(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体状の第１の物質と、データを記憶するために前記固体状の第１の物質の内部に設けられると共に夫々が第２の物質を含む複数の小区画とを有する記憶媒体と、
前記記憶媒体に複数の周波数を含む電磁波を照射する送信ユニットと、
前記送信ユニットから照射された電磁波を受けて前記複数の小区画から放出された電磁波を受信する受信ユニットと、
前記受信ユニットにより受信された電磁波のスペクトルから前記複数の小区画に記憶されたデータ及びそれに対応するアドレスを求める演算ユニットと、
前記記憶媒体に磁場を供給するための磁場発生ユニットを具備し、
前記第２の物質は、前記送信ユニットから照射された前記電磁波の複数の周波数のうち少なくとも一つの共鳴周波数と共鳴を起こし、かつ、中性子あるいは陽子のいずれか一方あるいは両方が奇数の元素を含んで構成され、
前記第１の物質は、前記複数の第２の物質と比較して前記共鳴周波数を透過しやすいものであり、
前記磁場発生ユニットは、記憶媒体に一定の磁場Ｈ０と空間座標依存性を持つ傾斜磁場Ｈを印加することによって前記小区画を構成する第２の物質に、空間座標に依存した共鳴周波数を設定し、
前記演算ユニットは、前記共鳴周波数の大きさを用いてアドレスと対応させることを特徴とする情報記憶装置。
【請求項２】
前記第２の物質は、水素の結合したアモルファスシリコン、タンタル、銀、金のいずれかを含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載の情報記憶装置。
【請求項３】
固体状の第１の物質と、データを記憶するために前記固体状の第１の物質の内部に設けられると共に夫々が第２の物質を含む複数の小区画とを有する記憶媒体と、
前記記憶媒体に複数の周波数を含む電磁波を照射する送信ユニットと、
前記送信ユニットから照射された電磁波を受けて前記複数の小区画から放出された電磁波を受信する受信ユニットと、
前記受信ユニットにより受信された電磁波のスペクトルから前記複数の小区画に記憶されたデータ及びそれに対応するアドレスを求める演算ユニットと、
前記第１の物質は、前記複数の第２の物質と比較して前記共鳴周波数を透過しやすいものであり、
前記第２の物質は、前記送信ユニットから照射された前記電磁波の複数の周波数のうち少なくとも一つの共鳴周波数と共鳴を起こし、かつ、コイルを複数含み、
前記小区画を構成する第２の物質に含まれるコイルは、形状または、コイルを固定する充填材の透磁率が、空間座標に応じて異なり、
前記送信ユニットは、前記小区画に空間座標に依存した共鳴周波数を有する電磁波を照射し、
前記演算ユニットは、前記共鳴周波数の大きさを用いてアドレスを求めることを特徴とする情報記憶装置。
【請求項４】
前記コイルは、金属またはカーボンから構成されていることを特徴とする請求項３記載の情報記憶装置。
【請求項５】
固体状の第１の物質と、
データを記憶するために前記固体状の第１の物質の内部に設けられると共に夫々が第２の物質を含む複数の小区画とを有し、
前記第１の物質は、前記複数の第２の物質と比較して前記共鳴周波数を透過しやすいものであり、
前記第２の物質は、外部から照射された電磁波の少なくとも一つの共鳴周波数と共鳴を起こし、かつ、コイルを複数含み、
前記小区画を構成する第２の物質に含まれるコイルは、形状または、コイルを固定する充填材の透磁率が、空間座標に応じて異なることを特徴とする記憶媒体。
【請求項６】
前記コイルは、金属またはカーボンから構成されていることを特徴とする請求項５記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記憶装置に関するもので、特に、固体状の媒体に密閉された記憶データを非接触で読みだす技術に関し、更には、３次元状に配置したデータを密閉したまま読み取ることにより、高密度なデータ記憶とその長期間の保存を可能とする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像や音声などデジタル情報を扱う装置の高性能化は急速に進んでおり、それに伴いデジタル情報を記憶する情報記憶装置の高集積化も著しい。