JPH09257444A - ディスク試験装置 - Google Patents

ディスク試験装置

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JPH09257444A
JPH09257444A JP9041296A JP9041296A JPH09257444A JP H09257444 A JPH09257444 A JP H09257444A JP 9041296 A JP9041296 A JP 9041296A JP 9041296 A JP9041296 A JP 9041296A JP H09257444 A JPH09257444 A JP H09257444A
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JP
Japan
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under test
disk
detecting means
detection signal
detecting
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JP9041296A
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English (en)
Inventor
Yasushi Sato
寧 佐藤
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Tektronix Japan Ltd
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Sony Tektronix Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】迅速に、高精度にかつ簡単に被試験ディスクの
試験を自動的に行えるディスク試験装置を実現するこ
と。 【解決手段】レーザー光線を被試験ディスク12上に照
射する光源32、被試験ディスク12からの反射光を検
出し、反射面からの距離を表す距離検出信号を発生する
光学距離検出手段40、42と、該光学距離検出手段か
らの上記距離検出信号から上記被試験ディスク上の平坦
度を検出する平坦度検出手段66とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクや光
ディスクの試験に好適なディスク試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のディスク表面検査装置の
構成を示すブロック図である。光源10から磁気ディス
クの如き被試験ディスク12の表面上に帯状のスリット
光を照射し、その反射光をCCDライン・センサ・カメ
ラのような2台の撮像装置14-1及び14-2で撮像
し、それらの結果を夫々3台の画像処理装置16-1及
び16-2で画像処理して、その処理データをコンピュ
ータ18により解析するシステムである。撮像装置14
-1は、反射光に関する明視野領域に配置され、撮像装
置14-2は、反射光に関する暗視野領域に配置されて
いる。
【0003】ディスク表面上の欠陥の種類としては、接
触キズ、塵の付着、テクスチャ工程での異常、スパッタ
異常、打痕、欠損、油類の付着等多くのものがある。こ
れらの中で、スパッタ異常は、表面の凹凸は殆ど存在せ
ず、反射光の色合い又は輝度の変化となって現れること
から、明視野領域に配置された撮像装置14-1で観測
される。また、接触キズ、欠損、ゴミや塵の付着、油類
の付着等の場合には、反射角度が大きく外れることか
ら、暗視野領域に配置された撮像装置14-2により観
測される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のような検査シス
テムによれば、各撮像装置により得られた測定データに
基づいて、欠陥の種別をある程度判断できるという利点
があるが、複数の撮像装置及び各測定データを画像処理
する複数の画像処理装置が必要となるので、コストが嵩
むという問題がある。また、欠陥の種別まで判断するの
は、欠陥の内容を検知し、それを分析するような場合で
あるが、生産ライン等で全数検査をする場合には、良品
であるか不良品であるかの判別が重要であり、欠陥の種
別の判断までする必要のないことも多い。この目的の為
に上述のような高価なシステムを使用するのは、過剰投
資となり望ましくない。更に、測定画像データの判断を
人間が行うのは煩雑で信頼性にも問題がある上に、相当
の時間がかかり、試験時間が長くなるという不都合もあ
る。その上、このような従来の方法では、被試験ディス
クの表面上の凹凸の検出精度は20μm程度しかなく、
より高精度な欠陥検出方法の実現が望まれている。
【0005】したがって、本発明の目的は、迅速に、高
