JP2000329539A - 反射面評価装置、反射面の評価方法及び光ディスクの作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、反射面評価装置、反射面の評価方
法及び光ディスクの作成方法に関し、例えばコンパクト
ディスク、ＤＶＤ（Digital Video Disk）の製造工程に
適用して、反射面の平坦度を適切に評価することができ
るようにする。 【解決手段】 光ディスクの反射面等にレーザービーム
を照射して得られる反射光ビームの強度パターンによる
二次元画像を平均化して、反射面を評価する評価基準の
画像を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射面評価装置、
反射面の評価方法及び光ディスクの作成方法に関し、例
えばコンパクトディスク、ＤＶＤ（Digital Video Dis
k）の製造工程に適用することができる。本発明は、光
ディスクの反射面等にレーザービームを照射して得られ
る反射光ビームの強度パターンによる複数の二次元画像
を平均化して、光ディスクを評価する評価基準の画像を
生成することにより、光ディスクの反射面等の平坦度を
適切に評価することができるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンパクトディスクの製造工程で
は、電子顕微鏡を用いて製造したコンパクトディスクの
反射面を観測して評価し、この評価結果に基づいて反射
面を構成する反射膜の形成条件、スパッタ装置のプラズ
マ条件等を最適化するようになされている。

【０００３】すなわちコンパクトディスクの製造工程で
は、電子顕微鏡を用いて、コンパクトディスクの反射面
の極く狭い領域を数千倍から数万倍に拡大した画像を取
得し、例えば反射面の平坦度等を判定し、判定結果に基
づいてスパッタ装置のプラズマ条件等の反射膜を形成す
る条件を修正する。これにより製造工程では、コンパク
トディスクを再生して得られる各種信号の品質を向上す
るようになされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の電子顕
微鏡を用いた方法によっては、必ずしもコンパクトディ
スクの反射面を適切に評価できない問題がある。

【０００５】すなわち電子顕微鏡による反射面の拡大画
像を取得して、その平坦度を目視により確認する場合、
コンパクトディスクの極く限られた一部の反射面につい
てのみ評価することになる。これに対してコンパクトデ
ィスクにおいては、反射面の平坦度にばらつきを避け得
ない。

【０００６】これにより電子顕微鏡により評価する方法
にあっては、全体的に見た場合には適切な条件により反
射面が形成されているにも係わらず、電子顕微鏡で観測
した特定の場所では反射面の平坦度が悪化している場合
もあり、この場合にはディスク全面において同じような
現象が発生していると誤解され、反射膜を作成する条件
が誤った方向に修正されてしまう可能性があった。

【０００７】また、この方法にあっては、拡大画像を目
視により確認することにより、判定結果にばらつきが大
きく、例えば観測する人間が異なった場合には異なる判
定結果が得られるときもあった。

【０００８】これらの問題を解決する１つの方法とし
て、例えばジッターメータやＴＩＡ（Time Interval An
alyzer）等の定量的に光ディスクを評価する市販の装置
を使用する方法が考えられる。しかしながら、このよう
な市販装置は、光ディスクを再生する場合に検出される
再生信号を基準にして信号品質（ジッター）を定量的に
評価するので、仮に光ディスクを評価して悪い結果が得
られても、その原因が反射面の平坦度にあるのか或いは
記録された信号にあるのか判別困難な問題があった。

【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、種々の反射面を適切に評価することができる反射面
評価装置、反射面の評価方法及び光ディスクの作成方法
を提案しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１又は請求項６に係る発明においては、反射面
評価装置又は反射面の評価方法に適用して、所定の反射
面にレーザービームを照射して得られる反射光ビームの
強度パターンによる複数の二次元画像を平均化して、反
射面を評価する評価基準の画像を生成する。

【００１１】また請求項１０に係る発明においては、光
ディスクを作成する光ディスクの作成方法に適用して、
光ディスクの反射面にレーザービームを照射して得られ
る反射光ビームの強度パターンによる複数の二次元画像
を平均化して、光ディスクを評価する評価基準の画像を
生成し、この評価基準の画像を基準にして光ディスクの
作成条件を修正する。

