JPH01307610A - Inspecting device for disk surface waviness shape - Google Patents

Inspecting device for disk surface waviness shape

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JPH01307610A
JPH01307610A JP13796588A JP13796588A JPH01307610A JP H01307610 A JPH01307610 A JP H01307610A JP 13796588 A JP13796588 A JP 13796588A JP 13796588 A JP13796588 A JP 13796588A JP H01307610 A JPH01307610 A JP H01307610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
disk
light
light source
light beam
irradiation
Prior art date
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Pending
Application number
JP13796588A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Wakana
伸一 若菜
Yoshiaki Goto
後藤 善朗
Munetoshi Inada
稲田 宗俊
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01307610A publication Critical patent/JPH01307610A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To detect a disk surface waviness shape with a high resolution by using a semiconductor laser light source as a light source of a light beam for irradiating a disk which is rotating and drawing an irradiation timing of light, comparing with a rotation period of the disk. CONSTITUTION:A disk 1 which is rotating is irradiated by a light beam from a semiconductor laser light source 13, and a reflected light of the light beam is received by a photodetector 5. An irradiation light control part 14 draws a timing of a driving signal which is applied pulsatively, comparing with a rotation period of the disk 1, and whenever the disk 1 rotates, different positions are irradiated successively and intermittently by the light beam and the disk 1 rotates plural times, and thereafter, all data are obtained. In such a way, a waviness shape in the direction going along the periphery of an equal distance from the rotation center of the disk can be detected with a high resolution.

Description

【発明の詳細な説明】 [概要コ 本発明は高速回転中のディスクについて表面うねり形状
を検査する装置に関し、 而易な構成で高速回転中のディスクのうねり形状につい
て、横方向の分解能を高く検査できる装置を提供するこ
とを目的とし、 回転中のディスクに照射された光ビームの反射光を受光
素子により受光し、ディスク表面のうねり形状を検査す
る装置において、光ビームの光源 ゛を半導体レーザ光
源とし、且つ該レーザ光源に照射光制御部を具備し、該
制御部はディスク回転周期に比し光の照射タイミングを
延伸する構成としている。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to an apparatus for inspecting the surface waviness shape of a disk rotating at high speed, and is capable of inspecting the waviness shape of a disk rotating at high speed with high lateral resolution using a simple configuration. The purpose of the present invention is to provide a device that inspects the waviness shape of the disk surface by receiving the reflected light of a light beam irradiated on a rotating disk by a light receiving element, in which the light source of the light beam is a semiconductor laser light source. Further, the laser light source is provided with an irradiation light control section, and the control section is configured to extend the light irradiation timing relative to the disk rotation period.

[産業上の利用分野コ 本発明は高速回転中のディスクについて表面うねり形状
を検査する装置に関する。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to an apparatus for inspecting the surface waviness of a disk rotating at high speed.

従来、高速回転中の磁気ディスクについて4分割ホトセ
ンサによりうねり形状を検査することは意図されたが、
より高速回転のディスクに対し追随できず、静電容量的
センサでは横方向の分解能が十分でないという欠点があ
った。そのため簡易な構成で分解能のより高い検査装置
を開発することが要望された。
Conventionally, it was intended to inspect the waviness shape of a magnetic disk rotating at high speed using a four-part photo sensor, but
Capacitive sensors have the drawback of not being able to follow the faster-rotating disks, and of insufficient lateral resolution. Therefore, there was a need to develop an inspection device with a simple configuration and higher resolution.

[従来の技術] 毎分3600回転する磁気ディスクのように静止状態で
は平板である筈の円板が、製造時の温度、加工歪みなど
のため「うねり」を生じることがある。
[Prior Art] A disk, such as a magnetic disk that rotates at 3,600 revolutions per minute, which is supposed to be a flat plate in a stationary state, may cause "waviness" due to temperature during manufacturing, processing distortion, etc.

