JPH01217201A - 情報記録媒体の形状検査装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、たとえば光ディスクのそり、面振れ、偏心
、または真円度などを検査する情報記録媒体の形状検査
装置に関する。

（従来の技術） 従来の形状検査装置においては、たとえば光ディスク（
情報記録媒体）、を一定の速度で回転させ、光学ヘッド
内の半導体レーザより出力されるレーザ光を対物レンズ
（集束手段）によって集束させて光ディスクに照射する
。そして、上記レーザ光か光デイスク上の記録トラック
（案内溝）を追従するようにトラッキング・サーボを行
った状態で、かつ上記レーザ光が光デイスク上で常時シ
ャストフォーカス（合焦点）となるようにフォーカッン
ンク・ザーホを行った状態で、上記対物レンズの動きを
レーザ測長器などの測定手段を用いてＡｌ１１定する。

このレーサ測長器は、レーザ光を照射することによって
ｊＩＩられる対物レンズからの反射光を受け、その移動
量をサブミクロン単位のデジタル値として読取るもので
ある。

ところか、この４１す長器による測定値は対物レンズの
周波数的可動範囲内のデータ（低周波成分）であり、光
ディスクにおける実際の変移量との間にはずれか生して
いる。すなわち、上記すれ分（対物レンズが反応し切れ
ない高周波成分）が、サーボ取残し量（この値はアナロ
グ値）として現われる。

そこで、光学ヘッドのサーボ取残し量（高周波成分）を
求め、この取残し量を上記レーサ測長器による測定値（
低周波成分）に加算することにより、広い周波数範囲の
測定データを用いた形状検査を行うようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 従来、光ディスクの形状を検査する場合、取残し量をそ
のまま測定値に加算するようにしていた。しかし、一般
的に取残し量は光ディスクにおける実際の変移量に対し
てリニアではなく、誤差を多く含んでいる。このため、
光ディスクにおける変移量の変化の高周波成分に対する
測定精度が悪いものとなっており、これが形状検査の精
度を低下させる原因となっていた。

この発明は、上記のような形状検査装置の検査粘度にか
かる問題を解決するものであり、情報記録媒体における
変移量を誤差の大きい高周波成分に至るまで高精度にて
測定でき、よって情報記録媒体の形状検査精度を向上す
ることが可能な情報記録媒体の形状検査装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） この発明の情報記録媒体の形状検査装置にあっては、情
報を記録するための案内溝を有する情報記録媒体に対し
て光を集束させる集束手段と、この集束手段を移動して
上記集束光を上記案内溝に追従させる追従手段と、上記
集束手段を移動して上記集束光の焦点を上記案内溝に対
応させる合焦点手段と、上記追従手段および合焦点手段
により制御される上記集束手段の移動量を測定する測定
手段と、形状検査を行う情報記録媒体の実際の変移量を
算出する所出手段と、上記集束手段が反応し切れなかっ
た分の上記情報記録媒体の変移量に対するずれ星を検出
する検出手段と、この検出手段によって検出されたずれ
量を、上記算出手段によって算出した情報記録媒体の実
際の変移量に応じて補正する補正手段と、この補正手段
より得られる補正値と上記測定手段による測定値との加
算データを用いて情報記録媒体の形状検査処理を行う処
理手段とから構成されている。

（作用） この発明は、集束手段が反応し切れなかった分の情報記
録媒体の変移量に対するずれ量を、測定手段による測定
値との加算前に、上記ずれ量と情報記録媒体の実際の変
移量とがリニアとなるような処理を施しておくことによ
り、情報記録媒体における変移量の変化を広い周波数範
囲にわたって高い精度で測定できるようにしたものであ
る。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図および第２図は情報記録媒体の形状検査装置を示
すものである。第２図において、１は光ディスク（情報
記録媒体）であり、この光ディスク１の表面には、たと
えばスパイラル（螺旋）状に案内溝としての記録トラッ
ク（図示しない）が形成されている。上記光ディスク１
はモータ２によって、たとえば一定の速度で回転駆動さ
れる。

