(57)【要約】【課題】従来技術の欠点を解決し、マルチディメンショナルでマルチレベルな記録と蓄積を実現するデータ蓄積デバイスを提供する。【解決手段】マルチプルな記録層を供給し、かつマルチプルな記録層のそれぞれの上に特性が変化可能なデータ記録ロケーションを供給することにより、マルチディメンショナルでマルチレベルな記録と蓄積が達成される。特性が変化可能なロケーションにより、単一のレーザビームの使用が可能となり、従来のデータ蓄積デバイスのように記録層の間に再度焦点合わせをする必要がなくなる。データの記録密度とデータ転送レートが著しく増大する。【選択図】図１
2006031925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ蓄積デバイスであって、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層であって、この第１記録層は第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層と、
前記第１記録層の第２面に隣接して積層された第２記録層であって、この第２記録層は第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有しているような第２記録層と、
前記第１記録層の第２面に対し概ね垂直に形成された複数のデータ軸であって、これら複数のデータ軸の各々が前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つと前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つとを貫通して延伸しているようなデータ軸とを備え、
第１と第２のビーム特性を有する処理されたビームが、複数のデータ軸の１つに沿って第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２のビーム特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっているデータ蓄積デバイス。
【請求項２】
前記第１の物理的特性は反射率であり、前記第２の物理的特性は光学的偏光であり、第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの反射率レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの光学的偏光レベルに対応している請求項１記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３】
前記レーザビームは最初に第１記録層に向けて指向され、続いて前記複数のデータ軸の１つに沿って第２の記録層に向けて指向され、そこから処理されたビームを続いて得られるようになっている請求項１又は２記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４】
前記第１記録層は第１の材料から作られ、前記第２記録層は第２の材料から作られ、第１の材料は第２の材料とは異なる材料又は同一の材料のいずれかである請求項１乃至３のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項５】
前記第１の材料は少なくとも２つの結晶化レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な相変化材料であり、前記第２の材料は少なくとも２つの偏光状態を有する少なくとも２つの状態に変化可能な磁気光学的材料である請求項４記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項６】
前記第１の材料の第１の物理的特性は概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化可能であり、少なくとも２つの結晶化状態を有するようにそれらの間を延伸しかつ等級を形成するようになっており、
第１の材料の一部を概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化させることにより第１の材料の部分の反射率及び透過率の少なくとも１つが変化させられるようになっている請求項５記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項７】
前記第１の材料の第１の物理的特性はある大きさを有するレーザビームによって変化可能であり、レーザビームのその大きさは少なくとも２つの結晶化レベルに対応している請求項５又は６記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項８】
前記第２の材料の第２の物理的特性は２つの光学的偏光レベルの間で変化可能であり、少なくとも２つの偏光状態を有するようにそれらの間を延伸しかつ等級を形成するようになっており、
第２の材料の一部の第２の物理的特性を２つの光学的偏光レベルの間で変化させることにより第２の材料の部分の少なくとも２つの偏光状態が変化させられるようになっている請求項５乃至７のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項９】
前記第２の材料の第２の物理的特性は、第２の材料の部分上のレーザビームによって生成される熱と、そこに適用される磁界の磁気方向とによって変化可能になっている請求項５乃至８のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１０】
前記磁界は永久磁石と電磁石の１つによって生成される請求項９記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１１】
前記第１の材料は、Ｔｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｐｄ，Ｓｎ，Ａｓ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｅ，Ｓ，Ｓｉ，Ｐ及び有機記録材料の中の少なくとも１つから選択された１つの要素から作られている請求項４乃至１０のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１２】
前記第２の材料は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの中の少なくとも１つと、Ｔｂ，Ｃｒ，Ｇｄ，Ｍｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｇの中の少なくとも１つから作られている請求項４乃至１１のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１３】
前記第１記録層及び前記第２記録層の各々は、真空加工，電子ビーム真空加工，イオンめっき、化学蒸気加工，プラズマＣＶＤ，レーザ加工，スピニングコーティング，分子ビームエピタキシー，スパッタリングの中の１つにより第１の材料及び第２の材料の対応する１つを加工することによって形成されている請求項４乃至１２のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１４】
前記第１記録層及び前記第２記録層の各々は、アルゴンを包含しかつ窒素と酸素の少なくとも１つを包含する混合物をスパッタリングすることにより濃液処理されている請求項４乃至１３のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１５】
さらに前記第１記録層及び前記第２記録層を構造的に支持するための基板を包含し、第１記録層はその基板に隣接して積層されかつその第１の面はその基板に対向している請求項１乃至１４のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１６】
前記基板は、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート，アモルファスポリオレフィン，セラミック及びガラスの中の１つから作られている請求項１５記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１７】
さらに前記第１記録層及び前記第２記録層を構造的に支持するための基板を包含し、第２記録層はその基板に隣接して積層されかつ空間的に基板と第１記録層との間に配置されており、
さらにカバー層が第１記録層に隣接して積層されかつ第１記録層の第１の面がカバー層に対向しており、
