DE3829235C2

DE3829235C2 - Prüfvorrichtung und Prüfverfahren zur berührungslosen optischen Prüfung von mechanischen Kennwerten eines plattenförmigen optischen Informationsspeichermediums

Info

Publication number: DE3829235C2
Application number: DE3829235A
Authority: DE
Inventors: Koichi Tabe
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2008-08-30
Also published as: JP2635608B2; US4991162A; JPS6459003A; DE3829235A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren zur berührungslosen optischen Prüfung von mechanischen Kennwerten eines plattenförmigen optischen Informationsspeichermediums mit den Merkmalen des Oberbegriffs des auf eine Vorrichtung gerichteten Patentanspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen des Oberbegriffs des auf ein Verfahren gerichteten Patentanspruchs 5.

Mechanische Kennwerte des plattenförmigen Informationsspeichermediums, beispielsweise einer Bildplatte zur berührungslosen optischen Abtastung durch einen Laserstrahl, sind z. B. statische Abweichung, dynamische axiale Auslenkung, Beschleunigung der axialen Auslenkung, radiale Auslenkung, Beschleunigung der radialen Auslenkung, axialer Neigungswinkel, Rundheit und dergleichen.

Eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren der eingangs genannten Art sind aus der Druckschrift US 4 561 081 bekannt. Dort sind bereits eine Nachführeinrichtung zur automatischen Nachführung eines optischen Kopfes und eine Meßeinrichtung vorgesehen, die auch zur Messung mechanischer Kennwerte dienen kann.

Aus der Druckschrift DE-OS 23 33 281 ist es bekannt, zur Justierung eines optischen Speichersystems beim Aufzeichnen von Information ein Interferometer einzusetzen, ohne daß jedoch ein Zusammenspiel einer Nachführeinrichtung und einer Meßeinrichtung herbeigeführt wird.

Ähnlich verhält es sich bei der Abtastung eines optischen Speichersystems nach der Druckschrift US 3 720 924.

Wie in dem im Yokogawa Technical Report, Bd. 31, Nr. 1, 1987, veröffentlichten Bericht "Optical Disk Test System" beschrieben ist, werden bei der Herstellung einer Bildplatte in einem letzten Schritt eines Fertigungsvorgangs Kennwerte dieser Bildplatte daraufhin überprüft, ob sie jeweiligen Normanforderungen genügen. Dabei werden nach einem bekannten Verfahren Kennwerte der Bildplatte unter Verwendung eines optischen Kopfes geprüft, wobei Servospannungen für die Fokussierung und Nachführung dieses Kopfes aufgenommen werden. Anschließend werden aus den erfaßten Servospannungen Abweichungen in Fokussier- und Nachführrichtung berechnet, um mechanische Kenndaten der eingangs genannten Art zu ermitteln.

Wird bei einer bekannten Prüfvorrichtung für ein Speichermedium für optische Daten die optische Information unter Verwendung des Laserlichtstrahles in die Bildplatte in einem berührungslosen optischen Vorgang eingeschrieben oder ausgelesen, so ist es gewöhnlich notwendig, den Optikkopf um einen geeigneten Betrag zu bewegen, um die Abweichung und die axiale Auslenkung der Bildplatte bei deren zulässigen Fehlern zu korrigieren, so daß der Laserlichtstrahl genau auf die gewünschte Position der Bildplatte fokussiert wird.

Das heißt, in diesem Fall werden ein fokussierendes Servosteuergerät zur Aufrechterhaltung eines konstanten Abstandes zwischen einem Objektiv eines Optikkopfes und einer Scharfeinstellungsfläche einer Bildplatte und ein Nachführservosteuergerät zum Folgen einer Bahn der Bildplatte betrieben, indem das Objektiv in Radialrichtung zur Korrektur einer radialen Auslenkung einer Bahn der Bildplatte bewegt wird. Ferner enthalten die Fokussier- und Nachführservosteuergeräte jeweils Fokussier- und Nachführspulen, und das am Optikkopf befestigte Objektiv wird in geeigneter Weise gesteuert, um durch die Zufuhr elektrischer Ströme zu den Fokussier- und Nachführspulen in Fokussier- und Nachführrichtung bewegt zu werden. Die Stromgrößen, die der Fokussier- und Nachführspule zugeführt werden, sind proportional der Bewegungsgröße des Objektivs in den Fokussier- und Nachführrichtungen, und durch Erfassung dieser Stromgrößen als Spannungsbeträge können die Änderungsgrößen des Optikkopfes in den Fokussier- und Nachführrichtungen wiederum berechnet werden. Damit können die mechanischen Kenndaten der Bildplatte aus den Änderungsgrößen des Optikkopfes berechnet werden. Da jedoch bei der bekannten Vorrichtung die Änderungsgrößen des Optikkopfes aus den Steuerstromgrößen für die Fokussier- und Nachführservosteuergeräte berechnet werden, sind Genauigkeit, Auflösungsvermögen und Ansprechgeschwindigkeit bei der Messung der mechanischen Kenndaten der Bildplatte niedrig oder unzureichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, um mechanische Kenndaten eines optischen Speichermediums mit hoher Genauigkeit und hohem Auflösungsvermögen bei hoher Ansprechgeschwindigkeit zu prüfen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 5 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den diesen Patentansprüchen jeweils nachgeordneten Unteransprüchen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung für ein Speichermedium für optische Daten;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein optisches System, das in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht, teilweise geschnitten, eines in Fig. 1 dargestellten Optikkopfes; und

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung für ein Speichermedium für optische Daten.