【００１２】請求項１又は請求項６に係る構成によれ
ば、所定の反射面にレーザービームを照射して得られる
反射光ビームの強度パターンによる複数の二次元画像を
平均化して、反射面を評価する評価基準の画像を生成す
ることにより、この評価基準の画像にあっては、反射面
の微小な凹凸等による強度パターンが除去されて、滑ら
かかつ平坦な反射面による反射光ビームの強度パターン
を示すことになる。これによりこの評価基準の画像を基
準にして、各部より得られる二次元画像を判定して、判
定結果のばらつきを防止して客観的に反射面の平坦度を
評価することができる。またこの評価基準の画像と二次
元画像との差異を統計的に処理して反射面を評価すれ
ば、反射面の全体について、反射面の平坦度を定量的に
評価することができる。

【００１３】また請求項１０に係る構成によれば、光デ
ィスクの反射面にレーザービームを照射して得られる反
射光ビームの強度パターンによる複数の二次元画像を平
均化して、光ディスクを評価する評価基準の画像を生成
し、この評価基準の画像を基準にして前記光ディスクの
作成条件を修正することにより、評価結果のばらつきを
防止して、光ディスク全体として正しい評価により、作
成条件を修正することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００１５】（１）実施の形態の構成 図２は、本発明の実施の形態に係る光ディスクの製造工
程を示す工程図である。この光ディスクの製造工程１で
は、ディジタルオーディオ信号ＳＡを記録したコンパク
トディスク２を作成する。

【００１６】すなわち光ディスクの製造工程１におい
て、ディジタルオーディオテープレコーダ３は、コンパ
クトディスク２への記録に供するディジタルオーディオ
信号ＳＡを再生して出力する。ＥＦＭ変調回路４は、こ
のディジタルオーディオ信号ＳＡをコンパクトディスク
２のフォーマットにより処理し、カッティングマシーン
５に供給するデータストリームであるＥＦＭ信号ＥＦＭ
を生成する。なおＥＦＭ変調回路４は、ディジタルオー
ディオ信号ＳＡに誤り訂正符号、サブコード情報等を付
加してＥＦＭ変調、インターリーブ処理することによ
り、ＥＦＭ信号ＥＦＭを生成する。

【００１７】また光ディスクの製造工程１において、カ
ッティングマシーン５は、ＥＦＭ信号ＥＦＭによりレー
ザービームをオンオフ制御し、このレーザービームを所
定速度により回転するディスク原盤６に照射する。これ
によりカッティングマシーン５は、レーザービームの照
射軌跡にピットに対応する露光軌跡を順次形成する。光
ディスクの製造工程１では、このディスク原盤６を現像
装置７により現像した後、メッキ装置８によりメッキ
し、このメッキよりディスク原盤６を剥がしてスタンパ
ー９が作成される。

【００１８】さらに光ディスクの製造工程１では、この
スタンパー９を用いて射出成形装置（インジェクション
マシーン）１０によりディスク基板を量産する。光ディ
スクの製造工程１では、反射膜形成工程１１におけるス
パッタ装置によりこのディスク基板に反射膜を形成した
後、保護膜を形成してコンパクトディスク２を作成す
る。

【００１９】ここで光ディスクの製造工程１において、
評価装置１２は、コンパクトディスク２に形成した反射
膜により形成される反射面の平坦度を評価し、その評価
結果を出力する。

【００２０】光ディスクの製造工程１では、この評価結
果に基づいて、射出成形装置１０における射出成形の条
件、スパッタ装置におけるスパッタリングの条件を修正
し、これにより光ディスク２における反射面の平坦度を
向上して再生時、十分な品質の信号により光ディスク２
を再生できるようになされている。これにより光ディス
クの製造工程１では、評価装置１２の評価結果をフィー
ドバックして、光ディスク２の製造条件を最適化するよ
うになされている。

