態に論理値を記録する。記録再生デバイスとしてデータ記録用トランジスタを併用し、アドレッシングはワード線、ビット線により構成される。

本発明の情報記録媒体（フェードインメモリ素子）におけるフェードイン（だんだん詳しく思い出す）の概念は、本質から考えると情報に係る議論であり、要素に関して「詳しい」や「大雑把に」などの考え方が生まれる。もし、論理的にフェードインの概念を適用すると、この領域のデータの並びは詳しくは０１０００１１０１だが、大雑把に見るとだいたい０．４くらい、ということになり、この０．４という情報値には優位な情報は含まれていない。だんだん思い出すのは情報であるため、だんだん思い出せるように、あらかじめコーディングしておく必要がある。

つまり、記録情報を階層化し階層構造の記録領域を保有し、その再生方法は上位の階層の情報から順次読み出し、詳細に必要ではない領域は総括情報で代用する。記録情報が画像や動画の場合を例とすると、記録するビットの隣接ビットは関連性があり、空間周波数で言うと、ｆ（周波数）分の１の傾きを持った、比較的低周波領域に多くの成分を持った情報となる。このような情報の場合、フェードインの概念を持った記録再生方法が有力な方法となる。すなわち、隣接画素をブロックとしてとらえて、例えばその隣接画素のブロックの平均値を総括情報として総括情報記録領域に記録しておけば、この記録された総括情報を画素の値とみなして、まず大雑把な情報を表示することができ、次に時間をかけて詳細画像を表示できる。

このことから、高速アクセスと表示が必要な場合は大雑把な情報で対応し、さらに詳細情報が必要な場合は、必要な領域だけを時間をかけて詳細に読み出すことが可能となる。これはまさしくフェードインの概念そのものである。例えば、画像のある領域だけを詳細に知る必要がある場合において、従来では必要な解像度にあわせて画像全体を詳細表示する必要があったが、本発明によるフェードインメモリの場合、情報の記録方法が領域分割した場所ごとにその総括情報として記録しているので、必要な領域のみを詳細に表示できるため、表示速度が高速になる。

本発明における情報記録媒体のペタバイト級ストレージは、ナノ・サブナノ粒子の自己組織化現象を用いた記録媒体に対し、ナノフォトニクスの概念に基づいて記録，再生を行うことにより実現される可能性が有望である。一方このように膨大な情報記録を行う場合、階層アクセス性を具備することもメモリ応用を目指す上では重要な技術課題である。従来、記録信号の再生は基本的にドライブシステム側の問題として情報処理側のアルゴリズムの工夫によりメモリ設計がなされていきたが、ペタバイト級ストレージではメモリの容量の飛躍的な増大に伴い、アクセス速度の点でも技術的なブレークスルーが求められる。

ギガバイト級からテラバイト級ストレージへのブレークスルー技術としては、「光」と「磁気」の融合技術がすでに開発の途上にあるが、ペタバイト級ストレージの実現にはこれらに加えて新たな先進技術の融合が必須であり、本視点において「近接場光技術」、「スピンクラスタ媒体技術」、「半導体インテグレーション技術」の融合が極めて重要なになると思われる。また、ペタバイト級情報量を高速に処理するためには、記録を担うハードウエアと記録情報を読み出し制御するソフトウエアが相互に補完して初めて有効な情報処理が実現される。

このような技術思想をもとに、ハードウエア側にも冗長度可変なアクセス機能を具備させて情報の認識をより人間に近づけたメモリ概念として「フェードインメモリ：だんだん詳しく思い出す機能有するフェードインメモリ」を新たに提案する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の実施形態１に係るフェードインメモリの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、フェードインメモリは、情報記録媒体１に情報記録を行う情報記録手段２、記録情報を再生する情報再生手段３、記録情報を任意のデータ量ごとに記録内容を総括した情報あるいはその記録内容の特徴等を示す情報に処理する情報総括手段４から構成されている。
また、情報記録媒体１は、図４に示すように、情報記録素子１１、情報記録部１２、総括情報記録部１３ａとを有する。
図１において、情報記録媒体１は単一体として描かれているが、情報記録部１２、総括情報記録部１３ａをなす部分は、１つの記録媒体が有することもできる（この場合、記録情報媒体は単一の記録媒体で構成される。）し、情報記録媒体１が複数の記録媒体で構成される場合、複数の記録媒体に分けて設けることもできる。

