(57)【要約】【課題】  本発明は、大容量な光メモリ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の光メモリ装置は、変形可能なテープ形状の記録媒体である近接場光テープと、近接場光を用いて近接場光テープ中に記録されている記録情報を再生する再生手段とを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能なテープ形状の記録媒体である近接場光テープと、光源から照射されたレーザ光から近接場光ヘッドを介して発生する近接場光を用いて前記近接場光テープ中に記録されている記録情報を再生する再生手段とを有することを特徴とする光メモリ装置。
【請求項２】
変形可能なテープ形状の記録媒体である近接場光テープと、光源から照射されたレーザ光から近接場光ヘッドを介して発生する近接場光を用いて前記近接場光テープ中の回折限界以下の微小領域に情報を記録する記録手段とを有することを特徴とする光メモリ装置。
【請求項３】
変形可能なテープ形状の記録媒体である近接場光テープと、光源から照射されたレーザ光から近接場光ヘッドを介して発生する近接場光を用いて前記近接場光テープ中に記録されている記録情報を再生する再生手段と、前記近接場光を用いて前記近接場光テープ中の回折限界以下の微小領域に情報を記録する記録手段とを有することを特徴とする光メモリ装置。
【請求項４】
記録する記録情報に従って、前記光源から照射されるレーザ光の光強度を強度変調するための駆動回路を設ける請求項２又は３に記載の光メモリ装置。
【請求項５】
光源から照射されたレーザ光から近接場光を発生させるための近接場光ヘッドと、該近接場光ヘッドからの前記近接場光が前記近接場光テープにおいて散乱・透過した光を検出するための光検出器とを設けた請求項１〜３のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項６】
光源からレーザ光を前記近接場光テープに照射することによって前記近接場光テープにおいて散乱・透過した光から近接場光を発生させるための近接場光ヘッドと、該近接場光ヘッドからの前記近接場光を検出するための光検出器とを設けた請求項１〜３のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項７】
前記近接場光ヘッドと前記光検出器とを一体構成する近接場光検出ユニットを、前記近接場光テープに照射する光源及び光学系を含む照射ユニットと前記近接場光テープを挟み対向して配置する請求項６記載の光メモリ装置。
【請求項８】
前記近接場光ヘッドは、光源の波長に対して透明な基板に金属材料を用いて光源の波長より小さな微小開口を形成させた構成である請求項１〜３，５〜７のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項９】
前記近接場光ヘッドは、光源の波長に対して透明な材料を用いてなる円錐台あるいは角錐台形状の突起の周囲を金属材料で囲んで先端部に光源の波長より小さな微小開口を形成した構成である請求項１〜３，５〜７のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項１０】
前記近接場光ヘッドは、光源の波長に対して透明な基板上に、光源の波長より微小な構造部分を有する金属パターンを形成した構成である請求項１〜３，５〜７のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項１１】
前記近接場光ヘッドは、前記近接場光テープと接する面に保護膜を形成した構成である請求項１〜３，６〜１０のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項１２】
前記光検出器は、光源の波長に対して透明な材料で形成された前記近接場光テープを支持するためのガイドと一体化されている請求項５記載の光メモリ装置。
【請求項１３】
前記近接場光テープに形成された記録層側の最表面に保護層が形成されている請求項１〜３，５〜７，１１，１２のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項１４】
前記近接場光テープは長手方向で無端状に成す請求項１〜３，５〜７，１１〜１３のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項１５】
前記近接場光テープは長手方向で長尺状に成す請求項１〜３，５〜７，１１〜１３のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項１６】
前記近接場光テープを長手方向に搬送する搬送手段が設けられている請求項１〜３，５〜７，１１〜１５のいずれかに記載の光メモリ装置。
【請求項１７】
前記近接場光テープを長手方向に繰り出す操出手段と、前記近接場光テープを巻き取る巻取手段とが設けられている請求項１〜３，５〜７，１１〜１３，１５，１６のいずれかに記載の光メモリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光メモリ装置に関し、詳細には記録媒体に情報の記録または再生、あるいは情報の記録と再生の両方の動作が可能な光メモリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されているＣＤやＤＶＤといった光メモリでは、対物レンズを介してレーザ光を集光して記録媒体の微小領域に照射し、この領域からの反射光を検出することによって情報の再生を行っている。また、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどといった情報の記録が可能な記録媒体に対しては、集光照射した光で記録層を加熱することよって記録層材料に作用を与えて情報の記録を行っている。
