DE3731862A1

DE3731862A1 - Pruefanordnung fuer optische platten

Info

Publication number: DE3731862A1
Application number: DE19873731862
Authority: DE
Inventors: Kenta Mikuriya; Masuo Hanawaka; Akira Ohya; Hideo Hirukawa; Shoji Uehara; Kenichi Yamakawa
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1987-09-22
Publication date: 1988-06-30
Also published as: GB2199136A; JPS63153455A; FR2608789A1; FR2608789B1; DE3731862C2; NL8702255A; GB2199136B; US4832487A

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfanordnung für optische Platten zur Messung der Aufzeichnungseigenschaften opti scher Platten.

Allgemein gesagt, hängen die Aufzeichnungseigenschaften von optischen Platten davon ab, ob die aufgezeichnete In formation einwandfrei bzw. richtig wiedergegeben werden kann, und sie sind mit einer Fehlerrate behaftet. Diese reicht nicht aus, den Inhalt oder die Tendenz der in opti schen Platten aufgetretenen Fehler zu erfassen oder be stimmen. Die betreffenden Meßergebnisse können nicht für die Gütekontrolle oder -steuerung bei der Fertigung von optischen Platten genutzt werden. In der Prüfanordnung für optische Platten müssen daher deren Aufzeichnungseigen schaften in mehrere Einzelheiten für Messung unterteilt werden. Insbesondere können die Größen von Signalen durch Messung der Reflexionskraft erfaßt werden. Die optimale Lichtmenge für Einschreiben und Auslesen sowie die Güten der Signale können mittels des Träger/Rauschenverhältnis ses ermittelt (caught) werden, und ihre Einzelheiten las sen sich anhand von Übersprechen und Wellenformanalyse er fassen. Andererseits wird die Transparenz für die Bewer tung der optischen Absorption und der Lebensdauer (Stand zeit) eines Aufzeichnungsfilms herangezogen. Falls jedoch das Träger/Rauschenverhältnis (Rauschabstand) mehr als 45 dB beträgt, besteht die Hauptursache für Fehler in De fekten. Die Länge der Defekte und ihre Verteilung sind nützliche Maße für die Bewertung der Burst-Fehler und für die Verbesserung des Fertigungsprozesses. Die Defekt messungen sind mithin zweckmäßig für die Bewertung der Aufzeichnungseigenschaften der optischen Platten, und die darauf bezogenen Messungen der Reflexionskraft stel len den Mittelpunkt der Prüfanordnung dar. Vorhandensein oder Fehlen von Defekten werden nebenbei bemerkt, anhand der Änderungen der Reflexionslichtmenge an der Aufzeich nungsfilmoberfläche ermittelt.

Fig. 1 veranschaulicht den Aufbau einer beispielhaften Reflexionskraftmeßanordnung nach dem Stand der Technik. Die Anordnung nach Fig. 1 umfaßt eine optische Platte 1, einen Aufzeichnungsfilm 11 der Platte 1, eine Laserstrahl quelle 31, einen halbdurchlässigen Spiegel bzw. sog. Halb spiegel HMR 1 und ein Lichtempfangselement 37. Bei der dargestellten Anordnung wird die optische Platte 1 mit einem Parallelstrahl eines Durchmessers von etwa 1 mm be strahlt, wobei der reflektierte Strahl vom Lichtempfangs element 37 empfangen wird, so daß die Reflexionskraft (reflectivity) der optischen Platte 1 anhand der Intensi tät oder Stärke des reflektierten Strahls bestimmt werden kann. Bei der nach diesem Prinzip arbeitenden Reflexionskraft meßanordnung tritt jedoch eine Störung zwischen den von der Aufzeichnungsfläche 11 reflektierten Strahlen und der Oberfläche der optischen Platte 1 auf, so daß nur dieser reflektierte Strahl nicht genau gemessen werden kann. Da andererseits der Parallelstrahl für die Messungen benutzt wird, ändern sich die Meßwerte auch dann stark, wenn sich der Einfallswinkel auf der optischen Platte 1 geringfügig ändert. Da der Strahl zudem einen großen Durchmesser be sitzt, können kleinste Defekte nicht mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Da weiterhin der Parallelstrahl in einem vom Zustand für praktische Wiedergabe verschiedenen Zu stand vorliegt, ist es unmöglich, die der praktischen Wie dergabe entsprechende oder angepaßte Reflexionskraft zu bestimmen. Darüber hinaus enthält diese Anordnung ein optisches System, das aufbaumäßig von denen bei Anordnungen zur Messung des Träger/Rauschenverhältnisses und des Über sprechens verschieden ist, so daß für die Bewertung einer Reihe von Aufzeichnungseigenschaften mehrere Meßanordnun gen erforderlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer einen einfachen Aufbau aufweisenden Prüfanordnung für optische Platten, mit welcher unter Vermeidung der oben geschilder ten Mängel des Stands der Technik eine mit der praktischen Wiedergabe oder Reproduktion übereinstimmende Reflexions kraft bestimmt werden kann und welche ein auch für die Mes sung des Träger/Rauschenverhältnisses und des Übersprechens benutzbares optisches System verwendet, so daß mit ein und derselben Anordnung eine Reihe von Aufzeichnungseigenschaf ten gemessen werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Prüfanordnung für optische Platten erfindungsgemäß gelöst durch einen Spindelmotor zum Haltern oder Lagern und Drehen einer optischen Platte mit einer konstanten Drehzahl, einen Meßkopf mit Fokusservo- und Spurnachführservomechanismen, um den Brennpunkt eines auf die optische Platte fallenden Laserstrahls einer Leit rille der optischen Platte folgen zu lassen bzw. nachzu führen und damit ein Ausgangssignal zu erzeugen, das der Intensität oder Stärke des von der optischen Platte kommen den, reflektierten Strahls proportional ist, einen Vor schubmechanismus zum Verschieben des Meßkopfes in Radial richtung der optischen Platte, eine Steuerschaltung zur Steuerung der Operationen oder Betätigungen des Spindel motors, von Fokus- und Spurnachführservomechanismen des Meßkopfes sowie des Vorschubmechanismus, eine Meßeinheit zur Durchführung gewünschter Messungen nach Maßgabe des Ausgangssignals vom Meßkopf und einen Rechner zum Führen (commanding) der Steuerschaltung und der Meßeinheit sowie zum Verarbeiten der Meßdaten von der Meßeinheit.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfin dung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeich nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer beispielhaften bisherigen Reflexionskraftmeßanord nung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Prüfanordnung für optische Platten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Prinzips bei der Reflexionskraftmessung,