本実施形態１のフェードインメモリに用いたフェードインメモリ素子（情報記録媒体）は、図２に示すスピンナノクラスタ(金属ナノ粒子１６)をナノスケールに加工された半導体チップ上に自己組織化させた配列体が記録媒体となる、浮上型ヘッドを必要としない固体メモリである。このスピンナノクラスタを「情報記録素子１１の基本単位」とする。
記録には、ハーフメタル材料による電界放射陰極アレイにより電流磁化反転を用いる。
また再生は、ナノ加工された近接場光交換素子１７を通して発生させた近接場光の伝播により「記録媒体のスピン配列情報」を読み出す原理に基づく。
このように、情報記録媒体１では、半導体の微細加工技術を駆使して作製した複数の電界放射型の記録ヘッド２０、近接場光の導入源２１、検出器２２を配置させることにより、複数ビットの情報を一括して記録し読み出しすることが可能である。情報再生の際に近接場光の導入数を変化させることで読み出し時間に応じて精密性を変えうることは、フェードイン読み出し機能として特筆される。

近接場光の導入源２１、検出器２２として、半導体のインテグレーション技術を利用してレーザダイオード、フォトダイオードを集積しナノメートルオーダで配列化する。導入源２１については、偏光を制御したレーザ光線を導入源２１の先端部に入射させることにより、近接場光を発生させる。一方、検出器２２については、現在開発が進んでいる表面プラズモンの技術を利用した近接場光増幅器を介して、フォトダイオードで受光する。例えば、０．８ｎｍ寸法のスピンナノクラスタの微粒子を自己組織化配列させ、このスピンが記録情報を有する記録媒体である一方、自己組織化微粒子の配列が近接場光の導波路となる。

次に、スピン情報の書き込みとして、ハーフメタル材料（上向きスピンは金属的、下向きスピンは絶縁体的な電子構造を有する強磁性体）を用いた電界放射陰極をアレイ状に配列させた書き込みヘッド（記録ヘッド２０）を用いる。この電界放射陰極により発生される１ｎｍ以下に絞り込まれたスピン偏極電子ビーム（スピンカレント）をスピンナノクラスタ（金属ナノ粒子１６）に照射することによりスピンの向きを反転させる（電流磁化反転）。本書き込みヘッドは、印加磁界勾配や媒体熱伝導特性が律速となる従来型の記録ヘッドと異なりスピンカレントを１ｎｍ以下に絞り込むことができるため、ペタバイト級のサブナノメートル記録媒体への超高分解能記録を具現化しうる。

また、スピン情報の読み出しとして、スピンナノクラスタの配列を伝播する近接場光は、表面プラズモンの受け渡しによって伝播する。さらに個々のクラスタがスピンを有しているため、伝播中の近接場光が磁気光学効果により変調される。近接場光は個々のクラスタを伝播するごとに減衰しながら一定の変調を受けるため、検出器直前のクラスタに誘導された近接場光の変調状態により、導波路を担ったクラスタ配列のスピン情報が同時に検出できることとなる。

このスピンナノクラスタは２次元配列体であるため、複数の近接場光導入源から近接場光を導入することにより、複数のクラスタ配列のスピン情報を同時に得ることができる。また、一つの導入源から導入された近接場光は検出器までの直線的なクラスタ配列を伝播するだけでなく、隣接の配列にもわたって伝播する。したがって、読み出しの際に使用する近接場光の導入数を粗にしても自己組織化スピンナノクラスタ全体のスピン配列を大つかみに検出することができる。つまり、近接場光の導入源数を粗から密に変化させることにより、まず高速アクセスにより外郭情報の再生を行い、徐々に時間がかかる詳細情報の再生を行うフェードインメモリとしてのフェードイン機能を備えることができる。

このフェードインメモリ（フェードインメモリ）に対して情報の入出力の制御を行う信号処理部により、「電気信号−近接場光−スピン−近接場光−電気信号」の信号再生系全般を制御する半導体集積回路、および最適アルゴリズムに基づきハードウエアを「フェードインメモリ」として機能させるための演算を行う。

実施形態１のフェードインメモリは、フェードイン機能を発現させるのに最適な構成である。すなわち、近接場光の散乱あるいは拡散により、隣接するスピンナノクラスタと相互作用しながら伝播するので、隣接するスピンナノクラスタのスピン情報を同時に読み取ることができる。また、総括情報記録領域を設けて対応する情報記録部内の複数の情報記録素子の総括情報として、その複数をまとめて記録しておくことができる。

ここで、前述したように構成されるフェードインメモリ素子の再生機能について、図３の概略図を参照しながら説明する。また、フェードインメモリ素子には、複数の情報記録素子１１を配置し、その周りに複数のエミッタ２７とコレクタ２８を配置し、図３では情報記録素子１１は平面上に縦横整列してあるが、６方細密充填（ハニカム状）配置やランダムな配置でも良い。また平面上に配置されている必要はなく、球面状や立体的に配置されていても良い。