精度にかつ簡単に被試験ディスクの試験を自動的に行え
るディスク試験装置を実現することである。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明のディスク試験装置
は、レーザー光線を被試験ディスク上に照射し、該被試
験ディスクからの反射光を検出し、反射面からの距離を
表す距離検出信号を発生する光学距離検出手段と、該光
学距離検出手段からの上記距離検出信号から上記被試験
ディスク上の平坦度を検出する平坦度検出手段とを具え
ることを特徴とする。
【0007】また、本発明のディスク試験装置は、レー
ザー光線を被試験ディスク上に照射し、該被試験ディス
クからの反射光の強度を検出する光強度検出手段と、該
光強度検出手段からの光強度検出信号から上記被試験デ
ィスク上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを具えること
を特徴とする。
【0008】更に、本発明のディスク試験装置は、レー
ザー光線を被試験ディスク上に照射し、該被試験ディス
クからの反射光から上記被試験ディスクに記録された磁
気記録情報を検出する磁気記録情報検出手段と、該磁気
記録情報検出手段により検出された磁気記録情報から上
記被試験ディスク上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを
具えることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の好適な実施の形
態の原理を示すブロック図である。この例では、光学ピ
ックアップ20を使用し、被試験ディスク12上にレー
ザー光線を照射し、その反射光線を検出部で受け、光強
度検出信号、磁気検出信号及び距離検出信号を発生する
構成である。光学ピックアップ20からの距離検出信号
は、対物レンズ用サーボ部22に供給され、このサーボ
部22からの対物レンズ駆動信号により、光学ピックア
ップ20の対物レンズが駆動され、被試験ディスク12
上にレーザー光線の焦点が適切に合うようにサーボ制御
が行われる。光学ピックアップ20からは、光強度検出
信号、磁気検出信号及び距離検出信号が出力される。図
1に示すように、被試験ディスク12が回転されると、
光学ピックアップ20からのレーザー光線の照射点が被
試験ディスク12の表面を螺旋状又は同心円状に走査
し、この試験走査の過程で得られる光強度検出信号、磁
気検出信号及び距離検出信号から被試験ディスク12の
良否の試験を行う。
【0010】光強度検出信号は、レーザー光線を照射
し、その反射光の強度を表す信号であり、被試験ディス
ク上のシミや色ムラ等に起因する反射率の変化を検出す
ることができる。また、被試験ディスク12がコンパク
ト・ディスク等の光ディスクである場合には、この光強
度検出信号は記録データの情報も含むことになる。磁気
検出信号は、詳細に後述するように、被試験ディスク1
2が磁気ディスクである場合、この磁気ディスク上に磁
気記録された情報の検出信号であり、試験データが適正
に記録されているか否かを検出することができる。距離
検出信号は、光学ピックアップ20の焦点制御にも共用
される信号であり、被試験ディスク12の表面からの距
離を表す信号である。この距離検出信号により、被試験
ディスク12の表面の凹凸を検出することができる。図
1に示すように、被試験ディスク12の表面にキズ等に
よる凹凸があると、レーザー光線の反射位置が変化する
ので、距離検出信号も同様に変化する(図1参照)。そ
の結果、この距離検出信号を所定のキズ検出レベルと比
較することにより、キズ検出レベルを超えた場合にキズ
検出信号のパルスを発生することができる(図1参
照)。このパルスをカウンタで計数すれば、全体のキズ
の個数や発生頻度等も簡単に求められ、自動的なキズの
検出が容易に可能となる。
【0011】図2は、図1の光ピックアップ20の対物
レンズ部分の構成の一例を示す断面図である。対物レン
ズ24は、バネ26を介して磁石構体28に接続されて
いる。また、対物レンズ24には、対物レンズ駆動用コ
イル30も接続されており、この対物レンズ駆動用コイ
ル30は、磁石構体28のN極とS極の間に配置される
ように、別のバネにより磁石構体28に接続されてい
る。この結果、対物レンズ駆動用コイル30に供給する
駆動信号により対物レンズが駆動され、レーザー光線の
焦点調節が行われる。
【0012】図3は、図1の光学ピックアップ20及び
関連要素の構成の一例を示すブロック図である。対応す
る要素には同じ参照番号を付している。レーザダイオー
ド32からの出力光線は、コリメータ・レンズ33及び
波面修正プリズム34を介してS偏光ビームスプリッタ
35に供給される。このS偏光ビームスプリッタ35
は、S波成分のみを100%反射し、P波成分の透過・
反射率が50%となるように設計されている。この結
果、S偏光ビームスプリッタ35から対物レンズ24を
