JPH0251009A

JPH0251009A - 面振れ量、反り角測定装置

Info

Publication number: JPH0251009A
Application number: JP20111488A
Authority: JP
Inventors: Yoriji Kawasaki; 川崎　順志
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はハード・ディスクあるいはコンパクト・ディス
ク、光磁気ディスク等の光ディスクなどビームを反射す
る材料からなる被測定媒体の面振れ量、反り角を自動測
定する評価または検査装置に関する。

〔従来の技術〕

被測定媒体が光ディスクの場合について説明すると光デ
ィスクの多くはポリカーボネイト等のグ形が生じる。図
中、点線は変形の々い理想の光ディスク４′であり、実
線が実際の光ディスク４を示している。この変形のうち
、円周方向の凹凸の最大振幅量を面振れ量という。この
面振れ量は光ディスクに情報を記録あるいは再生する場
合の対物レンズの軸方向の移動振幅量に対応し、フォー
カス・サーボの周波数特性に深く関係する。

まだ、第６図に示すように、光デイスク信号面４ｂが軸
方向に対して直角ではなく、傾斜を持っている場合、光
ディスクからの反射光４２は正確に対物レンズ４１に戻
らなくなり、サーボのはずれや信号品質の低下をまねい
てしまうため、この傾斜はできるだけ小さいことが望ま
しい。この傾斜を光ディスクの反りと言い、その角度を
反り角という。

従来、このような面振れ量や反り角の測定は、光ディス
ク・ドライブ装置に被測定対象の光ディスクを装着し、
フォーカス・サーボをかけ、その時の対物レンズの動き
を光学式あるいは静電容量式のセンサで測定したシフオ
ーカス・コイルに流れる電流値を測定することで行なっ
ていた。（従来の技術の一例としては、←昭６１−２７
７００７がある。）一般的な従来技術を第７図を用いて説明すると、まず、
光ディスク４は、クランパー４４でエア・スピンドルモ
ータ４６のシャフト４５に固定される。

エア・スピンドルモータ４６ハスビ／ドル・サーボ回路
４８の働きにより、ＣＡＶ　（等角速度）あるいはＣＬ
Ｖ　（等線速度）で回転する。光ディスク４の下側には
、スライド・テーブル５２によって、ディスク半径方向
に移動可能な光学ヘッド４９を配置する。光学ヘッド４
９の上部に取シ付けられたアクチュエータ５０はフォー
カス・サーボ回路５５の動きで、対物レンズ４１をレー
ザー・ビームが信号面４ｂに焦点を結ぶように上下方向
に動かす。

この対物レンズ４１の動きを変位センサ５１で測定し、
Ａ／Ｄ変換器５４を通して、コントローラ・データ処理
部５６に導く。このコントローラ・データ処理部５６に
は通常マイクロ・コンピュータ等が用いられ、光学へク
ド４９の位置（ヘッド位置検出器５３により検出され、
コントローラ・データ処理部５６にデータが送られる）
と、そのときの対物レンズ４１の変位量とから、光ディ
スクの面振れ量、上述した従来の測定方法は、実際に光
ディスク４をドライブ装置で使用する状態とほとんど同
一であるため、理想的であると言える。測定の精度も、
エア・スピンドルモータ４６を使用し、スライド・テー
ブル５２とシャフト４５との垂直度等の機械精度のよい
ものを使用し、クランプ方式をマグネット・チャッキン
グ等にするなど工夫すれば問題ない。

しかしながら、そのような複雑な機構分持つために、装
置が高価になり、保守管理等も困難にならざるをえない
。また、量産ライン等で使用する場合は、測定（（時間
がかかるために、全数検査をれ量、反り角測定装置はレ
ーザー等のコリメートビーム光源とそのビームを被測定
媒体の全面に垂直方向から照射するビーム走査器と、被
測定媒体から反射されるビームの反射角を検出するビー
ム反射角検串器と、甘夏貴み嬰封奔ビーム走査器からの
位置情報とビーム反射角検出器からの反射角情報から被
測定媒体の面層れ量、反り角を算出するデータ処理部を
有することを・特徴としている。