前記基板は、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート，アモルファスポリオレフィン，セラミック及びガラスの中の１つから作られ、カバー層はポリカーボネート，セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，メチルメタクリレート，メチルプロピルアクリレートの中の少なくとも１つから作られている請求項１乃至１４のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１８】
さらに前記第１記録層と前記第２記録層との間に積層されたインターフェース層を包含し、このインターフェース層はそこを通過するように指向されるレーザビームに対して光学的に透明である請求項１乃至１７のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項１９】
前記インターフェース層は磁性体及び非磁性体の中の１つである絶縁材料及び金属材料の中の１つから作られている請求項１８記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２０】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の保護層と、前記第２記録層に隣接して積層される第２の保護層とを包含し、第１記録層と第２記録層は第１保護層と第２保護層の間にあるかあるいは積層されており、第１保護層と第２保護層の各々は金属の酸化物，窒化物，銅又は真ちゅうの化合物要素，フッ化物、炭化物の中の少なくとも１つから作られている請求項１乃至１９のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２１】
さらに前記第２保護層の面に隣接しかつ前記第２記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっている請求項２０記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２２】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の絶縁層と、前記第２記録層に隣接して積層される第２の絶縁層とを包含し、第１記録層と第２記録層は第１絶縁層と第２絶縁層の間にあるかあるいは積層されており、第１絶縁層と第２絶縁層の各々は、ＳｉＯ2，ＳｉＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＧｅＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＴｅＯ2，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＴｅ，ＡｇＦ，ＰｄＦ2，ＳｉＣ及びそれらの混合物の中の少なくとも１つから作られている請求項１乃至１９のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２３】
さらに前記第２絶縁層の面に隣接しかつ前記第２記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっている請求項２２記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２４】
さらに前記第２記録層の面に隣接しかつ前記第１記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっている請求項１乃至１９のいずかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２５】
前記反射層は、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｗ，Ｐｔの中の少なくとも１つから作られている請求項２１，２３，２４のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２６】
前記第１記録層と前記第２記録層はデータの少なくとも２つの数字のビットを蓄積するようになっている請求項１乃至２５のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２７】
さらに、複数の大きさレンジであってあらかじめ定義されかつ第１データ値を包含する第１の複数の値と協働する大きさレンジと、
複数のレベルレンジであってあらかじめ定義されかつ第２データ値を包含する第２の複数の値と協働するレベルレンジとを包含し、前記処理されたビームの第１ビーム特性と第２ビーム特性とがそれぞれ処理されたビームの大きさと光学的偏光レベルであり、
これにより、前記処理されたビームの大きさと光学的偏光レベルを検知し、かつこれに対応する複数の大きさレンジの１つと複数のレベルレンジの１つを識別することによりこれに対応する複数の第１値の１つと複数の第２値の１つとが識別できるようになっており、
前記処理されたビームがそこから反射される第１記録層及び第２記録層のそれぞれの複数のデータ蓄積ロケーションの１つにおいて、第１記録層及び第２記録層上にそれぞれ蓄積された第１データ値と第２データ値が、複数の第１値の対応する１つと複数の第２値の対応する１つとから得られるようになっている請求項１乃至２６のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２８】
データ蓄積デバイスに蓄積されたデータは、得られた第１及び第２のデータ値に対し、ＡＮＤ演算子，ＯＲ演算子，ＮＡＮＤ演算子，ＮＯＲ演算子の１つを適用することにより得られるようになっている請求項１乃至２７のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項２９】
データ蓄積デバイスであって、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層であって、この第１記録層は第１の材料から作られかつ第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層と、
前記第１記録層の第２面に隣接して積層された第２記録層であって、この第２記録層は第２の材料から作られかつ第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有しており、かつ第１の物理的特性は第２の物理的特性とは異なっているような第２記録層とを備え、
前記第１の物理的特性は反射率であり、前記第２の物理的特性は光学的偏光であり、第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの反射率レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの光学的偏光レベルに対応しており、
前記第１の材料は少なくとも２つの結晶化レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な相変化材料であり、前記第２の材料は少なくとも２つの偏光状態を有する少なくとも２つの状態に変化可能な磁気光学的材料であり、
さらにこのデータ蓄積デバイスは前記第１記録層の第２面に対し概ね垂直に形成された複数のデータ軸であって、これら複数のデータ軸の各々が前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つと前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つとを貫通して延伸しているようなデータ軸とを備えており、
第１と第２のビーム特性を有する処理されたビームが、複数のデータ軸の１つに沿って第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２のビーム特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっているデータ蓄積デバイス。
【請求項３０】
前記第１の材料の第１の物理的特性は概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化可能であり、少なくとも２つの結晶化状態を有するようにそれらの間を延伸しかつ等級を形成するようになっており、第１の材料の一部を概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化させることにより第１の材料の部分の反射率及び透過率の少なくとも１つが変化させられるようになっており、
