JP3277400B2

JP3277400B2 - 光ディスク欠陥検査装置

Info

Publication number: JP3277400B2
Application number: JP02897793A
Authority: JP
Inventors: 吉長柳沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-02-18
Filing date: 1993-02-18
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH06242017A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクや光磁気デ
ィスクなどの光学的にデータの記録や再生が行われる光
ディスクの検査を行う光ディスク欠陥検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を利用して光学的にデータの記
録や再生が行われる光ディスクは、ディスクの製造時
に、信号記録面やディスク表面が所定の状態であるか
（即ち平滑であるか）検査することが行われている。従
来のこのディスク検査としては、例えば光ディスクの信
号記録面にレーザ光を照射して、このレーザ光の反射光
の光量を検出し、一定量以上の反射光量の変化があった
とき、信号記録面に何らかの欠陥があると判断するよう
にしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
反射光量の検出だけでは、ディスクの欠陥発生状態を細
かく識別することは出来ない不都合があった。即ち、信
号記録面に凸凹等の何らかの欠陥があると判断すること
は出来ても、この凸状態か凹状態の識別や、この凸凹の
高さなどを検出することは困難であった。また、場合に
よっては反射光量自体には殆ど変化がないがビーム形状
が歪む欠陥（ディスク表面の凸凹等）もあり、このよう
な欠陥の検出は困難であった。

【０００４】なお、反射光量の検出感度を高くすれば
（即ち微小な反射光量の変化でも欠陥と判断させる）、
このようなディスク表面の凸凹等も検出できるが、この
ように検出感度を高くすると、ディスク表面の汚れによ
っても欠陥と判断されてしまい、良品を不良品と誤判定
してしまう事態が発生してしまう。

【０００５】本発明はかかる点に鑑み、光ディスクの欠
陥状態の識別が正確に行える検査装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、光ディスク１の欠陥を検出する光ディスク
欠陥検査装置において、光ディスク１を回転させる回転
駆動手段２と、レーザ光を光ディスク１に照射するレー
ザ照射光学手段３と、光ディスク１よりの反射光の変位
を検出する変位センサ４と、この変位センサ４の出力信
号の変動成分を検出するハイパスフィルタを含んだ変動
成分検出手段５，６と、この変動成分検出手段５，６に
より検出された変動成分の長さを判別する欠陥サイズ判
別手段７，８を具備したものである。

【０００７】

【０００８】また本発明は、例えば図３に示すように、
光ディスク１の欠陥を検出する光ディスク欠陥検査装置
において、光ディスク１を回転させる回転駆動手段と、
レーザ光を光ディスク１に照射するレーザ照射光学手段
と、光ディスク１よりの反射光の変位を検出する変位セ
ンサ２５と、この変位センサ２５の出力信号の変動成分
を検出して積分する変動成分検出手段２６，２７と、こ
の変動成分検出手段２６，２７により検出された変動成
分の長さを判別する欠陥サイズ判別手段３１〜３４を具
備し、レーザ照射光学手段は、レーザ光源２１と、レー
ザ光源２１より照射されたレーザ光をスキャンするため
の回転ミラー２２と、スキャンされたレーザ光を平行ス
キャン光にして光ディスクに照射するコリメータ２３と
で構成させ、光ディスク１より反射された光を集光レン
ズ２４を介して変位センサ２５に供給するようにしたも
のである。

【０００９】

【作用】本発明によると、光ディスク１よりの反射光の
変位を検出して、この変位の変動成分の長さを判別する
ようにしたことで、光ディスク１の信号記録面や表面の
凹凸等の異常があった場合、その大きさや高さ（深さ）
等の欠陥状態を正確に判断することができる。

【００１０】また、この場合に変動成分検出手段がハイ
パスフィルタを含むことで、ディスクの撓みによる検出
信号の変動成分を除去することができ、正確な欠陥検出
ができるようになる。

