(57)【要約】取外し可能型の記録担体は、ビット位置の配列を構成する基板上の磁気材料の層の情報平面を有する。材料の磁性状態は、各ビット位置の値を示す。記憶装置は、情報平面と協働するインタフェース面を有する。インタフェース面は、電磁材料の磁性状態に感応する電磁要素の配列を有する。記録担体及び装置は、記録担体が装置に取り付けられる際に、ビット位置を、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内にある電磁要素の近くに位置決めするよう、位置合わせ要素を有する。
2006501562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録担体及び記憶装置を有する記憶システムであって、
前記記録担体は、ビット位置の配列を構成する電磁材料を設けた情報平面を有し、ビット位置における前記材料の磁性状態はその値を示し、
前記記憶装置は、前記情報平面と協働するインタフェース面を有し、前記インタフェース面は、前記電磁材料の前記磁性状態に感応する電磁要素の配列を設けられ、前記記録担体は前記記憶装置への結合及び前記記憶装置からの取外しが可能であり、
前記システムは、前記ビット位置を、前記結合中に、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内にある前記電磁要素の近くに位置決めする、位置合わせ手段を有する、記憶システム。
【請求項２】
請求項１記載の前記システムで使用される記録担体であって、
前記記録担体は、ビット位置の配列を構成する電磁材料の層を設けた基板上の情報平面を有し、ビット位置における前記材料の磁性状態はその値を示し、
前記ビット位置を、前記結合中に、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内にある前記電磁要素の近くに位置決めする、位置合わせ手段を有することを特徴とする記録担体。
【請求項３】
前記基板は、前記ビット位置を、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内にある前記電磁要素の近くに位置づけうるよう、可撓性材料でできている、請求項２記載の記録担体。
【請求項４】
前記記録担体は、前記装置に結合される際に前記情報平面を露出させる開口部と、前記装置から取り外される際に前記開口部を閉じるカバーとを有するカートリッジを有する、請求項２記載の記録担体。
【請求項５】
前記カートリッジは、前記情報平面及び／又は前記インタフェース面をクリーニングするクリーニング手段を有する、請求項４記載の記録担体。
【請求項６】
前記位置合わせ手段は、前記記憶装置の補助的な機械的受容要素と協働するよう、機械的案内要素を有する、請求項２記載の記録担体。
【請求項７】
請求項１記載の前記システムで使用される記憶装置であって、
前記情報平面と協働し、前記電磁材料の前記磁性状態に感応する電磁要素の配列を設けるインタフェース面と、
前記電磁要素を、前記結合中に、電磁要素と対応するビット位置との間の近接場作動距離内にある前記ビット位置の近くに位置決めする位置合わせ手段と、
を有することを特徴とする、記憶装置。
【請求項８】
前記位置合わせ手段は、前記電磁要素及び／又は前記記録担体を位置決めするアクチュエータを有する、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記電磁要素及び／又は前記記録担体を位置決めする前記アクチュエータは、前記電磁要素からの読出し信号に依存して制御される、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記電磁要素の配列は、前記記録担体の前記ビット位置の配列よりも、かなり少ない電子要素を有し、前記位置合わせ手段は、前記配列又は前記記録担体を、ビット位置の全数をカバーする組合せで、異なる調整位置に配置するようにされる、請求項７記載の装置。
【請求項１１】
前記位置合わせ手段は、前記記録担体の補助的な機械的案内要素と協働するよう、機械的受容要素を有する、請求項７記載の装置。
【請求項１２】
前記位置合わせ手段は、前記記録担体を引きつける引力場、特に静電場を生成する手段を有する、請求項７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録担体及び記憶装置を有する記憶システムに係る。記録担体は、ビット位置の配列を構成する電磁材料を設けた情報平面を有しており、ビット位置での上述の材料の磁性状態はその値を示す。
