DE60221686T2

DE60221686T2 - Qualitätsprüfvorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE60221686T2
Application number: DE60221686T
Authority: DE
Inventors: Ulf Wilhelmsson
Original assignee: AudioDev AB
Current assignee: AudioDev AB
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-19
Also published as: TWI246066B; SE0103548D0; CN1279516C; SE0103548L; KR20040045501A; HK1072124A1; CN1575493A; US20040264307A1; WO2003036627A1; EP1438716B1; US7286458B2; DE60221686D1; JP2005506650A; SE523284C2; EP1438716A1; ATE369603T1

Description

Technisches Gebiet
Im Allgemeinen bezieht sich die Erfindung auf ein Prüfgerät für optische Datenträger und genauer gesagt auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen von Amplitudenparametern, die durch Lesen von unterschiedlichen Spuren empfangen werden, für eine Optikplatte der Art, die optisch lesbare Information in der Form eines spiralförmigen oder ringförmigen Musters speichert, das eine Mehrzahl von im Wesentlichen konzentrischen Spuren festlegt.
Beschreibung des Standes der Technik
Optische Datenträger werden zum Speichern von sehr großen Mengen digitaler Information verwendet, die beispielsweise Musik, Bilder oder digitale Daten für Computer, wie beispielsweise Programmdateien und Datendateien, darstellen. Die üblichste Art von optischen Datenträgern ist die Kompaktdisk, die in mehreren unterschiedlichen Datenformaten verfügbar ist, unter denen CD-Audio, CD-ROM, CD-ROM XA, CD-I, CD-R und CD-RW die üblichsten sind. Der Standard für Kompaktdisk wurde vor einigen Jahrzehnten festgelegt und ist seitdem in Gebrauch. In den letzten Jahren wurden fortgeschrittenere Arten von optischen Datenträgern, DVD (Digital Versatile Disk) und SACD (Super Audio CD), eingeführt.
Ein gemeinsames Merkmal der oben gezeigten Kompaktdisks besteht darin, dass sie sehr große Mengen von Information auf einer kleinen Oberfläche speichern. Die digitale Information wird mit hoher Genauigkeit durch einen Laserstrahl gelesen, und sogar wenn die Information auf den Kompaktdisks mit fehlerkorrigierenden Codierverfahren gespeichert wird, gibt es eine sehr große Nachfrage unter Herstellern und Distributoren von Kompaktdisks, um im Stande zu sein, die Fertigung der Kompaktdisk auf Qualität zu prüfen. Es ist ein absolutes Erfordernis, die Spezifikationen von Philips und Sony für CD und von The DVD Group for DVD zu erfüllen, um eine minimale Anzahl von Fehlern und Mängeln bei den Kompaktdisks hauptsächliche in ihrer informationstragenden Schicht sicherzustellen.
Beim Prüfen der Qualität von Kompaktdisks werden verschiedene Parameter, sowohl physikalische Parameter (wie beispielsweise Schräge (skewness), Exzentrizität, Nebensprechen, etc.) und logische Fehler (verschiedene Raten von Bitfehlern, Blockfehlern und Burstfehlern) gemessen und registriert. Andere bedeutende Parameter sind der Grad der Doppelbrechung in der transparenten Kunststoffschicht der Kompaktdisk und das sogenannte Jitter, d.h. statistische Zeitvariationen in dem Signal, die beim Lesen oder Abspielen der Kompaktdisk erhalten werden. Außerdem ist ein sehr bedeutsamer Parameter, der sich auf die Qualität der Optikplatte bezieht, die Signalamplitude, die erhalten wird, wenn die Optikplatte gelesen wird.
Wie allgemein bekannt ist, basiert eine normale Audio-CD auf einer etwa 1,2 mm dicken Kunststoffplatte mit einem Durchmesser von 12 cm. Die Kunststoffplatte wird normalerweise als ein spritzgegossenes Stück aus durchsichtigem (clear) Polykarbonatkunststoff hergestellt. Während der Herstellung wird die Kunststoffplatte mit mikroskopischen Unebenheiten bzw. Bumps geprägt, die als ein einzelnes kontinuierliches spiralförmiges Muster angeordnet sind, das die auf der CD gespeicherte Information darstellt. Eine Stempeleinrichtung wird zum Prägen dieses spiralförmigen Musters von mikroskopischen Bumps verwendet. Sobald die Platte aus durchsichtigem Polykarbonatkunststoff gebildet wurde, wird eine dünne reflektierende Aluminiumschicht auf die Platte gesputtert, wodurch das spiralförmige Muster von Bumps abgedeckt wird. Dann wird eine dünne Photopolymer-Schicht auf das Aluminium aufgebracht, um sie zu schützen. Schließlich wird ein CD-Etikett auf die Photopolymer-Schicht gedruckt.