Fig. 4 und 6 graphische Darstellungen von Wellenformen zur Verdeutlichung des Prinzips bei der Defektmessung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Beispiels für eine Meßeinheit (measurer) für De fektmessung,

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines spezifischen Beispiels für einen Defektimpulsanalysator,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Meßzustands bei Transparenzmessungen,

Fig. 9 eine Fig. 8 ähnelnde Darstellung, die jedoch den Zustand für optische Wirkungs- oder Leistungseichung veanschaulicht,

Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen einer anderen Ausführungsform eines Halters,

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Meßeinheit bei der erfin dungsgemäßen Prüfanordnung für optische Platten,

Fig. 13 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer Eich bezugsplatte oder -scheibe zur Verwendung für Eich vorgänge,

Fig. 14 einen Schnitt durch die Scheibe nach Fig. 13,

Fig. 15 eine Teilschnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Ausbildung von Standardprüf lingen S 0- S 11 der Eichbezugsscheibe,

Fig. 16 eine schematische Darstellung des Zustands, in wel chem die Eichbezugsscheibe auf einen Spindelmotor aufgesetzt ist,

Fig. 17 eine schematische Darstellung eines Eich-Schutz mechanismus eines Vorschubmechanismus und

Fig. 18 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Begrenzermechanismus für einen Gleitabschnitt des Vorschubmechanismus.

Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

Fig. 2 veranschaulicht eine erfindungsgemäße Prüfanordnung für optische Platten, wobei den Teilen von Fig. 1 entsprechen de Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind. Ein Spindelmotor 2 dient zur Halterung oder Lagerung einer optischen Platte 1 und zu ihrer Drehung mit konstanter Drehzahl. Ein Meßkopf 3 ist mit Fokus- und Spurnachführ-Servo mechanismen versehen, um den Brennpunkt eines die optische Platte 1 bestrahlenden Laserstrahls der Leitrille der Platte 1 nachzuführen. Der Meßkopf 3 erzeugt ein Ausgangssignal, welches der Intensität oder Stärke des von der Platte 1 kommenden, reflektierten Strahls proportional ist. Der Meß kopf 3 besteht aus einer Laserstrahlquelle 31, einer Fokus sierlinse 32, einem Linsenstelltrieb 33, Strahlteilern 34 und 35, einer λ/4-Scheibe 36 sowie Lichtempfangselementen 37 und 38. Der Meßkopf 3 umfaßt somit ein optisches System zum Erzeugen (Liefern) eines Ausgangssignals, das der Inten sität des von der optischen Platte 1 kommenden, reflektier ten Strahls proportional ist, über das Lichtempfangselement 37 und ein optisches System zum Erfassen des Brennpunktzu stands auf der optischen Platte 1 über das Lichtempfangs element 38 zwecks Gewinnung der Rückkopplungssignale für die Fokus- und Spurnachführ-Servomechanismen. Ein Vorschub mechanismus 4 dient zum Verschieben des Meßkopfes 3 in Ra dialrichtung der optischen Platte 1. Eine Steuereinheit 5 dient zum Ansteuern des Linsenstelltriebs 33 in Übereinstim mung mit dem Ausgangssignal vom Lichtempfangselement 38 zwecks Betätigung von Fokus- und Spurnachführ-Servomechanis mus und zwecks Steuerung der Operationen von Spindelmotor 2 und Vorschubmechanismus 4. Eine Meßeinheit (measurer) 6 dient zur Durchführung der gewünschten Messungen, wie Mes sung der Reflexionskraft nach Maßgabe des vom Meßkopf 3 er zeugten Ausgangssignals. Ein Rechner 7 dient zum Führen (commanding) der Steuereinheit 5 und der Meßeinheit 6 so wie zum Verarbeiten der von der Meßeinheit 6 gewonnenen Meßdaten.

Bei der Prüfanordnung mit dem beschriebenen Aufbau werden die Operationssequenzen oder -reihenfolgen der einzelnen Bauelemente für die gewünschten Messungen nach Maßgabe der Befehle vom Rechner 7 gewählt. Grundprinzip und Ar beitsweise der einzelnen Meßelemente sind nachstehend er läutert.

Fig. 3 veranschaulicht das Prinzip der Reflexionskraft messung. Die Messung der Reflexionskraft ist sehr wirk sam für die Erfassung nicht nur der Reflexionskraft des Aufzeichnungsfilms selbst, sondern auch der Ungleichmäßig keit der Reflexion oder Reflexionskraft der Gesamtober fläche der optischen Platte.

Der aus der Fokussierlinse 32 austretende Strahl liegt in einem konvergierten Zustand vor und wird, wie bei anderen Messungen, auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1 so fokussiert, daß die Reflexionskraft bei sich drehender optischer Platte 1 gemessen werden kann. Wenn die Leistung des aus der Fokussierlinse 32 aus tretenden Lichts (oder Strahls) mit Pi und die optische Wirkung oder Leistung des von der Platte 1 reflektierten Lichts mit Pr bezeichnet werden, bestimmt sich die Re flexionskraft Ref nach folgender Gleichung:

Ref = Pr/Pi

Wenn die Reflexionskraft unter Fokussierung auf die Auf zeichnungsfläche der optischen Platte 1 gemessen wird, kann eine genauere, mit dem praktischen Wiedergabezustand übereinstimmende Reflexionskraftmessung zur Gewährleistung hoher Auflösung durchgeführt werden, weil dabei keine Interferenz oder Störung zwischen den von der Aufzeich nungsfläche und der Oberfläche der optischen Platte kommen den, reflektierten Lichtstrahlen oder -mengen auftritt.