これにより第１の材料の第１の物理的特性がある大きさを有するレーザビームによって変化可能であり、レーザビームのその大きさは少なくとも２つの結晶化レベルに対応している請求項２９記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３１】
前記第２の材料の第２の物理的特性は２つの光学的偏光レベルの間で変化可能であり、少なくとも２つの偏光状態を有するようにそれらの間を延伸しかつ等級を形成するようになっており、第２の材料の一部の第２の物理的特性を２つの光学的偏光レベルの間で変化させることにより第２の材料の部分の少なくとも２つの偏光状態が変化させられるようになっており、
これにより前記第２の材料の第２の物理的特性は、第２の材料の部分上のレーザビームによって生成される熱と、そこに適用される磁界の磁気方向とによって変化可能になっている請求項２９又は３０記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３２】
前記磁界は永久磁石と電磁石の１つによって生成される請求項３１記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３３】
前記第１の材料は、Ｔｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｐｄ，Ｓｎ，Ａｓ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｅ，Ｓ，Ｓｉ，Ｐ及び有機記録材料の中の少なくとも１つから選択された１つの要素から作られており、
前記第２の材料は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの中の少なくとも１つと、Ｔｂ，Ｃｒ，Ｇｄ，Ｍｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｇの中の少なくとも１つから作られている請求項２９乃至３２のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３４】
前記第１記録層及び前記第２記録層の各々は、真空加工，電子ビーム真空加工，イオンめっき、化学蒸気加工，プラズマＣＶＤ，レーザ加工，スピニングコーティング，分子ビームエピタキシー，スパッタリングの中の１つにより第１の材料及び第２の材料の対応する１つを加工することによって形成されている請求項２９乃至３３のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３５】
前記第１記録層及び前記第２記録層の各々は、アルゴンを包含しかつ窒素と酸素の少なくとも１つを包含する混合物をスパッタリングすることにより濃液処理されている請求項２９乃至３４のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３６】
さらに前記第１記録層及び前記第２記録層を構造的に支持するための基板を包含し、第１記録層はその基板に隣接して積層されかつその第１の面はその基板に対向している請求項２９乃至３５のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３７】
前記基板は、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート，アモルファスポリオレフィン，セラミック及びガラスの中の１つから作られている請求項３６記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３８】
さらに前記第２記録層の面に隣接しかつ前記第１記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっており、前記反射層は、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｗ，Ｐｔの中の少なくとも１つから作られている請求項２９乃至３７のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項３９】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の保護層であって前記基板と前記第１記録層との間に積層されている第１の保護層と、
前記第２記録層に隣接して積層される第２の保護層とを包含し、第１記録層と第２記録層は第１保護層と第２保護層の間にあるかあるいは積層されており、
さらに前記第２保護層の面に隣接しかつ前記第２記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっており、
前記第１及び第２の保護層の各々は金属の酸化物，窒化物，銅又は真ちゅうの化合物要素，フッ化物、炭化物の中の少なくとも１つから作られており、前記反射層は、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｗ，Ｐｔの中の少なくとも１つから作られている請求項３６乃至３８のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４０】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の絶縁層であって前記基板と前記第１記録層との間に積層されている第１の絶縁層と、
前記第２記録層に隣接して積層される第２の絶縁層とを包含し、第１記録層と第２記録層は第１絶縁層と第２絶縁層の間にあるかあるいは積層されており、
さらに前記第２絶縁層の面に隣接しかつ前記第２記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっており、
第１絶縁層と第２絶縁層の各々は、ＳｉＯ2，ＳｉＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＧｅＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＴｅＯ2，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＴｅ，ＡｇＦ，ＰｄＦ2，ＳｉＣ及びそれらの混合物の中の少なくとも１つから作られている請求項３６乃至３８のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４１】
さらに前記第１記録層と前記第２記録層との間に積層されたインターフェース層を包含し、このインターフェース層はそこを通過するように指向されるレーザビームに対して光学的に透明である請求項２９乃至４０のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４２】
前記インターフェース層は磁性体及び非磁性体の中の１つである絶縁材料及び金属材料の中の１つから作られている請求項４１記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４３】
さらに前記第１記録層の第１の面に隣接して積層される第１の絶縁層であって前記基板と前記第１記録層との間に積層されている第１の絶縁層と、
前記第２記録層に隣接して積層される第２の絶縁層とを包含し、第１記録層と第２記録層は第１絶縁層と第２絶縁層の間にあるかあるいは積層されており、
さらに前記第２絶縁層の面に隣接しかつ前記第２記録層の外側に対向するように積層されている反射層を包含し、この反射層はレーザビームが第２記録層に適用されているときにレーザビームによって発生する熱が過剰に蓄積されるのを消散させるようになっており、
さらにカバー層が第１絶縁層に隣接して積層されかつ第１絶縁層がこのカバー層と第１記録層との間に積層されており、
さらに前記第１記録層及び前記第２記録層を構造的に支持するための基板を包含し、前記反射層はさらに前記基板に隣接して積層されかつ前記第２絶縁層と前記基板との間に積層されており、