Die Bumps in dem spiralförmigen Muster werden normalerweise als Pits bezeichnet, da sie so erscheinen, wenn sie von der Aluminiumschicht aus betrachtet werden. Die Bereiche zwischen benachbarten Pits werden normalerweise als Lands oder ebene Bereiche bezeichnet.
Jede Umdrehung oder Rotation des kontinuierlichen spiralförmigen Musters bildet im Wesentlichen eine kreisförmige Spur, die mit der folgenden Umdrehung oder Rotation des spiralförmigen Musters konzentrisch ist. Daher wird eine CD häufig so beschrieben, als habe sie eine Mehrzahl von kreisförmigen Spuren, sogar wenn sie in der Realität miteinander in einem einzelnen kontinuierlichen spiralförmigen Muster gekoppelt sind. Eine CD weist etwa 22.000 Spuren auf, während eine DVD etwa 50.000 Spuren aufweist.
1 stellt eine Optikplatte 1, wie beispielsweise eine CD oder DVD, mit ihrem einzelnen kontinuierlichen spiralförmigen Muster 2 von Pits und ebenen Bereichen dar. Wie beschrieben, bildet das spiralförmige Muster eine Mehrzahl von im Wesentlichen konzentrischen kreisförmigen Spuren 3. Die Optikplatte 1 weist eine Mittelöffnung 5 zur Ineingriffnahme mit einer Antriebsspindel auf, um die Optikplatte 1 zu drehen.
2 veranschaulicht detaillierter einige Spuren 3. Die Pits (oder Bumps) werden bei 6 angegeben, wohingegen die dazwischenliegenden ebenen Bereiche (oder Lands) bei 7 angegeben werden.
Wie bereits erwähnt, wird eine Stempeleinrichtung verwendet, wenn CDs erzeugt werden. Ein Plattenmaster ist der geometrische Ursprung einer Stempeleinrichtung und kann durch Aufbringen einer dünnen Schicht aus Photoresist oder eines anderen entfernbaren Materials auf einer Glasplatte erzeugt werden. Eine Mastering-Einrichtung wird kontinuierlich radial von der Mitte der Glasplatte zu ihrer Peripherie hin bewegt und belichtet die Photoresistschicht mit einem Muster, das dem gewünschten spiralförmigen Muster von Pits und ebenen Bereichen auf dem Endprodukt, d.h. der CD, entspricht. Offensichtlich ist es sehr bedeutsam, dass die Pits deutlich von den Lands auf der Optikplatte unterscheidbar sind. Genauer gesagt müssen Pits mit unterschiedlicher Größe ordnungsgemäß erkannt werden, wenn die Optikplatte gelesen wird.
Da die Pits der Stempeleinrichtung nicht zum Lesen optimiert sind, ist das HF-Signal, das beim Lesen der Stempeleinrichtung erzeugt wird, von dem HF-Signal von der resultierenden Platte unterschiedlich.
Wenn eine Optikplatte hergestellt wird, weist jede Fertigungsstraße ihre eigenen Eigenschaften dahingehend auf, wie die Pit-Struktur zwischen der Stempeleinrichtung und der Platte beeinflusst wird. Daher unterscheiden sich die Signalausgangsbeziehungen zwischen unterschiedlichen Fertigungsstraßen. Für CDs gibt es Spezifikationen hinsichtlich Signalpegel. Es gibt keinen entsprechenden Standard für Stempeleinrichtungen, da es aufgrund unterschiedlicher Fertigungsstraßeneigenschaften, wie oben beschrieben ist, nahezu unmöglich ist, einen Standard festzulegen. Folglich ist es schwierig, die Signalpegel vorherzusagen, die erhalten werden, wenn eine hergestellte Platte gelesen wird, indem lediglich die Stempeleinrichtung geprüft wird.
Es wird daher sehr gewünscht, im Stande zu sein, Signalpegel zu erfassen, die für ein korrektes Lesen einer Optikplatte zu schwach sind.
Heute wird die gesamte Platte gelesen, um die unterschiedlichen Pit-Mengen zugeordneten Signalpegel zu messen. Insbesondere sind die sogenannten I₃- und I₁₁-Pegel von Interesse. Im Fall, dass die I₃- und die I₁₁-Pegel zu niedrig sind, werden Decodiererprobleme entstehen, da es schwierig sein wird, ein korrektes Lesen der auf der Optikplatte gespeicherten Information zu erhalten.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung beabsichtigt, ein schnelles und automatisiertes Verfahren zum Messen von Signalamplitudenparametern, die unterschiedlichen Pit-Größen zugeordnet sind, für eine Optikplatte bereitzustellen.