前記のビーム走査器は、ディスクの半径方向に移動する
ミラー、駆動系とディスクを回転させる回転系より構成
される。あるいは、直交する２つのミラー直線駆動系よ
り構成される。また、本発明で用いられるコリメート・
ビーム光源を複数の而振れ量、反り角測定装置で共有す
ることも可能である。

〔作　用〕

上述したコリメート・ビーム光源と、ビーム走査器、そ
してビーム反射角検出器は、従来技術で用いられていた
光学ヘッドおよびその駆動装置の代わシの働きをする。

ビーム走査器は、ヘッドを動かし、ビーム・スポットを
移動させるヘッド駆動系の代わシであり、ビーム反射角
検出器は、フォーカス誤差検出系、フォーカス・サーボ
系および対物レンズの変位検出系の代わりをするもので
ある。このように分解能を犠牲にして、構成を極力簡単
にすることで、装置の組立て、調整、保守等を容易とし
、駆動部分重量を軽くし、測定の高速化をはかり、前述
した問題点を解決している。

〔実施例〕

次に、本発明について、図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の概要を示した構成ブロック図である
。本発明は、図に示すように、レーザー光源１、ビーム
走査器３、ビーム反射角検出器６、コントローラ・デー
タ処理部９よシ構成される。

光デイスク面に対して垂直方向より、レーザー光源１か
らのビーム（入射ビーム２）をビーム走査器３を使って
光ディスク４に照射すると、光ディスク４の基準面（変
形がない理想のディスク面）からの傾きに応じた角度で
ビームは反射する。その反射ビーム５の反射角をビーム
反射角検出器６を用いて測定すれば、光ｆイスク４上の
ビーム照射位置のディスク面傾斜角（反り角）を知るこ
とができる。そこでビーム走査器３を用いて、光ディス
ク４の全面にビームを走査させれば、光ディスク４全面
の反り角の分布がわかる。また、その値を光デイスク４
上のビーム照射位置に対して積分することにより、（ビ
ーム照射位置情報７はビーム走査器３よりコントローラ
・データ処理部９へ送られる）光ディスク４の変位分布
（ディスク曲面）が得られ、これにより面振れ量を算出
することができる。

第２図は、本発明の第１の実施例である。レーザー光源
１からのビーム（入射ビーム２）をビーム・スプリッタ
１０を通して、ビーム走査器３に導く。ビーム走査器３
は、ミラー１１とそのホ動装置（図示せず）で構成され
る。ミラー１１は入射ビーム２に対して４５°の角度に
配置され、入射ビーム２を９０°曲げて、光ディスク４
に垂直方向より照射させる。ミラー１１は図２に示す矢
印方向に動かし、光ディスク４の半径方向にビームを走
査する。光ディスク４からの反射ビーム５はビーム照射
位置のディスク反り角に応じた角度で反射され、入射ビ
ーム２とほぼ同じ光路でミラー１１で反射され、ビーム
・スプリッタ１０に戻る。このビーム・スプリッタ１０
で反射ビーム５は分離されてビーム反射角検出器６に導
かれ、電気信号に変換される。

ビーム反射角検出器６には、ビーム位置検出器等を用い
るが、これはビーム変位１３が光ディスク４からビーム
反射角検出器６までの距離が大きければ、ビーム反射角
とほぼ等しいと考えることができるからである。そして
、ビーム反射角はディスク反り角に対応しており、入射
ビーム２をビーム走査器３で光ディスク４の半径方向に
走査し、また、光ディスク４をスピンドルモータ１２で
回転させれば、入射ビーム２を光ディスク４の全面に照
射することができ、ディスク全面の反り角の分布を知る
ことができる。また、ディスクの反りは、ディスクの変
位の変化率に対応するから、ディスク上での位置に対し
て反り量をコントローラ・データ処理部９において積分
すれば、光ディスク４の変位を求めることができる。こ
れにより面振れ量が導出される。この実施例の特徴は、
ビーム走査器３を直線移動するミラー１１とディスク回
転系（スピンドル・モータ１２）にわけたことである。