Es wird auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen Bezug genommen. In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren gleiche oder entsprechende Teile darstellen, ist in den Fig. 1 bis 3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung für ein Speichermedium für optische Daten, wie beispielsweise eine Bildplatte, dargestellt.

In den Zeichnungen enthält die Prüfvorrichtung einen Spindelmotor (3) zum Antrieb einer Bildplatte (1) mit einer darauf angeordneten, zu prüfenden Führungsrille (1a), und einen Optikkopf (5) mit einem Objektiv (52), das an einem beweglichen oder verschiebbaren Tisch (7) zur Bewegung oder zum Betrieb des Optikkopfes (5) in die gewünschte Position der Bildplatte (1) dient. Der Optikkopf (5) ist in der Lage, sich zu bewegen oder seine eigene Position derart zu ändern, daß das Objektiv (53) mechanischen Kenndaten folgen kann, beispielsweise einer statischen Abweichung, einer dynamischen, axialen Auslenkung, einer Beschleunigung einer axialen Auslenkung, einer dynamischen radialen Auslenkung, einer Beschleunigung der radialen AusLenkung, einem axialen Neigungswinkel, einer Rundheit und dergleichen der Rille (1a) der Bildplatte (1). Das heißt, wenn das Objektiv (53) des Optikkopfes nicht genau der Führungsrille (1a) der Bildplatte folgen kann, beispielsweise wegen einer Verformung derselben, so überspringt sie, d. h. sie nimmt eine gewisse Menge der in der Bildplatte (1) gespeicherten, optischen Daten nicht auf und ein Fehlerdetektor (9) erfaßt eine derartige übersprungene Menge, die in der Änderung der Führungsrille (1a) der Bildplatte (1) enthalten ist und gibt ein Fehlersignal entsprechend der übersprungenen Menge ab.

Ein Laserübertrager (11) erzeugt einen Laserlichtstrahl (A), beispielsweise den parallelen He-Ne-Laserlichtstrahl, zur Erfassung der Änderung der Führungsrille (1a) der Bildplatte (1) an reflektierenden Spiegeln (58) (58T, 58F), die an einem Halteblock (56) des Optikkopfes (5) befestigt sind, über Interferometer (15) (15T, 15f), die am Tisch (7) befestigt sind und Fokussierlinsen (13)(13T, 13F), die am Tisch (7) befestigt sind, um die parallelen und unterteilten Laserlichtstrahlen (A) an den jeweiligen reflektierenden Spiegeln (58) (58T, 58F) zu fokussieren. Die von den reflektierenden Spiegeln (58) reflektierten Laserlichtstrahlen (A) werden zu den Interferometern (15) über die Fokusierlinsen (13) (13T, 13F) zurückgebracht und die Interferometer (15) (15T, 15f) überlagern die reflektierten Laserlichtstrahlen dem vom Laserübertrager (11) erzeugten Laserlicht. Anschließend treten die überlagerten Laserlichtstrahlen aus den Interferometern (15) (15T, 15F) in die am Tisch (7) befestigten Detektoren (17) (17T, 17F) ein, um die Änderungen des das Objektiv (53) aufnehmenden Halteblockes (56) in Fokussier- und Nachführrichtung (Y, Z) zu erfassen, die sich jeweils in einer Richtung parallel zur optischen Achse des Objektives (53), und in einer weiteren Richtung senkrecht zur optischen Achse und zur Richtung der Bahn der Bildplatte (1) erstreckt. Die Detektoren (17) (17T, 17F) geben Änderungssignale aus, entsprechend den Fokussier- und Nachführänderungen des Halteblockes (56) des Objektives (53) des Optikkopfes (5).