デジタル情報の代表的な記憶装置としては、半導体メモリ、ハードディスク、光ディスクなどがあり、音楽、画像あるいはテキストなどあらゆるデジタル情報の記憶に広く使われている。一方、新しい記憶方式を模索して様々なアイデアが検討されている。例えば、上記の記憶装置とは、全く異なる手段を用いた情報記憶装置の例が、下記の特許文献１および２に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、電子スピン共鳴を利用したＩＤカードの例が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、磁場中におかれた原子核スピンなどの共鳴現象を利用した３次元メモリの例が記載されている。
【０００５】
また、夫々の文献については後述するが、本願発明を理解するに当って参考となる文献としては、特許文献３及び非特許文献１、２がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４３２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１０２５８４号公報
【特許文献３】特許第３０１１３７８号公報
【非特許文献１】プリンシプルズ  オブ  マグネティック  レゾナンス  スリッチャー著、スプリンガー出版、第１および２章、１〜５９ページ（C. P. Slichter, “Principles of Magnetic Resonance”, 3rd edition, Springer-Verlag, 1990, Sections 1 and 2, Ｐ.1〜59）
【非特許文献２】デジタル  ピクチャー  プロセシング  ローゼンベルト、カーク著、アカデミックプレス出版、第８章、３５３〜４３０ページ（Digital Picture Processing, Second Edition, Volume 1, AzrIel Rosenfeld, and Avinash c. Kak, Academic Press Inc., section 8, p.353〜430）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、高集積な情報記憶と、記憶情報の長期保存を両立することにある。従来の半導体メモリや磁気、光ディスクなどの情報記憶装置は、情報を記憶する単位を２次元的に配置することを基本としている。記憶層を積層したものもあるが、積層する層の数は、数層程度である。２次元の配置を基本として、高集積化を行うには、必然的に加工技術の微細化を進める必要があり、製造設備の投資や素子のばらつきなどの問題が顕在化してしまう。
【０００８】
また、記憶情報の長期保存という観点からも従来の情報記憶装置は十分とは言えない。光ディスクやハードディスク、あるいはフラッシュメモリなど一部の半導体記憶装置では、電源を切っても不揮発に情報を記憶することが可能である。しかしながら、これらは、１０年から、せいぜい数十年の寿命しかないと言われており、使用状況によっては、数年で情報が失われる場合もある。
【０００９】
一方、上記特許文献１に述べられている手法では、空間的に局在した情報記憶単位は存在しない。このため、微細加工を必要としない。特許文献１によると、共振周波数の異なる強磁性体を数種類容易し、そのうちから、任意の種類の強磁性体を選んで用材に混ぜてＩＤカード上に塗布しておく。それに対して電磁波を照射して共振の有無からカードに塗布された強磁性体の種類を同定するというものである。強磁性体の組み合わせによってＩＤカードの識別ができる。この方式では、記憶する情報の量だけの種類の強誘電体を容易する必要があるので、大量の情報を記憶するには適しておらず、特許文献１においてもＩＤカードへの適用例が記載されているだけである。
【００１０】
特許文献２には、液体の水や固体ポリメタクリル酸メチルを記憶媒体として利用するものが記載されている。この方式では、水などの一様な記憶媒体に対して、３次元の傾斜を持つ磁場を印加することにより、共鳴周波数を制御し、局所的に異なる周波数の電磁波を吸収させることで書込みを行っている。読出しは、共鳴現象の緩和時間内に、水素原子などから放出される電磁波を読み取ることで行う。この方式は、３次元空間を用いることにより、従来の２次元の情報記憶装置に較べて高集積化には有利であるように思える。しかしながら、この方式では、読出す前に緩和時間が経過したり、外部磁場を切ってしまったり、磁場のない環境に媒体を持ち出すと、記憶した情報が消えてしまうという問題がある。
