JPS60261045A - 光デイスク検査装置 - Google Patents

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、ビデオディスク等の光ディスクのゴミ、欠陥
等によるドロップアウトを検査する光デイスク検査装置
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 光ディスクにおいては、製造工程上でのゴミの付着や欠
陥等によるドロップアウトが光ディスクの品質を左右す
るため、ドロップアウトの検査が重要である。光ディス
クの製造工程は、第１図に示すような４つの工程よりな
る。第１の工程は光ディスクの原盤を作成する工程で、
普通ガラス円板にフォトレジストを塗布し、それに高パ
ワーのレーザーを照射して情報トラックあるいはトラッ
クアドレス用の溝を形成する。第２の工程はスタンバ工
程で、原盤にニッケル等の電鋳によってスタンパディス
クを作成する。第３の工程はレプリカ工程で、スタンパ
ディスクから紫外線硬化樹脂や射出成形等により情報ト
ラックを写し取り大量のレプリカディスクを作成する。

第４の工程は蒸着工程で、レプリカディスクに記録用光
ディスクの場合は記録材料を蒸着し、再生専用光ディス
クの場合はアルミを蒸着する。以上の４つの工程をへて
光ディスクは完成するが、それぞれの工程においてゴミ
の付着や欠陥が生じ光ディスクのドロップアウトになる
。

以下に従来のドロップアウトを検査する光デイスク検査
装置について説明する。

第２図は従来の光デイスク検査装置の一例の概略図を示
すものであり、１はレーザー光源で半導体レーザーより
なり一定光量のレーザー光を発光する。２はコリメータ
レンズでレーザー光源１からのレーザー光を平行光にす
る。３は偏光ビームスプリンタ、４はλ／４波長板であ
る。５は対物レンズ、６は対物レンズ６をフォーカス及
びトラッキング方向に動作させる光学ピンクアップであ
り、ボイスコイルモータ等の既知の駆動手段にて構成さ
れる。７は検査用光ディスク（以下ディスクと呼ぶ）で
ある。８はハーフミラ−でディスク７からの反射光を分
割する。９は集光レンズ、１゜は分割ミラーである。１
１はフォーカス制御用光検出器で２分割の光検出器より
構成され、各々の光検出器の差動出力にてフォーカス誤
差信号を得、また、光検出器の和出力よシフオーカス和
信号を得る。１２はフォーカス制御回路で１１のフォー
カス和信号にてフォーカス系のループゲインを制御し、
フォーカス誤差信号より光学ピックアンプ６をフォーカ
ス方向に動作させる。１３はトラッキング制御用光検出
器でフォーカス制御用光検出器１１と同様な構成にてト
ラッキング誤差信号およびトラッキング和信号を得る。

１４はトラッキング制御回路で１２と同様な構成にて、
１３のトラッキング和信号にてトラッキング系のループ
ゲインを制御し、トラッキング誤差信号よシ光学ピック
アップ６をトラッキング方向に動作させる。

１５は光検出器でディスク７からの反射光を受光する。

１６はドロップアウトコンパレータ回路で光検出器１６
からの信号をドロップアウト検出電圧と比較し、ドロッ
プアウトを検出する。１７はドロップアウトカウンタ回
路でドロップアウトコンパレータ回路１６からの信号を
カウントしてドロップアウト数を表示する。なお、図中
の光学系部に記載した矢印はレーザー光路を示している
。