第１絶縁層と第２絶縁層の各々は、ＳｉＯ2，ＳｉＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＧｅＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＴｅＯ2，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＴｅ，ＡｇＦ，ＰｄＦ2，ＳｉＣ及びそれらの混合物の中の少なくとも１つから作られており、前記反射層は、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｗ，Ｐｔの中の少なくとも１つから作られており、前記基板は、ポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート，アモルファスポリオレフィン，セラミック及びガラスの中の１つから作られており、前記カバー層はポリカーボネート，セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，メチルメタクリレート，メチルプロピルアクリレートの中の少なくとも１つから作られている請求項３６記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４４】
さらに、複数の大きさレンジであってあらかじめ定義されかつ第１データ値を包含する第１の複数の値と協働する大きさレンジと、
複数のレベルレンジであってあらかじめ定義されかつ第２データ値を包含する第２の複数の値と協働するレベルレンジとを包含し、前記処理されたビームの第１ビーム特性と第２ビーム特性とがそれぞれ処理されたビームの大きさと光学的偏光レベルであり、
これにより、前記処理されたビームの大きさと光学的偏光レベルを検知し、かつこれに対応する複数の大きさレンジの１つと複数のレベルレンジの１つを識別することによりこれに対応する複数の第１値の１つと複数の第２値の１つとが識別できるようになっており、
前記処理されたビームがそこから反射される第１記録層及び第２記録層のそれぞれの複数のデータ蓄積ロケーションの１つにおいて、第１記録層及び第２記録層上にそれぞれ蓄積された第１データ値と第２データ値が、複数の第１値の対応する１つと複数の第２値の対応する１つとから得られるようになっている請求項２９乃至４３のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４５】
データ蓄積デバイスに蓄積されたデータは、得られた第１及び第２のデータ値に対し、ＡＮＤ演算子，ＯＲ演算子，ＮＡＮＤ演算子，ＮＯＲ演算子の１つを適用することにより得られるようになっている請求項２９乃至４４のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４６】
データ蓄積デバイスであって、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層であって、この第１記録層は第１の材料から作られかつ第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層と、
前記第１記録層の第２面に隣接して積層された第２記録層であって、この第２記録層は第２の材料から作られかつ第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有しており、かつ第１の物理的特性は第２の物理的特性とは異なっているような第２記録層とを備え、
前記第１の物理的特性は光学的偏光であり、前記第２の物理的特性は反射率であり、第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの光学的偏光レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの反射率レベルに対応しており、
前記第１の材料は少なくとも２つの偏光状態を有する少なくとも２つの状態に変化可能な磁気光学的材料であり、前記第２の材料は少なくとも２つの結晶化レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な相変化材料であり、
さらにこのデータ蓄積デバイスは前記第１記録層の第２面に対し概ね垂直に形成された複数のデータ軸であって、これら複数のデータ軸の各々が前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つと前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つとを貫通して延伸しているようなデータ軸とを備えており、
第１と第２のビーム特性を有する処理されたビームが、複数のデータ軸の１つに沿って第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２のビーム特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっているデータ蓄積デバイス。
【請求項４７】
前記第１の材料の第１の物理的特性は２つの光学的偏光レベルの間で変化可能であり、少なくとも２つの偏光状態を有するようにそれらの間を延伸しかつ等級を形成するようになっており、
第１の材料の一部の第１の物理的特性を２つの光学的偏光レベルの間で変化させることにより第１の材料の部分の少なくとも２つの偏光状態が変化させられるようになっており、
これにより前記第１の材料の第１の物理的特性は、第１の材料の部分上のレーザビームによって生成される熱と、そこに適用される磁界の磁気方向とによって変化可能になっている請求項４６記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４８】
前記磁界は永久磁石と電磁石の１つによって生成される請求項４７記載のデータ蓄積デバイス。
【請求項４９】
前記第２の材料の第２の物理的特性は概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化可能であり、少なくとも２つの結晶化状態を有するようにそれらの間を延伸しかつ等級を形成するようになっており、第２の材料の一部を概ね結晶化した状態と概ねアモルファスの状態との間で変化させることにより第２の材料の部分の反射率及び透過率の少なくとも１つが変化させられるようになっており、
これにより第２の材料の第２の物理的特性がある大きさを有するレーザビームによって変化可能であり、レーザビームのその大きさは少なくとも２つの結晶化レベルに対応している請求項４６乃至４８のいずれかに記載のデータ蓄積デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的にデータ蓄積デバイス（装置）に関する。特に、本発明は、光学的記録媒体に高密度と高データ転送レートとを実現させるべく、複数の次元でのデータ蓄積を可能とするマルチレベルのデータ蓄積構造を供給するために、レーザビームの異なる物理的特性を利用するデータ蓄積デバイスに関する。
【０００２】
光学的データ蓄積密度は代表的にはレーザのイラジエーション（irradiation：光のにじみ）によって記録表面上に形成される光のスポットの直径によって決定される。光のスポットの直径をｄとすると、次式で表される。
ｄ＝λ／（２ＮＡ）
ここでλはレーザの波長であり、ＮＡ（numerical aperture）は開口数である。より小さく最小のスポット径は高密度でのデータ記録と蓄積をもたらす。従って、光学的記録媒体の記録密度を増大させるためには、レーザの波長を短くし、対物レンズの開口数を高くすることになる。しかしながら、高記録密度を実現させるためにレーザの波長を短くし対物レンズの開口数を高くするには欠点がある。傾斜した光学的ディスクにより作り出されるコマ収差は、開口数の３乗に比例して大きさが増大する。それゆえ、大きな開口数を用いることは光学的ディスクの角度的傾斜にとってのマージン（限界）を小さくしてしまうことになる。光学的ディスクをわずかに傾斜させると、レーザはその上にぼやけたスポットを形成するようになり、高い記録密度は実現できなくなる。
【０００３】
周知のブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ：ソニーの登録商標）は、２３ＧＢを下回らない記録密度と、３６ＭＢｐｓ程度のデータ転送レートを有している。しかしながら、ブルーレイディスクの光学システムは、波長４０５ｎｍのレーザと、開口数０．８５の対物レンズとを用いている。その結果、ブルーレイディスクは充分な傾斜マージンを達成するために、約０．１ｍｍの薄い光透過層を必要とする。不運なことに、かかる薄い光透過層は、従来の射出成形機では製造することはできない。さらに、その厚みの変動が０．２μｍの許容差内という厳しさは、従来の光学的ディスクと比較して、かなり高い製造コストとなる。加えて、高い開口数の対物レンズを使用することにより、作動距離が約０．３ｍｍとなり、光学的ディスクと対物レンズが衝突するというリスクが高くなる。
【０００４】
