JPH10134409A - 光学データ記憶装置 - Google Patents
光学データ記憶装置Info
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- JPH10134409A JPH10134409A JP9210396A JP21039697A JPH10134409A JP H10134409 A JPH10134409 A JP H10134409A JP 9210396 A JP9210396 A JP 9210396A JP 21039697 A JP21039697 A JP 21039697A JP H10134409 A JPH10134409 A JP H10134409A
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1387—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector using the near-field effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
- G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
- G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
- G11B7/244—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B2007/13727—Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ５０ギガビット／平方インチからテラビット
／平方インチまでの容量を有する超高密度の光学データ
記憶装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、データ記憶媒体を具備するス
キャナ２２と、書込、読み出し、消去に使用されるチッ
プ４を有しデータ記憶媒体６に近接して配置された光学
式ヘッドと、光学式ヘッドとの光学的位置調整を交互に
行うことのできる少なくとも２つのレーザ１４，１８と
を具備し、データ記憶媒体６がフォトクロミズム化合物
で構成される薄膜であり、またチップ４とデータ記憶媒
体６との距離が光学式ヘッドの近視野の範囲内にあるよ
うに構成された超密度光学メモリ用の近視野フォトクロ
ミック装置を提供する。
／平方インチまでの容量を有する超高密度の光学データ
記憶装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、データ記憶媒体を具備するス
キャナ２２と、書込、読み出し、消去に使用されるチッ
プ４を有しデータ記憶媒体６に近接して配置された光学
式ヘッドと、光学式ヘッドとの光学的位置調整を交互に
行うことのできる少なくとも２つのレーザ１４，１８と
を具備し、データ記憶媒体６がフォトクロミズム化合物
で構成される薄膜であり、またチップ４とデータ記憶媒
体６との距離が光学式ヘッドの近視野の範囲内にあるよ
うに構成された超密度光学メモリ用の近視野フォトクロ
ミック装置を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データを記憶する
ための光学記憶装置に関する。さらに詳しくは本発明
は、フォトクロミズム物質及び近視野光学装置を利用し
て記憶データの書き込み、読み出し、消去を行なう高容
量の情報記憶用装置に関する。
ための光学記憶装置に関する。さらに詳しくは本発明
は、フォトクロミズム物質及び近視野光学装置を利用し
て記憶データの書き込み、読み出し、消去を行なう高容
量の情報記憶用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】データ記憶容量に対する必要性が日々拡
大するにつれ、データ記憶の技術は面積密度を高める方
向へと導かれている。高性能コンピュータのサイズ及び
価格の主な決定因子はメモリである。新しい高性能コン
ピュータのデータ記憶要件は、一般に超大な多ギガバイ
ト（１０9 〜１０12ビット）である。必要とされている
のは、新たに改良された小型の低コスト、高性能メモリ
装置である。こうしたメモリ装置は、多ギガバイトの情
報を記憶でき、またこうした情報を超高速のランダムア
クセス速度でランダムに検索できるものでなければなら
ない。
大するにつれ、データ記憶の技術は面積密度を高める方
向へと導かれている。高性能コンピュータのサイズ及び
価格の主な決定因子はメモリである。新しい高性能コン
ピュータのデータ記憶要件は、一般に超大な多ギガバイ
ト（１０9 〜１０12ビット）である。必要とされている
のは、新たに改良された小型の低コスト、高性能メモリ
装置である。こうしたメモリ装置は、多ギガバイトの情
報を記憶でき、またこうした情報を超高速のランダムア
クセス速度でランダムに検索できるものでなければなら
ない。
【０００３】面積密度の成長速度は磁気ハードディスク
