JP2005235279A

JP2005235279A - 光ディスクのウォブル測定方法

Info

Publication number: JP2005235279A
Application number: JP2004042184A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Ueda; 大輔上田; Atsushi Nakano; 淳中野; Nobuhiko Ando; 伸彦安藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】光ディスクのウォブルのＣ／Ｎとアドレスエラーレートのマージンとの間に相関からディスク評価を行う場合に、ウォブルの微小な欠陥が検出し、ディスク検査を的確に行う。
【解決手段】光ディスクに形成されたウォブルのキャリア部を測定する際に、ＶＢＷを３００Ｈｚ以上にすることにより、ウォブルの微細な欠陥を調べるようにする。例えば、ＤＢ規格におけるウォブルの測定法では、中心周波数をウォブルの中心周波数に合わせ、スパンを０Ｈｚ、ＲＢＷを３０ＫＨｚ、ＶＢＷを３００Ｈｚにセットし、その後、トラッキングを静止状態にして数１０トラック分のウォブル変動を測定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種光ディスクのアドレスを記録したウォブルを適正に測定するためのウォブル測定方法に関し、詳しくはアドレスのマージンとアドレス信号のＣ／Ｎとの相関を強くするためのアドレスＣ／Ｎの測定技術に関する。

従来、青色レーザを用いた記録型光ディスク(例えば、いわゆるブルーレイディスク（ＢＤ）など)においては、信号記録膜を設けた下層のディスク基板上にうねった溝(ウォブルグルーブ)を形成し、そこにアドレス情報を入れるようになっている（例えば特許文献１参照）。
このような光ディスクの規格では、ディスク再生装置から読み出されたウォブルの信号レベル（Ｃ／Ｎ）をそのままスペクトルアナライザ上で読み取ることにより、アドレスの品質を定義している。これは、ウォブルの信号レベルとアドレス読み込みのエラーレートのマージンに相関があるためである。
この品質定義方法は、アドレス復号機を必要としないため、評価装置のコスト的にも、また評価の手間という点でも、非常に有為である。
特開２００３−１２３２６７号公報

しかしながら、上記従来の評価方法では、ウォブルのＣ／Ｎとアドレスエラーレートのマージンとの間に相関がみられないことがあり、適正な評価ができない場合があった。
そこで本発明は、光ディスクに形成されたウォブルの品質を適正に測定することができ、有効な評価を行うことが可能なウォブル測定方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明のウォブル測定方法は、スペクトルアナライザにスパン、分解帯域幅ＲＢＷ、ビデオ帯域幅ＶＢＷを含む各測定条件を設定するとともに、光ディスクから再生された高周波信号をスペクトルアナライザに入力し、前記高周波信号に含まれるウォブル変動を測定するウォブル測定方法であって、前記スペクトルアナライザに設定するビデオ帯域幅ＶＢＷを３００Ｈｚとして前記ウォブルのキャリア部の測定を行うことを特徴とする。

本発明のウォブル測定方法によれば、スペクトルアナライザに設定するビデオ帯域幅ＶＢＷを３００Ｈｚとしてウォブルのキャリア部の測定を行うことから、ディスクアドレスの微小な欠陥が検出でき、ウォブルのＣ／Ｎとアドレスエラーレートのマージンとの相関を強化したディスク評価が可能となり、適正なディスク評価システムを実現できる効果がある。

上述のように従来は、スペクトルアナライザを用いてウォブルの信号レベル（Ｃ／Ｎ）を測定していたが、この測定に際して、スペクトルアナライザのVideo Bandwidth（ＶＢＷ）を１００Ｈｚとして測定すると、ウォブルのＣ／Ｎとアドレスエラーレートのマージンの間に、相関がみられないことがあった。例えば、ＶＢＷ１００Ｈｚでは、１トラックから数トラック程度のウォブルＣ／Ｎが低い部分が存在した場合に、ＶＢＷが低いため数値が平均化されてしまい、スペクトルアナライザ上でＣ／Ｎが低い部分が発見できないことがあった。このため、ＶＢＷ１００Ｈｚで測定した場合にＣ／Ｎの品質に問題が無いにもかかわらず、アドレスマージンが狭いディスクが存在することになる。
そこで、本発明の実施の形態では、スペクトルアナライザのＶＢＷを３００Ｈｚとしてウォブルの信号レベルを測定することにより、微小な欠陥を発見することを可能とし、信号レベルとアドレスのエラーレートのマージンと相関を強くして、適正なウォブルの測定を行えるようにする。これにより、ウォブルのＣ／Ｎをある一定レベル以上と定義するだけで、アドレスマージンを満たしたディスクであるかどうかを簡便に、しかも高精度で判定できる。