従来技術において、高記録密度を達成するために複数の記録層を設けることが知られている。例えば、二層の光学的記録媒体は、ディスクの同じ側から２つの記録層に記録することによって記録密度を２倍にできると提案されている。しかしながら、二重層を設けてその第１層に大きな透過率（transmittance ）を持たせることは技術的な挑戦であり、１つの材料、例えば位相が変化する材料はその厚さが増大するにつれてレーザに対し透明でなくなるからである。
【０００５】
【特許文献１】ＰＣＴ公報ＷＩ−Ａ２−０２０６３６２０（アリエリ氏）は、読み出しプロセスにおける問題、すなわち各層が光学的に他の層と干渉するという問題を解決する方法を開示している。アリエリ氏の発明は、複数の記録層と、そこから読み出すために目的の記録層上にレーザを焦点合わせするための焦点システムとを備えた光学的データ蓄積デバイスについて記述している。しかしながら、アリエリ氏の発明では異なる記録層のためにレーザを再度焦点合わせしなければならないため、データ検索には遅いレートとなってしまう。さらに、各記録層の記録密度は、焦点合わせをするシステムの正確さに依存している。
【０００６】
【特許文献２】米国特許第５８３８６５３号（ファン氏）は、複数の情報蓄積層を含む光学的情報蓄積システムを開示している。各蓄積層あるいはその部分は、波長を特定しかつ偏光（polarization）を特定している。情報は、それらに対応して特定の波長と特定の偏光を有するレーザビームを用いることにより、特別な蓄積層だけから読み出すことができる。しかしながら、ファン氏の発明は、必要とされる波長と偏光の範囲を満たすことができるレーザのスペクトルを必要とする。単一レーザの波長と偏光を変えるための変調器を用いることは複雑であり、データ検索のレートを遅くする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、高記録密度と高データ転送レートとを実現させるような改良されたデータ蓄積システムが必要とされていることは明らかである。
【０００８】
後述するデータ蓄積デバイス（装置）は、基板と記録層とを包含し、記録層は基板上に形成された相変化層（phase-change layer）と磁気光学的層（magneto-optical layer ）とを有する。このデータ蓄積デバイスは、２つの物理的特性、すなわちそこから反射されるレーザの大きさ（amplitude ：振幅）と偏光レベルを利用する。データ蓄積デバイスに指向されるレーザは基板又はカバーに貫入して前記記録層を加熱する。レーザの出力を調整することにより、相変化層は結晶化状態とアモルファス（非結晶）状態との間で切り替えられる。完全なアモルファス状態での相変化層は相対的反射率０％を示すが、完全な結晶化状態での相変化層は反射率１００％を示す。レーザ出力を区別して変動させることにより、異なる可能な反射率レベルを提供することができる。従って、マルチレベルな記録というものが、異なる反射率レベルを用いる相変化記録層において実現可能となる。
【０００９】
レーザが前記記録層上へと指向されると、磁気光学的層が同時に加熱される。磁気光学的層の温度が層のキュリー温度あるいは補償温度に達すると、バイアス磁界が適用されて磁気光学的層における偏光レベルを変化させる。反射させられたあるいは透過されたレーザ又は光のビームの偏光は、磁気光学的層の効果を通じて検知することができる。従って、データ蓄積デバイスからの反射されたレーザの反射率の大きさと偏光レベルは、結合されて、複数の次元と複数のレベルを有する記録及び蓄積のための媒体を供給することになる。
【００１０】
本発明はその第１の面において、データ蓄積デバイスであって、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層であって、この第１記録層は第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層と、
前記第１記録層の第２面に隣接して積層された第２記録層であって、この第２記録層は第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有しているような第２記録層と、
前記第１記録層の第２面に対し概ね垂直に形成された複数のデータ軸であって、これら複数のデータ軸の各々が前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つと前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つとを貫通して延伸しているようなデータ軸とを備え、
第１と第２のビーム特性を有する処理されたビームが、複数のデータ軸の１つに沿って第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２のビーム特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっているデータ蓄積デバイスを提供する。
【００１１】
本発明はその第２の面において、データ蓄積デバイスであって、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層であって、この第１記録層は第１の材料から作られかつ第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層と、
前記第１記録層の第２面に隣接して積層された第２記録層であって、この第２記録層は第２の材料から作られかつ第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有しており、かつ第１の物理的特性は第２の物理的特性とは異なっているような第２記録層とを備え、
前記第１の物理的特性は反射率であり、前記第２の物理的特性は光学的偏光であり、第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの反射率レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの光学的偏光レベルに対応しており、
前記第１の材料は少なくとも２つの結晶化レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な相変化材料であり、前記第２の材料は少なくとも２つの偏光状態を有する少なくとも２つの状態に変化可能な磁気光学的材料であり、
さらにこのデータ蓄積デバイスは前記第１記録層の第２面に対し概ね垂直に形成された複数のデータ軸であって、これら複数のデータ軸の各々が前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つと前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つとを貫通して延伸しているようなデータ軸とを備えており、
第１と第２のビーム特性を有する処理されたビームが、複数のデータ軸の１つに沿って第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２のビーム特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっているデータ蓄積デバイスを提供する。
【００１２】
本発明はその第３の面において、データ蓄積デバイスであって、
第１面とこの第１面の外側に対向する第２面とを有する第１記録層であって、この第１記録層は第１の材料から作られかつ第１の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第１のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有しているような第１記録層と、
前記第１記録層の第２面に隣接して積層された第２記録層であって、この第２記録層は第２の材料から作られかつ第２の複数のデータ蓄積ロケーションを有し、前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々が第２のデータ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有しており、かつ第１の物理的特性は第２の物理的特性とは異なっているような第２記録層とを備え、
前記第１の物理的特性は光学的偏光であり、前記第２の物理的特性は反射率であり、第１の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの光学的偏光レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーションの各々の少なくとも２つの状態の１つはそこの反射率レベルに対応しており、
