(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極と、
照射対象に電界を照射するための照射用電極を重心とする、正多角形の頂点に位置する関係となる電極を上記複数の電極から選択する電極選択部と、
上記電極選択部が選択した電極に対して、上記照射用電極に授与される電荷とは逆極性でなり、該電荷よりも小さい大きさでなる電荷を授与する電荷授与部と
を有する電界制御装置。
【請求項２】
電気双極子の配向状態が電界の印加で変化し無印加では維持される性質をもつ情報記憶体と、
上記情報記憶体と対向される複数の電極と、
上記情報記憶体における照射位置に割り当てられる電極を重心とする、正多角形の頂点に位置する関係となる電極を上記複数の電極から選択する電極選択部と、
上記電極選択部が選択した電極に対して、照射位置に割り当てられる電極に授与される電荷とは逆極性でなり、該電荷よりも小さい大きさでなる電荷を授与する電荷授与部と
を有する記憶装置。
【請求項３】
上記照射用電極から生じる電界の状態に基づいて上記情報記憶体の配向状態を検出する検出手段
をさらに有する請求項２に記載の記憶装置。
【請求項４】
上記電極選択部は、
上記情報記憶体における照射位置に割り当てられる電極を含む又は該電極とは別の２以上の電極それぞれを重心とする、正多角形の頂点に位置する関係となる電極を、上記情報記憶体に割り当てられる記録層の深さに応じて切り換え、
上記電荷授与部は、
上記電極選択部が選択した電極に授与する電荷の大きさを、照射位置に割り当てられる電極との距離が離れるほど高くする
請求項２に記載の記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電界の制御技術に関する分野において好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電界発生源から生じる電界を絞り込む技術が本発明者により提案されている（特許文献１）。この技術では、１対の電極の周囲に導体枠が設けられ、その導体枠の電位が時間変化せず一定となるように、１対の電極に出力すべき信号が調整される。
【０００３】
具体的には、一方の電極に出力される信号と、他方の電極に出力される逆位相の信号との振幅比が、導体枠の内壁に対して最も近接される電極部分での電界強度が小さくなるよう設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２２７０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで特許文献１の技術では、電界の指向性や深度を可変する場合、導体枠との一定の関係をもって振幅比を設定することが条件となるため、導体枠を取り替えるといった過程が必要となる。しかしながら電界の指向性や深度を変更するたびに導体枠を取り替えるということは、現実的に困難である。
【０００６】
したがって特許文献１の技術は、実質的には電界の指向性や深度を可変するといった絞込制御ができず、照射効率が悪いという課題がある。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、電界の照射効率を向上し得る電界制御装置及び記憶装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明は、電界制御装置であって、複数の電極と、照射対象に電界を照射するための照射用電極を重心とする、正多角形の頂点に位置する関係となる電極を複数の電極から選択する電極選択部と、電極選択部が選択した電極に対して、照射用電極に授与される電荷とは逆極性でなり、該電荷よりも小さい大きさでなる電荷を授与する電荷授与部とを有する。
【０００９】
また本発明は、記憶装置であって、電気双極子の配向状態が電界の印加で変化し無印加では維持される性質をもつ情報記憶体と、情報記憶体と対向される複数の電極と、情報記憶体における照射位置に割り当てられる電極を重心とする、正多角形の頂点に位置する関係となる電極を複数の電極から選択する電極選択部と、電極選択部が選択した電極に対して、照射位置に割り当てられる電極に授与される電荷とは逆極性でなり、該電荷よりも小さい大きさでなる電荷を授与する電荷授与部とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、電極選択部が選択した電極から生じる電界は、照射用電極から生じる電界に対する壁として機能し、この結果、照射用電極から生じる電界は、該照射用電極の法線と直交する側方向の拡散が抑制され、法線方向へ局所に集中する状態として絞り込まれる。
【００１１】
一方、照射用電極から生じる電界の法線方向への到達度（深度）は、照射用電極を重心とする正多角形の頂点数（正多角形の構造）と、当該重心と頂点との距離とに依存するため、電極選択部によって制御可能となる。
【００１２】
他方、照射用電極から生じる電界の指向性は、多重極子の各極子それぞれに印加すべき電圧値に依存するため、電荷授与部によって制御可能となる。
【００１３】