第4図は従来のうねり検査装置を示す概略図である。第
4図において、1はディスク、IAは角度θだけ傾いた
ディスクを示す破線、2はディスクを回転させる軸、3
はレーザ光の光源、4はビームスプリッタ、5は4分割
された受光素子センサを示す。回転軸2を中心に、2と
示す位置でディスクを軸止めして高速回転させる。その
ためディスクが停止位置では例えば円周部が水平線より
下方に撓んでいるような状態であり、高速回転中は円周
方向への回転トルクを受は水平面となり、或いは水平面
より逆に持ち上がるようになる。磁気ディスクでは円板
面に磁気ヘッドが近接して設けられているので、回転中
のディスクがヘッドと衝突すると、両者が破壊する恐れ
がある。そのため毎分3600回転のように高速回転し
ている時のディスク面の撓み・うねりを調べる必要があ
る。レーザ光源3からのレーザ光をディスク1面に照射
し、その反射光について受光素子センサ5を使用し、以
下記述するように調査することが出来る。第5図は受光
素子センサ5を正面(ディスク反射光の入射側)から見
た図であって、5A〜5Dと示す受光素子4個が上下左
右に殆ど接して設けられている。レーザ光源3から停止
中のディスク1上、水平面の所定位置P1にビームスプ
リッタ4を透過して照射した光が、真上に反射するとビ
ームスプリッタ4により直角に曲げられ、受光素子5の
中心部即ち、素子5八〜5Dの接している部分に○印の
ように入射する。次にディスク1が高速回転してIAと
示す破線の状態となったとする。レーザ光は受光素子セ
ンサ5の面上◎の位置に入射する。○と◎との間をSと
し、ビームスプリフタ4とディスク1面との距離をLと
すると、計算上5=2Lθとなる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional waviness inspection device. In Fig. 4, 1 is a disk, IA is a broken line showing a disk tilted by an angle θ, 2 is an axis for rotating the disk, and 3
4 indicates a laser light source, 4 a beam splitter, and 5 a four-divided light receiving element sensor. The disk is stopped at a position indicated by 2 around a rotating shaft 2 and rotated at high speed. Therefore, when the disk is in a stopped position, for example, the circumference is bent below the horizontal line, and during high-speed rotation, the disk receives rotational torque in the circumferential direction on a horizontal plane, or conversely rises above the horizontal plane. . In a magnetic disk, a magnetic head is provided close to the disk surface, so if the rotating disk collides with the head, there is a risk that both will be destroyed. Therefore, it is necessary to examine the deflection and waviness of the disk surface when rotating at high speeds such as 3,600 revolutions per minute. Laser light from the laser light source 3 is irradiated onto one surface of the disk, and the reflected light can be investigated using the light receiving element sensor 5 as described below. FIG. 5 is a view of the light-receiving element sensor 5 viewed from the front (disc reflected light incident side), and four light-receiving elements 5A to 5D are provided almost in contact with each other in the upper, lower, left, and right directions. Light emitted from the laser light source 3 to a predetermined position P1 on the horizontal plane on the stopped disk 1 after passing through the beam splitter 4 is reflected directly above and is bent at a right angle by the beam splitter 4, thereby striking the center of the light receiving element 5, i.e. , is incident on the contacting portions of elements 58 to 5D as indicated by the circle. Next, assume that the disk 1 rotates at high speed and reaches the state indicated by the broken line IA. The laser beam is incident on the surface of the light-receiving element sensor 5 at a position marked ◎. If the distance between ○ and ◎ is S, and the distance between the beam splitter 4 and the disk 1 surface is L, then 5=2Lθ is calculated.