ドライブによって導かれているが、現在のところ、この
年間成長率は約６０％である。磁気光学データ記憶のよ
うな、ある意味では磁気記憶装置の魅力ある代替物とな
るものである光学的メモリの場合、レーザスポットサイ
ズの集束により面積密度が限定されることから密度の成
長率が低いものとなっている。
ドライブによって導かれているが、現在のところ、この
年間成長率は約６０％である。磁気光学データ記憶のよ
うな、ある意味では磁気記憶装置の魅力ある代替物とな
るものである光学的メモリの場合、レーザスポットサイ
ズの集束により面積密度が限定されることから密度の成
長率が低いものとなっている。
【０００４】従来の光学的記憶のスポットサイズは、回
折により約λ／（２ＮＡ）に限定されている。ここで、
λは自由空間波長、ＮＡは対物レンズの開口率である。
λ＝０．７８ミクロン、ＮＡ＝０．４５の場合、スポッ
トサイズは約０．８ミクロンであり、実際のデータ記憶
装置の密度は一般に約ギガビット／平方インチのオーダ
である。
折により約λ／（２ＮＡ）に限定されている。ここで、
λは自由空間波長、ＮＡは対物レンズの開口率である。
λ＝０．７８ミクロン、ＮＡ＝０．４５の場合、スポッ
トサイズは約０．８ミクロンであり、実際のデータ記憶
装置の密度は一般に約ギガビット／平方インチのオーダ
である。
【０００５】密度を上げるための可能性の１つは、短め
の波長（一般に４８８ｎｍ）で機能させ、開口率を０．
６４まで上げて約０．４ミクロンのスポットサイズと約
４ギガビット／平方インチのオーダの面積密度を生み出
すことである。
の波長（一般に４８８ｎｍ）で機能させ、開口率を０．
６４まで上げて約０．４ミクロンのスポットサイズと約
４ギガビット／平方インチのオーダの面積密度を生み出
すことである。
【０００６】高密度の可逆性光学記憶装置を確立するた
めに、フォトクロミズム物質及び光屈折物質の第３の次
元を利用する方法が提案されてきた。一定のデータ検索
エラー率（ビットエラー率ＢＥＲ）にとっては、破壊読
出し（読取り中のデータ整理／破壊）及びクロストーク
（非アドレスデータからの読取りノイズ）がデータの安
定性と記憶密度に関して重大な限定要素となる。例え
ば、ボリューム・ホログラフィ・メモリにおいて１０-9
のＢＥＲを達成するには、理論上の記憶密度が２〜３桁
分減少されることが証明されている。
めに、フォトクロミズム物質及び光屈折物質の第３の次
元を利用する方法が提案されてきた。一定のデータ検索
エラー率（ビットエラー率ＢＥＲ）にとっては、破壊読
出し（読取り中のデータ整理／破壊）及びクロストーク
（非アドレスデータからの読取りノイズ）がデータの安
定性と記憶密度に関して重大な限定要素となる。例え
ば、ボリューム・ホログラフィ・メモリにおいて１０-9
のＢＥＲを達成するには、理論上の記憶密度が２〜３桁
分減少されることが証明されている。
【０００７】破壊読出し及びクロストークを減少させる
ものとして、２フォトン吸収による書き込み及び読み出
しが提案されている。この場合は、２つのフォトンが交
差する場合にのみデータの書き込みまたは読み出しが行
われる。この方法には幾つか欠点がある。第１に、２フ
ォトン吸収は超高密度でしか発生しないために超短（ピ
コ秒）且つ強力なパルスレーザを使用しなければ達成で
きない。これは非常に高価なものであり寸法も大きいた
め、商業用のメモリ装置としては不向きである。第２
に、破壊読み出し及びクロストークは、減少されるとし
ても完全に除去することは不可能であり、物質の３次元
空間におけるその制御はかなり困難である。第３に、光
行差及び光の散乱から生じる追加的な記憶密度の減衰や
クロストークの発生により、３次元物質空間内部の光学
的性質に関する必要条件がかなり過酷である。第４に、
２フォトン吸収は長波書き込み及び読み出しを伴うため
に、回折が限定されたスポットサイズやフィールド深度
から予想されるように分解能が減少する。
ものとして、２フォトン吸収による書き込み及び読み出
しが提案されている。この場合は、２つのフォトンが交
差する場合にのみデータの書き込みまたは読み出しが行
われる。この方法には幾つか欠点がある。第１に、２フ
ォトン吸収は超高密度でしか発生しないために超短（ピ
コ秒）且つ強力なパルスレーザを使用しなければ達成で
きない。これは非常に高価なものであり寸法も大きいた
め、商業用のメモリ装置としては不向きである。第２
に、破壊読み出し及びクロストークは、減少されるとし
ても完全に除去することは不可能であり、物質の３次元
空間におけるその制御はかなり困難である。第３に、光
行差及び光の散乱から生じる追加的な記憶密度の減衰や
クロストークの発生により、３次元物質空間内部の光学
的性質に関する必要条件がかなり過酷である。第４に、
２フォトン吸収は長波書き込み及び読み出しを伴うため
に、回折が限定されたスポットサイズやフィールド深度
から予想されるように分解能が減少する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、５０ギガビ