【００１１】また、この場合に平行スキャン光にして光
ディスクに照射して、光ディスクより反射された光を変
位センサに供給するようにしたことで、平行スキャン光
で広い面積のスキャンが一度に行え、ディスク全体を効
率良く検査できるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１及び図２
を参照して説明する。

【００１３】図１は本例の光ディスク検査装置の構成を
示す図で、図中１は被検査物としての光ディスクを示
し、この光ディスク１は透明な樹脂で形成され、内部に
金属膜などの信号記録面１ａが存在する。そして、この
信号記録面１ａにレーザ光を照射することで、信号記録
面１ａにピットなどで記録されたデータが読出される。
本例の光ディスク検査装置は、この光ディスク１の欠陥
の検査を行うもので、スピンドルモータ２により回転駆
動される。そして、半導体レーザ等より構成されるレー
ザ源３より検査用のレーザ光を光ディスク１の信号記録
面１ａに照射する。そして、この信号記録面１ａで反射
した戻り光を、受光センサ４で受光して検出する。な
お、図ではレーザ源３と受光センサ４との間の光路に存
在するレンズ等の光学部品は省略してある。

【００１４】ここで、受光センサ４は戻り光の光量及び
一次元的な変位Ｘ（図１参照）を検出するセンサとして
ある。具体的には、直線状に複数の半導体センサが配置
され、それぞれの半導体センサの出力を加算すること
で、受光光量に応じた検出出力が得られ、各半導体セン
サの出力の差を求めることで、一次元的な変位の検出出
力が得られる。

【００１５】そして、この受光センサ４が出力する一次
元的な変位の検出出力を、ハイパスフィルタ５に供給
し、このハイパスフィルタ５で高域成分だけを抽出させ
る。そして、このハイパスフィルタ５の出力を、ウイン
ドコンパレータ６に供給する。このウインドコンパレー
タ６は、ハイパスフィルタ５の出力が設定されたレベル
を越えたときパルスを出力する回路で、後述するボリュ
ーム１４により検出レベルが設定される。そして、この
ウインドコンパレータ６が出力する検出パルスを、パル
ス幅−電圧変換回路７に供給する。このパルス幅−電圧
変換回路７では、供給されるパルス信号のパルス幅を検
出して、パルス幅に応じた電圧値のレベル信号を出力す
る回路である。そして、このパルス幅−電圧変換回路７
の出力を、最大値ホールド回路８に供給する。この最大
値ホールド回路８では、パルス幅−電圧変換回路７が出
力するレベル信号の最大レベルをホールドして出力す
る。そして、この最大値ホールド回路８の出力を、検出
信号出力端子９に供給する。

【００１６】そして、この検出信号出力端子９に得られ
る信号のレベルに基づいて、光ディスク１の信号記録面
１ａの欠陥の判断を行う。

【００１７】また、受光センサ４が出力する受光光量に
応じた検出出力を、変動抽出回路１１に供給し、変動成
分だけを抽出する。そして、この変動成分のレベル信号
を、加算器１２に供給し、基準電源１３が出力する基準
レベル信号に加算する。そして、この加算器１２で加算
された信号をボリューム１４に供給する。

【００１８】このように受光光量の検出出力の変動成分
を、ウインドコンパレータ６での検出レベルを調整する
ボリューム１４側に供給することで、ウインドコンパレ
ータ６での検出レベルが、受光光量の変動状態に応じて
調整される。

【００１９】また、図示はしないが、受光センサ４が出
力する受光光量に応じた検出出力を、受光光量判別手段
に供給し、この受光光量判別手段で受光光量に異常がな
いかを検出させる。