【０００２】
本発明は更に、ビット位置の配列を構成する電磁材料の層を設けた基板上に情報面を有する、記録担体に係り、ビット位置での上述の材料の磁性状態は、その値を示す。
【０００３】
本発明は更に、記憶装置に係る。
【背景技術】
【０００４】
記憶装置、記録担体、及び情報を記憶する装置は、米国特許第５，９５６，２１６号明細書（特許文献１）で既知である。例えば、フレキシブルディスク等の取り外し可能型磁気記録担体のようなディスク型の記録担体上の電磁材料を使用するデータ記憶システムは周知である。特許文献１は、パターニングされた磁気記録担体を説明する。記録担体は、書込みヘッドからの好適な磁場によって磁化されうる磁気層を設けた情報平面を有する。特に、情報平面は、２つの磁化の値を有しうる非磁性基板及び磁区要素を設けられている。磁区要素は、データの単一ビットを記憶するようビット位置を構成する。装置は、記録担体上でビット位置によって構成されるトラックに情報を記録する、ヘッド及び書込みユニットを有する。ビット位置の値は、ビット位置に対向する読出し・書込みヘッドを位置決めすることにより、例えばトラックをスキャンすることによって、設定又は取出しをされなければならない。既知の磁気記憶システムの課題は、スキャンによって、いかなるビット位置へも瞬時にランダムアクセスができないことである。トラックの必要な部分へのジャンプを介してヘッドを位置決めするプロセスは、多大な時間を必要とする。
【特許文献１】米国特許第５，９５６，２１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は、ビット位置へのすばやいアクセスが可能な、情報を記憶する記録担体及び装置を有するシステム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】
【０００６】
本発明の第１の特徴によれば、該目的は、冒頭の段落にて定義された記憶システムによって達成される。該記憶装置は、情報平面と協働するインタフェース面を有し、該インタフェース面は、電磁材料の磁性状態に感応する電磁要素の配列を設ける。記録担体は、記憶装置への結合及び記憶装置から取外しが可能である。システムは、上述の結合中に、ビット位置を、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内にある電磁要素の近くに位置決めする位置合わせ手段を有する。
【０００７】
本発明の第２の特徴によれば、該目的は、冒頭の段落にて定義された記録担体によって達成され、該記録担体は、上述の結合中に、ビット位置を、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内にある電磁要素の近くに位置決めする位置合わせ手段を有すること、を特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の特徴によれば、該目的は、冒頭の段落にて定義された装置によって達成され、該装置は、情報平面と協働し、電磁材料の磁性状態に感応する電磁要素の配列を設けるインタフェース面と、上述の結合中に、ビット位置を、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内にある電磁要素の近くに位置決めする位置合わせ手段を有すること、とを特徴とする。
【０００９】
情報平面と協働する電磁要素によって構成された配列の効果は、多数のビット位置からのデータが、電磁の相互作用を介して同時に取出すことが可能である点である。これは、データに高速でアクセス可能であるという利点を有する。特に位置合わせは、
配列が、情報面に対して平行であるビット位置にあわせられ、また、情報平面に対する高さに揃えられる点において、スキャン・システムと異なる。磁気ハードディスク・システムのスキャンと比較して、利点は、ヘッドとディスクとの間の高速スキャン速度が必要ではなく、それによってヘッドのクラッシュ等の、致命的なヘッドとディスク間の相互作用を防ぐことである。
【００１０】