このように本発明は、電極、電極選択部及び電荷授与部の物理的な構成を変更することなく電気特性別にフォーカス可能となり、この結果、従来に比べて照射効率が飛躍的に向上される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１[MHz]）を示すグラフである。
【図２】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１０[MHz]）を示すグラフである。
【図３】シミュレーションに基づく電界・電位分布（１）を示すグラフである。
【図４】シミュレーションに基づく電界・電位分布（２）を示すグラフである。
【図５】電極位置と、当該電極に授与される電荷との関係（１）を示す図である。
【図６】Ｘ−Ｙ軸方向の電界強度と距離との関係を示すグラフである。
【図７】Ｚ軸方向の電界強度と距離との関係を示すグラフである。
【図８】多重極子がある場合とない場合とにおける電界強度と距離との関係を示すグラフである。
【図９】電極位置と、当該電極に授与される電荷との関係（２）を示す図である。
【図１０】記憶装置の構成を示す図である。
【図１１】記録層への電界の絞り込みの様子（１）を示す図である。
【図１２】他の実施の形態における記憶装置の構成を示す図である。
【図１３】記録層の階層に応じた多重極子の選択例を示す図である。
【図１４】照射用電極及び多重極子に印加される電圧値例を示す図である。
【図１５】記録層への電界の絞り込みの様子（２）を概略的に示す図である。
【図１６】ディスプレイ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１）電界
本発明を実施するための形態を説明する前に、まずは、電界について各種観点から説明する。
（１−１）電界の分類
電界発生源となる微小ダイポールからの距離をｒとし、その距離ｒを隔てた位置をＰとした場合、当該位置Ｐでの電界強度Ｅは、マックスウェル方程式より、次式
【００１６】
【数１】
0005394226.tif 000002
【００１７】
のように曲座標（ｒ,θ,δ）として表すことができる。ちなみに、（１）式における「Ｑ」は、電荷（単位はクーロン）であり、「ｌ」は、電荷間の距離（但し、微小ダイポールの定義より、「ｌ」は「ｒ」に比して小さい）であり、「π」は、円周率、「ε」は、微小ダイポールを含む空間の誘電率、「ｊ」は、虚数単位、「ｋ」は、波数である。
【００１８】
かかる（１）式を展開すると、次式
【００１９】
【数２】
0005394226.tif 000003
【００２０】
となる。この（２）式からも分かるように、電界Ｅｒ及びＥΘは、電界発生源からの距離に線形に反比例する放射電界（ＥΘの第３項）と、電界発生源からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界（Ｅｒ、ＥΘの第２項）と、電界発生源からの距離の３乗に反比例する準静電界（Ｅｒ、ＥΘの第１項）との合成電界として発生する。
【００２１】
このように電界は、距離と強度との関係では、放射電界、誘導電磁界及び準静電界に分類することができる。
【００２２】
（１−２）電界の分解能
ここで、電界発生源からの距離によって電界強度が変化する割合を、放射電界、誘導電磁界、準静電界で比較する。（２）式における電界ＥΘのうち、放射電界に関する第３項を距離ｒで微分すると、次式
【００２３】
【数３】
0005394226.tif 000004
【００２４】
のように表すことができる。また（２）式における電界ＥΘのうち、誘導電磁界に関する第２項を距離ｒで微分すると、次式
【００２５】
【数４】
0005394226.tif 000005
【００２６】
のように表すことができる。さらに（２）式における電界ＥΘのうち、準静電界に関する第１項を距離ｒで微分すると、次式
【００２７】
【数５】
0005394226.tif 000006
【００２８】
のように表すことができる。なお、（３）乃至（５）式の「Ｔ」は、単純化するために(２)式の一部分を次式
【００２９】
【数６】
0005394226.tif 000007
【００３０】
のように置き換えている。
【００３１】
これら（３）乃至（５）式からも明らかなように、距離によって電界強度が変化する割合は準静電界に関する成分が最も大きい。つまり、準静電界は距離に対して高い分解能があるといえる。
【００３２】
（１−３）電界強度と周波数との関係
ここで、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係を図１に示す。図１は、１[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を指数で示すものである。
【００３３】
この図１からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界距離と呼ぶ)が存在する。この強度境界距離よりも遠方の空間では放射電界が優位（誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態）となる。これに対して強度境界距離よりも近方の空間では準静電界が優位（放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態）となる。