【０００３】
上記方式では、対物レンズによる集光スポットのサイズを小さくすることによって記録密度を向上させることができるが、集光スポットのサイズには光の回折限界という制限があり、これより小さな集光スポットを形成することはできない。現段階では、青紫色レーザ（波長４０５ｎｍ）を光源とし、Ｎ．Ａ．（開口数）０．８５の対物レンズを用いて直径４００ｎｍ程度のスポットを形成するシステムを超えるものは困難と考えられている。
【０００４】
一方、このような回折限界の制限を超えた光メモリの方式として、特許文献１に近接場光メモリと呼ばれるものが提案されている。図２９を例に用いて近接場光メモリ方式の基本概念について説明する。図２９において、モータ２１で回転運動する円板形状の記録媒体１０に、金属の遮光膜で形成される微小開口、例えば直径５０ナノメートルの円形開口を有した近接場光ヘッド２２を数十ナノメートルの距離まで近接して配置させる。この微小開口に光源である半導体レーザ２３からのレーザ光をコリメートレンズ２４及び対物レンズ２５を介して集光して照射すると、微小開口近傍に回折限界以下の領域に局在する近接場光が発生する。記録媒体１０は、ガラス表面に堆積させた金属膜に記録情報に従った波長以下の微小な開口部が並んだものを用いた場合、近接場光ヘッド２２で発生した近接場光は、この記録媒体１０の微小開口で散乱・透過し、光検出器であるフォトダイオード２６においてその一部が検出される。従って、回転する記録媒体１０から透過してくる光強度の変化をフォトダイオード２６でモニタすることによって記録媒体上の記録情報が再生される。
【特許文献１】特開２０００−２１００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＣＤやＤＶＤなどの光ディスクのように円盤形状の記録媒体では、同一の記録方式において記録容量を増大させるためには記録媒体を大きくする必要があるが、それに伴って記録及び再生に必要な周辺装置も大掛かりなものとなりパソコンや家電製品などへの組み込みは困難なものとなる。また、近接場光メモリの場合には、この状況に加えて、近接場光を発生させる微小開口部と記録媒体とのギャップの制御を数ナノメートルの精度で行う必要があり、これを実現するための平坦性のよい大面積の記録媒体も必要とされる。従って、大面積の円盤形状の記録媒体を用いて近接場光メモリを構成することは現実的ではないといえる。
【０００６】
また、近接場光を発生させる近接場光ヘッドと近接場光が照射される記録媒体の間には、通常数十ナノメートルのギャップが設けられるが、機械的振動などの作用に対してこのような微小なギャップを一定に保つのは困難である。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、大容量な光メモリ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明の光メモリ装置は、変形可能なテープ形状の記録媒体である近接場光テープと、近接場光を用いて近接場光テープ中に記録されている記録情報を再生する再生手段とを有することに特徴がある。よって、大容量な記録情報を再生可能な光メモリ装置を実現できる。
【０００９】
また、本発明の光メモリ装置は、変形可能なテープ形状の記録媒体である近接場光テープと、光源から照射されたレーザ光から近接場光ヘッドを介して発生する近接場光を用いて近接場光テープ中の回折限界以下の微小領域に情報を記録する記録手段とを有することに特徴がある。よって、大容量な記録上を記録可能な光メモリ装置を実現できる。
【００１０】
更に、本発明の光メモリ装置は、変形可能なテープ形状の記録媒体である近接場光テープと、光源から照射されたレーザ光から近接場光ヘッドを介して発生する近接場光を用いて近接場光テープ中に記録されている記録情報を再生する再生手段と、近接場光を用いて近接場光テープ中の回折限界以下の微小領域に情報を記録する記録手段とを有することに特徴がある。よって、大容量な記録・再生可能な光メモリ装置を実現できる。
【００１１】
また、記録する記録情報に従って、光源から照射されるレーザ光の光強度を強度変調するための駆動回路を設けることにより、近接場光テープに対して、情報の記録を行なうことができる。
【００１２】
更に、光源から照射されたレーザ光から近接場光を発生させるための近接場光ヘッドと、近接場光ヘッドからの近接場光が近接場光テープにおいて散乱・透過した光を検出するための光検出器とを設け、よって近接場光ヘッドからの近接場光が近接場光テープにおいて透過・散乱させ、近接場光テープを挟んで近接場光ヘッドと反対側の領域において再生信号を得るようにすることによって良好な再生動作を実現すると同時に、光源と近接場光ヘッドの間に再生用の部品を配置する必要性を排除して効率良く近接場光を発生できる。
【００１３】