本発明はまた、以下の認識に基づくものである。磁気ハードディスク記憶システムは、ユーザの装置の層又はパターンの磁化材料によって記録されうる、取外し不可の記録担体を与える。しかしながら、取外し可能なフレキシブルディスク等の磁気ディスクは、遅く且つ大きく、また、機械的衝撃に反応しやすいスキャン機構を必要とする。本発明者は、情報平面の面を電磁要素の配列に密接させることにより、記録担体上のデータに早く且つ確実にアクセスすることが可能であると、認識している。要素は、実際はビット位置の最小寸法と同じ規模のオーダである、所定の近接場作動距離内の磁性状態を検出できる。位置合わせは、要素を、近接場作動距離内のビット位置の対向する側の近いところに持ってくるよう要求される。好適な読出し・書込み要素は、既知のＭＲＡＭ磁気記憶装置の製造等の、固体の製造方法を使用して製造されうる。
【００１１】
記録担体の一実施例では、基板は、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内の電磁要素近くにビット位置を位置合わせすることを可能とする、可撓性の材料で作られる。剛性の基板は、高レベルの平面を必要とする。可撓性の材料は、ビット位置間の接触を密接にするという利点を有し、また、電磁要素は、加重南西のある材料に圧力を加えることにより、容易に達成される。
【００１２】
更に、本発明に従った記録担体と記憶装置の好ましい実施例は、更なる請求項で与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のこれらの及び他の面は、以下の説明で例として記載される実施例及び添付の図面を参照し、より明らかとなりまた説明されるであろう。
【００１４】
図中、既に記載済みの要素に対応する要素は、同一の参照番号を有する。
【００１５】
図１は、情報担体部分（上面図）を示す図である。情報担体部分１０は、ビット位置の配列１１を構成する磁気材料１２を設けた情報平面を有する。情報平面における材料１２の磁性状態は、ビット位置の値を示す物理的パラメータを提供する。情報平面は、情報担体部分１０の上面１３に置かれることが留意されるべきである。情報担体部分の上面１３は、読出し部分のインタフェース表面に結合されるべきである。情報平面は、例えば、情報平面を保護する薄いカバー層が情報担体部分の外層を構成してよいように、機械的最上層からの有効距離に置かれるべきである。更に、上面１３から、また、所望の読出し部分の近接場作動距離の外側から離れた材料は、情報平面の一部とはみなされない。上述の読出し部分の電磁要素は、情報平面の近くに置かれるが、汚れ等の中間物質は、中間に存在しうる。従って、有効距離は、いかなる中間材料によっても決定される。所望の読出し要素は、インタフェース面から外方向へ情報平面に向かってのびる近接場作動距離を有する。情報を読取る情報平面における材料の磁性状態の物理的効果は、図２を参照して以下に説明される。
【００１６】
図２は、情報担体部分及び電磁要素を示す。情報担体部分は、基板２１によって構成される。情報平面は、ビット位置の配列２３を構成する情報層の領域である、磁気材料の層２２によって、基板２１の上部に構成される。第１の電磁要素２４に対向する第１のビット位置では、材料は例えば論理値１を示す磁性状態を有し、第２の電磁要素２５に対向する第２のビット位置では、材料は論理値０を示す磁性状態を有し、第３の電磁要素２６に対向する第３のビット位置では、材料は論理値１を示す磁性状態を有する。電磁要素２４，２５，２６は、図６に詳述する通り、磁性状態を検出する多層スタックを有する。多層スタックの最上層は、ビット位置の磁性状態の影響を受ける。磁気材料の層２３には、周知の磁気メディアの製造方法が適用されえ、また、プログラミングがビット位置の磁性状態を予め設定するよう製造中に適用されうる。好適な製造方法は、マスクを使用してのスパッタリング又はプレス成形である。
【００１７】
図３は、読出し部分を示す。読出し部分３０は、上述の情報担体部分と協働すべきである。また、読出し部分は、インタフェース３２を有する。インタフェース３２は、電磁要素の配列３１を設ける。配列は、近接場作動距離上の材料の磁性状態に感応する電磁センサ・ユニットの二次元配置である。配列は、図５を参照して以下に説明する通り、ビット・セルの固体の磁気ランダムアクセスメモリの配列に類似する。
【００１８】
電磁材料とセンサ・ユニットの他の組合せが選択されうることに留意すべきである。他の実施例では、センサ・ユニットは、ＣＤ−ＲＷで知られる相変化材料のように材料の状態に影響を及ぼし、また、光源からの近接場作動距離での材料の効果を検出する電磁フィールドとして、光を発するよう配置される。以下に説明する更なる実施例は、磁気材料の使用に基づく。好適な材料は、硬質な磁気材料であり、好適な電磁要素は、磁気抵抗効果に基づく。図６及び図７を参照し、一例を以下に説明する。