介して被試験ディスク12に照射されるレーザー光線
は、高純度な直線偏光となる。したがって、P波成分の
みの直線偏光が被試験ディスク12に照射されることに
なる。しかし、被試験ディスク12が磁気ディスクであ
り、磁気記録情報が記録されていると、その磁気記録情
報に応じた磁界により、反射光線の偏光面の回転が生じ
(磁気光学効果又は磁気的カー効果という)、部分的に
S波成分が発生することになる。この被試験ディスク1
2の磁気記録情報により生じたS波成分は、磁気記録情
報に対応しており、このS波成分を検出することによ
り、被試験ディスク12の記録情報を検出することがで
きる。被試験ディスク12の表面上の反射光の内、ビー
ムスプリッタ35により反射された光線は、偏光ビーム
スプリッタ36に供給され、これを透過した光線は中間
レンズ37を透過し、カマボコ型のシリンドリカルレン
ズ38を介してフォトダイオード40に供給される。こ
のフォトダイオード40は、検出面が4分割型の構成で
あり、当業者には周知の非点収差法(Astigmatic Metho
d)により、焦点誤差信号(Focus ErrorSignal)を発生
する。この焦点誤差信号は、対物レンズ用サーボ回路2
2に供給され、このサーボ回路22から制御信号が対物
レンズ駆動コイル30に供給され、対物レンズ24の焦
点調整が行われる。本発明では、フォトダイオード40
の出力信号である焦点誤差信号を緩衝増幅器42で受
け、この緩衝増幅器42の出力を距離検出信号として採
用する。この距離検出信号は、図1に関して説明したよ
うに、被試験ディスク12の表面上の凹凸を検出するの
に使用される。この方法によれば、被試験ディスク12
の表面上の凹凸の検出精度は、0.1μm程度と極めて
高精度であり、更に、被試験ディスク12上のレーザー
光線のスポット幅は約1μm程度であり、極めて精細に
表面試験を行うことができる。その上、非点収差法は、
コンパクト・ディスク装置等に採用されている周知の方
法であるが、装置の小型化に大きく寄与する。
【0013】偏光ビームスプリッタ36により反射され
た光線は、半波長板43を透過することにより、互いに
90度をなす偏光成分に分解され(円偏光)、中間レン
ズ44を介して偏光ビームスプリッタ45に供給され
る。この偏光ビームスプリッタ45により、互いに90
度をなす偏光成分が分離出力される。すなわち、一方の
偏光成分は、偏光ビームスプリッタ45を透過し、フォ
トダイオード46により検出される。また、位相が90
度異なる他方の偏光成分は、偏光ビームスプリッタ45
により反射され、別のフォトダイオード48により検出
される。この結果、これら2つのフォトダイオード46
及び48の出力を加算することにより光強度検出信号が
加算器50の出力端から得られる。また、フォトダイオ
ード46及び48の出力の差をとることにより、減算器
52の出力からは磁気検出信号が得られる。光強度検出
信号は、被試験ディスク12の表面上の反射率の変化を
表すので、色ムラやシミ等を検出することができる。ま
た、磁気検出信号は、被試験ディスク12上の磁気記録
情報に基づく磁気的カー効果による偏光面の回転量を表
しているので、この磁気検出信号から被試験ディスク1
2の磁気記録情報を読み取ることが出来る。なお、光強
度検出信号は、フォトダイオード46及び48の出力の
加算により求めているが、この方法に限定されるもので
はない。
【0014】図4は、本発明のディスク試験装置の好適
な実施の形態の一例を示す断面図である。被試験ディス
ク12の試験を行う検査ヘッド54は、8つの検査部1
〜8から構成されている。各検査部は、図1〜図3に示
したものと同様であるが、図4に示すように8個の検査
部を一列に繋げて1つの検査ヘッド54を構成したの
で、検査ヘッド54を僅かに移動させるだけで被試験デ
ィスク12の測定範囲の全領域を迅速に試験することが
できる。すなわち、検査ヘッド54は、8つの検査部1
〜8が等間隔に一列に配置されているので、検査ヘッド
54を各検査部の間隔の分だけ被試験ディスク12の表
面に平行に移動させれば、被試験ディスク12の測定範
囲を全て試験することが可能である。つまり、n個の検
査部により構成した検査ヘッドを使用すれば、測定範囲
の全長の約n分の1の距離だけ検査ヘッドを移動させる
だけで全領域の試験を完了できる。検査ヘッドに含める
検査部の数を適宜増減できるのは勿論である。
【0015】図5は、距離検出信号、光強度検出信号及
び磁気検出信号から被試験ディスク12の欠陥を検出す
る回路の一例である。これらの3つの検出信号は、それ
ぞれ比較回路60、62及び64により、それぞれ検出
しきい値レベルと比較され、このしきい値レベルを超え
ると、検出パルスが出力され、これがマイクロ・プロセ
ッサ(μP)66により検出される。μP66は、これ
らの検出パルスをカウンタで計数し、その計数値をCR
Tの如き表示器68に表示し、計数値が一定数を超える