Diese Aufgabe wurde durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß der beigefügten unabhängigen Patentansprüche erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Qualitätsprüfvorrichtung für eine Optikplatte der Art bereitgestellt, die optisch lesbare Information in der Form eines spiralförmigen oder ringförmigen Musters speichert, das eine Mehrzahl von im Wesentlichen konzentrischen Spuren festlegt. Die Vorrichtung umfasst eine Laserlichtquelle und einen Antriebsmechanismus, der einen Laserstrahlpunkt von der Laserlichtquelle auf eine Oberfläche der Optikplatte projiziert. Außerdem veranlasst der Antriebsmechanismus, dass sich der projizierte Laserstrahlpunkt radial über die Plattenoberfläche quer zu den Spuren bewegt. Ein Lichtdetektor wird positioniert, um eine Reflexion oder Beugung erster Ordnung von dem projizierten Laserstrahlpunkt während seiner Bewegung zu erfassen. Der Lichtdetektor erzeugt ein zeitvariantes Mess-Signal, das Durchläufen des sich bewegenden Laserstrahlpunkts quer zu jeweiligen Spuren zugeordnet ist. Eine Verarbeitungseinrichtung oder ein Controller, wie beispielsweise ein Mikroprozessor (CPU) mit zugeordneter Software, bestimmt die Amplitude des Messsignals zu jedem Zeitpunkt und stellt als Antwort eine Ausgabe bereit, die Schlüsselparameter angibt, wie beispielsweise Symmetrie und relative Signalstärke für das ringförmige Muster von Pits und Lands.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Offenbarung einer bevorzugten Ausführungsform deutlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Optikplatte und eines kontinuierlichen spiralförmigen Musters, das eine Mehrzahl von konzentrischen Spuren bildet;
2 eine schematische Darstellung eines kleinen Bereichs von einigen der Spuren auf der Optikplatte von 1;
3 ein schematisches Blockdiagramm einer Qualitätsprüfvorrichtung für eine Optikplatte gemäß der Erfindung;
4 das Aussehen des gemessenen Signals während unterschiedlicher Fälle in der Verarbeitungskette;
5 ein radiales Abtasterfassungsprinzip mit einem Strahl, das in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann; und
6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Qualitätsprüfverfahrens.
Ausführliche Offenbarung
3 gibt einen Überblick einer Qualitätsprüfvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Ein Plattenlaufwerk 9, 10 in der Form eines Spindelmotors 9 und einer drehbaren Spindel 10 ist angepasst, um die Optikplatte in einer durch 11 in 3 angegebenen Richtung auf eine Art und Weise zu drehen, die in der Technik bekannt ist. Eine Laserabtasteinheit 20 ist nahe einer Oberfläche der Optikplatte 1 positioniert und in einer radialen Richtung der Optikplatte 1 bewegbar, wie durch 12 in 3 angegeben wird. Die Laserabtasteinheit 20 arbeitet, um die Oberfläche der Optikplatte 1 mit einem radial überstreichenden Strahl von Laserlicht zu bestrahlen, Reflexionen von der Oberfläche der Optikplatte zu erfassen, ein zeitveränderliches Messsignal als Antwort darauf zu erzeugen und dieses in den Zeichnungen mit HF (Hochfrequenz) bezeichnete Signal bereitzustellen. Während der radialen Abtastung wird die Optikplatte 1 durch das Plattenlaufwerk (Spindelmotor 9 und Spindel 10) in Rotation gehalten.
Wie oben erwähnt, enthält die Leseabtasteinheit 20 ein mechanisches Antriebsmittel 22, um die optische Anordnung oder optische Leseeinrichtung 21 der Leseabtasteinheit 20 zu veranlassen, sich radial entlang der Oberfläche der Optikplatte 1 in der in 3 angegebenen Richtung 12 zu bewegen. Derartige Antriebsmittel 22 sind jedoch an sich auf dem technischen Gebiet bekannt, und es wird dem Fachmann überlassen, die geeigneten mechanischen und elektrischen Komponenten (wie beispielsweise einen Elektromotor und eine mechanische Wagenanordnung) abhängig von einer tatsächlichen Anwendung zu wählen. Im Wesentlichen wird jedes Gerät ausreichen, das im Stande ist, zu veranlassen, dass sich die optischen Komponenten 21 der Laserabtasteinheit mit hoher Genauigkeit in der gewünschten radialen Richtung bewegen. Außerdem kann die Laserquelle unter einer Vielfalt von handelsüblich verfügbaren Komponenten gewählt werden und in einem gewünschten Wellenlängenbereich, beispielsweise bei etwa 800 nm, arbeiten.