Die Defekte oder Defektstellen werden unter Nutzung von Änderungen in der reflektierten Lichtmenge (d.h. der Reflexionskraft) ermittelt oder erfaßt. Diese reflektier te Lichtmenge vergrößert oder verkleinert sich in Abhängig keit von der Art der Defekte. Für Defektmessungen wird die Oberfläche der optischen Platte 1 abgetastet, um den Meßkopf 3 ein der Reflexionskraft proportionales Ausgangs signal liefern zu lassen, das in der Meßeinheit 6 mit einem konstanten Schwellenwertpegel verglichen wird, um ein Impulssignal (d.h. Defektimpulse) nach Maßgabe der Ab nahme der Reflexionskraft (aufgrund des Vorliegens von Defekten) zu erzeugen. Wenn hierbei der Schwellenwert vari abel gewählt wird, können die Größe der zu messenden De fekte optimiert und die Art der Soll- oder Zieldefekte eingeschränkt werden. Da außerdem die Breite der Defekt impulse (defective pulses) der Länge der Defekte propor tional ist, können nicht nur das Vorhandensein, sondern auch die Länge der Defekte mittels einer Zählung mit einem Bezugstakt von z.B. 16 MHz erfaßt werden. Hierbei ist zu bemerken, daß die Gesamtoberfläche der optischen Platte eine so große Zahl von Defekten oder Defektstel len aufweist, daß diese nicht auf Echtzeitbasis erfaßt werden können. Die erfindungsgemäße Prüfanordnung wendet daher die Unterteilungsmethode an, bei welcher Defekt impulse für einen Impuls gezählt und augenblicklich in einen von sieben vorbestimmten Graden unterteilt wer den, so daß der integrierte Wert der Grade hochgezählt bzw. aufsummiert wird. Zur Anfertigung eines Defektplans wird eine Spur in 1024 Einheiten oder Stücke unterteilt, die dann weiter mit einer Breite von 1 mm in Radialrich tung in einen Block unterteilt werden. In jedem Block er folgt eine Integration für jeden Grad. Wenn auf diese Weise die Daten aller Blöcke in einem bezeichneten Be reich erfaßt sind, stellt der Rechner 7 eine Balken graphik der Gesamtzahlen der Defekte der sieben Grade oder Stufen her, und er berechnet die Defektverteilung der Gesamtoberfläche der optischen Platte und gibt diese Verteilung wieder.

Fig. 4 ist eine graphische Wellenformdarstellung zur Verdeutlichung des Prinzips der erwähnten Defektmes sungen. In Fig. 4 sind mit V _R ein der Reflexionskraft proportionales Ausgangssignal, mit Vth ein Schwellen wert, mit V _P Defektimpulse und mit CL Bezugsperrimpulse bezeichnet. In Fig. 4 ist ein Fall dargestellt, in wel chem die Reflexionskraft entsprechend dem Auftreten von Defekten abfällt.

Fig. 5 veranschaulicht schematisch den Aufbau einer bei spielhaften Meßeinheit 6. Die Anordnung gemäß Fig. 5 um faßt einen Komparator 61 zum Vergleichen des Ausgangs signals V _R mit dem konstanten Schwellenwert Vth, ein dem Komparator 61 vorgeschaltetes Hochpaßfilter 62 und einen Defektimpulsanalysator 63, der auf die vom Kompara tor 61 ausgegebenen Defektimpulse V _P unter Durchführung der oben angegebenen Analyse oder Auswertung, wie Gra dierung oder Abstufung nach Länge der Defekte, anspricht.

Bei dieser Meßeinheit 6 enthält ein dem Komparator 61 eingegebenes Ausgangssignal V _R′ nur eine Hochfrequenz komponente, so daß die Defekte zuverlässig erfaßt wer den können, und zwar auch in dem Fall, in welchem das Ausgangssignal V _R, wie in Fig. 6 veranschaulicht, auf grund der Ungleichmäßigkeit der Reflexionskraft an der Oberfläche der optischen Platte starken Schwankungen unterworfen ist. Hierbei betragen im Ausgangssignal V _R die Pegelschwankungen aufgrund der Ungleichmäßigkeit beim Aufdampfen des Aufzeichnungsfilms auf die optische Platte 1 etwa mehrere zehn Hz bis mehrere hundert Hz, während die Pegelschwankungen aufgrund des Vorliegens von Defekten etwa 10 kHz oder mehr betragen. Wenn daher die Abschalt frequenz des Hochpaßfilters 62 mit etwa 1 kHz gewählt wird, können lediglich Pegelschwankungen des Ausgangs signals V _R aufgrund des Vorliegens von Defekten zuver lässig erfaßt werden.

Fig. 7 veranschaulicht in einem Blockschaltbild ein spezi fisches Beispiel für den Defektimpulsanalysator 63. Dieser ist hierbei für den Fall beispielhaft veranschaulicht, in welchem die Zahl der Defekte in drei Grade oder Stufen unterteilt und gezählt wird. In Fig. 7 stellt eine von gestrichelten Linien umrahmte Einheit (A) eine Defekt längen-Einstelleinheit mit Komparatoren 1, 2 und 3 dar, während eine Einheit (B) eine Defektlängen-Bewertungs einheit darstellt, die einen Zähler 7 zum Zählen der Bezugstaktimpulse CL nach Maßgabe der Defektimpulse V _P zur Erfassung der Defektlängen und einen Zähler 8 zum Vergleichen der Defektimpulse V _P und der Bezugstakt impulse CL zum Erfassen des Endes der Defekte und zur Erzeugung eines Signals N umfaßt. Eine Intervalldaten- Zähleinheit (C) besteht aus Zählern 4 bis 6 und Speichern 11 bis 13 entsprechend den Komparatoren 1 bis 3 sowie Gat tern oder Torsteuerelementen 9 und 10, die sequentiell nach Maßgabe der Ausgangszustände der Komparatoren 1 bis 3 geöffnet werden; diese Einheit vermag die Zahl der Defekt impulse V _P für jeden Grad bzw. jede Stufe zu zählen. Eine Einheit (E) ist eine Gesamtdaten-Speichereinheit mit einer Speicherfläche entsprechend den auf der Ober fläche der optischen Platte vorgegebenen Blöcke. Eine Datenein/ausgabe-Steuereinheit (F) dient zur Steuerung des Auslesens und Einschreibens von Daten aus der bzw. in die Gesamtdaten-Speichereinheit (E).