【００１９】
図４ａは、記憶装置（上面図）及び記録担体を示す。記憶装置は、筐体３５及び、記憶担体４０を受容する開口部３６を有する。
【００２０】
記録担体４０は、図１及び図２を参照し上述された通り、ビット位置の配列１１を有する情報平面を有する、情報担体部分１０を含む。更に記録担体は、上述の結合中に、ビット位置を、ビット位置と対応する要素との間の近接場作動距離内にある電磁要素近くに位置決めしうるよう、装置上の補助的位置合わせ要素３８と協働する位置合わせ要素４１を有する。記録担体の読出しは、以下に説明する通り読取装置に担体を挿入する間に、最適な位置合わせ及びレジストレーションを与えることで実現される。一実施例では、位置合わせ要素は、情報担体部分の外壁の、予め定められ且つ正確に加工された部品である。記録担体は、上述の通り実質的に情報担体部分でのみ、又は、情報担体部分を含む組立体でのみありうることに、留意すべきである。例えば、情報平面を有する単一の基板は、以下に説明される通り、複数のタイプの位置合わせ要素を受容するよう更に形成される。
【００２１】
記録担体４０が記憶装置３５に結合する際、記録担体は開口部３６に置かれる。開口部３６は、図３を参照して説明した通り、読出しユニット３０上のインタフェース面３２と、例えば突出ピンである位置合わせ要素３８とを設ける。位置合わせ要素３８，４１は、読出しユニット３０のインタフェース面の位置に対して、記録担体上のビット位置の位置を決定するよう、インタフェース面に対して平行である水平の向きに配置される。
【００２２】
一実施例では、開口部３６は筐体の面の窪みである。この窪みは、情報担体部分を位置合わせする、記録担体４０の外側周囲と協働する位置合わせ要素として、正確に形成された壁を有する。
【００２３】
一実施例では、記憶装置は、隣接するビット位置の影響を排除するよう、電磁要素の読出し信号を解析する処理回路を設けられる。いかなる電磁要素も、近接するビット位置から、特に何らかの残存する位置ずれから、多少の影響を受けうる。しかしながら、隣接する電磁要素の読出し信号を解析し、最新の読出し信号からいくつかを取り去ることによって、最新のビット位置の検出値は改善される。従って、符号間干渉の電子補正が与えられる。解析は、残存する位置ずれに関する広範囲の情報によって、例えば、隣接する読出し信号のうち差し引かれなければならないもの及び範囲を示して、制御されてもよい。
【００２４】
インタフェース面に対して垂直な向きで、読出し部分でのビット位置から電磁要素までの距離が、近接場作動距離内であることを確認するよう、何らかの圧力が要求される。圧力は、ユーザが単に記録担体を記憶装置に押し付けることによって、又は、記録担体の最上部（図示せず）上の弾性の蓋又はカバーによって、与えられてよい。物理的に密接な接触の達成に関する他の選択肢は、当業者には既知である。
【００２５】
記録担体の一実施例では、情報平面は、可撓性の基板上に設けられる。装置は、例えば、基板とインタフェース面との間に低圧又は真空状態を発生させることによって、可撓性の基板をインタフェース面と密接よう引力場を発生する生成器を設ける。誘引フィールドのタイプは、センサ要素が使用する電場とは異なる。例えば、静電フィールドは、磁気型の記録担体を誘引するよう生成される。あるいは、磁場は、容量性の読出しに基づく記録担体用に生成される。
【００２６】
一実施例では、装置上の位置合わせ要素３８は、インタフェース面３２に対して、記録担体を動かす作動装置に接続される。シングル・ビット位置の寸法（即ち、μｍ）の規模の順において、極小さな動きで、電磁要素のビット位置との位置合わせには十分である。作動装置に関しては、音声コイルタイプ、圧電性タイプ、又は静電タイプ等、複数のタイプが使用されうる。一実施例では、作動装置は、ビット位置の位置ずれを検出することによって制御される。位置ずれは、電磁要素の読出し信号から派生しうる。例えば、重大な位置ずれがある場合、電磁要素は近接するビット位置を覆う。同一の値を有する近接のロケーションの読出し信号は、異なる値を有する近接のロケーションの読出し信号とは異なるであろう。従って、かかる違いが発生した場合に、即ち複数のビット位置の読出し信号が、他のビット位置の最大レベルと最小レベルとの間の中間レベルで値を有する場合に、位置ずれが検出される。