このモータ２は、モータ制御回路１８によって制御され
ている。

上記光ディスク１には、光学ヘッド３によって光が照射
されるようになっている。この光学ヘッド３は、可動部
と固定部とから構成されている。

この光学ヘッド３の固定部は、送りモータ１７ａのＩｊ
■動部を構成する駆動コイル１３に固定されて＝　６− おり、この駆動コイル］３は送りモータ制御回路］７に
接続されている。

この送りモータ制御回路］７には、送りモータ位置検出
器２６か接続されており、この送りモータ位置検出器２
６か光学ヘッド３に設けられた光′ラスケール２５を検
出することによって、上記送りモータ］、　７　ａの位
置および速度か検出される。

しかして、駆動コイル１３か送りモータ制御回路］７に
よって励磁されることにより、送りモータ１、７　ａは
光ディスク１の半径方向に可動される。

すると、送りモータ１７ａの可動にともなって、光学ヘ
ット′３か光ディスク１の半径方向に移動されるように
なっている。

前記光学ヘット３には、対物レンズ（集束手段）６か図
示せぬワイヤサスペンンヨンなどによって保持されてお
り、この対物レンス６は、駆動コイル５によってフォー
カシング方向（レンズの光軸方向）に移動可能とされ、
駆動コイル４によってトラッキング方向（レンズ６の光
軸と直交する方向）に移動可能とされている。

レーザ制御回路１４によって駆動される半導体レーザ９
より発生されたレーザ光は、コリメータレンズ１］ａ１
ハーフプリズム１１ｂ１対物レンズ６を介して光デイス
ク１上に集束されて照射される。この光ディスク１から
の反射光は、対物レンズ６、ハーフプリズムｌｌｂを介
してハーフプリズムｌｌｃに導かれ、このハーフプリズ
ム１、　］、　ｃによって分光された一方は、集光レン
ズ］０を介して一対のトラッキング用ディテクタ８に結
像されて電気信号に変換される。また、前記ハーフプリ
ズムｌｌｃによって分光された他方は、集光レンズ１１
ｄ１ナイフエツジ１２を介して一対のフォーカス用ディ
テクタ７に結像され、ここで電気信号に変換される。

前記トラッキング用ディテクタ８の出力信号は、差動増
幅器ＯＰＩを介してトラッキング制御回路１６に供給さ
れる。このトラッキング制御回路１６より出力されるト
ラック差信号（光ディスク１の記録トラック上にレーザ
光が位置するかどうかを示す信号、たとえば差動信号）
は、上記送りモータ制御回路１７に供給されるとともに
、前記トラッキング方向の駆動コイル４に供給され、こ
れによりレーザ光か光デイスク１上の記録トラックを追
従するように対物レンズ６の位置が制御される。この場
合、上記トラッキング方向の駆動コイル４、トラッキン
グ用ディテクタ８、トラッキング制御回路］６および差
動増幅器ＯＰＩなどによって、追従手段としてのトラッ
キング・サーボ系か構成されている。

前記フォーカス用ディテクタ７からは、レーザ光のフォ
ーカス点に関する信号が出力され、この信号は差動増幅
器ＯＰ２を介してフォーカシング制御回路］５に供給さ
れる。このフォーカシング制御回路１５の出力信号は、
Ａ／Ｄ変換器２１に（兵給されるとともに、フォーカシ
ング方向の駆動コイル５に供給され、これによりレーザ
光か光デイスク１上で常時ジャストフォーカス（合焦点
）となるように対物レンズ６の位置か制御される。

この場合、フォーカシング方向の駆動コイル５、フォー
カス用ディテクタ７、フォーカシング制御回路１５およ
び差動増幅器ＯＰ２などによって、合焦点手段としての
フォーカシング・サーボ系が構成されている。