【００２１】図３は、この評価装置１２を詳細に示すブ
ロック図である。この評価装置１２は、光学系によりコ
ンパクトディスク２の反射面２ａにレーザービームを照
射して反射光ビームを受光することにより、反射面２ａ
の凹凸に応じて変化する強度パターンによる二次元画像
を取得する。評価装置１２は、この画像取得処理を繰り
返して複数の二次元画像を取得し、この画像情報を統計
処理することによりコンパクトディスク２に形成された
反射面の平坦度を数値化する。なおここで評価対象であ
る光ディスク２においては、反射面２ａが形成されてい
るものであれば、例えば保護膜を形成する前のものでも
評価することができるようになされている。

【００２２】すなわち評価装置１２において、半導体レ
ーザー２０は、レーザービームを出射し、コリメートレ
ンズ２１は、このレーザービームを平行光線に変換して
対物レンズ２２に出射する。対物レンズ２２は、ディス
ク基板を斜めに透過させてこのレーザービームを反射面
２ａに集光する。対物レンズ２４は、このレーザービー
ムの照射により反射面２ａより得られる反射光ビームを
受光し、略平行光線に変換してしてＣＣＤ固体撮像素子
２５の撮像面に導く。これにより評価装置１２において
は、反射面２ａの凹凸に応じて形成される明暗のパター
ンである反射光ビームの強度パターンをＣＣＤ固体撮像
素子２５の撮像面に形成し、この強度パターンによる二
次元画像を取得するようになされている。なお評価装置
１２においては、光ディスク２において、ランドの部分
よりこの二次元画像を取得するようになされている。

【００２３】ステッピングモータ２３は、中央処理ユニ
ット（ＣＰＵ）２６の駆動により、光ディスク２を微小
角度ずつ変位させ、これにより光ディスク２上における
レーザービームの照射位置を中央処理ユニット２６の制
御により変更する。

【００２４】中央処理ユニット２６は、この評価装置１
２の動作を制御すると共に、ＣＣＤ固体撮像素子２５で
撮像される二次元画像を処理して評価結果を出力する。

【００２５】すなわち中央処理ユニット２６は、オペレ
ータにより光ディスク２がステッピングモータ２３に取
り付けられて、測定の開始が指示されると、図１のステ
ップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、上述した光学系
の駆動によりＣＣＤ撮像素子２５による二次元画像の取
得を指示した後、続くステップＳＰ３において、この二
元画像を取り込み、所定の記録手段に保持する。続いて
中央処理ユニット２６は、ステップＳＰ４に移り、この
ようにして取得した二次元画像の枚数が所定の数Ｎに達
したか否かを判断し、ここで否定結果が得られると、ス
テップＳＰ５に移り、ステッピングモータ２３を駆動し
てレーザービームの照射位置を変更することにより、二
次元画像の撮影場所を移動し、ステップＳＰ２に戻る。
これにより中央処理ユニット２６は、順次撮影場所を変
更して所定の枚数Ｎだけ二次元画像を取得し、二次元画
像の枚数がＮになると、ステップＳＰ４において肯定結
果が得られることにより、ステップＳＰ４からステップ
ＳＰ６に移る。

【００２６】これにより中央処理ユニット２６は、図４
（Ａ）〜（Ｃ）に光ディスク２の各部より得られた二次
元画像を示すように、反射面２ａの凹凸を示す干渉パタ
ーンによる二次元画像を光ディスク２の各部より取得す
る。かくするにつき、光ディスク２の反射面２ａにあっ
ては、反射面２ａの微小な凹凸が各部で異なることによ
り、この二次元画像においては、差異を有するはずであ
る。しかしながらこれら二次元画像の目視による観察に
よっては、殆ど差異を発見することが困難であった。

【００２７】このようにして複数の二次元画像を取得す
ると、中央処理ユニット２６は、ステップＳＰ６におい
て、これら複数の二次元画像を平均値化して評価基準の
画像を生成する。