さらに、情報記録素子１１は情報を記録できる素子であれば良く、例えばスピンナノクラスタのような微少磁性材料，強誘電材料，相変化材料などが考えられる。

本実施形態１の説明では、スピンナノクラスタによる電子スピンの方向を情報の１ビットとするメモリを構成する。また、図３ではエミッタ２７は情報記録素子１１の外側に配置しているが、中に配置しても良い。また、同様にコレクタ２８も情報記録素子１１の外側のみならず、内部に配置しても良い。エミッタ２７からは情報再生時にエネルギーが放射されるが、エミッションされるエネルギーは、通常の伝播光の他に、例えば近接場光などの微少領域を通過する光、プラズモン、など何でも良い。

光を含む電磁波と物質の応答は、誘電率εと透磁率μにより記述されるが、自然界に存在する透明物質に対して誘電率εと透磁率μは共に正の値を取り、従って屈折率ｎ＝√εμは実数となる。光学的に透明であるためには、屈折率ｎは実数である必要があり、また虚数となる物質の場合、光は透過することができない。しかし、誘電率εと透磁率μが同時に負の値をとる場合、屈折率ｎはやはり実数であるため、電磁波は伝播すると考えられる（非特許文献３参照）。この電磁波の電場、磁場、波数ベクトルには左手の関係があり、左手系物質（ＬＨＭｓ:Ｌeft Ｈanded Ｍaterials）と呼ばれる。ＬＨＭｓは負の群速度や負の屈折率をもち（非特許文献４参照）、逆ドップラー効果や逆チェレンコフ放射等、奇妙な電磁気現象を示すことが予想される。また、近接場光を集光できる全く新しい光学素子を実現できると考えられる。透磁率μを負とする材料として、強磁性金属ナノ粒子を絶縁体マトリクス中に埋め込んだ強磁性ナノコンポジット膜があり（非特許文献５参照）、強磁性共鳴（ＦＭＲ）を用いることでマイクロ波に対する負の透磁率μを実現できる。

詳細には、強磁性金属ナノ粒子の体積充填率を調整し、磁化の方向を一方向にそろえることができれば、このようなコンポジット膜が強磁性共鳴周波数近傍の領域でＬＨＭｓとして機能する。電磁波ではマイクロ波に近い領域が強磁性共鳴周波数近傍の領域であるが、本発明はこのようなＬＨＭｓを情報記録媒体（フェードインメモリ媒体）として用いてもよく、光源の波長はマイクロ波に限らず、可視光や４００ｎｍ近傍の青紫の色の光源を使ってもよい。ＬＨＭｓの記録媒体の場合は、エミッタから照射される近接場光を媒体内で集光できるので、光の拡散による減衰を考慮せずに、比較的長い距離を伝播させることができる。

いま、図３に示す個々のエミッタ２７からエミッションされるエネルギーＥを（数１）とする。

また、情報記録素子１１に記録された情報、例えばスピンナノクラスタに記録した電子スピンの向きに情報の１ビットを対応させる場合、各情報記録素子１１に記録した情報をＡとして、（数２）で表す。

再生時にエミッタ２７から放出されたエネルギーＥは、情報記録素子１１内部を通過する間に各情報記録素子１１と相互干渉しながら伝播する。エネルギーＥを近接場光とすると、情報記録素子１１であるスピンナノクラスタに到達したとき、クラスタ表面の金属層と干渉してクラスタ表面の表面プラズモンを励起する。この表面プラズモンとスピンナノクラスタのスピンの向きが相互作用し、スピンナノクラスタのスピンの向きの情報を保持した表面プラズモンは隣接するスピンナノクラスタに伝播し、そのスピンナノクラスタのスピンの向きとも相互作用する。

このような隣接スピンナノクラスタとの相互作用を繰り返し、伝播経路のスピンナノクラスタのスピンの向きの情報を保持した表面プラズモンは、スピンナノクラスタに隣接するコレクタ２８に到達する。コレクタ２８では到達した表面プラズモンを信号として検出する。この検出信号をＤとすると、（数３）のように表現できる。

また、検出したプラズモンの検出信号Ｄとエミッタ２７からエミッションされるエネルギーＥとの関係は、各情報記録素子１１の情報であるスピンナノクラスタの磁化情報Ａを用いて（数４）のように表すことができる。

したがって、スピンナノクラスタの磁化情報Ａを再生するためには、検出したプラズモンの検出信号Ｄとエミッタ２７からエミッションされるエネルギーＥを用いて（数５）の計算により算出することができる。