また、光源からレーザ光を近接場光テープに照射することによって近接場光テープにおいて散乱・透過した光から近接場光を発生させるための近接場光ヘッドと、近接場光ヘッドからの近接場光を検出するための光検出器とを設けたことにより、近接場光ヘッドと近接場光テープとのギャップギャップ変動がないので良好な記録・再生動作を実現することができる。
【００１４】
更に、近接場光ヘッドと光検出器とを一体構成する近接場光検出ユニットを、近接場光テープに照射する光源及び光学系を含む照射ユニットと近接場光テープを挟み対向して配置することにより、近接場光ヘッドからの散乱・透過した光を効率良く検出でき、よって良好な記録・再生動作を実現することができる。
【００１５】
また、近接場光ヘッドは、光源の波長に対して透明な基板に金属材料を用いて光源の波長より小さな微小開口を形成した構成であることにより、複雑なプロセスを必要とせず、簡単かつ低コストな近接場光ヘッドを実現できる。
【００１６】
更に、近接場光ヘッドは、光源の波長に対して透明な材料を用いてなる円錐台あるいは角錐台形状の突起の周囲を金属材料で囲んで先端部に光源の波長より小さな微小開口を形成した構成であることにより、光源からのレーザ光を効率よく近接場光に変換できるようにして、光源の低コスト化、低消費電力化を実現できる。
【００１７】
また、近接場光ヘッドは、光源の波長に対して透明な基板上に、光源の波長より微小な構造部分を有する金属パターンを形成した構成であることにより、より一層微小な領域に近接場光を発生でき、さらに高密度な光メモリ装置を実現できる。
【００１８】
更に、近接場光ヘッドは、近接場光テープと接する面に保護膜を形成した構成であることにより、近接場光テープを接触し続けることによる磨耗や破損から近接場光ヘッドを保護し、信頼性の高い近接場光メモリ装置を実現することができる。
【００１９】
また、光検出器は、光源の波長に対して透明な材料で形成された近接場光テープを支持するためのガイドと一体化されていることにより、ノイズなどの外乱からの影響を低減でき、良好な再生動作を実現できる。
【００２０】
更に、近接場光テープに形成された記録層側の最表面に保護層が形成されていることにより、記録層が大気にさらされ続けることによる変質や、近接場光テープがたわむなどして近接場光ヘッドと接触した場合に生じる記録層の破損などの危険性から記録情報を保護し、信頼性の高い光メモリ装置を実現できる。
【００２１】
また、近接場光テープは長手方向で無端状に成すことにより、近接場光テープの占有体積を減らして装置全体の小型化を図れる。
【００２２】
更に、近接場光テープは長手方向で長尺状に成すことにより、記録領域を増加させて大容量な光メモリ装置を提供できる。
【００２３】
また、近接場光テープを長手方向に搬送する搬送手段が設けられている。よって、長手方向に無端状又は長尺状の近接場光テープに対して記録・再生可能となる大容量な光メモリ装置を実現できる。更に、近接場光テープを長手方向に繰り出す操出手段と、近接場光テープを巻き取る巻取手段とが設けられている。よって、記録面積に対する光メモリ装置内における近接場光テープの占有体積を減って効率よく収納できるようになって装置全体の小型化が図れ、かつ長手方向に長尺状の近接場光テープに対して記録・再生可能となる大容量な光メモリ装置を実現できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光メモリ装置によれば、近接場光を用いて変形可能なテープ形状の記録媒体である近接場光テープに対して再生又は記録、記録・再生可能な大容量な光メモリ装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の第１の実施の形態例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図であり、図２は本実施の形態例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。両図に示す本実施の形態例の光メモリ装置１は、無端状の近接場光テープ２に記録されている情報を再生するためのものであり、情報が記録された近接場光テープ２と、近接場光テープ２を機械的に駆動するための駆動ユニット３と、光源としての半導体レーザ４１、コリメータレンズ４２や対物レンズ４３を含む光学系、近接場光ヘッド４４などの記録情報を再生するために必要な光学部品を備えた照明ユニット４と、記録情報を再生するためのフォトダイオード４５とを含んで構成されている。そして、波長４０５ｎｍの半導体レーザ４１を光源とし、ここから放射されるレーザ光をコリメータレンズ４２と対物レンズ４３（例えば開口数０．８５のレンズ）を介して近接場光ヘッド４４へと入射させるようになっている。近接場光ヘッド４４は、当該近接場光ヘッドの構成を示す部分断面図である図３及び図３の底面図である図４に示すように、ガラス基板４４−１の片面に金、銀、アルミなどの金属の遮光膜（厚さ２０〜２００ｎｍ）４４−２を設け、ここに近接場光を発生させるための微小開口（直径５０〜１００ｎｍ）４４−３が形成された構成となっている。また、この近接場光ヘッド４４は、図１に示すように、記録媒体である近接場光テープ２に対して数十ｎｍ以下の距離まで近接して配置されている。ここで、近接場光テープ２は、近接場光テープの断面図である図５に示すように、透明なベースフィルム（例えば、厚み１５〜２０ミクロンのポリエステルフィルム）２−１に金属膜（例えば、厚み１００ナノメートルのアルミやチタン、クロムなどの膜）２−２を堆積させた構成となっている。また、金属膜２−２には、図６に示すように、ピット（記録マーク）となる透過穴２−３が形成されており、この透過穴２−３の大きさや並び方によって記録情報を表現するようになっている。図６において連続するデータ列の並びは横方向であり、これは図１及び図２において近接場光テープ２の送り方向と一致している。