Zunächst wird den Komparatoren 1 bis 3 der Defektlängen- Einstelleinheit (A) ein Taktsignal A zugeführt, um die Bezugsgröße der Länge der Defekte einzustellen bzw. vor zugeben und auf beliebige oder willkürliche Schwellen werte mittels Verriegelungssignalen B bis D zu setzen. Dabei werden die Schwellenwerte der Komparatoren 1 bis 3 verschieden eingestellt. Beispielsweise ist der Schwellen wert des Komparators 1 am kürzesten, während der Schwel lenwert des Komparators 2 länger bzw. größer ist als der jenige des Komparators 1 und der Bezugs- oder Schwellen wert des Komparators 3 länger bzw. größer eingestellt ist als derjenige des Komparators 2.

Das Ausgangssignal des Zählers 7 mit einer Größe ent sprechend der Defektlänge wird den Komparatoren 1 bis 3 zugeführt, um durch diese mit ihren jeweiligen Schwellen werten verglichen zu werden. Wenn dabei die Defektlänge innerhalb des Bereichs des im Komparator 1 gesetzten (oder vorgegebenen) Schwellenwerts liegt, erzeugt die ser Komparator 1 ein den Zähler 4 aktivierendes oder freigebendes Ausgangssignal. In dem Augenblick, in welchem das das Ende des Defektbereichs meldende Signal N vom Zähler 8 erzeugt wird, zählt der Zähler 4 das Signal N und setzt den Zählwert auf +1. Zu diesem Zeitpunkt sind, nebenbei bemerkt, die Gatter 9 und 10 geschlossen, so daß die Zähler 5 und 6 nicht zählen. Wenn andererseits die Defektlänge den Bereich des im Komparator 1 gesetzten Schwellenwerts übersteigt, wird das Ausgangssignal dieses Komparators 1 invertiert, um das Zählen durch den Zähler 4 zu verhindern und das Gatter 9 zu öffnen. Infolgedessen wird das Signal N vom Zähler 8 im Zähler 5 gezählt, so daß der Zählwert +1 annimmt. Wenn dagegen die Defektlänge den Bereich (oder die Größe) des im Komparator 2 gesetzten Schwellenwerts übersteigt, wird nur der Zähler 6 freigegeben, um wie bei der vorhergehenden Operation das vom Zähler 8 kom mende Signal N zu zählen. Auf diese Weise zählen die Zähler 4 bis 6 die Defektzahlen für die jeweiligen Grade oder Stufen.

Der Meßkopf 3 tastet hierbei die Oberfläche der optischen Platte längs einer Leitrille ab, so daß die der Defekt längen-Bewertungseinheit (B) eingegebenen Defektimpulse V _P die sequentiell eingegebenen Daten sind, die zu der Vielzahl von Blöcken auf der optischen Platte 1 gehören. Beim dargestellten Fehlerimpulsanalysator 63 sind daher die Speicherbereiche verschiedener Blöcke einem Speicher 21 der Gesamtdaten-Speichereinheit (E) zugewiesen, so daß die jeweiligen Zählwerte von den Zählern 4 bis 6, die von den Defektimpulsen V _P erhalten werden, sequentiell zu den Daten der bzw. in den betreffenden Speicherbereichen addiert werden. Wenn dabei der Zählwert des Speichers 21 durch Bezeichnung seines Speicherbereichs ausgelesen wird, können die Daten jedes Blocks auf der Oberfläche der opti schen Platte beliebig oder willkürlich reproduziert wer den.

In dem Augenblick, in welchem der Meßkopf 3 beispielsweise die Grenze eines Blocks passiert, wird ein Endesignal H erzeugt, so daß die Speicher 11 bis 13 die Zählwerte (bzw. die Zählstände) der Zähler 4 bis 6 für diese Zeit spanne speichern. Die Speichergrößen der Speicher 11 bis 13 werden nach Maßgabe eines Signals G vor der Erzeugung eines nächsten Endesignals H in eine Addierstufe 19 der Datenaddiereinheit (D) eingelesen. Im Speicher 21 werden weiterhin die Daten (die im Anfangszustand einen Pegel "O" besitzen) des Speicherbereichs entsprechend dem betreffen den Block über einen Zwischenspeicher 16 nach Maßgabe eines Steuersignals P zur Addierstufe 19 geliefert, so daß sie zu den Daten der Speicher bzw. in den Speichern 11 bis 13 hinzuaddiert werden. Die auf diese Weise addier ten Daten I werden nach Maßgabe eines Schritt-Taktsignals K in einem Zwischenspeicher 14 abgespeichert. Die so ab gespeicherten Daten I durchlaufen einen Puffer 15 und werden nach Maßgabe eines Schritt-Taktsignals L im an fänglichen bzw. ersten Speicherbereich des Speichers 21 abgespeichert. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Adreßzähler 18 nach Maßgabe eines Steuersignals M wirksam, so daß sich ein Speicheradreßsignal V zum Umschalten der Speicher bereiche für die Neueinschreibung der Daten ändert.