【００１１】
以上のように、従来の情報記憶装置では、高集積化と情報の長期保存を両立することは困難であった。本発明は、このような問題を鑑みてなされたものである。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的や新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
固体状の第１の物質で構成された記憶媒体内部の所望の位置に３次元的に分布した小区画を設ける。上記小区画に、第二の物質を密封する。それぞれの小区画における第２の物質は、その形状あるいは、組成を記憶媒体中の位置によって変化させるか、あるいは外部から空間依存性を持つ磁場あるいは電場を印加することによって、異なる周波数の電磁波を吸収するように形成する。第１の物質は、第２の物質が吸収する周波数域の電磁波の透過率が高いものを選択する。上記の記憶媒体に、外部から電磁波を与えて、その吸収あるは吸収後の放出電磁波のスペクトルを観測する。このとき、吸収あるいは放出される電磁波の周波数は、上記小区画の空間座標を反映しておりこれを記憶データのアドレス、吸収、放出のある無しをデータの’１’、’０’と解釈する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大容量の記憶装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本発明の図面及び説明は、本発明を明解に理解するために必要な要素を図示する目的で簡略化してあり、同時に簡明にするために、周知と思われる他の要素は除外してある。本発明を実施するために図示していないその他の要素が望ましいか、または必要であることは当業者には理解されよう。しかし、このような要素は当該技術において周知であって、本発明のより良い理解を助けるものではないため、このような要素の説明は本明細書では提供しない。
【００１８】
図１は、本発明の情報記憶装置の第一の実施例である。本発明の情報処理装置を構成する主要な部品（以下ユニットと呼ぶことにする）をブロック図として示している。本ブロック図に示した矢印は各ブロックの間のデータや制御信号等の流れを示している。ＣＭＤはコマンド信号、ＡＤＤはアドレス、ＤＡＴＡはデータである。
【００１９】
図１において、ＭＵは、記憶ユニットであり、３次元のアドレスＡＤＤで区別された小区域にデータＤＡＴＡを記憶している。ＳＵは送信ユニットであり、電磁波をメモリユニットＭＵに向けて送信する。ＲＵは受信ユニットであり、メモリユニットＭＵを透過あるいはＭＵから放出される電磁波を受信する。ＰＵは、演算ユニットであり、受信ユニットＲＵから与えられた受信信号に対して信号処理を行い記憶ユニットＭＵ中に記録されたデータの配置とその値を計算する。ＭＦＵは、磁場発生ユニットであり、必要な磁場をメモリユニットに与えるためのものである。ＣＵは、制御ユニットであり、ＭＵの回転や上下移動あるいは傾きなどを制御する。
【００２０】
本実施例では、演算ユニットＰＵに、外部から読出しコマンドとアドレスが入力されると、
入力されたアドレスに相当するデータの値が出力される。具体的な読出し動作については、後述する。なお、以下では、電磁波や磁場、電場の発生方法、電磁波の受信方法あるいはスペクトル解析などの信号処理については説明を省略する。これらについては、電気工学の教科書に記載されており、一般的な知識を有するエンジニアであれば必要な装置の設計が可能である。
【００２１】
以下では、まず、記憶媒体の構成を示す実施例について述べ、その後、読出し方法についての実施例を説明する。なお、後述の実施例では、記憶ユニットＭＵを四角柱の形状をした記憶媒体ＭＭで構成した。四角柱などの多角柱の場合は、転がりにくいので、机上などに置いたときに落下する危険が少ないという利点がある。しかし、記憶媒体ＭＭの形状は、多角柱である必要はなく、必要に応じて円柱など他の形状でもよいことはもちろんである。円柱状にすると、例えば、側面に角がないので、ケースに収納するときに、記憶媒体の方向を大雑把に合せても側面の角とケースとが干渉することが少なく収納し易いという利点がある。