上記レーザ制御回路］４、フォーカシング制御回路１５
、トラッキング制御回路１６、送りモータ制御回路１７
、モータ制御回路１８なとは、パスライン２０を介して
ＣＰＵ２３によって制御されるようになっており、この
ＣＰＵ２３はメモリ（プログラムメモリ）２４に記憶さ
れたプログラムによって所定の動作を行うようになされ
ている。

なお、ＰＤは前記半導体レーザ９の発光量を検出するた
めに半導体レーザ９の近傍に設けられた受光素子、２１
．２２はそれぞれフォーカシング制御回路１５．１−ラ
ッキング制御回路１６．送りモータ制御回路１７とＣＵ
Ｐ２Ｂとの間で情報の授受を行うために用いられるＡ／
Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器てあり、１９はフォーカシング
・ザーボ、トラッキング・ザーボを行った状態でのトラ
ッキング用ディテクタ８の出力の和信号（記録トラック
上に形成されたピット（記録情報）の凹凸が反映されて
いる）を用いて、情報の再生などを行う映像回路である
。

一方、光ディスク］の１周内における面振れの測定を行
う場合、光ディスク１を一定の速度にて回転さぜ、かつ
フォーカシング・サーボ、およびトラッキング・サーボ
を行った状態において、前記フォーカス用ディテクタ７
の出力は差動増幅器ＯＰ２を介してリニア補正部（補正
手段）３２にｌｊ給される。

このリニア補正部３２は、たとえば上記フォーカス用デ
ィテクタ７より得られる出力をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力に対応されて
補正値が記憶された変換テーブルを成すＲＯＭ、および
これらを制御して上記ＲＯＭよりＡ／Ｄ変換器の出力に
対応する補正値を読出す制御回路（いずれも図示してい
ない）によって構成されている。この場合、上記ＲＯＭ
内には、たとえばサーボ系における各回路のゲイン特性
や周波数特性あるいは制御対象である対物レンズ６の制
御可能な速度なとに応じて、上記フー］］− オーカス用デイチクタフの出力と光ディスク１の面振れ
に対する実際の変移量とかリニアとなるように設定され
たデータがあらかじめ補正値として記憶されている。

すなわち、トラッキング・サーボおよびフォーカシング
・サーボを行った状態における前記フォーカス用デイチ
クタフの出力には、フォーカシング・サーボによる対物
レンズ６の動きが反応し切れないような光ディスク１の
面振れ（実際の変移量）に対するずれが反映されており
、このずれ分かフォーカス用ディテクタ７の出力に光学
ヘッド３のサーボ取残しＮ（この値はアナログ値）とし
て現われる。この取残し量は、一般に光ディスク］の面
振れに対してリニアではない。そこで、上記リニア補正
部３２において、光学ヘッド３からのサーボ取残し量に
、取残し量として現われる電流（フォーカス用デイチク
タフの出力）と光ディスク１における実際の変移量とが
リニアとなるような補正を施すようにしている。これに
より、上記取残し量を光ディスク１の面振れに対するす
二アな変移量として取扱うことが可能となるとともに、
対物レンズ６の周波数的可動範囲外（高周波成分）のΔ
１り定か高精度にて実現できるものである。

なお、上記リニア補正部３２は、Ａ／Ｄ変換器やＲＯＭ
などからなるデジタル回路に限らす、たとえばアナログ
演算器、あるいはソフト的に処理するＣＰＵなとで構成
するようにしても良い。

上１１とリニア補正部３２の出力（補正値）は加算部３
３に供給される。この加算部３３には、上記リニア補正
部３２からの補正値の他にレーザ測長器３１からの測定
値が供給されるようになっている。

上記レーザ測長器３１は、レーザ光を照射することによ
って得られる対物レンズ６からの反射光を受け、たとえ
ば対物レンズ６の光軸方向に対する移動量（対物レンズ
６の周波数的可動範囲内のデータ）をサブミクロン単位
のデジタル値として読取るものである。