Durch Wiederholung der obigen Sequenzen können die ein gegebenen Defektimpulse V _P in Blöcke unterteilt und in die jeweiligen Grade oder Stufen weiter unterteilt und im Speicher 21 abgespeichert werden. Zum Auslesen der Daten aus dem Speicher 21 wird eine beliebige oder will kürliche Adresse von einem Zwischenspeicher 20 nach Maß gabe eines Steuersignals Q anstelle des vom Adreßzähler 18 gelieferten Adreßsignals bezeichnet, wobei der Puffer 15 gesperrt (abgeschaltet) wird, während ein Puffer 17 durch ein Steuersignal R durchgeschaltet (eingeschaltet) wird. Mittels der oben beschriebenen Sequenzen kann ein Defektdatensignal O eines beliebigen Blocks aus dem Speicher 21 ausgelesen und als ein Signal T zum Puffer 17 ausgegeben werden. Das Signal T wird dem Rechner 7 einge speist, durch diesen verarbeitet und als Balkengraphik oder Defektplan für jeden Grad bzw. jede Stufe wieder gegeben.

Fig. 8 veranschaulicht die Anordnung im Zustand für die Transparenzmessung an der optischen Platte 1. Die Anord nung gemäß Fig. 8 umfaßt eine Photodiode 391 zur Messung der optischen Wirkung oder Leistung des durch die optische Platte 1 hindurchfallenden Laserstrahls, eine Eich-Photo diode 392, die im voraus mittels einer Bezugs-Meßeinheit für optische Wirkung oder Leistung zum Eichen der Inten sität des aus der Fokussierlinse 32 austretenden Strahls geeicht worden ist, Strom-Spannung-Wandler 393 und 394 zum Umwandeln der Ausgangsströme von Photodiode 391 und Eich-photodiode 392 in Spannungssignale sowie einen Hal ter (oder Träger) 395 für die gemeinsame Halterung der Photodioden 391 und 392. Dieser Halter 395 wird vom Vor schubmechanismus 4 so getragen, daß die genannten Licht empfangselemente selektiv in eine (Lichtempfangs-)Stel lung verbringbar sind, in welcher sie dem Meßkopf 3 über die optische Platte 1 zugewandt sind. Bei 396 ist ein Gleit- oder Schiebermechanismus zum Verschieben des Hal ters 395 (nach rechts und links) in Richtung des Doppel pfeils gemäß Fig. 8 angedeutet. Anschläge 397 und 398 dienen zur Bestimmung der Verschiebungsstellung des Halters 395. Der Schiebermechanismus 396 und die An schläge 397, 398 sind vorgesehen zur Vereinfachung der Eichung der optischen Wirkung oder Leistung (optical power) des aus dem Meßkopf 3 austretenden Strahls. Durch ent sprechende Verschiebung des Halters 395 kann die Photo diode 391 oder die Eich-Photodiode 392 selektiv in die Lichtempfangsstellung verbracht werden.

Fig. 8 veranschaulicht den Zustand der Transparenzmes sungen, in welchem der Halter 395 an der Seite des An schlags 397 so fixiert ist, daß sich die Photodiode 391 in der Lichtempfangsstellung befindet. Bei dieser Transparenzmeßanordnung wird das Verhältnis zwischen der optischen Wirkung oder Leistung des aus der Fokussier linse 32 austretenden Laserstrahls und der optischen Wir kung bzw. Leistung des auf die Photodiode 391 auftreffen den Laserstrahls als Transparenz der optischen Platte 1 gemessen. Außerdem wird dabei die Fokussierlinse 32 der Fokus- und Spurnachführservosteuerung unterworfen, so daß der Meßpunkt durch entsprechende Drehung des Spin delmotors 2 und entsprechend dem Vorschub des Vorschub mechanismus 4 beliebig gewählt werden kann.

Bei dieser Transparenzmeßanordnung muß die optische Wirkung oder Leistung des aus der Fokussierlinse 32 austretenden Laserstrahls im voraus geeicht (calibrated) werden. Fig. 9 veranschaulicht den entsprechenden Betriebs zustand. In diesem Zustand ist der Halter 395 an der Seite des Anschlags 398 fixiert, so daß sich anstelle der Photodiode 391 die Eich-Photodiode 392 in der Licht empfangsstellung befindet. Dabei ist außerdem auch die optische Platte 1 vom Spindelmotor 2 abgenommen.

Die Meß-Photodiode 391 und die Eich-Photodiode 392 sind gemeinsam am gemeinsamen Halter 395, der mit dem Schie bermechanismus 396 versehen ist, gehaltert. Die beiden Photodioden 391 und 392 können dabei selektiv in die Lichtempfangsstellung verbracht werden, so daß die optische Wirkung oder Leistung ohne weiteres und ohne umständliches Auswechseln der Photodioden geeicht wer den kann.

Fig. 10 veranschaulicht eine andere Ausführungsform des Halters 395. Diese Anordnung verwendet eine in Rast stufen positionierbare Drehscheibe 399 als Beispiel des Schiebermechanismus zum Wechseln der Relativstel lungen der beiden Photodioden. Die Drehscheibe 399 ist dabei drehbar am Halter 395 gelagert. Die Photodiode 391 und die Eich-Photodiode 392 sind in symmetrischer Anord nung an der Drehscheibe 399 angebracht, wobei der Hal ter 398 so am Vorschubmechanismus 4 fixiert ist, daß wahlweise eine der Photodioden 391 und 392 in die vor bestimmte Lichtempfangsstellung verbringbar ist.

Fig. 11 veranschaulicht die Drehscheibe 399 von der Unterseite her. Wie aus Fig. 11 hervorgeht, können durch Drehen der Drehscheibe 399 die Meß-Photodiode 391 und die Eich-Photodiode 392 selektiv in die vor gesehene Lichtempfangsstellung verbracht werden.

Die vorstehend beschriebene Meßtechnik ist speziell für die Prüfanordnung für optische Platten gemäß der Erfin dung vorgesehen. Das auch herkömmliche Meßelemente ent haltende Meßsystem ist in Blockschaltbildform in Fig. 12 veranschaulicht. Die Anordnung gemäß Fig. 12 umfaßt einen Verstärker 61 zum Verstärken des Ausgangssignals V _R des Meßkopfs 3, das dem von der optischen Platte 1 reflek tierten Strahl proportional ist, Komparatoren 62 und 63, einen Transparenzmeßkreis 64 zur Messung der Transparenz der optischen Platte 1 anhand des Ausgangssignals der Photodiode 391, einen Bitfehlerraten- bzw. BFR-Meßkreis 65, einen Träger/Rauschenverhältnis- oder TRV-Meßkreis 67, einen Wellenform-Analysekreis 68 zum Messen von Zit tern oder dergl. und einen Reflexionskraft-Meßkreis 69.