【００３４】
この強度境界距離は、（２）式における電界ＥΘの各項（ＥΘ１、ＥΘ２、ＥΘ３）に対応する電界の各成分、すなわち次式
【００３５】
【数７】
0005394226.tif 000008
【００３６】
が一致する（ＥΘ１＝ＥΘ２＝ＥΘ３）ということであるから、次式
【００３７】
【数８】
0005394226.tif 000009
【００３８】
を充足する場合、つまり、次式
【００３９】
【数９】
0005394226.tif 000010
【００４０】
として表すことができる。
【００４１】
この（９）式における波数ｋは、光速をｃ（ｃ＝3 ×10２[m/s] ）とし、周波数をｆ[Hz]とすると次式
【００４２】
【数１０】
0005394226.tif 000011
【００４３】
として表すことができる。したがって強度境界距離は（９）式と（１０）式を整理し、次式
【００４４】
【数１１】
0005394226.tif 000012
【００４５】
となる。
【００４６】
この（１１）式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間（以下、これを準静電界優位空間とも呼ぶ）を広くする場合には周波数が密接に関係している。
【００４７】
具体的には、低い周波数であるほど、準静電界優位空間が大きくなる（即ち、図１に示した強度境界距離は、周波数が低いほど長くなる（右に移ることになる））。これに対して高い周波数であるほど、準静電界優位空間が狭くなる（即ち、図１に示した強度境界距離は、周波数が高いほど短くなる（左に移ることになる））。
【００４８】
つまり、準静電界は、低い周波数帯を選定するほど、電界発生源を基準とするより広い空間において、誘導電磁界及び放射電界に比して支配的（誘導電磁界及び放射電界に比して準静電界の電界強度が優位）となる。
【００４９】
（１−４）準静電界優位空間のメリット
ここで、例えば１０[MHz]を選定した場合における放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係を図２に示す。
【００５０】
この図２からも明らかなように、１０[MHz]を選定した場合、上述の（１１）式により、０．６７５[m]よりも近方では誘導電磁界及び放射電界に比べて準静電界が優位な空間となる。例えば電界発生源から０．０１[m]地点の準静電界の強度は誘導電磁界に比しておよそ１８．２[dB]大きい。つまり、準静電界優位空間では、準静電界と、誘導電磁界及び放射電界とが明確に区別可能である。
【００５１】
また、準静電界には磁界が発生することはないが、放射電界及び誘導電磁界には磁界が発生するため電流が分布する。しかしながら準静電界優位空間では、準静電界に比べて放射電界及び誘導電磁界の強度が小さいため、該放射電界及び誘導電磁界での電流分布に起因して副次的に生ずる電界と、準静電界との干渉の程度が小さい。
【００５２】
このように上述の（１１）式を充足する範囲では、準静電界に対する放射電界や誘導電磁界の影響が極めて小さい状態にあるため、距離に対して高い分解能をもつ準静電界に対する検出感度が極めて良好となる。これが、準静電界優位空間のメリットの１つとなる。
【００５３】
（２）電界の絞込制御
次に、電界の絞込制御に関して説明する。
（２−１）基本形
図３及び図４においてシミュレーションに基づく電界分布を示す。図３は、照射対象に電界を照射するための電極（以下、これを照射用電極とも呼ぶ）に４[Ｖ]の直流電圧を与えた場合における電界分布である。
【００５４】
一方、図４は、図５に示すように、４[Ｖ]の直流電圧が与えられる照射用電極の周りに、該照射用電極を重心とする正方形の頂点に位置する関係となる電極（以下、これを４重極子とも呼ぶ）を配し、それら電極に対して−１[Ｖ]の直流電圧を与えた場合における電界分布である。
【００５５】
また、図４に示される電界のうち、ｘ−ｙ軸上の第１象限において最も外側となる部分をプロットしたものを図６に示し、図４に示される電界のうち、ｚ軸を通るある一面において最も外側となる部分をプロットしたものを図７に示す。
【００５６】
図３と図４との比較から明らかなように、照射用電極を重心として正方形の頂点となる各位置に対して、照射用電極に授与される電荷の極性とは逆の極性でなり、照射用電極に授与される電荷量を４等分した電荷を有する電極を配した場合、照射用電極から生じる電界は照射用電極を通るＺ軸上に絞り込まれ、局所に集中した状態となる。
【００５７】
これは、図６及び図７からも分かるように、４重極子から生じる電界が、照射用電極から生じる電界に対する壁として機能し、該照射用電極から生じる電界の拡散を抑制するからである。
【００５８】