ット／平方インチからテラビット／平方インチまでの容
量を有し上述の先行技術による欠点及び不利益を回避し
た超高密度の記憶装置を提供することを目的とするもの
である。
ット／平方インチからテラビット／平方インチまでの容
量を有し上述の先行技術による欠点及び不利益を回避し
た超高密度の記憶装置を提供することを目的とするもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は、データ記憶媒体を搭載するスキャナと、記録、
読取り、消去に使用するためのチップを有し前記データ
記憶媒体に近接配置された光学ヘッドと、前記光学ヘッ
ドに合わせて交互に光学的配列が可能な少なくとも２つ
のレーザとを含み、前記データ記憶媒体がフォトクロミ
ズム化合物から成る薄膜であり、前記チップと前記デー
タ記憶媒体との間の距離が前記光学ヘッドの近視野範囲
以内であるような超密度光学メモリ用近視野フォトクロ
ミック装置を提供することによって達成される。
目的は、データ記憶媒体を搭載するスキャナと、記録、
読取り、消去に使用するためのチップを有し前記データ
記憶媒体に近接配置された光学ヘッドと、前記光学ヘッ
ドに合わせて交互に光学的配列が可能な少なくとも２つ
のレーザとを含み、前記データ記憶媒体がフォトクロミ
ズム化合物から成る薄膜であり、前記チップと前記デー
タ記憶媒体との間の距離が前記光学ヘッドの近視野範囲
以内であるような超密度光学メモリ用近視野フォトクロ
ミック装置を提供することによって達成される。
【００１０】かかる装置にあっては、前記フォトクロミ
ズム化合物がスピロピラン、ナフタセンキノン、及びア
ントラセン単量体−二量体を含むグループから選択され
ることが好ましい。また、前記チップが、前記レーザに
より生成される光の波長よりも小さい開口部を有するマ
イクロピペットであることが好ましい。また、前記チッ
プが、前記レーザからの光に衝突されると光を発する発
光物質で充填されていることが好ましい。また、前記チ
ップが、前記レーザにより生成される光の波長よりも小
さい開口径の遠端を有する光ファイバで構成されること
が好ましく、前記ファイバの遠端が、前記レーザ内部か
らの光の衝突によって光を発する発光物質で被膜されて
いることが好ましい。また、前記光学式ヘッドに固体界
浸レンズが具備されていることが好ましく、前記固体界
浸レンズが上面球状の半球体形状をなすものであること
が好ましい。また、読み出しに使用する発光検知器でさ
らに構成されることが好ましい。さらに、前記フォトク
ロミック薄膜が実質的に二次元形状で使用されることが
好ましい。
ズム化合物がスピロピラン、ナフタセンキノン、及びア
ントラセン単量体−二量体を含むグループから選択され
ることが好ましい。また、前記チップが、前記レーザに
より生成される光の波長よりも小さい開口部を有するマ
イクロピペットであることが好ましい。また、前記チッ
プが、前記レーザからの光に衝突されると光を発する発
光物質で充填されていることが好ましい。また、前記チ
ップが、前記レーザにより生成される光の波長よりも小
さい開口径の遠端を有する光ファイバで構成されること
が好ましく、前記ファイバの遠端が、前記レーザ内部か
らの光の衝突によって光を発する発光物質で被膜されて
いることが好ましい。また、前記光学式ヘッドに固体界
浸レンズが具備されていることが好ましく、前記固体界
浸レンズが上面球状の半球体形状をなすものであること
が好ましい。また、読み出しに使用する発光検知器でさ
らに構成されることが好ましい。さらに、前記フォトク
ロミック薄膜が実質的に二次元形状で使用されることが
好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、より完全な理解を図るた
め、より好ましい実施の形態を挙げて以下の図面を参照
しながら本発明について説明していく。
め、より好ましい実施の形態を挙げて以下の図面を参照
しながら本発明について説明していく。
【００１２】詳細図に関して、指示事項は単に例示であ
って本発明の好ましい実施形態の例示説明を目的とした
ものに過ぎず、また本発明の原理及び概念的形態として
最も有用且つ理解し易いとされるものを提示している。
この点において、本発明の構造上の詳細はその基本的理
解にとって必要以上のものを明示するものではない。ま
た図面に関する説明によって当業者には本発明が実際に
は幾つもの形態によって実施可能であることが明らかで
ある。
って本発明の好ましい実施形態の例示説明を目的とした
ものに過ぎず、また本発明の原理及び概念的形態として
最も有用且つ理解し易いとされるものを提示している。
この点において、本発明の構造上の詳細はその基本的理
解にとって必要以上のものを明示するものではない。ま
た図面に関する説明によって当業者には本発明が実際に
は幾つもの形態によって実施可能であることが明らかで
ある。
【００１３】上述の記憶容量を達成するためには、分子
級の分解能（１〜１０ｎｍ）を有する記録媒体と、遠視
野光学システム方法における回折が制限されたスポット