無相関データでは、実際、夫々の隣接するロケーションが、同一又は異なる論理値を有するので、ビット位置の略５０％で中間レベルが発生することが、留意されるべきである。一実施例では、既知の隣接するビットを有する所定の制御パターンは、位置ずれ検出に含まれている。制御信号は、作動装置を稼動させるよう生成され、制御信号を適用した後、読出し信号が再度解析される。一実施例では、記録担体は、位置合わせ用の光学式マークを設けられ、装置は、位置ずれの信号を生成する光学式マークを検出するよう、別個の光学式センサを設けられる。
【００２７】
記憶システムの一実施例では、電磁要素の配列のピッチは、ビットの配列のピッチよりも、例えば１つ又は両方の面積におけるｎ＝２のインテグラル・ファクタの差程度、大きい。読出し部分に対する情報担体部分のなんらかの段階的な動きは、全てのビットにアクセスするよう、ピッチが異なる夫々の向きの読出し位置に与えられる。その動きは、作動装置等によって、上述の通り与えられてよい。マイクロメカニックの手段の使用による、短い距離のスキャンによって、読出し部分の密度より高いビット密度を有するメディアの使用が可能になる。
【００２８】
記録担体の一実施例では、情報平面は、情報担体の所定のエリア内の情報平面における特有のパターンである、ポジション・マーク・パターンを設ける。記憶装置は、電磁要素から検出された信号の解析によって、電磁要素配列に対するポジション・マーク・パターンの絶対位置を検出するよう、パターン認識の技術を適用するプロセッサを設ける。ポジション・マーク・パターンは、いかなる初期の機械的位置ずれよりも広い、所定の電磁状態の材料の広範囲を有してよい。広範囲は、所定のパターンで異なる状態を有する材料を使用する輪郭に囲まれる。従って、電磁要素の中には、常に初期は、上述の広範囲に覆われているものがある。周囲の電磁要素を解析することにより、位置ずれは容易に検出されうる。
【００２９】
一実施例では、電磁要素の配列は、情報平面より実質的に、例えば４倍小さい。装置は、記録担体又は電磁要素の配列を情報平面の読出し領域用の例えば４つ等のいくつかの読出し位置で、位置決めするよう配置された作動装置を設ける。
【００３０】
一実施例では、記録担体の位置合わせ要素は、矩形の突出する案内棒によって構成されており、装置上の補助的案内要素は、細長い穴又は溝である。これらの要素による位置合わせは、１つの面積において有効である。他の面積における位置合わせは、壁又は装置上の突出するストップ・ピンによって与えられてよい。あるいは、第２の面積には特定のストップ・ピンがないこともありうるが、情報は、記録担体が第２の向きに沿って推進されているときに、例えば案内溝を介して記録担体をユーザが押すことによって、ビットから取り出される。かかる一群は、記録担体からの一度限りのデータの読取り、例えば、空港での出入管理用の、生物医学的情報又はＤＮＡ情報を記載する個人旅券のような用途において有利である。
【００３１】
図４ｂは、記憶装置（側面図）及び記録担体を示す。記憶装置は、筐体４５及び記録担体４０を受容する開口部４３を有する。記録担体４０が記憶装置４５に結合する際、記録担体は開口部４３上に置かれる。この２つの部分の密接な接触は、読取機の細長い穴が閉まっているときに、情報担体に対して読出し配列を（可能であれば接着液を使用して）押圧することによって取得される。開口部４３は、図３を参照して上述した通り、読出しユニット３０上にインタフェース面３２と、開口部の内端に位置合わせ要素４２と、開口部４３の入口側に外側位置合わせ要素４４とを設ける。外側位置合わせ要素４４は、ビット位置を、結合中に、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内の電磁要素の近くに位置決めする、装置上の取付け用の外側位置合わせ要素４４と協働する突出する位置合わせ要素４４を有する記録担体を固定するよう配置される。固定する動作は、記録担体を開口部に入れる間にユーザが適用する力、又は、作動装置によって始動されてよい。
【００３２】
図４ｃは、カートリッジ内の記録担体を示す。記録担体は、情報担体部分１０を取り込むカートリッジ４７を有する。カートリッジ４７は、記録担体が記憶装置に結合されないとき、情報平面を汚れ（埃及び指紋）から効果的に保護する可動のカバー４８を有する。記憶装置は、上述の結合中はカバーをずらす開口部機構（図示せず）を有する。摺動可能なカバーの複数の選択肢は、光学式又は磁気式記録用ディスクカートリッジ及び対応する装置から既知である。