図１は本発明の実施例によるウォブル測定方法を適用したディスク評価システムの概要を示すブロック図である。
本実施例のディスク評価システムは、例えばブルーレイディスク（ＢＤ）等の青色レーザを用いた記録型大容量光ディスク（検査対象ディスク）１０に形成されたウォブルの評価を行うものであり、評価処理を実行するディスク評価装置２０と、高周波信号のスペクトルを分析するスペクトルアナライザ３０とを有して構成される。
ディスク評価装置２０には、光ディスク１０の再生を行う再生部と、スペクトルアナライザ３０の条件設定や制御を行う制御部が含まれており、スペクトルアナライザ３０に各種条件設定を行うとともに、再生部によって光ディスク１０から再生した高周波信号をスペクトルアナライザ３０に送って測定処理を実行させ、このスペクトルアナライザ３０から出力される測定信号を用いて光ディスク１０の評価処理を行うものである。

以下、本実施例の測定方法について、先行技術としての現行ブルーレイディスク（ＢＤ）規格に準拠した測定方法に言及しつつ説明する。
例えばＢＤ等の光ディスクにおいて、グルーブ部をウォブリングさせることによりアドレスを入力する場合、一般的にはある周波数ａでウォブリングさせたグルーブと、それとは異なる周波数ｂでウォブリングさせたグルーブとの組み合わせにより、アドレスを表現している場合が多い。
また、他の方法としては、下記の組み合わせによりアドレスを記録しておく場合が多い。すなわち、ある周期aでウォブリングさせたグルーブと、ウォブリングさせてないグルーブ、周波数もしくはウォブル振幅を変えたグルーブ、ウォブル形状を変えたグルーブ、ウォブルを用いないでピットを用いる方法のいずれか、若しくは各々を組み合わせた方法である。
また、ウォブル信号は、光ピックアップから戻ってきたビームを２分割フォトディテクタにより受けた際の各々の光量の差分値ｉにより得る。

次に、ウォブル品質を測定する例として、ブルーレイディスク（ＢＤ）の規格について説明する。
ＢＤでは、基本ウォブル長４．７６１μｍのＣｏｓ（ωｔ）で振動しているウォブル(モノトーンウォブル)中に、周波数を１．５倍としたＭＳＫウォブル、Ｃｏｓ（ωｔ＋α）で振動しているSaw-toothウォブルを織り交ぜることにより、アドレスを表現している。
そして、ＢＤの規格におけるウォブルの測定法では、ウォブルの測定法を下記のように定義している。
まず光ディスクのグルーブ部に、回転数ｖでフォーカス及びトラッキングをかける。その後、差分値iをスペクトラムアナライザに接続し、ウォブル信号を測定可能な状態とする。
次に、キャリア部を測定する際に、スペクトルアナライザの設定を下記のようにする。まず、中心周波数をモノトーンウォブルの中心周波数に合わせ、スパン（span）を０Ｈｚ、分解帯域幅（ＲＢＷ；Resolution Bandwidth）を３０ＫＨｚ、ビデオ帯域幅（ＶＢＷ；Video Bandwidth）を１００Ｈｚにセットする。その後、トラッキングを静止状態（sweep off）にして数１００トラック分のウォブル変動を測定する。
また、ノイズレベルは、例えばキャリアの半分程度の中心周波数など、最もキャリアの影響の少ない周波数帯に合わせ、スパンを０Ｈｚ、ＲＢＷを３０ＫＨｚ、ＶＢＷを１０Ｈｚにセットする。その後、トラッキングを静止状態にして数１０トラック分のウォブル変動を測定する。
次に、キャリアレベルを測定する際の中心周波数は、例えばウォブル長４．７６１μｍ、データビット（Data Bit）１０３．５０ｎｍ、チャネルビット（Channel Bit）６９ｎｍ、ディスクの回転数ｖ＝４．５５４ｍ／ｓのとき、９５６．５ＭＨｚに合わせる。
また、ノイズレベルを測定する際、中心周波数は５００ＭＨｚに設定する。これは、ちょうどウォブルの二次ひずみ等影響の小さい、メディア自体のノイズレベルを測定するのに好適な周波数である。