Die Operationen oder Betätigungen dieser Meßkreise werden auf vorher beschriebene Weise durch den Rechner 7 gewählt, und die Meßdaten werden zur zweckmäßigen Verarbeitung zum Rechner 7 übermittelt.

Bei der bisherigen Prüfanordnung für optische Platten wer den die Reflexionskraft (oder Defekte) und die Transparenz gemessen, wahrend die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1 der Fokus- und Spurnachführservosteuerung unter worfen wird. Das optische System ist für die Messung so wohl der Bitfehlerrate (BFR) als auch des Träger/Rauschen verhältnisses (TRV) einsetzbar, so daß eine Reihe von Auf zeichnungseigenschaften mittels eines einzigen Systems gemessen werden können.

Im folgenden ist das Eichsystem bei der erfindungsgemäßen Prüfanordnung beschrieben.

Bei dieser Prüfanordnung wird, allgemein gesagt, das Meß system geeicht, bevor die verschiedenen Eigenschaften oder Charakteristika der optischen Platte gemessen wer den. Für diese Eichung stehen verschiedenartige Methoden zur Verfügung, von denen die Methode der Verwendung von Standardprüflingen bekannter Werte am zweckmäßigsten ist, weil dabei das Meßsystem mit den Detektoren und elektri schen Schaltkreisen in einem Durchgang als Ganzes geeicht werden kann.

Die Fig. 13 und 14 veranschaulichen in Aufsicht bzw. im Schnitt eine Ausführungsform einer Eichbezugsscheibe zur Verwendung bei diesen Eichvorgängen. Gemäß den Fig. 13 und 14 ist folgendes vorgesehen: auf vorbestimmte Bezugs werte oder -größen festgelegte Standardprüflinge S 0 bis S 11, eine Scheibe 12 zur Halterung der Standardprüflinge S 0 bis S 11 auf einen gemeinsamen Umkreis, eine im Zentrum der Scheibe 12 vorgesehene Spannbohrung (clamp) und eine Spannfläche 122, die an der Spannbohrung 121 gegen einen Drehtisch zum Drehen der optischen Platte in Anlage bringbar ist. Jeder der Standardprüflinge S 0 bis S 11 umfaßt seinerseits ein Glassubstrat 123 einer Dicke t gleich derjenigen einer normalen optischen Platte und eine reflektierende oder transparente Fläche 124, die auf eine Seite des Glassubstrats 123 aufgebracht und z.B. aus einem dielektrischen mehrlagigen Film gebildet ist. Die Scheibe 12 haltert die Standardprüflinge S 0 bis S 11 in der Weise, daß ihre reflektierenden oder transparen ten Flächen 124 aufwärts gerichtet sind und ihre Höhe von der Spannfläche 122 aus derjenigen der Aufzeichnungs fläche der normalen, einzuspannenden optischen Platte gleich ist. Wenn die optische Platte von der Art ist, deren Substrat oder Träger z.B. unmittelbar eingespannt wird, besitzt die Aufzeichnungsfläche eine Höhe ent sprechend dieser Dicke, so daß die Standardprüflinge S 0 bis S 11, wie dargestellt, mit ihren Unterseiten in einer Ebene mit der Spannfläche 122 liegend gehaltert sind. Falls dagegen die optische Platte eine Spannabe aufweist, wird die Höhenlage der Standardprüflinge S 0 bis S 11 unter Berücksichtigung der Nabendicke bestimmt.

Fig. 15 veranschaulicht im Schnitt und im vergrößerten Maßstab ein Beispiel für die Ausbildung der Standard prüflinge S 0 bis S 11. Dabei ist der reflektierende, transparente bzw. durchsichtige Film 124 aus einem dielektrischen mehrlagigen Film (oder einer Schicht) so aufgebaut, daß seine Reflexionskraft oder Transparenz entsprechend der Zahl seiner Lagen auf vorbestimmte Größen eingestellt ist. Als Werkstoff für den dielek trischen mehrlagigen Film werden beispielsweise Titan dioxid (TiO₂) und Siliziumdioxid (SiO₂) verwendet. Dabei befindet sich in der Scheibe 12 selbst kein Prüfling, um Transparenz an den Stellen zu erreichen, an denen die Reflexionskraft 0% und die Transparenz 100% be tragen.

Bei der Standardscheibe mit dem beschriebenen Aufbau kann ein beliebiger der Standardprüflinge S 0 bis S 11 ohne die Notwendigkeit für eine spezielle Vorrichtung über dem Meßkopf angeordnet werden, indem einfach die Scheibe 12 mittels der Spannbohrung 121 am Spannmechanismus des Spindelmotors angebracht wird. Außerdem besitzen die Standardprüflinge S 0 bis S 11 jeweils einen ausgezeichne ten Ebenheitsgrad, weil sie jeweils nur eine kleine Ober fläche aufweisen. Da der dielektrische mehrlagige Film, welcher den reflektierenden oder transparenten Film 124 bildet, zudem auch wärmebeständig ist, erfährt er auch beim Erwärmen auf hohe Temperatur aufgrund der Bestrah lung mit dem Laserstrahl weder ein Anschmelzen noch eine Änderung seiner Reflexionskraft. Das Glassubstrat 123 selbst ist hochtemperaturfest.

Fig. 16 veranschaulicht den Zustand, in welchem die Bezugs scheibe am Spindelmotor befestigt ist, zur beispielhaften Verdeutlichung der Eichvorgänge bei der Reflexionskraft messung an der optischen Platte. Die Anordnung gemäß Fig. 16 enthält zusätzlich einen Platten-Spannmechanismus 21 des Spindelmotors, einen Drehtisch 22 sowie einen Meß kopf 3, ähnlich dem vorher beschriebenen Meßkopf.