【００３３】
一実施例では、カートリッジは、クリーニング・パッド４６を有する。パッド４６は、カバーが動かされるときに情報平面及び／又はインタフェース面を拭くよう、カバー４８上に置かれ、及び／又は、動かされる。あるいは、パッド又はブラシ等の他のクリーンニング用ユニットは、カートリッジ自体に置かれてよい。一実施例では、カートリッジは、カバー４８にも関らず閉じたカートリッジから入ったかもしれないいかなる塵粒も誘引するよう、内側レイヤを誘引する粉末を設ける。
【００３４】
図５は、電磁要素の配列を示す。配列は、数列の一定パターンの電磁要素５１を有する。１列の要素は、要素が列でワード線５２を共有する一方で、共有のビット線によって結合される。図示される電磁要素は、多層スタックを有する。図示される電磁要素５４は、ビット位置の論理値を０と測定した際、構成を示すよう多層スタックの層に反対の磁性状態を有する。図示される電磁要素５５は、ビット位置の論理値を１と測定した際、構成を示すよう多層スタックの層に等しい磁性状態を有する。向きは、多層又は単一層のスタックを有するセンサ要素で、ＧＭＲ，ＡＭＲ又はＴＭＲ等の磁気抵抗効果を使用することによって検出される。センサ要素にとっては、抵抗の適合により、ＴＭＲタイプのセンサが望ましい。所定の例が面内感度を有する磁気抵抗要素を使用する一方、垂直なフィールドに対して感度が高い要素を使用することも可能である。これらの効果を利用するセンサの説明に関しては、「Frontiers  of  Multifunctional  Nanosystems」に記載のK.-M.H.Lenssen著「Magnetoresistive  sensors  and  memory」、ページ４３１−４５２、ISBN1-4020-0560-1(HB)又は1-4020-0561-X(PB)を参照のこと。
【００３５】
配列では、電磁要素は図６で説明した通り、再生専用装置を構成する読出しモードに必要な部分のみを有する読出し専用要素であってよい。これは、書込み電流を生成するのに電子回路が全く必要ではないという利点を有する。例えば、装置は、録音機能を必要としない、音楽用再生装置である。あるいは、電磁要素は、図７で説明した通り、読出し・書込み要素であってよい。これは、ユーザがビット位置の値を変更してよいという利点を有する。一実施例では、配列は、読出し専用要素と読出し・書込み要素の組合せを有する。これは、記録担体の特定のデータを、偶発的な変更、及び／又は悪意による不正な改ざんから保護する、という利点を有する。例えば、かかるデータは、コンテンツ保有者によるコピー防止用のストア・キー等の、デジタル権利管理に使用されてよい。
【００３６】
記憶システムでは、データは、情報平面上のセンサに対向するビット位置のためセンサ要素で発生する磁化の向きによって示される。センサ要素では、読出しは、多層スタックで検出される磁気抵抗（ＭＲ）現象に依存する抵抗測定によって実行される。センサ要素は、薄膜の異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づきうる。薄膜でのＡＭＲ効果の振幅は、典型的には３％以下であるため、ＡＭＲの使用には、感度の高い電子技術が要求される。より大きい巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）は、より大きいＭＲ効果（５乃至１５％）を有するため、出力信号はより高い。磁気トンネル結合は、大きいトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果を使用し、最大約５０％まで変化する抵抗は図示される。ＴＭＲ効果が、バイアス電圧に強く依存するため、実際のアプリケーションでの使用可能な抵抗の変化は、現時点では約３５％である。一般的に、ＧＭＲ及びＴＭＲは、多層スタックの磁化の向きが平行であると、結果的に低い抵抗となり、磁化が非平行に方向付けられると、高い抵抗となる。ＴＭＲの多層では、検知電流は、層の平面に対して垂直（ＣＣＰ）に適用されるべきである。ＧＭＲ装置では、ＣＰＰ構成がより大きいＭＲ効果を与えうるものの、検知電流は通常は層の平面を流れる（ＣＩＰ）が、これら全金属性多層の平面に対して垂直な抵抗は大変小さい。それでも尚、更なる小型化を利用して、ＣＰＰ及びＧＲＭに基づくセンサが可能である。
