JPH1153780A - 強誘電体薄膜を用いるディスク装置 - Google Patents
強誘電体薄膜を用いるディスク装置Info
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- JPH1153780A JPH1153780A JP9206879A JP20687997A JPH1153780A JP H1153780 A JPH1153780 A JP H1153780A JP 9206879 A JP9206879 A JP 9206879A JP 20687997 A JP20687997 A JP 20687997A JP H1153780 A JPH1153780 A JP H1153780A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強誘電体薄膜をディスク面に塗布して記録媒
体として用いる強誘電体膜を用いるディスク装置を提供
する。 【解決手段】 基板１８ａ上に電極層１８ｂを形成し、
その上面に強誘電体薄膜を１８ｃ形成したディスク１８
を備える。そのディスク１８の上方のアーム１９ｃに、
強誘電体薄膜に分極を形成したり、消去したりするため
のマイクロチップ電極１９ａ及び反射体１９ｂを備える
ヘッド１９を設け、そのヘッド１９の上方に光学系１０
０を備える。さらに、前記ヘッド１９は、記録情報（分
極量）に応じて上昇または下降し、その変化は光学系１
００により読み出される。
体として用いる強誘電体膜を用いるディスク装置を提供
する。 【解決手段】 基板１８ａ上に電極層１８ｂを形成し、
その上面に強誘電体薄膜を１８ｃ形成したディスク１８
を備える。そのディスク１８の上方のアーム１９ｃに、
強誘電体薄膜に分極を形成したり、消去したりするため
のマイクロチップ電極１９ａ及び反射体１９ｂを備える
ヘッド１９を設け、そのヘッド１９の上方に光学系１０
０を備える。さらに、前記ヘッド１９は、記録情報（分
極量）に応じて上昇または下降し、その変化は光学系１
００により読み出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は強誘電体薄膜をディ
スク面に塗布して記録媒体として用いる強誘電体薄膜を
用いるディスク装置に関する。
スク面に塗布して記録媒体として用いる強誘電体薄膜を
用いるディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来のディスク装置の構成を示す
概略図である。図示した光ディスク装置は、光源である
レーザーダイオード１と、光源１から放出されたレーザ
ービームを平行光に変えるコリメーティングレンズ２
と、コリメーティングレンズ２から入射される平行光
は、対物レンズ４に通過させ、ディスク面で反射されて
対物レンズ４を通して入射された反射光は分離して光検
出器側に送るビームスプリッタ３と、ビームスプリッタ
３から入射された平行光を、ディスク面のトラックに回
折限界まで集束させる対物レンズ４と、溝（ピット）あ
るいは光磁気により情報が記録されたディスク８と、ビ
ームスプリッタ３で分離された反射光を光検出器７に集
束させる集束レンズ６と、集束レンズ６から入射される
光を電気的な信号に変換する光検出器７とを備えてい
る。
概略図である。図示した光ディスク装置は、光源である
レーザーダイオード１と、光源１から放出されたレーザ
ービームを平行光に変えるコリメーティングレンズ２
と、コリメーティングレンズ２から入射される平行光
は、対物レンズ４に通過させ、ディスク面で反射されて
対物レンズ４を通して入射された反射光は分離して光検
出器側に送るビームスプリッタ３と、ビームスプリッタ
３から入射された平行光を、ディスク面のトラックに回
折限界まで集束させる対物レンズ４と、溝（ピット）あ
るいは光磁気により情報が記録されたディスク８と、ビ
ームスプリッタ３で分離された反射光を光検出器７に集
束させる集束レンズ６と、集束レンズ６から入射される
光を電気的な信号に変換する光検出器７とを備えてい
る。
【０００３】かかる構成のディスク装置においては、光
源１から放出されたレーザービームがディスク８の面に
形成されている溝の有無を光検出器７で読み取ることに
より情報を検出する。すなわち、図２に示したように、
ディスク面にはレーザーの光波長の１／４、すなわちλ
／４の深さの溝を形成して情報を記録している。したが
って、λ／２分の光経路の差を有する光のみがビームス
プリッタ３により分離されて光検出器７に入射されるの
で、光検出器７はディスク面に形成されている溝を検出
することができる。
源１から放出されたレーザービームがディスク８の面に
形成されている溝の有無を光検出器７で読み取ることに