【００２６】
そして、このような無端状の近接場光テープ２は、装置内において、図１のように３つのガイド３１〜３３にテンションを持たせた状態で支持されている。ガイド３１とガイド３２は中心軸の周りで回転するようになっており、図２に示すようにガイド３２に装着されたモータ３４によって近接場光テープ２を走行させるようになっている。図１のガイド３３は例えばガラス等の透明部材で形成されていて、近接場光ヘッド４４の微小開口で発生する近接場光が照射された近接場光テープ２の透過穴２−３からの透過光をフォトダイオード４５で検出できるようになっている。図１のフォトダイオード４５は、ガイド３３に密着して装着されており、記録情報の再生は、図６の透過穴２−３の大きさに従ってこのフォトダイオード４５で検出される透過光強度が変化することを利用して行われる。従って、図１の矢印Ａで示した方向に近接場光テープ２を走行させながら近接場光テープ２からの透過光強度の変化をフォトダイオード４５でモニタすることによって、走行方向に並んだ連続するデータ列の情報を再生される。
【００２７】
一方、図６の縦方向で表される隣接するデータ列へのアクセスは、図１に示す照明ユニット４全体を、図示しない機構によって、図２の矢印Ｂで示した方向に移動させることによって行うようになっている。よって、図１の近接場光ヘッド４４によって近接場光テープ２に照射されるの位置がテープの中心から周辺へと移動すると、これに応じて近接場光テープ２から透過・散乱する光の分布も周辺へと移動するため、図７のようにフォトダイオード４５の幅Ｗ１は、図２の近接場光ヘッド４４がどの位置にあっても近接場光テープ２からの透過光を十分に検出できるように近接場光テープ２の幅Ｗ２より広くなるように構成されている。
【００２８】
図８は本発明の第２の実施の形態例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図であり、図９は本実施の形態例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。両図において、図１及び図２と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。両図に示す本実施の形態例の光メモリ装置１１において、第１の実施の形態例の光メモリ装置１と異なる点は、有端状の近接場光テープ５と、近接場光テープ５を機械的に駆動するための駆動ユニット６である。有端状の近接場光テープ５は、装置内において、２つのリール６−１，６−２に巻き取られた形態となっており、本実施の形態例ではリール６−１に巻き取られている近接場光テープ５がリール６−２へと移動しながら情報の再生が行われるようになっている。２つのリール間における近接場光テープ５の移動は、図９に示したモータ７を動力として、駆動ベルト８によって連結された２つのリール６−１，６−２を回転させながら行うようになっている。ガイド９は例えばガラスなどの透明部材で形成されていて、近接場光ヘッド４４の微小開口で発生する近接場光が照射された近接場光テープ５の透過穴からの透過光をフォトダイオード４５で検出できるようになっている。フォトダイオード４５は、ガイド９に密着して装着されており、記録情報の再生は、透過穴の大きさに従ってこのフォトダイオード４５で検出される透過光強度が変化することを利用して行われる。従って、図８の矢印Ｃで示した方向に近接場光テープ５を走行させながら近接場光テープ５からの透過光強度の変化をフォトダイオード４５でモニタすることによって、走行方向に並んだ連続するデータ列の情報を再生される。
【００２９】
一方、図６の縦方向で表される隣接するデータ列へのアクセスは、図８に示す照明ユニット４の全体を、図示しない機構によって、図９の矢印Ｄで示した方向に移動させることによって行うようになっている。よって、図８の近接場光ヘッド４４によって近接場光テープ５に照射されるの位置がテープの中心から周辺へと移動すると、これに応じて近接場光テープ５から透過・散乱する光の分布も周辺へと移動するため、図７のようにフォトダイオード４５の幅Ｗ１は、近接場光ヘッド４４がどの位置にあっても近接場光テープ５からの透過光を十分に検出できるように近接場光テープ５の幅Ｗ２より広くなるように構成されている。
【００３０】