前記第１の材料は少なくとも２つの偏光状態を有する少なくとも２つの状態に変化可能な磁気光学的材料であり、前記第２の材料は少なくとも２つの結晶化レベルを有する少なくとも２つの状態に変化可能な相変化材料であり、
さらにこのデータ蓄積デバイスは前記第１記録層の第２面に対し概ね垂直に形成された複数のデータ軸であって、これら複数のデータ軸の各々が前記第１の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つと前記第２の複数のデータ蓄積ロケーションの中の対応する１つとを貫通して延伸しているようなデータ軸とを備えており、
第１と第２のビーム特性を有する処理されたビームが、複数のデータ軸の１つに沿って第１記録層と第２記録層に向けて指向されるレーザビームから処理され、そのレーザビームは最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第１のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つによって第２のビーム特性を決定する少なくとも２つの状態の１つと共に処理され、処理されたビームの第１と第２のビーム特性はそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つ及び第２の複数のデータ蓄積ロケーションの対応する１つの第１及び第２のデータ値を指示するようになっているデータ蓄積デバイスを提供する。
【００１３】
以下、本発明について添付図面の実施態様を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施態様に従い基板上に第１記録層と第２記録層が形成されているデータ蓄積デバイスの縦断面図、図２は本発明の第２実施態様に従い図１の構造に加えて第２記録層上に反射層が形成されているデータ蓄積デバイスの縦断面図、図３は本発明の第３実施態様に従い図２の構造に加えて内部に第１保護層と第２保護層が形成されているデータ蓄積デバイスの縦断面図、図４は本発明の第４実施態様に従い図３の構造に加えて第１記録層と第２記録層との間にインターフェース層が形成されているデータ蓄積デバイスの縦断面図、図５は本発明の第５実施態様に従い図３の構造において基板がカバー層で置き替えられかつ基板が反射層の上に形成されているデータ蓄積デバイスの縦断面図、図６は本発明の第６実施態様に従い図４の構造において基板がカバー層で置き替えられかつ基板が反射層の上に形成されているデータ蓄積デバイスの縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下において、前述した従来技術の欠点を解決するためのデータ蓄積デバイスについて説明する。図１には本発明の第１の実施態様に基づくデータ蓄積デバイス２０がその縦断面で示されている。図１に示すように、データ蓄積デバイス２０は、基板２２とこの基板２２に隣接して積層された蓄積層２４とを包含している。基板２２と蓄積層２４は、好適にはディスク（円板）形であるデータ蓄積デバイス２０を供給できるような形状と寸法に作られている。
【００１５】
蓄積層２４は第１記録層２６と第２記録層２８とで構成されている。第１記録層２６は第１面３０ａとこの第１面３０ａの外側に対向する第２面３０ｂとをしている。第２記録層２８は、基板２２に付着した第１記録層２６の第２面３０ｂに隣接して積層され、第１記録層２６の第１面３０ａとは反対側にある。
【００１６】
基板２２は、第１記録層２６と第２記録層２８を構造的に支持している。基板２２は、好適にはポリカーボネート，ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），アモルファスポリオレフィン，セラミック及びガラスの中の１つから作られている。基板２２の厚さは好適には０．１ｍｍから１．２ｍｍの範囲内であり、直径は例えば約１２０ｍｍである。
【００１７】
第１記録層２６は第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａを包含し、第２記録層２８は第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂを包含している。第１記録層２６は第１の材料から成り、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの各々は、第１データ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第１の物理的特性を有している。第２記録層２８は第２の材料から成り、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの各々は、第２データ値を指示するための少なくとも２つの状態を通じて変化可能な第２の物理的特性を有している。
【００１８】
第１の材料と第２の材料とは好適には異なっており、第１の物理的特性は第２の物理的特性とは異なって区別が付くようになっている。この代わりに、第１の材料と第２の材料とは同一であっても良い。第１の材料と第２の材料のうち少なくとも１つの材料はプロセス処理が可能で、第１の物理的特性と第２の物理的特性とが区別できるようになっていれば良い。この代わりに、第１記録層２６と第２記録層２８のうち少なくとも１つの製造プロセスを変えることにより、第１の物理的特性を第２の物理的特性と異なるようにしても良い。
【００１９】
データ蓄積デバイス２０はさらに、第１記録層２６の第２面３０ｂに概ね垂直に形成されたデータ軸４６を包含する。各データ軸４６は、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの１つあるいは第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの１つを貫通するように対応して延伸している。レーザビーム４８が、データ軸４６の１つに沿って、第１記録層２６及び第２記録層２８へと指向可能で、そこから処理されたビーム５０が得られるようになっている。レーザビーム４８は、好適には光を透過可能な基板２０を通じて指向される。処理されたビームは第１のビーム特性と第２のビーム特性とを有する。
【００２０】
レーザビーム４８は、第１記録層２６と第２記録層２８の各々の上にマークを形成するために第１記録層２６と第２記録層２８の各々と合致しており、それら各々上のマークはそれぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの１つと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの１つと合致しかつデータを代表している。
【００２１】
レーザビーム４８が、データ軸４６の１つに沿って、第１記録層２６の第１面３０ａに向けて指向されると、レーザビーム４８は最初に第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つによって処理され、それらの少なくとも２つの状態のうちの１つが第１のビーム特性を決定し、続いて第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの対応する１つによって処理され、それらの少なくとも２つの状態のうちの１つが第２のビーム特性を決定するようになっている。処理されたビーム５０の決定された第１のビーム特性と第２のビーム特性は、それぞれ第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの対応する１つの第１データ値及び第２データ値を指示している。
【００２２】
第１の物理的特性は好適には反射率（reflectance ）であり、第２の物理的特性は好適には光学的偏光（optical polarization）である。しかしながら、本発明のデータ蓄積デバイスにおける第１と第２の物理的特性は、それぞれ反射率と光学的偏光に限定されるものではない。第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの各々の少なくとも２つの状態の１つがその反射率レベルに対応し、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの各々の少なくとも２つの状態の１つがその光学的偏光レベルに対応していれば良い。
【００２３】