以上のように構成された従来の光デイスク検査装置につ
いて、以下その動作について説明する。

レーザー光源１から出たレーザー光はコリメータレンズ
２を通過し平行光となり偏光ビームスプリッタ３、λ／
４波長板４を介し、対物レンズ６によりディスク７に形
成された情報トランクに集光される。この時、ディスク
７の情報トラックは面振れ及び偏芯をともなって回転し
ているので、所定の情報トラックにレーザー光を集光さ
せるだめに、後述するフォーカス誤差信号及びトラッキ
ング誤差信号に基づいた駆動電圧を光学ピンクアップ６
に加えて対物レンズ５をフォーカス及びトラッキング方
向に動作させ、レーザー光を所定のトランクに追従させ
ている。ディスク７からの反射光は入射光路と逆光路を
たどシ、λ／４波長板４を２度通過することにより入射
光と９０°偏光された光とな９偏光ビームスプリツタ３
を直進して、ハーフミラ−８に入いる。反射光はハーフ
ミラ−８によって２方向に分かれ、一方は集光レンズ９
に他方は光検出器１５に入射する。集光レンズ９を出た
反射光は分割ミラー１ｏによって分割され、一方はフォ
ーカス制御用光検出器１１に集光され、他方はトラッキ
ング制御用光検出器１３に集光される。フォーカス制御
用光検出器１１及びトラッキング制御用光検出器１３は
２分割の光検出器より構成され、各々の光検出器からの
出力の差動を得ることによりフォーカス誤差信号及びト
ラッキング誤差信号を作り出し、また、各々の光検出器
からの出力の和信号よりフォーカス和信号及びトラッキ
ング和信号を作り出す。フォーカス誤差信号を前述した
光学ピックアップ６をフォーカス方向に駆動しフィード
バックするフォーカス制御回路１２にてフォーカス制御
がなされる。さらに、フォーカス制御回路１２において
、フォーカス制御用検出器１１のフォーカス和信号より
、前述のフォーカス系のフィードバンク制御のループゲ
インの制御がなされる。同様にトラッキング制御用光検
出器１３からの出力よりトラッキング制御回路１４にて
、トラッキング差動出力よりトラッキング誤差信号を得
て光学ピックアップ６をトラッキング方向に駆動しフィ
ードバックし、また、トラッキング和信号にてフィード
バックループゲインの制御を行ないトラッキング制御が
なされ、所望の情報トラックに追従している。一方、光
検出器１５は１個の光検出器より構成され、ディスク７
の情報トラックからの反射光量に比例した出力が得られ
る。例えばディスク７の情報トランクにゴミが付着して
いればその部分での反射光量が減り、光検出器１５には
光量変化として検出される。この光検出器１５からの出
力をドロップアウトコンパレータ回路１６に入力し、ド
ロップアウト検出電圧と比較してドロップアウトを検出
し、しかる後ドロップアウトカウンタ回路１７にてドロ
ップアウト個数等を計数して表示する。

しかしながら上記のような構成では、光デイスク製造工
程におけるトラック溝に付着したゴミや欠陥等は検出で
きるが、光ディスクのドロップアウトの原因は前述した
ように原盤、スタンパ、レプリカ、蒸着の４つの工程を
経ているため、たとえばレプリカ時にトラック溝にトラ
ック方向に変形を生じたり、蒸着後ディスク完成時にフ
ォーカス方向に変形を生じたりすることがあるが、これ
らのディスク欠陥は検出できない。特にこれらの欠陥は
信号を記録したときバースト状のエラーを生じやすく、
従来の検査方法ではディスクの品質を確保することが困
難であるという問題点を有していた。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、ディスク
欠陥の検査をフォーカス誤差信号、フォーカス方向のビ
ックアンプの動きに対応した信号、トラッキング誤差信
号、トラッキング方向のピックアップの動きに対応した
信号、情報信号の５通シの信号を再生光にて検査するこ
とにより、特に高周波領域におけるノイズの影響をうけ
ることなく、検査することが可能で、実際に信号を記録
したときに生じるエラーと対応のつくディスク検査装置
を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明はフォーカス誤差信号を得る第１の信号手段と、
フォーカス方向のピックアップの動きに対応した信号を
得る第２の信号手段と、トラッキング誤差信号を得る第
３の信号手段と、トラッキング方向のピックアップの動
きに対応した信号を得る第４の信号手段と、情報信号を
得る混合手段と、混合手段の出力と、高周波領域におい
ては第１の信号手段または第３の信号手段の出力、低周
波領域においては第２の信号手段または第４の信号手段
の出力のいずれか１つが所定のレベル以上にあるか否か
を検出するコンパレータ手段を備えた光デイスク検査装
置であり、フォーカス方向。

トラッキング方向に関連した信号も検査することによシ
、トランク溝に付着したゴミ等によるディスク欠陥のみ
ならず、トラッキング方向およびフォーカス方向の溝変
形による欠陥も検出可能となりディスクの品質を向上で
きるものである。