上記測定法によりスペクトルアナライザ上で検出される信号は、例えばキャリアレベルを測定するときは、例えば図２に示すようになる。なお、図２において、縦軸は信号レベル、横軸は時間であり、それぞれ単位は任意である。
図示のように、トラッキングをｏｆｆにすることにより、各トラック間でのウォブル信号の大小が検出される。そのため、この測定法によるＣ／Ｎ数値を定義する場合、キャリアはスペクトルアナライザ上における最低値、ノイズはスペクトルアナライザ上における最大値を測定し、最も厳しい部位を選択する。
そして、ＢＤ規格の測定法は、ウォブルのＣ／Ｎが２６ｄＢ以上であればウォブルの品質は良いという規格である。すなわち、２６ｄＢ以上であれば、アドレスのマージンが、実際に記録された信号のマージン(Ｒｆマージン)よりも広くなる。

次に、本実施例の測定方法について説明する。
本実施例では、上述したキャリアを調べる測定法として、ＶＢＷを３００Ｈｚ以上にすることにより、ウォブルの微細な欠陥を調べるようにする。
例えば、上述したＤＢ規格におけるウォブルの測定法では、中心周波数をウォブルの中心周波数に合わせ、スパンを０Ｈｚ、ＲＢＷを３０ＫＨｚ、ＶＢＷを３００Ｈｚにセットする。その後、トラッキングを静止状態にして数１０トラック分のウォブル変動を測定する。なお、測定手順等は、上述した例と同様である。

また、上記はＢＤ規格におけるウォブルの測定法であるが、同じ物理的形状の入ったディスクを、線速を変えて再生する用途も考えられる。例えば、グルーブ形状を同一としたディスクで、カムコーダなどのモバイル用途に応用する場合、ディスクの回転線速を遅くすることによりモータへの負荷を低下させ、低消費電力を実現することができる。
この場合、例えば回転数２．５３ｍ／ｓとしてディスクの物理的形状を同一とした場合には、ウォブルのＣ／Ｎ及び中心周波数はＢＤ規格と異なる値になる。例えばキャリアを測定する場合の中心周波数は、ウォブル長４．７６１μｍ、データビット（Data Bit）１０３．５０ｎｍ、チャネルビット（Channel Bit）６９ｎｍ、ディスクの回転数ｖ＝２．５３３ｍ／ｓのとき、５３１．９ＭＨｚとなる。
また、ノイズレベルの中心周波数は２５０ＭＨｚに設定した際に最もキャリアからの影響が小さくなる。そして、回転数を２．５３３ｍ／ｓに変えた場合、ノイズレベルの中心周波数がシフトし、結果としてノイズレベルが上昇する。例えばウォブル長４．７６１μｍ、データビット１０３．５０ｎｍ、チャネルビット６９ｎｍのＢＤディスクをディスクの回転数ｖ＝４．５５４ｍ／ｓで読み込んだ時と比較して、回転数ｖ＝２．５３３ｍ／ｓで測定した場合にはノイズレベルが−２ｄＢ変化する。

この結果、ＢＤ規格と比較して、回転数を２．５３３ｍ／ｓとすると、ウォブルのＣ／Ｎは２４ｄＢが下限値となり、これ以下のＣ／Ｎになると、アドレスのマージンがＲｆマージンよりも小さくなる。
しかし、ディスクの回転数ｖ＝２．５３３ｍ／ｓ、中心周波数５３１．９ＭＨｚとし、スパンを０Ｈｚ、ＲＢＷを３０ＫＨｚ、ＶＢＷを１００Ｈｚとした場合、キャリアのＣ／Ｎが２４ｄＢの規格を満たしながら、アドレスマージンがＲｆマージンより狭いディスクが存在する。図３は、ＶＢＷを１００Ｈｚとした先行技術の方法で、アドレスマージンがＲｆマージンよりも狭いディスクを測定したスペクトルアナライザ上での測定値を示している。一方、図４は、ＶＢＷを３００Ｈｚとした本実施例の方法で同様のディスクを測定したスペクトルアナライザ上での測定値を示している。なお、図３及び図４において、縦軸は信号レベル、横軸は時間であり、それぞれ単位は任意である。
両者を比較すると、本実施例の測定方法では、局所的ではあるが明らかにＣ／Ｎが低下している部位が見られる。