Das zeitvariante Ausgangssignal HF von der Laserabtasteinheit 20 umfasst zwei Hauptsignalkomponenten, wie in 4a ersichtlich ist. Zuerst entsteht ein Niederfrequenz-Hüllsignal aus den Intensitätsveränderungen des reflektierten Strahls von einem durch die Laserabtasteinheit 20 geformten Punkt, wenn sie sich in einer radialen Richtung über die Oberfläche bewegt, wobei die Spuren der Optikplatte 1 gekreuzt werden. Wenn der Punkt an der Mitte eines Pits 6 ist, wird die Intensität des reflektierten Strahls minimal sein, und wenn der Punkt an der Mitte des dazwischenliegenden flachen Bereichs zwischen benachbarten Pits 6 oder Spuren 3 ist, wird die Intensität des reflektierten Strahls maximal sein.
Ein zweites Hochfrequenz-Informationssignal entsteht aus der Absorption und Reflexion der tatsächlichen Bereiche der Pits 6 und Lands 7, die in einer Spur 3 vorhanden sind.
Wie aus 4a ersichtlich ist, wird das Hochfrequenz-Informationssignal durch das Niederfrequenz-Hüllsignal AM-moduliert. Die Modulation ist in dem Sinne speziell, dass das Hochfrequenz-Informationssignal nicht symmetrisch durch das Niederfrequenz-Signal moduliert wird, sondern stattdessen eine im Wesentlichen festgelegte obere Grenze 401 für die Amplitude und eine niedrigere Amplitudengrenze 402 aufweist, die durch das Hüllsignal moduliert wird.
5 ist eine ausführlichere Ansicht der zugrunde liegenden Prinzipien zum Erzeugen des zusammengesetzten HF- Signals. Wenn der radiale Abtastmechanismus der Laserabtasteinheit 20 die optische Leseeinrichtung 21 in einer radialen Richtung 54 quer zu der Oberfläche der Optikplatte 1 bewegt, wird das resultierende Ausgangssignal HF von der Laserabtasteinheit 20 die beiden, hauptsächlich sinusförmigen Signalkomponenten enthalten, die in 4a und 5 gefunden werden. Wie oben erwähnt, wird das Niederfrequenz-Hüllsignal ein lokales Minimum erreichen, wenn der Abtastlaserstrahl über die Mitten der Pits 6 läuft, und ein lokales Maximum erreichen, wenn der Laserstrahl den Landbereich zwischen benachbarten Pits 6 durchläuft. Während der Durchläufe über den Spuren wird das Hüllsignal das von den Durchläufen der Pit- und Landregionen entstehende Hochfrequenz-Signal AM-modulieren, wie oben erwähnt ist. Aufgrund der Tatsache, dass der Laserpunkt einen größeren Durchmesser als die tatsächliche Spur 3 aufweist, wird ein irrelevantes Hochfrequenzsignal erzeugt, wenn der Punkt zwischen zwei benachbarten Spuren 3 läuft, d.h. das Hochfrequenz-Signal wird Information von beiden benachbarten Spuren 3 enthalten.
In diesem Zusammenhang ist ersichtlich, dass die Spurgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit, mit der sich die Pits an der Leseeinrichtung 21 vorbei bewegen, wenn sich die Platte 1 dreht, viel größer als die Geschwindigkeit der Laserabtasteinheit 20 ist, wenn sie sich in der radialen Richtung der Platte 1 bewegen (d.h. die radiale Abtastgeschwindigkeit). Durch diesen Unterschied in der Geschwindigkeit wird die Leseeinrichtung 21 auf einer Spur 3 für eine ausreichende Zeitdauer fokussiert, um eine Folge von Pits und Lands zu erfassen. Die Menge der erfassten Pits wird somit abhängig von der radialen Abtastgeschwindigkeit sowie auch der Spurgeschwindigkeit variieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Folge von 5 bis 20 Pits zum Durchführen der nachstehend beschriebenen Messprozedur ausreichend sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das zusammengesetzte Signal abgetastet und in digitale Form durch einen A/D-Wandler (ADC) 30 vor einer weiteren Verarbeitung umgewandelt. So wird die Flexibilität des Systems erhöht, da die anschließende Verarbeitung des zusammengesetzten Signals in der digitalen Domäne einfacher als bei dem analogen Gegenstück durchgeführt wird, da neue Funktionen und Berechnungsalgorithmen in der digitalen Domäne ohne Hardware-Modifikation implementiert werden können.