実施例の説明 第３図は本発明のこの実施例における光デイスク検査装
置の構成を示すものである。なお、本発明の光学系の構
成は第１図の従来例と同一であシ、同一番号を付して説
明を省略する。第３図において、ピックアップ６のフォ
ーカス方向の駆動信号が等価フィルター１８に入力され
る。等価フィルター１８はピックアップ６のフォーカス
方向の駆動特性と同一の周波数特性をもつ。等価フィル
ター１８の出力はローパスフィルター（以下ＬＰＦと略
称する）１９を介して低周波領域のみが抽出され微分回
路２ｏに入力される。微分回路２０にて２回程微分され
た後、コンパレータ２１を介して所定のレベルと比較さ
れ、所定のレベル以上の信号が○Ｒ回路２２に入力され
る。一方、フォーカス制御用光検出器１１にて得られた
フォーカス誤差信号はバイパスフィルター（以下ＨＰＦ
と略称する）２３を介して、高周波領域のみが抽出され
、微分回路２４に入力される。微分回路２４にて２回程
微分され、コンパレータ２５を介して所定のレベルと比
較され、所定のレベル以上の信号がＯＲ回路２２の一方
に入力される。同様にしてピックアップ６のトラッキン
グ方向の駆動信号がピックアップ６のトラッキング方向
の駆動特性と同一の周波数特性をもつ特価フィルター２
６に入力され、ＬＰＦ２７を介して低周波領域のみが抽
出され微分回路２８にて２回程微分される。微分回路２
８の出力はコンパレータ２９にて所定のレベルと比較さ
れ、所定のレベル以上の信号がＯＲ回路のもう一方に入
力される。また、トラッキング制御用光検出器１３にて
得られたトラッキング誤差信号はＨＰＦ３０を介して高
周波領域のみが抽出され、微分回路３１に入力され、２
回程微分された後、コンパレータ３２にて、所定のレベ
ルと比較され、所定のレベル以上の信号がＯＲ回路２２
に更に入力される。

フォーカス制御用光検出器１１．トラッキング制御用光
検出器１３の出力は混合回路３３にて和算され情報信号
を得る。情報信号の出力はコンパレータ３４にて所定の
レベルと比較する。各コンパレータの出力はＯＲ回路２
２にて論理和された後、カウンタ回路３５にてカウント
される。

以上のように構成された本実施例のディスク検査装置に
ついて以下その動作を説明する。

前述したようにフォーカス制御用光検出器１１からの出
力の差動をとることによシフオーカス誤差信号を得、光
学ピックアップ６をフォーカス方向に駆動し、フォーカ
ス制御を行なう。今ディスクのフォーカス方向に溝変形
が第４図ａに示すような変形を生じていた場合、フォー
カス誤差信号は第４図すのようになる。即ち、イのよう
な変形の場合、周波数が低いときはピックアップ６の周
波数特性からして、変形量が多くてもピックアップが完
全に追従し、デフォーカス量は零となってフォーカス精
度は良好となる。これに対して口のような変形を生じて
いた場合、変形の周波数が高いためピンクアップ６はそ
の周波数応答からして完全に追従しきれず、変形量が小
さくてもデフォーカスとなり、フォーカス誤差信号にハ
のような信号を生じる。

即ちディスク変形によシブフォーカスを生じるか否かは
変形量に対するピックアップの追従能力に依存する。い
ま変形に追従するピンクアップの変位をｙ　＝Ｙ（ｔ）
　（ｔ　：時間）とすればＹ（ｔ）−ａｓｉｎ　（２ｒ
ｔ　ｆｔ）　ａ　：最大変形量ｆ：変形周波数 の加速度と呼び、その最大値をＧ単位表示として用いて
いる。例えばａ＝１００μｍ　ｆ＝２ｏｆ−ｆｉとすれ
ば　Ｙ“（→＝−１０−４（２ｙｒ・２０）２ｓｉｎ（
２π−２０ｔ　）Ｙ“（ｔ）ｍａｘ＝　１０−４（２π
・２０）２（ｍ／５２）＝ｆｆｉ−ｏ、１６（Ｇｌと表
わされる。ピンクアップの追従能力はディスクの加速度
の犬のとき追従しきれず従ってデフォーカスとなり、フ
ォーカス精度が悪くなり記録した信号が欠けてエラーと
なる。