場合に警告表示を行うようにしても良い。あるいは、距
離検出信号、光強度検出信号及び磁気検出信号をアナロ
グ・デジタル変換器(図示せず)によりデジタイズし、
それをメモリ(図示せず)に記憶し、そのメモリに記憶
された波形データをCRTの如き表示器に表示するよう
に構成しても良い。
【0016】以上、本発明の好適実施例を説明したが、
本発明は、上述の実施例のみに限定されるものではな
く、本発明の要旨から逸脱することなく、種々の変形及
び修正を加え得ることは当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図で
ある。
【図2】図1の対物レンズ部分及び関連部分の一例を示
す断面図である。
【図3】図1の光学ピックアップ20及び関連要素の構
成の一例を示すブロック図である。
【図4】本発明の好適な実施の形態の一例を示す断面図
である。
【図5】本発明に好適な、距離検出信号、光強度検出信
号及び磁気検出信号から被試験ディスクの欠陥を検出す
る回路の一例である。
【図6】従来のディスク表面検査装置の構成の一例を示
すブロック図である。
【符号の説明】
12 被試験ディスク 20 光学ピックアップ 32 レーザー光源 35 S偏光ビームスプリッタ 36 偏光ビームスプリッタ 40 フォトダイオード 42 緩衝増幅器 45 偏光ビームスプリッタ 46 フォトダイオード 48 フォトダイオード 50 加算器 52 減算器 60、62、64 比較回路 66 マイクロ・プロセッサ(μP)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー光線を被試験ディスク上に照射
    し、該被試験ディスクからの反射光を検出し、反射面か
    らの距離を表す距離検出信号を非点収差法により発生す
    る光学距離検出手段と、 該光学距離検出手段からの上記距離検出信号から上記被
    試験ディスク上の平坦度を検出する平坦度検出手段とを
    具えることを特徴とするディスク試験装置。
  2. 【請求項2】 上記平坦度検出手段は、上記距離検出信
    号としきい値とを比較する比較手段を具え、 該比較手段の出力信号に応じて上記被試験ディスク上の
    欠陥を検出することを特徴とする請求項1記載のディス
    ク試験装置。
  3. 【請求項3】 上記被試験ディスクの被試験領域上に上
    記光学距離検出手段を一列に複数個配列し、 上記被試験ディスクの回転中に上記被試験領域上で上記
    複数個の光学距離検出手段を配列方向に走査させること
    を特徴とする請求項1又は2記載のディスク試験装置。
  4. 【請求項4】 レーザー光線を被試験ディスク上に照射
    し、該被試験ディスクからの反射光の強度を検出する光
    強度検出手段と、 該光強度検出手段からの光強度検出信号から上記被試験
    ディスク上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを具えるこ
    とを特徴とするディスク試験装置。
  5. 【請求項5】 上記欠陥検出手段は、上記光強度検出信
    号としきい値とを比較する比較手段とを具え、 該比較手段の出力信号に応じて上記被試験ディスクの欠
    陥を検出することを特徴とする請求項4記載のディスク
    試験装置。
  6. 【請求項6】 上記光強度検出手段は、直線偏光のレー
    ザー光線を被試験ディスク上に照射する光源と、 該被試験ディスクからの反射光線を互いに直交関係の偏
    光成分に分離する偏光ビーム・スプリッタと、 該偏光ビーム・スプリッタからの上記互いに直交関係の
    偏光成分を加算する加算器とを具え、 該加算器の出力信号を上記光強度検出信号として発生す
    ることを特徴とする請求項4又は5記載のディスク試験
    装置。
  7. 【請求項7】 レーザー光線を被試験ディスク上に照射
    し、該被試験ディスクからの反射光から上記被試験ディ
    スクに記録された磁気記録情報を検出する磁気記録情報
    検出手段と、 該磁気記録情報検出手段により検出された磁気記録情報
    から上記被試験ディスク上の欠陥を検出する欠陥検出手
    段とを具えることを特徴とするディスク試験装置。
  8. 【請求項8】 上記磁気記録情報検出手段は、直線偏光
    のレーザー光線を被試験ディスク上に照射する光源と、 該被試験ディスクからの反射光線を互いに直交関係の偏
    光成分に分離する偏光ビーム・スプリッタと、 該偏光ビーム・スプリッタからの上記互いに直交関係の
    偏光成分の差を検出する減算器とを具え、 該減算器の出力信号として上記被試験ディスク上の磁気
    記録情報を得ることを特徴とする請求項7記載のディス
    ク試験装置。
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