(57)【特許請求の範囲】
【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るディスク装置であり、
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、前記光学系から入射される光を反射させる前記ヘッドの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り、
前記光源、前記ビームスプリッタ、前記コリメーティングレンズ、前記対物レンズ、前記反射手段が同一直線上に配置されていて、
前記区間は光源から放出される光波長の１／４に該当し、
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をさらに備えてなり、
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ディスク装置。
【請求項２】
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るディスク装置であり、
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、前記光学系から入射される光を反射させる前記ヘッドの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り、
前記光源、前記ビームスプリッタ、前記コリメーティングレンズ、前記対物レンズ、前記反射手段が同一直線上に配置されていて、
前記区間は光源から放出される光波長の１／４に該当し、
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をさらに備えてなり、
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ディスク装置。
【請求項３】
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または請求項２のいずれかに記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【０００７】
本発明において、前記強誘電体層は１０Ｍｂｉｔ／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。
【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１００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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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
【図１】
0004160135.tif 000002
【図２】
0004160135.tif 000003
【図３】
0004160135.tif 000004
【図４】
0004160135.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004160135.tif 000007
【図７】
0004160135.tif 000008
【図８】
0004160135.tif 000009
【図９】
0004160135.tif 000010
【図１０】
0004160135.tif 000011