第１の材料は、好適には例えば銅又は真ちゅうの化合物要素の１つ又は複数の混合物から作ることができる。１つ又は複数の要素は、好適には、Ｔｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｐｄ，Ｓｎ，Ａｓ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｅ，Ｓ，Ｓｉ，Ｐ及び有機記録材料の中から選択することができる。第１の材料は、第１の記録層２６が相変化材料として機能することを可能にし、それらの少なくとも２つの状態が少なくとも２つの結晶化レベルとなる。第１の物理的特性は、概ね結晶化した状態と概ねアモルファス（非結晶）の状態との間で変化可能であり、少なくとも２つの結晶化レベルがそれらの間を延伸して等級を形成する。従って、第１記録層２６の一部を概ね結晶化した状態と概ねアモルファス状態との間で変化させることは、第１記録層２６の部分の反射率及び透過率の少なくとも１つを変化させることになる。
【００２４】
第１の材料の第１の物理的特性は、少なくとも２つの結晶化レベルに対応する大きさを有するレーザビーム４８によって変化させることが可能である。
【００２５】
第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つが完全にアモルファスの状態のときは、概ね低い反射率が達成される。第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つの結晶化が増大すると、その反射率が増大する結果を生じる。第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの対応する１つが完全に結晶化した状態のときは、概ね高い反射率が達成される。
【００２６】
第２の材料は、好適には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの中の１つ又は複数と、Ｔｂ，Ｃｒ，Ｇｄ，Ｍｎ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｇの中の１つ又は複数との混合から作られている。第２の材料は、第２の記録層２８が磁気光学的材料として機能することを可能にし、それらの少なくとも２つの状態が少なくとも２つの偏光状態となる。第２の材料の第２の物理的特性は２つの光学的偏光レベルの間で変化可能であり、少なくとも２つの偏光状態がそれらの間を延伸して等級を形成する。従って、第２記録層２８の部分の第２の物理的特性を２つの偏光レベルの間で変化させることは、第２記録層２８の部分の少なくとも２つの偏光状態を変化させることになる。
【００２７】
第２記録層２８は、好適には、概ね磁気的に異方性（anisotropy）で、第２の材料は形成されるべき小さな記録データビットを可能にするような高い凝集力を有し、これにより第２記録層２８上の第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの量を増大できることになる。
【００２８】
第２の材料の第２の物理的特性は、第２の材料の部分上のレーザビーム４８によって生成される熱により、それらのキュリー温度あるいは補償温度を達成できるように、変化可能であり、そこに適用される磁界の磁気方向を変化させることもできる。磁界は、永久磁石又は電磁石の１つによって生成される。
【００２９】
第１記録層２６及び第２記録層２８の各々は、真空加工，電子ビーム真空加工，イオンめっき、化学蒸気加工，プラズマＣＶＤ，レーザ加工，スピニングコーティング（spinning coating），分子ビームエピタキシー（epitaxy ），スパッタリング（sputtering）の中の１つにより、第１の材料及び第２の材料の対応する１つを加工することによって形成される。
【００３０】
好適には、第１記録層２６及び第２記録層２８の各々は、さらにアルゴンを包含しかつ窒素と酸素の少なくとも１つを包含する混合物をスパッタリングすることにより濃液処理（dope）されることができる。
【００３１】
大きさ（magnitude ）のレンジ（範囲）及びレベルレンジは、好適にはあらかじめ設定しておいて、データ蓄積デバイス２０が使い易いようにする。大きさのレンジは、第１データ値を含む第１の複数の値と協働する。レベルレンジは、第２データ値を含む第２の複数の値と協働する。
【００３２】
処理されたビーム５０の第１のビーム特性と第２のビーム特性はそれぞれの大きさと光学的偏光レベルを有する。従って、処理されたビーム５０の大きさと光学的偏光レベルを検知しかつそれに対応する大きさレンジの１つと光学的偏光レベルレンジの１つを識別することにより、複数の第１値の対応する１つと、複数の第２値の対応する１つとを識別できることになる。
【００３３】
従って、第１データ値及び第２データ値は、それぞれ第１記録層２６及び第２記録層２８上の、それぞれの複数のデータ蓄積ロケーション３２ａ，３２ｂの１つに蓄積されることになり、処理されたビーム５０はそこから反射されて、複数の第１値の対応する１つと複数の第２値の対応する１つとが得られることになる。
【００３４】
第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの１つと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの１つは、データ軸４６の各々に沿って、データの少なくとも２つの数字的ビットをコンビネーション（結合された形）として集積的に蓄積する。
【００３５】
しかしながら、第１の物理的特性のために４つの識別可能な状態を、例えば反射率の４つの識別可能なレベルとして達成したり、第２の物理的特性のために２つの識別可能な状態を、例えば２つの偏光レベルとして達成することも可能である。この場合、第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの１つと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの１つは、データ軸４６の各々に沿って、結合された８つの記録レベルを、そこでのデータ蓄積として３バイナリービットに変換して集積的に蓄積することができる。
【００３６】
第１記録層２６と第２記録層２８は、データ蓄積デバイス２０に対してマルチレベルの記録構造を供給する。第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａの各々の可変な第１の物理的特性と、第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂの各々の可変な第２の物理的特性とは、第１記録層２６と第２記録層２８のそれぞれにマルチディメンショナル（複数次元）なデータ記録能力を与えることができる。従って、データ蓄積デバイス２０は、マルチディメンショナルでマルチレベルな光学的記録媒体を機能的に達成できることになる。
【００３７】
加えて、得られた第１データ値及び第２データ値に対し、ＡＮＤ演算子，ＯＲ演算子，ＮＡＮＤ演算子，ＮＯＲ演算子の１つを適用して、そこからさらなるデータを得ることもできる。
【００３８】
図２には本発明の第２の実施態様に基づくデータ蓄積デバイス７０が示され、データ蓄積デバイス７０は、２つの主要な要素、すなわち基板２２と、第１記録層２６及び第２記録層２８を有する蓄積層２４とを包含している。基板２２と蓄積層２４、及び第１記録層２６と第２記録層２８に対応する第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂとの間の構造的形態や位置関係についての説明は、図１に示した第１の実施態様の説明に記述してある。
【００３９】
データ蓄積デバイス７０はさらに、第２記録層２８の面のうち第１記録層２６から離れている面に隣接して積層された反射層７２を有している。反射層７２は、データを読み書きするプロセス中に、レーザビーム４８が第２記録層２８に適用された場合に生成される熱が過剰に蓄積されるのを消散させるためのものである。反射層７２は、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｗ，Ｐｔの中の少なくとも１つから作られている。
【００４０】
図３には本発明の第３の実施態様に基づくデータ蓄積デバイス８０が示され、データ蓄積デバイス８０は、３つの主要な要素、すなわち基板２２と、第１記録層２６及び第２記録層２８を有する蓄積層２４と、反射層７２とを包含している。基板２２と蓄積層２４及び反射層７２、及び第１記録層２６と第２記録層２８に対応する第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂとの間の構造的形態や位置関係についての説明は、図２に示した第２の実施態様の説明に記述してある。