次に、本発明の光メモリ装置における別の近接場光テープの構造について図１０を用いて説明する。図１０に示す近接場光テープ５０は、例えば厚み１５〜２０ミクロンのポリエステルフィルムの透明なベースフィルム５１に硫化亜鉛（ZnS）と酸化シリコン（SiO2）の混合物層（厚み約２０ナノメートル）５２、相変化材料層（例えば厚み約１５ナノメートルのGeSbTeの層）５３、硫化亜鉛（ZnS）と酸化シリコン（SiO2）の混合物層（厚み約２０ナノメートル）５４の順に堆積させた構成となっている。また、記録情報は、図１１に示すように、相変化材料層５３において多結晶（クリスタル）領域５５に形成される非晶質（アモルファス）の記録マーク５６の大きさや並び方によって表現されている。このような近接場光テープ５０への情報の記録、つまり記録マークの形成は、図１又は図８に示す半導体レーザ４１を記録したい情報に従って、図１又は図８の構成に加えて設けられた、半導体レーザ４１を強度変調するための制御手段により、強度変調させ、所望のクリスタル領域を加熱、溶融してアモルファス状態へ相変化させることによって行われる。一方、このようにして記録された情報の再生は、相変化を生じない弱い強度の近接場光を照射しながら近接場光テープ５０から散乱、透過してくる光強度を図１又は図８のフォトダイオード４５でモニタすることによって行われる。記録された情報の消去は、記録時と再生時の中間程度の強度を有した近接場光を照射することによって行われる。図１１において連続するデータ列の並びは横方向であり、これは図１又は図８、及び図２又は図９において近接場光テープの送り方向と一致している。図１１の縦方向で表される隣接するデータ列へのアクセスは、図１又は図８の照明ユニット４全体を、図示しない機構によって、図２又は図９の矢印Ｂで示した方向に移動させることによって行うようになっている。よって、図１又は図８の近接場光ヘッド４４によって近接場光テープ５０に照射されるの位置がテープの中心から周辺へと移動すると、これに応じて近接場光テープ５０から透過・散乱する光の分布も周辺へと移動するため、図７のようにフォトダイオード４５の幅Ｗ１は、近接場光ヘッド４４がどの位置にあっても近接場光テープ５０からの透過光を十分に検出できるように近接場光テープ５０の幅Ｗ２より広くなるように構成されている。
【００３１】
図１２は本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光テープの構成を示す断面図である。同図に示す近接場光テープ６０は、例えば厚み１５〜２０ミクロンのポリエステルフィルムの透明なベースフィルム６１に、硫化亜鉛（ZnS）と酸化シリコン（SiO2）の混合物層（厚み約２０ナノメートル）６２、相変化材料層（例えば厚み約１５ナノメートルのGeSbTeの層）６３、硫化亜鉛（ZnS）と酸化シリコン（SiO2）の混合物層（厚み約２０ナノメートル）６４、保護膜（例えば厚み５〜１５ナノメートルの窒化シリコン（SiN）の層）６５の順に堆積させた構成となっている。記録情報は、図１１と同様に、相変化材料層６３において多結晶（クリスタル）の領域に形成される非晶質（アモルファス）の記録マークの大きさや並び方によって表現されている。このように構成される近接場光テープ６０は、例えば図１又は図８の実施の形態例と同様のシステム構成を用いて記録、再生の動作を行うことが可能である。
【００３２】
図１３は本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光テープの構成を示す断面図である。同図に示す近接場光テープ７０は、例えば厚み１５〜２０ミクロンのポリエステルフィルムの透明なベースフィルム７１上に金属膜（例えば、厚み１００ナノメートルのアルミやチタン、クロムなどの膜）７２、保護膜（例えば厚み５〜１５ナノメートルの窒化シリコン（SiN）の層）７３の順に堆積させた構成となっている。金属膜７２には、図６に示すようなピット（記録マーク）となる透過穴が形成されており、この透過穴の大きさや並び方によって記録情報を表現するようになっている。このように構成される近接場光テープ７０は、例えば図１又は図８の実施の形態例と同様のシステム構成を用いて記録情報の再生を行うことが可能である。
【００３３】
図１４は本発明の光メモリ装置における別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図である。同図に示す近接場光ヘッド８０は、光源の波長に対して透明な基板（例えば石英製の基板）８１に円錐台形状の突起部８２を形成し、その周囲を金属（例えば、厚み２００〜３００ナノメートルの金、銀、アルミなどの金属膜）８３で覆った構造となっている。先端に形成される円形の微小開口８４の大きさとしては、例えば直径５０〜１００ナノメートルの範囲で選択して形成される。また、図１４に示すように突起部８２の根元径ｄは、対物レンズで集光されたレーザ光のスポット径とほぼ一致させてある。図１又は図８に示す各実施例と同様に波長４０５ナノメートルの光源からのレーザ光を開口数０．８５の対物レンズで集光する場合のスポット径は約４００ナノメートルとなり、これに従って突起部８２の根元径ｄの値も４００ナノメートルとなるように突起が形成されている。また、図１４に示すように突起部８２の高さｈについては、根元径ｄの１〜３倍の範囲、上記根元径の例では例えば８００ナノメートル程度にすればよい。近接場光ヘッド以外の構成及び記録・再生の動作については図１又は図８に示す各実施例と同様である。
【００３４】
図１５は本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図であり、図１６は図１５の底面図である。両図に示す近接場光ヘッド９０は、光源の波長に対して透明な基板（例えば石英製の基板）９１に向き合った２つの三角形状を有する金属膜（例えば、厚み約５０〜１００ナノメートルの金、銀、アルミなどの金属膜）９２のパターンを形成させた構成となっている。図１６に示すように、三角形状の金属膜９２のパターン間のギャップは、光源の波長より十分小さく、例えば１０〜５０ナノメートルとなるように配置されている。ギャップを挟んで向き合う三角形状の先端曲率半径についても、光源の波長より十分小さな値、２０〜５０ナノメートル程度となるように形成されている。対物レンズで集光された光は、ギャップの中心に照射されるように配置される。これにより、ギャップ領域にギャップの大きさ程度の強い近接場光が発生する。この近接場光を使って、情報の記録や再生を行う動作については図１又は図８の実施の形態例と同様である。