【００２０】次に、このように構成される光ディスク検
査装置の動作を、図２を参照して説明する。ここでは、
光ディスク１からの戻り光の一次元的な変位の検出を行
う動作について説明すると、まずスピンドルモータ２に
より光ディスク１を回転駆動させた状態で、レーザ源３
より検査用のレーザ光を光ディスク１の信号記録面１ａ
のデータ記録トラックに沿って順次照射させ、１枚のデ
ィスク全体の検査を行う。ここで、この検査時に受光セ
ンサ４が出力する一次元的な変位の検出信号は、例えば
図２のＡに示すように、ディスク１の反りによりディス
クの回転に連動して１周毎の周期で若干変動するように
なる。

【００２１】そして、ディスク１の信号記録面１ａに何
らかの異常（凹み，突出など）があるとき、受光センサ
４が出力する一次元的な変位の検出信号に、周波数成分
の高い波形Ｓが現れる。この波形Ｓは中央で極性が反転
する信号で、ハイパスフィルタ５を通過させることで、
図２のＢに示すように、この周波数成分の高い波形Ｓだ
けが抽出され、ディスクの反りによる変動成分がカット
される。そして、ウインドコンパレータ６では、この波
形Ｓが現れる期間だけローレベルになるパルス信号（図
２のＣ）が得られ、パルス幅−電圧変換回路７ではこの
パルス信号がローレベルになっている期間だけ出力電位
が直線的に上昇する三角波（図２のＤ）が得られる。そ
して、図２のＥに示すように、最大値ホールド回路８で
この三角波の最大値がホールドされ、このホールドされ
たレベルにより欠陥箇所の大きさが判別される。なお、
この場合の受光センサ４からの受光光量に応じた検出出
力は、例えば図２のＦに示すようになる。

【００２２】このように出力端子９に得られる信号のレ
ベルより、欠陥箇所の有無が判ると共に、この欠陥箇所
の状態（凹部や凸部の大きさ）がレベルより判断でき
る。また、凹部と凸部の区別も、波形Ｓの極性の変化状
態より判る。即ち、最初に＋方向に変化した場合と、最
初に−方向に変化した場合とで、凹部と凸部とが区別さ
れる。また、この波形Ｓの最大レベルを直接判断するこ
とで、凹部や凸部の高さも判断できる。なお、これらの
細かい欠陥状態の判断を行うためには、出力端子９に得
られる信号のレベルだけでなく、各部での信号状態の判
断が必要な場合もある。

【００２３】この場合、本例においてはハイパスフィル
タ５でディスクの反りによる検出出力の変動成分をカッ
トするようにしたことで、ディスクの反りによる影響が
無視された正確な欠陥状態判別が行われる。

【００２４】また本例においては、受光光量の検出出力
の変動成分に応じてウインドコンパレータ６での検出レ
ベルを変化させるようにしたことで、常時適正な検出が
可能である。

【００２５】次に、本発明の第２の実施例を、図３〜図
６を参照して説明する。

【００２６】図３は本例の光ディスク検査装置の構成を
示す図で、本例においては光ディスク１の表面１ｂの平
滑状態を検査するものである。そして、この光ディスク
１の表面１ｂに照射する検査用のレーザ光としては、レ
ーザ源２１が発するレーザ光を、回転ミラー２２にて反
射させる。この回転ミラー２２は、側面に複数の平面ミ
ラー２２ａが一定間隔で取付けられ、一定速度で回転駆
動される。そして、この回転ミラー２２の回転で、各平
面ミラー２２ａからの反射光が所定角度θに振り分けら
れる。そして、この所定角度θに振り分けられた反射光
が到達する位置にコリメータレンズ２３を配置し、この
コリメータレンズ２３で平行なレーザ光に変換する。そ
して、この平行なレーザ光を、ディスク１に所定角度で
照射させる。このときには、図３に示すように、平行に
振り分けられたレーザ光の入射位置が、ディスク１の半
径方向（ディスク１の表面１ｂに破線の矢印Ｌ₀で示す
方向）に沿って変化するようにしてある。なお、この装
置で検査を行うときには、光ディスク１をスピンドルモ
ータ（図示せず）で回転駆動させる。