【００２２】
図２は記憶ユニットＭＵの具体的な構成を示す実施例である。図２（ａ）は、記憶媒体ＭＭとその内部に設けた記憶領域ＭＡを示している。ＭＡは、ＭＡ−１からＭＡ−ｎまで多層の構造をしている。図２（ｂ）、（ｃ）は、各々の層の構成を示す実施例である。これらの図では、記憶領域ＭＡ−ｉを上から見た拡大図を示している。ＣＥＬＬは情報を記憶するメモリセルである。
メモリセルＣＥＬＬは、ＭＡの各層において格子状の位置に配置する。後述するように、本発明では、記憶媒体ＭＭに電磁波を照射して、記憶領域ＭＡ内部のメモリセルによる電磁波の吸収あるいは放出を観測することによって記憶された情報を読みだす。
【００２３】
図２（ｂ）においては、データ’１’のメモリセルを白抜きの丸、’０’を黒い丸で示している。これらデータ’１’と’０’のセルには、電磁波の吸収、放出特性が異なる物質を用いる。記憶媒体ＭＮの内、記憶領域内部のメモリセル以外の部分は、照射する電磁波の吸収あるいは放出が、ほとんどないものを選択する。
【００２４】
図２（ｃ）の実施例では、データ’１’を記憶する所のみにメモリセルＣＥＬＬを配置している。データ’０’に相当する位置では、図２（ｂ）におけるメモリセル以外の物質、すなわち電磁波の吸収、放出のない物質が、メモリセルの潜在位置に存在する。本実施例では、図２（ｂ）のようにデータ’１’とデータ’０’とで電磁波の吸収、放出特性が異なる２種類の物質を容易する場合と比較してメモリセル部分の作成が容易になるというメリットがある。
【００２５】
図３に図２（ｂ）、（ｃ）の実施例に適した物質の例を示す。本実施例は、読出しに核磁気共鳴による電磁波の吸収あるいは放出を利用する場合の物質の実施例である。記憶媒体ＭＭのメモリセル以外の部分の材料、ＭＭ−ＢＡＳＥとしては、核磁気共鳴を起こさないシリコン（Ｓｉ）、タングステン（Ｗ）等で構成することができる。シリコンは、安定な物質であり長期保存に適する、また、集積回路用として大量に出回っているので入手し易いという利点がある。
【００２６】
メモリセルとしては、中性子あるいは陽子のいずれか一方あるいは両方が奇数の元素、例えば、水素（Ｈ）、タンタル（Ｔａ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを含む物質を用いることが可能である。これらは純粋な元素として利用する必要はなく、化合物あるいは混合物として利用しても共鳴の周波数などの特性が異なるだけで共鳴現象を利用することができる。なお、メモリセルに水素を用いる場合には、気体ではメモリセルの位置に固定することが困難であるので、アモルファスシリコンに結合させて用いればよい。核磁気共鳴は元素そのものが持つ性質であり、性質そのものが劣化したりしないのでデータの長期保存に適している。
【００２７】
また、メモリセルを構成する物質としては、核磁気共鳴に加えて、電子スピン共鳴、協磁性体共鳴、反協磁性体共鳴のうち少なくとも一つの共鳴現象を起こす物質であればよい。
【００２８】
このように、記憶媒体ＭＭのメモリセル以外の部分ＭＭ−ＢＡＳＥの材料としては、電磁波の吸収、放出が無視できるか、少なくともメモリセルに対して電磁波の吸収／放出が小さい材料を用い、かつ、メモリセルに核磁気共鳴が起こる材料を用いることにより、メモリセルを構成する材料の元素そのものの性質を利用して情報を記憶することが可能となり、情報を不揮発に記憶することが可能となる。
【００２９】
しかし、メモリセルを構成する物質や記憶媒体を構成する物質の組み合わせによっては、固体であっても、記憶媒体中でメモリセルを構成する物質が拡散して、読み取りに支障がでる場合も考えられる。その場合には、拡散係数の小さい物質の組み合わせを選択するか、メモリセル部分に拡散を防止するバリア層を施すなどの対策が有効である。
【００３０】