Die Änderungssignale werden von den Detektoren (17) (17T, 17F) einem Verstärker (21) zur Verstärkung der Änderungssignale zugeführt, und die verstärkten Änderungssignale werden einem Digital/Analog (D/A)-Umsetzer (23) zwecks Umsetzung der digitalen Änderungssignale in analoge Änderungssignale eingespeist. Anschließend wird der Fehlersignalausgang aus dem Fehlerdetektor (9) den analogen Änderungssignalen zur Korrektur derselben zugeführt, und darauf werden die korrigierten, analogen Änderungssignale einem Analog/Digital (A/D)-Umsetzer (25) zugeführt und dort in korrigierte, digitale Änderungssignale umgewandelt. Die korrigierten, digitalen Änderungssignale werden einer Zentraleinheit (CPU) (27) zugeführt. Der Spindelmotor (3) und der Tisch (7) enthalten jeweilige, darin angeordnete (nicht dargestellte) Antriebssteuerungen, die aufeinanderfolgend jeweilige Positionsdatensignale an die Zentraleinheit (27) abgeben, die beispielsweise einem Drehwinkel des Spindelmotors (3) und einem Abstand des Optikkopfes (5) vom Mittelpunkt der Drehachse des Motors (3) entsprechen. Die Zentraleinheit (27) bearbeitet die mechanischen Kenndaten aus den vom A/D-Umsetzer zugeführten korrigierten, digitalen Änderungssignalen entsprechend den Positionsdaten, die in den Positionsdatensignalen enthalten sind, die vom Spindelmotor (3) und dem Tisch (7) ausgegeben werden, und führt das erarbeitete Ergebnis, wie beispielsweise die mechanischen Kennwerte, zusammen mit den Positionsdaten einer Anzeige (29) zu. Die Anzeige (29) zeigt die erarbeiteten mechanischen Kennwerte zusammen mit den Lagedaten an.

In Fig. 2 ist ein optisches System zur Erfassung der Änderungen des Objektives (53) des Optikkopfes (5) in der Fokussier- und Nachführrichtung (Y, Z) in der Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1 dargestellt. Der vom Laserübertrager (11) erzeugte Laserlichtstrahl (A) wird einem 50%-Strahlenteiler (12) zugeführt und ein 50%iger Anteil des Laserlichtstrahls (A) zur Erfassung der Nachführungsänderung des Objektives (53) des Optikkopfes (5) wird in Nachführrichtung (Z) unterteilt, und über das Interferometer (15T) und die Fokussierlinse (13T) dem reflektierenden Spiegel (58T) zugeführt, der an dem Halteblock (56) des Optikkopfes (5) befestigt ist. Der vom Spiegel (58T) reflektierte Laserlichtstrahl (A) wird über die Fokussierlinse (13T) zum Interferometer (15) zurückgeführt und gelangt anschließend in den Detektor (17T) und dieser erfaßt die Nachführänderung des Objektives (53) des Optikkopfes (5) aus dem Laserlichtstrahl (A).

Inzwischen fällt ein weiterer 50%-Anteil des Laserlichtstrahls (A) zum Erfassen der Fokussieränderung des Objetives (53) des Optikkopfes (5) in Fokussierrichtung (Y), der durch den 50%-Strahlenteiler (12) hindurchtritt, auf den reflektierenden Spiegel (58F), der ebenfalls im Halteblock (56) des Optikkopfes (5) befestigt ist, und zwar über ein total reflektierendes Prisma (14), das Interferometer (15F) und die Fokussierlinse (13F). Anschließend wird der Laserlichtstrahl (A) vom Spiegel (58T) reflektiert, um über die Fokussierlinse (13F) zum Interferometer (15F) zurückzukehren und tritt dann in den Detektor (17F) ein. Der Detektor (17F) erfaßt die Fokussieränderung des Objektives (53) des Optikkopfes (5) aus dem eingetretenen Laserlichtstrahl (A).

In Fig. 3 ist ein wesentlicher Aufbau einer Ausführungsform des Optikkopfes (5) dargestellt, der in der Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird. Im Optikkopf (5) erzeugt eine Laserdiode (50) einen weiteren Laserlichtstrahl und eine Sammellinse (51) macht den Laserlichtstrahl parallel. Der parallel ausgerichtete Laserlichtstrahl wird durch ein halbreflektierendes Prisma (52) zu dem vom Halteblock (56) gehaltenen Objektiv (53) reflektiert. Das Objektiv (53) fokussiert den Laserlichtstrahl auf die Bildplatte (11) in Form eines Lichtstrahlpunktes. Der von der Bildplatte (11) reflektierte Laserlichtstrahl tritt durch das halbreflektierende Prisma (52) und eine Zylinderlinse (54) hindurch, um in einen Fotodetektor (55) zur Erfassung der Intensität des einfallenden Laserlichtstrahles zu gelangen. Der Halteblock (56) ist mit einer (nicht dargestellten) darauf aufgewickelten Fokussierspule ausgestattet, um den Halteblock (56) in Fokussierrichtung (Y) zu bewegen, sowie mit einer an ihm angebrachten (nicht dargestellten) Nachführspule, um den Halteblock (56) in Nachführrichtung (Z) zu bewegen. Vier Magnete (57) sind um den Halteblock (56) angeordnet. Der vorausgehend beschriebene Optikkopf (5) hat einen üblichen Aufbau, ist jedoch nicht auf die in Fig. 3 angegebene Anordnung beschränkt.