しかして、上記加算部３３では、上記レーザ測長器３］
によって測定された測定値（低周波成分）とリニア補正
部３２からの補正値（高周波成分）とか加算され、その
加算結果がデータ処理部３４に供給される。

このデータ処理部３４では、上記加算部３３からの加算
データを用いることにより、たとえば光ディスク１の面
振れに対しての形状検査が行われる。

次に、上記のような構成における動作について説明する
。

たとえば今、光ディスク１の１周内における而振れのｍ
１１定を行う場合、ＣＰＵ２３の制御により、レーザ制
御回路１４、送りモータ制御回路１７、モータＦｉｉ！
Ｉ御回路１８などが制御される。すると、モータ制御回
路１８によりモータ２が駆動され、光ディスク１は一定
の速度にて回転される。また、レーザ制御回路１４によ
り半導体レーザ９が駆動され、これにより発生されるレ
ーザ光はコリメータレンズ１１ａ、ハーフプリズム１１
ｂ、対物レンズ６を介して光デイスク１上に照射される
。さらに、送りモータ制御回路１７が、前記ＣＰＵ２３
による制御および送りモータ位置検出器２６からの位置
信号によって制御され、これにより駆動コイル］３が励
磁されると、送りモータ１７ａのｌ’ｌＪ動にともなっ
て光学ヘッド３が光ディスク１の径方向に移動される。

このため、上記光学ヘット３からの光は対物レンズ６に
よって集束され、光ディスク］上の所定の記録トラック
に照射される。

そして、フォーカシング・サーボ、トラッキング・サー
ボかオンされることにより１．フォーカシング制御回路
１５、トラッキング制御回路］６か、フォーカス用ディ
テクタ７、トラッキング用ディテクタ８からの出力によ
りそれぞれ制御される。

すると、対物レンズ６は、フォーカシング制御回路］４
からの信号により駆動される駆動コイル５によってレー
ザ光か光デイスク１上で常時ジャストフォーカスとなる
ように、またトラッキング制御回路１６からの信号によ
り駆動される駆動コイル４によってレーザ光が光デイス
ク１上の記録ｌ・ラックを追従するように、その位置か
制御される。

この状態において、対物レンズ６の光軸方向に対する移
動量かレーザ測長器３］によって測定される。この測長
器３１による測定値、つまり対物レンズ６の周波数的可
動範囲内のデータは、加算部３３に供給される。

一方、この加算部３３には、リニア補正部３２よって補
正の施された対物レンズ６の周波数的可動範囲外に対す
るデータか供給されるようになっている。すなわち、光
学ヘッド３のサーボ取残し量を、取残し量としてフォー
カス用デイチクタフに現われる電流値と実際の光ディス
ク１に対する而振れとに応じて補正した補正値が供給さ
れる。

この場合、実施例では、対物レンズ６の動きが反応し切
れないような光ディスク１の面振れに対応したフォーカ
ス用ディテクタ７からの出力はデジタル信号に変換され
、得られたデジタル信号に対応する補正値が変換テーブ
ルより読出されるようになっている。

そして、このリニア補正部３２において補正が施された
取残し量に対する補正値、つまりレーザ４１す長器３］
により取残した実際の変移量は加算部３３に供給され、
ここでレーザ測長器３１からのΔ１り定値と加算される
。これにより、第３図に示す如く、光ディスク］の１周
内における面振れの変化か、高周波成分に至るまで広帯
域にわたって高粘度で検出できる。

この加算部３３における加算結果、つまり光ディスク］
の面振れに対する測定データはデータ処理部３４に供給
される。このデータ処理部３４ては、上記加算部３３か
らの加算データを用いたフＩＪ工変換による周波数分析
、加速度成分の解析なとにより、光ディスク１の面振れ
に対する形状検査処理が行われる。