ここで、別のシミュレーションに基づく電界強度と距離との関係を図８に示す。この図８に示される実線は、照射用電極を重心とする正八角形の頂点に位置する関係となる電極（以下、これを８重極子とも呼ぶ）が配された照射用電極から生じる電界のうち、ｚ軸を通るある一面において最も外側となる部分をプロットしたものである。また破線は、多重極子が周りに配されていない照射用電極から生じる電界のうち、ｚ軸を通るある一面において最も外側となる部分をプロットしたものである。なお、８重極子の各電極には、照射用電極に授与される電荷の極性とは逆の極性でなり、該照射用電極に授与される電荷量を８等分した電荷量の電荷が授与される。
【００５９】
この図８からも分かるように、照射用電極の周りに８重極子が配された場合であっても、４重極子が配された場合と同様に、照射用電極から生じる照射電界が絞り込まれて集中する。
【００６０】
なお、照射用電極の周りに配すべき電極は、４重極子や８重極子に限られない。照射用電極の周りに、該照射用電極を重心とする正多角形の頂点に位置する関係となる電極（以下、これを多重極子とも呼ぶ）であればよい。この多重極子から生じる電界は、４重極子や８重極子と同様に、照射用電極から生じる電界に対する壁として機能し、該照射用電極から生じる電界の拡散を抑制するからである。
【００６１】
ただし、点対称の正多角形は、非点対称の正多角形よりも幾何学的対照性を有するので、照射電界を絞り込み度（拡散防止壁として機能する度合い）を高める観点では、４以上かつ偶数の頂点を有する正多角形がより好ましい。また、最も少ない極子数で絞り込み度を高める観点では、正三角形の頂点に位置する関係となる電極（すなわち３重極子）が好ましい。
【００６２】
なお、多重極子の各極に授与すべき電荷（以下、これを多重極電荷とも呼ぶ）の極性を照射用電極に授与される電荷（以下、これを照射極電荷とも呼ぶ）に対して逆の極性とすることが必須条件になる。また多重極電荷量を少なくとも照射極電荷量未満とすることも必須条件になる。
【００６３】
ちなみに、多重極子から生じる電界の減衰度は、距離をｒとし、該多重極子の極子数（電極数）をｎとすると、次式
【００６４】
【数１２】
0005394226.tif 000013
【００６５】
となる。
【００６６】
（２−２）応用形
（２−２−１）照射電界における深度の制御
照射用電極から生じる照射電界におけるｚ軸方向への到達度（深度）には、主に、照射用電極の周りに配される多重極子の極子数と、照射用電極と多重極子との間の距離とが関与する。
【００６７】
すなわち、照射用電極と多重極子との間の距離を一定とした場合、多重極子の極子数が大きいほど、照射用電極から生じる照射電界と、多重極子から生じる電界との相互作用の程度（打ち消しあう効率）が向上する。
【００６８】
つまり、照射用電極と多重極子との間の距離を一定とする条件では、該多重極子の極子数が大きいほど、照射電界におけるｚ軸方向への到達度（深度）が浅い状態として絞り込まれる。
【００６９】
一方、多重極子の極子数を一定とした場合、照射用電極と多重極子との間の距離が短いほど、照射用電極から生じる照射電界と、多重極子から生じる電界との相互作用の程度が向上する。
【００７０】
つまり、多重極子の極子数を一定とする条件では、照射用電極と多重極子との間の距離が短いほど、照射電界におけるｚ軸方向への到達度（深度）が浅い状態として絞り込まれる。
【００７１】
したがって、照射用電極の周りに配される多重極子の極子数と、照射用電極と多重極子との間の距離との双方又は一方を可変することで、照射電界におけるｚ軸方向への到達度（深度）の制御が可能となる。
【００７２】
なお、照射用電極に授与すべき電荷量（照射極電荷量）を大きくするほど照射電界におけるｚ軸方向への到達度（深度）は高くなり、該照射電界の拡散も大きくなる関係にある。
【００７３】
したがって、多重極子の極子数が大きい場合であってもその多重極子の重心に位置する電極に対する照射極電荷量が大きければ、該多重極子よりも少ない極子数の多重極子とする場合における照射電界の深度と同程度とすることも可能である。
【００７４】
（２−２−２）照射電界における指向性の制御
照射用電極から生じる照射電界における指向性には、主に、多重極子の各極子それぞれに授与すべき電荷量（多重極電荷量）に相違があるか否かが関係する。
【００７５】
図５に例示したように各極の多重極電荷量が同じである場合、照射用電極から生じる電界に対する、多重極子から生じる電界の打ち消しが均一となるため、該照射用電極から生じる電界のｘ−ｙ方向における拡散は均一に抑制される。この結果、照射用電極から生じる電界は、ｚ軸に対して平行となる方向に指向性をもって絞り込まれることになる。
【００７６】
これに対して例えば図９に示すように各極の多重極電荷量が相違する場合、照射用電極から生じる電界に対する、多重極子から生じる電界との打ち消しが不均一となるため、該照射用電極から生じる電界のｘ−ｙ方向における拡散は不均一に抑制される。
【００７７】
具体的には、多重極子における各極のなかで多重極電荷量が大きい極から生じる電界のほうが、多重極電荷量が小さい極から生じる電界よりも抑制度が大きくなる。この結果、照射用電極から生じる電界は、ｚ軸に対して多重極電荷量が小さい極側に傾く方向に指向性をもって絞り込まれることになる。なお図９の例では、照射用電極から生じる電界が左側に指向性をもって絞り込まれる。