より情報を検出する。すなわち、図２に示したように、
ディスク面にはレーザーの光波長の１／４、すなわちλ
／４の深さの溝を形成して情報を記録している。したが
って、λ／２分の光経路の差を有する光のみがビームス
プリッタ３により分離されて光検出器７に入射されるの
で、光検出器７はディスク面に形成されている溝を検出
することができる。
【０００４】しかしながら、このような記録方式のディ
スク装置ではディスク面に情報を記録するためには、読
み出しとは異なる、溝を形成するための別途の装置及び
方法が求められる。したがって、製作社により一括製作
されたディスクに収録されている情報のみが活用可能
で、個人情報の活用は困難であるという問題がある。か
つ、光磁気方式のディスク装置は個人情報を記録するた
めに別途の記録装置を不要とするため便利であるが、高
コストをもたらす。
スク装置ではディスク面に情報を記録するためには、読
み出しとは異なる、溝を形成するための別途の装置及び
方法が求められる。したがって、製作社により一括製作
されたディスクに収録されている情報のみが活用可能
で、個人情報の活用は困難であるという問題がある。か
つ、光磁気方式のディスク装置は個人情報を記録するた
めに別途の記録装置を不要とするため便利であるが、高
コストをもたらす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を改善しようとして創案されたものであり、個人的な
情報を自由に記録又は読み出すことができる安価のディ
スク装置を提供するにある。
点を改善しようとして創案されたものであり、個人的な
情報を自由に記録又は読み出すことができる安価のディ
スク装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、円状の基板、前記基板上に積層されている
電極層及び前記電極層上に積層されている強誘電体層を
備えたディスクと、前記強誘電体層に誘電分域を形成し
て情報を記録し、その誘電分域の極性に応じて前記ディ
スク面に垂直方向に所定の区間を往復動しながら情報を
読み出すヘッドと、前記ヘッドの垂直往復動による光経
路の差を認識して前記記録情報を検出する光学系とを備
えてなることを特徴とするディスク装置を提供する。
に本発明は、円状の基板、前記基板上に積層されている
電極層及び前記電極層上に積層されている強誘電体層を
備えたディスクと、前記強誘電体層に誘電分域を形成し
て情報を記録し、その誘電分域の極性に応じて前記ディ
スク面に垂直方向に所定の区間を往復動しながら情報を
読み出すヘッドと、前記ヘッドの垂直往復動による光経
路の差を認識して前記記録情報を検出する光学系とを備
えてなることを特徴とするディスク装置を提供する。
【０００７】本発明において、前記強誘電体層は１０Ｍ
ｂｉｔ／ｍｍ2 以上の記録密度を保障することが望まし
い。かつ、前記光学系は、光源と、前記光源から放出さ
れる光を平行光に変えるコリメーティングレンズと、前
記平行光はそのまま通過させ、前記反射手段で反射され
た反射光は分離させるビームスプリッタと、前記平行光
を前記反射手段に回折限界まで集束させる対物レンズ
と、前記反射光を集束させる集束レンズと、前記集束さ
れた反射光を電気的な信号に変換する光検出器とを備え
てなることが望ましい。前記ディスク装置は棒状の消去
用電極を前記ディスクの上部にさらに備えることが望ま
しい。
ｂｉｔ／ｍｍ2 以上の記録密度を保障することが望まし
い。かつ、前記光学系は、光源と、前記光源から放出さ
れる光を平行光に変えるコリメーティングレンズと、前
記平行光はそのまま通過させ、前記反射手段で反射され
た反射光は分離させるビームスプリッタと、前記平行光
を前記反射手段に回折限界まで集束させる対物レンズ
と、前記反射光を集束させる集束レンズと、前記集束さ
れた反射光を電気的な信号に変換する光検出器とを備え
てなることが望ましい。前記ディスク装置は棒状の消去
用電極を前記ディスクの上部にさらに備えることが望ま
しい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳しく説明する。図３は、本発明の一
実施の形態として示した強誘電体薄膜を用いるディスク
装置の構成を示す概略図である。同図に示したように、
本発明によるディスク装置は、情報を記録するための強
誘電体装置を備えるディスク１８、強誘電体に情報を記
録又は読取るためのヘッド１９及び記録されている情報
を検出するための光学系１００に大別される。
明の実施の形態を詳しく説明する。図３は、本発明の一
実施の形態として示した強誘電体薄膜を用いるディスク
装置の構成を示す概略図である。同図に示したように、
本発明によるディスク装置は、情報を記録するための強