【００２８】すなわち中央処理ユニット２６は、Ｎ枚の
二次元画像の各画素値をＧ（ｘ，ｙ，ｎ）で表して、次
式の演算処理により対応する画素値Ｈ（ｘ，ｙ）を順次
生成する。これにより中央処理ユニット２６は、図４と
の対比により図５に示すように、複数の二次元画像の対
応する画素値を平均値化して、画素値Ｈ（ｘ，ｙ）によ
り表される評価基準の画像を生成する。なおここでｘ及
びｙは、水平方向及び垂直方向について、二次元画像に
おける各画素の座標を示し、この実施の形態ではそれぞ
れ値１〜Ｍの範囲である。またｎは、二次元画像を特定
する変数であり、Σはｎ＝１〜Ｎの範囲である。

【００２９】

【数１】

【００３０】かくするにつき、この評価基準の画像にあ
っては、光ディスク２の各部より得られる二次元画像を
平均値化して生成されることにより、反射面２ａの微小
な凹凸等による強度パターンが除去されて、滑らで、か
つ平坦な反射面による反射光ビームの強度パターンを示
すことになる。これによりこの評価基準の画像を基準に
して、各部より得られる二次元画像を判定して、客観的
に反射膜２ａの平坦度を評価するようになされている。

【００３１】すなわち中央処理ユニット２６は、続いて
ステップＳＰ７に移り、ここで各二次元画像と評価基準
の画像との間で次式の演算処理を実行することにより、
図４との対比により図６に示すように、画素値Ｓ（ｘ，
ｙ，ｎ）により表される二次元画像と評価基準の画像と
の差異の画像を生成する。なお図６の差異の画像にあっ
ては、固定した基準値より各画素値を減算して、視覚容
易に表示したものである。

【００３２】

【数２】

【００３３】かくするにつき、この差異の画像にあって
は、反射面２ａの微小な凹凸等による強度パターンが除
去されて、滑らで、かつ平坦な反射面による反射光ビー
ムの強度パターンを示す評価基準の画像と、各二次元画
像との差異を明暗により示すことになる。すなわち二次
元画像を取得したレーザービーム照射位置が評価基準の
画像による場合と同様に滑らでかつ平坦な場合、（２）
式により得られる各画素値においては値０となり、これ
により図６に示す差異の画像にあっては、単一の明るさ
により表示されることになる。

【００３４】これに対してレーザービーム照射位置にお
ける凹凸が激しくなると、二次元画像においては、評価
基準の画像に比して各画素値が異なる値を示すようにな
り、差異の画像においても、明暗のパターンが明瞭かつ
細かく現れることになる。これによりこの実施の形態で
は、この差異の画像によっても反射膜を評価できるよう
になされている。なお図６の測定対象に対して、反射面
の平滑度が高い場合の差異の画像を図７に示す。

【００３５】これらにより中央処理ユニット２６は、ス
テップＳＰ８において、オペレータの操作に応動して所
定の表示手段にこの差異画像を表示する。さらに中央処
理ユニット２６は、ステップＳＰ９において、次式の演
算処理を実行することにより、このようにして得られた
差異の画像の各画素値を統計的に処理して、反射面２ａ
の平坦度を数値化してなる揺らぎ量Ｊを評価値として算
出した後、ステップＳＰ１０に移ってこの処理手順を終
了する。

【００３６】

【数３】

【００３７】なおここでΣは、それぞれ、ｘ＝１〜Ｍの
範囲、ｙ＝１〜Ｍの範囲であり、またα（ｘ，ｙ）は、
次式により表され、対応する画素毎に差異の画像の画素
値を集計したものであり、各画素値における差異の画像
の揺らぎ量を示すことになる。なおここでΣは、ｎ＝１
〜Ｎの範囲である。

【００３８】

【数４】

【００３９】（２）実施の形態の動作 以上の構成において、光ディスクの製造工程１では（図
２）、ディジタルオーディオテープレコーダ３より出力
されるディジタルオーディオ信号ＳＡがＥＦＭ変調回路
４により処理されてカッティングマシーン５が駆動さ
れ、これによりディスク原盤６に順次ディジタルオーデ
ィオ信号ＳＡが記録される。

【００４０】光ディスクの製造工程１では、さらにこの
ディスク原盤６が現像装置７により現像された後、メッ
キ装置８により処理されてスタンパー９が作成され、こ
のスタンパー９から射出成形装置１０によりディスク基
板が量産される。また、このディスク基板に反射膜形成
工程１１におけるスパッタ装置より反射膜が形成された
後、保護膜が形成されてコンパクトディスク２が生産さ
れる。