【００３５】
図１７は本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図である。同図に示す近接場光ヘッド１００は、ガラス基板１０１の片面に金属（金、銀、アルミなど）の遮光膜（厚さ２０〜２００ｎｍ）１０２を設け、ここに近接場光を発生させるための微小開口（直径５０〜１００ｎｍ）１０３が形成され、更にガラス基板１０１の対物レンズ側には、マイクロレンズ１０４が形成されていて、微小開口１０３上においてガラス中における回折限界まで集光できるようになっている。波長４０５ナノメートルの光源からのレーザ光を開口数０．８５の対物レンズで集光する場合では、スポット径は３００ナノメートル以下となる。近接場光ヘッド以外の構成及び記録・再生の動作については図１又は図８の実施の形態例と同様である。
【００３６】
次に、第１，第２の実施の形態例は近接場光ヘッドを照明ユニット側に設けた実施の形態例であるが、これに限定する必要はなく、近接場光ヘッドを照明ユニット側と近接場光テープを挟み対向して設けてもよい。この実施の形態例について詳細に以下に説明する。
【００３７】
図１８は本発明の第３の実施の形態例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図であり、図１９は本実施の形態例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。両図において、図１及び図２と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。両図に示す本実施の形態例の光メモリ装置２１０において、第１の実施の形態例の光メモリ装置１と異なる点は、照明ユニット４が半導体レーザ４１、コリメータレンズ４２、対物レンズ４３を含んで構成され、そして当該照明ユニット４と近接場光テープ２を挟み対向して設けられた近接場光ヘッド２０１と、当該近接場光ヘッド２０１と一体構成し、近接場光テープ２からの透過光・散乱光を検出するためのフォトダイオード２０２とを含んで構成されている近接場光検出ユニット２００を有している点である。また、近接場光ヘッド２０１及びフォトダイオード２０２を一体構成した近接場光検出ユニット２００は、拡大断面図である図２０に示すように、例えばガラスなどの透明部材２０３に近接場光を発生、散乱させるための微小開口（直径５０〜１００ｎｍ）２０４を有した金、銀、アルミなどの金属の遮光膜（厚さ２０〜２００ｎｍ）２０５を設けた構成となっている。そして、金属の遮光膜２０５による微小開口２０４と反対側（図２０における下側の面）には透過方向に散乱された光を検出するためのフォトダイオード２０２が近接場光ヘッド２０１に密着した形態で備えられている。近接場光テープ２に記録されている記録情報の再生はピットの大きさに従って、このフォトダイオード２０２で検出される透過光強度が変化することを利用して行われる。図１８の矢印Ａで示した方向に近接場光テープ２を走行させながら近接場光テープ２からの透過光強度の変化をフォトダイオード２０２でモニタすることによって、走行方向に並んだ連続するデータ列の情報を再生される。一方、図６での縦方向で表される隣接するデータ列へのアクセスは、半導体レーザやレンズ系によって構成される照明ユニット４の全体を、図示しない機構によって、図１９の矢印Ｂで示した方向に移動させることによって行うようになっている。これに応じて、図１９のようにフォトダイオード２０２の幅Ｗ１が近接場光テープ２の幅Ｗ２より広くなるようにして、近接場光テープ２からの透過光を十分に検出できるようになっている。
【００３８】
図２１は第３の実施の形態例の光メモリ装置における別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図である。同図において図２０と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す近接場光ヘッド２２０は、近接場光テープと接する面には例えばSiN（窒化シリコン）やダイヤモンドライクカーボンなどの透明材料による５〜１５ｎｍ程度の保護膜２０６を形成させてある。近接場光ヘッド以外の構成及び再生の動作については第１，第２の実施の形態例と同様である。
【００３９】
図２２は第３の実施の形態例の光メモリ装置における更に別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図であり、図２３は図２２の底面透視図である。両図に示す近接場光ヘッド２３０は、光源の波長に対して透明部材（例えば石英製）２０３に向き合った２つの三角形状を有する例えば厚み約５０〜１００ナノメートルの金、銀、アルミなどの金属膜２０７のパターンを形成させた構成となっている。図２３に示した三角形状の金属膜２０７のパターン間のギャップは、光源の波長より十分小さく、例えば１０〜５０ナノメートルとなるように配置されている。ギャップを挟んで向き合う三角形状の先端曲率半径についても、光源の波長より十分小さな値（２０〜５０ナノメートル程度）となるように形成されている。対物レンズで集光された光は、ギャップの中心に照射されるように配置される。これにより、ギャップ領域にギャップの大きさ程度の強い近接場光が発生する。近接場光ヘッド以外の構成及び情報の再生を行う動作については第１，第２の実施の形態例と同様である。