【００２７】そして、ディスク１の表面１ｂで反射した
平行なレーザ光を、集光レンズ２４で一点に集光させ、
この集光される位置（即ちレンズ２４の焦点位置）に、
受光センサ２５を配置する。この場合の受光センサ２５
は、入射光の二次元的な変位（即ちＸ方向とＹ方向）の
検出を行うセンサで、Ｘ方向の検出出力とＹ方向の検出
出力とを個別に行う。なお、Ｘ方向とＹ方向は互いに直
交する方向で、ここではＸ方向がディスク１の表面１ｂ
と平行な方向である。

【００２８】そして、Ｘ方向の検出出力とＹ方向の検出
出力とを、それぞれ別の回路で解析する。ここでは、受
光センサ２５のＸ方向の検出出力を、積分回路２６に供
給して積分し、得られた積分値のデータをコンパレータ
群２７に供給する。このコンパレータ群２７では、積分
値のデータの極性と値の大小とを判断して、対応した信
号を出力する。即ち、極性が＋で値が大のとき、第１の
測長判定回路３１にデータが変化する期間に対応したパ
ルス信号を供給し、このパルス信号の期間の長短に応じ
て、出力端子３１ａ，３１ｂから検出信号を出力する。
また、極性が＋で値が小のとき、第２の測長判定回路３
２にデータが変化する期間に対応したパルス信号を供給
し、このパルス信号の期間の長短に応じて、出力端子３
２ａ，３２ｂから検出信号を出力する。また、極性が−
で値が小のとき、第３の測長判定回路３３にデータが変
化する期間に対応したパルス信号を供給し、このパルス
信号の期間の長短に応じて、出力端子３３ａ，３３ｂか
ら検出信号を出力する。さらに、極性が−で値が大のと
き、第４の測長判定回路３４にデータが変化する期間に
対応したパルス信号を供給し、このパルス信号の期間の
長短に応じて、出力端子３４ａ，３４ｂから検出信号を
出力する。そして、どの出力端子３１ａ，３１ｂ〜３４
ａ，３４ｂからパルス信号が出力されるかを、マイクロ
コンピュータなどの判別手段で判別させる。

【００２９】このように検出状態を解析することで、各
出力端子３１ａ，３１ｂ〜３４ａ，３４ｂの出力状態よ
り、欠陥箇所の有無が判ると共に、この欠陥箇所の状態
も判断できる。ここで、この欠陥箇所の状態とセンサ２
５での変位の検出状態との対応関係を、図５及び図６を
参照して説明すると、まずＸ方向の変位は図５に示すよ
うな検出に対応する。即ち、光ディスク１に平行に走査
されたレーザ光が所定角度で入射したとき（直線Ｌ₀が
入射位置）、所定箇所１ｃに凹部又は凸部があるとす
る。この平滑でない所定箇所１ｃに入射して反射したレ
ーザ光は、他のレーザ光と平行にはならず、集光レンズ
２４を通過しても一点には集光せず、変位Ｘを生じる。
従って、凹部又は凸部がある箇所１ｃの状態により変位
Ｘが変化し、この変位Ｘの変化状態を上述したように解
析することで、凹部や凸部の概要が判断できる。この場
合、変位Ｘの極性を判断することで、凹部と凸部の区別
も出来る。また、変位Ｘの値（即ち検出されるレベル）
は、反射面（表面）の傾斜を表しているので、上述した
ように積分した値から凹部や凸部の高さが判断できる。

【００３０】また、Ｙ方向の変位状態を図６に示すと、
光ディスク１の所定箇所１ｄに凹部があり、この凹部１
ｄにレーザ光が入射したとき、集光レンズ２４を通過し
たレーザ光に変位Ｙが生じる。このＹ方向の変位は、デ
ィスクの反り成分と凹部や凸部の欠陥による成分とが合
成されたものとなって出力される。