また、記憶媒体ＭＭを図３に記載されたメモリセル用の物質を混入した材料を用いて一様に作成し、メモリセルを構成する部分に局所的に熱変性を起こしてデータを書き込むことも可能である。この熱変性の結果、所謂ケミカルシフトと呼ばれる現象と同様に電磁波の応答特性を変化させることができる。核磁気共鳴を起こす元素そのものは、もちろん変性しないが、周囲の分子の構造が変化したり、核磁気共鳴を起こす元素の局所的な密度が変化し、吸収あるいは放出スペクトルにおける特定周波数の電磁波の緩和時間や強度を変調することが可能となる。従って、上述のＭＭ−ＢＡＳＥの物質とメモリセルの物質と異ならせた場合と同じ効果を得ることが可能となる。なお、特許文献２と異なり熱変性により得られたメモリセルは、外部から磁場等を与えなくとも安定に存在するため不揮発に記憶することが可能となる。この場合、記憶媒体ＭＭに使用する材料を一つにすることが出来るが、ＭＭ−ＢＡＳＥにおいても電磁波の吸収／放出が行われるが、熱変性により電磁波の吸収／放出の違いを得ることができるため、データを読み出すことができる。
【００３１】
なお、上記における局所的な熱変性を起こすには電磁波の共鳴吸収を利用する方法や、レーザなど強力な電磁波を局所的に集光する方法などが利用できる。これらの方法については、図７の実施例について後述するので、ここでは省略する。電磁波を用いた場合は、物質の透過性がよいので記憶媒体ＭＭに使用する物質の選択の幅を広げることが出来る。一方、レーザを用いた場合は、記憶媒体ＭＭの物質としてレーザを透過する物質とする必要があり、材料の選択の幅は小さくなるが、レーザを収束させるレンズ位置を制御することで必要な場所に書込むことが可能となり、書込みが容易になるメリットがある。
【００３２】
以下では、図４、５によって核磁気共鳴を用いて、具体的にメモリセルのデータを読みだす実施例を説明する。ここでは、図２（ｃ）の実施例を仮定するが、図２（ｂ）などでも原理は同一である。核磁気共鳴の理論的詳細については、省略するが、例えば、非特許文献１などに記載されている。
【００３３】
本発明では、記憶媒体ＭＭ１に磁場生成ユニットＭＦＵから一定磁場と、傾斜磁場を与えた状態で、照射ユニットＳＵより電磁波を照射する。この状態で、データ’１’が保存された小区画を充填する第２の物質はその場所における磁場の強さに比例した周波数で核磁気共鳴を起こす。照射した電磁波の吸収もしくは吸収後に放出された電磁波のスペクトルを受信ユニットＲＵにて観測することにより、どの位置の小区画にデータ’１’に相当する物質が存在するか求めることができる。小区画があるべき場所に相当する周波数の電磁波が吸収あるいは放出されなければ、その位置にはデータ’０’が保存されている。
【００３４】
磁場生成ユニットＭＦＵから印加される傾斜磁場は、小区画の３次元空間座標が区別できるような急峻な傾斜とすれば、電磁波のスペクトルから直接データ’１’の座標が計算できる。例えばＸ，Ｙ，Ｚ方向に等間隔ｄで１０００個ずつのメモリセルを配置した場合、メモリセル毎に異なる磁場を与えるには、傾斜磁場Ｈの空間座標依存性は、
H(x,y,z) = 1000000(Z/d) +1000(Y/d) + X/d   (x,y,z=0〜999d)  （１）
という依存性を持たせる必要がある。このような３次元の傾斜磁場を精度よく発生、保持することで、３次元に配置されたメモリセル毎に”１””０”の判定を行うことができる。
【００３５】
しかしながら、メモリセルの間隔を小さくすると３次元の傾斜磁場を急峻に精度よく発生、保持する必要があるため、実施が困難になる可能性がある。この課題を解決するためには、画像診断ＭＲＩ（magnetic resonance imaging）で用いられているような方法がある。すなわち、ｚ方向の傾斜磁場を与えた状態で、電磁波パルスを与えて特定のｚ値におけるｘｙ平面上のメモリセルに共鳴を起こし、さらにｘ方向やｙ方向に傾斜磁場を与えてその内部のめもりせるからの放出電磁波の周波数や位相を変調して選択平面内部での位置を測定する。この方法であれば、３次元の傾斜磁場を精度よく生成する必要がなくなる。しかしながら、受信信号の処理や測定の繰り返しが必要のため読出しが遅くなる可能性がある。
【００３６】
これら上記２つの課題を解決するには、小区画の３次元座標のうち、２次元座標の区別ができる傾斜を持たせ、記憶媒体を少しずつ回転させて得たスペクトルから、コンピュータトモグラフィによって回転軸に垂直な各断面上のメモリセルの座標を計算し、メモリセル全体の３次元座標を求めればよい。これにより、傾斜磁場を２次元で生成することになり、３次元で生成するより精度を向上させやすい。
【００３７】