誘電体装置を備えるディスク１８、強誘電体に情報を記
録又は読取るためのヘッド１９及び記録されている情報
を検出するための光学系１００に大別される。
【０００９】ここで、ディスク１８には、図４に示した
ように、円状の基板１８ａの上に電極層１８ｂ及び誘電
分域により情報が記録される強誘電体層１８ｃが順次に
積層されている。図５に示したように、ヘッド１９に
は、強誘電体層１８ｃに直接誘電分域を形成して情報を
記録し、この誘電分域の極性に応じてディスク面に垂直
方向に光波長の１／４に該当する区間を往復動しながら
情報を読み取るマイクロチップ１９ａと、光を反射させ
る反射体１９ｂと、前記マイクロチップ１９ａ及び反射
体１９ｂを支持するアーム１９ｃが備えられている。か
つ、光学系１００はヘッドの垂直往復動による光経路の
差を認識して記録情報を検出するものであり、光学系１
００には、光源であるレーザーダイオード１１と、光源
１１から放出された光を平行光に変えるコリメーティン
グレンズ１２と、平行光はそのまま通過させ、ヘッドの
反射体１９ｂで反射された光は分離するビームスプリッ
タ１３と、平行光をヘッドの反射体１９ｂに回折限界ま
で集束させる対物レンズ１４と、反射光を集束させる集
束レンズ１６と、集束された反射光を電気的な信号に変
換する光検出器１７とが備えられている。
ように、円状の基板１８ａの上に電極層１８ｂ及び誘電
分域により情報が記録される強誘電体層１８ｃが順次に
積層されている。図５に示したように、ヘッド１９に
は、強誘電体層１８ｃに直接誘電分域を形成して情報を
記録し、この誘電分域の極性に応じてディスク面に垂直
方向に光波長の１／４に該当する区間を往復動しながら
情報を読み取るマイクロチップ１９ａと、光を反射させ
る反射体１９ｂと、前記マイクロチップ１９ａ及び反射
体１９ｂを支持するアーム１９ｃが備えられている。か
つ、光学系１００はヘッドの垂直往復動による光経路の
差を認識して記録情報を検出するものであり、光学系１
００には、光源であるレーザーダイオード１１と、光源
１１から放出された光を平行光に変えるコリメーティン
グレンズ１２と、平行光はそのまま通過させ、ヘッドの
反射体１９ｂで反射された光は分離するビームスプリッ
タ１３と、平行光をヘッドの反射体１９ｂに回折限界ま
で集束させる対物レンズ１４と、反射光を集束させる集
束レンズ１６と、集束された反射光を電気的な信号に変
換する光検出器１７とが備えられている。
【００１０】このような構成の強誘電体薄膜を用いるデ
ィスク装置の動作を図６乃至図１０を参照して説明す
る。強誘電体に一定の電圧（Ｖｗ）を印加して分極させ
ると、分域が形成される。この分域は自体の極性により
電荷を引張して電気的なバランスを取る。電荷が分域に
引張されてバランスを取ると、これは拘束電荷となる。
仮に、拘束される電荷がなければ、分域は電荷を引張す
るので、静電気力を示す。この際、分域部分は、無分域
部分や反対極性の分域部分とは異なる静電気力を有す
る。このような点を用いて強誘電体の一定の部分を、図
６に示したように、マイクロチップで分極させ、残りは
そのまま置いたり、逆に分極させる方式で情報を記録す
ると、図７に示したように、分極部分及び無分極部分や
逆に分極されている部分は一定の電圧（＋Ｖｒあるいは
−Ｖｒ）の印加されたマイクロチップを移動させて相互
間の静電気力を把握することにより、区別が可能であ
る。すなわち、図６は強誘電体薄膜を電極板に蒸着して
マイクロチップ電極で微細な部分（セル）を分域させる
ことを示す。分域された部分には分域が形成されて静電
気力を示す。図７に示したように、スキャニングキャパ
シタンスマイクロスコープ、原子力マイクロスコープな
どの設備により記録された強誘電体膜をスキャニングす
るとき、分域の存在有無に応じて静電気力の差がわか
る。これは、強誘電体膜が記録媒体として用いられるこ
とを意味し、マイクロチップのサイズがナノ単位である
ことに鑑みるとき、約１０Ｍｂｉｔ／mm2 の記録密度を
保障することができる。さらに、従来のディスクは繰り
返し使用が不能であるが、強誘電体を用いるディスクは
強誘電体の分極が変えられるので、繰り返し記録が可能
になる。繰り返し記録による強誘電体の疲労現象を鑑み
るとしても、少なくとも１００万回以上の繰り返し使用
が可能である。一度分極された部分は高い保有力を有す
るので、半永久的に保存（１０年以上）することができ
る。上述したように、強誘電体は不揮発性かつ再記録が
可能であるため、超高集積の再記録が可能なディスクに
応用することができる。
ィスク装置の動作を図６乃至図１０を参照して説明す
る。強誘電体に一定の電圧（Ｖｗ）を印加して分極させ
ると、分域が形成される。この分域は自体の極性により
電荷を引張して電気的なバランスを取る。電荷が分域に