ここでスピンナノクラスタの磁化情報Ａは一次独立である必要があり、全ての要素が直交している。（数５）の計算はＣＴ（コンピュータ・トモグラフィ）の手法を用いて計算しても良いが、連立方程式と見立てて解く場合は、スピンナノクラスタの磁化情報Ａの要素の数と同等数のプラズモンの検出信号Ｄの検出器を配置する。

以上のように構成され、情報記録媒体に情報の記録または再生を行うフェードインメモリにおける情報の記録または再生の方法について説明する。

まず、情報の記録方法について、図４に示す複数の情報記録素子１１からなる情報記録部１２と、複数の情報を総括した総括情報１３を記録する総括情報記録部１３ａとからなる情報記録媒体に情報記録する場合を考える。また、図５は本実施形態１の情報記録方法の処理を示すフローチャートである。

図５に示すように情報の記録が開始されると、図１に示す情報記録手段２により記録する情報の分割を行う（Ｓ１）。分割した情報を情報記録部１２の情報記録素子１１に記録し（Ｓ２）、さらに情報記録部１２に記録した情報を情報総括手段４により総括処理して総括情報１３を取得する（Ｓ３）。この取得した総括情報１３を総括情報記録部１３ａに記録する（Ｓ４）。記録する情報の全ての処理の終了を確認し（Ｓ５）、終了していない場合（処理Ｓ５のＮｏ）、次の分割情報を処理するため処理Ｓ１へ戻り、終了した場合（処理Ｓ５のＹｅｓ）、情報の記録処理を終了する。

ここで、情報を分割する単位としては、情報記録部１２に格納する情報量を決めて、そのサイズとしても良く、記録する情報に基づいたサイズとしても良い。例えば、映像情報の場合には、一連のストリームデータとして取り扱われることから、時間軸で分割しても良い。また、情報総括手段４において、情報記録部１２に記録した情報を総括する処理として、本発明の前述した情報記録媒体（フェードインメモリ素子）の特性を利用して、情報記録部３に記録した情報を大つかみに取得し総括情報１３として総括情報記録部１３ａに記録しても良い。

次に、情報の再生方法について、図６に示す情報再生方法の処理を示すフローチャートに基づき説明する。いま、図４に示す情報記録媒体において、複数の情報記録素子１１からなる情報記録部１２に記録した情報と、その複数の情報を総括し総括情報記録部１３ｂに記録した総括情報１３が記録されている場合を考える。

フェードインメモリの情報再生時には、まず、図１に示す情報再生手段３が総括情報記録部１３ａにアクセスし（Ｓ６）、この中の総括情報１３から対応する情報記録部１２に所望の情報が存在するかを判断する（Ｓ７）。もしも所望の情報が情報記録部１２に記録されていない場合（処理Ｓ７のＮｏ）、情報記録素子１１からの情報を読み出すことなく、他の総括情報１３または総括情報記録部１３ａにアクセスするため処理Ｓ６へ戻り、所望の情報を探す。また、所望の情報がこの情報記録部１２に記録されている場合（処理Ｓ７のＹｅｓ）、この情報記録部１２の情報記録素子１１にアクセスして所望の情報を再生する（Ｓ８）。これにより、情報記録媒体の大容量化に付随する検索性、アクセス性の要求を解決し、高速に情報再生の処理ができる。

なお、総括情報記録部１３ａに記録した複数の総括情報１３の再生処理においても、本発明の情報記録媒体（フェードインメモリ素子）の特性を利用して、総括情報１３に記録した情報を大つかみに取得し、複数ある総括情報記録部１３ａを選択することで、より高速に情報再生の処理ができる。

図７は本発明の実施形態２における情報記録媒体の構成を示す図であり、フェードインメモリは、前述した実施形態１の総括情報を記録する総括情報記録領域を第１の総括情報記録部１３ａとし、これらの総括情報記録部を複数まとめ、さらにその総括情報１４を記録する第２の総括情報記録部１４ａを設けて構成する。この第２の総括情報記録部１４ａの領域には、複数の第１の総括情報記録部１３ａの情報を総括した情報を記録しておく。また、第２の総括情報記録部１４ａの複数をまとめて、その総括情報を記録する第３の総括情報記録部を設けて構成しても良く、さらに、複数の総括情報記録部を任意の積層構造として構成しても良い。