Das zusammengesetzte Signal wird dann in einer Verarbeitungseinrichtung 40 empfangen, die einen Controller 41, einen RAM-Speicher 45a, einen ROM-Speicher 45b und eine Festplatte 45c umfasst, wie in 3 angegeben ist. Der Controller 41 ist ebenfalls mit Eingabeeinrichtungen, wie beispielsweise einer Tastatur 46 und einer Maus 47, sowie auch einer Ausgabeeinrichtung, wie beispielsweise einer Anzeige 48, verbunden. Wie ausführlicher im Folgenden beschrieben wird, wird der Controller 41 bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Qualitätsprüfalgorithmus durch Ausführen von in einem der Speicher 45a, 45b oder 45c gespeicherten Programmanweisungen ausführen. Der Qualitätsprüfalgorithmus wird ein Maß hinsichtlich der Qualität der Optikplatte 1 in Bezug auf Amplitudenparameter als Antwort auf das durch die Lasertasteinheit 20 erhaltene zeitveränderliche Messsignal (HF) bestimmen.
Der Controller 41 kann durch jeden handelsüblich verfügbaren Mikroprozessor implementiert werden. Alternativ kann eine andere Art von elektronischer logischer Schaltungsanordnung, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), oder ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA = Field-Programmable Gate Array) den Controller 41 ersetzen. Dementsprechend können die Speicher 45a, 45b, 45c die Eingabeeinrichtung 46, 47 und die Ausgabeeinrichtung 48 alle durch handelsüblich verfügbare Komponenten implementiert werden und sind hier nicht im Detail beschrieben.
Zwecks Klarheit wird der nachstehend beschriebene Qualitätsprüfalgorithmus in unterschiedliche Funktionsblöcke aufgeteilt. Es sollte jedoch hervorgehoben werden, dass diese Blöcke in Hardware sowie auch in Software implementiert werden können.
Um richtige Messungen zu erreichen, muss die Rotationsgeschwindigkeit der Optikplatte 1 auf die radiale Position der optischen Leseeinrichtung 21 angepasst sein. Dies ist so, weil sich, wenn sich die optische Leseeinrichtung 21 nach außen von der Mitte der Platte 1 bewegt, die Pits mit einer schnelleren Rate an der optischen Leseeinrichtung vorbeibewegen (die tangentiale Geschwindigkeit der Pits ist gleich dem Radius mal der Geschwindigkeit, mit der sich die Platte dreht). Als eine Alternative kann, da die Beziehung zwischen tangentialer Geschwindigkeit und radialer Position bekannt ist, die Verarbeitungseinrichtung 40 anschließend Effekte kompensieren, die Ablesungen bei unterschiedlichen radialen Positionen entstehen.
Das Signal von dem A/D-Wandler (ADC) 30 wird in einen Auswahlblock 42 gespeist, bei dem relevante Informationssignalteile von dem zusammengesetzten Signal extrahiert werden. Weil die Signalhülle Information bereitstellt, ob der Laserpunkt an der Mitte einer Spur 3 oder irgendwo zwischen zwei Spuren 3 (d.h. Land) ist, ist der Auswahlblock 42 im Stande, ein Zeitfenster festzulegen, in dem sich relevante Information befindet. 4a veranschaulicht das zusammengesetzte Signal, wobei sich die auf eine einzelne Spur bezogene relevante Information in einer Folge von Zeitschlitzen t_R1-t_Ri befindet, die durch das Hüllsignal festgelegt werden. Das verbleibende Teil des Signals, das durch den Zeitschlitz t_N1-t_Ni festgelegt wird, umfasst Signalinformation, die eine Mischung aus Information von zwei benachbarten Spuren ist, d.h., dass sich keine relevante Information in diesem Teil des Signals befindet.
Nach der Verarbeitung in dem Auswahlblock 42 ist das Signal in der in 4b gezeigten Form. Wie aus 4b ersichtlich ist, kann der Zeitschlitz t_N für die anschließende Verarbeitung und Auswertung des in dem Zeitschlitz t_R liegenden zusammengesetzten Signals verwendet werden. Es sollte in diesem Zusammenhang hervorgehoben werden, dass die Auswahl der relevanten Signalteile in der digitalen Domäne sowie auch in der analogen Domäne durchgeführt werden kann. Als ein Beispiel des letzteren kann ein steuerbarer Schalter die relevanten Teile des Signals vor dem Speisen des Signals in den A/D-Wandler (ADC) 30 auswählen.