Für die Eichvorgänge kann ein beliebiger der Standardprüf linge S 0 bis S 11 einfach durch Drehen der Scheibe 12 in eine Stellung über den Meßkopf 3 gebracht werden. Wenn dabei die Wechselbeziehungen zwischen den Werten der Standardprüflinge S 0 bis S 11 und dem Meßausgangssignal V _R ausgewertet (plotted) und zwischen den Meßpunkten inter poliert werden, kann in einem Durchgang die Eichkurve für die gesamte Meßanordnung mit optischem System, wie Fokussierlinse 32, und elektrischem Schaltungssystem, wie Photodetektor 37, ermittelt werden. Da außerdem die re flektierenden Flächen der einzelnen Standardprüflinge S 0 bis S 11 jeweils in derselben Höhenlage wie die Auf zeichnungsfläche der normalen optischen Platte angeordnet sind, ist der Abstand zwischen dem Meßkopf 3 und dem re flektierenden Film 124 gleich dem Abstand bei der Messung der optischen Platte, so daß die Eichvorgänge unter Be dingungen vorgenommen werden können, die denen bei der tatsächlichen Messung, z.B. bezüglich des Zustands der Fokusservosteuerung, weitgehend angenähert sind. Da sich weiterhin der dielektrische mehrlagige Film selbst dadurch kennzeichnet, daß er eine geringe Absorption für den Laser strahl und eine praktisch konstante Summe des reflektier ten Strahls und des durchgelassenen Strahls aufweist, kann auf diese Weise eine Bezugsscheibe realisiert werden, die für die Eichung sowohl der Reflexionskraft als auch der Transparenz gemeinsam benutzt werden kann.

Im folgenden ist ein Schutzmechanismus für die erfindungs gemäße Prüfanordnung für optische Platten beschrieben.

Fig. 17 veranschaulicht eine Ausgestaltung eines Schutz mechanismus zur Verhinderung eines Bruchs eines Eichele ments (calibrating member) infolge von Fehlern des Vor schubmechanismus oder dergl., wenn die optische Wirkung oder Leistung des aus dem Meßkopf 3 austretenden Laser strahls geeicht werden soll. Gemäß Fig. 17 ist ein Eich element vorgesehen, das zum Eichen des Meßkopfs 3 auf dem Vorschubmechanismus 4 aufsetzbar ist. Das Eichele ment enthält eine Photodiode oder dergl. zur Messung der optischen Wirkung bzw. Leistung des aus dem Meßkopf 3 austretenden Laserstrahls. Weiter vorgesehen sind ein Antriebsmotor 41 für den Vorschubmechanismus 4, ein Ansteuer- oder Treiberkreis 42 zum Ansteuern des Antriebs motors 41 nach Maßgabe des Befehls von der Steuereinheit 5 oder dergl., ein Detektor 43 mit einem Mikroschalter oder einem Näherungsschalter zur Bestimmung des Zustands, in welchem das Eichelement 8 auf den Vorschubmechanismus 4 aufgesetzt ist, und einen in einen Abschnitt des Treiber kreises 42 eingeschalteten Schalter 44 zum Unterbrechen bzw. Abschalten des Treiberkreises 42 nach Maßgabe des Meßausgangssignals vom Detektor 43. Dieser Schalter 44 kann auch das Kontaktausgangssignal des Detektors 43 be nutzen. Die Einschaltstellung des Schalters 44 ist nicht auf die Eingangsseite des Treiberkreises 42 beschränkt, vielmehr kann der Schalter 44 auch in der Stromleitung des Antriebsmotors 41 angeordnet sein.

Bei diesem Schutzmechanismus ist der Schalter 44 stets offen, so daß der Treiberkreis deaktiviert (interrupted) ist, wenn das Eichelement 8 auf den Vorschubmechanismus 4 aufgesetzt ist oder wird. Auch wenn dabei der Ansteuer- oder Antriebsbefehl für den Vorschubmechanismus aufgrund von z.B. Störungen oder Fehler im System erzeugt wird, wird dabei das Ansteuer(Leistungs-)signal nicht an den Antriebsmotor 41 angelegt, so daß Fehler, d.h. fehlerhafte Betätigungen des Vorschubmechanismus 4 verhindert werden können. Infolgedessen kann das Eichelement 8 an einem Anstoßen am Spindelmotor 2 oder dergl. aufgrund einer fehlerhaften Betätigung des Vorschubmechanismus gehin dert werden, so daß ein sicherer Schutz für dieses Eich element gewährleistet ist.

Fig. 18 veranschaulicht eine Ausgestaltung eines Begren zermechanismus zur Begrenzung des Bewegungsbereichs des Schiebers oder Gleitstücks (slide) des Vorschubmechanis mus 4, um damit zu verhindern, daß der vom Vorschubmecha nismus 4 getragene Meßkopf 3 oder dergl. am Spindelmotor 2 oder dergl. anstößt und dabei einen Bruch erleidet. Die Anordnung nach Fig. 18 umfaßt einen feststehenden Abschnitt 45 und einen Gleitabschnitt 46. Der Meßkopf 3 oder dergl. wird vom Gleitabschnitt 46 so getragen, daß bei dessen Verschiebung die Aufstrahlposition (oder Meßposition) des Laserstrahls in Radialrichtung der optischen Platte 1 ver schoben wird. Aus Mikroschaltern oder Näherungsschaltern betehende Detektoren 47 und 48 dienen zur Erfassung des Vorbeilaufs des Endes 461 des Gleitabschnitts 46.

Bei dem beschriebenen Begrenzermechanismus wird die Bewe gungsgeschwindigkeit des Gleitabschnitts 46 entsprechend dem Ausgangssignal vom Detektor 47 verlangsamt, um (schließ lich) den Gleitabschnitt 46 anzuhalten. Diese Anordnung er möglicht es, die Bewegungsgeschwindigkeit des Gleitab schnitts 46 zu erhöhen, bis die End- oder Grenzposition erreicht ist, und sodann den Gleitabschnitt zuverlässig und mit geringem Überlauf anzuhalten. Infolgedessen kön nen der vom Gleitabschnitt 46 getragene Meßkopf 3 und der gleichen Bauteile zuverlässig vor Beschädigung geschützt werden.