Der erfindungsgemäße Optikkopf (5) weist ferner ein Paar reflektierender Spiegel (58F) zur Erfassung der Änderung des Objektives (53) des Optikkopfes (5) in Fokussierrichtung (Y) und ein weiteres Paar reflektierender Spiegel (58T) zur Erfassung der Änderung des Objektives (53) des Optikkopfes (5) in Nachfürrichtung (Z) auf, und die reflektierenden Spiegel (58F, 58T) sind am Halteblock (56) in Ebenen angeordnet, die jeweils senkrecht zur Fokussier- und Nachführrichtung liegen. Der Optikkopf (5) enthält ferner ein Paar total reflektierender Prismen (59) zur Reflexion des horizontal einfallenden Laserlichtstrahls (A) in Fokussierrichtung, um den reflektierten Laserlichtstrahl (A) auf die Spiegel (58F) zu fokussieren. Bei dieser Ausführungsform ist das Paar reflektierender Spiegel (58F) oder (58T) am Optikkopf (5) vorgesehen, um den Laserlichtstrahl (A) aus entgegengesetzten Richtungen dem Optikkopf (5) zuzuführen, und somit wird in der Praxis gewöhnlich nur einer der Spiegel (58F, 58T) verwendet.

Anschließend wird der Betrieb der vorausgehend beschriebenen Prüfvorrichtung in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Zunächst wird die Bildplatte (1) am Spindelmotor (3) befestigt und der Spindelmotor (3) wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit, beispielsweise etwa 600 Upm angetrieben oder zum Stillstand gebracht, abhängig von der jeweiligen Prüfung der mechanischen Kenndaten, wie nachfolgend im einzelnen erläutert wird. Dann wird durch Verwendung des Optikkopfes (5) der Prüfvorgang der Bildplatte (1) eingeleitet.

Darauf wird andererseits der Laserübertrager (11) angetrieben, um den Laserlichtstrahl (A) für die reflektierenden Spiegel (58F, 58T) unter Zwischenschaltung des 50%-Strahlenteilers (12), des total reflektierenden Prismas (14), der Interferometer (15F, 15T) und der Fokussierlinsen (13F, 13T) in der vorausgehend beschriebenen Weise zu erzeugen, und die von den reflektierenden Spiegeln (58F, 58T) reflektierten Laserlichtstrahlen (A) werden jeweils über die Fokussierlinsen (13F, 13T) zu den Interferometern (15F, 15T) zurückgeführt. In den Interferometern (15F, 15T) werden die zurückgeführten Laserlichtstrahlen (A) den jeweiligen Laserlichtstrahlen überlagert, die durch den 50%-Strahlenteiler (12) und das total reflektierende Prisma (14) reflektiert werden und durch diese hindurchtreten, und die Detektoren (17F, 17T) nehmen die jeweils überlagerten Laserstrahlen auf und geben Änderungssignale an den Verstärker (21) aus, die den Fokussier- und Nachführänderungen des Objektives (53) des Optikkopfes entsprechen.

Die Änderungssignale werden im Verstärker (21) verstärkt und die verstärkten Änderungssignale werden anschließend dem D/A-Umsetzer (23) zugeführt und in analoge Änderungssignale umgewandelt. Der Fehlersignalausgang aus dem Fehlerdetektor (9) wird den analogen Änderungssignalen hinzugegeben, um die übersprungene Menge der optischen Daten der Bildplatte (1) in den analogen Änderungssignalen abhängig davon zu korrigieren, daß das Objektiv (53) nicht den mechanischen Kenndaten der Rille der Bildplatte (1) folgen kann. Die korrigierten analogen Änderungssignale werden dann im A/D-Umsetzer (25) in korrigierte, digitale Änderungssignale umgewandelt, und die korrigierten digitalen Änderungssignale werden als Fokussier- und Nachführänderungen des Objektives (53), entsprechend den Positionsdaten verarbeitet, die durch den Spindelmotor (3) und den Tisch (7) geliefert werden, damit die mechanischen Kenndaten der Bildplatte (1) erhalten werden. Die erhaltenen mechanischen Kenndaten werden auf der Anzeige (29) zusammen mit den Positionsdaten angezeigt.

Im Optikkopf (5) wird, wie vorausgehend beschrieben, der Halteblock (56) durch die Fokussier- und Nachführspulen, abhängig von der dynamischen, axialen Auslenkung oder der dynamischen, radialen Auslenkung der Rille der Bildplatte (1) in Fokussier- und Nachführrichtung (Y, Z) angetrieben, wodurch ein Nachführen der Rille der Bildplatte (1) erfolgt.

Anschließend wird die Prüfung der mechanischen Kenndaten eines Speichermediums für optische Daten, wie beispielsweise einer Bildplatte, unter Verwendung der vorausgehend beschriebenen Prüfvorrichtung erläutert.

Zunächst wird die Prüfung der statischen Auslenkung der Bildplatte (1) durchgeführt. Das heißt, die Bildplatte (1) wird am Spindelmotor (3) befestigt, und während der Spindelmotor (3) still steht, wird die Oberfläche der Bildplatte (1) von innen nach außen in Nachführrichtung durch den Optikkopf (5) abgetastet. Dieser Abtastvorgang wird dreimal nach jeder 120°-Drehung der Bildplatte (1) durchgeführt. Die Änderung des Optikkopfes (5) in Fokussierrichtung, beispielsweise die statische Abweichung, wird gegenüber dem Abstand des Optikkopfes vom Zentrum der Bildplatte (1) erfaßt.