【００３７】
図６は、読出しモードのセンサ要素を示す。センサ要素は、遊離型の磁気層６２の層の多層スタックに、読取電流６７を案内する、導電性ワイヤのビット線６１と、トンネル・バリア６３と、固定式磁気層６４とを有する。スタックは、選択線６８を介して選択とランジッタ６６に接続された更なるコンダクタ６５に作られる。選択トランジッタ６６は、それ自体のゲートで制御電圧によって始動される際、夫々のビット・セルを読むよう、上述の読取電流６７を接地レベルに結合させる。磁化の向き６９は、固定式の磁気層６４にあり、遊離型の磁気層６２は、ＭＲＡＭメモリのビット・セル要素に類似するトンネル・バリア６３での抵抗を決定する。遊離型の磁気層の磁化は、ビット位置の材料が矢印６０で示される近接場作動距離内にあるとき、図２で上述した通り、センサ要素と対向するビット位置の材料の磁性状態によって決定される。
【００３８】
一実施例では、多数のセンサ要素は、同時に読み取られる。ビット・セルのアドレス指定は、交差する線の配列によって行なわれる。読出し方法は、センサのタイプに依存する。偽性スピンバルブの場合、全金属性セルの抵抗は比較的低いため、多数のセル（Ｎ）が、ワード線で連続し接続されうる。これは、ただ１つの切換え要素（通常はトランジスタ）がＮセルに毎に必要とされるという興味深い有利点を与える。関連する不利点は、関連する抵抗の変化がＮで割られるということである。読出しは、ワード線（一連のセルを伴う）の抵抗を測定することによって行なわれ、その後、小さな正の電流と負の電流のパルスが、所望のビット線に適用される。添付の磁場のパルスは、２つの強磁性の層の切換えフィールドの間にある。従って、より高い切換えフィールド（検知層）を伴う層が、変化せずに残り、他の層の磁化は、所定の向きに決められ、その後逆転される。結果として生じたワード線の抵抗変化の兆候から、「０」又は「１」のいずれが、ワード線とビット線の交差する点でセルに記憶されたかが見られる。一実施例では、固定された磁化の向きを伴うスピンバルブが使用され、データは他の遊離型の磁気層で検知される。この場合、セルの絶対抵抗が測定される。一実施例では、抵抗は、対照セルに対して区別をつけて測定される。このセルは、切換え要素（通常はトランジスタ）の手段によって選択され、この場合は、１つのトランジスタがセル毎に必要となる。セル毎に１つのトランジスタを有するセンサは別として、セル内にトランジスタを有さないセンサを考慮に入れる。クロスポイント・ジオメトリでセル・センサ要素ごとにトランジスタがない場合は、より高い密度を与えるが、多少長い読み取り時間を有する。
【００３９】
図７は、書込みモードでの読出し・書込み要素を示す。読出し・書込み要素は、図６を参照して説明した読取モードでセンサ要素と同一の構成要素を有し、加えて、第２の書込みフィールド構成要素７２を生成する比較的大きな書込み電流を導電する書込み線７１を有する。ビット線６１を介して第２の書込み電流７３は、第２の書込みフィールド構成要素７３を生成するよう案内される。両方の書込み電流によって生成された結合フィールドは、十分強いため、読出し・書込み要素に対向するビットで磁性状態を決定できる。特定のビット位置を書き込むのは、所望の向きに磁化を決定することに相当し、例えば左への磁化は「０」を示し、右への磁化は「１」を示す。ビット線及びワード線に電流場留守を適用することによって、磁場のパルスが誘発される。両方の線の交差する点と対向する情報平面のビット位置のみが、最大の磁場（即ち、両方の電流パルスによって誘発されたフィールドのベクトル加算）を経験し、その磁化は逆転される。ビット線又はワード線の上の他の全てのビット位置は、単一の電流パルスによって引き起こされるため磁化方向を変更しないより低いフィールドに露呈される。
【００４０】
本発明による記憶システムは、以下の用途に特に適している。第１のアプリケーションは、ノート型コンピュータ又は携帯音楽プレイヤ等の取り外し可能なメモリを要する携帯機器である。記憶装置は低い電力消費量及びデータへの瞬時のアクセスを有する。記録担体もまた、コンテンツ配布用の記憶担体として使用されうる。更なるアプリケーションは、著作権を保護されたメモリである。既存の解決方法と比較し、本発明は、以下の全ての性質を有する。容易に複製可能であること、コピー防止機能、瞬時ＯＮ機能、高速アクセス時間、剛性、可動部品がないこと、低い消費電力、である。