本発明ではディスクの加速度の大きなものを検出しディ
スク品質を検査するもので、具体的にはフォーカス制御
回路２より得られるフォーカス駆動信号を等価フィルタ
１８を介してフォーカス方向のピックアップの動きに対
応した信号を得、即ち、ディスクのフォーカス方向の変
形を抽出し、微分回路２０にて２回微分を行ない加速度
をめ、その値が所定のレベル以上か否かをコンパレータ
２１にて比較する。しかしながら、高周波領域ではピッ
クアップの動きに対応した信号は、ピックアップの周波
数特性からしてディスク変形があるにもかかわらず、ピ
ックアップが動作しないため、検出が不可能である。そ
のだめに本発明では、高周波領域をフォーカス誤差信号
からディスクの加速度をめるもので、その原理を第５図
を用いて説明する。第６図はフォーカスサーボ系のブロ
ック図である。ディスクのフォーカス方向の変形（面ぶ
れ量）Ｒとピンクアンプの振れ信号Ｃとの差をめ、光学
系、信号検出回路３７（これらのゲインを０１とする）
を介してフォーカス誤差信号Ｅを得る。フォーカス誤差
信号Ｅは、位相補償フィルター３８．駆動回路３９．ピ
ックアップ４０（これらのゲインをＧ２とする）を介し
て振れ信号Ｃとなる。これらのループより次式を得る。

今Ｇ１　は第６図ａに示すように周波数によらず一定で
あり、Ｇ２は低周波領域ではＧ２は大であり、高周波領
域になる程、小となる。従って、低周波領域ではＩ　Ｇ
１Ｇ２１　＞　１　となり、高周波領域では１Ｇ１Ｇ２
Ｉく１　となるため（１）、　（２）式はそれぞれ次式
のように近似できる。

Ｃ−１−Ｒ・・・・・・・・・　（３）ＥキＧ１Ｒ・・
・・・・・・・　（４）これは低周波領域ではディスク
変形Ｈに対してはピックアップの振れ信号Ｃが安定であ
り、高周波領域ではディスク変形Ｒはフォーカス誤差信
号が安定である。以上よりディスクの品質を検査するの
にディスクの加速度を比較すればよいが加速度をめるの
に低周波領域ではフォーカス駆動信号を等価フィルター
１８を介してフォーカス方向のピックアップの動きに対
応した信号を得、得られた信号をＬＰＦ１９を介して低
周波成分のみをとシ出し、微分回路２０にて２回微分を
行なうことにより加速度をめ、一方高周波領域では、フ
ォーカス誤差信号をＨＰＦ２３を介して高周波成分のみ
をと９出し、微分回路２４にて２回微分を行ない加速度
をめるのがよい。以上の構成により特に高周波領域にお
けるディスク変形に名店した信号を精度よく検査可能と
なる。

トラッキング方向の変形も同様にして低周波領域ではト
ラッキング駆動信号を等価フィルタ２６を介し更にＬＰ
Ｆ２７を介して微分回路２８にて２回微分を行ない加速
度をめるが、高周波領域ではトラッキング誤差信号をＨ
ＰＦ３０を介して微分回路３１にて２回微分を行ない加
速度をめればよい。

これらの得られた加速度を各コンパレータに入力し、そ
の値が所定のレベル以上か否かを比較する。ここで各コ
ンパレータの比較レベルはピックアップが各々の変形に
追従しきれず、フォーカス精度あるいはトラッキング精
度の性能が悪くなシ実際に記録した信号がエラーとなる
レベルに設定しておく。

従来のディスクのトランク溝に付着したゴミや欠陥等は
混合回路３３にて形成された情報信号のゴミ等による反
射率の変化をコンパレータ３４にて、所定のレベル以上
か否かを検出する。

これらコンパレータの出力のいずれかの１つでも存在す
ればドロップアウトとして検出する。即ちＯＲ回路２２
にてコンパレータの出力の論理和をとりカウンター回路
３５にてドロップアウトをカウントする。

ここで第４図すのトラッキング誤差信号を所定のレベル
できってデフォーカス量を検出してもよいが、この場合
はデフォーカス量が、同一でもディスク変形の周波数に
応じて、ディスクの加速度が大きく変化するため、実際
に記録した信号が、トラッキング誤差信号のデフォーカ
ス量が同一でも、バースト状のエラーを発生したり、発
生しないことが起こりディスク検査法としては不適当で
ある。これに対して本発明によればディスクの加速度の
大きさを検出し比較しているだめ、ビックアンプの追従
能力に対応したディスク変形を検査することが可能で、
特に高周波領域におけるディスクの加速度を精度よく検
査することが可能で実際に記録した信号のエラーとの対
応がとれるものである。このことは特にライト・ワンス
型の光ディスクの検査方法して記録することなく検査で
き、光ディスクの品質向上を可能とするものである。