Die Abweichung und die dynamische, axiale Auslenkung werden geprüft. Der Motor (3) wird angetrieben, um die Bildplatte (1) beispielsweise mit 600 Upm anzutreiben, und die Oberfläche der Bildplatte (1) wird zur Gänze nach außen längs einer Spirallinie in radialer Richtung durch den Optikkopf in der gleichen Weise, wie vorausgehend beschrieben wurde, abgetastet.

Die dynamische, axiale Auslenkung wird geprüft. Die Bildplatte (1) wird mit 600 Upm in gleicher Weise, wie vorausgehend beschrieben, gedreht, und der Optikkopf (5) wird an dem vorgegebenen Radius eingestellt, um die Änderung des Abstandes zwischen der Oberfläche der Bildplatte (1) und dem Optikkopf (5) zu erfassen, d. h. die Änderung in Fokussierrichtung. Dieser Vorgang wird etwa an fünf verschiedenen Radien bestimmt. Die dynamische, axiale Auslenkung wird bezüglich des Drehwinkels (0 bis 360°) der Bildplatte erfaßt.

Es erfolgt die Prüfung der Beschleunigung der axialen Auslenkung. Die Bildplatte (1) wird mit 600 Upm in gleicher Weise,wie vorausgehend beschrieben, gedreht, und der Optikkopf wird an den vorgegebenen Radius eingestellt.

Anschließend wird, während die Daten der dynamischen, axialen Auslenkung abgefragt werden, die Beschleunigung der axialen Auslenkung der Bildplatte (1) in Fokussierrichtung durch den Optikkopf (5) erfaßt. Dies wird bei 600 Upm durchgeführt und der ermittelte Wert wird in den Wert bei 1800 Upm umgewandelt.

Die dynamische, radiale Auslenkung wird geprüft. Die Bildplatte (1) wird mit 600 Upm in gleicher Weise wie vorausgehend erwähnt, gedreht, und der Optikkopf (5) wird im vorgegebenen Radius eingestellt. Der Optikkopf (5) wird derart betätigt, daß er fokussiert und der Rille der Bildplatte (1) nachgeführt wird, und die Änderung des Optikkopfes (5) in Radialrichtung je einer Umdrehung der Bildplatte (1) wird erfaßt. Aus den erfaßten Daten wird der Mittelpunkt der Rille der Bildplatte (1) berechnet und anschließend wird der Unterschied zwischen dem Mittelpunkt der Rille und dem Mittelpunkt der Spindel des Motors erhalten.

Es wird die Prüfung der Beschleunigung der radialen Auslenkung durchgeführt. Die Bildplatte (1) wird mit 600 Upm in gleicher Weise, wie vorausgehend erläutert, gedreht, und der Optikkopf (5) wird an dem vorbestimmten Radius eingestellt. Anschließend wird, während die Daten der dynamischen radialen Auslenkung abgefragt werden, die Beschleunigung der radialen Auslenkung der Bildplatte (1) in radialer Richtung durch den Optikkopf (5) erfaßt. Dies wird bei 600 Upm durchgeführt und der erfaßte Wert wird in den Wert bei 1800 Upm umgewandelt.

Es wird die Rundheit der Rille der Bildplatte geprüft. Die Bildplatte (1) wird bei 600 Upm in gleicher Weise wie vorausgehend beschrieben, gedreht und der Optikkopf (5) wird an dem vorgegebenen Radius eingestellt. Anschließend wird, während die Daten der dynamischen radialen Auslenkung abgefragt werden und eine Drehung eines Durchschnittskreises beschrieben wird, die Änderung des Radius des Kreises durch den Optikkopf (5) erfaßt.

Es wird der axiale Neigungswinkel, beispielsweise ein umfangsseitiger, axialer Neigungswinkel oder ein radialer axialer Neigungswinkel, geprüft. Zuerst wird der umfangsseitige, axiale Neigungswinkel geprüft. Die Bildplatte (1) wird mit 600 Upm in gleicher Weise wie vorausgehend beschrieben, gedreht, und der Optikkopf wird auf den vorgegebenen Radius eingestellt. Anschließend wird, während die Daten der dynamischen, axialen Auslenkung bei jedem bestimmten Drehwinkel, beispielsweise bei 256 Punkten je Drehung in Umfangsrichtung, abgefragt werden, die Bildplatte (1) einmal gedreht, und der Optikkopf (5) erfaßt eine Änderung eines Winkels, der durch den Mittelpunkt der Drehung und zwei benachbarte Punkte der Bildplatte (1) während einer Drehung gebildet wird. Anschließend wird der radiale, axiale Neigungswinkel geprüft. Werden die Abweichung und die dynamische, axiale Auslenkung durch Abtasten der Oberfläche der Bildplatte auswärts längs der Spirallinie in Radialrichtung in gleicher Weise wie vorausgehend beschrieben geprüft, so werden die Daten bei jedem bestimmten Intervall, beispielsweise 1 mm in Radialrichtung, und bei jedem bestimmten Drehwinkel, beispielsweise 22,5°, durch den Optikkopf (5) abgefragt, und der Optikkopf (5) erfaßt eine Änderung eines Winkels, der durch den Mittelpunkt der Drehung und zwei benachbarte Punkte gebildet wird, die längs der gleichen Radialwinkelrichtung fluchtend angeordnet sind.

Bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Prüfung der mechanischen Kenndaten der Bildplatte, wie beispielsweise der statischen Abweichung, der dynamischen, axialen Auslenkung, der Beschleunigung der axialen AusLenkung, der dynamischen, radialen Auslenkung, der Beschleunigung der radialen Auslenkung, des axialen Neigungswinkels, der Rundheit und dergleichen nacheinander, wie vorausgehend beschrieben wurde, und nach Beendigung der obigen Prüfung werden die erhaltenen Prüfungsergebnisse der Bildplatte mit vorgegebenen Normwerten verglichen, um die Bildplatten auszuwählen, die den Normanforderungen entsprechen. Selbstverständlich können die zu prüfenden Größen nach Bedarf ausgewählt werden.

Wie vorausgehend bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, werden die Fokussier- und Nachführänderungen des Optikkopfes, der der Rille der Bildplatte entsprechend den mechanischen Kenndaten folgt, unmittelbar erfaßt, unter Verwendung des Laserlichtstrahles, ohne die Stromgrößen der Servosteuergeräte zu verwenden, so daß die Prüfung der mechanischen Kenndaten der Bildplatte mit hoher Genauigkeit, hohem Auflösungsvermögen und rascher Ansprechgeschwindigkeit durchgeführt werden kann, ohne einen Einfluß auf die Servosteuergeräte des Optikkopfes (5) auszuüben.

In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung für ein Speichermedium für optische Daten dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform hat die Prüfvorrichtung den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform gemäß Fig. 1, außer daß ein reflektierender Spiegel (8) an einem beweglichen Tisch (7) montiert ist, anstelle des Optikkopfes (5) der ersten Ausführungsform, und in Nachführrichtung (Z) beweglich ist, daß der Fehlerdetektor (9) der ersten Ausführungsform nicht erforderlich ist und weggelassen werden kann, wie anschließend näher erläutert wird, und daß ein einziger Satz aus einer Fokussierlinse (13), einem Interferometer (15) und einem Detektor (17) am beweglichen Tisch (7) befestigt ist.

Somit wird in diesem Fall ein Laserlichtstrahl (A), der von einem Laserübertrager (11) abgegeben wird, direkt über das Interferometer (15), die Fokussierlinse (13) und den reflektierenden Spiegel (8) auf die Oberfläche der Bildplatte (1) fokussiert, und der von der Bildplatte (1) reflektierte Laserlichtstrahl (A) wird zum Interferometer (15) über den reflektierenden Spiegel (8) und die Fokussierlinse (13) in ähnlicher Weise, wie bei der vorausgehend beschriebenen ersten Ausführungsform zurückgeführt. Im Interferometer (15) wird der zurückgeführte Laserlichtstrahl mit dem Laserlichtstrahl überlagert, der vom Laserübertrager (11) abgegeben wird, und anschließend gelangt der überlagerte Laserlichtstrahl in den Detektor (17). Der Detektor (17) gibt ein Änderungssignal an einen Verstärker (21) ab, das die Fokussieränderung der Rille der Bildplatte (1) darstellt.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Tiefenschärfe des optischen Systems einschließlich der Fokussierlinse (13), des reflektierenden Spiegels (8) und dergleichen ausreichend tief bemessen, so daß die Fokussieränderung der Rille der Bildplatte immer ohne Schwierigkeit erfaßt werden kann. Da ferner die Änderung der Rille der Bildplatte (1) durch unmittelbares Auftreffen des Laserlichtstrahls auf die Oberfläche der Bildplatte (1) über den reflektierenden Spiegel (8) erfaßt wird, kann die Fokussieränderung der Rille der Bildplatte (1) genauer erfaßt werden, verglichen mit der ersten Ausführungsform, ohne daß irgendein Überspringen über die optischen Daten der Bildplatte (1) als Folge des Versagens einer getreuen Nachführung des Objektives (53) des Optikkopfes (5) längs der Rille der Bildplatte (1) verursacht wird. Infolgedessen ist der Fehlerdetektor (9) der ersten Ausführungsform nicht erforderlich und kann weggelassen werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Nachführänderung an der Rille der Bildplatte (1) nicht erfaßt werden und diese kann daher durch Verwendung des Optikkopfes der ersten Ausführungsform ermittelt werden, wie vorausgehend beschrieben wurde.

Das vom Detektor (17) ausgegebene Änderungssignal und die von einem Spindelmotor (3) und dem Tisch (7) ausgegebenen Positionsdatensignale werden in gleicher Weise verarbeitet wie bei der ersten, vorausgehend beschriebenen Ausführungsform und somit kann die nähere Beschreibung desselben zur Vermeidung von Längen der Beschreibung vermieden werden.