【００７８】
したがって、多重極子の各極子それぞれに授与すべき電荷量を可変することで、照射電界における指向性の制御が可能となる。
【００７９】
ちなみに、多重極子に対して直流電圧によって電荷を授与する場合には電圧値を可変し、交流電圧によって電荷を授与する場合には位相を可変することになる。
【００８０】
（３）本発明を実施するための形態
次に、多重極子を用いた電界の絞込制御を実施するための１つの形態として、電界を用いて情報を読み書きする記憶装置を説明する。
（３−１）記憶装置の構成
図１０に示すように、この記憶装置１は、情報の記憶対象となる物体（以下、これを情報記憶体とも呼ぶ）２と、電界を用いて情報記憶体２に対する情報の読み書きを制御する電界制御部３とを含む構成とされる。
【００８１】
（３−２）情報記憶体の構成
情報記憶体２は、板状の強誘電体とされる。強誘電体は、無電場でも電気双極子が整列し、当該双極子の向きが電場で変化する物質であり、代表的には、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ) Ｏ３（ＰＺＴ）、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９（ＳＢＴ）、ＢａＴｉＯ３又はＰＶＤＦ（PolyVinylidene Fluoride）などがある。なお、この実施の形態では情報記憶体２の一面が記録層とされ、該記録層における無電場状態での電気双極子は一方向に整列される。
【００８２】
（３−３）電界制御部の構成
電界制御部３は、図１０に示したように、複数の電極１１、電極選択部１２、データ書込部１３及びデータ読出部１４を有する。
【００８３】
複数の電極１１はそれぞれ同形同大でなり、情報記憶体２の記録層に対して空隙を隔てた面上において等間隔で配列される。この図１０の例では、複数の電極１１が、支持体となる基板ＣＢのうち情報記憶体２の記録層と対向する対向面３Ａに対して、列方向及び行方向へそれぞれ等間隔に並ぶ状態で設けられる。
【００８４】
電極選択部１２には、情報記憶体２にデータを書き込むべき書込命令又は情報記憶体２に書き込まれたデータを読み出すべき読出命令が与えられる。
【００８５】
電極選択部１２は、書込命令が与えられた場合、情報記憶体２の記録層のうち、該書込命令の対象とされるデータを書き込むべき位置（以下、これを書込位置とも呼ぶ）に割り当てられる電極１１を、照射用電極として選択する。
【００８６】
このとき電極選択部１２は、照射用電極を重心とする、正多角形の頂点に位置する関係として配される電極１１を多重極子として選択する。
【００８７】
一方、電極選択部１２は、読出命令が与えられた場合、情報記憶体２の記録層のうち、該読出命令の対象とされるデータが書き込まれている位置（以下、これを読出位置とも呼ぶ）に割り当てられる電極１１を、照射用電極として選択する。
【００８８】
このとき電極選択部１２は、書込アドレスの場合と同様に、照射用電極を重心とする、正多角形の頂点に位置する関係となる電極１１を多重極子として選択する。
【００８９】
なお、電極選択部１２では、図１１に示すように、照射用電極から生じる照射電界におけるｚ軸方向の先端が情報記憶体２の記録層ＲＬとの交点に集中するよう、電界深度に関する絞込パラメータが調整され設定される。
【００９０】
この電界深度に関する絞込パラメータは、（２−２−１）で上述したように、照射用電極を重心とする正多角形の頂点数（つまり、多重極子の極子数）と、当該重心と頂点との間の距離である。
【００９１】
データ書込部１３は、電極選択部１２が照射用電極を選択した場合、その照射用電極に対して直流電圧を印加する。
【００９２】
またデータ書込部１３は、電極選択部１２が多重極子を選択した場合、その多重極子に対して、各極で同じ電圧値かつ照射用電極に印加する直流電圧よりも小さい電圧値でなり、該直流電圧とは逆極性となる直流電圧を印加する。
【００９３】
なお、照射用電極及び多重極子に印加すべき直流電圧の電圧値と、その比とは、照射用電極から生じる電界のｚ軸方向の先端と、情報記憶体２の記録層ＲＬとの交点部分（図１１参照）での電界強度が情報記憶体２の電気双極子を反転させる程度となるよう、絞込パラメータを加味して調整され設定される。
【００９４】
したがって、情報記憶体２における記録層の書込位置では、電気双極子の配向が、照射用電極から生じる電界によって規定の配向とは逆に反転され、データが書き込まれることになる。
【００９５】
データ読出部１４は、電極選択部１２が照射用電極を選択した場合、その照射用電極に対して直流電圧を印加する。
【００９６】
またデータ読出部１４は、電極選択部１２が多重極子を選択した場合、その多重極子に対して、各極で同じ電圧値かつ照射用電極に印加する直流電圧よりも小さい電圧値でなり、該直流電圧とは逆極性となる直流電圧を印加する。
【００９７】
なお、照射用電極及び多重極子に印加すべき直流電圧の電圧値と、その比とは、照射用電極から生じる電界のｚ軸方向の先端と、情報記憶体２の記録層ＲＬとの交点部分（図１１参照）での電界強度が情報記憶体２の電気双極子の配向状態を維持させる程度となるよう、調整され設定される。