また、このときのノイズレベルは、各々同じ値であり、−５０．９６ｄＢであった。
このディスクにおける上記Ｃ／Ｎ測定値を図５に示し、ウォブル及びＲｆ信号のデフォーカスマージンを図６に示す。これらを見ると、Ｒｆの信号マージンに対してアドレスのマージンは足りていない。しかし、先行技術の方法ではアドレスのＣ／Ｎが２４ｄＢ以上となっている。これに対して、本実施例の方法では２４ｄＢを切っている。
Ｃ／Ｎが局所的に小さくなる原因として、スタンパの裏面ブツ、ウォブルの局所的振幅変動、基板表面のブツなどが考えられる。このようなＣ／Ｎの局所的減少は、ディスクの製作工程上発生する欠陥が原因であり、サイズは最小で数ナノメートルオーダーとなり得る。このような微小な局所的ウォブル変動は、先行技術のＶＢＷを１００Ｈｚとした測定方法では測定できない。
局所的に小さくなったＣ／Ｎ部では、ウォブル信号がそれだけ小さくなってしまうためにデフォーカス時に読み取れる信号が小さくなりエラーになり易い。そのため、このような小さなＣ／Ｎ変動でもアドレスをデコードする際にはエラーが発生してしまい、結果エラーレートが増大する。

これに対して本実施例による測定方法を用いれば、微小な品質差を把握することができ、かつアドレスとＣＮＲの相関を取ることができる。また、本実施例の測定方法はディスク完成時に限らず、ディスクを製造するスタンパの段階でも有用であり、欠陥検査にも有用である。
最後に本実施例の測定方法を用いて、ウォブルのＣ／Ｎとアドレスのマージンを比較し相関を取った結果を図７に示す。なお、図７において、縦軸はデフォーカス量を示し、横軸はウォブルのＣ／Ｎを示し、実線がアドレス、破線がＲｆを示している。この図からわかるように、ウォブルのＣ／Ｎが２４ｄＢ以上の時に、アドレスのマージンがＲｆのマージンを超える。
これにより、アドレスのマージンは２４ｄＢを境界としていること、また、微小な欠陥によりエラーが増大してしまうことが明らかとなり、本実施例の方法の有用性が確認できる。

以上説明したように、本実施例によれば、ＶＢＷを３００Ｈｚにすることにより、ディスクアドレスの微小な欠陥が検出でき、ディスク検査が的確に行える。
また、生産現場におけるディスク、及びディスク製造の元になるスタンパの品質管理においても、ＶＢＷを３００Ｈｚにすることにより、欠陥検査が的確に行える。

本発明の実施例におけるディスク評価システムの概要を示すブロック図である。本発明の先行技術の測定方法によってスペクトルアナライザ上で検出されるキャリアレベル信号の測定例を示す説明図である。本発明の先行技術の測定方法で、アドレスマージンがＲｆマージンよりも狭いディスクを測定したスペクトルアナライザ上での測定値を示す説明図である。本発明の実施例による測定方法で、アドレスマージンがＲｆマージンよりも狭いディスクを測定したスペクトルアナライザ上での測定値を示す説明図である。図３及び図４に示すディスクにおけるＣ／Ｎ測定値を示す説明図である。図３及び図４に示すディスクにおけるウォブル及びＲｆ信号のデフォーカスマージンを示す説明図である。本発明の実施例の測定方法を用いてウォブルのＣ／Ｎとアドレスのマージンを比較し相関を取った結果を示す説明図である。

符号の説明

１０……光ディスク、２０……ディスク評価装置、３０……スペクトルアナライザ。

Claims

スペクトルアナライザにスパン、分解帯域幅ＲＢＷ、ビデオ帯域幅ＶＢＷを含む各測定条件を設定するとともに、光ディスクから再生された高周波信号をスペクトルアナライザに入力し、前記高周波信号に含まれるウォブル変動を測定するウォブル測定方法であって、
前記スペクトルアナライザに設定するビデオ帯域幅ＶＢＷを３００Ｈｚとして前記ウォブルのキャリア部の測定を行う、
ことを特徴とするウォブル測定方法。
前記ウォブルのキャリア部の測定の際に前記スペクトルアナライザに設定するスパンを０Ｈｚ、分解帯域幅ＲＢＷを３０ＫＨｚとして測定を行うことを特徴とする請求項１記載のウォブル測定方法。
前記光ディスクから高周波信号の再生を開始した後、トラッキングを静止状態にして所定数トラック分のウォブル変動を測定することを特徴とする請求項１記載のウォブル測定方法。
前記光ディスクは、青色レーザを用いた記録型大容量光ディスクであることを特徴とする請求項１記載のウォブル測定方法。
同じ物理的形状の入ったディスクを回転速度を変えてウォブル測定を行うことを特徴とする請求項１記載のウォブル測定方法。