Bei der zweiten Ausführungsform kann die Prüfung der mechanischen Kenndaten der Bildplatte in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt werden.

Wie vorausgehend in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist es mühelos erkennbar, daß, wenn die physikalischen Kennwerte beispielsweise die mechanischen Kennwerte, wie statische Abweichung, dynamische, axiale Auslenkung, Beschleunigung der axialen Auslenkung, dynamische, radiale Auslenkung, Beschleunigung der radialen Auslenkung, axialer Neigungswinkel, Rundheit und dergleichen, der Bildplatte (1) geprüft werden, der Laserlichtstrahl auf den Optikkopf gerichtet wird, der sich bewegt und der Rille der Bildplatte, abhängig von den mechanischen Kenndaten folgt, oder unmittelbar auf die Bildplatte gerichtet wird, und die mechanischen Kenndaten aus dem Laserlichtstrahl, der von dem am Optikkopf befestigten Spiegel oder die Bildplatte reflektiert wird, mit hoher Genauigkeit, hohem Auslösevermögen und rascher Ansprechgeschwindigkeit geprüft werden.

Obgleich die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß sie nicht auf die vorausgehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist, und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vom Fachmann durchgeführt werden können, und diese werden im Rahmen der anliegenden Ansprüche von der Erfindung mitumfaßt.

Claims

1. Prüfvorrichtung zur berührungslosen optischen Prüfung von mechanischen Kennwerten eines plattenförmigen optischen Informationsspeichermediums (1), mit

a) einer Nachführeinrichtung (50 bis 55) zur automatischen Fokussierung und/oder Spurnachführung eines optischen Kopfes (5, 8) in bezug auf Informationsspuren des optischen Informationsspeichermediums (1) mittels einer Stelleinrichtung (7) zum Verstellen des optischen Kopfes in bezug auf die Informationsspuren, und
b) einer Meßeinrichtung zur Messung mechanischer Kennwerte des Informationsspeichermediums (1) mit einer Laserstrahlquelle (11) zur Erzeugung eines Laserstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zusätzlich umfaßt:
c) eine Interferometereinrichtung (12, 15T, 13T, 58T; 14, 15F, 13F, 58F; 13, 15) zum Herbeiführen von Interferenz zwischen einem von der Verstellung des optischen Kopfes (5, 8) beeinflußbaren Meß-Laserstrahl und einem von der Laserstrahlquelle (11) kommenden Referenz-Laserstrahl mit fester Referenzzweiglänge,
d) eine Detektoreinrichtung (17T, 17F; 17) zum Erfassen des Maßes der durch die Interferometereinrichtung (12, 15T, 13T, 58T; 14, 15F, 13F, 58F; 13, 15) bewirkten Interferenz und zum Erzeugen entsprechender Detektionssignale und
e) eine Recheneinrichtung (27) zum Berechnen der mechanischen Kennwerte des optischen Informationsspeichermediums (1) aus den Detektionssignalen der Detektoreinrichtung (17T, 17F; 17).

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Meßeinrichtung gemessenen mechanischen Kennwerte des optischen Informationsspeichermediums (1) einen oder mehrere der folgenden Werte umfassen:

a) Eine dynamische axiale Abweichung, eine Beschleunigung dieser axialen Abweichung und einen axialen Kippwinkel, welche in Spurführungsrichtung parallel zum optischen Informationsspeichermedium (1) erzeugt werden, und
b) eine statische Abweichung, eine dynamische axiale Abweichung, eine Beschleunigung dieser axialen Abweichung und eine Zirkularität, die in Fokussierrichtung senkrecht zum optischen Informationsspeichermedium (1) erzeugt werden.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferometereinrichtung (12, 15T, 13T, 58T; 14, 15F, 13F, 58F; 13, 15) umfaßt:

a) einen Strahlenteiler (12) zum Aufteilen des durch die Laserstrahlquelle (11) erzeugten Laserstrahles in einen ersten Teil des Referenz-Laserstrahls, der in einer Spurrichtung parallel zum optischen Informationsspeichermedium (1) verläuft, und in einen zweiten Teil des Referenz-Laserstrahls, der in einer Fokussierungsrichtung senkrecht zum optischen Informationsspeichermedium (1) verläuft,
b) einen ersten Reflektor (58T), der mit dem optischen Kopf (5, 8) verbunden ist, zum Reflektieren des durch den Strahlenteiler (12) in Spurrichtung aufgeteilten Referenz-Laserstrahls, um einen Teil des Meß-Laserstrahls zu bilden,
c) ein erstes Interferometer (15T) zur Herbeiführung von Interferenz zwischen dem durch den ersten Reflektor (58T) in Spurrichtung aufgeteilten Referenz-Laserstrahl und dem durch den ersten Reflektor (58T) reflektierten Meß-Laserstrahl,
d) einen zweiten Reflektor (58F), der mit dem optischen Kopf (5, 8) verbunden ist, zum Reflektieren des durch den Strahlenteiler (12) in Fokussierrichtung aufgeteilten Referenz-Laserstrahls, um einen weiteren Teil des Meß-Laserstrahls zu bilden, und
e) ein zweites Interferometer (15F) zur Herbeiführung von Interferenz zwischen dem durch den ersten Reflektor (58T) in Fokussierrichtung aufgeteilten Referenz-Laserstrahl und dem durch den zweiten Reflektor (58F) reflektierten Meß-Laserstrahl.