【００９８】
ここで、照射用電極から生じる電界は、該電界の先端部分が位置する記録層における電気双極子の正又は負の配向状態に応じて相違するため、その電界に対する例えばインピーダンスから配向状態を捉えることが可能である。
【００９９】
データ読出部１４は、照射用電極と多重極子に対応する直流電圧を印加した状態において、該照射用電極で生じる電界のインピーダンスを計測し、その計測結果に基づいて記録層における電気双極子の配向状態を検出する。この結果、読出位置に書き込まれたデータが読み出される。
【０１００】
（３−４）効果等
以上の構成において、電界制御部３は、照射用電極を重心とする、正多角形の頂点に位置する関係となる電極（多重極子）を複数の電極１１から選択し、選択した電極に対して、照射用電極に授与される直流電圧とは逆極性でなり、該直流電圧値よりも小さい直流電圧を印加する。
【０１０１】
したがって多重極子から生じる電界は、照射用電極から生じる電界に対する壁として機能し、この結果、照射用電極から生じる電界は、該照射用電極の法線と直交する側方向の拡散が抑制され、法線方向へ局所に集中する状態として絞り込まれる。
【０１０２】
一方、照射用電極から生じる電界の法線方向への到達度（深度）は、照射用電極を重心とする正多角形の頂点数（正多角形の構造）と、当該重心と頂点との距離とに依存するため、電界制御部３が制御可能となる。
【０１０３】
他方、照射用電極から生じる電界の指向性は、多重極子の各極子それぞれに印加すべき電圧値に依存するため、電界制御部３が制御可能となる。
【０１０４】
このようにこの電界制御部３は、その物理的な構成を変更することなく電気特性別にフォーカス可能となり、この結果、従来に比べて照射効率が飛躍的に向上される。しかも電界制御部３の物理的な構成は、配線と半導体素子とを基板にプリントする構成で実現できる。したがって、電界制御部３を記憶装置１や他の装置に実装する観点では特に有用となる。
【０１０５】
（４）他の実施の形態
上述の実施の形態では、情報記憶体２における記録層が単層とされた。しかしながら記録層は複数層とすることが可能である。
【０１０６】
例えば図１２に示すように、板状の情報記憶体２の双方の面に対向させて、上述の実施の形態の電界制御部３と同一構成の電界制御部３Ｘ，３Ｙを設けた記憶装置１００が適用可能である。この電界制御部３Ｘでは記録層ＲＬ１に対するデータの読み書きが実行され、電界制御部３Ｙでは記録層ＲＬ２に対するデータの読み書きが実行される。
【０１０７】
このように、２つの電界制御部３Ｘ，３Ｙによって情報記憶体２が挟まれたサンドイッチ構造の記憶装置１００では、２層の記録層ＲＬ１，ＲＬ２に対して同時期にデータの読み書きができる。
【０１０８】
また別例として、上述の実施の形態における電極選択部１２での選択手法と、データ書込部１３及びデータ読出部１４での電荷授与手法とを変更することで、記録層を複数層とすることも可能である。
【０１０９】
すなわち、電極選択部１２は、書込命令又は読出命令が与えられた場合、情報記憶体２の記録層の書込位置又は読出位置に割り当てられる電極を基準として対照となる２以上の照射用電極を選択する。便宜上、基準電極を通る直線上においてその基準電極から等距離に位置する２つの照射用電極が選択されたとする。ちなみに基準電極は、一般には、書込位置又は読出位置の法線上に位置する電極１１となる。
【０１１０】
また電極選択部１２は、情報記憶体２に割り当てられる記録層のうち、データの書き込み先となる記録層の深さに応じて、電界深度に関する絞込パラメータを切り換えて多重極子を選択する。この絞込パラメータは、上述したとおり、照射用電極を重心とする正多角形の頂点に位置する関係となる電極における極子数（つまり正多角形の頂点数）と、当該重心と頂点との間の距離との双方又は一方となる。
【０１１１】
例えば図１３に示すように、情報記憶体２に対して２つの記録層ＲＬ１，ＲＬ２が割り当てられているとした場合、電極１１との距離が近いほうの記録層ＲＬ１がデータの書き込み先となるときには、６重極子が設定される（図１３（Ａ））。一方、電極１１との距離が遠いほうの記録層ＲＬ２がデータの書き込み先となるときには、４重極子が指定される（図１３（Ｂ））。
【０１１２】
図１３（Ｂ）からも分かるように、多重極子の極子数によっては、厳密に、書込アドレスの電極１１を重心とする正多角形の頂点に位置する関係となる電極がない場合もある。しかしながら、複数の電極１１間の距離はマイクロまたはナノ単位となるので、おおよそ正多角形の頂点に位置する関係となる電極であれば、絞込精度等の影響はない。
【０１１３】
なおこの図１３に示す例では、照射用電極と、６重極子又は４重極子との距離は等距離とされる。
【０１１４】
一方、データ書込部１３は、電極選択部１２が２以上の照射用電極を選択した場合、それら照射用電極に対して同じ電圧値の直流電圧を印加する。
【０１１５】
またデータ書込部１３は、電極選択部１２が２組以上の多重極子を選択した場合、それら多重極子に対して、照射用電極に印加する直流電圧よりも小さい電圧値でなり、該直流電圧とは逆極性となる直流電圧を印加する。