【００４１】
データ蓄積デバイス８０はさらに、第１の保護層８２と第２の保護層８４とを包含している。第１の保護層８２は第１記録層２６の第１面３０ａに隣接して積層され、一方第２の保護層８４は第１記録層２８に隣接して積層されかつ反射層７２と第２記録層２８との間に介在している。第１記録層２６と第２記録層２８は、第１保護層８２と第２保護層８４の間に配置されかつ介在している。第１保護層８２と第２保護層８４の各々は、金属の酸化物，窒化物，銅又は真ちゅうの化合物要素，フッ化物、炭化物の中の少なくとも１つから作られている。
【００４２】
この代わりに、第１保護層８２と第２保護層８４の各々は、ＳｉＯ2，ＳｉＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＧｅＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＴｅＯ2，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＭｏＯ3，ＷＯ3，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＴｅ，ＡｇＦ，ＰｄＦ2，ＳｉＣ及びそれらの混合物の中の少なくとも１つから作られる絶縁層とすることもできる。第１保護層８２と第２保護層８４は第１記録層２６と第２記録層２８が腐食するのを防止するためのものである。
【００４３】
図４には本発明の第４の実施態様に基づくデータ蓄積デバイス９０が示され、データ蓄積デバイス９０は、５つの主要な要素、すなわち基板２２と、第１記録層２６及び第２記録層２８を有する蓄積層２４と、反射層７２と、第１保護層８２と、第２保護層８４とを包含している。基板２２と蓄積層２４、反射層７２、第１保護層８２、第２保護層８４、及び第１記録層２６と第２記録層２８に対応する第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂとの間の構造的形態や位置関係についての説明は、図３に示した第３の実施態様の説明に記述してある。
【００４４】
データ蓄積デバイス９０はさらに、第１記録層２６と第２記録層２８との間に積層されたインターフェース（介在、つなぎ）層９２を包含している。好適には、インターフェース層９２はそこを通過して指向されるレーザビーム４８に対して光学的に透明である。インターフェース層９２は、好適には、磁性体及び非磁性体の中の１つである絶縁材料及び金属材料の中の１つから作られている。インターフェース層９２は、データ記録プロセス中に第２記録層にレーザビーム４８が適用されたときにレーザビーム４８によって生成される熱が最小温度となるようにすべく、第２記録層の温度調節と制御を改良するためのものである。
【００４５】
図５には本発明の第５の実施態様に基づくデータ蓄積デバイス１００が示され、データ蓄積デバイス１００は、５つの主要な要素、すなわち基板２２と、第１記録層２６及び第２記録層２８を有する蓄積層２４と、反射層７２と、第１保護層８２と、第２保護層８４とを包含している。蓄積層２４、反射層７２、第１保護層８２、第２保護層８４、及び第１記録層２６と第２記録層２８に対応する第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂとの間の構造的形態や位置関係についての説明は、図３に示した第３の実施態様の説明に記述してある。
【００４６】
第５の実施態様では、本発明の第３の実施態様に示した基板２２がカバー層１０２で置き替えられ、カバー層１０２は第１記録層２６の第１面３０ａに隣接して積層されている。この実施態様では、基板２２は、第２保護層８４の外側に積層された反射層７２の面の上へと空間的に変化させられて配置されている。この結果、反射層７２は第２保護層８４と基板２２との間に積層されている。
【００４７】
第５の実施態様におけるデータ蓄積デバイス１００は、短い波長のレーザ光源、例えば４０５ｎｍバイオレットブルーレーザダイオードがレーザビーム４８を生成するために用いられている場合などに好適である。第５の実施態様において、レーザビームはカバー層１０２を通過してデータ蓄積デバイス１００の中へと透過されていく。カバー層１０２は、好適には、ポリカーボネート，セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，メチルメタクリレート，メチルプロピルアクリレートの中の少なくとも１つから作られており、溶剤鋳造（solvent casting ）、重合鋳造、ダイコーティングなどの１つの方法を用いて形成される。加えて、カバー層はさらに、ＵＶ加工に続くスピンコーティングや、圧力敏感接着層を適用したラミネーション加工などの１つの方法を用いて形成することができる。カバー層１０２の厚さは３μｍを超えないことが好適である。
【００４８】
図６には本発明の第６の実施態様に基づくデータ蓄積デバイス１２０が示され、データ蓄積デバイス１００は、６つの主要な要素、すなわち基板２２と、第１記録層２６及び第２記録層２８を有する蓄積層２４と、反射層７２と、第１保護層８２と、第２保護層８４と、インターフェース層９２とを包含している。蓄積層２４、反射層７２、インターフェース層９２、第１保護層８２、第２保護層８４、及び第１記録層２６と第２記録層２８に対応する第１の複数のデータ蓄積ロケーション３２ａと第２の複数のデータ蓄積ロケーション３２ｂとの間の構造的形態や位置関係についての説明は、図４に示した第４の実施態様の説明に記述してある。
【００４９】
第６の実施態様では、本発明の第４の実施態様に示した基板２２がカバー層１１２で置き替えられ、カバー層１１２は第１記録層２６の第１面３０ａに隣接して積層されている。この実施態様では、基板２２は、第２保護層８４の外側に積層された反射層７２の面の上へと空間的に変化させられて配置されている。この結果、反射層７２は第２保護層８４と基板２２との間に積層されている。
【００５０】
第６の実施態様におけるデータ蓄積デバイス１２０は、第５の実施態様におけるデータ蓄積デバイス１００と同様に、短い波長のレーザ光源、例えば４０５ｎｍバイオレットブルーレーザダイオードがレーザビーム４８を生成するために用いられている場合などに好適である。第６の実施態様において、レーザビームはカバー層１１２を通過してデータ蓄積デバイス１２０の中へと透過されていく。カバー層１１２は、好適には、ポリカーボネート，セルローストリアセテート，ポリジシクロペンタジエン，メチルメタクリレート，メチルプロピルアクリレートの中の少なくとも１つから作られており、溶剤鋳造、重合鋳造、ダイコーティングなどの１つの方法を用いて形成される。加えて、カバー層はさらに、ＵＶ加工に続くスピンコーティングや、圧力敏感接着層を適用したラミネーション加工などの１つの方法を用いて形成することができる。カバー層１１２の厚さは３μｍを超えないことが好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、従来のデータ蓄積デバイスの前述した欠点を解決するための６つの実施態様を提示して説明してきた。本発明は６つの実施態様だけを開示してきたが、当業者であれば、本発明の範囲及び精神から離れることなく、多くの変形や修正を行えることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明によるデータ蓄積デバイスの実施態様の縦断面図。
【図２】本発明によるデータ蓄積デバイスの他の実施態様の縦断面図。
【図３】本発明によるデータ蓄積デバイスの他の実施態様の縦断面図。
【図４】本発明によるデータ蓄積デバイスの他の実施態様の縦断面図。
【図５】本発明によるデータ蓄積デバイスの他の実施態様の縦断面図。
【図６】本発明によるデータ蓄積デバイスの他の実施態様の縦断面図。
【符号の説明】
【００５３】
２０，７０，８０，９０，１００，１２０  データ蓄積デバイス
２２  基板
２６  第１記録層
２８  第２記録層
３０ａ，３０ｂ  面
３２ａ，３２ｂ  データ蓄積ロケーション
４６  データ軸
４８，５０  レーザビーム
７２  反射層
８２，８４  保護層
９２  インターフェース層
１０２，１１２  カバー層
【図１】
2006031925.tif 000003
【図２】
2006031925.tif 000004
【図３】
2006031925.tif 000005
【図４】
2006031925.tif 000006
【図５】
2006031925.tif 000007
【図６】
2006031925.tif 000008