図４は、そのために必要な記録媒体の回転を示す実施例であり、図５は、読出しの手順を示した実施例である。図４においては、Ｚ方向とＸ方向にのみ依存性を持つ傾斜磁場を与える。例えば上記の例と同じように、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に等間隔ｄで１０００個ずつのメモリセルを配置した場合、傾斜磁場Ｈの空間座標依存性は、
H(x,z) =1000(Z/d) + X/d  (x,z=0〜999d)  （２）
とすればよい。そして電磁波をＹ方向から照射する。そのときの吸収もしくは放出される電磁波のスペクトルを求め、少しずつＺ軸の周りに回転させながらデータを収集する。こうして得られたある回転角θにおいて観測された電磁波の特定の周波数成分は、対応するｚ−ｘ座標におけるｙ軸、つまり電磁波の照射方向にメモリセルの吸収あるは放射する電磁波の強度を積分したものとなる。ここで、ｚ軸の周りに記憶媒体ＭＭを回転させることで、ｙ軸方向の積分値をｚ軸に垂直な各断面において、それぞれ１回転分測定することが出来る。１回転分の積分値を測定できれば、コンピュータトモグラフィの原理によって、これを逆ラドン変換することにより、ｚ軸の断面におけるメモリセルの分布を求めることができる。コンピュータトモグラフィの原理については、例えば、非特許文献２などに記載されている。
【００３８】
なお、核磁気共鳴においてＳＮ比の高いデータを得るには、よく知られているように強い磁場を記憶媒体ＭＭに印加する必要がある。しかし、場合によっては強い磁場を発生することが、装置が大きくなる、あるいは大きな電力を消費する（電磁石の場合）などの理由で困難な場合がある。その場合には、図６に示すような実施例が有効である。
【００３９】
本実施例では、メモリセル部分に微小なコイルと容量からなる共振回路を封入している。微小な共振回路は、例えばカーボンによって形成することが可能である。その製造方法については、例えば、特許文献３に記載されている。このようなカーボンによる微小なコイルは、サイズによってカーボンマイクロコイルあるいはカーボンナノコイル等と呼ばれている。電磁波との共鳴周波数は、ナノメートルサイズのカーボンナノコイルでは光の領域、マイクロメートルサイズのカーボンマイクロコイルでは、高周波の電波領域とすることが可能であり、共鳴周波数に合せて本特許を適用することが可能である。前者は、負の屈折率を持つレンズなどへの応用が検討されており、後者は、例えば電磁波シールド材として用いられているものである。
【００４０】
図４の実施例などを適用するために、共振周波数の空間依存性を持たせる必要があるが、
カーボンによる微小なコイルでは、コイルの周りの誘電体による規制容量が共振回路のキャパシタとして作用するので、磁場の替わりに傾斜電場を印加することによって共鳴周波数の空間座標依存性を持たせることができる。なお、傾斜電場を印加する代わりに、メモリセルの空間座標に応じてコイルの巻数の異なるもの、若しくは、コイルを固定する充填材を異なる透磁率を有するものを利用することも可能である。これにより、傾斜電場を生成する必要がなくなり、電場を生成するユニットの構成が簡単となる。
【００４１】
このようにメモリセルにコイルを含ませることにより、特殊な永久磁石や、大きな電流を消費する電磁石による外部磁場を必要としないことがメリットとなる。なお、メモリセルは、これまで述べてきたように、記憶媒体ＭＭ内部の記憶領域ＭＡに３次元的に配置されている。
【００４２】
このような３次元的にメモリセルを配置した記憶媒体ＭＭの製造方法において、様々な製造方法が考えられるが、その中でも製造が容易となる方法について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、ＭＭ−ＢＡＳＥとメモリセルとを異なる物質で構成する場合の製造方法を示している。最初に、例えばシリコンなどのウエハで予め円盤状の記憶媒体のスライスを準備する（ＳＴＥＰ１−１）。次に、スライスにおける所望の位置に間通穴を開けて図３のメモリセル材料を埋め込む（ＳＴＥＰ１−２）。その後、ＳＴＥＰ２でメモリセル材料を埋め込んだスライスを複数枚積み重ね、接着することで、一つの記憶媒体ＭＭとする（ＳＴＥＰ１−３）。このように記憶媒体ＭＭを製造することで、スライス毎にデータを書き込んでおけるので、大量に作成する場合には、価格を下げることが可能である。
【００４３】