【００４１】
本発明は主にＴＭＲ効果を利用する実施例によって説明されてきたが、コイルに基づくもの等の、磁気材料と協働するいかなる好適な読出し・書込み要素も使用されうる。留意されるべきなのは、本文献では、「有する」という動詞及びその活用は、挙げられた要素又は段階以外の存在を除外するものではなく、また、要素が単数形で記載されている場合は、係る要素が複数の存在する場合を除外するものではないことと、いかなる参照符号も請求項の範囲を制限するものではなく、本発明はハードウェア及びソフトウェアの両方の手段によって実行されてよいことと、複数の「手段」又は「ユニット」は、ハードウェア又はソフトウェアの同一のアイテムによって示されてよいこととである。更に、本発明の範囲は実施例に制限されるものではなく、本発明は、上述の新しい特性又は特性の組合せによるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】情報担体部分を示す図である（上面図）。
【図２】情報担体部分及び電磁要素を示す図である。
【図３】読出し部分を示す図である。
【図４ａ】記憶装置（上面図）及び記録担体を示す図である。
【図４ｂ】記憶装置（側面図）及び記録担体を示す図である。
【図４ｃ】カートリッジ内の記録担体を示す図である。
【図５】電磁要素の配列を示す図である。
【図６】読出しモードでのセンサ要素を示す図である。
【図７】書込み・モードでの読出し・書込み要素を示す図である。
【図１】
2006501562.tif 000003
【図２】
2006501562.tif 000004
【図３】
2006501562.tif 000005
2006501562.tif 000006
【図５】
2006501562.tif 000007
【図６】
2006501562.tif 000008
【図７】
2006501562.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月22日(2005.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
記録担体及び記憶装置を有する記憶システムであって、
前記記録担体は、ビット位置の二次元配列を構成する電磁材料を設けた情報平面を有し、ビット位置における前記材料の磁性状態はその値を示し、
前記記憶装置は、前記情報平面と協働するインタフェース面を有し、前記インタフェース面は、前記電磁材料の前記磁性状態に感応する電磁要素の二次元配列を設けられ、前記記録担体は前記記憶装置への結合及び前記記憶装置からの取外しが可能であり、
前記記録担体及び記憶装置は、前記ビット位置を、ビット位置と対応する電磁要素との間の近接場作動距離内にある電磁要素の二次元配列に対応する、少なくとも１つの合わせ位置に位置決めする、前記結合中に機械的に協働する補助的な位置合わせ要素を有する、記憶システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
請求項１記載の前記システムで使用される記録担体であって、
前記記録担体は、ビット位置の二次元配列を構成する電磁材料の層を設けた基板上の情報平面を有し、ビット位置における前記材料の磁性状態はその値を示し、
ビット位置と対応する電磁要素との間の近接作動距離内で、前記ビット位置を、前記電磁要素の二次元配列に対応する少なくとも１つの整列位置に、位置決めするよう、前記結合中に前記記憶装置の補助的位置合わせ要素と機械的に協働する位置合わせ要素を有することを特徴とする、記録担体。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
請求項１記載の前記システムで使用される記憶装置であって、
前記情報平面と協働し、前記電磁材料の前記磁性状態に感応する電磁要素の二次元配列を設けるインタフェース面と、
前記電磁要素の二元配列を、電磁要素と対応するビット位置との間の近接場作動距離内にある前記ビット位置の二次元配列に対応する少なくとも１つの整列位置に位置決めするよう、前記結合中に前記記録担体の補助的位置合わせ要素と機械的に協働する、位置合わせ要素を有する位置合わせ手段と、
を有することを特徴とする、記憶装置。
【国際調査報告】
2006501562.tif 000010
2006501562.tif 000011
2006501562.tif 000012