【００４１】光ディスクの製造工程１では（図３）、こ
のコンパクトディスク２が評価装置１２にセットされ
て、評価装置１２においてコンパクトディスク２のピッ
ト等の凹凸が形成されていない部分にレーザービームが
照射され、反射膜２ａの凹凸に応じて変化する反射光ビ
ームの強度パターンが二次元画像により順次取得され
る。

【００４２】これにより光ディスクの製造工程１では、
所定枚数Ｎの二次元画像を自動的に取得して、簡易な作
業により光ディスク２を評価することができる。

【００４３】光ディスクの製造工程１では（図１）、評
価装置１２において、この所定枚数Ｎの二次元画像が平
均化されてコンパクトディスク２を評価する評価基準の
画像が生成される。ここで、この平均化された評価基準
の画像は、各二次元画像における反射面２ａの微小な凹
凸等による強度パターンが除去されて、滑らで、かつ平
坦な反射面による反射光ビームの強度パターンを示すこ
とになる。

【００４４】評価装置１２においては、これによりこの
評価基準の画像に対する各二次元画像の差異が検出さ
れ、この検出結果である差異の画像が表示され、さらに
はこの差異が統計的に処理されて、その評価値である揺
らぎ量Ｊが出力される。

【００４５】ここで、評価基準の画像に対する各二次元
画像の差異は、各場所の反射膜の平坦度のばらつきを示
すことになる。これによりこの差異の画像を目視で確認
することにより、または揺らぎ量Ｊから確認することに
より、例えば反射膜形成工程１１におけるスパッタ装置
のスパッタ時間や射出形成装置１０の射出条件等を修正
して、適切な条件によりコンパクトディスク２を作成す
ることが可能となる。

【００４６】（３）実施の形態の効果 以上の構成によれば、光ディスクの反射面に光を照射
し、その反射光の強度パターンによる複数の二次元画像
を平均化して、光ディスクを評価する評価基準の画像を
生成することにより、この評価基準の画像を基準にして
各二次元画像を判定して客観的に反射面の平坦度を評価
することができる。またこの評価基準の画像と二次元画
像との差異を統計的に処理して反射面を評価すれば、反
射面の全体について、反射面の平坦度を定量的に評価す
ることができる。これらによりこの実施の形態において
は、光ディスクの反射面について、平坦度を適切に評価
することができる。

【００４７】（４）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、本発明を、コンパク
トディスクの製造工程に適用した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、同様に情報記録面に膜構造
を有するハードディスク装置、光ハードディスク装置に
適用して、これらの情報記録面の平坦度を評価すること
もできる。

【００４８】また上述の実施の形態においては、半導体
レーザを光源とする場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えばガスレーザを使用する等、種々の光
源を広く適用することができる。

【００４９】なお、上述の実施の形態においては、評価
基準の画像を基準にして、この評価基準の生成に供した
二次元画像を判定する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、この評価基準の画像を基準にして、別途
手得した二次元画像を判定するようにしても良い。

【００５０】さらに上述の実施の形態においては、評価
基準の画像と二次元画像との差異を統計的に処理して光
ディスクの評価値として揺らぎ量Ｊを算出する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば画素毎に
異なる重み付けを行う等、種々の他の統計的な処理を広
く適用することができる。

【００５１】さらにまた上述の実施の形態においては、
評価装置において二次元画像を撮像すると共に、この二
次元画像を処理する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、別途装置により二次元画像を手得し、この
手得した二次元画像を例えばネットワーク、記録媒体等
を介して評価装置にダウンロードして処理しても良い。

【００５２】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、光ディス
クの反射面等にレーザービームを照射して得られる反射
光の強度パターンによる複数の二次元画像を平均化し
て、光ディスクを評価する評価基準の画像を生成するこ
とにより、光ディスクの反射面等の平坦度を適切に評価
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る光ディスク製造工程
の評価装置における中央処理ユニットの処理手順を示す
フローチャートである。