【００４０】
図２４は本発明の第４の実施の形態例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図であり、図２５は本実施の形態例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。両図において、図１８及び図１９と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。両図に示す本実施の形態例の光メモリ装置３００は、近接場光テープに対して情報の記録、再生、消去を行うことが可能な光メモリ装置の例である。図１８の第３の実施の形態例と異なる構成としては、半導体レーザ４１の光強度を記録したい情報に従って強度変調するための駆動回路３０１を設けた点である。そして、近接場光テープ２への情報の記録、つまり記録マークの形成は、半導体レーザ４１を記録したい情報に従って強度変調（駆動電流を変調）させ、所望のクリスタル領域が加熱、溶融、冷却の過程を経てアモルファス状態へと相変化することによって行われる。このとき、対物レンズ４３による集光スポットの中心付近のみが加熱、溶融、冷却される効果と、近接場光ヘッド２００の微小開口近傍に強い近接場光が発生する効果によって、集光スポットの大きさより十分小さな記録マーク（例えば５０〜１００ナノメートル）を形成することができる。よって、記録情報は、近接場光テープ２上において、例えば図６及び図１１のように記録マークの大きさと並びによって表現されている。一方、このようにして記録された情報の再生は、相変化を生じない弱い光を照射しながら近接場光テープと近接場光ヘッドの微小開口から散乱、透過してくる光強度をフォトダイオードでモニタすることによって行われる。また、記録された情報の消去は、記録時と再生時の中間程度の強度を有した光を照射することによって行われる。図６及び図１１において連続するデータ列の並びは横方向であり、これは図２４及び図２５において近接場光テープの送り方向の矢印Ａと一致している。図６及び図１１の縦方向で表される隣接するデータ列へのアクセスは、照明ユニット４の全体を、図示しない機構によって、図２５の矢印Ｂで示した方向に移動させることによって行うようになっている。これに応じて、図２５のようにフォトダイオード２０２の幅Ｗ１が近接場光テープ２の幅Ｗ２より広くなるようにして、近接場光テープ２からの透過光を十分に検出できるようになっている。
【００４１】
図２６は本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光テープの構成を示す断面図である。同図に示す近接場光テープ４００は、例えば厚み１５〜２０ミクロンのポリエステルフィルムの透明なベースフィルム４０１に、硫化亜鉛（ZnS）と酸化シリコン（SiO2）の混合物層（厚み約２０ナノメートル）４０２、相変化材料層（例えば厚み約１５ナノメートルのGeSbTeの層）４０３、硫化亜鉛（ZnS）と酸化シリコン（SiO2）の混合物層（厚み約２０ナノメートル）４０４、銀やアルミの金属膜（例えば、厚み１０〜２０ナノメートル）４０５、窒化シリコン（SiN）の保護膜（例えば厚み５〜１５ナノメートル）４０６の順に堆積させた構成となっている。記録情報は、図１１と同様に、相変化材料層４０３において多結晶（クリスタル）の領域に形成される非晶質（アモルファス）の記録マークの大きさや並び方によって表現されている。このように構成される近接場光テープ４００は、例えば図１又は図８の実施の形態例と同様のシステム構成を用いて記録、再生の動作を行うことが可能である。
【００４２】
図２７は本発明の第５の実施の形態例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図であり、図２８は本実施の形態例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。両図において、図２４及び図２５と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。両図に示す本実施の形態例の光メモリ装置５００は、近接場光テープに対して情報の記録、再生、消去を行うことが可能な光メモリ装置の例である。図２４の第４の実施の形態例と異なる構成としては、有端状の近接場光テープ５０１と、近接場光テープ５０１を機械的に駆動するための駆動ユニット５０２である。有端状の近接場光テープ５０１は、装置内において、２つのリール５０２−１，５０２−２に巻き取られた形態となっており、本実施の形態例ではリール５０２−１に巻き取られている近接場光テープ５０１がリール５０２−２へと移動しながら情報の再生、記録、消去が行われるようになっている。２つのリール間における近接場光テープ５０１の移動は、図２８に示したモータ５０３を動力として、駆動ベルト５０４によって連結された２つのリール５０２−１，５０２−２を回転させながら行うようになっている。近接場光ヘッド２０１は、図２０に示すのように、例えばガラスの透明部材２０３に近接場光を発生、散乱させるための微小開口（直径５０〜１００ｎｍ）２０４を有した金、銀、アルミなどの金属の遮光膜（２０〜２００ｎｍ）２０５を設けた構成となっている。