引張されてバランスを取ると、これは拘束電荷となる。
仮に、拘束される電荷がなければ、分域は電荷を引張す
るので、静電気力を示す。この際、分域部分は、無分域
部分や反対極性の分域部分とは異なる静電気力を有す
る。このような点を用いて強誘電体の一定の部分を、図
６に示したように、マイクロチップで分極させ、残りは
そのまま置いたり、逆に分極させる方式で情報を記録す
ると、図７に示したように、分極部分及び無分極部分や
逆に分極されている部分は一定の電圧（＋Ｖｒあるいは
−Ｖｒ）の印加されたマイクロチップを移動させて相互
間の静電気力を把握することにより、区別が可能であ
る。すなわち、図６は強誘電体薄膜を電極板に蒸着して
マイクロチップ電極で微細な部分（セル）を分域させる
ことを示す。分域された部分には分域が形成されて静電
気力を示す。図７に示したように、スキャニングキャパ
シタンスマイクロスコープ、原子力マイクロスコープな
どの設備により記録された強誘電体膜をスキャニングす
るとき、分域の存在有無に応じて静電気力の差がわか
る。これは、強誘電体膜が記録媒体として用いられるこ
とを意味し、マイクロチップのサイズがナノ単位である
ことに鑑みるとき、約１０Ｍｂｉｔ／mm2 の記録密度を
保障することができる。さらに、従来のディスクは繰り
返し使用が不能であるが、強誘電体を用いるディスクは
強誘電体の分極が変えられるので、繰り返し記録が可能
になる。繰り返し記録による強誘電体の疲労現象を鑑み
るとしても、少なくとも１００万回以上の繰り返し使用
が可能である。一度分極された部分は高い保有力を有す
るので、半永久的に保存（１０年以上）することができ
る。上述したように、強誘電体は不揮発性かつ再記録が
可能であるため、超高集積の再記録が可能なディスクに
応用することができる。
【００１１】かつ、図８及び図９には、上述した記録再
生を達成するために強誘電体膜に記録された情報を消去
する方法が示されている。図８は各分域セルを消去する
過程を示し、図９は、一定の電圧（−Ｖｗ）が印加され
た板２２あるいは棒２２を用いて記録分域を消去する過
程を示す。一方、強誘電体膜を用いるディスクにおい
て、記録された情報は、図１０に示したように分極量に
応じて“１”又は“０”に分けられる。上述したよう
に、分極量の差は、情報の再生時に図３に示したように
構成されたディスク装置において、一定の電圧（＋Ｖｒ
又は−Ｖｒ）が印加されているヘッドのマイクロチップ
に相異なる静電力を付与するので、マイクロチップを上
昇又は下降させる。したがって、光学系の対物レンズを
通してマイクロチップの上面に取り付けられた反射体の
入射する光の経路は分極量（記録情報）に応じて異なる
ので、記録情報に応じて入射光は反射されながら経路差
を有する。これらの反射光のうち、入射光とは異なる経
路差を有する光はビームスプリッタで分離されて光検出
器により検出されるので、ディスクの強誘電体膜に分極
量として記録された情報は光検出器を通して認識され
る。
生を達成するために強誘電体膜に記録された情報を消去
する方法が示されている。図８は各分域セルを消去する
過程を示し、図９は、一定の電圧（−Ｖｗ）が印加され
た板２２あるいは棒２２を用いて記録分域を消去する過
程を示す。一方、強誘電体膜を用いるディスクにおい
て、記録された情報は、図１０に示したように分極量に
応じて“１”又は“０”に分けられる。上述したよう
に、分極量の差は、情報の再生時に図３に示したように
構成されたディスク装置において、一定の電圧（＋Ｖｒ
又は−Ｖｒ）が印加されているヘッドのマイクロチップ
に相異なる静電力を付与するので、マイクロチップを上
昇又は下降させる。したがって、光学系の対物レンズを
通してマイクロチップの上面に取り付けられた反射体の
入射する光の経路は分極量（記録情報）に応じて異なる
ので、記録情報に応じて入射光は反射されながら経路差
を有する。これらの反射光のうち、入射光とは異なる経
路差を有する光はビームスプリッタで分離されて光検出
器により検出されるので、ディスクの強誘電体膜に分極
量として記録された情報は光検出器を通して認識され
る。
【００１２】
【発明の効果】上述したように、本発明による強誘電体
薄膜を用いたディスク装置は、基板上に電極層を形成
し、その上面に強誘電体薄膜を形成したディスクを備え
る。そのディスクの上方のアームに、強誘電体薄膜に分
極を形成したり、消去したりするためのマイクロチップ
電極及び反射体を備えるヘッドを設け、そのヘッドの上
方に光学系を備える。さらに、前記ヘッドは記録情報
（分極量）に応じて上昇または下降し、その変化は光学
系により読み出される。したがって、安価かつ半永久的
な情報の記録再生自在のディスク装置が具現できる。
薄膜を用いたディスク装置は、基板上に電極層を形成