【０１１６】
このとき多重極子の極子に印加される電圧値は、均等ではなく、図１４に示すように、書込位置に割り当てられる電極の位置（図１４では×の位置）との距離が離れるほど高くされる。
【０１１７】
したがって、図１５に示すように、２つの照射用電極から生じる電界は書込位置の方向に指向性をもって絞り込まれることになる。
【０１１８】
なお、照射用電極及び多重極子に印加すべき直流電圧の電圧値と、その比とは、２つの照射用電極から生じる電界のｚ軸方向の先端と、情報記憶体２の記録層ＲＬ１，ＲＬ２との交点部分での電界強度が情報記憶体２の電気双極子を反転させる程度となるよう、絞込パラメータを加味して調整される。
【０１１９】
したがって、情報記憶体２における２つの記録層ＲＬ１，ＲＬ２のうち、書き込み先となる一の記録層ＲＬ１又はＲＬ２における書込位置が他の位置の電界強度よりも大きい状態となるため、該書込位置の電気双極子だけが、規定の配向とは逆に反転される。この結果、所定の書込位置に対して正確にデータが書き込まれることになる。
【０１２０】
他方、データ読出部１４は、電極選択部１２が２以上の照射用電極を選択した場合、それら照射用電極に対して同じ電圧値の直流電圧を印加する。
【０１２１】
またデータ読出部１４は、電極選択部１２が２組以上の多重極子を選択した場合、それら多重極子に対して、照射用電極に印加する直流電圧よりも小さい電圧値でなり、該直流電圧とは逆極性となる直流電圧を印加する。
【０１２２】
このとき多重極子の極子に印加される電圧値は、データ書き込みの場合と同様に、読出位置に割り当てられる電極の位置との距離が離れるほど高くされる。したがって、図１５に示したように、２つの照射用電極から生じる電界は読出位置の方向に指向性をもって絞り込まれる。
【０１２３】
なお、照射用電極及び多重極子に印加すべき直流電圧の電圧値と、その比とは、照射用電極から生じる電界のｚ軸方向の先端と、情報記憶体２の記録層ＲＬ１，ＲＬ２との交点部分での電界強度が情報記憶体２の電気双極子の配向状態を維持させる程度となるよう調整される。
【０１２４】
したがって、情報記憶体２における全ての電気双極子の配向状態が照射用電極から生じる電界に対して不変となる。
【０１２５】
データ読出部１４は、照射用電極と多重極子に対応する直流電圧を印加した状態において、該照射用電極から生じる電界のインピーダンスを計測し、その電界の先端部分における電気双極子の配向状態を検出する。この結果、読出位置に書き込まれたデータが読み出される。
【０１２６】
このように、２以上の照射用電極から生じる電界の深度及び指向性を制御することで、記録層を複数層とすることができる。なお、この制御手法は、記録層が内部に有している場合であっても、該記録層にデータを読み書き可能となる点で有用である。
【０１２７】
なお、電極選択部１２では、書込位置又は読出位置に割り当てられる電極を基準として対照となる２以上の照射用電極が選択された。しかしながら書込位置又は読出位置に割り当てられる電極と照射用電極とに所定の規則性を設けることは必須となるものではない。これは、書込位置又は読出位置に割り当てられる電極を含む又は該電極とは別の２以上の電極を選択しさえすれば、照射電界における深度及び指向性の制御によって、２以上の照射用電極から生じる電界を書込位置又は読出位置で重ねることができるからである。
【０１２８】
上述の実施の形態では、情報記憶体２が強誘電体とされた。しかしながら情報記憶体２は強誘電体に限るものではない。例えば、カルコゲナイド結晶など適用可能である。要は、電界で電気双極子の向きが変化する性質、あるいは、結晶構造の一部の原子の軌道が縮退するなどの変化や結晶構造の相転移が発現する物質であればよい。
【０１２９】
上述の実施の形態では、板状の情報記憶体２が適用された。しかしながら情報記憶体２の形状は板状に限定されるものではない。例えば球状の情報記憶体を適用することができる。この場合、情報記憶体の球面に対して等距離の空隙を隔てた面上に複数の電極１１を配置すればよい。ただしこの場合、電極１１の配置を等間隔とすることができない等、板状の情報記憶体２を適用する場合と異なる点を有する。しかしながら上述したように照射電界における深度及び指向性の制御が可能であるため問題はない。
【０１３０】
したがって、有限の体積の中に無限の表面積を包含できるフラクタル状であったとしても、その形状の表面に対して空隙を隔てた面上に複数の電極１１を配置すれば、あらゆる形状が適用可能である。
【０１３１】
なお、情報記憶体と電極１１との間は空気に限られるものではい。固体や液体であってもよく、真空であってもよい。
【０１３２】
上述の実施の形態では、複数の電極１１が同一面上に等間隔に配された。しかしながらこれら電極の配置は、上述したように照射電界における深度及び指向性の制御が可能であるため、情報記憶体の表面に対向されていれば、異なる面上にあってもよく、異間隔であってもよい。
【０１３３】