Der nächste Block, der Messblock 43, empfängt die Folge von relevanter Signalinformation von dem Auswahlblock 42. Um die Messung des Signalpegels des relevanten Signalabschnitts zu vereinfachen, wird eine umgekehrte Hüllfunktion auf das Informationssignal angewendet. Durch diese Prozedur werden die Signalpegel innerhalb eines Zeitschlitzes t_R die gleiche Bezugsspannung unabhängig davon aufweisen, wo in dem Zeitschlitz die Messung durchgeführt wird. 4c zeigt die relevante Signalinformation nach der Hüllkompensation. Es ist in diesem Zusammenhang ersichtlich, dass die in 4a–4c dargestellten Signale gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der Form von Binärzahlen sind, da die Umwandlung von der analogen Domäne in die digitale Domäne vor der Verarbeitung der Signale stattfindet. Zwecks Klarheit werden die Signale jedoch als analoge Signale dargestellt.
Nach der Hüllkompensation misst die Verarbeitungseinrichtung 40 die Signalamplitude, indem die Werte des abgetasteten und kompensierten Informationssignals zu jedem Zeitpunkt untersucht werden. Das Informationssignal wird vorzugsweise in dem RAM-Speicher 45a oder auf der Festplatte 45c gespeichert.
Ein Identifikationsblock 44 in der Verarbeitungseinrichtung bestimmt, ob eine der I₃- oder I₁₁-Signalkomponenten, die durch Pits erzeugt werden, oder Abstände zwischen den Pits der Länge 3T, 11T oder 14T (DVD) Pegel in dem tatsächlichen Zeitschlitz t_R vorhanden sind. Der oberste Wert I_TOP davon wird ebenfalls bestimmt, um das Verhältnis I₃/I_TOP und I₁₁/I_TOP zu erzeugen. Die Signalpegel I₃/I_TOP, I₁₁/I_TOP basieren auf Information von mehr als einem Zeitschlitz.
Die Symmetrie der I₃- und I₁₁-Signalpegel in Bezug auf die Mittelpunktpegel der Signale wird ebenfalls gemäß der folgenden Formel (I_3MID-I_11MID)/I₁₁ bestimmt. Die Symmetrie = 0 wird erhalten, wenn die Mittelpunkte der I₃- und I₁₁-Signale auf dem gleichen Pegel sind. Die Signalsymmetrie ist wesentlich, da Decodiererprobleme entstehen werden, falls das Signal sehr asymmetrisch ist.
In Bezug auf 6 ist der Controller 41 von 3 bei der bevorzugten Ausführungsform programmiert, um einen Qualitätsprüfalgorithmus durch Lesen eines Satzes von Programmanweisungen, die in einem der Speicher 45a, 45b oder 45c gespeichert sind, und sequentielles Ausführen der Programmanweisung durchzuführen. Bei dem Ablaufdiagramm von 6 stellen die einleitenden Schritte 60, 62 und 64 die Vorgänge dar, die durch die Laserabtasteinheit 20 und den A/D-Wandler 30 ausgeführt werden, wie oben beschrieben ist.
Als nächstes wird bei Schritt 66 der Auswahlblock 42 das zusammengesetzte Signal prüfen und bestimmen, ob der Laserpunkt auf einer Spur oder zwischen zwei benachbarten Spuren fokussiert ist. Eine Tiefpassfilterung des zusammengesetzten Signals, die das Informationssignal blockieren und das Hüllsignal durchlassen wird, wird zu einer Extrahierung des Hüllsignals von dem zusammengesetzten Signal führen. Indem beispielsweise die Ableitung des Hüllsignals geprüft wird, ist der Auswahlblock 42 im Stande, zu bestimmen, ob das Hüllsignal auf seinem niedrigsten Wert ist, bei dem die relevante Hochfrequenzinformation gefunden wird. Da die Frequenz des Hüllsignals konstant oder zumindest bekannt ist, wird der Auswahlblock 42 im Stande sein, eine Fensterfunktion auf das zusammengesetzte Signal anzuwenden, die einen Abschnitt des zusammengesetzten Signals auswählt, der den niedrigsten Wert umgibt.
Bei Schritt 68 werden die ausgewählten Abschnitte des zusammengesetzten Messsignals an den Messblock 43 geliefert, der das abgetastete und A/D-gewandelte Signal prüfen wird, um die Amplitude des Signals zu jedem Zeitpunkt zu bestimmen. Die Verarbeitung des Informationssignals beginnt durch Anlegen eines umgekehrten Hüllsignals an die ausgewählten Abschnitte des Signals, um die Erfassung von I₃-, I₁₁- und I_TOP-Signalpegeln zu vereinfachen.