以上のように、この実施例によれば、フォーカス方向、
トラッキング方向のディスク変形もディスクの加速度を
検出し、検査しているだめ、特に高周波領域におけるデ
ィスクの加速度を精度よく検査しているため、ディスク
のトランク溝に付着したゴミ等によるディスク欠陥の他
に、更にディスクのフォーカス、トラック方向の変形も
検査することができる。

なお、この実施例においては光ディスクの検査方法とし
て説明したが、情報信号を記録する前に記録したいトラ
ンクのドロップアウトをチェックし、エラーが起きるで
あろうトラック（又はセクター）を飛ばして記録するプ
リチェック・ライト法にも適用できることは言うまでも
ない。

またピックアップの動きに対応した信号としてフォーカ
スおよびトラッキング駆動信号を等価フィルタに入力し
たがピックアップの動きそのものを例えば渦電流変位計
等で検出し、検出出力を微分回路に入力してもよいこと
は言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明の光デイスク検査装置は、フォーカ
ス誤差信号を得る第１の信号手段と、フォーカス方向の
ピックアップの動きに対応した信号を得る第２の信号手
段と、トランキング誤差信号を得る第３の信号手段と、
トラッキング方向のピックアップの動きに対応した信号
を得る第４の信号手段と、情報信号を得る混合手段と、
混合手段の出力と高周波領域においては第１の信号手段
または第３の信号手段の出力、低周波領域においては第
２の信号手段または第４の信号手段の出力のいずれか１
つが所定のレベル以上にあるか否かを検出するコンパレ
ータ手段を設けることによりディスクのトラック溝に付
着したゴミ等による欠陥、およびディスクのフォーカス
、トラッキング方向の変形も検査することができ、その
工業的価値は極めて太きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における光ディスクの製造工程概略図、
第２図は従来例における光デイスク検査装置の概略構成
図、第３図は本発明の一実施例を示す光デイスク検査装
置の構成図、第４図は本発明における主要部の波形図、
第５図はフォーカスサーボ系のブロック図、第６図はフ
ォーカスサーボ系の主要部の波形図である。 １・・・・・・レーザー光源、２・・・・・・コリメー
タレンズ、・・・・・・光ディスク、８・・・・・・ハ
ーフミラ−１９・・・・・・集光レンズ、１０・・・・
・・分割ミラー、１１・・・・・・フォーカス制御用光
検出器、１２・・・・・・フォーカス制御平路、１３・
・・・・・トラッキング制御用光検出器、１４・・・・
・・トラッキング制御回路、１８・・・・・・等価フィ
ルター、１９・・・・・・ＬＰＦ１２０・・・・・・微
分回路、２１・・・・・・コンパレータ、２２・・・・
・・ＯＲ回路、２３・・・・・・ＨＰＦ、２４・・・・
・・微分回路、２６・・・・・・コンパレータ、３５・
・・・・・カウンタ回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 周；戻取ノ１３ｗ　川：次家、ｈｐω （ａＪ（ｂＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源より出た光を絞りレンズを有する光学系により微小
   スポット光に絞り、この微小スポット光をディスク上の
   トラック溝に照射し、このトラック溝よりの反射光を検
   出し、フォーカス誤差信号を得る第１の信号手段と、フ
   ォーカス方向のピックアップの動きに対応した信号を得
   る第２の信号手段と、前記反射光よりトラッキング誤差
   信号を得る第３の信号手段と、トラッキング方向のピッ
   クアップの動きに対応した信号を得る第４の信号手段と
   、前記反射光より情報信号を得る混合手段と、混合手段
   の出力と、高周波領域においては第１の信号手段または
   第３の信号手段の出力、低周波領域においては第２の信
   号手段または第４の信号手段の出力のいずれか１つが所
   定のレベル以上にあるか否かを検出するコンパレータ手
   段とを備えた光デイスク検査装置。