図７（ｂ）は、熱変性によりメモリセルを構成する場合の製造方法を示している。まず、図３に記載されたメモリセル用の物質を混入した材料を用いて記憶媒体ＭＭを一様に作成する（ＳＴＥＰ２−１）。次に、外部磁場により媒体内部の記憶領域ＭＡ内部の共鳴周波数が空間座標毎に異なる状態にしておく（ＳＴＥＰ２−２）。その後、この状態でデータを変えたいメモリセルの共振周波数を持つ強力な電磁波を照射する（ＳＴＥＰ２−３）。こうするとその共振周波数をもつメモリセルに選択的に熱変性を起こすことができる。
【００４４】
なお、外部磁場と電磁波を用いる代わりに、レーザによる照射でも熱変性を行わせることができる。外部磁場と電磁波を用いた場合は、物質の透過性がよいので記憶媒体ＭＭに使用する物質の選択の幅を広げることが出来る。一方、レーザを用いた場合は、記憶媒体ＭＭの物質としてレーザを透過する物質とする必要があり、材料の選択の幅は小さくなるが、レーザを収束させるレンズ位置を制御することで必要な場所に書込むことが可能となり、書込みが容易になるメリットがある。
【００４５】
以上、本発明を採用することにより、３次元状にデータを保存するので一般的な半導体記憶装置のような２次元記憶と比較して、微細加工に頼らずに高集積な記憶が可能である。
また、特許文献２に記載された方法とは異なり、メモリセルが記憶媒体ＭＭとは別の物質で保存されているので、外部磁場が無くてもデータが不揮発的に保存される。さらに固体状の媒体中に密閉してデータが保存され、それが非接触で読みだされるため、データを長期間保存することが可能である。即ち、電磁波を遮断するケースに保存しておけば、通常の温度や湿度によってデータが失われることはない。万一表面にキズがついたり、カビ等による侵食があったとしても、その部分を研磨することで情報を読みだすことが可能である。このため本発明による情報記憶装置は、貴重な映像や文献あるいは文化財のデータをデジタルデータとして非常に長期間に渡って保管するのに適している。
【００４６】
現在、本や書類の長期保存には、主としてマイクロフィルムが使われているが、これは複写したアナログデータであり、しかも白黒２値である。光ディスクやハードディスクあるいは半導体メモリなどはデジタルデータを高密度に記憶できるが、寿命は、マイクロフィルム（５００年以上と言われている）には遠く及ばない。このように、本発明は、３次元記憶による高密度記憶という特長だけではなく、これまでにない長期のデジタルデータの保存を可能にするという特長も持つ。
【００４７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の情報記憶装置の実施例のブロック図を示したものである。
【図２】本発明に用いる記憶媒体の構造を示す実施例である。
【図３】本発明に用いる記憶媒体の材料を示す実施例である。
【図４】コンピュータトモグラフィの原理を応用した本発明の情報記憶装置の読出し方法を示す実施例である。
【図５】コンピュータトモグラフィの原理を応用した本発明の情報記憶装置の読出し方法の手順を示す実施例である。
【図６】微小コイルを用いた共振回路をメモリセルに適用した本発明の情報記憶装置のメモリセルの構成を示す実施例である。
【図７】記憶媒体ＭＭの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
ＣＭＤ・・・コマンド、ＡＤＤ・・・アドレス、ＤＡＴＡ・・・データ、ＲＵ・・・受信ユニット、ＭＵ・・・記憶ユニット、ＳＵ・・・送信ユニット、ＣＵ・・・制御ユニット、ＰＵ・・・演算ユニット、ＭＦＵ・・・磁場発生ユニット、ＭＭ・・・記憶媒体、ＭＡ・・・記憶領域、ＭＡ−１，ＭＡ−２，．．，ＭＡ−（ｎ−１），ＭＡ−ｎ・・・記憶領域の断面スライス、ＣＥＬＬ，  ＣＥ’１’，  ＣＥＬＬ’０’・・・メモリセル、ＲＡ・・・回転軸、ＣＯＩＬ・・・コイル、Ｃ・・・キャパシタ。
【図１】
0005070024.tif 000002
【図２】
0005070024.tif 000003
【図３】
0005070024.tif 000004
【図４】
0005070024.tif 000005
【図５】
0005070024.tif 000006
【図６】
0005070024.tif 000007
【図７】
0005070024.tif 000008