したがって高速回転中のディスク面上の所定位置P1よ
り他の位置P2に対して光を照射し、Sの値を測定すれ
ば、Plと82間(S)においてθの値に変化があった
かどうか、換言すればディスク面のうねり形状をディス
ク面上で順次に測定することができる。なお、◎の位置
変化を求めるためには、各素子5A〜5Dの受光量を演
算する。
Therefore, if light is irradiated from a predetermined position P1 on the disk surface rotating at high speed to another position P2 and the value of S is measured, it can be determined whether there is a change in the value of θ between Pl and 82 (S). In other words, the undulation shape of the disk surface can be sequentially measured on the disk surface. In addition, in order to obtain the positional change of ◎, the amount of light received by each of the elements 5A to 5D is calculated.

例えば各素子の受光量について(5A+5B)と(5C
+50)の演算を行い、次に各項の差値を求める。予め
校正曲線を求めて置けば受光量の差値からSの値を直接
水めることが出来る。
For example, regarding the amount of light received by each element (5A + 5B) and (5C
+50), and then calculate the difference value for each term. If a calibration curve is obtained and stored in advance, the value of S can be determined directly from the difference value of the amount of received light.

[発明が解決しようとする課題] 第4図の構成では、光源3がらのレーザ光がディスク1
面において、例えば直径50μmに絞っている。ディス
ク1が直径5.25インチとしてその最外周をピッチ2
0μmで測定し、うねり形状を検査する必要があり、そ
のデータ量は約84にとなり、且つディスクが毎秒60
回転もするので、データ速度は約5Mデータ/Sとなる
。そのため周波数帯域が100kHz程度のホトダイオ
ードを使用する受光素子では、到底測定することが出来
ない。
[Problems to be Solved by the Invention] In the configuration shown in FIG. 4, the laser beam from the light source 3 is
For example, the diameter of the surface is narrowed down to 50 μm. Disc 1 has a diameter of 5.25 inches and its outermost circumference is pitch 2.
It is necessary to measure at 0 μm and inspect the waviness shape, and the amount of data is approximately 84, and the disk speed is 60 m/sec.
Since it also rotates, the data rate is approximately 5M data/s. Therefore, a light receiving element using a photodiode with a frequency band of about 100 kHz cannot perform measurement at all.

本発明の目的は前述の欠点を改善し、簡易な構成で高速
回転中のディスクのうねり形状について、横方向の分解
能を高く検査できる装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks and to provide an apparatus that can inspect the undulation shape of a disk rotating at high speed with a high resolution in the lateral direction with a simple configuration.

[課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理構成を示す図である。第1図にお
いて、1はディスク、4は光ビームスプリフタ、5は受
光素子、13は半導体光源、14は照射光制御部を示す
[Means for Solving the Problems] FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention. In FIG. 1, 1 is a disk, 4 is a light beam splitter, 5 is a light receiving element, 13 is a semiconductor light source, and 14 is an irradiation light controller.

回転中のディスク(1)に照射された光ビームの反射光
を受光素子(5)により受光し、ディスク(1)表面の
うねり形状を検査する装置において、本発明は下記の構
成としている。即ち、 光ビームの光源を半導体レーザ光源(13)とし、且つ
咳レーザ光源に照射光制御部(14)を具備し、該制御
部(14)はディスク(1)回転周期に比し光の照射タ
イミングを延伸する構成としたことである。
The present invention has the following configuration in an apparatus for inspecting the shape of waviness on the surface of a disk (1) by receiving reflected light of a light beam irradiated onto a rotating disk (1) by a light receiving element (5). That is, the light source of the light beam is a semiconductor laser light source (13), and the cough laser light source is equipped with an irradiation light control section (14), and the control section (14) controls the irradiation of light in proportion to the rotation period of the disk (1). This is because the timing is extended.