サイズを克服した光学装置とを利用する必要がある。
級の分解能（１〜１０ｎｍ）を有する記録媒体と、遠視
野光学システム方法における回折が制限されたスポット
サイズを克服した光学装置とを利用する必要がある。
【００１４】使用する記録媒体は、２つ以上の異なる種
の間の可逆的化学反応（一般に、これは紫外線または可
視光線の吸収によって誘発される）を経験する能力をそ
の特徴とするフォトクロミズム物質である。通常、光誘
導性の化学変化は色（クロミズム）または屈折率の変化
を伴う。２つの種Ａ及びＢによる簡単なフォトクロミズ
ム反応図を図１に示す。ここに、ｈν及びＴは夫々フォ
トン吸収、熱吸収を表している。新たに形成される化学
種は、図１が示すように、熱活性化（加熱）及び／或い
は光吸収の何れかによって、できれば先の反応に使用さ
れたものとは異なる波長でその元の種にスイッチバック
することができる。
の間の可逆的化学反応（一般に、これは紫外線または可
視光線の吸収によって誘発される）を経験する能力をそ
の特徴とするフォトクロミズム物質である。通常、光誘
導性の化学変化は色（クロミズム）または屈折率の変化
を伴う。２つの種Ａ及びＢによる簡単なフォトクロミズ
ム反応図を図１に示す。ここに、ｈν及びＴは夫々フォ
トン吸収、熱吸収を表している。新たに形成される化学
種は、図１が示すように、熱活性化（加熱）及び／或い
は光吸収の何れかによって、できれば先の反応に使用さ
れたものとは異なる波長でその元の種にスイッチバック
することができる。
【００１５】フォトクロミズム種は熱的に安定または準
安定でいることができる。光学的データ記憶の場合、関
連する全ての活性種が熱的に安定であることが前提条件
である。
安定でいることができる。光学的データ記憶の場合、関
連する全ての活性種が熱的に安定であることが前提条件
である。
【００１６】種を照射すると、一般にそれが色彩を有す
る形式の種であれば、幾つかの周知のフォトクロミズム
化合物が照射に使用したものより幾分長い波長で冷光を
発する。後述のように、本発明では発光を利用して読取
りを行なう。従って、光学的データ記憶のための理想的
なフォトクロミズム物質は、室温で熱的に安定であると
同時に良質の発光特性を有するものでなければならな
い。こうした熱及び発光特性を有するものとされるフォ
トクロミズム分子は、スピロピラン、ナフタセンキノ
ン、アントラセン単量体−二量体といった類、またはこ
うした化合物の合成派生物に属している。
る形式の種であれば、幾つかの周知のフォトクロミズム
化合物が照射に使用したものより幾分長い波長で冷光を
発する。後述のように、本発明では発光を利用して読取
りを行なう。従って、光学的データ記憶のための理想的
なフォトクロミズム物質は、室温で熱的に安定であると
同時に良質の発光特性を有するものでなければならな
い。こうした熱及び発光特性を有するものとされるフォ
トクロミズム分子は、スピロピラン、ナフタセンキノ
ン、アントラセン単量体−二量体といった類、またはこ
うした化合物の合成派生物に属している。
【００１７】本発明が提示する第２の問題は、先にも述
べた通り、回折の限定されたスポットサイズの減少であ
る。これは、フォトクロミズム化合物の利用といわゆる
近視野光学ヘッドとを組み合わせることによって達成さ
れる。近視野技術では、光は、入射波長λよりはるかに
小さいチップ４の開口部２（副波長開口）を通過させら
れる（図２）。
べた通り、回折の限定されたスポットサイズの減少であ
る。これは、フォトクロミズム化合物の利用といわゆる
近視野光学ヘッドとを組み合わせることによって達成さ
れる。近視野技術では、光は、入射波長λよりはるかに
小さいチップ４の開口部２（副波長開口）を通過させら
れる（図２）。
【００１８】開口部２はフォトクロミック薄膜６（波長
未満）の表面に極く接近して走査される。これが「近視
野」と称される所以である（図２）。光は開口部の口径
自体に対して平行に当てられるため、散開することはな
い。
未満）の表面に極く接近して走査される。これが「近視
野」と称される所以である（図２）。光は開口部の口径
自体に対して平行に当てられるため、散開することはな
い。
【００１９】近視野光学ヘッドは、小穴の付いたマイク
ロピペットまたは開口部径が約５０ｎｍの小さな遠端を
有する光学的ファイバチップとすることができる。物理
的ビームのサイズは、原則としてチップ開口部２の口径
を減じることにより大幅に減少させることができるが、
この場合は光度も減少する。これは、光学的に活性化し
たチップ４を適用することで克服することができる。こ
うしたチップは無機または有機組成の光または電界発光
物質で充填または被覆される。ピペットまたはファイバ
内の光が発光物質上に当たると、次いで同物質が発光を
開始する。近視野の物理的寸法はこうした行為によって
維持可能であり、その強度は著しく大きなものである。
ロピペットまたは開口部径が約５０ｎｍの小さな遠端を
有する光学的ファイバチップとすることができる。物理
的ビームのサイズは、原則としてチップ開口部２の口径
を減じることにより大幅に減少させることができるが、