上述の実施の形態では、複数の電極１１が配される領域の面積を、板状の情報記憶体２の面積よりも大きくすることで、該情報記憶体２全面が読書可能な面（以下、これを読書有効面とも呼ぶ）とされた。しかしながら、上述したように照射電界における深度及び指向性の制御が可能であるため、複数の電極１１が配される領域の面積が板状の情報記憶体２の面積と同じ又は小さい場合であっても、該情報記憶体２全面を読書有効面とすることが可能である。
【０１３４】
上述の実施の形態では、電極１１に対して直流電圧が印加された。しかしながら、直流電圧に代えて交流電圧としてもよい。ただし、電極１１に対して交流電圧を印加する場合、該電極１１から生じる電界は合成電界となるため、交流電圧の周波数は上述の（１１）式に基づく「ｒ＜ｃ／２πｆ」の条件を充足する周波数とすることが望ましい。
【０１３５】
この条件を充足すれば、上述したように、距離に対して高い分解能をもつ準静電界に対する放射電界や誘導電磁界の影響が低減され、該準静電界の感度が極めて良好となるからである。
【０１３６】
上述の実施の形態では、多重極子の各極子に対して均等の電圧を印加する場合、その電圧値（多重極電荷）は、書込アドレス又は読出先アドレスの電極１１に授与される電圧値（照射極電荷）を多重極子アドレス数で等分した電圧値とされた。しかしながら、この場合における照射極電荷に対する多重極電荷の比は、少なくとも１未満の比であれば、極子数に応じた比以外の種々の比とすることができる。
【０１３７】
上述の実施の形態では、複数の電極１１の形状が円盤状とされた。しかしながらこれら電極の形状はこの実施の形態に限定されるものではなく、あらゆる形状を採用することが可能である。また、個々に異なる形状とすることも可能である。
【０１３８】
上述の実施の形態では、電界を用いてデータの書き込み又は読み出す記憶装置１に照射電界の絞り込み制御が適用された。しかしながら照射電界の絞り込み制御は記憶装置に限定されるものではない。図１との対応部分に同一符号を付した図１６に示すように、ディスプレイ装置にも適用可能である。
【０１３９】
このディスプレイ装置２００では、上述の情報記憶体２に代えて、例えば機能性色素等のように、電界の強度に応じて色や応答性が変わる物体（以下、これを色素体とも呼ぶ）２１０が塗布される。
【０１４０】
また電界制御部３では、上述のデータ書込部１３及びデータ読出部１４に代えて、電圧印加部２２０が適用される。この電圧印加部２２０は、画像データの画素に割り当てられる照射用電極を電極選択部１２が選択するたびに、当該照射用電極に対して、その画素の色に応じて振幅又は位相が変化する交流電圧を印加する。なお、この交流電圧の周波数は上述したように（１１）式に基づく「ｒ＜ｃ／２πｆ」の条件を充足する周波数とすることが望ましい。
【０１４１】
また電圧印加部２２０は、電極選択部１２が多重極子を選択した場合、その多重極子に対して、各極で同じ電圧値かつ照射用電極に印加する直流電圧よりも小さい電圧値でなり、該直流電圧とは逆極性となる直流電圧を印加する。
【０１４２】
なお、照射用電極及び多重極子に印加すべき直流電圧の電圧値と、その比とは、照射用電極から生じる電界のｚ軸方向の先端と、色素体２１０との交点部分での電界強度が色素体２１０の色や応答性が変わる程度となるよう、絞込パラメータを加味して調整され設定される。
【０１４３】
このようにすれば、画像データにおける画像が色素体２１０に現れることになる。
【０１４４】
なお、色素体２１０に代えて液晶を設けるようにしてもよい。このようにすれば、色素体２１０の場合と同様に、画像データにおける画像を液晶に現すことができる。また色素体２１０に代えて、電界の強度に応じて色が変わるガスが封入された封入体を設けるようにしてもよい。このようにすれば、色素体２１０の場合と同様に、画像データにおける画像を空間上へ直に現すことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、例えば農業、林業、漁業、鉱業、建設業、製造業、電気業、情報通信業、運輸業又は医薬業において利用可能性があり、もちろんこれら以外のあらゆる産業において幅広く利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１４６】
１，１００……記憶装置、２……情報記憶体、３……電界制御部、１１……電極、１２……電極選択部、１３……データ書込部、１４……データ読出部、２００……ディスプレイ装置、２１０……色素体、２２０……電圧印加部。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005394226.tif 000022
【図１２】
0005394226.tif 000023
【図１３】
0005394226.tif 000024
【図１４】
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【図１５】
0005394226.tif 000026
【図１６】
0005394226.tif 000027
【図３】
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【図４】
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