[作用] 第1図の構成において、光ビームの光源を半導体レーザ
光源としているから、レーザの発光を制御するときパル
ス状に駆動信号を与えることにより、パルス状のレーザ
光を得ることが出来る。そのためディスクlの回転周期
に比し、駆動信号を与えるタイミングを延伸し、ディス
ク1の回転毎に順次具なる位置に間欠的に光ビームを照
射するように制御すれば、ディスク1が複数回、回転し
た後に全データを取得することが出来る。
[Operation] In the configuration shown in FIG. 1, since the light source of the light beam is a semiconductor laser light source, pulsed laser light can be obtained by applying a pulsed drive signal when controlling laser emission. Therefore, if the timing of applying the drive signal is extended compared to the rotation period of the disk 1, and the light beam is controlled to be irradiated intermittently to specific positions each time the disk 1 rotates, the disk 1 can be rotated multiple times. All data can be retrieved after rotation.

[実施例] 第2図は本発明の実施例の構成を示す図である。[Example] FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

第2図において、14と示す照射光制御部はレーザ用パ
ルス駆動回路15と、制御回路18とで構成される。1
6はディスク回転用モータ、17はディスクの回転位置
信号を出力するロークリエンコーダ、19は中央処理装
置CPU、20は検査データ格納用メモリ、21は検査
信号処理部、22はデータ収集部を示している。ロータ
リエンコーダ17によりディスク1の回転についての基
準位置信号を受け、その基準パルスに対応して制御回路
18から半導体レーザ光源13を駆動する信号を得て、
駆動回路15に印加する。例えばディスクlの最外周に
おいて、M回のレーザ光照射を行うとき、M+1回の照
射は第1回の照射より第2回の照射点側を照射するよう
に設定し、都合N周回の照射を行ってディスク円周上を
全体的に照射する。第3図は第2図の動作タイミングチ
ャートを示す。第3図Aはロークリエンコーダ出力を示
し、周期をTとする。この周期はディスクの1回転時間
に対応する。前述のようにN周回によりデータを収集す
るとき、第3図BのようにTよりT/N時間だけ遅くし
て半導体レーザを駆動する。
In FIG. 2, an irradiation light control section indicated as 14 is composed of a laser pulse drive circuit 15 and a control circuit 18. 1
6 is a disk rotation motor, 17 is a low encoder that outputs a disk rotational position signal, 19 is a central processing unit CPU, 20 is a memory for storing test data, 21 is a test signal processing section, and 22 is a data collection section. ing. A reference position signal regarding the rotation of the disk 1 is received by the rotary encoder 17, and a signal for driving the semiconductor laser light source 13 is obtained from the control circuit 18 in response to the reference pulse.
The voltage is applied to the drive circuit 15. For example, when performing laser light irradiation M times on the outermost circumference of the disk L, the M+1 irradiation is set to irradiate the second irradiation point side more than the first irradiation, and the irradiation is performed a total of N times. irradiate the entire circumference of the disc. FIG. 3 shows an operation timing chart of FIG. 2. FIG. 3A shows the output of the low-resolution encoder, and the period is T. This period corresponds to one rotation time of the disk. When data is collected through N rounds as described above, the semiconductor laser is driven with a delay of T/N time from T as shown in FIG. 3B.

ディスク1面において反射された光は受光素子5により
受光され、第3図Cに示す出力信号を得る。
The light reflected from the surface of the disk 1 is received by the light receiving element 5, and an output signal shown in FIG. 3C is obtained.