この場合は光度も減少する。これは、光学的に活性化し
たチップ４を適用することで克服することができる。こ
うしたチップは無機または有機組成の光または電界発光
物質で充填または被覆される。ピペットまたはファイバ
内の光が発光物質上に当たると、次いで同物質が発光を
開始する。近視野の物理的寸法はこうした行為によって
維持可能であり、その強度は著しく大きなものである。
【００２０】近視野概念は、開口部に関しては５００ｎ
ｍ／５０ｎｍ＝１０、結合用の結晶開口部については５
００ｎｍ／１ｎｍ＝５００まで書き込みスポットサイズ
を減少させる方法を提示している。これによってデータ
記憶の面積密度は１００〜２５０，０００倍になる。
ｍ／５０ｎｍ＝１０、結合用の結晶開口部については５
００ｎｍ／１ｎｍ＝５００まで書き込みスポットサイズ
を減少させる方法を提示している。これによってデータ
記憶の面積密度は１００〜２５０，０００倍になる。
【００２１】スポットサイズを減少させる第２の方法
は、屈折率の高い物質から生成される固体界浸レンズ８
（ＳＩＬ）を使用することによって達成可能である。レ
ンズ８は、集束する対物レンズ１０と光学的記憶媒体６
との間に切頭球を配置して形成される（図３）。
は、屈折率の高い物質から生成される固体界浸レンズ８
（ＳＩＬ）を使用することによって達成可能である。レ
ンズ８は、集束する対物レンズ１０と光学的記憶媒体６
との間に切頭球を配置して形成される（図３）。
【００２２】レンズ８内部の波長はガラスの高屈折率に
よって減じられるため、回折が限定されたスポットサイ
ズが最終的に減少する。記憶媒体６は極めて僅かな減衰
長内部に配置して小スポットがエアギャップを通じて転
送可能となるようにすることが必要である。従ってこれ
が、近視野光学装置の一形態である（図３）。
よって減じられるため、回折が限定されたスポットサイ
ズが最終的に減少する。記憶媒体６は極めて僅かな減衰
長内部に配置して小スポットがエアギャップを通じて転
送可能となるようにすることが必要である。従ってこれ
が、近視野光学装置の一形態である（図３）。
【００２３】更なる改良は、上面球状の半球体形状をな
す上部球レンズとして知られる無非点収差の集束するＳ
ＩＬ１２を使用することにある。この方法を使用する
と、光学システムの開口率をｎ2 だけ増加させることが
できる。ここでｎはレンズ物質の屈折率である（図
４）。この技術の場合、青い光を使用した集束スポット
サイズが１００ｎｍはなければならない。
す上部球レンズとして知られる無非点収差の集束するＳ
ＩＬ１２を使用することにある。この方法を使用する
と、光学システムの開口率をｎ2 だけ増加させることが
できる。ここでｎはレンズ物質の屈折率である（図
４）。この技術の場合、青い光を使用した集束スポット
サイズが１００ｎｍはなければならない。
【００２４】こうしたＳＩＬシステムの有する潜在的分
解能は副波長開口部技術ほど大きくはないが、その光学
的効果は甚大であり、データ記憶技術への導入がより簡
単である。
解能は副波長開口部技術ほど大きくはないが、その光学
的効果は甚大であり、データ記憶技術への導入がより簡
単である。
【００２５】フォトクロミズム化合物の処理における分
子の離散的性質は、重合固溶体における粒状性の欠如と
相まって、事実上露光システム光学装置の品質及びスポ
ットサイズによってのみ限定される分解能容量を提供す
る。
子の離散的性質は、重合固溶体における粒状性の欠如と
相まって、事実上露光システム光学装置の品質及びスポ
ットサイズによってのみ限定される分解能容量を提供す
る。
【００２６】このように、近視野による方法（副波長開
口部またはＳＩＬ）とフォトクロミズム物質による光学
的記憶媒体とを組み合わせれば、消去性及び高データ速
度を保持しながら面積密度を飛躍的に増加させることが
できる。
口部またはＳＩＬ）とフォトクロミズム物質による光学
的記憶媒体とを組み合わせれば、消去性及び高データ速
度を保持しながら面積密度を飛躍的に増加させることが
できる。
【００２７】図５は本発明による装置の概略図である。
図にはモジュレータ１６を有する記録（書込）用レーザ
１４、モジュレータ２０を有する読み出し用レーザ１
８、チップ４とそのドライバ５、スキャナ２２（例えば
フォトクロミック薄膜６を装備した基板２４を有するＣ
ＣＤ型スキャナ）、及び光学部品２８を装備した発光検
出器２６が示されている。
図にはモジュレータ１６を有する記録（書込）用レーザ
１４、モジュレータ２０を有する読み出し用レーザ１
８、チップ４とそのドライバ５、スキャナ２２（例えば
フォトクロミック薄膜６を装備した基板２４を有するＣ
ＣＤ型スキャナ）、及び光学部品２８を装備した発光検
出器２６が示されている。
【００２８】次に、本発明による装置の記録（書込）モ
ード、読み出しモード及び消去モードについて論じる。
ード、読み出しモード及び消去モードについて論じる。
【００２９】原則として書込用としては２つのモードが
存在する。 （ａ） Ａの放射が着色データマップ形式で書込情報Ｂ