4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 3, worin die Detektoreinrichtung (17T, 17F) umfaßt:

a) einen ersten Detektor (17T) zum Erfassen des Maßes der vom ersten Interferometer (15T) herbeigeführten Interferenz, um eine Änderung des optischen Informationsspeichermediums (1) bezüglich Spurverfolgung zu erfassen, und
b) einen zweiten Detektor (17F) zum Erfassen des Maßes der vom zweiten Interferometer (15F) herbeigeführten Interferenz, um eine Änderung des optischen Informationsspeichermediums (1) bezüglich Fokussierung zu erfassen.

5. Prüfverfahren zur berührungslosen optischen Prüfung von mechanischen Kennwerten eines plattenförmigen optischen Informationsspeichermediums (1), mit folgenden Schritten:

a) Automatisches Fokussieren und/oder Nachführen eines optischen Kopfes (5, 8) in bezug auf Informationsspuren des optischen Informationsspeichermediums (1) beim Verstellen des optischen Kopfes (5, 8) entsprechend den Informationsspuren mittels einer Stelleinrichtung (7) und
b) Messen mechanischer Kennwerte des optischen Informationsspeichermediums (1) unter Verwendung eines durch eine Laserstrahlquelle (11) erzeugten Laserstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßvorgang folgende Schritte umfaßt:
c) Herbeiführen von Interferenz zwischen einem Referenz-Laserstrahl, der dadurch erhalten wird, daß der durch die Laserstrahlquelle (11) erzeugte Laserstrahl eine feste Referenzzweiglänge durchläuft, und einem Meß-Laserstrahl, der dadurch erhalten wird, daß der durch die Laserstrahlquelle (11) erzeugte Laserstrahl eine durch Verstellen des optischen Kopfes (5, 8) beeinflußte Meßzweiglänge durchläuft,
d) Erfassen des Maßes der im vorstehenden Schritt herbeigeführten Interferenz sowie Erzeugen von entsprechenden Detektionssignalen und
e) Berechnen der mechanischen Kennwerte des optischen Informationsspeichermediums (1) aus diesen Detektionssignalen.

6. Prüfverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Meßung ermittelten mechanischen Kennwerte des optischen Informationsspeichermediums (1) einen oder mehrere der folgenden Werte umfassen:

7. Prüfverfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenz in folgenden Schritten herbeigeführt wird:

a) Aufteilen des durch die Laserstrahlquelle (11) erzeugten Laserstrahls mittels eines Strahlenteilers (12) in einen ersten Teil des Referenz-Laserstrahls, der in einer Spurrichtung parallel zum optischen Infarmationsspeichermedium (1) verläuft, und in einen zweiten Teil des Referenz-Laserstrahls, der in einer Fokussierungsrichtung senkrecht zum optischen Informationsspeichermedium (1) verläuft,
b) Reflektieren des durch den Strahlenteiler (12) in Spurrichtung aufgeteilten Referenz-Laserstrahls mittels eines ersten Reflektors (58T), der mit dem optischen Kopf (5, 8) verbunden ist, um einen Teil des Meß-Laserstrahls zu bilden,
c) Herbeiführen von Interferenz zwischen dem durch den Strahlenteiler (12) in Spurrichtung aufgeteilten Referenz-Laserstrahl und dem durch den ersten Reflektor (58T) reflektierten Meß-Laserstrahl mittels eines ersten Interferometers (15T),
d) Reflektieren des durch den Strahlenteiler (12) in Fokussierrichtung aufgeteilten Referenz-Laserstrahls mittels eines zweiten Reflektors (58F), der mit dem optischen Kopf (5, 8) verbunden ist, um einen weiteren Teil des Meß-Laserstrahls zu bilden, und
e) Herbeiführen von Interferenz zwischen dem durch den Strahlenteiler (12) in Fokussierrichtung aufgeteilten Referenz-Laserstrahl und dem durch den zweiten Reflektor (58F) reflektierten Meß-Laserstrahl mittels eines zweiten Interferometers (15F).

8. Prüfverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß an Interferenz in folgenden Schritten erfaßt wird:

a) Erfassen des Maßes der vom ersten Interferometer (15T) herbeigeführten Interferenz, um eine Änderung des optischen Informationsspeichermediums (1) bezüglich Spurverfolgung zu erfassen, und
b) Erfassen des Maßes der vom zweiten Interferometer (15F) herbeigeführten Interferenz, um eine Änderung des optischen Informationsspeichermediums (1) bezüglich Fokussierung zu erfassen.