直線移動物がミラー−枚であることから、重量が軽く、
高速で走査することができ、測定時間の短縮をはかるこ
とができる。

なお、ミラーやビーム・スプリッタ等、光学系の配置は
様々なものが考えられ、この実施例はその一例にすぎな
いことは言うまでもない。

次に第３図に第２の実施例を示す。これは、ビーム走査
器３を２枚のミラー２ｉ　、　２２て構成しており図で
はミラ一部分のみを示しである。図に示す通り、ミラー
Ｘ２１をＸ方向に動かし、ミラーＺ２２を２方向に動か
すことによシ、ビームをｘｚ平面に対して垂直方向のま
ま自在に走査することができる。これにより第２図の第
１実施例のように光ディスク４を回転させる必要がない
ため、光ディスク４をスピンドル・モータ１２に取り付
ける機構やスピンドル・モータ１２自身も不要となる。

第４図に第３の実施例を示す。これは、複数枚の光ディ
スクの面振れ量、反り角を同時に測定する場合の一実施
例である。レーザー光源１からのビームをビーム・スプ
リッタ３１を図のように配置することで複数に分割し、
複数の面振れ量、反り角測定装置３２へ導くようにする
。これにより、各面振れ量、反り角測定装置３２でレー
ザー光源を共有することができる。

なお、実施例では被測定媒体が光ディスクの場合につい
て説明したがハードディスクを含め、ビームを反射する
材料からなる被測定媒体であれば本発明の装置で面振れ
量、反り角を測定できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の面振れ量、反り角測定装
置は、従来の測定装置と比較して、光ヘッドを用いない
ため、分解能はレーザー・ビームの径に限られてしまう
が、可動部分重量が少なく、光ディスク等の面振れ量、
反り角の測定が高速で行なえる。また、構成要素が少な
いため、装置の保守管理も容易であシ、かつ安価に製作
できる。

まだ、本発明の場合、被測定媒体と測定装置との間の距
離を比較的長くとれるため、被測定媒体だけを特別な環
境下におき（例えば恒温恒湿槽の中など）、経時変化を
見るなど特殊な測定に用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成ブロック図、第２図は、本発明の
第１の実施例を示す説明図、第３図は第２の実施例を示
す説明図、第４図は第３の実施例を示すブロック図、第
５図は光ディスクの面振れを示すディスク斜視図、第６
図は光ディスクの反り角を示すディスク断面図、第７図
は従来技術の説明図である。図中１はコリメートビーム光源（レーザー光諏へ３はビ
ーム走査器、６はビーム反射角検出器、９はコントロー
ラ・データ処理部、４は被測定媒体（光ディスク）であ
る。第１図ｇ−、ｇ月の１旬へ７゛口、７つ２Ｉ７１第３図冥弛例
シ第図大ノダイスンの憧γ楯にれ第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コリメートビーム光源とそのビームを被測定媒体
の全面に垂直方向から照射するビーム走査器と、被測定
媒体から反射されるビームの反射角を検出するビーム反
射角検出器と、ビーム走査器からの位置情報とビーム反
射角検出器からの反射角情報から面振れ量、反り角を算
出するコントローラ・データ処理部を有する面振れ量、
反り角測定装置。
（２）前記被測定媒体がディスク状であることを特徴と
する請求項（１）記載の面振れ量、反り角測定装置。
（３）前記ビーム走査器が前記ディスク状被測定媒体の
半径方向に移動するミラー駆動系と前記ディスク状被測
定媒体を回転する回転系より構成されたことを特徴とす
る請求項（１）、（２）記載の面振れ量、反り角測定装
置。
（４）前記ビーム走査器が直交する２つのミラー直線駆
動系より構成されたことを特徴とする請求項（１）、（
２）記載の面振れ量、反り角測定装置。
（５）コリメート・ビーム光源からのビームを複数に分
割し、複数の前記ビーム走査器に供給することを特徴と
する請求項（１）から（４）記載の面振れ量、反り角測
定装置。