を生成する（図１の順方向反応）。 （ｂ） Ａの一斉放射がまずＢの均一な着色された媒体
を生成し、次いでＢの放射が漂白されたデータマップ形
式で書込情報Ａを生成する（図１の逆方向反応）。
存在する。 （ａ） Ａの放射が着色データマップ形式で書込情報Ｂ
を生成する（図１の順方向反応）。 （ｂ） Ａの一斉放射がまずＢの均一な着色された媒体
を生成し、次いでＢの放射が漂白されたデータマップ形
式で書込情報Ａを生成する（図１の逆方向反応）。
【００３０】対応する２つの読み出しモードは以下の通
りである。 （ａ） 書式はＢに帰因する吸収変化によって誘導され
る読み出しビームの輝度変化を厳密に調査すること、或
いは読み出しビームの放射中に誘導され、励起状態でＢ
から放射される発光光線を捕集することの何れかによっ
て読み出しが可能である。発光光線の捕集の方が、異な
る波長を有し、それによって信号対雑音比（ＳＮ比）が
増加する点で好ましい。 （ｂ） （ａ）における読み出しモードと同じものをこ
こでも適用することができる。但しこの場合は、書込デ
ータの透過性が高くＳＮ比が増すことから吸収変化の厳
密調査の方が望ましい。
りである。 （ａ） 書式はＢに帰因する吸収変化によって誘導され
る読み出しビームの輝度変化を厳密に調査すること、或
いは読み出しビームの放射中に誘導され、励起状態でＢ
から放射される発光光線を捕集することの何れかによっ
て読み出しが可能である。発光光線の捕集の方が、異な
る波長を有し、それによって信号対雑音比（ＳＮ比）が
増加する点で好ましい。 （ｂ） （ａ）における読み出しモードと同じものをこ
こでも適用することができる。但しこの場合は、書込デ
ータの透過性が高くＳＮ比が増すことから吸収変化の厳
密調査の方が望ましい。
【００３１】対応する２つの消去モードは以下の通りで
ある。 （ａ） 書式Ｂは好んでフォトブリーチによって消去さ
れる（図１の逆方向反応）。発光励起に使用される読み
出しビーム（但し高出力化されている）も使用可能であ
る。或いはその代替としてフォトブリーチのために最高
の量子効率が得られる波長に合わせた消去ビームも使用
可能である。 （ｂ） このモードでは、消去は再着色により行われる
（図１の順方向反応）。このモードにおける優位点は、
通常、着色における量子効率が実質的にブリーチ用のも
のより高いため低出力の消去ビームで十分なことであ
る。
ある。 （ａ） 書式Ｂは好んでフォトブリーチによって消去さ
れる（図１の逆方向反応）。発光励起に使用される読み
出しビーム（但し高出力化されている）も使用可能であ
る。或いはその代替としてフォトブリーチのために最高
の量子効率が得られる波長に合わせた消去ビームも使用
可能である。 （ｂ） このモードでは、消去は再着色により行われる
（図１の順方向反応）。このモードにおける優位点は、
通常、着色における量子効率が実質的にブリーチ用のも
のより高いため低出力の消去ビームで十分なことであ
る。
【００３２】フォトクロミック媒体の中には（例えばナ
フタセンキノン或いはアントラキノン）、書込処理では
青色波長で、読み出し処理では緑色波長で発光させるこ
とのできるものがある。この場合、発光放射は書き込み
／読み出し波長とは異なり、「読み出し」信号として検
知されてＳＮ比の高検出を可能にする。
フタセンキノン或いはアントラキノン）、書込処理では
青色波長で、読み出し処理では緑色波長で発光させるこ
とのできるものがある。この場合、発光放射は書き込み
／読み出し波長とは異なり、「読み出し」信号として検
知されてＳＮ比の高検出を可能にする。
【００３３】本発明による超密度光学メモリ（ＳＤＯ
Ｍ）装置は、先行技術が遭遇し、三次元記憶、２フォト
ン処理、破壊読み出し、クロストークなどに付随する上
述の問題点を全て克服している。このＳＤＯＭ装置は二
次元層形状を使用し、先に概略した近視野フォトクロミ
ック光学式記憶（ＮＰＯＳ）技術を使用して、超密度記
憶容量を獲得している。特に、書込／読み出し／消去に
関して本発明において実施される優位点は以下の通りで
ある。 （１） 書込（記録）、読み出し、消去は線形処理であ
るため、低電力で低コストのレーザダイオードをこうし
た処理全てに活用することができる。 （２） フォトンのアドレシングの間には必ず発生する
固有の破壊読み出しは、図１によるフォトクロミック変
換の量子効率が最小であるような波長に調整することに
よって最小化することができる。 （３） 三次元空間オーバラップに帰因する外因的な破
壊読み出しは、二次元ＮＰＯＳにおいて完全に排除され
ている。 （４） 固有の破壊読み出しに帰因するデータ縮小は、
上記方法によって最小化されており、完全に制御可能で
ある。既定の読み出しアドレシング回数の後、再書込ア
ドレス処理が適用される。さらに、この再書込アドレス
処理は、三次元空間オーバラップが無いため他のデータ
に影響を与えない。 （５） 二次元ＮＰＯＳシステムにおいては、三次元空
間オーバラップに帰因するクロストークが完全に排除さ
れているため、二次元ＮＰＯＳ光学機器によってのみ限