Dann beliefert bei einem Schritt 70 der Messblock 43 den Identifikationsblock 44 mit Information hinsichtlich der in dem Informationssignal gefundenen unterschiedlichen Amplitudenwerte. Wie oben erwähnt, beziehen sich die Amplitudenwerte direkt auf die in einer Spur 3 gefundenen unterschiedlichen Pit-Längen. Der Identifikationsblock 44 identifiziert dann die in der Folge gefundenen unterschiedlichen Amplitudenwerte.
Bei Schritt 72 bestimmt der Identifikationsblock 44, ob irgendwelche der I₃-, I₁₁- oder I_TOP-Komponentenwerte in der Folge vorhanden sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform verwendet der Identifikationsblockblock Information von einer oder mehreren Folgen von Pits und Lands, d.h. Information von mehr als einer Spur.
Falls nicht, wird die Ausführung zu dem Anfang von Schritt 62 zurückgeführt. Falls andererseits einer der relevanten Amplitudenwerte in der Folge gefunden wird, berechnet ein Berechnungsblock 49 die I₃/I_TOP und I₁₁/I_TOP-Werte. Der Berechnungsblock 49 prüft ebenfalls die I₃- und I₁₁-Werte, um zu bestimmen, ob die Signale in Bezug auf einen gemeinsamen Bias-Pegel symmetrisch sind. Wenn die Signale keine Symmetrie aufweisen, kann der Controller 40 einen Alarm erzeugen oder eine andere Art von Ausgabe durch beispielsweise die Anzeige 48 bei Schritt 74 bereitstellen. Alternativ kann der Controller 40 alle derartige erfassten Symmetriefehler und andere Ausgabedaten einfach auf der Festplatte 45c zur späteren Offline-Verwendung protokollieren.
Selbst wenn sich die oben gezeigte Beschreibung auf eine Optikplatte mit einem einzelnen kontinuierlichen spiralförmigen Muster von Pits und ebenen Bereichen bezogen hat, die im Wesentlichen eine große Anzahl von konzentrischen und einander verbundenen Spuren bilden, kann die Erfindung ebenfalls auf andere optische Medien angewendet werden kann, die kein einzelnes spiralförmiges Muster sondern eine Mehrzahl von nicht verbundenen kreisförmigen oder ringförmigen Informationsspuren enthalten.
Es wird ebenfalls möglich, dass das Qualitätsprüfverfahren der Erfindung als ein Computerprogrammprodukt dargestellt werden kann, das in einer Computer-lesbaren Form auf einem geeigneten Aufzeichnungsmedium (wie beispielsweise einer optischen oder magneto-optischen Platte, einer magnetischen Festplatte, einem elektronischen Speicher) gespeichert ist und/oder als optische, elektrische oder elektromagnetische Signale über ein computerisiertes Netzwerk transferiert wird, und das eine Mehrzahl von Programmanweisungen enthält, die, wenn sie durch einen Computer gelesen und ausgeführt werden, das erfindungsgemäße Verfahren durchführen werden.
Die Erfindung wurde oben in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Andere Ausführungsformen als die eine, die oben beschrieben ist, sind jedoch gleichermaßen innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich, wie durch die beigefügten Patentansprüche festgelegt ist.

Claims

Signalqualitätsprüfvorrichtung für eine Optikplatte (1) der Art, die optisch lesbare Information in der Form eines spiralförmigen oder ringförmigen Musters (2) speichert, das eine Mehrzahl von konzentrischen Spulen (3) festlegt, gekennzeichnet durch eine optische Lesevorrichtung (21); einen Antriebsmechanismus (22), der angepasst ist, um die optische Lesevorrichtung (21) radial über einen Abschnitt der Oberfläche der Platte (1) quer zu mindestens einigen der Spuren (3) zu bewegen; eine Verarbeitungsvorrichtung (40), die angepasst ist, um Abschnitte eines zeitvarianten Messsignals auszuwählen, das von der optischen Lesevorrichtung empfangen wird, wobei das Messsignal Passagen der sich bewegenden optischen Lesevorrichtung quer zu jeweiligen Spuren zugeordnet ist, und wobei die Verarbeitungsvorrichtung (40) angepasst ist, um eine Signalamplitude in diesen Abschnitten zu messen.
Signalqualitätsprüfvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Signalamplitude in den Abschnitten gemessen wird, um mindestens ein Signalmuster zu erkennen, das der Signalinformation in den Spuren zugeordnet ist.
Signalqualitätsprüfvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Verarbeitungsvorrichtung (40) das Messsignal von einem A/D-Wandler (30) empfängt, der funktionsmäßig zwischen der optischen Lesevorrichtung (21) und der Verarbeitungsvorrichtung gekoppelt ist.
Signalqualitätsprüfvorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 3, bei der die Verarbeitungsvorrichtung ferner Speichermittel (45a, b, c) zum Speichern von Programmanweisungen und/oder Messdaten umfasst.
Signalqualitätsprüfvorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 4, bei der die Verarbeitungsvorrichtung (40) einen Controller (41) in der Form eines FPGA umfasst.
Signalqualitätsprüfvorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 4, bei der die Verarbeitungsvorrichtung (40) einen Controller (41) in der Form eines ASIC umfasst.
Signalqualitätsprüfvorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 4, bei der die Verarbeitungsvorrichtung (40) einen Controller (41) in der Form eines Mikroprozessors umfasst.
Verfahren zum Prüfen der Signalqualität einer Optikplatte (1) der Art, die optisch lesbare Information in der Form eines spiralförmigen oder ringförmigen Musters (2) speichert, das eine Mehrzahl von konzentrischen Spuren (3) festlegt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Abtasten (60) einer optischen Lesevorrichtung (21) radial über mindestens einen Abschnitt einer Oberfläche der Optikplatte (1) quer zu mindestens einigen der Spuren (3); Erzeugen (64) eines zeitvarianten Messsignals, das Passagen der optischen Lesevorrichtung quer zu jeweiligen Spuren zugeordnet ist; Auswählen (66) mindestens eines Abschnitts des Messsignals, das Information bezogen auf eine einzelne Spur umfasst, und Messen (68) einer Signalamplitude in diesen Abschnitten.
Verfahren gemäß Anspruch 8, ferner mit den Schritten eines Erkennens (70) aus der gemessenen Signalamplitude in den Abschnitten von mindestens einem Bitmuster, das der Information in den Spuren zugeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem der Abschnitt des Messsignals hinsichtlich der Effekte, die sich auf die radiale Abtastung beziehen, kompensiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Kompensation den Schritt eines Anlegens (68) eines umgekehrten Hüllsignals an das Messsignal umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 8 bis 11, bei dem das Bitmuster mindestens ein erstes I₃-Bitmuster ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8 bis 11, bei dem das Bitmuster mindestens ein erstes I₁₁ oder I₁₄-Bitmuster ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8 bis 11, bei dem das Bitmuster mindestens ein erstes I_TOP-Bitmuster ist.
Verfahren gemäß einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Geschwindigkeit, durch die die radiale Abtastung durchgeführt wird, niedriger als die Spurgeschwindigkeit ist.
Verfahren gemäß einem vorhergehenden Anspruch, ferner mit den Schritten des Berechnens des Verhältnisses I₃/I_TOP und
Verfahren gemäß einem vorhergehenden Anspruch, ferner mit dem Schritt des Bestimmens des Pegels der Symmetrie der I₃- und I₁₁-Signalkomponenten.
Computerprogrammprodukt, das direkt in einen internen Speicher (45a, b, c) ladbar ist, dem ein Prozessor (41) zugeordnet ist, wobei der Prozessor funktionsmäßig mit einer optischen Lesevorrichtung (21) und einem Antriebsmechanismus (22) gekoppelt ist, der angepasst ist, um die optische Lesevorrichtung (21) radial über einen Abschnitt der Oberfläche einer Platte (1), die von der Art ist, die optisch lesbare Information in der Form eines spiralförmigen oder ringförmigen Musters (2) speichert, das eine Mehrzahl von konzentrischen Spuren (3) festlegt, quer zu mindestens einigen der Spuren zu bewegen, um ein zeitvariantes Messsignal zu erzeugen, mit einem Programmcode zum Auswählen mindestens eines Abschnitts des Zeitvariantenmesssignals, wenn dieser durch den Prozessor ausgeführt wird, und mit einem Programmcode zum Messen einer Signalamplitude in den Abschnitten, wenn dieser durch den Prozessor ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 18, das auf einem computerlesbaren Medium enthalten ist.
Computer mit einem Speicher (45a, b, c) und einem Prozessor (41), wobei der Prozessor funktionsmäßig mit einer optischen Lesevorrichtung (21) und einem Antriebsmechanismus (22) gekoppelt ist, der angepasst ist, um die optische Lesevorrichtung (21) radial über einen Abschnitt der Oberfläche der Platte (1) quer zu mindestens einigen der Spuren (3) zu bewegen, um ein zeitvariantes Messsignal zu erzeugen, wobei der Speicher einen Programmcode zum Auswählen mindestens eines Abschnitts des Zeitvariantenmesssignals enthält, wenn er durch den Prozessor ausgeführt wird, und der Speicher einen Programmcode zum Messen einer Signalamplitude in den Abschnitten enthält.