【００３１】このように直交する２方向の変位状態を同
時に判定することで、ディスクの欠陥状態がより詳細に
検出できる。但し、上述したＸ方向の変位の解析を行う
回路だけでもディスクの状態の判断ができる。

【００３２】そして本例においては、回転ミラーでディ
スクの半径方向に検査用のレーザ光を振り分けるて平行
スキャン光としたので、効率の良い検査ができる。即
ち、ディスクに形成されたトラック等に沿って螺旋状に
レーザ光を照射させる場合に比べ、ディスクを１回乃至
数回だけ回転させれば、ディスク全面の検査ができ、短
時間に効率の良い検査ができる。

【００３３】なお、この第２の実施例では光ディスク１
の保護膜面である表面の状態を検出するようにしたが、
内部の信号記録面の状態を検出させることもできる。

【００３４】また、上述した各実施例では、内部に信号
記録面を有する光ディスクの検査装置に適用したが、磁
性膜にレーザ光でデータの記録を行う光磁気ディスクな
どの他の光学的に記録又は再生が行われるディスクの検
査装置にも適用できることは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、光ディスクよりの反射
光の変位を検出して、この変位の変動成分の長さを判別
するようにしたことで、光ディスクの信号記録面や表面
の凹凸等の異常があった場合、その大きさや高さ（深
さ）等の欠陥状態を正確に判断することができ、光ディ
スクの欠陥検出が誤検出なく正確にできるようになる。

【００３６】また、この場合に変動成分検出手段がハイ
パスフィルタを含むことで、ディスクの撓みによる検出
信号の変動成分を除去することができ、正確な欠陥検出
ができるようになる。

【００３７】また、この場合に平行スキャン光にして光
ディスクに照射して、光ディスクより反射された光を変
位センサに供給するようにしたことで、平行スキャン光
で広い面積のスキャンが一度に行え、ディスク全体を効
率良く検査できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】第１の実施例による検出状態を示す波形図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図である。

【図４】第２の実施例による検出状態を示す波形図であ
る。

【図５】第２の実施例による検出状態を示す略線図であ
る。

【図６】第２の実施例による検出状態を示す略線図であ
る。

【符号の説明】１光ディスク２スピンドルモータ３，２１レーザ源４，２５受光センサ５ハイパスフィルタ６ウインドコンパレータ７パルス幅−電圧変換回路８最大値ホールド回路９検出信号出力端子２２回転ミラー２３コリメータレンズ２４集光レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G01B 11/00 - 11/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクの欠陥を検出する光ディスク
欠陥検査装置において、上記光ディスクを回転させる回転駆動手段と、レーザ光を上記光ディスクに照射するレーザ照射光学手
段と、上記光ディスクよりの反射光の変位を検出する変位セン
サと、該変位センサの出力信号の変動成分を検出するハイパス
フィルタを含んだ変動成分検出手段と、該変動成分検出手段により検出された変動成分の長さを
判別する欠陥サイズ判別手段を具備した光ディスク欠陥
検査装置。
【請求項２】光ディスクの欠陥を検出する光ディスク
欠陥検査装置において、上記光ディスクを回転させる回転駆動手段と、レーザ光を上記光ディスクに照射するレーザ照射光学手
段と、上記光ディスクよりの反射光の変位を検出する変位セン
サと、該変位センサの出力信号の変動成分を検出して積分する
変動成分検出手段と、該変動成分検出手段により検出された変動成分の長さを
判別する欠陥サイズ判別手段を具備し、上記レーザ照射光学手段は、レーザ光源と、該レーザ光
源より照射されたレーザ光をスキャンするための回転ミ
ラーと、スキャンされたレーザ光を平行スキャン光にし
て光ディスクに照射するコリメータとで構成させ、上記光ディスクより反射された光を集光レンズを介して
上記変位センサに供給するようにした光ディスク欠陥検
査装置。