【図２】本発明の実施の形態に係る光ディスク製造工程
を示す工程図である。

【図３】図２の光ディスク製造工程の評価装置の詳細構
成を示すブロック図である。

【図４】二次元画像を示す図である。

【図５】評価基準の画像を示す図である。

【図６】差異の画像を示す図である。

【図７】反射面がより平坦な場合の差異の画像を示す図
である。

【符号の説明】

１……光ディスク製造工程、２……コンパクトディス
ク、２ａ……反射面、１０……射出成形装置、１１……
反射膜形成工程、１２……評価装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA47 BB02 BB03 CC03 FF42 FF51 FF65 FF67 GG06 GG12 HH04 HH12 JJ03 JJ08 JJ26 LL04 NN20 PP13 QQ03 QQ24 QQ25 QQ27 QQ34 QQ41 QQ42 2G051 AA71 AB20 BA10 CA03 CA04 CB01 EA08 EA12 EA14 EB01 EB02 EC02 EC03 ED07 5D121 AA05 HH11 HH14 HH18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の反射面にレーザービームを照射して
   得られる反射光ビームの強度パターンによる複数の二次
   元画像を平均化して、前記反射面を評価する評価基準の
   画像を生成する評価基準の画像の生成手段を有すること
   を特徴とする反射面評価装置。
2. 【請求項２】前記評価基準の画像と、前記二次元画像と
   の差異を示す差異画像を生成する差異画像生成手段を有
   することを特徴とする請求項１に記載の反射面評価装
   置。
3. 【請求項３】前記評価基準の画像と、前記二次元画像と
   の差異を統計的に処理して、前記反射面の評価値を算出
   する差異演算手段を有することを特徴とする請求項１に
   記載の反射面評価装置。
4. 【請求項４】前記評価基準の画像の生成手段は、 前記反射面にレーザービームを照射するレーザービーム
   照射手段と、 前記反射面上における前記レーザービームの照射位置を
   変更する照射位置変更手段と、 前記反射面からの反射光ビームを受光し、前記二次元画
   像を生成する画像検出手段と、 前記複数の二次元画像を平均化する画像平均化手段とを
   有することを特徴とする請求項１に記載の反射面評価装
   置。
5. 【請求項５】前記画像検出手段は、 前記反射面からの反射光ビームを平行光線に変換して受
   光することを特徴とする請求項４に記載の反射面評価装
   置。
6. 【請求項６】所定の反射面にレーザービームを照射して
   得られる反射光ビームの強度パターンによる複数の二次
   元画像を平均化して、前記反射面を評価する評価基準の
   画像を生成する評価基準の画像の生成ステップを有する
   ことを特徴とする反射面の評価方法。
7. 【請求項７】前記評価基準の画像と、前記二次元画像と
   の差異を示す差異画像を生成する差異画像生成ステップ
   を有することを特徴とする請求項６に記載の反射面の評
   価方法。
8. 【請求項８】前記評価基準の画像と、前記二次元画像と
   の差異を統計的に処理して、前記反射面の評価値を算出
   する差異演算ステップを有することを特徴とする請求項
   ６に記載の反射面の評価方法。
9. 【請求項９】前記評価基準の画像の生成ステップは、 前記反射面にレーザービームを照射するレーザービーム
   照射ステップと、 前記反射面上における前記レーザービームの照射位置を
   変更する照射位置変更ステップと、 前記反射面からの反射光ビームを受光して、前記二次元
   画像を生成する画像検出ステップと、 前記複数の二次元画像を平均化する画像平均化ステップ
   とを有することを特徴とする請求項６に記載の反射面の
   評価方法。
10. 【請求項１０】光ディスクを作成する光ディスクの作成
    方法において、 前記光ディスクの反射面にレーザービームを照射して得
    られる反射光ビームの強度パターンによる複数の二次元
    画像を平均化して、前記光ディスクを評価する評価基準
    の画像を生成し、 前記評価基準の画像を基準にして前記光ディスクの作成
    条件を修正することを特徴とする光ディスクの作成方
    法。