定される最大限の記憶密度の達成が保証される。 （６） 読み出し処理に関する上述の優位点が全て、消
去処理に対しても適用される。
Ｍ）装置は、先行技術が遭遇し、三次元記憶、２フォト
ン処理、破壊読み出し、クロストークなどに付随する上
述の問題点を全て克服している。このＳＤＯＭ装置は二
次元層形状を使用し、先に概略した近視野フォトクロミ
ック光学式記憶（ＮＰＯＳ）技術を使用して、超密度記
憶容量を獲得している。特に、書込／読み出し／消去に
関して本発明において実施される優位点は以下の通りで
ある。 （１） 書込（記録）、読み出し、消去は線形処理であ
るため、低電力で低コストのレーザダイオードをこうし
た処理全てに活用することができる。 （２） フォトンのアドレシングの間には必ず発生する
固有の破壊読み出しは、図１によるフォトクロミック変
換の量子効率が最小であるような波長に調整することに
よって最小化することができる。 （３） 三次元空間オーバラップに帰因する外因的な破
壊読み出しは、二次元ＮＰＯＳにおいて完全に排除され
ている。 （４） 固有の破壊読み出しに帰因するデータ縮小は、
上記方法によって最小化されており、完全に制御可能で
ある。既定の読み出しアドレシング回数の後、再書込ア
ドレス処理が適用される。さらに、この再書込アドレス
処理は、三次元空間オーバラップが無いため他のデータ
に影響を与えない。 （５） 二次元ＮＰＯＳシステムにおいては、三次元空
間オーバラップに帰因するクロストークが完全に排除さ
れているため、二次元ＮＰＯＳ光学機器によってのみ限
定される最大限の記憶密度の達成が保証される。 （６） 読み出し処理に関する上述の優位点が全て、消
去処理に対しても適用される。
【００３４】本発明は先に示した実施形態に関する詳細
説明に限定されるものではなく、また本発明をその精神
または本質的特性から逸脱することなく他の様々な形式
で実施可能であることは当業者にとって明白であろう。
従って、前述の実施形態はあらゆる面で例示にすぎず、
限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範
囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘
束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変
形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
説明に限定されるものではなく、また本発明をその精神
または本質的特性から逸脱することなく他の様々な形式
で実施可能であることは当業者にとって明白であろう。
従って、前述の実施形態はあらゆる面で例示にすぎず、
限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範
囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘
束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変
形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、５０ギガビット／平方
インチからテラビット／平方インチまでの容量を有し冒
頭の先行技術による欠点及び不利益を回避した超高密度
の記憶装置を提供することができる。
インチからテラビット／平方インチまでの容量を有し冒
頭の先行技術による欠点及び不利益を回避した超高密度
の記憶装置を提供することができる。
【図１】フォトクロミズム反応を示す説明図である。
【図２】近視野原理を示す説明図である。
【図３】近視野原理を適用するための固体界浸レンズの
使用状態を示す概略図である。
使用状態を示す概略図である。
【図４】上面球状の半球体形状をなす固体界浸レンズを
示す概略図である。
示す概略図である。
【図５】本発明に係る光学データ記憶装置を示す概略図
である。
である。
２…開口部、４…チップ、５…ドライバ、６…フォトク
ロミック薄膜（光学的記憶媒体）、８…固体界浸レン
ズ、１０…対物レンズ、１６，２０…モジュレータ、１
４…記録用レーザ、１８…読み出し用レーザ、２２…ス
キャナ、２４…基板、２８…光学部品、２６…発光検出
器。
ロミック薄膜（光学的記憶媒体）、８…固体界浸レン
ズ、１０…対物レンズ、１６，２０…モジュレータ、１
４…記録用レーザ、１８…読み出し用レーザ、２２…ス
キャナ、２４…基板、２８…光学部品、２６…発光検出
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597110917 Ｋｉｒｙａｔ Ｗｅｉｚｍａｎｎ，Ｐ. Ｏ．Ｂｏｘ 1165 Ｒｅｈｏｖｏｔ 76111，ＩＳＲＡＥＬ (72)発明者 エレッツ ハスマン イスラエル国，キロン 10000，レビ エ シュコール ストリート 57 (72)発明者 モシェ オロン イスラエル国，レホボット，ボーセル ス トリート 26
Claims (10)
- 【請求項１】 超密度光学メモリ用の近視野フォトクロ