以上のように構成され、情報記録媒体に情報の記録または再生を行うフェードインメモリにおける情報の記録または再生の方法について説明する。

まず、情報の記録方法について、図７に示す複数の情報記録素子１１からなる情報記録部１２と、複数の情報を総括した総括情報１３を記録する第１の総括情報記録部１３ａに記録した総括情報１３と、さらにその複数の総括情報１３を総括した総括情報１４を記録する第２の総括情報記録部１４ａとからなる情報記録媒体に情報記録する場合を考える。また、図８は本実施形態２の情報記録方法の処理を示すフローチャートである。

図８に示すように情報の記録が開始されると、図１に示す情報記録手段２により記録する情報の分割を行う（Ｓ１１）。分割した情報を情報記録部１２の情報記録素子１１に記録し（Ｓ１２）、さらに情報記録部１２に記録した情報を情報総括手段４により総括処理して総括情報１３を取得する（Ｓ１３）。次に、第１の総括情報記録部１３ａの領域内に総括情報１３が記録可能な単位か確認する（Ｓ１４）。記録可能な場合（処理Ｓ１４のＹｅｓ）、取得した総括情報１３を第１の総括情報記録部１３ａに記録する（Ｓ１５）。また、記録可能ではない場合（処理Ｓ１４のＮｏ）、新たな第１の総括情報記録部１３ｂ（図７参照）を選択して、取得した総括情報１３の記録を行うため処理Ｓ１５へ移る（Ｓ１６）。

なお、この処理Ｓ１６において、総括情報１３を記録可能な単位以上に記録した第１の総括情報記録部１３ａにおいては、前述の処理Ｓ１３と同様の処理を行って、記録した総括情報１３を総括した総括情報１４を求め、第２の総括情報記録部１４ａに記録を行う。

記録する情報の全ての処理の終了を確認し（Ｓ１７）、終了していない場合（処理Ｓ１７のＮｏ）、次の分割情報を処理するため処理Ｓ１１へ戻り、終了した場合（処理Ｓ１７のＹｅｓ）、情報の記録処理を終了する。

第１の総括情報記録部１３ａにおいて、総括情報１３を記録する領域のサイズとして、特に限定はしないが情報記録部１２と同等のサイズであっても良く、これにより情報総括手段４において総括情報を作成する処理が同等のものとできる。さらに、総括情報記録部を情報記録部と情報の記録領域を兼用し、その前半に総括情報、後半に詳細情報を記録する構成としても良い。また、処理Ｓ１７の終了処理において、処理Ｓ１４にて総括情報記録部１３ａに総括情報１３を記録する際に記録可能な単位内であることを確認し、総括情報記録部１３ａの総括情報１４を求め第２の総括情報記録部１４ａに記録して終了する。

次に、情報の再生方法について、図９に示す情報再生方法の処理を示すフローチャートに基づき説明する。いま、図７に示す情報記録媒体において、複数の情報記録素子１１からなる情報記録部１２に記録した情報と、その複数の情報を総括し第１の総括情報記録部１３ｂに記録した総括情報１３と、さらにその複数の総括情報１３を総括し第２の総括情報記録部１４ａに総括情報１４が記録されている場合を考える。

フェードインメモリによる情報再生時には、まず、図１に示す情報再生手段３が第２の総括情報記録部１４ａにアクセスし（Ｓ２１）、この第２の総括情報記録部１４ａに対応する第１の総括情報記録部１３ａに所望の情報が存在するか否かを判断する（Ｓ２２）。もしも所望の情報が第１の総括情報記録部１３ａに記録されていない場合（処理Ｓ２２のＮｏ）、第１の総括情報記録部１３ａから情報を読み出すことなく、他の第１または第２の総括情報記録部１３ｂ，１４ａにアクセスするため処理Ｓ２１に戻り、所望の情報を探す。

また、所望の情報が第１の総括情報記録部１３ａに記録されている場合（処理Ｓ２２のＹｅｓ）、第１の総括情報記録部１３ａにアクセスし（Ｓ２３）、総括情報１３から対応する情報記録部１２に所望の情報が存在するかを判断する（Ｓ２４）。もしも所望の情報が情報記録部１２に記録されていない場合（処理Ｓ２４のＮｏ）、処理Ｓ２３へ戻り、次の情報記録部１２にアクセスする。所望の情報が存在する場合（処理Ｓ２４のＹｅｓ）、情報記録部１２を介し情報記録素子１１にアクセスして所望の情報を再生する（Ｓ２５）。これにより、情報記録媒体の大容量化に付随する検索性、アクセス性の要求を解決し、高速に情報再生の処理ができる。

図１０は本発明の実施形態３における情報記録媒体の構成を示す図であり、フェードインメモリは、前述した実施形態１，２の構成に加え各情報記録素子および各総括情報との間の関係情報を記録する関係情報記録部１５を有するものである。