第3図Cは受光素子5の成る1つの素子の出力を示して
いる。ディスクの表面形状に応じて受光素子への入射位
置が変化することは、前述のとおりである。第3図Cに
示すセンサ出力はヰ★査信号処理部21において、光電
流を電圧に変換し、各素子の出力について演算を行って
からデータ収集部22に出力する。データ収集部22に
おいて、制御回路18からのスタートトリガ信号(レー
ザパルス駆動回路出力に対応する信号)によりピーク検
出または積分型のアナログ・ディジタル変換を開始し、
変換出力をバッファに格納しておく。次のスタートトリ
ガ信号により次の信号について処理を再開すると共に、
バッファ格納データを検査データ格納用メモリ20に格
納する。このとき中央処理装置19はメモリ格納場所を
適宜指令することができる。検査終了後に、中央処理装
置19はメモリ20のデータを読出し、表面うねり形状
を算出する。
FIG. 3C shows the output of one element of the light-receiving element 5. As described above, the position of incidence on the light receiving element changes depending on the surface shape of the disk. The sensor output shown in FIG. 3C is obtained by converting the photocurrent into voltage in the scanning signal processing section 21, performing calculations on the output of each element, and outputting it to the data collection section 22. In the data acquisition unit 22, peak detection or integral type analog-to-digital conversion is started by a start trigger signal (signal corresponding to the laser pulse drive circuit output) from the control circuit 18,
Store the conversion output in a buffer. At the same time as restarting processing for the next signal by the next start trigger signal,
The buffered data is stored in the test data storage memory 20. At this time, the central processing unit 19 can appropriately command the memory storage location. After the inspection is completed, the central processing unit 19 reads the data from the memory 20 and calculates the surface waviness shape.

本発明を適用する測定対象物は、磁気ディスクとは限ら
ず高速移動を行う同種のものについて、その表面の形状
を検査することが出来る。
The object to be measured to which the present invention is applied is not limited to a magnetic disk, but the surface shape of the same object that moves at high speed can be inspected.

[発明の効果] このようにして本発明によると、やや長時間を要するが
、通常の周波数帯域の受光素子センサを用いて高速回転
中のディスクについて、その表面のディスク周囲方向(
回転中心から等距離の円周に沿う方向)にうねり形状を
、高い分解能で検査することが出来る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, although it takes a rather long time, a light-receiving element sensor in a normal frequency band is used to measure the surface of a disk in the circumferential direction (
The undulation shape can be inspected with high resolution in the direction along the circumference equidistant from the center of rotation).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理構成を示す図、 第2図は本発明の実施例の構成を示す図、第3図は第2
図の動作タイミングチャート、第4図は従来の検査装置
の構成を示す図、第5図は第4図における受光素子を示
す図である。 1−ディスク 3−・レーザ光の光源 4−ビームスプリッタ 5・・・受光素子センサ 13−・−半導体光源 14−照射光制御部 特許出願人    富士通株式会社 代 理 人  弁理士  鈴木栄祐 本命E月の及理稈1◇四口 第1図 芙Xイ7り 第2図 タイやングチャート 第3図
Fig. 1 is a diagram showing the principle configuration of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the invention, and Fig. 3 is a diagram showing the configuration of the embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the configuration of a conventional inspection device, and FIG. 5 is a diagram showing a light receiving element in FIG. 4. 1 - Disk 3 - Laser light source 4 - Beam splitter 5... Photodetector sensor 13 - Semiconductor light source 14 - Irradiation light control unit Patent applicant Fujitsu Ltd. Representative Patent attorney Eisuke Suzuki Favorite E 1 ◇ Four mouths 1st figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 回転中のディスク(1)に照射された光ビームの反射光
を受光素子(5)により受光し、ディスク(1)表面の
うねり形状を検査する装置において、 光ビームの光源を半導体レーザ光源(13)とし、且つ
該レーザ光源に照射光制御部(14)を具備し、該制御
部(14)はディスク(1)回転周期に比し光の照射タ
イミングを延伸する構成としたこと を特徴とするディスク表面うねり形状の検査装置。
[Scope of Claims] An apparatus for inspecting the shape of waviness on the surface of a disk (1) by receiving reflected light of a light beam irradiated onto a rotating disk (1) by a light receiving element (5), comprising: a light source for the light beam; is a semiconductor laser light source (13), and the laser light source is equipped with an irradiation light control section (14), and the control section (14) is configured to extend the light irradiation timing relative to the rotation period of the disk (1). This is an inspection device for the shape of waviness on a disk surface.
JP13796588A 1988-06-04 1988-06-04 Inspecting device for disk surface waviness shape Pending JPH01307610A (en)

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