ミック装置であって、 データ記憶媒体を具備するスキャナと、 記録、読み出し、消去に使用するチップを有し、前記デ
ータ記憶媒体に近接して配置された光学式ヘッドと、 前記光学式ヘッドとの光学的位置調整を交互に行うこと
のできる少なくとも２つのレーザと、を具備しており、 前記データ記憶媒体がフォトクロミズム化合物で構成さ
れる薄膜であり、前記チップと前記データ記憶媒体との
距離が前記光学式ヘッドの近視野の範囲内にあるように
構成したことを特徴とする光学データ記憶装置。 - 【請求項２】 前記フォトクロミズム化合物が、スピロ
ピラン、ナフタセンキノン及びアントラセン単量体−二
量体を含むグループから選択されるものであることを特
徴とする、請求項１に記載する光学データ記憶装置。 - 【請求項３】 前記チップが、前記レーザにより生成さ
れる光の波長よりも小さい開口部を有するマイクロピペ
ットであることを特徴とする、請求項１に記載する光学
データ記憶装置。 - 【請求項４】 前記チップが、前記レーザからの光の衝
突により発光しうる発光物質を充填したものであること
を特徴とする、請求項１に記載する光学データ記憶装
置。 - 【請求項５】 前記チップが、前記レーザにより生成さ
れる光の波長よりも小さい開口径の遠端を有する光ファ
イバで構成されたものであることを特徴とする、請求項
１に記載する光学データ記憶装置。 - 【請求項６】 前記ファイバの遠端が、前記レーザ内部
からの光の衝突によって発光しうる発光物質で被膜され
ていることを特徴とする、請求項５に記載する光学デー
タ記憶装置。 - 【請求項７】 前記光学式ヘッドが、固体界浸レンズを
具備するものであることを特徴とする、請求項１に記載
する光学データ記憶装置。 - 【請求項８】 前記固体界浸レンズが、上面球状の半球
体形状をなすものであることを特徴とする、請求項７に
記載する光学データ記憶装置。 - 【請求項９】 読み出しに使用する発光検知器を更に具
備することを特徴とする、請求項１に記載する光学デー
タ記憶装置。 - 【請求項１０】 前記フォトクロミック薄膜が、実質的
に二次元形状で使用されるものであることを特徴とす
る、請求項１に記載する光学データ記憶装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL119020 | 1996-08-06 | ||
| IL11902096A IL119020A (en) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | Photochromic supra-density optical memory |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10134409A true JPH10134409A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=11069161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9210396A Pending JPH10134409A (ja) | 1996-08-06 | 1997-08-05 | 光学データ記憶装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6278679B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10134409A (ja) |
| IL (1) | IL119020A (ja) |
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| WO2000002194A1 (fr) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Seiko Instruments Inc. | Procede optique d'enregistrement / reproduction, support d'enregistrement utilise pour l'enregistrement et la reproduction optiques et appareil optique d'enregistrement / reproduction |
| WO2000002200A1 (fr) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Seiko Instruments Inc. | Support d'enregistrement d'informations et appareil de reproduction d'informations |
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1997
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