図１０に示すように、総括情報１３や総括情報１４、さらには記録する複数の総括情報記録部を積層することにより総括情報１３，１４の間、また情報記録素子１１の間の関係情報を記録しておく関係情報記録部１５を備える。この関係情報記録部１５には、これらの各総括情報１３，１４の間、また情報記録素子１１の間の関係情報を記録している。

以上のように構成され、情報記録媒体に情報の記録または再生を行うフェードインメモリの情報処理の方法について説明する。

まず、情報の記録方法について、図１０に示す情報記録媒体の構成にて、複数の情報記録素子１１からなる情報記録部１２に記録した情報と、その複数の情報を総括し第１の総括情報記録部１３ａに記録した総括情報１３と、さらにその複数の総括情報１３を総括し第２の総括情報記録部１４ａに記録した総括情報１４と、それらの情報の関係が関係情報記録部１５に記録する場合を考える。また、図１１は本実施形態３の情報記録方法の処理を示すフローチャートである。

図１１に示すように情報の記録が開始されると、前述の実施形態２と同様な処理が行われる。ここで、図８においてした説明と同等の処理を有するものには同一の符号を付して示す。

まず、記録する情報の分割を行う（Ｓ１１）。分割した情報を情報記録部１２の情報記録素子１１に記録し（Ｓ１２）、さらに情報記録部１２に記録した情報を情報総括手段４により総括処理して総括情報１３を取得し、さらに、記録した情報記録素子１１間の関係情報を取得する（Ｓ２６）。さらに総括情報記録部の記録領域内に総括情報が記録可能な単位か確認し（Ｓ１４）、これに基づいて、新たな総括情報記録部１３ｂ（図１０参照）を選択変更等して、取得した総括情報１３の記録を行うため処理Ｓ２７へ移る（Ｓ１６）。

処理Ｓ２６で取得した第１の総括情報１３を総括情報記録部１３ａに記録するとともに、同様に取得した関係情報および総括情報記録部１３ａに総括情報１３を記録した際の関係情報も取得し、関係情報記録部１５に記録する（Ｓ２７）。そして、記録する情報の全ての処理の終了を確認し（Ｓ１７）、情報の記録処理を終了する。この関係情報として、例えば情報記録素子１１、総括情報１３，１４の情報記録媒体上の物理的な位置情報等を取得し記録する。

次に、情報の再生方法について、図１２に示す情報再生方法の処理を示すフローチャートに基づき説明する。前述した情報記録方法と同様に、実施形態２と同様な処理が行われることから、図９においてした説明と同等の処理を有するものには同一の符号を付して示す。

フェードインメモリによる情報再生時には、まず、第２の総括情報記録部１４ａにアクセスし（Ｓ２１）、また、この第２の総括情報記録部１４ａに対応する関係情報を関係情報記録部１５から取得し（Ｓ２８）、取得した関連情報に対応する第１の総括情報記録部１３ａ内の各総括情報１３に所望の情報が存在するか否かを判断する（Ｓ２９）。

もしも所望の情報が第１の総括情報記録部１３ａに記録されていない場合（処理Ｓ２９のＮｏ）、関連情報に基づく第１の総括情報記録部１３ａから情報の読み出することなく処理を終了する。また、所望の情報が第１の総括情報記録部１３ａに記録されている場合（処理Ｓ２９のＹｅｓ）、該当の第２の総括情報記録部１４ａに対応する第１の総括情報記録部１３ａに所望の情報が存在するか否かを判断する（Ｓ２２）。

以降の処理は前述した図９と同様に、第１の総括情報記録部１３ａにアクセスし（Ｓ２３）、総括情報１３から対応する情報記録部１２に所望の情報が存在するかを判断する（Ｓ２４）。もしも所望の情報が情報記録部１２に記録されていない場合（処理Ｓ２４のＮｏ）、処理Ｓ２３へ戻り、次の情報記録部１２にアクセスする。所望の情報が存在する場合（処理Ｓ２４のＹｅｓ）、情報記録部１２を介し情報記録素子１１にアクセスして所望の情報を再生する（Ｓ２５）。

なお、本実施形態３の図１２に示す処理Ｓ２８〜処理Ｓ３０を処理２３の後に行っても良く、また、両方を実施あるいは選択的に実施しても良い。これにより、情報記録媒体の大容量化に付随する検索性、アクセス性の要求を解決し、さらに高速に情報再生の処理ができる。