上記したように、トラッキング・サーボおよびフォーカ
シング・サーボを行った状態において、ス・１物レンズ
か反応し切れなかった分の光ディスクの而振れに対する
ずれ量を、レーザ測長器によって測定されたレンズの移
動量と加算する前に、上記すれ量と光ディスクの実際の
変移量とがリニアとなるような処理を施しておくことに
より、光デー　］７− ィスクにおける面振れの変化を広い周波数範囲にわたっ
て高い精度で測定できるようにしている。

すなわち、レーザ測長器によって測定されるレンズの移
動量と実際の光ディスクにおける而振れとのずれ分（取
残し量）をリニアな変移量として扱えるように補正し、
この補正が施された取残し量に対する補正値とレーザ測
長器による測定値とを加算するようにしている。これに
より、光ディスクの面振れの変化を、対物レンズの周波
数的可動範囲外である高周波成分に至るまで広い帯域に
わたって高精度にて測定可能となる。したがって、光デ
ィスクの形状検査精度を向上できるものである。

なお、上記実施例においては、情報記録媒体としてスパ
イラル状に記録トラックが形成された光ディスクを例に
説明したか、これに限らす、たとえば同心円状に記録ト
ラックが形成された光ディスクにも適用できる。

また、光ディスクの面振れについて説明したが、たとえ
ば上記加算データを用いることによって光ディスクのそ
りに対する検査も同様に実施可能である。

さらに、対物レンズの水平方向（光軸と直交するトラッ
キング方向）に対する移動量をレーザ＃１ｌｌｌ長器を
用いて１ｌｌｌｌ定し、その際の光学ヘッドにおけるサ
ーホ取残し間をリニアに補正するようにすれば、光ディ
スクの偏心、真円度などの検査にも適用できる。

また、形状検査のために設けたデータ処理部を、装置全
体を制御するＣＰＵ２３により兼用させて構成するよう
にしても良い。

さらに、Ａｌ１１定手段と補正手段とを、たとえば対物
レンズ６がどの程度どちらの方向に位置しているかをリ
ニアに検知できる位置検知センサにより構成するように
しても良い。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上、詳述したようにこの発明によれば、情報記録媒体
における変移量を誤差の大きい高周波−１９〜 成分に至るまで高精度にて測定でき、よって情報記録媒
体の形状検査精度を向」ニすることが可能な情報記録媒
体の形状検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すものであり、第１図お
よび第２図は情報記録媒体の形状検査装置の構成を概略
的に示すもので、第１図は発明の概要を示す構成図、第
２図は装置全体を示す構成図、第３図は動作を説明する
ために示す図である。 ］・・・光ディスク（情報記録媒体）、３・・光学ヘッ
ド、４，５・・・駆動コイル、６・・・対物レンズ（集
束手段）、７・・・フォーカス用ディテクタ、８・・・
トラッキング用ディテクタ、１５・・・フォーカンング
制御回路、１６・・・トラッキング制御回路、２３・・
ＣＰＵ、３１・・・レーザ測長器（１ｌｌｌｌ定手段）
、３２・・リニア補正部（補正手段）、３３・・・加算
部、３４・データ処理部（処理手段）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 情報を記録するための案内溝を有する情報記録媒体に対
   して光を集束させる集束手段と、この集束手段を移動し
   て上記集束光を上記案内溝に追従させる追従手段と、 上記集束手段を移動して上記集束光の焦点を上記案内溝
   に対応させる合焦点手段と、 上記追従手段および合焦点手段により制御される上記集
   束手段の移動量を測定する測定手段と、形状検査を行う
   情報記録媒体の実際の変移量を算出する算出手段と、 上記集束手段が反応し切れなかった分の上記情報記録媒
   体の変移量に対するずれ量を検出する検出手段と、 この検出手段によって検出されたずれ量を、上記算出手
   段によって算出した情報記録媒体の実際の変移量に応じ
   て補正する補正手段と、 この補正手段より得られる補正値と上記測定手段による
   測定値との加算データを用いて情報記録媒体の形状検査
   処理を行う処理手段と を具備したことを特徴とする情報記録媒体の形状検査装
   置。