金属の遮光膜２０５による微小開口２０４と反対側には透過方向に散乱された光を検出するためのフォトダイオード２０２が近接場光ヘッドに密着した形態で備えられている。近接場光テープ５０１への情報の記録、つまり記録マークの形成は、図２７に示す半導体レーザ４１を記録したい情報に従って強度変調（駆動電流を変調）させ、所望のクリスタル領域が加熱、溶融、冷却の過程を経てアモルファス状態へと相変化することによって行われる。このとき、対物レンズによる集光スポットの中心付近のみが加熱、溶融、冷却される効果と、近接場光ヘッドの微小開口近傍に強い近接場光が発生する効果によって、集光スポットの大きさより十分小さな記録マーク（例えば５０〜１００ナノメートル）を形成することができる。記録情報は、近接場光テープ５０１上において、例えば図６及び図１１のように記録マークの大きさと並びによって表現されている。一方、このようにして記録された情報の再生は、相変化を生じない弱い光を照射しながら近接場光テープ５０１と近接場光ヘッド２０１の微小開口から散乱、透過してくる光強度をフォトダイオード２０２でモニタすることによって行われる。記録された情報の消去は、記録時と再生時の中間程度の強度を有した光を照射することによって行われる。図６及び図１１において連続するデータ列の並びは横方向であり、これは図２７及び図２８において近接場光テープ５０１の送り方向の矢印Ｃと一致している。図６及び図１１の縦方向で表される隣接するデータ列へのアクセスは、照明ユニット４の全体を、図示しない機構によって、図２８の矢印Ｄで示した方向に移動させることによって行うようになっている。これに応じて、図２５のようにフォトダイオード２０２の幅Ｗ１が近接場光テープ２の幅Ｗ２より広くなるようにして、近接場光テープ２からの透過光を十分に検出できるようになっている。
【００４３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。
【図３】近接場光ヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図４】図３の近接場光ヘッドの底面図である。
【図５】近接場光テープの断面図である。
【図６】近接場光テープ上の情報が記録されている透過穴を示す平面図である。
【図７】近接場光ヘッド上を通過する近接場光テープの様子を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図である。
【図９】第２の実施例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。
【図１０】別の近接場光テープの断面図である。
【図１１】別の近接場光テープ上の情報が記録されている透過穴を示す平面図である。
【図１２】本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光テープの構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光テープの構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の光メモリ装置における別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図である。
【図１６】図１５の近接場光ヘッドの底面図である。
【図１７】本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図である。
【図１９】本実施の形態例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。
【図２０】近接場光検出ユニットの拡大断面図である
【図２１】第３の実施の形態例の光メモリ装置における別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図である。
【図２２】第３の実施の形態例の光メモリ装置における更に別の近接場光ヘッドの構成を示す概略断面図である。
【図２３】図２２の底面透視図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図である。
【図２５】本実施の形態例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。
【図２６】本発明の光メモリ装置における更に別の近接場光テープの構成を示す断面図である。
【図２７】本発明の第５の実施の形態例に係る光メモリ装置の構成を示す概略断面図である。
【図２８】本実施の形態例の光メモリ装置の構成を示す概略底面図である。
【図２９】従来の光メモリ装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１１，２１０，３００，５００；光メモリ装置、
２，５，５０１；近接場光テープ、３，６，５０２；駆動ユニット、
４；照明ユニット、８；駆動ベルト、９；ガイド、
４４，２０１；近接場光ヘッド、４５，２０２；フォトダイオード、
２００；近接場光検出ユニット、３０１；駆動回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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