また、記録および再生する情報が画像または動画であれば、階層的に画素情報を管理することができ、最上位の総括情報記録領域から順に所望の情報すなわち詳細画像情報を検索し、まず、その総括情報記録領域から総括情報を読み出し、所望の情報が対応する情報記録部に記録されているかを判断でき、もしも所望の情報がない場合は、その詳細な情報を再生するための動作を中止し、所望の情報がある場合は、速やかにその詳細な情報を再生することができるため、超大容量の情報記録媒体においても超高速に所望の情報（画像あるいは動画）を再生することができる。

以上に述べてきたように、ペタバイト級ストレージでは、大容量性と高速アクセス性とのトレードオフ関係を打破する新たな技術が必要である。「フェードインメモリ」は、「近接場光技術」、「スピンクラスタ技術」、「半導体インテグレーション技術」を結集、融合し、このデッドロックを乗り越えることが可能な究極のメモリである。

本発明に係るフェードインメモリと情報記録方法および情報再生方法は、媒体の記録密度の向上を図るとともに、媒体の大容量化に付随する検索性、アクセス性の要求を解決し、ペタバイト級の超高密度の情報記録媒体に情報の記録および再生の処理を効率よくでき、高密度記録に適した新規な情報記録および情報再生の処理として有用である。

本発明の実施形態１に係るフェードインメモリの概略構成を示すブロック図 本実施形態１の情報記録媒体の概略構成を示す図 フェードインメモリ素子の再生機能について説明する図 本実施形態１のフェードインメモリに用いる情報記録媒体の概略構成を示す図 本実施形態１の情報記録方法の処理を示すフローチャート 本実施形態１の情報再生方法の処理を示すフローチャート 本発明の実施形態２のフェードインメモリに用いる情報記録媒体の概略構成を示す図 本実施形態２の情報記録方法の処理を示すフローチャート 本実施形態２の情報再生方法の処理を示すフローチャート 本発明の実施形態３のフェードインメモリに用いる情報記録媒体の概略構成を示す図 本実施形態３の情報記録方法の処理を示すフローチャート 本実施形態３の情報再生方法の処理を示すフローチャート

符号の説明

１ 情報記録媒体
２ 情報記録手段
３ 情報再生手段
４ 情報総括手段
１１ 情報記録素子
１２ 情報記録部
１３，１４ 総括情報
１３ａ，１３ｂ，１４ａ 総括情報記録部
１５ 関係情報記録部
１６ 金属ナノ粒子
１７ 近接場光交換素子
２０ 記録ヘッド
２１ 導入源
２２ 検出器

Claims (18)