し、その上面に強誘電体薄膜を形成したディスクを備え
る。そのディスクの上方のアームに、強誘電体薄膜に分
極を形成したり、消去したりするためのマイクロチップ
電極及び反射体を備えるヘッドを設け、そのヘッドの上
方に光学系を備える。さらに、前記ヘッドは記録情報
（分極量）に応じて上昇または下降し、その変化は光学
系により読み出される。したがって、安価かつ半永久的
な情報の記録再生自在のディスク装置が具現できる。
【図１】 従来のディスク装置の概略構成図である。
【図２】 図１のディスクの部分拡大断面図である。
【図３】 本発明による強誘電体薄膜を用いたディスク
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図４】 図３のディスクの部分拡大断面図である。
【図５】 図３のヘッド部の拡大断面図である。
【図６】 図３の強誘電体薄膜を用いたディスク装置の
書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図であ
る。
書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図であ
る。
【図７】 図３の強誘電体薄膜を用いたディスク装置の
書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図であ
る。
書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図であ
る。
【図８】 図３の強誘電体薄膜を用いたディスク装置の
書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図であ
る。
書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図であ
る。
【図９】 図３の強誘電体薄膜を用いたディスク装置の
書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図であ
る。
書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図であ
る。
【図１０】 図３の強誘電体薄膜を用いたディスク装置
の書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図で
ある。
の書き込み及び読み出し原理を説明するための説明図で
ある。
１１ レーザーダイオード（光源） １２ コリメータイングレンズ １３ ビームスプリッタ １４ 対物レンズ １６ 集束レンズ １７ 光検出器 １８ ディスク １８ａ 円状の基板 １８ｂ 電極層 １８ｃ 強誘電体層 １９ ヘッド １９ａ マイクロチップ １９ｂ 反射体 １９ｃ アーム １００ 光学系
Claims (7)
- 【請求項１】 円状の基板、前記基板上に積層されてい
る電極層及び前記電極層上に積層されている強誘電体層
を備えたディスクと、 前記強誘電体層に誘電分域を形成して情報を記録し、そ
の誘電分域の極性に応じて前記ディスク面に垂直方向に
所定の区間を往復動しながら情報を読み出すヘッドと、 前記ヘッドの垂直往復動による光経路の差を認識して前
記記録情報を検出する光学系とを備えてなることを特徴
とするディスク装置。 - 【請求項２】 前記強誘電体層は１０Ｍｂｉｔ／ｍｍ2
以上の記録密度を保障することを特徴とする請求項１に
記載のディスク装置。 - 【請求項３】 前記区間は光源から放出される光波長の
１／４に該当することを特徴とする請求項１に記載のデ
ィスク装置。 - 【請求項４】 前記ヘッドは、前記強誘電体層に前記誘
電分域を形成するマイクロチップ及び前記光学系から入
射される光を反射させる反射手段を備えてなることを特
徴とする請求項３に記載のディスク装置。 - 【請求項５】 前記光学系は、 光源と、 前記光源から放出される光を平行光に変えるコリメーテ
ィングレンズと、 前記平行光はそのまま通過させ、前記反射手段で反射さ
れた反射光は分離させるビームスプリッタと、 前記平行光を前記反射手段に回折限界まで集束させる対
物レンズと、 前記反射光を集束させる集束レンズと、 前記集束された反射光を電気的な信号に変換する光検出
器とを備えてなることを特徴とする請求項４に記載のデ
ィスク装置。 - 【請求項６】 前記ディスク装置は棒状の消去用電極を
前記ディスクの上部にさらに備えたことを特徴とする請
求項５に記載のディスク装置。 - 【請求項７】 前記ディスク装置は円板状の消去用電極
を前記ディスクの上部にさらに備えたことを特徴とする
請求項５に記載のディスク装置。
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