Bei der eingangs und im Patentanspruch 1 umrissenen Prüf anordnung können alle Messungen vorgenommen werden, wäh rend die Leitrille der optischen Platte der Fokus- und Spurnachführservosteuerung unterworfen ist. Mit dieser einfachen Konstruktion wird eine Prüfanordnung für opti sche Platten realisiert, welche die Reflexionskraft in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Reproduktions oder Wiedergabezustand zu bestimmen vermag, die ein für die Messungen von Träger/Rauschenverhältnis und Über sprechen gemeinsam eingesetztes optisches System ver wendet und eine Reihe von Aufzeichnungseigenschaften mit tels des einzigen Systems zu messen vermag. Da hierbei außerdem der Strahl auf einen kleinen Durchmesser fokus siert ist, ist die Meßauflösung erhöht, so daß auch kleine Defekte und ihre Verteilungen genau erfaßt werden können.

Claims

1. Prüfanordnung für optische Platten, gekennzeichnet durch
einen Spindelmotor zum Haltern oder Lagern und Drehen einer optischen Platte mit einer konstanten Drehzahl,
einen Meßkopf mit Fokusservo- und Spurnachführservo mechanismen, um den Brennpunkt eines auf die optische Platte fallenden Laserstrahls einer Leitrille der optischen Platte folgen zu lassen bzw. nachzuführen und damit ein Ausgangssignal zu erzeugen, das der Intensität oder Stärke des von der optischen Platte kommenden, reflektierten Strahls proportional ist,
einen Vorschubmechanismus zum Verschieben des Meß kopfes in Radialrichtung der optischen Platte,
eine Steuerschaltung zur Steuerung der Operationen oder Betätigungen des Spindelmotors, von Fokus- und Spurnachführservomechanismen des Meßkopfes sowie des Vorschubmechanismus,
eine Meßeinheit zur Durchführung gewünschter Mes sungen nach Maßgabe des Ausgangssignals vom Meßkopf und
einen Rechner zum Führen (commanding) der Steuer schaltung und der Meßeinheit sowie zum Verarbeiten der Meßdaten von der Meßeinheit.

2. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Meßeinheit die Reflexionskraft (reflect ivity) der optischen Platte anhand des Verhältnisses zwischen der optischen Wirkung oder Leistung (optical power) des aus einer Fokussierlinse austretenden Laserstrahls und der optischen Wirkung oder Leistung des von der optischen Platte reflektierten Laser strahls bestimmt.

3. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Meßeinheit einen Komparator zum Verglei chen des Ausgangssignals vom Meßkopf mit einem kon stanten Bezugspegel zwecks Erzeugung eines Fehler- oder Defektimpulses (defective pulse) und ein dem Komparator vorgeschaltetes Hochpaßfilter umfaßt.

4. Prüfanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Meßeinheit weiterhin folgendes umfaßt: eine Defektlängen-Bewertungseinheit zum Erzeugen eines der Länge eines Defekts proportionalen Signals anhand (auf der Grundlage) der Breite des Defektimpul ses, eine Defektlängen-Einstelleinheit zum Einstellen des Bereichs (range) einer Anzahl von Defektlängen in der Weise, daß der Einstell- bzw. Soll-Wert mit dem Ausgangssignal von der Defektlängen-Bewertungs einheit verglichen werden kann, und eine Intervall daten-Zähleinheit zum Zählen der Zahl der jeweiligen Erzeugungen des Defektimpulses für die Defektlängen nach Maßgabe des Vergleichsausgangssignals von der Defektlängen-Einstelleinheit.

5. Prüfanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Meßeinheit ferner eine Gesamtdaten-Spei chereinheit zum Speichern der gezählten Werte oder Zählstände der Intervalldaten-Zähleinheit für jewei lige, auf der Oberfläche der optischen Platte festge legte (set) Blöcke aufweist und daß die Gesamtdaten- Speichereinheit einen Speicher aufweist, der für Speicherbereiche der betreffenden Blöcke zugewiesen ist, so daß der Zählstand der Intervalldaten-Zählein heit für die jeweiligen Defektlängen sequentiell zu den Daten der (in den) diesen entsprechenden Speicher bereichen hinzuaddiert werden kann.

6. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Meßkopf folgendes umfaßt: eine Meß-Photo diode zum Messen der optischen Wirkung oder Leistung des durch die optische Platte hindurchgetretenen Laserstrahls und eine Eich-Photodiode zum Messen der optischen Wirkung oder Leistung des aus dem Meßkopf austretenden Laserstrahls, wobei die Meß- und Eich- Photodioden gemeinsam durch einen Halter mit einem Schiebemechanismus gehaltert sind.

7. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Meßeinheit für das Eichen eines Reflexions kraft- und Transparenzmeßsystems folgendes umfaßt: mehrere Standardprüflinge, die jeweils mit einem re flektierenden oder transparenten Film in Form eines dielektrischen, mehrlagigen Films auf der einen Seite eines Glassubstrats einer der Dicke einer gewöhnlichen oder normalen optischen Platte gleichen Dicke versehen und mit einem vorbestimmten Wert festgelegt (evaluated) sind, und eine Eichbezugsscheibe mit einem Spannmit tel zum Einspannen mittels des Spannmechanismus für die optische Platte und einem Substrat oder Träger, auf dem die Standardprüflinge auf einem gemeinsamen Umkreis angeordnet und so gehaltert oder ausgerich tet sind, daß die Positionen der reflektierenden oder transparenten Filme und deren Höhen(lagen) von der Spannfläche denen der Fläche des Aufzeichnungsfilms der mittels des Spannmechanismus aufzuspannenden nor malen optischen Platte gleich sind.