1. 情報記録媒体に情報を記録および再生するフェードインメモリであって、
   前記情報記録媒体を構成する複数の情報記録素子に情報を記録する情報記録手段と、
   前記情報記録素子の情報を再生する情報再生手段と、
   前記複数の情報記録素子からなる複数の情報記録部の各記録情報を、情報記録部ごとの記録情報を総括して総括情報とする総括処理を行う情報総括手段と、
   前記情報総括手段が処理した複数の総括情報を記録する複数の総括情報記録部と、を備え、
   前記情報記録媒体は、前記情報記録素子であるスピンナノクラスタを基本単位として、２次元配列させてなり、
   前記情報記録手段は、スピン偏極電子ビームを前記スピンナノクラスタに照射し、前記スピンナノクラスタのスピンの向きを調整することにより情報の記録を行なう複数の電界放射型の記録ヘッドであり、
   前記情報再生手段は、近接場光の伝播により前記スピンナノクラスタのスピン配列情報を読み出すものであって、近接場光の導入源と、検出器とを複数個ずつ有し、再生すべき情報の総括情報に応じ、該総括情報が総括処理される前の前記情報を記録された前記情報記録部を再生することを特徴とするフェードインメモリ。
2. 情報記録媒体に情報を記録および再生するフェードインメモリであって、
   前記情報記録媒体を構成する複数の情報記録素子に情報を記録する情報記録手段と、
   前記情報記録素子の情報を再生する情報再生手段と、
   前記複数の情報記録素子からなる複数の情報記録部の各記録情報を、情報記録部ごとの記録情報を総括して総括情報とする総括処理を行う情報総括手段と、
   前記情報総括手段が処理した複数の総括情報を記録する複数の総括情報記録部と、を備え、
   前記情報記録媒体は、前記情報記録素子であるスピンナノクラスタを基本単位として、２次元配列させてなり、
   前記情報記録手段は、スピン偏極電子ビームを前記スピンナノクラスタに照射し、前記スピンナノクラスタのスピンの向きを調整することにより情報の記録を行なう複数の電界放射型の記録ヘッドであり、
   前記情報再生手段は、近接場光の伝播により前記スピンナノクラスタのスピン配列情報を読み出すものであって、近接場光の導入源と、検出器とを複数個ずつ有し、再生すべき情報の総括情報に応じ、該総括情報が総括処理される前の前記情報を記録された前記情報記録部における同一の再生領域で、近接場光の導入源数を、疎から密へ増加させて変化させることにより、再生情報量を次第に増加するように調整可能であることを特徴とするフェードインメモリ。
3. 前記複数の総括情報記録部を第１の総括情報記録部とし、この第１の総括情報記録部に記録した各情報を総括処理して得られる第２の総括情報を記録する複数の第２の総括情報記録部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のフェードインメモリ。
4. 前記情報記録媒体を構成する各情報記録素子間の関係を示す情報、または複数の総括情報記録部に記録した各総括情報間の関係を示す情報、または各情報記録素子と各総括情報との間の関係を示す情報を記録する関係情報記録部を備えたことを特徴とする請求項１〜３の任意の１に記載のフェードインメモリ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のフェードインメモリにおいて、
   記録および再生処理する情報が画像および／または動画であることを特徴とするフェードインメモリ。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のフェードインメモリにおいて、
   総括情報記録部が、情報の記録領域を、情報記録部と兼用することを特徴とするフェードインメモリ。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のフェードインメモリにおいて、
   情報記録手段の複数の電界放射型の記録ヘッドが、ハーフメタル材料による電界放射陰極アレイであることを特徴とするフェードインメモリ。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載のフェードインメモリに、情報を記録する方法であって、前記情報記録媒体を構成する複数の情報記録素子に情報を記録し、複数の情報が記録された前記複数の情報記録素子に対応して設けた総括情報記録部に、前記複数の情報記録素子の各情報を総括処理した情報を記録することを特徴とする情報記録方法。
9. 前記複数の情報記録素子の各情報を総括処理した情報を記録する複数の第１の総括情報記録部に対応して設けた第２の総括情報記録部に、前記複数の第１の総括情報記録部に記録した各情報を総括処理した情報を記録することを特徴とする請求項８記載の情報記録方法。
10. 前記情報記録媒体を構成する各情報記録素子あるいは各総括情報記録部の関係を示す情報を記録するために設けた関係情報記録部に、前記情報記録媒体の各情報記録素子間の関係を示す情報、または複数の前記情報記録素子の総括情報記録部に記録した各総括情報間の関係を示す情報、または各情報記録素子と各総括情報との間の関係を示す情報を記録することを特徴とする請求項８または９記載の情報記録方法。
11. 請求項８〜１０のいずれか１項に記載の情報記録方法において、
    記録する情報が画像および／または動画であることを特徴とする情報記録方法。
12. 請求項８〜１１のいずれか１項に記載の情報記録方法において、
    総括情報記録部は情報記録部と情報の記録領域を兼用し、前記記録領域に情報を記録する際に、前半に記録する情報が総括情報であり、後半に記録する情報が詳細情報であることを特徴とする情報記録方法。
13. 請求項８〜１２のいずれか１項に記載の情報記録方法において、
    請求項７に記載の情報記録手段を用いることを特徴とする情報記録方法。
14. 請求項１〜７の何れか１項に記載のフェードインメモリに記録された情報を再生する情報再生方法であって、
    前記情報記録素子に対応する前記総括情報記録部に記録された総括情報を取得し、取得した総括情報に基づいて、対応する前記情報記録素子を選択し情報を再生することを特徴とする情報再生方法。
15. 前記複数の情報記録素子の各情報を総括処理して記録する複数の第１の総括情報記録部に対応して設けた第２の総括情報記録部に記録された第２の総括情報を取得し、取得した第２の総括情報に基づいて、対応する前記第１の総括情報記録部を選択し、さらに前記第１の総括情報記録部に記録された第１の総括情報を取得し、取得した第１の総括情報に基づいて対応する前記情報記録素子を選択し情報を再生することを特徴とする請求項１４記載の情報再生方法。
16. 請求項１４または１５記載の情報再生方法において、
    前記関係情報記録部を有するフェードインメモリに対し、前記関係情報記録部に記録された前記情報記録素子および／または前記総括情報の間の関係情報を取得し、前記関係情報に基づいて前記総括情報および／または前記情報記録素子を選択し情報を再生することを特徴とする情報再生方法。
17. 請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の情報再生方法において、
    再生する情報が画像および／または動画であることを特徴とする情報再生方法。
18. 請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の情報再生方法において、
    総括情報記録部は情報記録部と情報の記録領域を兼用し、前記記録領域の情報を再生する際に、前半に再生する情報が総括情報であり、後半に再生する情報が詳細情報であることを特徴とする情報再生方法。

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